(57)【要約】【課題】基準値を超える量のＮＯｘが実走行で排出される可能性が低い排ガス浄化技術を提供する。【解決手段】本発明の排ガス浄化システムは、自動推進車両に搭載された燃焼機関５０が排出する排ガスを浄化するものであって、１以上の排ガス浄化用触媒７１２、７１３及び７２２を含み、燃焼機関５０から排ガスが供給され、排ガスを大気へ放出可能に浄化する排ガス浄化装置７０ａと、浄化された排ガスに含まれる窒素酸化物の濃度を検知するセンサ７６ｂと、センサ７６ｂが検知した濃度に基づいて、排ガス浄化用触媒７１２、７１３及び７２２の少なくとも１つについて、その性能が十分なレベルを維持しているかを判断する処理部８１０とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動推進車両に搭載された燃焼機関が排出する排ガスを浄化する排ガス浄化システムであって、
１以上の排ガス浄化用触媒を含み、前記燃焼機関から前記排ガスが供給され、前記排ガスを大気へ放出可能に浄化する排ガス浄化装置と、
前記排ガス浄化装置によって浄化された前記排ガスに含まれる窒素酸化物の濃度を検知するセンサと、
前記センサが検知した前記濃度に基づいて、前記１以上の排ガス浄化用触媒の少なくとも１つについて、その性能が十分なレベルを維持しているかを判断する処理部と
を備えた排ガス浄化システム。
【請求項２】
前記処理部は、前記センサが検知した前記濃度が第１設定値未満であるか又は前記第１設定値以下である場合に、前記１以上の排ガス浄化用触媒の前記少なくとも１つについて、その性能が十分なレベルを維持していると判断する請求項１に記載の排ガス浄化システム。
【請求項３】
前記処理部は、或る時間間隔内に前記センサが検知した前記濃度と、前記時間間隔内に前記燃焼機関へ供給した空気の量若しくは流量又は前記時間間隔内に前記燃焼機関が排出した前記排ガスの量若しくは流量と、前記時間間隔内における前記自動推進車両の走行距離又は走行速度とから、前記自動推進車両が単位走行距離当たりに排出した窒素酸化物の量を算出し、この量が第２設定値未満であるか又は前記第２設定値以下であるときに、前記１以上の排ガス浄化用触媒の前記少なくとも１つについて、その性能が十分なレベルを維持していると判断する請求項１又は２に記載の排ガス浄化システム。
【請求項４】
前記処理部は、２以上の時間間隔の各々について、前記時間間隔内に前記センサが検知した前記濃度と、前記時間間隔内に前記燃焼機関へ供給した空気の量若しくは流量又は前記時間間隔内に前記燃焼機関が排出した前記排ガスの量若しくは流量と、前記時間間隔内における前記自動推進車両の走行距離又は走行速度とから、前記自動推進車両が単位走行距離当たりに排出した窒素酸化物の量を算出し、前記自動推進車両の累積走行距離に対する、前記自動推進車両が単位走行距離当たりに排出した窒素酸化物の量の変化から、前記自動推進車両が単位走行距離当たりに排出する窒素酸化物の量が第３設定値に到達する累積走行距離を推定する請求項１乃至３の何れか１項に記載の排ガス浄化システム。
【請求項５】
前記処理部は、推定した前記累積走行距離と実際の累積走行距離との差が第４設定値未満であるか又は前記第４設定値以下である場合に、前記１以上の排ガス浄化用触媒の前記少なくとも１つについて、その交換が必要であるか又はその交換時期が近付いていると判断する請求項４に記載の排ガス浄化システム。
【請求項６】
前記処理部における処理の結果を出力する出力部を更に備えた請求項１乃至５の何れか１項に記載の排ガス浄化システム。
【請求項７】
前記燃焼機関はディーゼル機関であり、前記１以上の排ガス浄化用触媒は、吸蔵還元触媒、尿素選択還元触媒及び炭化水素選択還元触媒の少なくとも１つを含んだ請求項１乃至６の何れか１項に記載の排ガス浄化システム。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の排ガス浄化システムを備えた自動推進車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス浄化システム及び自動推進車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼル機関などの燃焼機関を搭載した自動推進車両は、燃焼機関が排出した排ガスを、１以上の排ガス浄化用触媒によって大気へ放出可能に浄化している。それ故、排ガス浄化用触媒の性能が劣化すると、大気へと放出される排ガスにおける有害成分の濃度、例えば、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度が上昇する。
【０００３】
特許文献１には、ＮＯｘ吸蔵触媒の劣化度を判定する診断装置が記載されている。この診断装置では、或るリッチスパイクと次のリッチスパイクとの間の期間内で、ＮＯｘ吸蔵触媒の出口部でのＮＯｘ濃度が最低値となったときにおける、ＮＯｘ吸蔵触媒の出口部でのＮＯｘ濃度とＮＯｘ吸蔵触媒の入口部でのＮＯｘ濃度との比に基づいて、ＮＯｘ吸蔵触媒の劣化度を判定する。
【０００４】
特許文献２には、ディーゼル酸化触媒と、その下流側に設置され、ＮＯｘを窒素へと還元する選択還元触媒とを含んだ排ガス浄化システムについて、ディーゼル酸化触媒の劣化度を判定するための診断装置が記載されている。この診断装置は、ディーゼル酸化触媒の上流側における排ガス中のＮＯｘ量に対する選択還元触媒の下流側に設置されたＮＯｘセンサが出力する検出値の比と、選択還元触媒の下流側における排ガス中のＮＯ２比率との関係を記憶したセンサ特性記憶手段を含んでいる。
【０００５】
ここで、ディーゼル酸化触媒の上流側における排ガス中のＮＯｘ量は、ディーゼル酸化触媒の上流側における排ガス中のＮＯｘ濃度と、給気又は排気流量とから算出される値である。また、ディーゼル酸化触媒の上流側における排ガス中のＮＯｘ濃度は、ディーゼル機関の運転状態、例えば、アクセル開度及び回転数と、ディーゼル酸化触媒の上流側における排ガス中のＮＯｘ濃度との関係を記述したマップに、ディーゼル機関の運転状態を参照することによって得られる値である。そして、上記のＮＯ２比率は、選択還元触媒の下流側における排ガス中のＮＯｘ量に対する選択還元触媒の下流側における排ガス中の二酸化窒素（ＮＯ２）量の比である。
【０００６】
特許文献２に記載された診断装置は、ディーゼル機関の運転状態と給気又は排気流量とからディーゼル酸化触媒の上流側における排ガス中のＮＯｘ量を算出し、このＮＯｘ量に対する、ＮＯｘセンサが出力する検出値の比を、センサ特性記憶手段が記憶している関係に参照して、選択還元触媒の下流側における排ガス中のＮＯ２比率を演算する。そして、このＮＯ２比率に基づいて、ディーゼル酸化触媒の劣化度を判定する。
【０００７】
特許文献３には、空燃比を燃料リーンから燃料リッチへ切り替え、触媒を通過した排ガスについて、時間の経過に応じたＮＯｘ濃度の低下をＮＯｘ浄化速度として求め、このＮＯｘ浄化速度に基づいて触媒の排ガス浄化性能を評価することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１８０２３号公報
【特許文献２】特開２０１２−３６８５６号公報
【特許文献３】特開２０１２−２１９７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＮＯｘ排出に対する規制は、今後、益々厳しくなり、実走行でのＮＯｘ排出量も規制対象になる。本発明者らは、上述した技術では、基準値を超える量のＮＯｘが実走行で排出される可能性があると考えている。
【００１０】
そこで、本発明は、基準値を超える量のＮＯｘが実走行で排出される可能性が低い排ガス浄化技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１側面によると、自動推進車両に搭載された燃焼機関が排出する排ガスを浄化する排ガス浄化システムであって、１以上の排ガス浄化用触媒を含み、前記燃焼機関から前記排ガスが供給され、前記排ガスを大気へ放出可能に浄化する排ガス浄化装置と、前記排ガス浄化装置によって浄化された前記排ガスに含まれる窒素酸化物の濃度を検知するセンサと、前記センサが検知した前記濃度に基づいて、前記１以上の排ガス浄化用触媒の少なくとも１つについて、その性能が十分なレベルを維持しているかを判断する処理部とを備えた排ガス浄化システムが提供される。
