JP7207337B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は内燃機関の制御装置に関する。

特許文献１には、従来の内燃機関の制御装置として、機関運転状態に応じて排気浄化装置の推定温度を算出し、排気浄化装置の推定温度が所定の目標温度よりも低いときには、排気浄化装置の温度を目標温度まで上昇させる触媒暖機制御（具体的には、排気浄化装置の推定温度に基づいて排気浄化装置の温度を目標温度まで上昇させるために必要な熱量を算出し、加熱装置によって当該熱量を排気浄化装置に与える制御）を実施するように構成されたものが開示されている。

特開２００８－０５７３６４号公報

排気浄化装置の推定温度を算出する方法としては、前述した特許文献１のように機関運転状態に応じて推定する方法の他にも、例えば排気浄化装置の基材抵抗値に応じて推定する方法などがあるが、いずれの方法で算出したとしても、推定温度は、種々の要因によって実際の温度からズレることがある。そして、推定温度と実際の温度とのズレが大きくなるほど、そのズレが触媒暖機制御に及ぼす影響も大きくなる。

本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、排気浄化装置の推定温度と実際の温度がズレていた場合に、そのズレが触媒暖機制御に及ぼす影響を緩和することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある態様による内燃機関は、機関本体と、機関本体の排気通路に設けられ、通電されることによって発熱する導電性基材に触媒を担持させた電気加熱式の触媒装置と、を備える。この内燃機関を制御する制御装置は、導電性基材に電力を供給して触媒装置を暖機する触媒暖機制御部を備える。触媒暖機制御部は、機関運転状態に基づいて、導電性基材の温度を推定する第１推定部と、導電性基材に通電したときに検出された導電性基材の抵抗値に基づいて、導電性基材の温度を推定する第２推定部と、触媒装置を暖機するときに、第１推定部によって推定された導電性基材の第１推定温度と、第２推定部によって推定された導電性基材の第２推定温度と、の大きさを比較した比較結果に基づいて、導電性基材に供給する電力量を制御する電力量制御部と、を備える。

本発明のこの態様によれば、異なる方法によって推定された２種類の導電性基材の推定温度の比較結果に基づいて、導電性基材に供給される電力量が制御される。そのため、導電性基材の推定温度と実温度とがズレていた場合に、そのズレが触媒暖機制御に及ぼす影響を緩和することができる。

図１は、本発明の第１実施形態による車両及び車両を制御する電子制御ユニットの概略構成図である。 図２は、バッテリ充電量と切替負荷との関係を示した図である。 図３は、本発明の第１実施形態による機関運転状態に基づく触媒床温推定制御について説明するフローチャートである。 図４は、ソーク時間に基づいて、触媒床温の外気温への収束率κを算出するためのマップである。 図５は、本発明の第１実施形態による触媒暖機制御について説明するフローチャートである。 図６は、第２推定床温に基づいて基材抵抗値を算出ためのテーブルである。 図７は、本発明の第１実施形態による目標電力量補正処理の詳細について説明するフローチャートである。 図８は、第１推定床温が実床温と乖離していた場合に触媒装置の暖機を行った場合の実床温の変化の一例を示す図である。 図９は、第１推定床温が実床温と乖離していた場合に触媒装置の暖機を行った場合の実床温の変化の一例を示す図である。 図１０は、本発明の第２実施形態による目標電力量補正処理の詳細について説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

図１は、本発明の第１実施形態による車両１００、及び車両１００を制御する電子制御ユニット２００の概略構成図である。

本実施形態による車両１００は、内燃機関１０と、動力分割機構２０と、第１回転電機３０と、第２回転電機４０と、バッテリ５０と、昇圧コンバータ６０と、第１インバータ７０と、第２インバータ８０と、を備えるハイブリッド車両であり、内燃機関１０及び第２回転電機４０の一方又は双方の動力を、最終減速装置１を介して車輪駆動軸２に伝達することができるように構成される。

内燃機関１０は、機関本体１１に形成された各気筒１２内で燃料を燃焼させて、クランクシャフト（図示せず）に連結された出力軸１３を回転させるための動力を発生させる。各気筒１２から排気通路１４に排出された排気は、排気通路１４を流れて大気中に排出される。排気通路１４には、排気中の有害物質を浄化するための電気加熱式の触媒装置１５が設けられる。

電気加熱式の触媒装置１５は、導電性基材１５１と、一対の電極１５２と、電圧調整回路１５３と、電圧センサ１５４と、電流センサ１５５と、を備える。

導電性基材１５１は、例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ）や二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ_２）などの通電されることにより発熱する材料によって形成される。導電性基材１５１には、排気の流れ方向に沿って、断面形状が格子形状（又はハニカム形状）の複数の通路（以下「単位セル」という。）が形成されており、各単位セルの表面に触媒が担持されている。導電性基材１５１に担持させる触媒は特に限られるものではなく、種々の触媒の中から所望の排気浄化性能を得るために必要な触媒を適宜選択して導電性基材１５１に担持させることができる。

一対の電極１５２は、導電性基材１５１に電圧を印加するための部品である。一対の電極１５２は、それぞれ導電性基材１５１に電気的に接続されると共に、電圧調整回路１５３を介してバッテリ５０に接続される。一対の電極１５２を介して導電性基材１５１に電圧を印加することで、導電性基材１５１に電流が流れて導電性基材１５１が発熱し、導電性基材１５１に担持された触媒が加熱される。

一対の電極１５２によって導電性基材１５１に印加する電圧（以下「基材印加電圧」という。）Ｖ_ｈ［Ｖ］は、電子制御ユニット２００によって電圧調整回路１５３を制御することで調整可能であり、例えばバッテリ５０の電圧をそのまま印加することも、バッテリ５０の電圧を任意の電圧まで昇降圧させて印加することも可能である。このように本実施形態では、電子制御ユニット２００によって電圧調整回路１５３を制御することで、導電性基材１５１に供給する電力（以下「基材供給電力」という。）Ｐ_ｈ［ｋＷ］を任意の電力に制御することができるようになっている。

電圧センサ１５４は、基材印加電圧Ｖ_ｈを検出する。本実施形態では、基材印加電圧Ｖ_ｈが所定の定格電圧Ｖ_ｍａｘとなるように、電圧センサ１５４によって検出された基材印加電圧Ｖ_ｈに基づいて_、電圧調整回路１５３が制御される。

電流センサ１５５は、導電性基材１５１に電圧を印加したときに導電性基材１５１に流れる電流の値Ｉ_ｈ［Ａ］を検出する。本実施形態では、基材印加電圧Ｖ_ｈと、電流値Ｉ_ｈと、に基づいて、導電性基材１５１の抵抗値（以下「基材抵抗値」という。）Ｒ［Ω］を検出している。

動力分割機構２０は、内燃機関１０の動力を、車輪駆動軸２を回転させるための動力と、第１回転電機３０を回生駆動させるための動力と、の２系統に分割するための遊星歯車であって、サンギヤ２１と、リングギヤ２２と、ピニオンギヤ２３と、プラネタリキャリア２４と、を備える。

サンギヤ２１は外歯歯車であり、動力分割機構２０の中央に配置される。サンギヤ２１は、第１回転電機３０の回転軸３３と連結されている。

リングギヤ２２は内歯歯車であり、サンギヤ２１と同心円上となるように、サンギヤ２１の周囲に配置される。リングギヤ２２は、第２回転電機４０の回転軸３３と連結される。また、リングギヤ２２には、車輪駆動軸２に対して最終減速装置１を介してリングギヤ２２の回転を伝達するためのドライブギヤ３が一体化されて取り付けられている。

