(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、この排気浄化触媒を覆う外筒と、前記排気浄化触媒及び前記外筒との間に形成され、前記排気浄化触媒から前記外筒への伝熱を遮断する真空空間部とを備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記真空空間部の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段の検出値に基づいて前記排気浄化装置の故障を判定する故障判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記真空空間部を真空状態として前記排気浄化触媒からの放熱を遮断するとともに、前記真空空間部を非真空状態として前記排気浄化触媒からの放熱を許容する放断熱制御手段を更に備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記故障判定手段は、前記放断熱制御手段が前記真空空間部を真空状態とすべき時期に故障判定を行うことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、この排気浄化触媒からの放熱を遮断する断熱手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記排気浄化触媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の検出値より、前記内燃機関停止後の所定時間当たりの温度低下率を算出し、その温度低下率の大きさに基づいて前記排気浄化装置の断熱機能の故障を判定する故障判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、この排気浄化触媒に熱を供給する蓄熱部材とを備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記排気浄化触媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の検出値より、前記内燃機関停止後の所定時間当たりの温度低下率を算出し、その温度低下率の大きさに基づいて前記排気浄化装置の蓄熱機能の故障を判定する故障判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、この排気浄化触媒に熱を供給する蓄熱部材と、前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材からの放熱を遮断する断熱手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記蓄熱部材の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の検出値より、前記内燃機関停止後の所定時間当たりの温度低下率を算出し、その温度低下率の大きさに基づいて前記排気浄化装置の断熱機能の故障を判定する故障判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記蓄熱部材は、相変化物質からなり、
前記故障判定手段は、前記蓄熱部材の温度が一定となる相変化状態の開始前、または相変化状態の終了後に、故障判定を行うことを特徴とする請求項５記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、相変化物質で形成され前記排気浄化触媒に熱を供給する蓄熱部材とを備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記蓄熱部材の温度を検出する温度検出手段と、
前記蓄熱部材により検出された温度より、前記蓄熱部材の温度が一定となる相変化状態の継続時間を計時し、その継続時間の長さに基づいて前記排気浄化装置の故障を判定する故障判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、この排気浄化触媒を覆う外筒と、前記排気浄化触媒と前記外筒との間に配置され、前記排気浄化触媒から前記外筒への伝熱を遮断する断熱手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記排気浄化触媒の温度を検出する第１の温度検出手段と、
前記外筒の温度を検出する第２の温度検出手段と、
前記第１の温度検出手段により検出された温度と前記第２の温度検出手段により検出された温度との差に基づいて前記排気浄化装置の断熱機能の故障を判定する故障判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項９】
内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、この排気浄化触媒を覆う外筒と、前記排気浄化触媒と前記外筒との間に配置され、前記排気浄化触媒が所定温度未満のときは前記排気浄化触媒から前記外筒への伝熱を遮断し、前記排気浄化触媒が所定温度以上のときは前記排気浄化触媒から前記外筒への伝熱を許容する放断熱切換手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記排気浄化触媒の温度を検出する第１の温度検出手段と、
前記外筒の温度を検出する第２の温度検出手段と、
前記放断熱切換手段が前記排気浄化触媒から前記外筒への伝熱を遮断すべき時期に、前記第１の温度検出手段により検出された温度と前記第２の温度検出手段により検出された温度との差に基づいて前記排気浄化装置の断熱機能の故障を判定する故障判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１０】
内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、この排気浄化触媒を覆う外筒と、前記排気浄化触媒と前記外筒との間に配置され、前記排気浄化触媒が所定温度未満のときは前記排気浄化触媒から前記外筒への伝熱を遮断し、前記排気浄化触媒が所定温度以上のときは前記排気浄化触媒から前記外筒への伝熱を許容する放断熱切換手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記排気浄化触媒の温度を検出する第１の温度検出手段と、
前記外筒の温度を検出する第２の温度検出手段と、
前記放断熱切換手段が前記排気浄化触媒から前記外筒への伝熱を許容すべき時期に、前記第１の温度検出手段により検出された温度と前記第２の温度検出手段により検出された温度との差に基づいて前記排気浄化装置の放熱機能の故障を判定する故障判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１１】
内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、この排気浄化触媒に熱を供給する蓄熱部材と、前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材を覆う外筒と、前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材と前記外筒との間に配置され、前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材からの放熱を遮断する断熱手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記外筒の温度を検出する第２の温度検出手段と、
前記蓄熱部材の温度を検出する第３の温度検出手段と、
前記第２の温度検出手段により検出された温度と前記第３の温度検出手段により検出された温度との差に基づいて前記排気浄化装置の断熱機能の故障を判定する故障判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１２】
内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、この排気浄化触媒に熱を供給する蓄熱部材と、前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材を覆う外筒と、前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材と前記外筒との間に配置され、前記排気浄化触媒が所定温度未満のときは前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材から前記外筒への伝熱を遮断し、前記排気浄化触媒が所定温度以上のときは前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材から前記外筒への伝熱を許容する放断熱切換手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記外筒の温度を検出する第２の温度検出手段と、
前記蓄熱部材の温度を検出する第３の温度検出手段と、
前記放断熱切換手段が前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材から前記外筒への伝熱を遮断すべき時期に、前記第２の温度検出手段により検出された温度と前記第３の温度検出手段により検出された温度との差に基づいて前記排気浄化装置の断熱機能の故障を判定する故障判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１３】
内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、この排気浄化触媒に熱を供給する蓄熱部材と、前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材を覆う外筒と、前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材と前記外筒との間に配置され、前記排気浄化触媒が所定温度未満のときは前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材から前記外筒への伝熱を遮断し、前記排気浄化触媒が所定温度以上のときは前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材から前記外筒への伝熱を許容する放断熱切換手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記外筒の温度を検出する第２の温度検出手段と、
前記蓄熱部材の温度を検出する第３の温度検出手段と、
前記放断熱切換手段が前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材から前記外筒への伝熱を許容すべき時期に、前記第２の温度検出手段により検出された温度と前記第３の温度検出手段により検出された温度との差に基づいて前記排気浄化装置の放熱機能の故障を判定する故障判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１４】
前記故障判定手段が排気浄化装置の故障を判定したとき、前記排気浄化装置の故障を示唆する情報を出力する故障情報出力手段を更に備えることを特徴とする請求項１から１３の何れかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１５】
前記故障判定手段は、外気温度に応じて判定基準を補正することを特徴とする請求項３から１３の何れかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の内燃機関の排気浄化触媒の故障を判定する技術に関し、特に、断熱材や蓄熱材等で覆われた排気浄化触媒を備える排気浄化装置の故障を判定する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の内燃機関は、排出される排気ガス中の有害成分、例えば、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯX）、及び炭化水素（ＨＣ）等の成分を大気に放出する前に浄化すべく、白金やパラジウム等の貴金属を触媒として担持した排気浄化触媒を備えている。
【０００３】
排気浄化触媒は、例えば、排気ガスに含まれるＨＣ及びＣＯを排気ガス中の酸素Ｏ2と反応させてＨ2Ｏ及びＣＯ2へ酸化すると同時に、排気ガス中のＮＯXを排気ガス中のＨＣ及びＣＯと反応させてＨ2Ｏ、ＣＯ2、Ｎ2へ還元する。
【０００４】
ところで、排気浄化触媒は、所定温度以上で活性化し、所定温度未満では未活性状態となるため、内燃機関が冷間始動された時のように排気浄化触媒が所定温度未満にあるときは、排気ガス中の有害成分を除去しきれないという問題がある。
【０００５】
このような問題に対し、ＳＡＥ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｐａｐｅｒ  ＃９６１１３４、＃９５０４０９、＃９４１９９８等に記載された触媒装置が知られている。この触媒装置は、排気浄化触媒を内装した内筒と、この内筒を覆う蓄熱材と、前記蓄熱材を覆う中間筒と、これら内筒及び中間筒を覆う外筒と、前記内筒及び前記中間筒と外筒との間に形成される真空空間部と、前記真空空間部に配置された水素吸蔵合金とを備え、内燃機関の運転時には、水素吸蔵合金から水素を放出させて前記真空空間部を非真空状態とすることにより、前記排気浄化触媒の熱を水素を介して外筒へ伝達させ、排気浄化触媒の過剰な昇温を抑制し、内燃機関の運転停止後には、前記水素を前記水素吸蔵合金に吸蔵させて前記真空空間部を真空状態とすることにより、排気浄化触媒及び蓄熱材からの放熱を前記真空空間部で遮断し、排気浄化触媒の活性化状態を次回の機関始動時まで維持しようとするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような触媒装置では、触媒装置の故障を正確に診断することも重要である。例えば、外筒、中間筒、あるいは内筒等に孔や亀裂等が生じた場合や、水素吸蔵合金が劣化した場合には、真空空間部の真空度の低下、蓄熱材の劣化や流出、あるいは、水素の吸蔵性能や放出性能の劣化等を招き、その結果、触媒装置の断熱性能や放熱性能が低下する。
【０００７】
触媒装置の断熱性能が低下した場合は、排気浄化触媒や蓄熱材の放熱を遮断することができず、内燃機関停止後に排気浄化触媒を活性化温度以上に保つことが困難となり、次回始動時の排気エミッションが悪化する虞がある。
【０００８】
また、触媒装置の放熱性能が低下した場合は、排気浄化触媒や蓄熱材の熱を外筒等へ伝達することができず、排気浄化触媒の過剰な昇温を招き、排気浄化触媒の耐久性が低下する虞がある。
【０００９】
本発明は、前記した問題点に鑑みてなされたものであり、排気浄化触媒の温度を調節する機能を備えた排気浄化装置において、温度調節機能の故障を診断する技術を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下のような手段を採用した。
すなわち、本発明は、内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、この排気浄化触媒を覆う外筒と、前記排気浄化触媒及び前記外筒との間に形成され、前記排気浄化触媒から前記外筒への伝熱を遮断する真空空間部とを備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記真空空間部の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段の検出値に基づいて前記排気浄化装置の故障を判定する故障判定手段と、
を備えることを特徴とする（請求項１に対応）。
【００１１】
このように構成された排気浄化装置では、圧力検出手段が真空空間部の圧力を検出する。そして、故障判定手段は、圧力検出手段により検出された圧力を参照し、排気浄化装置の故障を判定する。
【００１２】
ここで、真空空間部の真空度が正常であれば、排気浄化触媒からの放熱が真空空間部で遮断されるので、内燃機関の運転停止後に、排気浄化触媒の温度低下が抑制される。一方、真空空間部の真空度が低下すると、排気浄化触媒の熱が外筒へ伝熱されるので、内燃機関の運転停止後に、排気浄化触媒の温度低下を招く。
【００１３】
そこで、故障判定手段は、圧力検出手段により検出された圧力より、真空空間部の真空度が低下していることを検出すると、排気浄化装置が故障していると判定し、真空空間部の真空度が正常であれば、排気浄化装置が正常であると判定する。
【００１４】
尚、排気浄化装置が、前記真空空間部を真空状態として前記排気浄化触媒からの放熱を遮断するとともに、前記真空空間部を非真空状態として前記排気浄化触媒からの放熱を許容する放断熱制御手段を更に備えている場合は、故障判定手段は、前記放断熱制御手段が前記真空空間部を真空状態とすべく制御を行っていることを条件に故障判定を行うようにしてもよい（請求項２に対応）。
【００１５】
次に、本発明は、内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、この排気浄化触媒からの放熱を遮断する断熱手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記排気浄化触媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の検出値より、前記内燃機関停止後の所定時間当たりの温度低下率を算出し、その温度低下率の大きさに基づいて前記排気浄化装置の断熱機能の故障を判定する故障判定手段と、
を備えるようにしてもよい（請求項３に対応）。
【００１６】
このように構成された排気浄化装置では、断熱手段が正常である場合は、前記排気浄化触媒からの放熱が遮断されるので、排気浄化触媒の温度低下が抑制されるが、断熱手段に異常が発生した場合は、前記排気浄化触媒からの放熱が遮断されないため、排気浄化触媒の温度低下速度が正常時より早くなり、その結果、所定時間当たりの排気浄化触媒の温度低下率は、正常時より大きくなる。
【００１７】
そこで、故障判定手段は、内燃機関の運転停止後に、温度検出手段の検出値より、排気浄化触媒の所定時間当たりの温度低下率を算出し、その温度低下率が所定の判定基準より大きければ、排気浄化触媒の断熱機能が故障していると判定する。
【００１８】
