电加热式催化剂的故障检测装置制造方法
电加热式催化剂的故障检测装置制造方法
【专利摘要】本发明的目的在于检测EHC的绝缘故障。在本发明中，EHC的发热体由绝缘部件电绝缘。而且，基于绝缘部件的吸水量比规定吸水量少且绝缘部件上的PM堆积量比规定PM堆积量少时的绝缘部件的绝缘电阻值、绝缘部件的吸水量从规定吸水量以上的量减少到比规定吸水量少的量时的绝缘部件的绝缘电阻值的变化、以及绝缘部件上的PM堆积量从规定PM堆积量以上的量减少到比规定PM堆积量少的量时的绝缘部件的绝缘电阻值的变化，判定是否产生了绝缘故障。
【专利说明】电加热式催化剂的故障检测装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电加热式催化剂的故障检测装置。
【背景技术】
[0002]以往，作为设置于内燃机的排气通路中的排气净化催化剂，开发出了由被通电而发热的发热体加热催化剂的电加热式催化剂(Electrically Heated Catalyst:以下有时称为HlC)。
[0003]在专利文献I中公开有如下技术:在具备具有电绝缘性并且保持催化剂载体的载体保持部的电加热式催化剂中，在判定为载体保持部的绝缘电阻降低到了规定电阻值以下的情况下禁止通电。另外，在专利文献I中也公开了如下技术:在载体保持部的温度为规定温度以上的情况下、在载体保持部所吸收的水分量为规定量以上的情况下、或者在堆积在载体保持部上的碳量为规定量以上的情况下，判定为载体保持部的绝缘电阻降低到了规定电阻值以下。
[0004]在专利文献2中公开有如下技术:对由设置于排气通路的、冷凝水容易附着的第一温度传感器和冷凝水不附着的第二温度传感器各自检测到的温度进行比较，从而判定排气中是否存在冷凝水。
[0005]在专利文献3中公开有如下技术:基于将设置于排气通路的氧化催化剂加热了时的该氧化催化剂的温度上升程度，计算颗粒状物质的堆积量。
[0006]在专利文献4中公开有如下技术:基于在内燃机刚起动之后在排气通路中产生的冷凝水附着于PM传感器的传感器电极部而产生的该传感器电极部的静电电容的变化，判定PM传感器的故障。
[0007]在专利文献5中公开有如下技术:在颗粒过滤器的下游侧的排气通路中设置电绝缘材料，进而在该电绝缘材料相互离开地设置多个电极，在与该多个电极间的电阻值相关的指标比规定基准小时，判定为颗粒过滤器产生了故障。
[0008]在先技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:国际公开第2011/114451号
[0011]专利文献2:日本特开2010-127268号公报
[0012]专利文献3:日本特开2007-304068号公报
[0013]专利文献4:日本特开2010-275917号公报
[0014]专利文献5:日本特开2009-144577号公报
【发明内容】
[0015]发明要解决的课题
[0016]在EHC中，为了使通过通电而发热的发热体电绝缘，设置有绝缘部件。但是，即便是如上所述的结构,在EHC中，也有时产生使发热体电绝缘的绝缘功能超过容许范围而降低的绝缘故障。
[0017]本发明是鉴于上述那样的问题而作出的，其目的在于检测EHC的绝缘故障。
[0018]用于解决课题的方案
[0019]本发明的电加热式催化剂的故障检测装置，对电加热式催化剂的故障进行检测，所述电加热式催化剂设置于内燃机的排气通路中并具有发热体和绝缘部件，所述发热体通过通电而发热，并通过发热来加热催化剂，所述绝缘部件使所述发热体电绝缘，其特征在于，所述电加热式催化剂的故障检测装置具有判定部，该判定部基于所述绝缘部件的吸水量比规定吸水量少且所述绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量比规定PM堆积量少时的所述绝缘部件的绝缘电阻值、所述绝缘部件的吸水量从所述规定吸水量以上的量减少到比所述规定吸水量少的量时的所述绝缘部件的绝缘电阻值的变化、以及所述绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量从所述规定PM堆积量以上的量减少到比所述规定PM堆积量少的量时的所述绝缘部件的绝缘电阻值的变化，与由于所述绝缘部件所吸收的冷凝水或堆积在所述绝缘部件上的颗粒状物质所引起的所述绝缘部件的绝缘电阻值的降低相区别地判定是否产生了绝缘故障。
[0020]在排气通路中产生的冷凝水被绝缘部件吸收时，绝缘部件的吸水量增加。但是，若因EHC的温度上升而使得冷凝水蒸发，则该吸水量减少。另外，若排气中含有的颗粒状物质附着于绝缘部件，则绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量增加。但是，若通过执行使堆积在绝缘部件上的颗粒状物质氧化而将其除去的PM除去处理来除去该颗粒状物质，则该堆积量减少。
[0021]在EHC中，即便未产生绝缘故障,若绝缘部件的吸水量或绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量增加，则绝缘部件的绝缘电阻值降低。但是，在由于绝缘部件所吸收的冷凝水而使得绝缘部件的绝缘电阻值降低的情况下，若吸水量减少，则绝缘部件的绝缘电阻值恢复。另外，在由于堆积在绝缘部件上的颗粒状物质而使得绝缘部件的绝缘电阻值降低的情况下，若颗粒状物质的堆积量减少，则绝缘部件的绝缘电阻值恢复。另一方面，在因产生绝缘故障而使得绝缘部件的绝缘电阻值降低了的情况下，该绝缘电阻值不恢复。
[0022]在此，规定吸水量及规定PM堆积量是如下的值:未产生绝缘故障，若绝缘部件的吸水量比该规定吸水量少且绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量比该规定PM堆积量少，则绝缘部件的绝缘电阻值成为正常值。
[0023]根据本发明，可以与由于冷凝水或颗粒状物质所引起的绝缘部件的绝缘电阻值的降低相区别地检测EHC的绝缘故障。
[0024]在本发明中，在当绝缘部件的吸水量比规定吸水量少且绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量比规定PM堆积量少时绝缘部件的绝缘电阻值为规定电阻值以下的情况下，判定部可以判定为产生了绝缘故障。在此，规定电阻值是产生了 EHC的绝缘故障的情况下的绝缘部件的绝缘电阻值、即比能够容许的绝缘电阻值的下限值低的值。
[0025]并且，虽然绝缘部件的吸水量为规定吸水量以上时绝缘部件的绝缘电阻值为规定电阻值以下，但若绝缘部件的吸水量相比规定吸水量减少、则绝缘部件的绝缘电阻值相比规定电阻值上升，在这种情况下，可以判断为绝缘部件的绝缘电阻值降低的原因在于绝缘部件所吸收的冷凝水。因此，在这种情况下，判定部可以判定为未产生绝缘故障。
[0026]另外，虽然绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量为规定PM堆积量以上时绝缘部件的绝缘电阻值为规定电阻值以下，但若绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量相比所述规定PM堆积量减少、则绝缘部件的绝缘电阻值相比规定电阻值上升，在这种情况下，可以判断为绝缘部件的绝缘电阻值降低的原因在于堆积在绝缘部件上的颗粒状物质。因此，在这种情况下，判定部可以判定为未产生绝缘故障。
[0027]另外，绝缘部件的吸水量为规定吸水量以上时，即便绝缘部件的绝缘电阻值比正常值低，也难以区别其原因在于绝缘部件所吸收的冷凝水或在于绝缘故障。另外，绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量为规定PM堆积量以上的时，即便绝缘部件的绝缘电阻值比正常值低，也难以区别其原因在于堆积在绝缘部件上的颗粒状物质或在于绝缘故障。
[0028]于是，在本发明中，也可以构成为，在当绝缘部件的吸水量为规定吸水量以上时绝缘部件的绝缘电阻值为规定电阻值以下的情况下，直至绝缘部件的吸水量相比规定吸水量减少为止，判定部保留是否产生了绝缘故障的判定。另外，也可以构成为，在当绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量为规定PM堆积量以上时绝缘部件的绝缘电阻值为规定电阻值以下的情况下，直至绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量相比规定PM堆积量减少为止，判定部保留是否产生了绝缘故障的判定。
[0029]另外，若EHC的温度上升，则绝缘部件的温度也上升。而且，若绝缘部件的温度上升，则即便处于正常时，绝缘部件的绝缘电阻值也降低。
[0030]于是，本发明的电加热式催化剂的故障检测装置可以还具有设定部，在EHC的温度高时，与EHC的温度低时相比，该设定部将规定电阻值设定为更小的值。由此，可以更高精度地检测EHC的绝缘故障。
[0031]在此，在内燃机已冷起动的情况下、即在包括绝缘部件在内的EHC整体的温度低的状态下内燃机起动了的情况下，EHC的温度随着时间的经过而上升。但是，由于绝缘部件具有一定程度的热容量，因此，其温度上升延迟。因此，在自内燃机冷起动起直至经过一定程度的期间为止的期间，绝缘部件的温度被维持在低的温度不变。因此，在该期间，绝缘部件的绝缘电阻值被维持而不降低。
[0032]于是，也可以构成为，在从内燃机冷起动起直至经过规定期间为止的期间，即便EHC的温度上升，设定部也将规定电阻值维持在恒定的值。在此，规定期间是绝缘部件的温度被维持在低的温度不变的期间。
[0033]另外，若内燃机的内燃机负荷变化，则排气的温度变化，因此，EHC的温度也变化。其结果是，由于绝缘部件的温度也变化，因此，若EHC正常，则绝缘部件的绝缘电阻值变化。但是，在产生了绝缘故障时，即便绝缘部件的温度变化，绝缘部件的绝缘电阻值也不与其相应地变化。
[0034]于是，在本发明中，在绝缘部件的吸水量比规定吸水量少且所述绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量比规定PM堆积量少时的绝缘部件的绝缘电阻值与内燃机的内燃机负荷的变化相应地变化的情况下，判定部可以判定为未产生绝缘故障，在该绝缘电阻值不与内燃机的内燃机负荷的变化相应地变化的情况下，可以判定为产生了绝缘故障。
[0035]发明的效果
[0036]根据本发明，可以检测EHC的绝缘故障。
【专利附图】
【附图说明】[0037]图1是表示实施例1的内燃机的进气排气系统及EHC的概略结构的图。
[0038]图2是表不实施例1的电极相对于催化剂载体的配置的图。
[0039]图3是表示实施例1的测定装置的概略结构的图。
[0040]图4是表示实施例1的、内燃机转速Ne、EHC的温度Tehc、垫块的吸水量cwater、垫块的端面及内管的突出部上的PM堆积量cpm、及绝缘电阻值Rehc的推移的第一例的时序图。
[0041]图5是表示实施例1的、内燃机转速Ne、EHC的温度Tehc、垫块的吸水量cwater、垫块的端面及内管的突出部上的PM堆积量cpm、及绝缘电阻值Rehc的推移的第二例的时序图。
[0042]图6是表示实施例1的垫块的吸水量的计算流程的流程图。
[0043]图7是表示实施例1的、排气温度Tg及混合气的空燃比A/F与排气管中的冷凝水的产生量kwaterl的关系的图。
[0044]图8是表示实施例1的、EHC的温度Tehc与从垫块蒸发的冷凝水的蒸发量kwater2的关系的图。
[0045]图9是表示实施例1的、垫块的端面及内管的突出部上的PM堆积量的计算流程的流程图。
[0046]图10是表示实施例1的、冷却水温Tw及混合气的空燃比A/F与从内燃机排出的PM的排出量kpml的关系的图。
[0047]图11是表示实施例1的、在用于使PM氧化的氧充分存在的状态下、EHC的温度Tehc与堆积在垫块的端面或内管的突出部上的PM的氧化量kpm2的关系的图。
[0048]图12是表示实施例1的绝缘故障的检测流程的一部分的流程图。
[0049]图13是表示实施例1的绝缘故障的检测流程的其他的一部分的流程图。
[0050]图14是表示实施例1的绝缘故障的检测流程的其他的一部分的流程图。
[0051]图15是表示实施例1的第一变形例的规定电阻值的设定流程的流程图。
[0052]图16是表示实施例1的变形例的EHC的温度Tehc与规定电阻值RehcO的关系的图。
[0053]图17是表示实施例1的第二变形例的规定电阻值的设定流程的流程图。
[0054]图18是表示实施例2的绝缘故障的检测流程的流程图。
【具体实施方式】
[0055]以下，基于【专利附图】
【附图说明】本发明的【具体实施方式】。本实施例中记载的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等在未特别进行记载时，并非将发明要求保护的范围仅限定于此。
[0056]〈实施例1>
[0057][内燃机的进气排气系统及EHC的概略结构]
[0058]图1是表不本实施例的内燃机的进气排气系统及EHC的概略结构的图。
[0059]本实施例的EHCl设置于内燃机10的排气管2中。内燃机10是车辆驱动用的汽油发动机。但是，本发明的内燃机并不限于汽油发动机，也可以是柴油发动机等。在内燃机10设置有检测冷却水的温度的水温传感器22。在内燃机10的进气管11中设置有空气流量计12及节气门14。[0060]在排气管2中的比EHCl更靠上游侧的位置设置有第一温度传感器23。在排气管2中的比EHCl更靠下游侧的位置设置有第二温度传感器24。第一及第二温度传感器23、24是检测排气的温度的传感器。另外，图1中的箭头表示排气管2中的排气的流动方向。