ピニオンギヤ２３は外歯歯車であり、サンギヤ２１及びリングギヤ２２と噛み合うように、サンギヤ２１とリングギヤ２２との間に複数個配置される。

プラネタリキャリア２４は、内燃機関１０の出力軸１３に連結されており、出力軸１３を中心にして回転する。またプラネタリキャリア２４は、プラネタリキャリア２４が回転したときに、各ピニオンギヤ２３が個々に回転（自転）しながらサンギヤ２１の周囲を回転（公転）することができるように、各ピニオンギヤ２３にも連結されている。

第１回転電機３０は、例えば三相の交流同期型のモータジュネレータであり、サンギヤ２１に連結された回転軸３３の外周に取り付けられて複数の永久磁石が外周部に埋設されたロータ３１と、回転磁界を発生させる励磁コイルが巻き付けられたステータ３２と、を備える。第１回転電機３０は、バッテリ５０からの電力供給を受けて力行駆動する電動機としての機能と、内燃機関１０の動力を受けて回生駆動する発電機としての機能と、を有する。

本実施形態では、第１回転電機３０は主に発電機として使用される。そして、内燃機関１０の始動時に出力軸１３を回転させてクランキングを行うときには電動機として使用され、スタータとしての役割を果たす。

第２回転電機４０は、例えば三相の交流同期型のモータジュネレータであり、リングギヤ２２に連結された回転軸４３の外周に取り付けられて複数の永久磁石が外周部に埋設されたロータ４１と、回転磁界を発生させる励磁コイルが巻き付けられたステータ４２と、を備える。第２回転電機４０は、バッテリ５０からの電力供給を受けて力行駆動する電動機としての機能と、車両の減速時などに車輪駆動軸２からの動力を受けて回生駆動する発電機としての機能と、を有する。

バッテリ５０は、例えばニッケル・カドミウム蓄電池やニッケル・水素蓄電池、リチウムイオン電池などの充放電可能な二次電池である。本実施形態では、バッテリ５０として、定格電圧が２００Ｖ程度のリチウムイオン二次電池を使用している。バッテリ５０は、バッテリ５０の充電電力を第１回転電機３０及び第２回転電機４０に供給してそれらを力行駆動することができるように、また、第１回転電機３０及び第２回転電機４０の発電電力をバッテリ５０に充電できるように、昇圧コンバータ６０等を介して第１回転電機３０及び第２回転電機４０に電気的に接続される。

また、本実施形態によるバッテリ５０は、例えば家庭用コンセントなどの外部電源からの充電が可能なように、充電制御回路５１及び充電リッド５２を介して外部電源と電気的に接続可能に構成される。したがって本実施形態による車両１００は、いわゆるプラグインハイブリッド車両である。充電制御回路５１は、電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて、外部電源から供給される交流電流を直流電流に変換し、入力電圧をバッテリ電圧まで昇圧して外部電源の電力をバッテリ５０に充電することが可能な電気回路である。

昇圧コンバータ６０は、電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて一次側端子の端子間電圧を昇圧して二次側端子から出力し、逆に電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて二次側端子の端子間電圧を降圧して一次側端子から出力することが可能な電気回路を備える。昇圧コンバータ６０の一次側端子はバッテリ５０の出力端子に接続され、二次側端子は第１インバータ７０及び第２インバータ８０の直流側端子に接続される。

第１インバータ７０及び第２インバータ８０は、電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて直流側端子から入力された直流電流を交流電流（本実施形態では三相交流電流）に変換して交流側端子から出力し、逆に電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて交流側端子から入力された交流電流を直流電流に変換して直流側端子から出力することが可能な電気回路をそれぞれ備える。第１インバータ７０の直流側端子は昇圧コンバータ６０の二次側端子に接続され、第１インバータ７０の交流側端子は第１回転電機３０の入出力端子に接続される。第２インバータ８０の直流側端子は昇圧コンバータ６０の二次側端子に接続され、第２インバータ８０の交流側端子は第２回転電機４０の入出力端子に接続される。

電子制御ユニット２００は、双方向性バスによって相互に接続された中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）やランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等のメモリ、入力ポート、及び出力ポートを備えたマイクロコンピュータである。

電子制御ユニット２００には、前述した電圧センサ１５４や電流センサ１５５の他にも、バッテリ充電量ＳＯＣを検出するためのＳＯＣセンサ２１１や、アクセルペダル２２０の踏み込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ２１２、機関回転速度などを算出するための信号として、機関本体１１のクランクシャフト（図示せず）が例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ２１３、車両１００の起動及び停止を判断するためのスタートスイッチ２１４、吸気温を検出するための吸気温センサ２１５、機関水温を検出するための水温センサ２１６などの各種センサからの出力信号が入力される。

電子制御ユニット２００は、入力された各種センサの出力信号等に基づいて、各制御部品を駆動して車両１００を制御する。以下、電子制御ユニット２００が実施する本実施形態による車両１００の制御について説明する。

電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣに基づいて、走行モードをＥＶ（Electric Vehicle）モード、又はＣＳ（Charge Sustaining；充電維持）モードのいずれか一方に切り替えて車両１００を走行させる。具体的には、電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量が所定のモード切替充電量ＳＯＣ１（例えば満充電量の１０％）よりも大きいときは、車両１００の走行モードをＥＶモードに設定する。

ＥＶモードは、バッテリ５０の充電電力を優先的に利用して第２回転電機４０を力行駆動させ、少なくとも第２回転電機４０の動力を車輪駆動軸２に伝達して車両１００を走行させるモードである。

本実施形態では電子制御ユニット２００は、走行モードがＥＶモードのときは、内燃機関１０を停止させた状態でバッテリ５０の充電電力を使用して第２回転電機４０を力行駆動させ、第２回転電機４０の動力のみにより車輪駆動軸２を回転させて、車両１００を走行させる。すなわち電子制御ユニット２００は、走行モードがＥＶモードのときは、内燃機関１０を停止させた状態で、走行負荷に応じた要求出力となるように、走行負荷に基づいて第２回転電機４０の出力を制御して車両１００を走行させる。

一方で電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１以下のときは、車両１００の走行モードをＣＳ（Charge Sustaining；充電維持）モードに設定する。

ＣＳモードは、バッテリ充電量ＳＯＣがＣＳモードに切り替えられたときのバッテリ充電量（以下「維持充電量」）に維持されるように、車両１００を走行させるモードである。

電子制御ユニット２００は、走行モードがＣＳモードのときは、走行モードをさらにＣＳＥＶモード、又はＣＳＨＶモードのいずれか一方に切り替えて、車両１００を走行させる。具体的には電子制御ユニット２００は、走行モードがＣＳモードのときは、走行負荷が切替負荷未満であれば走行モードをＣＳＥＶモードに設定し、走行負荷が切替負荷以上であれば走行モードをＣＳＨＶモードに設定する。そして電子制御ユニット２００は、図２に示すように、バッテリ充電量ＳＯＣが少ないときほど切替負荷が小さくなるように、バッテリ充電量ＳＯＣに応じて切替負荷を変化させる。

ＣＳＥＶモードは、前述したＥＶモードと同様に、バッテリ５０の充電電力を優先的に利用して第２回転電機４０を力行駆動させ、少なくとも第２回転電機４０の動力を車輪駆動軸２に伝達して車両１００を走行させるモードである。本実施形態では電子制御ユニット２００は、走行モードがＣＳＥＶモードのときは、内燃機関１０を停止させた状態でバッテリ５０の充電電力を使用して第２回転電機４０を力行駆動させ、第２回転電機４０の動力のみにより車輪駆動軸２を回転させて、車両１００を走行させる。

