JP5846163B2 - 電気加熱式触媒の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気加熱式触媒の制御装置に関する。

内燃機関の排気浄化装置として、電気加熱式触媒（ＥＨＣ：Electrical Heating Catalyzer）が知られている。電気加熱式触媒は、たとえば、電極と電気的に接続された触媒担体と、触媒担体を収容するケースと、触媒担体とケースの間に介装される絶縁性のマット部材と、を備えたものが知られている。

上記した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絶縁抵抗が低下すると、触媒担体に通電された際に電気がケースへ流れる可能性がある。よって、電気加熱式触媒の絶縁抵抗が低下した場合は、該電気加熱式触媒に対する通電を禁止する必要がある。

触媒担体とケースとの間の絶縁抵抗は、電気加熱式触媒が故障した場合に加え、触媒担体とケースとの間に凝縮水が存在する場合や、マット部材にカーボンが付着又は堆積した場合にも低下する。

そこで、触媒担体とケースとの間の絶縁抵抗が低下した場合に、先ず電気加熱式触媒を昇温させて凝縮水やカーボンを除去する処理を実施し、当該処理実行後の絶縁抵抗が低ければ電気加熱式触媒が故障していると判定して通電を禁止する技術が提案されている（たとえば、特許文献１を参照）。

特開２０１２−０７２６６５号公報 特開２０１０−２２３１５９号公報 特開平０９−０２１３０９号公報

ところで、電気加熱式触媒から凝縮水やカーボンを除去する場合は、電気加熱式触媒への通電や排気温度の昇温が必要となり、内燃機関の燃料消費量が増加する。特に、カーボンを除去する場合は、凝縮水を除去する場合に比して、電気加熱式触媒の温度を大幅に高める必要があり、内燃機関の燃料消費量が増加する可能性がある。

前述した従来の技術では、絶縁抵抗の低下が生じた際に、その要因を特定していない。そのため、故障によって絶縁抵抗の低下が生じた際にも、電気加熱式触媒を昇温させる必要がある。よって、内燃機関の燃料消費量が不要に増加する可能性がある。

本発明は、上記したような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気加熱式触媒を昇温させることなく、電気加熱式触媒の故障を検出することができる技術の提供にある。

本発明は、上記した課題を解決するために、絶縁抵抗の変化の履歴に基づいて電気加熱式触媒が故障しているか否かを判別するようにした。

詳細には、本発明に係わ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、該触媒担体を収容するケース、及び触媒担体とケースの間に介在する絶縁部材を具備し、内燃機関の排気通路に配置される電気加熱式触媒と、
前記触媒担体と前記ケースとの間の絶縁抵抗を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された絶縁抵抗の変化の履歴に基づいて前記電気加熱式触媒の故障を判定する判定手段と、
を備えるようにした。

内燃機関の運転中における絶縁抵抗の推移は、触媒担体とケースの間に存在する凝縮水又はカーボンの影響によって絶縁抵抗が低下している場合と、電気加熱式触媒の故障によって絶縁抵抗が低下している場合とで異なる。たとえば、触媒担体とケースの間に存在する凝縮水又はカーボンの影響によって絶縁抵抗が低下する場合は、内燃機関の始動から電気加熱式触媒の温度がある程度高くなるまでの期間において絶縁抵抗が減少する。これに対し、電気加熱式触媒の故障によって絶縁抵抗が低下している場合は、内燃機関の運転状態や電気加熱式触媒の温度等にかかわらず、絶縁抵抗が略一定となる。

上記したような特性を鑑みると、測定手段により測定された絶縁抵抗の変化の履歴に基づいて電気加熱式触媒が故障しているか否かを判別することが可能になる。このような方法によれば、電気加熱式触媒を昇温させることなく、電気加熱式触媒の故障を判定することができる。その結果、電気加熱式触媒の昇温に伴う燃料消費量の増加を招くことなく、電気加熱式触媒の故障を検出することができる。

ここで、イグニションスイッチがオンにされてから内燃機関の始動を経てイグニッションスイッチがオフにされるまでの期間において測定手段が連続的に測定した絶縁抵抗の変化の履歴に基づいて、電気加熱式触媒の故障判定が行われてもよい。しかしながら、絶縁抵抗を測定する場合は、電気加熱式触媒の通電（触媒担体を発熱させる場合より低い電圧を印加）が必要になるため、イグニッションスイッチがオンにされてから内燃機関の始動を経てイグニッションスイッチがオフにされるまでの期間において測定手段が連続的に絶縁抵抗を測定すると、電力消費量の増加に伴う燃料消費量の増加を招く可能性がある。

そこで、判定手段は、所定期間において測定手段によって測定された絶縁抵抗の変化幅が一定値以下であれば、電気加熱式触媒が故障していると判定してもよい。ここでいう「所定期間」は、電気加熱式触媒が故障していなければ、凝縮水又はカーボンの影響による絶縁抵抗の変化が発現する期間を少なくとも含む期間である。たとえば、所定期間は、イグニッションスイッチがオンにされてから電気加熱式触媒の暖機が完了するまでの期間を含む期間である。

内燃機関が始動されてから電気加熱式触媒の暖機が完了するまでの期間においては、電気加熱式触媒より上流の排気通路等に存在する凝縮水が排気とともに電気加熱式触媒へ流入するため、絶縁抵抗が減少傾向を示す。また、内燃機関が始動されてから電気加熱式触媒の暖機が完了するまでの期間は、排気中に含まれる未燃燃料成分の量が多くなるため、絶縁部材に付着又は堆積するカーボンの量も多くなる。その結果、絶縁抵抗が減少傾向を示す。よって、内燃機関が始動されてから電気加熱式触媒の暖機が完了するまでの期間を含むように所定期間が設定されれば、絶縁抵抗の測定に伴う燃料消費量の増加を少なく抑えつつ、電気加熱式触媒の故障判定を行うことができる。

また、測定手段は、前記所定期間において断続的に絶縁抵抗を測定してもよい。その場合、判定手段は、測定手段によって測定された複数の絶縁抵抗の差が一定値以下であれば、電気加熱式触媒が故障していると判定してもよい。このような構成によれば、絶縁抵抗
の測定に伴う燃料消費量の増加を一層少なく抑えつつ、電気加熱式触媒の故障を判定することができる。

次に、電気加熱式触媒が故障していない場合において、触媒担体とケースの間の絶縁部材に凝縮水やカーボンが付着すると、絶縁抵抗が小さくなる。そのような場合は、凝縮水やカーボンを除去する必要がある。これに対し、凝縮水及びカーボンが除去される温度域まで電気加熱式触媒を昇温させる方法が考えられる。ところで、凝縮水が除去（気化）される温度域はカーボンが除去（酸化）される温度域より低い。そのため、凝縮水の影響によって絶縁抵抗が小さくなっている場合に、カーボンも除去され得る温度域まで電気加熱式触媒を昇温させると、昇温に伴う燃料消費量が不要に多くなる。

これに対し、本発明の電気加熱式触媒の制御装置は、絶縁抵抗の低下要因に応じた温度域まで電気加熱式触媒を昇温させる回復手段を更に備えるようにした。たとえば、回復手段は、測定手段により測定された絶縁抵抗が内燃機関の始動後に減少し、その後に適正値まで増加した場合は、電気加熱式触媒から凝縮水を除去する第１処理を実行してもよい。また、回復手段は、測定手段により測定された絶縁抵抗が内燃機関の始動後に減少し、その後に適正値まで増加しない場合は、電気加熱式触媒からカーボンを除去する第２処理を実行してもよい。

