(57)【要約】【課題】湿度センサの特性変化の影響、さらには、個々の湿度センサ毎の特性のばらつきの影響を補償して、炭化水素吸着材（ＨＣ吸着材）の劣化状態等の状態を適正に監視することができる炭化水素吸着材の状態監視装置を提供する。【解決手段】エンジン１の運転開始後、ＨＣ吸着材１２の下流側の湿度センサ２３の出力が低湿度側から高湿度側に単調増加状態となる変転タイミングを検知し、この変転タイミングまでに排ガスを介してＨＣ吸着材１２に供給される総水分量を表すデータを劣化評価用パラメータとして取得し、そのパラメータに基づいてＨＣ吸着材１２の劣化状態を評価する。変転タイミングは、湿度センサ２３の出力が表す相対湿度が低湿度側から高湿度側に所定の設定値以上、変化したタイミングとして検知する。その設定値は、湿度センサ２３の特性変化や個々の湿度センサのばらつきの影響を補償するように可変的に設定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に排ガス中の炭化水素を吸着すべく設けられた炭化水素吸着材の下流側に湿度センサを配置し、前記内燃機関の運転開始後の該湿度センサの出力の推移特性に基づいて前記炭化水素吸着材の劣化状態を評価する装置であって、
前記内燃機関の運転開始後、前記湿度センサの出力が表す湿度が低湿度側の湿度から高湿度側の湿度に向かって単調増加状態となる変転タイミングを該湿度センサの出力変化の特徴量と所定の設定値との比較に基づき検知する変転タイミング検知手段と、該内燃機関の運転開始後、前記変転タイミングまでに排ガスを介して前記炭化水素吸着材に供給された総水分量を表すデータを前記炭化水素吸着材の劣化状態を評価するための劣化評価用パラメータとして取得する評価用パラメータ取得手段と、所定の条件下における前記湿度センサの出力データに基づいて該湿度センサの特性変化を検知する特性変化検知手段と、前記変転タイミングを検知するための前記設定値を前記特性変化検知手段により検知された特性変化に基づいて補正する特性変化補償手段とを備えたことを特徴とする炭化水素吸着材の劣化状態評価装置。
【請求項２】
前記変転タイミング検知手段は、前記内燃機関の運転開始後、前記湿度センサの出力が表す湿度が極小値を採る状態を逐次検索し、検索した最新の極小値状態から高湿度側への湿度センサの出力の変化量を前記特徴量として、該特徴量が前記第１設定値を越えたときに、前記変転タイミングを検知することを特徴とする請求項１記載の炭化水素吸着材の劣化状態評価装置。
【請求項３】
前記特性変化検知手段は、前記変転タイミング検知手段による前記変転タイミングの検知後に、前記湿度センサの出力電圧が高湿度側で略一定となる状態における該湿度センサの出力の、あらかじめ定めた基準値からの変化量を該湿度センサの特性変化を表す特性変化検知用データとして求め、該特性変化検知用データの値に基づいて前記湿度センサの特性変化を検知することを特徴とする請求項１又は２記載の炭化水素吸着材の劣化状態評価装置。
【請求項４】
前記湿度センサの個体毎の特性に係わるデータをあらかじめ保持した特性データ保持手段を該湿度センサに備え、前記特性変化検知手段は、前記所定の条件下における前記湿度センサの出力データと該特性データ保持手段に保持されたデータとに基づいて該湿度センサの特性変化を検知することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の炭化水素吸着材の状態監視装置。
【請求項５】
前記特性変化検知用データに係わる前記基準値を特定するためのデータを、前記湿度センサの個体毎の特性に係わるデータとしてあらかじめ保持した特性データ保持手段を該湿度センサに備え、前記特性変化検知手段は、該特性データ保持手段により保持されたデータにより特定される前記基準値を用いて前記特性変化検知用データを求めることを特徴とする請求項３記載の炭化水素吸着材の状態監視装置。
【請求項６】
前記特性データ保持手段は、前記湿度センサの個体毎の特性に係わるデータの値に応じた抵抗値を有する抵抗素子であることを特徴とする請求項４又は５記載の炭化水素吸着材の状態監視装置。
【請求項７】
前記評価用パラメータ取得手段は、前記内燃機関の運転開始時から排ガス中の水分量を表すデータを逐次積算してなる積算水分量データを生成する手段を備え、前記変転タイミングにおける前記積算水分量データを前記劣化評価用パラメータとして得ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の炭化水素吸着材の劣化状態評価装置。
【請求項８】
内燃機関の排気通路に排ガス中の炭化水素を吸着すべく設けられた炭化水素吸着材の上流側と下流側とにそれぞれ上流側湿度センサ及び下流側湿度センサを配置し、前記内燃機関の運転開始後の上流側湿度センサ及び下流側湿度センサの出力の推移特性に基づいて前記炭化水素吸着材の劣化状態を評価する装置であって、
前記内燃機関の運転開始後、前記上流側湿度センサの出力が表す湿度が低湿度側の湿度から高湿度側の湿度に向かって単調増加状態となる変転タイミングを、該上流側湿度センサの出力変化の特徴量と所定の第１設定値との比較に基づき検知する上流側変転タイミング検知手段と、前記下流側湿度センサの出力が表す湿度が低湿度側の湿度から高湿度側の湿度に向かって単調増加状態となる変転タイミングを、該下流側湿度センサの出力変化の特徴量と所定の第２設定値との比較に基づき検知する下流側変転タイミング検知手段と、前記上流側変転タイミングから前記下流側変転タイミングまでに前記内燃機関の排ガスを介して前記炭化水素吸着材に供給された総水分量を表すデータを該炭化水素吸着材の劣化状態を評価するための劣化評価用パラメータとして取得する評価用パラメータ取得手段と、所定の条件下における各湿度センサの出力に基づいて、各湿度センサの特性変化を各湿度センサ毎に検知する特性変化検知手段と、該特性変化検知手段により検知された上流側湿度センサ及び下流側湿度センサのそれぞれの特性変化に基づいて前記第１設定値及び第２設定値をそれぞれ補正する特性変化補償手段とを備えたことを特徴とする炭化水素吸着材の劣化状態評価装置。
【請求項９】
前記上流側変転タイミング検知手段は、前記内燃機関の運転開始後、前記上流側湿度センサの出力が表す湿度が極小値を採る状態を逐次検索し、検索した最新の極小値状態から高湿度側への上流側湿度センサの出力の変化量を該上流側湿度センサに係わる特徴量として、その特徴量が前記第１設定値を越えたときに該下流側湿度センサに係わる変転タイミングを検知し、
前記下流側変転タイミング検知手段は、前記内燃機関の運転開始後、前記下流側湿度センサの出力が表す湿度が極小値を採る状態を逐次検索し、検索した最新の極小値状態から高湿度側への下流側湿度センサの出力の変化量を該下流側湿度センサに係わる特徴量として、該特徴量が前記第２設定値を越えたときに該下流側湿度センサに係わる変転タイミングを検知することを特徴とする請求項８記載の炭化水素吸着材の劣化状態評価装置。
【請求項１０】
前記特性変化検知手段は、前記上流側変転タイミング検知手段による変転タイミングの検知後に、前記上流側湿度センサの出力が高湿度側で略一定となる状態における該上流側湿度センサの出力の、あらかじめ定めた基準値からの変化量を該上流側湿度センサに係わる特性変化検知用データとして求める共に、前記下流側変転タイミング検知手段による変転タイミングの検知後に、前記下流側湿度センサの出力が高湿度側で略一定となる状態における該下流側湿度センサの出力の、あらかじめ定めた基準値からの変化量を該下流側湿度センサに係わる特性変化検知用データとして求め、各湿度センサに係わる特性変化検知用データに基づいて各湿度センサの特性変化を検知することを特徴とする請求項８又は９記載の炭化水素吸着材の劣化状態評価装置。
【請求項１１】
前記上流側湿度センサ及び下流側湿度センサのそれぞれの個体毎の特性に係わるデータをあらかじめ保持した特性データ保持手段を各湿度センサに備え、前記特性変化検知手段は、前記所定の条件下における各湿度センサの出力データと該特性データ保持手段に保持された各湿度センサ毎のデータとに基づいて各湿度センサの特性変化を検知することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の炭化水素吸着材の劣化状態評価装置。
【請求項１２】
前記各湿度センサ毎の特性変化検知用出力データに係わる前記基準値を特定するためのデータを、各湿度センサの個体毎の特性に係わるデータとしてあらかじめ保持した特性データ保持手段を各湿度センサに備え、前記特性変化検知手段は、各湿度センサの特性データ保持手段により保持されたデータにより特定される前記基準値を用いて各湿度センサの特性変化検知用データを求めることを特徴とする請求項１０記載の炭化水素吸着材の劣化状態評価装置。
【請求項１３】
前記特性データ保持手段は、前記各湿度センサの個体毎の特性に係わるデータの値に応じた抵抗値を有する抵抗素子であることを特徴とする請求項１１又は１２記載の炭化水素吸着材の劣化状態評価装置。
【請求項１４】
前記評価用パラメータ取得手段は、前記内燃機関の運転開始時から該内燃機関の排ガス中の水分量を表すデータを逐次積算してなる積算水分量データを生成する手段を備え、前記下流側湿度センサに係わる前記変転タイミングにおける積算水分量データと、前記上流側湿度センサに係わる前記変転タイミングにおける積算水分量データとの偏差分を前記劣化評価用パラメータとして取得することを特徴とする請求項８〜１４のいずれか１項に記載の炭化水素吸着材の劣化状態評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気通路に設けられた炭化水素吸着材の状態を監視する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排ガス浄化システムでは、内燃機関の冷間始動の際等のように、三元触媒等の触媒装置が十分に機能しない状態（触媒装置が十分に活性化していない状態）において、排ガス中の炭化水素（ＨＣ）を吸着するために、ゼオライト等の炭化水素吸着材により構成された排ガス浄化装置、あるいは該炭化水素吸着材と三元触媒とを複合的に構成してなる炭化水素吸着触媒を備えた排ガス浄化装置を排気通路に設けたものが知られている。前記炭化水素吸着材は、比較的低温状態（例えば１００℃以下）では排ガス中のＨＣを吸着する機能を有し、ある程度の温度（例えば１００〜２５０℃）以上に加熱されると、吸着した炭化水素を脱離するという作用を呈する。
【０００３】
このような炭化水素吸着材を備えた排ガス浄化装置では、その交換の必要性等を把握するために、炭化水素吸着材の劣化状態を評価することが望まれている。そして、本願出願人は、炭化水素吸着材の劣化状態を評価するために次のような技術を試みている。すなわち、炭化水素吸着材は、排ガス中の炭化水素だけでなく、排ガス中の水分も吸着する性質を有する。そして、その水分の吸着能力（吸着可能な最大の水分量）は、炭化水素の吸着能力（吸着可能な最大の炭化水素量）と高い相関性を有し、炭化水素吸着材の劣化の進行に伴い、水分の吸着能力と炭化水素の吸着能力とは同じように低下する。従って、炭化水素吸着材の水分の吸着能力を評価すれば、炭化水素の吸着能力を評価できることとなる。そこで、本願出願人が試みている技術では、炭化水素吸着材の下流側に湿度センサを設ける。あるいは、炭化水素吸着材の下流側と上流側とに湿度センサを設ける。そして、エンジン１の運転開始後の湿度センサの推移特性に基づいて炭化水素吸着材の劣化状態を評価する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関の多様な運転環境下で、上記のように湿度センサの出力データを用いて炭化水素吸着材の劣化状態等の状態を好適に監視するためには、高温の排ガスにさらされる湿度センサの長期にわたる高い耐久性が要求されることはもちろん、湿度センサの特性の経年的変化が極力小さいこと、個々の湿度センサの特性のばらつきが極力小さいこと等が要求される。
【０００５】
しかし、これらの全ての要求を十分に満足することは一般には困難であり、また、そのような湿度センサの開発には多大なコストと労力を要して、該湿度センサが高価なものとなってしまう。
【０００６】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、湿度センサの特性変化の影響、さらには、個々の湿度センサ毎の特性のばらつきの影響を補償して、炭化水素吸着材の劣化状態等の状態を適正に監視することができる炭化水素吸着材の状態監視装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
まず、本発明の基本的な原理を説明しておく。詳細は後述するが、内燃機関の運転開始後における炭化水素吸着材の下流側の湿度は、一般に次のような推移特性を示す。すなわち、炭化水素吸着材の下流側の湿度は、内燃機関の運転開始直後は炭化水素吸着材による排ガス中の水分が吸着されることで、比較的低湿度なものとなる。そして、炭化水素吸着材の下流側の湿度は、該炭化水素吸着材による排ガス中の水分の吸着が飽和すると、低湿度側の湿度から高湿度側に向かって単調増加する状態に変転し、やがて高湿度側のほぼ一定の湿度に収束していく。このため、内燃機関の運転開始後、炭化水素吸着材の下流側の湿度が、低湿度側から高湿度側に向かって単調増加状態になる変転タイミングは、炭化水素吸着材による水分の吸着が飽和したタイミングに相当するするものとなる。従って、内燃機関の運転開始後、該変転タイミングまでに炭化水素吸着材に供給された総水分量は、炭化水素吸着材が吸着可能な水分の最大量を意味するものとなるので、該総水分量もしくはこれに相当するものを把握すれば、炭化水素吸着材による水分の吸着能力、ひいては、該炭化水素吸着材の劣化状態を評価できることとなる。
【０００８】