一方でＣＳＨＶモードは、内燃機関１０を運転させると共に第１回転電機３０の発電電力を優先的に利用して第２回転電機４０を力行駆動させ、内燃機関１０及び第２回転電機４０の双方の動力を車輪駆動軸２に伝達して車両１００を走行させるモードである。本実施形態では電子制御ユニット２００は、走行モードがＣＳＨＶモードのときは、内燃機関１０の動力を動力分割機構２０によって２系統に分割し、分割した内燃機関１０の一方の動力を車輪駆動軸２に伝達すると共に、他方の動力によって第１回転電機３０を回生駆動させる。そして、基本的に第１回転電機３０の発電電力によって第２回転電機４０を力行駆動し、内燃機関１０の一方の動力に加えて第２回転電機４０の動力を車輪駆動軸２に伝達して車両１００を走行させる。

このように電子制御ユニット２００は、走行モードがＣＳモードのときは、走行負荷に応じた要求出力となるように、バッテリ充電量ＳＯＣと走行負荷とに基づいて内燃機関１０及び第２回転電機４０の出力を制御して車両１００を走行させる。バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１のときの切替負荷は低いため、車両走行中にバッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１まで低下して走行モードがＥＶモードからＣＳモードに切り替わったときには、基本的に内燃機関１０が始動されることになる。したがってＣＳモードは、基本的に内燃機関１０を運転させることを前提として、内燃機関１０の熱効率が悪い条件下においては第２回転電機４０の出力のみで車両１００の走行させることができるようにした走行モードということもできる。

なお電子制御ユニット２００は、走行モードがＣＳモードの場合に、車両１００の停車時においてバッテリ充電量ＳＯＣが維持充電量未満になっているときは、バッテリ充電量が維持充電量以上となるように、内燃機関１０の動力によって第１回転電機３０を回生駆動し、第１回転電機３０の発電電力によってバッテリ５０を充電させる。

ここで前述したように、ＣＳモードは基本的に内燃機関１０を運転させることを前提とした走行モードであり、走行モードがＥＶモードからＣＳモードに切り替わった後は、基本的に内燃機関１０が始動されることになる。そしてＥＶモードからＣＳモードへの切り替わりは、バッテリ充電量ＳＯＣに依存する。ＥＶモードからＣＳモードに切り替わって内燃機関１０が始動されると、機関本体１１の各気筒１２から排気通路１４に排出された排気が、排気通路１４を流れて大気中に排出されることになる。

排気中の有害物質は、触媒装置１５の暖機が完了している場合、すなわち導電性基材１５１の温度（以下「触媒床温」という。）が、導電性基材１５１に担持させた触媒の排気浄化機能が活性化する所定の活性化温度Ｔ２（例えば５００［℃］）以上となっている場合には、触媒装置１５で浄化することができる。

一方で、内燃機関１０の始動直後など、触媒装置１５の暖機が完了する前においては、触媒床温が活性化温度Ｔ２よりも低い所定の活性開始温度Ｔ１（例えば３００［℃］）以上になると導電性基材１５１に担持させた触媒の排気浄化機能が機能し始めるものの、排気中の有害物質を触媒装置１５で十分に浄化することができないので、排気エミッションが悪化することになる。したがって、機関始動後の排気エミッションの悪化を抑制するには、ＥＶモード中に導電性基材１５１に対する通電を開始して触媒装置１５の暖機を開始し、ＣＳモードに切り替わる前に触媒装置１５の暖機を完了させておくことが望ましい。

そこで本実施形態では、ＥＶモード中にバッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１よりも大きい暖機開始充電量ＳＯＣ２まで低下したときに、触媒床温が活性開始温度Ｔ１未満であれば、導電性基材１５１に対する通電を開始して触媒装置１５を暖機するようにしている。これにより、バッテリ充電量ＳＯＣが暖機開始充電量ＳＯＣ２からモード切替充電量ＳＯＣ１に低下するまでの間に、すなわちＥＶモードからＣＳモードに切り替わるまでの間のＥＶモード中に、触媒装置１５の暖機を完了させることができる。

ここで触媒床温は、例えば導電性基材１５１に温度センサを取り付けて直接的に検出すればよいとも考えられるが、導電性基材１５１との絶縁性を十分に確保した上で温度センサを取り付けることが難しいという問題がある。そのため本実施形態では、触媒床温を、基本的に機関運転状態に基づいて推定するようにしている。

以下ではまず、図３を参照して、この本実施形態による機関運転状態に基づく触媒床温推定制御について説明する。なお以下の説明では、便宜上、この触媒床温推定制御によって推定された触媒床温、すなわち機関運転状態に基づいて推定された触媒床温のことを、「第１推定床温Ｔｅｓｔ１」といい、実際の触媒床温のことを、「実床温Ｔａｃｔ」という。

図３は、本実施形態による機関運転状態に基づく触媒床温推定制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット２００は、本ルーチンを所定の演算周期（例えば１０［ｍｓ］）で繰り返し実行する。

図３は、本実施形態による触媒床温推定制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット２００は、本ルーチンを所定の演算周期（例えば１０［ｍｓ］）で繰り返し実行する。

ステップＳ１０１において、電子制御ユニット２００は、機関運転フラグＦ１を読み込み、機関運転フラグＦ１が０に設定されているか否かを判定する。機関運転フラグＦ１は、本ルーチンとは別途に設定されるフラグであって、内燃機関１０を始動させたときに１に設定され、内燃機関１０を停止させたときに０に戻されるフラグであり、初期値は０に設定される。電子制御ユニット２００は、機関運転フラグＦ１が０であれば、ステップＳ１０２の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、機関運転フラグＦ１が１であれば、ステップＳ１０９の処理に進む。

ステップＳ１０２において、電子制御ユニット２００は、機関運転フラグＦ１の前回値が１であったか否か、すなわち機関停止直後であるか（機関停止後の最初の処理であるか）否かを判定する。電子制御ユニット２００は、機関運転フラグＦ１の前回値が１、すなわち機関停止直後であれば、ステップＳ１０３の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、機関運転フラグＦ１の前回値が１、すなわち機関停止中であれば、ステップＳ１０５の処理に進む。

ステップＳ１０３において、電子制御ユニット２００は、現在メモリに記憶されている第１推定床温Ｔｅｓｔ１（後述するステップＳ１１４で機関運転中に推定されてメモリに記憶された第１推定床温Ｔｅｓｔ１）を、機関停止時（機関停止直後）の触媒床温ＴＥＨＣ_ｓｔｏｐとして別途メモリに記憶する。

ステップＳ１０４において、電子制御ユニット２００は、内燃機関１０が停止されてからの経過時間（以下「ソーク時間」という。）を計測するソークタイマを起動し、ソーク時間の計測を開始する。

ステップＳ１０５において、電子制御ユニット２００は、ソークタイマによるソーク時間の計測を継続する。

ステップＳ１０６において、電子制御ユニット２００は、車両１００が起動されているか、すなわちスタートスイッチ２１４がオン状態になっているか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、車両１００が起動されていれば、ステップＳ１０７の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、車両１００が起動されていなければ（スタートスイッチ２１４がオフ状態になっていれば）、今回の処理を終了する。

ステップＳ１０７において、電子制御ユニット２００は、機関停止中においては内燃機関１０が停止されてからの経過時間、すなわちソーク時間に応じて触媒床温が徐々に外気温に収束していくことから、予め実験等によって設定された図４に示すテーブルを参照し、ソーク時間に基づいて、触媒床温の外気温への収束率κを算出する。図４に示すように、収束率κは０から１までの値を取り、収束率κが１のときは、触媒床温が外気温と同じ温度まで収束していることを示している。