内燃機関の運転停止中において排気通路の雰囲気が低温になると、排気通路内に存在する水分が結露して凝縮水を発生させる。電気加熱式触媒より上流の排気通路に凝縮水が発生した場合は、該凝縮水が内燃機関の始動後に排気の圧力を受けて排気通路の下流側へ流れ、電気加熱式触媒のケース内へ流入する。ケース内へ流入した凝縮水が絶縁部材の端面に付着し、又は絶縁部材に浸透すると、触媒担体とケースとの間の絶縁抵抗が減少する。電気加熱式触媒のケース内へ浸入した凝縮水は、排気温度の上昇並びに電気加熱式触媒の温度上昇に伴って気化する。凝縮水の気化によって生成されたガスは、排気とともにケースから排出される。その結果、電気加熱式触媒の温度上昇に伴って絶縁抵抗が増加する。ケース内の凝縮水の大部分が除去されると、絶縁抵抗が適正値に戻る。

また、内燃機関の始動後において、点火時期の遅角等のように排気中に含まれる未燃燃料成分の増加を伴う触媒暖機処理が実行されると、排気中に含まれるカーボンが多くなる。さらに、触媒暖機処理の終了後においても燃料噴射量の増量等を伴う内燃機関の暖機運転が継続されていると、排気中に含まれるカーボンが多くなる。排気中に含まれるカーボンは、絶縁部材の上流側端面に付着又は堆積する。カーボンが絶縁部材の上流側端面に付着又は堆積すると、触媒担体とケースとの間の絶縁抵抗が低下する。内燃機関の暖機完了後においては、絶縁部材の上流側端面等に付着又は堆積したカーボンの一部が酸化及び除去される可能性があるが、大部分のカーボンは残留する。その結果、絶縁抵抗が適正値まで増加し難くなる。

上記の現象を鑑みると、測定手段により測定された絶縁抵抗が内燃機関の始動後に減少し、その後に適正値まで増加した場合は、凝縮水の影響によって絶縁抵抗が低下していると推定することができる。その結果、測定手段により測定された絶縁抵抗が内燃機関の始動後に減少し、その後に適正値まで増加した場合に、第１処理が実行されると、凝縮水の影響による絶縁抵抗の低下を解消することができる。

また、測定手段により測定された絶縁抵抗が内燃機関の始動後に低下し、その後に適正値まで増加しない場合は、カーボンの影響によって絶縁抵抗が低下していると推定することができる。その結果、測定手段により測定された絶縁抵抗が内燃機関の始動後に減少し、その後に適正値まで増加しない場合に、第２処理が実行されると、カーボンの影響による絶縁抵抗の低下を解消することができる。

ここで、イグニッションスイッチがオンにされてから電気加熱式触媒内の凝縮水の大部分が除去されると推定される時期までの期間において、測定手段が連続して絶縁抵抗を測定すると、絶縁抵抗の測定に伴う燃料消費量の増加を招く可能性がある。そこで、測定手段が前記期間において断続的に絶縁抵抗を測定し、回復手段が測定手段により測定された複数の絶縁抵抗を比較して第１処理又は第２処理を実行するようにしてもよい。

具体的には、測定手段は、イグニッションスイッチがオンにされたタイミングである第１タイミングと、内燃機関が始動された後の触媒暖機処理が終了したタイミングである第２タイミングと、電気加熱式触媒の暖機が完了したタイミングである第３タイミングと、内燃機関の暖機が完了したタイミングである第４タイミングと、内燃機関の暖機が完了してから所定時間が経過したタイミングである第５タイミングと、において絶縁抵抗を測定するようにしてもよい。ここでいう「所定時間」は、電気加熱式触媒に存在する凝縮水が除去されるまでに要する時間である。なお、第５タイミングは、第１タイミング乃至第３タイミングの何れかのタイミングを起点として決定されてもよい。すなわち、第５タイミングは、第１タイミング乃至第３タイミングの何れかのタイミングから電気加熱式触媒内の凝縮水が除去され得る時間が経過したタイミングとされてもよい。

上記の測定方法が用いられる場合は、回復手段は、第２タイミングの絶縁抵抗が第１タイミングの絶縁抵抗より小さく、且つ第４タイミング又は第５タイミングの絶縁抵抗が第３タイミングの絶縁抵抗より大きく、且つ第５タイミングの絶縁抵抗と第１タイミングの絶縁抵抗との差が所定値未満であれば、第１処理を実行してもよい。ここでいう「所定値」は、第１タイミングと第５タイミングの測定環境（たとえば、温度環境）の差に起因した測定値の誤差にマージンを加算した値である。また、回復手段は、第２タイミングの絶縁抵抗が第１タイミングの絶縁抵抗より小さく、且つ第３タイミングの絶縁抵抗が第２タイミングの絶縁抵抗より小さく、且つ第５タイミングの絶縁抵抗が第１タイミングの絶縁抵抗より小さければ（好ましくは、第５タイミングの絶縁抵抗が第１タイミングの絶縁抵抗に比して所定値以上小さければ）、第２処理を実行してもよい。

このような構成によれば、絶縁抵抗の測定に伴う燃料消費量の増加を少なく抑えつつ、絶縁抵抗の低下要因に適した処理を実行することができる。その結果、凝縮水又はカーボンの除去に伴う燃料消費量の増加を最小限に抑えることも可能になる。

なお、第３タイミング、第４タイミング、又は第５タイミングの絶縁抵抗が測定される前に内燃機関の運転が停止される、所謂ショートトリップ運転がなされる場合がある。ショートトリップ運転が繰り返し行われると、凝縮水の影響による絶縁抵抗の低下とカーボンの影響による絶縁抵抗の低下を区別することができないうえ、第１処理や第２処理を行うこともできなくなる可能性がある。

そこで、本発明の電気加熱式触媒の制御装置は、第３タイミング乃至第５タイミングの何れかの絶縁抵抗が測定される前に内燃機関が停止された回数を計数する計数手段を更に備えるようにしてもよい。その場合、回復手段は、計数手段により計数された回数が一定回数以上であり、且つ第１タイミングの絶縁抵抗が第１閾値より小さければ、第２処理を実行してもよい。また、回復手段は、計数手段により計数された回数が一定回数以上であり、且つ第１タイミングの絶縁抵抗が第１閾値より大きな第２閾値より小さければ、第１処理を実行してもよい。

ここでいう第１閾値は、触媒担体とケースの間にカーボンが溜まっておらず、且つ凝縮水が溜まっている場合に、第１タイミングの絶縁抵抗が取り得る最小値に相当する。また、第２閾値は、触媒担体とケースの間にカーボンが溜まっておらず、且つ凝縮水が溜まっ
ている場合に、第１タイミングの絶縁抵抗が取り得る最大値にマージンを加算した値に相当する。

このような構成によれば、第３タイミング乃至第５タイミングの何れかの絶縁抵抗が測定される前に内燃機関が停止される運転（ショートトリップ運転）が繰り返された場合であっても、絶縁抵抗の低下要因に応じた処理を行うことができる。

