电加热式催化剂的制作方法

电加热式催化剂的制作方法
【专利摘要】本发明的目的在于抑制电加热式催化剂（EHC）的发热体与壳体之间的短路。本发明涉及的EHC（1）具备：发热体（催化剂载体）（3），其通过通电而发热；壳体（4），其收纳发热体（3）；绝缘支撑构件（5），其设置在发热体（3）与壳体（4）之间；内管（6），其是以位于发热体（3）与壳体（4）之间的方式被夹入绝缘支撑构件（5）的管状的构件，其端部从绝缘支撑构件（5）的端面突出到排气中，并且其在整个表面形成有电绝缘层，或者由电绝缘材料形成；以及内管加热器（10），其以与向发热体（3）供给电的路径不同的路径被供给电，对内管（6）的突出部（6a）进行加热。
【专利说明】电加热式催化剂
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及在内燃机的排气通路设置的电加热式催化剂。
【背景技术】
[0002]以往，作为在内燃机的排气通路上设置的排气净化催化剂，开发出由通过通电而发热的发热体对催化剂加热的电加热式催化剂(Electric Heating Catalyst,以下,称为EHOo
[0003]在EHC中，在通过通电而发热的发热体与收纳该发热体的壳体之间设置有支撑该发热体并且将电绝缘的绝缘支撑构件。例如，在专利文献I中，公开了以下技术:在EHC中，在通过通电而发热的载体与收纳该载体的壳体之间设置绝缘体的垫子。
[0004]另外，在专利文献2中，公开了以下结构:在搭载于混合动力车辆的内燃机的排气通路设置有具有EHC的催化剂转换器和等离子电抗器。在专利文献2所记载的结构中，从作为电动发电机的电源发挥功能的电池经由高电压供给系统向EHC和等离子电抗器供给电压。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献1:日本特开平05-269387号公报
[0007]专利文献2:日本特开2008-014186号公报

【发明内容】

[0008]发明要解决的问题
[0009]在EHC中，为了抑制发热体与壳体之间由于浸入(浸润)到绝缘支撑构件内的冷凝水而短路，有时会设置内管。该内管是以位于发热体与壳体之间的方式夹入于绝缘支撑构件的管状的构件。另外，该内管在整个表面形成有电绝缘层，或者该内管由电绝缘材料形成。
[0010]当在EHC设置内管时，该内管形成为从绝缘支撑构件的端面突出到排气中。通过这样形成内管，能够通过该内管来抑制在壳体的内壁面上流动而到达绝缘支撑构件的冷凝水沿着该绝缘支撑构件的端面到达发热体。因此，不仅在绝缘支撑构件的内部，在绝缘支撑构件的端面也能够抑制发热体与壳体之间由于冷凝水而短路。
[0011]但是，若将内管设为如上所述的结构，则排气中的颗粒状物质(ParticulateMatter,以下，称为PM)会附着于内管的从绝缘支撑构件的端面突出的突出部。其结果，当PM在内管的突出部堆积时，发热体与壳体之间可能会由于该PM而短路。
[0012]本发明是鉴于如上所述的问题而完成的发明，其目的在于抑制EHC中发热体与壳体之间的短路。
[0013]用于解决问题的手段
[0014]在本发明中，在EHC中设置有对内管的从绝缘支撑构件的端面突出到排气中的突出部进行加热的内管加热器。[0015]更详细而言，本发明的电加热式催化剂具备:
[0016]发热体，其通过通电而发热，通过发热来对催化剂进行加热；
[0017]壳体，其收纳所述发热体；
[0018]绝缘支撑构件，其设置在所述发热体与所述壳体之间，支撑所述发热体并且将电绝缘；
[0019]内管，其是以位于所述发热体与壳体之间的方式被夹入所述绝缘支撑构件的管状的构件，其端部从所述绝缘支撑构件的端面突出到排气中，并且，在整个表面形成有电绝缘层，或者由电绝缘材料形成；以及