この場合、前記変転タイミングを検知する必要があり、該変転タイミングは、炭化水素吸着材の下流側に配置した湿度センサの出力変化のある適当な特徴量に基づいて把握することが可能である。例えば、内燃機関の運転開始後、湿度センサの出力の低湿度側の所定値から高湿度側への変化量が、ある設定値を越えた時前記変転タイミングとして検知することが可能である。ところが、湿度センサの出力の推移特性は、炭化水素吸着材の劣化状態だけでなく、該湿度センサの劣化による特性変化の影響を受け、湿度センサの劣化が進行すると、湿度センサの出力が表す湿度が単調増加状態になったときの、該湿度センサの出力の変化速度が遅くなる。このため、前記変転タイミングを検知するための前記設定値を一定値としておくと、炭化水素吸着材の劣化状態が一定であっても、検知される変転タイミングが湿度センサの劣化状態によって変化することとなる。ひいては、検知した変転タイミングまでに炭化水素吸着材に供給される総水分量が変化することとなる。このため、前記変転タイミングを検知するための前記設定値を、湿度センサの劣化に伴う特性変化に合わせて補正し、それによって、湿度センサの特性変化の影響を補償することが好ましい。
【０００９】
そこで、本発明の炭化水素吸着材の劣化状態評価装置の第１の態様は、内燃機関の排気通路に排ガス中の炭化水素を吸着すべく設けられた炭化水素吸着材の下流側に湿度センサを配置し、前記内燃機関の運転開始後の該湿度センサの出力の推移特性に基づいて前記炭化水素吸着材の劣化状態を評価する装置であって、前記内燃機関の運転開始後、前記湿度センサの出力が表す湿度が低湿度側の湿度から高湿度側の湿度に向かって単調増加状態となる変転タイミングを該湿度センサの出力変化の特徴量と所定の設定値との比較に基づき検知する変転タイミング検知手段と、該内燃機関の運転開始後、前記変転タイミングまでに排ガスを介して前記炭化水素吸着材に供給された総水分量を表すデータを前記炭化水素吸着材の劣化状態を評価するための劣化評価用パラメータとして取得する評価用パラメータ取得手段と、所定の条件下における前記湿度センサの出力データに基づいて該湿度センサの特性変化を検知する特性変化検知手段と、前記変転タイミングを検知するための前記設定値を前記特性変化検知手段により検知された特性変化に基づいて補正する特性変化補償手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
かかる本発明の第１の態様によれば、所定の条件下（例えば湿度センサの出力データを取得するタイミング、内燃機関の運転状態等に係わる条件）における湿度センサの出力データに基づいて検知された湿度センサの特性変化に基づいて、前記変転タイミングを検知するための前記設定値が補正される。これにより、湿度センサの特性変化によらずに、前記変転タイミングを適正に検知することが可能となる。そして、この検知した変転タイミングまでに炭化水素吸着材に供給された総水分量を表すデータを炭化水素吸着材の劣化評価用パラメータとして取得することで、該劣化評価用パラメータは、湿度センサの特性変化によらずに、炭化水素吸着材が吸着可能な総水分量に相当するものとなり、炭化水素吸着材の劣化状態（劣化度合い）を表すものとなる。すなわち、湿度センサの特性変化によらずに、劣化評価用パラメータの値が小さい程、炭化水素吸着材の劣化が進行していることとなり、該劣化評価用パラメータの値に基づき炭化水素吸着材の劣化状態を適正に評価できることとなる。そして、このように湿度センサの特性変化の影響を補償することが可能となることから、湿度センサの特性の恒常性の要求が緩和され、該湿度センサのある程度の特性変化が許容されることとなる。このため、該湿度センサの開発コストや製造コストを低減することができる。
【００１１】
尚、本発明の第１の態様において、前記特性変化検知手段により検知する湿度センサの特性変化は、例えば、新品状態の湿度センサの特性等、所定の基準特性に対する湿度センサの特性変化である。
【００１２】
かかる本発明の第１の態様においては、前記設定値と比較する前記特徴量としては、例えば、内燃機関の運転開始時における湿度センサの出力値等、ある所定値から高湿度側への湿度センサの出力の変化量や、該出力の変化速度（所定時間当たりの出力変化量）等を用いることが可能であるが、一般に、変転タイミング前の湿度センサの出力は、外乱等の影響で多少の変動を生じる。従って、該変転タイミングの誤検知を防止する上では、変転タイミング前の湿度センサの出力の変動の影響を排除することが好ましい。
【００１３】
そこで、本発明の第１の態様では、前記変転タイミング検知手段は、前記内燃機関の運転開始後、前記湿度センサの出力が表す湿度が極小値を採る状態を逐次検索し、検索した最新の極小値状態から高湿度側への湿度センサの出力の変化量を前記特徴量として、該特徴量が前記第１設定値を越えたときに、前記変転タイミングを検知することが好ましい。
【００１４】
これによれば、変転タイミング前に、外乱等の影響で湿度センサの出力が変動しても、該湿度センサの出力が表す湿度が高湿度側に向かって単調増加状態となる変転タイミングを適正に検知することができる。
【００１５】
また、本発明の第１の態様では、前記特性変化検知手段は、前記変転タイミング検知手段による前記変転タイミングの検知後に、前記湿度センサの出力電圧が高湿度側で略一定となる状態における該湿度センサの出力の、あらかじめ定めた基準値からの変化量を特性変化検知用パラメータとして求め、該特性変化検知用パラメータの値に基づいて前記湿度センサの特性変化を検知することが好ましい。
【００１６】
すなわち、詳細は後述するが、炭化水素吸着材の下流側の湿度は、炭化水素吸着材による水分の吸着の飽和により低湿度側から高湿度側に単調増加した後、高湿度側の略一定の湿度（排ガスの本来の湿度）に収束していく。そして、このように該湿度センサの出力が略一定の湿度になった状態での該湿度センサの出力のレベルは該湿度センサの劣化の進行に伴い変化する。そこで、本発明では、変転タイミングの検知後に、前記湿度センサの出力電圧が高湿度側で略一定となる状態における該湿度センサの出力の、あらかじめ定めた基準値からの変化量を、該湿度センサの特性変化を表す特性変化検知用データとして求める。そして、この特性変化検知用データの値に基づいて前記湿度センサの特性変化を検知する。これにより、湿度センサの特性変化を適正に検知することが可能となる。尚、前記基準値としては、例えば、新品状態の湿度センサが上記一定の湿度において発生する出力値を用いることができる。また、このように湿度センサの特性変化を検知するために前記特性変化検知用データを用いる場合、該特性変化検知用データは、前記変転タイミングの検知後に求められるので、該特性変化検知用データに基づき検知される湿度センサの特性変化による前記設定値の補正は、内燃機関の次回もしくはそれ以後の運転時に行われることとなる。
【００１７】
また、本発明の第１の態様では、前記湿度センサの個体毎の特性に係わるデータをあらかじめ保持した特性データ保持手段を該湿度センサに備え、前記特性変化検知手段は、前記所定の条件下における前記湿度センサの出力データと該特性データ保持手段に保持されたデータとに基づいて該湿度センサの特性変化を検知することが好ましい。
【００１８】
これによれば、個々の湿度センサに備えた特性データ保持手段のデータ、すなわち、湿度センサの個体毎の特性に係わるデータを用いて前記湿度センサの特性変化を検知するので、前記変転タイミングを検知するための前記設定値を補正するに際して、該湿度センサの特性変化の影響だけでなく、個々の湿度センサ毎の特性のばらつきの影響をも補償することが可能となる。この結果、個々の湿度センサの特性の均等性に対する要求が緩和され、ひいては、該湿度センサの開発コストや製造コストをさらに低減することが可能となる。
【００１９】
この場合、前述のように、変転タイミングの検知後に、湿度センサの出力が略一定となる状態での湿度センサの出力の、前記基準値からの変化量を特性変化検知用データとして用いる場合には、前記特性変化検知用データに係わる前記基準値を特定するためのデータを、前記湿度センサの個体毎の特性に係わるデータとしてあらかじめ保持した特性データ保持手段を該湿度センサに備え、前記特性変化検知手段は、該特性データ保持手段により保持されたデータにより特定される前記基準値を用いて前記特性変化検知用データを求める。
【００２０】
これによれば、湿度センサの特性変化の検知の基準となる前記基準値が個々の湿度センサの特性に合わせて調整される。この結果、湿度センサの個体毎の特性のばらつきの影響を適正に補償して、湿度センサの特性変化を検知することができる。
【００２１】
さらに、上記のように湿度センサの個体毎の特性のばらつきの影響を補償する本発明の第１の態様では、前記特性データ保持手段は、前記湿度センサの個体毎の特性に係わるデータの値に応じた抵抗値を有する抵抗素子であることが好適である。
【００２２】
これによれば、前記特性データ保持手段を安価で簡単な構成のものとすることができる。また、抵抗素子の抵抗値は、比較的容易に検知することができるので、個々の湿度センサの特性に係わるデータの認識も容易に行うことができる。尚、前記特性データ保持手段は、例えば湿度センサの出力データを処理する電子回路ユニット等に該湿度センサを接続するコネクタに備えることが好適である。
【００２３】
また、以上説明した本発明の第１の態様では、前記評価用パラメータ取得手段は、前記内燃機関の運転開始時から排ガス中の水分量を表すデータを逐次積算してなる積算水分量データを生成する手段を備え、前記変転タイミングにおける前記積算水分量データを前記劣化評価用パラメータとして得ることが好ましい。
【００２４】
すなわち、前記変転タイミングでの積算水分量データは、内燃機関の運転開始後、炭化水素吸着材による水分の吸着が飽和するまでに該炭化水素吸着材に供給された総水分量を表すものとなるので、該変転タイミングでの積算水分量データを劣化評価パラメータとして得ることで、炭化水素吸着材の水分吸着能力、ひいいては炭化水素吸着能力をあらわすものとして適正な劣化評価パラメータを得ることができる。
【００２５】
ところで、内燃機関の運転停止中に炭化水素吸着材は、その周囲の水分を多少吸着するため、内燃機関の運転開始時における炭化水素吸着材の近傍の湿度は、該炭化水素吸着材の上流側を含めて比較的低湿度になっている。また、内燃機関の運転を開始しても、内燃機関で生成された排ガス（比較的高しつどの排ガス）が炭化水素吸着材の入り口近傍に達するまでには多少の遅れを伴う。このため、炭化水素吸着材の上流側の湿度は、内燃機関の運転開始直後は、比較的短い時間、低湿度になっており、その後、高湿度の排ガスが炭化水素吸着材の入り口近傍に達することで該炭化水素吸着材の上流側の湿度が低湿度側から、高湿度側に単調増加する状態に変転し、さらに、高湿度側のほぼ一定の湿度に収束する。この場合、炭化水素吸着材の上流側の湿度が低湿度側から高湿度側に向かって変転するタイミングは、内燃機関の排気系の構成やＨＣ吸着材の上流側に備えた触媒装置による吸湿等の影響によってばらつきを生じることがある。そして、このような場合には、炭化水素吸着材による実質的な排ガス中の水分の吸着の開始タイミングがばらつきを生じることとなる。このため、このような場合には、炭化水素吸着材の劣化状態（ＨＣ及び水分の吸着能力）をより適正に評価する上では、炭化水素吸着材の上流側の湿度が低湿度側から高湿度側に向かって単調増加状態となる変転タイミングを、炭化水素吸着材の上流側に備えた湿度センサを用いて検知し、上流側の湿度センサの出力の変転タイミングから下流側の湿度センサの出力の変転タイミングまでにＨＣ吸着材に供給された総水分量を表すデータを劣化評価用パラメータとして取得することが好ましい。そして、このように炭化水素吸着材の下流側だけでなく、上流側にも湿度センサを備えた場合には、下流側の湿度センサの特性変化だけでなく、上流側湿度センサの特性変化の影響も補償することが好ましい。
【００２６】
そこで、本発明の第２の態様は、内燃機関の排気通路に排ガス中の炭化水素を吸着すべく設けられた炭化水素吸着材の上流側と下流側とにそれぞれ上流側湿度センサ及び下流側湿度センサを配置し、前記内燃機関の運転開始後の上流側湿度センサ及び下流側湿度センサの出力の推移特性に基づいて前記炭化水素吸着材の劣化状態を評価する装置であって、前記内燃機関の運転開始後、前記上流側湿度センサの出力が表す湿度が低湿度側の湿度から高湿度側の湿度に向かって単調増加状態となる変転タイミングを、該上流側湿度センサの出力変化の特徴量と所定の第１設定値との比較に基づき検知する上流側変転タイミング検知手段と、前記下流側湿度センサの出力が表す湿度が低湿度側の湿度から高湿度側の湿度に向かって単調増加状態となる変転タイミングを、該下流側湿度センサの出力変化の特徴量と所定の第２設定値との比較に基づき検知する下流側変転タイミング検知手段と、前記上流側変転タイミングから前記下流側変転タイミングまでに前記内燃機関の排ガスを介して前記炭化水素吸着材に供給された総水分量を表すデータを該炭化水素吸着材の劣化状態を評価するための劣化評価用パラメータとして取得する評価用パラメータ取得手段と、所定の条件下における各湿度センサの出力に基づいて、各湿度センサの特性変化を各湿度センサ毎に検知する特性変化検知手段と、該特性変化検知手段により検知された上流側湿度センサ及び下流側湿度センサのそれぞれの特性変化に基づいて前記第１設定値及び第２設定値をそれぞれ補正する特性変化補償手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２７】
