(57)【要約】【課題】車両に搭載されたディーゼルエンジンに適した、有害物質の低減に関与する機器の監視技術を提供する。【解決手段】本発明によるディーゼルエンジン監視システムは、ディーゼルエンジンシステム２１と診断コントローラ２２とを備えた車両１と、車両１と無線通信によって通信可能なコンピュータシステムとを具備する。ディーゼルエンジンシステム２１は、ディーゼルエンジン３１と、ディーゼルエンジン３１から排出される排気に含まれる有害物質を除去する後処理装置３６と、後処理装置３６の出口のＮＯｘ濃度を検知するＮＯｘセンサ５９とを備えている。診断コントローラ２２は、ディーゼルエンジン３１の負荷とＮＯｘセンサ５９によって検知されたＮＯｘ濃度からディーゼルエンジンシステム２１のＮＯｘ低減性能を診断してシステム診断データを生成し、システム診断データを無線通信によってコンピュータシステムに送信する。【選択図】図２
2009215926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンシステムと診断手段とを備えた車両と、
前記車両と無線通信によって通信可能なコンピュータシステム
とを具備し、
前記ディーゼルエンジンシステムは、
ディーゼルエンジンと、
前記ディーゼルエンジンから排出される排気に含まれる有害物質を除去する後処理装置と、
前記後処理装置の出口から排出された処理後排ガスに含まれる前記有害物質の濃度を検知する第１検知装置
とを備え、
前記診断手段は、前記ディーゼルエンジンの負荷と前記第１検知装置によって検知された前記有害物質の濃度から、前記ディーゼルエンジンシステムの前記有害物質を低減する性能を診断してシステム診断データを生成し、前記システム診断データを前記コンピュータシステムに送信するように構成され、
前記コンピュータシステムは、前記システム診断データを保存する機能を有する
ディーゼルエンジン監視システム。
【請求項２】
請求項１に記載のディーゼルエンジン監視システムであって、
前記診断手段は、前記ディーゼルエンジンの負荷から前記有害物質の濃度の正常範囲を決定し、前記第１検知装置によって検知された前記有害物質の濃度が前記正常範囲から外れる場合、前記ディーゼルエンジンシステムの前記有害物質を低減する性能が低下していることを示す情報を前記システム診断データに挿入する
ディーゼルエンジン監視システム。
【請求項３】
請求項２に記載のディーゼルエンジン監視システムであって、
前記診断手段は、前記第１検知装置によって検知された前記有害物質の濃度が前記正常範囲から外れる場合、前記ディーゼルエンジンシステムの前記有害物質を低減する性能が低下していることを示す警告を警告手段によって出力する
ディーゼルエンジン監視システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のディーゼルエンジン監視システムであって、
前記診断手段は、前記後処理装置の状態を診断して後処理装置診断データを生成し、前記後処理装置診断データを前記コンピュータシステムに送信するように構成され、
前記コンピュータシステムは、前記後処理装置診断データを保存して表示する機能を有する
ディーゼルエンジン監視システム。
【請求項５】
請求項４に記載のディーゼルエンジン監視システムであって、
前記ディーゼルエンジンシステムは、前記ディーゼルエンジンから前記後処理装置に導入される前記排気に含まれる有害物質の濃度を検知する第２検知装置を備えており、
前記診断手段は、前記第１検知装置によって検知された前記有害物質の濃度と、前記第２検知装置によって検知された前記有害物質の濃度とに基づいて前記後処理装置の状態を診断して後処理装置診断データを生成する
ディーゼルエンジン監視システム。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載のディーゼルエンジン監視システムであって、
前記後処理装置は、前記ディーゼルエンジンから排出される排気に含まれる粒子状物質を除去するＤＰＦを備え、
前記ディーゼルエンジンシステムは、更に、前記ＤＰＦの差圧を検出するＤＰＦ差圧センサを備え、
前記診断手段は、前記ＤＰＦの差圧に基づいて前記後処理装置の状態を診断して後処理装置診断データを生成する
ディーゼルエンジン監視システム。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれかに記載のディーゼルエンジン監視システムであって、
前記ディーゼルエンジンシステムが排ガス再循環を行うように構成され、
前記診断手段は、前記排ガス再循環に関与するアクチュエータの故障を診断してＥＧＲ診断データを生成し、前記ＥＧＲ診断データを前記コンピュータシステムに送信するように構成され、