[0020]内管加热器，其以与向所述发热体供给电的路径不同的路径被供给电，对所述内管的从所述绝缘支撑构件的端面突出到排气中的突出部进行加热。
[0021]在本发明中，能够与向发热体的通电状态无关而通过内管加热器对内管的突出部进行加热。并且，通过对内管的突出部加热而使其表面温度上升，能够抑制在该突出部的PM的堆积。因此，根据本发明，能够抑制在EHC中发热体与壳体之间的由PM引起的短路。
[0022]在本发明中，也可以是，内管从绝缘支撑构件的上游侧和下游侧双方的端面突出到排气中。在该情况下，当从上游侧流入电加热式催化剂的排气的温度下降时，内管的上游侧的突出部的温度比内管的下游侧的突出部容易下降。这是因为，从该发热体流出的排气的温度的下降由于发热体的热容量而受到抑制。
[0023]因此，本发明的EHC也可以还具备加热器控制部，所述加热器控制部在从上游侧流入电加热式催化剂的排气的温度下降的条件(以下，称为排气温度下降条件)成立的情况下，或者在该排气的温度成为了预定温度以下的情况下，通过内管加热器对内管的上游侧和下游侧的突出部中至少上游侧的突出部进行加热。由此，至少能够抑制在PM更容易堆积的内管的上游侧的突出部的PM的堆积。
[0024]另外，加热器控制部也可以在排气温度下降条件成立的情况下或者在该排气的温度成为了预定温度以下的情况下，使通过内管加热器向内管的上游侧的突出部供给的加热量比通过内管加热器向内管的下游侧的突出部供给的加热量多。由此，能够在抑制内管的突出部的PM的堆积的同时抑制向内管加热器供给的电力量。
[0025]另外，加热器控制部也可以在排气温度下降条件成立的情况下或者在该排气的温度成为了预定温度以下的情况下，通过内管加热器首先开始内管的上游侧的突出部的加热，然后开始内管的下游侧的突出部的加热。由此，也能够在抑制内管的突出部的PM的堆积的同时抑制向内管加热器供给的电力量。
[0026]在上述情况下，也可以设为，电加热式催化剂的温度越高，则从开始内管的上游侧的突出部的加热到开始内管的下游侧的突出部的加热的时间越长。由此，能够尽可能抑制向内管加热器供给的电力量。
[0027]在本发明的EHC中，也可以是，壳体与内管之间的电绝缘材料的端面比发热体的端面向内侧凹入。在该情况下，电绝缘材料的端面的凹入量比壳体与内管之间的空间距离大。
[0028]由此，能够进一步使用于发热体与壳体之间的绝缘的沿面放电的最短距离变长。另外，能够在确保用于发热体与壳体之间的绝缘的沿面放电的最短距离的同时缩短内管的突出部的长度(突出量)，所以能够使EHC整体的大小更小。[0029]另外，在壳体与内管之间的电绝缘材料的端面上容易堆积PM。另一方面，在电绝缘材料向内侧凹入的部分的内管比其突出部更容易通过来自发热体的热传导而被加热。因此，在该部分的内管的外周面难以堆积PM。因此，通过使电绝缘材料的端面的凹入量比壳体与内管之间的空间距离大，即使壳体与内管之间的电绝缘材料的端面被PM覆盖，也能够确保沿着壳体与内管之间的电绝缘材料的端面的沿面放电的最短距离以上的用于绝缘的沿面放电的最短距离。
[0030]发明的效果
[0031]根据本发明，能够抑制在EHC中发热体与壳体之间的由PM引起的短路。
【专利附图】

【附图说明】
[0032]图1是表示实施例1的EHC的概略结构的图。
[0033]图2是表示实施例1的内管加热器的控制的流程的流程图。
[0034]图3是表示实施例2的EHC的概略结构的图。
[0035]图4是表示实施例2的内管加热器的控制的流程的流程图。
[0036]图5是表示实施例2的变形例的内管加热器的控制的流程的流程图。
[0037]图6是表示实施例2的变形例的EHC的温度Tc与延迟时间Λ tdelay的关系的图。
[0038]图7是表示实施例3的EHC的概略结构的图。
[0039]图8是将实施例3的EHC中垫子的上游侧部分附近放大的放大图。
【具体实施方式】