【００１２】
本発明の第２側面によると、前記処理部は、前記センサが検知した前記濃度が第１設定値未満であるか又は前記第１設定値以下である場合に、前記１以上の排ガス浄化用触媒の前記少なくとも１つについて、その性能が十分なレベルを維持していると判断する第１側面に係る排ガス浄化システムが提供される。
【００１３】
本発明の第３側面によると、前記処理部は、或る時間間隔内に前記センサが検知した前記濃度と、前記時間間隔内に前記燃焼機関へ供給した空気の量若しくは流量又は前記時間間隔内に前記燃焼機関が排出した前記排ガスの量若しくは流量と、前記時間間隔内における前記自動推進車両の走行距離又は走行速度とから、前記自動推進車両が単位走行距離当たりに排出した窒素酸化物の量を算出し、この量が第２設定値未満であるか又は前記第２設定値以下であるときに、前記１以上の排ガス浄化用触媒の前記少なくとも１つについて、その性能が十分なレベルを維持していると判断する第１又は第２側面に係る排ガス浄化システムが提供される。
【００１４】
本発明の第４側面によると、前記処理部は、２以上の時間間隔の各々について、前記時間間隔内に前記センサが検知した前記濃度と、前記時間間隔内に前記燃焼機関へ供給した空気の量若しくは流量又は前記時間間隔内に前記燃焼機関が排出した前記排ガスの量若しくは流量と、前記時間間隔内における前記自動推進車両の走行距離又は走行速度とから、前記自動推進車両が単位走行距離当たりに排出した窒素酸化物の量を算出し、前記自動推進車両の累積走行距離に対する、前記自動推進車両が単位走行距離当たりに排出した窒素酸化物の量の変化から、前記自動推進車両が単位走行距離当たりに排出する窒素酸化物の量が第３設定値に到達する累積走行距離を推定する第１乃至第３側面の何れかに係る排ガス浄化システムが提供される。
【００１５】
本発明の第５側面によると、前記処理部は、推定した前記累積走行距離と実際の累積走行距離との差が第４設定値未満であるか又は前記第４設定値以下である場合に、前記１以上の排ガス浄化用触媒の前記少なくとも１つについて、その交換が必要であるか又はその交換時期が近付いていると判断する第４側面に係る排ガス浄化システムが提供される。
【００１６】
本発明の第６側面によると、前記処理部における処理の結果を出力する出力部を更に備えた第１乃至第５側面の何れかに係る排ガス浄化システムが提供される。
【００１７】
本発明の第７側面によると、前記燃焼機関はディーゼル機関であり、前記１以上の排ガス浄化用触媒は、吸蔵還元触媒、尿素選択還元触媒及び炭化水素選択還元触媒の少なくとも１つを含んだ第１乃至第６側面の何れかに係る排ガス浄化システムが提供される。
【００１８】
本発明の第８側面によると、第１乃至第７側面の何れかに係る排ガス浄化システムを備えた自動推進車両が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、基準値を超える量のＮＯｘが実走行で排出される可能性が低い排ガス浄化技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動推進車両を概略的に示す側面図。
【図２】図１に示す自動推進車両に搭載可能な排ガス浄化システムの一例を概略的に示す図。
【図３】図２に示す排ガス浄化システムが行う制御の一例を示すフローチャート。
【図４】図２に示す排ガス浄化システムが含んでいるセンサが検知したＮＯｘ濃度の時間変化の一例を示すグラフ。
【図５】図２に示す排ガス浄化システムが含んでいるセンサが検知したＮＯｘ濃度の時間変化の他の例を示すグラフ。
【図６】単位走行距離当たりのＮＯｘ排出量の一例を示すグラフ。
【図７】単位走行距離当たりのＮＯｘ排出量の他の例を示すグラフ。
【図８】単位走行距離当たりのＮＯｘ排出量の更に他の例を示すグラフ。
【図９】単位走行距離当たりのＮＯｘ排出量の更に他の例を示すグラフ。
【図１０】図２に示す排ガス浄化システムが、運転者に、触媒の交換時期が近付いていることを注意喚起している様子を概略的に示す斜視図。
【図１１】ＮＯｘ排出量に基づいて、自動推進車両が単位走行距離当たりに排出する窒素酸化物の量が第３設定値に到達する累積走行距離を推定する方法を説明するためのグラフ。
【図１２】図２に示す排ガス浄化システムが行う制御の他の例の一部を示すフローチャート。
【図１３】図１２に一部を示す制御の残りを示すフローチャート。
【図１４】図２に示す排ガス浄化システムが行う制御の更に他の例の一部を示すフローチャート。
【図１５】図１４に一部を示す制御の他の一部を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同様又は類似した機能を有する要素については、同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る自動推進車両を概略的に示す側面図である。図２は、図１に示す自動推進車両に搭載可能な排ガス浄化システムの一例を概略的に示す図である。
【００２３】
図１には、自動推進車両の一例として、四輪自動車（以下、自動車という）１を描いている。なお、図１及び図２では、理解を容易にするために、一部の構成要素を省略している。また、以下の説明において、用語「前」及び「後」は、自動車１の進行方向を基準として使用することとし、用語「上流」及び「下流」は、排ガスの流れを基準として使用することとする。
【００２４】
図１に示す自動車１は、図２に示すディーゼル機関５０を乗員室の前方に搭載した四輪駆動車である。
【００２５】
図１に示す自動車１は、車両本体を含んでいる。車両本体は、図示しないフレームと車体１０とを含んでいる。フレーム及び車体１０は、一体化されていてもよい。即ち、車両本体には、モノコック構造を採用してもよい。
【００２６】
フレームには、駆動装置、足回り装置、加速装置、ブレーキ装置及びステアリング装置などが搭載されている。
【００２７】
駆動装置は、燃焼機関、給気装置、排気装置、燃料供給装置及び動力伝導装置などを含んでいる。
【００２８】
燃焼機関は、上記の通り、図２に示すディーゼル機関５０である。図２には、ディーゼル機関５０の構成要素として、シリンダ５１、ピストンヘッド５２、連接棒５３、吸入バルブ５４、排気バルブ５５、及び燃料噴射ノズル５６のみを描いている。ディーゼル機関５０は、ここでは、４ストロークサイクルディーゼル機関である。ディーゼル機関５０は、２ストロークサイクルディーゼル機関であってもよい。
【００２９】
給気装置は、エアフィルタと給気管とエアフローメータ６０とを含んでいる。給気装置は、車両の外部から空気を取り入れ、これを、エアフィルタによって塵などを除去した後に、給気管を介してディーゼル機関５０の燃焼室へと供給する。エアフローメータ６０は、給気管を流れる空気の流量を検知する。なお、給気装置は、圧力が高められた空気を燃焼室へと供給可能とする過給機を更に含んでいてもよい。
【００３０】
排気装置は、図２に示す排気装置７０である。排気装置７０は、ディーゼル機関５０における燃料、ここでは軽油の燃焼によって生じた排ガスを浄化するとともに、排気音を低減する役割を果たす。
【００３１】
排気装置７０は、触媒コンバータ７１及び７２と、マフラー７３と、マフラーカッタ７４と、パイプ７５ａ、７５ｂ、７５ｃ及び７５ｄと、センサ７６ａ及び７６ｂとを含んでいる。触媒コンバータ７１及び７２並びにパイプ７５ｂは、排ガスを大気へ放出可能に浄化する排ガス浄化装置７０ａを構成している。マフラー７３、パイプ７５ｄ及びマフラーカッタ７４は、消音装置７０ｂを構成している。
【００３２】
触媒コンバータ７１は、コンバータボディ７１１と、排ガス浄化用触媒７１２と、ディーゼルパーティキュレートフィルタ（Diesel Particulate Filter; DPF）７１３とを含んでいる。
【００３３】
コンバータボディ７１１は、例えば、金属又は合金からなる。コンバータボディ７１１は、吸気口と排気口とが設けられた中空構造を有している。コンバータボディ７１１の吸気口は、パイプ７５ａと排気マニホルド（図示せず）とを介して、ディーゼル機関５０のピストン室に接続されている。コンバータボディ７１１の排気口には、パイプ７５ｂの一端が接続されている。
【００３４】