前記コンピュータシステムは、前記ＥＧＲ診断データを保存して表示する機能を有する
ディーゼルエンジン監視システム。
【請求項８】
請求項７に記載のディーゼルエンジン監視システムであって、
前記ディーゼルエンジンシステムは、前記ディーゼルエンジンから前記後処理装置に導入される前記排気に含まれる有害物質の濃度を検知する第２検知装置を備えており、
前記診断手段は、前記ディーゼルエンジンの負荷と前記第２検知装置によって検知された前記有害物質の濃度から前記アクチュエータの故障を診断してＥＧＲ診断データを生成する
ディーゼルエンジン監視システム。
【請求項９】
請求項７に記載のディーゼルエンジン監視システムであって、
前記ディーゼルエンジンシステムは、前記ディーゼルエンジンのブースト圧を計測するブースト圧計を備え、
前記診断手段は、前記排ガス再循環に関与する前記アクチュエータを所定のパターンで動作させ、動作させている間の前記ブースト圧から前記アクチュエータの故障を診断してＥＧＲ診断データを生成する
ディーゼルエンジン監視システム。
【請求項１０】
請求項７に記載のディーゼルエンジン監視システムであって、
前記ディーゼルエンジンシステムは、前記ディーゼルエンジンの空燃比又は空気過剰率を測定する空燃比センサを備え、
前記診断手段は、前記排ガス再循環に関与する前記アクチュエータを所定のパターンで動作させ、動作させている間の前記空燃比又は前記空気過剰率から前記アクチュエータの故障を診断してＥＧＲ診断データを生成する
ディーゼルエンジン監視システム。
【請求項１１】
ディーゼルエンジンシステムを備えた車両と、
前記車両と無線通信によって通信可能なコンピュータシステム
とを具備し、
前記ディーゼルエンジンシステムは、
ディーゼルエンジンと、
前記ディーゼルエンジンから排出される排気に含まれる有害物質を除去する後処理装置と、
前記後処理装置の出口から排出された処理後排ガスに含まれる前記有害物質の濃度を検知する第１検知装置
とを備え、
前記車両は、前記第１検知装置の前記有害物質の濃度を示す情報と、前記ディーゼルエンジンの負荷を示す情報とを前記コンピュータシステムに送信し、
前記コンピュータシステムは、
前記ディーゼルエンジンの負荷と、前記第１検知装置によって検知された前記有害物質の濃度から、前記ディーゼルエンジンシステムの前記有害物質を低減する性能を診断してシステム診断データを生成する診断手段と、
前記システム診断データを記憶する記憶装置
とを備える
ディーゼルエンジン監視システム。
【請求項１２】
ディーゼルエンジンと前記ディーゼルエンジンから排出される排気に含まれる有害物質を除去する後処理装置とを含むディーゼルエンジンシステムを備えた車両と、
前記車両と無線通信によって通信可能なコンピュータシステム
とを備えたディーゼルエンジン監視システムによって前記ディーゼルエンジンシステムを監視するディーゼルエンジン監視方法であって、
前記ディーゼルエンジンの負荷と、前記後処理装置の出口から排出された処理後排ガスに含まれる前記有害物質の濃度から、前記ディーゼルエンジンシステムの前記有害物質を低減する性能を診断してシステム診断データを生成するステップと、
前記システム診断データを前記コンピュータシステムに保存するステップ
とを備える
ディーゼルエンジン監視方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のディーゼルエンジン監視方法であって、
前記システム診断データは、前記車両に設けられた診断手段によって生成され、前記診断手段から前記コンピュータシステムに無線通信によって送信される
ディーゼルエンジン監視方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載のディーゼルエンジン監視方法であって、
更に、
前記第１検知装置の前記有害物質の濃度を示す情報と、前記ディーゼルエンジンの負荷を示す情報とを前記車両から前記コンピュータシステムに送信するステップを備え、
前記システム診断データは、前記コンピュータシステムに設けられた診断手段によって生成され、前記コンピュータシステムに保存される
