(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路を流れる排ガス中の炭化水素を吸着する炭化水素吸着材を備えて該排気通路に設けられた排ガス浄化装置の劣化状態を評価する装置であって、
前記炭化水素吸着材の下流側に設けられ、前記排ガスの湿度に応じた信号を出力する湿度センサと、前記内燃機関の運転開始後、前記排ガスを介して前記炭化水素吸着材に供給された積算水分量を表す劣化評価パラメータを逐次生成する手段と、前記内燃機関の運転開始後、前記湿度センサの出力により表される湿度が極小値を採る状態を逐次検索し、該湿度が該極小値を採る状態から単調増加状態に転じる変転タイミングを検出する手段とを備え、該変転タイミングにおける前記劣化評価パラメータの値に基づき前記炭化水素吸着材の劣化状態を評価するようにしたことを特徴とする排ガス浄化装置の劣化状態評価装置。
【請求項２】
前記劣化評価パラメータを生成する手段は、前記内燃機関が生成する排ガス中に含まれる水分量を表すデータを該内燃機関の運転開始時から逐次積算し、その積算値を劣化評価パラメータとして生成することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の排ガス浄化装置の劣化状態評価装置。
【請求項３】
前記変転タイミングにおける劣化評価パラメータの値を前記内燃機関の運転開始時における前記炭化水素吸着材の温度状態に応じて設定した所定の閾値と比較することにより前記炭化水素吸着材の劣化状態を評価することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の排ガス浄化装置の劣化状態評価装置。
【請求項４】
前記変転タイミングを検出する手段は、前記湿度センサの出力により表される湿度が極小値を採った後、該極小値から所定量以上上昇した時点を前記変転タイミングとして検出することを特徴とする請求の範囲第１に記載の排ガス浄化装置の劣化状態評価装置。
【請求項５】
前記変転タイミングを検出する手段は、前記湿度センサの出力により表される湿度が極小値を採った後、該極小値から所定量以上上昇した時点を暫定的な変転タイミングとして該時点における前記劣化評価パラメータの値を記憶保持し、その後、前記湿度センサの出力により表される湿度が極小値を採らずにあらかじめ定めた所定の上限値まで上昇したときに、前記暫定的な変転タイミングを真の変転タイミングとして確定することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の排ガス浄化装置の劣化状態評価装置。
【請求項６】
前記暫定的な変転タイミングを真の変転タイミングとして確定したとき、該暫定的な変転タイミングの直前の前記極小値に前記所定量を加えた値と、前記所定の上限値との差があらかじめ定めた所定の下限値以上であるときにのみ、前記真の変転タイミングにおける劣化評価パラメータの値に基づき前記炭化水素吸着材の劣化状態を評価することを特徴とする請求の範囲第５記載の排ガス浄化装置の劣化状態評価装置。
【請求項７】
内燃機関の排気通路を流れる排ガス中の炭化水素を吸着する炭化水素吸着材を備えて該排気通路に設けられた排ガス浄化装置の劣化状態を評価する装置であって、
前記炭化水素吸着材の下流側及び上流側にそれぞれ設けられ、前記排ガスの湿度に応じた信号を出力する下流側湿度センサ及び上流側湿度センサと、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により表される湿度が極小値を採る状態を逐次検索し、該湿度が該極小値を採る状態から単調増加状態に転じるタイミングを上流側変転タイミングとして検出する手段と、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により表される湿度が極小値を採る状態を逐次検索し、該湿度が極小値を採る状態から単調増加状態に転じるタイミングを下流側変転タイミングとして検出する手段と、前記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積算水分量を表す劣化評価パラメータを生成する手段とを備え、該劣化評価パラメータの値に基づき前記炭化水素吸着材の劣化状態を評価するようにしたことを特徴とする排ガス浄化装置の劣化状態評価装置。
【請求項８】
前記劣化評価パラメータを生成する手段は、前記内燃機関が生成する排ガス中に含まれる水分量を表すデータを該内燃機関の運転開始時から逐次積算し、前記上流側湿度センサに係わる変転タイミングにおける当該積算値と、前記下流側湿度センサに係わる変転タイミングにおける当該積算値との偏差分を劣化評価パラメータとして求めることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の排ガス浄化装置の劣化状態評価装置。
【請求項９】
前記劣化評価パラメータの値を前記内燃機関の運転開始時における前記炭化水素吸着材の温度状態に応じて設定した所定の閾値と比較することにより前記炭化水素吸着材の劣化状態を評価することを特徴とする請求の範囲第７項に記載の排ガス浄化装置の劣化状態評価装置。
【請求項１０】
前記上流側変転タイミングを検出する手段は、前記上流側湿度センサの出力により表される湿度が極小値を採った後、該極小値から第１所定量以上上昇した時点を前記上流側変転タイミングとして検出し、前記下流側変転タイミングを検出する手段は、前記下流側湿度センサの出力により表される湿度が極小値を採った後、該極小値から第２所定量以上上昇した時点を前記下流側変転タイミングとして検出することを特徴とする請求の範囲第７項に記載の劣化状態評価装置。
【請求項１１】
前記上流側変転タイミングを検出する手段は、前記上流側湿度センサの出力により表される湿度が極小値を採った後、該極小値から第１所定量以上上昇した時点を暫定的な上流側変転タイミングとして検出し、その後、該上流側湿度センサの出力により表される湿度が極小値を採らずにあらかじめ定めた所定の第１上限値まで上昇したときに、前記暫定的な上流側変転タイミングを真の上流側変転タイミングとして確定し、
前記下流側変転タイミングを検出する手段は、前記下流側湿度センサの出力により表される湿度が極小値を採った後、該極小値から第２所定量以上上昇した時点を暫定的な下流側変転タイミングとして検出し、その後、該下流側湿度センサの出力により表される湿度が極小値を採らずにあかじめ定めた所定の第２上限値まで上昇したときに、前記暫定的な下流側変転タイミングを真の下流側変転タイミングとして確定することを特徴とする請求の範囲第第７項に記載の排ガス浄化装置の劣化状態評価装置。
【請求項１２】
前記暫定的な上流側変転タイミングを真の上流側変転タイミングとして確定すると共に、前記暫定的な下流側変転タイミングを真の下流側変転タイミングとして確定したとき、該暫定的な上流側変転タイミングの直前における前記上流側湿度センサに係わる湿度の極小値に前記第１所定量を加えた値と、前記所定の第１上限値との差があらかじめ定めた所定の第１下限値以上であり、且つ、前記暫定的な下流側変転タイミングの直前における前記下流側湿度センサに係わる湿度の極小値に前記第２所定量を加えた値と、前記所定の第２上限値との差があらかじめ定めた所定の第２下限値以上であるときにのみ、前記真の下流側変転タイミングから真の上流側変転タイミングまでの前記積算水分量を表す前記劣化評価パラメータの値に基づき前記炭化水素吸着材の劣化状態を評価することを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の排ガス浄化装置の劣化状態評価装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、内燃機関の排ガス中の炭化水素を吸収する炭化水素吸着材を備えた排ガス浄化装置の劣化状態を評価する装置に関する。
背景技術
内燃機関の排気通路には、一般に三元触媒等から構成された触媒装置が備えられ、該触媒装置により排ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の未燃ガスを触媒作用（酸化・還元作用）により浄化するようにしている。しかるに、この種の触媒装置は、内燃機関の冷間始動時のように、該触媒装置の温度が低い状態では活性化しておらず、このような状態では特に炭化水素の排出量が多くなりやすい。
このため、ゼオライト等の炭化水素吸着材により構成した排ガス浄化装置、あるいは、該炭化水素吸着材と三元触媒とを複合的に備えた排ガス浄化装置を内燃機関の排気通路に備えたものが知られている。この炭化水素吸着材は、比較的低温状態（例えば１００℃以下）では排ガス中の炭化水素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。
一方、近年では排ガス浄化装置の交換の必要性等を把握するために、排ガス浄化装置の劣化状態を把握することが望まれており、このことは炭化水素吸着材を備えた排ガス浄化装置においても同様である。このような炭化水素吸着材の劣化状態を評価する技術としては、従来、例えば特開平１０−１５９５４３号公報に見られるものが知られている。この技術では、炭化水素吸着材を備えた排ガス浄化装置の上流側及び下流側にそれぞれ温度センサが設けられ、炭化水素吸着材が劣化していない新品状態であるとして上流側の温度センサの検出温度から排ガス浄化装置の下流側の温度が推定される。そして、この推定温度と下流側の温度センサの検出温度との差に基づいて、炭化水素吸着材の劣化状態が評価される。
しかしながら、この技術では排ガス浄化装置の上流側及び下流側の温度センサの検出温度が環境温度等の様々の要因の影響を受け易いため、炭化水素吸着材の劣化状態を精度よく評価することは困難である。また、排ガス浄化装置の上流側及び下流側の両者に温度センサが必要となるため、コスト的にも不利である。
また、炭化水素吸着材の下流側に炭化水素センサ（ＨＣセンサ）を設けるとともに、そのＨＣセンサの検出出力に基づいて炭化水素吸着材による炭化水素の吸着状態（吸着量等）を直接的に把握し、その把握した炭化水素の吸着状態により、炭化水素吸着材の劣化状態を評価するものも知られている。しかし、一般にＨＣセンサは炭化水素吸着材により吸着可能な全ての種類の炭化水素に反応するわけではないので、該ＨＣセンサにより把握される炭化水素吸着材の吸着状態は、実際の炭化水素の吸着状態を十分に反映したものとはならない場合も多々ある。このため、炭化水素吸着材の劣化状態を精度よく評価することが困難となる場合も多い。さらに、ＨＣセンサは比較的高価なものであるため、コスト的にも不利である。
そこで、本願出願人は、吸着炭化水素吸着材の下流側に設けた湿度センサ、あるいは下流側と上流側との両者に設けた湿度センサを利用して、炭化水素吸着材の劣化状態を評価する技術の開発を試みている。すなわち、本願発明者等の知見によれば、炭化水素吸着材は、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。また、詳細は後述するが、炭化水素吸着材の下流側の湿度センサの出力、あるいは、下流側及び上流側の両湿度センサの出力を観測することで、炭化水素吸着材による水分の吸着状態を把握することが可能である。さらに、湿度センサはＨＣセンサ等よりも比較的安価である。このような湿度センサを用いることで、炭化水素吸着材の劣化状態を比較的低コストで評価することが可能であると考えられる。
ところで、例えば炭化水素吸着材の下流側に湿度センサを設けたとき、該湿度センサの出力が表す湿度（検出湿度）、すなわち炭化水素吸着材の下流側の湿度は、本願発明者等の知見によれば、内燃機関の運転開始後、次のように推移する。すなわち、内燃機関の運転開始直後は、排ガス中に含まれる水分が炭化水素吸着材により吸着されることで、基本的には炭化水素吸着材の下流側の湿度は低湿度側で大略一定レベルになる。そして、炭化水素吸着材による水分の吸着が進行して、その吸着が飽和すると、炭化水素吸着材が排ガス中の水分を吸着することができなくなるため、炭化水素吸着材の下流側の湿度は、炭化水素吸着材によって吸着されずに該炭化水素吸着材を通過する排ガス中に含まれる水分によって高湿度側に向かって単調的に増加していく。従って、炭化水素吸着材の下流側の湿度が低湿度側の湿度から単調的な増加を開始するタイミング、すなわち、該湿度が単調的な増加状態に変転する変転タイミングが炭化水素吸着材による水分の吸着が飽和するタイミング（このタイミングは炭化水素吸着材による炭化水素の吸着が飽和するタイミングでもある）となる。また、内燃機関の運転開始後、上記変転タイミングまでに炭化水素吸着材に排ガスを介して供給された積算水分量、あるいはこれに相当するものが、炭化水素吸着材が現在の吸着可能な最大水分量に対応するものとなる。従って、内燃機関の運転開始後、炭化水素吸着材の下流側の湿度の前記変転タイミングまでに炭化水素吸着材に供給された積算水分量、あるいはこれに相当するものが、炭化水素吸着材の劣化状態を表すものとなる。
