(57)【要約】                                                                        【課題】  極めて信頼性の高い道路勾配データに基づいて排ガス浄化触媒の予測還元再生を行ない、大幅に燃費を向上させる。【解決手段】  車両用エンジン（１００）に配設された排ガス浄化触媒（１１１）の還元再生を行なう還元再生部（１０２〜１０６，１２０）と、還元再生部の還元再生制御を行なう還元再生制御部（１）とを備えた排ガス浄化触媒還元再生装置において、大気圧を計測するための大気圧計測部（４）と、ＧＰＳからＧＰＳデータを受信するためのＧＰＳ受信部（２，３）と、大気圧計測部が計測した大気圧及びＧＰＳ受信部が受信したＧＰＳデータに基づいて道路勾配を演算する道路勾配演算部（１）と、道路勾配演算部が演算した道路勾配を記憶する記憶部（１）とを備え、還元再生制御部は、記憶部に記憶された道路勾配に基づいて排ガス浄化触媒の還元再生を行なう。【選択図】        図１
2006125300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用エンジン（１００）に配設された排ガス浄化触媒（１１１）の還元再生を行なう還元再生部（１０２〜１０６，１２０）と、前記還元再生部の還元再生制御を行なう還元再生制御部（６，６ｂ）とを備えた排ガス浄化触媒還元再生装置において、大気圧を計測するための大気圧計測部（４）と、ＧＰＳからＧＰＳデータを受信するためのＧＰＳ受信部（２，３）と、前記大気圧計測部が計測した前記大気圧（Ｌｎ）及び前記ＧＰＳ受信部が受信した前記ＧＰＳデータに基づいて道路勾配（θ）を演算する道路勾配演算部（６，６ａ）と、前記道路勾配演算部が演算した前記道路勾配を記憶する記憶部（７，７ａ，７ｂ）とを備え、前記還元再生制御部は、前記記憶部に記憶された前記道路勾配に基づいて前記排ガス浄化触媒の還元再生を行なうことを特徴とする排ガス浄化触媒還元再生装置。
【請求項２】
前記還元再生制御部（６，６ｂ）は、前記記憶部（７，７ｂ）に記憶された前記道路勾配（θ）から走行地点以降の所定時間内の最低道路勾配（θmin.）を検出し、前記最低道路勾配（θmin.）が所定勾配（θO ）を超えるときに前記還元再生を行なうことを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化触媒還元再生装置。
【請求項３】
前記還元再生制御部（６，６ｂ）は、前記記憶部（７，７ｂ）に記憶された前記道路勾配（θ）から走行地点以降の所定時間内の平均道路勾配（θA ）を演算し、前記平均道路勾配が所定平均勾配（θAO）を超えるときに前記還元再生を行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス浄化触媒還元再生装置。
【請求項４】
前記大気圧計測部（４）と、前記ＧＰＳ受信部（２，３）と、前記道路勾配演算部（６ａ）と、前記道路勾配（θ）を記憶する前記記憶部（７ａ）とを第１の車両（１０）に搭載し、前記ＧＰＳ受信部と、前記還元再生制御部（６ｂ）と、前記道路勾配を記憶した前記記憶部（７ｂ）とを第２の車両（１１）に搭載したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の排ガス浄化触媒還元再生装置。
【請求項５】
前記ＧＰＳデータは、標高データ（Ｈｇ）を含み、前記道路勾配演算部（６，６ａ）は、前記大気圧（Ｌｎ）から仮標高（Ｈ’）を演算し、前記仮標高を前記標高データにより補正して道路標高（Ｈ）を演算し、前記道路標高に基づいて前記道路勾配（θ）を演算することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の排ガス浄化触媒還元再生装置。
【請求項６】
前記道路勾配演算部（６，６ａ）は、前記標高データ（Ｈｇ）と前記仮標高（Ｈ’）との標高差の絶対値が所定のしきい値を超える場合に前記補正を行なうことを特徴とする請求項５に記載の排ガス浄化触媒還元再生装置。