[0040]以下，基于附图对本发明的【具体实施方式】进行说明。对于本实施例所记载的构成部件的尺寸、材质、形状及其相对配置等，只要没有特别记载，则并非旨在将发明的技术范围限定于此。
[0041]〈实施例1>
[0042][EHC的概略结构]
[0043]图1是表示本实施例的EHC的概略结构的图。图1是将EHC沿着其中心轴切断的首1J视图。
[0044]本实施例的EHCl设置在搭载于车辆的内燃机的排气管。内燃机可以是柴油发动机，也可以是汽油发动机。另外，在采用具备电动马达的混合动力系统的车辆中也能够使用本实施例的EHC1。此外，图1的箭头表示排气管中的排气的流动方向。
[0045]本实施例的EHCl具备催化剂载体3、壳体4、垫子5、内管6以及电极7。催化剂载体3形成为圆柱状，且被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中担载有排气净化催化剂13。作为排气净化催化剂13，能够例示氧化催化剂、吸藏还原型NOx催化剂、选择还原型NOx催化剂以及三元催化剂等。
[0046]催化剂载体3由在通电时成为电阻而发热的材料形成。作为催化剂载体3的材料，能够例示SiC。催化剂载体3具有多个通路，所述多个通路在排气流动的方向(即，中心轴A的方向)上延伸，且与排气流动的方向垂直的截面呈蜂窝状。排气在该通路中流通。此外，与中心轴A正交的方向的催化剂载体3的截面形状也可以为椭圆形等。中心轴A是排气管
2、催化剂载体3、内管6以及壳体4的共同的中心轴。[0047]催化剂载体3收纳于壳体4。在壳体4内形成有电极室9。此外，电极室9的详细内容在以后叙述。一对电极7经过该电极室9而从左右方向与催化剂载体3连接。从电池经由电供给控制部11向电极7供给电。若向电极7供给电，则催化剂载体3被通电。在催化剂载体3由于通电而发热时，由催化剂载体3担载的排气净化催化剂13被加热，从而促进其活性化。
[0048]壳体4由金属形成。作为形成壳体4的材料，能够例示不锈钢材料。壳体4具有:收纳部4a，其构成为包括与中心轴A平行的曲面；和锥形部4b、4c，其在比该收纳部4a靠上游侧和下游侧的位置将该收纳部4a与排气管2连接。收纳部4a的通路截面积比排气管2的通路截面积大，在其内侧收纳有催化剂载体3、垫子5以及内管6。锥形部4b、4c形成为通路截面积随着从收纳部4a离开而缩小的锥形形状。
[0049]在壳体4的收纳部4a的内壁面与催化剂载体3的外周面之间夹入有垫子5。即，在壳体4内，催化剂载体3由垫子5支撑。另外，在垫子5夹入有内管6。内管6是以中心轴A为中心的管状的构件。垫子5通过夹入内管6而由该内管6分割为壳体4侧和催化剂载体3侧。
[0050]垫子5由电绝缘材料形成。作为形成垫子5的材料，能够例示以氧化铝为主要成分的陶瓷纤维。垫子5卷绕在催化剂载体3的外周面和内管6的外周面。另外，垫子5被分割为上游侧部分5a和下游侧部分5b，在该上游侧部分5a与下游侧部分5b之间形成有空间。通过将垫子5夹入催化剂载体3与壳体4之间，能够抑制在向催化剂载体3通电时电向壳体4流动。
[0051]内管6由不锈钢材料形成。另外，在内管6的表面整体形成有电绝缘层。作为形成电绝缘层的材料，能够例示陶瓷或玻璃。此外，也可以通过氧化铝等电绝缘材料来形成内管6的主体。
[0052]另外，如图1所示，内管6的中心轴A方向的长度比垫子5长。因此，内管6的上游侧和下游侧的端部从垫子5的上游侧和下游侧的端面突出。以下，将内管6的从垫子5的端面突出到排气中的部分6a、6b称为“突出部”。
[0053]为了使电极7通过，在壳体4和内管6开设有贯通孔4d、6c。并且，通过壳体4内的垫子5的上游侧部分5a与下游侧部分5b之间的空间而形成有电极室9。S卩，在本实施例中，在垫子5的上游侧部分5a与下游侧部分5b之间的催化剂载体3的整个外周面形成有电极室9。此外，也可以不将垫子5分割为上游侧部分5a和下游侧部分5b，而仅在垫子5的电极7通过的部分开设贯通孔来形成成为电极室的空间。