従って、上述のように炭化水素吸着材の下流側に湿度センサを備えて該炭化水素吸着材の劣化状態を把握する上では、該湿度センサによる検出湿度が、低湿度側から高湿度側に向かって単調的に増加する状態に変転する変転タイミングを把握することが重要となる。
一方、炭化水素吸着材が新品状態である場合には、内燃機関の運転開始後の炭化水素吸着材の下流側の湿度は、該内燃機関の運転開始直後は、前述のように低湿度側でほぼ一定のレベルとなる。そして、このような状況では、炭化水素吸着材の下流側の湿度が単調的な増加を開始する前記変転タイミングを把握することは比較的容易である。例えば、炭化水素吸着材の下流側の湿度センサにより検出される湿度が内燃機関の運転の開始時から、若干の所定量だけ上昇した時点を変転タイミングとして把握することが可能である。
ところが、炭化水素吸着材がある程度劣化した状態では、内燃機関の運転開始前に、該炭化水素吸着材が、その周辺における排気通路内の水分を十分に吸着できずに、該排気通路内の湿度分布のばらつきを生じ易くなる。そして、このような場合には、内燃機関の運転開始後、湿度センサにより検出される湿度の上下変動を生じ易い。このため、上記のように、湿度センサにより検出される湿度が内燃機関の運転の開始時から、若干の所定量だけ上昇した時点を変転タイミングとして把握しても、その把握した変転タイミングが不正確なものとなる虞れがある。
尚、詳細は後述するが、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おいては、炭化水素吸着材が吸着可能な水分量を把握して、該炭化水素吸着材の劣化状態を評価する上では、下流側の湿度センサによる検出湿度の変転タイミングと共に、上流側の湿度センサによる検出湿度の変転タイミングを把握する必要がある。そして、この場合、上流側の湿度センサによる検出湿度の変転タイミングを把握する場合においても、下流側の湿度センサによる検出湿度の変転タイミングを把握する場合と同様の不都合を生じる虞れがある。
本発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、湿度センサを用いた安価な構成で炭化水素吸着材の劣化状態を精度よく評価することができる排ガス浄化装置の劣化状態評価装置を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明の排ガス浄化装置の劣化状態評価装置は、２つの態様があり、その第１の態様は、炭化水素吸着材の下流側に湿度センサを備えるものである。より詳しくは、本発明の排ガス浄化装置の劣化状態評価装置の第１の態様は、前記の目的を達成するために、内燃機関の排気通路を流れる排ガス中の炭化水素を吸着する炭化水素吸着材を備えて該排気通路に設けられた排ガス浄化装置の劣化状態を評価する装置であって、前記炭化水素吸着材の下流側に設けられ、前記排ガスの湿度に応じた信号を出力する湿度センサと、前記内燃機関の運転開始後、前記排ガスを介して前記炭化水素吸着材に供給された積算水分量を表す劣化評価パラメータを逐次生成する手段と、前記内燃機関の運転開始後、前記湿度センサの出力により表される湿度が極小値を採る状態を逐次検索し、該湿度が該極小値を採る状態から単調増加状態に転じる変転タイミングを検出する手段とを備え、該変転タイミングにおける前記劣化評価パラメータの値に基づき前記炭化水素吸着材の劣化状態を評価するようにしたことを特徴とするものである（第１発明）。
かかる本発明の第１の態様によれば、内燃機関の運転開始後、前記湿度センサの出力により表される湿度が極小値を採る状態を逐次検索し、該湿度が該極小値から単調増加状態に転じる変転タイミングを検出する手段を備える。このため、内燃機関の運転開始前の前記排気通路の湿度の分布状態のばらつき等により、内燃機関の運転開始直後に、前記湿度センサの出力により表される湿度が上下変動を生じても、前記変転タイミング、すなわち、前記炭化水素吸着材による排ガス中の水分の吸着が実際に飽和するタイミング（以下、吸着飽和タイミングと称することがある）を検出することができる。そして、このように検出される変転タイミングにおける前記劣化評価パラメータの値が、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与えられた積算水分量を表すものとなる。換言すれば、前記変転タイミング（＝吸着飽和タイミング）における劣化評価パラメータの値が、炭化水素吸着材により吸着し得る最大の水分量、ひいては炭化水素吸着材による炭化水素の吸着能力を表すものとなる。従って、この劣化評価パラメータの値に基づいて炭化水素吸着材の劣化状態を評価することで、該劣化状態を適正に評価することができる。
かかる本発明の第１の態様（第１発明）では、前記劣化評価パラメータを生成する手段は、例えば前記内燃機関が生成する排ガス中に含まれる水分量（より具体的には内燃機関が所定時間当たりに生成する排ガス中に含まれる水分量）を表すデータを該内燃機関の運転開始時から逐次積算し、その積算値を劣化評価パラメータとして生成する（第２発明）。これにより、内燃機関の運転開始時から炭化水素吸着材に供給された積算水分量としての劣化評価パラメータを得ることができる。
尚、本発明の第１の態様では、前記劣化評価パラメータは、内燃機関の運転開始時から排ガスを介して炭化水素吸着材に供給された積算水分量そのものを表すパラメータでよいことはもちろん、基本的には、該積算水分量にほぼ比例するような関係を有するものであればどのようなデータを劣化評価パラメータとして用いてもよい。例えば、内燃機関の所定時間当たりの燃料供給量は、該所定時間当たりに該内燃機関が生成する排ガス中の水分量にほぼ比例するものとなるので、該燃料供給量を排ガス中に含まれる水分量データとして用いることができる。そして、内燃機関の運転開始時から該内燃機関の燃料供給量を逐次積算したとき、その積算値は前記積算水分量にほぼ比例し、前記劣化評価パラメータとして用いることができる。
かかる本発明の第１の態様（前記第１発明あるいは第２発明）では、前記変転タイミング（吸着飽和タイミング）における劣化評価パラメータの値を前記内燃機関の運転開始時における前記炭化水素吸着材の温度状態に応じて設定した所定の閾値と比較することにより前記炭化水素吸着材の劣化状態を評価することが好適である（第３発明）。
すなわち、内燃機関の運転開始時から、前記変転タイミング（吸着飽和タイミング）までに該炭化水素吸着材により吸着される水分量は、内燃機関の運転開始時における炭化水素吸着材の温度状態の影響を受け、基本的には、該炭化水素吸着材の温度が低い程、吸着飽和タイミングまでに吸着される水分量は多くなる。従って、吸着飽和タイミングにおける劣化評価パラメータの値を内燃機関の運転開始時の炭化水素吸着材の温度状態に応じて設定した閾値と比較することで、炭化水素吸着材の劣化状態を精度よく評価することができる。
尚、炭化水素吸着材の温度状態に関しては、該炭化水素吸着材そのものの温度状態をセンサや推定処理等により把握するようにすればよいことはもちろんであるが、該炭化水素吸着材の温度とほぼ同等の温度を有するものの温度状態（例えば内燃機関の機関温度）を把握し、それを炭化水素吸着材の温度状態を表すものとして用いるようにしてもよい。
また、本発明の第１の態様（第１〜第３発明）では、前記変転タイミングを検出する手段は、より具体的には例えば、前記湿度センサの出力により表される湿度が極小値を採った後、該極小値から所定量以上上昇した時点を前記変転タイミングとして検出する（第４発明）。これにより、前記変転タイミング（吸着飽和タイミング）を容易に検出することができる。
但し、湿度センサの出力により表される湿度の変転タイミング前における該湿度の変動の影響をより確実に排除して、該変転タイミングを検出するためには、次のように変転タイミングを検出することが好適である。すなわち、本発明の第１の態様（第１〜第３発明）では、前記変転タイミングを検出する手段は、前記湿度センサの出力により表される湿度が極小値を採った後、該極小値から所定量以上上昇した時点を暫定的な変転タイミングとして該時点における前記劣化評価パラメータの値を記憶保持し、その後、前記湿度センサの出力により表される湿度が極小値を採らずにあらかじめ定めた所定の上限値まで上昇したときに、前記暫定的な変転タイミングを真の変転タイミングとして確定することがより好適である（第５発明）。
これによれば、湿度センサの出力により表される湿度が、最後に採った極小値から所定量以上上昇した時点が真の変転タイミング（吸着飽和タイミング）として確定される。従って、湿度センサの出力により表される湿度が単調増加状態に転じる真の変転タイミングを確実に把握することができる。逆に言えば、真の変転タイミングが生じる前に、湿度センサの出力により表される湿度が、一時的に前記所定量以上に変動したような場合であっても、その変動時点が誤って変転タイミングとして検出されてしまうような事態を回避することができる。
尚、この第５発明において、前記所定の上限値は、例えば、湿度センサが表す湿度の増加によって該湿度が最終的に到達する（収束する）定常値に近い値に設定しておけばよい。
このような第５発明においては、さらに前記暫定的な変転タイミングを真の変転タイミングとして確定したとき、該暫定的な変転タイミングの直前の前記極小値に前記所定量を加えた値と、前記所定の上限値との差があらかじめ定めた所定の下限値以上であるときにのみ、前記真の変転タイミングにおける劣化評価パラメータの値に基づき前記炭化水素吸着材の劣化状態を評価することが好ましい（第６発明）。
すなわち、暫定的な変転タイミングの直前の前記極小値に前記所定量を加えた値と、前記所定の上限値との差が小さいときには、炭化水素吸着材の水分の吸着の飽和が生じた後に、湿度センサの出力により表される湿度が外乱等の影響で一時的に低下するような現象が生じた可能性がある。そして、このような場合には、前述のように真の変転タイミングとして確定されるタイミングは、炭化水素吸着材の実際の飽和が生じた吸着飽和タイミングとしては不適正なものとなる虞れがある。そこで、本発明（第６発明）では、上記のように暫定的な変転タイミングの直前の前記極小値に前記所定量を加えた値と、前記所定の上限値との差が所定の下限値以上である場合にのみ、前記真の変転タイミングにおける劣化評価パラメータの値に基づき前記炭化水素吸着材の劣化状態を評価する。これにより、炭化水素吸着材の劣化状態の評価の信頼性を確保することができる。
次に本発明の第２の態様を説明する。ここで、本発明の第２の態様について補足説明をしておく。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水分を含んだ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単調増加状態に変転する変転タイミングは、内燃機関の排気系の構成や炭化水素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出し、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炭化水素吸着材に供給された積算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。
また、このように上流側の湿度センサによる検出湿度の変転タイミングを検出する場合にあっても、内燃機関の運転開始前における排気通路の湿度分布のばらつき等によって、上流側の湿度の変転タイミング前における該湿度は変動を生じることがある。従って、上流側の湿度センサによる検出湿度の変転タイミングを検出する場合にも、下流側の湿度センサによる検出湿度の変転タイミングを検出する場合と同様の手法を用いることが好ましい。
そこで、本発明の排ガス浄化装置の劣化状態評価装置の第２の態様は、前記の目的を達成するために、内燃機関の排気通路を流れる排ガス中の炭化水素を吸着する炭化水素吸着材を備えて該排気通路に設けられた排ガス浄化装置の劣化状態を評価する装置であって、前記炭化水素吸着材の下流側及び上流側にそれぞれ設けられ、前記排ガスの湿度に応じた信号を出力する下流側湿度センサ及び上流側湿度センサと、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により表される湿度が極小値を採る状態を逐次検索し、該湿度が該極小値を採る状態から単調増加状態に転じるタイミングを上流側変転タイミングとして検出する手段と、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により表される湿度が極小値を採る状態を逐次検索し、該湿度が極小値を採る状態から単調増加状態に転じるタイミングを下流側変転タイミングとして検出する手段と、前記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積算水分量を表す劣化評価パラメータを生成する手段とを備え、該劣化評価パラメータの値に基づき前記炭化水素吸着材の劣化状態を評価するようにしたことを特徴とするものである（第７発明）