【請求項７】
前記道路勾配演算部（６，６ａ）は、前記標高データ（Ｈｇ）と前記仮標高（Ｈ’）との標高差を用いて前記仮標高の次回演算を行なうことを特徴とする請求項５又は６に記載の排ガス浄化触媒還元再生装置。
【請求項８】
前記ＧＰＳデータは、緯度データと経度データとを含み、前記道路勾配演算部（６，６ａ）は、前記緯度データと経度データとに基づいて移動距離（Ｌ）を演算し、前記道路標高（Ｈ）と前記移動距離とに基づいて前記道路勾配（θ）を演算することを特徴とする請求項５ないし７のいずれか一つに記載の排ガス浄化触媒還元再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガスの後処理装置として、例えば、ＮＯX 吸蔵還元型触媒、ＤＰＮＲ等の還元再生型触媒を備えた車両用エンジンの排ガス浄化触媒還元再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジン、例えば、ディーゼルエンジンの排ガス中のパティキュレートマター（以下、ＰＭという）やＮＯX を低減させる方式として、様々なものが開発されている。ＰＭは、ＳＯＦ、黒煙、サルフェート＋結合水の３つの成分からなり、未燃燃料やオイルから成るＳＯＦや排ガス中のＨＣ、ＣＯは、酸化触媒上で酸化浄化される。例えば、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦという）は、上記ＰＭを高効率で捕集可能な耐熱フィルタと、フィルタに捕集されたＰＭを除去するためのフィルタ再生装置とから成る。このフィルタ再生装置としては、捕集したＰＭを、例えば、軽油バーナ等により焼却除去してフィルタを再生するもの等がある。
【０００３】
一方、ディーゼルエンジンの排ガス組成は常に酸素過剰領域にあり、しかも還元剤となる成分が極めて少なく、温度領域も広範囲にわたるため、触媒にとっては非常に困難な環境にある。この酸素過剰環境下において、ＮＯX を浄化する触媒の１つの方式として、ＮＯX 吸蔵還元型触媒がある。このＮＯX 吸蔵還元型触媒は、ＮＯX 低減率が極めて高く、ＮＯX に非常に厳しい基準の適合を求める場合に、有力な選択肢の一つとなる。また、このＮＯX 吸蔵還元型触媒と、上述のＤＰＦとを一体化したディーゼルパティキュレートＮＯX リダクションシステム（ＤＰＮＲ）等がある（以下、ＮＯX 吸蔵還元型触媒等という）。
【０００４】
しかしながら、上述のＮＯX 吸蔵還元型触媒等についても、ＮＯX を吸着して形成されたＮＯ3 から再び酸素を奪い取り、これによりフィルタの再生処理を行なう必要がある。そして、このための方式として、エンジンのシリンダ内に燃料をスポット噴射（添加）したり、エンジンの排気管内に燃料を添加して、ＮＯX 吸蔵還元型触媒等内のＨＣ、ＣＯ、ＣＯ2 又はＨ2 を増加させ、これにより還元再生するもの、あるいは、ＮＯX 吸蔵還元型触媒等をヒータにより加熱して還元再生するもの等がある。
【０００５】
ここで、ＮＯX 吸蔵還元型触媒等の還元再生を行う場合、排気ガス温度が常に一定温度以上であることが要求されるが、排気ガス温度が一旦還元再生温度以上になっても、その後車両が下り勾配に入ると排気ガス温度がこの還元再生温度以下となり、還元再生が完了する前に途中で停止することがある。このような場合には、還元再生が完了するまで、何度も上記燃料添加等が行われ、いずれの方式に関しても燃費の悪化を招くという問題がある。
【０００６】
このような問題を解決するためのものとして、ＧＰＳ（カーナビゲーションシステム）から車両の走行状態を予測し、この予測に基づいて排ガス浄化触媒の還元再生を行う排気浄化装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら、この排気浄化装置において採用されているように、ＧＰＳから標高データを取得し、この標高データから道路勾配を予測して排ガス浄化触媒の還元再生を行った場合、従来のＧＰＳの標高データでは、比較的精度のよいデータを得ることができるという利点がある一方、車両の走行状態によりデータが不安定になることがあり、例えば車両の停止時やトンネル内走行時等において、データ値が大きく変動したり、計測不能になったりすることがある。このため、安定性の面で必ずしも信頼性の高い標高データ、そして道路勾配を得ることができないという問題がある。
