JP2001323811A - 排気ガス浄化触媒の状態検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炭化水素を吸着する排気ガス浄化触媒の吸着
材の状態を、劣化を含め、精度良く検出することができ
るとともに、安価に製造することができる排気ガス浄化
触媒の状態検出装置を提供する。 【解決手段】内燃機関１の排気ガス中の炭化水素および
水分を吸着可能なＨＣ吸着材１６を有し、排気管４の途
中に設けられた排気ガス浄化触媒のＨＣ吸着材１６の状
態を検出するための排気ガス浄化触媒の状態検出装置２
１であって、排気管４のＨＣ吸着材１６の下流側に設け
られ、排気ガスの湿度を検出する下流側湿度センサ２２
Ａと、この下流側湿度センサ２２Ａの検出結果に応じ
て、ＨＣ吸着材１６の状態を検出する吸着材状態検出手
段２５と、を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関から排出
された排気ガスを浄化する排気ガス浄化触媒の状態検出
装置に関し、より具体的には、排気ガス中の炭化水素を
吸着材で吸着することによって排気ガスを浄化する排気
ガス浄化触媒の状態検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ガソリンエンジンなどの排気系
においては、エンジンモディフィケーションやＥＧＲに
よって低減しきれなかった排気ガス中の有害物質（炭化
水素、一酸化炭素および窒素化合物）を浄化するため
に、排気管の途中に三元触媒が設けられている。この三
元触媒は、排気ガスなどにより加熱され、所定温度（例
えば３００℃）以上で活性化し、これにより、排気管を
流れる有害物質を酸化・還元作用によって浄化する。し
かし、エンジンの冷間始動時から約３０〜４０秒間は、
三元触媒の温度が上記所定温度よりも低く、三元触媒が
活性化しないため、有害物質のうち、特に未燃焼成分で
ある炭化水素がそのまま、外部に排出されてしまう。こ
のため、炭化水素の外部への排出を阻止するために、上
記三元触媒に加えて、炭化水素を吸着可能な吸着材を排
気管に設けたものが知られている。（例えば、特開平１
０−１５３１１２号）

【０００３】このような吸着材は、排気管における三元
触媒を設けたメイン排気通路から分岐したバイパス排気
通路などに設けられている。エンジンの始動時など、三
元触媒が活性化していないときには、排気ガスをバイパ
ス排気通路に導き、排気ガス中の炭化水素を吸着材に吸
着させる一方、エンジンの暖機などにより三元触媒が活
性化した後、排気ガスをメイン排気通路に導き、三元触
媒によって排気ガスを浄化している。上記吸着材は、表
面に、例えばゼオライトを有しており、排気ガスがバイ
パス排気通路を通過する際に、炭化水素の分子がゼオラ
イトの細孔に入り込むことで、炭化水素が吸着される。
また、このような吸着材は、排気ガスにより、所定温度
以上（例えば１００〜２５０℃）に加熱されると、一旦
吸着した炭化水素を脱離する。そして、脱離した炭化水
素は、ＥＧＲ管などを介してエンジンに再循環されるよ
うになっている。

【０００４】このように吸着材では、炭化水素の吸着お
よび脱離が繰り返されるものの、吸着材の長期間の使用
によって、脱離しきれなかった炭化水素が吸着材に次第
に残留したり、吸着材の細孔が壊れたりすることがあ
る。その結果、吸着材が劣化した状態、すなわち吸着材
における炭化水素の吸着可能量が次第に低下してしま
う。このような状態でエンジンの始動を繰り返すと、吸
着材に吸着されなかった炭化水素を外部に排出してしま
うことになる。このため、吸着材の劣化を解消するため
に炭化水素を脱離させるためのエンジン制御（吸着材を
高温にするなど）を行ったり、吸着材の劣化を運転者に
知らせたりするなどのために、吸着材の劣化を検出する
ことが必要となる。このような吸着材の劣化を検出する
方法として、例えば、炭化水素センサを使用して検出
する方法や、温度センサを使用して検出する方法など
がある。

【０００５】炭化水素センサを使用する場合は、バイ
パス排気通路の吸着材の下流側に炭化水素センサを配置
する。そして、バイパス排気通路に導かれ吸着材を通過
した排気ガスにおける炭化水素の濃度を、その炭化水素
センサによって直接検出する。そして、その検出結果に
基づいて、吸着材の劣化を検出している。具体的には、
バイパス排気通路に導かれ、炭化水素を吸着中の吸着材
の下流側の排気ガス（以下、本明細書において「吸着後
排気ガス」という）の炭化水素の濃度が、所定の値ある
いは所定の許容範囲を超えているときには、吸着材が炭
化水素を十分に吸着することができない状態、すなわち
劣化した状態であると判定される。逆に、吸着後排気ガ
スの炭化水素の濃度が、所定の値以下あるいは所定の許
容範囲内であるときには、吸着材が炭化水素を適切に吸
着することができる状態、すなわち劣化していない状態
であると判定される。

【０００６】一方、温度センサを使用する場合は、例
えば特開平６−２２９２３４号公報に記載されているよ
うに、バイパス排気通路の吸着材の上流側および下流側
に温度センサをそれぞれ配置する。これらの温度センサ
により、吸着材の上流側および下流側の排気ガスの温度
をそれぞれ検出し、その検出結果に基づいて、排気ガス
中の水分が露点状態にある時間（露点時間）を算出す
る。そして、その露点時間に基づいて、吸着材の劣化を
検出している。具体的には、上流側の温度センサの検出
結果やエンジンの運転状態に応じて、予め規定した標準
的な露点時間（標準露点時間）を算出する一方、下流側
の温度センサの検出結果に基づいて、実際の露点時間
（実露点時間）を算出する。そして、これらの露点時間
を相互に比較し、標準露点時間に対し実露点時間が短い
ほど、吸着材が劣化した状態であると判定され、逆に、
標準露点時間に対し実露点時間が長いほど、吸着材が劣
化していない状態であると判定される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の各検出方法に
は、それぞれ以下のような問題点がある。すなわち、
炭化水素センサによる検出方法では、一般に使用される
炭化水素センサが特定の炭化水素（所定の炭素数を有す
る一種類の炭化水素）の濃度のみを検出するようになっ
ているため、そのような炭化水素センサで、炭素数の異
なる各種の炭化水素の濃度を、全体として正確に検出す
ることは困難であり、その検出結果に基づいて、吸着材
の劣化を適正に検出することは困難である。また、炭化
水素センサ自体が、他のセンサと比較して非常に高価で
ある。

【０００８】一方、温度センサによる検出方法では、
排気ガスの温度を検出することで、吸着材の劣化を間接
的に検出しているため、その劣化の検出に誤差が生じ易
く、検出精度が低い。また、温度センサも上記炭化水素
センサと同様に高価であり、さらに２個の温度センサを
使用することで、排気系が全体としてコスト高になって
しまう。

【０００９】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたものであり、炭化水素を吸着する排気ガス
浄化触媒の吸着材の状態を、劣化を含め、精度良く検出
することができるとともに、安価に製造することができ
る排気ガス浄化触媒の状態検出装置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】この目的を達成するた
め、本願の請求項１に係る発明は、内燃機関１の排気ガ
ス中の炭化水素および水分を吸着可能な吸着材（実施形
態における（以下、本項において同じ）ＨＣ吸着材１
６）を有し、排気管４の途中に設けられた排気ガス浄化
触媒の吸着材の状態を検出するための排気ガス浄化触媒
の状態検出装置であって、排気管の吸着材の下流側に設
けられ、排気ガスの湿度を検出する下流側湿度センサ２
２Ａと、この下流側湿度センサの検出結果に応じて、吸
着材の状態を検出する吸着材状態検出手段（ＥＣＵ２
５、図１６のステップ１４１〜１４５、図２０のステッ
プ１６１〜１６３）と、を備えていることを特徴とす
る。

【００１１】この構成によれば、排気管の排気ガス浄化
触媒の吸着材の下流側に設けられた下流側湿度センサに
よって、吸着材の下流側における排気ガスの湿度（以下
「下流側湿度」という）を検出し、この検出結果に応じ
て、吸着材状態検出手段により、吸着材の状態を検出す
る。吸着材における炭化水素および水分の吸着能力は互
いに比例関係にあるので、下流側湿度は、吸着材におけ
る炭化水素の実際の吸着状態に対して高い相関性を有す
る。したがって、この下流側湿度を検出することによっ
て、吸着材における炭化水素の吸着や脱離、吸着材の劣
化などを含む吸着材の状態を精度良く検出することがで
きる。また、炭化水素センサや温度センサに比べて安価
な湿度センサを使用することで、装置自体を安価に製造
することができる。

【００１２】請求項２に係る発明は、請求項１の排気ガ
ス浄化触媒の状態検出装置において、吸着材の上流側の
排気ガスの湿度を検出する上流側湿度検出手段を、更に
備え、吸着材状態検出手段は、上流側湿度検出手段によ
って検出された上流側湿度に応じて、吸着材の状態を検
出することを特徴とする。

【００１３】この構成によれば、上流側湿度検出手段に
よって、吸着材の上流側の排気ガスの湿度（上流側湿
度）を検出することにより、上記請求項１と相まって、
すなわち吸着材の上下流側の湿度を検出することで、よ
り正しく吸着材の状態を検出することができる。なお、
上流側湿度検出手段による上流側湿度の検出には、上流
側湿度を実際に検出を行うことの他、それを推定するこ
とも含む。

【００１４】請求項３に係る発明は、請求項２の排気ガ
ス浄化触媒の状態検出装置において、上流側湿度検出手
段は、下流側湿度センサの検出結果に基づいて、上流側
湿度を推定することを特徴とする。

【００１５】この構成によれば、下流側湿度センサの検
出結果に基づいて、上流側湿度を推定するので、単一の
湿度センサ（下流側湿度センサ）だけで吸着材の状態を
検出することができ、装置を安価に構成することができ
る。

【００１６】請求項４に係る発明は、請求項２の排気ガ
ス浄化触媒の状態検出装置において、上流側湿度検出手
段は、排気管の吸着材の上流側に設けられ、上流側湿度
を検出する上流側湿度センサで構成されていることを特
徴とする。

【００１７】この構成によれば、上流側湿度センサによ
って、実際の上流側湿度を検出することで、吸着材の状
態をより精度良く検出することができる。

【００１８】請求項５に係る発明は、請求項４の排気ガ
ス浄化触媒の状態検出装置において、下流側湿度センサ
および上流側湿度センサの少なくとも一方の応答遅れを
補償するための応答遅れ補償手段を、更に備えているこ
とを特徴とする。

