(57)【要約】【課題】吸着材の劣化を確実に判断することができる吸着材劣化判断装置を提供すること。【解決手段】吸着材劣化判断装置５は、内燃機関１に空気を吸気する吸気通路２内に設けられ、この吸気通路２内のＨＣを吸着する吸着材５１と、吸気通路２内のＨＣ濃度を検出するＨＣ濃度センサ５２と、このＨＣ濃度センサ５２により内燃機関１の機関停止中における最高ＨＣ濃度を取得する最高濃度取得部５３ｄと、このＨＣ濃度センサ５２により内燃機関１の機関停止中における最低ＨＣ濃度を取得する最低濃度取得部５３ｅと、取得された最高ＨＣ濃度と、取得された最低ＨＣ濃度との差に基づいて、吸着材５１の劣化を判断する劣化判断部５３ｆとを備える。ＨＣ濃度センサ５２により直接検出された吸気通路２内のＨＣの濃度に基づいて吸着材５１の劣化を判断するので、吸着材５１の劣化を確実に判断することができる。【選択図】        図１
2005315175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に空気を吸気する吸気通路内に設けられ、当該吸気通路内の炭化水素を吸着する吸着材と、
前記吸気通路内の炭化水素濃度を検出する炭化水素濃度検出手段と、
前記炭化水素濃度検出手段により、前記内燃機関の機関停止中における最高炭化水素濃度を取得する最高濃度取得手段と、
前記炭化水素濃度検出手段により、前記内燃機関の機関停止中における最低炭化水素濃度を取得する最低濃度取得手段と、
前記取得された最高炭化水素濃度と、前記取得された最低炭化水素濃度との差に基づいて、前記吸着材の劣化を判断する劣化判断手段と、
を備えることを特徴とする吸着材劣化判断装置。
【請求項２】
前記劣化判断手段は、前記取得された最高炭化水素濃度と前記取得された最低炭化水素濃度との差が、劣化判断値未満であると、前記吸着材が劣化していると判断することを特徴とする請求項１に記載の吸着材劣化判断装置。
【請求項３】
前記最高濃度取得手段は、前記内燃機関の機関停止直後から所定間隔で前記炭化水素濃度検出手段により炭化水素濃度を検出し、当該検出された炭化水素濃度のうち最も高い炭化水素濃度を前記最高炭化水素濃度として取得することを特徴とする請求項１または２に記載の吸着材劣化判断装置。
【請求項４】
前記最低濃度取得手段は、前記最高濃度取得手段により前記最高炭化水素濃度を取得してから所定時間経過後に、前記炭化水素濃度検出手段により炭化水素濃度を検出し、当該検出された炭化水素濃度を前記最低炭化水素濃度として取得することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の吸着材劣化判断装置。
【請求項５】
前記最低濃度取得手段は、前記所定時間経過後で、かつ前記内燃機関の再始動時に、前記炭化水素濃度検出手段により炭化水素濃度を検出することを特徴とする請求項４に記載の吸着材劣化判断装置。
【請求項６】
前記最高濃度取得手段により、前記所定間隔で検出された炭化水素濃度に基づいて、前記炭化水素濃度検出手段の異常を判断する異常判断手段をさらに備えることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の吸着材劣化判断装置。
【請求項７】
前記異常判断手段は、前記内燃機関の機関停止直後に検出された炭化水素濃度と、前記取得された最高炭化水素濃度との差が、異常判断値未満であると、前記炭化水素濃度検出手段が異常であると判断することを特徴とする請求項６に記載の吸着材劣化判断装置。
【請求項８】
前記炭化水素濃度検出手段は、前記吸気通路内の前記吸着材が設けられている位置よりも、当該吸気通路における空気の吸気方向に対して下流側に設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の吸着材劣化判断装置。
【請求項９】
前記吸気通路は、少なくともインテークマニホールドと、当該インテークマニホールドと前記空気の吸気方向に対して上流側で連通するサージタンクとを備え、
少なくとも前記吸着材は、前記サージタンク内に設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の吸着材劣化判断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着材劣化判断装置に関し、さらに詳しくは内燃機関の吸排通路に設けられた炭化水素を吸着する吸着剤の劣化を判断する吸着材劣化判断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗用車、トラックなどの車両に搭載されるガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの内燃機関は、燃料供給手段である燃料噴射弁から燃料を噴射することで内燃機関に燃料を供給する。