[0054]在开设于壳体4的贯通孔4d设置有支撑电极7的电极支撑构件8。该电极支撑构件8由电绝缘材料形成，且无间隙地设置在壳体4与电极7之间。
[0055]另外，在内管6的上游侧的突出部6a及其附近的内部埋入有内管加热器10。该内管加热器10是用于对内管6的上游侧的突出部6a进行加热的电加热器。该内管加热器10通过从电池经由电供给控制部11供给电来工作。此外，内管加热器10还可以设置成夹入内管6与垫子5之间，另外，还可以埋入垫子5内。在内管加热器10设置于垫子5侧的情况下，若使内管加热器10工作，则也能够通过热传导来对内管6的上游侧的突出部6a进行加热。
[0056]电供给控制部11进行向电极7和内管加热器10各自的通电的开(ON)/关(OFF)的切换、其通电量的调整。该电供给控制部11与并设于内燃机I的电子控制单元(ECU)20电连接。该电供给控制部11由该E⑶20进行控制。
[0057]在本实施例中，能够经由电供给控制部11以与向电极7的电供给路径不同的路径向内管加热器10供给电。因此，能够与向电极7的电的供给状态、即向催化剂载体3的通电状态无关而通过内管加热器10对内管6的上游侧的突出部6a进行加热。
[0058]另外，在排气管2内或EHCl的壳体4内，在内燃机的冷启动时等，排气的水分冷凝，从而产生冷凝水。会有如下情况:当在排气管2内或壳体4内产生的冷凝水沿着壳体4的内壁面流动而到达垫子5时，该冷凝水浸入(浸润)到垫子5内。另外，也有时以水蒸气状态浸入到垫子5内的水分在该垫子5内冷凝。
[0059]因此，在本实施例的EHCl中，在垫子5中夹入有表面整体由电绝缘层覆盖的内管
6。通过这样的结构，能够抑制催化剂载体3与壳体4之间因垫子5内的冷凝水而短路。另夕卜，通过内管6的突出部6a、6b，能够抑制冷凝水沿着垫子5的端面到达催化剂载体。因此，也能够抑制由垫子5的端面上的冷凝水引起的催化剂载体3与壳体4之间的短路。
[0060]此外，在本实施例中，内管6也可以不必从垫子5的上游侧和下游侧的双方突出。例如，也可以设为仅在冷凝水的产生量更多的上游侧形成有内管6的突出部的结构。
[0061]在本实施例中，催化剂载体3相当于本发明的发热体。但是，本发明的发热体不限于担载催化剂的载体，例如，发热体也可以是在催化剂的上游侧设置的构造体。另外，在本实施例中，壳体4相当于本发明的壳体，垫子5相当于本发明的绝缘支撑构件，内管6相当于本发明的内管。另外，在本实施例中，内管加热器10相当于本发明的内管加热器。
[0062][内管加热器的控制]
[0063]在此，在使内管6为如上所述的结构时，排气的PM可能会附着于内管6的突出部6a、6b。当内管6的突出部6a、6b的温度高时，附着于它们的PM氧化而被除去。然而，当内管6的突出部6a，6b的温度低时，附着于它们的PM会逐渐堆积。PM具有导电性。因此，当PM堆积在垫子5的端面和内管6的突出部6a (或者6b)的整个表面时，催化剂载体3与壳体4之间会因该PM而短路。
[0064]特别是，在从内燃机排出的排气的温度下降了的情况下(即，在流入到EHCl的排气的温度下降的情况下)，内管6的上游侧的突出部6a的温度比内管6的下游侧的突出部6b容易下降。这是因为:即使流入到EHCl的排气的温度下降了，但通过催化剂载体3的热容量，使从该催化剂载体3流出的排气的温度的下降受到抑制，其结果，内管6的下游侧的突出部6b的温度的下降也受到抑制。
[0065]因此，与内管6的下游侧的突出部6b相比，在内管6的上游侧的突出部6a更容易堆积PM。因此，在本实施例中，通过内管加热器10对内管6的上游侧的突出部6a进行加热，使其表面温度上升，从而抑制在该突出部6a的PM的堆积。
