特許 7234953 排気浄化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-28

(45)【発行日】2023-03-08

(54)【発明の名称】排気浄化装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/18 20060101AFI20230301BHJP

【ＦＩ】

F01N3/18 C

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020008496

(22)【出願日】2020-01-22

(65)【公開番号】P2021116698

(43)【公開日】2021-08-10

【審査請求日】2022-04-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(74)【代理人】

【識別番号】100148013

【弁理士】

【氏名又は名称】中山 浩光

(74)【代理人】

【識別番号】100192511

【弁理士】

【氏名又は名称】柴田 晃史

(72)【発明者】

【氏名】山本 尚哉

【審査官】増岡 亘

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１９１６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１８５４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２２１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平４－２７６１１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／１１１１０２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｎ ３／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関の排気流路に設けられた触媒と、
前記触媒の上流に設けられ、前記排気流路を流れる排気ガスを加熱する電熱体と、
前記電熱体に接続された電源の前記電熱体への通電の有無を制御する電源制御部と、
前記電熱体の発熱を検出可能に設けられたＰＴＣサーミスタを含む第１温度検出部と、
前記電源制御部への通電指示を行う通電制御部と、
前記ＰＴＣサーミスタの抵抗値と前記通電指示の有無とに基づいて、前記電熱体又は前記電源が異常であるか否かを判定すると共に前記電源制御部が異常であるか否かを判定する異常判定部と、を備え、
前記第１温度検出部は、前記触媒の熱劣化が促進される温度を含む第１温度域で前記ＰＴＣサーミスタの抵抗値が高感度となるように構成されている、排気浄化装置。

【請求項2】

前記異常判定部は、
前記第１温度域に含まれる温度に対応する所定の第１抵抗値閾値を前記ＰＴＣサーミスタの抵抗値が超えており、且つ、前記通電指示が有った場合には、前記電源が異常であると判定し、
前記ＰＴＣサーミスタの抵抗値が前記第１抵抗値閾値を超えており、且つ、前記通電指示が無かった場合には、前記電源制御部が異常であると判定する、請求項１に記載の排気浄化装置。

【請求項3】

前記電熱体の発熱を検出可能に設けられたＣＴＲサーミスタを含む第２温度検出部を備え、
前記第２温度検出部は、前記触媒の活性が不十分となる温度を含む第２温度域で前記ＣＴＲサーミスタの抵抗値が高感度となるように構成されており、
前記異常判定部は、
前記第２温度域に含まれる温度に対応する所定の第２抵抗値閾値を前記ＣＴＲサーミスタの抵抗値が超えており、且つ、前記通電指示が有った場合には、前記電熱体が異常であると判定し、
前記ＣＴＲサーミスタの抵抗値が前記第２抵抗値閾値を超えており、且つ、前記通電指示が無かった場合には、前記電源制御部が異常であると判定する、請求項１又は２に記載の排気浄化装置。

【請求項4】

前記電熱体からの漏洩電流を検出可能に設けられた電流センサを備え、
前記異常判定部は、前記電流センサの電流値に基づいて、前記電熱体が異常であるか否かを判定する、請求項１～３の何れか一項に記載の排気浄化装置。

【請求項5】

前記触媒の温度である触媒温度を取得する触媒温度センサ、及び、前記内燃機関の吸入空気の流量である空気流量を取得する空気流量センサ、の少なくとも何れかを含む対象センサを備え、
前記通電制御部は、前記対象センサが故障している場合、前記電源制御部への通電指示を行わず、
前記異常判定部は、
前記対象センサが故障しており、且つ、前記第１温度域に含まれる温度に対応する所定の第１抵抗値閾値を前記ＰＴＣサーミスタの抵抗値が超えている場合には、前記電源制御部が異常であると判定する、請求項１～４の何れか一項に記載の排気浄化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排気浄化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、異常判定機能を有する排気浄化装置として、通電加熱式触媒装置を備える排気浄化装置が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１記載の通電加熱式触媒装置は、触媒担体の温度変化に伴って触媒担体の通電抵抗値が変化するいわゆるＮＴＣ特性を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－１９１６８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来技術では、触媒温度が高くなるにつれて、触媒担体の通電抵抗値の変化量が小さくなる。そのため、触媒温度が高い場合における通電加熱式触媒装置の異常判定の精度には改良の余地が残されている。また、上記従来技術では、通電加熱式触媒装置の異常の原因が触媒担体自体にあるのか、通電の有無を制御するコントローラにあるのかの区別が容易ではない。

【0005】

本発明は、触媒の熱劣化が促進される温度を含む温度域で少なくとも異常の有無を判定でき、異常の原因を特定することが可能となる排気浄化装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る排気浄化装置は、内燃機関の排気流路に設けられた触媒と、触媒の上流に設けられ、排気流路を流れる排気ガスを加熱する電熱体と、電熱体に接続された電源の電熱体への通電の有無を制御する電源制御部と、電熱体の発熱を検出可能に設けられたＰＴＣサーミスタを含む第１温度検出部と、電源制御部への通電指示を行う通電制御部と、ＰＴＣサーミスタの抵抗値と通電指示の有無とに基づいて、電熱体又は電源が異常であるか否かを判定すると共に電源制御部が異常であるか否かを判定する異常判定部と、を備え、第１温度検出部は、触媒の熱劣化が促進される温度を含む第１温度域でＰＴＣサーミスタの抵抗値が高感度となるように構成されている。

