(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に排ガス中の炭化水素を吸着すべく設けられた炭化水素吸着材と、該炭化水素吸着材の近傍における排気通路内の湿度を検出すべく該排気通路に設けられた湿度センサとを備えた排気系において該湿度センサの故障の有無を検知する方法であって、
前記内燃機関の運転停止後、前記湿度センサの出力が略一定となり、且つ該湿度センサの出力により表される湿度が前記排気通路の外部の湿度に未収束となる所定の期間内における該湿度センサの出力に基づき、該湿度センサの故障の有無を検知することを特徴とする湿度センサの故障検知方法。
【請求項２】
前記所定の期間は、少なくとも前記内燃機関の運転停止後、あらかじめ定めた所定時間が経過した後の期間であることを特徴とする請求項１記載の湿度センサの故障検知方法。
【請求項３】
前記所定の期間は、少なくとも前記炭化水素吸着材の近傍の温度状態が前記排気通路の外部の温度状態と略同等になった後の期間であることを特徴とする請求項１又は２記載の湿度センサの故障検知方法。
【請求項４】
前記所定の期間の終了タイミングは、前記内燃機関の運転停止後、あらかじめ定めた所定時間が経過した時点であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の湿度センサの故障検知方法。
【請求項５】
前記湿度センサの出力に基づき前記湿度センサの故障の有無を検知する処理は、前記内燃機関のあらかじめ定めた所定の運転条件での運転を停止した後に行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の湿度センサの故障検知方法。
【請求項６】
前記所定の運転条件は、前記内燃機関の運転停止前の空燃比に係わる条件を含み、少なくとも該内燃機関の運転停止直前における空燃比が所定時間以上、継続して理論空燃比近傍の空燃比に維持された場合に、前記湿度センサの故障の有無を検知する処理を行うことを特徴とする請求項５記載の湿度センサの故障検知方法。
【請求項７】
前記所定の運転条件は、前記内燃機関の運転停止前の暖機状態に係わる条件を含み、少なくとも該内燃機関の運転停止直前における機関温度があらかじめ定めた所定温度以上になっている場合に、前記湿度センサの故障の有無を検知する処理を行うことを特徴とする請求項５又は６記載の湿度センサの故障検知方法。
【請求項８】
前記所定の期間内における湿度センサの出力を、該湿度センサの出力のデータの取得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、前記湿度センサの故障の有無を検知することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の湿度センサの故障検知方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気系で炭化水素吸着材の近傍に設けられた湿度センサの故障を検知する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排気系では、内燃機関の冷間始動の際等のように、三元触媒等の触媒装置が十分に機能しない状態（触媒装置が十分に昇温・活性化していない状態）において、排ガス中の炭化水素（ＨＣ）を吸着するために、ゼオライト等の炭化水素吸着材により構成された排ガス浄化装置、あるいは該炭化水素吸着材と三元触媒とを複合的に構成してなる炭化水素吸着触媒を備えた排ガス浄化装置を排気通路に設けたものが知られている。前記炭化水素吸着材は、比較的低温状態（例えば１００℃以下）では排ガス中のＨＣを吸着する機能を有し、ある程度の温度（例えば１００〜２５０℃）以上に加熱されると、吸着した炭化水素を脱離するという作用を呈する。
【０００３】
そして、本願出願人は、前記炭化水素吸着材の劣化状態を評価するために、該炭化水素吸着材の下流側等、該炭化水素吸着材の近傍箇所に湿度センサを設け、内燃機関の始動直後のアイドリング運転時等、該内燃機関の所要の運転状態における湿度センサの出力に基づいて、炭化水素吸着材の劣化状態を評価することを試みている（例えば特開２００１−３２３８１１号公報）。この技術は、炭化水素吸着材が排ガス中のＨＣだけでなく、水分も吸着する性質を有し、該炭化水素吸着材のＨＣ吸着能力（吸着可能な最大のＨＣ量）と、水分吸着能力（吸着可能な最大の水分量）とが高い相関性を有するという現象に着目した技術である。そして、この技術は、炭化水素吸着材の水分吸着量を湿度センサの出力に基づいて把握し、それにより炭化水素吸着材の劣化状態を評価するようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように湿度センサを用いて炭化水素吸着材の劣化状態を評価する技術では、該湿度センサの故障が生じた場合には、炭化水素吸着材の劣化状態を評価することができなくなる。このため、湿度センサの故障の有無（湿度センサが正常であるか否か）を検知する技術が望まれる。
【０００５】
この場合、内燃機関のある所要の運転状態における湿度センサの出力に基づいて該湿度センサの故障の有無を検知することが考えられる。しかしながら、例えば自動車の内燃機関の運転状態は種々様々な状態を採り、また、その運転状態の時間的な変動やばらつきも生じ易い。このため、湿度センサの故障の有無の検知を適正に行い得る所要の運転状態で内燃機関の運転が確実に行われるとは限らない。さらに、内燃機関の運転状態の時間的な変動が生じ易いことから、湿度センサの出力は、該湿度センサの応答性のばらつきの影響も受ける。このため、内燃機関の運転状態における湿度センサの出力に基づいて湿度センサの故障の有無を検知することは一般には困難である。
【０００６】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、内燃機関の排気系の炭化水素吸着材の近傍に設けた湿度センサの故障の有無を、安定して容易に検知することができる故障検知方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願発明者等の知見によれば、内燃機関の排気通路に設けた炭化水素吸着材の近傍における排気通路内の湿度に着目したとき、該湿度は、内燃機関の運転停止後、次のように変化する。すなわち、内燃機関の通常的な運転をある程度継続的に行った後にその運転を停止すると、炭化水素吸着材の温度が水分を吸着可能な温度に低下した後に、該炭化水素吸着材がその周囲に残留する排ガス中の水分を吸着することで、該排ガスの湿度は減少していく。そして、炭化水素吸着材による水分の吸着が飽和すると、該炭化水素吸着材の近傍（周囲）の湿度は、概ね一定の湿度となる（より詳しくは、湿度の経時的な変化が極めて小さい状態となる）。この場合、炭化水素吸着材の近傍の湿度がほぼ一定の湿度になった状態におけるその湿度は、炭化水素吸着材の劣化状態に応じて変化する（炭化水素吸着材の劣化が進行している程、該湿度は高くなる）ものの、湿度センサが正常であれば、該湿度は、ある範囲内に収まる。尚、最終的には、排気通路内とその外部との間でのガス交換が進行する（但し、この進行は一般に極めて遅い）ので、排気通路内の湿度は、外気の湿度と同等の湿度に収束していく。
【０００８】
本発明の湿度センサの故障検知装置は、上述のような現象に着目してなされたものである。すなわち、本発明の湿度センサの故障検知装置は、前記の目的を達成するために、内燃機関の排気通路に排ガス中の炭化水素を吸着すべく設けられた炭化水素吸着材と、該炭化水素吸着材の近傍における排気通路内の湿度を検出すべく該排気通路に設けられた湿度センサとを備えた排気系において該湿度センサの故障の有無を検知する方法であって、前記内燃機関の運転停止後、前記湿度センサの出力が略一定となり、且つ該湿度センサの出力により表される湿度が前記排気通路の外部の湿度に未収束となる所定の期間内における該湿度センサの出力に基づき、該湿度センサの故障の有無を検知することを特徴とするものである。