また、本発明は、内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、この排気浄化触媒に熱を供給する蓄熱部材とを備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記排気浄化触媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の検出値より、前記内燃機関停止後の所定時間当たりの温度低下率を算出し、その温度低下率の大きさに基づいて前記排気浄化装置の蓄熱機能の故障を判定する故障判定手段と、
を備えるようにしてもよい（請求項４に対応）。
【００１９】
ここで、前記した蓄熱部材は、内燃機関の運転時に、排気ガスの熱を奪って蓄熱し、内燃機関の運転停止後や低負荷運転時等に、排気浄化触媒を活性化温度以上に維持すべく、蓄熱した熱を排気浄化触媒に供給するものである。
【００２０】
このように構成された排気浄化装置では、蓄熱部材が正常である場合は、蓄熱部材から排気浄化触媒へ熱が供給されるので、排気浄化触媒の温度低下が抑制される。一方、蓄熱部材に異常が発生した場合は、蓄熱部材から排気浄化触媒へ熱が供給されないため、排気浄化触媒の温度低下速度が正常時より速くなり、その結果、所定時間当たりの排気浄化触媒の温度低下率は、正常時より大きくなる。
【００２１】
そこで、故障判定手段は、内燃機関の運転停止後に、温度検出手段の検出値より、排気浄化触媒の所定時間当たりの温度低下率を算出する。そして、故障判定手段は、前記温度低下率が所定の判定基準より大きければ、排気浄化装置の蓄熱機能が故障していると判定する。
【００２２】
また、本発明は、内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、この排気浄化触媒に熱を供給する蓄熱部材と、前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材からの放熱を遮断する断熱手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記蓄熱部材の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の検出値より、前記内燃機関停止後の所定時間当たりの温度低下率を算出し、その温度低下率の大きさに基づいて前記排気浄化装置の断熱機能の故障を判定する故障判定手段と、
を備えるようにしてもよい（請求項５に対応）。
【００２３】
このように構成された排気浄化装置では、断熱手段が正常である場合は、蓄熱部材からの放熱が遮断されるので、蓄熱部材の温度低下が抑制される。一方、断熱手段に異常が発生した場合は、蓄熱部材からの放熱が遮断されないため、蓄熱部材の温度低下速度が正常時より速くなり、その結果、所定時間当たりの蓄熱部材の温度低下率は、正常時より大きくなる。
【００２４】
そこで、故障判定手段は、内燃機関の運転停止後に、温度検出手段の検出値より、蓄熱部材の所定時間当たりの温度低下率を算出する。そして、故障判定手段は、前記温度低下率が所定の判定基準より大きければ、排気浄化装置の断熱機能が故障していると判定する。
【００２５】
尚、前記蓄熱部材が相変化物質からなる場合は、故障判定手段は、前記蓄熱部材の温度が一定となる相変化状態の開始前、または相変化状態の終了後に、故障判定を行うようにしてもよい（請求項６に対応）。
【００２６】
次に、本発明は、内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、相変化物質で形成され前記排気浄化触媒に熱を供給する蓄熱部材とを備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記蓄熱部材の温度を検出する温度検出手段と、
前記蓄熱部材により検出された温度より、前記蓄熱部材の温度が一定となる相変化状態の継続時間を計時し、その継続時間の長さに基づいて前記排気浄化装置の故障を判定する故障判定手段と、
を備えるようにしてもよい（請求項７に対応）。
【００２７】
このように構成された排気浄化装置では、正常時の蓄熱部材は、略一定の温度で相変化状態となり、相変化状態の継続時間も略一定の時間となるが、異常時の蓄熱部材の相変化時間は、正常時よりも短い時間となる。
【００２８】
そこで、故障判定手段は、温度検出手段により検出された蓄熱部材の温度を参照し、蓄熱部材の相変化状態を判別すると共に、その相変化状態の継続時間を計時する。そして、故障判定手段は、相変化状態の継続時間が所定の判定基準より短ければ、故障判定手段の蓄熱機能が故障していると判定する。
【００２９】
また、本発明は、内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、この排気浄化触媒を覆う外筒と、前記排気浄化触媒と前記外筒との間に配置され、前記排気浄化触媒から前記外筒への伝熱を遮断する断熱手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記排気浄化触媒の温度を検出する第１の温度検出手段と、
前記外筒の温度を検出する第２の温度検出手段と、
前記第１の温度検出手段により検出された温度と前記第２の温度検出手段により検出された温度との差に基づいて前記排気浄化装置の断熱機能の故障を判定する故障判定手段と、
を備えるようにしてもよい（請求項８に対応）。
【００３０】
このように構成された排気浄化装置では、断熱手段が正常である場合は、排気浄化触媒から外筒への伝熱が遮断されるため、外筒と排気浄化触媒との間に温度差が生じる。一方、断熱手段に異常が発生した場合は、排気浄化触媒から外筒への伝達が遮断されないため、排気浄化触媒と外筒との温度差が正常時より小さくなる。
【００３１】
そこで、故障判定手段は、第１及び第２の温度検出手段の検出値の差が所定の判定基準より小さければ、排気浄化装置の断熱機能が故障していると判定する。
次に、本発明は、内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、この排気浄化触媒を覆う外筒と、前記排気浄化触媒と前記外筒との間に配置され、前記排気浄化触媒が所定温度未満のときは前記排気浄化触媒から前記外筒への伝熱を遮断し、前記排気浄化触媒が前記所定温度以上のときは前記排気浄化触媒から前記外筒への伝熱を許容する放断熱切換手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記排気浄化触媒の温度を検出する第１の温度検出手段と、
前記外筒の温度を検出する第２の温度検出手段と、
前記放断熱切換手段が前記排気浄化触媒から前記外筒への伝熱を遮断すべき時期に、前記第１の温度検出手段により検出された温度と前記第２の温度検出手段により検出された温度との差に基づいて前記排気浄化装置の断熱機能の故障を判定する故障判定手段と、を備えるようにしてもよい（請求項９に対応）。
【００３２】
このように構成された排気浄化装置では、放断熱切換手段が正常である場合は、前記排気浄化触媒が所定温度未満であるときに、放断熱切換手段が排気浄化触媒から外筒への伝熱を遮断すべく動作するため、排気浄化触媒と外筒との間に温度差が生じる。一方、放断熱切換手段に異常が発生した場合は、前記排気浄化触媒が所定温度未満であるときに、放断熱切換手段が排気浄化触媒から外筒への伝熱を遮断すべく動作しないため、排気浄化触媒と外筒との温度差が正常時よりも小さくなる。
【００３３】
そこで、故障判定手段は、放断熱切換手段が排気浄化触媒からの放熱を遮断すべき時期に、第１及び第２の温度検出手段の検出値の差が所定の判定基準より小さければ、排気浄化装置の断熱機能が故障していると判定する。
【００３４】
また、本発明は、内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、この排気浄化触媒を覆う外筒と、前記排気浄化触媒と前記外筒との間に配置され、前記排気浄化触媒が所定温度未満のときは前記排気浄化触媒から前記外筒への伝熱を遮断し、前記排気浄化触媒が前記所定温度以上のときは前記排気浄化触媒から前記外筒への伝熱を許容する放断熱切換手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記排気浄化触媒の温度を検出する第１の温度検出手段と、
前記外筒の温度を検出する第２の温度検出手段と、
前記放断熱切換手段が前記排気浄化触媒から前記外筒への伝熱を許容すべき時期に、前記第１の温度検出手段により検出された温度と前記第２の温度検出手段により検出された温度との差に基づいて前記排気浄化装置の放熱機能の故障を判定する故障判定手段と、
を備えるようにしてもよい（請求項１０に対応）。
【００３５】
このように構成された排気浄化装置では、放断熱切換手段が正常である場合は、前記排気浄化触媒が所定温度以上であるときに、放断熱切換手段が排気浄化触媒から外筒への伝熱を許容すべく動作するため、排気浄化触媒と外筒との温度差が小さくなる。一方、放断熱切換手段に異常が発生した場合は、前記排気浄化触媒が所定温度以上であるときに、放断熱切換手段が排気浄化触媒から外筒への伝熱を許容すべく動作しないため、排気浄化触媒と外筒との温度差が正常時よりも大きくなる。
【００３６】
そこで、故障判定手段は、放断熱切換手段が排気浄化触媒からの放熱を許容すべき時期に、第１及び第２の温度検出手段の検出値の差が所定の判定基準より大きければ、排気浄化装置の断熱機能が故障していると判定する。
【００３７】
次に、本発明は、内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、この排気浄化触媒に熱を供給する蓄熱部材と、前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材を覆う外筒と、前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材と前記外筒との間に配置され、前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材からの放熱を遮断する断熱手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記外筒の温度を検出する第２の温度検出手段と、
前記蓄熱部材の温度を検出する第３の温度検出手段と、
前記第２の温度検出手段により検出された温度と前記第３の温度検出手段により検出された温度との差に基づいて前記排気浄化装置の断熱機能の故障を判定する故障判定手段と、
を備えることを特徴とする（請求項１１に対応）。
【００３８】
このように構成された排気浄化装置では、断熱手段が正常である場合は、蓄熱部材から外筒への伝熱が遮断されるため、外筒と蓄熱部材との間に温度差が生じる。一方、断熱手段に異常が発生した場合は、蓄熱部材から外筒への伝達が遮断されないため、蓄熱部材と外筒との温度差が正常時より小さくなる。
【００３９】
そこで、故障判定手段は、第２及び第３の温度検出手段の検出値の差が所定の判定基準より小さければ、排気浄化装置の断熱機能が故障していると判定する。
また、本発明は、内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、この排気浄化触媒に熱を供給する蓄熱部材と、前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材を覆う外筒と、前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材と前記外筒との間に配置され、前記排気浄化触媒が所定温度未満のときは前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材から前記外筒への伝熱を遮断し、前記排気浄化触媒が所定温度以上のときは前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材から前記外筒への伝熱を許容する放断熱切換手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記外筒の温度を検出する第２の温度検出手段と、
前記蓄熱部材の温度を検出する第３の温度検出手段と、
前記放断熱切換手段が前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材から前記外筒への伝熱を遮断すべき時期に、前記第２の温度検出手段により検出された温度と前記第３の温度検出手段により検出された温度との差に基づいて前記排気浄化装置の断熱機能の故障を判定する故障判定手段と、
を備えるようにしてもよい（請求項１２に対応）。
【００４０】
このように構成された排気浄化装置では、放断熱切換手段が正常である場合は、前記排気浄化触媒が所定温度未満であるときに、放断熱切換手段が排気浄化触媒及び蓄熱部材から外筒への伝熱を遮断すべく動作するため、蓄熱部材と外筒との間に温度差が生じる。
【００４１】
一方、放断熱切換手段に異常が発生した場合は、前記排気浄化触媒が所定温度未満であるときに、放断熱切換手段が排気浄化触媒及び蓄熱部材から外筒への伝熱を遮断すべく動作しないため、蓄熱部材と外筒との温度差が正常時よりも小さくなる。
【００４２】
そこで、故障判定手段は、放断熱切換手段が排気浄化触媒及び蓄熱部材からの放熱を遮断すべき時期に、第２及び第３の温度検出手段の検出値の差が所定の判定基準より小さければ、排気浄化装置の断熱機能が故障していると判定する。
【００４３】
次に、本発明は、内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、この排気浄化触媒に熱を供給する蓄熱部材と、前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材を覆う外筒と、前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材と前記外筒との間に配置され、前記排気浄化触媒が所定温度未満のときは前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材から前記外筒への伝熱を遮断し、前記排気浄化触媒が前記所定温度以上のときは前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材から前記外筒への伝熱を許容する放断熱切換手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置であり、
前記外筒の温度を検出する第２の温度検出手段と、
前記蓄熱部材の温度を検出する第３の温度検出手段と、
前記放断熱切換手段が前記排気浄化触媒及び前記蓄熱部材から前記外筒への伝熱を許容すべき時期に、前記第２の温度検出手段により検出された温度と前記第３の温度検出手段により検出された温度との差に基づいて前記排気浄化装置の放熱機能の故障を判定する故障判定手段と、
を備えるようにしてもよい（請求項１３に対応）。
【００４４】
このように構成された排気浄化装置では、放断熱切換手段が正常である場合は、前記排気浄化触媒が所定温度以上であるときに、放断熱切換手段が排気浄化触媒及び蓄熱部材から外筒への伝熱を許容すべく動作するため、蓄熱部材と外筒との温度差が小さくなる。一方、放断熱切換手段に異常が発生した場合は、前記排気浄化触媒が所定温度以上であるときに、放断熱切換手段が排気浄化触媒及び蓄熱部材から外筒への伝熱を許容すべく動作しないため、蓄熱部材と外筒との温度差が正常時よりも大きくなる。
【００４５】
そこで、故障判定手段は、放断熱切換手段が排気浄化触媒からの放熱を許容すべき時期に、第２及び第３の温度検出手段の検出値の差が所定の判定基準より大きければ、排気浄化装置の断熱機能が故障していると判定する。
【００４６】
尚、本発明にかかる排気浄化装置は、故障判定手段が排気浄化装置の故障を判定したときに、前記排気浄化装置の故障を示唆する情報を出力する故障情報出力手段を更に備えるようにしてもよい（請求項１４に対応）。
【００４７】
また、本発明にかかる故障判定手段は、排気浄化触媒の温度、蓄熱部材の温度、あるいは外筒の温度等を利用して故障判定を行う場合に、外気温度に応じて判定基準を補正するようにしてもよい（請求項１５に対応）。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る排気浄化装置を適用する内燃機関とその吸排気系の構成を示す図であり、同図に示す内燃機関は、４サイクルの多気筒内燃機関１である。この内燃機関１は、複数の気筒２が形成されたシリンダブロック１ａと、このシリンダブロック１ａの上部に固定されたシリンダヘッド１ｂとを備える。
【００４９】
前記シリンダブロック１ａの各気筒２には、軸方向へ摺動自在にピストン３が装填され、このピストン３は、機関出力軸であるクランクシャフト４と連結される。そして、前記ピストン３の上方には、前記ピストン３の頂面と前記シリンダヘッド１ｂとに囲まれた燃焼室５が形成される。
【００５０】
前記シリンダヘッド１ｂには、前記燃焼室５に臨むよう点火栓６が取り付けられるとともに、吸気ポート７及び排気ポート８の開口端が燃焼室５に臨むよう形成される。さらに、前記シリンダヘッド１ｂには、前記吸排気ポート７、８の開口端を開閉する吸気弁９及び排気弁１０が進退自在に支持されるとともに、これら吸排気弁９、１０を開閉駆動するインテーク側カムシャフト１１とエキゾースト側カムシャフト１２とが回転自在に支持される。
【００５１】
前記インテーク側カムシャフト１１及びエキゾースト側カムシャフト１２は、図示しないタイミングベルトを介して前記クランクシャフト４と連結され、前記クランクシャフト４の回転力が前記タイミングベルトを介して前記インテーク側カムシャフト１１及び前記エキゾースト側カムシャフト１２へ伝達される。
【００５２】
また、内燃機関１は、前記クランクシャフト４の端部に取り付けられたタイミングロータ１３ａと前記シリンダブロック１ａに取り付けられた電磁ピックアップ１３ｂとからなるクランクポジションセンサ１３を備える。
【００５３】
さらに、前記シリンダブロック１ａには、シリンダブロック１ａ内に形成された冷却水流路１ｃ内を流れる冷却水の温度に対応した電気信号を出力する水温センサ１４が取り付けられる。
【００５４】
次に、前記吸気ポート７は、前記シリンダヘッド１ｂに取り付けられる吸気枝管１６と連通し、この吸気枝管１６はサージタンク１７に接続される。そして、前記サージタンク１７は、吸気管１８を介してエアクリーナボックス１９と接続される。