この燃料噴射弁は、内燃機関の空気を吸気する吸気通路内および／または内燃機関の各気筒の燃焼室内に燃料を噴射するものである。ここで、内燃機関の機関停止後において、吸気通路内に燃料噴射弁から噴射された燃料の一部が残留することがある。これは、機関停止直前に燃料噴射弁から噴射された燃料の吹き返しや、機関停止後に燃料が燃料噴射弁から微少であるが漏れるためである。この吸気通路内の燃料は、有害物質である炭化水素（ＨＣ）を含んだ状態で、内燃機関の機関停止後から徐々に気化し、この吸気通路内に充満する。つまり、この吸気通路内の燃料に含まれる炭化水素は、吸気通路内に充満することとなる。
【０００３】
この吸気通路内の気化した燃料は、内燃機関の再始動時において各気筒の燃焼室内に吸入されるが、この内燃機関の再始動時においては、燃料噴射弁から燃料が噴射されるまでは、各気筒の燃焼室内でこの燃料噴射弁噴射された燃料と吸気通路に吸気された空気との混合気の燃焼が行われない。従って、この吸気通路内の気化した燃料は、未燃焼の状態で、吸気通路から各気筒の燃焼室内に吸入された空気とともに排気ガスとして、内燃機関の排気通路に排気されることとなる。ここで、排気通路には、排気ガスに含まれる炭化水素（ＨＣ）などの有害物質を浄化する浄化装置が設けられている。しかし、内燃機関の再始動時には、浄化装置に備えられる触媒の温度が浄化能力を十分に発揮できない温度であるため、排気ガスに含まれる有害物質を十分に浄化することができない。つまり、浄化装置は、吸気通路内に充満した炭化水素を十分に浄化することができない。これにより、吸気通路内に充満した炭化水素が十分に浄化されず大気中に排出される虞があった。
【０００４】
そこで、従来においては、内燃機関の吸気通路内の気化した燃料に含まれる炭化水素を一時的に吸着する吸着材を設け、内燃機関の再始動時後、浄化装置に備えられる触媒が十分な浄化能力を有する状態となってから、この吸着材に吸着された炭化水素を放出する技術が提案されている。これによれば、吸気通路内に充満した炭化水素は、浄化装置により十分に浄化され、大気中に排出される炭化水素の量を低減することができる。
【０００５】
ここで、吸着材は、寿命により劣化するものであり、この劣化した吸着材は、吸気通路内に充満した炭化水素を十分に吸着することができなくなる。つまり、吸着材が劣化すると、吸着材に吸着されなかった吸気通路内に充満した炭化水素が十分に浄化されず大気中に排出される虞があった。そこで、特許文献１に示すように、吸着材の劣化を判断する技術が提案されている。
【０００６】
特許文献１に示すように、従来の吸着材劣化判断装置は、吸気通路を構成するサージタンクに設けられた吸着材に内燃機関の機関停止中に吸気通路内に充満した炭化水素を吸着させる。内燃機関の再始動後、排気通路に設けられた排気ガスセンサと浄化装置を構成する触媒の両方が活性状態となってから、吸着材に空気を導入する空気導入管に設けられた開閉弁を開き、吸着材から炭化水素を放出する。そして、排気ガスの空燃比と目標空燃比とのずれ量またはフィードバック補正する際の燃料補正量や空燃比補正係数に基づいて吸着材からの炭化水素の放出量を算出し、その放出量を積算して吸着材からの炭化水素の総放出量を求め、これを劣化判定値と比較して、吸着材の劣化を判断するものである。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３９０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、吸気通路内に拡散した炭化水素の量は微量であるため、吸着材に吸着されている炭化水素の量も微量であり、排気ガスセンサにより検出された排気ガスの空燃比に大きな変化を与えることは困難である。特に、吸着材は、温度上昇に伴って炭化水素の放出量が増えるため、吸気通路内の温度が低いと、吸着材からの炭化水素の放出量が低減し、吸着材から放出された炭化水素が排気ガスセンサにより検出された排気ガスの空燃比に大きな変化を与えることはさらに困難となる。従って、上記従来の吸着材劣化判断装置のように、吸着材から放出された炭化水素の放出量に基づいて、吸着材の劣化を確実に判断するのは困難であった。