【0007】

本発明の一態様に係る排気浄化装置では、触媒の熱劣化が促進される温度を含む第１温度域でＰＴＣサーミスタの抵抗値が高感度となるように構成されている第１温度検出部を用いて、異常を判定する。そのため、触媒の熱劣化が促進される温度を含む温度域で異常の判定を行うことができる。また、通電指示の有無に更に基づいて異常を判定するため、判定が行われる異常として、電熱体又は電源の異常と電源制御部の異常とを区別することが可能となる。したがって、この排気浄化装置によれば、触媒の熱劣化が促進される温度を含む温度域で少なくとも異常の有無を判定でき、異常の原因を特定することが可能となる。

【0008】

一実施形態において、異常判定部は、第１温度域に含まれる温度に対応する所定の第１抵抗値閾値をＰＴＣサーミスタの抵抗値が超えており、且つ、通電指示が有った場合には、電源が異常であると判定し、ＰＴＣサーミスタの抵抗値が第１抵抗値閾値を超えており、且つ、通電指示が無かった場合には、電源制御部が異常であると判定してもよい。この場合、ＰＴＣサーミスタの抵抗値が第１抵抗値閾値を超えていることから、触媒の熱劣化が促進される温度に触媒温度が達している。ここで、通電指示が有った場合には、通電による加熱の結果であることから、例えば過電圧等、電源が異常であると考えられる。あるいは、通電指示が無かった場合には、通電指示が無いにもかかわらず通電による加熱が有ったことから、電源制御部が異常であると考えられる。このように、触媒の熱劣化が促進される温度を含む温度域で異常の有無を判定でき、異常の原因を特定することが可能となる。

【0009】

一実施形態において、電熱体の発熱を検出可能に設けられたＣＴＲサーミスタを含む第２温度検出部を備え、第２温度検出部は、触媒の活性が不十分となる温度を含む第２温度域でＣＴＲサーミスタの抵抗値が高感度となるように構成されており、異常判定部は、第２温度域に含まれる温度に対応する所定の第２抵抗値閾値をＣＴＲサーミスタの抵抗値が超えており、且つ、通電指示が有った場合には、電熱体が異常であると判定し、ＣＴＲサーミスタの抵抗値が第２抵抗値閾値を超えており、且つ、通電指示が無かった場合には、電源制御部が異常であると判定してもよい。この場合、ＣＴＲサーミスタの抵抗値が第２抵抗値閾値を超えていることから、触媒の活性が十分となる温度に触媒温度が達していない。ここで、通電指示が有った場合には、通電指示が有ったにもかかわらず通電による加熱が不十分であることから、例えば断線又は接触不良等、電熱体が異常であると考えられる。あるいは、通電指示が無かった場合には、触媒の活性が不十分にもかかわらず通電による加熱が無かったことから、電源制御部が異常であると考えられる。このように、触媒の活性が不十分となる温度を含む温度域で異常の有無を判定でき、異常の原因を特定することが可能となる。

【0010】

一実施形態において、電熱体からの漏洩電流を検出可能に設けられた電流センサを備え、異常判定部は、電流センサの電流値に基づいて、電熱体が異常であるか否かを判定してもよい。この場合、電熱体の異常として、漏電を特定することが可能となる。

【0011】

一実施形態において、触媒の温度である触媒温度を取得する触媒温度センサ、及び、内燃機関の吸入空気の流量である空気流量を取得する空気流量センサ、の少なくとも何れかを含む対象センサを備え、通電制御部は、対象センサが故障している場合、電源制御部への通電指示を行わず、異常判定部は、対象センサが故障しており、且つ、第１温度域に含まれる温度に対応する所定の第１抵抗値閾値をＰＴＣサーミスタの抵抗値が超えている場合には、電源制御部が異常であると判定してもよい。この場合、対象センサが故障しており通電指示が無いにもかかわらず、通電による加熱の結果、触媒の熱劣化が促進される温度に触媒温度が達している可能性があると考えられる。このように、電源制御部の異常を特定することが可能となる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、触媒の熱劣化が促進される温度を含む温度域で少なくとも異常の有無を判定でき、異常の原因を特定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態の排気浄化装置の概略構成図である。

【図2】図１の排気浄化装置のＥＣＵに関する構成を示すブロック図である。

【図3】第１温度検出部の特性を例示する図である。

【図4】第２温度検出部の特性を例示する図である。

【図5】図１の排気浄化装置の処理を例示するフローチャートである。

【図6】図１の排気浄化装置の処理を例示するフローチャートである。

【図7】図１の排気浄化装置の処理を例示するフローチャートである。

【図8】図１の排気浄化装置の処理を例示するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。

【0015】

［排気浄化装置の構成］
図１は、実施形態の排気浄化装置の概略構成図である。図１において、本実施形態の排気浄化装置１００は、例えば車両に搭載され、内燃機関であるディーゼルエンジン１（以下、単にエンジン１という）から排出される排気ガスを浄化する。排気浄化装置１００は、各種制御を実行するＥＣＵ［Electronic Control Unit］１０を備えている。エンジン１は、燃焼室２に燃料を噴射するインジェクタ（図示省略）を有している。