本発明によれば、電気加熱式触媒の絶縁抵抗が低下した場合に、電気加熱式触媒を昇温させることなく、電気加熱式触媒の故障を検出することができる。

本発明を適用する内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。 ＥＨＣの概略構成を示す図である。 イグニッションスイッチがオンにされてからオフにされるまでの期間における絶縁抵抗の経時変化を示す図である。 絶縁抵抗を測定する際にＥＣＵが実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。 絶縁抵抗の低下要因を特定する際にＥＣＵが実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。 ＥＨＣから凝縮水又はカーボンを除去する際にＥＣＵが実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。 ショートトリップ運転が繰り返された場合において絶縁抵抗の低下要因を特定する際にＥＣＵが実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施例１＞
先ず、本発明に係わる電気加熱式触媒の制御装置の第１の実施例について図１乃至図６に基づいて説明する。

図１は、本発明を適用する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、駆動源として車両に搭載される。なお、車両の駆動源は、内燃機関１のみに限られず、電動機と内燃機関１を併用するものであってもよい。

内燃機関１は、圧縮着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）又は火花点火式内燃機関（ガソリンエンジン）である。内燃機関１には、吸気管２と排気管３が接続されている。

吸気管２の途中には、エアフローメータ４と吸気絞り弁５が配置されている。エアフローメータ４は、吸気管２内を流れる新気（空気）の量に相関した電気信号を出力するセンサである。吸気絞り弁５は、吸気管２内の通路断面積を変更することにより、内燃機関１の吸入空気量を変更する弁機構である。

排気管３の途中には、電気加熱式の排気浄化装置（ＥＨＣ）６が配置されている。ＥＨＣ６は、バッテリ７からの電力が印加されたときに、発熱する発熱体を含む排気浄化装置である。このＥＨＣ６の詳細な構成については後述する。

ＥＨＣ６より上流の排気管３には、空燃比センサ１１及び上流側温度センサ１２が設けられている。ＥＨＣ６より下流の排気管３には、酸素濃度センサ（Ｏ_２センサ）１３及び下流側温度センサ１４が設けられている。空燃比センサ１１は、排気管３内を流れる排気の空燃比に相関する電気信号を出力するセンサである。上流側温度センサ１２及び下流側温度センサ１４は、排気管３内を流れる排気の温度に相関する電気信号を出力するセンサである。酸素濃度センサ１３は、排気管３内を流れる排気の酸素濃度に相関する電気信号を出力するセンサである。ＥＨＣ６には、ＥＨＣ６の絶縁抵抗を検出するための絶縁抵抗検出器１５が取り付けられている。

内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０が併設されている。ＥＣＵ１０は、上記したエアフローメータ４、空燃比センサ１１、上流側温度センサ１２、酸素濃度センサ１３、下流側温度センサ１４、及び絶縁抵抗検出器１５等の各種センサに加え、イグニッションスイッチ１６と電気的に接続されている。さらに、ＥＣＵ１０は、吸気絞り弁５、ＥＨＣ６、燃料噴射弁（図示せず）などの各種機器と電気的に接続されている。ＥＨＣ６は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、上記した各種機器を制御する。

次に、本実施例にかかるＥＨＣ６の構成について図２に基づいて説明する。図２は、ＥＨＣ６の概略構成を示す横断面図である。ＥＨＣ６は、触媒担体６１、ケース６２、及びマット部材６３を備えている。これら触媒担体６１、ケース６２、及びマット部材６３は、同軸に配置されている。

触媒担体６１は、円柱状に成形されたハニカム構造体であり、該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６１には、酸化触媒、三元触媒、吸蔵還元型ＮＯ_Ｘ触媒、又は選択還元型ＮＯ_Ｘ触媒などの触媒が担持されている。また、触媒担体６１の外周面には、一対の電極６１ａ、６１ｂが設けられている。それら電極６１ａ、６１ｂは、触媒担体６１の外周面において相互に対向する位置に配置されている。

ケース６２は、触媒担体６１を収容する金属製（たとえば、ステンレス鋼材）の筐体であり、触媒担体６１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。なお、ケース６２の上流側端部と下流側端部は、触媒担体６１から離間するほど径小になるテーパ状に成形されている。

マット部材６３は、触媒担体６１の外周面とケース６２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６３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６２と触媒担体６１（電極６１ａ、６１ｂ）の短絡を抑制しつつ触媒担体６１を支持（保持）する。なお、マット部材６３は、本発明に係わる絶縁部材の一実施態様である。絶縁部材は、マット部材６３に限られず、電気伝導率が低く、且つ緩衝材としての機能を有するものであればよい。

マット部材６３において、電極６１ａ、６１ｂに臨む部位には、電極６１ａ、６１ｂからケース６２へ至る貫通孔６３ａ、６３ｂが形成されている。これら貫通孔６３ａ、６３ｂには、電極６１ａ、６１ｂへ電力を供給するための電極端子６４ａ、６４ｂが収容されている。電極６１ａ、６１ｂの基端は、電極６１ａ、６１ｂに接続されている。電極６１ａ、６１ｂの終端は、ケース６２を貫通して該ケース６２の外部へ突出している。

なお、電極端子６４ａ、６４ｂがケース６２を貫通する部分において、電極端子６４ａ、６４ｂとケース６２との間には、支持部材６５が介在している。支持部材６５は、電気伝導率が低い絶縁体により形成され、電極端子６４ａ、６４ｂとケース６２とが短絡しな
いようになっている。さらに、支持部材６５と電極端子６４ａ、６４ｂは気密に接合されるとともに、支持部材６５とケース６２も気密に接合されている。

このように構成されたＥＨＣ６において、電極６１ａ、６１ｂ間にバッテリ７から電圧が印加されると、触媒担体６１が抵抗体となって発熱する。その結果、触媒の温度（床温）が上昇することになる。たとえば、内燃機関１が冷間始動された場合に、電極６１ａ、６１ｂへバッテリ電圧が印加されると、触媒担体６１に担持された触媒を早期に活性させることが可能となる。また、内燃機関１が減速フューエルカット運転状態にあるときに電極６１ａ、６１ｂへバッテリ電圧が印加されると、触媒担体６１に担持された触媒の温度低下を抑制することもできる。

ところで、ＥＨＣ６において触媒担体６１（又は電極６１ａ、６１ｂ）とケース６２との間の絶縁抵抗が低下した場合は、ＥＨＣ６の通電時に触媒担体６１又は電極６１ａ、６１ｂからケース６２へ漏電する虞がある。そのため、絶縁抵抗検出器１５により触媒担体６１とケース６２との間の絶縁抵抗を測定し、その測定値が規制値（たとえば、１ＭΩ）を下回る場合はＥＨＣ６の通電を禁止する必要がある。

ただし、ＥＨＣ６が故障した場合のように回復不能な要因によって前記絶縁抵抗が低下する場合もあるが、マット部材６３や貫通孔６３ａ、６３ｂに凝縮水が存在する場合やマット部材６３や貫通孔６３ａ、６３ｂにカーボンが付着又は堆積した場合のように回復可能な要因によって前記絶縁抵抗が低下する場合もあり得る。たとえば、凝縮水やカーボンに起因して前記絶縁抵抗が低下した場合は、ＥＨＣ６の温度を凝縮水及びカーボンが除去される温度域まで昇温させることにより、前記絶縁抵抗を回復させることができる。よって、前記絶縁抵抗が低下した場合に、ＥＨＣ６の温度を凝縮水及びカーボンが除去される温度域まで昇温させ、その後の絶縁抵抗が適正値に回復しなければ、ＥＨＣ６が故障していると判定することができる。