【００１９】この構成によれば、応答遅れ補償手段によ
って、下流側湿度センサおよび上流側湿度センサの少な
くとも一方の応答遅れを補償することにより、実際に使
用されるそれらの湿度センサが応答性の低いものであっ
ても、そのような湿度センサの応答遅れを適切に補償し
ながら、吸着材の状態を適切に検出することができる。

【００２０】請求項６に係る発明は、請求項４または５
の排気ガス浄化触媒の状態検出装置において、下流側湿
度センサおよび上流側湿度センサはいずれも、排気ガス
に晒された状態で排気ガスの湿度を検出するセンサ素子
を有しており、下流側湿度センサおよび上流側湿度セン
サの少なくとも一方のセンサ素子を加熱するためのヒー
タと、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段
と、この運転状態検出手段で検出された運転状態に応じ
て、ヒータの作動を制御するヒータ制御手段と、を更に
備えていることを特徴とする。

【００２１】この構成によれば、内燃機関の運転状態に
応じて、ヒータ制御手段がヒータを作動させ、このヒー
タによって、下流側湿度センサおよび上流側湿度センサ
の少なくとも一方のセンサ素子を加熱することにより、
そのセンサ素子を湿度検出に適した状態とすることが可
能である。例えば、センサ素子は、自身の結露や、コー
キングの付着などによって、湿度を正しく検出できなく
なるおそれがあるので、内燃機関が上記の結露やコーキ
ングの生じやすい状態にあるときに、センサ素子を加熱
することで、そのような不具合を回避し、これにより、
湿度を正しく検出することが可能となる。

【００２２】請求項７に係る発明は、請求項１の排気ガ
ス浄化触媒の状態検出装置において、吸着材状態検出手
段は、吸着材の劣化を、吸着材の状態として検出する吸
着材劣化検出手段を有していることを特徴とする。

【００２３】この構成によれば、吸着材劣化検出手段に
より、下流側湿度センサの検出結果、すなわち下流側湿
度に応じて、吸着材の劣化を検出する。つまり、吸着材
によって炭化水素および水分が吸着された後の排気ガス
（吸着後排気ガス）の湿度を検出することで、吸着材に
おける炭化水素および水分の吸着能力の低下、すなわち
吸着材の劣化を検出することが可能となる。例えば、吸
着材が劣化していない場合には、吸着後排気ガス中の水
分の多くが吸着材に吸着されることで、吸着後排気ガス
の湿度が低く検出される。この検出結果により、吸着材
は、水分と同様に炭化水素を良好に吸着可能な状態にあ
ると推定でき、劣化していないと判定することができ
る。一方、吸着材が劣化している場合には、吸着後排気
ガス中の水分が吸着材にあまり吸着されないことで、吸
着後排気ガスの湿度が高く検出される。この検出結果に
より、吸着材は、水分と同様に炭化水素を十分に吸着で
きず、劣化していると判定することができる。このよう
に、上記構成の状態検出装置は、吸着材の劣化に対し高
い相関性を有する下流側湿度を検出することにより、吸
着材の劣化を精度良く検出することができる。

【００２４】請求項８に係る発明は、請求項７の排気ガ
ス浄化触媒の状態検出装置において、吸着材劣化検出手
段は、内燃機関の始動時からの下流側湿度センサの検出
結果の推移に基づいて、吸着材の劣化を検出することを
特徴とする。

【００２５】この構成によれば、内燃機関の始動時（以
下、本項において単に「始動時」という）からの下流側
湿度センサの検出結果は、吸着材の劣化の度合いに応じ
て推移するので、逆にこの推移に基づいて吸着材の劣化
を検出することができる。このような下流側湿度センサ
の検出結果の推移として、例えば、吸着後排気ガスの湿
度が所定の湿度に達するまでの始動時からの時間、吸着
後排気ガスの湿度の単位時間あたりの変化量、または始
動時から所定時間経過時の吸着後排気ガスの湿度などを
用いることができ、予め測定された劣化していない吸着
材のそれらと比較し、その差異の大きさに基づいて、吸
着材の劣化を適正に検出することができる。

【００２６】請求項９に係る発明は、請求項７または８
の排気ガス浄化触媒の状態検出装置において、大気の状
態を検出する大気状態検出手段（ＥＣＵ２５、ステップ
２）と、この大気状態検出手段および下流側湿度センサ
による内燃機関の始動時の検出結果に基づいて、吸着材
劣化検出手段による吸着材の劣化検出を実行すべきか否
かを判定する劣化検出実行判定手段（ＥＣＵ２５、ステ
ップ５）と、を更に備えていることを特徴とする。

【００２７】この構成によれば、大気状態検出手段およ
び下流側湿度センサによる内燃機関の始動時の検出結果
に基づいて、劣化検出実行判定手段により、吸着材劣化
検出手段による吸着材の劣化検出を実行すべきか否かを
判定する。この場合例えば、大気の状態として、始動時
における大気の飽和絶対湿度を検出（算出）し、始動時
から所定時間経過するまでに、吸着後排気ガスの絶対湿
度が、検出当初の絶対湿度（絶対湿度初期値）よりも所
定量大きくなったときに（絶対湿度初期値＋所定量）、
吸着材が劣化していると判定する場合、雨天時など、大
気の湿度が高いときには、始動時からその所定時間が経
過するまでに、吸着後排気ガスの絶対湿度が飽和絶対湿
度に達することがある。この場合には、その後、下流側
湿度センサは飽和絶対湿度の値を示すので、吸着材が劣
化しているにもかかわらず、吸着材が劣化していないと
誤って判定してしまうことがある。したがって、上記の
「絶対湿度初期値＋所定量」が飽和絶対湿度以上である
場合に、吸着材の劣化検出を実行すべきでないとするこ
とにより、吸着材の劣化についての誤判定を回避するこ
とができる。

【００２８】請求項１０に係る発明は、請求項７ないし
９のいずれかの排気ガス浄化触媒の状態検出装置におい
て、前記吸着材はゼオライトからなることを特徴とす
る。

【００２９】この構成によれば、吸着材がゼオライトか
らなるので、例えばシリカゲルや活性炭などを吸着材と
して使用する場合に比べて、耐熱性に優れかつ劣化し難
い吸着材を構成することができ、加えて、このような吸
着材により、内燃機関の始動時における低温の排気ガス
中の炭化水素を適切に吸着することができる。また、ゼ
オライトからなる吸着材により、高温時において、吸着
した炭化水素を確実に離脱させることができる。さら
に、ゼオライトでは、炭化水素と水分の吸着特性の相関
が非常に高いので、劣化検出装置としての状態検出装置
による吸着材の劣化検出の精度を高めることができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発
明の第１実施形態による排気ガス浄化触媒の状態検出装
置を、吸着材の劣化検出装置として適用した内燃機関を
示している。この内燃機関（以下「エンジン」という）
１の排気系２は、エンジン１から排出された排気ガス
を、浄化しながら外部（大気中）に排出するとともに、
その一部をエンジン１に再循環（ＥＧＲ）させるように
構成されており、排気マニホルド３を介してエンジン１
に接続された排気管４を有している。

【００３１】この排気管４の途中には、排気ガスを浄化
するための排気ガス浄化触媒として、２つの三元触媒
５、５を有する触媒装置６および炭化水素を吸着するた
めの炭化水素吸着触媒装置７が設けられている。触媒装
置６の２つの三元触媒５、５は、排気管４に沿って互い
に隣接して配置されており、これらが所定温度（例えば
３００℃）以上となることで活性化することにより、触
媒装置６を通過する排気ガス中の有害物質（炭化水素、
一酸化炭素および窒素化合物）を、酸化・還元作用によ
って浄化する。

【００３２】一方、炭化水素吸着触媒装置７は、排気管
４の触媒装置６の下流側に配置されており、三元触媒
５、５が活性化していない状態でのエンジン１の始動期
間（例えば、始動時から約３０〜４０秒間）に、排気ガ
ス中の炭化水素を吸着し、これによって、外部に排出さ
れる排気ガス中の炭化水素を大幅に低減するためのもの
である。図２に示すように、炭化水素吸着触媒装置７
は、ほぼ円筒状の外殻を構成するケース１１と、このケ
ース１１の内部に配置された円筒状のメイン排気管１２
と、メイン排気管１２の上流端部（図２の左端部）付近
に設けられ、ケース１１の排気ガス流入口１１ａをメイ
ン排気管１２の内部（メイン排気通路１３）および外部
（バイパス排気通路１４）のいずれか一方に連通させる
ための切替バルブ１５と、メイン排気管１２の外周面と
ケース１１の内周面との間に配置され、バイパス排気通
路１４に流入した排気ガス中の炭化水素を吸着するため
の肉厚円筒状のＨＣ吸着材１６（吸着材）とを備えてい
る。

【００３３】メイン排気管１２は、その上流端部の上部
を除いた部分および下流端部の全周が、ケース１１の内
面に気密状態で接続されている。また、メイン排気管１
２の下流端寄りの位置には、周方向に等間隔で４つの貫
通孔１２ａが形成されており、これらの貫通孔１２ａを
介して、メイン排気通路１３およびバイパス排気通路１
４の下流部同士が連通している。切替バルブ１５は、メ
イン排気通路１３の上流側の開口を開閉するメイン開閉
板１５ａと、バイパス排気通路１４の上流側の開口を開
閉するバイパス開閉板１５ｂとを有しており、これらは
互いにＶ字状に連結されている。そして、これらの開閉
板１５ａ、１５ｂは、支持部材１５ｃを介して回動軸１
５ｄに連結されており、図示しないバルブ駆動機構によ
って、回動軸１５ｄが回動駆動されることにより、メイ
ン開閉板１５ａがメイン排気通路１３を開放しかつバイ
パス開閉板１５ｂがバイパス排気通路１４を閉鎖するか
（図２参照）、あるいは、メイン開閉板１５ａがメイン
排気通路１３を閉鎖しかつバイパス開閉板１５ｂがバイ
パス排気通路１４を開放する。

【００３４】ＨＣ吸着材１６は、ケース１１よりも一回
り小さい径を有する円筒ケース１６ａと、この円筒ケー
ス１６ａ内に、内面がメイン排気管１２の外周面に接し
た状態で配置された肉厚円筒状の吸着材本体１６ｂとに
より構成されている。この吸着材本体１６ｂは、表面に
ゼオライトを担持した金属製のハニカムコア（図示せ
ず）で構成されており、バイパス排気通路１４に流入し
た排気ガスがＨＣ吸着材１６の内部、すなわち吸着材本
体１６ｂを通過する際に、その排気ガス中の炭化水素お
よび水分がゼオライトに吸着する。