[0061]EHCl具有:催化剂载体3、壳体4、垫块5、内管6及电极7。催化剂载体3形成为圆柱状，并设置成其中心轴与排气管2的中心轴A同轴。在催化剂载体3上承载有三元催化剂13。另外，催化剂载体3所承载的催化剂并不限于三元催化剂，也可以是氧化催化剂、吸留还原型NOx催化剂或选择还原型NOx催化剂。
[0062]催化剂载体3由在通电时作为电阻而发热的材料形成。作为催化剂载体3的材料，可以例示SiC。催化剂载体3具有沿着排气的流动方向(即中心轴A的方向)延伸且与排气的流动方向垂直的截面呈蜂窝状的多个通路。排气在该通路中流通。另外，与中心轴A正交的方向上的催化剂载体3的截面形状也可以是椭圆形等。中心轴A是由排气管2、催化剂载体3、内管6及壳体4共用的中心轴。
[0063]催化剂载体3被收容于壳体4。在壳体4内形成有电极室9。另外,关于电极室9的详情在后面论述。一对电极7穿过该电极室9从左右方向与催化剂载体3连接。从蓄电池经由供电控制部25向电极7供电。若向电极7供电，则催化剂载体3被通电。在催化剂载体3通过通电而发热时，催化剂载体3所承载的三元催化剂13被加热，其活化被促进。
[0064]壳体4由金属形成。作为形成壳体4的材料，可以例示不锈钢材料。壳体4具有:包含与中心轴A平行的曲面而构成的收容部4a、以及在该收容部4a的上游侧及下游侧将该收容部4a和排气管2连接的锥部4b、4c。收容部4a的通路截面积比排气管2的通路截面积大，在其内侧收容有催化剂载体3、垫块5及内管6。锥部4b、4c呈通路截面积随着从收容部4a离开而缩小的锥形。
[0065]垫块5被夹在壳体4的收容部4a的内壁面与催化剂载体3的外周面之间。即，在壳体4内，催化剂载体3由垫块5支承。另外，在垫块5中夹入有内管6。内管6是以中心轴A为中心的管状部件。垫块5夹入内管6,从而该垫块5由该内管6分割为壳体4侧和催化剂载体3侧。
[0066]垫块5由电绝缘材料形成。作为形成垫块5的材料，可以例示以氧化铝为主成分的陶瓷纤维。垫块5被卷绕在催化剂载体3的外周面及内管6的外周面。垫块5被夹在催化剂载体3和壳体4之间，由此，在向催化剂载体3通电了时，抑制电气向壳体4流动。
[0067]内管6由不锈钢材料形成。另外，在内管6的整个表面形成有电绝缘层。作为形成电绝缘层的材料，可以例示陶瓷或玻璃。由于在内管6的整个表面形成有电绝缘层，因此，内管6作为绝缘部件发挥功能。另外，内管6的主体可以由氧化铝等电绝缘材料形成。另夕卜，如图1所示，内管6在中心轴A方向上的长度比垫块5长。因此，内管6的上游侧及下游侧的端部从垫块5的上游侧及下游侧的端面突出。以下，将内管6中的从垫块5的上游侧或下游侧的端面突出的部分称为突出部。
[0068]在催化剂载体3的外周面上连接有一对电极7。图2是表示电极7相对于催化剂载体3的配置的图。图2是在与轴向垂直相交的方向上剖开催化剂载体3及电极7时的剖面图。电极7由表面电极7a及轴电极7b形成。表面电极7a沿着催化剂载体3的外周面在周向及轴向上延伸。另外，表面电极7a以隔着该催化剂载体3相互面对的方式设置于催化剂载体3的外周面。轴电极7b的一端与表面电极7a连接。而且，轴电极7b的另一端穿过电极室9突出到壳体4的外侧。
[0069]在壳体4、垫块5及内管6上，为了穿过轴电极7b而开设有通孔4d、5a、6c。而且，在壳体4内，由被垫块5的通孔5a的周面包围的空间形成有电极室9。另外，将垫块5分割为上游侧部分和下游侧部分并相互隔开间隔地对其进行配置，从而可以在催化剂载体3的整个外周面形成电极室9。
[0070]在开设于壳体4的通孔4d中设置有支承轴电极7b的电极支承部件8。该电极支承部件8由电绝缘材料形成，在壳体4与电极7之间不存在间隙地设置。
[0071]轴电极7b的另一端经由供电控制部25与蓄电池(未图示)电连接。从该蓄电池向电极7供电。若向电极7供电，则催化剂载体3被通电。在催化剂载体3通过通电而发热时，催化剂载体3所承载的三元催化剂13被加热，其活化被促进。供电控制部25进行向电极7的供电(即向EHCl的通电)的接通/断开的切换和供电的调整。
[0072]另外，在EHCl中设置有测定垫块5及内管6的绝缘电阻值的测定装置21。另外，以下，将垫块5及内管6总称为绝缘部件30。
[0073]图3是表示测定装置21的概略结构的图。测定装置21具有基准电源211、基准电阻212、电压计213及电阻值计算电路214。如图3所示，基准电阻212和绝缘部件30串联连接。而且，基准电源211将使从蓄电池被供给的电压放大而得到的基准电压施加于基准电阻212及绝缘部件30。电压计213对基准电压从基准电源211被施加于基准电阻212及绝缘部件30时的、基准电阻212和绝缘部件30之间的电压进行计测。电阻值计算电路214基于由电压计213计测的电压，计算绝缘部件30的绝缘电阻值。
[0074]另外，若设基准电压为Vref、基准电阻212的电阻值(基准电阻值)为Ref、流到基准电阻212及绝缘部件30的电流为Id、由电压计213计测的电压为Vehc，则绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc由下述式(I)及(2)表示。电阻值计算电路214使用上述式(I)及
(2)，计算绝缘部件30的绝缘电阻值。
[0075]Id= (Vref-Vehc) /Rref (I)
[0076]Rehc = Vehc/Id
[0077]= Vehc/(Vref-Vehc)X Rref (2)
[0078]供电控制部25与一并设置于内燃机10的电子控制单元(E⑶)20电连接。另外，节气门14及内燃机10的燃料喷射阀(未图示)也与ECU20电连接。由ECU20控制这些装置。
[0079]另外，空气流量计12、水温传感器22、第一温度传感器23、第二温度传感器24及测定装置21与ECU20电连接。而且，各传感器的输出值及测定装置21的测定值被输入到ECU20。
[0080]另外，在本实施例中，催化剂载体3相当于本发明的发热体。但是，本发明的发热体并不限于承载催化剂的载体。例如，发热体也可以是设置在催化剂的上游侧的结构体。另夕卜，在本实施例中，绝缘部件30相当于本发明的绝缘部件。但是，本发明的绝缘部件不一定必须由垫块5及内管6构成，只要是能够使催化剂载体3电绝缘的部件即可。例如，绝缘部件也可以仅由垫块5构成。
[0081][绝缘故障的检测方法]
[0082]如上所述，在本实施例中，通过通电而发热的催化剂载体3由绝缘部件30进行电绝缘。但是，即便是上述那样的结构，也有时因绝缘部件30的劣化等而产生使催化剂载体3电绝缘的绝缘功能超过容许范围而降低的绝缘故障。因此，在本实施例中，基于由测定装置21测定到的绝缘部件30的绝缘电阻值检测绝缘故障。
[0083]但是，即便未产生绝缘故障，也有时产生如下情况:因垫块5所吸收的冷凝水或堆积在垫块5的端面及内管6的突出部上的颗粒状物质(Particulate Matter:以下称为PM)而导致绝缘部件30的绝缘电阻值降低。
[0084]更详细地说，有时在排气管2内或壳体4内因排气中含有的水分冷凝而产生冷凝水。在该冷凝水顺着壳体4的内壁面到达垫块5时，其一部分被垫块5吸收。而且，在垫块5所吸收的冷凝水量增加时，冷凝水也侵入到电极室9内。其结果是，壳体4与电极7及催化剂载体3借助冷凝水而电气导通，绝缘部件30的绝缘电阻值降低。另外，在未设置有内管6的结构中，因垫块5所吸收的冷凝水自身，也有可能导致壳体4与电极7及催化剂载体3电气导通。
[0085]另外，排气中含有的一部分PM附着于暴露于排气中的垫块5的端面及内管6的突出部。PM具有导电性。因此，若堆积在垫块5的端面及内管6的突出部上的PM增加，则壳体4和催化剂载体3借助该PM而电气导通，导致绝缘部件30的绝缘电阻值降低。另外，即便是未设置有内管6的结构，也有可能因堆积在垫块5的端面上的PM而导致壳体4和催化剂载体3电气导通。
[0086]于是，在本实施例中，与如上所述的由于冷凝水或PM所引起的绝缘电阻值的降低相区别地检测绝缘故障。在此，基于图4及5，对内燃机转速Ne、EHCl的温度Tehc、垫块5所吸收的冷凝水量(以下，有时简称为吸水量)cwater、堆积在垫块5的端面及内管6上的PM量(以下，有时简称为PM堆积量)cpm、以及绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc的推移进行说明。图4是表示这些值的推移的第一例的时序图、图5是表示这些值的推移的第二例的时序图。
[0087]另外，在图4及5中，EHCl的温度Tehc表示未向该EHCl进行通电的状态下的温度的推移。另外，在表示绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc的推移的图中，实线表示未产生绝缘故障的情况下、即EHCl正常的情况下的推移，虚线表示产生了绝缘故障的情况下的推移。
[0088]图4表示在反复进行在内燃机10起动后在短时间使其运转停止的所谓短行程(short trip)之后、内燃机10持续运转的情况下的各值的推移。在图4中，在时间t2之前反复进行短行程。接着，在时间t2以后，在内燃机10起动后其运转持续。在反复进行短行程的期间(短行程期间)，内燃机10起动后，在EHCl借助排气而充分升温之前，其运转被停止。因此，EHCl的温度被维持在低的温度。
[0089]在此，在排气管2内，在排气温度低时、即内燃机10刚起动之后容易产生冷凝水。另外，在内燃机10刚起动之后，由于气缸内的温度低，因此，容易从该内燃机10排出PM。因此，在短行程期间，吸水量cwater及PM堆积量cpm都随着时间的经过而增加。
[0090]接着，在时间t2以后，在内燃机10持续运转而使得EHCl的温度充分上升时，垫块5所吸收的冷凝水蒸发。因此，吸水量cwater随着时间的经过而减少。另外，由于难以从内燃机10排出PM，则PM堆积量cpm被维持。
[0091]此时，即便EHCl处于正常的状态，绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc也与短行程期间的吸水量cwater及PM堆积量cpm的增加相应地降低。接着，在时间t3以后,绝缘电阻值Rehc成为能够判定为产生了绝缘故障的阈值即规定电阻值RehcO以下。但是,此后，与由蒸发引起的吸水量cwater的减少相应地,绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc恢复(上升)。接着，在时间t4以后，绝缘电阻值Rehc变得比规定电阻值RehcO高。
[0092]与此相对，在因产生绝缘故障而使得绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc降低到规定电阻值RehcO以下的情况下，即便吸水量cwater减少,绝缘电阻值Rehc也不恢复(被维持在规定电阻值RehcO以下)。
[0093]图5表示下述情况下的各值的推移:在经过短行程期间后的内燃机10持续运转中，断续地执行所谓减速燃料切断控制(减速F/C控制)，而且在断续地执行减速燃料切断控制时执行PM除去处理。在图5中，同样地在时间t2之前反复进行短行程，在时间t2以后，内燃机10持续运转。
[0094]在图5中，在时间t2以后，随着EHCl的温度上升，冷凝水蒸发，由此，吸水量cwater减少至大致零。另外，在短行程期间中，PM堆积量cpm增加至使堆积在垫块5的端面及内管6上的PM氧化而将其除去的PM除去处理的执行要求的阈值cpml以上。
[0095]接着，在时间t3?时间t6期间，断续地执行在内燃机10的运转状态处于减速运转时使燃料喷射停止的减速F/C控制。在此，为了使堆积在垫块5的端面及内管6的突出部上的PM氧化，需要在存在足够的氧的状态下使排气的温度(垫块5的端面及内管6的突出部的温度)上升至PM能够氧化的温度。在减速F/C控制刚结束后，在EHCl的周围存在足够的氧。因此，PM除去处理在从减速F/C控制刚恢复后根据点火正时的滞后角等使排气温度上升来实现。
[0096]在图5中，若在时间t3的时刻开始执行断续的减速F/C控制，则PM除去处理的执行也开始。由此，在时间t3以后，堆积在垫块5的端面及内管6的突出部上的PM被氧化，由此，PM堆积量cpm随着时间的经过而减少。而且,在PM堆积量cpm相比规定PM堆积量而减少的时间t5的时刻，PM除去处理的执行停止，该规定PM堆积量是小于PM除去处理的执行要求的阈值cpml的PM堆积量。
[0097]此时，即便EHCl处于正常状态，在吸水量cwater及PM堆积量cpm都多的短行程期间中以及内燃机10持续运转的时间t2以后的开始执行PM除去处理的时间t3以前的期间，绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc也被维持在比规定电阻值RehcO低的值。但是，此后，与通过执行PM除去处理而带来的PM堆积量cpm的减少相应地,绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc恢复(上升)。接着，在时间t4以后，绝缘电阻值Rehc变得比规定电阻值RehcO高。