ステップＳ１０８において、電子制御ユニット２００は、下記の（１）式に、機関停止時の触媒床温ＴＥＨＣ_ｓｔｏｐと、吸気温（≒外気温）ＴＩＮとを代入して、現在の第１推定床温Ｔｅｓｔ１（すなわち機関停止中における触媒床温の推定値）を算出すると共に、当該第１推定床温Ｔｅｓｔ１をメモリに記憶する。以下では、このステップＳ１０７において算出されてメモリに記憶された第１推定床温Ｔｅｓｔ１のことを、必要に応じて「機関停止中の触媒床温ＴＥＨＣ_ｏｆｆ」という。

ステップＳ１０９において、電子制御ユニット２００は、機関運転フラグＦ１の前回値が０であったか否か、すなわち機関始動直後であるか（機関始動後の最初の処理であるか）否かを判定する。電子制御ユニット２００は、機関運転フラグＦ１の前回値が０、すなわち機関始動直後であれば、ステップＳ１１０の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、機関運転フラグＦ１の前回値が１、すなわち機関運転中であれば、ステップＳ１１３の処理に進む。

ステップＳ１１０において、電子制御ユニット２００は、前述した図４のマップを参照し、ソーク時間に基づいて、収束率κを算出する。

ステップＳ１１１において、電子制御ユニット２００は、前述した（１）式に、機関停止時の触媒床温ＴＥＨＣ_ｓｔｏｐと、吸気温（≒外気温）ＴＩＮとを代入して、現在の第１推定床温Ｔｅｓｔ１（すなわち機関始動時（機関始動直後）の触媒床温の推定値）を算出すると共に、当該第１推定床温Ｔｅｓｔ１をメモリに記憶する。

ステップＳ１１２において、電子制御ユニット２００は、ソーク時間を０に戻してソークタイマを停止する。

ステップＳ１１３において、電子制御ユニット２００は、機関運転中の触媒床温を推定するための各種の推定用パラメータの検出値を読み込み、推定パラメータの検出値に基づいて、単位時間（演算周期）当たりの触媒床温の温度変化量ΔＴＥＨＣを算出する。機関運転中の触媒床温ＴＥＨＣは、排気熱の影響を受けて変化するため、例えば機関回転速度や機関負荷、機関水温、吸気量、吸気温などの、排気の熱エネルギ量に影響を与えるパラメータから一以上のパラメータを適宜選択して推定用パラメータとすることができる。

ステップＳ１１４において、電子制御ユニット２００は、温度変化量ΔＴＥＨＣを、メモリに記憶されている第１推定床温Ｔｅｓｔ１に加算して第１推定床温Ｔｅｓｔ１を更新すると共に、更新した第１推定床温Ｔｅｓｔ１をメモリに記憶する。

このように本実施形態では、触媒床温を、基本的に機関運転状態に基づいて推定するようにしているが、種々の要因によって、実床温Ｔａｃｔと、第１推定床温Ｔｅｓｔ１と、の間にズレが生じることがある。

例えば、バッテリ上がりやバッテリ交換などに起因してメモリが初期化される場合があり、メモリが初期化されると、メモリに記憶されていた機関停止時の触媒床温ＴＥＨＣ_ｓｔｏｐやソーク時間の値が、予め設定された初期値（例えば、機関停止時の触媒床温ＴＥＨＣ_ｓｔｏｐであれば常温相当の２０［℃］、ソーク時間であれば０［ｓ］など）に戻されることがある。また電子制御ユニット２００に何らかの不具合が生じてソークタイマが起動されず、ソーク時間が初期値のままになっていたり、吸気温センサ２１５に何らかの不具合が生じていて吸気温ＴＩＮの値が異常値を示していたりする場合がある。

機関停止時の触媒床温ＴＥＨＣ_ｓｔｏｐや収束率κの算出に使用するソーク時間、吸気温ＴＩＮは、前述した（１）式に従って第１推定床温Ｔｅｓｔ１を算出する際に必要なパラメータである。そのため、これらのパラメータが初期値に戻されるなどして異常値を示しているときは、実床温Ｔａｃｔと、第１推定床温Ｔｅｓｔ１と、の間にズレが生じることになる。

また、これらのパラメータが異常値を示しているわけではないが、気象条件（気温、雨、雪、風など）による導電性基材１５１からの放熱量の変化や、洗車による冷却等の影響によって、予期せず実床温Ｔａｃｔと第１推定床温Ｔｅｓｔ１との間にズレが生じることがある。同様に、短時間の間にスタートスイッチ２１４のオン、オフが繰り返し行われた場合、すなわちＥＶモードでの走行しか行われないショートトリップが繰り返し行われた場合なども、走行風の影響によって予期せず実床温Ｔａｃｔと第１推定床温Ｔｅｓｔ１との間にズレが生じることがある。

そして、実床温Ｔａｃｔと、第１推定床温Ｔｅｓｔ１と、の間のズレが大きくなると、以下のような問題が生じる。

すなわち本実施形態では、ＥＶモード中にバッテリ充電量ＳＯＣが暖機開始充電量ＳＯＣ２まで低下したときの第１推定床温Ｔｅｓｔ１が活性開始温度Ｔ１未満であれば、基本的に、そのときの第１推定床温Ｔｅｓｔ１を初期温度Ｔ０として、触媒床温を初期温度Ｔ０から活性化温度Ｔ２まで昇温させるために必要な熱量Ｑ［Ｊ］、すなわち目標電力量ｔＷｈ［Ｗｓ］を算出し、導電性基材１５１に対する供給電力量Ｗｈが目標電力量ｔＷｈとなるまで導電性基材１５１に対する通電を実施している。

そのため、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が実床温Ｔａｃｔよりも低かった場合には、必要以上に導電性基材１５１を加熱してしまうことなるので、実床温Ｔａｃｔと、第１推定床温Ｔｅｓｔ１と、の間のズレが大きいと、過加熱によって導電性基材１５１を劣化させてしまうおそれがある。

ここで触媒床温を推定する方法としては、機関運転状態に基づいて触媒床温を推定する方法以外にも、導電性基材１５１が有する温度・抵抗特性、具体的には、温度が上昇するほど抵抗値が低下する負の温度特性（Negative Temperature Coefficient）を利用して、導電性基材１５１に対する通電時に検出した基材抵抗値Ｒに基づいて触媒床温を推定する方法がある。

そこで本実施形態では、機関運転状態に基づいて随時算出している第１推定床温Ｔｅｓｔ１と、暖機開始時に基材抵抗値Ｒに基づいて算出した触媒床温の推定値（以下「第２推定床温」という。）Ｔｅｓｔ２と、を比較して、第１推定床温Ｔｅｓｔ１の信頼度（確からしさ）を確認することとした。そして、その比較結果に基づいて目標電力量ｔＷｈを必要に応じて補正して、電気加熱による触媒装置１５の暖機を行うこととした。以下、図５を参照して、この本実施形態による触媒暖機制御について説明する。

図５は、本実施形態による触媒暖機制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット２００は、本ルーチンを所定の演算周期（例えば１０［ｍｓ］）で繰り返し実行する。

ステップＳ１において、電子制御ユニット２００は、触媒暖機開始フラグＦ２が０に設定されているか否かを判定する。触媒暖機開始フラグＦ２は、触媒装置１５の暖機を開始したときに１に設定されるフラグであって、初期値は０に設定される。電子制御ユニット２００は、触媒暖機開始フラグＦ２が０であれば、ステップＳ２の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、触媒暖機開始フラグＦ２が１であれば、ステップＳ９の処理に進む。