排ガス浄化用触媒７１２は、ストレートフロータイプのモノリス触媒である。排ガス浄化用触媒７１２は、コンバータボディ７１１の吸気口に供給された排ガスが、排ガス浄化用触媒７１２の貫通孔を通過し、その後、ディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３へと供給されるように、コンバータボディ７１１内に収容されている。
【００３５】
一例によれば、排ガス浄化用触媒７１２は、ディーゼル酸化触媒（Diesel Oxidation Catalyst; DOC）である。他の例によれば、排ガス浄化用触媒７１２は、ＮＯｘ吸蔵還元（NOx storage and reduction; NSR）触媒である。
【００３６】
排ガス浄化用触媒７１２は、モノリスハニカム基材と、その隔壁上に設けられた触媒層とを含んでいる。
【００３７】
モノリスハニカム基材は、例えば、一方の底面から他方の底面へと各々が延びた複数の貫通孔が設けられた柱体である。モノリスハニカム基材は、例えば、コージェライト及び炭化珪素などのセラミックスからなる。
【００３８】
触媒層は、モノリスハニカム基材の隔壁上に設けられている。触媒層は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。
【００３９】
排ガス浄化用触媒７１２がディーゼル酸化触媒である場合、触媒層は、例えば、第１担体と第１貴金属元素とを含んでいる。
【００４０】
第１担体は、アルミナなどの耐熱性材料からなる粒子である。第１担体は、第１貴金属元素を担持している。第１担体は、第１貴金属の表面積を増大させると共に、触媒反応による発熱を消散させて第１貴金属のシンタリングを抑制する役割を担っている。
【００４１】
第１貴金属元素は、例えば、白金及びパラジウムなどの白金族元素である。触媒層は、第１貴金属元素として、単一の貴金属元素を含んでいてもよく、複数の貴金属元素を含んでいてもよい。
【００４２】
第１貴金属元素は、排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ）の酸化を促進する。第１貴金属元素の作用により、排ガス中の一酸化炭素及び炭化水素の濃度が低下し、高沸点の炭化水素や硫化物からなる粒子状物質（particulate matter；ＰＭ）の一部が排ガスから除去される。
【００４３】
排ガス浄化用触媒７１２がＮＯｘ吸蔵還元触媒である場合、触媒層は、例えば、第２担体と第２貴金属元素とＮＯｘ吸蔵材とを含んでいる。
【００４４】
第２担体は、アルミナなどの耐熱性材料からなる粒子である。第２担体は、第２貴金属元素と、任意にＮＯｘ吸蔵材とを担持している。第２担体は、第２貴金属の表面積を増大させると共に、触媒反応による発熱を消散させて第２貴金属のシンタリングを抑制する役割を担っている。
【００４５】
第２貴金属元素は、例えば、白金、パラジウム及びロジウムなどの白金族元素である。第２貴金属元素は、排ガス中のＮＯｘの還元反応を促進する。第２貴金属元素の作用により、排ガス中のＮＯｘ濃度が低下する。
【００４６】
ＮＯｘ吸蔵材は、例えば、バリウム、カリウム、リチウム及びセリウムの少なくとも１つを含み、炭酸塩若しくは酸化物の形態にある化合物又はそれらの組み合わせである。ＮＯｘ吸蔵材は、酸化性雰囲気下においてＮＯｘを吸蔵し、還元性雰囲気下においてＮＯｘを放出する。
【００４７】
ディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３は、ウォールフロータイプのモノリス触媒である。ディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３は、排ガス浄化用触媒７１２の貫通孔を通過した排ガスが、ディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３の隔壁を透過し、その後、コンバータボディ７１１の排気口から触媒コンバータ７１の外部へと排出されるように、コンバータボディ７１１内に収容されている。ディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３は、排ガスから粒子状物質を除去する。
【００４８】
ディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３は、フィルタ基材を含んでいる。フィルタ基材は、例えば、ハニカム構造体と栓とを含んでいる。
【００４９】
ハニカム構造体は、例えば、一方の底面から他方の底面へと各々が延びた複数の貫通孔が設けられた柱体である。ハニカム構造体は、貫通孔の側壁を構成している、即ち、隣り合った貫通孔を仕切っている多孔質隔壁を含んでいる。これら多孔質隔壁は、排ガスが同伴している粒子状物質を殆ど透過させることなしに、排ガスを透過させる。
【００５０】
ハニカム構造体の材料としては、例えば、コージェライト及び炭化珪素などのセラミックスを使用することができる。ハニカム構造体には、金属製の不織布が編み込まれていてもよい。
【００５１】
栓の一部は、ハニカム構造体の孔の一部を下流側で塞いでいる。孔を下流側で塞いでいる栓と、この孔の側壁を構成している多孔質隔壁とは、上流側で開口した上流セルを形成している。
【００５２】
栓の残りは、ハニカム構造体の残りの孔を上流側で塞いでいる。孔を上流側で塞いでいる栓と、この孔の側壁を構成している多孔質隔壁とは、下流側で開口した下流セルを形成している。
【００５３】
これら栓は、下流側が栓で塞がれている孔と上流側が栓で塞がれている孔とが多孔質隔壁を挟んで隣り合うように配置されている。即ち、上流セルと下流セルとは、多孔質隔壁を挟んで隣り合っている。
【００５４】
栓の材料としては、例えば、コージェライト及び炭化珪素などのセラミックスを使用することができる。
【００５５】
排ガス浄化用触媒７１２の貫通孔を通過した排ガスは、先ず、ディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３の上流セルに流入する。次いで、この排ガスは、上流セルと下流セルとを仕切っている多孔質隔壁を透過して、下流セルへ流入する。この際に、排ガスから粒子状物質が除去される。
【００５６】
ディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３は、フィルタとしての機能に加え、他の機能を更に有していてもよい。即ち、ディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３は、ハニカム構造体及び／又は栓上に設けられた触媒層を更に含んでいてもよい。
【００５７】
例えば、ディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３は、フィルタとしての機能に加え、選択還元（Selective Catalytic Reduction; SCR）触媒としての機能、例えば、炭化水素又はアンモニアとの反応によるＮＯｘの窒素への還元を促進する機能を更に有していてもよい。即ち、ディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３は、尿素選択還元触媒又は炭化水素選択還元触媒としての機能を更に有していてもよい。
【００５８】
ディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３に尿素選択還元触媒としての機能を付与する場合、その触媒層の活性成分としては、例えば、ナトリウム及びカリウムなどのアルカリ金属元素のイオンが鉄及び銅などの遷移金属元素のイオンで部分的に交換されたゼオライトを使用することができる。或いは、この活性成分として、タングステン及びバナジウムなどの卑金属の酸化物を使用することもできる。
【００５９】
なお、ディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３に尿素選択還元触媒としての機能を付与する場合、排気装置７０には、例えば、ディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３の上流で排ガスに尿素水溶液を注入する第１インジェクタを更に設ける。
【００６０】