【００５５】
前記吸気管１８には、図示しないアクセルペダルと連動して、前記吸気管１８内の吸気通路を開閉するスロットル弁２０が設けられ、このスロットル弁２０には、スロットル弁２０の開度に対応した電気信号を出力するスロットルポジションセンサ２１が取り付けられる。
【００５６】
続いて、前記スロットル弁２０より上流の吸気管１８には、吸気管１８内を流れる新気の質量（吸入空気質量）に対応した電気信号を出力するエアフローメータ２２が取り付けられる。
【００５７】
また、前記吸気枝管１６には、その噴孔が前記吸気ポート７に臨むよう燃料噴射弁２３が取り付けられる。この燃料噴射弁２３は、駆動回路２４と接続され、この駆動回路２４からの駆動電流が印加されたときに開弁し、前記吸気枝管１６内に燃料を噴射する。
【００５８】
次に、前記排気ポート８は、前記シリンダヘッド１ｂに取り付けられる排気枝管２５と連通し、この排気枝管２５は、排気管２６に接続される。次いで、前記排気管２６は、下流にて図示しないマフラと接続される。
【００５９】
前記排気管２６の途中には、触媒装置２７が設けられ、この触媒装置２７より上流の排気管２６には、排気管２６内を流れる排気ガスの空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比センサ２８が取り付けられる。
【００６０】
ここで、前記触媒装置２７は、図２、３に示すように、内筒３１と中間筒３２と外筒３３とを備えた三重構造の筒体で構成され、内筒３１の内部には、所定の温度以上で活性化して、内筒３１内を通過する排気中の一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯX）、炭化水素（ＨＣ）等を浄化する排気浄化触媒３４が装填されている。この排気浄化触媒３４としては、三元触媒、酸化触媒、還元触媒、あるいはＮＯX浄化触媒等を例示することができる。
【００６１】
前記内筒３１と前記中間筒３２とに囲まれた空間には、塩化リチウムや塩化ナトリウム等の相変化物質を基材とする蓄熱材３５が装填される。この蓄熱材３５と前記中間筒３２とは、本発明にかかる蓄熱部材を実現する。
【００６２】
続いて、前記内筒３１と前記中間筒３２と前記外筒３３とに囲まれた空間３６は、真空状態となるよう形成される（以下、前記空間３６を真空層３６と称する）。この真空層３６は、本発明にかかる真空空間部を実現する。尚、ここでいう真空の度合いは、排気浄化触媒３４の断熱要求に応じて適宜設定されるものとする。
【００６３】
そして、前記外筒３３には、前記真空層３６内の絶対圧力に対応した電気信号を出力する圧力センサ２９が取り付けられる。この圧力センサ２９は、本発明にかかる圧力検出手段を実現する。
【００６４】
このように構成された触媒装置２７では、前記排気浄化触媒３４は、内燃機関１の運転時に、排気ガスの熱を受けて昇温し、内燃機関１の運転停止後は、排気浄化触媒３４の放熱が前記真空層３６によって遮断されるため、前記排気浄化触媒３４の温度が活性化温度未満に低下し難くくなる。
【００６５】
ここで図１に戻り、前記クランクポジションセンサ１３、前記水温センサ１４、前記スロットルポジションセンサ２１、前記エアフローメータ２２、前記空燃比センサ２８、及び前記圧力センサ２９等の各種センサは、電気配線を介してエンジンコントロール用の電子制御ユニット（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）１５に接続され、各センサの出力信号が前記ＥＣＵ１５に入力される。また、ＥＣＵ１５は、図示しない車両の室内に配置された警告灯３０と電気配線を介して接続される。前記警告灯３０は、本発明にかかる故障情報出力手段の一例であり、触媒装置２７の故障時に点灯される
そして、前記ＥＣＵ１５は、前記各種センサからの出力信号をパラメータとして内燃機関１の運転状態を判定し、その運転状態に応じて、前記点火栓６、あるいは前記駆動回路２４等の各種制御を行うとともに、本発明の要旨となる故障判定処理を行う。
【００６６】
ここで、前記ＥＣＵ１５は、図４に示すように、双方向性バス３９により相互に接続された、ＣＰＵ４０とＲＯＭ４１とＲＡＭ４２とバックアップＲＡＭ４６と入力ポート４３と出力ポート４４とを備えるとともに、前記入力ポート４３に接続されたＡ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）４５を備える。
【００６７】
前記入力ポート４３は、クランクポジションセンサ１３とスロットルポジションセンサ２１とからの信号を入力し、これらの信号をＣＰＵ４０あるいはＲＡＭ４２へ送信する。さらに、前記入力ポート４３は、水温センサ１４とエアフローメータ２２と空燃比センサ２８と圧力センサ２９とからの信号をＡ／Ｄコンバータ４５を介して入力し、これらの信号をＣＰＵ４０あるいはＲＡＭ４２へ送信する。
【００６８】
前記出力ポート４４は、前記ＣＰＵ４０からの制御信号を点火栓６、駆動回路２４、あるいは警告灯３０へ出力する。
前記ＲＯＭ４１は、燃料噴射量を決定するための燃料噴射量制御ルーチン、燃料噴射時期を決定するための燃料噴射時期制御ルーチン、点火時期を決定するための点火時期制御ルーチン、あるいは排気浄化触媒３４の故障診断を行うための故障診断制御ルーチン等のアプリケーションプログラムと、各種の制御マップと、故障判定用の判定値Ｐ0とを記憶する。
【００６９】
前記制御マップは、例えば、内燃機関１の運転状態と燃料噴射量との関係を示す燃料噴射量制御マップ、内燃機関１の運転状態と燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ、内燃機関１の運転状態と点火時期との関係を示す点火時期制御マップ等である。
【００７０】
続いて、前記ＲＡＭ４２は、各センサからの出力信号やＣＰＵ４０の演算結果等を記憶する。前記演算結果は、例えば、クランクポジションセンサ１３の出力信号より算出される機関回転数である。そして、各センサからの出力信号やＣＰＵ４０の演算結果等は、クランクポジションセンサ１３が信号を出力する都度、最新のデータに書き換えられる。
【００７１】
さらに、前記ＲＡＭ４２には、触媒装置２７が故障しているか否かを識別する故障判定フラグ（故障時：１、正常時：０）等の各種フラグを記憶する領域が設定されている。
前記バックアップＲＡＭ４６は、内燃機関１停止後もデータを保持する不揮発性のメモリであり、本実施の形態では、故障判定フラグの値を記憶する。
【００７２】
次に、前記ＣＰＵ４０は、前記ＲＯＭ４１に記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作し、各センサの出力信号より内燃機関１の運転状態を判定し、その運転状態と各制御マップとから燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期等を算出する。そして、ＣＰＵ４０は、算出した燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期に従って、駆動回路２４、点火栓６を制御する。
【００７３】
また、ＣＰＵ４０は、所定の時期に前記圧力センサ２９の出力信号Ｐ1を入力し、この信号値Ｐ1がＲＯＭ４１の判定値Ｐ0より小さいか否か、すなわち真空層３６が真空状態にあるか否かを判別する。
前記信号値Ｐ1が前記所定値Ｐ0以上である場合は、ＣＰＵ４０は、真空層３６が非真空状態にあると判定し、内筒３１、中間筒３２、あるいは外筒３３に亀裂等が生じたことにより真空層３６の真空度が低下したとみなす。そして、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込むとともに、警告灯３０を点灯させるべく制御信号を出力する。
このように、ＥＣＵ１５は、本発明に係る故障判定手段を実現する。
【００７４】
以下、本実施の形態の作用及び効果について述べる。
ＣＰＵ４０は、内燃機関１の運転時に、図５に示すような故障診断制御ルーチンを所定時間毎（例えば、クランクポジションセンサ１３が信号を出力する都度）に繰り返し実行する。
【００７５】
前記故障診断制御ルーチンでは、ＣＰＵ４０は、Ｓ５０１にてＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域へアクセスし、“１”が記憶されているか否かを判別する。
【００７６】
前記Ｓ５０１においてＲＡＭ４２とバックアップＲＡＭ４６との少なくとも一方の故障判定フラグ記憶領域に“１”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７の故障を判定済みであるとみなし、本ルーチンの実行を終了する。
【００７７】
一方、前記Ｓ５０１においてＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ５０２へ進み、圧力センサ２９の出力信号値Ｐ1を入力する。
【００７８】
続いて、ＣＰＵ４０は、Ｓ５０３へ進み、ＲＯＭ４１から判定値Ｐ0を読み出す。そして、ＣＰＵ４０は、前記Ｓ５０１において入力した信号値Ｐ1が前記判定値Ｐ0以上であるか否かを判別する。
【００７９】
前記Ｓ５０３において前記信号値Ｐ1が判定値Ｐ0以上であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、真空層３６の真空度が低下しており、触媒装置２７が故障しているとみなし、Ｓ５０４へ進む。
【００８０】
Ｓ５０４では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込む。次いで、ＣＰＵ４０は、Ｓ５０５へ進み、バックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込む。
【００８１】
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ５０６へ進み、警告灯３０を点灯させるべく制御信号を出力し、本ルーチンの実行を終了する。前記ＣＰＵ４０から出力された制御信号は、出力ポート４４を介して警告灯３０へ送信され、その結果、警告灯３０が点灯される。
【００８２】
一方、前記Ｓ５０３において前記信号値Ｐ1が判定値Ｐ0未満であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、真空層３６が真空状態にあり、触媒装置２７が正常であるとみなし、Ｓ５０７へ進む。
前記Ｓ５０７では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”を書き込み、本ルーチンの実行を終了する。
【００８３】
以上述べたように本実施の形態にかかる排気浄化装置によれば、真空層３６により排気浄化触媒３４の放熱を遮断する触媒装置２７において、真空層３６の圧力に基づいて触媒装置２７の断熱機能の故障を診断することできる。そして、触媒装置２７の断熱機能の故障を判定した場合は、警告灯３０を点灯させることにより、運転者に触媒装置２７の故障を認識させ、触媒装置２７の修理や交換等を促すことができる。
【００８４】
尚、本実施の形態では、内燃機関１の運転時に故障診断制御ルーチンを実行する例について述べたが、内燃機関１の運転停止時に故障診断制御ルーチンを実行するようにしてもよい。
【００８５】
〈実施の形態２〉
本発明にかかる排気浄化装置の第２の実施の形態について図６、７に基づいて説明する。ここでは前述の第１の実施の形態と異なる構成について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【００８６】
本実施の形態にかかる触媒装置２７は、図６に示すように、所定温度未満では水素を吸蔵し、前記所定温度以上では水素を放出する水素吸蔵合金３７を真空層３６に備えている。この水素吸蔵合金３７の配置場所は、水素吸蔵合金３７の温度を排気浄化触媒３４の温度と略同一とすべく排気浄化触媒３４の近傍が好ましい。
【００８７】
このように構成された触媒装置２７では、前記排気浄化触媒３４及び前記蓄熱材３５は、内燃機関１の運転時に、排気ガスの熱を受けて昇温する。特に、内燃機関１が高回転、高負荷運転されたときは、高温の排気ガスが多量に触媒装置２７を通過するため、排気浄化触媒３４及び蓄熱材３５は、より高い温度まで昇温する。その際、水素吸蔵合金３７は、排気浄化触媒３４の昇温に対応して昇温する。
【００８８】
そして、排気浄化触媒３４及び水素吸蔵合金３７が所定温度以上に昇温すると、水素吸蔵合金３７から水素が放出され、真空層３６が非真空状態となる。このとき、蓄熱材３５や排気浄化触媒３４の熱が水素を介して外筒３３へ伝達されるため、排気浄化触媒３４及び蓄熱材３５の過剰な昇温が抑制される。
【００８９】
その後、排気浄化触媒３４及び水素吸蔵合金３７の温度が前記所定温度未満に低下すると、真空層３６内の水素が再び水素吸蔵合金３７に吸蔵され、真空層３６が真空状態となる。
【００９０】
前記真空層３６が真空状態にあるときは、排気浄化触媒３４や蓄熱材３５からの放熱が前記真空層３６により遮断されるため、排気浄化触媒３４や蓄熱材３５の温度低下を抑制することができる。このような効果は、内燃機関１の運転停止後も継続されるため、次回の内燃機関１始動時まで排気浄化触媒３４を活性化温度以上に保つことが可能となり、始動時の排気エミッション悪化を防止することができる。
【００９１】
上記したように、水素吸蔵合金３７は、本発明にかかる放断熱制御手段を実現する。
次に、ＥＣＵ１５のＣＰＵ４０は、前述の第１の実施の形態と同様に、真空層３６の圧力に基づいて故障診断を行うが、水素吸蔵合金３７から水素が放出されているとき、すなわち真空層３６が非真空状態にあるときに故障診断を行うと、真空層３６が正常であるにもかかわらず故障していると誤判定する虞がある。
【００９２】
そこで、ＣＰＵ４０は、水素が水素吸蔵合金３７に吸蔵されていることを条件に、故障診断を行うようにした。具体的には、ＣＰＵ４０は、内燃機関１の運転状態が高回転、高負荷状態ではなく、且つ高回転、高負荷運転終了時から所定時間ｔＡ以上経過していれば、水素吸蔵合金３７に水素が吸蔵されているとみなす。
尚、前記所定時間ｔＡは、高回転、高負荷運転時に水素吸蔵合金３７から一旦放出された水素が再び水素吸蔵合金３７に吸蔵されるまでに要する時間である。
その他の構成は、前述の第１の実施の形態と同様である。
【００９３】
以下、本実施の形態の作用及び効果について述べる。
ＣＰＵ４０は、内燃機関１の運転時において、図７に示すような故障診断制御ルーチンを所定時間毎に繰り返し実行する。
【００９４】
前記故障診断制御ルーチンでは、ＣＰＵ４０は、Ｓ７０１にて、ＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域にアクセスし、“１”が記憶されているか否かを判別する。
【００９５】
前記Ｓ７０１においてＲＡＭ４２とバックアップＲＡＭ４６との少なくとも一方の故障判定フラグ記憶領域に“１”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７の故障を判定済みであるとみなし、本ルーチンの実行を終了する。
【００９６】
一方、前記Ｓ７０１においてＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ７０２へ進み、クランクポジションセンサ１３及びエアフローメータ２２の出力信号を入力するとともに、クランクポジションセンサ１３の出力信号より機関回転数を算出する。
【００９７】
続いて、ＣＰＵ４０は、Ｓ７０３へ進み、Ｓ７０２で算出した機関回転数が所定回転数以上であり、且つＳ７０２で入力した吸入空気量が所定量以上であるか否か、すなわち内燃機関１の運転状態が高回転、高負荷領域にあるか否かを判別する。
【００９８】
前記Ｓ７０３において内燃機関１の運転状態が高回転、高負荷領域にあると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ７１４において後述する計測タイマｔ1をリセットした後、本ルーチンの実行を終了する。
【００９９】
一方、前記Ｓ７０３において内燃機関１の運転状態が高回転、高負荷領域にないと判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ７０４へ進み、内燃機関１の運転状態が高回転、高負荷領域にないと判定した後において、本ルーチンの実行回数が１回目であるか否かを判別する。
【０１００】
前記Ｓ７０４において本ルーチンの実行回数が１回目であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ７０５へ進み、計測タイマｔ1を起動する。この計測タイマｔ1は、内燃機関１の運転状態が高回転、高負荷領域にないと判定した時点からの経過時間を計時するタイマである。
【０１０１】
一方、前記Ｓ７０４において本ルーチンの実行回数が２回目以降であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ７０６へ進み、計測タイマｔ1の計時時間を更新する。
【０１０２】
上記したＳ７０５又はＳ７０６の処理を実行し終えたＣＰＵ４０は、Ｓ７０７へ進み、前記計測タイマｔ1の計時時間が所定時間ｔＡ以上であるか否か、すなわち内燃機関１の高回転、高負荷運転時に水素吸蔵合金３７から放出された水素が再度水素吸蔵合金３７に吸蔵されるのに十分な時間が経過したか否かを判別する。
【０１０３】
前記Ｓ７０７において前記計測タイマｔ1の計時時間が前記所定時間ｔＡ未満であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、内燃機関１の高負荷、高回転運転時に水素吸蔵合金３７から放出された水素の吸蔵が終了していない（真空層３６が非真空状態にある）とみなし、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１０４】
一方、前記Ｓ７０７において前記計測タイマｔ1の計時時間が前記所定時間ｔＡ以上であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、高回転、高負荷運転時に水素吸蔵合金３７から放出された水素の吸蔵が終了したとみなし、Ｓ７０８へ進む。
【０１０５】
前記Ｓ７０８では、ＣＰＵ４０は、圧力センサ２９の出力信号値Ｐ1を入力し、次いでＳ７０９において、ＲＯＭ４１から判定値Ｐ0を読み出し、前記信号値Ｐ1が前記判定値Ｐ0以上であるか否かを判別する。
【０１０６】