【特許文献１】再公表特許ＷＯ９７／１６６３２（第６−２１頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、車両の如何なる走行状態においても、極めて信頼性の高い道路勾配に基づいて排ガス浄化触媒の還元再生を行なうことができ、それにより大幅に燃費を向上させることができる、排ガス浄化触媒還元再生装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するために、本発明が採用する手段は、車両用エンジンに配設された排ガス浄化触媒の還元再生を行なう還元再生部と、還元再生部の還元再生制御を行なう還元再生制御部とを備えた排ガス浄化触媒還元再生装置において、大気圧を計測するための大気圧計測部と、ＧＰＳからＧＰＳデータを受信するためのＧＰＳ受信部と、大気圧計測部が計測した大気圧及びＧＰＳ受信部が受信したＧＰＳデータに基づいて道路勾配を演算する道路勾配演算部と、道路勾配演算部が演算した道路勾配を記憶する記憶部とを備え、還元再生制御部は、この記憶部に記憶された道路勾配に基づいて排ガス浄化触媒の還元再生を行なうことにある。
【００１０】
このように、大気圧計測部が計測した大気圧とＧＰＳ受信部が受信したＧＰＳデータに基づいて道路勾配を演算し、その道路勾配に基づいて排ガス浄化触媒の還元再生を行なうから、分解能と安定性の面で優れる大気圧計測部が計測した大気圧と、絶対精度の面で優れるＧＰＳデータとの組み合わせにより、両者の優れた点が相乗されて、車両の如何なる走行状態においても、実際の道路勾配に極めて近い道路勾配に基づいて走行状態を予測して、排ガス浄化触媒の還元再生を行なうことができる。
【００１１】
例えば、還元再生制御部は、記憶部に記憶された道路勾配から走行地点以降の所定時間内の最低道路勾配を検出し、この最低道路勾配が所定勾配を超えるときに上記還元再生を行なう。かつ又は、還元再生制御部は、記憶部に記憶された道路勾配から走行地点以降の所定時間内の平均道路勾配を演算し、平均道路勾配が所定平均勾配を超えるときに上記還元再生を行なう。このように、記憶部に記憶された道路勾配から走行地点以降の所定時間内の道路勾配を予測し、それに基づいて排ガス浄化触媒の還元再生を行なうから、例えば、その後車両が急な、ないし長い下り勾配に入り、それにより排気ガス温度が還元再生温度以下となって、排ガス浄化触媒の還元再生が完了前に停止することが確実に防止される。
【００１２】
大気圧計測部と、ＧＰＳ受信部と、道路勾配演算部と、道路勾配を記憶する記憶部とを第１の車両に搭載し、ＧＰＳ受信部と、還元再生制御部と、道路勾配を記憶した記憶部とを第２の車両に搭載するとよい。このようにすれば、すべての車両に大気圧計測部と道路勾配演算部とを搭載する必要がなくなり、第２の車両を多数配備することにより、本排ガス浄化触媒還元再生装置を搭載するためのコストを大幅に削減することができる。
【００１３】
上記ＧＰＳデータは、標高データを含み、上記道路勾配演算部は、大気圧から仮標高を演算し、この仮標高を標高データにより補正して道路標高を演算し、この道路標高に基づいて上記道路勾配を演算するとよい。このように、大気圧から求めた仮標高をＧＰＳの標高データにより補正することにより、実際の標高にほぼ一致する道路標高を得ることができることが、様々な実験により確認された。
【００１４】
上記道路勾配演算部は、標高データと仮標高との標高差の絶対値が所定のしきい値を超えた場合に上記補正を行なうとよい。このようなしきい値を設けることにより、使用目的に応じた精度の道路勾配を得ることができ、不要な演算を排除することもできる。