【0016】

排気浄化装置１００は、ディーゼル排気微粒子除去フィルタ［ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter］３、及び、選択還元触媒（触媒）［ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction］４を備えている。ＤＰＦ３及びＳＣＲ４は、エンジン１に接続された排気流路５に上流側から下流側に向けて順に配設されている。なお、排気流路５について「上流側」とは排気ガスの流れ方向の上流側を意味し、「下流側」とは排気ガスの流れ方向の下流側を意味する。

【0017】

ＤＰＦ３には、ディーゼル酸化触媒［ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst］が設けられていてもよい。ＤＯＣは、排気ガスに含まれるＨＣ及びＣＯ等を酸化して浄化する。ＤＰＦ３は、排気ガスに含まれる粒子状物質［ＰＭ：Particulate Matter］を捕集することで、排気ガスからＰＭを取り除く。ＳＣＲ４は、排気ガスに含まれるＮＯｘを還元して浄化する。

【0018】

ＳＣＲ４は、ＮＯｘを効率良く還元するために適した担体の常用温度域を有している。常用温度域は、例えばＳＣＲ４に担持される貴金属の組成等に応じて定まる。常用温度域は、その温度を超えるとＳＣＲ４の熱劣化が促進される上限温度を有する。常用温度域は、その温度を下回るとＳＣＲ４の活性が不十分となる下限温度を有する。

【0019】

排気浄化装置１００は、排気流路５におけるＳＣＲ４の上流側に配設された添加弁（図示省略）を備えている。添加弁は、ＳＣＲ４に尿素水を添加するようにＥＣＵ１０によって制御される。例えば常用温度域のＳＣＲ４に尿素水が添加弁によって添加されると、尿素水がＮＨ_３となってＳＣＲ４に吸着され、そのＮＨ_３が排気ガス中のＮＯｘと反応することで、ＮＯｘが還元される。

【0020】

排気流路５におけるＳＣＲ４の上流側、例えば添加弁とＳＣＲ４との間には、電熱体７が配設されている。電熱体７は、通電によって発熱し、排気流路５を流れる排気ガスを加熱する部材である。電熱体７は、排気ガスを流通可能としつつ排気ガスを加熱可能な公知の形状を採用することができる。電熱体７の通電は、ＥＨ［Electric Heater］コントローラ（電源制御部）２０によって制御される。以下、電熱体７と定電圧電源８とを合わせて、ヒータ部と称する場合がある。

【0021】

ＥＨコントローラ２０は、ＥＣＵ１０からの通電指示の有無に基づいて、電熱体７に接続された定電圧電源８の電熱体７への通電の有無を制御する。定電圧電源８としては、例えば車両のバッテリ等の電源を用いることができる。

【0022】

ＥＨコントローラ２０が正常である場合においてＥＣＵ１０からの通電指示が有ったとき、ＥＨコントローラ２０は、定電圧電源８の電力を電熱体７に通電させる。ＥＨコントローラ２０が正常である場合においてＥＣＵ１０からの通電指示が無いとき、ＥＨコントローラ２０は、定電圧電源８の電力を電熱体７に通電させない。

【0023】

ＥＨコントローラ２０が異常である場合、ＥＣＵ１０からの通電指示が有っても、ＥＨコントローラ２０は、定電圧電源８の電力を電熱体７に通電させないことが生じ得る。ＥＨコントローラ２０が異常である場合、ＥＣＵ１０からの通電指示が無くても、ＥＨコントローラ２０は、定電圧電源８の電力を電熱体７に通電させることが生じ得る。

【0024】

図２は、図１の排気浄化装置のＥＣＵに関する構成を示すブロック図である。図１及び図２に示されるように、排気浄化装置１００は、空気流量センサ（対象センサ）２１と、触媒温度センサ（対象センサ）２２と、ＰＴＣサーミスタ２３と、ＣＴＲサーミスタ２４と、電流センサ２５と、を備えている。ＥＣＵ１０には、上記各センサ２１～２５、添加弁、及び、ＥＨコントローラ２０が接続されている。なお、図２において定電圧電源８の図示は省略されている。

【0025】

空気流量センサ２１は、エンジン１の吸入空気の流量である空気流量を取得する検出器である。空気流量センサ２１は、例えばエンジン１に接続された吸気流路６に設けられている。空気流量センサ２１は、検出した吸入空気量の検出信号をＥＣＵ１０に送信する。

【0026】

触媒温度センサ２２は、ＳＣＲ４の温度である触媒温度を取得する検出器である。触媒温度センサ２２は、例えばＳＣＲ４に設けられている。触媒温度センサ２２は、検出した触媒温度に関する検出信号をＥＣＵ１０に送信する。