[0066]以下，基于图2所示的流程图对本实施例的内管加热器的控制的流程进行说明。本流程预先储存于E⑶20，由E⑶20反复执行。
[0067]在本流程中，首先在步骤SlOl中，对内燃机的燃料喷射是否停止、即是否执行了所谓的燃料切断控制(F/C控制)进行判别。当在步骤SlOl中判定为执行了燃料切断控制时，接着在步骤S102中使内管加热器10工作。即，经由电供给控制部11从电池向内管加热器10供给电。另一方面，当在步骤SlOl中判断为没有执行燃料切断控制时，接着在步骤S103中使内管加热器10停止工作。即，停止向内管加热器10供给电。
[0068]当在内燃机中执行燃料切断控制时，排气的温度会大幅下降。在该情况下，在上述流程中，内管加热器10工作。即，当执行了燃料切断控制时，通过内管加热器10对内管6的上游侧的突出部6a进行加热。由此，能够抑制该突出部6a的温度下降。因此，能够抑制在该突出部6a的PM的堆积。其结果，能够抑制催化剂载体3与壳体4之间的由PM引起的短路。
[0069]此外，在上述流程中，“在内燃机中执行了燃料切断控制”相当于本发明的“排气温度下降条件”。但是，本发明的“排气温度下降条件”不限于此。例如，也可以将本发明的“排气温度下降条件”设为“内燃机的内燃机负荷下降为预定值以下”。
[0070]另外，在本实施例中，可以通过传感器等检测流入到EHCl的排气的温度，另外，也可以基于内燃机的运转状态进行推定。并且，可以在检测或推定出的流入到EHCl的排气的温度为预定温度以下时使内管加热器10工作。在该情况下，在该排气的温度比该预定温度高时使内管加热器10停止工作。这里的预定温度是能够判断为可能会在内管6的上游侧的突出部6a堆积比能够允许的量多的PM的温度。该预定温度能够基于实验等预先确定。
[0071]〈实施例2>
[0072][EHC的概略结构]
[0073]图3是表示本实施例的EHC的概略结构的图。以下，主要对与实施例1的EHC不同的方面进行说明。在本实施例中，将为了对内管6的上游侧的突出部6a进行加热而埋入于内管6的上游侧的突出部6a及其附近的内部的内管加热器设为上游侧内管加热器10a。并且，在本实施例中，除了该上游侧内管加热器IOa之外，还在内管6的下游侧的突出部6b及其附近的内部埋入有下游侧内管加热器10b。该下游侧内管加热器IOb是用于对内管6的下游侧的突出部6b进行加热的电加热器。
[0074]上游侧和下游侧内管加热器10a、IOb分别通过从电池经由电供给控制部11供给电而工作。此外，下游侧内管加热器IOb与上游侧内管加热器IOa同样，也可以设置成夹入于内管6与垫子5之间，另外，还可以埋入垫子5内。在将下游侧内管加热器IOb设置于垫子5侧的情况下，若使下游侧内管加热器IOb工作，则也能够通过热传导对内管6的下游侧的突出部6b进行加热。
[0075]另外，在本实施例中，在比EHCl靠下游侧的排气管2设置有温度传感器21。该温度传感器21检测从EHCl排出的排气的温度。温度传感器21与ECU20电连接。温度传感器21的检测值被输入到E⑶20。
[0076][内管加热器的控制]
[0077]在本实施例中，在从内燃机排出的排气的温度下降了的情况下，不仅通过上游侧内管加热器IOa对内管6的上游侧的突出部6a进行加热，也通过下游侧内管加热器IOb对内管6的下游侧的突出部6b进行加热。由此，不仅能够抑制在上游侧的突出部6a的PM的堆积，也能够抑制在下游侧的突出部6b的PM的堆积。因此，能够以更高的概率抑制催化剂载体3与壳体4之间的由PM引起的短路。
[0078]但是，如上所述，内管6的下游侧的突出部6b比上游侧的突出部6a难以堆积PM。因此，在本实施例中，在使各内管加热器10a、IOb工作时，使通过上游侧内管加热器IOa向内管6的上游侧的突出部6a供给的加热量比通过下游侧内管加热器IOb向内管6的下游侧的突出部6b供给的加热量多。即，使向上游侧内管加热器IOa的通电量比向下游侧内管加热器IOb的通电量多。换言之，使向下游侧内管加热器IOb的通电量比向上游侧内管加热器IOa的通电量少。