【０００９】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、吸着材の劣化を確実に判断することができる吸着材劣化判断装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明では、内燃機関に空気を吸気する吸気通路内に設けられ、当該吸気通路内の炭化水素を吸着する吸着材と、前記吸気通路内の炭化水素濃度を検出する炭化水素濃度検出手段と、前記炭化水素濃度検出手段により、前記内燃機関の機関停止中における最高炭化水素濃度を取得する最高濃度取得手段と、前記炭化水素濃度検出手段により、前記内燃機関の機関停止中における最低炭化水素濃度を取得する最低濃度取得手段と、前記取得された最高炭化水素濃度と、前記取得された最低炭化水素濃度との差に基づいて、前記吸着材の劣化を判断する劣化判断手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、この発明では、上記吸着材劣化判断装置において、前記劣化判断手段は、前記取得された最高炭化水素濃度と前記取得された最低炭化水素濃度との差が、劣化判断値未満であると、前記吸着材が劣化していると判断することを特徴とする。
【００１２】
また、この発明では、上記吸着材劣化判断装置において、前記最高濃度取得手段は、前記内燃機関の機関停止直後から所定間隔で前記炭化水素濃度検出手段により炭化水素濃度を検出し、当該検出された炭化水素濃度のうち最も高い炭化水素濃度を前記最高炭化水素濃度として取得することを特徴とする。
【００１３】
また、この発明では、上記吸着材劣化判断装置において、前記最低濃度取得手段は、前記最高濃度取得手段により前記最高炭化水素濃度を取得してから所定時間経過後に、前記炭化水素濃度検出手段により炭化水素濃度を検出し、当該検出された炭化水素濃度を前記最低炭化水素濃度として取得することを特徴とする。
【００１４】
また、この発明では、前記最低濃度取得手段は、前記所定時間経過後で、かつ前記内燃機関の再始動時に、前記炭化水素濃度検出手段により炭化水素濃度を検出することを特徴とする。
【００１５】
これらの発明によれば、炭化水素濃度検出手段により、内燃機関の機関停止後における吸気通路内の炭化水素濃度を検出する。ここで、吸気通路内に充満した炭化水素の濃度は、機関停止直後から一定期間の間は上昇し、その後拡散するとともに、吸着材により炭化水素が吸着されることで減少する。そこで、炭化水素検出手段が検出した吸気通路内の炭化水素濃度から、吸気通路内の炭化水素濃度の最高値である最高炭化水素濃度と最低値である最低炭化水素濃度とを取得し、この取得した最高炭化水素濃度と最低炭化水素濃度との差に基づいて、例えばこの差が劣化判断値未満であるか否かで、吸着材の劣化を判断する。従って、上記従来の吸着材劣化判断装置のように、吸着材から放出された炭化水素に基づいて、吸着材の劣化を判断せず、炭化水素濃度検出手段により直接検出された吸気通路内の炭化水素の濃度に基づいて吸着材の劣化を判断するので、吸着材の劣化を確実に判断することができる。
【００１６】
また、この発明では、前記最高濃度取得手段により、前記所定間隔で検出された炭化水素濃度に基づいて、前記炭化水素濃度検出手段の異常を判断する異常判断手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１７】
また、この発明では、前記異常判断手段は、前記内燃機関の機関停止直後に検出された炭化水素濃度と、前記取得された最高炭化水素濃度との差が、異常判断値未満であると、前記炭化水素濃度検出手段が異常であると判断することを特徴とする。
【００１８】
これらの発明によれば、異常判断手段は、炭化水素検出手段の異常を最高濃度取得手段により、所定間隔で検出された炭化水素濃度に基づいて、すなわち吸気通路内に充満する炭化水素の濃度が内燃機関の機関停止直後から一定期間経過するまで上昇することを用い判断する。例えば内燃機関の機関停止直後における炭化水素濃度と、取得された最高炭化水素濃度との差が異常判断値未満である場合は、異常と判断する。従って、劣化判断手段が炭化水素検出手段の異常によって、吸着剤が劣化していると判断することを回避することができる。
【００１９】
また、この発明では、吸着材劣化判断装置において、前記炭化水素検出手段は、前記吸気通路内の前記吸着材が設けられている位置よりも、当該吸気通路の空気の吸気方向に対して下流側に設けられていることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、炭化水素濃度検出手段は、吸着材が設けられている位置よりも前記吸気通路の空気の吸気方向に対して下流側、すなわち燃料に含まれる炭化水素が燃料噴射弁４から吸気通路内に充満する方向に対して上流側に設けられている。従って、炭化水素濃度検出手段は、吸着材に炭化水素が吸着される前における吸気通路内の炭化水素の濃度を検出することができる。これにより、機関停止直後から吸気通路内の炭化水素濃度を炭化水素検出手段により精度良く検出することができる。
【００２１】