かかる本発明の第２の態様によれば、炭化水素吸着材の下流側の湿度に関しては、前記第１発明と同様、内燃機関の運転開始前の前記排気通路の湿度の分布状態のばらつき等により、内燃機関の運転開始直後に、前記下流側湿度センサの出力により表される湿度が上下変動を生じても、前記下流側変転タイミング、すなわち、前記炭化水素吸着材による排ガス中の水分の吸着が実際に飽和する吸着飽和タイミングを検出することができる。また、炭化水素吸着材の上流側の湿度に関しては、内燃機関の運転開始後、前記上流側湿度センサの出力により表される湿度が極小値を採る状態を逐次検索し、該湿度が該極小値から単調増加状態に転じる上流側変転タイミングを検出する手段を備える。このため、炭化水素吸着材の下流側の場合と同様、内燃機関の運転開始前の前記排気通路の湿度の分布状態のばらつき等により、内燃機関の運転開始直後に、上流側湿度センサの出力により表される湿度が上下変動を生じても、前記上流側変転タイミング、すなわち、前記炭化水素吸着材による排ガス中の水分の吸着が実質的に開始するタイミング（以下、吸着開始タイミングと称することがある）を検出することができる。
そして、本発明の第２の態様では、このように検出される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積算水分量を表す劣化評価パラメータが生成される。このため、該劣化評価パラメータの値は、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実質的に開始してから飽和するまでに、該炭化水素吸着材に与えられた積算水分量を表すものとなる。従って、本発明の第２の態様における劣化評価パラメータの値は、炭化水素吸着材により吸着し得る最大の水分量、ひいては炭化水素吸着材による炭化水素の吸着能力を表すものとしてより精度の高いものとなる。よって、この劣化評価パラメータの値に基づいて炭化水素吸着材の劣化状態を評価することで、該劣化状態をより適正に評価することができる。
かかる本発明の第２の態様（第７発明）では、前記第１の態様に係わる第２〜第６発明と同様の好適な形態を採ることができる。すなわち、前記劣化評価パラメータを生成する手段は、例えば前記内燃機関が生成する排ガス中に含まれる水分量（より具体的には内燃機関が所定時間当たりに生成する排ガス中に含まれる水分量）を表すデータを該内燃機関の運転開始時から逐次積算し、前記上流側湿度センサに係わる変転タイミングにおける当該積算値と、前記下流側湿度センサに係わる変転タイミングにおける当該積算値との偏差分を劣化評価パラメータとして求める（第８発明）。これにより、前記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炭化水素吸着材に供給された積算水分量としての劣化評価パラメータを得ることができる。
尚、本発明の第２の態様における前記劣化評価パラメータは、前記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排ガスを介して炭化水素吸着材に供給された積算水分量そのものを表すパラメータでよいことはもちろん、基本的には、該積算水分量にほぼ比例するような関係を有するものであればどのようなデータを劣化評価パラメータとして用いてもよい。例えば、前記第１の態様で説明したように内燃機関の所定時間当たりの燃料供給量は、排ガス中に含まれる水分量データとして用いることができるので、内燃機関の運転開始時から該内燃機関の燃料供給量の逐次積算したとき、上流側変転タイミングにおける燃料供給量の積算値と、下流側変転タイミングにおける燃料供給量の積算値との偏差分を前記劣化評価パラメータとして用いることができる。
また、前記第１の態様でも説明したように、炭化水素吸着材の温度が低い程、該炭化水素吸着材が下流側変転タイミング（吸着飽和タイミング）までに吸着する水分量は多くなるので、本発明の第２の態様（前記第７あるいは第８発明）では、前記劣化評価パラメータの値を前記内燃機関の運転開始時における前記炭化水素吸着材の温度状態に応じて設定した所定の閾値と比較することにより前記炭化水素吸着材の劣化状態を評価することが好適である（第９発明）。これにより、炭化水素吸着材の劣化状態を精度よく評価することができる。尚、炭化水素吸着材の温度状態の把握は、前記第１の態様で説明したように行うようにすればよい。
また、本発明の第２の態様（第７〜第９発明）では、前記変転タイミングを検出する手段は、より具体的には例えば、前記上流側変転タイミングを検出する手段は、前記上流側湿度センサの出力により表される湿度が極小値を採った後、該極小値から第１所定量以上上昇した時点を前記上流側変転タイミングとして検出し、前記下流側変転タイミングを検出する手段は、前記下流側湿度センサの出力により表される湿度が極小値を採った後、該極小値から第２所定量以上上昇した時点を前記下流側変転タイミングとして検出する（第１０発明）。これにより、上流側変転タイミング（吸着開始タイミング）と、下流側変転タイミング（吸着飽和タイミング）とを容易に検出することができる。
但し、各湿度センサの出力により表される湿度の変転タイミング前における該湿度の変動の影響をより確実に排除して、上流側及び下流側該変転タイミングを検出するためには、次のようにすることが好適である。すなわち、前記上流側変転タイミングを検出する手段は、前記上流側湿度センサの出力により表される湿度が極小値を採った後、該極小値から第１所定量以上上昇した時点を暫定的な上流側変転タイミングとして検出し、その後、該上流側湿度センサの出力により表される湿度が極小値を採らずにあらかじめ定めた所定の第１上限値まで上昇したときに、前記暫定的な上流側変転タイミングを真の上流側変転タイミングとして確定し、前記下流側変転タイミングを検出する手段は、前記下流側湿度センサの出力により表される湿度が極小値を採った後、該極小値から第２所定量以上上昇した時点を暫定的な下流側変転タイミングとして検出し、その後、該下流側湿度センサの出力により表される湿度が極小値を採らずにあかじめ定めた所定の第２上限値まで上昇したときに、前記暫定的な下流側変転タイミングを真の下流側変転タイミングとして確定する（第１１発明）。
これによれば、上流側湿度センサの出力により表される湿度が、最後に採った極小値から第１所定量以上上昇した時点が真の上流側変転タイミング（吸着開始タイミング）として確定される。同様に、下流側湿度センサの出力により表される湿度が、最後に採った極小値から第２所定量以上上昇した時点が真の下流側変転タイミング（吸着飽和タイミング）として確定される。従って、各湿度センサ毎に、その出力により表される湿度が単調増加状態に転じる真の変転タイミングを確実に把握することができる。そして、真の変転タイミングが生じる前に、各湿度センサの出力により表される湿度が、一時的に所定量（第１又は第２所定量）以上に変動したような場合であっても、その変動時点が誤って変転タイミングとして検出されてしまうような事態を回避することができる。
尚、上記の第１０あるいは第１１発明において、前記第１所定量及び第２所定量は、上流側湿度センサ及び下流側湿度センサが同種のセンサ（同一特性のセンサ）である場合には、基本的には同一の値でよいが、上流側と下流側での湿度の変化速度等を考慮して各別の値を設定しておくようにしてもよい。また、前記第１１発明において、前記第１上限値は、例えば、上流側湿度センサが表す湿度の増加によって該湿度が最終的に到達する（収束する）定常値に近い値に設定しておけばよい。このことは、下流側湿度センサに係わる前記第２上限値でも同様である。そして、両湿度センサが同種のもの（同一特性のセンサ）である場合には、それらの第１上限値及び第２上限値は同じ値であってもよい。
上述のような第１１発明においては、さらに前記暫定的な上流側変転タイミングを真の上流側変転タイミングとして確定すると共に、前記暫定的な下流側変転タイミングを真の下流側変転タイミングとして確定したとき、該暫定的な上流側変転タイミングの直前における前記上流側湿度センサに係わる湿度の極小値に前記第１所定量を加えた値と、前記所定の第１上限値との差があらかじめ定めた所定の第１下限値以上であり、且つ、前記暫定的な下流側変転タイミングの直前における前記下流側湿度センサに係わる湿度の極小値に前記第２所定量を加えた値と、前記所定の第２上限値との差があらかじめ定めた所定の第２下限値以上であるときにのみ、前記真の下流側変転タイミングから真の上流側変転タイミングまでの前記積算水分量を表す前記劣化評価パラメータの値に基づき前記炭化水素吸着材の劣化状態を評価することが好ましい（第１２発明）。
すなわち、炭化水素吸着材の上流側の湿度に関して、暫定的な変転タイミングの直前における上流側湿度センサに係わる極小値に前記第１所定量を加えた値と、前記所定の第１上限値との差が小さいときには、水分を多く含んだ排ガスが炭化水素吸着材の入り口近傍に到達して、該炭化水素吸着材による実質的な水分の吸着が開始した後に、上流側の湿度が外乱等の影響で一時的に低下するような減少が生じた可能性がある。そして、このような場合には、真の上流側変転タイミングとして確定されるタイミングは、実際の吸着開始タイミングとしては不適正なものとなる。また、炭化水素吸着材の下流側の湿度に関しては、前記第１の態様に係わる第６発明の場合と同様に、暫定的な下流側変転タイミングの直前における下流側湿度センサに係わる極小値に前記第２所定量を加えた値と、前記所定の第２上限値との差が小さいときには、真の下流側変転タイミングとして確定されるタイミングは、炭化水素吸着材の実際の飽和が生じた吸着飽和タイミングとしては不適正なものとなる。
このため、本発明（第１２発明）では、前記のように暫定的な上流側変転タイミングの直前における上流側湿度センサに係わる湿度の極小値に第１所定量を加えた値と、所定の第１上限値との差があらかじめ定めた所定の第１下限値以上であり、且つ、暫定的な下流側変転タイミングの直前における下流側湿度センサに係わる湿度の極小値に第２所定量を加えた値と、所定の第２上限値との差があらかじめ定めた所定の第２下限値以上であるときにのみ、前記真の下流側変転タイミングから真の上流側変転タイミングまでの積算水分量を表す前記劣化評価パラメータの値に基づき炭化水素吸着材の劣化状態を評価する。これにより、炭化水素吸着材の劣化状態の評価の信頼性を確保することができる。
発明を実施するための最良の形態
本発明の第１実施形態を図１〜図７を参照して説明する。本実施形態は、本発明の第１の態様に係わる実施形態である。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。そして、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、炭化水素吸着材７（以下、ＨＣ吸着材７という）を内蔵した排ガス浄化装置８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の上流側の部分及び下流側の部分をそれぞれ上流排気管５ａ、下流排気管５ｂという。この場合、下流排気管５ｂの下流端部は大気側に開放されている。
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、その内部に上流排気管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。
前記排ガス浄化装置８は、前記下流排気管５ｂの外周を覆うように該下流排気管５ｂに装着された略円柱形状のハウジング９を備え、このハウジング９の中心部を下流排気管５ｂが貫通している。そして、該ハウジング９の内周面と下流排気管５の外周面との間に形成された筒状の空間１０が下流排気管５ｂから排ガスを分流させるバイパス排気通路１０となっており、このバイパス排気通路１０に、筒状に形成された前記ＨＣ吸着材７が装填されている。該ＨＣ吸着材７は、従来のものと同様、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。
このようにＨＣ吸着材７を備えた排ガス浄化装置８のバイパス排気通路１０は、ＨＣ吸着材７の上流側におけるハウジング９の内部で下流排気管５ｂに穿設された複数の通孔１１を介して該下流排気管５ｂの内部に連通されている。また、バイパス排気通路１０は、ＨＣ吸着材７の下流側でハウジング９から導出された合流管１２を介して下流排気管５ｂに連通して合流されている。さらに、バイパス排気通路１０は、ＨＣ吸着材７の下流側でハウジング９から導出されたＥＧＲ通路（排気還流路）１３を介して前記スロットル弁２の下流側における吸気管４に還流されている。