【００３５】ゼオライトは、高耐熱性を有しており、低
温状態（例えば１００℃未満）のときに炭化水素を吸着
し、所定温度以上（例えば１００〜２５０℃）の状態の
ときに、一旦吸着した炭化水素を脱離する。そして、脱
離した炭化水素は、ケース１１およびエンジン１の吸気
管１ａに両端部がそれぞれ接続されたＥＧＲ管１７を介
して、エンジン１に再循環され、エンジン１で燃焼され
る。なお、上記ゼオライトは炭化水素および水分を吸着
可能であれば良く、その種類は特に限定されるものでは
ないが、本実施形態では、Ｙ型、Ｇａ−ＭＦＩおよびフ
ェリエライト１００を混合したものを使用した。

【００３６】このように構成されたＨＣ吸着材１６の外
周面とケース１１の内周面との隙間には、上流側に環状
のシール材１８が設けられており、これにより、バイパ
ス排気通路１４に流入した排気ガスの全てが、ＨＣ吸着
材１６内を流れるようになっている。

【００３７】次に、上記炭化水素吸着触媒装置７の劣
化、具体的にはそのＨＣ吸着材１６の劣化を検出する劣
化検出装置２１について説明する。この劣化検出装置２
１は、炭化水素吸着触媒装置７のケース１１に取り付け
られ、ＨＣ吸着材１６を通過した排気ガスである吸着後
排気ガスの湿度を検出する湿度センサ２２（下流側湿度
センサ）と、大気圧を検出する大気圧センサ２３と、ケ
ース１１に取り付けられ、ＨＣ吸着材１６の温度を検出
する温度センサ２４と、これらのセンサ２２、２３、２
４の検出結果に基づいて、ＨＣ吸着材１６の劣化を検出
するＥＣＵ２５（吸着材劣化検出手段、大気状態検出手
段、劣化検出実行判定手段）と、このＥＣＵ２５が、Ｈ
Ｃ吸着材１６が劣化していると判定したときに、その旨
を運転者に知らせるための警告ランプ２６などを備えて
いる。

【００３８】湿度センサ２２は、吸着後排気ガスの絶対
湿度Ｄを検出するように構成されており、その検出信号
をＥＣＵ２５に送る。また、大気圧センサ２３は、大気
圧ＰＡを検出し、その検出信号をＥＣＵ２５に送る。ま
た、温度センサ２４は、排気ガスの温度を検出すること
でＨＣ吸着材１６の温度（ＨＣ吸着材温度）ＴＴＲＳを
検出し、その検出信号をＥＣＵ２５に送る。なお、湿度
センサ２２の詳細については、本出願人が既に提案した
特願２０００−２３０８５号において説明しているの
で、ここでは省略する。

【００３９】また、エンジン１の本体には、サーミスタ
などで構成された水温センサ３１が取り付けられてい
る。水温センサ３１は、エンジン１のシリンダブロック
内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温ＴＷを検
出し、その検出信号をＥＣＵ２５に送る。また、エンジ
ン１には、クランク角センサ３２が設けられており、エ
ンジン１の図示しないクランクシャフトの回転に伴い、
所定のクランク角ごとに、パルス信号であるＣＲＫ信号
およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２５に出力する。ＴＤＣ信号
は、例えばクランクシャフトが１８０度回転するごと
に、１パルスがＥＣＵ２５に出力される。

【００４０】ＥＣＵ２５は、Ｉ／Ｏインターフェース、
ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコン
ピュータで構成されている。上述した湿度センサ２２お
よび大気圧センサ２３などの各種センサからの検出信号
はそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換や整
形がなされた後、ＣＰＵに入力される。ＣＰＵは、各種
センサからの検出信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御
プログラムなどに従って、エンジン３の運転状態を判別
するとともに、判別した運転状態に応じ、ＨＣ吸着材１
６の劣化検出を行う。そして、ＥＣＵ２５は、ＨＣ吸着
材１６が劣化していると判定したときには、警告ランプ
２６に制御信号を出力し、これにより、警告ランプ２６
が点灯することで、ＨＣ吸着材１６の劣化を運転者に報
知する。

【００４１】次に、図３〜図５のフローチャートを参照
しながら、劣化検出装置２１によるＨＣ吸着材１６の劣
化検出処理について、具体的に説明する。図３は、劣化
検出処理を実行すべきか否かの判定処理を示すフローチ
ャートである。この実行判定処理は、エンジン１の始動
時に１回のみ実行されるものであり、この処理ではま
ず、ステップ１（「Ｓ１」と図示する。以下同じ）にお
いて、エンジン１のエンジン水温ＴＷが所定の温度範囲
内、すなわち下限温度ＴＷＴＲＳＬ（例えば０℃）以上
で、かつ、上限温度ＴＷＴＲＳＨ（例えば３５℃）以下
であるか否かを判別する。このステップ１は、エンジン
１が通常の始動であるか否かを判別するものである。す
なわち、エンジン水温ＴＷが下限温度ＴＷＴＲＳＬより
も低いときには、湿度センサ２２によっては、その感度
が低いことで、吸着後排気ガスの適正な湿度を検出でき
ないことがあるので、これを排除する必要がある。逆
に、エンジン水温ＴＷが上限温度ＴＷＴＲＳＨよりも高
いときには、エンジン１がホットリスタートされた可能
性があることから、これを排除する必要がある。

【００４２】したがって、ステップ１の判別結果がＮ
ｏ、すなわちエンジン水温ＴＷが下限温度ＴＷＴＲＳＬ
よりも低いか、あるいは上限温度ＴＷＴＲＳＨよりも高
いときには、ＨＣ吸着材１６の劣化検出を実行すべきで
ないとして、劣化検出実行フラグｆ＿ＭＣＮＤＴＲＳを
「０」にセットする（ステップ８）とともに、アップカ
ウントタイマのタイマ値ＴＭＴＲＳをリセットして（ス
テップ９）、本プログラムを終了する。

【００４３】一方、ステップ１の判別結果がＹｅｓ、す
なわちエンジン水温ＴＷが下限温度ＴＷＴＲＳＬ以上
で、かつ、上限温度ＴＷＴＲＳＨ以下のときには、飽和
絶対湿度ＤＳの演算処理を実行する（ステップ２）。こ
の演算処理ではまず、図４に示すように、エンジン１の
始動時におけるＨＣ吸着材温度ＴＴＲＳおよび大気圧Ｐ
Ａに従って、所定の飽和水蒸気圧ＥＳマップ（図示せ
ず）を検索することによって、飽和水蒸気圧ＥＳを算出
する（ステップ１１）。

【００４４】なお、本実施形態では、ＨＣ吸着材温度Ｔ
ＴＲＳを、炭化水素吸着触媒装置７のケース１１に取り
付けた温度センサ２４で検出しているが、ＨＣ吸着材温
度ＴＴＲＳとして、排気管４に取り付けられる温度セン
サで検出される排気温や、エンジン１に通常設けられる
既存の吸気温センサで検出される吸気温を代用してもよ
い。また、大気圧ＰＡについては、エンジン１に通常設
けられる既存の吸気圧センサで検出される、エンジン始
動前の吸気管内絶対圧で代用してもよい。

【００４５】次に、上記ステップ１１で算出した飽和水
蒸気圧ＥＳ、およびＨＣ吸着材温度ＴＴＲＳを用いて、
下記数式１により、飽和絶対湿度ＤＳを算出する（ステ
ップ１２）。なお、数式１におけるＰ０は、所定の標準
気圧（例えば７６０ｍｍＨｇ）である。

【００４６】

【数１】

【００４７】上記数式１によって飽和絶対湿度ＤＳを算
出した後、図３のステップ３において、エンジン１の始
動時に湿度センサ２２によって検出された吸着後排気ガ
スの絶対湿度Ｄを、絶対湿度初期値ＤＩＮＩとして設定
する。そして、この絶対湿度初期値ＤＩＮＩに応じて、
劣化判定用の湿度加算値ＤＤＪＵＤを算出する（ステッ
プ４）。この算出は、ＲＯＭに記憶された図６（ａ）に
示すようなテーブル（湿度加算値テーブル）を検索する
ことによって行われる。この湿度加算値テーブルでは、
劣化判定湿度加算値ＤＤＪＵＤは、絶対湿度初期値ＤＩ
ＮＩが大きいほど、より小さな値となるようにほぼリニ
アに設定されている。

【００４８】次いで、上記ステップ２で算出した飽和絶
対湿度ＤＳが、絶対湿度初期値ＤＩＮＩと劣化判定用の
湿度加算値ＤＤＪＵＤの和以下であるか否かを判別する
（ステップ５）。このステップ５の判別は以下の理由に
よるものである。すなわち、後述するように、ＨＣ吸着
材１６の劣化検出については、吸着後排気ガスの絶対湿
度Ｄが、絶対湿度初期値ＤＩＮＩと湿度加算値ＤＤＪＵ
Ｄの和で表されるしきい値以上であって、そのことが、
エンジン１の始動後、後述する劣化判定時間ＴＳＲＳ経
過までに検出されたときに、ＨＣ吸着材１６が劣化して
いると判定する。したがって、上記しきい値が飽和絶対
湿度ＤＳ以上であると（ステップ５：Ｙｅｓ）、図７に
示すように、劣化判定時間ＴＳＲＳが経過するまでに、
吸着後排気ガスの絶対湿度Ｄが飽和絶対湿度ＤＳに達し
てしまうことがある（図７の時刻ｔ０）。この場合、時
刻ｔ０以降の吸着後排気ガスの絶対湿度Ｄは、図７に破
線で示す本来の推移と異なり、飽和絶対湿度ＤＳの推移
と一致した状態で推移する。この場合には、湿度センサ
２２が飽和絶対湿度ＤＳの値を示すので、ＨＣ吸着材１
６が劣化しているにもかかわらず、ＨＣ吸着材１６が劣
化していないと誤って判定してしまうことがある。した
がって、ステップ５の判別により、上記のような場合に
おけるＨＣ吸着材１６の劣化についての誤判定を回避
し、判定精度を高めることができる。

【００４９】また、図６（ａ）の湿度加算値テーブルで
は、絶対湿度初期値ＤＩＮＩが大きいほど、吸着後排気
ガスの絶対湿度Ｄの上昇速度が遅いため（図８参照）、
湿度加算値ＤＤＪＵＤを適切に設定することで、ＨＣ吸
着材１６の劣化を適正に検出するために、上述したよう
に、絶対湿度初期値ＤＩＮＩが大きいほど、湿度加算値
ＤＤＪＵＤがより小さな値となるように設定されてい
る。