前記Ｓ７０９において前記信号値Ｐ1が判定値Ｐ0以上であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、真空層３６の真空度が低下しており、触媒装置２７が故障しているとみなし、Ｓ７１０へ進む。
【０１０７】
前記Ｓ７１０では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込み、次いで、Ｓ７１１へ進み、バックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込む。
【０１０８】
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ７１２へ進み、警告灯３０を点灯させるべく制御信号を出力し、本ルーチンの実行を終了する。前記ＣＰＵ４０から出力された制御信号は、出力ポート４４を介して警告灯３０へ送信され、その結果、警告灯３０が点灯される。これにより、運転者は、触媒装置２７の故障を認識することができる。
【０１０９】
一方、前記Ｓ７０９において前記信号値Ｐ1が判定値Ｐ0未満であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、真空層３６が真空状態にあり、触媒装置２７が正常であるとみなし、Ｓ７１３へ進む。
【０１１０】
前記Ｓ７１３では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”を書き込む。
上記したＳ７１２又は前記Ｓ７１３の処理を実行し終えたＣＰＵ４０は、Ｓ７１４において計測タイマｔ1をリセットした後、本ルーチンの実行を終了する。
【０１１１】
以上述べたように本実施の形態にかかる排気浄化装置によれば、真空層３６と水素吸蔵合金３７とを備えた触媒装置２７において、内燃機関の運転状態より水素が水素吸蔵合金３７に吸蔵される時期、すなわち真空層３６が真空状態となるべき時期を特定し、特定された時期に真空層３６の圧力を検出することにより、触媒装置２７の放熱機能や断熱機能の故障を正確に診断することができる。
【０１１２】
尚、本実施の形態では、排気浄化触媒３４及び蓄熱材３５の放熱を制御する手段として水素吸蔵合金３７を例にあげたが、これに限られるものではなく、例えば、所定温度未満では内筒３１もしくは中間筒３２と外筒３３とを非接触状態とすべく圧縮され、所定温度以上では内筒３１もしくは中間筒３２と外筒３３とを接触状態とすべく膨張し、排気浄化触媒３４あるいは蓄熱材３５の熱を外筒３３へ伝達するバイメタルを用いても良い。
【０１１３】
この場合、真空層３６は、バイメタルの状態に関わらず常時真空状態となるので、ＣＰＵ４０は、前述の第１の実施の形態で説明したような故障診断制御ルーチンに従って触媒装置２７の故障診断を行う。
【０１１４】
〈実施の形態３〉
本発明にかかる排気浄化装置の第３の実施の形態について図８〜１１に基づいて説明する。ここでは前述の第２の実施の形態と異なる構成について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【０１１５】
本実施の形態にかかる触媒装置２７は、図８、９に示すように、前述の第２の実施の形態で述べた構成に加え、排気浄化触媒３４の床温に対応した電気信号を出力する温度センサ３８を備える。
【０１１６】
前記温度センサ３８は、図１０に示すように、電気配線を介してＥＣＵ１５のＡ／Ｄコンバータ４５と接続される。そして、前記温度センサ３８の出力信号は、Ａ／Ｄコンバータ４５でアナログ信号からデジタル信号に変換された後、入力ポート４３に入力され、次いでＣＰＵ４０やＲＡＭ４２等に入力される。
【０１１７】
次に、ＥＣＵ１５のＣＰＵ４０は、前述の第２の実施の形態と同様に、水素吸蔵合金３７に水素が吸蔵されていることを条件に、真空層３６の圧力を検出し、その圧力値に基づいて故障診断を行うが、水素吸蔵合金３７に水素が吸蔵されていることを判定するパラメータとして、温度センサ３８の出力信号値（排気浄化触媒３４の床温、以下触媒床温と称する）を用いる。
【０１１８】
すなわち、水素吸蔵合金３７は、排気浄化触媒３４と略同一の温度となる位置に配置され、且つ、所定温度Ｔ0以上に昇温したときに水素の放出を開始するので、内燃機関１の運転状態が高回転、高負荷領域になく、且つ触媒床温Ｔが所定温度Ｔ0未満であれば、水素吸蔵合金３７に水素が吸蔵されているとみなすことができる。前記所定温度Ｔ0は、ＥＣＵ１５のＲＯＭ４１に予め記憶される。
その他の構成は、前述の第２の実施の形態と同様である。
【０１１９】
以下、本実施の形態の作用及び効果について述べる。
ＣＰＵ４０は、内燃機関１の運転時において、図１１に示すような故障診断制御ルーチンを所定時間毎（例えば、クランクポジションセンサ１３が信号を出力する都度）に繰り返し実行する。
【０１２０】
前記故障診断制御ルーチンでは、ＣＰＵ４０は、Ｓ１１０１にて、ＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域にアクセスし、“１”が記憶されているか否かを判別する。
【０１２１】
前記Ｓ１１０１においてＲＡＭ４２とバックアップＲＡＭ４６との少なくとも一方の故障判定フラグ記憶領域に“１”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７の故障を判定済みであるとみなし、本ルーチンの実行を終了する。
【０１２２】
一方、前記Ｓ１１０１においてＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ１１０２へ進み、クランクポジションセンサ１３及びエアフローメータ２２の出力信号を入力するとともに、クランクポジションセンサ１３の出力信号より機関回転数を算出する。
【０１２３】
続いて、ＣＰＵ４０は、Ｓ１１０３へ進み、Ｓ１１０２で算出した機関回転数が所定回転数以上であり、且つＳ１１０２で入力した吸入空気量が所定量以上であるか否か、すなわち内燃機関１の運転状態が高回転、高負荷領域にあるか否かを判別する。
前記Ｓ１１０３において内燃機関１の運転状態が高回転、高負荷領域にあると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、本ルーチンの実行を終了する。
【０１２４】
一方、前記Ｓ１１０３において内燃機関１の運転状態が高回転、高負荷領域にないと判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ１１０４へ進み、温度センサ３８の出力信号値（触媒床温）Ｔを入力する。
【０１２５】
続いて、ＣＰＵ４０は、Ｓ１１０５へ進み、ＲＯＭ４１に記憶された所定温度Ｔ0を読み出し、前記Ｓ１１０４で入力した触媒床温Ｔが前記所定温度Ｔ0未満であるか否か、すなわち水素吸蔵合金３７の温度が水素を吸蔵する温度域にあるか否かを判別する。
【０１２６】
前記Ｓ１１０５において触媒床温Ｔが前記所定温度Ｔ0未満ではないと判定した場合は、ＣＰＵ４０は、本ルーチンの実行を終了し、前記触媒床温Ｔが前記所定温度Ｔ0未満であると判定した場合は、Ｓ１１０６へ進む。
【０１２７】
前記Ｓ１１０６では、ＣＰＵ４０は、圧力センサ２９の出力信号値Ｐ1（真空層３６の絶対圧力値Ｐ1）を入力する。そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ１１０７において、ＲＯＭ４１に記憶された判定値Ｐ0を読み出し、前記信号値Ｐ1が前記判定値Ｐ0以上であるか否かを判別する。
【０１２８】
前記Ｓ１１０７において前記信号値Ｐ1が判定値Ｐ0以上であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、真空層３６の真空度が低下しており、触媒装置２７が故障しているとみなし、Ｓ１１０８へ進む。
【０１２９】
前記Ｓ１１０８では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込む。続いて、ＣＰＵ４０は、Ｓ１１０９へ進み、バックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込む。
【０１３０】
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ１１１０へ進み、警告灯３０を点灯させるべく制御信号を出力し、本ルーチンの実行を終了する。前記ＣＰＵ４０から出力された制御信号は、出力ポート４４を介して警告灯３０へ送信され、その結果、警告灯３０が点灯される。これにより、運転者は、触媒装置２７の故障を認識することができる。
【０１３１】
一方、前記Ｓ１１０７において前記信号値Ｐ1が判定値Ｐ0未満であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、真空層３６が真空状態にあり、触媒装置２７が正常であるとみなし、Ｓ１１１１へ進む。
【０１３２】
前記Ｓ１１１１では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”を書き込む。
上記したＳ１１１０又は前記Ｓ１１１１の処理を実行し終えたＣＰＵ４０は、本ルーチンの実行を終了する。
【０１３３】
以上述べたように本実施の形態にかかる排気浄化装置によれば、水素吸蔵合金３７を備えた触媒装置２７において、排気浄化触媒３４の床温より、水素が水素吸蔵合金３７に吸蔵される時期、すなわち真空層３６が真空状態となるべき時期を特定し、特定された時期に真空層３６の圧力を検出することにより、触媒装置２７の放熱機能や断熱機能の故障を正確に判定することができる。
【０１３４】
尚、本実施の形態では、水素の吸蔵状態を判定するパラメータとして排気浄化触媒３４の床温を例に挙げたが、蓄熱材３５の温度や内筒３１の表面温度、あるいは水素吸蔵合金３７の温度を用いてもよい。
【０１３５】
〈実施の形態４〉
本発明にかかる排気浄化装置の第４の実施の形態について図１２〜１５に基づいて説明する。ここでは前述の第１の実施の形態と異なる構成について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【０１３６】
本実施の形態に係る触媒装置２７は、図１２、１３に示すように、内筒３１と外筒３３とを備えた二重構造の筒体で構成され、内筒３１と外筒３３との間には、本発明にかかる断熱手段としての真空層３６が形成される。
【０１３７】
そして、前記外筒３３には、排気浄化触媒３４の床温に対応した電気信号を出力する温度センサ３８が取り付けられる。この温度センサ３８は、本発明にかかる温度検出手段を実現する。
【０１３８】
続いて、ＥＣＵ１５のＡ／Ｄコンバータ４５には、図１４に示すように、前記温度センサ３８が電気配線を介して接続され、前記温度センサ３８の出力信号は、Ａ／Ｄコンバータ４５でアナログ信号からデジタル信号に変換された後、入力ポート４３に入力され、次いでＣＰＵ４０やＲＡＭ４２等に入力される。
【０１３９】
前記ＥＣＵ１５のＣＰＵ４０は、内燃機関１の運転停止後に、温度センサ３８の出力信号より、排気浄化触媒３４の床温の低下率（温度低下率）を算出し、算出した温度低下率に基づいて触媒装置２７の故障診断を行う。
【０１４０】
具体的には、ＣＰＵ４０は、内燃機関１の運転停止後の所定時間ｔＢ内に、温度センサ３８の出力信号値を複数個収集する。続いて、ＣＰＵ４０は、収集した複数個の出力信号値を用いて所定時間ｔＢ内における排気浄化触媒３４の温度低下率Ｘを算出する。
【０１４１】
ここで、触媒装置２７の真空層３６に異常が発生すると、排気浄化触媒３４からの放熱を遮断する性能が低下し、排気浄化触媒３４の温度低下率が大きくなるため、排気浄化触媒３４の温度低下率は、正常時よりも大きくなる。
【０１４２】
そこで、触媒装置２７の正常時における排気浄化触媒３４の温度低下率や、温度センサ３８の初期公差等に基づいて決定される判定値Ｋを、予めＲＯＭ４１に記憶しておき、ＣＰＵ４０は、前記温度低下率Ｘが前記判定値Ｋより大きければ、触媒装置２７が故障していると判定するようにした。
【０１４３】
このようにＥＣＵ１５は、本発明にかかる故障判定手段を実現する。
その他の構成は、前述の第１の実施の形態と同様である。
【０１４４】
以下、本実施の形態の作用及び効果について述べる。
ＣＰＵ４０は、図１５に示すような故障診断制御ルーチンを実行することにより、触媒装置２７の故障診断を行う。尚、前記故障診断制御ルーチンは、内燃機関１の運転時は、所定時間毎に繰り返し実行され、内燃機関１の運転停止後は、１回のみ実行される。
【０１４５】
前記故障診断制御ルーチンでは、ＣＰＵ４０は、Ｓ１５０１にて、ＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域にアクセスし、“１”が記憶されているか否かを判別する。
【０１４６】
前記Ｓ１５０１においてＲＡＭ４２とバックアップＲＡＭ４６との少なくとも一方の故障判定フラグ記憶領域に“１”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７の故障を判定済みであるとみなし、本ルーチンの実行を終了する。
【０１４７】
一方、前記Ｓ１５０１においてＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ１５０２へ進み、図示しないイグニッションスイッチのオン／オフ状態等より、内燃機関１が運転停止状態にあるか否かを判別する。
【０１４８】
前記Ｓ１５０２において内燃機関１が運転停止状態にないと判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ１５１２へ進み、後述する計測タイマｔ2をリセットし、本ルーチンの実行を終了する。
【０１４９】
一方、前記Ｓ１５０２において内燃機関１が運転停止状態にあると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ１５０３へ進み、計測タイマｔ2を起動する。この計測タイマｔ2は、内燃機関１の運転停止時からの経過時間を計時するタイマである。
【０１５０】
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ１５０４へ進み、温度センサ３８の出力信号値（触媒床温）を入力し、ＲＡＭ４２の所定の領域に記憶する。
続いて、ＣＰＵ４０は、Ｓ１５０５へ進み、計測タイマｔ2の計時時間ｔ2が所定時間ｔＢ以上であるか否かを判別する。
【０１５１】
前記Ｓ１５０５において計測タイマｔ2の計時時間ｔ2が所定時間ｔＢ未満であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、計測タイマｔ2の計時時間が前記所定時間ｔＢ以上となるまで、前記Ｓ１５０４以降の処理を繰り返し実行する。これにより、ＲＡＭ４２には、複数個の触媒床温が記憶されることになる。
【０１５２】
そして、前記１５０５において計測タイマｔ2の計時時間ｔ2が所定時間ｔＢ以上であると判定すると、ＣＰＵ４０は、Ｓ１５０６へ進み、前記ＲＡＭ４２に記憶された複数個の触媒床温より、前記所定時間ｔＢ内における排気浄化触媒３４の温度低下率Ｘを算出する。
【０１５３】
次に、ＣＰＵ４０は、Ｓ１５０７へ進み、ＲＯＭ４１から判定値Ｋを読み出し、前記Ｓ１５０６で算出した温度低下率Ｘが前記判定値Ｋより大きいか否かを判別する。
【０１５４】
前記Ｓ１５０７において前記温度低下率Ｘが前記判定値Ｋより大きいと判定した場合は、ＣＰＵ４０は、真空層３６の断熱性能が低下しており、触媒装置２７が故障しているとみなし、Ｓ１５０８へ進む。
【０１５５】
前記Ｓ１５０８では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込む。続いて、ＣＰＵ４０は、Ｓ１５０９へ進み、バックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込む。
【０１５６】
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ１５１０へ進み、警告灯３０を点灯させるべく制御信号を出力し、本ルーチンの実行を終了する。前記ＣＰＵ４０から出力された制御信号は、出力ポート４４を介して警告灯３０へ送信され、その結果、警告灯３０が点灯される。これにより、運転者は、触媒装置２７の故障を認識することができる。
【０１５７】
一方、前記Ｓ１５０７において前記温度低下率Ｘが前記判定値Ｋ以下であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７が正常であるとみなし、Ｓ１５１０へ進む。
【０１５８】
前記Ｓ１５１０では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”を書き込む。
上記したＳ１５０９又はＳ１５１０の処理を実行し終えたＣＰＵ４０は、Ｓ１５１２において計測タイマｔ2をリセットした後、本ルーチンの実行を終了する。
【０１５９】
以上述べたように本実施の形態にかかる排気浄化装置によれば、内燃機関１の運転停止後における排気浄化触媒３４の温度低下率に基づいて触媒装置２７の断熱機能の故障を診断することができる。そして、触媒装置２７の断熱機能の故障を判定した場合は、警告灯３０を点灯させることにより、運転者に触媒装置２７の故障を認識させ、触媒装置２７の修理や交換等を促すことができる。
【０１６０】
尚、本実施の形態では、排気浄化触媒３４からの放熱を遮断する手段として真空層３６を例示しているが、断熱性を有するものであれば如何なる手段でも構わない。
【０１６１】
また、本実施の形態では、真空層３６を備えた触媒装置２７を例に挙げたが、真空層の代わりに蓄熱材を備えた触媒装置の場合でもよい。このような触媒装置では、排気浄化触媒の温度低下率に基づいて蓄熱材の故障を判定することができる。
【０１６２】
〈実施の形態５〉
本発明にかかる排気浄化装置の第５の実施の形態について図１６〜２０に基づいて説明する。ここでは前述の第４の実施の形態と異なる構成について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【０１６３】
本実施の形態に係る触媒装置２７は、図１６、１７に示すように、内筒３１と中間筒３２と外筒３３とを備えた三重構造の筒体で構成され、内筒３１と外筒３３との間には、真空層３６が形成され、内筒３１と中間筒３２との間には、所定の温度域で相変化状態となる相変化物質で構成される蓄熱材３５が装填されている。前記蓄熱材３５は、本発明にかかる蓄熱部材を実現する。