【０００９】
かかる本発明によれば、湿度センサの故障の有無の検知のために用いる前記所定の期間内の湿度センサの出力は、内燃機関の運転停止後、炭化水素吸着材の近傍（周囲）の湿度が略一定となり、且つ、該湿度が排気通路の外部の湿度には収束していない状態（以下、この状態を湿度定常状態ということがある）での該炭化水素吸着材の近傍の湿度（検出湿度）に相当するものとなる。この場合、前記所定の期間内では、内燃機関の運転停止状態であるため、炭化水素吸着材やその近傍の湿度センサの周辺のガス状態はほぼ静的な状態（定常的な状態）となっている。このため、該所定の期間内における湿度センサの出力は安定性が高い。また、該所定の期間内における湿度センサの出力は、定常的な湿度に応じたものであるので、該湿度センサの応答性のばらつき等の影響も受けない。従って、本発明によれば、湿度センサの故障の有無を、前記所定の期間内における湿度センサの出力に基づいて安定して容易に検知することが可能となる。
【００１０】
かかる本発明では、前記所定の期間は、例えば、少なくとも前記内燃機関の運転停止後、あらかじめ定めた所定時間が経過した後の期間である。すなわち、内燃機関の運転停止後、炭化水素吸着材がその周囲の水分を吸着して、その吸着が飽和するまで（前記湿度定常状態が開始するまで）には、ある程度の時間（例えば自動車の排気系では２時間〜４時間程度）を要するので、本発明では、内燃機関の運転停止後、上記所定時間が経過した後における湿度センサの出力に基づいて該湿度センサの故障の有無を検知する。このようにすることにより、内燃機関の運転停止後、頻繁に湿度センサの出力を監視したりすることなく、湿度センサの故障の有無を検知する上で適切な湿度センサの出力を容易に得ることができる。
【００１１】
また、本発明では、前記所定の期間は、例えば、少なくとも前記炭化水素吸着材の近傍の温度状態が前記排気通路の外部の温度状態と略同等になった後の期間である。すなわち、炭化水素吸着材の近傍の温度は、内燃機関の運転の停止後、低下していき、最終的には前記排気通路の外部の温度と略同等の温度に収束する。そして、炭化水素吸着材の近傍の温度状態が排気通路の外部の温度状態とほぼ同等になった状態では、炭化水素吸着材の近傍の飽和水蒸気圧がほぼ一定となるため、炭化水素吸着材の近傍の湿度も、ほぼ一定の湿度となる。従って、前記所定の期間を、炭化水素吸着材の近傍の温度状態が前記排気通路の外部の温度状態と略同等になった後の期間とすることにより、湿度センサの故障の有無を検知する上で適切な湿度センサの出力を得ることができる。
【００１２】
さらに、本発明では、前記所定の期間の終了タイミングは、例えば前記内燃機関の運転停止後、あらかじめ定めた所定時間が経過した時点である。すなわち、内燃機関の運転停止後、炭化水素吸着材の近傍の湿度は、前述したように最終的には、排気通路の外部の湿度と同等の湿度に収束していくので、本発明では、前記所定の期間の終了タイミングを、内燃機関の運転停止後、所定時間が経過した時点として、その時点以前の湿度センサの出力に基づいて該湿度センサの故障の有無を検知する。このようにすることにより、湿度センサの故障の有無を検知する上で適切な湿度センサの出力を容易に得ることができる。尚、この場合の上記所定時間は、内燃機関の運転停止後、前記湿度定常状態が開始するまでの時間よりも十分に長い時間（例えば自動車の排気系では、２４時間〜７２時間程度）である。
【００１３】
また、本発明では、前記湿度センサの出力に基づき前記湿度センサの故障の有無を検知する処理は、前記内燃機関のあらかじめ定めた所定の運転条件での運転を停止した後に行うことが好適である。これによれば、内燃機関の運転停止後における排気通路の排ガス状態（排ガスの湿度状態等）を、湿度センサの故障の有無を検知する上で最適な状態に確保することが可能となる。従って、本発明による湿度センサの故障の有無の検知の信頼性を高めることができる。
【００１４】
この場合、より具体的には、前記所定の運転条件は、前記内燃機関の運転停止前の空燃比に係わる条件を含み、少なくとも該内燃機関の運転停止直前における空燃比が所定時間以上、継続して理論空燃比近傍の空燃比に維持された場合に、前記湿度センサの故障の有無を検知する処理を行うことが好ましい。
【００１５】
すなわち、内燃機関の空燃比（内燃機関で燃焼させる混合気の空燃比）を理論空燃比近傍の空燃比に維持して該内燃機関の運転を行うと、その排ガス中に含まれる水分が比較的多いものとなると共に、該排ガス中の水分の濃度もほぼ一定となる。従って、内燃機関の運転停止直前における空燃比が所定時間以上、継続して理論空燃比近傍の空燃比に維持された場合には、該内燃機関の運転停止直後において、ほぼ一定の濃度で十分に水分を含んだ排ガスが炭化水素吸着材の近傍に存在することとなる。このため、該炭化水素吸着材による水分の吸着及びその飽和が円滑に進行し、該炭化水素吸着材の近傍の湿度状態を確実に前記湿度定常状態に移行させることができると共に、その湿度定常状態における炭化水素吸着材の湿度状態の安定性を高めることができる。この結果、湿度センサの故障が有る場合と無い場合とでの前記所定の期間内における湿度センサの出力の差異が明確になり、該湿度センサの故障の有無の検知の正確さを高めることができる。
【００１６】
また、前記所定の運転条件は、前記内燃機関の運転停止前の暖機状態に係わる条件を含み、少なくとも該内燃機関の運転停止直前における機関温度があらかじめ定めた所定温度以上になっている場合に、前記湿度センサの故障の有無を検知する処理を行うことが好ましい。すなわち、内燃機関の機関温度が前記所定温度以上になっている状態は、内燃機関の暖機が十分に進行して内燃機関での混合気の燃焼状態が安定し、また、炭化水素吸着材も十分に加熱されて、該炭化水素吸着材が吸着している水分を脱離したような状態である。このため、このような状態での内燃機関の運転を停止した場合には、その運転停止直後における炭化水素吸着材の近傍の排ガスの湿度状態のばらつきが少なくなり、また、炭化水素吸着材は、その温度がある程度低下した後に、該炭化水素吸着材の劣化状態に応じた最大限の量の水分を円滑に吸着することとなる。この結果、前記所定の期間における湿度センサの出力の安定性が高まって、湿度センサの故障の有無の検知の正確さを高めることができる。
【００１７】
また、本発明では、前記所定の期間内における湿度センサの出力を、該湿度センサの出力のデータの取得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、前記湿度センサの故障の有無を検知することが好ましい。すなわち、炭化水素吸着材が吸着可能な水分の最大量は該炭化水素吸着材の温度の影響を受け、基本的には、該温度が低い程、該炭化水素吸着材が吸着可能な水分量は増加する。従って、前記所定の期間内における湿度センサの出力は、炭化水素吸着材の温度状態の影響を受ける。そこで、本発明では湿度センサの故障の有無を検知するために該湿度センサの出力（前記所定の期間内における出力）と比較する閾値を、該出力のデータの取得時における炭化水素吸着材の温度状態に応じて設定する。これにより、本発明による湿度センサの故障の有無の検知の信頼性を高めることができる。
【００１８】
尚、前記閾値は、上限側の閾値と下限側の閾値との２種類の閾値を設けることが好ましい。この場合、例えば前記所定の期間内における湿度センサの出力が上記上限側閾値及び下限側閾値の間の範囲にある場合に、湿度センサの故障が無いと判断し、湿度センサの出力が該範囲から逸脱している場合に、湿度センサの故障が有ると判断すればよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態を図１〜図５を参照して説明する。図１は本実施形態における故障検知方法を適用するシステムの構成を示すブロック図であり、図中、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、触媒装置９とが上流側から順に装着されているいる。さらに、排気管５には、触媒装置９の下流側でマフラー（消音器）１０が装着されている。尚、以下の説明において、排気管５のうち、触媒装置６の上流側の部分を第１排気管５ａ、触媒装置６と触媒装置９との間の部分（排ガス浄化装置８を装着した部分）を第２排気管５ｂ、触媒装置９とマフラー１０との間の部分を第３排気管５ｃ、マフラー１０の下流側の部分を第４排気管５ｄという。この場合、第４排気管５ｄの下流端部は大気側に開放されている。