[0098]相比之下，在因产生绝缘故障而使得绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc降低到规定电阻值RehcO以下的情况下，即便PM堆积量cpm减少，绝缘电阻值Rehc也不恢复(被维持在规定电阻值RehcO以下)。
[0099]于是，在本实施例中，在吸水量比规定吸水量(图4、5中的cwaterO)少且PM堆积量比规定PM堆积量(图4、5中的cpmO)少时的绝缘部件30的绝缘电阻值为规定电阻值(图4、5中的Rcehc)以下的情况，判定为产生了绝缘故障。在此，规定吸水量及规定PM堆积量是基于实验等预先确定的如下的值:未产生绝缘故障，若吸水量比该规定吸水量少且PM堆积量比该规定PM堆积量少，则绝缘部件30的绝缘电阻值为正常值(即比规定电阻值RehcO大的值)。
[0100]并且，在当吸水量为规定吸水量以上时绝缘部件30的绝缘电阻值为规定电阻值以下的情况下，直至吸水量相比规定吸水量减少为止(图4中的从时间t3起直至时间t5为止的期间)，保留是否产生了绝缘故障的判定。而且，在当吸水量相比规定吸水量减少时绝缘部件30的绝缘电阻值相比规定电阻值上升了的情况下，判定为绝缘部件30的绝缘电阻值降低的原因在于垫块5所吸收的冷凝水(侵入到了电极室9中的冷凝水)。S卩，在该情况下，判定为未产生绝缘故障、EHCl正常。
[0101]另外，在当PM堆积量为规定PM堆积量以上时绝缘部件30的绝缘电阻值为规定电阻值以下的情况下，直至PM堆积量相比规定PM堆积量减少为止(图5中的从时间tl起直至时间t5为止的期间)，保留是否产生了绝缘故障的判定。而且，在当PM堆积量相比规定PM堆积量减少时绝缘部件30的绝缘电阻值相比规定电阻值上升了的情况下，判定为绝缘部件30的绝缘电阻值降低的原因在于堆积在垫块5的端面及内管6的突出部上的PM。SP，在该情况下也判定为未产生绝缘故障、EHCl正常。
[0102][吸水量的计算方法]
[0103]在此，基于图6?8说明本实施例的吸水量的计算方法。图6是表示本实施例的吸水量的计算流程的流程图。本流程预先存储在ECU20中，由ECU20反复执行。图7是表示排气温度Tg及混合气的空燃比A/F与排气管2中的冷凝水的产生量kwaterl的关系的图。图8是表示EHCl的温度Tehc与从垫块5蒸发的冷凝水的蒸发量kwater2的关系的图。
[0104]在图6所示的流程中，首先在步骤SlOl中，基于由第一温度传感器23检测到的排气温度Tg、混合气的空燃比A/F以及由空气流量计12检测到的吸入空气量Ga，计算排气管2中的冷凝水的产生量kwaterl。
[0105]如图7所示，排气温度Tg越低、而且混合气的空燃比A/F越低，则冷凝水的产生量kwaterl越多。另外，吸入空气量越多，则排气的流量也越多，因此，冷凝水的产生量kwaterl越多。如上所述的、排气温度Tg、混合气的空燃比A/F及吸入空气量Ga与排气管2中的冷凝水的产生量kwaterl的关系可以基于实验等预先求出，并作为映射图或函数存储在ECU20中。在步骤SlOl中，使用该映射图或函数，计算排气管2中的冷凝水的产生量kwaterlο
[0106]接着，在步骤S102中，基于EHCl的温度Tehc计算从垫块5蒸发的冷凝水的蒸发量kwater2。如图8所示,若EHCl的温度Tehc达到100°C以上,则冷凝水的蒸发量kwater2激增。如上所述的、EHCl的温度Tehc与从垫块5蒸发的冷凝水的蒸发量kwater2的关系可以基于实验等预先求出，并作为映射图或函数存储在ECU20中。在步骤S102中，使用该映射图或函数计算从垫块5蒸发的冷凝水的蒸发量kwater2。另外，EHCl的温度可以基于由第一温度传感器23检测到的排气温度和由第二温度传感器24检测到的排气温度中的至少任一方进行推定。
[0107]接着,在步骤S103中，使用下述式(I)计算吸水量cwater。
[0108]cwater(i) = cwater(i~l)+kwaterlXa~kwater2 式(I)
[0109]cwater (i):本次的吸水量
[0110]cwater(1-1):通过执行前一次的本流程而算出的吸水量
[0111]kwaterl:在步骤SlOl中算出的冷凝水的产生量
[0112]a:表示被垫块5吸收的冷凝水的量与排气管2中的冷凝水的产生量的比例的系数
[0113]kwater2:在步骤S102中算出的冷凝水的蒸发量[0114]接着，在步骤S104中，判定在步骤S103中算出的值cwater是否为垫块5中的饱和吸水量Ws以下。当在步骤S104中判定为否时，接着在步骤S106中，饱和吸水量Ws被计算为吸水量cwater的计算值。
[0115]另一方面，当在步骤S104中判定为是时，接着在步骤S105中，判定在步骤S103中算出的值cwater是否为零以上。当在步骤S105中判定为否时，接着在步骤S108中，零被计算为吸水量cwater的计算值。另一方面，当在步骤S105中判定为是时,接着在步骤S107中，在步骤S103中算出的吸水量cwater被计算为吸水量cwater的计算值。
[0116][PM堆积量的计算方法]
[0117]接着，基于图9?11说明本实施例的PM堆积量的计算方法。图9是表不本实施例的PM堆积量的计算流程的流程图。本流程预先存储在ECU20中，由ECU20反复执行。图10是表示冷却水温Tw及混合气的空燃比A/F与从内燃机I排出的PM的排出量kpml的关系的图。图11是表示用于使PM氧化的氧充分存在的状态下的、EHCl的温度Tehc与堆积在垫块5的端面或内管6的突出部上的PM的氧化量kpm2的关系的图。
[0118]在图9所示的流程中，首先在步骤S201中，基于由水温传感器22检测到的冷却水温Tw、混合气的空燃比A/F以及由空气流量计12检测到的吸入空气量Ga，计算从内燃机I排出的PM的排出量kpml。
[0119]如图10所示，冷却水温Tw越低、而且混合气的空燃比A/F越低，则PM的排出量kpml越多。另外，吸入空气量越多，则排气的流量也越多，因此，PM的排出量kpml越多。如上所述的、冷却水温Tw、混合气的空燃比A/F及吸入空气量Ga与从内燃机I排出的PM的排出量kpml的关系可以基于实验等预先求出，并作为映射图或函数存储在ECU20中。在步骤S201中，使用该映射图或函数计算从内燃机I排出的PM的排出量kpml。
[0120]接着，在步骤S202中，判定上述的PM除去处理是否处于执行中。当在步骤S202中判定为是时，接着执行步骤S203的处理。在步骤S203中，基于EHCl的温度Tehc，计算堆积在垫块5的端面或内管6的突出部上的PM的氧化量kpm2。如图11所示，在用于使PM氧化的氧充分存在的状态下，若EHCl的温度Tehc达到PM能够氧化的温度Tu以上，则该温度越高，PM的氧化量越多。如上所述的、EHCl的温度Tehc与堆积在垫块5的端面或内管6的突出部上的PM的氧化量kpm2的关系可以基于实验等预先求出，并作为映射图或函数存储在ECU20中。在步骤S203中，使用该映射图或函数计算堆积在垫块5的端面或内管6的突出部上的PM的氧化量kpm2。
[0121]另一方面，当在步骤S202中判定为否时，由于PM除去处理未被执行，因此PM不氧化。在该情况下，接着在步骤S204中，零被计算为堆积在垫块5的端面或内管6的突出部上的PM的氧化量kpm2。
[0122]在步骤S203或S204的处理之后执行步骤S205的处理。在步骤S205中，使用下述式⑵计算PM堆积量cpm。
[0123]cpm(i) = cpm(i_l)+kpml Xb_kpm2 式(I)
[0124]cpm (i):本次的PM堆积量
[0125]cpm(1-l):通过执行前一次的本流程而算出的PM堆积量
[0126]kpml:在步骤S201中算出的PM的排出量
[0127]b:表示在垫块5的端面或内管6的突出部上附着的PM的量与从内燃机I排出的PM的排出量的比例的系数
[0128]kpm2:在步骤S203或S204中算出的PM的氧化量
[0129]接着，在步骤S206中，判定在步骤S205中算出的值cpm是否为零以上。当在步骤S206中判定为否时，接着在步骤S208中，零被计算为PM堆积量cpm的计算值。另一方面，当在步骤S206中判定为是时，接着在步骤S207中，在步骤S205中算出的PM堆积量cpm被计算为PM堆积量cpm的计算值。
[0130][绝缘故障的检测流程]
[0131]接着，基于图12?14说明本实施例的绝缘故障的检测流程。图12?14是表示本实施例的绝缘故障的检测流程的流程图。本流程预先存储在ECU20中，在未向EHCl进行通电时由E⑶20反复执行。
[0132]在本流程中，首先在步骤S301中，读入通过执行上述的吸水量的计算流程而算出的当前时刻的吸水量cwater。接着，在步骤S302中，读入通过执行上述的PM堆积量的计算流程而算出的当前时刻的PM堆积量cpm。接着，在步骤S303中，读入由测定装置21测定出的当前时刻的绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc。
[0133]接着，在步骤S304中，判定在步骤S301中读入的吸水量cwater是否比规定吸水量cwaterO少。当在步骤S304中判定为否时，接着执行步骤S308的处理。
[0134]另一方面，当在步骤S304中判定为是时，接着在步骤S305中，判定在步骤S302中读入的PM堆积量cpm是否比规定PM堆积量cpmO少。当在步骤S305中判定为否时，接着执行步骤S317的处理。
[0135]另一方面，当在步骤S305中判定为是时，接着，在步骤S306中，判定在步骤S303中读入的绝缘电阻值Rehc是否为规定电阻值RehcO以下。
[0136]当在步骤S306中判定为是时、即吸水量cwater比规定吸水量cwaterO少且PM堆积量cpm比规定PM堆积量cpmO少时的绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc为规定电阻值RehcO以下时，接着在步骤S307中，判定为产生了绝缘故障。另一方面，当在步骤S306中判定为否时，接着在步骤S309中，判定为未产生绝缘故障、EHCl正常。
[0137]另外，在步骤S308中，判定在步骤S303中读入的绝缘电阻值Rehc是否比规定电阻值RehcO大。当在步骤S308中判定为是时，接着在步骤S309中，判定为未产生绝缘故障、EHCl正常。另一方面，当在步骤S308中判定为否时，接着执行步骤S310的处理。在步骤S310中，是否产生了绝缘故障的判定被保留。
[0138]接着，在步骤S311中，再次读入吸水量cwater。接着，在步骤S312中，判定在步骤S311中读入的吸水量cwater是否比规定吸水量cwaterO少。当在步骤S312中判定为是时、即吸水量因蒸发而从规定吸水量cwaterO以上的量减少到了比规定吸水量cwaterO少的量时，接着执行步骤S313的处理。另一方面，当在步骤S312中判定为否时，再次执行从步骤S310到S312的处理。即，直至吸水量相比规定吸水量cwaterO减少为止，是否产生了绝缘故障的判定被保留。
[0139]在步骤S313中，读入由测定装置21测定出的当前时刻的绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc (吸水量比规定吸水量cwaterO少的状态下的绝缘电阻值)。接着，在步骤S314中，判定在步骤S313中读入的绝缘电阻值Rehc是否比规定电阻值RehcO大。当在步骤S314中判定为是时、即吸水量相比规定吸水量cwaterO减少而使得绝缘电阻值恢复了时，接着执行步骤S315的处理。
[0140]在步骤S315中，判定为绝缘电阻值降低的原因在于垫块5所吸收的冷凝水。接着在步骤S309中，判定为未产生绝缘故障、EHCl正常。
[0141]另一方面，当在步骤S314中判定为否时，接着执行步骤S316的处理。在步骤S316中，判定在步骤S302中读入的PM堆积量cpm是否比规定PM堆积量cpmO少。当在步骤S316中判定为是时，接着在步骤S307中判定为产生了绝缘故障。另一方面，当在步骤S316中判定为否时，接着执行步骤S318的处理。
[0142]另外，在步骤S317中，判定在步骤S303中读入的绝缘电阻值Rehc是否比规定电阻值RehcO大。当在步骤S317中判定为是时，接着在步骤S309中，判定为未产生绝缘故障、EHCl正常。另一方面，当在步骤S317中判定为否时，接着在步骤S318中，是否产生了绝缘故障的判定被保留。
[0143]接着，在步骤S319中，判定PM除去处理的执行条件是否成立、即是否正断续地执行减速F/C控制。当在步骤S319中判定为是时，接着在步骤S320中，执行PM除去处理。另一方面，当在步骤S319中判定为否时，再次执行步骤S318及S319的处理。
[0144]在步骤S320之后，在步骤S321中，再次读入PM堆积量cpm。接着，在步骤S322中，判定在步骤S321中读入的PM堆积量cpm是否比规定PM堆积量cpmO少。当在步骤S312中判定为是时、即通过执行PM除去处理而使得PM堆积量从规定PM堆积量cpmO以上的量减少到比规定PM堆积量cpmO少的量时，接着执行步骤S323的处理。另一方面，当在步骤S322中判定为否时，再次执行从步骤S318到S322的处理。即，直至PM堆积量相比规定PM堆积量cpmO减少为止，是否产生了绝缘故障的判定被保留。