かかる本発明の第２の態様では、下流側湿度センサに係わる変転タイミングを検知するための前記第２設定値は、前記第１の実施形態と同様に、該下流側湿度センサの検知された特性変化に基づいて補正される。そして、上流側湿度センサに係わる変転タイミングを検知するための前記第１設定値は、下流側湿度センサに係わる第２設定値と同様に、該上流側湿度センサの検知された特性変化に基づいて補正される。このため、上流側湿度センサ及び下流側湿度センサのそれぞれについて、それぞれの湿度センサの特性変化によらずに、変転タイミングを適正に検知することが可能となる。そして、上流側の変転タイミングから下流側の変転タイミングまでに炭化水素吸着材に供給された総水分量を表すデータを劣化評価用パラメータとして取得することで、該劣化評価用パラメータは、両湿度センサの特性変化や上流側の湿度の変転タイミングのばらつきによらずに、炭化水素吸着材が吸着可能な総水分量に相当するものとなり、炭化水素吸着材の劣化状態（劣化度合い）を表すものとなる。すなわち、湿度センサの特性変化や上流側の湿度の変転タイミングのばらつきによらずに、劣化評価用パラメータの値が小さい程、炭化水素吸着材の劣化が進行していることとなり、該劣化評価用パラメータの値に基づき炭化水素吸着材の劣化状態をより適正に評価できることとなる。そして、上記のように両湿度センサの特性変化の影響を補償することが可能となることから、両湿度センサの特性の恒常性の要求が緩和され、両湿度センサのある程度の特性変化が許容されることとなる。このため、炭化水素吸着材の上流側及び下流側に配置する湿度センサの開発コストや製造コストを低減することができる。
【００２８】
かかる本発明の第２の態様では、上流側及び下流側湿度センサの両者について、前記特徴量は、前記第１の態様と同様のものを用いることが好ましい。すなわち、前記上流側変転タイミング検知手段は、前記内燃機関の運転開始後、前記上流側湿度センサの出力が表す湿度が極小値を採る状態を逐次検索し、検索した最新の極小値状態から高湿度側への上流側湿度センサの出力の変化量を該上流側湿度センサに係わる特徴量として、その特徴量が前記第１設定値を越えたときに該下流側湿度センサに係わる変転タイミングを検知することが好ましい。同様に、前記下流側変転タイミング検知手段は、前記内燃機関の運転開始後、前記下流側湿度センサの出力が表す湿度が極小値を採る状態を逐次検索し、検索した最新の極小値状態から高湿度側への下流側湿度センサの出力の変化量を該下流側湿度センサに係わる特徴量として、該特徴量が前記第２設定値を越えたときに該下流側湿度センサに係わる変転タイミングを検知することが好ましい。
【００２９】
これによれば、上流側及び下流側の両湿度センサについて、それぞれに係わる変転タイミング前に、外乱等の影響で各湿度センサの出力が変動しても、湿度の変転タイミングを適正に検知することができる。
【００３０】
また、本発明の第２の態様では、前記第１の態様と同様に考え方に基づいて、前記特性変化検知手段は、前記上流側変転タイミング検知手段による変転タイミングの検知後に、前記上流側湿度センサの出力が高湿度側で略一定となる状態における該上流側湿度センサの出力の、あらかじめ定めた基準値からの変化量を該上流側湿度センサに係わる特性変化検知用データとして求める共に、前記下流側変転タイミング検知手段による変転タイミングの検知後に、前記下流側湿度センサの出力が高湿度側で略一定となる状態における該下流側湿度センサの出力の、あらかじめ定めた基準値からの変化量を該下流側湿度センサに係わる特性変化検知用データとして求め、各湿度センサに係わる特性変化検知用データに基づいて各湿度センサの特性変化を検知することが好ましい。
【００３１】
すなわち、前記第１の態様において説明したように、下流側湿度センサの出力は、下流側の湿度の変転タイミング後に、最終的に高湿度側のほぼ一定の湿度に収束し、その一定の湿度における下流側湿度センサの出力のレベルは、該下流側湿度センサの劣化の進行に伴い変化する。そして、このことは上流側湿度センサについても同様である。従って、各湿度センサに係わる特性変化検知用データを、前記第１の態様と同様に求め、その求めた各湿度センサに係わる特性変化検知用データに基づいて各湿度センサの特性変化を検知することにより、その特性変化の検知を各湿度センサについて適正に行うことが可能となる。
【００３２】
尚、各湿度センサに対応する前記基準値としては、例えば、新品状態の各湿度センサが上記一定の湿度において発生する出力値を用いることができる。また、このように各湿度センサの特性変化を検知するために前記特性変化検知用データを用いる場合、各湿度センサ毎の特性変化検知用データは、各湿度センサに係わる前記変転タイミングの検知後に求められるので、該特性変化検知用データに基づき検知される湿度センサの特性変化による前記第１及び第２設定値の補正は、内燃機関の次回もしくはそれ以後の運転時に行われることとなる。
【００３３】
また、本発明の第２の態様では、前記上流側湿度センサ及び下流側湿度センサのそれぞれの個体毎の特性に係わるデータをあらかじめ保持した特性データ保持手段を各湿度センサに備え、前記特性変化検知手段は、前記所定の条件下における各湿度センサの出力データと該特性データ保持手段に保持された各湿度センサ毎のデータとに基づいて各湿度センサの特性変化を検知することが好ましい。
【００３４】
これによれば、個々の上流側湿度センサ及び下流側湿度センサにそれぞれ備えた特性データ保持手段のデータ、すなわち、上流側湿度センサ及び下流側湿度センサのそれぞれの個体毎の特性に係わるデータを用いて各湿度センサの特性変化を検知するので、上流側及び下流側の変転タイミングをそれぞれ検知するための前記第１設定値及び第２設定値を補正するに際して、各湿度センサの特性変化の影響だけでなく、各湿度センサ毎の特性のばらつきの影響をも補償することが可能となる。この結果、上流側湿度センサ及び下流側湿度センサの個々の特性の均等性に対する要求が緩和され、ひいては、該湿度センサの開発コストや製造コストをさらに低減することが可能となる。
【００３５】
この場合、前記特性変化検知用データを用いて各湿度センサの特性変化を検知する場合には、前記各湿度センサ毎の特性変化検知用出力データに係わる前記基準値を特定するためのデータを、各湿度センサの個体毎の特性に係わるデータとしてあらかじめ保持した特性データ保持手段を各湿度センサに備え、前記特性変化検知手段は、各湿度センサの特性データ保持手段により保持されたデータにより特定される前記基準値を用いて各湿度センサの特性変化検知用出力データを求める。
【００３６】
これによれば、各湿度センサの特性変化の検知の基準となる前記基準値が個々の湿度センサの特性に合わせて調整される。この結果、上流側及び下流側湿度センサの個体毎の特性のばらつきの影響を適正に補償して、各湿度センサの特性変化を検知することができる。
【００３７】
さらに、上記のように上流側湿度センサ及び下流側湿度センサのそれぞについて、湿度センサの個体毎の特性のばらつきの影響を補償する本発明の第２の態様では、前記第１の態様の場合と同様、前記特性データ保持手段は、前記各湿度センサの個体毎の特性に係わるデータの値に応じた抵抗値を有する抵抗素子であることが好適である。これによれば、前記特性データ保持手段を安価で簡単な構成のものとすることができる。また、抵抗素子の抵抗値は、比較的容易に検知することができるので、個々の湿度センサの特性に係わるデータの認識も容易に行うことができる。
【００３８】
また、以上説明した本発明の第２の態様では、前記評価用パラメータ取得手段は、前記内燃機関の運転開始時から該内燃機関の排ガス中の水分量を表すデータを逐次積算してなる積算水分量データを生成する手段を備え、前記下流側湿度センサに係わる前記変転タイミングにおける積算水分量データと、前記上流側湿度センサに係わる前記変転タイミングにおける積算水分量データとの偏差分を前記劣化評価用パラメータとして取得することが好ましい。
【００３９】
すなわち、下流側の変転タイミングでの積算水分量データと、上流側の変転タイミングでの積算水分量データとの偏差分は、上流側の変転タイミングから下流側の変転タイミングまでに炭化水素吸着材に供給された総水分量を表すものとなるので、該偏差分を劣化評価パラメータとして得ることで、上流側の変転タイミングのばらつきによらずに、炭化水素吸着材の水分吸着能力、ひいいては炭化水素吸着能力をあらわすものとして適正な劣化評価パラメータを得ることができる。
【００４０】
尚、本発明の第１の態様及び第２の態様のいずれにおいても、前記積算水分量を表すデータは、該積算水分量そのもののデータでよいことはもちろんであるが、基本的には該積算水分量とほぼ比例的に対応するものであればよい。例えば、内燃機関の燃料供給量の積算値あるいは吸入空気量の積算値等は、前記積算水分量を表すデータとして使用することが可能である。また、内燃機関の運転開始後の運転状態がアイドリング運転状態のようにほぼ一定の運転状態である場合には、内燃機関の運転開始後の経過時間を前記積算水分量を表すデータとして使用することも可能である。
【００４１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態を図１〜図１０を参照して説明する。図１は本実施形態の装置の全体的システム構成を示すブロック図であり、１は例えば自動車やハイブリッド車に搭載されるエンジン（内燃機関）である。このエンジン１は、通常のエンジンと同様、スロットル弁２や燃料噴射器３を備えた吸気管（吸気通路）４から空気と燃料との混合気を吸入して燃焼させ、その燃焼により生成される排ガスを排気管（排気通路）５に排出する。排気管５には、エンジン１の排ガスを浄化するために、触媒装置６と、後述する炭化水素吸着材１２を内蔵した排ガス浄化装置７とが上流側から順に装着されている。尚、以下の説明において、排気管５のうち、触媒装置６の上流側の部分を第１排気管５ａ、触媒装置６と排ガス浄化装置７との間の部分を第２排気管５ｂ、排ガス浄化装置７の下流側の部分を第３排気管５ｃと称する。この場合、第３排気管５ｃの下流端部は大気側に開放されている。この第３排気管５ｃには、必要に応じて触媒装置６とは別の触媒装置やマフラー（消音器）等が備えられていてもよい。
【００４２】
触媒装置６は、図示を省略する三元触媒を内蔵するものであり、その内部に第１排気管５ａから供給されるエンジン１の排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）等のガス成分（浄化対象成分）を酸化・還元反応により浄化するものである。
【００４３】
排ガス浄化装置７は、より詳しくは、図２に示すような構造のものである。この排ガス浄化装置７は、前記第２排気管５ｂの下流側から分岐された二つの分流路８，９と、分流路８の下流側に内部を連通させて設けられた大略円筒状のハウジング１０と、このハウジング１０内に該ハウジング１０と略同心に収容されたバイパス排気管１１（排気通路）とを備え、バイパス排気管１１の内部には、円柱状の炭化水素吸着材（以下、ＨＣ吸着材という）１２が装填されている。該ＨＣ吸着材１２は、ゼオライト系の材料から成り、エンジン１の運転開始後の初期段階で排ガス中のＨＣを吸着するためのものである。
【００４４】
ハウジング１０の内周面とバイパス排気管１１の外周面との間の空間１３は、分流路８側から排ガスが導入される円筒状の排気通路１３となっている。また、バイパス排気管１１の上流端部（図の左端部）は、ハウジング１０の上流側端部に設けられた開口１０ａを介して前記分流路９の下流側に連接されている。この場合、バイパス排気管１１の上流端部の外周面は、ハウジング１０の開口１０ａの内周面に枢密に密着しており、ハウジング１０の内部の排気通路１３は、開口１０ａの箇所では分流路９に連通していない。
【００４５】
さらに、バイパス排気管１１の上流端部から、ＥＧＲ通路１４（排気還流路）が導出されている。このＥＧＲ通路１４は、バイパス排気管１１の上流端部の外周部に穿設された通孔１５を介してバイパス排気管１１内に連通している。そして、ＥＧＲ通路１４は、前記図１に示すようにスロットル弁２の下流側で吸気管４に還流されている。尚、ＥＧＲ通路１４は、排ガス中の未燃ガスをエンジン１で燃焼させるために、エンジン１の運転中の所定の条件下で、排ガスをエンジン１の吸気側に戻すためのものである。そして、このＥＧＲ通路１４には、これを開閉する開閉弁（電磁弁）１６が設けられている。
【００４６】
また、バイパス排気管１１の下流端部（図の右端部）は、ハウジング１０の下流側端部に設けられた開口１０ｂを介して、前記第３排気管５ｃに連接されている。この場合、バイパス排気管１１の下流端部の外周面は、ハウジング１０の開口１０ｂの内周面に枢密に密着しており、ハウジング１０の内部の排気通路１３は、開口１０ｂの箇所では第３排気管５ｃには連通していない。そして、バイパス排気管１１の下流部の外周面部には、ハウジング１０内の排気通路１３に連通する複数の通孔１７が穿設されており、これらの通孔１７を介して排気通路１３がバイパス排気管１１の内部に連通している。
【００４７】
また、上流側の前記第２排気管５ｂから分流路８，９への分流箇所には、分流路８，９のいずれか一方のみを第２排気管５ｃに対して開通させる切換弁１８が設けられている。この切換弁１８は、図２の実線示の位置と仮想線示の位置との間で支軸１９の回りに図示しないアクチュエータにより揺動可能とされ、実線示の位置では、分流路９を第２排気管５ｂに対して遮断すると同時に、分流路８を第２排気管５ｃに対して開通させる。さらに、切換弁１８は、仮想線示の位置では、分流路８を第２排気管５ｂに対して遮断すると同時に、分流路９を第２排気管５ｂに対して開通させる。従って、切換弁１８が実線示の位置に駆動された状態では、エンジン１側から第２排気管５ｂを介して排ガス浄化装置７に供給される排ガスは、分流路８、ハウジング１０内の排気通路１３、通孔１７、及び第３排気管５ｃを介して大気側に流れる。また、切換弁１８が仮想線示の位置に駆動された状態では、エンジン１側から排ガス浄化装置７に供給される排ガスは、分流路９、バイパス排気管１１（内部のＨＣ吸着材１２を含む）、及び第３排気管５ｃを介して大気側に流れる。
【００４８】