【００２０】
触媒装置６，９は、いずれも図示を省略する三元触媒を内蔵するものであり、各触媒装置６，９の内部にそれぞれ第１排気管５ａ、第２排気管５ｂから供給されるエンジン１の排ガス中の窒素酸化物（ＮＯx）、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）等のガス成分を酸化・還元反応により浄化するものである。尚、触媒装置６，９のうちの一方、例えば触媒装置９は省略してもよい。
【００２１】
前記排ガス浄化装置８は、前記第２排気管５ｂの外周を覆うように該第２排気管５ｂに装着された略円柱形状のハウジング１１を備え、このハウジング１１の中心部を第２排気管５ｂが貫通している。そして、該ハウジング１１の内周面と第２排気管５ｂの外周面との間に形成された筒状の空間１２が第２排気管５ｂから排ガスを分流させるバイパス排気通路１２となっており、このバイパス排気通路１２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、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。
【００２２】
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１２は、ＨＣ吸着材７の上流側におけるハウジング１１の内部で第２排気管５ｂに穿設された複数の通孔１３を介して該第２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１２は、ＨＣ吸着材７の下流側でハウジング１１から導出された合流管１４を介して第２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１２は、ＨＣ吸着材７の下流側でハウジング１１から導出されたＥＧＲ通路（排気還流路）１５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。上記ＥＧＲ通路１５は、排ガス中の未燃ガスをエンジン１で燃焼させるために、エンジン１の運転中の所定の条件下で、排ガスをエンジン１の吸気側に戻すためのものである。そして、このＥＧＲ通路１５には、それを開閉する開閉弁（電磁弁）１６が設けられている。
【００２３】
前記第２排気管５ｂと合流管１４との合流箇所Ａには、その合流箇所Ａの上流側の第２排気管５ｂとバイパス排気通路１２とのいずれか一方のみを大気側（触媒装置９及びマフラー１０側）に開放する切換弁１７が設けられている。この切換弁１７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で第２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１２を大気側に開放する。また、切換弁１７は、図１の仮想線示の状態に駆動されたときには、第２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１２を大気側に対して遮断する。
【００２４】
本実施形態の装置は、上述したような機構的構成の他、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、ＨＣ吸着材７の近傍における排ガスの湿度を検出すべく該ＨＣ吸着材７の近傍で前記ハウジング１１に取付けられた湿度センサ１８と、エンジン１で燃焼させた混合気の空燃比を検出すべく触媒装置６の上流側で前記第１排気管５ａに取付けられた空燃比センサ１９と、エンジン１やその排気系（排気管５等）の外部の温度としての大気温度を検出する大気温センサ２０とを備えている。
【００２５】
ここで、湿度センサ１８は、排ガスの湿度（相対湿度）に応じた出力を発生するセンサであり、空燃比センサ１９は、排ガスの酸素濃度（これはエンジン１で燃焼した混合気の空燃比に応じたものとなる）に応じた出力を発生するセンサ、大気温度センサ２０は大気温度に応じた出力を発生するセンサである。以下の説明では、湿度センサ１８、空燃比センサ１９、大気温センサ２０の出力によりそれぞれ検出される相対湿度、空燃比、大気温度にそれぞれ参照符号VHUM、KACT、TAを付する。尚、湿度センサ１８は、図１のシステムでは、ＨＣ吸着材７の下流側に配置されているが、ＨＣ吸着材７の近傍における排ガスの湿度を検出可能であればよく、ＨＣ吸着材７の上流側に設けられていてもよい。さらに、バイパス排気通路１２にＨＣ吸着材のベッド（床体）を複数備えた場合には、例えば互いに隣合う二つのＨＣ吸着材のベッドの間に湿度センサを配置するようにしてもよい。
【００２６】
本実施形態の装置はさらに、エンジン１の運転制御（前記ＥＧＲ通路１５の開閉弁１６や切換弁１７の制御を含む）を行うコントローラ２１（以下、ＥＣＵ２１という）と、前記湿度センサ１８の故障の有無を検知するための処理を実行する故障検知処理装置２２と、その故障の検知に応じた報知を行うための故障報知器２３とを備えている。前記ＥＣＵ２１及び故障検知処理装置２２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、前記故障報知器２３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。
【００２７】
前記ＥＣＵ２１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、ＥＣＵ２１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（エンジン１で燃焼させる混合気の空燃比の制御）、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１５の開閉弁１６の制御、前記切換弁１７の駆動制御等を行う。
【００２８】
前記故障検知処理装置２２には、前記湿度センサ１８の出力（相対湿度VHUMの検出値を示す信号）、空燃比センサ１９の出力（空燃比KACTの検出値を示す信号）、及び大気温センサ２０の出力（大気温度TAの検出値を示す信号）が与えられる。また、該故障検知処理装置２２は、ＥＣＵ２１との間で種々のデータを授受可能とされており、前記ＥＣＵ２１から例えば前記エンジン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、故障検知処理装置２２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、後述するように湿度センサ１８の故障の有無を検知し、その故障が有ることが検知された場合に、その旨を前記故障報知器２３により報知させるようにしている。
【００２９】
尚、本発明の本質をなすものではないので本明細書での詳細な説明は省略するが、前記湿度センサ１８は、ＨＣ吸着材７の劣化状態を評価するためのものであり、故障検知処理装置２２は、湿度センサ１８の出力を用いてＨＣ吸着材７の劣化状態を評価する機能も備えている。
【００３０】
次に、本実施形態の装置の作動を詳細に説明する。まず、エンジン１の運転時の基本的作動について説明する。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、ＥＣＵ２１及び故障検知処理装置２２が起動する。そして、ＥＣＵ２１は、前記切換弁１７を図示しないモータにより図１の実線示の状態に駆動した後、スタータモータ（図示しない）や、前記燃料噴射器３、点火装置（図示しない）等を介してエンジン１を始動させる。
【００３１】