[0145]在步骤S323中，停止执行PM除去处理。接着，在步骤S324中，读入由测定装置21测定出的当前时刻的绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc (PM堆积量比规定PM堆积量cpmO少的状态下的绝缘电阻值)。接着，在步骤S325中，判定在步骤S324中读入的绝缘电阻值Rehc是否比规定电阻值RehcO大。当在步骤S325中判定为是时、即PM堆积量相比规定PM堆积量cpmO减少而使得绝缘电阻值恢复了时，接着执行步骤S326的处理。
[0146]在步骤S326中，判定为绝缘电阻值降低的原因在于堆积在垫块5的端面及内管6的突出部上的PM。接着在步骤S309中，判定为未产生绝缘故障、EHCl正常。
[0147]另一方面，当在步骤S325中判定为否时，接着在步骤S307中，判定为产生了绝缘故障。
[0148]根据上述流程，可以与由于垫块5所吸收的冷凝水或堆积在垫块5的端面及内管6的突出部上的PM所引起的绝缘部件30的绝缘电阻值的降低相区别地判定是否产生了绝
缘故障。
[0149]另外，若EHCl的温度达到活性区域(EHC1的排气净化能力变得最高的温度区域)的上限值，则不向EHCl进行通电。因此，不需要检测绝缘故障。因此，在EHCl的温度为活性区域的上限值以上时，可以不进行上述那样的是否产生了绝缘故障的判定。
[0150][变形例]
[0151]以下，对本实施例的第一及第二变形例进行说明。绝缘部件30具有如下特性:即便处于正常的状态，若绝缘部件30的温度上升，则其绝缘电阻值也降低。于是，在第一及第二变形例中，与EHCl的温度相应地变更作为用于在上述绝缘故障的检测流程中判定是否产生了绝缘故障的阈值的绝缘电阻值即规定电阻值。即，EHCl的温度越高，则绝缘部件30的温度越高，因此，将规定电阻值设定为更小的值。
[0152]在此，基于图15说明第一变形例的规定电阻值的设定流程。图15是表示第一变形例的规定电阻值的设定流程的流程图。本流程预先存储在ECU20中，由ECU20反复执行。
[0153]在本流程中，首先在步骤S401中读入EHCl的温度Tehc。另外，EHCl的温度Tehc基于由第一温度传感器23检测到的排气温度和由第二温度传感器24检测到的排气温度中的至少任一方被推定。
[0154]接着，在步骤S402中，基于EHCl的温度Tehc计算规定电阻值RehcO。图16是表示EHCl的温度Tehc与规定电阻值RehcO的关系的图。在图16中，EHCl的温度越低，则规定电阻值RehcO越小。如上所述的EHCl的温度Tehc与规定电阻值RehcO的关系基于实验等预先确定，并预先作为映射图或函数存储在ECU20中。在步骤S402中，使用该映射图或函数计算规定电阻值RehcO。
[0155]接着，在步骤S403中，规定电阻值被设定为在步骤S402中算出的规定电阻值RehcO。由此，在下次执行上述绝缘故障的检测流程时，在步骤S403中设定的规定电阻值RehcO作为用于判定是否产生了绝缘故障的阈值被使用。
[0156]接着，基于图17说明第二变形例的规定电阻值的设定流程。图17是表示第二变形例的规定电阻值的设定流程的流程图。本流程预先存储在ECU20中，由ECU20反复执行。另夕卜，本流程在图15所示流程中追加了步骤S501?S503。因此，仅对步骤S501?步骤S503中的处理进行说明，省略针对其他步骤中的处理的说明。
[0157]如上所述，若EHCl的温度上升，则绝缘部件30的温度随之上升。但是，由于绝缘部件30具有一定程度的热容量，因此，其温度上升延迟。另外，由于内管6被夹入垫块5，因此在催化剂载体3产生的热难以传递到内管6。因此，内管6的温度上升尤其容易延迟。
[0158]因此，在内燃机10已冷起动的情况下，在内燃机起动后直至经过一定程度的期间为止的期间，即便EHCl的温度上升，绝缘部件30的温度也被维持在低的温度不变。因此，在该期间，绝缘部件30的绝缘电阻值被维持而不降低。
[0159]于是，在第二变形例中，在从内燃机10冷起动起直至经过规定期间为止的期间，即便EHCl的温度上升，也将规定电阻值维持在基准电阻值(图16中的Rehc_baSe)。在此，规定期间是绝缘部件30的温度被维持在低的温度不变的期间。
[0160]在图17所示的流程中，首先在步骤S501中，判定内燃机10是否已冷起动。在此，例如在内燃机I起动了时的水温传感器22的检测值为阈值以下的情况下，可以判定为内燃机10已冷起动。当在步骤S501中判定为否时，接着执行步骤S401的处理。
[0161]另一方面，当在步骤S501中判定为是时，接着在步骤S502中，判定内燃机10冷起动后是否经过了规定期间Ats。当在步骤S502中判定为是时，接着执行步骤S401的处理。
[0162]另一方面，当在步骤S502中判定为否时，接着在步骤S503中，规定电阻值被设定为基准电阻值RehcO_baSe。由此，在下次执行上述绝缘故障的检测流程时，基准电阻值RehcO_base作为用于判定是否产生了绝缘故障的阈值被使用。
[0163]根据上述变形例，可以更高精度地检测绝缘故障。
[0164]<实施例2>
[0165]本实施例的内燃机的进气排气系统及EHC的概略结构与实施例1相同。另外,在本实施例中也通过与实施例1相同的方法进行绝缘故障的检测，但在本实施例中，进而也通过以下那样的方法进行绝缘故障的检测。
[0166][绝缘故障的检测方法]
[0167]若内燃机10的内燃机负荷变化，则排气的温度变化，因此，EHCl的温度也变化。其结果是，在绝缘部件30的温度也变化时，若EHCl正常(即未产生绝缘故障)，则绝缘部件30的绝缘电阻值变化。即，若绝缘部件30的温度上升，则其绝缘电阻值降低，若绝缘部件30的温度降低，则其绝缘电阻值上升。
[0168]但是，在产生了绝缘故障时，即便绝缘部件30的温度变化，绝缘部件30的绝缘电阻值也不与其相应地变化。即，由测定装置21测定到的绝缘部件30的绝缘电阻值的变化量相比正常时变得非常小。于是，在本实施例中，基于与内燃机10的内燃机负荷的变化相应的绝缘部件30的绝缘电阻值的变化，判定是否产生了绝缘故障。
[0169][绝缘故障的检测流程]
[0170]在此，基于图18说明本实施例的绝缘故障的检测流程。图18是表示本实施例的绝缘故障的检测流程的流程图。本流程预先存储在ECU20中，在未向EHCl进行通电时，由E⑶20反复执行。
[0171]在本流程中，首先在步骤S601中，判定内燃机I的内燃机负荷Qe是否为第一规定负荷Qel以下。当步骤S601中判定为是时，接着执行步骤S602的处理，当判定为否时，暂时结束本流程的执行。
[0172]在步骤S602中，读入吸水量比规定吸水量少且PM堆积量比规定PM堆积量少时由测定装置21测定出的绝缘部件30的绝缘电阻值(以下将该绝缘电阻值称为低负荷时绝缘电阻值)RehcI。
[0173]接着，在步骤S603中，判定内燃机I的内燃机负荷Qe是否为比第一规定负荷Qel高的第二规定负荷Qe2以上。当在步骤S603中判定为是时，接着执行步骤S604的处理，当判定为否时，暂时结束本流程的执行。
[0174]在步骤S604中，读入在吸水量比规定吸水量少且PM堆积量比规定PM堆积量少时由测定装置21测定出的绝缘部件30的绝缘电阻值(以下将该绝缘电阻值称为高负荷时绝缘电阻值)Rehc2。
[0175]接着，在步骤S605中，判定在步骤S602中读入的低负荷时绝缘电阻值Rehcl与在步骤S604中读入的高负荷时绝缘电阻值Rehc2之差Λ Rehc是否比规定电阻差ARehcO小。在此，规定电阻差ARehcO是可以判定为EHCl正常的阈值。规定电阻差ARehcO可以基于实验等预先求出。
[0176]当在步骤S605中判定为是时，接着在步骤S606中，判定为产生了绝缘故障。另一方面，当在步骤S605中判定为否时，接着在步骤S607中，判定为未产生绝缘故障、EHCl正
堂
巾O
[0177]另外，在本实施例中，可以基于内燃机10的内燃机负荷从第二规定负荷Qe2以上的值降低到了第一规定负荷Qel以下的值时的绝缘部件30的绝缘电阻值的变化量，判定是否产生了绝缘故障。
[0178]附图标记说明
[0179]I电加热式催化剂(EHC)[0180]2排气管
[0181]3催化剂载体
[0182]4 壳体
[0183]5 垫块
[0184]6 内管
[0185]7 电极
[0186]7a表面电极
[0187]7b轴电极
[0188]10内燃机
[0189]11进气管
[0190]12空气流量计
[0191]13三元催化剂
[0192]20 ECU
[0193]21测定装置
[0194]22水温传感器
[0195]23第一温度传感器
[0196]24第二温度传感器
[0197]25供电控制部
【权利要求】
1.一种电加热式催化剂的故障检测装置，对电加热式催化剂的故障进行检测，所述电加热式催化剂设置于内燃机的排气通路中并具有发热体和绝缘部件，所述发热体通过通电而发热，并通过发热来加热催化剂，所述绝缘部件使所述发热体电绝缘，其特征在于， 所述电加热式催化剂的故障检测装置具有判定部，该判定部基于所述绝缘部件的吸水量比规定吸水量少且所述绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量比规定PM堆积量少时的所述绝缘部件的绝缘电阻值、所述绝缘部件的吸水量从所述规定吸水量以上的量减少到比所述规定吸水量少的量时的所述绝缘部件的绝缘电阻值的变化、以及所述绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量从所述规定PM堆积量以上的量减少到比所述规定PM堆积量少的量时的所述绝缘部件的绝缘电阻值的变化，与由于所述绝缘部件所吸收的冷凝水或堆积在所述绝缘部件上的颗粒状物质所引起的所述绝缘部件的绝缘电阻值的降低相区别地判定是否产生了绝缘故障。
2.如权利要求1所述的电加热式催化剂的故障检测装置，其特征在于， 在当所述绝缘部件的吸水量比所述规定吸水量少且所述绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量比所述规定PM堆积量少时、所述绝缘部件的绝缘电阻值为规定电阻值以下的情况下，所述判定部判定为产生了绝缘故障， 在当所述绝缘部件的吸水量为所述规定吸水量以上时所述绝缘部件的绝缘电阻值为所述规定电阻值以下、若所述绝缘部件的吸水量相比所述规定吸水量减少则所述绝缘部件的绝缘电阻值相比所述规定电阻值上升的情况下，所述判定部判定为所述绝缘部件的绝缘电阻值降低的原因在于所述绝缘部件所吸收的冷凝水而未产生绝缘故障， 在当所述绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量为所述规定PM堆积量以上时所述绝缘部件的绝缘电阻值为所述规定电阻值以下、若所述绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量相比所述规定PM堆积量减少则所述绝缘部件的绝缘电阻值相比所述规定电阻值上升的情况下，所述判定部判定为所述绝缘部件的绝缘电阻值降低的原因在于堆积在所述绝缘部件上的颗粒状物质而未产生绝缘故障。
3.如权利要求1或2所述的电加热式催化剂的故障检测装置，其特征在于， 在当所述绝缘部件的吸水量为所述规定吸水量以上时、所述绝缘部件的绝缘电阻值为所述规定电阻值以下的情况下，直至所述绝缘部件的吸水量相比所述规定吸水量减少为止，所述判定部保留是否产生了绝缘故障的判定， 在当所述绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量为所述规定PM堆积量以上时、所述绝缘部件的绝缘电阻值为所述规定电阻值以下的情况下，直至所述绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量相比所述规定PM堆积量减少为止，所述判定部保留是否产生了绝缘故障的判定。
4.如权利要求1~3中任一项所述的电加热式催化剂的故障检测装置，其特征在于， 还具有设定部，在所述电加热式催化剂的温度高时，与所述电加热式催化剂的温度低时相比，所述设定部将所述规定电阻值设定为更小的值。
5.如权利要求4所述的电加热式催化剂的故障检测装置，其特征在于， 在自内燃机冷起动起直至经过规定期间为止的期间，即便所述电加热式催化剂的温度上升，所述设定部也将所述规定电阻值维持在恒定的值。
6.如权利要求1~5中任一项所述的电加热式催化剂的故障检测装置，其特征在于， 在所述绝缘部件的吸水量比所述规定吸水量少且所述绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量比所述规定PM堆积量少时的所述绝缘部件的绝缘电阻值与内燃机的内燃机负荷的变化相应地变化的情况下，所述判定部判定为未产生绝缘故障，在该绝缘电阻值不与内燃机的内燃机负荷的变 化相应地变化的情况下，所述判定部判定为产生了绝缘故障。
【文档编号】F01N3/20GK103987932SQ201180074943
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2011年12月20日 优先权日:2011年12月20日
【发明者】吉冈卫 申请人:丰田自动车株式会社