また、この発明では、吸気通路は、少なくともインテークマニホールドと、当該インテークマニホールドと前記空気の吸気方向に対して上流側で連通するサージタンクを備え、少なくとも吸着材は、前記サージタンク内に設けられていることを特徴とする。
【００２２】
内燃機関のクランク室内のガスは、未燃焼の燃料が含まれるためインテークマニホールドに導入される。しかし、この内燃機関のクランク室内のガスには、クランク室内の潤滑油が含まれる。従って、吸着材をインテークマニホールドに設けると、この潤滑油により吸着性能が低下する虞があった。しかしながら、この発明によれば、吸着材をインテークマニホールドに設けないので、吸着性能の低下を抑制することができる。また、内燃機関により発生するバックファイアや振動などは、空気の吸気方向に対して下流側のほうが大きくなる。しかしながら、この発明では、インテークマニホールドよりも、空気の吸気方向に対して上流側に位置するサージタンクに設けるので脱落を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明にかかる吸着材劣化判断装置は、炭化水素濃度検出手段により、内燃機関の機関停止後における吸気通路内の炭化水素濃度を検出することで、吸着材の劣化を確実に判断することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。ここで、以下に説明する吸着材劣化判断装置５は、炭化水素（以下、「ＨＣ」と称する）を吸着する吸着材の劣化を判断する装置であり、乗用車、トラックなどの車両に搭載されるガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの内燃機関に備えられるものである。また、吸着材劣化判断装置５が備えられる内燃機関として４気筒のエンジンを用いる場合について説明するが、気筒数はこれに限定されるものではない。
【実施例】
【００２５】
図１は、この発明にかかる吸着材劣化判断装置を備える内燃機関の概略構成例を示す図である。図２は、吸気通路の要部構成例を示す図である。図１に示すように、この発明にかかる吸着材劣化判断装置５を備える内燃機関１は、吸気通路２と、機関本体３と、燃料供給手段である燃料噴射弁４と、図示しない排気通路と、この発明にかかる吸着材劣化判断装置５とにより構成されている。この吸着材劣化判断装置５は、吸着材５１と、炭化水素濃度検出手段であるＨＣ濃度センサ５２と、最高濃度取得手段、最低濃度取得手段、劣化判断手段および異常検出手段としての機能を有するＥＣＵ（Engine Control Unit）５３とにより構成されている。
【００２６】
吸気通路２は、図示しないエアフィルタと、サージタンク２１と、後述する機関本体３の各気筒３ａ〜３ｄにそれぞれ対応する４つの分岐管２２ａを有するインテークマニホールド２２と、これらを連通する図示しない吸気管とにより構成されている。吸気通路２内に吸気された空気は、まずエアフィルタを介して不純物を除去される。次に、図２に示すように、図示しない吸気管を介してサージタンク２１内に流入する。次に、サージタンク２１内に流入した空気は、このサージタンク２１内と連通するインテークマニホールド２２の各分岐管２２ａの空気流入部２２ｂから各分岐管２２ａに流入する。そして、インテークマニホールド２２の各分岐管２２ａに流入した空気は、各分岐管２２ａと連通する機関本体３の各気筒３ａ〜３ｄに対応する各吸気ポート３７に、この各分岐管２２ａの各空気流出部２２ｃを介して流入する。つまり、吸気通路２の空気の流れ、すなわち吸気方向は、図示しないエアフィルタ、サージタンク２１、インテークマニホールド２２の順番となる。つまり、サージタンク２１は、インテークマニホールド２２に、空気の吸気方向に対して上流側で連通するものである。なお、この吸気通路２内には、後述する機関本体３に吸入される空気の量、すなわち吸入空気量を検出し、検出した吸入空気量を後述するＥＣＵ５３に出力するエアフロメータと、ＥＣＵ５３から出力される開度信号により開弁制御され、この吸入空気量を調整するスロットルバルブが設けられている。
【００２７】
機関本体３は、各気筒３ａ〜ｄにより構成されている。各気筒３ａ〜３ｄは、図１に示すように、シリンダブロック３１と、ピストン３２と、シリンダブロック３１に固定されたシリンダヘッド３３と、ピストン３２とシリンダヘッド３３との間に形成される燃焼室３４と、吸気弁３５と、排気弁３６と、吸気ポート３７と、排気ポート３８と、点火プラグ３９とにより構成されている。
【００２８】