このようにしてエンジン１の運転が開始されると、該エンジン１の排ガスは、前記第１排気管５ａ、触媒装置６、第２排気管５ｂの上流部分（触媒装置６から前記通孔１３にかけての部分）、バイパス排気通路１２、合流管１４、第２排気管５ｂの下流部分（切換弁１７よりも下流側の部分）、触媒装置９、第３排気管５ｃ、マフラー１０、及び第４排気管５ｄを順に通っ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１２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。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。
【００３２】
また、触媒装置６，９が排ガスにより加熱されて昇温・活性化した状態では、ＥＣＵ２１は前記切換弁１７を図１の仮想線示の状態に制御し、前記バイパス排気通路１２を大気側に対して遮断すると同時に、第２排気管５ｂ（合流箇所Ａよりも上流側の部分）を大気側に開放する。これにより、エンジン１の排ガスは、前記第１排気管５ａ、触媒装置６、第２排気管５ｂ、触媒装置９、第３排気管５ｃ、マフラー１０、及び第４排気管５ｄを順に通って大気側に排出されるようになる。そして、このとき、排ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯx等のガス成分は、触媒装置６，９の触媒作用（酸化・還元反応）により浄化される。
【００３３】
さらに、ＥＣＵ２１は、バイパス排気通路１２を切換弁１７により大気側に対して遮断した状態において、エンジン１の回転数NE、機関温度TW等の所定の条件下で、ＥＧＲ通路１５の開閉弁１６を開弁させる。このとき、排気管５を流れる排ガスの一部は、第２排気管５ｂの通孔１３を介してバイパス排気通路１２に流れ、さらに、該バイパス排気通路１２からＥＧＲ通路１５を通って、エンジン１の吸気側に還流する。そして、この場合、ＨＣ吸着材７が、エンジン１の始動直後に吸着したＨＣを脱離する温度（例えば１００〜２５０℃）以上に昇温している状態では、ＨＣ吸着材７からＨＣが脱離して、エンジン１の吸気側に還流し、該エンジン１で燃焼される。
【００３４】
また、ＥＣＵ２１は、エンジン１の運転中に、所定の条件下でエンジン１のフュエルカットや、リーン運転等を行う場合を除いて、基本的には、エンジン１で燃焼させる混合気の空燃比を理論空燃比近傍の空燃比に維持するように燃焼噴射器３によるエンジン１への燃料供給量を制御する。
【００３５】
尚、ＥＣＵ２１は、図示しない運転スイッチがOFF操作されると、燃料噴射器３によるエンジン１への燃料供給を停止する等して、該エンジン１の運転を停止させる。
【００３６】
一方、故障検知処理装置２２は、エンジン１の運転中において、所定の制御サイクルで図２のフローチャートに示す処理を実行する。この処理では、故障検知処理装置２２は、まず、ＥＣＵ２１からエンジン１の現在の機関温度TWの検出値データを取得すると共に、空燃比センサ１９の現在の出力に基づいてエンジン１で燃焼した混合気の空燃比KACT（以下、エンジン１の空燃比KACTという）の検出値データを取得する（ＳＴＥＰ１）。
【００３７】
次いで、故障検知処理装置２２は、エンジン１の機関温度TWの検出値（現在値）があらかじめ定めた所定値TWHOTよりも高いか否かを判断する（ＳＴＥＰ２）。この判断は、エンジン１の暖機が十分に進行したか否かを判断するためのものであり、前記所定値TWHOTは例えば８５℃に設定されている。尚、エンジン１の機関温度TWがTW＞TWHOTとなる状態では、基本的には、前記触媒装置６，９は十分に昇温して活性化しており、また、排ガス浄化装置８のＨＣ吸着材７は、吸着したＨＣを脱離可能な温度に昇温している。
【００３８】
ＳＴＥＰ２の判断で、TW≦TWHOTである場合には、故障検知処理装置２２は、湿度センサ１８の故障の有無を適正に検知するための所定条件（詳しくはエンジン１の運転中の機関温度TWと空燃比KACTとに関する条件）が成立していないとして、フラグF/MCNDの値を「０」に設定し（ＳＴＥＰ９）、今回の制御サイクルの処理を終了する。尚、このフラグF/MCNDは、故障検知処理装置２２が後述するようにエンジン１の運転停止中に湿度センサ１８の故障の有無を検知する処理を実行する際に用いるフラグであり、その初期値（エンジン１の運転開始時における値）は「０」である。
【００３９】
また、TW＞TWHOTである場合には、故障検知処理装置２２はさらに、エンジン１の空燃比KACTの検出値（現在値）が理論空燃比近傍であらかじめ定めた所定の範囲（AFL＜KACT＜AFHの範囲）内にあるか否かを判断する（ＳＴＥＰ３）。ここで、上記所定の範囲の下限値A FLは、理論空燃比よりも若干リーン側の空燃比であり、上限値AFHは、理論空燃比よりも若干リッチ側の空燃比である。
【００４０】
ＳＴＥＰ３の判断で、エンジン１の空燃比KACTの検出値が上記所定範囲内から逸脱している場合（KACT≦AFL又はKACT≧AFHである場合）には、故障検知処理装置２２は、ＳＴＥＰ８において、空燃比KACTが上記所定の範囲内に継続的に維持されている時間を計時するためのカウントダウンタイマのカウント値TMをあらかじめ定めた初期値TM0に初期化する。さらに、故障検知処理装置２２は、前述のＳＴＥＰ９の処理を実行して、フラグF/MCNDの値を「０」に設定した後、今回の制御サイクルの処理を終了する。
【００４１】
ＳＴＥＰ３の判断で、AFL＜KACT＜AFHである場合には、故障検知処理装置２２は、前記フラグF/MCNDの値（現在値）を判断する（ＳＴＥＰ４）。このとき、F/MCND＝１である場合には、故障検知処理装置２２は、今回の制御サイクルの処理を終了する。また、F/MCND＝０である場合には、故障検知処理装置２２は、前記カウントダウンタイマのカウント値TMを所定値Δtmだけカウントダウンする（ＳＴＥＰ５）。さらに、故障検知処理装置２２は、該カウント値TMが「０」以下になったか否か、換言すれば、AFL＜KACT＜AFHとなる状態（エンジン１の空燃比KACTが理論空燃比近傍の空燃比となる状態）がカウントダウンタイマのカウント値TMの初期値TM0に相当する所定時間以上継続したか否かを判断する（ＳＴＥＰ６）。
【００４２】
このとき、TM＞０である場合には、故障検知処理装置２２は、前述のＳＴＥＰ９の処理を実行して、フラグF/MCNDの値を「０」に設定した後、今回の制御サイクルの処理を終了する。また、TM≦０である場合には、故障検知処理装置２２は、湿度センサ１８の故障の有無を適正に検知するための所定条件（エンジン１の運転中の機関温度TWと空燃比KACTとに関する条件）が成立しているとして、フラグF/MCNDの値を「１」に設定した後（ＳＴＥＰ７）、今回の制御サイクルの処理を終了する。
【００４３】
以上説明した図２のフローチャートの処理によって、エンジン１の機関温度TWが前記所定値TWHOTよりも高くなり、且つ、エンジン１の空燃比KACTが前記カウントダウンタイマの初期値TM0に相当する所定時間以上継続して、理論空燃比近傍の空燃比に維持された場合に、フラグF/MCNDの値が「１」に設定されることとなる。そして、エンジン１の機関温度TWが所定値TWHOTよりも低い場合、あるいは、一時的な外乱の影響やエンジン１のフュエルカット動作等により、空燃比KACTが理論空燃比近傍の所定の範囲から逸脱している場合、あるいは、空燃比KACTが理論空燃比近傍の所定の範囲に在ってもその状態が所定時間以上継続していない場合には、フラグF/MCNDの値が「０」に設定される。
【００４４】