上記の通り、パイプ７５ｂの一端は、コンバータボディ７１１の排気口に接続されている。パイプ７５ｂには、センサ７６ａが設置されている。センサ７６ａは、触媒コンバータ７１が排出した排ガスにおけるＮＯｘ濃度を検知する。センサ７６ａの出力は、例えば、排ガスへのアンモニア又はその前駆体、例えば尿素水溶液の注入量の制御に利用する。
【００６１】
触媒コンバータ７２は、コンバータボディ７２１と、排ガス浄化用触媒７２２とを含んでいる。
【００６２】
コンバータボディ７２１は、例えば、金属又は合金からなる。コンバータボディ７２１は、吸気口と排気口とが設けられた中空構造を有している。コンバータボディ７１１の吸気口は、パイプ７５ｂを介して、コンバータボディ７１１の排気口に接続されている。コンバータボディ７２１の排気口には、パイプ７５ｃの一端が接続されている。
【００６３】
排ガス浄化用触媒７２２は、ストレートフロータイプのモノリス触媒である。排ガス浄化用触媒７２２は、コンバータボディ７２１の吸気口に供給された排ガスが、排ガス浄化用触媒７２２の貫通孔を通過し、その後、コンバータボディ７２１の排気口から触媒コンバータ７２の外部へと排出されるように、コンバータボディ７２１内に収容されている。
【００６４】
一例によれば、排ガス浄化用触媒７２２は、選択還元触媒としての機能と、アンモニアスリップ触媒（Ammonia Slip Catalyst; ASC）としての機能とを有している。
【００６５】
排ガス浄化用触媒７２２は、モノリスハニカム基材と、その隔壁上に設けられた触媒層とを含んでいる。
【００６６】
モノリスハニカム基材は、例えば、一方の底面から他方の底面へと各々が延びた複数の貫通孔が設けられた柱体である。モノリスハニカム基材は、例えば、コージェライト及び炭化珪素などのセラミックスからなる。
【００６７】
触媒層は、モノリスハニカム基材の隔壁上に設けられている。触媒層は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。
【００６８】
排ガス浄化用触媒７１２が選択還元触媒としての機能とアンモニアスリップ触媒としての機能とを有している場合、触媒層には、例えば、基材のうち上流側部分の隔壁上に位置し、選択還元触媒としての機能を有している第１層と、基材のうち下流側部分の隔壁上に位置し、アンモニアスリップ触媒としての機能を有している第２層とを含んだ構造を採用してもよい。或いは、この場合、触媒層には、選択還元触媒としての機能を有している第１層と、第１層と基材の隔壁との間に介在し、アンモニアスリップ触媒としての機能とを有している第２層とを含んだ多層構造を採用してもよい。
【００６９】
選択還元触媒としての機能を有している第１層の活性成分としては、例えば、ナトリウム及びカリウムなどのアルカリ金属元素のイオンが鉄及び銅などの遷移金属元素のイオンで部分的に交換されたゼオライトを使用することができる。或いは、この活性成分として、タングステン及びバナジウムなどの卑金属の酸化物を使用することもできる。
【００７０】
アンモニアスリップ触媒は、酸化触媒であって、未反応のアンモニアの酸化を促進する。アンモニアの酸化によって窒素酸化物を生じるが、未反応のアンモニアの量は少ないので、アンモニアスリップ触媒において生成する窒素酸化物の量も少ない。即ち、アンモニアスリップ触媒は、排ガス中の窒素酸化物の濃度を大幅に上昇させることなく、排ガス中のアンモニアの濃度を低下させる。
【００７１】
アンモニアスリップ触媒としての機能を有している第２層は、例えば、第３担体と第３貴金属元素とを含んでいる。
【００７２】
第３担体は、アルミナなどの耐熱性材料からなる粒子である。第３担体は、第３貴金属元素を担持している。第３担体は、第３貴金属の表面積を増大させると共に、触媒反応による発熱を消散させて第３貴金属のシンタリングを抑制する役割を担っている。
【００７３】
第３貴金属元素は、例えば、白金及びパラジウムなどの白金族元素である。第３貴金属元素は、アンモニアの酸化を促進する。第２層は、第３貴金属元素として、単一の貴金属元素を含んでいてもよく、複数の貴金属元素を含んでいてもよい。例えば、第２層は、第２貴金属元素として、白金のみを含んでいてもよく、白金とパラジウムとを含んでいてもよい。
【００７４】
なお、排ガス浄化用触媒７２２が選択還元触媒としての機能とアンモニアスリップ触媒としての機能とを有している場合であって、ディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３に選択還元触媒としての機能を付与しないときには、排気装置７０には、例えば、第１インジェクタは設けずに、ディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３と排ガス浄化用触媒７２２との間で、排ガスに、アンモニア又はその前駆体、例えば尿素水溶液を注入する第２インジェクタのみを設ける。
【００７５】
また、ディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３に選択還元触媒としての機能を付与する場合、例えば、上記の第１インジェクタが排ガスに注入したアンモニア又はその前駆体の一部は、触媒コンバータ７１において全てが消費されず、触媒コンバータ７２へ供給される可能性がある。それ故、排ガス浄化用触媒７２２が選択還元触媒としての機能とアンモニアスリップ触媒としての機能とを有している場合であって、ディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３に選択還元触媒としての機能を付与するときには、排気装置７０には、上記の第２インジェクタを設けてもよく、設けなくてもよい。
【００７６】
上記の通り、パイプ７５ｃの一端は、コンバータボディ７２１の排気口に接続されている。パイプ７５ｃには、センサ７６ｂが設置されている。センサ７６ｂは、触媒コンバータ７２が排出した排ガスにおけるＮＯｘ濃度を検知する。センサ７６ｂの出力は、例えば、排ガス浄化装置７０ａが含んでいる排ガス浄化用触媒の少なくとも１つについて、その性能が十分なレベルを維持しているかを判断するのに利用する。また、センサ７６ｂの出力は、排ガスへのアンモニア又はその前駆体、例えば尿素水溶液の注入量の制御にも利用することができる。
【００７７】
マフラー７３は、例えば、金属又は合金からなる。マフラー７３は、吸気口と排気口とが設けられ、内部が複数の室に仕切られた中空構造を有している。マフラー７３は、排気音を低減する役割を果たす。マフラー７３の吸気口は、パイプ７５ｃを介して、コンバータボディの排気口に接続されている。マフラー７３の排気口には、パイプ７５ｄの一端が接続されている。
【００７８】
マフラーカッタ７４は、例えば、金属又は合金からなる。マフラーカッタ７４は、吸気口と排気口とが設けられた中空構造を有している。マフラーカッタ７４の吸気口は、パイプ７５ｄの他端に接続されている。マフラーカッタ７４は省略することができる。
【００７９】
燃料供給装置は、燃料タンクと燃料噴射ポンプと燃料管とを含んでいる。燃料供給装置は、燃料噴射ポンプを動作させることにより、燃料タンクに収容されている軽油を、燃料管を介して燃料噴射ノズル５６へと送る。図１に示す自動車１は、燃料噴射ポンプの動作を制御することにより、図２に示すディーゼル機関５０の出力を調整する。
【００８０】
動力伝導装置は、変速機と駆動軸と差動装置と車軸とを含んでいる。動力伝達装置は、例えば、ディーゼル機関５０の回転運動を、変速機、駆動軸及び差動装置を介して車軸へと伝達する。
【００８１】
足回り装置は、懸架装置と、車輪と、図１に示すタイヤ２０とを含んでいる。懸架装置は、フレームに固定されており、前輪用及び後輪用の車軸を回転可能に支持している。車輪は、車軸に接続されており、タイヤ２０をそれらの内側から支持している。
【００８２】
加速装置は、アクセルペダルを含んでいる。加速装置は、例えば、アクセルペダルの変位に応じて、図２に示す燃料噴射ノズル５６が噴射する軽油の量を変化させる。
【００８３】
ブレーキ装置は、ブレーキペダルとブレーキ本体とを含んでいる。ブレーキ本体は、例えば、懸架装置に取り付けられたブレーキキャリパと車軸に取り付けられたブレーキディスクとを含んだディスクブレーキである。ブレーキ装置は、例えば、ブレーキペダルの変位に応じてブレーキ本体の制動力を変化させる。
【００８４】