【００１５】
上記道路勾配演算部は、標高データと仮標高との標高差を用いて仮標高の次回演算を行なうとよい。このようにすることにより、仮標高の精度を演算ごとに高めていくことができる。
【００１６】
上記ＧＰＳデータは、緯度データと経度データとを含み、上記道路勾配演算部は、この緯度データと経度データとに基づいて移動距離を演算し、道路標高とこの移動距離とに基づいて上記道路勾配を演算するとよい。このようにすることにより、簡易かつ正確に移動距離を求めることができ、そして道路勾配を演算することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の排ガス浄化触媒還元再生装置は、車両用エンジンに配設された排ガス浄化触媒の還元再生を行なう還元再生部と、還元再生部の還元再生制御を行なう還元再生制御部とを備えた排ガス浄化触媒還元再生装置において、大気圧を計測するための大気圧計測部と、ＧＰＳからＧＰＳデータを受信するためのＧＰＳ受信部と、大気圧計測部が計測した大気圧及びＧＰＳ受信部が受信したＧＰＳデータに基づいて道路勾配を演算する道路勾配演算部と、道路勾配演算部が演算した道路勾配を記憶する記憶部とを備え、還元再生制御部は、記憶部に記憶された道路勾配に基づいて排ガス浄化触媒の還元再生を行なうから、車両の如何なる走行状態においても、極めて信頼性の高い道路勾配に基づいて排ガス浄化触媒の還元再生を行なうことができ、それにより大幅に燃費を向上させることができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係る排ガス浄化触媒還元再生装置を実施するための最良の形態を、図１ないし図８を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の排ガス浄化触媒還元再生装置を示すブロック図であり、図２は、図１の制御部を示すブロック図であり、図３は、図２とは別の制御部を示すブロック図であり、図４は、図１の排ガス浄化触媒還元再生装置の作動を示すフローチャートの前部であり、図５は、図４のフローチャートの後部であり、図６は、図４の道路勾配計測記憶ルーチンを示すフローチャートの前部であり、図７は、図６のフローチャートの後部であり、図８は、図７の道路勾配計測記憶ルーチンにより求めた道路標高を示すグラフである。
【００２０】
図１は、本発明の排ガス浄化触媒還元再生装置の一例として、エンジンの排気管内に燃料を添加して、ＮＯX 吸蔵還元型触媒等の排ガス浄化触媒内のＨＣ、ＣＯ、ＣＯ2 又はＨ2 を増加させ、これにより還元再生する場合を示す。その他、エンジンのシリンダ内に燃料をスポット噴射（添加）して還元再生するもの、排ガス浄化触媒をヒータにより加熱して還元再生するもの等についても、同様に実施することができることは勿論である。
【００２１】
図１に示すように、エンジン、例えばディーゼルエンジン１００には、エンジン１００内の燃料噴射ノズルに燃料を供給するコモンレール１０２、コモンレール１０２に高圧の燃料を供給するサプライポンプ１０３、サプライポンプ１０３に燃料タンク１０５からの燃料を供給するフィードポンプ１０４、サプライポンプ１０３とフィードポンプ１０４との間に介装されるフュエルフィルタ１０６、排ガス浄化触媒還元再生装置の制御を行なう制御部１等が配設される。この制御部１は、エンジン１００の燃料噴射制御を行なうＥＣＵ機能も備えている。
【００２２】
排気管１１０内には、燃料添加ノズル１２０、排ガス浄化触媒（以下、ＤＰＲともいう）の一例であるＮＯX 吸蔵還元型触媒１１１、マフラ１１２等が配設される。制御部１には、エンジン１００のコモンレール１０２、図示しないエンジンの燃料噴射ノズル、サプライポンプ１０３、フィードポンプ１０４、排気管１１０内の燃料添加ノズル１２０等が電気的に接続される。
【００２３】