【０１６４】
そして、前記外筒３３には、前記蓄熱材３５の温度に対応した電気信号を出力する温度センサ４７が取り付けられる。この温度センサ４７は、本発明にかかる第３の温度検出手段を実現する。
【０１６５】
続いて、前記ＥＣＵ１５のＡ／Ｄコンバータ４５には、図１８に示すように、前記温度センサ４７が電気配線を介して接続され、前記温度センサ４７の出力信号は、Ａ／Ｄコンバータ４５でアナログ信号からデジタル信号に変換された後、入力ポート４３に入力され、次いでＣＰＵ４０やＲＡＭ４２等に入力される。
【０１６６】
そして、前記ＥＣＵ１５のＣＰＵ４０は、内燃機関１の運転停止後に、温度センサ４７の出力信号より、所定時間内における蓄熱材３５の温度低下率を算出し、算出した温度低下率に基づいて触媒装置２７の故障診断を行う。
【０１６７】
具体的には、ＣＰＵ４０は、内燃機関１の運転停止後の所定時間ｔＤ内に、温度センサ４７の出力信号値を入力し続ける。そして、ＣＰＵ４０は、前記所定時間ｔＤ内に入力された出力信号値を用いて、前記所定時間ｔＤにおける蓄熱材３５の温度低下率を算出する。
【０１６８】
ここで、触媒装置２７の真空層３６や蓄熱材３５に異常が発生すると、排気浄化触媒３４からの放熱を遮断する性能や排気浄化触媒３４に熱を供給する性能が低下し、排気浄化触媒３４の温度低下率が正常時よりも大きくなり、それに対応して蓄熱材３５の温度低下率も大きくなる。
【０１６９】
従って、触媒装置２７の正常時における蓄熱材３５の温度低下率や温度センサ４７の初期公差等に基づいて決定される判定値Ｋを、予めＲＯＭ４１に記憶しておき、ＣＰＵ４０は、蓄熱材３５の温度低下率が前記判定値Ｋより大きければ、触媒装置２７が故障していると判定することができる。
【０１７０】
ところで、蓄熱材３５は、熱容量が大きく、排気浄化触媒３４より温度上昇速度が遅いため、排気浄化触媒３４と略同一の温度になるまでに時間がかかる。これにより、蓄熱材３５は、内燃機関１の運転停止後も昇温し続ける場合があり、そのような状態で蓄熱材３５の温度検出を行うと、誤判定を招く虞がある。
【０１７１】
さらに、蓄熱材３５が所定温度域（以下、相変化温度域と称する）にあるときは相変化状態となり、蓄熱材３５の温度が略一定となるため、そのような状態で蓄熱材３５の温度検出を行っても誤判定を招く虞がある。
【０１７２】
そこで、本実施の形態では、内燃機関１の運転停止から所定時間ｔＣ以上が経過し、且つ蓄熱材３５の温度が相変化温度域にないとき（蓄熱材３５の相変化前、あるいは相変化後）に、蓄熱材３５の温度を検出するようにした。
その他の構成は、前述の第４の実施の形態と同様である。
【０１７３】
以下、本実施の形態の作用及び効果について述べる。
ＣＰＵ４０は、図１９に示すような故障診断制御ルーチンを実行することにより、触媒装置２７の故障診断を行う。尚、前記故障診断制御ルーチンは、内燃機関１の運転時は、所定時間毎に繰り返し実行され、内燃機関１の運転停止後は、１回のみ実行される。
【０１７４】
前記故障診断制御ルーチンでは、ＣＰＵ４０は、Ｓ１９０１にて、ＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域にアクセスし、“１”が記憶されているか否かを判別する。
【０１７５】
前記Ｓ１９０１においてＲＡＭ４２とバックアップＲＡＭ４６との少なくとも一方の故障判定フラグ記憶領域に“１”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７の故障を判定済みであるとみなし、本ルーチンの実行を終了する。
【０１７６】
一方、前記Ｓ１９０１においてＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ１９０２へ進み、イグニッションスイッチのオン／オフ状態等より、内燃機関１が運転停止状態にあるか否かを判別する。
【０１７７】
前記Ｓ１９０２において内燃機関１が運転停止状態にないと判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ１９１９へ進み、後述する計測タイマｔ3、ｔ4をリセットし、本ルーチンの実行を終了する。
【０１７８】
一方、前記Ｓ１９０２において内燃機関１が運転停止状態にあると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ１９０３へ進み、計測タイマｔ3を起動する。この計測タイマｔ3は、内燃機関１の運転停止時からの経過時間を計時するタイマである。
【０１７９】
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ１９０４へ進み、前記計測タイマｔ3の計時時間ｔ3が所定時間ｔＣ以上であるか否かを判別する。
前記Ｓ１９０４において前記計測タイマｔ3の計時時間ｔ3が所定時間ｔＣ未満であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、前記計測タイマｔ3の計時時間ｔ3が前記所定時間ｔＣ以上になるまで前記Ｓ１９０５の処理を繰り返し実行する。
【０１８０】
そして、前記Ｓ１９０４において前記計測タイマｔ3の計時時間ｔ3が所定時間ｔＣ以上であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ１９０５へ進み、内燃機関１の運転停止状態が継続しているか否かを判別する。
【０１８１】
前記Ｓ１９０５において内燃機関１の運転停止状態が継続していないと判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ１９１９へ進み、計測タイマｔ3をリセットして本ルーチンの実行を終了する。
【０１８２】
一方、前記Ｓ１９０５において内燃機関１の運転停止状態が継続していると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ１９０６へ進み、温度センサ４７の出力信号値（蓄熱材３５の温度）Ｔを入力する。
【０１８３】
続いて、ＣＰＵ４０は、Ｓ１９０７へ進み、蓄熱材３５の相変化温度域の上限値ＴmaxをＲＡＭ４２から読み出し、前記Ｓ１９０６で入力した出力信号値Ｔが前記Ｔmaxより大きいか否か、すなわち蓄熱材３５の温度が相変化温度域よりも高いか否かを判別する。
【０１８４】
前記Ｓ１９０７において前記出力信号値Ｔが前記Ｔmaxより大きいと判定した場合は、ＣＰＵ４０は、蓄熱材３５が相変化前であるとみなし、Ｓ１９０８へ進む。
【０１８５】
前記Ｓ１９０８では、ＣＰＵ４０は、計測タイマｔ4を起動する。この計測タイマｔ4は、蓄熱材３５の温度検出を開始した時点からの経過時間を計時するタイマである。
【０１８６】
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ１９０９へ進み、温度センサ４７の出力信号値を入力し、ＲＡＭ４２の所定領域に書き込む。
続いて、ＣＰＵ４０は、Ｓ１９１０へ進み、計測タイマｔ4の計時時間ｔ4が所定時間ｔＤ以上であるか否かを判別する。
【０１８７】
前記Ｓ１９１０において計測タイマｔ4の計時時間ｔ4が所定時間ｔＤ未満であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、計測タイマｔ4の計時時間ｔ4が前記所定時間ｔＤ以上となるまで、前記Ｓ１９０９以降の処理を繰り返し実行する。これにより、ＲＡＭ４２には、複数個の蓄熱材温度が記憶されることになる。
【０１８８】
そして、前記Ｓ１９１０において計測タイマｔ4の計時時間ｔ4が所定時間ｔＤ以上であると判定すると、ＣＰＵ４０は、Ｓ１９１１へ進み、内燃機関１の運転停止状態が継続しているか否かを判別する。
【０１８９】
前記Ｓ１９１１において内燃機関１の運転停止状態が継続していないと判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ１９１９へ進み、計測タイマｔ3、ｔ4をリセットし、本ルーチンの実行を終了する。
【０１９０】
一方、前記Ｓ１９１１において内燃機関１の運転停止状態が継続していると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ１９１２へ進み、前記所定時間ｔＤ内において最後に検出した蓄熱材温度が相変化温度域の上限値Ｔmaxより大きいか否かを判別する。
【０１９１】
前記Ｓ１９１２において前記蓄熱材温度が相変化温度域の上限値Ｔmaxより大きいと判定した場合は、ＣＰＵ４０は、蓄熱材３５が相変化前であるとみなし、Ｓ１９１３へ進む。
【０１９２】
前記Ｓ１９１３では、ＣＰＵ４０は、前記ＲＡＭ４２に記憶された複数個の蓄熱材温度より、前記所定時間ｔＤ内における蓄熱材３５の温度低下率Ｘを算出する。
【０１９３】
続いて、ＣＰＵ４０は、Ｓ１９１４へ進み、ＲＡＭ４２から判定値Ｋを読み出し、前記Ｓ１９１３で算出した温度低下率Ｘが前記判定値Ｋよりも大きいか否かを判別する。
【０１９４】
前記Ｓ１９１４において前記温度低下率Ｘが前記判定値Ｋよりも大きいと判定した場合は、ＣＰＵ４０は、真空層３６あるいは蓄熱材３５に異常が発生し、触媒装置２７が故障しているとみなし、Ｓ１９１５へ進む。
【０１９５】
前記Ｓ１９１５では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込み、次いでＳ１９１６において、バックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込む。
【０１９６】
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ１９１７へ進み、警告灯３０を点灯させるべく制御信号を出力し、本ルーチンの実行を終了する。前記制御信号は、出力ポート４４を介して警告灯３０へ送信され、その結果、警告灯３０が点灯される。これにより、運転者は、触媒装置２７の故障を認識することができる。
【０１９７】
一方、前記Ｓ１９１４において前記温度低下率Ｘが前記判定値Ｋ以下であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７が正常であるとみなし、Ｓ１９１８へ進む。
【０１９８】
前記Ｓ１９１８では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”を書き込む。
上記したＳ１９１７又はＳ１９１８の処理を実行し終えたＣＰＵ４０は、Ｓ１９１９において計測タイマｔ3、ｔ4タイマをリセットした後、本ルーチンの実行を終了する。
【０１９９】
尚、前記Ｓ１９１２において、最後に検出された蓄熱材温度が相変化温度域の上限値Ｔmax以下であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、蓄熱材３５が相変化状態にあるとみなし、Ｓ１９２０へ進む。
【０２００】
前記Ｓ１９２０では、ＣＰＵ４０は、故障診断処理を中断し、次いでＳ１９２１において計測タイマｔ3、ｔ4タイマをリセットする。そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ１９２２へ進み、相変化後の故障診断処理を実行する。
【０２０１】
相変化後の故障診断処理は、ＣＰＵ４０が図２０に示すような故障診断制御ルーチンを実行することにより実現される。
前記故障診断制御ルーチンでは、ＣＰＵ４０は、Ｓ２００１にて、ＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域にアクセスし、“１”が記憶されているか否かを判別する。
【０２０２】
前記Ｓ２００１においてＲＡＭ４２とバックアップＲＡＭ４６との少なくとも一方の故障判定フラグ記憶領域に“１”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７の故障を判定済みであるとみなし、本ルーチンの実行を終了する。
【０２０３】
一方、前記Ｓ２００１においてＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ２００２へ進み、内燃機関１が運転停止状態にあるか否かを判別する。
【０２０４】
前記Ｓ２００２において内燃機関１が運転停止状態にないと判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ２０１５へ進み、後述する計測タイマｔ5をリセットし、本ルーチンの実行を終了する。
【０２０５】
一方、前記Ｓ２００２において内燃機関１が運転停止状態にあると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ２００３へ進み、温度センサ４７の出力信号値Ｔ（蓄熱材３５の温度）を入力する。
【０２０６】
続いて、ＣＰＵ４０は、Ｓ２００４へ進み、蓄熱材３５の相変化温度域の下限値ＴminをＲＡＭ４２から読み出し、前記Ｓ２００３で入力した出力信号値Ｔが前記Ｔmin未満であるか否か、すなわち蓄熱材３５の温度が相変化温度域よりも低いか否かを判別する。
【０２０７】
前記Ｓ２００４において前記出力信号値Ｔが前記Ｔmin未満であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、蓄熱材３５が相変化終了後であるとみなし、Ｓ２００５へ進む。
【０２０８】
前記Ｓ２００５では、ＣＰＵ４０は、計測タイマｔ5を起動する。この計測タイマｔ5は、蓄熱材３５の温度検出を開始した時点からの経過時間を計時するタイマである。
【０２０９】
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ２００６へ進み、温度センサ４７の出力信号値を入力し、その出力信号値をＲＡＭ４２の所定領域に書き込む。
続いて、ＣＰＵ４０は、Ｓ２００７へ進み、前記計測タイマｔ5の計時時間ｔ5が所定時間ｔＥ以上であるか否かを判別する。
【０２１０】
前記Ｓ２００７において前記計時時間ｔ5が前記所定時間ｔＥ未満であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、計測タイマｔ5の計時時間ｔ5が前記所定時間ｔＥ以上となるまで、前記Ｓ２００６以降の処理を繰り返し実行する。これにより、ＲＡＭ４２には、複数個の蓄熱材温度が記憶されることになる。
そして、前記Ｓ２００７において計測タイマｔ5の計時時間ｔ5が所定時間ｔＥ以上であると判定すると、ＣＰＵ４０は、Ｓ２００８へ進み、内燃機関１の運転停止状態が継続しているか否かを判別する。
【０２１１】
前記Ｓ２００８において内燃機関１の運転停止状態が継続していないと判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ２０１５へ進み、計測タイマｔ5をリセットし、本ルーチンの実行を終了する。
【０２１２】
一方、前記Ｓ２００８において内燃機関１の運転停止状態が継続していると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ２００９へ進み、前記所定時間ｔＥ内にＲＡＭ４２に書き込まれた複数個の蓄熱材温度より、前記所定時間ｔＤ内における蓄熱材３５の温度低下率Ｘを算出する。
【０２１３】
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ２０１０へ進み、ＲＡＭ４２から判定値Ｋを読み出し、前記Ｓ２００９で算出した温度低下率Ｘが前記判定値Ｋよりも大きいか否かを判別する。
【０２１４】
前記Ｓ２０１０において前記温度低下率Ｘが前記判定値Ｋよりも大きいと判定した場合は、ＣＰＵ４０は、真空層３６あるいは蓄熱材３５に異常が発生し、触媒装置２７が故障しているとみなし、Ｓ２０１１へ進む。
【０２１５】
前記Ｓ２０１１では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込み、次いでＳ２０１２において、バックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込む。
【０２１６】
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ２０１３へ進み、警告灯３０を点灯させるべく制御信号を出力し、本ルーチンの実行を終了する。前記制御信号は、出力ポート４４を介して警告灯３０へ送信され、その結果、警告灯３０が点灯される。これにより、運転者は、触媒装置２７の故障を認識することができる。
【０２１７】
一方、前記Ｓ２０１０において前記温度低下率Ｘが前記判定値Ｋ以下であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７が正常であるとみなし、Ｓ２０１４へ進む。
【０２１８】
前記Ｓ２０１４では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”を書き込む。
そして、上記したＳ２０１３又はＳ２０１４の処理を実行し終えたＣＰＵ４０は、Ｓ２０１５において計測タイマｔ5をリセットした後、本ルーチンの実行を終了する。
【０２１９】
以上述べたように本実施の形態にかかる排気浄化装置によれば、相変化物質からなる蓄熱材３５を備えた触媒装置２７において、蓄熱材３５の相変化前の温度低下率あるいは相変化後の温度低下率に基づいて、触媒装置２７の蓄熱機能や断熱機能の故障を診断することができる。そして、触媒装置２７の断熱機能の故障を判定した場合は、警告灯３０を点灯させることにより、運転者に触媒装置２７の故障を認識させ、触媒装置の修理や交換等を促すことができる。
【０２２０】
尚、本実施の形態では、真空層３６を備えた触媒装置２７に本発明を適用する例について説明したが、真空層を備えていない触媒装置でもよく、要は蓄熱材を備えた触媒装置であれば如何なる構成の触媒装置でも構わない。
【０２２１】
また、本実施の形態では、相変化物質からなる蓄熱材３５を備えた触媒装置２７を例に挙げたが、相変化物質以外の物質からなる蓄熱材を備えた触媒装置の場合は、前述の第４の実施の形態にかかる排気浄化装置において、触媒床温の代わりに蓄熱材の温度を用いることにより故障診断を行うことができる。
【０２２２】
〈実施の形態６〉
本発明にかかる排気浄化装置の第６の実施の形態について図２１、２２に基づいて説明する。ここでは前述の第５の実施の形態と異なる構成について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【０２２３】