ところで、上記した方法によると、ＥＨＣ６の故障判定を行う場合に、凝縮水及びカーボンが除去される温度域までＥＨＣ６を昇温させる必要があり、燃料消費量の不要な増加を招く可能性がある。

そこで、本実施例においては、前記絶縁抵抗が低下した場合に、前記絶縁抵抗の変化の履歴に基づいてＥＨＣ６の故障を判定するようにした。以下では、本実施例におけるＥＨＣ６の故障判定方法について述べる。

イグニッションスイッチ１６がオンにされてから内燃機関１の始動を経てイグニッションスイッチ１６がオフにされるまでの期間における絶縁抵抗の推移（変化の履歴）は、触媒担体６１とケース６２の間に凝縮水が存在する場合と、触媒担体６１とケース６２の間にカーボンが存在する場合と、ＥＨＣ６が故障している場合とで異なる。よって、前記期間に測定された絶縁抵抗の変化の履歴に基づいて、絶縁抵抗の低下要因がＥＨＣ６の故障にあるか否かを判別することができる。

内燃機関１の運転停止中において排気管３内の雰囲気が低温になると、排気管３内に存在する水分が結露して凝縮水を発生させる。凝縮水は、内燃機関１の始動後に排気の圧力を受けて排気管３内を下流側へ流れ、ＥＨＣ６のケース６２内へ流入する。ケース６２内へ流入した凝縮水がマット部材６３の端面に付着し、若しくはマット部材６３に浸透すると、触媒担体６１とケース６２との間の絶縁抵抗が低下する。ケース６２内へ浸入した凝縮水は、排気温度の上昇並びに触媒担体６１の温度上昇に伴って気化する。凝縮水の気化によって生成されたガスは、排気とともにケースから排出される。

上記の現象を鑑みると、凝縮水の影響により絶縁抵抗が低下する場合は、図３中の実線で示すように、内燃機関１が始動される前のイグニッションスイッチがオンにされたとき（第１タイミングＴ１）は、絶縁抵抗が比較的大きくなる。続いて、内燃機関１の始動後において触媒暖機処理が完了（第２タイミングＴ２）までは、凝縮水がＥＨＣ６のケース６２へ浸入することにより、絶縁抵抗が経時的に小さくなる。その後は、ＥＨＣ６の暖機完了、言い換えるとＥＨＣ６の活性（第３タイミングＴ３）、及び内燃機関１の暖機完了（第４タイミングＴ４）を経て、絶縁抵抗が経時的に増加する。そして、ＥＨＣ６内の凝縮水が除去されたとき（第５タイミングＴ５）に、絶縁抵抗が第１タイミングＴ１の絶縁抵抗と略同等になる。要するに、凝縮水の影響によって絶縁抵抗が低下する場合は、絶縁抵抗は、内燃機関の始動後に一旦減少し、その後に適正値まで増加する。

次に、内燃機関１が冷間始動された場合は温間始動された場合に比べ、排気中に含まれるカーボンが多くなる。また、内燃機関１が冷間始動された後に、点火時期の遅角等のように排気中に含まれる未燃燃料成分の増加を伴う触媒暖機処理が実行されると、排気中に含まれるカーボンが多くなる。さらに、触媒暖機処理の終了後においても燃料噴射量の増量等を伴う内燃機関１の暖機運転が継続されていると、排気中に含まれるカーボンが多くなる。排気中に含まれるカーボンは、マット部材６３の上流側端面等に付着又は堆積する。カーボンがマット部材６３の上流側端面等に付着又は堆積すると、触媒担体６１とケース６２との間の絶縁抵抗が低下する。内燃機関１の暖機完了後においては、マット部材６３の上流側端面等に付着又は堆積したカーボンの一部が酸化及び除去され得るが、大部分のカーボンは残留する。

上記の現象を鑑みると、カーボンの影響により絶縁抵抗が低下する場合は、図３中の一点鎖線で示すように、内燃機関１が始動される前のイグニッションスイッチ１６がオンにされたとき（第１タイミングＴ１）から内燃機関１の暖機が完了（第４タイミングＴ４）するまでの期間は、排気中のカーボンがマット部材６３の上流側端面に付着及び堆積するため、絶縁抵抗が経時的に低下する。内燃機関１の暖機完了後（第４タイミング以降）は、マット部材６３に付着しているカーボンの一部が酸化及び除去される可能性はあるものの、大部分のカーボンが残留する。要するに、カーボンの影響によって絶縁抵抗が低下する場合は、絶縁抵抗は、内燃機関１の始動後に低下し、その後に適正値まで増加しない。

また、断線等に起因したＥＨＣ６の故障によって前記絶縁抵抗が低下している場合は、図３中の二点鎖線で示すように、イグニッションスイッチ１６がオンにされてから内燃機関１の始動を経てイグニッションスイッチ１６がオフにされるまでの期間において、絶縁抵抗が略一定となる。

上記したような絶縁抵抗の推移を鑑みると、第１タイミングＴ１から第５タイミングＴ５までの期間における絶縁抵抗の変化の履歴に基づいてＥＨＣ６の故障を判定することができる。たとえば、第１タイミングＴ１から第５タイミングＴ５までの期間において、絶縁抵抗の変化幅が一定値以下であれば、ＥＨＣ６が故障していると判定することができる。よって、凝縮水やカーボンが除去される温度域までＥＨＣ６を昇温させることなく、ＥＨＣ６の故障を判定することができる。その結果、ＥＨＣ６の昇温に伴う燃料消費量の増加を抑えつつ、ＥＨＣ６の故障を判定することができる。

なお、絶縁抵抗検出器１５が絶縁抵抗を測定する場合は、ＥＨＣ６の通電（触媒担体６１を発熱させる場合より低い電圧を印加）が必要になる。そのため、第１タイミングＴ１から第５タイミングＴ５までの期間において、絶縁抵抗検出器１５が連続的に絶縁抵抗を測定すると、電力消費量の増加に起因した燃料消費量の増加を招く可能性がある。

そこで、本実施例においては、第１タイミングＴ１から第５タイミングＴ５までの期間
より短い所定期間において絶縁抵抗検出器１５が絶縁抵抗を測定するようにしてもよい。ここでいう「所定期間」は、ＥＨＣ６が故障していなければ、凝縮水又はカーボンの影響による絶縁抵抗の変化が発現する期間であり、たとえば、第１タイミングＴ１から第３タイミングＴ３までの期間である。その場合、絶縁抵抗検出器１５による絶縁抵抗の測定に起因した燃料消費量の増加を少なく抑えることができる。

また、本実施例においては、第１タイミングＴ１から第５タイミングＴ５までの期間において、絶縁抵抗検出器１５が断続的に絶縁抵抗を測定するようにしてもよい。たとえば、絶縁抵抗検出器１５は、第１タイミングＴ１乃至第３タイミングＴ３の３つのタイミングで絶縁抵抗を測定してもよい。また、絶縁抵抗検出器１５は、第１タイミングＴ１、第４タイミングＴ４、及び第５タイミングＴ５の３つのタイミングで絶縁抵抗を測定してもよい。このように絶縁抵抗検出器１５が断続的に絶縁抵抗を測定する場合は、ＥＣＵ１０は、絶縁抵抗検出器１５によって測定された複数の絶縁抵抗の差が一定値以下であれば、ＥＨＣ６が故障していると判定すればよい。このような方法によれば、絶縁抵抗の測定に起因した燃料消費量の増加を一層少なく抑えつつ、ＥＨＣ６の故障を判定することができる。