燃料噴射弁４は、燃料供給手段であり、図示しない低圧ポンプにより加圧された燃料タンク内の燃料を機関本体３に供給するものである。この燃料噴射弁４は、各気筒３ａ〜３ｄのそれぞれの吸気ポート３７内に燃料を噴射するために、機関本体３に対して４個設けられている。各燃料噴射弁４は、シリンダヘッド３３に固定されている。各燃料噴射弁４は、電磁弁であり後述するＥＣＵ５３から出力される噴射信号により、噴射タイミングやこの電磁弁に対する通電時間に基づく燃料供給量、すなわち噴射量が制御される。なお、燃料噴射弁４は、各気筒３ａ〜３ｄのそれぞれの吸気ポート３７に燃料を噴射するものに限られず、各気筒３ａ〜３ｄの気筒内、つまり各気筒３ａ〜３ｄのそれぞれの燃料室３４内に燃料を噴射するものであっても良い。さらに、各気筒３ａ〜３ｄのそれぞれの吸気ポート３７内およびそれぞれの燃料室３４内に燃料を噴射するものであっても良い。
【００２９】
この燃料噴射弁４は、内燃機関１を停止すると、すなわち内燃機関１が機関停止の状態となると、機関本体３の各気筒３ａ〜３ｄのそれぞれの吸気ポート３７への燃料の噴射が停止される。このとき、機関停止直前に燃料噴射弁４から噴射された燃料の吹き返しにより、各吸気ポート３７内に燃料が残留する。また、機関停止後に燃料が燃料噴射弁４から微少であるが漏れることにより、各吸気ポート３７内燃料が残留する。各吸気ポート３７内に残留した燃料は、機関停止後、気化し、吸気通路２内に充満する。具体的には、図１の矢印Ａに示すように、まず各吸気ポート３７からインテークマニホールド２２の各分岐管２２ａに充満し、さらに各分岐管２２ａからサージタンク２１内に充満する。つまり、各吸気ポート３７内に残留する燃料は、気化し、吸気通路２内に空気の吸気方向と反対の方向に向かって充満する。従って、この各吸気ポート３７内に残留する燃料に含まれるＨＣも、同様に吸気通路２内に充満する。
【００３０】
吸着材劣化判断装置５の吸着材５１は、吸気通路２内の気化した燃料に含まれるＨＣ、すなわち吸気通路２内のＨＣを吸着するものである。この吸着材５１は、吸着したＨＣをサージタンク２１内に流入した空気が吸着材５１に導入されることで、再び吸気通路２内に離脱することができるものである。つまり、吸着材５１は、吸気通路２内のＨＣを一時的に保持するものである。吸着材５１は、図１および図２に示すように、吸気通路２のサージタンク２１内に図示しない固定手段により固定されている。吸着材５１の固定位置は、インテークマニホールド２２の各空気吸入部２２ａと連通するサージタンク２１内の壁面２１ａと対向する壁面２１ｂの中央部である。これは、後述するサージタンク２１内に充満する気化した燃料に含まれるＨＣを効率良く吸着するためである。なお、吸着材５１の固定位置は、これに限定されるものではなく、サージタンク２１内であればどこでも良い。
【００３１】
吸着材５１をサージタンク２１内に設けることによって、インテークマニホールド２２に導入される潤滑油を含む内燃機関のクランク室内のガスによる吸着性能の低下をこの吸着材５１がインテークマニホールド２２の各分岐管２２ａに設けられた場合と比較して抑制することができる。また、吸着材５１をインテークマニホールド２２よりも、吸気通路２の空気の吸気方向に対して上流側に位置するサージタンク２１内に設けることによって、内燃機関１の機関本体３により発生するバックファイアや振動による脱落をこの吸着材５１がインテークマニホールド２２の各分岐管２２ａに設けられた場合と比較して抑制することができる。
【００３２】
ＨＣ濃度センサ５２は、炭化水素濃度検出手段であり、吸気通路２内の気化した燃料に含まれるＨＣ、すなわち吸気通路２内のＨＣの濃度を検出するものである。このＨＣ濃度センサ５２は、吸着材５１と同様にサージタンク２１内に図示しない固定手段により固定されている。このＨＣ濃度センサ５２の固定位置は、サージタンク２１の底面２１ｃであって、吸着材５１よりもインテークマニホールド２２の各空気吸入部２２ａに近い位置である。つまり、ＨＣ濃度センサ５２は、吸気通路２内の吸着材５１が設けられている位置よりも、吸気通路２の空気の吸気方向に対して下流側に設けられている。
【００３３】
つまり、ＨＣ濃度センサ５２は、吸着材５１が設けられている位置よりも吸気通路２の空気の吸気方向に対して下流側、すなわち気化した燃料に含まれるＨＣが燃料噴射弁４から吸気通路２内に充満する方向に対して上流側に設けられている。従って、ＨＣ濃度センサ５２は、吸着材５１にＨＣが吸着される前における吸気通路２内のＨＣの濃度を検出することができる。これにより、機関停止直後から吸気通路２内のＨＣをＨＣ濃度センサ５２により精度良く検出することができる。なお、ＨＣ濃度センサ５２の固定位置は、これに限定されるものではなく、吸気通路２内の吸着材５１が設けられている位置よりも、吸気通路２の空気の吸気方向に対して下流側であれば、サージタンク２１内のどこでも、あるいはインテークマニホールド２２の各分岐管２２ａ内であっても良い。