本実施形態の装置は、上述したような機構的構成の他、エンジン１の運転制御やＨＣ吸着材１２の劣化状態の評価等を行うために、次のような構成を具備している。すなわち、本実施形態の装置では、エンジン１の運転制御（前記ＥＧＲ通路１４の開閉弁１６や切換弁１８の制御を含む）を行うコントローラ２０（以下、ＥＣＵ２０という）と、ＨＣ吸着材１２の劣化状態を評価するための処理を実行する劣化評価処理装置２１と、その劣化状態の評価結果に応じた報知を行うための劣化報知器２２と、ＨＣ吸着材１２の下流側における排ガスの湿度（相対湿度）を検出すべく前記排ガス浄化装置７に取付けられた湿度センサ２３とを備えている。ここで、前記ＥＣＵ２０及び劣化評価処理装置２１は、マイクロコンピュータ等により構成されたものである。また、前記劣化報知器２２は、ランプやブザー、あるいは文字、図形等を表示可能な表示器などにより構成されたものである。尚、図１で参照符号２４を付したものは、後述する第２実施形態で用いる湿度センサであり、本実施形態ではこれは省略してよい。
【００４９】
前記湿度センサ２３は、例えばアルミナ、チタニア等のポーラス体からなる感湿素子（図示しない）を有するものであり、この感湿素子は、それが接する排ガスの湿度（相対湿度）に応じて抵抗値が変化するものである。そして、該湿度センサ２３は、劣化評価処理装置２１から電源電力を供給した状態で、図３に示すように、湿度（相対湿度）に応じた出力電圧ＶＨＲ（これは感湿素子の抵抗値に比例する）を発生するものであり、湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲは湿度の増加に伴いほぼリニアに低下していく。つまり、本実施形態の湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲは、湿度（相対湿度）に対してネガティブ特性を有している。この湿度センサ２３は、図２に示すように、その感湿素子（湿度センサ２３の先端部）を前記ＨＣ吸着材１２の下流側でバイパス排気管１１の内部に臨ませてハウジング１０に取り付けられている。従って、湿度センサ２３は、バイパス排気管１１内のＨＣ吸着材１２の近傍箇所で該ＨＣ吸着材１２の下流側における湿度（相対湿度）に応じた出力電圧ＶＨＲを発生する。尚、図３中の（　）内の参照符号ＶＨＦは後述の第２実施形態に係わる参照符号である。
【００５０】
また、湿度センサ２３は、図４に示すように、前記劣化評価処理装置２１にコネクタ２５ａ，２５ｂを介して接続されており、湿度センサ２３側のコネクタ２５ａには、特性データ保持手段としての抵抗素子２６が備えられている。該抵抗素子２６は、湿度センサ２３の個体毎にあらかじめ実測された特性に応じた抵抗値を有するものとされている。そして、この抵抗素子２６（以下、ラベル抵抗素子２６という）は、湿度センサ２３側のコネクタ２５ａを劣化評価処理装置２１側のコネクタ２５ｂに接続したとき、湿度センサ２３と共に該劣化評価処理装置２１に電気的に接続されるようになっている。また、劣化評価処理装置２１は、前記ラベル抵抗素子２６の抵抗値を検出する（該抵抗値に応じたレベルの電圧を発生させる）抵抗検出回路２７を備えている。そして、劣化評価処理装置２１は、この抵抗検出回路２７で検出されるラベル抵抗素子２６の抵抗値に基づいて、個々の湿度センサ２３の特性を認識し、それに応じて、ＨＣ吸着材１２の劣化状態の評価処理に関連したパラメータ（詳細は後述する）の値を設定するようにしている。尚、図４中の（　）内の参照符号２４は、後述の第２実施形態に係わる参照符号である。
【００５１】
図１に示すように、前記ＥＣＵ２０には、図示しないセンサからエンジン１の回転数ＮＥ、機関温度ＴＷ（具体的にはエンジン１の冷却水温）等の検出データが与えられると共に、図示しない運転スイッチからエンジン１の運転開始指令信号や運転停止指令信号が与えられるようになっている。そして、ＥＣＵ２０は、与えられた検出データや指令信号、あらかじめ定められた制御プログラム等に基づいてエンジン１の運転制御を行う。具体的には、図示しないアクチュエータを介したスロットル弁２の開度制御、燃料噴射器３の燃料噴射量の制御、図示しない点火装置の制御、図示しないスタータモータによるエンジン１の始動制御、前記ＥＧＲ通路１４の開閉弁１６の制御、前記排ガス浄化装置７の切換弁１８の駆動制御等を行う。
【００５２】
前記劣化評価処理装置２１には、前記湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲ（相対湿度の検出信号）や、該湿度センサ２３の個体毎の特性を表す前記ラベル抵抗素子２６の抵抗値の検出データが与えられると共に、前記ＥＣＵ２０からエンジン１の機関温度ＴＷの検出データ、該ＥＣＵ２０がエンジン１の燃料噴射量を制御するために生成する燃料噴射量指令値Ｔｏｕｔ（燃料噴射器３による燃料噴射量を規定するもの）等が与えられるようになっている。そして、劣化評価処理装置２１は、与えられたデータやあらかじめ定められたプログラム等に基づいて、後述するように排ガス浄化装置７のＨＣ吸着材１２の劣化状態を評価（把握）する。この場合、劣化評価処理装置２１は、ＨＣ吸着材１２の劣化状態を、排ガス浄化装置７の交換を要する程度に劣化が進行した状態（以下、劣化進行状態という）と、該劣化進行状態までには至らない状態（以下、未劣化状態という）とに分別して評価するようにしている。そして、該劣化評価処理装置２１は、ＨＣ吸着材１２の劣化状態が前記劣化進行状態であると判断したときに、その旨を前記劣化報知器２２により報知させるようにしている。尚、劣化評価処理装置２１は、本発明の第１の態様における変転タイミング検知手段、評価パラメータ取得手段、特性変化検知手段、特性変化補償手段としての機能を有するものである。
【００５３】
次に、本実施形態の装置の作動、特に、ＨＣ吸着材１２の劣化状態の評価に係わる作動を詳細に説明する。エンジン１の運転を開始すべく図示しない運転スイッチをＯＮ操作すると、ＥＣＵ２０及び劣化評価処理装置２１が起動する。そして、ＥＣＵ２０は、前記切換弁１８を図示しないモータにより図２の仮想線示の状態に駆動しておく。これにより、分流路８，９の分流箇所で、分流路８が第２排気管５ｂに対して遮断されると共に、分流路９が第２排気管５ｂに対して開通する。次いで、ＥＣＵ２０は、図示しないスタータモータを制御して、エンジン１のクランク軸（図示しない）を回転駆動させる。さらに、ＥＣＵ２０は、燃焼噴射器３を制御してエンジン１への燃料供給を行わしめると共に、図示しない点火装置を制御することで、エンジン１を始動させる。
【００５４】
このようにしてエンジン１の運転が開始されると、該エンジン１の排ガスは、前記第１排気管５ａ、触媒装置６、第２排気管５ｂ、分流路９、バイパス排気通路１１（ＨＣ吸着材１２を含む）、及び第３排気管５ｃを介して大気側に排出される。このとき、排ガスがバイパス排気通路１１のＨＣ吸着材１２を通過する過程で、該排ガス中のＨＣがＨＣ吸着材１２により吸着される。従って、エンジン１の冷間始動を行った場合のように触媒装置６が未だ活性化していない段階であっても、大気側にＨＣが排出されるのが防止される。尚、ＨＣ吸着材１２は、排ガス中のＨＣを吸着すると共に、該排ガス中の水分も吸着する。また、触媒装置６が排ガスにより加熱されて活性化した状態では、排ガス浄化装置７の切換弁１８は図２の実線示の位置に制御される。従って、エンジン１の排ガスは、通常時は、ハウジング１０内の排気通路１３を通って大気側に排出される。さらに、ＨＣ吸着材１２が排ガスにより加熱された後に、該ＨＣ吸着材１２から脱離するＨＣは、エンジン１の所要の運転条件下で、適宜、ＥＧＲ通路１６を介してエンジン１の吸気側に還流され、該エンジン１で燃焼する。
【００５５】
一方、劣化評価処理装置２１は、その起動後、図６並びに図９及び図１０のフローチャートに示す処理を実行し、ＨＣ吸着材１２の劣化状態を評価する。ここで、劣化評価処理装置２１の処理を具体的に説明する前に、エンジン１の運転開始後の湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲの経時的な推移特性と、本実施形態におけるＨＣ吸着材１２の劣化状態の評価手法の基本的な概要とについて図５を参照して説明しておく。
【００５６】
エンジン１の運転が開始されると、前述したようにエンジン１の下流の排気系を経て排ガス浄化装置７のＨＣ吸着材１２にエンジン１の排ガスが供給される。このときのエンジン１の下流の排気系及びＨＣ吸着材１２の温度は、該排ガス中の水分の露点温度以下であるので、ＨＣ吸着材１２の上流側での排ガスの相対湿度は、比較的高湿度（約１００％）でほぼ一定となる。尚、ＨＣ吸着材１２の上流側の相対湿度は、エンジン１の運転開始時から瞬時に高湿度になるわけではなく、エンジン１の運転開始時から若干の遅れを有して、低湿度側から高湿度側に変化する（図５の二点鎖線のグラフｃを参照）。これは、エンジン１の排ガス（高湿度の排ガス）がＨＣ吸着材１２の上流側に到達するまでには若干の時間を要すること、エンジン１の運転停止中にＨＣ吸着材１２が周囲の水分を多少吸着して、該ＨＣ吸着材１２の周囲の相対湿度が比較的低湿度になっていること、排ガス浄化装置６の上流側の触媒装置６による吸湿、等に起因するものである。
【００５７】
エンジン１の運転開始によりＨＣ吸着材１２に該排ガスが供給されると、該排ガスがＨＣ吸着材１２を通過する過程で該排ガス中の水分がＨＣと共にＨＣ吸着材１２に吸着される。このため、ＨＣ吸着材１２の下流側の湿度センサ２３の箇所における相対湿度は、エンジン１の運転開始直後は、比較的低湿度なものとなり、ひいては湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲは比較的高レベルの電圧となる。このとき、ＨＣ吸着材１２の下流側の湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲは、外乱の影響等による若干の変動を生じるものの、エンジン１の運転開始直後は、例えば図５の実線のグラフａで示すように概ね一定となる（湿度センサ２３の箇所の排ガスの相対湿度が低湿度側でほぼ一定となる）。
【００５８】
そして、ＨＣ吸着材１２による水分の吸着が進行し、その吸着が飽和すると（この時、ＨＣ吸着材１２によるＨＣの吸着も飽和する）、該ＨＣ吸着材１２による水分の吸着が行われなくなるため、該ＨＣ吸着材１２の下流側の相対湿度は、排ガスの本来の高湿度側の相対湿度（ＨＣ吸着材１２の上流側での排ガスの相対湿度）に向かって増加していく。このため、湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲは、前記グラフａで示すように、高レベル側の電圧から、本来の排ガスの相対湿度に対応する低レベル側の電圧に向かって単調に減少していく状態に変転する。
【００５９】
この場合、ＨＣ吸着材１２の劣化が進行している程、ＨＣ吸着材１２が飽和するまでに吸着し得る水分及びＨＣの量が減少する。このため、エンジン１の運転開始後、湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲが高レベル側の電圧から、単調的な減少状態に変転するタイミング（変転タイミング）までに、排ガスを介してＨＣ吸着材１２に供給される水分の総量、すなわち、積算水分量は、ＨＣ吸着材１２の劣化の進行に伴い少なくなる。従って、エンジン１の運転開始時後、前記変転タイミングまでにＨＣ吸着材１２に供給された積算水分量がＨＣ吸着材１２の劣化状態（劣化度合い）に応じたものとなる。
【００６０】
また、エンジン１に供給される燃料の量（燃料噴射量）と、その燃料及び空気の混合気の燃焼により排ガス中に含まれる水分の量との間にはほぼ一定の相関関係がある。そして、エンジン１の運転開始後、ＨＣ吸着材１２に排ガスを介して供給される積算水分量は、例えば前記ＥＣＵ２０が所謂ＴＤＣ信号に同期したタイミング（エンジン１の回転数ＮＥに同期したタイミング）で生成する燃料噴射量指令値Ｔｏｕｔ（燃料噴射器３の開弁時間を規定する指令値）の積算値にほぼ比例するものとなる。従って、エンジン１の運転開始時から、該燃料噴射量指令値Ｔｏｕｔの積算値（累積加算値）を逐次算出すれば、その積算値はＨＣ吸着材１２に供給された積算水分量を表す積算水分量データとなる。
【００６１】
そこで、本実施形態では、劣化評価処理装置２１は、基本的には、エンジン１の運転開始時後、ＥＣＵ２０から与えられる燃料噴射量指令値Ｔｏｕｔを逐次累積加算することで、積算水分量データとしての燃料噴射量指令値Ｔｏｕｔの積算値（以下、積算燃料噴射量ΣＴｏｕｔという）を逐次求める。さらにこれと並行して、劣化評価処理装置２１は、湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲが高レベル側の電圧から低レベル側の電圧に向かって単調的な減少状態に転じる変転タイミング（ＨＣ吸着材１２による水分の吸着が飽和するタイミング）を検知する。この場合、劣化評価処理装置２１は、変転タイミング前における湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲの外乱等による変動を考慮し、エンジン１の運転開始後、該湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲが極大値となる状態（出力電圧ＶＨＲが表す相対湿度が極小値となる状態）を逐次検索し、該出力電圧ＶＨＲが最後に極大値を採ってから、所定の設定値ΔＶｈｒだけ減少した時点（図５の時刻ｔ２）を前記変転タイミングとして検知する。そして、その変転タイミングにおける積算燃料噴射量ΣＴｏｕｔ（図５のＱｒ）を劣化評価用パラメータＱｒとして取得し、その劣化評価用パラメータＱｒを所定の閾値と比較することでＨＣ吸着材１２の劣化状態を評価する。このようにして得られる劣化評価用パラメータＱｒは、基本的にはエンジン１の運転開始後、ＨＣ吸着材１２が吸着した水分の総量に応じたものとなる。従って、ＨＣ吸着材１２の劣化が進行するほど、劣化評価用パラメータＱｒの値は小さくなる。
【００６２】