次に、絶縁抵抗が低下した場合に、ＥＨＣ６が故障していなければ、凝縮水又はカーボンの影響により絶縁抵抗が低下していると考えることができる。そこで、絶縁抵抗が低下した場合に、ＥＨＣ６が故障していなければ、ＥＣＵ１０は、凝縮水及びカーボンが除去される温度域までＥＨＣ６を昇温させてもよい。ただし、カーボンが除去（酸化）される温度域は、凝縮水が除去（気化）する温度域よりも高い。そのため、凝縮水の影響によって絶縁抵抗が低下している場合に、カーボンも除去され得る温度域までＥＨＣ６が昇温させられると、昇温に起因した燃料消費量の増加が多くなる。よって、ＥＨＣ６が故障していない場合は、絶縁抵抗の低下が凝縮水に因るものか、又はカーボンに因るものかを特定し、その特定結果に応じた処理を行うことが望ましい。

前述したように、凝縮水の影響によって絶縁抵抗が低下する場合は、絶縁抵抗は、内燃機関の始動後に一旦減少し、その後に適正値まで増加する。一方、カーボンの影響によって絶縁抵抗が低下する場合は、絶縁抵抗は、内燃機関１の始動後に低下し、その後に適正値まで増加しない。よって、第１タイミングＴ１から第５タイミングＴ５までの期間において、絶縁抵抗が一旦低下した後に適正値まで増加していれば、凝縮水の影響によって絶縁抵抗が低下していると判定することができる。一方、第１タイミングＴ１から第５タイミングＴ５までの期間において、絶縁抵抗が低下した後に適正値まで増加していなければ、カーボンの影響によって絶縁抵抗が低下していると判定することができる。

したがって、第１タイミングＴ１から第５タイミングＴ５までの期間における絶縁抵抗の変化の履歴に基づいて、絶縁抵抗の低下要因が凝縮水にあるのか、又はカーボンにあるのかを判別することができる。ただし、第１タイミングＴ１から第５タイミングＴ５までの期間において絶縁抵抗検出器１５が連続的に測定されると、燃料消費量が増加する可能性がある。

そこで、本実施例においては、絶縁抵抗検出器１５は、第１タイミングＴ１乃至第５タイミングの５つのタイミングで絶縁抵抗を測定するようにした。その場合、ＥＣＵ１０は、第２タイミングＴ２の絶縁抵抗が第１タイミングＴ１の絶縁抵抗より小さく、且つ第４タイミングＴ４又は第５タイミングＴ５の絶縁抵抗が第３タイミングＴ３の絶縁抵抗より大きく、且つ第５タイミングＴ５の絶縁抵抗と第１タイミングＴ１の絶縁抵抗が同等であれば（以下、これらの条件を「第一条件」と称する）、凝縮水の影響により絶縁抵抗が低下していると判定すればよい。なお、第１タイミングＴ１と第５タイミングＴ５における温度環境等が異なると、双方の絶縁抵抗が等しくならない可能性がある。そのため、第１
タイミングＴ１の絶縁抵抗と第５タイミングＴ５の絶縁抵抗の差が所定値以下であれば、双方の絶縁抵抗が同等であると判定してもよい。ここでいう「所定値」は、温度環境の差に因る絶縁抵抗の最大の変化量、或いは該最大量にマージンを加算した値である。

また、ＥＣＵ１０は、第２タイミングＴ２の絶縁抵抗が第１タイミングＴ１の絶縁抵抗より小さく、且つ第３タイミングＴ３の絶縁抵抗が第２タイミングＴ２の絶縁抵抗より小さく、且つ第５タイミングＴ５の絶縁抵抗が第１タイミングＴ１の絶縁抵抗に比して所定値以上小さければ（以下、これらの条件を「第二条件」と称する）、カーボンの影響により絶縁抵抗が低下していると判定すればよい。

上記した方法によって絶縁抵抗の低下要因が判定されると、ＥＣＵ１０は、絶縁抵抗の低下要因に応じた処理を行えばよいことになる。たとえば、凝縮水の影響に因って絶縁抵抗が低下している場合は、ＥＣＵ１０は、凝縮水が気化する温度域までＥＨＣ６を昇温させる処理（第１処理）を実行すればよい。また、カーボンの影響によって絶縁抵抗が低下している場合は、ＥＣＵ１０は、カーボンが酸化される温度域までＥＨＣ６を昇温させる処理（第２処理）を実行すればよい。このような方法によれば、ＥＨＣ６の昇温に伴う燃料消費量の増加を最小限に抑えつつ、絶縁抵抗を回復させることができる。

ここで、本実施例におけるＥＨＣ６の通電制御の実行手順について図４乃至図６に沿って説明する。図４は、絶縁抵抗を測定する際にＥＣＵ１０が実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。図４の処理ルーチンは、イグニッションスイッチ１６がオンにされたときに、ＥＣＵ１０によって実行されるルーチンである。図５は、絶縁抵抗の低下要因を特定する際にＥＣＵ１０が実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。図６は、ＥＨＣ６から凝縮水又はカーボンを除去する際にＥＣＵ１０が実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。図５、図６の処理ルーチンは、ＥＣＵ１０（ＣＰＵ）によって周期的に実行される。

先ず、図４の処理ルーチンでは、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０１の処理においてイグニッションスイッチ１６がオンであるか否かを判別する。Ｓ１０１の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、本ルーチンの実行を一旦終了する。Ｓ１０１の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０２の処理へ進む。

Ｓ１０２の処理では、ＥＣＵ１０は、内燃機関１が始動前の状態にあるか否かを判別する。具体的には、燃料噴射量が零であり、且つ機関回転速度が零であるか否かを判別する。Ｓ１０２の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０３の処理へ進む。

Ｓ１０３の処理では、ＥＣＵ１０は、絶縁抵抗検出器１５の測定値を読み込み、該測定値を第１タイミングＴ１の絶縁抵抗Ｒｔ１としてバックアップＲＡＭ等に記憶させる。

Ｓ１０４の処理では、ＥＣＵ１０は、前記Ｓ１０３で読み込まれた絶縁抵抗Ｒｔ１が規制値より小さいか否かを判別する。規制値は、法規等によって定められた値であり、絶縁抵抗が該規制値を下回った場合に通電を禁止すべきであると考えられる値（たとえば、１ＭΩ）である。Ｓ１０４の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０５の処理へ進み、ＥＨＣ６の通電を禁止する。

前記Ｓ１０２又は前記Ｓ１０４の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０５の処理へ進む。Ｓ１０５の処理では、ＥＣＵ１０は、触媒暖機処理が終了したか否かを判別する。触媒暖機処理は、たとえば、圧縮着火式内燃機関における燃料噴射時期の遅角、或いは火花点火式内燃機関における点火時期の遅角等によって排気温度を上昇っ
せる処理であり、ＥＨＣ６の温度（たとえば、下流側温度センサ１４の測定値）が触媒担体６１に担持された触媒の一部の機能（たとえば、酸化機能）が活性する温度に達したときに終了される。Ｓ１０６の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、該Ｓ１０６の処理を再度実行する。一方、Ｓ１０６の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０７の処理へ進む。