[0079]即使如上述那样控制向各内管加热器10a、10b的通电量，也能够充分抑制在内管6的下游侧的突出部6b的PM的堆积。因此，能够抑制催化剂载体3与壳体4之间的由PM引起的短路。并且，通过如上述那样控制向各内管加热器10a、10b的通电量，能够抑制向各内管加热器10a、10b供给的电力量。
[0080]以下，基于图4所示的流程图，对本实施例的内管加热器的控制的流程进行说明。本流程预先储存于ECU20，由ECU20反复执行。此外，本流程的步骤SlOl与图2所示的流程的步骤SlOl是同样的，因而省略其说明。
[0081]在本流程中，当在步骤SlOl中判定为执行了燃料切断控制时，接着在步骤S202中使上游侧和下游侧内管加热器10a、10b工作。即，经由电供给控制部11从电池向上游侧和下游侧内管加热器10a、IOb供给电。此时，通过电供给控制部11使向上游侧内管加热器IOa的通电量Efr比向下游侧内管加热器IOb的通电量Err大。
[0082]另一方面，当在步骤SlOl中判定为没有执行燃料切断控制时，接着在步骤S203中使上游侧和下游侧内管加热器10a、10b停止工作。即，停止向上游侧和下游侧内管加热器IOaUOb供给电。
[0083]根据上述流程，当执行了内燃机中的燃料切断控制时，对内管6的上游侧和下游侧的突出部6a、6b进行加热。并且，此时的向上游侧的突出部6a的加热量比向下游侧的突出部6b的加热量大。
[0084][变形例]
[0085]以下，对本实施例的变形例的内管加热器的控制进行说明。在本变形例中，在从内燃机排出的排气的温度下降了的情况下，也通过上游侧内管加热器IOa对内管6的上游侧的突出部6a进行加热，并且通过下游侧内管加热器IOb对内管6的下游侧的突出部6b进行加热。此时，使向上游侧内管加热器IOa的通电量与向下游侧内管加热器IOb的通电量相同。
[0086]但是，在本变形例中，首先开始由上游侧内管加热器IOa执行内管6的上游侧的突出部6a的加热，然后，开始由下游侧内管加热器IOb执行内管6的下游侧的突出部6b的加热。S卩，在使各内管加热器10a、IOb工作时，首先开始向上游侧内管加热器IOa通电。然后，在从开始向上游侧内管加热器IOa通电起经过了某种程度的延迟时间之后，开始向下游侧内管加热器IOb通电。
[0087]如上所述，内管6的下游侧的突出部6b比上游侧的突出部6a难以堆积PM。因此，即使如本变形例那样使开始向内管6的下游侧的突出部6b加热迟于开始向内管6的上游侧的突出部6a加热，也能够充分抑制内管6的下游侧的突出部6b的PM的堆积。因此，能够抑制催化剂载体3与壳体4之间的由PM引起的短路。并且，通过如上述那样控制开始向各内管加热器10a、10b通电的时刻，能够抑制向各内管加热器10a、10b供给的电力量。SP，能够得到与如上述那样使向下游侧内管加热器IOb的通电量比向上游侧内管加热器IOa的通电量少的情况同样的效果。
[0088]以下，基于图5所示的流程图，对本变形例的内管加热器的控制的流程进行说明。本流程预先储存于ECU20，由ECU20反复执行。另外，本流程的步骤SlOl与图2所示的流程的步骤SlOl是同样的。此外，本流程的步骤S203与图4所示的流程的步骤S203是同样的。因此，省略关于这些步骤的处理的说明。
[0089]在本流程中，当在步骤SlOl中判定为执行了燃料切断控制时，接着在步骤S302中使上游侧内管加热器IOa工作。即，经由电供给控制部11从电池仅向上游侧内管加热器IOa供给电。