ステアリング装置は、ステアリングホイールとステアリングアームとステアリングギアとピットマンアームとタイロッドとを含んでいる。ステアリング装置は、ステアリングの回転角に応じて前輪の向きを変化させる。
【００８５】
車両本体は、図２に示す制御部８０を更に含んでいる。制御部８０は、センサ７６ｂが検知した排ガス中のＮＯｘ濃度に基づいて、排ガス浄化用触媒の少なくとも１つについて、その性能が十分なレベルを維持しているかを判断する。
【００８６】
制御部８０は、処理部８１０と記憶部８２０とを含んでいる。制御部８０は、排ガス浄化装置７０ａとともに、排ガス浄化システムを構成している。
【００８７】
処理部８１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含んでいる。  
処理部８１０には、センサ７６ａ及び７６ｂと、上述したインジェクタとが接続されている。処理部８１０は、センサ７６ａ及び７６ｂが検知した排ガス中のＮＯｘ濃度に基づいて、インジェクタの動作を制御する。
【００８８】
処理部８１０には、エアフローメータ６０と、記憶部８２０と、後述する速度計９０及び表示部１００とが更に接続されている。処理部８１０には、速度計９０を接続する代わりに、距離計を接続してもよい。或いは、処理部８１０には、速度計９０又は距離計と接続されたセンサを接続してもよい。
【００８９】
処理部８１０は、センサ７６ｂ、エアフローメータ６０及び速度計９０の出力に基づいて、排ガス浄化用触媒の少なくとも１つについて、その性能が十分なレベルを維持しているかを判断する。そして、処理部８１０は、この判断の結果を表示部１００へ出力する。なお、処理部８１０の動作については、後で詳しく説明する。
【００９０】
記憶部８２０は、処理部８１０に接続されている。記憶部８２０は、処理部８１０が読み込むプログラムや、処理部８１０から供給されたデータを記憶する不揮発性メモリを含んでいる。
【００９１】
車両本体は、図１に示す座席３０及びダッシュボード４０を更に含んでいる。ダッシュボード４０は、ディーゼル機関５０及び給気装置などが配置された機関室と、座席３０が配置された乗員室とを仕切っている。ダッシュボード４０には、速度表示器や警告灯などが設置されている。
【００９２】
また、ダッシュボード４０には、図２に示す表示部１００が設置されている。表示部１００は、排ガス浄化用触媒の性能について処理部８１０が判断した結果を出力する出力部の一例である。表示部１００は、排ガス浄化用触媒の性能について処理部８１０が判断した結果を、例えば、運転者又は整備若しくは点検作業者が知覚可能に表示する。なお、表示部１００は、ダッシュボード４０以外の位置に設置してもよい。
【００９３】
表示部１００は、例えば、直視型ディスプレイ、ヘッドアップディスプレイなどの投射型ディスプレイ、警告灯、又はそれらの組み合わせである。表示部１００には、例えば、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、発光ダイオード、又はそれらの組み合わせを使用することができる。
【００９４】
表示部１００は、省略することができる。  
例えば、制御部８０に有線又は無線による通信を可能とする通信部を設けた場合、スマートフォンなどのデバイスと制御部８０との通信を通じて、排ガス浄化用触媒の性能について処理部８１０が判断した結果を先のデバイスに表示させてもよい。この場合、通信部が上記の出力部に相当する。
【００９５】
或いは、排ガス浄化用触媒の性能について処理部８１０が判断した結果を、表示によって運転者又は整備若しくは点検作業者へ通知する構成を採用する代わりに、ブザーなどの警告音及び音声案内などにより運転者又は整備若しくは点検作業者へ通知する構成を採用してもよい。この場合、ブザーや音声案内装置が、上述した出力部に相当する。
【００９６】
次に、図１に示す自動車１の動作、特には、図２に示す排ガス浄化システムが行う制御について、図１乃至図１１を参照しながら説明する。
【００９７】
図３は、図２に示す排ガス浄化システムが行う制御の一例を示すフローチャートである。図４は、図２に示す排ガス浄化システムが含んでいるセンサが検知したＮＯｘ濃度の時間変化の一例を示すグラフである。図５は、図２に示す排ガス浄化システムが含んでいるセンサが検知したＮＯｘ濃度の時間変化の他の例を示すグラフである。図６は、単位走行距離当たりのＮＯｘ排出量の一例を示すグラフである。図７は、単位走行距離当たりのＮＯｘ排出量の他の例を示すグラフである。図８は、単位走行距離当たりのＮＯｘ排出量の更に他の例を示すグラフである。図９は、単位走行距離当たりのＮＯｘ排出量の更に他の例を示すグラフである。図１０は、図２に示す排ガス浄化システムが、運転者に、触媒の交換時期が近付いていることを注意喚起している様子を概略的に示す斜視図である。図１１は、ＮＯｘ排出量に基づいて、自動推進車両が単位走行距離当たりに排出する窒素酸化物の量が第３設定値に到達する累積走行距離を推定する方法を説明するためのグラフである。
【００９８】
図１に示す自動車１の累積走行距離が増加すると、図２に示す排ガス浄化装置７０ａが含んでいる排ガス浄化用触媒の少なくとも１つの性能が変化する。排ガス浄化装置７０ａの性能が大幅に低下すると、規制値を超える量のＮＯｘが放出される可能性がある。図３に示す制御を行うと、そのような可能性を低減することができる。
【００９９】
図３に示す制御では、図２に示す記憶部８２０に、第１乃至第４設定値を事前に記憶させておく。ここで、第１設定値は、大気へと放出する直前の排ガス中のＮＯｘ濃度に関する閾値である。第２設定値は、単位走行距離当たりのＮＯｘ排出量に関する閾値である。ここでは、一例として、第１設定値は２００ｐｐｍであり、第２設定値は０．１１ｇ／ｋｍより大きく且つ０．２０ｇ／ｋｍよりも小さい値であるとする。また、第３設定値は、単位走行距離当たりのＮＯｘ排出量に関する閾値であって、第２設定値よりも小さな値である。そして、第４設定値は、ＮＯｘ排出量が第３設定値に到達する累積走行距離Ｄ１と実際の累積走行距離Ｄとの差ΔＤ１に関する閾値である。
【０１００】
上記の通り、図２に示す処理部８１０には、センサ７６ｂ、速度計９０及びエアフローメータ６０が接続されている。センサ７６ｂは、排ガス中のＮＯｘ濃度Ｃ１を検知する。速度計９０は、図１に示す自動車１の走行速度Ｖ１を計測する。エアフローメータ６０は、ディーゼル機関５０への流入する空気の流量Ｆ１を検知する。図２に示す処理部８１０は、センサ７６ｂ、速度計９０及びエアフローメータ６０から、それぞれ、ＮＯｘ濃度Ｃ１、走行速度Ｖ１及び空気流量Ｆ１に関する信号を取得する（図３のステップＳ１）。
【０１０１】
処理部８１０は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間に、即ち、時間間隔Δｔ（＝ｔ２−ｔ１）内にセンサ７６ｂが検知したＮＯｘ濃度Ｃ１と、この時間間隔Δｔ内にディーゼル機関５０へ供給した空気の量若しくは流量Ｆ１又はこの時間間隔Δｔ内にディーゼル機関５０が排出した排ガスの量若しくは流量と、この時間間隔Δｔ内における自動車１の走行距離ΔＤ又は走行速度Ｖ１とから、自動車１が単位走行距離当たりに排出したＮＯｘの量Ｅ１を算出する。
【０１０２】
また、処理部８１０は、上記の時間間隔Δｔ内における自動車１の走行距離ΔＤ又は走行速度Ｖ１と、記憶部８２０が記憶している過去の走行距離Ｄ０とから、時刻ｔ２における走行距離Ｄを算出する。
【０１０３】
例えば、処理部８１０は、ＮＯｘ濃度Ｃ１、走行速度及び空気流量Ｆ１に対応した信号から、単位走行距離当たりのＮＯｘ排出量Ｅ１と走行距離Ｄとを算出する（図３のステップＳ２）。記憶部８２０は、これらＮＯｘ排出量Ｅ１及び走行距離Ｄを記憶する（図３のステップＳ３）。  
単位走行距離当たりのＮＯｘ排出量Ｅ１は、例えば、以下の等式を用いて算出する。
【０１０４】
【数１】
2018184899.tif 000003
【０１０５】
ここで、「ｔ１」及び「ｔ２」は、時刻を表している。時刻ｔ２と時刻ｔ１との差（時間間隔Δｔ）は、一定であるか、又は、一定の距離を走行するのに要した時間である。ここでは、一例として、時刻ｔ２と時刻ｔ１との差は一定であるとする。
【０１０６】