【００５０】したがって、ステップ５の判別結果がＹｅ
ｓ、すなわち飽和絶対湿度ＤＳが、上記しきい値（絶対
湿度初期値ＤＩＮＩ＋湿度加算値ＤＤＪＵＤ）以下のと
きには、上記のようなＨＣ吸着材１６の劣化の誤判定を
回避するために、劣化検出を実行すべきでないとして、
劣化検出実行フラグｆ＿ＭＣＮＤＴＲＳを「０」にセッ
トする（ステップ８）とともに、アップカウントタイマ
のタイマ値ＴＭＴＲＳをリセットして（ステップ９）、
本プログラムを終了する。一方、ステップ５の判別結果
がＮｏ、すなわち飽和絶対湿度ＤＳが、上記しきい値よ
りも大きいときには、ＨＣ吸着材１６の劣化検出を実行
すべきとして、劣化検出実行フラグｆ＿ＭＣＮＤＴＲＳ
を「１」にセットする（ステップ６）とともに、劣化判
定時間ＴＳＲＳを算出し（ステップ７）、アップカウン
トタイマのタイマ値ＴＭＴＲＳをリセットした後、スタ
ートさせて（ステップ９）、本プログラムを終了する。

【００５１】上記ステップ７での劣化判定時間ＴＳＲＳ
の算出は、絶対湿度初期値ＤＩＮＩに応じ、図６（ｂ）
に示すようなテーブル（劣化判定時間テーブル）を検索
することによって行われる。絶対湿度初期値ＤＩＮＩが
大きいほど、吸着後排気ガス中の水分（水蒸気）が早期
に飽和状態に達しやすいため、上述したようなＨＣ吸着
材１６の劣化の誤判定を生じることがあるので、この劣
化判定時間テーブルでは、劣化判定時間ＴＳＲＳは、絶
対湿度初期値ＤＩＮＩが大きいほど、緩やかなカーブを
描きながらより小さな値となるように設定されている。

【００５２】次に、図５を参照しながら、ＨＣ吸着材１
６の劣化検出処理について説明する。本処理は、クラン
ク角センサからのＴＤＣ信号がＥＣＵ２５に入力される
のに同期して、あるいは所定時間（例えば５０ミリ秒）
ごとに実行される。この処理ではまず、ステップ２１に
おいて、上述した図３の実行判定処理でセットされた劣
化検出実行フラグｆ＿ＭＣＮＤＴＲＳが「１」であるか
否かを判別する。この判別結果がＮｏ、すなわち劣化検
出実行フラグｆ＿ＭＣＮＤＴＲＳが「０」のときには、
ＨＣ吸着材１６の劣化検出終了後であるか、あるいは現
在、ＨＣ吸着材１６の劣化検出を実行すべきでないとし
て、そのまま本プログラムを終了する。一方、ステップ
２１の判別結果がＹｅｓ、すなわち劣化検出実行フラグ
ｆ＿ＭＣＮＤＴＲＳが「１」であるときには、湿度セン
サ２２によって検出された吸着後排気ガスの絶対湿度Ｄ
を取り込む（ステップ２２）。

【００５３】次いで、この絶対湿度Ｄが、絶対湿度初期
値ＤＩＮＩと湿度加算値ＤＤＪＵＤの和（しきい値）以
上であるか否かを判別する（ステップ２３）。この判別
結果がＮｏ、すなわち絶対湿度Ｄが、しきい値よりも小
さいときには、そのまま本プログラムを終了する。一
方、ステップ２３の判別結果がＹｅｓ、すなわち絶対湿
度Ｄが、しきい値以上であるときには、続くステップ２
４において、上記実行判定処理のステップ９でスタート
したアップカウントタイマのタイマ値ＴＭＴＲＳが、上
記実行判定処理のステップ７で算出された劣化判定時間
ＴＳＲＳ以下であるか否かを判別する。この判別結果が
Ｙｅｓ、すなわちエンジン１の始動後、劣化判定時間Ｔ
ＳＲＳが経過していないときには、絶対湿度Ｄの上昇速
度が速く、ＨＣ吸着材１６が劣化しているとして、劣化
フラグｆ＿ＤＴＲＳを「１」にセットするとともに、Ｈ
Ｃ吸着材１６の劣化を運転者に知らせるために、警告ラ
ンプ２６を点灯し（ステップ２６）、ＨＣ吸着材１６の
劣化検出が終了したとして、劣化検出実行フラグｆ＿Ｍ
ＣＮＤＴＲＳを「０」にセットし（ステップ２７）、本
プログラムを終了する。

【００５４】一方、ステップ２４の判別結果がＮｏ、す
なわちエンジン１の始動後、劣化判定時間ＴＳＲＳが経
過しているときには、絶対湿度Ｄの上昇速度が遅く、Ｈ
Ｃ吸着材１６が未劣化であるとして、劣化フラグｆ＿Ｄ
ＴＲＳを「０」にセットするとともに（ステップ２
８）、劣化検出実行フラグｆ＿ＭＣＮＤＴＲＳを「０」
にセットして（ステップ２７）、本プログラムを終了す
る。なお、劣化フラグｆ＿ＤＴＲＳは、ＥＣＵ２５によ
るエンジン１のフェイルセーフなどに利用される。

【００５５】図８は、絶対湿度初期値ＤＩＮＩが低い場
合（例えば晴天時）およびそれが高い場合（例えば
雨天時）におけるエンジン１の始動時からの湿度センサ
２２の検出結果の推移、より具体的には、劣化していな
い新品のＨＣ吸着材１６（正常品）を使用したときと、
劣化していると判定されるしきい値品としてのＨＣ吸着
材１６（劣化品）を使用したときの吸着後排気ガスの絶
対湿度Ｄの推移の一例を対比して示している。同図に示
すように、晴天時および雨天時ではいずれも、絶対
湿度Ｄが次のように推移する。すなわち、絶対湿度Ｄ
は、エンジン１が始動しある時間が経過した後、漸増し
始め、上昇速度が大きくなり、その後（時刻ｔ４経過
後）、一定の値（飽和絶対湿度）に収束するように推移
する。

【００５６】まず、晴天時における吸着後排気ガスの
絶対湿度Ｄの推移について説明する。同図に示すよう
に、ＨＣ吸着材１６が劣化しているときには、エンジン
１が始動してから、時刻ｔ２、すなわち劣化判定時間Ｔ
ＳＲＳが経過しないうちに、絶対湿度Ｄがしきい値Ｄ１
を上回るようになるので（検出される絶対湿度Ｄがの
破線よりも左側で推移する）、これにより、ＨＣ吸着材
１６が劣化していると判定することができる。一方、Ｈ
Ｃ吸着材１６が劣化していないときには、検出される絶
対湿度Ｄがの実線と破線の間で推移し、エンジン１の
始動後、劣化判定時間ＴＳＲＳ（時刻ｔ２）が経過する
までは、絶対湿度Ｄがしきい値Ｄ１を上回ることがない
ので、ＨＣ吸着材１６が劣化していないと判定すること
ができる。同様に、雨天時においても、同図に示すよ
うに、ＨＣ吸着材１６が劣化しているときには、劣化判
定時間ＴＳＲＳ（時刻ｔ１）が経過しないうちに、絶対
湿度Ｄがしきい値Ｄ２を上回るようになるので（検出さ
れる絶対湿度Ｄがの破線よりも左側で推移する）、Ｈ
Ｃ吸着材１６が劣化していると判定することができる。
一方、ＨＣ吸着材１６が劣化していないときには、検出
される絶対湿度Ｄがの実線と破線の間で推移し、劣化
判定時間ＴＳＲＳ（時刻ｔ１）が経過するまでは、絶対
湿度Ｄがしきい値Ｄ２を上回ることがないので、ＨＣ吸
着材１６が劣化していないと判定することができる。

【００５７】またこれらの場合、吸着後排気ガスの絶対
湿度初期値ＤＩＮＩが大きいほど、湿度加算値ＤＤＪＵ
Ｄが小さく設定されるので（図６（ａ）参照）、晴天時
に加えて雨天時にも、ＨＣ吸着材１６の劣化を適正に検
出することができる。

【００５８】以上詳述したように、本実施形態の劣化検
出装置２１によれば、ＨＣ吸着材１６における炭化水素
吸着量に対し高い相関性を有する水分吸着量に応じた吸
着後排気ガスの湿度を検出することによって、ＨＣ吸着
材１６の劣化を検出するので、その劣化を精度良く検出
することができるとともに、炭化水素センサや温度セン
サを利用する従来と異なり、安価な湿度センサ２２を利
用することで、劣化検出装置２１自体を安価に製造する
ことができる。

【００５９】また、本実施形態では、吸着後排気ガスの
絶対湿度Ｄが所定のしきい値（絶対湿度初期値ＤＩＮＩ
＋湿度加算値ＤＤＪＵＤ）に達するまでの時間を、正常
品のＨＣ吸着材１６を使用したときのその時間と比較す
ることで、ＨＣ吸着材１６の劣化を検出したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、これ以外の湿度セン
サ２２の検出結果の推移に基づいて、ＨＣ吸着材１６の
劣化を検出してもよい。具体的には、例えば、吸着後排
気ガスの湿度の単位時間当たりの変化量や、エンジン１
の始動時から所定時間経過後の吸着後排気ガスの湿度な
どを、予め測定した正常品のＨＣ吸着材のそれらと比較
するようにしても、ＨＣ吸着材１６の劣化を適正に検出
することができる。

【００６０】次に、図９〜図２１を参照しながら、本発
明の第２実施形態について説明する。なお、上記第１実
施形態と同じ機能を有する構成部分については、同一の
符号を付して、その説明を省略あるいは簡単に説明す
る。

【００６１】図９および図１０に示すように、本実施形
態のエンジン１の排気系２も上記第１実施形態と同様
に、排気管３の途中に、触媒装置６および炭化水素吸着
触媒装置７を有している。炭化水素吸着触媒装置７は、
排気通路切替装置８を介して、触媒装置６の下流端部に
連結されており、ほぼ円筒状の外殻を構成するケース１
１と、このケース１１の内部に配置されたバイパス排気
管１２と、このバイパス排気管１２の途中に充填され、
バイパス排気管１２に流入した排気ガス中の炭化水素を
吸着するための円柱状のＨＣ吸着材１６（吸着材）とを
備えている。

【００６２】図１０に示すように、ケース１１は、その
上流端部が上下に二股になっており、上側の開口部１１
ａが、排気管４の排気通路に連通するとともに、ケース
１１内における上記バイパス排気管１２の外側の断面環
状のスペース（メイン排気通路１３）と連通する一方、
下側の開口部１１ｂが、バイパス排気管１２の内部のス
ペース（バイパス排気通路１４）と連通している。

【００６３】バイパス排気管１２は、その上流端部がケ
ース１１の下側の開口部１１ｂの内面に、下流端部がケ
ース１１の下流端部の内面に、それぞれ気密状態で接続
されている。また、バイパス排気管１２の下流端寄りの
位置には、長孔状の複数（例えば５個）の連通孔１２ａ
が、互いに周方向に等間隔で形成されており、これらの
連通孔１２ａを介して、ケース１１内のメイン排気通路
１３およびバイパス排気通路１４の下流端部同士が連通
している。