Ｓ１０７の処理では、ＥＣＵ１０は、絶縁抵抗検出器１５の測定値を読み込み、該測定値を第２タイミングＴ２の絶縁抵抗Ｒｔ２としてバックアップＲＡＭに記憶させる。

Ｓ１０８の処理では、ＥＣＵ１０は、触媒の暖機が完了したか否かを判別する。具体的には、ＥＣＵ１０は、ＥＨＣ６の温度（たとえば、下流側温度センサ１４の測定値）が触媒担体６１に担持された触媒の全ての機能が活性する最低の温度に達したときに、触媒の暖機が完了したと判定する。Ｓ１０８の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、該Ｓ１０８の処理を再度実行する。一方、Ｓ１０８の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０９の処理へ進む。

Ｓ１０９の処理では、ＥＣＵ１０は、絶縁抵抗検出器１５の測定値を読み込み、該測定値を第３タイミングＴ３の絶縁抵抗Ｒｔ３としてバックアップＲＡＭに記憶させる。

Ｓ１１０の処理では、ＥＣＵ１０は、内燃機関１の暖機が完了したか否かを判別する。具体的には、ＥＣＵ１０は、内燃機関１の温度（冷却水又は潤滑油の温度）が暖機状態の最低温度（たとえば、８０℃）に達したときに、内燃機関１の暖機が完了したと判定する。Ｓ１１０の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、該Ｓ１１０の処理を再度実行する。一方、Ｓ１１０の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ１１１の処理へ進む。

Ｓ１１１の処理では、ＥＣＵ１０は、絶縁抵抗検出器１５の測定値を読み込み、該測定値を第４タイミングＴ４の絶縁抵抗Ｒｔ４としてバックアップＲＡＭに記憶させる。

Ｓ１１２の処理では、ＥＣＵ１０は、Ｓ１１１で読み込まれた絶縁抵抗Ｒｔ４が規制値より小さいか否かを判別する。Ｓ１１２において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０５の処理へ進み、ＥＨＣ６の通電を禁止する。

Ｓ１１２の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ１１３の処理へ進み、内燃機関１の暖機が完了してから所定時間が経過したか否かを判別する。ここでいう「所定時間」は、ＥＨＣ６内に凝縮水が存在していると仮定した場合に、内燃機関１の暖機が完了してからＥＨＣ６内の凝縮水が除去されるまでに要する時間である。なお、第５タイミングは、第１タイミング乃至第３タイミングの何れかのタイミングを起点として決定されてもよい。すなわち、第５タイミングは、第１タイミング乃至第３タイミングの何れかのタイミングからＥＨＣ６内の凝縮水が除去され得る時間が経過したタイミングとされてもよい。Ｓ１１３の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、該Ｓ１１３の処理を再度実行する。一方、Ｓ１１３の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ１１４の処理へ進む。

Ｓ１１４の処理では、ＥＣＵ１０は、絶縁抵抗検出器１５の測定値を読み込み、該測定値を第５タイミングＴ５の絶縁抵抗Ｒｔ５としてバックアップＲＡＭに記憶させる。なお、内燃機関１の暖機が完了してから所定時間が経過する前に内燃機関１の運転が停止（イグニッションスイッチ１６がオフ）された場合は、イグニッションスイッチ１６がオフにされた時点における絶縁抵抗検出器１５の測定値を第５タイミングＴ５の絶縁抵抗Ｒｔ５としてバックアップＲＡＭに記憶させてもよい。

Ｓ１１５の処理では、ＥＣＵ１０は、Ｓ１１４の処理で読み込まれた絶縁抵抗Ｒｔ５が規制値より小さいか否かを判別する。Ｓ１１５において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０５の処理へ進み、ＥＨＣ６の通電を禁止する。一方、Ｓ１１５において否定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、本ルーチンの実行を一旦終了する。

なお、図４の処理ルーチンにおいては、第２タイミングＴ２の絶縁抵抗Ｒｔ２と第３タイミングＴ３の絶縁抵抗Ｒｔ３については、ＥＨＣ６の通電を禁止するか否かの判定処理が行われていない。これは、第２タイミングＴ２及び第３タイミングＴ３の絶縁抵抗Ｒｔ２、Ｒｔ３は、凝縮水やカーボンの影響によって規制値を下回る可能性があるからである。

以上述べたようにＥＣＵ１０が図４の処理ルーチンを実行することにより、本発明に係わる測定手段が実現される。

次に、図５の処理ルーチンでは、ＥＣＵ１０は、先ずＳ２０１の処理においてＥＣＵ１０の通電が禁止されているか否かを判別する。詳細には、ＥＣＵ１０は、前記図４の処理ルーチンにおいてＥＨＣ６の通電が禁止されたか否かを判別する。Ｓ２０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、本処理ルーチンの実行を一旦終了する。一方、Ｓ２０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ２０２の処理へ進む。

Ｓ２０２の処理では、ＥＣＵ１０は、第１タイミングＴ１乃至第５タイミングＴ５における絶縁抵抗Ｒｔ１、Ｒｔ２、Ｒｔ３、Ｒｔ４、Ｒｔ５が測定済みであるか否かを判別する。Ｓ２０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、本処理ルーチンの実行を一旦終了する。一方、Ｓ２０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ２０３の処理へ進む。

Ｓ２０３の処理では、ＥＣＵ１０は、バックアップＲＡＭに記憶されている絶縁抵抗Ｒｔ１乃至Ｒｔ５に基づいて、前述した第一条件が成立しているか否かを判別する。Ｓ２０３において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ２０４へ進み、凝縮水に起因して絶縁抵抗が低下していると判定する。

Ｓ２０５の処理では、ＥＣＵ１０は、凝縮水除去フラグをオンにする。具体的には、ＥＣＵ１０は、バックアップＲＡＭに予め設定された記憶領域に「１」をセットする。

また、Ｓ２０３の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ２０６の処理へ進み、前述した第二条件が成立しているか否かを判別する。Ｓ２０６の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ２０７の処理へ進み、カーボンに起因して絶縁抵抗が低下していると判定する。

Ｓ２０８の処理では、ＥＣＵ１０は、カーボン除去フラグをオンにする。具体的には、ＥＣＵ１０は、バックアップＲＡＭに予め設定された記憶領域に「１」をセットする。

Ｓ２０６の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ２０９の処理へ進み、第１タイミングＴ１の絶縁抵抗Ｒｔ１と第４タイミングＴ４の絶縁抵抗Ｒｔ４と第５タイミングＴ５が略等しいか否かを判別する。たとえば、ＥＣＵ１０は、絶縁抵抗Ｒｔ１と絶縁抵抗Ｒｔ４の差、絶縁抵抗Ｒｔ１と絶縁抵抗Ｒｔ５の差、及び絶縁抵抗Ｒｔ４と絶縁抵抗Ｒｔ５の差が一定値以下であれば、それらの絶縁抵抗Ｒｔ１、Ｒｔ４、Ｒｔ５が略等しいと判定する。Ｓ２０９の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、Ｓ２０９の処理において肯定判定された場合は、ＥＣ
Ｕ１０は、Ｓ２１０の処理へ進み、絶縁抵抗の低下要因がＥＨＣ６の故障にあると判定する。その場合、ＥＣＵ１０は、車両の運転者にＥＨＣ６の故障を報知する処理（たとえば、警告灯の点灯、警告メッセージの表示、警告音の鳴動等）を行う。