前述の第５の実施の形態では、蓄熱材３５の温度低下率に基づいて触媒装置２７の故障を診断する例について述べたが、本実施の形態では、蓄熱材３５が相変化状態にある時間（以下、相変化時間と称する）に基づいて触媒装置２７の故障を診断する例について述べる。
【０２２４】
蓄熱材３５が相変化状態となる温度域は、蓄熱材３５を構成する材質（相変化物質）により異なるが、個々の相変化物質が相変化状態となる温度域は、略一定である。さらに、個々の相変化物質の相変化時間は、図２１に示すように、触媒装置２７が正常である場合は、略一定の時間となり、触媒装置２７が故障している場合は、正常時よりも短い時間となる。
【０２２５】
そこで、本実施の形態では、蓄熱材３５を構成する相変化物質が相変化状態となる温度域の上限値Ｔmaxと下限値ＴminとをＲＯＭ４１に記憶しておくとともに、前記相変化物質の相変化時間と温度センサ４７の初期公差等とに基づいて決定される判定値ｕ０をＲＯＭ４１に記憶しておく。
【０２２６】
そして、ＣＰＵ４０は、内燃機関１の運転終了後に、温度センサ４７の出力信号値（蓄熱材３５の温度）を監視し、蓄熱材３５の温度が前記上限値Ｔmaxと同一の温度に低下した時点から、前記下限値Ｔmin未満の温度に低下するまでの時間、いわゆる相変化時間を計時する。
【０２２７】
続いて、ＣＰＵ４０は、前記相変化時間が前記判定値ｕ０未満であれば、触媒装置２７が故障していると判定し、前記相変化時間が前記判定値ｕ０以上であれば、触媒装置２７が正常であると判定する。
【０２２８】
このようにＥＣＵ１５は、本発明にかかる故障判定手段を実現する。
その他の構成は、前述の第５の実施の形態と同様である。
以下、本実施の形態の作用及び効果について述べる。
【０２２９】
ＣＰＵ４０は、図２２に示すような故障診断制御ルーチンを実行することにより、触媒装置２７の故障診断を行う。尚、前記故障診断制御ルーチンは、内燃機関１の運転時は、所定時間毎に繰り返し実行され、内燃機関１の運転停止後は、１回のみ実行される。
【０２３０】
前記故障診断制御ルーチンでは、ＣＰＵ４０は、Ｓ２２０１にて、ＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域にアクセスし、“１”が記憶されているか否かを判別する。
【０２３１】
前記Ｓ２２０１においてＲＡＭ４２とバックアップＲＡＭ４６との少なくとも一方の故障判定フラグ記憶領域に“１”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７の故障を判定済みであるとみなし、本ルーチンの実行を終了する。
【０２３２】
一方、前記Ｓ２２０１においてＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ２２０２へ進み、内燃機関１が運転停止状態にあるか否かを判別する。
【０２３３】
前記Ｓ２２０２において内燃機関１が運転状態にあると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ２２１５へ進み、後述する計測タイマｔ6をリセットし、本ルーチンの実行を終了する。
【０２３４】
一方、前記Ｓ２２０２において内燃機関１が運転停止状態にあると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ２２０３へ進み、温度センサ４７の出力信号値（蓄熱材３５の温度）Ｔを入力する。
【０２３５】
続いて、ＣＰＵ４０は、Ｓ２２０４へ進み、ＲＯＭ４１に記憶された上限値Ｔmaxを読み出し、前記Ｓ２２０３で入力した蓄熱材温度Ｔが前記上限値Ｔmax以下であるか否かを判別する。
【０２３６】
前記Ｓ２２０４において前記蓄熱材温度Ｔが前記上限値Ｔmaxより大きいと判定した場合は、ＣＰＵ４０は、前記蓄熱材温度Ｔが前記上限値Ｔmax以下に低下するまで、前記Ｓ２２０２以降の処理を繰り返し実行する。
【０２３７】
そして、前記Ｓ２２０４において前記蓄熱材温度Ｔが前記上限値Ｔmax以下であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ２２０５へ進み、ＲＯＭ４１に記憶された下限値Ｔminを読み出し、前記蓄熱材温度Ｔが前記下限値Ｔmin以上であるか否かを判別する。
【０２３８】
前記Ｓ２２０５において前記蓄熱材温度Ｔが前記下限値Ｔmin以上であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、蓄熱材３５が相変化状態にあるとみなし、Ｓ２２０６へ進む。
【０２３９】
前記Ｓ２２０６では、ＣＰＵ４０は、Ｓ２２０６の実行回数が１回目であるか否か、すなわちＳ２２０６を初めて実行するか否かを判別する。そして、ＣＰＵ４０は、前記Ｓ２２０６の実行回数が１回目である場合は、Ｓ２２０７へ進み、計測タイマｔ6を起動し、前記Ｓ２２０６の実行回数が２回目以降である場合は、Ｓ２２０８へ進み、計測タイマｔ6の値を更新する。
【０２４０】
ここで、前記計測タイマｔ6は、蓄熱材３５の相変化が開始された時点（蓄熱材３５の温度が上限値Ｔmaxと同一の温度まで低下した時点）からの経過時間を計時する計測タイマである。
【０２４１】
前記Ｓ２２０７又は前記Ｓ２２０８の処理を実行し終えたＣＰＵ４０は、Ｓ２２０９へ進み、温度センサ４７の出力信号値（蓄熱材温度）Ｔを入力し、次いで前記Ｓ２２０５以降の処理を再度実行する。その際、ＣＰＵ４０は、前記Ｓ２２０５において前記Ｓ２２０９で入力した蓄熱材温度Ｔが前記下限値Ｔmin未満であると判定すると、蓄熱材３５の相変化が終了したとみなし、Ｓ２２１０にて前記計測タイマｔ6を停止する。
【０２４２】
続いて、ＣＰＵ４０は、Ｓ２２１１へ進み、ＲＯＭ４１に記憶された判定値ｕ０を読み出し、前記計測タイマｔ6の計時時間ｔ6が前記判定値ｕ０未満であるか否かを判別する。
【０２４３】
前記Ｓ２２１１において前記計時時間ｔ6が前記判定値ｕ０未満であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、真空層３６あるいは蓄熱材３５に異常が発生し、触媒装置２７が故障しているとみなし、Ｓ２２１２へ進む。
【０２４４】
前記Ｓ２２１２では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込み、次いでＳ２２１３において、バックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込む。
【０２４５】
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ２２１４へ進み、警告灯３０を点灯させるべく制御信号を出力し、本ルーチンの実行を終了する。前記制御信号は、出力ポート４４を介して警告灯３０へ送信され、その結果、警告灯３０が点灯される。これにより、運転者は、触媒装置２７の故障を認識することができる。
【０２４６】
一方、前記Ｓ２２１１において前記計時時間ｔ6が前記判定値ｕ０以上であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７が正常であるとみなし、Ｓ２２１５へ進む。
【０２４７】
前記Ｓ２２１５では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”を書き込む。
上記したＳ２２１７又はＳ２２１８の処理を実行し終えたＣＰＵ４０は、Ｓ２２２２において計測タイマｔ6をリセットし、本ルーチンの実行を終了する。
【０２４８】
以上述べたように本実施の形態にかかる排気浄化装置によれば、相変化物質からなる蓄熱材３５を備えた触媒装置２７において、内燃機関１の運転停止後における蓄熱材３５の相変化時間を計測することにより、触媒装置２７の蓄熱機能や断熱機能の故障を診断することができる。そして、触媒装置２７の断熱機能の故障を判定した場合は、警告灯３０を点灯させることにより、運転者に触媒装置２７の故障を認識させ、触媒装置の修理や交換等を促すことができる。
【０２４９】
尚、本実施の形態では、真空層３６を備えた触媒装置２７に本発明を適用する例について説明したが、真空層を備えていない触媒装置でもよく、要は蓄熱材を備えた触媒装置であれば如何なる構成の触媒装置でも構わない。
【０２５０】
〈実施の形態７〉
本発明にかかる排気浄化装置の第７の実施の形態について図２３〜２６に基づいて説明する。ここでは前述の第１の実施の形態と異なる構成について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【０２５１】
本実施の形態にかかる触媒装置２７は、図２３、２４に示すように、内筒３１及び外筒３３からなる二重構造の筒体で構成され、前記内筒３１に排気浄化触媒３４が内装され、内筒３１と外筒３３との間に真空層３６が形成される。
【０２５２】
そして、前記触媒装置２７には、排気浄化触媒３４の床温に対応した電気信号を出力する第１温度センサ３８と、前記外筒３３の温度に対応した電気信号を出力する第２温度センサ４８とが取り付けられる。前記第１温度センサ３８は、本発明にかかる第１の温度検出手段を実現し、前記第２温度センサ４８は、本発明にかかる第２の温度検出手段を実現する。
【０２５３】
続いて、前記第１及び第２温度センサ３８、４８は、図２５に示すように、ＥＣＵ１５のＡ／Ｄコンバータ４５と電気配線を介して接続される。そして、前記第１及び第２センサ３８、４８の出力信号は、Ａ／Ｄコンバータ４５でアナログ信号からデジタル信号に変換された後、入力ポート４３に入力され、次いでＣＰＵ４０やＲＡＭ４２等に入力される。
【０２５４】
次に、ＥＣＵ１５のＣＰＵ４０は、前記第１温度センサ３８の出力信号値（触媒床温）と前記第２温度センサ４８の出力信号値（外筒温度）との差に基づいて故障診断を行う。
【０２５５】
ここで、前記触媒装置２７の断熱機能が正常である場合は、排気浄化触媒３４からの放熱が遮断され、排気浄化触媒３４の熱が外筒３３へ伝達されないため、触媒床温と外筒温度との間に所定値以上の温度差が生じる。
【０２５６】
一方、前記真空層３６の断熱性能が低下した場合は、排気浄化触媒３４からの放熱が真空層３６で遮断されず外筒３３へ伝達されるため、排気浄化触媒３４と外筒３３との温度差が正常時より小さくなる。
【０２５７】
そこで、本実施の形態では、正常時の排気浄化触媒３４と外筒３３との温度差や、第１及び第２温度センサ３８、４８の初期公差等を考慮した判定値Ｔ1を予め求め、この判定値Ｔ1をＲＯＭ４１に記憶しておく。
【０２５８】
そして、ＣＰＵ４０は、故障診断処理を実行する際に、第１温度センサ３８の出力信号値（触媒床温）：ＴＣ及び第２温度センサ４８の出力信号値（外筒温度）：ＴＧを入力し、触媒床温ＴＣと外筒温度ＴＧとの差△Ｔを算出する。続いて、ＣＰＵ４０は、前記差△Ｔと前記判定値Ｔ1とを比較し、前記差△Ｔが前記判定値Ｔ1より小さければ、触媒装置２７が故障していると判定し、前記差△Ｔが前記判定値Ｔ1以上であれば、触媒装置２７が正常であると判定する。
【０２５９】
このようにＥＣＵ１５は、本発明にかかる故障判定手段を実現する。
その他の構成は、前述の第１の実施の形態と同様である。
【０２６０】
以下、本実施の形態の作用及び効果について述べる。
ＣＰＵ４０は、内燃機関１の運転時に、図２６に示すような故障診断制御ルーチンを所定時間毎に繰り返し実行する。
前記故障診断制御ルーチンでは、ＣＰＵ４０は、Ｓ２６０１にてＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域へアクセスし、“１”が記憶されているか否かを判別する。
【０２６１】
前記Ｓ２６０１においてＲＡＭ４２とバックアップＲＡＭ４６との少なくとも一方の故障判定フラグ記憶領域に“１”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７の故障を判定済みであるとみなし、本ルーチンの実行を終了する。
【０２６２】
一方、前記Ｓ２６０１においてＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ２６０２へ進み、故障判定実行条件が成立しているか否か、例えば、排気浄化触媒３４が活性化しているか否か（触媒床温が活性化温度以上であるか否か）を判別する。
【０２６３】
前記Ｓ２６０２において前記故障判定実行条件が不成立であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、本ルーチンの実行を終了する。
【０２６４】
一方、前記Ｓ２６０２において前記故障判定条件が成立していると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ２６０３へ進み、第１温度センサ３８の出力信号値（触媒床温）ＴＣと第２温度センサ４８の出力信号値（外筒温度）ＴＧとを入力する。
【０２６５】
続いて、ＣＰＵ４０は、Ｓ２６０４へ進み、触媒床温ＴＣから外筒温度ＴＧを減算し、差△Ｔを算出する。
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ２６０５において、ＲＯＭ４１に記憶された判定値Ｔ1を読み出し、前記Ｓ２６０４で算出した差△Ｔが前記判定値Ｔ1未満であるか否かを判別する。
【０２６６】
前記Ｓ２６０５において前記差△Ｔが前記判定値Ｔ1未満であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、真空層３６の断熱性能が低下しており、触媒装置２７が故障しているとみなし、Ｓ２６０６へ進む。
【０２６７】
前記Ｓ２６０６では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込み、次いでＳ２６０７においてバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込む。
【０２６８】
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ２６０８へ進み、警告灯３０を点灯させるべく制御信号を出力し、本ルーチンの実行を終了する。前記ＣＰＵ４０から出力された制御信号は、出力ポート４４を介して警告灯３０へ送信され、その結果、警告灯３０が点灯される。
【０２６９】
一方、前記Ｓ２６０５において前記差△Ｔが前記判定値Ｔ1以上であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７が正常であるとみなし、Ｓ２６０９へ進む。
【０２７０】
前記Ｓ２６０９では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”を書き込み、本ルーチンの実行を終了する。
【０２７１】
以上述べたように本実施の形態にかかる排気浄化装置によれば、真空層３６により排気浄化触媒３４の放熱を遮断する触媒装置２７において、触媒床温と外筒温度との差に基づいて、真空層３６の断熱機能の故障を判定することができる。そして、触媒装置２７の断熱機能が故障していると判定した場合は、警告灯３０を点灯させることにより、運転者に触媒装置の故障を認識させ、触媒装置の修理や交換等を促すことができる。
【０２７２】
尚、本実施の形態では、内燃機関１の運転時に故障診断制御ルーチンを実行する例について述べたが、内燃機関１の運転停止時に故障診断制御ルーチンを実行するようにしてもよい。
【０２７３】
また、本実施の形態では、真空層３６により排気浄化触媒３４の放熱を遮断する触媒装置を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、要は排気浄化触媒の放熱を遮断する手段を有する触媒装置であればよい。
【０２７４】
〈実施の形態８〉
本発明にかかる排気浄化装置の第８の実施の形態について図２７〜２８に基づいて説明する。ここでは前述の第７の実施の形態と異なる構成について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【０２７５】
本実施の形態にかかる触媒装置２７は、図２７に示すように、前述の第７の実施の形態で述べた構成に加え、所定温度未満で水素を吸蔵し、所定温度以上で水素を放出する水素吸蔵合金３７を備えている。この水素吸蔵合金３７は、真空層３６内であって、実質的に排気浄化触媒３４の近傍となる位置に配置される。
【０２７６】
このように構成された触媒装置２７では、水素吸蔵合金３７が所定温度未満のときは、水素吸蔵合金３７に水素が吸蔵され、真空層３６が真空状態となるので、排気浄化触媒３４の熱が外筒３３へ伝達されず、排気浄化触媒３４の温度低下が抑制される。
【０２７７】
一方、水素吸蔵合金３７が所定温度以上のときは、水素吸蔵合金３７から水素が放出され、真空層３６が非真空状態となるので、排気浄化触媒３４の熱が水素を介して外筒３３に伝達され、排気浄化触媒３４の過剰な昇温が抑制される。
このように前記真空層３６と前記水素吸蔵合金３７とは、本発明にかかる放断熱切換手段を実現する。
【０２７８】
次に、ＥＣＵ１５のＣＰＵ４０は、前述の第７の実施の形態と同様に、第１温度センサ３８の出力信号値（触媒床温）と第２温度センサ４８の出力信号値（外筒温度）との差に基づいて故障診断を行うが、水素吸蔵合金３７に水素が吸蔵されている時と水素が放出されている時とでは、排気浄化触媒３４と外筒３３との温度差が異なるため、故障診断処理の実行時期を特定する必要がある。
【０２７９】
本実施の形態では、水素吸蔵合金３７に水素が吸蔵されるべき時期、すなわち、水素吸蔵合金３７が所定温度未満であるときに故障診断処理を実行する例について説明する。
【０２８０】
そして、ＥＣＵ１５のＲＯＭ４１には、触媒装置２７が正常であり、且つ水素吸蔵合金３７に水素が吸蔵されているときの排気浄化触媒３４及び外筒３３の温度差と、第１及び第２温度センサ３８、４８の初期公差等とを考慮した判定値Ｔ2が記憶される。
【０２８１】
続いて、ＥＣＵ１５のＣＰＵ４０は、前記水素吸蔵合金３７の温度を推定するパラメータとして排気浄化触媒３４の床温（第１温度センサ３８の出力信号値）を用い、排気浄化触媒３４の床温が前記所定温度未満であるときに故障診断処理を行う。
その他の構成は、前述の第７の実施の形態と同様である。
【０２８２】
以下、本実施の形態の作用及び効果について述べる。
ＣＰＵ４０は、内燃機関１の運転時に、図２８に示すような故障診断制御ルーチンを所定時間毎に繰り返し実行する。
【０２８３】
前記故障診断制御ルーチンでは、ＣＰＵ４０は、Ｓ２８０１にてＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域へアクセスし、“１”が記憶されているか否かを判別する。