尚、ＥＧＲ通路１３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ＥＧＲＲ通路１３には、これを開閉する開閉弁（電磁弁）１４が設けられている。
前記下流排気管５ｂと合流管１２との合流箇所Ａには、その合流箇所Ａの上流側の下流排気管５ｂとバイパス排気通路１０とのいずれか一方のみを大気側に開放する切換弁１５が設けられている。この切換弁１５は、図示しないモータ等のアクチュエータにより駆動されるものであり、図１の実線示の状態に駆動されたときには、上記合流箇所Ａで下流排気管５ｂの上流部分（合流箇所Ａよりも上流側の部分）を大気側に対して遮断すると同時に、バイパス排気通路１０を大気側に開放する。また、切換弁１５は、図１の仮想線示の状態に駆動されたときには、下流排気管５ｂを大気側に開放すると同時に、バイパス排気通路１０を大気側に対して遮断する。
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７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１３の開閉弁１４や切換弁１５の制御を含む）を行うコントローラ１６（以下、ＥＣＵ１６という）と、ＨＣ吸着材７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１７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１８と、ＨＣ吸着材７を通過した排ガスの湿度を検出すべく該ＨＣ吸着材７の下流側で前記ハウジング９に取付けられた湿度センサ１９とを備えている。ここで、前記ＥＣＵ１６及び劣化評価処理装置１７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１８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。また、湿度センサ１９は、本実施形態では、図２に示すように、湿度（より詳しくは相対湿度）に応じた出力電圧を発生するものであり、湿度センサ１９の出力電圧は、湿度の増加に伴いほぼリニアに低下していく。
前記ＥＣＵ１６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るようになっている。そして、ＥＣＵ１６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１３の開閉弁１４の制御、前記切換弁１５の駆動制御等を行う。
この場合、本実施形態では、ＥＣＵ１６は、本発明における劣化評価パラメータを逐次求める手段としての機能を有しており、エンジン１への燃料供給量の制御のためにＥＣＵ１６が所謂ＴＤＣ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）で逐次生成する燃料噴射器３の燃料噴射量の指令値をエンジン１の運転開始時から逐次積算（累積加算）してなる積算値を、エンジン１の運転開始時から排ガス浄化装置８のＨＣ吸着材７に排ガスを介して与えた積算水分量を表す劣化評価パラメータとして逐次求める処理を実行する。すなわち、エンジン１に供給される燃料の量と、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り、エンジン１の運転開始時からＨＣ吸着材７に排ガスを介して与えられる積算水分量は、燃料噴射量の指令値の積算値に応じたものとなる。このため、本実施形態では、燃料噴射量の指令値の積算値（以下、積算燃料噴射量Σｔｃｙｌと称する）を劣化評価パラメータとしＥＣＵ１６により算出するようにしている。尚、積算水分量を表す劣化評価パラメータとしては、燃料噴射量の指令値の積算値に限らず、例えばエンジン１の吸入空気量の検出値もしくは推定値の積算値を用いるようにしてもよい。また、例えばエンジン１のアイドリング状態では、エンジン１の運転開始時からの経過時間を積算水分量を表す劣化表評価パラメータとして用いるようにしてもよい。
前記劣化評価処理装置１７には、前記湿度センサ１９の出力電圧（湿度の検出信号）が与えられると共に、前記ＥＣＵ１６から前記積算燃料噴射量Σｔｃｙｌのデータや、エンジン１の機関温度ＴＷのデータ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１７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８のＨＣ吸着材７の劣化状態を評価する。この場合、劣化評価処理装置１７は、ＨＣ吸着材７の劣化状態を排ガス浄化装置８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１７は、ＨＣ吸着材７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１８により報知させるようにしている。尚、劣化評価処理装置１７は、ＥＣＵ１６と相互に各種のデータを授受可能としており、ＨＣ吸着材７の劣化状態の評価処理に関連したデータ（例えば、ＨＣ吸着材７による水分の吸着が飽和したか否か等のデータ）をＥＣＵ１６に与えることが可能となっている。
次に、本実施形態の装置の作動、特に、ＨＣ吸着材７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、ＥＣＵ１６及び劣化評価処理装置１７が起動する。そして、ＥＣＵ１６は、前記切換弁１５を図示しないモータにより図１の仮想線示の状態に駆動しておく。これにより、前記下流排気管５ｂを前記合流箇所Ａで遮断すると共に、排ガス浄化装置８のバイパス排気通路１０を大気側に開放しておく。次いで、ＥＣＵ１６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、ＥＣＵ１６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。そして、ＥＣＵ１６は、エンジン１の燃料供給を開始してから、前記積算燃料噴射量Σｔｃｙｌを逐次算出する。
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、前記上流排気管５ａ、触媒装置６、下流排気管５ｂの上流部分（触媒装置６から前記通孔１１にかけての部分）、バイパス排気通路１０、ＨＣ吸着材７、合流管１２、及び下流排気管５ｂの下流部分（切換弁１５よりも下流側の部分）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１０のＨＣ吸着材７を通過する過程で、該排ガス中のＨＣがＨＣ吸着材７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７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。
一方、劣化評価処理装置１７は、その起動後、まず、図３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（始動時）にのみ行われる処理である。
劣化評価処理装置１７は、まず、ＥＣＵ１６から与えられるエンジン１の運転開始時の機関温度ＴＷ（以下、初期機関温度ＴＷという）の検出データを、該運転開始時のＨＣ吸着材７の温度状態を表すデータとして取得する（ＳＴＥＰ１）。尚、このデータは、例えばＨＣ吸着材７もしくはその近傍の温度を検出するセンサを備えた場合には、そのセンサにより取得するようにしてもよい。
次いで、劣化評価処理装置１７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（ＳＴＥＰ２）。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７の後述する劣化状態の評価を禁止するために、フラグＦ／ＭＣＮＤの値が「０」に設定される（ＳＴＥＰ３）。そして、この場合には、図３のルーチン処理は終了する。このようにするのは、ＨＣ吸着材７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７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。
一方、ＳＴＥＰ２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１７は、ＨＣ吸着材７の劣化状態の評価処理を実行するために、前記フラグＦ／ＭＣＮＤの値を「１」に設定する（ＳＴＥＰ４）。さらに、劣化評価処理装置１７は、湿度センサ１９の現在の出力電圧ＶＲＳＴのデータを取得し（ＳＴＥＰ５）、この出力電圧ＶＲＳＴに対応する相対湿度ＶＨＵＭＤ０をエンジン１の運転開始時の初期相対湿度として求める（ＳＴＥＰ６）。この初期相対湿度ＶＨＵＭＤは、図２に示した湿度センサ１９の出力特性を表すデータテーブルあるいは演算式等に基づいて、ＳＴＥＰ５で取得した出力電圧ＶＲＳＴの値から求められる。
そして、劣化評価処理装置１７は、上記初期相対湿度ＶＨＵＭＤ０の値を、ＨＣ吸着材７の下流の湿度センサ１９の箇所における湿度（相対湿度）の極小値の最新値を表すパラメータＶＨＵＭＤ／ＭＩＮ（以下、極小湿度パラメータＶＨＵＭＤ／ＭＩＮという）の値と、該相対湿度の前回値（劣化評価処理装置１７が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ＶＨＵＭＤ／ＰＲＥ（以下、前回相対湿度パラメータＶＨＵＭＤ／ＰＲＥの値として記憶保持する（ＳＴＥＰ７）。すなわち、これらのパラメータＶＨＵＭＤ／ＭＩＮ、ＶＨＵＭＤ／ＰＲＥの値を、エンジン１の運転開始時におけるＨＣ吸着材７の下流側の湿度（相対湿度）としての初期相対湿度ＶＨＵＭＤ０の値で初期化する。
次いで、劣化評価処理装置８は、ＳＴＥＰ１で取得した初期機関温度ＴＷの検出データから、図４に実線で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７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（ＳＴＥＰ８）、図３のルーチン処理を終了する。
ここで、ＨＣ吸着材７は、その初期温度が低い程、吸着可能な水分の最大量、ひいては、吸着可能なＨＣの最大量が多くなるので、図４の実線示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の運転開始時の機関温度ＴＷが低い程、大きな値になるように定められている。該劣化評価用閾値ＴＲＳＤＴは、ＨＣ吸着材７が未劣化状態から劣化進行状態になった時において、ＨＣ吸着材７が吸着可能な水分の最大量（これは吸着可能なＨＣの最大量に対応し、本実施形態では実際の水分量の代わりに積算燃料噴射量を代用している）に相当するものであり、あらかじめ実験等に基づいて定められたものである。尚、図４の仮想線のデータテーブルは後述の第３実施形態に関すものである。
劣化評価処理装置１７は、図３のルーチン処理をエンジン１の運転開始時に実行した後、所定のサイクルタイムで図５及び図６のフローチャートに示す処理を実行する。
すなわち、劣化評価処理装置１７は、まず、ＨＣ吸着材７の劣化状態の評価処理が完了したか否かをそれぞれ値「１」、「０」で示すフラグＦ／ＤＯＮＥの値を判断する（ＳＴＥＰ１１）。ここで、フラグＦ／ＤＯＮＥの値は、エンジン１の運転が開始される毎に「０」に初期化されるものである。このときＦ／ＤＯＮＥ＝１である場合には、ＨＣ吸着材７の劣化状態の評価処理が完了しているので、図５及び図６のルーチン処理が終了される。
また、Ｆ／ＤＯＮＥ＝０である場合には、劣化評価処理装置１７は、さらに前記フラグＦ／ＭＣＮＤの値を判断する（ＳＴＥＰ１２）。このとき、Ｆ／ＭＣＮＤ＝０である場合には、劣化評価処理装置１７は、前述のようにＨＣ吸着材７の初期温度が劣化状態を評価する上で不適切な温度状態であるので、次回のサイクルタイム以後、劣化状態の評価処理を省略するために、フラグＦ／ＤＯＮＥの値を「１」に設定し（ＳＴＥＰ１３）、図５及び図６のルーチン処理を終了する。
一方、ＳＴＥＰ１２でＦ／ＭＣＮＤ＝１であった場合には、劣化評価処理装置１７は、湿度センサ１９の現在の出力電圧ＶＲＳＴのデータを取得し（ＳＴＥＰ１４）、その出力電圧ＶＲＳＴに対応する現在の相対湿度ＶＨＵＭＤを求める（ＳＴＥＰ１５）。この場合、該相対湿度ＶＨＵＭＤは、図２に示した湿度センサ１９の出力特性を表すデータテーブルあるいは演算式等に基づいて、ＳＴＥＰ１４で取得した出力電圧ＶＲＳＴの値から求められる。