また、「ＭＮＯｘ」は、ＮＯｘの平均分子量であって、ここでは定数である。例えば、ＮＯｘが、分子量が３０である一酸化窒素（ＮＯ）と、分子量が４６である二酸化窒素（ＮＯ２）とを、１：１のモル比で含んだ混合物である場合、ＮＯｘの平均分子量は３８である。
【０１０７】
そして、上記等式において、ＮＯｘ濃度Ｃ１は体積濃度（体積／体積）である。また、ＮＯｘ排出量Ｅ１、走行速度Ｖ１及び空気流量Ｆ１の単位は、それぞれ、「ｇ／ｋｍ」、「ｋｍ／秒」及び「ｇ／秒」である。
【０１０８】
次に、処理部８１０は、ＮＯｘ濃度Ｃ１と第１設定値とを対比する（図３のステップＳ４）。図４に示すように、ＮＯｘ濃度Ｃ１が第１設定値未満であったか又は第１設定値以下であった場合、処理部８１０は、排ガス浄化装置７０ａ、特には、排ガス浄化用触媒７１２及び７２２並びにディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３の少なくとも１つについて、例えば、それらの全てについて、その性能が十分なレベルを維持していると判断する。そして、この場合、制御部８０は、図３のステップＳ１乃至Ｓ４を含むシーケンスを繰り返す。
【０１０９】
図５に示すように、ＮＯｘ濃度Ｃ１が第１設定値以上であったか又は第１設定値を超えた場合、処理部８１０は、ＮＯｘ排出量Ｅ１と第２設定値とを対比する（図３のステップＳ５）。図６乃至図８に示すように、ＮＯｘ排出量Ｅ１が第２設定値未満であったか又は第２設定値以下であった場合、処理部８１０は、排ガス浄化装置７０ａ、特には、排ガス浄化用触媒７１２及び７２２並びにディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３の少なくとも１つについて、例えば、それらの全てについて、その性能が十分なレベルを維持していると判断する。そして、この場合、制御部８０は、図３のステップＳ１及びそれに続くステップを含むシーケンスを繰り返す。
【０１１０】
図９に示すように、ＮＯｘ排出量Ｅ１が第２設定値以上であったか又は第２設定値を超えた場合、制御部８０は、表示部１００に対し、第１警告情報に対応した画像信号を出力する。表示部１００は、第１警告情報を、例えば、図１０に示すように文字列で表示することにより、運転者に通知する（図３のステップＳ６）。なお、表示部１００は、第１警告情報を、マークなどの文字以外の形態で表示してもよい。
【０１１１】
次に、処理部８１０は、ＮＯｘ排出量Ｅ１が第３設定値に到達する累積走行距離Ｄ１を推定する（図３のステップＳ７）。
【０１１２】
例えば、処理部８１０は、２以上の時間間隔Δｔの各々について、この時間間隔Δｔにセンサ７６ｂが検知したＮＯｘ濃度Ｃ１と、この時間間隔Δｔ内にディーゼル機関５０へ供給した空気の量若しくは流量Ｆ１又はこの時間間隔Δｔ内にディーゼル機関５０が排出した排ガスの量若しくは流量と、この時間間隔Δｔ内における自動車１の走行距離又は走行速度Ｖ１とから、自動車が単位走行距離当たりに排出した窒素酸化物の量を算出する。そして、処理部８１０は、自動車１の累積走行距離Ｄに対する、自動車１が単位走行距離当たりに排出した窒素酸化物の量Ｅ１の変化から、自動車１が単位走行距離当たりに排出するＮＯｘの量Ｅ１が第３設定値に到達する累積走行距離Ｄ１を推定する。
【０１１３】
一例によれば、処理部８１０は、記憶部８２０がこれまでに記憶した、ＮＯｘ排出量Ｅ１と走行距離Ｄとを各々が含む２以上のデータセットから、図１１に示すように、ＮＯｘ排出量Ｅ１と走行距離Ｄとの関係を求める。そして、処理部８１０は、外挿法により、ＮＯｘ排出量Ｅ１が第３設定値に到達する累積走行距離Ｄ１を推定する。
【０１１４】
次に、処理部８１０は、推定した累積走行距離Ｄ１と実際の累積走行距離Ｄとの差ΔＤ１を算出する（図３のステップＳ８）。
【０１１５】
次いで、処理部８１０は、差ΔＤ１と第４設定値とを対比する（図３のステップＳ９）。差ΔＤ１が第４設定値以上であったか又は第４設定値を超えた場合、制御部８０は、図３のステップＳ１及びそれに続くステップを含むシーケンスを繰り返す。
【０１１６】
差ΔＤ１が第４設定値未満であったか又は第４設定値以下であった場合、制御部８０は、排ガス浄化装置７０ａが含んでいる部品、特には、排ガス浄化用触媒７１２及び７２２並びにディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３の少なくとも１つについて、その交換が必要であるか又はその交換時期が近付いていると判断する。そして、この場合、制御部８０は、表示部１００に対し、第２警告情報に対応した画像信号を出力する。表示部１００は、第２警告情報を表示することにより、運転者に通知する（図３のステップＳ１０）。
【０１１７】
なお、第１及び第２警告情報は、同一であっても、異なっていてもよい。第１及び第２警告情報が同一である場合、例えば、第１警告情報は連続表示し、第２警告情報は点滅表示することなどにより、それらを区別できるようにする。
【０１１８】
上述した自動車１では、排ガスを大気へ放出可能に浄化する排ガス浄化装置７０ａによって浄化された排ガスに含まれるＮＯｘの濃度Ｃ１をセンサ７６ｂで検知する。即ち、最後尾の排ガス浄化用触媒を通過した排ガスに対して、ＮＯｘ濃度Ｃ１の測定を行う。そして、このＮＯｘ濃度Ｃ１に基づいて、排ガス浄化用触媒７１２及び７２２並びにディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３の少なくとも１つについて、その性能が十分なレベルを維持しているかを判断する。それ故、この自動車１は、基準値を超える量のＮＯｘが実走行で排出される可能性が低い。
【０１１９】
また、この自動車１では、ＮＯｘ濃度Ｃ１と空気流量Ｆ１と走行速度Ｖ１とから、自動車１が単位走行距離当たりに排出したＮＯｘの量Ｅ１を算出する。そして、この自動車１では、ＮＯｘ排出量Ｅ１と第２設定値とを対比して、排ガス浄化用触媒７１２及び７２２並びにディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３の少なくとも１つについて、その性能が十分なレベルを維持しているかを判断する。それ故、この自動車１は、基準値を超える量のＮＯｘが実走行で排出される可能性が更に低い。
【０１２０】
そして、この自動車１では、ＮＯｘ排出量Ｅ１が第３設定値に到達する累積走行距離Ｄ１を推定し、推定した累積走行距離Ｄ１と実際の累積走行距離Ｄとの差ΔＤ１を第４設定値と対比して、排ガス浄化用触媒７１２及び７２２並びにディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３の少なくとも１つについて、その交換が必要であるか又はその交換時期が近付いているか判断する。それ故、この自動車１は、基準値を超える量のＮＯｘが実走行で排出される可能性が更に低い。
【０１２１】
加えて、この自動車１では、ＮＯｘ排出量Ｅ１と第２設定値との対比の結果、排ガス浄化用触媒７１２及び７２２並びにディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３の少なくとも１つについて、その性能が十分なレベルを維持していると判断しなかった場合に、運転者等に第１警告情報を通知する。また、この自動車１では、差ΔＤ１を第４設定値との対比の結果、排ガス浄化用触媒７１２及び７２２並びにディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３の少なくとも１つについて、その交換が必要であるか又はその交換時期が近付いていると判断した場合に、運転者等に第２警告情報を通知する。従って、運転者等は、排ガス浄化用触媒等の交換時期を事前に把握でき、それ故、交換時期を逸する可能性が低い。
【０１２２】
図２に示す排ガス浄化システムでは、図３を参照しながら説明した制御を行う代わりに、以下の制御を行ってもよい。
【０１２３】
図１２は、図２に示す排ガス浄化システムが行う制御の他の例の一部を示すフローチャートである。図１３は、図１２に一部を示す制御の残りを示すフローチャートである。
【０１２４】