ステップＳ２において、電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣが、暖機開始充電量ＳＯＣ２未満であるか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣが暖機開始充電量ＳＯＣ２未満であれば、ステップＳ３の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣが暖機開始充電量ＳＯＣ２以上であれば、今回の処理を終了する。

ステップＳ３において、電子制御ユニット２００は、機関運転状態に基づいて随時算出している第１推定床温Ｔｅｓｔ１を初期温度Ｔ０として読み込み、初期温度Ｔ０が、活性開始温度Ｔ１未満であるか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、初期温度Ｔ０が活性開始温度Ｔ１未満であれば、ステップＳ４の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、初期温度Ｔ０が活性開始温度Ｔ１以上であれば、触媒の排気浄化機能が機能し始めているため、今回の処理を終了する。なお本実施形態では、本ステップにおいて初期温度Ｔ０が活性開始温度Ｔ１未満か否かを判定してステップＳ４の処理に進むか、又は今回の処理を終了するようにしているが、初期温度Ｔ０が活性化温度Ｔ２未満か否かを判定してステップＳ４の処理に進むか、又は今回の処理を終了するようにしてもよい。

ステップＳ４において、電子制御ユニット２００は、触媒床温Ｔを、初期温度Ｔ０から活性化温度Ｔ２まで昇温させるために必要な目標電力量ｔＷｈを、下記の（２）式に基づいて算出する。なお、（２）式のＣは、導電性基材１５１の熱容量であり、予め実験等によって算出することができる。

ステップＳ５において、電子制御ユニット２００は、導電性基材１５１に対する通電を開始して触媒装置１５を暖機する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、基材印加電圧Ｖ_ｈが定格電圧Ｖ_ｍａｘとなるように電圧調整回路１５３を制御して、触媒装置１５の暖機を開始する。このとき電子制御ユニット２００は、併せて、電圧センサ１５４によって検出された基材印加電圧Ｖ_ｈ（＝Ｖ_ｍａｘ）と、電流センサ１５５によって検出された基材電流値Ｉ_ｈと、に基づいて基材抵抗値Ｒを算出し、当該基材抵抗値Ｒをメモリに記憶する。

ステップＳ６において、電子制御ユニット２００は、触媒暖機開始フラグＦ２を１に設定する。

ステップＳ７において、電子制御ユニット２００は、予め実験等によって作成された図６のテーブルを参照し、ステップＳ５でメモリに記憶させた暖機開始時（通電開始時）の基材抵抗値Ｒに基づいて、第２推定床温Ｔｅｓｔ２を算出する。

ステップＳ８において、電子制御ユニット２００は、目標電力量補正処理を実施する。目標電力量補正処理の詳細については、図７を参照して後述する。

ステップＳ９において、電子制御ユニット２００は、触媒装置１５の暖機を開始してからの基材供給電力Ｐ_ｈ（＝基材印加電圧Ｖ_ｈ×基材電流値Ｉ_ｈ）の積算値、すなわち導電性基材１５１に対する供給電力量Ｗｈが、目標電力量ｔＷｈ以上になったか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、導電性基材１５１に対する供給電力量Ｗｈが目標電力量ｔＷｈ以上になっていれば、ステップＳ１０の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、導電性基材１５１に対する供給電力量Ｗｈが目標電力量ｔＷｈ未満であれば、今回の処理を終了する。

ステップＳ１０において、電子制御ユニット２００は、導電性基材１５１に対する通電を停止して、触媒装置１５の暖機を終了する。

ステップＳ１１において、電子制御ユニット２００は、触媒暖機開始フラグＦ２を０に戻す。

図７は、目標電力量補正処理の詳細について説明するフローチャートである。

ステップＳ８１において、電子制御ユニット２００は、ステップＳ３において初期温度Ｔ０として読み込まれた第１推定床温Ｔｅｓｔ１と、ステップＳ７で算出された第２推定床温Ｔｅｓｔ２と、の差分値（以下「推定値ズレ量」という。）ΔＴｅｓｔの絶対値が所定の第１ズレ量ΔＴ１以上か否かを判定する。第１ズレ量ΔＴ１は、第１推定床温Ｔｅｓｔ１と第２推定床温Ｔｅｓｔ２とのズレが、例えば誤差の範囲内であるなど、許容範囲内であると判定することが可能な値とされ、本実施形態では３０［℃］とされている。

電子制御ユニット２００は、推定値ズレ量ΔＴｅｓｔの絶対値が第１ズレ量ΔＴ１以上であれば、第１推定床温Ｔｅｓｔ１と、第２推定床温Ｔｅｓｔ２と、の間に誤差とみなすことのできないズレが生じていると判定してステップＳ８２の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、推定値ズレ量ΔＴｅｓｔの絶対値が第１ズレ量ΔＴ１未満であれば、目標電力量ｔＷｈを補正することなく今回の処理を終了する。

ステップＳ８２において、電子制御ユニット２００は、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が第２推定床温Ｔｅｓｔ２よりも低いか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が第２推定床温Ｔｅｓｔ２よりも低ければ、ステップＳ８３の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が第２推定床温Ｔｅｓｔ２よりも高ければ、ステップＳ８６の処理に進む。

ステップＳ８３及びステップＳ８６のそれぞれにおいて、電子制御ユニット２００は、推定値ズレ量ΔＴｅｓｔの絶対値が、第１ズレ量ΔＴ１よりも大きい第２ズレ量ΔＴ２以上であるか否かを判定する。

ここで、仮に第２推定床温Ｔｅｓｔ２と実床温Ｔａｃｔとが概ね一致していて、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が実床温Ｔａｃｔと乖離していたとすると、前述したステップＳ４で算出された目標電力量ｔＷｈを導電性基材１５１に供給して触媒装置１５の暖機を行った場合には、図８及び図９に示すように、暖機終了後の実床温Ｔａｃｔと、活性化温度Ｔ２と、の間に推定値ズレ量ΔＴｅｓｔのズレが生じることになる。

具体的には、図８に示すように、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が第２推定床温Ｔｅｓｔ２よりも低くなっていた場合には、暖機終了後の実床温Ｔａｃｔが活性化温度Ｔ２よりも推定値ズレ量ΔＴｅｓｔだけ高くなる。また図９に示すように、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が第２推定床温Ｔｅｓｔ２よりも高くなっていた場合には、暖機終了後の実床温Ｔａｃｔが活性化温度Ｔ２よりも推定値ズレ量ΔＴｅｓｔだけ低くなる。

図８に示すように、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が第２推定床温Ｔｅｓｔ２よりも低くなっていた場合には、暖機終了後の実床温Ｔａｃｔが活性化温度Ｔ２よりも推定値ズレ量ΔＴｅｓｔだけ高くなるおそれがあり、したがって推定値ズレ量ΔＴｅｓｔの絶対値が大きくなると、暖機終了後の実床温Ｔａｃｔが、導電性基材１５１の耐熱保証温度（以下「基材耐熱保証温度」）Ｔ３（例えば６５０［℃］）よりも高くなってしまうおそれがある。そのため、過加熱によって導電性基材１５１の劣化を促進させてしまい、導電性基材１５１の耐久性を低下させてしまうおそれがある。

そこで本実施形態では、第２ズレ量ΔＴ２を、基材耐熱保証温度Ｔ３と活性化温度Ｔ２との温度差に相当する値よりも、所定の安全余裕代の分だけ小さい値（例えば１００［℃］）とした。