【０２８４】
前記Ｓ２８０１においてＲＡＭ４２とバックアップＲＡＭ４６との少なくとも一方の故障判定フラグ記憶領域に“１”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７の故障を判定済みであるとみなし、本ルーチンの実行を終了する。
【０２８５】
一方、前記Ｓ２８０１においてＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ２８０２へ進み、故障判定実行条件が成立しているか否か、例えば、排気浄化触媒３４が活性化しているか否か（触媒床温が活性化温度以上であるか否か）を判別する。
【０２８６】
前記Ｓ２８０２において前記故障判定実行条件が不成立であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、本ルーチンの実行を終了する。
【０２８７】
一方、前記Ｓ２８０２において前記故障判定条件が成立していると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ２８０３へ進み、水素吸蔵合金３７に水素が吸蔵される条件が成立しているか否か、すなわち第１温度センサ３８の出力信号値（触媒床温）が所定温度（水素吸蔵合金３７から水素が放出される温度）未満であるか否かを判別する。
前記Ｓ２８０３において水素吸蔵条件が不成立であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、本ルーチンの実行を終了する。
【０２８８】
一方、前記Ｓ２８０３において水素吸蔵条件が成立していると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ２８０４へ進み、第１温度センサ３８の出力信号値（触媒床温）ＴＣと第２温度センサ４８の出力信号値（外筒温度）ＴＧとを入力する。
続いて、ＣＰＵ４０は、Ｓ２８０５へ進み、触媒床温ＴＣから外筒温度ＴＧを減算し、差△Ｔを算出する。
【０２８９】
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ２８０６において、ＲＯＭ４１に記憶された判定値Ｔ1を読み出し、前記Ｓ２８０５で算出した差△Ｔが前記判定値Ｔ1未満であるか否かを判別する。
【０２９０】
前記Ｓ２８０６において前記差△Ｔが前記判定値Ｔ1未満であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、真空層３６の断熱性能が低下しており、触媒装置２７が故障しているとみなし、Ｓ２８０７へ進む。
【０２９１】
前記Ｓ２８０７では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込み、次いでＳ２８０８においてバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込む。
【０２９２】
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ２８０９へ進み、警告灯３０を点灯させるべく制御信号を出力し、本ルーチンの実行を終了する。前記ＣＰＵ４０から出力された制御信号は、出力ポート４４を介して警告灯３０へ送信され、その結果、警告灯３０が点灯される。
【０２９３】
一方、前記Ｓ２８０６において前記差△Ｔが前記判定値Ｔ1以上であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７が正常であるとみなし、Ｓ２８１０へ進む。
前記Ｓ２８１０では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”を書き込み、本ルーチンの実行を終了する。
【０２９４】
以上述べたように本実施の形態にかかる排気浄化装置によれば、真空層３６と水素吸蔵合金３７とにより排気浄化触媒３４の断熱と放熱とを切り換える触媒装置２７において、水素吸蔵合金３７が水素を吸蔵していることを条件に故障診断処理を実行することにより、真空層３６の断熱性能の低下や水素吸蔵合金３７の故障等を正確に判定することができる。
【０２９５】
尚、本実施の形態では、真空層３６と水素吸蔵合金３７とにより排気浄化触媒３４の断熱と放熱とを切り換える触媒装置２７を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、要は、排気浄化触媒の放熱と断熱とを切り換える機構を有する触媒装置であればよい。
【０２９６】
〈実施の形態９〉
本発明にかかる第９の実施の形態について図２９に基づいて説明する。ここでは、前述の第８の実施の形態と異なる構成について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【０２９７】
前述の第８の実施の形態では、水素吸蔵合金３７を備えた触媒装置２７において、水素吸蔵合金３７に水素が吸蔵されべき時期に故障診断処理を実行する例について述べたが、本実施の形態では、水素吸蔵合金３７から水素が放出されるべき時期、すなわち水素吸蔵合金３７が所定温度以上であるときに故障診断処理を実行する例について説明する。
【０２９８】
ここで、触媒装置２７が正常であり、且つ水素吸蔵合金３７から水素が放出されている場合は、排気浄化触媒３４の熱が水素を介して外筒３３へ伝達されるため、排気浄化触媒３４と外筒３３との温度差は、所定値未満となる。
【０２９９】
一方、触媒装置２７が故障している場合は、排気浄化触媒３４の熱が外筒３３へ十分に伝達されないため、排気浄化触媒３４と外筒３３との温度差が所定値より大きくなる。
【０３００】
そこで、本実施の形態では、触媒装置２７が正常であり、且つ水素吸蔵合金３７から水素が放出されているときの排気浄化触媒３４及び外筒３３の温度差と、第１及び第２温度センサ３８、４８の初期公差等とを考慮した判定値Ｔ2を求めておき、この判定値Ｔ2をＲＯＭ４１に記憶する。
【０３０１】
そして、ＣＰＵ４０は、前記水素吸蔵合金３７の温度を推定するパラメータとして排気浄化触媒３４の床温（第１温度センサ３８の出力信号値）を用い、排気浄化触媒３４の床温が前記所定温度以上であるときに故障診断処理を行う。
【０３０２】
前記故障診断処理では、ＣＰＵ４０は、第１及び第２温度センサ３８、４８を入力し、これらの出力信号値の差△Ｔを算出する。続いて、ＣＰＵ４０は、前記差△Ｔと前記判定値Ｔ2とを比較し、前記差△Ｔが前記判定値Ｔ2より大きければ、触媒装置２７が故障していると判定するようにした。
その他の構成は、前述の第８の実施の形態と同様である。
【０３０３】
以下、本実施の形態の作用及び効果について述べる。
ＣＰＵ４０は、内燃機関１の運転時に、図２９に示すような故障診断制御ルーチンを所定時間毎に繰り返し実行する。
【０３０４】
前記故障診断制御ルーチンでは、ＣＰＵ４０は、Ｓ２９０１にてＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域へアクセスし、“１”が記憶されているか否かを判別する。
【０３０５】
前記Ｓ２９０１においてＲＡＭ４２とバックアップＲＡＭ４６との少なくとも一方の故障判定フラグ記憶領域に“１”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７の故障を判定済みであるとみなし、本ルーチンの実行を終了する。
【０３０６】
一方、前記Ｓ２９０１においてＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ２９０２へ進み、故障判定実行条件が成立しているか否か、例えば、排気浄化触媒３４が活性化しているか否か（触媒床温が活性化温度以上であるか否か）を判別する。
前記Ｓ２９０２において前記故障判定実行条件が不成立であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、本ルーチンの実行を終了する。
【０３０７】
一方、前記Ｓ２９０２において前記故障判定条件が成立していると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ２９０３へ進み、水素吸蔵合金３７から水素が放出される条件が成立しているか否か、すなわち第１温度センサ３８の出力信号値（触媒床温）が所定温度（水素吸蔵合金３７から水素が放出される温度）以上であるか否かを判別する。
前記Ｓ２９０３において水素吸蔵条件が不成立であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、本ルーチンの実行を終了する。
【０３０８】
一方、前記Ｓ２９０３において水素吸蔵条件が成立していると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ２９０４へ進み、第１温度センサ３８の出力信号値（触媒床温）ＴＣと第２温度センサ４８の出力信号値（外筒温度）ＴＧとを入力する。
【０３０９】
続いて、ＣＰＵ４０は、Ｓ２９０５へ進み、触媒床温ＴＣから外筒温度ＴＧを減算し、差△Ｔを算出する。
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ２９０６において、ＲＯＭ４１に記憶された判定値Ｔ2を読み出し、前記Ｓ２９０５で算出した差△Ｔが前記判定値Ｔ2より大きいか否かを判別する。
【０３１０】
前記Ｓ２９０６において前記差△Ｔが前記判定値Ｔ2より大きいと判定した場合は、ＣＰＵ４０は、真空層３６の断熱性能の低下や水素吸蔵合金３７の異常が発生しており、触媒装置２７が故障しているとみなし、Ｓ２９０７へ進む。
【０３１１】
前記Ｓ２９０７では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込み、次いでＳ２９０８においてバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込む。
【０３１２】
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ２９０９へ進み、警告灯３０を点灯させるべく制御信号を出力し、本ルーチンの実行を終了する。前記ＣＰＵ４０から出力された制御信号は、出力ポート４４を介して警告灯３０へ送信され、その結果、警告灯３０が点灯される。
【０３１３】
一方、前記Ｓ２９０６において前記差△Ｔが前記判定値Ｔ2以下であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７が正常であるとみなし、Ｓ２９１０へ進む。
【０３１４】
前記Ｓ２９１０では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”を書き込み、本ルーチンの実行を終了する。
以上述べたように本実施の形態にかかる排気浄化装置によれば、真空層３６と水素吸蔵合金３７とにより排気浄化触媒３４の断熱と放熱とを切り換える触媒装置２７において、水素吸蔵合金３７から水素が放出されていることを条件に故障診断処理を実行することにより、水素吸蔵合金３７の故障等を正確に判定することができる。
【０３１５】
尚、本実施の形態では、真空層３６と水素吸蔵合金３７とにより排気浄化触媒３４の断熱と放熱とを切り換える触媒装置２７を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、要は、排気浄化触媒の放熱と断熱とを切り換える機構を有する触媒装置であればよい。
【０３１６】
〈実施の形態１０〉
本発明にかかる排気浄化装置の第１０の実施の形態について図３０〜３１に基づいて説明する。ここでは前述の第７の実施の形態と異なる構成について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【０３１７】
本実施の形態にかかる触媒装置２７は、図３０に示すように、前述の第７の実施の形態で述べた構成に加え、所定温度未満で水素を吸蔵し、所定温度以上で水素を放出する水素吸蔵合金３７を備えている。この水素吸蔵合金３７は、真空層３６内であって、実質的に排気浄化触媒３４の近傍となる位置に配置される。
【０３１８】
このように構成された触媒装置２７では、水素吸蔵合金３７が所定温度未満のときは、水素吸蔵合金３７に水素が吸蔵され、真空層３６が真空状態となるので、排気浄化触媒３４の熱が外筒３３へ伝達されず、排気浄化触媒３４の温度低下が抑制される。
【０３１９】
一方、水素吸蔵合金３７が所定温度以上のときは、水素吸蔵合金３７から水素が放出され、真空層３６が非真空状態となるので、排気浄化触媒３４の熱が水素を介して外筒３３に伝達され、排気浄化触媒３４の過剰な昇温が抑制される。
【０３２０】
次に、ＥＣＵ１５のＣＰＵ４０は、前述の第７の実施の形態と同様に、第１温度センサ３８の出力信号値（触媒床温）と第２温度センサ４８の出力信号値（外筒温度）との差に基づいて故障診断を行うが、水素吸蔵合金３７に水素が吸蔵されている時と水素が放出されている時とでは、排気浄化触媒３４と外筒３３との温度差が異なるため、水素吸蔵合金３７の状態に応じた判定値を設定する必要がある。
【０３２１】
そこで、本実施の形態では、触媒装置２７が正常であり、且つ水素吸蔵合金３７に水素が吸蔵されているときの排気浄化触媒３４及び外筒３３の温度差と、第１及び第２温度センサ３８、４８の初期公差等とを考慮した第１の判定値Ｔ1を求めておくとともに、触媒装置２７が正常であり、且つ水素吸蔵合金３７から水素が放出されているときの排気浄化触媒３４及び外筒３３の温度差と、第１及び第２温度センサ３８、４８の初期公差等とを考慮した第２の判定値Ｔ2を求めておき、これら第１及び第２の判定値Ｔ1、Ｔ2をＲＯＭ４１の所定領域に記憶しておく。
【０３２２】
そして、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７の故障診断を行う際に、前記水素吸蔵合金３７の温度を推定するパラメータとして排気浄化触媒３４の床温（第１温度センサ３８の出力信号値）を用い、排気浄化触媒３４の床温が前記所定温度未満であるか否かを判別する。
【０３２３】
前記排気浄化触媒３４の床温が前記所定温度未満であれば、ＣＰＵ４０は、水素吸蔵合金３７に水素が吸蔵されているとみなす。そして、ＣＰＵ４０は、第１及び第２温度センサ３８、４８の出力信号値（触媒床温ＴＣ、外筒温度ＴＧ）を入力し、これら出力信号値の差△Ｔ（＝ＴＣ−ＴＧ）を算出するとともに、ＲＯＭ４１から第１の判定値Ｔ1を読み出し、前記差△Ｔと前記第１の判定値Ｔ1とを比較する。  その際、ＣＰＵ４０は、前記差△Ｔが前記第１の判定値Ｔ1より小さければ、触媒装置２７が故障していると判定し、前記差△Ｔが前記第１の判定値Ｔ1以上であれば、触媒装置２７が正常であると判定する。
【０３２４】
また、前記排気浄化触媒３４の床温が前記所定温度以上であれば、ＣＰＵ４０は、水素吸蔵合金３７から水素が放出されているとみなす。そして、ＣＰＵ４０は、第１及び第２温度センサ３８、４８の出力信号値（触媒床温ＴＣ、外筒温度ＴＧ）を入力し、これら出力信号値の差△Ｔ（＝ＴＣ−ＴＧ）を算出するとともに、ＲＯＭ４１から第２の判定値Ｔ2を読み出し、前記差△Ｔと前記第２の判定値Ｔ2とを比較する。
【０３２５】
その際、ＣＰＵ４０は、前記差△Ｔが前記第２の判定値Ｔ2より大きければ、触媒装置２７が故障していると判定し、前記差△Ｔが前記第２の判定値Ｔ2以下であれば、触媒装置２７が正常であると判定する。
その他の構成は、前述の第７の実施の形態と同様である。
【０３２６】
以下、本実施の形態の作用及び効果について述べる。
ＣＰＵ４０は、内燃機関１の運転時に、図３１に示すような故障診断制御ルーチンを所定時間毎に繰り返し実行する。
【０３２７】
前記故障診断制御ルーチンでは、ＣＰＵ４０は、Ｓ３１０１にてＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域へアクセスし、“１”が記憶されているか否かを判別する。
【０３２８】
前記Ｓ３１０１においてＲＡＭ４２とバックアップＲＡＭ４６との少なくとも一方の故障判定フラグ記憶領域に“１”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７の故障を判定済みであるとみなし、本ルーチンの実行を終了する。
【０３２９】
一方、前記Ｓ３１０１においてＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ３１０２へ進み、故障判定実行条件が成立しているか否か、例えば、排気浄化触媒３４が活性化しているか否か（排気浄化触媒３４の床温が活性化温度以上であるか否か）を判別する。
前記Ｓ３１０２において前記故障判定実行条件が不成立であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、本ルーチンの実行を終了する。
【０３３０】
一方、前記Ｓ３１０２において前記故障判定条件が成立していると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ３１０３へ進み、水素吸蔵条件が成立しているか否かを判別する。
【０３３１】
前記Ｓ３１０３において水素吸蔵条件が成立していると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ３１０４へ進み、第１温度センサ３８の出力信号値（触媒床温）ＴＣと第２温度センサ４８の出力信号値（外筒温度）ＴＧとを入力する。
【０３３２】
続いて、ＣＰＵ４０は、Ｓ３１０５へ進み、排気浄化触媒３４の床温ＴＣから外筒３３の温度ＴＧを減算し、差△Ｔを算出する。
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ３１０６において、ＲＯＭ４１に記憶された第１の判定値Ｔ1を読み出し、前記Ｓ３１０５で算出した差△Ｔが前記第１の判定値Ｔ1未満であるか否かを判別する。
【０３３３】
前記Ｓ３１０６において前記差△Ｔが前記第１の判定値Ｔ1未満であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、真空層３６の断熱性能が低下しており、触媒装置２７が故障しているとみなし、Ｓ３１０７へ進む。
【０３３４】
前記Ｓ３１０７では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込み、次いでＳ３１０８においてバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込む。