尚、本実施形態では、積算燃料噴射量ΣＴｏｕｔを積算水分量データとして用いるが、該積算水分量データは、これに限られるものではない。例えば、エンジン１の運転開始時からの吸入空気量の検出値もしくは推定値の積算値を積算水分量データとして用いてもよい。また、エンジン１のアイドリング運転状態では、エンジン１の運転開始時からの経過時間を積算水分量データとして用いるようにしてもよい。
【００６３】
ところで、上述のような湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲの推移特性は、湿度センサ２３の経年的な劣化等による特性変化の影響も受ける。ここで、図５の実線の前記グラフａは、湿度センサ２３が新品状態である場合に対応するものである。そして、該湿度センサ２３の劣化による特性変化が生じている状態では、エンジン１の運転開始後の湿度センサ２３の推移特性は、例えば、図５の破線のグラフｂで示すようなものとなる。すなわち、湿度センサ２３の劣化に伴う特性変化が生じている状態では、湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲが高レベル側の電圧から低レベル側の電圧に向かって減少していく際の減少度合い（グラフｂの傾き）が、湿度センサ２３の新品状態のときよりも小さくなり、該出力電圧ＶＨＲの減少がより緩やかになる。
【００６４】
また、ＨＣ吸着材１２による水分の吸着の飽和後に、湿度センサ２３の箇所の排ガスの相対湿度が最終的に高湿度側の相対湿度（ほぼ１００％の相対湿度）になった状態における湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲ（例えば時刻ｔ３における出力電圧ＶＨＲ）は、湿度センサ２３の劣化の進行に伴い、高レベル側に変位する（オフセットを生じる）。さらに、個々の湿度センサ１９の特性のばらつきに起因して、湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲの推移特性は、湿度センサ２３の劣化状態が同程度であっても、若干の変動を生じる。例えば、湿度センサ２３が新品状態であっても、ＨＣ吸着材１２による水分の吸着の飽和後、湿度センサ２３の箇所の排ガスの相対湿度が高湿度側のほぼ一定の相対湿度になった状態における湿度センサの出力電圧ＶＨＲ（図５のＶＨＲ／ＩＮＩ）は、個々の湿度センサ２３の回路特性等のばらつき等に起因して、湿度センサ２３毎に若干のばらつきを生じる。
【００６５】
そこで、本実施形態におけるＨＣ吸着材１２の劣化状態の評価処理では、上記のような湿度センサ２３の特性変化や、個々の湿度センサ２３毎の特性のばらつきの影響を後述するように補償するようにしている。
【００６６】
以上説明したことを基礎として、劣化評価処理装置２１の処理の詳細を以下に説明する。劣化評価処理装置２１は、その起動後、まず、図６のフローチャートに示す処理を実行する。この処理は、エンジン１の運転開始時（エンジン１の始動時）にのみ実行される処理である。図６の処理では、劣化評価処理装置２１は、まず、前回のエンジン１の運転中にＨＣ吸着材１２が吸着したＨＣの脱離が完了したか否かをそれぞれ値「１」、「０」で示すフラグＦ／ＨＣＰＧの値を判断する（ＳＴＥＰ１）。
【００６７】
ここで、このフラグＦ／ＨＣＰＧは、エンジン１の運転中にＥＣＵ２０が設定するフラグである。この場合、ＥＣＵ２０は、例えば、ＨＣ吸着材１２の温度状態が該ＨＣ吸着材１２に吸着されているＨＣを脱離する温度以上の温度となっている状態において、前記ＥＧＲ通路１４の開閉弁１６の開弁制御により該ＥＧＲ通路１４を流れたガス流量の積算値を求めるようにしている。そして、ＥＣＵ２０は、その積算値があらかじめ定めた所定値以上になったときに、ＨＣ吸着材１２のＨＣの脱離が完了（このとき、ＨＣ吸着材１２の水分の脱離も完了する）したものとして、前記フラグＦ／ＨＣＰＧの値を「１」に設定し、該積算値が所定値に満たないときには、フラグＦ／ＨＣＰＧの値を「０」に設定するようにしている。尚、このフラグＦ／ＨＣＰＧは、エンジン１の運転停止中も失われることがないように、エンジン１の運転停止時に図示しないＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリ（あるいは電源が常時供給されるメモリ）に記憶保持される。そして、ＳＴＥＰ１では、この記憶保持されたフラグＦ／ＨＣＰＧの値が判断される。
【００６８】
ＳＴＥＰ１で、Ｆ／ＨＣＰＧ＝０である場合には、前回のエンジン１の運転中にＨＣ吸着材１２のＨＣの脱離、ひいては水分の脱離が完了していない（ＨＣ吸着材１２が今回のエンジン１の運転開始時に既に水分を吸着している）ので、劣化評価処理装置２１は、フラグＦ／ＭＣＮＤの値を「０」に設定し（ＳＴＥＰ１２）、図６の処理を終了する。ここで、フラグＦ／ＭＣＮＤは、その値が「０」であるとき、ＨＣ吸着材１２の劣化状態を評価するのに不適切な状態であるか、もしくは今回のエンジン１の運転時の劣化状態の評価処理を既に終了した状態であることを意味し、値が「１」であるときには、ＨＣ吸着材１２の劣化状態の評価処理を行うべき状態であることを意味する。
【００６９】
ＳＴＥＰ１でＦ／ＨＣＰＧ＝１である場合には、劣化評価処理装置２１は次に、エンジン１の現在の機関温度ＴＷ（以下、初期機関温度ＴＷという）の検出データを、該エンジン１の運転開始時のＨＣ吸着材１２の温度状態を表すデータとして前記ＥＣＵ２０から取得する（ＳＴＥＰ２）。尚、このデータは、例えばＨＣ吸着材１２もしくはその近傍の温度を検出する温度センサを備えている場合には、そのセンサによる検出値を用いてもよい。
【００７０】
次いで、劣化評価処理装置２１は、前記初期機関温度ＴＷが所定の範囲内（ＴＷＬ≦ＴＷ≦ＴＷＨ）にあるか否かを判断する（ＳＴＥＰ３）。このとき、初期機関温度ＴＷが、上記所定範囲内に無い場合には、ＨＣ吸着材１２の劣化状態の評価を適正に行い得る状態でないとして、前記フラグＦ／ＭＣＮＤの値が「０」に設定され（ＳＴＥＰ１２）、図６の処理が終了される。このようにするのは、ＨＣ吸着材１２の温度が過剰に低い（例えば０℃以下）場合、あるいは過剰に高い場合（例えば５０℃以上）には、ＨＣ吸着材１２の劣化状態の評価を適正に行うことが困難であるからである。
【００７１】
また、ＳＴＥＰ３の判断で、初期機関温度ＴＷが上記所定範囲内の温度である場合には、劣化評価処理装置２１は、さらに今回のエンジン１の運転開始前のソークが完了しているか否かを判断する（ＳＴＥＰ４）。ここで、ソークが完了した状態は、エンジン１やその排気系（排ガス浄化装置７等）の温度が、エンジン１の運転終了後、大気温度と同程度の温度（定常的な温度）にまで下降した状態を意味している。そして、ＳＴＥＰ４の判断は、例えば、エンジン１の運転終了後の経過時間に基づいて行われ、該経過時間が例えば４時間以上であれば、ソークが完了したと判断される。尚、大気温度センサを備えている場合には、例えばエンジン１の機関温度ＴＷの検出値が大気温度の検出値にほぼ収束しているか否かでＳＴＥＰ４の判断を行うようにしていもよい。
【００７２】
上記ＳＴＥＰ４の判断結果がＮＯである場合（ソークが未完了である場合）には、ＨＣ吸着材１２の劣化状態の評価を適正に行い得る状態でないとして、前記フラグＦ／ＭＣＮＤの値が「０」に設定され（ＳＴＥＰ１２）、図６の処理が終了される。このようにするのは、ソークが完了していない状態では、エンジン１やＨＣ吸着材１２の余熱等の影響で、ＨＣ吸着材１２の近傍等の湿度（相対湿度）やＨＣ吸着材１２の水分吸着能力等が不安定になりやすいからである。
【００７３】
前記ＳＴＥＰ４の判断結果がＹＥＳである場合（ソークが完了している場合）には、ＨＣ吸着材１２の劣化状態の評価処理を実行するための基本要件が満たされているので、劣化評価処理装置２１は前記フラグＦ／ＭＣＮＤの値を「１」に設定する（ＳＴＥＰ５）。さらに、劣化評価処理装置２１は、湿度センサ２３の現在の出力電圧ＶＨＲのデータを該湿度センサ２３から取得すると共に、前記ラベル抵抗素子２６の抵抗値ＬＢＲのデータを前記抵抗検出回路２７を介して取得する（ＳＴＥＰ６）。
【００７４】
そして、劣化評価処理装置２１は、ＳＴＥＰ６で取得した湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲの現在値を、湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲの極大値の最新値を表すパラメータＶＨＲ／ＭＡＸ（以下、極大出力パラメータＶＨＲ／ＭＡＸという）と、該出力電圧ＶＨＲの前回値（後述する図９及び図１０の処理を行うサイクルタイム毎の前回値）を表すパラメータＶＨＲ／ＰＲＥ（以下、前回出力パラメータＶＨＲ／ＰＲＥという）との初期値として設定する（ＳＴＥＰ７）。尚、本実施形態の湿度センサ２３の出力特性は、前述のように相対湿度の増加に伴い出力電圧ＶＨＲが低下していくネガティブ特性（図３参照）であるので、湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲの極大値は、該湿度センサ２３が検出する相対湿度（出力電圧ＶＨＲから図３の特性に基づき把握される湿度）の極小値に相当するものである。
【００７５】
次いで、劣化評価処理装置２１は、前記ＳＴＥＰ６で取得した前記ラベル抵抗素子２６の抵抗値ＬＢＲの検出データから、ＨＣ吸着材１２の後述の劣化評価処理に際しての個々の湿度センサ２３の特性のばらつきの影響を補償するためのパラメータＶＨＲ／ＩＮＩの値を設定する（ＳＴＥＰ８）。このパラメータＶＨＲ／ＩＮＩは、前記図５に示したように、湿度センサ２３が新品状態である場合において、エンジン１の運転開始後、湿度センサ２３の箇所の相対湿度が高湿度側のほぼ一定の湿度になった状態（ほぼ１００％の湿度状態）での湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲを意味するものであり、前述したように個々の湿度センサ２３の回路特性等のばらつきに起因して、個々の湿度センサ２３毎にその値がばらつきを生じる。このため、本実施形態では、このパラメータＶＨＲ／ＩＮＩの値を個々の湿度センサ２３毎の特性を表す基本的な指標とし、このパラメータＶＨＲ／ＩＮＩの値を用いて後述するように個々の湿度センサ２３の特性のばらつきの影響を補償するようにしている。そして、ＳＴＥＰ８では、該パラメータＶＨＲ／ＩＮＩ（以下、センサ個別特性パラメータＶＨＲ／ＩＮＩという）の値は、あらかじめ定められたデータテーブル等に基づいて前記ラベル抵抗素子２６の抵抗値ＬＢＲの検出データから求められる。
【００７６】
次いで、劣化評価処理装置２１は、湿度センサ２３の特性変化（湿度センサ２３の新品状態からの劣化に伴う特性変化）を表すものとしてエンジン１の過去の運転時（通常は前回の運転時）に取得したパラメータＶＨＲ／ＯＦＦの値に応じて、前記変転タイミングを検知するための前記設定値ΔＶｈｒの値（湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲの極大値からの変化量に対する閾値）を設定する（ＳＴＥＰ９）。ここで、パラメータＶＨＲ／ＯＦＦは、前記図５に示したように、エンジン１の運転開始後、湿度センサ２３の箇所の相対湿度が高湿度側のほぼ一定の湿度になった状態での湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲの、前記センサ個別特性パラメータＶＨＲ／ＩＮＩ（湿度センサ２３の新品状態での出力電圧）からの変化量（オフセット量）を意味するものであり、前述したように湿度センサ２３の劣化の進行に伴い増加する。このため、本実施形態では、このパラメータＶＨＲ／ＯＦＦを湿度センサ２３の劣化による特性変化（劣化度合い）を表す特性変化検知用データとして用いる。尚、センサ劣化パラメータＶＨＲ／ＯＦＦは、後述するエンジン１の運転時の処理で求められるものであり、エンジン１の運転開始時にＳＴＥＰ９で変転タイミング検知用設定値ΔＶｈｒの設定に用いるセンサ劣化パラメータＶＨＲ／ＯＦＦは、より詳しくは、エンジン１の過去の運転時に求めたもののうち、最新のものである。
【００７７】
また、エンジン１の運転開始後、湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲが高レベル側から低レベル側に変転するとき、該出力電圧ＶＨＲの減少度合いは、前述したように湿度センサ２３の劣化の進行に伴い小さくなる（減少時の傾きが小さくなる）。このため、仮に前記設定値ΔＶｈｒを一定値とすると、湿度センサ２３の劣化の進行に伴い、ＨＣ吸着材１２による水分の吸着の飽和に応じた前記変転タイミングの検知時点がより遅れてしまうこととなる。そこで、ＳＴＥＰ９では、劣化評価処理装置２１は、図７に示すようにあらかじめ定めたデータテーブルにより、前記設定値ΔＶｈｒ（以下、変転タイミング検知用設定値ΔＶｈｒという）を前記パラメータＶＨＲ／ＯＦＦ（以下、センサ劣化パラメータＶＨＲ／ＯＦＦという）に応じて設定する。この場合、センサ劣化パラメータＶＨＲ／ＯＦＦが大きい程、湿度センサ２３の劣化度合いが大きいので、変転タイミング検知用設定値ΔＶｈｒは基本的には、センサ劣化パラメータＶＨＲ／ＯＦＦの値が大きい程、より小さい値に設定される。
【００７８】
次いで、劣化評価処理装置２１は、ＳＴＥＰ２で取得した初期機関温度ＴＷの検出データから、図８に示すようにあらかじめ定められたデータテーブルにより、ＨＣ吸着材１２が前記劣化進行状態であるか前記未劣化状態であるかを判断するための劣化評価用閾値ＴＲＳＤＴを求める（ＳＴＥＰ１０）。ここで、劣化評価用閾値ＴＲＳＤＴは、ＨＣ吸着材１２が前記未劣化状態と劣化進行状態との境界の劣化状態であるときに、該ＨＣ吸着材１２が吸着可能な水分の最大量に対応するものである。そして、ＨＣ吸着材１２は、その温度が低い程、吸着可能な水分及びＨＣの最大量が多くなる。このため、図８のデータテーブルでは、劣化評価用閾値ＴＲＳＤＴは、基本的には、エンジン１の初期機関温度ＴＷが低い程（エンジン１の運転開始時のＨＣ吸着材１２の温度が低い程）、大きな値になるように実験等に基づいて定められている。尚、本実施形態では、先にも述べたように、ＨＣ吸着材１２の劣化状態を評価するための劣化評価用パラメータＱｒとして、エンジン１の運転開始時から前記変転タイミングまでの積算燃料噴射量ΣＴｏｕｔが用いられる。従って、上記劣化評価用閾値ＴＲＳＤＴは、その変転タイミングにおける積算燃料噴射量Ｑｒ＝ΣＴｏｕｔに対する閾値である。