【００３４】
ＥＣＵ５３は、最高濃度取得手段である最高ＨＣ濃度取得部５３ｄ、最低濃度取得手段である最低ＨＣ濃度取得部５３ｅ、劣化判断手段である劣化判断部５３ｆ、異常判断手段である異常判断部５３ｇを備える。ＥＣＵ５は、図１に示すように、エンジンの各所に取り付けられたセンサ、例えばエンジン回転数を検出する図示しないクランクシャフトに取り付けられた図示しない角度センサ、アクセルの開度を検出する図示しないアクセル開度センサ、吸気通路２に設けられたエアフロメータ、ＨＣ濃度センサ５２などから、エンジン回転数、アクセル開度Ｌ、吸入空気量、ＨＣ濃度などが入力信号として入力される。また、この入力信号および記憶部５３ｃに記憶されている各種マップに基づいて、燃料噴射弁４の噴射制御を行う噴射信号、図示しないスロットル弁の開弁制御を行う開度信号、点火プラグ３９の点火制御する点火信号などの出力信号を出力する。
【００３５】
具体的には、上記入力信号や出力信号の入出力を行う入出力ポート（Ｉ／Ｏ）５３ａと、最高ＨＣ濃度を取得する最高ＨＣ濃度取得部５３ｄ、最低ＨＣ濃度を取得する最低ＨＣ濃度取得部５３ｅ、吸着材５１の劣化を判断する劣化判断部５３ｆ、ＨＣ濃度センサ５２の異常を判断する異常判断部５３ｇを有する処理部５３ｂと、上記マップなどを記憶する記憶部５３ｃとにより構成されている。なお、この発明にかかる吸着材劣化判断装置の動作方法は、専用のハードウェアにより実現されるものであっても良い。また、処理部５３ｂは、メモリおよびＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成され、この発明にかかる吸着材劣化判断装置の動作方法などに基づくプログラムをメモリにロードして実行することにより、この発明にかかる吸着材劣化判断装置の動作方法などを実現させるものであっても良い。さらに、記憶部５３ｃは、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような読み出しのみが可能な揮発性のメモリあるいはＲＡＭ（Random Access Memory）のような読み書きが可能な揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【００３６】
次に、この発明にかかる吸着材劣化判断装置５の動作について説明する。図３は、この発明にかかる吸着材劣化判断装置の動作フローを示す図である。図４は、吸気通路内のＨＣ濃度と経過時間との関係を示す図である。まず、図３に示すように、ＥＣＵ５３の処理部５３ｂは、内燃機関１が停止、つまり内燃機関１が機関停止の状態となったか否かを判断する（ステップＳＴ１）。機関停止の判断は、例えばＥＣＵ５に入力されるエンジン回転数が０であるか否かで判断する。なお、処理部５３ｂは、内燃機関１が機関停止の状態となっていないと判断すると、このステップＳＴ１を繰り返す。
【００３７】
次に、処理部５３ｂの最高濃度取得部５３ｄは、ＨＣ濃度センサ５２に通電することで、吸気通路２内、すなわちサージタンク２１内のＨＣ濃度Ｄnを検出する（ステップＳＴ２）。次に、処理部５３ｂの最高濃度取得部５３ｄは、上記検出したＨＣ濃度ＤnがこのＨＣ濃度Ｄnの直前に検出されたＨＣ濃度Ｄn-1未満であるか否かを判断する（ステップＳＴ３）。ここで、最高濃度取得部５３ｄは、内燃機関１の機関停止直後に最初にＨＣ濃度センサ５２によりＨＣ濃度Ｄn、すなわち機関停止直後のＨＣ濃度Ｄfを検出した場合は、直前に検出されたＤn-1が存在しないため、ステップＳＴ２およびステップＳＴ３を繰り返す。なお、最高濃度取得部５３ｄは、上記ステップＳＴ３において、上記検出したＨＣ濃度ＤnがこのＨＣ濃度Ｄnの直前に検出されたＨＣ濃度Ｄn-1以上であると判断すると、上記ステップＳＴ２、すなわちＨＣ濃度センサ５２による吸気通路２内のＨＣ濃度Ｄnの検出を所定間隔、例えば３０分間隔で繰り返す。
【００３８】
吸気通路２内、すなわちサージタンク２１内のＨＣ濃度は、図４に示すように、内燃機関１の機関停止直後のＨＣ濃度Ｄfからある一定の期間（例えば、９０分程度）は上昇しつづけ、最高ＨＣ濃度Ｄmaxとなり、そして徐々に減少し、所定時間（例えば、３６０分程度）経過後最低ＨＣ濃度Ｄminとなる。これは、機関停止直後の内燃機関１は、大気温度と比較して高温であるため、各吸気ポート３７に残留する燃料の気化が促進され、吸気通路２内に充満するＨＣの量が増加し、その後は吸気通路２内に充満したＨＣが徐々に拡散するとともに、サージタンク２１内の吸着材５１により吸着され、ある一定のＨＣ濃度で飽和するためである。従って、処理部５３ｂの最高濃度取得部５３ｄは、ＨＣ濃度センサ５２により検出された吸気通２内のＨＣ濃度Ｄnが最高ＨＣ濃度Ｄmaxとなるまで、上記ステップＳＴ３を繰り返す。