そして、推定値ズレ量ΔＴｅｓｔの絶対値が第２ズレ量ΔＴ２以上であれば、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が第２推定床温Ｔｅｓｔ２よりも低かったときには過加熱によって導電性基材１５１の耐久性を低下させてしまうおそれがあるため、ステップＳ８４の処理に進み、目標電力量ｔＷｈをゼロに補正して一律に導電性基材１５１に対する通電を禁止することとした。

また、推定値ズレ量ΔＴｅｓｔの絶対値が第２ズレ量ΔＴ２未満の場合は、ステップＳ４で算出された目標電力量ｔＷｈを導電性基材１５１に供給して触媒装置１５の暖機を行ったとしても、暖機終了後の実床温Ｔａｃｔが基材耐熱保証温度Ｔ３よりも高くなってしまう可能性は低いが、導電性基材１５１の過加熱を確実に防止するためにステップＳ８５の処理に進み、目標電力量ｔＷｈをステップＳ４で算出された目標電力量ｔＷｈよりも小さい電力量に一律に補正することとした。具体的には本実施形態では、目標電力量ｔＷｈを予め設定された所定の最低電力量Ｗｍｉｎに補正するこことした。最低電力量Ｗｍｉｎは、触媒床温を、活性開始温度Ｔ１から活性化温度Ｔ２まで昇温させるために必要な電力量とされる。これにより、導電性基材１５１の過加熱を確実に防止しつつ、機関始動後の排気エミッションの悪化を可能な限り抑制することができる。

一方で、図９に示すように、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が第２推定床温Ｔｅｓｔ２よりも高かった場合には、仮に第２推定床温Ｔｅｓｔ２と実床温Ｔａｃｔとが概ね一致していれば、暖機終了後の実床温Ｔａｃｔが基材耐熱保証温度Ｔ３よりも高くなってしまう可能性は低い。しかしながら、第１推定床温Ｔｅｓｔ１及び第２推定床温Ｔｅｓｔ２の双方が実床温Ｔａｃｔと乖離している可能性もある。そして、推定値ズレ量ΔＴｅｓｔの絶対値が第２ズレ量ΔＴ２以上であるときというのは、換言すれば第１推定床温Ｔｅｓｔ１及び第２推定床温Ｔｅｓｔ２の双方の信頼性が低いときであり、実床温Ｔａｃｔを正確に把握できていないときである。このようなときに、導電性基材１５１に対する通電を実施することは適切ではない。

そこで本実施形態では、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が第２推定床温Ｔｅｓｔ２よりも高い場合において、推定値ズレ量ΔＴｅｓｔの絶対値が第２ズレ量ΔＴ２以上であったときは、ステップＳ８７の処理に進み、目標電力量ｔＷｈをゼロに補正して一律に導電性基材１５１に対する通電を禁止することとした。

そして、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が第２推定床温Ｔｅｓｔ２よりも高い場合において、推定値ズレ量ΔＴｅｓｔの絶対値が第２ズレ量ΔＴ２未満であったときは、ステップＳ４で算出された目標電力量ｔＷｈを導電性基材１５１に供給して触媒装置１５の暖機を行ったとしても、暖機終了後の実床温Ｔａｃｔが基材耐熱保証温度Ｔ３よりも高くなってしまう可能性は非常に低いため、目標電力量ｔＷｈを補正することなく今回の処理を終了することとした。

以上説明した本実施形態による内燃機関１０は、機関本体１１と、機関本体１１の排気通路１４に設けられ、通電されることによって発熱する導電性基材１５１に触媒を担持させた電気加熱式の触媒装置１５と、を備える。この内燃機関１０を制御するための電子制御ユニット２００（制御装置）は、導電性基材１５１に電力を供給して触媒装置１５を暖機する触媒暖機制御部を備える。

そして触媒暖機制御部は、機関運転状態に基づいて導電性基材１５１の温度を推定する第１推定部と、導電性基材１５１に通電したときに検出された導電性基材１５１の抵抗値に基づいて導電性基材１５１の温度を推定する第２推定部と、触媒装置１５を暖機するときに、第１推定部によって推定された導電性基材１５１の第１推定床温Ｔｅｓｔ１（第１推定温度）と、第２推定部によって推定された導電性基材１５１の第２推定床温Ｔｅｓｔ２（第２推定温度）と、の大きさを比較した比較結果に基づいて、導電性基材１５１に供給する電力量を制御する電力量制御部と、を備える。

したがって本実施形態によれば、異なる方法によって推定された２種類の推定床温（第１推定床温Ｔｅｓｔ１及び第２推定床温Ｔｅｓｔ２）の比較結果に基づいて、導電性基材に供給される電力量が制御される。そのため、機関運転状態に基づいて算出された第１推定床温Ｔｅｓｔ１と実床温Ｔａｃｔとがズレていたとしても、そのズレが触媒暖機制御に及ぼす影響を緩和することができる。

なお本実施形態による電力量制御部は、第１推定床温Ｔｅｓｔ１と第２推定床温Ｔｅｓｔ２との差分値である推定値ズレ量ΔＴｅｓｔの絶対値が第２ズレ量ΔＴ２（所定値）以上であるときは、導電性基材１５１に対する電力供給を禁止するように構成されている。

これにより、異なる方法によって推定された２種類の推定床温のズレが大きく、各推定床温の信頼度が低いときには導電性基材１５１に対する通電が禁止されるので、導電性基材１５１の過加熱を確実に防止することができる。

また本実施形態による電力量制御部は、導電性基材１５１の温度を、第１推定床温Ｔｅｓｔ１から所定の活性化温度Ｔ２（暖機完了温度）まで昇温させるために必要な目標電力量ｔＷｈを算出する目標電力量算出部と、第１推定床温Ｔｅｓｔ１と第２推定床温Ｔｅｓｔ２との差分値である推定値ズレ量ΔＴｅｓｔに基づいて、目標電力量を補正する補正部と、を備える。

そして補正部は、推定値ズレ量ΔＴｅｓｔの絶対値が所定の第１ズレ量ΔＴ１（第１差分値）以上であったときに、目標電力量を補正するように構成されており、より詳細には推定値ズレ量ΔＴｅｓｔ（差分値）の絶対値が第１ズレ量ΔＴ１（第１差分値）よりも大きい所定の第２ズレ量ΔＴ２（第２差分値）以上であったときは、目標電力量ｔＷｈをゼロに補正するように構成されている。

これにより、異なる方法によって推定された２種類の推定床温のズレが大きく、機関運転状態に基づいて算出された第１推定床温Ｔｅｓｔ１の信頼度が低いときには、目標電力量ｔＷｈをゼロに補正されて導電性基材１５１に対する通電が禁止されるので、導電性基材１５１の過加熱を確実に防止することができる。

また補正部は、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が第２推定床温Ｔｅｓｔ２より低い場合において、推定値ズレ量ΔＴｅｓｔの絶対値が、第１ズレ量ΔＴ１よりも大きい所定の第２ズレ量ΔＴ２未満であったときは、目標電力量ｔＷｈを減少補正するように構成される。具体的には本実施形態では、目標電力量ｔＷｈを予め設定された最低電力量Ｗｍｉｎに補正するように構成されている。

図８を参照して前述したように、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が第２推定床温Ｔｅｓｔ２よりも低いときは、目標電力量ｔＷｈを補正することなく導電性基材１５１に供給して触媒装置１５の暖機を行うと、暖機終了後の実床温Ｔａｃｔが活性化温度Ｔ２よりも推定値ズレ量ΔＴｅｓｔだけ高くなるおそれがある。この際、推定値ズレ量ΔＴｅｓｔの絶対値が第２ズレ量ΔＴ２未満であれば、目標電力量ｔＷｈを補正することなく導電性基材１５１に供給しても、暖機終了後の実床温Ｔａｃｔが基材耐熱保証温度Ｔ３よりも高くなってしまう可能性は小さい。