このようにＥＣＵ１０が図５の処理ルーチンを実行することにより、本発明に係わる判定手段が実現される。その結果、ＥＨＣ６を水分やカーボンが除去される温度域まで昇温させることなく、ＥＣＵ１０の故障を判定することができる。また、ＥＨＣ６が故障していない場合において、絶縁抵抗の低下要因が凝縮水にあるか、又はカーボンにあるかを判別することもできる。

また、図６の処理ルーチンでは、ＥＣＵ１０は、先ずＳ３０１の処理において凝縮水除去フラグがオンであるか否かを判別する。Ｓ３０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ３０２の処理へ進む。

Ｓ３０２の処理では、ＥＣＵ１０は、凝縮水除去処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ１０は、燃料噴射時期又は点火時期を遅角させる処理を実行することによりＥＨＣ６へ流入する排気の温度を上昇させる方法、或いはＥＨＣ６へ未燃燃料成分と酸素を供給する処理（空燃比をリッチ側へ補正するとともに排気中に二次空気を供給する処理、、膨張行程又は排気行程の気筒内へ燃料を噴射する処理、或いは一部の気筒をリーン空燃比の混合気で運転させるとともに残りの気筒をリッチ空燃比の混合気で運転させる処理等）を行うことにより触媒の酸化反応熱を増加させる。このような方法によって実行される凝縮水除去処理は、絶縁抵抗が予め定められた目標値以上になった時点で終了される。なお、凝縮水除去処理は、前記第５タイミングＴ５以降に実施されても効果がないため、内燃機関１の次回始動後であって、前記第５タイミングＴ５より前の時期に実行される。

また、前記Ｓ３０１の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ３０３の処理へ進む。Ｓ３０３の処理では、ＥＣＵ１０は、カーボン除去処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ１０は、ＥＨＣ６の温度を高めるとともに、カーボンの酸化に必要な酸素を供給する。

ＥＨＣ６の温度を高める方法としては、凝縮水除去処理と同様の方法を用いることができる。ただし、カーボンが酸化される温度域は、凝縮水が気化する温度域より高いため、凝縮水除去処理より多くの熱量又は処理時間が必要になる。また、ＥＨＣ６へ酸素を供給する方法としては、排気中に二次空気を供給する方法や、一部の気筒をリッチ空燃比の混合気で運転させるとともに残りの気筒をリーン空燃比の混合気で運転させる方法、或いは内燃機関１をフューエルカット運転させる方法等を用いることができる。このような方法によって実行されるカーボン除去処理は、絶縁抵抗が予め定められた目標値以上になった時点で終了される。ここでいう目標値は、前述の凝縮水除去処理における目標値と同等の値であってもよく、又は異なる値であってもよい。

なお、カーボン除去処理の実行期間は凝縮水除去処理より長くなる可能性があるため、カーボン除去処理において絶縁抵抗を測定する間隔は、凝縮水除去処理において絶縁抵抗を測定する間隔より長くされてもよい。その場合、絶縁抵抗の測定に要する電力消費を少なく抑えることができる。また、ＥＨＣ６内のカーボンは第５タイミングＴ５以降も残留する可能性が高いため、上記したようなカーボン除去処理は、第５タイミングＴ５以降に実行されてもよい。

以上述べた第１の実施例によれば、凝縮水やカーボンが除去される温度域までＥＨＣ６を昇温させることなく、ＥＨＣ６の故障を判定することができる。その結果、ＥＨＣ６の昇温に起因した燃料消費量の増加を抑制しつつ、ＥＣＵ１０の故障を判定することができ
る。また、第１の実施例によれば、凝縮水又はカーボンの影響によって絶縁抵抗が低下する場合に、その低下要因が凝縮水にあるか又はカーボンにあるかを判別することができる。その結果、絶縁抵抗の低下要因に応じた処理を実行することができるため、凝縮水又はカーボンの除去に起因する燃料消費量の増加を最小限に抑えることができる。たとえば、凝縮水の影響によって絶縁抵抗が低下している場合に、凝縮水に加えてカーボンも除去可能な温度域までＥＨＣ６を昇温させる必要がないため、燃料消費量の増加を最小限に抑えることができる。

＜実施例２＞
次に、本発明に係わる電気加熱式触媒の制御装置の第２の実施例について図７に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

前述した第１の実施例と本実施例との相違点は、第３タイミングＴ３又は第４タイミングＴ４の絶縁抵抗Ｒｔ３、Ｒｔ４が測定される前に内燃機関１の運転が停止される、所謂ショートトリップ運転がなされた場合における絶縁抵抗の低下要因を特定する方法にある。

車両の運転者は、触媒担体６１に担持された触媒の暖機が完了する前、或いは内燃機関１の暖機が完了する前に、内燃機関１の運転を停止させる場合がある。そのような場合は、第３タイミングＴ３における絶縁抵抗Ｒｔ３や第４タイミングＴ４における絶縁抵抗Ｒｔ４を検出することができない。その結果、ＥＨＣ６が故障していない場合において、絶縁抵抗の低下要因が凝縮水にあるのか、又はカーボンにあるのかを判別することができなくなる可能性がある。

これに対し、本実施例においては、ＥＣＵ１０は、上記したようなショートトリップ運転がなされた回数、言い換えると、第３タイミングＴ３及び第４タイミングＴ４の絶縁抵抗Ｒｔ３、Ｒｔ４が検出される前に内燃機関１の運転が停止された回数が一定回数以上に達したときは、第１タイミングＴ１の絶縁抵抗Ｒｔ１に基づいて、絶縁抵抗の低下要因を特定するようにした。

以下、ショートトリップ運転が繰り返された場合に、絶縁抵抗の低下要因を特定する手順について図７に沿って説明する。図７は、絶縁抵抗の低下要因を特定する際にＥＣＵ１０が実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。図７の処理ルーチンは、予めＥＣＵ１０のＲＯＭに記憶されており、イグニッションスイッチ１６がオンにされたときにＥＣＵ１０が実行する処理ルーチンである。

図７の処理ルーチンでは、ＥＣＵ１０は、Ｓ４０１の処理において、イグニッションスイッチ１６がオンにされたか否かを判別する。Ｓ４０１の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、本ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ４０１の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ４０２の処理へ進む。

Ｓ４０２の処理では、ＥＣＵ１０は、内燃機関１が始動前の状態にあるか否かを判別する。Ｓ４０２の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、本ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ４０２の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ４０３の処理へ進む。

Ｓ４０３の処理では、ＥＣＵ１０は、絶縁抵抗検出器１５の測定値を読み込み、該測定値を第１タイミングＴ１の絶縁抵抗Ｒｔ１としてバックアップＲＡＭ等に記憶させる。

Ｓ４０４の処理では、ＥＣＵ１０は、前記Ｓ４０３の処理で測定された絶縁抵抗Ｒｔ１が規制値より小さいか否かを判別する。Ｓ４０４の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ４０５の処理ヘ進み、故障判定処理を実行する。ここでいう「故障判定処理」は、イグニッションスイッチ１６がオンにされたとき（第１タイミングＴ１）から触媒暖機処理の完了時（第２タイミングＴ２）までの期間において、絶縁抵抗検出器１５が連続的又は断続的に測定した絶縁抵抗の変化幅が一定値以下であれば、ＥＨＣ６が故障していると判定する処理である。また、ここでいう「故障判定処理」は、第１タイミングＴ１、第２タイミングＴ２、及び第５タイミングＴ５（イグニッションスイッチ１６がオフにされたタイミング）において絶縁抵抗検出器１５が測定した絶縁抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５の差が一定値以下であれば、ＥＨＣ６が故障していると判定する処理であってもよい。