ＮＯX 吸蔵還元型触媒１１１は、排気管１１０内を流れる排ガス中のＮＯX を吸蔵する一方、排ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＣＯ2 又はＨ2 を増加させることにより、吸蔵したＮＯX を再生処理する、いわゆるＮＯX 吸蔵還元型の触媒である。エンジン１００からのＮＯX 排出量は、エンジン回転速度、アクセル開度等によって変化する。図１に示した制御部１には、このように運転状態によって変化するエンジン１００のＮＯX 排出量に関するＮＯX 排出量マップが記憶されている。
【００２４】
制御部１は、このＮＯX 排出量マップに基づいて、エンジン１００のＮＯX 排出量を算出し、触媒１１１に吸蔵されたＮＯX 吸蔵量を積算して、その再生還元時期を決定する。例えば、制御部１は、触媒１１１によるＮＯX 吸蔵量が所定量を越え、かつ、触媒温度が触媒還元可能温度（例えば、２００〜４５０°Ｃ）以上になっていると判断すると、燃料添加ノズル１２０の電磁ソレノイドを作動させて、排気管１１０内に燃料を添加する。以下、これをＤＰＲの還元再生条件という。なお、このＤＰＲの還元再生条件は、必ずしも上述のものに限定されるものではない。
【００２５】
排気管１１０内への燃料添加により、排ガス中の酸素濃度が低下すると共に、還元剤としての排ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＣＯ2 又はＨ2 が増加する。この結果、触媒１１１に吸蔵されていたＢａ（ＮＯ3 ）2 が、上記還元剤と反応してＮ2 まで還元される。また、触媒１１１が選択性の良い還元触媒として作用し、上記ＮＯ3 が排ガス中のＨＣ，ＣＯと反応して無害なＮ2 ，ＣＯ2 ，Ｈ2 Ｏとなり、大気中へ排出される。このように、制御部１が、触媒１１の還元再生がほぼ完了したと推定したときに、燃料添加ノズル１２０からの燃料添加を停止させる。
【００２６】
図２に示すように、上述の制御部１は、ＧＰＳアンテナ（ＧＰＳ受信部）２、ＧＰＳユニット（ＧＰＳ受信部）３、大気圧センサ（大気圧計測部）４、演算部６、記憶部７とから成る。演算部６は、道路勾配演算部と還元再生制御部とを備えている。ＧＰＳアンテナ２はＧＰＳユニット３に接続され、ＧＰＳユニット３及び大気圧センサ４が、演算部６に電気的に接続される。
【００２７】
次に、本排ガス浄化触媒還元再生装置の作動について説明する。
【００２８】
まず、演算部６の道路勾配演算部は、本排ガス浄化触媒還元再生装置の作動開始時に、ＧＰＳデータ等を利用して、大気圧センサ４の初期設定を行なう。
【００２９】
図４及び図５に示すように、演算部６の還元再生制御部は、ＧＰＳから緯度及び軽度を読み込む（ステップＳ２）。次に、過去に計測した道路勾配データが記憶部７に記憶されているか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４の判定結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合、すなわち、記憶部７に過去に計測した道路勾配データが記憶されている場合には、その道路勾配θを読み込み（ステップＳ６）、排ガス浄化触媒がＤＰＲの還元再生条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ８）。上述のように、ＤＰＲの還元再生条件とは、例えば、触媒１１１によるＮＯX 吸蔵量が所定量を越え、かつ、触媒温度が触媒還元可能温度（例えば、２００〜４５０°Ｃ）以上になっていることをいう。
【００３０】
ステップＳ８の判定結果が肯定の場合、すなわち、排ガス浄化触媒がその還元再生条件を満たしている場合には、次に、ステップＳ６で読み込んだ道路勾配θから走行地点以降の所定時間内の最低道路勾配θmin.を検出する（ステップＳ１０）。この最低道路勾配θmin.についての所定時間は、排ガス浄化触媒の還元再生完了時間に対応して設定された時間である。ただし、必ずしも還元再生完了時間と同一に設定する必要はない。
【００３１】