したがって、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が第２推定床温Ｔｅｓｔ２より低い場合において、推定値ズレ量ΔＴｅｓｔの絶対値が、第１ズレ量ΔＴ１よりも大きい所定の第２ズレ量ΔＴ２未満であったときに、目標電力量ｔＷｈを減少補正することで、導電性基材１５１の過加熱を確実に防止しつつ、機関始動後の排気エミッションの悪化を可能な限り抑制することができる。

また補正部は、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が第２推定床温Ｔｅｓｔ２より高い場合において、推定値ズレ量ΔＴｅｓｔの絶対値が第１ズレ量ΔＴ１よりも大きい所定の第２ズレ量ΔＴ２未満であったときは、目標電力量ｔＷｈに対する補正量をゼロとして、目標電力量の補正を実施しないように構成されている。

第１推定床温Ｔｅｓｔ１が第２推定床温Ｔｅｓｔ２より高く、かつ、推定値ズレ量ΔＴｅｓｔの絶対値が２ズレ量ΔＴ２未満であるときは、目標電力量ｔＷｈを導電性基材１５１に供給して触媒装置１５の暖機を行ったとしても、暖機終了後の実床温Ｔａｃｔが基材耐熱保証温度Ｔ３よりも高くなってしまう可能性は非常に低い。したがって、目標電力量ｔＷｈを補正することなく導電性基材１５１に供給することで、導電性基材１５１の過加熱を防止しつつ機関始動後の排気エミッションの悪化を可能な限り抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、目標電力量補正処理の内容が第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。

前述したように、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が第２推定床温Ｔｅｓｔ２よりも低い場合であっても、推定値ズレ量ΔＴｅｓｔの絶対値が第２ズレ量ΔＴ２未満であれば、ステップＳ４で算出された目標電力量ｔＷｈを導電性基材１５１に供給して触媒装置１５の暖機を行ったとしても、暖機終了後の実床温Ｔａｃｔが基材耐熱保証温度Ｔ３よりも高くなってしまう可能性は小さい。

そこで第１実施形態では、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が第２推定床温Ｔｅｓｔ２よりも低い場合において、推定値ズレ量ΔＴｅｓｔの絶対値が第２ズレ量ΔＴ２未満であれば、目標電力量ｔＷｈをステップＳ４で算出された目標電力量ｔＷｈよりも小さい電力量、すなわち最低電力量Ｗｍｉｎに一律に補正することで、導電性基材１５１の過加熱を防止していた。

これに対して本実施形態では、推定値ズレ量ΔＴｅｓｔの絶対値が第２ズレ量ΔＴ２未満の場合は、第１推定床温Ｔｅｓｔ１及び第２推定床温Ｔｅｓｔ２のうちの高い方の推定温度に基づいて導電性基材１５１に供給する電力量を制御することとした。具体的には、触媒床温を第１推定床温Ｔｅｓｔ１及び第２推定床温Ｔｅｓｔ２のうちの高い方の推定温度から活性化温度Ｔ２まで昇温させるために必要な電力量を、導電性基材１５１に供給することとした。

これにより、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が第２推定床温Ｔｅｓｔ２よりも低くなっていたとき、すなわち前述した図８に示すように、ステップＳ４で算出された目標電力量ｔＷｈを導電性基材１５１に供給した場合に暖機終了後の実床温Ｔａｃｔが活性化温度Ｔ２よりも高くなる可能性が高いときは、目標電力量ｔＷｈが、第２推定温度Ｔｅｓｔ２から活性化温度Ｔ２まで昇温させるために必要な電力量Ｗｒｅｓに補正されることになる。すなわち、目標電力量ｔＷｈが、目標電力量ｔＷｈをステップＳ４で算出された目標電力量ｔＷｈよりも小さい電力量に補正されることになる。このようにすることで、導電性基材１５１の過加熱を防止しつつ、機関始動後の排気エミッションの悪化を可能な限り抑制することができる。

図１０は、この本実施形態による目標電力量補正処理の詳細について説明するフローチャートである。なお図１０において、ステップＳ９１～Ｓ９４以外の各ステップの処理の内容は、第１実施形態で説明した内容と同じなので、ここでは説明を省略する。
ステップＳ９１において、電子制御ユニット２００は、第２推定床温Ｔｅｓｔ２が活性開始温度Ｔ１未満であるか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、第２推定床温Ｔｅｓｔ２が活性開始温度Ｔ１未満であれば、ステップＳ９２の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、第２推定床温Ｔｅｓｔ２が活性開始温度Ｔ１以上であれば、ステップＳ９３の処理に進む。なお本実施形態では、本ステップにおいて第２推定床温Ｔｅｓｔ２が活性開始温度Ｔ１未満か否かを判定してステップＳ９２の処理に進むか、又はステップＳ９３の処理に進むかを決定していたが、第２推定床温Ｔｅｓｔ２が活性化温度Ｔ２未満か否かを判定してステップＳ９２の処理に進むか、又はステップＳ９３の処理に進むかを決定するようにしてもよい。

ステップＳ９２において、電子制御ユニット２００は、第１推定床温Ｔｅｓｔ１及び第２推定床温Ｔｅｓｔ２のうちの高い方の推定温度である第２推定床温Ｔｅｓｔ２に基づいて導電性基材１５１に供給する電力量を制御する。具体的には、電子制御ユニット２００は、触媒床温を第２推定床温Ｔｅｓｔ２から活性化温度Ｔ２まで昇温させるために必要な電力量Ｗｒｅｓを、下記の（３）式に基づいて算出し、目標電力量ｔＷｈを算出した電力量Ｗｒｅｓに補正する。

ステップＳ９３において、電子制御ユニット２００は、通電不要と判断し、目標電力量ｔＷｈをゼロに補正する。これは、第２推定床温Ｔｅｓｔ２が活性開始温度Ｔ１以上であれば、触媒の排気浄化機能が機能し始めている可能性が高く、必ずしも導電性基材１５１に通電を行って加熱する必要がないためである。

このように本実施形態では、推定値ズレ量ΔＴｅｓｔの絶対値が第１ズレ量ΔＴ１以上かつ第２ズレ量ΔＴ２未満であるときは、第１推定床温Ｔｅｓｔ１及び第２推定床温Ｔｅｓｔ２の双方が活性開始温度Ｔ１のときに、目標電力量ｔＷｈが補正される。これにより、不要に導電性基材１５１を加熱してしまうのを抑制することができる。

ステップＳ９４において、電子制御ユニット２００は、第１推定床温Ｔｅｓｔ１及び第２推定床温Ｔｅｓｔ２のうちの高い方の推定温度である第１推定床温Ｔｅｓｔ１に基づいて導電性基材１５１に供給する電力量を制御する。したがってこの場合は、ステップＳ４で算出された目標電力量ｔＷｈ、すなわち触媒床温を第１推定床温Ｔｅｓｔ１から活性化温度Ｔ２まで昇温させるために必要な電力量が、補正されることなく導電性基材１５１に供給される。

以上説明した本実施形態による電子制御ユニット２００の電力量制御部は、第１実施形態と同様に、第１推定床温Ｔｅｓｔ１と第２推定床温Ｔｅｓｔ２との差分値である推定値ズレ量ΔＴｅｓｔの絶対値が所定の第１ズレ量ΔＴ１（第１差分値）以上であったときに目標電力量ｔＷｈを補正する補正部を備える。