【００６４】ＨＣ吸着材１６は、表面にゼオライトを担
持した金属製のハニカムコアで構成されており、バイパ
ス排気通路１４に流入した排気ガスがＨＣ吸着材１６の
内部を通過する際に、その排気ガス中の炭化水素および
水分がゼオライトに吸着する。

【００６５】排気通路切替装置８は、上記構成の炭化水
素吸着触媒装置７を触媒装置６に連結するとともに、触
媒装置６を通過した排気ガスの排気通路を、三元触媒５
の活性状態に応じて、上記メイン排気通路１３とバイパ
ス排気通路１４とに、選択的に切り替えるためのもので
ある。この排気通路切替装置８は、ほぼ円筒状の連結管
１８と、この連結管１８内に設けられ、排気通路を切り
替えるための切替バルブ１５とを有している。連結管１
８は、触媒装置６の下流端部と炭化水素吸着触媒装置７
のメイン排気通路１３とを気密状態で連通させるメイン
管部１８ａと、このメイン管部１８ａの上流部から分岐
し、触媒装置６の下流端部と炭化水素吸着触媒装置７の
バイパス排気通路１４とを気密状態で連通させる分岐管
部１８ｂとで構成されている。

【００６６】一方、切替バルブ１５は、円板状のバルブ
本体１５ａと、このバルブ本体１５ａを一端部に支持す
る所定形状のアーム１５ｃとを有している。ＥＣＵ２５
によって制御される切替バルブ駆動装置１９（図９参
照）により、アーム１５ｃが他端部を中心に所定角度、
回動駆動されることに伴い、バルブ本体１５ａも回動
し、メイン管部１８ａおよび分岐管部１８ｂのいずれか
一方を開放し、他方を閉鎖する。したがって、バルブ本
体１５ａが、図１０に示すように、メイン管部１８ａを
開放しかつ分岐管部１８ｂを閉鎖しているときには、触
媒装置６を通過した排気ガスがメイン管部１８ａを通っ
て、ケース１１内のメイン排気通路１３に流れる。逆
に、バルブ本体１５ａがメイン管部１８ａを閉鎖しかつ
分岐管部１８ｂを開放しているときには（図１０の２点
鎖線参照）、触媒装置６を通過した排気ガスが分岐管部
１８ｂを通って、バイパス排気通路１４に流れる。な
お、アーム１５ｃの他端部には、図示しないねじりコイ
ルばねが設けられており、このねじりコイルばねによっ
て、バルブ本体１５ａは、常時は、図１０に示すよう
に、メイン管部１８ａを開放しかつ分岐管部１８ｂを閉
鎖している。

【００６７】このように構成された排気通路切替装置８
では、通常、エンジン１の始動直後、分岐管部１８ｂを
閉鎖しているバルブ本体１５ａが回動駆動されることに
よって、分岐管部１８ｂを開放しかつメイン管部１８ａ
を閉鎖する。これにより、触媒装置６を通過した排気ガ
スは、分岐管部１８ｂを介して、バイパス排気通路１４
に導かれて流れ、炭化水素および水分がＨＣ吸着材１６
に吸着され、ＨＣ吸着材１６を通過した排気ガスが、更
に下流へと流れて外部に排出される。そして、後述する
ように、ＨＣ吸着材１６における炭化水素の吸着が完了
したと判別されると、メイン管部１８ａを閉鎖していた
バルブ本体１５ａが再度回動駆動されることによって、
メイン管部１８ａを開放しかつ分岐管部１８ｂを閉鎖す
る。これにより、触媒装置６を通過した排気ガスは、メ
イン管部１８ａを介して、ケース１１内のメイン排気通
路１３に導かれて流れ、バイパス排気管１２の下流端部
の連通孔１２ａを介して、バイパス排気管１２内に流入
し、更に下流へと流れて外部に排出される。

【００６８】炭化水素吸着触媒装置７のケース１１に
は、バイパス排気通路１４におけるＨＣ吸着材１６の下
流側の湿度（下流側湿度）Ｄを検出する下流側湿度セン
サ２２Ａが取り付けられており、その検出信号はＥＣＵ
２５に出力される。ＥＣＵ２５にはまた、吸気温ＴＡを
検出する吸気温センサ２７が接続されている。ＥＣＵ２
５（吸着材状態検出手段、上流側湿度検出手段、応答遅
れ補償手段、運転状態検出手段、ヒータ制御手段）は、
これらのセンサ２２Ａ、２７の検出結果などに基づい
て、切替バルブ１５を含め、エンジン１および排気系２
の各種の制御を行う。

【００６９】下流側湿度センサ２２Ａは、先端のセンサ
素子２２ａがバイパス排気管１２の連通孔１２ａの１つ
を介して、バイパス排気通路１４に臨むように、ケース
１１の下流端部に取り付けられており、上述したよう
に、下流側湿度Ｄを検出し、その検出信号をＥＣＵ２５
に送る。この検出信号は、ＥＣＵ２５において、後述す
るＨＣ吸着材１６による炭化水素の吸着条件が成立して
いるときには、相対湿度の検出信号として扱われる一
方、その吸着条件が成立していないときには、絶対湿度
の検出信号として扱われる。また、下流側湿度センサ２
２Ａには、センサ素子２２ａを加熱するためのヒータ２
８が設けられている。このヒータ２８は、ＥＣＵ２５に
よって制御されるようになっており、後述する所定条件
が成立したときに、所定時間作動し、下流側湿度センサ
２２Ａのセンサ素子２２ａを加熱する。

【００７０】また、上記下流側湿度センサ２２Ａに加え
て、図９および図１０に二点鎖線で示すように、ＨＣ吸
着材１６の上流側にも、下流側湿度センサ２２Ａと同じ
湿度センサである上流側センサ２２Ｂが設けられる場合
もある。この上流側湿度センサ２２Ｂは、バイパス排気
通路１４におけるＨＣ吸着材１６の上流側の湿度（以
下、単に「上流側湿度」という）ＤＦを検出する。な
お、以下の説明では、下流側湿度センサ２２Ａおよび上
流側湿度センサ２２Ｂを特に区別しない場合には、それ
らのセンサをまとめて、単に「湿度センサ２２」とい
う。

【００７１】次に、図１１〜図２１を参照しながら、Ｅ
ＣＵ２５で実行される制御処理について、具体的に説明
する。図１１は、湿度検出の実行決定処理を示してい
る。本処理は、エンジン１を始動させるために、イグニ
ッションスイッチをオンにしたときに、直ちに開始され
る。本処理ではまず、ステップ１０１（「Ｓ１０１」と
図示する。以下同じ）において、湿度センサ２２を加熱
するヒータ２８が作動中か否かを判別する。この判別結
果がＹｅｓ、すなわちヒータ２８が作動中であるときに
は、そのまま本プログラムを終了する。一方、ステップ
１０１の判別結果がＮｏ、すなわちヒータ２８が作動し
ていないときには、続くステップ１０２に進み、エンジ
ン１が始動前か否か、具体的にはクランキングの開始前
か否かを判別する。この判別結果がＹｅｓ、すなわちエ
ンジン１が始動前であるときには、続くステップ１０３
に進み、吸気温センサ２７で検出した吸気温ＴＡが、所
定の判定値ＴＡ＿ＨＴ＿ＪＤＧ（例えば５０℃）よりも
低いか否かを判別する。

【００７２】ステップ１０３の判別結果がＹｅｓ、すな
わち吸気温ＴＡが判定値ＴＡ＿ＨＴ＿ＪＤＧよりも小さ
いときには、ヒータ２８を所定時間（例えば１０秒）作
動させ（ステップ１０４）、本プログラムを終了する。
このようなヒータ２８の制御を行うのは、次のような理
由からである。すなわち、エンジン１の始動時に雰囲気
温度が低いときには、湿度センサ２２のセンサ素子２２
ａに結露が生じやすく、その状態で湿度検出を実行する
と、実際の値を精度良く検出することができないので、
ヒータ２８を作動させることによって、結露による水滴
をセンサ素子２２ａから除去するためである。一方、こ
のステップ１０３の判別結果がＮｏ、すなわち吸気温Ｔ
Ａが判定値ＴＡ＿ＨＴ＿ＪＤＧ以上であるときには、セ
ンサ素子２２ａに結露が生じるおそれがないとして、後
述するステップ１０６の湿度検出処理を実行して、本プ
ログラムを終了する。

【００７３】一方、上記ステップ１０２の判別結果がＮ
ｏ、すなわちエンジン１が始動後であるときには、続く
ステップ１０５に進み、エンジン１のアイドリングが所
定時間（例えば１０秒）以上継続したか否かを判別す
る。アイドリングが所定時間以上継続することで、湿度
センサ２２のセンサ素子２２ａに結露が生じることがあ
るため、ステップ１０５の判別結果がＹｅｓのときに
は、上記と同様に、水滴をセンサ素子２２ａから除去す
べく、ヒータ２８を所定時間作動させ（ステップ１０
４）、本プログラムを終了する。上記ステップ１０５の
判別結果がＮｏ、すなわちアイドリングの継続が所定時
間未満であるときには、ステップ１０６に進む。

【００７４】図１２は、このステップ１０６で実行され
る、湿度センサ２２の検出結果に基づく湿度検出処理を
示している。この処理ではまず、ステップ１１１におい
て、下流側湿度センサ２２Ａによって検出された検出値
Ｄを、下流側湿度の今回値Ｈｕｍ＿Ｒ（ｎ）としてセッ
トする。

【００７５】次いで、ステップ１１２において、エンジ
ン１が始動前か否かを判別する。この判別結果がＹｅ
ｓ、すなわちエンジン１が始動前であるときには、続く
ステップ１１３において、上流側推定湿度の今回値Ｈｕ
ｍ＿Ｆ＿ｈａｔ（ｎ）を、ステップ１１１でセットした
下流側湿度Ｈｕｍ＿Ｒ（ｎ）にセットする。エンジン１
の始動前では、エンジン１からの排気ガスがバイパス排
気通路１４に未だ流入していないので、下流側湿度Ｈｕ
ｍ＿Ｒ（ｎ）をそのまま、上流側推定湿度Ｈｕｍ＿Ｆ＿
ｈａｔ（ｎ）とする。また、ステップ１１３では、上流
側推定湿度の前回値Ｈｕｍ＿Ｆ＿ｈａｔ（ｎ−１）を、
その今回値Ｈｕｍ＿Ｆ＿ｈａｔ（ｎ）にセットする。