【0027】

ＰＴＣサーミスタ２３は、電熱体７の発熱を検出可能に、例えば排気流路５をなす配管表面に設けられている。ＰＴＣサーミスタ２３は、入熱された温度に応じて抵抗値が正の傾きで変化する特性を有する。ＰＴＣサーミスタ２３は、入熱された温度に対応する抵抗値信号をＥＣＵ１０に送信する。

【0028】

ＰＴＣサーミスタ２３は、第１温度検出部２３Ａに含まれている。第１温度検出部２３Ａは、ＳＣＲ４の熱劣化が促進される温度を含む第１温度域でＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値が高感度となるように構成されている。「抵抗値が高感度」とは、温度変化に対する抵抗値の変化勾配が大きいことを意味する。

【0029】

第１温度検出部２３Ａは、ＰＴＣサーミスタ２３のみで構成されてもよい。この場合、ＰＴＣサーミスタ２３の単体特性として、ＳＣＲ４の熱劣化が促進される温度を含む第１温度域でＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値が高感度となるような特性を有していればよい。図３は、第１温度検出部２３Ａの特性を例示する図である。図３に示されるように、第１温度検出部２３Ａは、第１温度域Ｔｒ１でＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値が高感度となるように構成されている。図３の例では、第１温度域Ｔｒ１は、温度Ｔ１以上且つ温度Ｔ２以下の温度域である。第１温度域Ｔｒ１は、ＳＣＲ４の熱劣化が促進される上限温度を含み、例えば上限温度は図３の温度Ｔ１である。ＰＴＣサーミスタ２３の材料及び構成は、このような温度特性を有するように選定される。

【0030】

あるいは、第１温度検出部２３Ａは、ＰＴＣサーミスタ２３に加えて、ＰＴＣサーミスタ２３と排気流路５の配管表面との間に伝熱調整部材（図示省略）が介在させられて構成されてもよい。この場合、ＰＴＣサーミスタ２３の単体特性としては上記第１温度域Ｔｒ１よりも低い温度域で抵抗値が高感度となるような特性を有することができる。このようなＰＴＣサーミスタ２３であっても、ＰＴＣサーミスタ２３への伝熱が調整されることにより、排気流路５の配管表面においてＳＣＲ４の熱劣化が促進される上限温度を含む第１温度域Ｔｒ１となる場合にＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値が高感度となるように第１温度検出部２３Ａを構成することができる。伝熱調整部材としては、例えばアルミめっき鋼板、グラスウール等のヒートインシュレータを用いることができる。アルミめっき鋼板は、耐熱性の高いものであってもよい。伝熱調整部材は、ＰＴＣサーミスタ２３と排気流路５の配管表面との間だけでなく、ＳＣＲ４の周囲に設けられていてもよい。

【0031】

ＣＴＲサーミスタ２４は、電熱体７の発熱を検出可能に、例えば排気流路５をなす配管表面に設けられている。ＣＴＲサーミスタ２４は、入熱された温度に応じて抵抗値が負の傾きで変化する特性を有する。ＣＴＲサーミスタ２４は、入熱された温度に対応する抵抗値信号をＥＣＵ１０に送信する。

【0032】

ＣＴＲサーミスタ２４は、第２温度検出部２４Ａに含まれている。第２温度検出部２４Ａは、ＳＣＲ４の活性が不十分となる温度を含む第２温度域でＣＴＲサーミスタ２４の抵抗値が高感度となるように構成されている。

【0033】

第２温度検出部２４Ａは、ＣＴＲサーミスタ２４のみで構成されてもよい。この場合、ＣＴＲサーミスタ２４の単体特性として、ＳＣＲ４の活性が不十分となる温度を含む第２温度域でＣＴＲサーミスタ２４の抵抗値が高感度となるような特性を有していればよい。図４は、第２温度検出部２４Ａの特性を例示する図である。図４に示されるように、第２温度検出部２４Ａは、第２温度域Ｔｒ２でＣＴＲサーミスタ２４の抵抗値が高感度となるように構成されている。図４の例では、第２温度域Ｔｒ２は、温度Ｔ３以上且つ温度Ｔ４以下の温度域である。第２温度域Ｔｒ２は、ＳＣＲ４の活性が不十分となる下限温度を含み、例えば下限温度は図４の温度Ｔ４である。ＣＴＲサーミスタ２４の材料及び構成は、このような温度特性を有するように選定される。