この場合、図２のフローチャートの処理は、エンジン１の運転中にのみ実行される処理であり、前記フラグF/MCNDの値は、エンジン１の運転停止時に確定する。そして、故障検知処理装置２２は、該フラグF/MCNDの値がエンジン１の運転停止中も失われることがないように、エンジン１の運転停止時に図示しないEEPROM等の不揮発性メモリ（あるいは図示しないバッテリ等から常時電源が供給されるメモリ）に記憶保持されるようになっている。従って、エンジン１の運転停止中におけるフラグF/MCNDの値は、そのエンジン１の運転停止直前において、該エンジン１の機関温度TWが前記所定値TWHOTよりも高くなっており、且つ、該エンジン１の空燃比KA CTが理論空燃比近傍の空燃比に維持されている状態が前記カウントダウンタイマの初期値TM0に相当する所定時間以上継続した場合にのみ「１」に設定されることとなる。
【００４５】
エンジン１の運転中に図２のフローチャートの処理を実行する故障検知処理装置２２は、エンジン１の運転停止中における所定のタイミングにおいて、図３のフローチャートに示す処理を実行し、湿度センサ１８の故障の有無を検知する。ここで、この図３のフローチャートの処理（以下、故障検知処理という）を説明する前に、エンジン１の運転停止中において前記湿度センサ１８の出力に基づき検出される相対湿度VHUM（ＨＣ吸着材７の近傍の相対湿度）、並びにエンジン１の機関温度TWの経時的変化の基本的な概要について説明しておく。
【００４６】
図４は、その上段図のグラフａが、エンジン１の運転停止後の湿度センサ１８による相対湿度VHUMの検出値の経時的変化の様子（但し、湿度センサ１８が正常である場合）を例示するものである。また、図４の下段図のグラフｂは、エンジン１の運転停止後の機関温度TWの検出値の経時的変化の様子を例示するものである。
【００４７】
この図４の上段図のグラフａに見られるように、湿度センサ１８により検出されるＨＣ吸着材７の近傍の相対湿度VHUMは、エンジン１の運転停止直後は、排ガス浄化装置８等の温度低下に伴い飽和水蒸気圧が低下することにより一時的に増加する。そして、排ガス浄化装置８のＨＣ吸着材７の温度が排ガス中のＨＣと共に水分を吸着するような温度まで低下すると、該ＨＣ吸着材７がその周囲に存する排ガス中の水分を吸着していくようになるため、ＨＣ吸着材７の近傍の相対湿度VHUMは減少する。さらに、ＨＣ吸着材７による水分の吸着が進行して、その吸着が飽和すると、ＨＣ吸着材７の近傍の相対湿度VHUMは、比較的長い期間（図４の期間Δtpx）にわたって、その経時的変化が極めて小さくなり、ほぼ一定状態になる。
【００４８】
この場合、ＨＣ吸着材７の劣化度合い（ＨＣ及び水分の吸着能力の低下度合い）が大きい程、該ＨＣ吸着材７が吸着可能な最大水分量が少なくなる。このため、ＨＣ吸着材７の近傍の相対湿度VHUMがほぼ一定となった状態における該相対湿度VHUMのレベルは、基本的には、ＨＣ吸着材７の劣化度合いが大きい程、高くなり、逆に、ＨＣ吸着材７の劣化度合いが小さい程、低くなる。図４のグラフａは、ＨＣ吸着材７の劣化が新品状態よりもある程度進行した状態での相対湿度の経時的変化を例示するものであり、例えばＨＣ吸着材７の新品状態では、相対湿度VHUMがほぼ一定となった状態における該相対湿度VHUMのレベルは図４のグラフａの場合よりも低くなる。
【００４９】
但し、ＨＣ吸着材７の近傍の相対湿度VHUMがほぼ一定となった状態において、湿度センサ１８により検出される相対湿度VHUMのレベルの、ＨＣ吸着材７の劣化状態の変化に伴う変化には限界があり、例えば図４の上段図の上限レベルJUDHを越えることはなく、また、図４の下段図の下限レベルJUDLを下回ることはない。従って、ＨＣ吸着材７の近傍の相対湿度VHUMがほぼ一定となった状態における相対湿度VHUMは、上記上限レベルJUDHと下限レベルJUDLとの間の範囲でＨＣ吸着材７の劣化状態に応じて変化する。尚、上記上限レベルJUDH及び下限レベルJUDLは、後述するようにＨＣ吸着材７の温度状態に応じて変化する。
【００５０】
さらに、エンジン１の運転停止後の経過時間（運転停止状態での経過時間）が十分に長くなる（例えば数十時間のオーダ）と、前記排気管５やバイパス排気通路１２の内部と、大気側との間でガス交換が徐々に進行していくため、ＨＣ吸着材７の近傍の相対湿度VHUMは、図４の上段図のグラフａの右側部分に見られるように、最終的には、排気管５やバイパス排気通路１２の外部の大気の湿度である外気湿度に収束していく。
【００５１】
尚、エンジン１の運転停止後、ＨＣ吸着材７の近傍の相対湿度VHUMが実際にほぼ一定状態となる期間Δtpx（以下、湿度定常期間Δtpxという）が開始するタイミングは、エンジン１の運転停止時における排気系（排ガス浄化装置８等）の温度、大気温度TA、ＨＣ吸着材７の容量等に応じたものとなるが、本実施形態のシステムでは、エンジン１の運転停止後、概ね２時間〜４時間が経過した時点から上記湿度定常期間Δtpxが開始する。また、上記湿度定常期間Δtpxの終了タイミングは、主に、前記排ガス浄化装置８から排気管５の下流端までの排気系の構成に依存するが、本実施形態のシステムでは、エンジン１の運転停止後、概ね２４時間〜７２時間（図４の時間t/max）を経過した時点で湿度定常期間Δtpxが終了する。
【００５２】
また、図４の下段図のグラフｂに見られるようにエンジン１の機関温度TWは、エンジン１の運転停止後、低下していき、最終的には、前記大気温センサ２０により検出される大気温度TAに収束する。この場合、エンジン１の排気系の温度、例えば排ガス浄化装置８の温度も基本的には、エンジン１の機関温度TWと同様の傾向で低下し、大気温度TAに収束する。そして、エンジン１の機関温度TW、ひいてはエンジン１の排気系（排ガス浄化装置８等）の温度が大気温度TAとほぼ同等の温度まで低下した状態では、排気系に存する排ガスの飽和水蒸気圧がほぼ一定となるため、基本的にはＨＣ吸着材７の近傍の相対湿度VHUMもほぼ一定状態になる。
【００５３】
上述したように、前記湿度定常期間ΔtpxにおけるＨＣ吸着材７の近傍の相対湿度VHUMはほぼ一定で、しかも、その一定の相対湿度VHUMのレベルは、ある範囲内においてＨＣ吸着材７の劣化状態に応じて変化する。そこで、本実施形態では、該湿度定常期間Δtpx内において、湿度センサ１８により検出される相対湿度VHUMを後述するように設定される所定の上限レベルJUDH及び下限レベルJUDLと比較することにより、湿度センサ１８の故障の有無を検知する。この場合、この検知を適正に行うためには、確実に前記湿度定常期間Δtpx内における相対湿度VHUMの検出値を用いる必要がある。そこで、本実施形態では、エンジン１の運転の停止後、あらかじめ定めた所定時間t/minが経過した時点以後で、且つ、エンジン１の機関温度TWがほぼ大気温度TAに収束した時点における相対湿度VHUMの検出値を用いて、湿度センサ１８の故障の有無を検知する。別の言い方をすれば、本実施形態では、あらかじめ定めた所定時間t/minが経過し、且つ、エンジン１の機関温度TWがほぼ大気温度TAに収束した時点からＨＣ吸着材７の近傍の相対湿度VHUMがほぼ一定状態となる期間が開始するとして、その期間の開始時における相対湿度VHUMの検出値を用いて湿度センサ１８の故障の有無を検知する。ここで、上記所定時間t/minは、基本的には、エンジン１の運転停止後の経過時間が該所定時間t/minに達した時点が前記湿度定常期間Δtpx内に存するように定めた時間であり、本実施形態では、例えば２時間に設定されている。
【００５４】
以上説明したことを基礎として、前記故障検知処理装置２２がエンジン１の運転停止中に実行する故障検知処理（図３のフローチャートの処理）を図３を参照しつつ説明する。
【００５５】
本実施形態では、エンジン１の運転停止後の経過時間を計時すると共に、その経過時間があらかじめ設定された設定時間に達したときに前記ＥＣＵ２１及び故障検知処理装置２２を起動する（これらの動作用電源を図示しないバッテリから給電せしめる）タイマ（図示省略。以下、オフタイマという）を備えている。そして、図３の故障検知処理は、エンジン１の運転停止中に、このオフタイマによりＥＣＵ２１及び故障検知処理装置２２が起動された時にのみ、故障検知処理装置２２が実行する。この場合、前記オフタイマの設定時間は、エンジン１の運転停止の際に、前記所定時間t/min（図４参照）にセットされる。従って、図３のフローチャートの故障検知処理は、エンジン１の運転停止後、その停止状態が維持されたまま、上記所定時間t/min（本実施形態では２時間）が経過した時に初めて実行される。