【００７９】
次いで、劣化評価処理装置２１は、エンジン１の運転開始時からの経過時間（以下、エンジン運転経過時間という）を計時するタイマＴＭ（カウントアップタイマ）の値を「０」に初期化すると共に、フラグＦ／ＨＲＷＥＴの値を「０」に初期化し（ＳＴＥＰ１１）、図６の処理を終了する。ここで、フラグＦ／ＨＲＷＥＴは、エンジン１の運転開始後の湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲが高レベル側から低レベル側に変転したか否かをそれぞれ値「１」、「０」で表すフラグである。
【００８０】
劣化評価処理装置２１は、上記のように図６の処理をエンジン１の運転開始時（エンジン１の始動時）に実行した後、図９及び図１０のフローチャートに示す処理を所定のサイクルタイムで実行し、ＨＣ吸着材１２の劣化状態を評価する。
【００８１】
図９，１０の処理（劣化評価処理という）では、劣化評価処理装置２１は、まず、エンジン１の運転開始時に前述のように設定したフラグＦ／ＭＣＮＤの値を判断する（ＳＴＥＰ２１）。このとき、Ｆ／ＭＣＮＤ＝０である場合には、ＨＣ吸着材７の劣化状態の評価を行うのに不適切な状態であるか、もしくは劣化状態の評価処理を既に終了した状態であるので、劣化評価処理装置２１は、図９、１０の劣化評価処理を終了する。
【００８２】
また、ＳＴＥＰ２１でＦ／ＭＣＮＤ＝１である場合には、劣化評価処理装置２１は、前記エンジン運転経過時間を計時するための前記タイマＴＭの値（これは、エンジン１の運転開始時の図６の処理で「０」に初期化されている）を所定値ΔＴＭ（固定値）だけ増加させた後（ＳＴＥＰ２２）、さらに前記フラグＦ／ＨＲＷＥＴの値を判断する（ＳＴＥＰ２３）。このときフラグＦ／ＨＲＷＥＴの値は、エンジン１の運転開始時の図６の処理で「０」に初期化されているので、エンジン１の運転開始直後の状態では、Ｆ／ＨＲＷＥＴ＝０である。尚、前記タイマＴＭの値は、エンジン運転経過時間を表すので、以下の説明では、エンジン運転経過時間に参照符号ＴＭを付する。
【００８３】
このＳＴＥＰ２３の判断でＦ／ＨＲＷＥＴ＝０である場合には、劣化評価処理装置２１は、湿度センサ２３の現在の出力電圧ＶＨＲの検出データを該湿度センサ２３から取得すると共に、現在の燃料噴射量指令値ＴｏｕｔをＥＣＵ２０から取得する（ＳＴＥＰ２４）。次いで、劣化評価処理装置２１は、該燃料噴射量指令値Ｔｏｕｔの積算値（累積加算値）である前記積算燃料噴射量ΣＴｏｕｔを算出する（ＳＴＥＰ２５）。この算出は、ＳＴＥＰ２５の処理の実行毎に、積算燃料噴射量ΣＴｏｕｔの現在値に、ＳＴＥＰ２４で取得した燃料噴射量指令値Ｔｏｕｔを加算することによりなされる。
【００８４】
次いで、劣化評価処理装置２１は、ＳＴＥＰ２４で取得した湿度センサ２３の現在の出力電圧ＶＨＲを前記前回出力パラメータＶＨＲ／ＰＲＥの現在値と比較する（ＳＴＥＰ２６）。このとき、ＶＨＲ＞ＶＨＲ／ＰＲＥであるときには、劣化評価処理装置２１は、前記極大出力パラメータＶＨＲ／ＭＡＸの値を湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲの現在値に更新した後（ＳＴＥＰ２７）、前回出力パラメータＶＨＲ／ＰＲＥの値を出力電圧ＶＨＲの現在値に更新する（ＳＴＥＰ２８）。また、ＳＴＥＰ２６で、ＶＨＲ≦ＶＨＲ／ＰＲＥであるときには、劣化評価処理装置２１は、極大出力パラメータＶＨＲ／ＭＡＸの値を更新することなく、上記ＳＴＥＰ２８で前回出力パラメータＶＨＲ／ＰＲＥの値を更新する。これらのＳＴＥＰ２６〜２８の処理により、エンジン１の運転開始後、湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲの極大値（該出力電圧ＶＨＲが表す相対湿度が極小値を採る状態）が逐次検索されることとなる。
【００８５】
次いで、劣化評価処理装置２１は、湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲの現在値を、現在の極大出力パラメータＶＨＲ／ＭＡＸの値（ＶＨＲ／ＭＡＸの最新値）から、前記図６の処理で設定した変転タイミング検知用設定値ΔＶｈｒを差し引いた値（ＶＨＲ／ＭＡＸ−ΔＶｈｒ）と比較する（ＳＴＥＰ２９）。このとき、ＶＨＲ＞ＶＨＲ／ＭＡＸ−ΔＶｈｒである場合、すなわち、湿度センサ２３の現在の出力電圧ＶＨＲが、未だ、最新の極大出力パラメータＶＨＲ／ＭＡＸからΔＶｈｒ以上、減少した状態となっていない場合には、今回のサイクルタイムのタイミングは、未だ前記変転タイミングに達していない。そして、この場合には、劣化評価処理装置２１は、今回のサイクルタイムでの劣化評価処理を終了する。
【００８６】
前記ＳＴＥＰ２９で、ＶＨＲ≦ＶＨＲ／ＭＡＸ−ΔＶｈｒである場合には、湿度センサ２３の現在の出力電圧ＶＨＲが、最新の極大出力パラメータＶＨＲ／ＭＡＸからΔＶｈｒ以上、減少した状態となっている。そして、この場合には、劣化評価処理装置２１は、今回のサイクルタイムのタイミング（図５では時刻ｔ２）が前記変転タイミングであるとして、現在の積算燃料噴射量ΣＴｏｕｔをＨＣ吸着材１２の劣化状態を評価するための劣化評価用パラメータＱｒとして保持する（ＳＴＥＰ３０）。さらに、劣化評価処理装置２１は、湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲが高レベル側から低レベル側に変転したので、前記フラグＦ／ＨＲＷＥＴの値を「１」に設定した後（ＳＴＥＰ３３）、今回のサイクルタイムの劣化評価処理を終了する。
【００８７】
上述のようにして、湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲの変転タイミングが検知され、劣化評価用パラメータＱｒが得られた後には、フラグＦ／ＨＲＷＥＴの値に関するＳＴＥＰ２３の判断結果がＮＯとなる。このとき、図１０に示すように、劣化評価処理装置２１は、次に、エンジン運転経過時間ＴＭが所定値ＴＭＳＨに達したか否かを判断する（ＳＴＥＰ３２）。ここで、ＳＴＥＰ３２の判断は、湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲが、前記変転タイミングの後に低レベル側のほぼ一定の電圧に収束した状態となっているか否かを判断するためのものである。このため、該所定値ＴＭＳＨは、図５に示したように、エンジン運転経過時間ＴＭが該所定値ＴＭＳＨに達したときには、湿度センサ２３の劣化状態等によらずに、該湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲが低レベル側のほぼ一定値の電圧に収束するような値にあらかじめ定められている。そして、ＳＴＥＰ３２の判断結果がＮＯである場合には、湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲが未だ減少途中である可能性があるので、劣化評価処理装置２１は、今回のサイクルタイムにおける劣化評価処理を終了する。尚、本実施形態では、エンジン運転経過時間ＴＭを所定値ＴＭＳＨと比較することで、湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲが、前記変転タイミングの後に低レベル側のほぼ一定の電圧に収束した状態となっているか否かを判断しているが、例えば、積算水分量データとしての前記積算燃料噴射量ΣＴｏｕｔを所定値と比較することで、湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲが、前記変転タイミングの後に低レベル側のほぼ一定の電圧に収束した状態となっているか否かを判断するようにしてもよい。
【００８８】
ＳＴＥＰ３２で、ＴＭ≧ＴＭＳＨである場合には、劣化評価処理装置２１は、次に、湿度センサ２３の現在の出力電圧ＶＨＲの検出データを取得する（ＳＴＥＰ３３）。そして、劣化評価処理装置２１は、センサ劣化パラメータＶＨＲ／ＯＦＦの現在値（今回のエンジン１の運転開始時に前記図６の処理で変転タイミング検知用設定値ΔＶｈｒを設定するために用いたＶＨＲ／ＯＦＦの値）を、パラメータＡの値として記憶した後（ＳＴＥＰ３４）、湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲの現在値（ＳＴＥＰ３３での取得値）から、エンジン１の運転開始時の前記図６の処理で前記ラベル抵抗素子２６の抵抗値ＬＢＲに応じて（湿度センサ２３の個々の特性に応じて）求めたセンサ個別特性パラメータＶＨＲ／ＩＮＩを減算した値を、新たにセンサ劣化パラメータＶＨＲ／ＯＦＦの値として求める（ＳＴＥＰ３５）。このようにして求められるセンサ劣化パラメータＶＨＲ／ＯＦＦは、湿度センサ２３毎の個別特性パラメータＶＨＲ／ＩＮＩを基準とする湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲのオフセット量（湿度センサ２３の劣化に伴うオフセット量）であるので、個々の湿度センサ２３の特性のばらつきによらずに、湿度センサ２３の現在の劣化状態（特性変化状態）を表すものとなる。尚、このセンサ劣化パラメータＶＨＲ／ＯＦＦの値は、エンジン１の運転停止時にも失われることがないように、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリ、あるいは、電源電力が常時供給されるメモリに記憶保持される。
【００８９】
次いで、劣化評価処理装置２１は、新たに求めたセンサ劣化パラメータＶＨＲ／ＯＦＦと、先に一時パラメータＡの値として記憶した前回のセンサ劣化パラメータの値との偏差の絶対値｜ＶＨＲ／ＯＦＦ−Ａ｜が所定値εよりも小さいか否かを判断する（ＳＴＥＰ３６）。ここで、所定値εは、十分に小さな正の値にあらかじめ定められており、ＳＴＥＰ３６の判断結果がＮＯとなる状態は、今回のエンジン１の運転開始時に前記図６の処理で変転タイミング検知用設定値ΔＶｈｒを設定するために用いたＶＨＲ／ＯＦＦの値が、新たに求めたセンサ劣化パラメータＶＨＲ／ＯＦＦの値（これは現在の湿度センサ２３の劣化度合いを表している）に対して誤差が比較的大きい状態であることを意味している。従って、ＳＴＥＰ３８の判断結果がＮＯとなるときには、今回のエンジン１の運転時に前記ＳＴＥＰ２９で用いた変転タイミング検知用設定値ΔＶｈｒが、現在の湿度センサ２３の劣化状態に対応したものとなっていない虞れがある。そこで、この場合には、劣化評価処理装置２１は、前記劣化評価用パラメータＱｒ（今回のエンジン１の運転時にＳＴＥＰ３０で求めたもの）に基づくＨＣ吸着材１２の実質的な劣化状態の評価を行わず、ＳＴＥＰ４１で、フラグＦ／ＭＣＮＤの値を「０」にリセットした後に、今回のサイクルタイムにおける劣化評価処理を終了する。従って、この場合には、以後は、劣化評価処理が実質的に中止されることとなる。
【００９０】
一方、ＳＴＥＰ３６の判断結果がＹＥＳである場合には、劣化評価処理装置２１は、前記ＳＴＥＰ３０で求めた劣化評価用パラメータＱｒの値に基づいて、ＨＣ吸着材１２の劣化状態が前記未劣化状態であるか劣化進行状態であるかの判断（劣化状態の実質的な評価）を、ＳＴＥＰ３７〜４０で実行する。すなわち、ＳＴＥＰ３０で求めた劣化評価用パラメータＱｒの値をエンジン１の運転開始時に図６の処理で設定した劣化評価用閾値ＴＲＳＤＴと比較し（ＳＴＥＰ３７）、Ｑｒ＞ＴＲＳＤＴである場合には、ＨＣ吸着材１２の劣化状態が未劣化状態であるか劣化進行状態であるかをそれぞれ値「０」、「１」で表すフラグＦ／ＴＲＳの値を「０」（未劣化状態）に設定する（ＳＴＥＰ３８）。また、Ｑｒ≦ＴＲＳＤＴである場合には、劣化評価処理装置２１は、ＨＣ吸着材１２の劣化状態が劣化進行状態であるとして、フラグＦ／ＴＲＳの値を「１」に設定し（ＳＴＥＰ３９）、さらにその旨を前記劣化報知器２２により報知させる（ＳＴＥＰ４０）。そして、このようにＨＣ吸着材１２の劣化状態を判断した後には、前記ＳＴＥＰ４１でフラグＦ／ＭＣＮＤの値を「０」にリセットし、劣化評価処理を終了する。
【００９１】
以上説明した本実施形態では、前記変転タイミング検知用設定値ΔＶｈｒが、湿度センサ２３の劣化に伴う特性変化を表す前記センサ劣化パラメータＶＨＲ／ＯＦＦに応じて設定される。また、センサ劣化パラメータＶＨＲ／ＯＦＦの基準となる基準値ＶＨＲ／ＩＮＩは、湿度センサ２３の個々の特性を表す前記ラベル抵抗素子２６の抵抗値ＬＢＲに応じて設定される。このため、該変転タイミング検知用設定値ΔＶｈｒを用いて検知される変転タイミングは、湿度センサ２３の劣化に伴う特性変化や、該湿度センサ２３の個々の特性のばらつきによらずに、ＨＣ吸着材１２の劣化状態に応じたものになる。このため、該変転タイミングにおける積算燃料噴射量ΣＴｏｕｔとして得られる劣化評価用パラメータＱｒは、ＨＣ吸着材１２の劣化状態（より正確にはＨＣ吸着材１２が吸着可能な水分量）を表すものとして、信頼性の高いものとなる。従って、湿度センサ２３の劣化に伴う特性変化や、該湿度センサ２３の個々の特性のばらつきの影響を補償し、該劣化評価用パラメータＱｒに基づいてＨＣ吸着材１２の劣化状態を適正に評価することができる。この場合、湿度センサ２３の特性変化や個々の湿度センサ２３の特性のばらつきの影響を補償できることから、個々の湿度センサ２３に対する特性の恒常性や、湿度センサ２３毎の特性の均等性の要求が緩和される。このため、湿度センサ２３の開発コストや製造コストを低減することができる。
【００９２】