【００７６】その後、ステップ１１４において、上流側
湿度センサ２２Ｂが設けられているか否かを判別する。
図９および図１０に二点鎖線で示すように、ＨＣ吸着材
１６の上流側に、上流側湿度センサ２２Ｂが設けられて
いる場合には、それにより検出された検出値ＤＦを、上
流側湿度の今回値Ｈｕｍ＿Ｆ（ｎ）としてセットし（ス
テップ１１５）、本プログラムを終了する。一方、上流
側湿度センサ２２Ｂが設けられていない場合には（ステ
ップ１１４：Ｎｏ）、ステップ１１７に進み、上記ステ
ップ１１３でセットした、あるいは後述するステップ１
１６で算出した上流側推定湿度Ｈｕｍ＿Ｆ＿ｈａｔ
（ｎ）を、上流側湿度Ｈｕｍ＿Ｆ（ｎ）としてセット
し、本プログラムを終了する。

【００７７】上記ステップ１１２の判別結果がＮｏ、す
なわちエンジン１が始動した後には、ステップ１１６に
進み、相対湿度の最大値である最大湿度Ｈｕｍ＿ＭＡＸ
および上流側推定湿度の前回値Ｈｕｍ＿Ｆ＿ｈａｔ（ｎ
−１）を用い、下記の式（１）から上流側推定湿度の今
回値Ｈｕｍ＿Ｆ＿ｈａｔ（ｎ）を算出する（ステップ１
１６）。 Hum_F_hat(n)＝ALF×Hum_MAX＋(1−ALF)×Hum_F_hat(n−1) …（１） この式（１）におけるＡＬＦは、実験によって得られる
重み係数であり、０＜ＡＬＦ＜１．０の範囲の値をと
る。また、ステップ１１６においては、上記算出ととも
に、上流側推定湿度の前回値Ｈｕｍ＿Ｆ＿ｈａｔ（ｎ−
１）を、今回の本処理実行時の上流側推定湿度Ｈｕｍ＿
Ｆ＿ｈａｔ（ｎ）にセットし、上記ステップ１１４に進
む。

【００７８】以上のように、この湿度検出処理では、上
流側湿度センサ２２Ｂが有る場合には、上流側湿度の今
回値Ｈｕｍ＿Ｆ（ｎ）として、その上流側湿度センサ２
２Ｂの検出値ＤＦを用い、逆に、上流側湿度センサ２２
Ｂが無い場合には、下流側湿度センサ２２Ａの検出値Ｄ
に基づいて、ステップ１１３または１１６において推定
した上流側推定湿度Ｈｕｍ＿Ｆ＿ｈａｔ（ｎ）を用い
る。

【００７９】また、上記両湿度センサ２２Ａ、２２Ｂ
が、応答性の低いものである場合には、検出値Ｄ、ＤＦ
に応答遅れが生じるので、これを補償するために、図１
３に示す湿度センサ２２の応答遅れ補償処理が実行され
る。同図に示すように、この補償処理では、今回の検出
値Ｄ、ＤＦおよび前回の検出値Ｄ＿ｏｌｄ、ＤＦ＿ｏｌ
ｄを用い、下記の式（２）および（３）からそれぞれ、
上流側湿度Ｈｕｍ＿Ｆ（ｎ）および下流側湿度Ｈｕｍ＿
Ｒ（ｎ）を算出する（ステップ１２１）。 Hum_F(n)＝1/ALF1(DF−(1−ALF1)×DF_old) …（２） Hum_R(n)＝1/ALF2(D−(1−ALF2)×D_old) …（３） ここで、ＡＬＦ１およびＡＬＦ２は、湿度センサ２２の
仕様ごとに実験によって求められ、応答遅れを補償する
ための補正係数であり、０＜ＡＬＦ１＜１．０、０＜Ａ
ＬＦ２＜１．０の範囲の値をとる。例えば、上記式
（２）は、 Hum_F(n)＝1/ALF1(DF−DF_old)＋DF_old と書き換えられることからわかるように、補正係数ＡＬ
Ｆ１、ＡＬＦ２が大きいほど、補償の度合いが小さくな
り、それらの値が１に近づくにつれて、上流側湿度Ｈｕ
ｍ＿Ｆ（ｎ）および下流側湿度Ｈｕｍ＿Ｒ（ｎ）はそれ
ぞれ、今回値ＤＦ、Ｄに限りなく近づく。一方、補正係
数ＡＬＦ１、ＡＬＦ２が小さいほど、補償の度合いがよ
り大きくなる。

【００８０】次いで、ステップ１２２において、次回の
補償処理時に前回値として用いるために、今回値ＤＦお
よびＤをそれぞれ、前回値ＤＦ＿ｏｌｄおよびＤ＿ｏｌ
ｄとしてセットし、本プログラムを終了する。なお、上
記両湿度センサ２２Ａ、２２Ｂがいずれも応答性の高い
ものである場合には、それぞれの検出値Ｄ、ＤＦがその
まま、下流側湿度Ｈｕｍ＿Ｒ（ｎ）および上流側湿度Ｈ
ｕｍ＿Ｆ（ｎ）としてそれぞれ用いられ、上記補償処理
は実行されない。

【００８１】図１４（ａ）、（ｂ）および（ｃ）はそれ
ぞれ、ＨＣ吸着材１６の上流側湿度について得られた実
際の湿度（真値）、上流側湿度センサ２２Ｂの検出値Ｄ
Ｆ、および検出値ＤＦを補償処理した後の上流側湿度Ｈ
ｕｍ＿Ｆ（ｎ）の各推移の一例を示している。同図
（ａ）に示すように、例えば、エンジン１を始動させる
ことで、排気ガスの湿度が始動直後に上昇し、その後は
ほぼ一定の値になるように推移する場合、応答性の低い
湿度センサによって、その湿度を検出すると、検出値Ｄ
Ｆは同図（ｂ）に示すように、真値よりも遅れた状態で
推移する。これに対し、上流側湿度Ｈｕｍ＿Ｆ（ｎ）
は、前述した式（２）で算出されることから、真値とほ
ぼ同じタイミングで推移する湿度が得られ、それによ
り、上流側湿度センサ２２Ｂの応答遅れを補償すること
ができる。

【００８２】なお、上流側湿度センサ２２Ｂが無い場合
には、例えば、図１３のステップ１２１で算出した補償
後の下流側湿度Ｈｕｍ＿Ｒ（ｎ）を、図１２のステップ
１１３、１１６で用いることにより、応答遅れを補償し
た適正な上流側湿度Ｈｕｍ＿Ｆ（ｎ）を得ることができ
る。

【００８３】図１５は、ＨＣ吸着材１６における炭化水
素の吸着状態および脱離状態の推定処理、ならびに湿度
センサ２２の故障判定処理の一連の実行手順のメインフ
ローを示している。この処理は、例えば、クランク角セ
ンサ３２からのＴＤＣ信号がＥＣＵ２５に入力されるの
に同期して実行される。本処理ではまず、ＨＣ吸着材１
６による炭化水素の吸着条件が成立しているか否かを判
別する（ステップ１３１）。具体的には、切替バルブ１
５のバルブ本体１５ａが、図１０に二点鎖線で示すよう
に、メイン排気通路１３を閉鎖しかつバイパス排気通路
１４を開放している状態、すなわちエンジン１からの排
気ガスをバイパス排気通路１４に導く状態になっている
か否かを判別する。

【００８４】ステップ１３１の判別結果がＹｅｓ、すな
わち上記吸着条件が成立しているときには、ステップ１
３２に進み、ＨＣ吸着状態の推定処理を実行する。図１
６は、ＨＣ吸着状態の推定処理のサブルーチンを示して
おり、本処理により、ＨＣ吸着材１６における炭化水素
の吸着状態が推定される。本処理ではまず、図１２の湿
度検出処理で算出した上流側湿度Ｈｕｍ＿Ｆ（ｎ）およ
び下流側湿度Ｈｕｍ＿Ｒ（ｎ）を用い、下記式（４）か
ら両湿度の差分累積値ｄｅｌｔｓｕｍを算出する（ステ
ップ１４１）。 deltsum＝deltsum＋Hum_F(n)−Hum_R(n) …（４） エンジン１を始動させると、上流側湿度および下流側湿
度は、通常、図１７に示すように推移する。すなわち、
上流側湿度は、下流側湿度よりも先に立ち上がり（時刻
tF）、時間の経過に従って値が次第に大きくなり、一定
値に収束するように推移する。一方、下流側湿度は、上
流側湿度がある程度大きくなってから、これに遅れて立
ち上がり（時刻tR）、その後は、値が大きくなるように
推移し、ＨＣ吸着材１６における炭化水素の吸着が完了
したときに（時刻tS）、上流側湿度とほぼ同じ値に収束
する。したがって、本処理が繰り返し実行されることに
より、上記式（４）によって、差分累積値ｄｅｌｔｓｕ
ｍ、すなわち図１７に示す斜線部分の面積が算出され、
これが、ＨＣ吸着材１６に吸着した水分吸着量に相当す
る。そして、この水分吸着量は、ＨＣ吸着材１６に吸着
した炭化水素吸着量に比例し、これに対して高い相関性
を有している。

【００８５】次いで、ステップ１４２に進み、上流側湿
度Ｈｕｍ＿Ｆ（ｎ）と下流側湿度Ｈｕｍ＿Ｒ（ｎ）との
差の絶対値が、所定の判定値Ｄ＿Ｈ＿ＪＤＧ（例えば、
１０％）よりも小さいか否かを判別する。この判別結果
がＮｏのときには、上流側湿度Ｈｕｍ＿Ｆ（ｎ）と下流
側湿度Ｈｕｍ＿Ｒ（ｎ）との偏差が大きいとして、ＨＣ
吸着材１６における炭化水素の吸着が完了していないと
判定し（ステップ１４５）、本プログラムを終了する。
一方、ステップ１４２の判別結果がＹｅｓ、すなわち上
流側湿度Ｈｕｍ＿Ｆ（ｎ）と下流側湿度Ｈｕｍ＿Ｒ
（ｎ）との偏差が小さいときには、ステップ１４３に進
む。

【００８６】このステップ１４３では、上記ステップ１
４１で算出した差分累積値ｄｅｌｔｓｕｍが、所定の判
定値ＴＲＡＰ＿ＪＤＧ（例えば、２０００％）よりも大
きいか否かを判別する。この判別結果がＮｏのときに
は、差分累積値ｄｅｌｔｓｕｍが小さいとして、ＨＣ吸
着材１６における炭化水素の吸着が完了していないと判
定し（ステップ１４５）、本プログラムを終了する。一
方、ステップ１４３の判別結果がＹｅｓ、すなわち差分
累積値ｄｅｌｔｓｕｍが判定値ＴＲＡＰ＿ＪＤＧを上回
っているときには、ＨＣ吸着材１６における炭化水素の
吸着が完了したと判定し（ステップ１４４）、本プログ
ラムを終了する。