そして、劣化評価処理装置１７は、この相対湿度ＶＨＵＭＤの値と、前記前回相対湿度パラメータＶＨＵＭＤ／ＰＲＥの現在値とを比較する（ＳＴＥＰ１６）。このとき、ＶＨＵＭＤ≧ＶＨＵＭＤ／ＰＲＥである場合には、劣化評価処理装置１７は、湿度センサ１９の出力電圧が表す湿度が増加している状態であるか減少している状態であるかをそれぞれ値「１」、「０」で表すフラグｆ／ｉｎｃの値を「１」に設定した後（ＳＴＥＰ１７）、後述するＳＴＥＰ２０の処理を実行する。また、ＶＨＵＭＤ＜ＶＨＵＭＤ／ＰＲＥである場合には、劣化評価処理装置１７は、前記極小湿度パラメータＶＨＵＭＤ／ＭＩＮの値を、ＳＴＥＰ１５で求めた相対湿度ＶＨＵＭＤの最新値に更新する（ＳＴＥＰ１８）。さらに、この場合、劣化評価処理装置１７は、相対湿度ＶＨＵＭＤが減少傾向であるとしてフラグｆ／ｉｎｃの値を「０」に設定した後（ＳＴＥＰ１９）、ＳＴＥＰ２０の処理を実行する。上述のようなＳＴＥＰ１６〜１９の処理によって、湿度センサ１９による相対湿度ＶＨＵＭＤが減少している状態では、極小湿度パラメータＶＨＵＭＤ／ＭＩＮの値が劣化評価処理装置１７の処理のサイクルタイム毎に、逐次更新されていくこととなる。そして、極小湿度パラメータＶＨＵＭＤ／ＭＩＮの値は、相対湿度ＶＨＵＭＤが増加している状態では更新されず、この増加状態が開始する直前の相対湿度ＶＨＵＭＤの極小値（最新の極小値）に維持されることとなる。
劣化評価処理装置１７は、ＳＴＥＰ２０において、前回相対湿度パラメータＶＨＵＭＤ／ＰＲＥの値を、ＳＴＥＰ１５で求めた相対湿度ＶＨＵＭＤの最新値に更新した後、相対湿度ＶＨＵＭＤの最新値を、極小湿度パラメータＶＨＵＭＤ／ＭＩＮの現在値にあらかじめ定めた所定量ＶＨＵＭＤ／ＳＫ（図８参照。図８については後述する）を加えた値（＝ＶＨＵＭＤ／ＭＩＮ＋ＶＨＵＭＤ／ＳＫ。以下、この値を暫定増加判断閾値という）と比較する（ＳＴＥＰ２１）。このとき、ＶＨＵＭＤ≦暫定増加判断閾値である場合には、劣化評価処理装置１７は、後述の図６のＳＴＥＰ２６の判断処理を実行し、ＶＨＵＭＤ＞暫定増加判断閾値である場合には、劣化評価処理装置１７は、フラグｆ／ｓｋの値を判断する（ＳＴＥＰ２２）。ここで、このフラグｆ／ｓｋは、相対湿度ＶＨＵＭＤが増加状態（ｆ／ｉｎｃ＝１の状態）であって、前回のサイクルタイムにおける相対湿度ＶＨＵＭＤがＶＨＵＭＤ≦暫定増加判断閾値であり、且つ、今回のサイクルタイムにおける相対湿度ＶＨＵＭＤがＶＨＵＭＤ＞暫定増加判断閾値となった時点のサイクルタイムにおいて、相対湿度ＶＨＵＭＤが暫定的に極小値から単調的な増加傾向に転じたとして「１」に設定されるものであり、その相対湿度ＶＨＵＭＤの減少状態（ｆ／ｉｎｃ＝０の状態）では、常に「０」に設定されるものである。また、該フラグｆ／ｓｋの値は、その値が「１」に設定された後は、相対湿度ＶＨＵＭＤの増加状態が継続する限り「１」に維持されるものである。従って、このフラグｆ／ｓｋの値が「０」から「１」に変更されるサイクルタイムの時点が、本発明の第１の態様における暫定的な変転タイミング（吸着飽和タイミング）に相当するものとなる。尚、このフラグｆ／ｓｋの初期値は「０」である。
そして、ＳＴＥＰ２２の判断でｆ／ｓｋ＝０である場合、すなわち相対湿度ＶＨＵＭＤが減少状態から増加状態に転じて極小値を採り、且つ、その後増加状態を維持したまま、該極小値に所定量ＶＨＵＭＤ／ＳＫを加えた暫定増加判断閾値を超えた場合には、劣化評価処理装置１７は、フラグｆ／ｓｋの値を「１」に設定する（ＳＴＥＰ２３）。さらに劣化評価処理装置１７は、今回のサイクルタイムの時点が暫定的な変転タイミング（吸着飽和タイミング）の時点であるとして、前記ＥＣＵ１６から前記積算燃料噴射量Σｔｃｙｌの現在値のデータを取得し（ＳＴＥＰ２４）、この積算燃料噴射量Σｔｃｙｌの値を暫定的にＨＣ吸着材７の吸着飽和タイミングにおける劣化評価パラメータＴＰＨとして記憶保持する（ＳＴＥＰ２５）。そして、劣化評価処理装置１７は、図６のＳＴＥＰ２６の判断処理を実行する。尚、ＳＴＥＰ２２の判断でｆ／ｓｋ＝１である場合には、ＳＴＥＰ２３〜２５の処理が実行されることなく、ＳＴＥＰ２６の判断処理が実行される。
このＳＴＥＰ２６の判断処理では、劣化評価処理装置１７は、フラグｆ／ｉｎｃの現在値を判断する。このとき、ｆ／ｉｎｃ＝０である場合（相対湿度ＶＨＵＭＤの減少状態）には、相対湿度ＶＨＵＭＤの単調増加状態では無いので、フラグｆ／ｓｋの値を「０」に設定した後（ＳＴＥＰ２７）、ＳＴＥＰ２８の判断処理が実行され、ｆ／ｉｎｃ＝１である場合には、フラグｆ／ｓｋの値を維持したままＳＴＥＰ２８の判断処理が実行される。
ここで、前述のように設定されるフラグｆ／ｉｎｃの値及びフラグｆ／ｓｋの値の変化の様子の一例を図８を参照して説明する。ＨＣ吸着材７がある程度の劣化を生じている状態では、先にも説明したように、排ガス浄化装置８の前後に渡って排気管５内の湿度分布のばらつきを生じ易い。このため、湿度センサ１９の出力電圧ＶＲＳＴに基づく相対湿度ＶＨＵＭＤは、図８の上段のグラフに示すように、エンジン１の運転開始直後（図の時刻ｔ０〜ｔ５の期間）に低湿度側で上下変動を生じ、その後（図の時刻ｔ５以後）、ＨＣ吸着材７による水分の吸着が飽和して、排ガス中の水分がＨＣ吸着材７により吸着されずに該ＨＣ吸着材７を通過することにより、相対湿度ＶＨＵＭＤは、高湿度側の湿度に向かって単調的に増加する。そして、最終的には湿度センサ１９の出力電圧ＶＲＳＴにより把握可能なほぼ最大の湿度（約１００％の湿度）に収束していく。尚、図８では、本実施形態の理解の便宜上、湿度センサ１９の出力電圧ＶＲＳＴの上下変動がかなり大きい場合の例を模式的に記載している。
このように相対湿度ＶＨＵＭＤが推移するとき、フラグｆ／ｉｎｃの値は、図８の中段に示すように相対湿度ＶＨＵＭＤが減少状態となっている期間（時刻ｔ０〜ｔ１の期間及び時刻ｔ３〜ｔ４の期間）では、「０」に設定され、該相対湿度ＶＨＵＭＤが増加状態（ここでは一定状態を含む）となっている期間（時刻ｔ１〜ｔ３の期間、及び時刻ｔ４以後の期間）では、「１」に設定される。そして、フラグｆ／ｓｋの値は、図８の下段に示すように時刻ｔ１における相対湿度ＶＨＵＭＤの極小値に所定量ＶＨＵＭＤ／ＳＫを加えた暫定増加判断閾値を相対湿度ＶＨＵＭＤが超えた時刻ｔ２において一旦、「０」から「１」に変更される。但し、その後、相対湿度ＶＨＵＭＤが時刻ｔ３から減少状態に転じることで、該時刻ｔ３において、フラグｆ／ｓｋの値は、「０」にリセットされる。
さらに、相対湿度ＶＨＵＭＤが時刻ｔ４で再び極小値を採り、この極小値に所定量ＶＨＵＭＤ／ＳＫを加えた暫定増加判断閾値を相対湿度ＶＨＵＭＤが超えた時刻ｔ５において、フラグｆ／ｓｋの値が再び「０」から「１」に変更される。そして、この図８の例では、時刻ｔ５以後は、相対湿度ＶＨＵＭＤの増加状態が維持されるため、フラグｆ／ｓｋの値は、「１」に維持されることとなる。この場合、本実施形態では、時刻ｔ２，ｔ５が順次、本発明の第１の態様における暫定的な変転タイミング（吸着飽和タイミング）として検出されることとなる。そして、基本的には、最後に検出された暫定的な変転タイミング（時刻ｔ５）が本発明の第１の態様における真の変転タイミングとして確定される。
図６の説明に戻って、前記ＳＴＥＰ２８の判断処理では、劣化評価処理装置１７は、ｆ／ｓｋの現在値を判断し、ｆ／ｓｋ＝０である場合、すなわち吸着飽和タイミングが未検出であるか、もしくは、暫定的に吸着飽和タイミングが検出された後、相対湿度ＶＨＵＭＤが減少状態になった場合には、図５及び図６のルーチン処理を終了する。また、ＳＴＥＰ２８でｆ／ｓｋ＝１である場合には、劣化評価処理装置１７は、相対湿度ＶＨＵＭＤの現在値をあらかじめ定めた所定の上限値ＶＨＵＭＤ／ＬＭ（図８参照）と比較する（ＳＴＥＰ２９）。上記上限値ＶＨＵＭＤ／ＬＭは、湿度センサ１９の出力電圧ＶＲＳＴから把握し得る最大の相対湿度ＶＨＵＭＤ（ほぼ１００％に近い相対湿度）の近傍の値である。より詳しくは、該上限値ＶＨＵＭＤ／ＬＭは、ＨＣ吸着材７の下流側の相対湿度ＶＨＵＭＤが変転タイミングの後に増加して、最終的に到達する（収束する）定常値に近い値で、該定常値よりも若干小さい値である。そして、このとき、ＶＨＵＭＤ≦ＶＨＵＭＤ／ＬＭである場合には（図８の時刻ｔ２〜ｔ３の状態）、相対湿度ＶＨＵＭＤが未だ十分に増加していないので、図５及び図６のルーチン処理が終了される。
また、ＶＨＵＭＤ＞ＶＨＵＭＤ／ＬＭである場合には（図８の時刻ｔ６）、上記上限値ＶＨＵＭＤ／ＬＭの値と、前記暫定増加判断閾値（＝ＶＨＵＭＤ／ＭＩＮ＋ＶＨＵＭＤ／ＳＫ）の現在値との偏差（＝ＶＨＵＭＤ／ＬＭ−（ＶＨＵＭＤ／ＭＩＮ＋ＶＨＵＭＤ／ＳＫ））。以下、この偏差を評価可否判断偏差という）を、あらかじめ定めた下限値ＶＨＵＭＤ／ＨＴと比較する（ＳＴＥＰ３０）。そして、評価可否判断偏差＞ＶＨＵＭＤ／ＨＴである場合には、劣化評価処理装置１７は、フラグｆ／ｓｋの値が最後に「０」から「１」に変更された暫定的な変転タイミング（吸着飽和タイミング）が真の変転タイミングであるとして、そのタイミングにおける前記劣化評価パラメータＴＰＨの値（劣化評価パラメータＴＰＨの最新値）を用いて後述のようにＨＣ吸着材７の劣化状態の評価を確定する劣化評価確定処理を実行した後（ＳＴＥＰ３１）、図５及び図６のルーチン処理を終了する。また、ＳＴＥＰ３０で、評価可否判断偏差≦ＶＨＵＭＤ／ＨＴである場合には、暫定的な変転タイミングからの相対湿度ＶＨＵＭＤの増加量が小さ過ぎ、その変転タイミングが吸着飽和タイミングとして信頼性の欠けるものとなっているので、劣化評価処理装置１７は、劣化評価確定処理を実行することなく、今回のエンジン１の運転時における劣化状態の評価処理が完了したものとして、前記フラグＦ／ＤＯＮＥの値を「１」に設定した後（ＳＴＥＰ３２）、図５及び図６のルーチン処理を終了する。尚、ＳＴＥＰ３０で評価可否判断偏差≦ＶＨＵＭＤ／ＨＴとなるような場合は、相対湿度ＶＨＵＭＤが外乱等の影響で上下変動を頻繁に繰り返しながら、全体的に増加傾向となるような状態である。
前記ＳＴＥＰ３１の劣化評価確定処理は、図７のフローチャートに示すように実行される。すなわち、劣化評価処理装置１７は、劣化評価パラメータＴＰＨの現在値（これは、フラグｆ／ｓｋが最後に「０」から「１」に設定された時点での積算燃料噴射量Σｔｃｙｌの値であり、真の変転タイミング（吸着飽和タイミング）におけるＨＣ吸着材７への積算水分量に相当する）を、エンジン１の運転開始時に前述のように図３のＳＴＥＰ８で求めた劣化評価用閾値ＴＲＳＤＴと比較する（ＳＴＥＰ３０−１）。
このとき、ＴＰＨ≧ＴＲＳＤＴである場合には、ＨＣ吸着材７が排ガス中の水分、ひいてはＨＣを十分に吸着可能な状態であるので、劣化評価処理装置１７は、ＨＣ吸着材７の劣化状態が未劣化状態であると判断する（ＳＴＥＰ３０−２）。そして、劣化評価処理装置１７は、劣化状態の評価処理が完了したものとして、フラグＦ／ＤＯＮＥの値を「１」に設定した後（ＳＴＥＰ３０−５）、図５のルーチン処理に復帰する。
一方、ＳＴＥＰ３０−１でＴＰＨ＜ＴＲＳＤＴである場合には、ＨＣ吸着材７が吸着可能な排ガス中の水分、ひいてはＨＣの量が少ない状態となっているので、劣化評価処理装置１７は、ＨＣ吸着材７の劣化状態が劣化進行状態であると判断し（ＳＴＥＰ３０−３）、さらに、前記劣化報知器１８を作動させて、その旨を報知せしめる（ＳＴＥＰ３０−４）。そして、劣化評価処理装置１７は、劣化状態の評価処理が完了したものとして、ＳＴＥＰ３０−５でフラグＦ／ＤＯＮＥの値を「１」に設定した後、図５及び図６のルーチン処理に復帰する。
以上説明した劣化評価処理装置１７の処理によって、ＨＣ吸着材７の下流側の湿度センサ１９による相対湿度ＶＨＵＭＤが最後に極小値を採ってから、単調的に増加するようになる真の変転タイミング、すなわち、ＨＣ吸着材７による排ガス中の水分、ひいてはＨＣの吸着が飽和する吸着飽和タイミングを適正に把握することができる。そして、その真の吸着飽和タイミングにおける劣化評価パラメータＴＰＨとしての積算燃料噴射量Σｔｃｙｌを、エンジン１の運転開始時のＨＣ吸着材７の温度状態を表す機関温度ＴＷに応じて設定した劣化評価用閾値ＴＲＳＤＴと比較することにより、ＨＣ吸着材７の劣化状態を適正に精度よく把握することができる。また、評価可否判断偏差が過剰に小さい場合には、ＨＣ吸着材７の劣化状態評価を行わないので、本実施形態の装置で確定されるＨＣ吸着材７の劣化状態の評価結果の信頼性を高めることができる。
尚、前記ＥＣＵ１６の処理に関し、該ＥＣＵ１６は、劣化評価処理装置１７から、ＨＣ吸着材７によるＨＣの吸着の飽和が生じた旨のデータを受け取るようにしている。そして、このようなデータを受け取った後に、前記切換弁１５を図１の仮想線示の状態に駆動する。また、ＥＣＵ１６は、ＥＧＲ通路１３の開閉弁１４を所定期間、開弁させる。このとき、エンジン１の排ガスは、その大部分が排気管５を大気側に流れ、また、残部は、バイパス排気通路１０及びＥＧＲ通路１３を介してエンジン１の吸気側に還流する。この場合、触媒装置６は、ＨＣ吸着材７による排ガス中のＨＣの吸着が進行している段階で、排ガスの熱により加熱されて活性化し、従って、該触媒装置６による排ガスの浄化が適正に行われる。また、ＨＣ吸着材７は、その昇温によってやがて吸着したＨＣを脱離するようになるが、この脱離したＨＣは、ＥＧＲ通路１３を通ってエンジン１に混合気と共に供給され、該エンジン１で燃焼する。