図１２及び図１３に示す制御は、以下の点を除き、図３を参照しながら説明した制御と同様である。即ち、図１２及び図１３に示す制御のもとでは、制御部８０は、ステップＳ４とステップＳ５との間でステップＳ１１乃至Ｓ１３を実行し、ステップＳ６とステップＳ７との間でステップＳ１４乃至Ｓ１６を実行する。ステップＳ１１乃至Ｓ１３は、それぞれ、ステップＳ１乃至Ｓ３と同様である。また、ステップＳ１４乃至Ｓ１６は、それぞれ、ステップＳ１乃至Ｓ３と同様である。そして、制御部８０は、処理部８１０がステップＳ５においてＹｅｓと判断した場合、ステップＳ１１乃至Ｓ１３及びＳ５を含むシーケンスを再度実行する。また、制御部８０は、処理部８１０がステップＳ９においてＹｅｓと判断した場合、ステップＳ１４乃至Ｓ１６及びＳ７乃至Ｓ９を含むシーケンスを再度実行する。
【０１２５】
図３に示す制御では、ステップＳ５及びＳ９における判断の結果がＹｅｓであった場合、ステップＳ１へと戻る。これに対し、図１２及び図１３に示す制御では、ステップＳ５及びＳ９における判断の結果がＹｅｓであった場合、ステップＳ１へは戻らずに、それぞれ、ステップＳ１１及びＳ１４へ戻る。つまり、後者の制御では、ステップＳ４における判断の結果がＮｏであった場合、ステップＳ４が再度実行されることはなく、また、ステップＳ５における判断の結果がＮｏであった場合、ステップＳ５が再度実行されることはない。このような制御を行った場合も、図３を参照しながら説明した制御を行った場合と同様の効果が得られる。
【０１２６】
図１４は、図２に示す排ガス浄化システムが行う制御の更に他の例の一部を示すフローチャートである。図１５は、図１４に一部を示す制御の他の一部を示すフローチャートである。
【０１２７】
図１４及び図１５に示す制御は、図１３に示すステップの代わりに、図１４及び図１５に示すステップを実行すること以外は、図１２及び図１３を参照しながら説明した制御と同様である。
【０１２８】
即ち、図１４及び図１５に示す制御では、制御部８０は、ステップＳ１０の後に、先ず、ステップＳ１７乃至Ｓ１９を実行する。ステップＳ１７乃至Ｓ１９は、それぞれ、上述したステップＳ１乃至Ｓ３と同様である。
【０１２９】
次に、制御部８０は、ステップＳ２０乃至Ｓ２２を実行する。  
ステップＳ２０は、第３設定値の代わりに第５設定値を用いて、累積走行距離Ｄ１の代わりに累積走行距離Ｄ２を推定すること以外は、ステップＳ７と同様である。第５設定値は、第３設定値と等しくてもよく、異なっていてもよい。後者の場合、第５設定値は、第３設定値よりも小さくてもよく、大きくてもよい。ここでは、一例として、第５設定値は第３設定値と等しいとする。
【０１３０】
ステップＳ２１は、累積走行距離Ｄ１の代わりに累積走行距離Ｄ２を用いて、差ΔＤ１の代わりに差ΔＤ２（＝Ｄ２−Ｄ）を算出すること以外は、ステップＳ８と同様である。
【０１３１】
ステップＳ２２は、差ΔＤ１及び第４設定値の代わりに差Δ２及び第６設定値をそれぞれ用いること以外は、ステップＳ９と同様である。第６設定値は、第４設定値よりも小さな値である。ここでは、一例として、第４設定値は２００００ｋｍであり、第６設定値は１００００ｋｍであるとする。
【０１３２】
制御部８０は、処理部８１０がステップＳ２２においてＹｅｓと判断した場合、ステップＳ１７乃至Ｓ２２を含むシーケンスを再度実行する。また、制御部８０は、処理部８１０がステップＳ２２においてＮｏと判断した場合、表示部１００に対し、第３警告情報に対応した画像信号を出力する。表示部１００は、第３警告情報を表示することにより、運転者に通知する（図１５のステップＳ２３）。
【０１３３】
次に、制御部８０は、ステップＳ２４乃至Ｓ２６を実行する。ステップＳ２４乃至Ｓ２６は、それぞれ、上述したステップＳ１乃至Ｓ３と同様である。
【０１３４】
次いで、制御部８０は、ステップＳ２７を実行する。ステップＳ２７は、第２設定値の代わりに第７設定値を用いること以外は、ステップＳ５と同様である。第７設定値は、第２設定値よりも大きな値である。
【０１３５】
制御部８０は、処理部８１０がステップＳ２７においてＹｅｓと判断した場合、ステップＳ２４乃至Ｓ２７を含むシーケンスを再度実行する。また、制御部８０は、処理部８１０がステップＳ２７においてＮｏと判断した場合、表示部１００に対し、第４警告情報に対応した画像信号を出力する。表示部１００は、第４警告情報を表示することにより、運転者に通知する（図１５のステップＳ２８）。第４警告情報は、例えば、排ガス浄化用触媒７１２及び７２２並びにディーゼルパーティキュレートフィルタ７１３の少なくとも１つを交換すべきことを表す情報である。
【０１３６】
この制御によれば、図３を参照しながら説明した制御や、図１２及び図１３を参照しながら説明した制御と比較して、表示部１００により多くの警告画像を表示させる。従って、自動車１において、上記の制御を行うと、基準値を超える量のＮＯｘが実走行で排出される可能性が更に低くなるのに加え、排ガス浄化用触媒等の交換時期を逸する可能性が更に低くなる。
【０１３７】
以上、燃焼機関がディーゼル機関である場合を例に説明したが、燃焼機関は、ガソリン機関などの他の内燃機関であってもよく、外燃機関であってもよい。また、上記の例では、燃焼機関の出力を推進力として利用しているが、燃焼機関の出力を発電に利用し、これによって生じた電力で駆動する他の装置の出力、例えば電動機の出力を推進力として利用してもよい。
【０１３８】
また、上記の説明では、自動推進車両として四輪自動車を例示しているが、自動推進車両は、四輪自動車以外の車両、例えば、二輪自動車、五輪以上の多輪自動車、移動式重機、鉄道車両、船、又は飛行機であってもよい。
【符号の説明】
【０１３９】
１…自動車；１０…車体；２０…タイヤ；３０…座席；４０…ダッシュボード；５０…ディーゼル機関；５１…シリンダ；５２…ピストンヘッド；５３…連接棒；５４…吸入バルブ；５５…排気バルブ；５６…燃料噴射ノズル；６０…エアフローメータ；７０…排気装置；７０ａ…排ガス浄化装置；７０ｂ…消音装置；７１…触媒コンバータ；７２…触媒コンバータ；７３…マフラー；７４…マフラーカッタ；７５ａ…パイプ；７５ｂ…パイプ；７５ｃ…パイプ；７５ｄ…パイプ；７６ａ…センサ；７６ｂ…センサ；８０…制御部；９０…速度計；１００…表示部；７１１…コンバータボディ；７１２…排ガス浄化用触媒；７１３…ディーゼルパーティキュレートフィルタ；７２１…コンバータボディ；７２２…排ガス浄化用触媒；８１０…処理部；８２０…記憶部。
【図１】
2018184899.tif 000004
【図２】
2018184899.tif 000005
【図３】
2018184899.tif 000006
【図４】
2018184899.tif 000007
【図５】
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【図６】
2018184899.tif 000009
【図７】
2018184899.tif 000010
【図８】
2018184899.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2018184899.tif 000013
【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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【手続補正書】
【提出日】平成30年8月2日(2018.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動推進車両に搭載された燃焼機関が排出する排ガスを浄化する排ガス浄化システムであって、
１以上の排ガス浄化用触媒を含み、前記燃焼機関から前記排ガスが供給され、前記排ガスを大気へ放出可能に浄化する排ガス浄化装置と、
前記排ガス浄化装置によって浄化された前記排ガスに含まれる窒素酸化物の濃度を検知するセンサと、
前記センサが検知した前記濃度に基づいて、前記１以上の排ガス浄化用触媒の少なくとも１つについて、その性能が十分なレベルを維持しているかを判断する処理部と
を備え、
前記処理部は、２以上の時間間隔の各々について、前記時間間隔内に前記センサが検知した前記濃度と、前記時間間隔内に前記燃焼機関へ供給した空気の量若しくは流量又は前記時間間隔内に前記燃焼機関が排出した前記排ガスの量若しくは流量と、前記時間間隔内における前記自動推進車両の走行距離又は走行速度とから、前記自動推進車両が単位走行距離当たりに排出した窒素酸化物の量を算出し、前記自動推進車両の累積走行距離に対する、前記自動推進車両が単位走行距離当たりに排出した窒素酸化物の量の変化から、前記自動推進車両が単位走行距離当たりに排出する窒素酸化物の量が第３設定値に到達する累積走行距離を推定する排ガス浄化システム。