そして、このステップＳ６で検出した最低道路勾配θmin.が所定勾配θO を超えているか否かを判定する（ステップＳ１２）。この所定勾配θO は、必ずしも正の数値に限定されるものではない。ステップＳ１２の判定結果が肯定の場合、すなわち、所定時間内の最低道路勾配θmin.が所定勾配θO を超えている場合には、次に、ステップＳ６で読み込んだ道路勾配θから走行地点以降の所定時間内の平均道路勾配θA を演算し（ステップＳ１４）、その平均道路勾配θA が所定平均勾配θAOを超えているか否かを判定する（ステップＳ１６）。
【００３２】
この平均道路勾配θA についての所定時間も、排ガス浄化触媒の還元再生完了時間に対応して設定された時間であるが、必ずしも還元再生完了時間と同一に設定する必要はなく、また、上述の最低道路勾配θmin.についての所定時間と同一に設定する必要もない。さらに、これら最低道路勾配θmin.及び平均道路勾配θA についての所定時間は、走行地点以降の時間であれば、必ずしも走行地点を開始点とするものに限定されるものではない。例えば、走行地点から一定時間経過後をこの所定時間の開始点とすることもできる。また、走行地点以降の時間を含むものであれば、走行地点以前を開始点とするものでもよい。
【００３３】
ステップＳ１６の判定結果が肯定の場合、すなわち、平均道路勾配θA が所定平均勾配θAOを超えている場合には、図１に示すように、燃料添加ノズル１２０から排気管１１０内に燃料を添加して、排ガス浄化触媒１１１の還元再生を行なう（ステップＳ１８）。排ガス浄化触媒１１１の還元再生を行なった後、再びステップＳ２以降を繰り返す。このように、走行地点以降の所定時間内の最低道路勾配θmin.と、走行地点以降の所定時間内の平均道路勾配θA とに基づいて排ガス浄化触媒１１１の予測還元再生を行なうから、その後車両が急な、ないし長い下り勾配に入り、排気ガス温度が還元再生温度以下になって、還元再生がその完了前に停止するようなことが確実に防止される。
【００３４】
一方、図４及び図５に示すように、ステップＳ４の判定結果が否定（Ｎｏ）の場合、すなわち、記憶部７に過去に計測した道路勾配θデータが記憶されていない場合には、道路勾配記憶ルーチンを実行して、そのときの道路勾配θを記憶部７に記憶していく（ステップＳ１００）。そして、このステップＳ１００が完了した場合、及び、ステップＳ８の判定結果が否定の場合、すなわち、排ガス浄化触媒がその還元再生条件を満たしていない場合、及び、ステップＳ１２の判定結果が否定の場合、すなわち、最低道路勾配θmin.が所定勾配θO を超えていない場合、及び、ステップＳ１６の判定結果が否定の場合、すなわち、平均道路勾配θA が所定平均勾配θAOを超えていない場合には、上述のステップＳ２以降が繰り返し実行される。
【００３５】
なお、上述の最低道路勾配θmin.に関する判定（ステップＳ１２）と、平均道路勾配θA に関する判定（ステップＳ１６）のいずれか一方だけを実施するようにしてもよい。
【００３６】
一方、ステップＳ１００の道路勾配記憶ルーチンは、次のように実行される。図６及び図７に示すように、演算部６の道路勾配演算部は、大気圧センサ４の出力電圧から大気圧Ｌｎを読み込み（ステップＳ１０２）、次式（１）により、この大気圧Ｌｎから仮標高Ｈ’を演算する（ステップＳ１０４）。ここで、α，βは、所定の仮標高演算定数である。
【００３７】
Ｈ’＝α×Ｌｎ＋β        ・・・（１）
次に、演算部６の道路勾配演算部は、ＧＰＳユニット３からＧＰＳデータを取得し（ステップＳ１０６）、ＧＰＳによる標高計測の可否を判定する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８の判定結果が肯定の場合、すなわち、ＧＰＳによる標高計測が可能な場合には、ＧＰＳの標高データＨｇを読込み（ステップＳ１１０）、次式（２）により、判定値を算出する（ステップＳ１１２）。
【００３８】
判定値＝Ｈｇ−Ｈ’        ・・・（２）