ディーゼルエンジン監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジン監視システムに関し、特に、ディーゼルエンジンを搭載する車両から排出される有害物質を低減するために使用される機器を監視する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球環境を保全する必要性から、ディーゼルエンジンから排出される有害物質、例えば、窒素酸化物（ＮＯｘ）及び粒子状物質（ＰＭ）を低減する技術が様々に開発されている。有害物質の低減技術には、大きく分けて２種類がある。一つは、ディーゼルエンジンによって生成される有害物質の量そのものを低減させる技術である。例えば、排気の一部を吸気側に還流するＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）技術は、ＮＯｘを低減させるために有効な技術として広く知られている。もう一つの有害物質の低減技術は、後処理装置を用いてディーゼルエンジンの排ガスから有害物質を除去する技術である。例えば、ＮＯｘ吸蔵触媒（LNT: Lean NOx trap）、尿素ＳＣＲ（selective Cataryc Reduction）は、後処理装置においてＮＯｘを除去する技術として広く知られている。加えて、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）は、後処理装置において粒子状物質を除去する技術として広く知られている。
【０００３】
このような有害物質を低減する技術を有効に機能させるためには、有害物質の低減に関与する機器を監視し、保守することが重要である。例えば、ＮＯｘ吸蔵触媒やＤＰＦの性能は運用と共に徐々に低下するので、ＮＯｘ吸蔵触媒やＤＰＦは、適宜のタイミングで再生する必要がある。また、ＥＧＲ弁その他のＥＧＲ技術に関連する機器は、それらが正しく動作していることを確認する必要がある。ＥＧＲ技術に関連する機器が故障していると、設計上ではＮＯｘを低減するように構成されていても、実際にはＮＯｘは低減されない。
【０００４】
建設用車両その他の車両に搭載されたディーゼルエンジンにおける、有害物質の低減に関与する機器の監視及び保守には、特有の問題がある。建設用車両その他の車両に搭載されたディーゼルエンジンに特有の一つの問題は、有害物質の低減に関与する機器の監視及び保守が、車両の搭乗者任せになってしまうことが多いことである。例えば、後処理装置は、その保守が充分でなければ、有害物質を低減する性能が低下してしまうが、保守の実行は、車両の搭乗者に委ねられてしまうことがある。また、車両の搭乗者に対して有害物質を低減する性能が低下している旨の警報を出したとしても、その情報が車両の管理者（例えば、その車両を保有する会社）や、車両の製造者に正しく伝達されない可能性がある。
【０００５】
建設用車両その他の車両に搭載されたディーゼルエンジンに特有のもう一つの問題は、建設用車両その他の車両に搭載されたディーゼルエンジンは、その負荷が変動することである。ディーゼルエンジンの負荷が変動すると、排出される有害物質の濃度も変動することは原理的に避けられない。従って、有害物質の低減に関与する機器が有効に機能しているか否かは、ディーゼルエンジンの負荷に応じて判断する必要がある。これらの問題は、発電装置の動力として使用されるディーゼルエンジンのような、据付型のディーゼルエンジンには発生しない。
【０００６】
このような背景から、建設用車両その他の車両に搭載されたディーゼルエンジンに適した、有害物質の低減に関与する機器の監視技術を提供することが望まれている。
【０００７】
本願発明と関連し得る技術として、特開２００５−２９１１０６号公報は、エンジンの遠隔燃焼診断システムを開示している。この遠隔燃焼診断システムでは、筒内圧力検出信号、クランク角検出信号、カム軸トップ検出信号から生成された計測データが、遠隔監視センタに送られ、これにエンジンが遠隔監視される。しかし、この公報には、有害物質の低減に関与する機器の監視については何らの開示もない。
【特許文献１】特開２００５−２９１１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、建設用車両その他の車両に搭載されたディーゼルエンジンに適した、有害物質の低減に関与する機器の監視技術を提供することにある。
より具体的には、本発明の一の目的は、車両の搭乗者以外の、該車両の監視及び保守に責任を有する者が、有害物質の低減に関与する機器の状況を把握可能にするための技術を提供することにある。
本発明の他の目的は、ディーゼルエンジンの負荷の変動に応じて有害物質の低減に関与する機器が有効に機能しているか否かを適切に判断するための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は、以下に述べられる手段を採用する。その手段の記述には、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］の記載との対応関係を明らかにするために、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号・符号が付記されている。但し、付記された番号・符号は、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲を限定的に解釈するために用いてはならない。