そして本実施形態では、補正部は、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が第２推定床温Ｔｅｓｔ２よりも低い場合において、推定値ズレ量ΔＴｅｓｔ（差分値）の絶対値が、第１ズレ量ΔＴ１（第１差分値）よりも大きい所定の第２ズレ量ΔＴ２（第２差分値）未満であったときは、目標電力量ｔＷｈを、第２推定温度Ｔｅｓｔ２から所定の活性化温度Ｔ２（暖機完了温度）まで昇温させるために必要な電力量Ｗｒｅｓに補正するように構成されている。

このようにしても、第１実施形態と同様に、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が第２推定床温Ｔｅｓｔ２より低い場合において、推定値ズレ量ΔＴｅｓｔの絶対値が、第１ズレ量ΔＴ１よりも大きい所定の第２ズレ量ΔＴ２未満であったときに、目標電力量ｔＷｈを減少補正することができるので、導電性基材１５１の過加熱を確実に防止しつつ、機関始動後の排気エミッションの悪化を可能な限り抑制することができる。

特に本実施形態では、補正部は、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が第２推定床温Ｔｅｓｔ２よりも低い場合において、推定値ズレ量ΔＴｅｓｔ（差分値）の絶対値が、第１ズレ量ΔＴ１（第１差分値）よりも大きい所定の第２ズレ量ΔＴ２（第２差分値）未満であったときは、さらに第２推定温度Ｔｅｓｔ２が活性開始温度Ｔ１（所定温度）未満であるか否かを判定した上で、目標電力量ｔＷｈを、第２推定床温Ｔｅｓｔ２から所定の活性化温度Ｔ２（暖機完了温度）まで昇温させるために必要な電力量Ｗｒｅｓに補正するように構成されている。

目標電力量ｔＷｈを、第２推定床温Ｔｅｓｔ２から活性化温度Ｔ２まで昇温させるために必要な電力量Ｗｒｅｓを補正するにあたって、第２推定床温Ｔｅｓｔ２が既に活性開始温度Ｔ１以上であれば、触媒の排気浄化機能が機能し始めている可能性が高く、必ずしも導電性基材１５１に通電を行って加熱する必要はない。そのため、第１推定床温Ｔｅｓｔ１が第２推定床温Ｔｅｓｔ２よりも低い場合において、第２推定床温Ｔｅｓｔ２が活性開始温度Ｔ１未満の場合、すなわち、第１推定床温Ｔｅｓｔ１及び第２推定床温Ｔｅｓｔ２の双方が活性開始温度Ｔ１未満の場合に限り、導電性基材１５１対する通電を行って加熱することで、導電性基材１５１の過加熱を抑制しつつ、導電性基材１５１に通電を不要におこなってしまうのを抑制できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば上記の各実施形態では、導電性基材１５１の温度を、第１推定床温Ｔｅｓｔ１から所定の活性化温度Ｔ２（暖機完了温度）まで昇温させるために必要な目標電力量ｔＷｈを算出し、第１推定床温Ｔｅｓｔ１と第２推定床温Ｔｅｓｔ２との差分値である推定値ズレ量ΔＴｅｓｔに基づいて目標電力量ｔＷｈを補正していた。しかしながら、第２推定床温Ｔｅｓｔ２から所定の活性化温度Ｔ２（暖機完了温度）まで昇温させるために必要な電力量Ｗｒｅｓを目標電力量ｔＷｈとし、第１推定床温Ｔｅｓｔ１と第２推定床温Ｔｅｓｔ２との差分値である推定値ズレ量ΔＴｅｓｔに基づいて目標電力量ｔＷｈを補正するようにしてもよい。

１０ 内燃機関
１１ 機関本体
１５ 触媒装置
１５１ 導電性基材
２００ 電子制御ユニット（制御装置）

Claims (7)

1. 機関本体と、
   前記機関本体の排気通路に設けられ、通電されることによって発熱する導電性基材に触媒を担持させた電気加熱式の触媒装置と、
   を備える内燃機関を制御するための内燃機関の制御装置であって、
   前記導電性基材に電力を供給して前記触媒装置を暖機する触媒暖機制御部を備え、
   前記触媒暖機制御部は、
   機関運転状態に基づいて、前記導電性基材の温度を推定する第１推定部と、
   前記導電性基材に通電したときに検出された前記導電性基材の抵抗値に基づいて、前記導電性基材の温度を推定する第２推定部と、
   前記触媒装置を暖機するときに、前記第１推定部によって推定された前記導電性基材の第１推定温度と、前記第２推定部によって推定された前記導電性基材の第２推定温度と、の大きさを比較した比較結果に基づいて、前記導電性基材に供給する電力量を制御する電力量制御部と、
   を備え、
   前記電力量制御部は、
   前記第１推定温度と前記第２推定温度との差分値の絶対値が所定値以上であるときは、前記導電性基材に対する電力供給を禁止する、
   内燃機関の制御装置。
2. 機関本体と、
   前記機関本体の排気通路に設けられ、通電されることによって発熱する導電性基材に触媒を担持させた電気加熱式の触媒装置と、
   を備える内燃機関を制御するための内燃機関の制御装置であって、
   前記導電性基材に電力を供給して前記触媒装置を暖機する触媒暖機制御部を備え、
   前記触媒暖機制御部は、
   機関運転状態に基づいて、前記導電性基材の温度を推定する第１推定部と、
   前記導電性基材に通電したときに検出された前記導電性基材の抵抗値に基づいて、前記導電性基材の温度を推定する第２推定部と、
   前記触媒装置を暖機するときに、前記第１推定部によって推定された前記導電性基材の第１推定温度と、前記第２推定部によって推定された前記導電性基材の第２推定温度と、の大きさを比較した比較結果に基づいて、前記導電性基材に供給する電力量を制御する電力量制御部と、
   を備え、
   前記電力量制御部は、
   前記導電性基材の温度を、前記第１推定温度から所定の暖機完了温度まで昇温させるために必要な目標電力量を算出する目標電力量算出部と、
   前記第１推定温度と前記第２推定温度との差分値に基づいて、前記目標電力量を補正する補正部と、
   を備え、
   前記補正部は、
   前記差分値の絶対値が所定の第１差分値以上であったときに、前記目標電力量を補正し、
   前記差分値の絶対値が、前記第１差分値よりも大きい所定の第２差分値以上であったときは、前記目標電力量をゼロに補正する、
   内燃機関の制御装置。
3. 前記補正部は、
   前記第１推定温度が前記第２推定温度より低い場合において、前記差分値の絶対値が、前記第２差分値未満であったときは、前記目標電力量を減少補正する、
   請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記補正部は、
   前記目標電力量を予め設定された最低電力量に補正することにより、前記目標電力量を減少補正する、
   請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記補正部は、
   前記目標電力量を、前記第２推定温度から所定の暖機完了温度まで昇温させるために必要な電力量に補正することにより、前記目標電力量を減少補正する、
   請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記補正部は、
   前記第１推定温度が前記第２推定温度より低い場合において、前記差分値の絶対値が、前記第１差分値よりも大きい所定の第２差分値未満であったときは、前記第２推定温度が所定の活性開始温度未満であれば、前記目標電力量を前記第２推定温度から所定の暖機完了温度まで昇温させるために必要な電力量に補正し、前記第２推定温度が所定温度以上であれば、暖機不要と判断して前記目標電力量をゼロに補正する、
   請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記補正部は、
   前記第１推定温度が前記第２推定温度より高い場合において、前記差分値の絶対値が、前記第２差分値未満であったときは、前記目標電力量に対する補正量をゼロとする、
   請求項２から請求項６までのいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。

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