【００５６】
この故障検知処理は、具体的には、次のように実行される。すなわち、図３を参照して、故障検知処理装置２２は、まず、先に行われたエンジン１の運転中にＨＣ吸着材７が吸着したＨＣの脱離が完了したか否かをそれぞれ値「１」、「０」で示すフラグF/HCPGの値を判断する（ＳＴＥＰ１１）。ここで、このフラグF/HCPGは、エンジン１の運転中にＥＣＵ２１が設定するフラグである。この場合、ＥＣＵ２１は、例えば、ＨＣ吸着材７の温度状態が該ＨＣ吸着材７に吸着されているＨＣを脱離する温度以上の温度となっている状態において、前記ＥＧＲ通路１５の開閉弁１６の開弁制御により該ＥＧＲ通路１５を流れたガス流量の積算値を求めるようにしている。
【００５７】
そして、ＥＣＵ２１は、その積算値があらかじめ定めた所定値以上になったときに、ＨＣ吸着材７のＨＣの脱離が完了（このとき、ＨＣ吸着材７の水分の脱離も完了する）したものとして、前記フラグF/HCPGの値を「１」に設定し、該積算値が所定値に満たないときには、フラグF/HCPGの値を「０」に設定するようにしている。尚、このフラグF/HCPGは、エンジン１の運転停止中も失われることがないように、前記フラグF/MCNDと同様に、エンジン１の運転停止時に図示しないEEPROM等の不揮発性メモリに記憶保持される。
【００５８】
ＳＴＥＰ１１で、F/HCPG＝０である場合には、先に行われたエンジン１の運転中にＨＣ吸着材７のＨＣの脱離、ひいては水分の脱離が完了していない（ＨＣ吸着材７がエンジン１の運転停止時に既に水分を吸着している）ので、故障検知処理装置２２は、湿度センサ１８の故障の有無の検知結果を表す検知結果パラメータSKの値を「０」に設定し（ＳＴＥＰ１９）、故障検知処理を終了する。ここで、検知結果パラメータSKは、その値が「０」であるとき、湿度センサ１８の故障の有無を適正に検知できず、その検知結果を未確定とする状態であることを意味し、値が「１」であるときには、湿度センサ１８の故障が有る（湿度センサ１８が異常である）ことを意味し、値が「２」であるときには、湿度センサ１８の故障が無い（湿度センサ１８が正常である）ことを意味するものである。
【００５９】
一方、ＳＴＥＰ１１で、F/HCPG＝１である場合、すなわち、先に行われたエンジン１の運転中にＨＣ吸着材７のＨＣ及び水分の脱離が完了している場合には、故障検知処理装置２２は、次に、エンジン１の先の運転中に設定されたフラグF/MCNDの値を判断する（ＳＴＥＰ１２）。このとき、F/MCND＝０である場合、すなわち、エンジン１の運転停止直前の機関温度TWが所定値TWHOTよりも低い場合、あるいは、エンジン１の運転停止直前の空燃比KACTが理論空燃比近傍の空燃比に維持される状態が所定時間以上、継続していない場合には、故障検知処理装置２２は、湿度センサ１８の故障の有無を適正に検知する上で不適切であるとして、前記ＳＴＥＰ１９で、前記検知結果パラメータSKの値を「０」に設定し、故障検知処理を終了する。
【００６０】
また、ＳＴＥＰ１２でF/MCND＝１である場合、すなわち、エンジン１の運転停止直前の機関温度TWが所定値TWHOTよりも高く、且つ、エンジン１の運転停止直前の空燃比KACTが理論空燃比近傍の空燃比に維持される状態が所定時間以上、継続している場合には、故障検知処理装置２２は、ＥＣＵ２１からエンジン１の現在の機関温度TWの検出値データを取得すると共に、湿度センサ１８の現在の出力に基づいてＨＣ吸着材７の近傍の相対湿度VHUMの検出値データを取得し、さらに大気温センサ２０の現在の出力に基づいて大気温度TA（排ガス浄化装置８等の排気系の外部の温度）の検出値データを取得する（ＳＴＥＰ１３）。
【００６１】
そして、故障検知処理装置２２は、現在の機関温度TWと大気温度TAとの差（TW−TA）があらかじめ定めた所定値DTよりも小さいか否かを判断する（ＳＴＥＰ１４）。ここで、該所定値DTは、十分に小さな正の値であり、TW−TA＜DTであるということは、機関温度TWが大気温度TAとほぼ同等の温度（略一定の温度）に低下していること、ひいては、ＨＣ吸着材７の近傍の温度が大気温度TAとほぼ同等の温度（略一定の温度）に低下していることを意味する。尚、ＳＴＥＰ１４の判断では、ＨＣ吸着材７の近傍の温度状態を把握するために、代用的にエンジン１の機関温度TWを用いているが、ＨＣ吸着材７の近傍の温度を温度センサを用いて直接的に検出するようにした場合には、その検出温度を機関温度TWの代わりに用いてもよい。
【００６２】
ＳＴＥＰ１４の判断でTW−TA＜DTである場合、すなわち、機関温度TW（ひいてはＨＣ吸着材７の近傍の温度）が、大気温度TAにほぼ収束して、ほぼ一定の温度になっている場合には、湿度センサ１８により検出されるＨＣ吸着材７の近傍の相対湿度VHUMが確実にほぼ一定の状態になっている。そして、この場合には、故障検知処理装置２２は、次に、現在の機関温度TWの検出値（ＳＴＥＰ１３で取得したもの）から、図５に示すようにあらかじめ定めたデータテーブルに基づいて、湿度センサ１８の故障の有無の検知のための閾値である前記上限レベルJUDH及び下限レベルJUDLを求める（ＳＴＥＰ１５）。この上限レベルJUDH及び下限レベルJUDLは、ＳＴＥＰ１３で取得した相対湿度VHUMの現在の検出値（図４の湿度定常期間Δtpx内の検出値）と比較する閾値（上限側閾値及び下限側閾値）であり、前記図４を参照して説明したように、湿度センサ１８が正常であれば、相対湿度VHUMは、この上限レベルJUDH及び下限レベルJUDLの間の範囲内に収まる。この場合、上限レベルJUDH及び下限レベルJUDLは、図５に示すように、エンジン１の機関温度TW（これは、ＨＣ吸着材７の温度状態を表す）が低い程、小さくなるように該機関温度TWに応じて設定される。このように上限レベルJUDH及び下限レベルJUDLを機関温度TW（ＨＣ吸着材７の温度状態）に応じて設定するのは、ＨＣ吸着材７は、その温度が低い程、より多くの水分を吸着するからである。換言すれば、前記湿度定常期間ΔtpxにおけるＨＣ吸着材７の近傍の相対湿度VHUMは、ＨＣ吸着材７の温度が低い程、低下するからである。
【００６３】
次いで、故障検知処理装置２２は、ＳＴＥＰ１３で取得した現在の相対湿度VHUMの検出値を上記上限レベルJUDH及び下限レベルJUDLと比較する（ＳＴＥＰ１６）。このとき、JUDL≦VHUM≦JUDHである場合（例えば図４のグラフａの場合）には、故障検知処理装置２２は、湿度センサ１８が正常な状態（故障が無い状態）であると判断して、前記検知結果パラメータSKの値を「１」に設定し（ＳＴＥＰ１７）、図３の故障検知処理を終了する。また、VHUM＜JUDLあるいはVHUM＞JUDHである場合には、相対湿度VHUMの検出値が本来採り得ない値になっているので、故障検知処理装置２２は、湿度センサ１８の故障が生じていると判断して、前記検知結果パラメータSKの値を「２」に設定し（ＳＴＥＰ１８）、図３の故障検知処理を終了する。
【００６４】
尚、前記ＳＴＥＰ１７〜１９で検知結果パラメータSKの値を設定して、図３の故障検知処理を終了したときには、故障検知処理装置２２や、前記ＥＣＵ２１は、エンジン１の運転が再開されるまで、電源が遮断されてOFF状態となる。また、検知結果パラメータSKの値は、エンジン１の運転停止中、EEPROM等の不揮発性メモリに記憶保持される。
【００６５】
以上説明した処理により、エンジン１の運転停止後、前記所定時間ｔ/minが経過した時に、エンジン１の機関温度TW（ひいてはＨＣ吸着材７の近傍の温度状態）が、大気温度TAとほぼ同等の温度まで低下しているときには（但し、F/HCPG＝０又はF/MCND＝０である場合を除く）、湿度センサ１８の故障の有無が検知されることとなる。
【００６６】