【００８７】以上のように、この推定処理では、上流側
湿度Ｈｕｍ＿Ｆ（ｎ）と下流側湿度Ｈｕｍ＿Ｒ（ｎ）と
の偏差が判定値Ｄ＿Ｈ＿ＪＤＧよりも小さく、かつ、差
分累積値ｄｅｌｔｓｕｍが判定値ＴＲＡＰ＿ＪＤＧより
も大きいときには、ＨＣ吸着材１６における炭化水素の
吸着が完了したと判定する。上述したように、エンジン
１の始動時に、上記偏差は、ＨＣ吸着材１６における炭
化水素の吸着の完了に向かうにつれて、次第に小さくな
るとともに、上記差分累積値ｄｅｌｔｓｕｍは、ＨＣ吸
着材１６における炭化水素の吸着量に対して高い相関性
を有している。したがって、上記のような処理により、
下流側湿度センサ２２Ａ、あるいはこれに加えて上流側
湿度センサ２２Ｂの検出結果に基づいて、ＨＣ吸着材１
６における炭化水素の吸着状態、すなわちＨＣ吸着材１
６における炭化水素の吸着の完了を適切に判定すること
ができる。

【００８８】図１５に戻り、上述したステップ１３２の
ＨＣ吸着状態の推定処理に続くステップ１３３では、エ
ンジン１の始動後、所定時間（例えば、１０秒）が経過
したか否かを判別するとともに、前回のエンジン１の運
転時（運転終了時）に、ＨＣ吸着材１６における炭化水
素の後述する脱離が完了していたか否かを判別する（ス
テップ１３４）。これらの判別結果のいずれかがＮｏの
ときには、湿度センサ２２の故障判定処理を実行すべき
条件が成立していないとして、本プログラムを終了す
る。一方、ステップ１３３およびステップ１３４の判別
結果がいずれもＹｅｓであるときには、湿度センサ２２
の故障判定処理を実行すべき条件が成立したとして、こ
の故障判定処理を行う（ステップ１３５）。

【００８９】上記のように、湿度センサ２２の故障判定
処理を実行するために、上記ステップ１３３および１３
４の判別を行うのは、次の理由による。すなわち、まず
ステップ１３３において、エンジン１の始動後、所定時
間が経過したことを条件としているのは、エンジン１が
始動してからある程度の時間が経過することで、ＨＣ吸
着材１６における炭化水素の吸着が完了に向かい、これ
によって、湿度センサ２２の検出値がほぼ一定の値に安
定するので（図１７、図１９（ｂ）参照）、この検出値
の安定時に、湿度センサ２２の故障判定を実行すること
で、適切な判定が可能となるからである。一方、ステッ
プ１３４において、前回の運転時における炭化水素の脱
離完了を条件としているのは、ＨＣ吸着材１６における
炭化水素の脱離が前回の運転時に完了していないと、湿
度センサ２２の検出値の推移が変わってくることで、故
障判定を適切に行うタイミングがずれてくるので、その
ような場合には、故障判定を行わず、前回の運転時に炭
化水素の脱離が完了している時にのみ故障判定を行うこ
とによって、誤判定を回避するためである。

【００９０】図１８は、上記ステップ１３５で実行され
る故障判定処理のサブルーチンを示しており、本処理に
より、下流側湿度センサ２２Ａの故障の有無が判定され
る。本処理ではまず、ステップ１５１において、故障判
定完了フラグが「１」にセットされているか否かを判別
する。この故障判定完了フラグは、イグニッションスイ
ッチのオン時に「０」にリセットされるとともに、下流
側湿度センサ２２Ａの故障判定が完了したときに、後述
するステップ１５６で「１」にセットされるものであ
る。ステップ１５１の判別結果がＹｅｓ、すなわち故障
判定完了フラグが「１」にセットされているときには、
そのまま本プログラムを終了する。このように、下流側
湿度センサ２２Ａの故障判定が既に完了しているときに
は、その後は故障判定が行われず、すなわちこの故障判
定は、エンジン１の始動時に１回のみ実行される。

【００９１】ステップ１５１の判別結果がＮｏ、すなわ
ち本処理において、下流側湿度センサ２２Ａの故障判定
が完了していないときには、エンジン１の全気筒の燃料
噴射時間ｔｏｕｔを用いて、その積算値ｓｇｍ＿ｔｏｕ
ｔを下記式（５）から算出する（ステップ１５２）。 sgm_tout＝sgm_tout＋tout …（５） この式（５）は、エンジン１から排気系２に与えられた
始動時からの総熱量を推定するためのものである。

【００９２】次いで、上記の算出した積算値ｓｇｍ＿ｔ
ｏｕｔが、その所定の判定値ＳＧＭ＿ＪＤＧＲよりも大
きいか否かを判別する（ステップ１５３）。この判別結
果がＮｏのときには、上記総熱量が小さいことで、下流
側湿度センサ２２Ａのセンサ素子２２ａの温度が十分に
上昇していないとして、下流側湿度センサ２２Ａの故障
判定は行わず、そのまま本プログラムを終了する。

【００９３】一方、ステップ１５３の判別結果がＹｅｓ
のときには、センサ素子２２ａの温度が十分に上昇した
として、ステップ１５４に進み、下流側湿度Ｈｕｍ＿Ｒ
（ｎ）が判定値Ｈ＿Ｒ＿ＪＤＧ（例えば、９０％）より
も小さいか否かを判別する。図１９（ａ）に示すよう
に、エンジン１の始動時から時間が経過するにつれて、
上記積算値ｓｇｍ＿ｔｏｕｔが増加し、判定値ＳＧＭ＿
ＪＤＧＲを超えた時点（時刻ｔK）では、センサ素子２
２ａの温度が十分に上昇しているとともに、ＨＣ吸着材
１６における炭化水素の吸着が完了あるいは完了に近い
ことで、下流側湿度Ｈｕｍ＿Ｒ（ｎ）は、ほぼ一定の値
になっている。上記判定値Ｈ＿Ｒ＿ＪＤＧは、この一定
値よりも若干低い所定の値として設定されている。した
がって、ステップ１５４の判別結果がＮｏ、すなわち下
流側湿度Ｈｕｍ＿Ｒ（ｎ）が判定値Ｈ＿Ｒ＿ＪＤＧ以上
であるときには、下流側湿度センサ２２Ａが正常である
と判定する一方、判別結果がＹｅｓ、すなわち下流側湿
度Ｈｕｍ＿Ｒ（ｎ）が判定値Ｈ＿Ｒ＿ＪＤＧよりも小さ
いときには、下流側湿度センサ２２Ａが故障していると
判定する。そして、故障判定完了フラグを「１」にセッ
トして（ステップ１５６）、本プログラムを終了する。

【００９４】以上の処理により、下流側湿度センサ２２
Ａの故障判定を、その検出結果に基づいて、適切に行う
ことができる。なお、上流側湿度センサ２２Ｂが有る場
合には、その故障判定処理は、上記の２つの判定値（Ｓ
ＧＭ＿ＪＤＧＲ、Ｈ＿Ｒ＿ＪＤＧ）の大きさを変えるだ
けで、下流側湿度センサ２２Ａの故障判定と同様に行う
ことができる。

【００９５】図１５に戻り、ステップ１３１の判別結果
がＮｏ、すなわち吸着条件が成立していないときには、
ステップ１３６に進み、ＨＣ吸着材１６による炭化水素
の脱離条件が成立しているか否かを判別する。具体的に
は、ＥＧＲが実行中であるか否かを判別する。このステ
ップ１３６の判別結果がＹｅｓ、すなわち脱離条件が成
立しているときには、ステップ１３７に進み、ＨＣ脱離
状態の推定処理を実行する。図２０は、ＨＣ脱離状態の
推定処理のサブルーチンを示しており、本処理により、
ＨＣ吸着材１６からの炭化水素の脱離状態が推定され
る。本処理では、ステップ１６１において、下流側湿度
Ｈｕｍ＿Ｒ（ｎ）が所定の判定値ＲＥＬ＿ＪＤＧ（例え
ば１５％）よりも小さいか否かを判別する。

【００９６】図１９（ｂ）に示すように、ＨＣ吸着材１
６からの炭化水素の脱離が開始されると、その当初は、
ＨＣ吸着材１６から炭化水素とともに水分が脱離される
ことにより、下流側湿度Ｈｕｍ＿Ｒ（ｎ）は、ほぼ一定
の値を保ち、その後、ＨＣ吸着材１６に残存する水分量
が少なくなることに伴い、その脱離量が減少することに
よって、下流側湿度Ｈｕｍ＿Ｒ（ｎ）が低下する。した
がって、ステップ１６１の判別結果がＹｅｓ、すなわち
下流側湿度Ｈｕｍ＿Ｒ（ｎ）が判定値ＲＥＬ＿ＪＤＧよ
りも小さいときには、下流側湿度Ｈｕｍ＿Ｒ（ｎ）が小
さく、ＨＣ吸着材１６からの炭化水素の脱離が完了した
と判定して（ステップ１６２）、本プログラムを終了す
る。一方、ステップ１６１の判別結果がＮｏ、すなわち
下流側湿度Ｈｕｍ＿Ｒ（ｎ）が判定値ＲＥＬ＿ＪＤＧ以
上であるときには、炭化水素の脱離が完了していないと
判定して（ステップ１６３）、本プログラムを終了す
る。

【００９７】以上の推定処理により、下流側湿度センサ
２２Ａの検出結果に基づいて、ＨＣ吸着材１６からの炭
化水素の脱離の完了を適切に判定することができる。

【００９８】図２１は、切替バルブの制御処理のフロー
チャートを示しており、本処理によって、排気通路がメ
イン排気通路１３とバイパス排気通路１４とに、選択的
に切り替えられる。本処理では、ステップ１７１におい
て、ＨＣ吸着材１６における炭化水素の吸着が完了して
いるか否かを判別する。この判別は、上述した図１６の
ステップ１４４が実行されているか否かに基づいて行わ
れる。ステップ１７１の判別結果がＮｏであるときに
は、ＨＣ吸着材１６における炭化水素の吸着が完了して
おらず、吸着途中であるので、切替バルブ１５を現在の
状態のまま保持する。すなわち、切替バルブ１５のバル
ブ本体１５ａで、メイン排気通路１３を閉鎖しかつバイ
パス排気通路を開放した状態に保持する（ステップ１７
３）。

【００９９】一方、ステップ１７１の判別結果がＹｅｓ
であるときには、ＨＣ吸着材１６における炭化水素の吸
着が完了しているので、切替バルブ１５のバルブ本体１
５ａで、メイン排気通路１３を開放しかつバイパス排気
通路を閉鎖する（ステップ１７２）。なお、その後、Ｅ
ＧＲ管１７を介してＥＧＲが実行されることにより、Ｈ
Ｃ吸着材１６からの炭化水素の脱離が行われる。