【专利摘要】本发明的目的在于检测EHC的绝缘故障。在本发明中，EHC的发热体由绝缘部件电绝缘。而且，基于绝缘部件的吸水量比规定吸水量少且绝缘部件上的PM堆积量比规定PM堆积量少时的绝缘部件的绝缘电阻值、绝缘部件的吸水量从规定吸水量以上的量减少到比规定吸水量少的量时的绝缘部件的绝缘电阻值的变化、以及绝缘部件上的PM堆积量从规定PM堆积量以上的量减少到比规定PM堆积量少的量时的绝缘部件的绝缘电阻值的变化，判定是否产生了绝缘故障。
【专利说明】电加热式催化剂的故障检测装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电加热式催化剂的故障检测装置。
【背景技术】
[0002]以往，作为设置于内燃机的排气通路中的排气净化催化剂，开发出了由被通电而发热的发热体加热催化剂的电加热式催化剂(Electrically Heated Catalyst:以下有时称为HlC)。
[0003]在专利文献I中公开有如下技术:在具备具有电绝缘性并且保持催化剂载体的载体保持部的电加热式催化剂中，在判定为载体保持部的绝缘电阻降低到了规定电阻值以下的情况下禁止通电。另外，在专利文献I中也公开了如下技术:在载体保持部的温度为规定温度以上的情况下、在载体保持部所吸收的水分量为规定量以上的情况下、或者在堆积在载体保持部上的碳量为规定量以上的情况下，判定为载体保持部的绝缘电阻降低到了规定电阻值以下。
[0004]在专利文献2中公开有如下技术:对由设置于排气通路的、冷凝水容易附着的第一温度传感器和冷凝水不附着的第二温度传感器各自检测到的温度进行比较，从而判定排气中是否存在冷凝水。
[0005]在专利文献3中公开有如下技术:基于将设置于排气通路的氧化催化剂加热了时的该氧化催化剂的温度上升程度，计算颗粒状物质的堆积量。
[0006]在专利文献4中公开有如下技术:基于在内燃机刚起动之后在排气通路中产生的冷凝水附着于PM传感器的传感器电极部而产生的该传感器电极部的静电电容的变化，判定PM传感器的故障。
[0007]在专利文献5中公开有如下技术:在颗粒过滤器的下游侧的排气通路中设置电绝缘材料，进而在该电绝缘材料相互离开地设置多个电极，在与该多个电极间的电阻值相关的指标比规定基准小时，判定为颗粒过滤器产生了故障。
[0008]在先技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:国际公开第2011/114451号
[0011]专利文献2:日本特开2010-127268号公报
[0012]专利文献3:日本特开2007-304068号公报
[0013]专利文献4:日本特开2010-275917号公报
[0014]专利文献5:日本特开2009-144577号公报
【发明内容】
[0015]发明要解决的课题
[0016]在EHC中，为了使通过通电而发热的发热体电绝缘，设置有绝缘部件。但是，即便是如上所述的结构,在EHC中，也有时产生使发热体电绝缘的绝缘功能超过容许范围而降低的绝缘故障。
[0017]本发明是鉴于上述那样的问题而作出的，其目的在于检测EHC的绝缘故障。
[0018]用于解决课题的方案
[0019]本发明的电加热式催化剂的故障检测装置，对电加热式催化剂的故障进行检测，所述电加热式催化剂设置于内燃机的排气通路中并具有发热体和绝缘部件，所述发热体通过通电而发热，并通过发热来加热催化剂，所述绝缘部件使所述发热体电绝缘，其特征在于，所述电加热式催化剂的故障检测装置具有判定部，该判定部基于所述绝缘部件的吸水量比规定吸水量少且所述绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量比规定PM堆积量少时的所述绝缘部件的绝缘电阻值、所述绝缘部件的吸水量从所述规定吸水量以上的量减少到比所述规定吸水量少的量时的所述绝缘部件的绝缘电阻值的变化、以及所述绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量从所述规定PM堆积量以上的量减少到比所述规定PM堆积量少的量时的所述绝缘部件的绝缘电阻值的变化，与由于所述绝缘部件所吸收的冷凝水或堆积在所述绝缘部件上的颗粒状物质所引起的所述绝缘部件的绝缘电阻值的降低相区别地判定是否产生了绝缘故障。
[0020]在排气通路中产生的冷凝水被绝缘部件吸收时，绝缘部件的吸水量增加。但是，若因EHC的温度上升而使得冷凝水蒸发，则该吸水量减少。另外，若排气中含有的颗粒状物质附着于绝缘部件，则绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量增加。但是，若通过执行使堆积在绝缘部件上的颗粒状物质氧化而将其除去的PM除去处理来除去该颗粒状物质，则该堆积量减少。
[0021]在EHC中，即便未产生绝缘故障,若绝缘部件的吸水量或绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量增加，则绝缘部件的绝缘电阻值降低。但是，在由于绝缘部件所吸收的冷凝水而使得绝缘部件的绝缘电阻值降低的情况下，若吸水量减少，则绝缘部件的绝缘电阻值恢复。另外，在由于堆积在绝缘部件上的颗粒状物质而使得绝缘部件的绝缘电阻值降低的情况下，若颗粒状物质的堆积量减少，则绝缘部件的绝缘电阻值恢复。另一方面，在因产生绝缘故障而使得绝缘部件的绝缘电阻值降低了的情况下，该绝缘电阻值不恢复。
[0022]在此，规定吸水量及规定PM堆积量是如下的值:未产生绝缘故障，若绝缘部件的吸水量比该规定吸水量少且绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量比该规定PM堆积量少，则绝缘部件的绝缘电阻值成为正常值。
[0023]根据本发明，可以与由于冷凝水或颗粒状物质所引起的绝缘部件的绝缘电阻值的降低相区别地检测EHC的绝缘故障。
[0024]在本发明中，在当绝缘部件的吸水量比规定吸水量少且绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量比规定PM堆积量少时绝缘部件的绝缘电阻值为规定电阻值以下的情况下，判定部可以判定为产生了绝缘故障。在此，规定电阻值是产生了 EHC的绝缘故障的情况下的绝缘部件的绝缘电阻值、即比能够容许的绝缘电阻值的下限值低的值。
[0025]并且，虽然绝缘部件的吸水量为规定吸水量以上时绝缘部件的绝缘电阻值为规定电阻值以下，但若绝缘部件的吸水量相比规定吸水量减少、则绝缘部件的绝缘电阻值相比规定电阻值上升，在这种情况下，可以判断为绝缘部件的绝缘电阻值降低的原因在于绝缘部件所吸收的冷凝水。因此，在这种情况下，判定部可以判定为未产生绝缘故障。
[0026]另外，虽然绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量为规定PM堆积量以上时绝缘部件的绝缘电阻值为规定电阻值以下，但若绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量相比所述规定PM堆积量减少、则绝缘部件的绝缘电阻值相比规定电阻值上升，在这种情况下，可以判断为绝缘部件的绝缘电阻值降低的原因在于堆积在绝缘部件上的颗粒状物质。因此，在这种情况下，判定部可以判定为未产生绝缘故障。
[0027]另外，绝缘部件的吸水量为规定吸水量以上时，即便绝缘部件的绝缘电阻值比正常值低，也难以区别其原因在于绝缘部件所吸收的冷凝水或在于绝缘故障。另外，绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量为规定PM堆积量以上的时，即便绝缘部件的绝缘电阻值比正常值低，也难以区别其原因在于堆积在绝缘部件上的颗粒状物质或在于绝缘故障。
[0028]于是，在本发明中，也可以构成为，在当绝缘部件的吸水量为规定吸水量以上时绝缘部件的绝缘电阻值为规定电阻值以下的情况下，直至绝缘部件的吸水量相比规定吸水量减少为止，判定部保留是否产生了绝缘故障的判定。另外，也可以构成为，在当绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量为规定PM堆积量以上时绝缘部件的绝缘电阻值为规定电阻值以下的情况下，直至绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量相比规定PM堆积量减少为止，判定部保留是否产生了绝缘故障的判定。
[0029]另外，若EHC的温度上升，则绝缘部件的温度也上升。而且，若绝缘部件的温度上升，则即便处于正常时，绝缘部件的绝缘电阻值也降低。
[0030]于是，本发明的电加热式催化剂的故障检测装置可以还具有设定部，在EHC的温度高时，与EHC的温度低时相比，该设定部将规定电阻值设定为更小的值。由此，可以更高精度地检测EHC的绝缘故障。
[0031]在此，在内燃机已冷起动的情况下、即在包括绝缘部件在内的EHC整体的温度低的状态下内燃机起动了的情况下，EHC的温度随着时间的经过而上升。但是，由于绝缘部件具有一定程度的热容量，因此，其温度上升延迟。因此，在自内燃机冷起动起直至经过一定程度的期间为止的期间，绝缘部件的温度被维持在低的温度不变。因此，在该期间，绝缘部件的绝缘电阻值被维持而不降低。
[0032]于是，也可以构成为，在从内燃机冷起动起直至经过规定期间为止的期间，即便EHC的温度上升，设定部也将规定电阻值维持在恒定的值。在此，规定期间是绝缘部件的温度被维持在低的温度不变的期间。
[0033]另外，若内燃机的内燃机负荷变化，则排气的温度变化，因此，EHC的温度也变化。其结果是，由于绝缘部件的温度也变化，因此，若EHC正常，则绝缘部件的绝缘电阻值变化。但是，在产生了绝缘故障时，即便绝缘部件的温度变化，绝缘部件的绝缘电阻值也不与其相应地变化。
[0034]于是，在本发明中，在绝缘部件的吸水量比规定吸水量少且所述绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量比规定PM堆积量少时的绝缘部件的绝缘电阻值与内燃机的内燃机负荷的变化相应地变化的情况下，判定部可以判定为未产生绝缘故障，在该绝缘电阻值不与内燃机的内燃机负荷的变化相应地变化的情况下，可以判定为产生了绝缘故障。
[0035]发明的效果
[0036]根据本发明，可以检测EHC的绝缘故障。
【专利附图】
【附图说明】[0037]图1是表示实施例1的内燃机的进气排气系统及EHC的概略结构的图。
[0038]图2是表不实施例1的电极相对于催化剂载体的配置的图。
[0039]图3是表示实施例1的测定装置的概略结构的图。
[0040]图4是表示实施例1的、内燃机转速Ne、EHC的温度Tehc、垫块的吸水量cwater、垫块的端面及内管的突出部上的PM堆积量cpm、及绝缘电阻值Rehc的推移的第一例的时序图。
[0041]图5是表示实施例1的、内燃机转速Ne、EHC的温度Tehc、垫块的吸水量cwater、垫块的端面及内管的突出部上的PM堆积量cpm、及绝缘电阻值Rehc的推移的第二例的时序图。
[0042]图6是表示实施例1的垫块的吸水量的计算流程的流程图。
[0043]图7是表示实施例1的、排气温度Tg及混合气的空燃比A/F与排气管中的冷凝水的产生量kwaterl的关系的图。
[0044]图8是表示实施例1的、EHC的温度Tehc与从垫块蒸发的冷凝水的蒸发量kwater2的关系的图。
[0045]图9是表示实施例1的、垫块的端面及内管的突出部上的PM堆积量的计算流程的流程图。
[0046]图10是表示实施例1的、冷却水温Tw及混合气的空燃比A/F与从内燃机排出的PM的排出量kpml的关系的图。
[0047]图11是表示实施例1的、在用于使PM氧化的氧充分存在的状态下、EHC的温度Tehc与堆积在垫块的端面或内管的突出部上的PM的氧化量kpm2的关系的图。
[0048]图12是表示实施例1的绝缘故障的检测流程的一部分的流程图。
[0049]图13是表示实施例1的绝缘故障的检测流程的其他的一部分的流程图。
[0050]图14是表示实施例1的绝缘故障的检测流程的其他的一部分的流程图。
[0051]图15是表示实施例1的第一变形例的规定电阻值的设定流程的流程图。
[0052]图16是表示实施例1的变形例的EHC的温度Tehc与规定电阻值RehcO的关系的图。
[0053]图17是表示实施例1的第二变形例的规定电阻值的设定流程的流程图。
[0054]图18是表示实施例2的绝缘故障的检测流程的流程图。
【具体实施方式】
[0055]以下，基于【专利附图】
【附图说明】本发明的【具体实施方式】。本实施例中记载的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等在未特别进行记载时，并非将发明要求保护的范围仅限定于此。
[0056]〈实施例1>
[0057][内燃机的进气排气系统及EHC的概略结构]
[0058]图1是表不本实施例的内燃机的进气排气系统及EHC的概略结构的图。
[0059]本实施例的EHCl设置于内燃机10的排气管2中。内燃机10是车辆驱动用的汽油发动机。但是，本发明的内燃机并不限于汽油发动机，也可以是柴油发动机等。在内燃机10设置有检测冷却水的温度的水温传感器22。在内燃机10的进气管11中设置有空气流量计12及节气门14。[0060]在排气管2中的比EHCl更靠上游侧的位置设置有第一温度传感器23。在排气管2中的比EHCl更靠下游侧的位置设置有第二温度传感器24。第一及第二温度传感器23、24是检测排气的温度的传感器。另外，图1中的箭头表示排气管2中的排气的流动方向。