次に、本発明の第２実施形態を図９〜図１２を参照して説明する。尚、本実施形態は、本発明の第１の態様の実施形態である。そして、本実施形態は、前記第１実施形態のものと劣化評価処理装置の処理のみが相違するものであるので、第１本実施形態と同一の構成部分あるいは同一機能部分については前記第１実施形態と同一の参照符号を用い、詳細な説明を省略する。
前述の第１実施形態では、劣化評価処理装置１７は、湿度センサ１９の出力電圧ＶＲＳＴから、相対湿度ＶＨＵＭＤを求めるようにしたが、本実施形態は、湿度センサ１９の出力電圧ＶＲＳＴをそのまま用いるものである。この場合、本実施形態の湿度センサ１９の出力特性は、前記図２に示したように湿度に対してネガティプ特性を有するものであるため、前記相対湿度ＶＨＵＭＤが減少する状態では、湿度センサ１９の出力電圧ＶＲＳＴは増加し、相対湿度ＶＨＵＭＤが増加する状態では、湿度センサ１９の出力電圧ＶＲＳＴは減少する。従って、湿度センサ１９の出力電圧ＶＲＳＴが表す相対湿度ＶＨＵＭＤが極小値を採るとき、該出力電圧ＶＲＳＴは極大値を採ることとなる。
このようなことを考慮し、本実施形態では劣化評価処理装置１７は、次のようにしてＨＣ吸着材７の劣化状態を評価する。
まず、劣化評価処理装置１７は、エンジン１の運転開始時において、図９のフローチャートに示すルーチン処理を実行する。この処理は、第１実施形態における図３の処理に対応するもので、ＳＴＥＰ５１〜５５の処理は、図３のＳＴＥＰ１〜５の処理とそれぞれ同一である。そして、ＳＴＥＰ５５に続くＳＴＥＰ５６の処理では、劣化評価処理装置１７は、ＳＴＥＰ５５で取得した湿度センサ１９の出力電圧ＶＲＳＴの現在値を、湿度センサ１９の出力電圧ＶＲＳＴの極大値の最新値を表すパラメータＶＲＳＴ／ＭＡＸ（以下、極大電圧パラメータＶＲＳＴ／ＭＡＸという）の値と、該出力電圧ＶＲＳＴの前回値を表すパラメータＶＲＳＴ／ＰＲＥ（以下、前回電圧パラメータＶＲＳＴ／ＰＲＥという）の値として記憶保持する。これらの極大電圧パラメータＶＲＳＴ／ＭＡＸ及び前回電圧パラメータＶＲＳＴ／ＰＲＥは、それぞれ前記第１実施形態における極小湿度パラメータＶＨＵＭＤ／ＭＩＮ、前回相対湿度パラメータＶＨＵＭＤ／ＰＲＥに相当するものである。
そして、劣化評価処理装置１７は、前記第１実施形態の図３のＳＴＥＰ８と同一の処理により、劣化評価用閾値ＴＲＳＤＴの値をエンジン１の機関温度ＴＷから図４の実線示のデータテーブルにより求め（ＳＴＥＰ５７）、図９のルーチン処理を終了する。
劣化評価処理装置１７は、図９のルーチン処理をエンジン１の運転開始時に実行した後、所定のサイクルタイムで図１０及び図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５及び図６のルーチン処理に対応するものである。
すなわち、このルーチン処理では、ＳＴＥＰ６１〜６４の処理は、前記第１実施形態のＳＴＥＰ１１〜１４の処理とそれぞれ同一である。そして、ＳＴＥＰ６４に続くＳＴＥＰ６５の処理では、劣化評価処理装置１７は、ＳＴＥＰ５４で取得した湿度センサ１９の出力電圧ＶＲＳＴの現在値を前記前回電圧パラメータＶＲＳＴ／ＰＲＥと比較する。このとき、ＶＲＳＴ≦ＶＲＳＴ／ＰＲＥである場合、湿度センサ１９の出力電圧ＶＲＳＴが表す湿度が増加状態（出力電圧ＶＲＳＴの減少状態）であるとして、前記第１実施形態で説明したフラグｆ／ｉｎｃの値を「１」に設定する（ＳＴＥＰ６６）。また、ＶＲＳＴ＞ＶＲＳＴ／ＰＲＥである場合には、湿度センサ１９の出力電圧ＶＲＳＴが表す湿度が減少状態（出力電圧ＶＲＳＴの増加状態）であるとして、前記極大電圧パラメータＶＲＳＴ／ＭＡＸの値を出力電圧ＶＲＳＴの現在値に更新する（ＳＴＥＰ６７）と共に、フラグｆ／ｉｎｃの値を「０」に設定する（ＳＴＥＰ６８）。
次いで、劣化評価処理装置１７は、前回電圧パラメータＶＲＳＴ／ＰＲＥの値を、出力電圧ＶＲＳＴの現在値に更新した後（ＳＴＥＰ６９）、該出力電圧ＶＲＳＴの現在値を、極大電圧パラメータＶＲＳＴ／ＭＡＸの現在値から、あらかじめ定めた所定量ＶＲＳＴ／ＳＫだけ引いた値（＝ＶＲＳＴ／ＭＡＸ−ＶＲＳＴ／ＳＫ）と比較する（ＳＴＥＰ７０）。ここで、この出力電圧ＶＲＳＴの現在値と比較する値（ＶＲＳＴ／ＭＡＸ−ＶＲＳＴ／ＳＫ）は、前記第１実施形態における暫定増加判断閾値を、湿度センサ１９の出力電圧で表したものであり、本実施形態では、以下、この値（ＶＲＳＴ／ＭＡＸ−ＶＲＳＴ／ＳＫ）を暫定減少判断閾値と称する。
このとき、ＶＲＳＴ≧暫定減少判断閾値である場合（これは前記第１実施形態におけるＳＴＥＰ２１で、ＶＨＵＭＤ≦暫定増加判断閾値である場合と同じである）には、劣化評価処理装置１７は、後述の図１１のＳＴＥＰ７５の判断処理を実行し、ＶＲＳＴ＜暫定減少判断閾値である場合には、劣化評価処理装置１７は、前記第１実施形態で説明したものと同一のフラグｆ／ｓｋの値を判断する（ＳＴＥＰ７１）。
そして、劣化評価処理装置１７は、ｆ／ｓｋ＝０である場合には、前記第１実施形態のＳＴＥＰ２３〜２５の処理と同一の処理をＳＴＥＰ７２〜７４で実行した後、図１１のＳＴＥＰ７５の判断処理を実行する。また、ＳＴＥＰ７１で、ｆ／ｓｋ＝１である場合には、ただちに図１１のＳＴＥＰ７５の判断処理が実行する。
図１１のＳＴＥＰ７５の判断処理は、前記第１実施形態のＳＴＥＰ２６の判断処理と同一であり、フラグｆ／ｉｎｃの値が判断される。そして、前記第１実施形態と同様、ｆ／ｉｎｃ＝０である場合にのみ、ＳＴＥＰ７６で、フラグｆ／ｓｋの値が「０」にリセットされる。
ここで、本実施形態で前述のように設定されるフラグｆ／ｉｎｃの値及びフラグｆ／ｓｋの値の変化の様子の一例を図１２を参照して説明する。エンジン１の運転開始後の湿度センサ１９の出力電圧ＶＲＳＴは、先にも述べたように、該出力電圧ＶＲＳＴが表す相対湿度ＶＨＵＭＤが増加状態、減少状態であるときに、それぞれ減少状態、増加状態となる。従って、前記図８に示したように相対湿度ＶＨＵＭＤが変化したとき、湿度センサ１９の出力電圧ＶＲＳＴは、図１２の上段のグラフに示すように変化することとなる。
このように出力電圧ＶＲＳＴが変化するとき、フラグｆ／ｉｎｃの値は、図１２の中段に示すように、前記第１実施形態と全く同様に、出力電圧ＶＲＳＴが増加状態となっている期間、すなわち、相対湿度ＶＨＵＭＤが減少状態となっている期間（時刻ｔ０〜ｔ１の期間及び時刻ｔ３〜ｔ４の期間）では、「０」に設定され、該出力電圧ＶＲＳＴが減少状態（一定状態を含む）となっている期間、すなわち、相対湿度ＶＨＵＭＤが増加状態となっている期間（時刻ｔ１〜ｔ３の期間、及び時刻ｔ４以後の期間）では、「１」に設定される。そして、フラグｆ／ｓｋの値は、図１２の下段に示すように時刻ｔ１における出力電圧ＶＲＳＴの極大値から所定量ＶＲＳＴ／ＳＫを差し引いた暫定減少判断閾値を出力電圧ＶＲＳＴが下回った時刻ｔ２（この時刻は、図８の時刻ｔ２と同じである）において一旦、「０」から「１」に変更される。但し、その後、出力電圧ＶＲＳＴが時刻ｔ３から増加状態に転じることで、換言すれば、相対湿度ＶＨＵＭＤが時刻ｔ３から減少状態に転じることで、該時刻ｔ３において、フラグｆ／ｓｋの値は、「０」にリセットされる。
さらに、相対湿度ＶＨＵＭＤが時刻ｔ４で再び極小値を採ることに対応して出力電圧ＶＲＳＴが極大値を採り、この極大値から所定量ＶＲＳＴ／ＳＫを差し引いた暫定減少判断閾値を出力電圧ＶＲＳＴが下回った時刻ｔ５（この時刻は、図８の時刻ｔ５と同じである）において、フラグｆ／ｓｋの値が再び「０」から「１」に変更される。そして、この図１２の例では、時刻ｔ５以後は、出力電圧ＶＲＳＴが減少状態に維持され、換言すれば、相対湿度ＶＨＵＭＤの増加状態が維持されるため、フラグｆ／ｓｋの値は、「１」に維持されることとなる。従って、本実施形態におけるフラグｆ／ｓｋの値の設定は、前記第１実施形態と全く同様のタイミングで行われることとなり、時刻ｔ２，ｔ５が順次、本発明の第１の態様における暫定的な変転タイミング（吸着飽和タイミング）として検出されることとなる。そして、図１２の例では、最後に検出された暫定的な変転タイミング（時刻ｔ５）が本発明における真の変転タイミング（真の吸着飽和タイミング）として確定される。
図１１の説明に戻って、ＳＴＥＰ７５、７６に続く、ＳＴＥＰ７７では、第１実施形態のＳＴＥＰ２８と同様に、劣化評価処理装置１７は、フラグｆ／ｓｋの現在値を判断し、ｆ／ｓｋ＝０である場合、すなわち変転タイミングが未検出であるか、もしくは、暫定的に変転タイミングが検出された後、出力電圧ＶＲＳＴが増加状態になった場合には、図１０及び図１１のルーチン処理を終了する。また、ＳＴＥＰ７７でｆ／ｓｋ＝１である場合には、劣化評価処理装置１７は、出力電圧ＶＲＳＴの現在値をあらかじめ定めた所定の下限値ＶＲＳＴ／ＬＭ（図１２参照）と比較する（ＳＴＥＰ７８）。この下限値ＶＲＳＴ／ＬＭは、前記第１実施形態における相対湿度ＶＨＵＭＤの上限値ＶＨＵＭＤ／ＬＭを湿度センサ１９の出力電圧ＶＲＳＴで表したものである。そして、このとき、ＶＲＳＴ≧ＶＲＳＴ／ＬＭである場合には（図１２の時刻ｔ２〜ｔ３の状態）、出力電圧ＶＲＳＴが未だ十分に減少していない（相対湿度ＶＨＵＭＤが未だ十分に増加していない）ので、図１０及び図１１のルーチン処理が終了される。
また、ＶＲＳＴ＜ＶＲＳＴ／ＬＭである場合には（図１２の時刻ｔ６）、上記下限値ＶＲＳＴ／ＬＭの値と、前記暫定減少判断閾値（＝ＶＲＳＴ／ＭＡＸ−ＶＲＳＴ／ＳＫ）の現在値との偏差（＝（ＶＲＳＴ／ＭＡＸ−ＶＲＳＴ／ＳＫ）−ＶＲＳＴ／ＬＭ）である評価可否判断偏差を、あらかじめ定めた下限値ＶＲＳＴ／ＨＴと比較する（ＳＴＥＰ７９）。ここで、評価可否判断偏差は、前記第１実施形態における評価可否判断偏差（＝ＶＨＵＭＤ／ＬＭ−（ＶＨＵＭＤ／ＭＩＮ＋ＶＨＵＭＤ／ＳＫ））に対応するものであり、上記下限値ＶＲＳＴ／ＨＴは、第１実施形態のＳＴＥＰ３０で用いた上限値ＶＨＵＭＤ／ＨＴを湿度センサ１９の出力電圧で表したものである。
そして、評価可否判断偏差＞ＶＲＳＴ／ＨＴである場合には、前記第１実施形態と全く同様に、劣化評価処理装置１７は、フラグｆ／ｓｋの値が最後に「０」から「１」に変更された暫定的な変転タイミング（吸着飽和タイミング）が真の吸着飽和タイミングであるとして、そのタイミングにおける前記劣化評価パラメータＴＰＨの値（劣化評価パラメータＴＰＨの最新値）を用いてＨＣ吸着材７の劣化状態の評価を確定する劣化評価確定処理を実行した後（ＳＴＥＰ８０）、図１０及び図１１のルーチン処理を終了する。また、ＳＴＥＰ７９で、評価可否判断偏差≦ＶＲＳＴ／ＨＴである場合には、暫定的な変転タイミングからの出力電圧ＶＲＳＴの減少量が小さ過ぎ、その変転タイミングが真の吸着飽和タイミングとしての信頼性が欠けるので、劣化評価処理装置１７は、前記第１実施形態と同様に、劣化評価確定処理を実行することなく、今回のエンジン１の運転時における劣化状態の評価処理が完了したものとして、フラグＦ／ＤＯＮＥの値を「１」に設定した後（ＳＴＥＰ８１）、図１０及び図１１のルーチン処理を終了する。尚、ＳＴＥＰ８０における劣化評価確定処理は、前記第１実施形態におけるＳＴＥＰ３１の処理と同一であり、前記図７のフローチャートに示した通りに実行される。
かかる本実施形態では、前記第１実施形態と同様の効果を奏することができ、ＨＣ吸着材７の劣化状態を精度よく適正に評価することができる。
次に、本発明の第３実施形態を図１３〜図１７を参照して説明する。尚、本実施形態は、本発明の第２の態様の実施形態である。そして、本実施形態の説明では、前記第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、前記第１実施形態と同一の参照符号を用いて説明を省略する。
図１３を参照して、本実施形態では、排ガス浄化装置８のＨＣ吸着材７の下流側の湿度センサ１９を前記第１実施形態と同様に備えると共に、さらにＨＣ吸着材７の上流側に、該ＨＣ吸着材７に進入する排ガスの湿度（相対湿度）を検出する湿度センサ２０が備えられている。該湿度センサ２０は、該ＨＣ吸着材７の上流側近傍箇所でハウジング９に取り付けられている。この湿度センサ２０は、前記第１実施形態で説明した湿度センサ１９と同種のものであり、該湿度センサ１９と同様の出力特性（図２参照）を有するものである。そして、該湿度センサ２０の出力電圧は、ＨＣ吸着材７の劣化状態の評価を行うために、湿度センサ１９の出力電圧と共に、劣化評価処理装置１７に与えられるようになっている。尚、本実施形態では、湿度センサ１９，２０はそれぞれ本発明の第２の態様における下流側湿度センサ、上流側湿度センサに相当するものである。また、本実施形態は、上記以外の構成は、前記第１実施形態と同一である。