次に、本発明の第２実施形態を図１１〜図１３を参照して説明する。尚、本実施形態は、前記第１実施形態と一部の構成が相違するものであるので、第１実施形態と同一構成部分もしくは同一機能部分については、前記１実施形態と同一の参照符号及び図面を用い、詳細な説明を省略する。
【００９３】
図１を参照して、本実施形態では、排ガス浄化装置７のＨＣ吸着材１２の下流側の湿度センサ２３に加えて、さらにＨＣ吸着材１２の上流側にも湿度センサ２４を備え、この湿度センサ２４の出力電圧ＶＨＦ（ＨＣ吸着材１２の上流側の相対湿度に応じた出力電圧）が、下流側の湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲと共に劣化評価処理装置２１に与えられる。この場合、上流側の湿度センサ２４は、ＨＣ吸着材１２の近傍での上流側の相対湿度を検出するために、例えば図２に示すように前記分流路９に装着されている。また、湿度センサ２４は、本実施形態では前記湿度センサ２３と同種のセンサであり、図３に示したように、前記湿度センサ２３と同様の出力特性（相対湿度に対してネガティブ特性）を有するものである。尚、図３では便宜上、湿度センサ２３，２４のそれぞれの出力電圧ＶＨＲ，ＶＨＦが相対湿度に対して同一の特性であるように記載しているが、各湿度センサ２３，２４毎に出力特性が完全に同一である必要はない。
【００９４】
また、本実施形態で備えた上流側湿度センサ２４は、図４に示すように、下流側湿度センサ２３と同様に、コネクタ２５ａ，２５ｂを介して劣化評価処理装置２１に電気的に接続され、上流側湿度センサ２４側のコネクタ２５ａには、該湿度センサ２４の個体毎にあらかじめ実測された特性に応じた抵抗値を有するラベル抵抗素子２６が備えられている。そして、上流側湿度センサ２４と劣化評価処理装置２１との接続状態では、劣化評価処理装置２１は、下流側の湿度センサ２３と同様に、抵抗検出回路２７を介して上流側湿度センサ２４の固有の特性に係わるラベル抵抗素子２６の抵抗値を検出し、その抵抗値に基づいて上流側の湿度センサ２４の特性（具体的には、下流側湿度センサ２３に係わる前記センサ個別特性パラメータＶＨＲ／ＩＮＩに相当するもの）を認識するようにしている。以上説明した以外の構成は、前記第１実施形態と同一である。尚、本実施形態では、劣化評価処理装置２１は、本発明の第２の態様における上流側変転タイミング検知手段、下流側変転タイミング検知手段、特性変化検知手段、特性変化補償手段としての機能を有するものである。
【００９５】
ここで、本実施形態におけるＨＣ吸着材１２の劣化状態の評価手法の概要を図５を参照して説明しておく。前記第１実施形態でも説明したように、エンジン１の運転開始後のＨＣ吸着材１２の上流側の相対湿度（ＨＣ吸着材１２を有するバイパス排気管１１の入り口近傍の相対湿度）は、エンジン１の運転開始時から瞬時に高湿度になるわけではなく、エンジン１の運転開始時から多少の遅れを有して、低湿度側から高湿度側に変転する。従って、上流側湿度センサ２４の出力電圧ＶＨＦは、例えば図５に仮想線のグラフｃで示すように、エンジン１の運転開始時から多少の遅れを有して高レベル側から低レベル側に変転する。そして、ＨＣ吸着材１２の上流側の相対湿度（上流側湿度センサ２４が検出する相対湿度）が低湿度側から高湿度側に変転する変転タイミング、あるいは、上流側湿度センサ２４の出力電圧ＶＨＦが高レベル側から低レベル側に変転する変転タイミング（図５では時刻ｔ１）は、触媒装置６による吸湿等の影響によってばらつきを生じることがある。この場合、ＨＣ吸着材１２の上流側の相対湿度の変転タイミングが早まれば、ＨＣ吸着材１２に多くの水分を含んだ排ガスが供給され始めるタイミング（ＨＣ吸着材１２による水分の実質的な吸着の開始タイミング）が早まる。このため、ＨＣ吸着材１２による水分の吸着の飽和も早まることとなり、ひいては、ＨＣ吸着材１２の下流側の相対湿度、もしくは、下流側湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲの変転タイミングが早まることとなる。また、逆に、ＨＣ吸着材１２の上流側の相対湿度の変転タイミングが遅くなれば、ＨＣ吸着材１２の下流側の相対湿度、もしくは下流側湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲの変転タイミングは遅くなることとなる。
【００９６】
従って、上記のように、ＨＣ吸着材１２の上流側の相対湿度の変転タイミングがばらつきを生じるような場合には、エンジン１の運転開始後のＨＣ吸着材１２による水分の総吸着量を把握する上では、ＨＣ吸着材１２の上流側の相対湿度の変転タイミングから、下流側の相対湿度の変転タイミングまでにＨＣ吸着材１２に排ガスを介して供給される積算水分量を把握することが好ましい。そこで、本実施形態では、下流側湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲの変転タイミング（以下、単に下流側変転タイミングという）だけでなく、上流側湿度センサ２４の出力電圧ＶＨＦの変転タイミング（以下、単に上流側変転タイミングという）をも検知し、上流側変転タイミングから下流側変転タイミングまでにＨＣ吸着材１２に供給された積算水分量を表す積算水分量データをＨＣ吸着材１２の劣化状態を評価するための劣化評価用パラメータとして求める。この場合、積算水分量データを生成するために、前記第１実施形態と同様に、燃料噴射量指令値Ｔｏｕｔの積算値である積算燃料噴射量ΣＴｏｕｔを用いる。より具体的には、図５を参照して、上流側変転タイミング（図５の時刻ｔ１）における積算燃料噴射量ΣＴｏｕｔをＱｆ、下流側変転タイミング（図５の時刻ｔ２）における積算燃料噴射量ΣＴｏｕｔをＱｒ（このＱｒは、前記第１実施形態における劣化評価パラメータである）としたとき、ＤＱ＝Ｑｒ−Ｑｆを劣化評価用パラメータとして用いる。そして、この場合、本実施形態においても、前記第１実施形態と同様に、各湿度センサ２３，２４の劣化に伴う特性変化の影響や、個々の湿度センサ２３，２４毎の特性のばらつきの影響を補償する。
【００９７】
以上説明したことを基礎として、本実施形態をさらに詳細に説明する。本実施形態では、劣化評価処理装置２１は、エンジン１の運転開始時（始動時）に図１１のフローチャートに示す処理を実行する。この処理は、前記第１実施形態における図６の処理に対応する処理である。
【００９８】
図１１の処理では、劣化評価処理装置２１は、まず、前記第１実施形態における図６のＳＴＥＰ１〜５及び１２の処理と同一の処理がＳＴＥＰ５１〜５５及び６６で実行され、フラグＦ／ＭＣＮＤの値が設定される。そして、ＳＴＥＰ５５でフラグＦ／ＭＣＮＤの値を「１」に設定した場合（ＨＣ吸着材１２の劣化状態の評価を行うべき状態である場合）には、劣化評価処理装置２１は、前記図６のＳＴＥＰ６〜ＳＴＥＰ９の処理と同様の処理を上流側湿度センサ２４に関してＳＴＥＰ５６〜５９で実行する。すなわち、上流側湿度センサ２４に係わる現在の出力電圧ＶＨＦの検出データと、ラベル抵抗素子２６の抵抗値ＬＢＦの検出データとを取得し（ＳＴＥＰ５６）、上流側湿度センサ２４の出力電圧ＶＨＦの現在値を、上流側湿度センサ２４に係わる極大出力パラメータＶＨＦ／ＭＡＸ及び前回出力パラメータＶＨＦ／ＰＲＥの初期値として設定する（ＳＴＥＰ５７）。ここで、極大出力パラメータＶＨＦ／ＭＡＸは、前記第１実施形態の場合と同様、上流側湿度センサ２４の出力電圧ＶＨＦの最新の極大値を表すものである。また、前回出力パラメータＶＨＦ／ＰＲＥは、後述する劣化評価処理を行うサイクルタイム毎の上流側湿度センサ２４の出力電圧ＶＨＦの前回値を表すものである。
【００９９】
さらに、劣化評価処理装置２１は、ＳＴＥＰ５６で取得した上流側湿度センサ２４に係わるラベル抵抗素子２６の抵抗値ＬＢＦに応じて上流側湿度センサ２４に係わるセンサ個別特性パラメータＶＨＦ／ＩＮＩを設定する（ＳＴＥＰ５８）。このセンサ個別特性パラメータＶＨＦ／ＩＮＩは、前記第１実施形態の場合と同様、上流側湿度センサ２４が新品状態である場合において、エンジン１の運転開始後、上流側湿度センサ２４の箇所（ＨＣ吸着材１２の上流側）の相対湿度が高湿度側のほぼ一定の湿度になった状態（ほぼ１００％の湿度状態）での上流側湿度センサ２４の出力電圧ＶＨＦを意味するものである。そして、このセンサ個別特性パラメータＶＨＦ／ＩＮＩは、前記図６のＳＴＥＰ８で下流側湿度センサ２３に関するセンサ個別特性パラメータＶＨＦ／ＩＮＩを設定した場合と同様に、あらかじめ定められたデータテーブルに基づいて求められる。尚、この場合に用いるデータテーブルは、両湿度センサ２３，２４が同種のものである場合には、前記第１実施形態でものと同一のデータテーブルを用いればよい。
【０１００】
さらに、劣化評価処理装置２１は、現在保持している上流側湿度センサ２４に係わるセンサ劣化パラメータＶＨＦ／ＯＦＦに応じて変転タイミング検知用設定値ΔＶｈｆを設定する（ＳＴＥＰ５９）。ここで、センサ劣化パラメータＶＨＦ／ＯＦＦは、前記第１実施形態で説明した下流側湿度センサ２３に係わるセンサ劣化パラメータＶＨＲ／ＯＦＦと同様の意味を持つものであり、ＨＣ吸着材１２の上流側の湿度センサ２４の箇所の相対湿度がほぼ一定の高湿度（約１００％）になった状態での上流側湿度センサ２４の出力電圧ＶＨＦの、前記センサ個別特性パラメータＶＨＦ／ＩＮＩからのオフセット量である。そして、該センサ劣化パラメータＶＨＦ　／ＯＦＦは、後述するエンジン１の運転時に得られるものであり、ＳＴＥＰ５９で変転タイミング検知用設定値ΔＶｈｆを設定するために用いるセンサ劣化パラメータＶＨＦ／ＯＦＦは、過去のエンジン１の運転時に得られたもののうち、最新のもの（基本的には前回の運転時に得られたもの）である。また、上流側湿度センサ２３に係わる変転タイミンング検知用設定値ΔＶｈｆは、例えば前記第１実施形態における図７に示したデータテーブルと同様のデータテーブルに基づいて設定される。この場合、上流側湿度センサ２４に係わる変転タイミンング検知用設定値ΔＶｈｆの設定は、下流側湿度センサ２４に係わる変転タイミング検知用設定値ΔＶｈｒと同じデータテーブルを用いて行うようにしてもよいが、ＨＣ吸着材１２の上流側の相対湿度の変転の実際の形態に合わせて、上流側湿度センサ２４に専用のデータテーブルに基づいて変転タイミンング検知用設定値ΔＶｈｆの設定するようにしてもよい。いずれにせよ、変転タイミング検知用設定値ΔＶｈｆは、センサ劣化パラメータＶＨＦ／ＯＦＦの値が大きい程（上流側湿度センサ２４の劣化が進行する程）、より小さい値になるように設定される。
【０１０１】
次いで、劣化評価処理装置２１は、前記図６のＳＴＥＰ６〜ＳＴＥＰ９の処理と同じ処理をＳＴＥＰ６０〜６３で実行し、下流側湿度センサ２３に係わるパラメータＶＨＲ／ＭＡＸ、ＶＨＲ／ＰＲＥ、ＶＨＲ／ＩＮＩ、ΔＶｈｒの設定を行う。
【０１０２】
さらに劣化評価処理装置２１は、ＳＴＥＰ５２に取得した初期機関温度ＴＷに応じて（ＨＣ吸着材１２の温度状態に応じて）ＨＣ吸着材１２の劣化評価用閾値ＴＲＳＤＴを設定する（ＳＴＥＰ６４）。この場合、劣化評価用閾値ＴＲＳＤＴは、前記第１実施形態に関して図８に示したデータテーブルと同様の傾向で設定されたデータテーブル（図示省略）に基づいて設定される。この場合、本実施形態では、ＨＣ吸着材１２に供給される積算水分量の起点を、上流側湿度センサ２４の出力電圧ＶＨＦの変転タイミングとするため、本実施形態における劣化評価用閾値ＴＲＳＤＴは、例えば前記第１実施形態で設定したものよりも一定量だけ小さい値に設定される。
【０１０３】
次いで劣化評価処理装置２１は、エンジン運転経過時間ＴＭを計時するためのタイマーＴＭの値を「０」に初期化すると共に、フラグＦ／ＨＲＷＥＴ及びＦ／ＨＦＷＥＴの値を「０」に初期化し（ＳＴＥＰ６５）、図１１の処理を終了する。尚、フラグＦ／ＨＲＷＥＴの意味は、前記第１実施形態と同一である。また、フラグＦ／ＨＦＷＥＴは、上流側湿度センサ２４の出力電圧ＶＨＦが高レベル側から低レベル側に変転したか否かをそれぞれ値「１」、「０」で表すフラグである。
【０１０４】
上述のようにしてエンジン１の運転開始時に図１１の処理を実行した後、エンジン１の運転開始後、劣化評価処理装置２１は、図１２及び図１３のフローチャートに示す劣化評価処理を所定のサイクルタイムで実行する。この劣化評価処理は、前記第１実施形態の図９及び図１０の処理に対応するものである。
【０１０５】
図１２及び図１３のフローチャートに示す劣化評価処理では、ＳＴＥＰ７１〜７３の処理は、前記第１実施形態における図９のＳＴＥＰ２１〜２３の処理と同一である。そして、ＳＴＥＰ７３でＦ／ＨＲＷＥＴ＝０である場合（下流側湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲが未だ高レベル側に変転していない場合）には、劣化評価処理装置２１は、各湿度センサ２３，２４の現在の出力電圧ＶＨＲ，ＶＨＦの検出データを取得すると共に、ＥＣＵ２０から現在の燃料噴射量指令値Ｔｏｕｔのデータを取得する（ＳＴＥＰ７４）。さらに劣化評価処理装置２１は、ＳＴＥＰ７４で取得した燃料噴射量指令値Ｔｏｕｔを積算（累積加算）してなる積算燃料噴射量ΣＴｏｕｔを積算水分量データとして求める（ＳＴＥＰ７５）。
【０１０６】
次いで、劣化評価処理装置２１は、前記第１実施形態における図９のＳＴＥＰ２６〜２８と同じ処理をＳＴＥＰ７６〜７８で実行し、下流側湿度センサ２３に係わる極大出力パラメータＶＨＲ／ＭＡＸを適宜更新すると共に、前回出力パラメータＶＨＲ／ＰＲＥを更新する。
【０１０７】