[0090]接着,在步骤S303中，基于EHCl的温度Tc计算出预定的延迟时间Δ tdelay。图6是表示EHCl的温度Tc与延迟时间Atdelay的关系的图。EHCl的温度Tc越高，则内管6的下游侧的突出部6b的温度越难以下降。即，在内管6的下游侧的突出部6b越难以堆积PM。因此，能够如图6所示那样设为EHCl的温度Tc越高则延迟时间Λ tdelay越长(B卩，推迟开始向下游侧内管加热器IOb通电的时刻)。
[0091]在本实施例中，如图6所示的EHCl的温度Tc与延迟时间Atdelay的关系作为映射或函数而预先储存于ECU20。在步骤S303中，使用该映射或函数来计算出延迟时间Λ tdelay。此外，EHCl的温度Tc由E⑶20基于温度传感器21的检测值来推定。另外，延迟时间Λ tdelay也可以不必如图6所示那样相对于EHCl的温度Tc连续变化，也可以相对EHCl的温度Tc阶段性地变化。
[0092]接着，在步骤S304中，对从上游侧内管加热器IOa开始工作起是否经过了在步骤S303中计算出的延迟时间Λ tdelay进行判别。当在步骤S304中判定为从上游侧内管加热器IOa开始工作起经过了延迟时间Atdelay时，接着在步骤S305中使下游侧内管加热器IOb工作。即，经由电供给控制部11从电池向下游侧内管加热器IOb供给电。另一方面，当在步骤S304中判定为从上游侧内管加热器IOa开始工作起没有经过延迟时间Atdelay时，仅使上游侧内管加热器IOa继续工作。但是，若此时内燃机中的燃料切断控制的执行结束，则也使上游侧内管加热器IOa停止工作。
[0093]根据上述流程，在执行了内燃机的燃料切断控制时，首先开始由上游侧内管加热器IOa执行内管6的上游侧的突出部6a的加热，然后，在经过了延迟时间Atdelay时，开始由下游侧内管加热器IOb执行内管6的下游侧的突出部6b的加热。
[0094]另外，根据上述流程，延迟时间Λ tdelay被设为EHCl的温度越高则越长。但是，也可以将延迟时间Λ tdelay设为预先确定的恒定时间。然而，通过如上述那样改变延迟时间Atdelay，能够尽可能抑制向下游侧内管加热器IOb供给的电力量。
[0095]<实施例3>
[0096][EHC的概略结构]
[0097]图7是表示本实施例的EHC的概略结构的图。以下，主要对与实施例2的EHC不同的方面进行说明。
[0098]图8是将HlCl的垫子5的上游侧部分5a附近(图7的垫子5的上游侧部分5a的上侧部分的周围)放大的放大图。此外，垫子5的下游侧部分5b也是与该上游侧部分5a同样的结构。以下，将垫子5的上游侧部分5a称为“上游侧垫子5a”，将垫子5的下游侧部分5b称为“下游侧垫子5b”。
[0099]如上所述，在垫子5中夹入有内管6。因此，上游侧垫子5a和下游侧垫子5b分别被分割为位于壳体4与内管6之间的部分和位于内管6与催化剂载体3之间的部分。并且，在本实施例中，如图7和8所示，壳体4与内管6之间的上游侧垫子5a的端面(上游侧端面)和壳体4与内管6之间的下游侧垫子5b的端面(下游侧端面)比催化剂载体3的端面向内侧(EHC1的轴向的中心侧)凹入。
[0100]并且，如图8所示，这些凹入量L2 (即，从催化剂载体3的上游侧端面到壳体4与内管6之间的上游侧垫子5a的上游侧端面的距离、和从催化剂载体3的下游侧端面到壳体4与内管6之间的下游侧垫子5b的下游侧端面的距离)比壳体4与内管6之间的空间距离LI大。
[0101]此外，在本实施例中，内管6与催化剂载体3之间的上游侧和下游侧垫子5a、5b也与实施例1和2同样，分别延伸到催化剂载体3的端面附近。
[0102]根据如上所述的结构，与壳体4与管6之间的上游侧和下游侧垫子5a、5b同实施例I和2同样分别延伸到催化剂载体3的端面附近的情况相比，能够使用于催化剂载体3与壳体4之间的绝缘的沿面放电的最短距离变长。另外，能够在确保用于催化剂载体3与壳体4之间的绝缘的沿面放电的最短距离的同时缩短内管6的突出部6a、6b的长度(突出量)，因而能够进一步减小EHCl整体的大小。