[0061]EHCl具有:催化剂载体3、壳体4、垫块5、内管6及电极7。催化剂载体3形成为圆柱状，并设置成其中心轴与排气管2的中心轴A同轴。在催化剂载体3上承载有三元催化剂13。另外，催化剂载体3所承载的催化剂并不限于三元催化剂，也可以是氧化催化剂、吸留还原型NOx催化剂或选择还原型NOx催化剂。
[0062]催化剂载体3由在通电时作为电阻而发热的材料形成。作为催化剂载体3的材料，可以例示SiC。催化剂载体3具有沿着排气的流动方向(即中心轴A的方向)延伸且与排气的流动方向垂直的截面呈蜂窝状的多个通路。排气在该通路中流通。另外，与中心轴A正交的方向上的催化剂载体3的截面形状也可以是椭圆形等。中心轴A是由排气管2、催化剂载体3、内管6及壳体4共用的中心轴。
[0063]催化剂载体3被收容于壳体4。在壳体4内形成有电极室9。另外,关于电极室9的详情在后面论述。一对电极7穿过该电极室9从左右方向与催化剂载体3连接。从蓄电池经由供电控制部25向电极7供电。若向电极7供电，则催化剂载体3被通电。在催化剂载体3通过通电而发热时，催化剂载体3所承载的三元催化剂13被加热，其活化被促进。
[0064]壳体4由金属形成。作为形成壳体4的材料，可以例示不锈钢材料。壳体4具有:包含与中心轴A平行的曲面而构成的收容部4a、以及在该收容部4a的上游侧及下游侧将该收容部4a和排气管2连接的锥部4b、4c。收容部4a的通路截面积比排气管2的通路截面积大，在其内侧收容有催化剂载体3、垫块5及内管6。锥部4b、4c呈通路截面积随着从收容部4a离开而缩小的锥形。
[0065]垫块5被夹在壳体4的收容部4a的内壁面与催化剂载体3的外周面之间。即，在壳体4内，催化剂载体3由垫块5支承。另外，在垫块5中夹入有内管6。内管6是以中心轴A为中心的管状部件。垫块5夹入内管6,从而该垫块5由该内管6分割为壳体4侧和催化剂载体3侧。
[0066]垫块5由电绝缘材料形成。作为形成垫块5的材料，可以例示以氧化铝为主成分的陶瓷纤维。垫块5被卷绕在催化剂载体3的外周面及内管6的外周面。垫块5被夹在催化剂载体3和壳体4之间，由此，在向催化剂载体3通电了时，抑制电气向壳体4流动。
[0067]内管6由不锈钢材料形成。另外，在内管6的整个表面形成有电绝缘层。作为形成电绝缘层的材料，可以例示陶瓷或玻璃。由于在内管6的整个表面形成有电绝缘层，因此，内管6作为绝缘部件发挥功能。另外，内管6的主体可以由氧化铝等电绝缘材料形成。另夕卜，如图1所示，内管6在中心轴A方向上的长度比垫块5长。因此，内管6的上游侧及下游侧的端部从垫块5的上游侧及下游侧的端面突出。以下，将内管6中的从垫块5的上游侧或下游侧的端面突出的部分称为突出部。
[0068]在催化剂载体3的外周面上连接有一对电极7。图2是表示电极7相对于催化剂载体3的配置的图。图2是在与轴向垂直相交的方向上剖开催化剂载体3及电极7时的剖面图。电极7由表面电极7a及轴电极7b形成。表面电极7a沿着催化剂载体3的外周面在周向及轴向上延伸。另外，表面电极7a以隔着该催化剂载体3相互面对的方式设置于催化剂载体3的外周面。轴电极7b的一端与表面电极7a连接。而且，轴电极7b的另一端穿过电极室9突出到壳体4的外侧。
[0069]在壳体4、垫块5及内管6上，为了穿过轴电极7b而开设有通孔4d、5a、6c。而且，在壳体4内，由被垫块5的通孔5a的周面包围的空间形成有电极室9。另外，将垫块5分割为上游侧部分和下游侧部分并相互隔开间隔地对其进行配置，从而可以在催化剂载体3的整个外周面形成电极室9。
[0070]在开设于壳体4的通孔4d中设置有支承轴电极7b的电极支承部件8。该电极支承部件8由电绝缘材料形成，在壳体4与电极7之间不存在间隙地设置。
[0071]轴电极7b的另一端经由供电控制部25与蓄电池(未图示)电连接。从该蓄电池向电极7供电。若向电极7供电，则催化剂载体3被通电。在催化剂载体3通过通电而发热时，催化剂载体3所承载的三元催化剂13被加热，其活化被促进。供电控制部25进行向电极7的供电(即向EHCl的通电)的接通/断开的切换和供电的调整。
[0072]另外，在EHCl中设置有测定垫块5及内管6的绝缘电阻值的测定装置21。另外，以下，将垫块5及内管6总称为绝缘部件30。
[0073]图3是表示测定装置21的概略结构的图。测定装置21具有基准电源211、基准电阻212、电压计213及电阻值计算电路214。如图3所示，基准电阻212和绝缘部件30串联连接。而且，基准电源211将使从蓄电池被供给的电压放大而得到的基准电压施加于基准电阻212及绝缘部件30。电压计213对基准电压从基准电源211被施加于基准电阻212及绝缘部件30时的、基准电阻212和绝缘部件30之间的电压进行计测。电阻值计算电路214基于由电压计213计测的电压，计算绝缘部件30的绝缘电阻值。
[0074]另外，若设基准电压为Vref、基准电阻212的电阻值(基准电阻值)为Ref、流到基准电阻212及绝缘部件30的电流为Id、由电压计213计测的电压为Vehc，则绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc由下述式(I)及(2)表示。电阻值计算电路214使用上述式(I)及
(2)，计算绝缘部件30的绝缘电阻值。
[0075]Id= (Vref-Vehc) /Rref (I)
[0076]Rehc = Vehc/Id
[0077]= Vehc/(Vref-Vehc)X Rref (2)
[0078]供电控制部25与一并设置于内燃机10的电子控制单元(E⑶)20电连接。另外，节气门14及内燃机10的燃料喷射阀(未图示)也与ECU20电连接。由ECU20控制这些装置。
[0079]另外，空气流量计12、水温传感器22、第一温度传感器23、第二温度传感器24及测定装置21与ECU20电连接。而且，各传感器的输出值及测定装置21的测定值被输入到ECU20。
[0080]另外，在本实施例中，催化剂载体3相当于本发明的发热体。但是，本发明的发热体并不限于承载催化剂的载体。例如，发热体也可以是设置在催化剂的上游侧的结构体。另夕卜，在本实施例中，绝缘部件30相当于本发明的绝缘部件。但是，本发明的绝缘部件不一定必须由垫块5及内管6构成，只要是能够使催化剂载体3电绝缘的部件即可。例如，绝缘部件也可以仅由垫块5构成。
[0081][绝缘故障的检测方法]
[0082]如上所述，在本实施例中，通过通电而发热的催化剂载体3由绝缘部件30进行电绝缘。但是，即便是上述那样的结构，也有时因绝缘部件30的劣化等而产生使催化剂载体3电绝缘的绝缘功能超过容许范围而降低的绝缘故障。因此，在本实施例中，基于由测定装置21测定到的绝缘部件30的绝缘电阻值检测绝缘故障。
[0083]但是，即便未产生绝缘故障，也有时产生如下情况:因垫块5所吸收的冷凝水或堆积在垫块5的端面及内管6的突出部上的颗粒状物质(Particulate Matter:以下称为PM)而导致绝缘部件30的绝缘电阻值降低。
[0084]更详细地说，有时在排气管2内或壳体4内因排气中含有的水分冷凝而产生冷凝水。在该冷凝水顺着壳体4的内壁面到达垫块5时，其一部分被垫块5吸收。而且，在垫块5所吸收的冷凝水量增加时，冷凝水也侵入到电极室9内。其结果是，壳体4与电极7及催化剂载体3借助冷凝水而电气导通，绝缘部件30的绝缘电阻值降低。另外，在未设置有内管6的结构中，因垫块5所吸收的冷凝水自身，也有可能导致壳体4与电极7及催化剂载体3电气导通。
[0085]另外，排气中含有的一部分PM附着于暴露于排气中的垫块5的端面及内管6的突出部。PM具有导电性。因此，若堆积在垫块5的端面及内管6的突出部上的PM增加，则壳体4和催化剂载体3借助该PM而电气导通，导致绝缘部件30的绝缘电阻值降低。另外，即便是未设置有内管6的结构，也有可能因堆积在垫块5的端面上的PM而导致壳体4和催化剂载体3电气导通。
[0086]于是，在本实施例中，与如上所述的由于冷凝水或PM所引起的绝缘电阻值的降低相区别地检测绝缘故障。在此，基于图4及5，对内燃机转速Ne、EHCl的温度Tehc、垫块5所吸收的冷凝水量(以下，有时简称为吸水量)cwater、堆积在垫块5的端面及内管6上的PM量(以下，有时简称为PM堆积量)cpm、以及绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc的推移进行说明。图4是表示这些值的推移的第一例的时序图、图5是表示这些值的推移的第二例的时序图。
[0087]另外，在图4及5中，EHCl的温度Tehc表示未向该EHCl进行通电的状态下的温度的推移。另外，在表示绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc的推移的图中，实线表示未产生绝缘故障的情况下、即EHCl正常的情况下的推移，虚线表示产生了绝缘故障的情况下的推移。
[0088]图4表示在反复进行在内燃机10起动后在短时间使其运转停止的所谓短行程(short trip)之后、内燃机10持续运转的情况下的各值的推移。在图4中，在时间t2之前反复进行短行程。接着，在时间t2以后，在内燃机10起动后其运转持续。在反复进行短行程的期间(短行程期间)，内燃机10起动后，在EHCl借助排气而充分升温之前，其运转被停止。因此，EHCl的温度被维持在低的温度。
[0089]在此，在排气管2内，在排气温度低时、即内燃机10刚起动之后容易产生冷凝水。另外，在内燃机10刚起动之后，由于气缸内的温度低，因此，容易从该内燃机10排出PM。因此，在短行程期间，吸水量cwater及PM堆积量cpm都随着时间的经过而增加。
[0090]接着，在时间t2以后，在内燃机10持续运转而使得EHCl的温度充分上升时，垫块5所吸收的冷凝水蒸发。因此，吸水量cwater随着时间的经过而减少。另外，由于难以从内燃机10排出PM，则PM堆积量cpm被维持。
[0091]此时，即便EHCl处于正常的状态，绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc也与短行程期间的吸水量cwater及PM堆积量cpm的增加相应地降低。接着，在时间t3以后,绝缘电阻值Rehc成为能够判定为产生了绝缘故障的阈值即规定电阻值RehcO以下。但是,此后，与由蒸发引起的吸水量cwater的减少相应地,绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc恢复(上升)。接着，在时间t4以后，绝缘电阻值Rehc变得比规定电阻值RehcO高。
[0092]与此相对，在因产生绝缘故障而使得绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc降低到规定电阻值RehcO以下的情况下，即便吸水量cwater减少,绝缘电阻值Rehc也不恢复(被维持在规定电阻值RehcO以下)。
[0093]图5表示下述情况下的各值的推移:在经过短行程期间后的内燃机10持续运转中，断续地执行所谓减速燃料切断控制(减速F/C控制)，而且在断续地执行减速燃料切断控制时执行PM除去处理。在图5中，同样地在时间t2之前反复进行短行程，在时间t2以后，内燃机10持续运转。
[0094]在图5中，在时间t2以后，随着EHCl的温度上升，冷凝水蒸发，由此，吸水量cwater减少至大致零。另外，在短行程期间中，PM堆积量cpm增加至使堆积在垫块5的端面及内管6上的PM氧化而将其除去的PM除去处理的执行要求的阈值cpml以上。
[0095]接着，在时间t3?时间t6期间，断续地执行在内燃机10的运转状态处于减速运转时使燃料喷射停止的减速F/C控制。在此，为了使堆积在垫块5的端面及内管6的突出部上的PM氧化，需要在存在足够的氧的状态下使排气的温度(垫块5的端面及内管6的突出部的温度)上升至PM能够氧化的温度。在减速F/C控制刚结束后，在EHCl的周围存在足够的氧。因此，PM除去处理在从减速F/C控制刚恢复后根据点火正时的滞后角等使排气温度上升来实现。
[0096]在图5中，若在时间t3的时刻开始执行断续的减速F/C控制，则PM除去处理的执行也开始。由此，在时间t3以后，堆积在垫块5的端面及内管6的突出部上的PM被氧化，由此，PM堆积量cpm随着时间的经过而减少。而且,在PM堆积量cpm相比规定PM堆积量而减少的时间t5的时刻，PM除去处理的执行停止，该规定PM堆积量是小于PM除去处理的执行要求的阈值cpml的PM堆积量。
[0097]此时，即便EHCl处于正常状态，在吸水量cwater及PM堆积量cpm都多的短行程期间中以及内燃机10持续运转的时间t2以后的开始执行PM除去处理的时间t3以前的期间，绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc也被维持在比规定电阻值RehcO低的值。但是，此后，与通过执行PM除去处理而带来的PM堆积量cpm的减少相应地,绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc恢复(上升)。接着，在时间t4以后，绝缘电阻值Rehc变得比规定电阻值RehcO高。