次いで、劣化評価処理装置２１は、フラグＦ／ＨＦＷＥＴの値を判断する（ＳＴＥＰ７９）。このとき、エンジン１の運転開始直後は、前記したように上流側湿度センサ２４の出力電圧ＶＨＦは、高レベル側から低レベル側への変転がまだ生じていないので、Ｆ／ＨＦＷＥＴ＝０となっている。そして、この場合には、劣化評価処理装置２１は、下流側湿度センサ２３に係わるＳＴＥＰ７６〜７８と同様の処理を、上流側湿度センサ２４に関してＳＴＥＰ８０〜８２で実行する。すなわち、上流側湿度センサ２４の出力電圧ＶＨＦの現在値（ＳＴＥＰ７４で取得したもの）が、現在の前回出力パラメータＶＨＦ／ＰＲＥよりも大きいか否かを判断する（ＳＴＥＰ８０）。そして、ＶＨＦ＞ＶＨＦ／ＰＲＥである場合には、劣化評価処理装置２１は、極大出力パラメータＶＨＦの値を上流側湿度センサ２４の現在の出力電圧ＶＨＦに更新し（ＳＴＥＰ８１）、さらに前回出力パラメータＶＨＦ／ＰＲＥの値も、上流側湿度センサ２４の現在の出力電圧ＶＨＦに更新する（ＳＴＥＰ８２）。また、ＳＴＥＰ８０で、ＶＨＦ≦ＶＨＦ／ＰＲＥである場合には、劣化評価処理装置２１は、極大出力パラメータＶＨＦの値を更新することなく、前回出力パラメータＶＨＦ／ＰＲＥの値をＳＴＥＰ８２で上流側湿度センサ２４の現在の出力電圧ＶＨＦに更新する。これにより、上流側湿度センサ２４の出力電圧ＶＨＦの極大値（該出力電圧ＶＨＦが表す相対湿度が極小値を採る状態）が逐次検索される。
【０１０８】
次いで、劣化評価処理装置２１は、上流側湿度センサ２４の出力電圧ＶＨＦの現在値を、該上流側湿度センサ２４に係わる現在の極大出力パラメータＶＨＦ／ＭＡＸの値（ＶＨＦ／ＭＡＸの最新値）から、前記図１１の処理で設定した変転タイミング検知用設定値ΔＶｈｆを差し引いた値（ＶＨＦ／ＭＡＸ−ΔＶｈｆ）と比較する（ＳＴＥＰ８３）。このとき、ＶＨＦ＞ＶＨＦ／ＭＡＸ−ΔＶｈｆである場合、すなわち、上流側湿度センサ２４の現在の出力電圧ＶＨＦが、未だ、最新の極大出力パラメータＶＨＦ／ＭＡＸからΔＶｈｆ以上、減少した状態となっていない場合には、今回のサイクルタイムのタイミングは、未だ上流側湿度センサ２４に係わる変転タイミングに達していない。そして、この場合には、劣化評価処理装置２１は、今回のサイクルタイムでの劣化評価処理を終了する。
【０１０９】
前記ＳＴＥＰ８３で、ＶＨＦ≦ＶＨＦ／ＭＡＸ−ΔＶｈｆである場合には、上流側湿度センサ２４の現在の出力電圧ＶＨＦが、最新の極大出力パラメータＶＨＦ／ＭＡＸからΔＶｈｆ以上、減少した状態となっている。そして、この場合には、劣化評価処理装置２１は、今回のサイクルタイムのタイミング（図５では時刻ｔ１）が上流側湿度センサ２４に係わる変転タイミングであるとして、現在の積算燃料噴射量ΣＴｏｕｔを補助パラメータＱｆの値として記憶保持する（ＳＴＥＰ８４）。さらに、劣化評価処理装置２１は、上流側湿度センサ２４の出力電圧ＶＨＦが高レベル側から低レベル側に変転したので、前記フラグＦ／ＨＦＷＥＴの値を「１」に設定した後（ＳＴＥＰ８８）、今回のサイクルタイムの劣化評価処理を終了する。
【０１１０】
このようにしてＳＴＥＰ８８でＦ／ＨＦＷＥＴ＝１に設定されると、次回のサイクルタイムから、ＳＴＥＰ７９の判断結果がＮＯとなる。そして、この場合には、劣化評価処理装置２１は、下流側湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲの現在値を、該下流側湿度センサ２３に係わる現在の極大出力パラメータＶＨＲ／ＭＡＸの値（ＶＨＲ／ＭＡＸの最新値）から、前記図１１の処理で設定した変転タイミング検知用設定値ΔＶｈｒを差し引いた値（ＶＨＲ／ＭＡＸ−ΔＶｈｒ）と比較する（ＳＴＥＰ８６）。このとき、ＶＨＲ＞ＶＨＲ／ＭＡＸ−ΔＶｈｒである場合には、今回のサイクルタイムのタイミングは、未だ下流側湿度センサ２３に係わる変転タイミングに達していないので、劣化評価処理装置２１は、今回のサイクルタイムでの劣化評価処理を終了する。
【０１１１】
また、前記ＳＴＥＰ８６で、ＶＨＲ≦ＶＨＲ／ＭＡＸ−ΔＶｈｒである場合には、今回のサイクルタイムのタイミング（図５では時刻ｔ２）が前記変転タイミングであるので、劣化評価処理装置２１は、現在の積算燃料噴射量ΣＴｏｕｔから、先に前記ＳＴＥＰ８４で取得した補助パラメータＱｆの値、すなわち、上流側湿度センサ２４に係わる変転タイミングでの積算燃料噴射量を差し引いた値を、ＨＣ吸着材１２の劣化状態を評価するための劣化評価用パラメータＤＱとして保持する（ＳＴＥＰ８７）。これにより、上流側湿度センサ２３に係わる変転タイミングから、下流側湿度センサ２４に係わる変転タイミングまでの積算燃料噴射量（これは両変転タイミング間の期間でＨＣ吸着材１２に供給された水分の総量を表す）が、劣化評価用パラメータＤＱとして得られることとなる。そして、劣化評価処理装置２１は、ＳＴＥＰ８８において、フラグＦ／ＨＲＷＥＴの値を「１」に設定した後、今回のサイクルタイムにおける劣化評価処理を終了する。
【０１１２】
ＳＴＥＰ８８で、Ｆ／ＨＲＷＥＴ＝１に設定されると、次回のサイクルタイムから、ＳＴＥＰ７３の判断結果がＮＯとなる。このとき、劣化評価処理装置２１は、前記第１実施形態と同様に、現在のエンジン運転経過時間ＴＭを所定値ＴＭＳＨと比較する（ＳＴＥＰ８９）。これにより、両湿度センサ２３，２４の出力電圧ＶＨＲ，ＶＨＦのいずれもが、低レベル側のほぼ一定の電圧（ほぼ１００％の相対湿度に対応する電圧）に収束した状態となっているか否かを判断する。尚、所定値ＴＭＳＨは、前記第１実施形態と同一でよいが、湿度センサ２３，２４毎に各別に設定するようにしてもよい。
【０１１３】
ＳＴＥＰ８９の判断結果がＮＯである場合には、下流側湿度センサ２３の出力電圧ＶＨＲが未だ低レベル側の電圧に収束していない可能性があるので、劣化評価処理装置２１は今回のサイクルタイムでの劣化評価処理を終了する。また、ＳＴＥＰ８９の判断結果がＹＥＳである場合には、劣化評価処理装置２１は、下流側湿度センサ２３に関して、前記第１実施形態における図１０のＳＴＥＰ３３〜３５の処理と同じ処理をＳＴＥＰ９０〜９２で実行する。そして、このＳＴＥＰ９０〜９２では、劣化評価処理装置２１は、上流側湿度センサ２４についても、下流側湿度センサ２５と同様の処理を実行する。すなわち、上流側湿度センサ２４に関して説明すると、劣化評価処理装置２１は、上流側湿度センサ２４の現在の出力電圧ＶＨＦの検出データをＳＴＥＰ９０で取得し、上流側湿度センサ２４に係わるセンサ劣化パラメータＶＨＦ／ＯＦＦの現在値（今回のエンジン１の運転開始時に前記図１１の処理で変転タイミング検知用設定値ΔＶｈｆを設定するために用いたＶＨＦ／ＯＦＦの値）をＳＴＥＰ９１でパラメータＢの値として記憶する。さらに、劣化評価処理装置２１は、ＳＴＥＰ９０で取得した上流側湿度センサ２４の出力電圧ＶＨＦの現在値から、上流側湿度センサ２４に係わるセンサ個別特性パラメータＶＨＦ／ＩＮＩの値を減算した値を、新たに上流側湿度センサ２４に係わるセンサ劣化パラメータＶＨＦ／ＯＦＦの値として求める（ＳＴＥＰ９２）。
【０１１４】
次いで、劣化評価処理装置２１は、新たに求めた下流側湿度センサ２３のセンサ劣化パラメータＶＨＲ／ＯＦＦの値と、先にパラメータＡの値として記憶した前回のセンサ劣化パラメータの値との偏差の絶対値｜ＶＨＲ／ＯＦＦ−Ａ｜が所定値ε（十分に小さい正の値）よりも小さいか否かを判断すると共に、新たに求めた上流側湿度センサ２４のセンサ劣化パラメータＶＨＦ／ＯＦＦの値と、先にパラメータＢの値として記憶した前回のセンサ劣化パラメータの値との偏差の絶対値｜ＶＨＦ／ＯＦＦ−Ｂ｜が所定値εよりも小さいか否かを判断する（ＳＴＥＰ９３）。このとき、｜ＶＨＲ／ＯＦＦ−Ａ｜≧ε又は｜ＶＨＦ／ＯＦＦ−Ｂ｜≧εである場合には、今回のエンジン１の運転時に前記ＳＴＥＰ８６で用いた変転タイミング検知用設定値ΔＶｈｒが、現在の下流側湿度センサ２３の劣化状態に対応したものとなっていないか、あるいは、前記ＳＴＥＰ８３で用いた変転タイミング検知用設定値ΔＶｈｆが、現在の上流側湿度センサ２４の劣化状態に対応したものとなっていない虞れがある。そこで、この場合には、劣化評価処理装置２１は、今回のエンジン１の運転時にＳＴＥＰ８７で求めた劣化評価パラメータＤＱに基づくＨＣ吸着材１２の実質的な劣化状態の評価を行わず、ＳＴＥＰ９８でフラグＦ／ＭＣＮＤの値を「０」にリセットした後、今回のサイクルタイムにおける劣化評価処理を終了する。
【０１１５】
また、ＳＴＥＰ９３で、｜ＶＨＲ／ＯＦＦ−Ａ｜＜ε且つ｜ＶＨＦ／ＯＦＦ−Ｂ｜＜εである場合には、劣化評価処理装置２１は、前記ＳＴＥＰ８７で求めた劣化評価用パラメータＤＱの値に基づいて、ＨＣ吸着材１２の劣化状態が前記未劣化状態であるか劣化進行状態であるかの判断（劣化状態の実質的な評価）を、ＳＴＥＰ９４〜９７で実行する。すなわち、劣化評価用パラメータＤＱの値をエンジン１の運転開始時に図１１の処理で設定した劣化評価用閾値ＴＲＳＤＴと比較し（ＳＴＥＰ９４）、ＤＱ＞ＴＲＳＤＴである場合には、ＨＣ吸着材１２が未劣化状態であるとして、フラグＦ／ＴＲＳの値を「０」に設定する（ＳＴＥＰ９５）。また、ＤＱ≦ＴＲＳＤＴである場合には、劣化評価処理装置２１は、ＨＣ吸着材１２が劣化進行状態であるとして、フラグＦ／ＴＲＳの値を「１」に設定し（ＳＴＥＰ９６）、さらにその旨を前記劣化報知器２２により報知させる（ＳＴＥＰ９７）。そして、このようにＨＣ吸着材１２の劣化状態を判断した後には、前記ＳＴＥＰ９８でフラグＦ／ＭＣＮＤの値を「０」にリセットし、劣化評価処理を終了する。
【０１１６】
以上説明した本実施形態では、前記第１実施形態と同様に、下流側湿度センサ２３に係わる変転タイミング検知用設定値ΔＶｈｒが、下流側湿度センサ２３の劣化に伴う特性変化を表す前記センサ劣化パラメータＶＨＲ／ＯＦＦに応じて設定される。同様に、上流側湿度センサ２４に係わる変転タイミング検知用設定値ΔＶｈｆが、上流側湿度センサ２４の劣化に伴う特性変化を表す前記センサ劣化パラメータＶＨＦ／ＯＦＦに応じて設定される。また、下流側湿度センサ２３のセンサ劣化パラメータＶＨＲ／ＯＦＦの基準となる基準値ＶＨＲ／ＩＮＩは、下流側湿度センサ２３の個々の特性を表す前記ラベル抵抗素子２６の抵抗値ＬＢＲに応じて設定される。同様に、上流側湿度センサ２４のセンサ劣化パラメータＶＨＦ／ＯＦＦの基準となる基準値ＶＨＦ／ＩＮＩは、上流側湿度センサ２４の個々の特性を表す前記ラベル抵抗素子２６の抵抗値ＬＢＦに応じて設定される。
【０１１７】
このため、前記第１実施形態と同様に、湿度センサ２３，２４の劣化に伴う特性変化や、該湿度センサ２３，２４の個々の特性のばらつきの影響を補償し、前記劣化評価用パラメータＤＱに基づいてＨＣ吸着材１２の劣化状態を適正に評価することができる。そして、各湿度センサ２３，２４の特性変化や個々の湿度センサ２３，２４の特性のばらつきの影響を補償できることから、個々の湿度センサ２３，２４に対する特性の恒常性や、湿度センサ２３，２４毎の特性の均等性の要求が緩和される。このため、湿度センサ２３，２４の開発コストや製造コストを低減することができる。
【０１１８】
さらに、本実施形態では、上流側変転タイミングから下流側変転タイミングまでの積算水分量データとしての積算燃料噴射量（Ｑｒ−Ｑｆ）を劣化評価用パラメータＤＱとして用いるため、該劣化評価用パラメータＤＱに対する上流側変転タイミングのばらつきの影響を補償することができ、ＨＣ吸着材１２の劣化状態の評価結果の信頼性をさらに高めることができる。
【０１１９】
尚、前記第１及び第２実施形態では、エンジン１の運転開始後、湿度センサ２３，２４の出力が採った最新の極大値（相対湿度の極小値に対応するもの）からの変化量（ＶＨＲ／ＭＡＸ−ＶＨＲ、ＶＨＦ／ＭＡＸ−ＶＨＦ）を湿度センサ２３，２４の出力変化の特徴量を表すものとして用いて変転タイミングを検知するものを示したが、該変化量に加えて、例えば湿度センサ２３，２４の出力の所定時間毎の変化量（出力の変化速度）を時間微分値等を特徴量をして用いて変転タイミングを検知するようにすることも可能である。
【０１２０】
また、前記第１及び第２実施形態では、エンジン１の排気系に独立的に設けられたＨＣ吸着材１２の劣化状態を評価するシステムを例に採って説明したが、ＨＣ吸着材と三元触媒等の触媒とを複合的に形成した炭化水素吸着触媒のＨＣ吸着材の劣化状態等の状態を評価する場合にも、本発明を適用できる。ここで、炭化水素吸着触媒は、例えば、ハニカム構造の担体表面にＨＣ吸着材としてのゼオライトをコーティングし、さらに三元触媒の構成要素としての白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属を担持させることにより構成されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の装置の全体的構成を示すブロック図。
【図２】図１の装置に備えた排ガス浄化装置の構成を示す図。
【図３】図１の装置に備えた湿度センサの出力特性を示すグラフ。
【図４】図１の装置に備えた湿度センサと劣化評価処理装置との接続構成を示すブロック図。
【図５】図１の装置に備えた湿度センサの出力の推移特性を示すグラフ。
【図６】本発明の第１実施形態における図１の装置の作動を説明するためのフローチャート。
【図７】図６のフローチャートの処理を説明するためのグラフ。
【図８】図６のフローチャートの処理を説明するためのグラフ。
【図９】本発明の第１実施形態における図１の装置の作動を説明するためのフローチャート。
【図１０】本発明の第１実施形態における図１の装置の作動を説明するためのフローチャート。
【図１１】本発明の第２実施形態における図１の装置の作動を説明するためのフローチャート。
【図１２】本発明の第２実施形態における図１の装置の作動を説明するためのフローチャート。
【図１３】本発明の第２実施形態における図１の装置の作動を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１…エンジン（内燃機関）、５，１１…排気通路、１２…炭化水素吸着材、２１…劣化評価処理装置（変転タイミング検知手段、特性変化検知手段、特性変化補償手段）、２３，２４…湿度センサ、２６…抵抗素子（特性データ保持手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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