【０１００】以上の処理により、切替バルブ１５を、下
流側湿度センサ２２Ａの検出結果に基づいて、適正なタ
イミングで切替制御することができる。

【０１０１】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、ＨＣ吸着材１６における炭化水素の実際の吸着状態
に対して高い相関性を有する下流側湿度を検出すること
によって、ＨＣ吸着材１６における炭化水素の吸着状態
および脱離状態を精度良く検出することができる。ま
た、湿度センサ２２の応答遅れを補償することにより、
その湿度センサ２２が応答性の低いものであっても、そ
のような湿度センサ２２の応答遅れを適切に補償しなが
ら、ＨＣ吸着材１６の状態を適切に検出することができ
る。さらに、エンジン１の運転状態に応じて、ヒータ２
８で湿度センサ２２のセンサ素子２２ａを加熱すること
により、そのセンサ素子２２ａを湿度検出に適した状態
とすることが可能であり、その結果、例えば、センサ素
子２２ａの結露やコーキングの付着などの不具合を回避
し、湿度を正しく検出することができる。

【０１０２】なお、本発明は、説明した上記各実施形態
に限定されることなく、種々の態様で実施することがで
きる。例えば、実施形態では、排気ガス浄化触媒とし
て、三元触媒５を有する触媒装置６と、ＨＣ吸着材１６
を有する炭化水素吸着触媒装置７を互いに別個に排気管
４に設けたが、本発明は、これらが単一の装置として構
成された、いわゆるハイブリッド型の排気ガス浄化触媒
にも適用可能である。また、湿度センサ２２を、空燃比
センサと同じ筐体を用いて、これらを一体化することも
可能である。

【０１０３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の排気ガス
浄化触媒の状態検出装置は、炭化水素を吸着する排気ガ
ス浄化触媒の吸着材の状態を、劣化を含め、精度良く検
出することができるとともに、安価に製造することがで
きるなどの効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る排気ガス浄化触媒
の状態検出装置を、劣化検出装置として適用した内燃機
関を示す構成図である。

【図２】炭化水素吸着触媒装置を拡大して示す断面図で
ある。

【図３】劣化検出装置によるＨＣ吸着材の劣化検出を実
行すべきか否かの判定処理を示すフローチャートであ
る。

【図４】飽和絶対湿度ＤＳの演算処理を示すフローチャ
ートである。

【図５】劣化検出装置によるＨＣ吸着材の劣化検出処理
を示すフローチャートである。

【図６】（ａ）は絶対湿度初期値ＤＩＮＩと湿度加算値
ＤＤＪＵＤとの関係を示すテーブルであり、（ｂ）は絶
対湿度初期値ＤＩＮＩと劣化判定時間ＴＳＲＳとの関係
を示すテーブルである。

【図７】劣化判定時間ＴＳＲＳが経過する前に、吸着後
排気ガスの絶対湿度Ｄが飽和絶対湿度ＤＳに達するとき
推移の一例を示すタイムチャートである。

【図８】絶対湿度初期値ＤＩＮＩが低い場合および高い
場合のそれぞれにおいて、ＨＣ吸着材の正常品（新品）
と劣化品（しきい値品）とによる吸着後排気ガスの絶対
湿度Ｄの推移の一例を対比して示すタイムチャートであ
る。

【図９】本発明の第２実施形態を適用した内燃機関を示
す構成図である。

【図１０】図９の炭化水素吸着触媒装置を拡大して示す
断面図である。

【図１１】湿度検出の実行決定処理を示すフローチャー
トである。

【図１２】湿度検出処理を示すフローチャートである。

【図１３】湿度センサの応答遅れ補償処理を示すフロー
チャートである。

【図１４】湿度センサの応答遅れ補償処理を説明するた
めのイメージ図であり、（ａ）は実際の湿度（真値）、
（ｂ）は湿度センサの検出値、（ｃ）はその検出値を補
償処理した後の上流側湿度の推移の一例を示す。

【図１５】ＨＣ吸着材における炭化水素の吸着状態およ
び脱離状態の推定処理、ならびに湿度センサの故障判定
処理の実行手順を示すフローチャートである。

【図１６】ＨＣ吸着状態の推定処理を示すフローチャー
トである。

【図１７】エンジン始動時からの上流側湿度および下流
側湿度の推移の一例を示すタイムチャートである。

【図１８】湿度センサの故障判定処理を示すフローチャ
ートである。

【図１９】エンジンの始動時からの各種データの推移の
一例を示す図であり、（ａ）は燃料噴射時間積算値、
（ｂ）は下流側湿度、（ｃ）はセンサ素子温度を示す。

【図２０】ＨＣ脱離状態の推定処理を示すフローチャー
トである。

【図２１】切替バルブの制御処理を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１ 内燃機関 ２ 排気系 ４ 排気管 ６ 触媒装置 ７ 炭化水素吸着触媒装置 １６ ＨＣ吸着材（吸着材） ２１ 劣化検出装置 ２２ 湿度センサ ２２ａ センサ素子 ２２Ａ 下流側湿度センサ ２２Ｂ 上流側湿度センサ ２３ 大気圧センサ ２４ 温度センサ ２５ ＥＣＵ（吸着材状態検出手段、上流側湿度検出手
段、応答遅れ補償手段、運転状態検出手段、ヒータ制御
手段、吸着材劣化検出手段、大気状態検出手段、劣化検
出実行判定手段） ２８ ヒータ ３１ 水温センサ ＴＷ エンジン水温 ｆ＿ＭＣＮＤＴＲＳ 劣化検出実行フラグ ＤＳ 飽和絶対湿度 ＴＴＲＳ ＨＣ吸着材温度 ＰＡ 大気圧 ＥＳ 飽和水蒸気圧 ＤＩＮＩ 絶対湿度初期値 ＤＤＪＵＤ 湿度加算値 ＴＭＴＲＳ タイマ値 Ｄ 絶対湿度、下流側湿度の検出値 ＤＦ 上流側湿度の検出値 ＴＳＲＳ 劣化判定時間 Ｈｕｍ＿Ｒ（ｎ） 下流側湿度 Ｈｕｍ＿Ｆ（ｎ） 上流側湿度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１４ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６０Ｚ ３６０ Ｇ０１Ｎ 33/00 Ｄ Ｇ０１Ｎ 33/00 Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｂ (72)発明者 佐藤 正浩 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 遠藤 哲雄 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 山崎 英治 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 岩城 喜久 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 芳賀 剛志 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 佐藤 忠 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3G084 BA24 BA33 CA01 DA04 EA07 EA11 EB09 FA00 3G091 AA11 AA17 AA23 AB03 AB08 AB10 BA03 BA14 BA15 BA19 BA26 BA31 CA05 CA12 CA13 DB06 DB10 EA00 EA01 EA14 EA15 EA16 EA19 EA26 EA30 FA02 FA04 FB02 FC02 FC07 GB01Z GB09Y HA18 HA19 HA36 HA37 HA42 HA47 HB03 HB05 4D048 AA18 AB03 BB02 CA01 CC26 CC27 CC38 DA02 DA20 EA04

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気ガス中の炭化水素および
   水分を吸着可能な吸着材を有し、排気管の途中に設けら
   れた排気ガス浄化触媒の当該吸着材の状態を検出するた
   めの排気ガス浄化触媒の状態検出装置であって、 前記排気管の前記吸着材の下流側に設けられ、前記排気
   ガスの湿度を検出する下流側湿度センサと、 この下流側湿度センサの検出結果に応じて、前記吸着材
   の状態を検出する吸着材状態検出手段と、 を備えていることを特徴とする排気ガス浄化触媒の状態
   検出装置。
2. 【請求項２】 前記吸着材の上流側の前記排気ガスの湿
   度を検出する上流側湿度検出手段を、更に備え、 前記吸着材状態検出手段は、当該上流側湿度検出手段に
   よって検出された上流側湿度に応じて、前記吸着材の状
   態を検出することを特徴とする請求項１に記載の排気ガ
   ス浄化触媒の状態検出装置。
3. 【請求項３】 前記上流側湿度検出手段は、前記下流側
   湿度センサの検出結果に基づいて、前記上流側湿度を推
   定することを特徴とする請求項２に記載の排気ガス浄化
   触媒の状態検出装置。
4. 【請求項４】 前記上流側湿度検出手段は、前記排気管
   の前記吸着材の上流側に設けられ、前記上流側湿度を検
   出する上流側湿度センサで構成されていることを特徴と
   する請求項２に記載の排気ガス浄化触媒の状態検出装
   置。
5. 【請求項５】 前記下流側湿度センサおよび前記上流側
   湿度センサの少なくとも一方の応答遅れを補償するため
   の応答遅れ補償手段を、更に備えていることを特徴とす
   る請求項４に記載の排気ガス浄化触媒の状態検出装置。
6. 【請求項６】 前記下流側湿度センサおよび前記上流側
   湿度センサはいずれも、前記排気ガスに晒された状態で
   当該排気ガスの湿度を検出するセンサ素子を有してお
   り、 前記下流側湿度センサおよび前記上流側湿度センサの少
   なくとも一方の前記センサ素子を加熱するためのヒータ
   と、 前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段
   と、 この運転状態検出手段で検出された運転状態に応じて、
   前記ヒータの作動を制御するヒータ制御手段と、 を更に備えていることを特徴とする請求項４または５に
   記載の排気ガス浄化触媒の状態検出装置。
7. 【請求項７】 前記吸着材状態検出手段は、前記吸着材
   の劣化を、当該吸着材の状態として検出する吸着材劣化
   検出手段を有していることを特徴とする請求項１に記載
   の排気ガス浄化触媒の状態検出装置。
8. 【請求項８】 前記吸着材劣化検出手段は、前記内燃機
   関の始動時からの前記下流側湿度センサの検出結果の推
   移に基づいて、前記吸着材の劣化を検出することを特徴
   とする請求項７に記載の排気ガス浄化触媒の状態検出装
   置。
9. 【請求項９】 大気の状態を検出する大気状態検出手段
   と、 この大気状態検出手段および前記下流側湿度センサによ
   る前記内燃機関の始動時の検出結果に基づいて、前記吸
   着材劣化検出手段による前記吸着材の劣化検出を実行す
   べきか否かを判定する劣化検出実行判定手段と、 を更に備えていることを特徴とする請求項７または８に
   記載の排気ガス浄化触媒の状態検出装置。
10. 【請求項１０】 前記吸着材はゼオライトからなること
    を特徴とする請求項７ないし９のいずれか１項に記載の
    排気ガス浄化触媒の状態検出装置。