电加热式催化剂的故障检测装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103987932 A (43)申请公布日 2014.08.13 C N 1 0 3 9 8 7 9 3 2 A (21)申请号 201180074943.3 (22)申请日 2011.12.20 F01N 3/20(2006.01) (71)申请人丰田自动车株式会社 地址日本爱知县 (72)发明人吉冈卫 (74)专利代理机构中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人黄永杰 (54) 发明名称 电加热式催化剂的故障检测装置 (57) 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。

2、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。 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.05.20 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2011/079528 2011.12.20 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/094021 JA 2013.06.27 (51)Int.Cl. 权利要求书2。

3、页 说明书15页 附图14页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书15页 附图14页 (10)申请公布号 CN 103987932 A CN 103987932 A 1/2页 2 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。

4、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。

5、、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。

6、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。

7、判定部保留是否产生了绝缘故障的判定。 4.如权利要求13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15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 权 利 要 求。

8、 书CN 103987932 A 2/2页 3 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。 权 利 要 求 书CN 103987932 A 1/15页 4 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 Hea。

9、ted Catalyst：以下有时 称为EHC)。 0003 在专利文献1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1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。

10、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 。

11、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 说 明 书CN 103987932 A 2/15页 5 低的绝。

12、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。

13、 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。

14、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。

15、：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。

16、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 说 明 书CN 103987932 A 3/15页 6 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。

17、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。

18、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。 00。

19、31 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，。

20、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。

21、缘故障。 附图说明 说 明 书CN 103987932 A 4/15页 7 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是表示实施例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。

22、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kwater1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kpm1的关系的图。 0047 图11是表示实施例1的、。

23、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Rehc0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。。

24、 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是表示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EHC1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。

25、。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。 说 明 书CN 103987932 A 5/15页 8 0060 在排气管2中的比EHC1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EHC1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 EHC1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。

26、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。

27、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。

28、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。

29、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 外，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。

30、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 说 明 书CN 103987932 A 6/15页 9 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。

31、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EHC1的通电)的接通/断开的切换和供电的调整。 0072 另外，在EHC1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。

32、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(1)。

33、及(2)表示。电阻值计算电路214使用上述式(1)及 (2)，计算绝缘部件30的绝缘电阻值。 0075 Id(Vref-Vehc)/Rref (1) 0076 RehcVehc/Id 0077 Vehc/(Vref-Vehc)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(ECU)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。

34、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 外，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 说 明 书CN 103987932 A 7/15页 10 绝缘。但是，即便是上述那样的结构，也有时因绝缘部件。

35、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。

36、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，。

37、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、EHC1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，EHC1的温度Tehc表示未向该EHC1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。

38、的情况下、即EHC1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EHC1借助排气而充分升温之前，其运转被停 止。因此，EHC1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。

39、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EHC1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EHC1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 说 明 书CN 103987932 A 10 8/15页 11 值Re。

40、hc成为能够判定为产生了绝缘故障的阈值即规定电阻值Rehc0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Rehc0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Rehc0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Rehc0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。

41、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EHC1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cpm1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。

42、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EHC1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cpm1的PM堆。

43、积量。 0097 此时，即便EHC1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Rehc0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Rehc0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Rehc0以下的情况下，即便PM堆积量cpm减少，绝。

44、缘电阻值Rehc也不恢复(被维持 在规定电阻值Rehc0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cwater0)少且PM堆积 量比规定PM堆积量(图4、5中的cpm0)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 Rehc0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。

45、值 说 明 书CN 103987932 A 11 9/15页 12 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)。即，在该情 况下，判定为未产生绝缘故障、EHC1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。

46、t1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。即， 在该情况下也判定为未产生绝缘故障、EHC1正常。 0102 吸水量的计算方法 0103 在此，基于图68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kwater1的关系的图。 图。

47、8是表示EHC1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S101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kwater1。 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kwater1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 kwater1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kwater1。

48、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S101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 kwater1。 0106 接着，在步骤S102中，基于EHC1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EHC1的温度Tehc达到100以上，则冷凝水的蒸发量kwater2 激增。如上所述的、EHC1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，E。

49、HC1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(1)计算吸水量cwater。 0108 cwater(i)cwater(i-1)+kwater1a-kwater2 式(1) 0109 cwater(i)：本次的吸水量 0110 cwater(i-1)：通过执行前一次的本流程而算出的吸水量 0111 kwater1：在步骤S101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 说 明 书CN 103987932 A 12 10/15页 13 0114 接着，在。