演算部６の道路勾配演算部は、この判定値の絶対値が、所定のしきい値を超えるか否かを判定する（ステップＳ１１４）。ステップＳ１１４の判定結果が肯定の場合、すなわち、判定値が所定のしきい値を超える場合には、ステップＳ１０４で求めた仮標高Ｈ’を、次式（３）により、この判定値を用いて補正し、道路標高Ｈを演算する（ステップＳ１１６）。
【００３９】
Ｈ＝Ｈ’−（判定値）      ・・・（３）
＝Ｈ’−（Ｈｇ−Ｈ’）
＝２Ｈ’−Ｈｇ          ・・・（４）
ここで、（４）式から明らかなように、仮標高Ｈ’は、ＧＰＳの標高データＨｇを用いて補正される。また、演算部６の道路勾配演算部は、上記（１）式の仮標高演算定数βを、次式（５）により、上記判定値を用いて修正する（ステップＳ１１８）。
【００４０】
β＝β−（判定値）        ・・・（５）
＝β−（Ｈｇ−Ｈ’）
このように、仮標高Ｈ’の精度を演算ごとに高めていくから、次回演算において、仮にステップＳ１０８のＧＰＳの標高計測が不可能な場合にも、実際の標高に極めて近い仮標高Ｈ’を演算することができる。
【００４１】
一方、上記ステップＳ１０８の判定結果が否定の場合、すなわち、ＧＰＳによる標高計測が不可能な場合には、ステップＳ１０４で求めた仮標高Ｈ’をそのときの道路標高Ｈとし（ステップＳ１２０）、以下のステップＳ１２２以降を実行する。
【００４２】
また、上記ステップＳ１１４の判定結果が否定の場合、すなわち、判定値が所定のしきい値以下の場合にも、同様に、ステップＳ１０４で求めた仮標高Ｈ’をそのときの道路標高Ｈとし（ステップＳ１２０）、以下のステップＳ２２以降を実行する。このようなしきい値を設けることにより、使用目的に応じた精度の道路標高を得ることができ、また、不要な演算を排除することができる。
【００４３】
次に、演算部６の道路勾配演算部は、上述のステップＳ２で読み込んだＧＰＳの緯度及び経度データから、区間移動距離ΔＬを演算し（ステップＳ１２２）、ステップＳ１１６又はＳ１２０で求めた道路標高Ｈから、この区間移動距離ΔＬに相当する区間標高差ΔＨを演算する（ステップＳ１２４）。
【００４４】
演算部６の道路勾配演算部は、ステップＳ１２２で求めた区間移動距離ΔＬと、ステップＳ１２４で求めた区間標高差ΔＨとから、次式（６）により、道路勾配θを演算する（ステップＳ１２６）。
【００４５】
θ＝Ｔａｎ-1（ΔＨ／ΔＬ）  ・・・（６）
演算部６の道路勾配演算部は、ステップＳ１１６又はＳ１２０で求めた道路標高Ｈ、ステップＳ１２６で求めた道路勾配θ、その他必要なデータを記憶部７に記録する（ステップＳ１２８）。
【００４６】
図８は、上述の道路勾配θ記憶ルーチンにより求めた道路標高を示すグラフである。図８に、一例として、低気圧領域にあるＡ地点から、それよりも標高が低くかつ高気圧領域にあるＢ地点へ走行した場合の実験例を示す。従来の大気圧センサのみにより求めた道路標高Ｈ1 を一点鎖線で、従来のＧＰＳの標高データのみにより求めた道路標高Ｈ2 を二点鎖線で、道路勾配θ記憶ルーチンにより求めた道路標高Ｈを実線で、また、実際の道路標高を丸印で、それぞれ示す。
【００４７】
図８から明らかなように、大気圧センサの初期設定を行ったＡ地点では、従来の大気圧センサのみにより求めた道路標高Ｈ1 と、従来のＧＰＳの標高データのみにより求めた道路標高Ｈ2 と、道路勾配記憶ルーチンによって求めた道路標高Ｈと、実際の標高は、すべて一致している。Ａ地点からＢ地点への走行を開始すると、従来の大気圧センサのみにより求めた道路標高Ｈ1 は、比較的安定して降下するが、車両が低気圧域から高気圧域へ移動したことによる大気圧の変動により、見かけ上、実際の標高よりも大きく降下したように表示された。
【００４８】
また、従来のＧＰＳの標高データのみにより求めた道路標高Ｈ2 は、Ａ地点からＢ地点へかけて、全体として実際の標高にほぼ沿った標高を示した。しかしながら、この従来のＧＰＳの標高データのみにより求めた道路標高Ｈ2 は、車両の走行状態によってはデータがしばしば不安定になり、例えば車両の停止時やトンネル内走行時等に、データ値が上下に大きく変動したり、あるいは計測不能になったりする等の現象が見られた。
【００４９】