[0103]另外，在壳体4与内管6之间的上游侧和下游侧垫子5a、5b的端面容易堆积PM。另一方面，在如上所述的结构中，在上游侧垫子5a或下游侧垫子5b的端面向内侧凹入的部分，内管6的外周面暴露在排气中。因此，可能会在该部分的内管6的外周面也附着PM。然而，该部分的内管6比其突出部6a、6b更容易通过来自催化剂载体3的热传导被加热。SP，内管6的该部分的温度难以下降。因此，在该部分的内管6的外周面难以堆积PM。
[0104]因此，通过使壳体4与内管6之间的上游侧和下游侧垫子5a、5b的端面的凹入量L2比壳体4与内管6之间的空间距离LI大，即使壳体4与内管6之间的上游侧垫子5a或下游侧垫子5b的端面被PM覆盖,也能够确保沿着壳体4与内管6之间的垫子5a、5b的端面的沿面放电的最短距离以 上的用于绝缘的沿面放电的最短距离。
[0105]由此，根据本实施例的上游侧和下游侧垫子5a、5b的结构，能够以更高的概率抑制催化剂载体3与壳体4之间的由PM引起的短路。
[0106]此外，如本实施例那样的垫子5的结构也能够应用于如实施例1那样仅设置有用于对内管6的上游侧的突出部6a进行加热的上游侧内管加热器的情况。
[0107]标号的说明
【权利要求】
1.一种电加热式催化剂，具备: 发热体，其通过通电而发热，通过发热来对催化剂进行加热； 壳体，其收纳所述发热体； 绝缘支撑构件，其设置在所述发热体与所述壳体之间，支撑所述发热体并且将电绝缘； 内管，其是以位于所述发热体与壳体之间的方式被夹入所述绝缘支撑构件的管状的构件，其端部从所述绝缘支撑构件的端面突出到排气中，并且，在整个表面形成有电绝缘层，或者由电绝缘材料形成；以及 内管加热器，其以与向所述发热体供给电的路径不同的路径被供给电，对所述内管的从所述绝缘支撑构件的端面突出到排气中的突出部进行加热。
2.根据权利要求1所述的电加热式催化剂， 所述内管从所述绝缘支撑构件的上游侧和下游侧的双方的端面突出到排气中， 还具备加热器控制部，所述加热器控制部在从上游侧流入电加热式催化剂的排气的温度下降的条件成立的情况下，或者在该排气的温度成为了预定温度以下的情况下，通过所述内管加热器，对所述内管的上游侧和下游侧的突出部中至少上游侧的突出部进行加热。
3.根据权利要求2所述的电加热式催化剂， 在从上游侧流入电加热式催化剂的排气的温度下降的条件成立的情况下，或者在该排气的温度成为了预定温度以下的情况下，所述加热器控制部使通过所述内管加热器向所述内管的上游侧的突出部供给的加热量比通过所述内管加热器向所述内管的下游侧的突出部供给的加热量多。
4.根据权利要求2所述的电加热式催化剂， 在从上游侧流入电加热式催化剂的排气的温度下降的条件成立的情况下，或者在该排气的温度成为了预定温度以下的情况下，所述加热器控制部通过所述内管加热器首先开始所述内管的上游侧的突出部的加热，然后开始所述内管的下游侧的突出部的加热。
5.根据权利要求4所述的电加热式催化剂， 所述加热器控制部，若电加热式催化剂的温度越高，则使从开始所述内管的上游侧的突出部的加热到开始所述内管的下游侧的突出部的加热的时间越长。
6.根据权利要求1?5中任一项所述的电加热式催化剂， 所述壳体与所述内管之间的所述电绝缘材料的端面比所述发热体的端面向内侧凹入，该所述电绝缘材料的端面的凹入量比所述壳体与所述内管之间的空间距离大。
【文档编号】B01D53/86GK103796754SQ201180073283
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2011年9月6日 优先权日:2011年9月6日
【发明者】熊谷典昭, 吉冈卫 申请人:丰田自动车株式会社