上記の説明では、エンジン１の運転停止後、前記所定時間ｔ/minが経過した時に、エンジン１の機関温度TWが、大気温度TAとほぼ同等の温度まで低下している場合について説明した。しかるに、エンジン１の運転停止後の機関温度TWの低下の仕方は、運転停止時の機関温度TWや大気温度TA等の影響を受けるため、前記所定時間ｔ/minが経過した時（図３の故障検知処理がエンジン１の運転停止後初めて実行された時）に、エンジン１の機関温度TWが、大気温度TAとほぼ同等の温度まで低下しているとは限らず、図３のＳＴＥＰ１４で、TW−TA≧DTとなっている場合もある（例えば図４のグラフｄの場合）。この場合には、故障検知処理装置２２は、図３の故障検知処理を実行した回数を表すカウントパラメータC/DONEの値を「１」だけ増加させた後（ＳＴＥＰ２０）、その値をあらかじめ定めた上限値Ｎと比較する（ＳＴＥＰ２１）。そして、ＳＴＥＰ２１で、C/DONE＜Ｎである場合には、故障検知処理装置２２は、前記オフタイマの設定時間をあらかじめ定められた所定時間Δｔ（図４参照）にセットした後（ＳＴＥＰ２２）、図３の故障検知処理を終了する。そして、このとき、故障検知処理装置２２やＥＣＵ２１は、OFF状態となる。従って、この場合には、所定時間Δｔの経過後に、再び、オフタイマの作動により、故障検知処理装置２２及びＥＣＵ２１が起動され、図３の故障検知処理が故障検知処理装置２２により実行される。ここで、前記所定時間Δｔは、本実施形態では、図３の故障検知処理を最初に実行するタイミングを規定する前記所定時間ｔ/min（本実施形態では２時間）よりも短い時間（例えば３０分）に設定されている。但し、この所定時間Δｔは、所定時間ｔ/minと同じでもよく、あるいは、それよりも長くてもよい。尚、前記カウントパラメータC/DONEの値は、エンジン１の運転停止時に「０」に初期化されている。また、該カウントパラメータC/DONEの値は、エンジン１の運転停止中は、EEPROM等の不揮発性メモリに記憶保持される。
【００６７】
また、前記ＳＴＥＰ２１でC/DONE≧Ｎである場合、すなわち、上限値Ｎの回数、図３の故障検知処理を実行しても、エンジン１の機関温度TWが大気温度TAに収束しない場合には、故障検知処理装置２２は、湿度センサ１８の故障の有無の検知を適正に行う上で不適切であるとして、前記ＳＴＥＰ１９で、前記検知結果パラメータSKの値を「０」に設定し、故障検知処理を終了する。ここで、上記上限値Ｎは、エンジン１の運転停止時からＮ回目の故障検知処理の実行時点までの経過時間が、前記湿度定常期間Δtpxの終了タイミング以前に収まるように（該経過時間が図４の時間t/max以下となるように）設定されている。
【００６８】
尚、前述のようにエンジン１の運転停止中に湿度センサ１８の故障の有無の検知が行われた後、エンジン１の運転が再開されたときには、前記故障検知処理装置２２は、前記検知結果パラメータSKの値に応じて前記故障報知器２３を適宜作動させる。具体的には、検知結果パラメータSKの値が「２」であるとき、すなわち、湿度センサ１８の故障が有ると判断された場合には、その旨が故障報知器２３により報知される。また、本実施形態の装置では、故障検知処理装置２２は、前記湿度定常期間Δtpx内の相対湿度VHUMの検出値（例えば前記ＳＴＥＰ１６で上限レベルJUDH及び下限レベルJUDLと比較する相対湿度VHUMの検出値）をエンジン１の機関温度TWに応じて設定した閾値と比較することにより、ＨＣ吸着材７の劣化状態（劣化度合い）を評価するようにしている。
【００６９】
以上説明した処理により、エンジン１の運転停止後、前記所定時間ｔ/minが経過した時に、エンジン１の機関温度TW（ひいてはＨＣ吸着材７の近傍の温度状態）が、大気温度TAとほぼ同等の温度まで低下していないときには、以後、該機関温度TWが大気温度TAとほぼ同等の温度に低下するまで、前記所定時間Δｔ毎に、図３の故障検知処理が実行されることとなる。
【００７０】
従って、本実施形態では、エンジン１の運転停止後、前記所定時間ｔ/minが経過した時点以後で、エンジン１の機関温度TWが大気温度TAとほぼ同等の温度に低下した時に、湿度センサ１８の故障の有無の実体的な検知が行われ、前記検知結果パラメータSKの値が設定されることとなる。この場合、エンジン１の運転停止後、相対湿度VHUMがほぼ一定状態となる前記湿度定常期間Δtpxが終了するまで時間t/maxは前述のように長い時間（前記所定時間t/minよりも十分に長い）であるので、該湿度定常期間Δtpxが終了するまでにエンジン１の機関温度TWが大気温度TAとほぼ同等の温度まで低下しないような状況は基本的には無い。従って、図３の故障検知処理により、確実に湿度定常期間Δtpx内の相対湿度VHUMの検出値を用いて、湿度センサ１８の故障の有無を検知することができる。そして、この場合、この検知に用いる相対湿度VHUMの検出値は、該相対湿度VHUMが定常的にほぼ一定となっている状態での検出値であるので、湿度センサ１８の応答特性のばらつき等によらずに、その検出値を精度よく得ることができる。このため、該相対湿度VHUMの検出値に基づく湿度センサ１８の故障の有無の検知を高い信頼性で精度よく行うことができる。
【００７１】
また、本実施形態では、前記フラグF/HCPGの値が「１」である場合、すなわち、エンジン１の運転中にＨＣ吸着材７のＨＣ及び水分の脱離が完了したことが把握された場合に、相対湿度VHUMの検出値に基づく湿度センサ１８の故障の有無の実質的な検知が行われる。換言すれば、湿度センサ１８の故障の有無の検知は、エンジン１の運転停止後、ＨＣ吸着材７が、その劣化状態で吸着可能な最大限の水分を吸着した状態での相対湿度VHUMの検出値に基づいて行われる。さらに、本実施形態では、前記フラグF/MCNDの値が「１」である場合、すなわち、エンジン１の運転停止直前に該エンジン１が十分に暖機されて混合気の燃焼状態が安定し、且つ、エンジン１の空燃比KACTが理論空燃比近傍の空燃比に所定時間以上、継続して維持された場合に、相対湿度VHUMの検出値に基づく湿度センサ１８の故障の有無の実質的な検知が行われる。換言すれば、エンジン１の運転停止直後に、ＨＣ吸着材７の周囲に存する排ガスが十分に水分を含んでおり、しかもその含有水分量のばらつきが少ない状態となっている場合に、前記湿度定常期間Δtpx内の相対湿度VHUMの検出値に基づいて、湿度センサ１８の故障の有無が検知される。
【００７２】
この結果、湿度センサ１８の故障の有無の検知に用いる相対湿度VHUMの検出値は安定性が高く、湿度センサ１８が正常であれば、確実に前記上限レベルJUDH及び下限レベルJUDLの間の範囲内に収まるようになる。このため、湿度センサ１８の故障の有無の検知を正確に行うことができ、その検知結果の信頼性を高めることができる。
【００７３】
次に、本発明の第２実施形態を図６を参照して説明する。尚、本実施形態は前記第１実施形態のものと構成は同一であり、故障検知処理装置２２による処理の一部のみが相違するものである。従って、本実施形態の説明では、前記第１実施形態と同一構成もしくは同一機能の部分については、前記第１実施形態と同一の参照符号及び図面を用いて説明を省略する。
【００７４】
本実施形態では、エンジン１の運転中の作動は、前記第１実施形態と同一である。従って、前記図２のフローチャートの処理がエンジン１の運転中に、故障検知処理装置２２により実行される。一方、本実施形態では、故障検知処理装置２２は、エンジン１の運転停止後、エンジン１の運転が再び開始される際に（より詳しくは、ＥＣＵ２１及び故障検知処理装置２２の起動後で、エンジン１の始動のためのクランキング等の作動が行われる直前）、湿度センサ１８の故障の有無を検知する。
【００７５】
すなわち、故障検知処理装置２２は、エンジン１の運転停止後、図示しない運転スイッチのＯＮ操作により起動されると、図６のフローチャートに示す処理（故障検知処理）を実行する。この処理では、まず、前記第１実施形態の図３のＳＴＥＰ１１，１２と同様に、前記フラグF/HCPGの値とフラグF/MCNDの値とがそれぞれＳＴＥＰ３１，３２で判断される。そして、F/HCPG＝０あるいはF/MCND＝０である場合には、故障検知処理装置２２は、前記第１実施形態の場合と同様に、湿度センサ１８の故障の有無を適正に検知することが困難であるとして、前記検知結果パラメータSKの値を「０」に設定し（ＳＴＥＰ４０）、図６の故障検知処理を終了する。