一方、本道路勾配記憶ルーチンによって求めた道路標高Ｈは、実際の標高にほぼ一致し、かつ、データとしてにも極めて安定したものが得られることが判った。なお、図８において、二点鎖線で示す従来のＧＰＳの標高データのみから求めた道路標高Ｈ2 が、実線で示す本道路勾配計測システム１により求めた道路標高Ｈに沿い、それよりも常に上方に描かれている部分があるが、これは単に図示上の都合によるものであり、実際には上述のとおりである。
【００５０】
このように、本排ガス浄化触媒還元再生装置は、大気圧センサ４が計測した大気圧と、ＧＰＳユニット３が受信した標高、緯度及び経度データとに基づいて、道路勾配θを演算するから、分解能と安定性の面で優れる大気圧センサ４と、絶対精度の面で優れるＧＰＳとの組み合わせにより、両者の優れた点が相乗されて、車両の如何なる走行状態においても、実際の道路勾配に極めて近い道路勾配θを得ることができる。したがって、車両の如何なる走行状態においても極めて信頼性の高い道路勾配に基づいて、排ガス浄化触媒の予測還元再生を行なうことができ、大幅に燃費を向上させることができる。
【００５１】
なお、図３に示すように、上述のＧＰＳアンテナ２、ＧＰＳユニット３、大気圧センサ４、道路勾配演算部を備えた演算部６ａ、演算部６ａが演算した道路勾配θを記憶する記憶部７ａを第１の車両１０に搭載し、ＧＰＳアンテナ２、ＧＰＳユニット３、記憶部７ａの道路勾配データを記憶させた記憶部７ｂ、還元再生制御部を備えた演算部６ｂ、そして図１の制御部１を除く他の排ガス浄化触媒還元再生装置の構成を第２の車両１１に搭載するようにしてもよい。このようにすれば、第２の車両１１には、大気圧センサ４と、道路勾配演算部を備えた演算部６ａとを配設する必要がない。この第２の車両１１を多数配備することにより、本排ガス浄化触媒還元再生装置を搭載するためのコストを大幅に削減することができる。
【００５２】
また、上述の排ガス浄化触媒還元再生装置は、走行地点以降の所定時間内の最低道路勾配θmin.や平均道路勾配θA に基づいて、排ガス浄化触媒の還元再生制御を行うものであったが、これに限定されるものではなく、道路勾配θに関する他の数値等に基づいて、排ガス浄化触媒の還元再生制御を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、本発明の排ガス浄化触媒還元再生装置を示すブロック図である。
【図２】図１の制御部を示すブロック図である。
【図３】図２とは別の制御部を示すブロック図である。
【図４】図１の排ガス浄化触媒還元再生装置の作動を示すフローチャートの前部である。
【図５】図４のフローチャートの後部である。
【図６】図４の道路勾配記憶ルーチンを示すフローチャートの前部である。
【図７】図６のフローチャートの後部である。
【図８】図７の道路勾配記憶ルーチンにより求めた道路標高θを示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１  制御部
２  ＧＰＳアンテナ
３  ＧＰＳユニット
４  大気圧センサ
６，６ａ，６ｂ  演算部
７，７ａ，７ｂ  記憶部
１０  第１の車両
１１  第２の車両
１００  ディーゼルエンジン
１０２  コモンレール
１０３  サプライポンプ
１０４  フィードポンプ
１０５  燃料タンク
１０６  フュエルフィルタ
１１０  排気管
１１１  触媒
１１２  マフラ
１２０  燃料添加ノズル
Ａ，Ｂ  地点
Ｈ，Ｈ1 ，Ｈ2   道路標高
Ｈ’  仮標高
Ｈｇ  ＧＰＳ標高データ
ΔＨ  区間標高差
Ｌ  移動距離
ΔＬ  区間移動距離
Ｌｎ  大気圧
α，β  仮標高演算定数
θ  道路勾配
θmin.  最低道路勾配
θO   所定勾配
θA   平均道路勾配
θAO  所定平均勾配
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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