【００３９】
次に、処理部５３ｂの最高濃度取得部５３ｄは、検出したＨＣ濃度ＤnがこのＨＣ濃度Ｄnの直前に検出されたＨＣ濃度Ｄn-1未満であると判断すると、この検出したＨＣ濃度Ｄnを内燃機関１の機関停止中における最高ＨＣ濃度Ｄmaxとして取得する（ステップＳＴ４）。つまり、上記ステップＳＴ２においてＨＣ濃度センサ５２により検出されたＨＣ濃度Ｄnのうち最も高いＨＣ濃度Ｄnを最高ＨＣ濃度Ｄmaxとして取得する。
【００４０】
次に、処理部５３ｂの異常判断部５３ｇは、最高ＨＣ濃度Ｄmaxと内燃機関１の機関停止直後のＨＣ濃度Ｄfとの差が異常判断値Ｄ１以上であるか否か、すなわちＤmax−Ｄf≧Ｄ１であるか否かを判断する（ステップＳＴ５）。ここで、Ｄ１とは、予めＥＣＵ５３の記憶部５３ｃに格納されているものであり、上述した内燃機関１の機関停止後のＨＣ濃度Ｄfに対して、ある一定の期間において最低限の上昇となった場合におけるＨＣ濃度との差である。
【００４１】
次に、処理部５３ｂの異常判断部５３ｇは、最高ＨＣ濃度Ｄmaxと内燃機関１の機関停止直後のＨＣ濃度Ｄfとの差が異常判断値Ｄ１未満であると判断すると、ＨＣ濃度センサ５２が異常であると判断する（ステップＳＴ６）。異常判断部５３ｇが、ＨＣ濃度センサ５２が異常であると判断すると、例えば内燃機関１の再始動時に図示しない警報機を鳴らしたり、内燃機関１が搭載されている車両の室内に設けられた警報ランプを点灯させたりする。
【００４２】
つまり、異常判断手部５３ｇは、ＨＣ濃度センサ５２の異常を上記最高濃度取得部５３ｄにより所定間隔で検出されたＨＣ濃度Ｄnに基づいて、すなわち吸気通路２内に充満するＨＣの濃度が内燃機関１の機関停止直後から一定期間経過するまで上昇することを用い判断する。従って、後述する劣化判断部５３ｆがＨＣ濃度センサ５２の異常によって、吸着剤５１が劣化していると判断することを回避することができる。
【００４３】
次に、処理部５３ｂの異常判断部５３ｇが最高ＨＣ濃度Ｄmaxと内燃機関１の機関停止直後のＨＣ濃度Ｄfとの差が異常判断値Ｄ１以上であると判断すると、処理部５３ｂの最低濃度取得部５３ｅは、所定時間Ｔ１が経過したか否かを判断する（ステップＳＴ７）。ここで、所定時間Ｔ１とは、処理部５３ｂの最高濃度取得部５３ｄが吸気通路２内、すなわちサージタンク２１内の最高ＨＣ濃度Ｄmaxを取得してからの期間であり、図４に示すように、吸気通路２内、すなわちサージタンク２１内のＨＣの濃度が、最高ＨＣ濃度Ｄmaxとなってから最低ＨＣ濃度Ｄminとなるまでに要する時間（例えば、２７０分程度）である。つまり、吸気通路２内に充満したＨＣが徐々に拡散するとともに、サージタンク２１内の吸着材５１により吸着され、ある一定のＨＣ濃度で飽和するまでに要する時間である。ここで、吸気通路２内に吸着材５１が設けられている場合における最低ＨＣ濃度Ｄminは、この吸着材５１が吸気通路２内に設けられていない場合における最低ＨＣ濃度Ｄminの１／１０程度となる。
【００４４】
なお、最低濃度取得部５３ｅは、上記所定時間Ｔ１を経過していないと判断すると、所定時間Ｔ１を経過するまで、上記ステップＳＴ７を繰り返す。
【００４５】
次に、処理部５３ｂの最低濃度取得部５３ｅは、所定時間Ｔ１が経過したと判断すると、ＨＣ濃度センサ５２に通電することで、吸気通路２内、すなわちサージタンク２１内のＨＣ濃度Ｄnを検出し、この検出したＨＣ濃度Ｄnを内燃機関１の機関停止中における最低ＨＣ濃度Ｄminとして取得する（ステップＳＴ８）。
【００４６】
次に、処理部５３ｂの劣化判断部５３ｆは、最高ＨＣ濃度Ｄmaxと最低ＨＣ濃度Ｄminとの差が劣化判断値Ｄ２以上であるか否か、すなわちＤmax−Ｄmin≧Ｄ２であるか否かを判断する（ステップＳＴ９）。つまり、劣化判断部５３ｆは、最高濃度取得部５３ｄにより取得された最高ＨＣ濃度Ｄmaxと最低濃度取得部５３ｅにより取得された最低ＨＣ濃度Ｄminとの差に基づいて、吸気通路２内、すなわちサージタンク２１内に設けられた吸着材５１の劣化を判断する。ここで、Ｄ２とは、予めＥＣＵ５３の記憶部５３ｃに格納されているものであり、上述した最高ＨＣ濃度Ｄmaxと吸気通路２内に吸着材５１が設けられていない場合における最低ＨＣ濃度Ｄminとの差である。
【００４７】
次に、処理部５３ｂの劣化判断部５３ｆは、最高ＨＣ濃度Ｄmaxと最低ＨＣ濃度Ｄminと差が劣化判断値Ｄ２未満であると判断すると、吸着材５１が劣化していると判断する（ステップＳＴ１０）。劣化判断部５３ｆが、吸着材５１が劣化していると判断すると、例えば内燃機関１の再始動時に図示しない警報機を鳴らしたり、内燃機関１が搭載されている車両の室内に設けられた警報ランプを点灯させたりする。なお、劣化判断部５３ｆは、最高ＨＣ濃度Ｄmaxと最低ＨＣ濃度Ｄminと差が劣化判断値Ｄ２以上であると判断すると、吸着材５１が劣化しておらず、正常であると判断する（ステップＳＴ１１）。これにより、この発明にかかる吸着材劣化判断装置５の動作を終了する。