【請求項２】
前記処理部は、前記センサが検知した前記濃度が第１設定値未満であるか又は前記第１設定値以下である場合に、前記１以上の排ガス浄化用触媒の前記少なくとも１つについて、その性能が十分なレベルを維持していると判断する請求項１に記載の排ガス浄化システム。
【請求項３】
前記処理部は、或る時間間隔内に前記センサが検知した前記濃度と、前記時間間隔内に前記燃焼機関へ供給した空気の量若しくは流量又は前記時間間隔内に前記燃焼機関が排出した前記排ガスの量若しくは流量と、前記時間間隔内における前記自動推進車両の走行距離又は走行速度とから、前記自動推進車両が単位走行距離当たりに排出した窒素酸化物の量を算出し、この量が第２設定値未満であるか又は前記第２設定値以下であるときに、前記１以上の排ガス浄化用触媒の前記少なくとも１つについて、その性能が十分なレベルを維持していると判断する請求項１又は２に記載の排ガス浄化システム。
【請求項４】
前記処理部は、推定した前記累積走行距離と実際の累積走行距離との差が第４設定値未満であるか又は前記第４設定値以下である場合に、前記１以上の排ガス浄化用触媒の前記少なくとも１つについて、その交換が必要であるか又はその交換時期が近付いていると判断する請求項１乃至３の何れか１項に記載の排ガス浄化システム。
【請求項５】
前記処理部における処理の結果を出力する出力部を更に備えた請求項１乃至４の何れか１項に記載の排ガス浄化システム。
【請求項６】
前記燃焼機関はディーゼル機関であり、前記１以上の排ガス浄化用触媒は、吸蔵還元触媒、尿素選択還元触媒及び炭化水素選択還元触媒の少なくとも１つを含んだ請求項１乃至５の何れか１項に記載の排ガス浄化システム。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載の排ガス浄化システムを備えた自動推進車両。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の第１側面によると、自動推進車両に搭載された燃焼機関が排出する排ガスを浄化する排ガス浄化システムであって、１以上の排ガス浄化用触媒を含み、前記燃焼機関から前記排ガスが供給され、前記排ガスを大気へ放出可能に浄化する排ガス浄化装置と、前記排ガス浄化装置によって浄化された前記排ガスに含まれる窒素酸化物の濃度を検知するセンサと、前記センサが検知した前記濃度に基づいて、前記１以上の排ガス浄化用触媒の少なくとも１つについて、その性能が十分なレベルを維持しているかを判断する処理部とを備え、前記処理部は、２以上の時間間隔の各々について、前記時間間隔内に前記センサが検知した前記濃度と、前記時間間隔内に前記燃焼機関へ供給した空気の量若しくは流量又は前記時間間隔内に前記燃焼機関が排出した前記排ガスの量若しくは流量と、前記時間間隔内における前記自動推進車両の走行距離又は走行速度とから、前記自動推進車両が単位走行距離当たりに排出した窒素酸化物の量を算出し、前記自動推進車両の累積走行距離に対する、前記自動推進車両が単位走行距離当たりに排出した窒素酸化物の量の変化から、前記自動推進車両が単位走行距離当たりに排出する窒素酸化物の量が第３設定値に到達する累積走行距離を推定する排ガス浄化システムが提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の第４側面によると、前記処理部は、推定した前記累積走行距離と実際の累積走行距離との差が第４設定値未満であるか又は前記第４設定値以下である場合に、前記１以上の排ガス浄化用触媒の前記少なくとも１つについて、その交換が必要であるか又はその交換時期が近付いていると判断する第１乃至第３側面の何れかに係る排ガス浄化システムが提供される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の第５側面によると、前記処理部における処理の結果を出力する出力部を更に備えた第１乃至第４側面の何れかに係る排ガス浄化システムが提供される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の第６側面によると、前記燃焼機関はディーゼル機関であり、前記１以上の排ガス浄化用触媒は、吸蔵還元触媒、尿素選択還元触媒及び炭化水素選択還元触媒の少なくとも１つを含んだ第１乃至第５側面の何れかに係る排ガス浄化システムが提供される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明の第８側面によると、第１乃至第６側面の何れかに係る排ガス浄化システムを備えた自動推進車両が提供される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３８】
また、上記の説明では、自動推進車両として四輪自動車を例示しているが、自動推進車両は、四輪自動車以外の車両、例えば、二輪自動車、五輪以上の多輪自動車、移動式重機、鉄道車両、船、又は飛行機であってもよい。
以下に、当初の特許請求の範囲に記載していた発明を付記する。
［１］
自動推進車両に搭載された燃焼機関が排出する排ガスを浄化する排ガス浄化システムであって、
１以上の排ガス浄化用触媒を含み、前記燃焼機関から前記排ガスが供給され、前記排ガスを大気へ放出可能に浄化する排ガス浄化装置と、
前記排ガス浄化装置によって浄化された前記排ガスに含まれる窒素酸化物の濃度を検知するセンサと、
前記センサが検知した前記濃度に基づいて、前記１以上の排ガス浄化用触媒の少なくとも１つについて、その性能が十分なレベルを維持しているかを判断する処理部と
を備えた排ガス浄化システム。
［２］
前記処理部は、前記センサが検知した前記濃度が第１設定値未満であるか又は前記第１設定値以下である場合に、前記１以上の排ガス浄化用触媒の前記少なくとも１つについて、その性能が十分なレベルを維持していると判断する［１］に記載の排ガス浄化システム。
［３］
前記処理部は、或る時間間隔内に前記センサが検知した前記濃度と、前記時間間隔内に前記燃焼機関へ供給した空気の量若しくは流量又は前記時間間隔内に前記燃焼機関が排出した前記排ガスの量若しくは流量と、前記時間間隔内における前記自動推進車両の走行距離又は走行速度とから、前記自動推進車両が単位走行距離当たりに排出した窒素酸化物の量を算出し、この量が第２設定値未満であるか又は前記第２設定値以下であるときに、前記１以上の排ガス浄化用触媒の前記少なくとも１つについて、その性能が十分なレベルを維持していると判断する［１］又は［２］に記載の排ガス浄化システム。
［４］
前記処理部は、２以上の時間間隔の各々について、前記時間間隔内に前記センサが検知した前記濃度と、前記時間間隔内に前記燃焼機関へ供給した空気の量若しくは流量又は前記時間間隔内に前記燃焼機関が排出した前記排ガスの量若しくは流量と、前記時間間隔内における前記自動推進車両の走行距離又は走行速度とから、前記自動推進車両が単位走行距離当たりに排出した窒素酸化物の量を算出し、前記自動推進車両の累積走行距離に対する、前記自動推進車両が単位走行距離当たりに排出した窒素酸化物の量の変化から、前記自動推進車両が単位走行距離当たりに排出する窒素酸化物の量が第３設定値に到達する累積走行距離を推定する［１］乃至［３］の何れかに記載の排ガス浄化システム。
［５］
前記処理部は、推定した前記累積走行距離と実際の累積走行距離との差が第４設定値未満であるか又は前記第４設定値以下である場合に、前記１以上の排ガス浄化用触媒の前記少なくとも１つについて、その交換が必要であるか又はその交換時期が近付いていると判断する［４］に記載の排ガス浄化システム。
［６］
前記処理部における処理の結果を出力する出力部を更に備えた［１］乃至［５］の何れかに記載の排ガス浄化システム。
［７］
前記燃焼機関はディーゼル機関であり、前記１以上の排ガス浄化用触媒は、吸蔵還元触媒、尿素選択還元触媒及び炭化水素選択還元触媒の少なくとも１つを含んだ［１］乃至［６］の何れかに記載の排ガス浄化システム。
［８］
［１］乃至［７］の何れかに記載の排ガス浄化システムを備えた自動推進車両。