【００１０】
本発明によるディーゼルエンジン監視システムは、ディーゼルエンジンシステム（２１）と診断手段（２２）とを備えた車両（１）と、前記車両（１）と無線通信によって通信可能なコンピュータシステム（２、３）と、診断手段（２２）とを具備する。前記ディーゼルエンジンシステム（２１）は、ディーゼルエンジン（３１）と、前記ディーゼルエンジン（３１）から排出される排気に含まれる有害物質を除去する後処理装置（３６）と、前記後処理装置（３６）の出口から排出された処理後排ガスに含まれる前記有害物質の濃度を検知する第１検知装置（５９）とを備えている。前記診断手段（２２）は、前記ディーゼルエンジン（３１）の負荷と前記第１検知装置（５９）によって検知された前記有害物質の濃度から、前記ディーゼルエンジンシステム（２１）の前記有害物質を低減する性能を診断してシステム診断データを生成し、前記システム診断データを前記コンピュータシステム（２、３）に送信するように構成されている。前記コンピュータシステム（２、３）は、前記システム診断データを保存する機能を有している。
【００１１】
好適には、前記診断手段（２２）は、前記ディーゼルエンジン（３１）の負荷から前記有害物質の濃度の正常範囲を決定し、前記第１検知装置（５９）によって検知された前記有害物質の濃度が前記正常範囲から外れる場合、前記ディーゼルエンジンシステム（２１）の前記有害物質を低減する性能が低下していることを示す情報を前記システム診断データに挿入する。
【００１２】
また、前記診断手段（２２）は、前記第１検知装置（５９）によって検知された前記有害物質の濃度が前記正常範囲から外れる場合、前記ディーゼルエンジンシステム（２１）の前記有害物質を低減する性能が低下していることを示す警告を警告手段（２３）によって出力してもよい。
【００１３】
好適には、前記診断手段（２２）は、前記後処理装置（３６）の状態を診断して後処理装置診断データを生成し、前記後処理装置診断データを前記コンピュータシステム（２、３）に送信するように構成され、前記コンピュータシステム（２、３）は、前記後処理装置診断データを保存する機能を有している。
【００１４】
前記ディーゼルエンジンシステム（２１）が、前記ディーゼルエンジン（３１）から前記後処理装置（３６）に導入される前記排気に含まれる有害物質の濃度を検知する第２検知装置（５５）を備えている場合には、前記診断手段（２２）は、前記第１検知装置（５９）によって検知された前記有害物質の濃度と、前記第２検知装置（５５）によって検知された前記有害物質の濃度とに基づいて前記後処理装置（３６）の状態を診断して後処理装置診断データを生成することが好ましい。
【００１５】
また、前記後処理装置（３６）が、前記ディーゼルエンジン（３１）から排出される排気に含まれる粒子状物質を除去するＤＰＦ（４１）を備え、前記ディーゼルエンジンシステム（２１）が、更に、前記ＤＰＦ（４１）の差圧を検出するＤＰＦ差圧センサ（５８）を備えている場合、前記診断手段（２２）は、前記ＤＰＦ（４１）の差圧に基づいて前記後処理装置（３６）の状態を診断して後処理装置診断データを生成することが好ましい。
【００１６】
前記ディーゼルエンジンシステム（２１）が排ガス再循環を行うように構成されている場合、前記診断手段（２２）は、前記排ガス再循環に関与するアクチュエータ（３８、３９、４３）の故障を診断してＥＧＲ診断データを生成して前記コンピュータシステム（２、３）に送信するように構成されることが好ましい。前記コンピュータシステム（２、３）は、前記ＥＧＲ診断データを保存して表示する機能を有することが好ましい。
【００１７】
このとき、前記ディーゼルエンジンシステム（２１）は、前記ディーゼルエンジン（３１）から前記後処理装置（３６）に導入される前記排気に含まれる有害物質の濃度を検知する第２検知装置（５５）を備えている場合には、前記診断手段（２２）は、前記ディーゼルエンジン（３１）の負荷と前記第２検知装置（５５）によって検知された前記有害物質の濃度から前記アクチュエータ（３８、３９、４３）の故障を診断してＥＧＲ診断データを生成することが好ましい。
【００１８】
また、前記ディーゼルエンジンシステム（２１）が前記ディーゼルエンジン（３１）のブースト圧を計測するブースト圧計（５３）を備えている場合、前記診断手段（２２）は、前記排ガス再循環に関与する前記アクチュエータ（３８、３９、４３）を所定のパターンで動作させ、このときの前記ブースト圧から前記アクチュエータ（３８、３９、４３）の故障を診断してＥＧＲ診断データを生成することが好ましい。
【００１９】