【００４８】
以上のように、この発明にかかる吸着材劣化判断装置５は、ＨＣ濃度センサ５２により、内燃機関１の機関停止後における吸気通路２内、すなわちサージタンク２１内のＨＣ濃度Ｄnを検出する。そして、ＨＣ検出センサ５２が検出した吸気通路２内、すなわちサージタンク２１内のＨＣ濃度から、吸気通路２内のＨＣ濃度Ｄnの最高値である最高ＨＣ濃度Ｄmaxと最低値である最低ＨＣ濃度Ｄminとを取得し、この取得した最高ＨＣ濃度Ｄmaxと最低ＨＣ濃度Ｄminとの差に基づいて、吸着材５１の劣化を判断する。従って、上記従来の吸着材劣化判断装置のように、吸着材５１から放出されたＨＣに基づいて、吸着材５１の劣化を判断せず、ＨＣ濃度センサ５２により直接検出された吸気通路２内、すなわちサージタンク２１内のＨＣの濃度に基づいて吸着材５１の劣化を判断するので、吸着材５１の劣化を確実に判断することができる。
【００４９】
なお、上記実施例においては、内燃機関１の機関停止後において、処理部５３ｂの劣化判断部５３ｆにより、吸着材５１の劣化を判断するまで、ＥＣＵ５３を起動し続ける場合について説明したが、これに限定されるものではない。ＥＣＵ５３には、通常このＥＣＵ５３が停止している状態において、経過時間をカウントするカウンターが備えられている。従って、処理部５３ｂの最高濃度取得部５３ｄが、機関停止直後から所定間隔でＨＣ濃度センサ５２により吸気通路２内のＨＣ濃度Ｄnを検出する際には、上記カウンターにより所定間隔になったと判断した場合のみに、ＥＣＵ５３を起動し、ＨＣ濃度センサ５２に通電し、吸気通路２内のＨＣ濃度Ｄnを検出しても良い。また、処理部５３ｂの最低濃度取得部５３ｅが、ＨＣ濃度センサ５２により吸気通路２内のＨＣ濃度Ｄnを検出する際には、上記カウンターにより最高ＨＣ濃度Ｄmaxを取得してから所定時間が経過したと判断した場合のみに、ＥＣＵ５３を起動し、ＨＣ濃度センサ５２に通電し、吸気通路２内のＨＣ濃度Ｄnを検出しても良い。これにより、内燃機関１の機関停止後において、ＥＣＵ５３を起動し続ける場合と比較して、消費電力を低減することができる。
【００５０】
また、処理部５３ｂの最低濃度取得部５３ｅにより、最低ＨＣ濃度Ｄminを取得する際には、上記所定時間Ｔ１を経過後であれば、内燃機関１の再始動時にＨＣ濃度センサ５２に通電し、吸気通路２内のＨＣ濃度Ｄnを検出しても良い。これにより、内燃機関１の機関停止中に、最低濃度取得部５３ｅにより、最低ＨＣ濃度Ｄminを取得するためにＥＣＵ５３を起動する必要がなくなり、さらに消費電力を低減することができる。
【００５１】
また、処理部５３ｂの最高濃度取得部５３ｄは、内燃機関１の機関停止直後から所定間隔でＨＣ濃度センサ５２に通電し、吸気通路２内のＨＣ濃度Ｄnを検出するが、この所定間隔を狭めることにより、正確な最高ＨＣ濃度Ｄmaxを取得することができる。なお、所定間隔を広めても、各間隔における吸気通路２内のＨＣ濃度Ｄnを線形補間することにより最高ＨＣ濃度を取得しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上のように、この発明にかかる吸着材劣化判断装置は、吸気通路内に設けられた吸着材の劣化を判断するのに有用であり、吸着材の劣化を確実に判断するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明にかかる吸着材劣化判断装置を備える内燃機関の概略構成例を示す図である。
【図２】吸気通路の要部構成例を示す図である。
【図３】この発明にかかる吸着材劣化判断装置の動作フローを示す図である。
【図４】吸気通路内のＨＣ濃度と経過時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  内燃機関
２  吸気通路
２１  サージタンク
２２  インテークマニホールド
３  機関本体
３ａ〜ｄ  気筒
３７  吸気ポート
４  燃料噴射弁（燃料供給手段）
５  吸着材劣化判断装置
５１  吸着材
５２  ＨＣ濃度センサ（炭化水素濃度検出手段）
５３  ＥＣＵ
５３ｄ  最高濃度取得部（最高濃度取得手段）
５３ｅ  最低濃度取得部（最低濃度取得手段）
５３ｆ  劣化判断部（劣化判断手段）
５３ｇ  異常判断部（異常判断手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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