【００７６】
また、F/HCPG＝１で且つF/MCND＝１である場合には、故障検知処理装置２２は、前記第１実施形態の図３のＳＴＥＰ１３と同様に、エンジン１の現在の機関温度TW、ＨＣ吸着材７の近傍の現在の相対湿度VHUM、及び現在の大気温度TA（排ガス浄化装置８等の排気系の外部の温度）の検出値データを取得する（ＳＴＥＰ３３）。
【００７７】
さらに、故障検知処理装置２２は、前記第１実施形態の図３のＳＴＥＰ１４と同様に、現在の機関温度TWと大気温度TAとの差（TW−TA）があらかじめ定めた所定値DTよりも小さいか否か、すなわち、エンジン１の機関温度TW、ひいては排ガス浄化装置８等の排気系の温度が大気温度TAにほぼ収束した状態であるか否かを判断する（ＳＴＥＰ３４）。
【００７８】
このとき、TW−TA≧DTである場合には、故障検知処理装置２２は、前記ＳＴＥＰ４０で前記検知結果パラメータSKの値を「０」に設定し（湿度センサ１８の故障の有無の検知結果を未確定とする）、図６の故障検知処理を終了する。
【００７９】
また、TW−TA＜DTである場合には、故障検知処理装置２２は、さらに、エンジン１の運転停止後の経過時間t/soakが、前記湿度定常期間Δtpxの終了時までの時間t/max（図４参照）としてあらかじめ定められた時間t/maxに達したか否か（t/soak＜t/maxか否か）を判断する（ＳＴＥＰ３５）。ここで、本実施形態では、前記経過時間t/soakは、エンジン１の運転停止時に起動される図示しないタイマにより計時される。また、エンジン１の運転開始時から湿度定常期間Δtpxの終了タイミングまでの時間t/maxは、エンジン１の排気系の構成、特に排ガス浄化装置８から下流側の排気系の構成等を考慮して、実験的に定められ、例えば２４時間〜７２時間の時間に設定されている。
【００８０】
そして、ＳＴＥＰ３５の判断で、t/soak≧t/maxである場合には、湿度センサ１８による相対湿度VHUMの検出値が外気湿度に収束しているかもしくは収束途中である虞れがある。このため、この場合には、故障検知処理装置２２は、湿度センサ１８の故障の有無の実質的な検知を行わず、ＳＴＥＰ４０で前記検知結果パラメータSKの値を「０」に設定し、図６の故障検知処理を終了する。
【００８１】
また、ＳＴＥＰ３５の判断でt/soak＜t/maxである場合には、故障検知処理装置２２は、前記第１実施形態の図３のＳＴＥＰ１５〜１８と同一の処理をＳＴＥＰ３６〜３９で実行し、湿度センサ１８の故障の有無の実質的な検知を行う。すなわち、ＳＴＥＰ３３で取得したエンジン１の現在の機関温度TWの検出値から図５のデータテーブルに基づいて前記上限レベルJUDH（上限側閾値）及び下限レベルJUDL（下限側閾値）が求められる（ＳＴＥＰ３６）。そして、この上限レベルJUDH及び下限レベルJUDLとＳＴＥＰ３３で取得した現在の相対湿度VHUMの検出値とが比較され（ＳＴＥＰ３７）、JUDL≦VHUM≦JUDHである場合には、湿度センサ１８が正常状態（故障が無い状態）であるとして、前記検知結果パラメータSKの値が「１」に設定され（ＳＴＥＰ３８）、図６の故障検知処理が終了される。また、VHUM＜JUDLあるいはVHUM＞JUDHである場合には、湿度センサ１８の故障が有るとして、検知結果パラメータSKの値が「２」に設定され（ＳＴＥＰ３９）、図６の故障検知処理が終了される。
【００８２】
尚、上述のようにエンジン１の運転開始の際に湿度センサ１８の故障の有無の検知が行われた後には、該エンジン１の運転中において、前記故障検知処理装置２２は、前記第１実施形態と同様に、前記検知結果パラメータSKの値に応じて前記故障報知器２３を適宜作動させる。すなわち、検知結果パラメータSKの値が「２」であるとき（湿度センサ１８の故障が有ると判断した場合）には、その旨が故障報知器２３により報知される。また、本実施形態の装置では、前記第１実施形態のものと同様、故障検知処理装置２２は、前記湿度定常期間Δtpx内の相対湿度VHUMの検出値をエンジン１の機関温度TWに応じて設定した閾値と比較することにより、ＨＣ吸着材７の劣化状態（劣化度合い）を評価するようにしている。
【００８３】
以上説明した処理によって、本実施形態では、エンジン１の機関温度TW（ひいては排ガス浄化装置８等）が大気温度TAとほぼ同等の温度に低下した時点から、エンジン１の運転の停止後の経過時間t/soakが所定時間t/maxに達するまでの期間（図４では、Δtpx’の期間）内において、エンジン１の運転が再開された場合に、その運転開始時（但しエンジン１の始動前）における相対湿度VHUMの検出値に基づいて湿度センサ１８の故障の有無の実質的な検知が行われる。これにより、前記第１実施形態と同様に、確実に相対湿度VHUMがほぼ一定状態となっている前記湿度定常期間Δtpx内における相対湿度VHUMの検出値を用いて湿度センサ１８の故障の有無の検知が行われる。また、前記第１実施形態と同様、前記フラグF/HCPG又はF/MCNDの値が「０」である場合、すなわち、エンジン１の運転中にＨＣ吸着材７のＨＣ及び水分の脱離が完了しておらず、あるいは、エンジン１の運転停止直前における空燃比KACTの状態及び機関温度TWの状態が所要の条件を満たさない場合には、湿度センサ１８の故障の有無の実質的な検知は行われない。従って、前記第１実施形態と同様に、湿度センサ１８の故障の有無の検知を正確に行うことができる。
【００８４】
尚、以上説明した第１及び第２実施形態では、エンジン１の運転中にＨＣ吸着材７から脱離するＨＣをエンジン１の吸気側に還流して該エンジン１で燃焼させるシステムを例に採って説明したが、ＨＣ吸着材７から脱離したＨＣを該ＨＣ吸着材７の上流側の触媒装置６の上流側に還流して該触媒装置６で浄化させたり、あるいは、下流側の触媒装置９に供給して該触媒装置９でＨＣを浄化するようなシステムについても本発明を適用できることはもちろんである。
【００８５】
また、前記第１及び第２実施形態では、エンジン１の排気系にＨＣ吸着材７を独立的に備えたシステムを例に採って説明したが、ＨＣ吸着材と三元触媒等の触媒とを複合的に形成した炭化水素吸着触媒の近傍に湿度センサを備えた場合にも、本発明を適用できる。ここで、炭化水素吸着触媒は、例えば、ハニカム構造の担体表面にＨＣ吸着材としてのゼオライトをコーティングし、さらに三元触媒の構成要素としての白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属を担持させることにより構成されるものである。このような炭化水素吸着触媒の近傍に湿度センサを備えた場合においても、該炭化水素吸着触媒の炭化水素吸着材の劣化状態の評価等を行うために備えた湿度センサの故障の有無を前記実施形態と同様に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の故障検知方法の第１実施形態における装置のシステム構成を示すブロック図。
【図２】図１の装置の作動を説明するためのフローチャート。
【図３】図１の装置の作動を説明するためのフローチャート。
【図４】図１の装置の作動を説明するためのグラフ。
【図５】図１の装置を作動を説明するための線図。
【図６】本発明の故障検知方法の第２実施形態を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１…エンジン（内燃機関）、７…炭化水素吸着材、５…排気管（排気通路）、１２…バイパス排気通路、１８…湿度センサ。
【図１】
0003782341.tif 000002
【図２】
0003782341.tif 000003
【図３】
0003782341.tif 000004
【図４】
0003782341.tif 000005
【図５】
0003782341.tif 000006
【図６】
0003782341.tif 000007