[0098]相比之下，在因产生绝缘故障而使得绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc降低到规定电阻值RehcO以下的情况下，即便PM堆积量cpm减少，绝缘电阻值Rehc也不恢复(被维持在规定电阻值RehcO以下)。
[0099]于是，在本实施例中，在吸水量比规定吸水量(图4、5中的cwaterO)少且PM堆积量比规定PM堆积量(图4、5中的cpmO)少时的绝缘部件30的绝缘电阻值为规定电阻值(图4、5中的Rcehc)以下的情况，判定为产生了绝缘故障。在此，规定吸水量及规定PM堆积量是基于实验等预先确定的如下的值:未产生绝缘故障，若吸水量比该规定吸水量少且PM堆积量比该规定PM堆积量少，则绝缘部件30的绝缘电阻值为正常值(即比规定电阻值RehcO大的值)。
[0100]并且，在当吸水量为规定吸水量以上时绝缘部件30的绝缘电阻值为规定电阻值以下的情况下，直至吸水量相比规定吸水量减少为止(图4中的从时间t3起直至时间t5为止的期间)，保留是否产生了绝缘故障的判定。而且，在当吸水量相比规定吸水量减少时绝缘部件30的绝缘电阻值相比规定电阻值上升了的情况下，判定为绝缘部件30的绝缘电阻值降低的原因在于垫块5所吸收的冷凝水(侵入到了电极室9中的冷凝水)。S卩，在该情况下，判定为未产生绝缘故障、EHCl正常。
[0101]另外，在当PM堆积量为规定PM堆积量以上时绝缘部件30的绝缘电阻值为规定电阻值以下的情况下，直至PM堆积量相比规定PM堆积量减少为止(图5中的从时间tl起直至时间t5为止的期间)，保留是否产生了绝缘故障的判定。而且，在当PM堆积量相比规定PM堆积量减少时绝缘部件30的绝缘电阻值相比规定电阻值上升了的情况下，判定为绝缘部件30的绝缘电阻值降低的原因在于堆积在垫块5的端面及内管6的突出部上的PM。SP，在该情况下也判定为未产生绝缘故障、EHCl正常。
[0102][吸水量的计算方法]
[0103]在此，基于图6?8说明本实施例的吸水量的计算方法。图6是表示本实施例的吸水量的计算流程的流程图。本流程预先存储在ECU20中，由ECU20反复执行。图7是表示排气温度Tg及混合气的空燃比A/F与排气管2中的冷凝水的产生量kwaterl的关系的图。图8是表示EHCl的温度Tehc与从垫块5蒸发的冷凝水的蒸发量kwater2的关系的图。
[0104]在图6所示的流程中，首先在步骤SlOl中，基于由第一温度传感器23检测到的排气温度Tg、混合气的空燃比A/F以及由空气流量计12检测到的吸入空气量Ga，计算排气管2中的冷凝水的产生量kwaterl。
[0105]如图7所示，排气温度Tg越低、而且混合气的空燃比A/F越低，则冷凝水的产生量kwaterl越多。另外，吸入空气量越多，则排气的流量也越多，因此，冷凝水的产生量kwaterl越多。如上所述的、排气温度Tg、混合气的空燃比A/F及吸入空气量Ga与排气管2中的冷凝水的产生量kwaterl的关系可以基于实验等预先求出，并作为映射图或函数存储在ECU20中。在步骤SlOl中，使用该映射图或函数，计算排气管2中的冷凝水的产生量kwaterlο
[0106]接着，在步骤S102中，基于EHCl的温度Tehc计算从垫块5蒸发的冷凝水的蒸发量kwater2。如图8所示,若EHCl的温度Tehc达到100°C以上,则冷凝水的蒸发量kwater2激增。如上所述的、EHCl的温度Tehc与从垫块5蒸发的冷凝水的蒸发量kwater2的关系可以基于实验等预先求出，并作为映射图或函数存储在ECU20中。在步骤S102中，使用该映射图或函数计算从垫块5蒸发的冷凝水的蒸发量kwater2。另外，EHCl的温度可以基于由第一温度传感器23检测到的排气温度和由第二温度传感器24检测到的排气温度中的至少任一方进行推定。
[0107]接着,在步骤S103中，使用下述式(I)计算吸水量cwater。
[0108]cwater(i) = cwater(i~l)+kwaterlXa~kwater2 式(I)
[0109]cwater (i):本次的吸水量
[0110]cwater(1-1):通过执行前一次的本流程而算出的吸水量
[0111]kwaterl:在步骤SlOl中算出的冷凝水的产生量
[0112]a:表示被垫块5吸收的冷凝水的量与排气管2中的冷凝水的产生量的比例的系数
[0113]kwater2:在步骤S102中算出的冷凝水的蒸发量[0114]接着，在步骤S104中，判定在步骤S103中算出的值cwater是否为垫块5中的饱和吸水量Ws以下。当在步骤S104中判定为否时，接着在步骤S106中，饱和吸水量Ws被计算为吸水量cwater的计算值。
[0115]另一方面，当在步骤S104中判定为是时，接着在步骤S105中，判定在步骤S103中算出的值cwater是否为零以上。当在步骤S105中判定为否时，接着在步骤S108中，零被计算为吸水量cwater的计算值。另一方面，当在步骤S105中判定为是时,接着在步骤S107中，在步骤S103中算出的吸水量cwater被计算为吸水量cwater的计算值。
[0116][PM堆积量的计算方法]
[0117]接着，基于图9?11说明本实施例的PM堆积量的计算方法。图9是表不本实施例的PM堆积量的计算流程的流程图。本流程预先存储在ECU20中，由ECU20反复执行。图10是表示冷却水温Tw及混合气的空燃比A/F与从内燃机I排出的PM的排出量kpml的关系的图。图11是表示用于使PM氧化的氧充分存在的状态下的、EHCl的温度Tehc与堆积在垫块5的端面或内管6的突出部上的PM的氧化量kpm2的关系的图。
[0118]在图9所示的流程中，首先在步骤S201中，基于由水温传感器22检测到的冷却水温Tw、混合气的空燃比A/F以及由空气流量计12检测到的吸入空气量Ga，计算从内燃机I排出的PM的排出量kpml。
[0119]如图10所示，冷却水温Tw越低、而且混合气的空燃比A/F越低，则PM的排出量kpml越多。另外，吸入空气量越多，则排气的流量也越多，因此，PM的排出量kpml越多。如上所述的、冷却水温Tw、混合气的空燃比A/F及吸入空气量Ga与从内燃机I排出的PM的排出量kpml的关系可以基于实验等预先求出，并作为映射图或函数存储在ECU20中。在步骤S201中，使用该映射图或函数计算从内燃机I排出的PM的排出量kpml。
[0120]接着，在步骤S202中，判定上述的PM除去处理是否处于执行中。当在步骤S202中判定为是时，接着执行步骤S203的处理。在步骤S203中，基于EHCl的温度Tehc，计算堆积在垫块5的端面或内管6的突出部上的PM的氧化量kpm2。如图11所示，在用于使PM氧化的氧充分存在的状态下，若EHCl的温度Tehc达到PM能够氧化的温度Tu以上，则该温度越高，PM的氧化量越多。如上所述的、EHCl的温度Tehc与堆积在垫块5的端面或内管6的突出部上的PM的氧化量kpm2的关系可以基于实验等预先求出，并作为映射图或函数存储在ECU20中。在步骤S203中，使用该映射图或函数计算堆积在垫块5的端面或内管6的突出部上的PM的氧化量kpm2。
[0121]另一方面，当在步骤S202中判定为否时，由于PM除去处理未被执行，因此PM不氧化。在该情况下，接着在步骤S204中，零被计算为堆积在垫块5的端面或内管6的突出部上的PM的氧化量kpm2。
[0122]在步骤S203或S204的处理之后执行步骤S205的处理。在步骤S205中，使用下述式⑵计算PM堆积量cpm。
[0123]cpm(i) = cpm(i_l)+kpml Xb_kpm2 式(I)
[0124]cpm (i):本次的PM堆积量
[0125]cpm(1-l):通过执行前一次的本流程而算出的PM堆积量
[0126]kpml:在步骤S201中算出的PM的排出量
[0127]b:表示在垫块5的端面或内管6的突出部上附着的PM的量与从内燃机I排出的PM的排出量的比例的系数
[0128]kpm2:在步骤S203或S204中算出的PM的氧化量
[0129]接着，在步骤S206中，判定在步骤S205中算出的值cpm是否为零以上。当在步骤S206中判定为否时，接着在步骤S208中，零被计算为PM堆积量cpm的计算值。另一方面，当在步骤S206中判定为是时，接着在步骤S207中，在步骤S205中算出的PM堆积量cpm被计算为PM堆积量cpm的计算值。
[0130][绝缘故障的检测流程]
[0131]接着，基于图12?14说明本实施例的绝缘故障的检测流程。图12?14是表示本实施例的绝缘故障的检测流程的流程图。本流程预先存储在ECU20中，在未向EHCl进行通电时由E⑶20反复执行。
[0132]在本流程中，首先在步骤S301中，读入通过执行上述的吸水量的计算流程而算出的当前时刻的吸水量cwater。接着，在步骤S302中，读入通过执行上述的PM堆积量的计算流程而算出的当前时刻的PM堆积量cpm。接着，在步骤S303中，读入由测定装置21测定出的当前时刻的绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc。
[0133]接着，在步骤S304中，判定在步骤S301中读入的吸水量cwater是否比规定吸水量cwaterO少。当在步骤S304中判定为否时，接着执行步骤S308的处理。
[0134]另一方面，当在步骤S304中判定为是时，接着在步骤S305中，判定在步骤S302中读入的PM堆积量cpm是否比规定PM堆积量cpmO少。当在步骤S305中判定为否时，接着执行步骤S317的处理。
[0135]另一方面，当在步骤S305中判定为是时，接着，在步骤S306中，判定在步骤S303中读入的绝缘电阻值Rehc是否为规定电阻值RehcO以下。
[0136]当在步骤S306中判定为是时、即吸水量cwater比规定吸水量cwaterO少且PM堆积量cpm比规定PM堆积量cpmO少时的绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc为规定电阻值RehcO以下时，接着在步骤S307中，判定为产生了绝缘故障。另一方面，当在步骤S306中判定为否时，接着在步骤S309中，判定为未产生绝缘故障、EHCl正常。
[0137]另外，在步骤S308中，判定在步骤S303中读入的绝缘电阻值Rehc是否比规定电阻值RehcO大。当在步骤S308中判定为是时，接着在步骤S309中，判定为未产生绝缘故障、EHCl正常。另一方面，当在步骤S308中判定为否时，接着执行步骤S310的处理。在步骤S310中，是否产生了绝缘故障的判定被保留。
[0138]接着，在步骤S311中，再次读入吸水量cwater。接着，在步骤S312中，判定在步骤S311中读入的吸水量cwater是否比规定吸水量cwaterO少。当在步骤S312中判定为是时、即吸水量因蒸发而从规定吸水量cwaterO以上的量减少到了比规定吸水量cwaterO少的量时，接着执行步骤S313的处理。另一方面，当在步骤S312中判定为否时，再次执行从步骤S310到S312的处理。即，直至吸水量相比规定吸水量cwaterO减少为止，是否产生了绝缘故障的判定被保留。
[0139]在步骤S313中，读入由测定装置21测定出的当前时刻的绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc (吸水量比规定吸水量cwaterO少的状态下的绝缘电阻值)。接着，在步骤S314中，判定在步骤S313中读入的绝缘电阻值Rehc是否比规定电阻值RehcO大。当在步骤S314中判定为是时、即吸水量相比规定吸水量cwaterO减少而使得绝缘电阻值恢复了时，接着执行步骤S315的处理。
[0140]在步骤S315中，判定为绝缘电阻值降低的原因在于垫块5所吸收的冷凝水。接着在步骤S309中，判定为未产生绝缘故障、EHCl正常。
[0141]另一方面，当在步骤S314中判定为否时，接着执行步骤S316的处理。在步骤S316中，判定在步骤S302中读入的PM堆积量cpm是否比规定PM堆积量cpmO少。当在步骤S316中判定为是时，接着在步骤S307中判定为产生了绝缘故障。另一方面，当在步骤S316中判定为否时，接着执行步骤S318的处理。
[0142]另外，在步骤S317中，判定在步骤S303中读入的绝缘电阻值Rehc是否比规定电阻值RehcO大。当在步骤S317中判定为是时，接着在步骤S309中，判定为未产生绝缘故障、EHCl正常。另一方面，当在步骤S317中判定为否时，接着在步骤S318中，是否产生了绝缘故障的判定被保留。
[0143]接着，在步骤S319中，判定PM除去处理的执行条件是否成立、即是否正断续地执行减速F/C控制。当在步骤S319中判定为是时，接着在步骤S320中，执行PM除去处理。另一方面，当在步骤S319中判定为否时，再次执行步骤S318及S319的处理。
[0144]在步骤S320之后，在步骤S321中，再次读入PM堆积量cpm。接着，在步骤S322中，判定在步骤S321中读入的PM堆积量cpm是否比规定PM堆积量cpmO少。当在步骤S312中判定为是时、即通过执行PM除去处理而使得PM堆积量从规定PM堆积量cpmO以上的量减少到比规定PM堆积量cpmO少的量时，接着执行步骤S323的处理。另一方面，当在步骤S322中判定为否时，再次执行从步骤S318到S322的处理。即，直至PM堆积量相比规定PM堆积量cpmO减少为止，是否产生了绝缘故障的判定被保留。