【0034】

あるいは、第２温度検出部２４Ａは、ＣＴＲサーミスタ２４に加えて、ＣＴＲサーミスタ２４と排気流路５の配管表面との間に伝熱調整部材（図示省略）が介在させられて構成されてもよい。この場合、ＣＴＲサーミスタ２４の単体特性としては上記第２温度域Ｔｒ２よりも低い温度域で抵抗値が高感度となるような特性を有することができる。このようなＣＴＲサーミスタ２４であっても、ＣＴＲサーミスタ２４への伝熱が調整されることにより、排気流路５の配管表面においてＳＣＲ４の活性が不十分となる下限温度を含む第２温度域Ｔｒ２となる場合にＣＴＲサーミスタ２４の抵抗値が高感度となるように第２温度検出部２４Ａを構成することができる。伝熱調整部材としては、例えばアルミめっき鋼板、グラスウール等のヒートインシュレータを用いることができる。アルミめっき鋼板は、耐熱性の高いものであってもよい。伝熱調整部材は、ＣＴＲサーミスタ２４と排気流路５の配管表面との間だけでなく、ＳＣＲ４の周囲に設けられていてもよい。

【0035】

電流センサ２５は、電熱体７からの漏洩電流を検出可能に、例えば排気流路５をなす配管表面に設けられている。電流センサ２５は、検出した漏洩電流の検出信号をＥＣＵ１０に送信する。

【0036】

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ［Central Processing Unit］、ＲＯＭ［Read Only Memory］、ＲＡＭ［Random Access Memory］、ＣＡＮ［Controller Area Network］通信回路等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。ＥＣＵ１０は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。

【0037】

ＥＣＵ１０は、機能的構成として、電流値取得部１１と、抵抗値取得部１２と、通電制御部１３と、異常判定部１４と、を有している。

【0038】

電流値取得部１１は、電流センサ２５の検出信号に基づいて、漏洩電流の電流値を取得する。電流値取得部１１は、例えば、電流センサ２５で電流を検出した場合、当該電流を電熱体７からの漏洩電流として取得する。

【0039】

抵抗値取得部１２は、ＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値信号に基づいて、ＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値を取得する。抵抗値取得部１２は、ＣＴＲサーミスタ２４の抵抗値信号に基づいて、ＣＴＲサーミスタ２４の抵抗値を取得する。

【0040】

通電制御部１３は、ＥＨコントローラ２０への通電指示を行う。通電制御部１３は、例えば、触媒温度センサ２２で取得した触媒温度に基づいて、ＳＣＲ４の温度が常用温度域となるように、ＥＨコントローラ２０への通電指示を行ってもよい。通電制御部１３は、空気流量センサ２１で取得した空気流量を考慮して、ＥＨコントローラ２０への通電指示を行ってもよい。通電制御部１３は、空気流量センサ２１及び触媒温度センサ２２の少なくとも何れかが故障している場合（対象センサが故障している場合）、ＥＨコントローラ２０への通電指示を行わなくてもよい。

【0041】

異常判定部１４は、ＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値とＥＨコントローラ２０への通電指示の有無とに基づいて、電熱体７又は定電圧電源８が異常であるか否かを判定すると共にＥＨコントローラ２０が異常であるか否かを判定する。

【0042】

具体的には、異常判定部１４は、ＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値が所定の第１抵抗値閾値を超えており、且つ、ＥＨコントローラ２０への通電指示が有った場合には、定電圧電源８が異常であると判定する。異常判定部１４は、ＰＴＣサーミスタの抵抗値が第１抵抗値閾値を超えており、且つ、ＥＨコントローラ２０への通電指示が無かった場合には、ＥＨコントローラ２０が異常であると判定する。第１抵抗値閾値は、ＳＣＲ４が過度に加熱されている状態か否かを判定するためのＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値の閾値である。第１抵抗値閾値は、第１温度域Ｔｒ１に含まれる温度に対応する抵抗値であればよく、例えば図３の抵抗値Ｒｔｈ１とすることができる。

【0043】

異常判定部１４は、ＣＴＲサーミスタ２４の抵抗値が所定の第２抵抗値閾値を超えており、且つ、ＥＨコントローラ２０への通電指示が有った場合には、電熱体７が異常であると判定してもよい。異常判定部１４は、ＣＴＲサーミスタ２４の抵抗値が第２抵抗値閾値を超えており、且つ、ＥＨコントローラ２０への通電指示が無かった場合には、ＥＨコントローラ２０が異常であると判定してもよい。第２抵抗値閾値は、ＳＣＲ４が加熱されるべきところ加熱されていない状態か否かを判定するためのＣＴＲサーミスタ２４の抵抗値の閾値である。第２抵抗値閾値は、第２温度域Ｔｒ２に含まれる温度に対応する抵抗値であればよく、例えば図４の抵抗値Ｒｔｈ２とすることができる。

【0044】

異常判定部１４は、電流センサ２５の電流値に基づいて、電熱体７が異常であるか否かを判定してもよい。異常判定部１４は、例えば、電流値取得部１１によって電熱体７からの漏洩電流が取得された場合、電熱体７が漏電異常であると判定する。異常判定部１４は、例えば、上述の、ＣＴＲサーミスタ２４の抵抗値が所定の第２抵抗値閾値を超えており、且つ、ＥＨコントローラ２０への通電指示が有った場合において、更に電流値取得部１１によって電熱体７からの漏洩電流が取得された場合には、電熱体７が電熱体７が漏電異常であると判定するようにしてもよい。