次に、本実施形態におけるＨＣ吸着材７の劣化状態の評価に係わる作動を説明する。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、ＥＣＵ１６及び劣化評価処理装置１７が起動する。このときのＥＣＵ１６の処理は、前記第１実施形態と全く同一である。
一方、劣化評価処理装置１７は、その起動後、まず、図１４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３の処理に対応する処理であり、エンジン１の運転開始時（始動時）にのみ行われる処理である。
この場合、ＳＴＥＰ９１〜ＳＴＥＰ９７の処理は、前記第１実施形態の図３のＳＴＥＰ１〜７の処理とそれぞれ同一である。そして、本実施形態では、劣化評価処理装置１７は、ＳＴＥＰ９７の処理に続いて、ＳＴＥＰ９８〜１００の処理を実行する。このＳＴＥＰ９８〜１００は、下流側湿度センサ１９に係わるＳＴＥＰ９５〜９７の処理と同様の処理を上流側湿度センサ２０に関して行うものである。すなわち、ＳＴＥＰ９８においては、劣化評価処理装置１７は、上流側湿度センサ２０の現在の出力電圧ＶＦＳＴのデータを取得する。そして、劣化評価処理装置１７は、この出力電圧ＶＦＳＴに対応する相対湿度ＶＦＨＵＭ０をエンジン１の運転開始時におけるＨＣ吸着材７の上流側（湿度センサ２０の箇所）の初期相対湿度として求める（ＳＴＥＰ９９）。この初期相対湿度ＶＦＨＵＭ０は、上流側湿度センサ２０の出力特性（図２参照）を表すデータテーブルあるいは演算式等に基づいて、ＳＴＥＰ９８で取得した出力電圧ＶＦＳＴの値から求められる。
そして、劣化評価処理装置１７は、上記初期相対湿度ＶＦＨＵＭ０の値を、ＨＣ吸着材７の上流の湿度センサ２０の箇所における湿度（相対湿度）の極小値の最新値を表す極小湿度パラメータＶＦＨＵＭ／ＭＩＮの値と、該相対湿度の前回値（劣化評価処理装置１７が処理を行うサイクルタイム毎の前回値）を表す前回相対湿度パラメータＶＦＨＵＭ／ＰＲＥの値として記憶保持する（ＳＴＥＰ１００）。すなわち、これらのパラメータＶＦＨＵＭ／ＭＩＮ、ＶＦＨＵＭ／ＰＲＥの値を、エンジン１の運転開始時におけるＨＣ吸着材７の上流側の湿度（相対湿度）としての初期相対湿度ＶＦＨＵＭ０の値で初期化する。
このようにしてＳＴＥＰ９８〜１００の処理を実行した後、劣化評価処理装置１７は、ＳＴＥＰ１０１の処理を実行し、図１４の処理を終了する。このＳＴＥＰ１０１の処理は、前記第１実施形態における図３のＳＴＥＰ８と同様の処理であり、ＳＴＥＰ９１で取得した初期機関温度ＴＷの検出データから、図４に仮想線で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７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が求められる。図４の仮想線示のデータテーブルはあらかじめ実験等に基づいて定められたものであり、前記第１実施形態と同様、機関温度ＴＷ（ＨＣ吸着材７の温度状態）が低い程、大きな値になるように設定されている。尚、本実施形態では、後述するように劣化評価パラメータの起算タイミングが、エンジン１の運転開始時よりも遅いタイミングになるので、本実施形態における劣化評価用閾値ＴＲＳＤＴ（図４の仮想線）は、第１実施形態の場合よりもほぼ一定量だけ小さな値になっている。
劣化評価処理装置１７は、図１４のルーチン処理をエンジン１の運転開始時に実行した後、所定のサイクルタイムで図１５及び図１６のフローチャートに示す処理を実行する。
すなわち、劣化評価処理装置１７は、前記第１実施形態の場合と同様に、ＳＴＥＰ１１１，１１２でフラグＦ／ＤＯＮＥ、Ｆ／ＭＣＮＤの値を判断する。これらのフラグＦ／ＤＯＮＥ，Ｆ／ＭＣＮＤの意味は、前記第１実施形態と同一であり、ＳＴＥＰ１１１でＦ／ＤＯＮＥ＝１であるときには、図１５及び図１６のルーチン処理は終了される。また、ＳＴＥＰ１１２でＦ／ＭＣＮＤ＝０であるときには、ＳＴＥＰ１１３で、フラグＦ／ＤＯＮＥの値が「１」に設定された後に、図１５，１６のルーチン処理が終了される。これらのＳＴＥＰ１１１〜１１３の処理は、前記図５のＳＴＥＰ１１〜１３の処理と同一である。
ＳＴＥＰ１１２でＦ／ＭＣＮＤ＝１である場合には、劣化評価処理装置１７は、次に、フラグＦ／ＦＥＮＤの値を判断する（ＳＴＥＰ１１４）。ここで、フラグＦ／ＦＥＮＤは、上流側湿度センサ２０に係わる変転タイミング（吸着開始タイミング）が検出されて確定したか否かをそれぞれ値「１」、「０」  で表すものであり、エンジン１の運転開始時に「０」に初期化されている。そして、劣化評価処理装置１７は、ＳＴＥＰ１１４でＦ／ＦＥＮＤ＝１である場合には、後述する図１６のＳＴＥＰ１３４からの処理を実行し、Ｆ／ＦＥＮＤ＝０であるときには、上流側湿度センサ２０に関するＳＴＥＰ１１５〜１３３の処理を実行する。このＳＴＥＰ１１５〜１３３の処理は、上流側湿度センサ２０の出力ＶＦＳＴが表す湿度ＶＦＨＵＭ（相対湿度）が低湿度側の湿度から高湿度側に向かって単調増加状態に転じる上流側変転タイミングを検出するための処理であり、下流側湿度センサ１９に関して第１実施形態で説明した図５及び図６のＳＴＥＰ１４〜３２に対応する処理である。
以下、これらの処理を説明すると、ＳＴＥＰ１１５においては、劣化評価処理装置１７は、上流側湿度センサ２０の現在の出力電圧ＶＦＳＴのデータを取得する。そして、劣化評価処理装置１７は、その出力電圧ＶＦＳＴに対応する現在の相対湿度ＶＦＨＵＭを求める（ＳＴＥＰ１１６）。この場合、該相対湿度ＶＦＨＵＭは、上流側湿度センサ２０の出力特性を表すデータテーブルあるいは演算式等に基づいて、ＳＴＥＰ１１５で取得した出力電圧ＶＦＳＴの値から求められる。
そして、劣化評価処理装置１７は、このＨＣ吸着材７の上流側の相対湿度ＶＦＨＵＭの値と、上流側湿度センサ２０に係わる前記前回相対湿度パラメータＶＦＨＵＭ／ＰＲＥの現在値とを比較する（ＳＴＥＰ１１７）。このとき、ＶＦＨＵＭ≧ＶＦＨＵＭ／ＰＲＥである場合には、劣化評価処理装置１７は、上流側湿度センサ２０の出力電圧が表す湿度が増加している状態であるか減少している状態であるかをそれぞれ値「１」、「０」で表すフラグｆ／ｆｉｎｃの値を「１」に設定した後（ＳＴＥＰ１１８）、後述するＳＴＥＰ１２１の処理を実行する。また、ＶＦＨＵＭ＜ＶＦＨＵＭ／ＰＲＥである場合には、劣化評価処理装置１７は、上流側湿度センサ２０に係わる前記極小湿度パラメータＶＦＨＵＭ／ＭＩＮの値を、ＳＴＥＰ１１６で求めた相対湿度ＶＦＨＵＭの最新値に更新する（ＳＴＥＰ１１９）。さらに、この場合、劣化評価処理装置１７は、ＨＣ吸着材７の上流側の相対湿度ＶＦＨＵＭが減少傾向であるとしてフラグｆ／ｆｉｎｃの値を「０」に設定した後（ＳＴＥＰ１２０）、ＳＴＥＰ１２１の処理を実行する。
このようなＳＴＥＰ１１５〜１２０の処理によって、上流側湿度センサ２０により検出された相対湿度ＶＦＨＵＭが減少している状態では、極小湿度パラメータＶＦＨＵＭ／ＭＩＮの値が劣化評価処理装置１７の処理のサイクルタイム毎に、逐次更新されていくこととなる。そして、極小湿度パラメータＶＦＨＵＭ／ＭＩＮの値は、相対湿度ＶＦＨＵＭが増加している状態では更新されず、この増加状態が開始する直前の相対湿度ＶＦＨＵＭの極小値（最新の極小値）に維持されることとなる。
次いで、劣化評価処理装置１７は、ＳＴＥＰ１２１において、上流側湿度センサ２０に係わる前回相対湿度パラメータＶＦＨＵＭ／ＰＲＥの値を、ＳＴＥＰ１１６で求めた相対湿度ＶＦＨＵＭの最新値に更新した後、該相対湿度ＶＦＨＵＭの最新値を、極小湿度パラメータＶＦＨＵＭ／ＭＩＮの現在値にあらかじめ定めた所定量ＶＦＨＵＭ／ＳＫ（図１７参照。図１７については後述する）を加えた値（＝ＶＦＨＵＭ／ＭＩＮ＋ＶＦＨＵＭ／ＳＫ。以下、この値を上流側暫定増加判断閾値という）と比較する（ＳＴＥＰ１２２）。
ここで、上流側暫定増加判断閾値に係わる上記所定量ＶＦＨＵＭ／ＳＫは、下流側湿度センサ１９に関して前記第１実施形態で説明した所定量ＶＨＵＭＤ／ＳＫ（図８参照）に対応するものである。そして、本実施形態では、上流側湿度センサ２０は、下流側湿度センサ１９とほぼ同一特性のものであるので、上流側暫定増加判断閾値に係わる前記所定量ＶＦＨＵＭ／ＳＫは、例えば前記第１実施形態で下流側湿度センサ１９に関して説明した所定量ＶＨＵＭＤ／ＳＫ（図８参照）と同じ値に設定されている。但し、必ずしもＶＦＨＵＭ／ＳＫ＝ＶＨＵＭＤ／ＳＫとする必要はなく、ＨＣ吸着材７の上流側及び下流側の実際の相対湿度の推移特性を考慮して、それらの値を各別の値に実験的に定めるようにしてもよい。
上記ＳＴＥＰ１２２で、ＶＦＨＵＭ≦上流側暫定増加判断閾値である場合には、劣化評価処理装置１７は、後述のＳＴＥＰ１２７の判断処理を実行し、ＶＦＨＵＭ＞上流側暫定増加判断閾値である場合には、劣化評価処理装置１７は、フラグｆ／ｆｓｋの値を判断する（ＳＴＥＰ１２３）。ここで、フラグｆ／ｆｓｋは、ＨＣ吸着材７の上流側の相対湿度ＶＦＨＵＭが増加状態（ｆ／ｆｉｎｃ＝１の状態）であって、前回のサイクルタイムにおける相対湿度ＶＦＨＵＭがＶＦＨＵＭ≦上流側暫定増加判断閾値であり、且つ、今回のサイクルタイムにおける相対湿度ＶＦＨＵＭがＶＦＨＵＭ＞上流側暫定増加判断閾値となった時点のサイクルタイムにおいて、相対湿度ＶＦＨＵＭが暫定的に極小値から単調的な増加傾向に変転したとして「１」に設定されるものであり、その相対湿度ＶＦＨＵＭの減少状態（ｆ／ｆｉｎｃ＝０の状態）では、常に「０」に設定されるものである。また、該フラグｆ／ｆｓｋの値は、その値が「１」に設定された後は、相対湿度ＶＦＨＵＭの増加状態が継続する限り「１」に維持されるものである。従って、このフラグｆ／ｆｓｋの値が「０」から「１」に変更されるサイクルタイムの時点が、本発明の第２の態様における暫定的な上流側変転タイミング（吸着開始タイミング）に相当するものとなる。尚、このフラグｆ／ｆｓｋの初期値は「０」である。
上記ＳＴＥＰ１２３の判断でｆ／ｆｓｋ＝０である場合、すなわちＨＣ吸着材７の上流側の相対湿度ＶＦＨＵＭが減少状態から増加状態に転じて極小値を採り、且つ、その後増加状態を維持したまま、該極小値に所定量ＶＦＨＵＭ／ＳＫを加えた上流側暫定増加判断閾値を超えた場合には、劣化評価処理装置１７は、フラグｆ／ｆｓｋの値を「１」に設定する（ＳＴＥＰ１２４）。さらに劣化評価処理装置１７は、今回のサイクルタイムの時点が暫定的な上流側変転タイミング（吸着開始タイミング）の時点であるとして、前記ＥＣＵ１６から前記積算燃料噴射量Σｔｃｙｌの現在値のデータを取得し（ＳＴＥＰ１２５）、この積算燃料噴射量Σｔｃｙｌの値を暫定的にＨＣ吸着材７の吸着開始タイミングにおける積算燃料噴射量ＴＰＦ（以下、吸着開始時積算燃料噴射量ＴＰＦという）の値として記憶保持する（ＳＴＥＰ１２６）。この吸着開始時積算燃料噴射量ＴＰＦは、エンジン１の運転開始時から上流側変転タイミングまでに該エンジン１が生成した排ガス中の総水分量を意味する。そして、劣化評価処理装置１７は、ＳＴＥＰ１２７の判断処理を実行する。尚、ＳＴＥＰ１２３の判断でｆ／ｆｓｋ＝１である場合には、ＳＴＥＰ１２４〜１２６の処理が実行されることなく、ＳＴＥＰ１２７の判断処理が実行される。
ＳＴＥＰ１２７の判断処理では、劣化評価処理装置１７は、フラグｆ／ｆｉｎｃの現在値を判断する。このとき、ｆ／ｆｉｎｃ＝０である場合（ＨＣ吸着材７の上流側の相対湿度ＶＦＨＵＭの減少状態）には、相対湿度ＶＦＨＵＭの単調増加状態では無いので、劣化評価処理装置１７は、フラグｆ／ｆｓｋの値を「０」に設定した後（ＳＴＥＰ１２８）、ＳＴＥＰ１２９の判断処理を実行し、ｆ／ｆｉｎｃ＝１である場合には、フラグｆ／ｆｓｋの値を維持したままＳＴＥＰ１２９の判断処理を実行する。
ここで、前述のように設定されるフラグｆ／ｆｉｎｃの値及びフラグｆ／ｆｓｋの値の変化の様子と、上流側湿度センサ２０で検出される相対湿度ＶＦＨＵＭの変化の様子とを示す一例を図１７を参照して説明する。先にも説明したように、上流側湿度センサ２０が検出するＨＣ吸着材７の上流側の相対湿度ＶＦＨＵＭは、図１７の上段の実線グラフで示すように、エンジン１の運転開始直後の短い期間（図の時刻ｔ０〜ｔ９の期間）、すなわち、水分を多く含んだ排ガスがＨＣ吸着材７の入り口近傍に達するまでの期間は、低湿度側の湿度になる。この期間では、特に、ＨＣ吸着材７がある程度劣化している状態では排気管５内の湿度分布のばらつき等に起因して上下変動を生じる。そして、水分を多く含んだ排ガスがＨＣ吸着材７の入り口に達すると（図の時刻ｔ９）、ＨＣ吸着材７による排ガス中の水分の実質的な吸着が開始すると共に、相対湿度ＶＦＨＵＭは、排ガス中に含まれる水分によって高湿度側の湿度に向かって単調的に増加し、最終的には湿度センサ２０により把握可能なほぼ最大の湿度（約１００％の相対湿度）に収束していく。尚、図１７の実線のグラフは、本実施形態での説明の便宜上、エンジン１の運転開始直後の期間（時刻ｔ０〜ｔ９の期間）において上流側湿度センサ２０が検出する相対湿度ＶＦＨＵＭの上下変動が通常的な程度である場合の例を模式的に記載している。また、図１７の仮想線のグラフは、本実施形態における下流側湿度センサ１９が検出する相対湿度ＶＨＵＭＤの推移例を示すものである。