[0145]在步骤S323中，停止执行PM除去处理。接着，在步骤S324中，读入由测定装置21测定出的当前时刻的绝缘部件30的绝缘电阻值Rehc (PM堆积量比规定PM堆积量cpmO少的状态下的绝缘电阻值)。接着，在步骤S325中，判定在步骤S324中读入的绝缘电阻值Rehc是否比规定电阻值RehcO大。当在步骤S325中判定为是时、即PM堆积量相比规定PM堆积量cpmO减少而使得绝缘电阻值恢复了时，接着执行步骤S326的处理。
[0146]在步骤S326中，判定为绝缘电阻值降低的原因在于堆积在垫块5的端面及内管6的突出部上的PM。接着在步骤S309中，判定为未产生绝缘故障、EHCl正常。
[0147]另一方面，当在步骤S325中判定为否时，接着在步骤S307中，判定为产生了绝缘故障。
[0148]根据上述流程，可以与由于垫块5所吸收的冷凝水或堆积在垫块5的端面及内管6的突出部上的PM所引起的绝缘部件30的绝缘电阻值的降低相区别地判定是否产生了绝
缘故障。
[0149]另外，若EHCl的温度达到活性区域(EHC1的排气净化能力变得最高的温度区域)的上限值，则不向EHCl进行通电。因此，不需要检测绝缘故障。因此，在EHCl的温度为活性区域的上限值以上时，可以不进行上述那样的是否产生了绝缘故障的判定。
[0150][变形例]
[0151]以下，对本实施例的第一及第二变形例进行说明。绝缘部件30具有如下特性:即便处于正常的状态，若绝缘部件30的温度上升，则其绝缘电阻值也降低。于是，在第一及第二变形例中，与EHCl的温度相应地变更作为用于在上述绝缘故障的检测流程中判定是否产生了绝缘故障的阈值的绝缘电阻值即规定电阻值。即，EHCl的温度越高，则绝缘部件30的温度越高，因此，将规定电阻值设定为更小的值。
[0152]在此，基于图15说明第一变形例的规定电阻值的设定流程。图15是表示第一变形例的规定电阻值的设定流程的流程图。本流程预先存储在ECU20中，由ECU20反复执行。
[0153]在本流程中，首先在步骤S401中读入EHCl的温度Tehc。另外，EHCl的温度Tehc基于由第一温度传感器23检测到的排气温度和由第二温度传感器24检测到的排气温度中的至少任一方被推定。
[0154]接着，在步骤S402中，基于EHCl的温度Tehc计算规定电阻值RehcO。图16是表示EHCl的温度Tehc与规定电阻值RehcO的关系的图。在图16中，EHCl的温度越低，则规定电阻值RehcO越小。如上所述的EHCl的温度Tehc与规定电阻值RehcO的关系基于实验等预先确定，并预先作为映射图或函数存储在ECU20中。在步骤S402中，使用该映射图或函数计算规定电阻值RehcO。
[0155]接着，在步骤S403中，规定电阻值被设定为在步骤S402中算出的规定电阻值RehcO。由此，在下次执行上述绝缘故障的检测流程时，在步骤S403中设定的规定电阻值RehcO作为用于判定是否产生了绝缘故障的阈值被使用。
[0156]接着，基于图17说明第二变形例的规定电阻值的设定流程。图17是表示第二变形例的规定电阻值的设定流程的流程图。本流程预先存储在ECU20中，由ECU20反复执行。另夕卜，本流程在图15所示流程中追加了步骤S501?S503。因此，仅对步骤S501?步骤S503中的处理进行说明，省略针对其他步骤中的处理的说明。
[0157]如上所述，若EHCl的温度上升，则绝缘部件30的温度随之上升。但是，由于绝缘部件30具有一定程度的热容量，因此，其温度上升延迟。另外，由于内管6被夹入垫块5，因此在催化剂载体3产生的热难以传递到内管6。因此，内管6的温度上升尤其容易延迟。
[0158]因此，在内燃机10已冷起动的情况下，在内燃机起动后直至经过一定程度的期间为止的期间，即便EHCl的温度上升，绝缘部件30的温度也被维持在低的温度不变。因此，在该期间，绝缘部件30的绝缘电阻值被维持而不降低。
[0159]于是，在第二变形例中，在从内燃机10冷起动起直至经过规定期间为止的期间，即便EHCl的温度上升，也将规定电阻值维持在基准电阻值(图16中的Rehc_baSe)。在此，规定期间是绝缘部件30的温度被维持在低的温度不变的期间。
[0160]在图17所示的流程中，首先在步骤S501中，判定内燃机10是否已冷起动。在此，例如在内燃机I起动了时的水温传感器22的检测值为阈值以下的情况下，可以判定为内燃机10已冷起动。当在步骤S501中判定为否时，接着执行步骤S401的处理。
[0161]另一方面，当在步骤S501中判定为是时，接着在步骤S502中，判定内燃机10冷起动后是否经过了规定期间Ats。当在步骤S502中判定为是时，接着执行步骤S401的处理。
[0162]另一方面，当在步骤S502中判定为否时，接着在步骤S503中，规定电阻值被设定为基准电阻值RehcO_baSe。由此，在下次执行上述绝缘故障的检测流程时，基准电阻值RehcO_base作为用于判定是否产生了绝缘故障的阈值被使用。
[0163]根据上述变形例，可以更高精度地检测绝缘故障。
[0164]<实施例2>
[0165]本实施例的内燃机的进气排气系统及EHC的概略结构与实施例1相同。另外,在本实施例中也通过与实施例1相同的方法进行绝缘故障的检测，但在本实施例中，进而也通过以下那样的方法进行绝缘故障的检测。
[0166][绝缘故障的检测方法]
[0167]若内燃机10的内燃机负荷变化，则排气的温度变化，因此，EHCl的温度也变化。其结果是，在绝缘部件30的温度也变化时，若EHCl正常(即未产生绝缘故障)，则绝缘部件30的绝缘电阻值变化。即，若绝缘部件30的温度上升，则其绝缘电阻值降低，若绝缘部件30的温度降低，则其绝缘电阻值上升。
[0168]但是，在产生了绝缘故障时，即便绝缘部件30的温度变化，绝缘部件30的绝缘电阻值也不与其相应地变化。即，由测定装置21测定到的绝缘部件30的绝缘电阻值的变化量相比正常时变得非常小。于是，在本实施例中，基于与内燃机10的内燃机负荷的变化相应的绝缘部件30的绝缘电阻值的变化，判定是否产生了绝缘故障。
[0169][绝缘故障的检测流程]
[0170]在此，基于图18说明本实施例的绝缘故障的检测流程。图18是表示本实施例的绝缘故障的检测流程的流程图。本流程预先存储在ECU20中，在未向EHCl进行通电时，由E⑶20反复执行。
[0171]在本流程中，首先在步骤S601中，判定内燃机I的内燃机负荷Qe是否为第一规定负荷Qel以下。当步骤S601中判定为是时，接着执行步骤S602的处理，当判定为否时，暂时结束本流程的执行。
[0172]在步骤S602中，读入吸水量比规定吸水量少且PM堆积量比规定PM堆积量少时由测定装置21测定出的绝缘部件30的绝缘电阻值(以下将该绝缘电阻值称为低负荷时绝缘电阻值)RehcI。
[0173]接着，在步骤S603中，判定内燃机I的内燃机负荷Qe是否为比第一规定负荷Qel高的第二规定负荷Qe2以上。当在步骤S603中判定为是时，接着执行步骤S604的处理，当判定为否时，暂时结束本流程的执行。
[0174]在步骤S604中，读入在吸水量比规定吸水量少且PM堆积量比规定PM堆积量少时由测定装置21测定出的绝缘部件30的绝缘电阻值(以下将该绝缘电阻值称为高负荷时绝缘电阻值)Rehc2。
[0175]接着，在步骤S605中，判定在步骤S602中读入的低负荷时绝缘电阻值Rehcl与在步骤S604中读入的高负荷时绝缘电阻值Rehc2之差Λ Rehc是否比规定电阻差ARehcO小。在此，规定电阻差ARehcO是可以判定为EHCl正常的阈值。规定电阻差ARehcO可以基于实验等预先求出。
[0176]当在步骤S605中判定为是时，接着在步骤S606中，判定为产生了绝缘故障。另一方面，当在步骤S605中判定为否时，接着在步骤S607中，判定为未产生绝缘故障、EHCl正
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[0177]另外，在本实施例中，可以基于内燃机10的内燃机负荷从第二规定负荷Qe2以上的值降低到了第一规定负荷Qel以下的值时的绝缘部件30的绝缘电阻值的变化量，判定是否产生了绝缘故障。
[0178]附图标记说明
[0179]I电加热式催化剂(EHC)[0180]2排气管
[0181]3催化剂载体
[0182]4 壳体
[0183]5 垫块
[0184]6 内管
[0185]7 电极
[0186]7a表面电极
[0187]7b轴电极
[0188]10内燃机
[0189]11进气管
[0190]12空气流量计
[0191]13三元催化剂
[0192]20 ECU
[0193]21测定装置
[0194]22水温传感器
[0195]23第一温度传感器
[0196]24第二温度传感器
[0197]25供电控制部
【权利要求】
1.一种电加热式催化剂的故障检测装置，对电加热式催化剂的故障进行检测，所述电加热式催化剂设置于内燃机的排气通路中并具有发热体和绝缘部件，所述发热体通过通电而发热，并通过发热来加热催化剂，所述绝缘部件使所述发热体电绝缘，其特征在于， 所述电加热式催化剂的故障检测装置具有判定部，该判定部基于所述绝缘部件的吸水量比规定吸水量少且所述绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量比规定PM堆积量少时的所述绝缘部件的绝缘电阻值、所述绝缘部件的吸水量从所述规定吸水量以上的量减少到比所述规定吸水量少的量时的所述绝缘部件的绝缘电阻值的变化、以及所述绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量从所述规定PM堆积量以上的量减少到比所述规定PM堆积量少的量时的所述绝缘部件的绝缘电阻值的变化，与由于所述绝缘部件所吸收的冷凝水或堆积在所述绝缘部件上的颗粒状物质所引起的所述绝缘部件的绝缘电阻值的降低相区别地判定是否产生了绝缘故障。
2.如权利要求1所述的电加热式催化剂的故障检测装置，其特征在于， 在当所述绝缘部件的吸水量比所述规定吸水量少且所述绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量比所述规定PM堆积量少时、所述绝缘部件的绝缘电阻值为规定电阻值以下的情况下，所述判定部判定为产生了绝缘故障， 在当所述绝缘部件的吸水量为所述规定吸水量以上时所述绝缘部件的绝缘电阻值为所述规定电阻值以下、若所述绝缘部件的吸水量相比所述规定吸水量减少则所述绝缘部件的绝缘电阻值相比所述规定电阻值上升的情况下，所述判定部判定为所述绝缘部件的绝缘电阻值降低的原因在于所述绝缘部件所吸收的冷凝水而未产生绝缘故障， 在当所述绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量为所述规定PM堆积量以上时所述绝缘部件的绝缘电阻值为所述规定电阻值以下、若所述绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量相比所述规定PM堆积量减少则所述绝缘部件的绝缘电阻值相比所述规定电阻值上升的情况下，所述判定部判定为所述绝缘部件的绝缘电阻值降低的原因在于堆积在所述绝缘部件上的颗粒状物质而未产生绝缘故障。
3.如权利要求1或2所述的电加热式催化剂的故障检测装置，其特征在于， 在当所述绝缘部件的吸水量为所述规定吸水量以上时、所述绝缘部件的绝缘电阻值为所述规定电阻值以下的情况下，直至所述绝缘部件的吸水量相比所述规定吸水量减少为止，所述判定部保留是否产生了绝缘故障的判定， 在当所述绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量为所述规定PM堆积量以上时、所述绝缘部件的绝缘电阻值为所述规定电阻值以下的情况下，直至所述绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量相比所述规定PM堆积量减少为止，所述判定部保留是否产生了绝缘故障的判定。
4.如权利要求1~3中任一项所述的电加热式催化剂的故障检测装置，其特征在于， 还具有设定部，在所述电加热式催化剂的温度高时，与所述电加热式催化剂的温度低时相比，所述设定部将所述规定电阻值设定为更小的值。
5.如权利要求4所述的电加热式催化剂的故障检测装置，其特征在于， 在自内燃机冷起动起直至经过规定期间为止的期间，即便所述电加热式催化剂的温度上升，所述设定部也将所述规定电阻值维持在恒定的值。
6.如权利要求1~5中任一项所述的电加热式催化剂的故障检测装置，其特征在于， 在所述绝缘部件的吸水量比所述规定吸水量少且所述绝缘部件上的颗粒状物质的堆积量比所述规定PM堆积量少时的所述绝缘部件的绝缘电阻值与内燃机的内燃机负荷的变化相应地变化的情况下，所述判定部判定为未产生绝缘故障，在该绝缘电阻值不与内燃机的内燃机负荷的变 化相应地变化的情况下，所述判定部判定为产生了绝缘故障。
【文档编号】F01N3/20GK103987932SQ201180074943
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2011年12月20日 优先权日:2011年12月20日
【发明者】吉冈卫 申请人:丰田自动车株式会社
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