【0045】

異常判定部１４は、空気流量センサ２１及び触媒温度センサ２２の少なくとも何れかが故障しており（対象センサが故障しており）、且つ、ＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値が第１抵抗値閾値を超えている場合には、ＥＨコントローラ２０が異常であると判定してもよい。

【0046】

［ＥＣＵによる処理］
次に、ＥＣＵ１０による処理の一例について、図５～図８を参照して説明する。図５～図８は、図１の排気浄化装置の処理を例示するフローチャートである。排気浄化装置１００のＥＣＵ１０は、エンジン１の運転中において、図５～図８に示される処理を、それぞれ独立に又は並行して、繰り返し実行する。

【0047】

図５に示されるように、ＥＣＵ１０は、Ｓ０１において、電流値取得部１１により、漏電が検知されたか否かの判定を行う。電流値取得部１１は、例えば、電流センサ２５で電流を検出した場合、当該電流を電熱体７からの漏洩電流として取得し、漏電が検知されたと判定する。電流値取得部１１は、例えば、電流センサ２５で電流を検出しない場合、漏電が検知されないと判定する。

【0048】

漏電が検知されたと電流値取得部１１により判定された場合（Ｓ０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１０は、Ｓ０２の処理に移行する。一方、漏電が検知されないと電流値取得部１１により判定された場合（Ｓ０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１０は、図５の処理を終了する。

【0049】

ＥＣＵ１０は、Ｓ０２において、異常判定部１４により、ヒータ部異常（漏電）であると判定する。ＥＣＵ１０は、Ｓ０３において、通電制御部１３により、通電制御の中止を行う。通電制御部１３は、例えば異常が解消されるまで、ＥＨコントローラ２０への通電指示を行わない。その後、ＥＣＵ１０は、図５の処理を終了する。

【0050】

図６に示されるように、ＥＣＵ１０は、Ｓ１１において、異常判定部１４により、ＰＴＣサーミスタ２３で抵抗大を検知したか否かの判定を行う。異常判定部１４は、例えば抵抗値取得部１２で取得した抵抗値を用いて、ＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値が第１抵抗値閾値を超えているか否かを判定する。ＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値が第１抵抗値閾値を超えていると異常判定部１４により判定された場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１０は、Ｓ１２の処理に移行する。一方、ＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値が第１抵抗値閾値を超えていないと異常判定部１４により判定された場合（Ｓ１１：ＮＯ）、ＥＣＵ１０は、図６の処理を終了する。

【0051】

ＥＣＵ１０は、Ｓ１２において、異常判定部１４により、通電指示があったか否かの判定を行う。異常判定部１４は、例えばＥＨコントローラ２０が出力するフラグデータの参照等により、ＥＨコントローラ２０への通電指示が有ったか否かを判定する。ＥＨコントローラ２０への通電指示が有ったと異常判定部１４により判定された場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１０は、Ｓ１３の処理に移行する。

【0052】

ＥＣＵ１０は、Ｓ１３において、異常判定部１４により、ヒータ部異常（過電圧）であると判定する。ＥＣＵ１０は、Ｓ１４において、通電制御部１３により、通電制御の中止を行う。その後、ＥＣＵ１０は、図６の処理を終了する。

【0053】

一方、ＥＨコントローラ２０への通電指示が無かったと異常判定部１４により判定された場合（Ｓ１２：ＮＯ）、ＥＣＵ１０は、Ｓ１５の処理に移行する。ＥＣＵ１０は、Ｓ１５において、異常判定部１４により、ＥＨコントローラ２０が異常であると判定する。ＥＣＵ１０は、Ｓ１４において、通電制御部１３により、通電制御の中止を行う。その後、ＥＣＵ１０は、図６の処理を終了する。

【0054】

図７に示されるように、ＥＣＵ１０は、Ｓ２１において、異常判定部１４により、ＣＴＲサーミスタ２４で抵抗大を検知したか否かの判定を行う。異常判定部１４は、例えば抵抗値取得部１２で取得した抵抗値を用いて、ＣＴＲサーミスタ２４の抵抗値が第２抵抗値閾値を超えているか否かを判定する。ＣＴＲサーミスタ２４の抵抗値が第２抵抗値閾値を超えていると異常判定部１４により判定された場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１０は、Ｓ２２の処理に移行する。一方、ＣＴＲサーミスタ２４の抵抗値が第２抵抗値閾値を超えていないと異常判定部１４により判定された場合（Ｓ２１：ＮＯ）、ＥＣＵ１０は、図７の処理を終了する。

【0055】

ＥＣＵ１０は、Ｓ２２において、異常判定部１４により、通電指示があったか否かの判定を行う。異常判定部１４は、例えばＥＨコントローラ２０が出力するフラグデータの参照等により、ＥＨコントローラ２０への通電指示が有ったか否かを判定する。ＥＨコントローラ２０への通電指示が有ったと異常判定部１４により判定された場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１０は、Ｓ２３の処理に移行する。

【0056】

ＥＣＵ１０は、Ｓ２３において、異常判定部１４により、ヒータ部異常（断線又は接触不良）であると判定する。ＥＣＵ１０は、Ｓ２４において、通電制御部１３により、通電制御の中止を行う。その後、ＥＣＵ１０は、図７の処理を終了する。