【０３３５】
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ３１０９へ進み、警告灯３０を点灯させるべく制御信号を出力し、本ルーチンの実行を終了する。前記ＣＰＵ４０から出力された制御信号は、出力ポート４４を介して警告灯３０へ送信され、その結果、警告灯３０が点灯される。
【０３３６】
一方、前記Ｓ３１０６において前記差△Ｔが前記第１の判定値Ｔ1以上であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７が正常であるとみなし、Ｓ３１１０へ進む。
前記Ｓ３１１０では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”を書き込み、本ルーチンの実行を終了する。
【０３３７】
また、前記Ｓ３１０３において水素吸蔵条件が不成立である、すなわち水素吸蔵合金３７の水素放出条件が成立していると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ３１１１へ進み、第１温度センサ３８の出力信号値（触媒床温）ＴＣと第２温度センサ４８の出力信号値（外筒温度）ＴＧとを入力する。
【０３３８】
続いて、ＣＰＵ４０は、Ｓ３１１２へ進み、排気浄化触媒３４の床温ＴＣから外筒３３の温度ＴＧを減算し、差△Ｔを算出する。
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ３１１３において、ＲＯＭ４１に記憶された第２の判定値Ｔ2を読み出し、前記Ｓ３１１２で算出した差△Ｔが前記第２の判定値Ｔ2より大きいか否かを判別する。
【０３３９】
前記Ｓ３１１３において前記差△Ｔが前記第２の判定値Ｔ2より大きいと判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７の放熱性能が低下しており、触媒装置２７が故障しているとみなし、Ｓ３１１４へ進む。
【０３４０】
前記Ｓ３１１４では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込み、次いでＳ３１１５においてバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込む。
【０３４１】
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ３１１６へ進み、警告灯３０を点灯させるべく制御信号を出力し、本ルーチンの実行を終了する。前記ＣＰＵ４０から出力された制御信号は、出力ポート４４を介して警告灯３０へ送信され、その結果、警告灯３０が点灯される。
【０３４２】
一方、前記Ｓ３１１３において前記差△Ｔが前記第２の判定値Ｔ2以下であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７が正常であるとみなし、Ｓ３１１７へ進む。
前記Ｓ３１１７では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”を書き込み、本ルーチンの実行を終了する。
【０３４３】
以上述べたように本実施の形態にかかる排気浄化装置によれば、真空層３６と水素吸蔵合金３７とにより排気浄化触媒３４の断熱と放熱とを切り換える触媒装置２７において、水素吸蔵合金３７の状態に応じた故障診断処理を実行することにより、真空層３６の故障や水素吸蔵合金３７の故障等を正確に判定することができる。
【０３４４】
〈実施の形態１１〉
本発明にかかる排気浄化装置の第１１の実施の形態について図３２〜３４に基づいて説明する。ここでは前述の第７の実施の形態と異なる構成について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【０３４５】
本実施の形態にかかる触媒装置２７は、図３２、３３に示すように、内筒３１、中間筒３２、及び外筒３３からなる三重構造の筒体で構成され、前記内筒３１に排気浄化触媒３４が内装され、前記内筒３１と前記中間筒３２との間に蓄熱材３５が装填され、更に内筒３１及び中間筒３２と外筒３３との間に真空層３６が形成される。
【０３４６】
そして、前記触媒装置２７には、外筒３３の温度に対応した電気信号を出力する第２温度センサ４８と、蓄熱材３５の温度に対応した電気信号を出力する第３温度センサ４７とが取り付けられる。前記第２温度センサ４８は、本発明にかかる第２の温度検出手段を実現し、前記第３温度センサ４７は、本発明にかかる第３の温度検出手段を実現する。
【０３４７】
前記第２及び第３温度センサ４８、４７は、図３４に示すように、ＥＣＵ１５のＡ／Ｄコンバータ４５と電気配線を介して接続される。そして、前記第２及び第３温度センサ４８、４７の出力信号は、Ａ／Ｄコンバータ４５でアナログ信号からデジタル信号に変換された後、入力ポート４３に入力され、次いでＣＰＵ４０やＲＡＭ４２等に入力される。
【０３４８】
次に、ＥＣＵ１５のＣＰＵ４０は、前述の第７の実施の形態に対し、排気浄化触媒３４の温度の代わりに蓄熱材３５の温度を用い、外筒３３の温度（第２温度センサ４８の出力信号値）と蓄熱材３５の温度（第３温度センサ４７の出力信号値）との差に基づいて故障診断を行う。
【０３４９】
ここで、前記触媒装置２７の断熱機能が正常である場合は、蓄熱材３５からの放熱が遮断され、蓄熱材３５の熱が外筒３３へ伝達されないため、蓄熱材温度と外筒温度との間に所定値以上の温度差が生じる。
【０３５０】
一方、前記真空層３６の断熱性能が低下した場合は、蓄熱材３５からの放熱が真空層３６で遮断されず外筒３３へ伝達されるため、蓄熱材３５と外筒３３との温度差が正常時より小さくなる。
【０３５１】
そこで、本実施の形態では、正常時の蓄熱材３５と外筒３３との温度差や、第２及び第３温度センサ４８、４７の初期公差等を考慮した判定値Ｔ3を予め求め、この判定値Ｔ3をＲＯＭ４１に記憶しておく。
【０３５２】
そして、ＣＰＵ４０は、故障診断処理を実行する際に、第２温度センサ４８の出力信号値（外筒温度）：ＴＧ及び第３温度センサ４７の出力信号値（蓄熱材温度）：ＴＳを入力し、蓄熱材温度ＴＳと外筒温度ＴＧとの差△Ｔを算出する。続いて、ＣＰＵ４０は、前記差△Ｔと前記判定値Ｔ3とを比較し、前記差△Ｔが前記判定値Ｔ3より小さければ、触媒装置２７が故障していると判定し、前記差△Ｔが前記判定値Ｔ3以上であれば、触媒装置２７が正常であると判定する。
【０３５３】
その他の構成は、前述の第７の実施の形態と同様である。
以下、本実施の形態の作用及び効果について述べる。
ＣＰＵ４０は、内燃機関１の運転時に、図３５に示すような故障診断制御ルーチンを所定時間毎に繰り返し実行する。
【０３５４】
前記故障診断制御ルーチンでは、ＣＰＵ４０は、Ｓ３５０１にてＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域へアクセスし、“１”が記憶されているか否かを判別する。
【０３５５】
前記Ｓ３５０１においてＲＡＭ４２とバックアップＲＡＭ４６との少なくとも一方の故障判定フラグ記憶領域に“１”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７の故障を判定済みであるとみなし、本ルーチンの実行を終了する。
【０３５６】
一方、前記Ｓ３５０１においてＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ３５０２へ進み、故障判定実行条件が成立しているか否かを判別する。
【０３５７】
前記Ｓ３５０２において前記故障判定実行条件が不成立であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、本ルーチンの実行を終了する。
一方、前記Ｓ３５０２において前記故障判定条件が成立していると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、Ｓ３５０３へ進み、第３温度センサ４７の出力信号値（蓄熱材温度）ＴＳと第２温度センサ４８の出力信号値（外筒温度）ＴＧとを入力する。
【０３５８】
続いて、ＣＰＵ４０は、Ｓ３５０４へ進み、蓄熱材温度ＴＳから外筒温度ＴＧを減算し、差△Ｔを算出する。
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ３５０５において、ＲＯＭ４１に記憶された判定値Ｔ3を読み出し、前記Ｓ３５０４で算出した差△Ｔが前記判定値Ｔ3未満であるか否かを判別する。
【０３５９】
前記Ｓ３５０５において前記差△Ｔが前記判定値Ｔ3未満であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、真空層３６の断熱性能が低下しており、触媒装置２７が故障しているとみなし、Ｓ３５０６へ進む。
【０３６０】
前記Ｓ３５０６では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込み、次いでＳ３５０７においてバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“１”を書き込む。
【０３６１】
そして、ＣＰＵ４０は、Ｓ３５０８へ進み、警告灯３０を点灯させるべく制御信号を出力し、本ルーチンの実行を終了する。前記ＣＰＵ４０から出力された制御信号は、出力ポート４４を介して警告灯３０へ送信され、その結果、警告灯３０が点灯される。
【０３６２】
一方、前記Ｓ３５０５において前記差△Ｔが前記判定値Ｔ3以上であると判定した場合は、ＣＰＵ４０は、触媒装置２７が正常であるとみなし、Ｓ３５０９へ進む。
前記Ｓ３５０９では、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２及びバックアップＲＡＭ４６の故障判定フラグ記憶領域に“０”を書き込み、本ルーチンの実行を終了する。
【０３６３】
以上述べたように本実施の形態にかかる排気浄化装置によれば、真空層３６により蓄熱材３５や排気浄化触媒３４の放熱を遮断する触媒装置２７において、触媒床温の代わりに蓄熱材温度を用いても、前述の第７の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０３６４】
尚、本実施の形態では、内燃機関１の運転時に故障診断制御ルーチンを実行する例について述べたが、内燃機関１の運転停止時に故障診断制御ルーチンを実行するようにしてもよい。
【０３６５】
また、本実施の形態では、水素吸蔵合金を備えていない触媒装置２７を例に挙げて説明したが、水素吸蔵合金を備えた触媒装置であってもよく、その場合は、第８、第９、あるいは第１０の実施の形態にかかる排気浄化装置において、触媒床温の代わりに蓄熱材温度を用いればよい。
【０３６６】
【発明の効果】
本発明によれば、排気浄化触媒からの放熱を遮断する真空空間部を備えた排気浄化装置において、前記真空空間部の圧力の大きさにより、真空度の低下、すなわち断熱機能の故障を判定することができる。
【０３６７】
また、排気浄化触媒からの放熱を遮断する断熱手段を備えた排気浄化装置の場合は、内燃機関の運転停止後における排気浄化触媒の温度低下率の大きさにより、断熱機能の故障を判定することができる。
【０３６８】
さらに、排気浄化触媒に熱を供給する蓄熱部材を備えた排気浄化装置の場合は、内燃機関の運転停止後における排気浄化触媒の温度低下率の大きさにより、蓄熱機能の故障を判定することができる。
【０３６９】
また、蓄熱部材と、排気浄化触媒及び蓄熱部材からの放熱を遮断する断熱手段とを備えた排気浄化装置の場合は、内燃機関停止後における蓄熱部材の温度低下率の大きさにより、断熱機能の故障を判定することができる。
【０３７０】
さらに、相変化物質で形成された蓄熱部材を備えた排気浄化装置の場合は、蓄熱部材の温度が一定となる相変化状態の継続時間の長さにより、断熱機能や蓄熱機能の故障を判定することができる。
【０３７１】
また、排気浄化触媒を覆う外筒と、排気浄化触媒から外筒への伝熱を遮断する断熱手段とを備えた排気浄化装置の場合は、排気浄化触媒の温度と外筒の温度との差により、断熱機能の故障を判定することができる。
【０３７２】
さらに、排気浄化触媒を覆う外筒と、排気浄化触媒が所定温度未満であるときに排気浄化触媒から外筒への伝熱を遮断し、排気浄化触媒が前記所定温度以上のときに排気浄化触媒から外筒への伝熱を許容する放断熱切換手段とを備えた排気浄化装置の場合は、放断熱切換手段が排気浄化触媒から外筒への伝熱を遮断すべき時期における外筒温度と排気浄化触媒温度との差により、断熱機能の故障を判定することができる。
【０３７３】
また、排気浄化触媒を覆う外筒と、排気浄化触媒が所定温度未満のときに排気浄化触媒から外筒への伝熱を遮断し、排気浄化触媒が前記所定温度以上のときに排気浄化触媒から外筒への伝熱を許容する放断熱切換手段とを備えた排気浄化装置である場合は、放断熱切換手段が排気浄化触媒から外筒への伝熱を許容すべき時期における外筒温度と排気浄化触媒温度との差により、放熱機能の故障を判定することができる。
【０３７４】
さらに、排気浄化触媒に熱を供給する蓄熱部材と、排気浄化触媒及び蓄熱部材を覆う外筒と、排気浄化触媒及び蓄熱部材からの放熱を遮断する断熱手段とを備えた排気浄化装置の場合は、蓄熱部材の温度と外筒の温度との差より、断熱機能の故障を判定することができる。
【０３７５】
また、排気浄化触媒に熱を供給する蓄熱部材と、排気浄化触媒及び蓄熱部材を覆う外筒と、排気浄化触媒が所定温度未満のときに排気浄化触媒及び蓄熱部材から外筒への伝熱を遮断し、排気浄化触媒が所定温度以上のときに排気浄化触媒及び蓄熱部材から外筒への伝熱を許容する放断熱切換手段とを備えた排気浄化装置の場合は、放断熱切換手段が排気浄化触媒及び蓄熱部材から外筒への伝熱を遮断すべき時期における蓄熱部材温度と外筒温度との差により、断熱機能の故障を判定することができる。
【０３７６】
また、排気浄化触媒に熱を供給する蓄熱部材と、排気浄化触媒及び蓄熱部材を覆う外筒と、排気浄化触媒が所定温度未満のときに排気浄化触媒及び蓄熱部材から外筒への伝熱を遮断し、排気浄化触媒が所定温度以上のときに排気浄化触媒及び蓄熱部材から外筒への伝熱を許容する放断熱切換手段とを備えた排気浄化装置の場合は、放断熱切換手段が排気浄化触媒及び蓄熱部材から外筒への伝熱を許容すべき時期における蓄熱部材温度と外筒温度との差により、放熱機能の故障を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる排気浄化装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図
【図２】  触媒装置の構成を示す縦断面図
【図３】  図２における触媒装置のＡ−Ａ’矢視断面図
【図４】  ＥＣＵの内部構成を示す図
【図５】  故障判定制御ルーチンを示すフローチャート図
【図６】  第２の実施の形態における触媒装置の構成を示す縦断面図
【図７】  第２の実施の形態における故障判定制御ルーチンを示すフローチャート図
【図８】  第３の実施の形態における排気浄化装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図
【図９】  第３の実施の形態における触媒装置の構成を示す縦断面図
【図１０】  第３の実施の形態におけるＥＣＵの内部構成を示す図
【図１１】  第３の実施の形態における故障判定制御ルーチンを示すフローチャート図
【図１２】  第４の実施の形態における排気浄化装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図
【図１３】  第４の実施の形態における触媒装置の構成を示す縦断面図
【図１４】  第４の実施の形態におけるＥＣＵの内部構成を示す図
【図１５】  第４の実施の形態における故障判定制御ルーチンを示すフローチャート図
【図１６】  第５の実施の形態における排気浄化装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図
【図１７】  第５の実施の形態における触媒装置の構成を示す縦断面図
【図１８】  第５の実施の形態におけるＥＣＵの内部構成を示す図
【図１９】  第５の実施の形態における故障判定制御ルーチンを示すフローチャート図（１）
【図２０】  第５の実施の形態における故障判定制御ルーチンを示すフローチャート図（２）
【図２１】  蓄熱材の温度と相変化時間との関係を示す図
【図２２】  第６の実施の形態における故障判定制御ルーチンを示すフローチャート図
【図２３】  第７の実施の形態における排気浄化装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図
【図２４】  第７の実施の形態における触媒装置の構成を示す縦断面図
【図２５】  第７の実施の形態におけるＥＣＵの内部構成を示す図
【図２６】  第７の実施の形態における故障判定制御ルーチンを示すフローチャート図
【図２７】  第８の実施の形態における触媒装置の構成を示す縦断面図
【図２８】  第８の実施の形態における故障判定制御ルーチンを示すフローチャート図
【図２９】  第９の実施の形態における故障判定制御ルーチンを示すフローチャート図
【図３０】  第１０の実施の形態における触媒装置の構成を示す縦断面図
【図３１】  第１０の実施の形態における故障判定制御ルーチンを示すフローチャート図
【図３２】  第１１の実施の形態における排気浄化装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図
【図３３】  第１１の実施の形態における触媒装置の構成を示す縦断面図
【図３４】  第１１の実施の形態におけるＥＣＵの内部構成を示す図
【図３５】  第１１の実施の形態における故障判定制御ルーチンを示すフローチャート図
【符号の説明】
１・・・内燃機関
１５・・ＥＣＵ
２７・・触媒装置
２９・・圧力センサ
３１・・内筒
３２・・中間筒
３３・・外筒
３４・・排気浄化触媒
３５・・蓄熱材
３６・・真空層
３７・・水素吸蔵合金
３８・・温度センサ、第１温度センサ（第１の温度検出手段）
４７・・温度センサ、第３温度センサ（第３の温度検出手段）
４８・・温度センサ、第２温度センサ（第２の温度検出手段）
４０・・ＣＰＵ
４１・・ＲＯＭ
４２・・ＲＡＭ
４６・・バックアップＲＡＭ
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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