前記Ｓ４０４において否定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ４０６の処理へ進む。Ｓ４０６の処理では、ＥＣＵ１０は、ショートトリップフラグがオンであるか否かを判別する。ショートトリップフラグは、ＥＣＵ１０のバックアップＲＡＭに予め設定された記憶領域である。このショートトリップフラグは、第３タイミングＴ３の絶縁抵抗Ｒｔ３又は第４タイミングＴ４の絶縁抵抗Ｒｔ４が測定される前に内燃機関１の運転が停止された回数が一定回数以上に達したときに「１」がセットされる（ショートトリップフラグがオンにされる）。

前記Ｓ４０６において否定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、本ルーチンの実行を終了する。一方、前記Ｓ４０６において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ４０７の処理へ進む。Ｓ４０７の処理では、ＥＣＵ１０は、前記Ｓ４０３の処理において測定された絶縁抵抗Ｒｔ１が第１閾値より小さいか否かを判別する。第１閾値は、規制値より大きい値であり、触媒担体６１とケース６２の間にカーボンが溜まっておらず、且つ凝縮水が溜まっている場合に第１タイミングＴ１の絶縁抵抗Ｒｔ１が取り得る最小値（たとえば、５ＭΩ）に相当する。

前記Ｓ４０７において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ４０８の処理ヘ進み、カーボンに起因して絶縁抵抗が低下していると判定する。続いて、ＥＣＵ１０は、Ｓ４０９の処理へ進み、カーボン除去フラグをオンにする。

また、前記Ｓ４０７の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ４１０の処理へ進む。Ｓ４１０の処理では、ＥＣＵ１０は、前記Ｓ４０３の処理において測定された絶縁抵抗Ｒｔ１が第２閾値より小か否かを判別する。第２閾値は、前記第１閾値より大きな値であり、触媒担体６１とケース６２の間にカーボンが溜まっておらず、且つ凝縮水が溜まっている場合に、第１タイミングＴ１の絶縁抵抗Ｒｔ１が取り得る最大値にマージンを加算した値（たとえば、１０ＭΩ）に相当する。

前記Ｓ４１０の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、本ルーチンの実行を終了する。一方、前記Ｓ４１０の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１０は、Ｓ４１１の処理へ進む。Ｓ４１１の処理では、ＥＣＵ１０は、凝縮水に起因して絶縁抵抗が低下していると判定する。続いて、ＥＣＵ１０は、Ｓ４１２の処理へ進み、凝縮水除去フラグをオンにする。その場合、内燃機関１の始動後に直ちに凝縮水除去処理を実行することができるため、ＥＨＣ６内の凝縮水を速やかに除去することが可能になる。

以上述べた実施例によれば、ショートトリップ運転が繰り返された場合であっても、絶縁抵抗の低下要因を特定することが可能になる。

なお、ＥＣＵ１０は、ショートトリップ運転がなされた回数、言い換えると、第３タイミングＴ３及び第４タイミングＴ４の絶縁抵抗Ｒｔ３、Ｒｔ４が検出される前に内燃機関
１の運転が停止された回数が一定回数以上に達したときは絶縁抵抗Ｒｔの低下要因が凝縮水にあると仮定して、凝縮水除去処理を実行するようにしてもよい。その場合、燃料消費量の増加を少なく抑えつつ、ＥＨＣ６の通電が禁止される機会を少なく抑えることができる。

１ 内燃機関
２ 吸気管
３ 排気管
４ エアフローメータ
５ 吸気絞り弁
６ ＥＨＣ
７ バッテリ
１０ ＥＣＵ
１１ 空燃比センサ
１２ 上流側温度センサ
１３ 酸素濃度センサ
１４ 下流側温度センサ
１５ 絶縁抵抗検出器
１６ イグニッションスイッチ
６１ 触媒担体
６１ａ 電極
６１ｂ 電極
６２ ケース
６３ マット部材
６３ａ 貫通孔
６４ａ 電極端子
６４ｂ 電極端子
６５ 支持部材

Claims (4)

1. 通電により発熱する触媒担体、該触媒担体を収容するケース、及び触媒担体とケースの間に介在する絶縁部材を具備し、内燃機関の排気通路に配置される電気加熱式触媒と、
   前記触媒担体と前記ケースとの間の絶縁抵抗を測定する測定手段と、
   前記測定手段により測定された絶縁抵抗の変化の履歴に基づいて前記電気加熱式触媒の故障を判定するものであり、前記測定手段により測定された絶縁抵抗が内燃機関の始動後に減少し、その後に適正値まで増加していれば、前記電気加熱式触媒に凝縮水が存在すると判定し、前記測定手段により測定された絶縁抵抗が内燃機関の始動後に低下し、その後に適正値まで増加していなければ、前記電気加熱式触媒にカーボンが付着していると判定し、前記測定手段により測定された絶縁抵抗のうち、少なくとも３つの時期に測定された絶縁抵抗の変化幅が一定値以下であれば、前記電気加熱式触媒が故障していると判定する判定手段と、
   前記判定手段が前記電気加熱式触媒にカーボンが付着していると判定した場合に、前記電気加熱式触媒からカーボンを除去する処理を実行する回復手段と
   を備える電気加熱式触媒。
2. 請求項１において、前記測定手段は、イグニッションスイッチがオンにされたタイミングである第１タイミング、内燃機関が始動された後の触媒暖機処理が終了されたタイミングである第２タイミング、電気加熱式触媒の暖機が完了したタイミングである第３タイミング、内燃機関の暖機が完了したタイミングである第４タイミング、及び内燃機関の暖機完了から所定時間が経過したタイミングである第５タイミングにおいて絶縁抵抗を測定し、
   前記判定手段は、第２タイミング測定結果が第１タイミングの測定結果より小さく、且つ、第４タイミング又は第５タイミングの測定結果が第３タイミングの測定結果より大きく、且つ第１タイミングの測定結果と第５タイミングの測定結果の差が所定値未満である場合に前記電気加熱式触媒に凝縮水が存在すると判定し、第２タイミングの測定結果が第１タイミングの測定結果より小さく、且つ第３タイミングの測定結果が第２タイミングの測定結果より小さく、且つ第５タイミングの測定結果が第１タイミングの測定結果より小さい場合に前記電気加熱式触媒にカーボンが付着していると判定する電気加熱式触媒の制御装置。
3. 請求項２において、前記判定手段は、少なくとも前記第１タイミングと前記第４タイミングと前記第５タイミングとにおいて前記測定手段によって測定された絶縁抵抗の変化幅が一定値以下であるときは、前記電気加熱式触媒が故障していると判定する電気加熱式触媒の制御装置。
4. 請求項２又は３において、前記第３タイミング乃至前記第５タイミングの何れかの絶縁抵抗が測定される前に内燃機関が停止された回数を計数する計数手段を更に備え、
   前記回復手段は、前記計数手段により計数された回数が一定回数以上であり、且つ第１タイミングの絶縁抵抗が第１閾値より小さければ、第２処理を実行し、前記計数手段により計数された回数が一定回数以上であり、且つ第１タイミングの絶縁抵抗が第一閾値以上であって、第１閾値より大きな第２閾値より小さければ、前記電気加熱式触媒から凝縮水を除去する処理を実行する電気加熱式触媒の制御装置。

Images