【0057】

一方、ＥＨコントローラ２０への通電指示が無かったと異常判定部１４により判定された場合（Ｓ２２：ＮＯ）、ＥＣＵ１０は、Ｓ２５の処理に移行する。ＥＣＵ１０は、Ｓ２５において、異常判定部１４により、ＥＨコントローラ２０が異常であると判定する。ＥＣＵ１０は、Ｓ２４において、通電制御部１３により、通電制御の中止を行う。その後、ＥＣＵ１０は、図７の処理を終了する。

【0058】

図８に示されるように、ＥＣＵ１０は、Ｓ３１において、異常判定部１４により、空気流量センサ２１及び触媒温度センサ２２の少なくとも何れかが故障（対象センサが故障）しているか否かの判定を行う。異常判定部１４は、例えばＥＣＵ１０で利用されるセンサ故障に関するフラグデータの参照等により、対象センサが故障しているか否かを判定する。対象センサが故障していると異常判定部１４により判定された場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１０は、Ｓ３２の処理に移行する。一方、対象センサが故障していないと異常判定部１４により判定された場合（Ｓ３１：ＮＯ）、ＥＣＵ１０は、図８の処理を終了する。

【0059】

ＥＣＵ１０は、Ｓ３２において、異常判定部１４により、ＰＴＣサーミスタ２３で抵抗大を検知したか否かの判定を行う。異常判定部１４は、例えば抵抗値取得部１２で取得した抵抗値を用いて、ＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値が第１抵抗値閾値を超えているか否かを判定する。ＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値が第１抵抗値閾値を超えていると異常判定部１４により判定された場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１０は、Ｓ３３の処理に移行する。ＥＣＵ１０は、Ｓ３３において、異常判定部１４により、ＥＨコントローラ２０が異常であると判定する。ＥＣＵ１０は、Ｓ３４において、通電制御部１３により、通電制御の中止を行う。その後、ＥＣＵ１０は、図８の処理を終了する。

【0060】

一方、ＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値が第１抵抗値閾値を超えていないと異常判定部１４により判定された場合（Ｓ３２：ＮＯ）、Ｓ３４の処理に移行する。ＥＣＵ１０は、Ｓ３４において、通電制御部１３により、通電制御の中止を行う。その後、ＥＣＵ１０は、図８の処理を終了する。

【0061】

［作用及び効果］
以上説明したように排気浄化装置１００では、ＳＣＲ４の熱劣化が促進される上限温度を含む第１温度域Ｔｒ１でＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値が高感度となるように構成されている第１温度検出部２３Ａを用いて、異常を判定する。そのため、ＳＣＲ４の熱劣化が促進される上限温度を含む第１温度域Ｔｒ１で異常の判定を行うことができる。また、ＥＨコントローラ２０への通電指示の有無に更に基づいて異常を判定するため、判定が行われる異常として、電熱体７又は定電圧電源８の異常とＥＨコントローラ２０の異常とを区別することが可能となる。したがって、排気浄化装置１００によれば、ＳＣＲ４の熱劣化が促進される上限温度を含む第１温度域Ｔｒ１で少なくとも異常の有無を判定でき、異常の原因を特定することが可能となる。

【0062】

排気浄化装置１００では、異常判定部１４は、第１温度域Ｔｒ１に含まれる温度に対応する所定の第１抵抗値閾値をＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値が超えており、且つ、ＥＨコントローラ２０への通電指示が有った場合には、定電圧電源８が異常であると判定し、ＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値が第１抵抗値閾値を超えており、且つ、ＥＨコントローラ２０への通電指示が無かった場合には、ＥＨコントローラ２０が異常であると判定する。これにより、ＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値が第１抵抗値閾値を超えていることから、ＳＣＲ４の熱劣化が促進される上限温度に触媒温度が達している。ここで、ＥＨコントローラ２０への通電指示が有った場合には、通電による加熱の結果であることから、例えば過電圧等、電源が異常であると考えられる。あるいは、ＥＨコントローラ２０への通電指示が無かった場合には、通電指示が無いにもかかわらず通電による加熱が有ったことから、ＥＨコントローラ２０が異常であると考えられる。このように、ＳＣＲ４の熱劣化が促進される上限温度を含む第１温度域Ｔｒ１で異常の有無を判定でき、異常の原因を特定することが可能となる。