上記のように上流側湿度センサ２０が検出する相対湿度ＶＦＨＵＭが推移するとき、フラグｆ／ｆｉｎｃの値は、図１７の中段に示すように相対湿度ＶＦＨＵＭが減少状態となっている期間（時刻ｔ０〜ｔ７の期間及び時刻ｔ８〜ｔ９の期間）では、「０」に設定され、該相対湿度ＶＦＨＵＭが増加状態（ここでは一定状態を含む）となっている期間（時刻ｔ７〜ｔ８の期間、及び時刻ｔ９以後の期間）では、「１」に設定される。そして、フラグｆ／ｆｓｋの値は、図１７の下段に示すように時刻ｔ９における相対湿度ＶＦＨＵＭの極小値に所定量ＶＦＨＵＭ／ＳＫを加えた上流側暫定増加判断閾値を相対湿度ＶＦＨＵＭが超えた時刻ｔ１０において「０」から「１」に変更される。そして、この図１７の実線グラフの例では、時刻ｔ１０以後は、相対湿度ＶＦＨＵＭの増加状態が維持されるため、フラグｆ／ｆｓｋの値は、「１」に維持されることとなる。この場合、図１７の実線グラフの例では、時刻ｔ１０が暫定的な上流側変転タイミング（吸着飽和タイミング）として検出されることとなる。尚、図１７の実線グラフの例では、時刻ｔ１０以後は、相対湿度ＶＦＨＵＭは減少しないため、この時刻ｔ１０は最終的に真の上流側変転タイミングとして確定される。
図１５の説明に戻って、前記ＳＴＥＰ１２９の判断処理では、劣化評価処理装置１７は、ｆ／ｆｓｋの現在値を判断し、ｆ／ｆｓｋ＝０である場合、すなわち上流側変転タイミングが未検出であるか、もしくは、暫定的に上流側変転タイミングが検出された後、ＨＣ吸着材７の上流側の相対湿度ＶＦＨＵＭが減少状態になった場合には、後述するＳＴＥＰ１３４からの処理を実行する。また、ＳＴＥＰ１２９でｆ／ｆｓｋ＝１である場合には、劣化評価処理装置１７は、上流側の相対湿度ＶＦＨＵＭの現在値をあらかじめ定めた所定の上限値ＶＦＨＵＭ／ＬＭ（図１７参照）と比較する（ＳＴＥＰ１３０）。上記上限値ＶＦＨＵＭ／ＬＭは、下流側湿度センサ１９に関して前記第１実施形態で説明した上限値ＶＨＵＭＤ／ＬＭに対応するものであり、本実施形態では下流側湿度センサ１９に係わる前記上限値ＶＨＵＭＤ／ＬＭと同じ値に設定されている。すなわち、上限値ＶＦＨＵＭ／ＬＭは、ＨＣ吸着材７の上流側の相対湿度ＶＦＨＵＭが上流側変転タイミングの後に増加して、最終的に到達する（収束する）定常値に近い値で、該定常値よりも若干小さい値である。そして、ＳＴＥＰ１３０でＶＦＨＵＭ≦ＶＦＨＵＭ／ＬＭである場合には（図１７の時刻ｔ１１よりも前の状態）、相対湿度ＶＦＨＵＭが未だ十分に増加していない。そして、この場合には、後述するＳＴＥＰ１３４からの処理を実行する。
また、ＳＴＥＰ１３０でＶＦＨＵＭ＞ＶＦＨＵＭ／ＬＭである場合には（図１７の時刻ｔ１１）、前記上限値ＶＦＨＵＭ／ＬＭの値と、前記上流側暫定増加判断閾値（＝ＶＦＨＵＭ／ＭＩＮ＋ＶＦＨＵＭ／ＳＫ）の現在値との偏差（＝ＶＦＨＵＭ／ＬＭ−（ＶＦＨＵＭ／ＭＩＮ＋ＶＦＨＵＭ／ＳＫ））。以下、この偏差を上流側評価可否判断偏差という）を、あらかじめ定めた下限値ＶＦＨＵＭ／ＨＴと比較する（ＳＴＥＰ１３１）。そして、上流側評価可否判断偏差＞ＶＦＨＵＭ／ＨＴである場合には、劣化評価処理装置１７は、フラグｆ／ｆｓｋの値が最後に「０」から「１」に変更された暫定的な上流側変転タイミング（吸着開始タイミング）を真の上流側変転タイミングとして確定し、前記フラグＦ／ＦＥＮＤ（前記ＳＴＥＰ１１４で値を判断するフラグ）の値を「１」に設定し（ＳＴＥＰ１３２）、後述するＳＴＥＰ１３４からの処理を実行する。この場合、前記ＳＴＥＰ１２６で求めた吸着開始時積算燃料噴射量ＴＰＦの値、すなわち、暫定的な上流側変転タイミングを最後に検出した時の積算燃料噴射量Σｔｃｙｌの値が、以後変更されずに保持されることとなる。
また、ＳＴＥＰ１３１で、上流側評価可否判断偏差≦ＶＦＨＵＭ／ＨＴである場合には、暫定的な上流側変転タイミングからの相対湿度ＶＦＨＵＭの増加量が小さ過ぎ、その上流側変転タイミングが吸着開始タイミングとして信頼性の欠けるものとなっているので、劣化評価処理装置１７は、今回のエンジン１の運転時における劣化状態の評価処理が完了したものとして、前記フラグＦ／ＤＯＮＥの値を「１」に設定した後（ＳＴＥＰ１３３）、図１５及び図１６のルーチン処理を終了する。尚、ＳＴＥＰ１３３で上流側評価可否判断偏差≦ＶＦＨＵＭ／ＨＴとなるような場合は、ＨＣ吸着材７の上流側の相対湿度ＶＦＨＵＭが上流側変転タイミング後に、外乱等の影響で上下変動を生じながら、全体的に増加傾向となるような状態である。
以上説明したＳＴＥＰ１１５〜１３３の処理が、上流側変転タイミングの検出・確定を行うと共に、確定した真の上流側変転タイミングにおける吸着開始時積算燃料噴射量ＴＰＦを取得するための処理である。このような処理によって、例えば図１７の実線グラフの例では、時刻ｔ１０が真の上流側変転タイミング（吸着開始タイミング）として確定される。そして、エンジン１の運転開始時から時刻ｔ１０までに求められた積算燃料噴射量Σｔｃｙｌが吸着開始時積算燃料噴射量ＴＰＦとして求められる。
尚、上記ＳＴＥＰ１１５〜１３３のうち、ＳＴＥＰ１３２の処理を除くＳＴＥＰ１１５〜１３１及び１３３の処理はそれぞれ、前記第１実施形態に係わるＳＴＥＰ１４〜３０及び３２（図５及び図６参照）の処理に対応する処理である。つまり、ＳＴＥＰ１１５〜１３３の処理は、前記第１実施形態で説明した下流側湿度センサ１９に係わる変転タイミング（下流側変転タイミング）の検出及び確定と、その変転タイミングまでの積算燃料噴射量Σｔｃｙｌの取得とを行うための処理と同様の処理を上流側湿度センサ２０に関して実行する処理である。
次に、図１６に示すＳＴＥＰ１３４からの処理では、劣化評価処理装置１７は、前記第１実施形態で説明した図５及び図６のＳＴＥＰ１４〜３０とそれぞれ同一の処理をＳＴＥＰ１３４〜１５０で実行する。但し、本実施形態では、ＳＴＥＰ１４５（図５のＳＴＥＰ２５に対応）では、暫定的な下流側変転タイミング（吸着飽和タイミング）における積算燃料噴射量Σｔｃｙｌは、劣化評価パラメータとしてではなく、エンジン１の運転開始時から、該下流側変転タイミングまでの吸着飽和時積算燃料噴射量ＴＰＲの値（これはエンジン１の運転開始時から暫定的な下流側変転タイミングまでに該エンジン１が生成した排ガス中の総水分量を意味する）として記憶保持される。
そして、暫定的な下流側変転タイミングは、前記第１実施形態と同様、ＳＴＥＰ１５０の判断結果がＹＥＳである場合、すなわち、下流側湿度センサ１９に係わる前記評価可否判断偏差（＝ＶＨＵＭ／ＬＭ−（ＶＨＵＭＤ／ＳＫ＋ＶＨＵＭＤ／ＭＩＮ））が、評価可否判断偏差＞ＶＨＵＭＤ／ＨＴである場合に、真の下流側変転タイミングとして確定する。例えば図１７の仮想線グラフの例では時刻ｔ１３のサイクルタイムにおいて、ＳＴＥＰ１５０の判断結果がＹＥＳとなり、このとき、時刻ｔ１２が真の下流側変転タイミングとして確定する。そして、この場合、劣化評価処理装置１７は、その真の下流側変転タイミングにおける積算燃料噴射量Σｔｃｙｌである吸着飽和時積算燃料噴射量ＴＰＲの値から、前記図１５のＳＴＥＰ１２６で最後に得られた吸着開始時積算燃料噴射量ＴＰＦの値を減算してなる値を劣化評価パラメータＴＰＨとして求める（ＳＴＥＰ１５１）。このようにして求められる劣化評価パラメータＴＰＨは、真の上流側変転タイミング（吸着開始タイミング）から真の下流側変転タイミング（吸着飽和タイミング）までにＨＣ吸着材７が実質的に吸着した積算水分量に相当するものとなる。
尚、ＳＴＥＰ１５０の判断で、評価可否判断偏差≦ＶＨＵＭＤ／ＨＴである場合には、最後に検出された暫定的な下流側変転タイミングの信頼性が低いので、劣化評価処理装置１７は、前記第１実施形態と同様、フラグＦ／ＤＯＮＥの値をＳＴＥＰ１５３で「１」に設定し、図１５及び図１６のルーチン処理を終了する。
前記ＳＴＥＰ１５０の判断結果がＹＥＳとなって、ＳＴＥＰ１５１で前述のように劣化評価パラメータＴＰＨを求めた場合には、劣化評価処理装置は、ＳＴＥＰ１５２でＨＣ吸着材７の劣化状態の評価を確定する劣化評価確定処理を実行した後、図１５及び図１６のルーチン処理を終了する。この場合、ＳＴＥＰ１５２における劣化評価確定処理は、前記第１実施形態と全く同一であり、前記図７のフローチャートに示した通りに実行される。尚、この場合、劣化評価用閾値ＴＲＳＤＴは、前記図１４のＳＴＥＰ９１で求めたもの（図４の仮想線で示すデータテーブルに基づいて求められたもの）が用いられる。
以上説明した劣化評価処理装置１７の処理によって、ＨＣ吸着材７の吸着開始タイミングとしての真の上流側変転タイミングとＨＣ吸着材７の吸着飽和タイミングとしての真の下流側変転タイミングとを適正に検知することができる。そして、下流側変転タイミングにおける積算燃料噴射量Σｔｃｙｌ（＝吸着飽和時積算燃料噴射量ＴＰＲ）から、上流側変転タイミングにおける積算燃料噴射量Σｔｃｙｌ（＝吸着開始時積算燃料噴射量ＴＰＦ）を差し引いた偏差分（ＴＰＲ−ＴＰＦ）を劣化評価パラメータＴＰＨとして用い、この劣化評価パラメータＴＰＨを劣化評価用閾値ＴＲＳＤＴと比較することでＨＣ吸着材７の劣化状態が評価される。このため、ＨＣ吸着材７の上流側の触媒装置６等の影響によって、吸着開始タイミング（上流側変転タイミング）がばらつきを生じるような場合であっても、ＨＣ吸着材７が実際に吸着した最大の水分量に相当する劣化評価パラメータＴＰＨを精度よく得ることができる。その結果、ＨＣ吸着材７の劣化状態の評価結果の信頼性をより高めることができる。さらに、真の上流側変転タイミング及び真の下流側変転タイミングの両者を確定できた場合（ＳＴＥＰ１３１及びＳＴＥＰ１５０の判断結果がＹＥＳである場合）にのみ、ＨＣ吸着材７の劣化状態の評価を確定する劣化評価確定処理を行うので、これによっても、ＨＣ吸着材７の劣化状態の評価結果の信頼性を高めることができる。
尚、上記第３実施形態では、各湿度センサ１９，２０の出力電圧ＶＲＳＴ，ＶＦＳＴをそれぞれ相対湿度ＶＨＵＭＤ，ＶＦＨＵＭに換算した上で上流側変転タイミング及び下流側変転タイミングを検出するようにしたが、前記第２実施形態の場合と同様に、各湿度センサ１９，２０の出力電圧ＶＲＳＴ，ＶＦＳＴをそのまま用いて上流側変転タイミング及び下流側変転タイミングを検出するようにしてもよい。
また、前記第１〜第３実施形態では、下流側変転タイミングの前におけるＨＣ吸着材７の下流側の相対湿度ＶＨＵＭＤ（湿度センサ１９が検出する相対湿度）が比較的大きく変動する場合を考慮して、該相対湿度ＶＨＵＭＤが極小値から所定量ＶＨＵＭＤ／ＳＫ以上、増加しても、その時点を直ちには下流側変転タイミングとして確定しないようにしたが、排気系の構成等によって、下流側変転タイミングの前における相対湿度ＶＨＵＭＤの変動幅がさほど大きくならないような場合には、相対湿度ＶＨＵＭＤが極小値から所定量ＶＨＵＭＤ／ＳＫ以上、増加した時点を直ちに真の下流側変転タイミングとして確定するようにしてもよい。このことは、前記第３実施形態に係わる上流側変転タイミングの検出に関しても同様である。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明は、自動車等に搭載される内燃機関の排気系に備えられるＨＣ吸着材の劣化状態を適正に評価することができる装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１及び第２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２は図１の装置で用いる湿度センサの出力特性を示す線図、図３は本発明の第１実施形態における劣化評価処理装置の処理を示すフローチャート、図４は図３のフローチャートで用いるデータテーブルを示す線図である。図５及び図６は本発明の第１実施形態における劣化評価処理装置の処理を示すフローチャート、図７は図６のフローチャートの要部のサブルーチン処理を示すフローチャート、図８は本発明の第１実施形態における作動を説明するための線図である。図９〜図１１は本発明の第２実施形態における劣化評価処理装置の処理を示すフローチャート、図１２は本発明の第２実施形態における作動を説明するための線図である。図１３は本発明の第３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１４〜図１６は本発明の第３実施形態における劣化評価処理装置の処理を示すフローチャート、図１７は本発明の第３実施形態における作動を説明するための線図である。
【図１】
0004102302.tif 000002
【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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