【0063】

排気浄化装置１００では、電熱体７の発熱を検出可能に設けられたＣＴＲサーミスタ２４を含む第２温度検出部２４Ａを備え、第２温度検出部２４Ａは、ＳＣＲ４の活性が不十分となる下限温度を含む第２温度域Ｔｒ２でＣＴＲサーミスタ２４の抵抗値が高感度となるように構成されており、異常判定部１４は、第２温度域Ｔｒ２に含まれる温度に対応する所定の第２抵抗値閾値をＣＴＲサーミスタ２４の抵抗値が超えており、且つ、ＥＨコントローラ２０への通電指示が有った場合には、電熱体７が異常であると判定し、ＣＴＲサーミスタ２４の抵抗値が第２抵抗値閾値を超えており、且つ、ＥＨコントローラ２０への通電指示が無かった場合には、ＥＨコントローラ２０が異常であると判定する。これにより、ＣＴＲサーミスタ２４の抵抗値が第２抵抗値閾値を超えていることから、ＳＣＲ４の活性が十分となる温度に触媒温度が達していない。ここで、ＥＨコントローラ２０への通電指示が有った場合には、通電指示が有ったにもかかわらず通電による加熱が不十分であることから、例えば断線又は接触不良等、電熱体７が異常であると考えられる。あるいは、ＥＨコントローラ２０への通電指示が無かった場合には、ＳＣＲ４の活性が不十分にもかかわらず通電による加熱が無かったことから、ＥＨコントローラ２０が異常であると考えられる。このように、ＳＣＲ４の活性が不十分となる下限温度を含む第２温度域Ｔｒ２で異常の有無を判定でき、異常の原因を特定することが可能となる。

【0064】

排気浄化装置１００では、電熱体７からの漏洩電流を検出可能に設けられた電流センサ２５を備え、異常判定部１４は、電流センサ２５の電流値に基づいて、電熱体７が異常であるか否かを判定する。これにより、電熱体７の異常として、漏電を特定することが可能となる。

【0065】

排気浄化装置１００では、エンジン１の吸入空気の流量である空気流量を取得する空気流量センサ２１、及び、ＳＣＲ４の温度である触媒温度を取得する触媒温度センサ２２の少なくとも何れかを含む対象センサを備え、通電制御部１３は、対象センサが故障している場合、ＥＨコントローラ２０への通電指示を行わず、異常判定部１４は、対象センサが故障しており、且つ、ＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値が第１抵抗値閾値を超えている場合には、ＥＨコントローラ２０が異常であると判定する。これにより、対象センサが故障しており通電指示が無いにもかかわらず、通電による加熱の結果、ＳＣＲ４の熱劣化が促進される上限温度に触媒温度が達している可能性があるとの異常を特定することが可能となる。

【0066】

［変形例］
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限られるものではない。

【0067】

上記実施形態では、ＰＴＣサーミスタ２３は、排気流路５をなす配管表面に設けられていたが、これに限定されず、電熱体７の発熱を検出可能に設けられていればよい。例えば、電熱体７に直接触れるように設けられていてもよい。また、ＰＴＣサーミスタ２３の特性は、上記図３の例に限定されない。

【0068】

上記実施形態では、ＣＴＲサーミスタ２４は、排気流路５をなす配管表面に設けられていたが、これに限定されず、電熱体７の発熱を検出可能に設けられていればよい。例えば、電熱体７に直接触れるように設けられていてもよい。また、ＣＴＲサーミスタ２４の特性は、上記図４の例に限定されない。

【0069】

上記実施形態では、電流センサ２５は、排気流路５をなす配管表面に設けられていたが、これに限定されず、電熱体７からの漏洩電流を検出可能に設けられていればよい。例えば、電熱体７に直接触れるように設けられていてもよい。

【0070】

上記実施形態では、ＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値について第１抵抗値閾値を用いて異常の判定を行ったが、必ずしも第１抵抗値閾値を用いなくてもよい。また、ＣＴＲサーミスタ２４の抵抗値について第２抵抗値閾値を用いて異常の判定を行ったが、必ずしも第２抵抗値閾値を用いなくてもよい。また、ＰＴＣサーミスタ２３を用いた異常の判定、及び、ＣＴＲサーミスタ２４を用いた異常の判定の何れか一方は、省略されてもよい。また、電流センサ２５を用いた異常の判定は、省略されてもよい。

【0071】

上記実施形態では、空気流量センサ２１は吸気流路６に設けられた流量センサであったが、例えばエンジン１のインテークマニフォールド等に設けられた圧力センサであってもよい。触媒温度センサ２２は、直接ＳＣＲ４に設けられなくてもよい。例えば、触媒温度センサ２２は、排気流路５におけるＳＣＲ４の上流側又は下流側に設けられており、排気ガスの温度を触媒温度として取得してもよい。

【0072】

上記実施形態において、対象センサとして、空気流量センサ２１及び触媒温度センサ２２を備えていたが、何れか一方が省略されてもよい。あるいは、両方が省略されてもよい。

【0073】

上記実施形態では、触媒としてＳＣＲ４を例示したが、その他の触媒であってもよい。

【0074】

上記実施形態では、内燃機関としてディーゼルエンジン１を例示したが、例えばガソリンエンジン等、その他の内燃機関であってもよい。

【符号の説明】

【0075】

４…ＳＣＲ、選択還元触媒（触媒）、５…排気流路、７…電熱体、１３…通電制御部、１４…異常判定部、２０…ＥＨコントローラ（電源制御部）、２１…空気流量センサ（対象センサ）、２２…触媒温度センサ（対象センサ）、２３…ＰＴＣサーミスタ、２４…ＣＴＲサーミスタ、２５…電流センサ、１００…排気浄化装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】