前記ディーゼルエンジンシステム（２１）は、前記ディーゼルエンジン（３１）の空燃比又は空気過剰率を測定する空燃比センサ（５４）を備え、前記診断手段（２２）は、前記排ガス再循環に関与する前記アクチュエータ（３８、３９、４３）を所定のパターンで動作させ、動作させている間の前記空燃比又は前記空気過剰率から前記アクチュエータ（３８、３９、４３）の故障を診断してＥＧＲ診断データを生成する。
【００２０】
他の観点において、本発明のディーゼルエンジン監視システムは、ディーゼルエンジンシステム（２１）を備えた車両（１）と、前記車両（１）と無線通信によって通信可能なコンピュータシステム（２、３）とを具備する。前記ディーゼルエンジンシステム（２１）は、ディーゼルエンジン（３１）と、前記ディーゼルエンジン（３１）から排出される排気に含まれる有害物質を除去する後処理装置（３６）と、前記後処理装置（３６）の出口から排出された処理後排ガスに含まれる前記有害物質の濃度を検知する第１検知装置（５９）とを備えている。前記車両（１）は、前記第１検知装置（５９）の前記有害物質の濃度を示す情報と、前記ディーゼルエンジン（３１）の負荷を示す情報とを前記コンピュータシステム（２、３）に送信する。前記コンピュータシステム（２、３）は、前記ディーゼルエンジン（３１）の負荷と、前記第１検知装置（５９）によって検知された前記有害物質の濃度から、前記ディーゼルエンジンシステム（２１）の前記有害物質を低減する性能を診断してシステム診断データを生成する診断手段と、前記システム診断データを記憶する記憶装置（１２、１５）とを備えている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、建設用車両その他の車両に搭載されたディーゼルエンジンに適した、有害物質の低減に関与する機器の監視技術が提供される。
より具体的には、本発明によれば、車両の搭乗者以外の、該車両の監視及び保守に責任を有する者が、有害物質の低減に関与する機器の状況を把握可能にする技術が提供される。
また、本発明によれば、ディーゼルエンジンの負荷の変動に応じて有害物質の低減に関与する機器が有効に機能しているか否かを適切に判断するための技術が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態のディーゼルエンジン監視システム１０の構成を示す概念図である。本実施形態のディーゼルエンジン監視システム１０は、ディーゼルエンジンを搭載した車両１と、製造業者サーバーシステム２と、車両管理者サーバーシステム３とを備えている。車両１のそれぞれには衛星通信アンテナ４が設けられ、加えて、製造業者サーバーシステム２は衛星通信アンテナ５に接続されており、車両１と製造業者サーバーシステム２は、通信衛星７を介した無線通信によって通信可能である。同様に、車両管理者サーバーシステム３は衛星通信アンテナ６に接続されており、車両１と車両管理者サーバーシステム３は、通信衛星７を介した無線通信によって通信可能である。
【００２３】
製造業者サーバーシステム２は、車両製造業者によって使用されるコンピュータシステムであり、衛星送受信器１１と、データサーバ１２と、保守計画サーバ１３とを備えている。衛星送受信器１１は、車両１から通信衛星７を介して受け取ったデータをデータサーバ１２及び保守計画サーバ１３に転送し、また、データサーバ１２及び保守計画サーバ１３から受け取ったデータや指示を、通信衛星７を介して車両１に送信する機能を有している。データサーバ１２は、車両１から受け取ったデータを保存する。保守計画サーバ１３は、データサーバ１２に蓄積されたデータを用いて車両１の修理、保守及び部品の手配を電子的に行い、また、各車両１に所望の指示を送信するために使用される。
【００２４】
一方、車両管理者サーバーシステム３は、車両１の管理者（例えば、車両１を保有する会社）によって使用されるコンピュータシステムであり、衛星送受信器１４と、データサーバ１５と、保守計画サーバ１６とを備えている。衛星送受信器１４は、車両１から通信衛星７を介して受け取ったデータをデータサーバ１５及び保守計画サーバ１６に転送し、また、データサーバ１５及び保守計画サーバ１３から受け取ったデータを、通信衛星７を介して車両１に送信する機能を有している。データサーバ１５は、車両１から受け取ったデータを保存し、保守計画サーバ１６は、データサーバ１５に蓄積されたデータを用いて車両１の修理、保守及び部品の手配を電子的に行い、また、各車両１に所望の指示を送信するために使用される。製造業者サーバーシステム２と車両管理者サーバーシステム３とは、インターネット１７を介して通信可能である。
【００２５】
図２は、車両１の構成を部分的に示すブロック図である。車両１には、ディーゼルエンジン及びその周辺機器からなるディーゼルエンジンシステム２１と、診断コントローラ２２と、コンソールパネル２３と、衛星送受信器２４とが搭載される。
【００２６】
ディーゼルエンジンシステム２１は、ディーゼルエンジン３１と、吸気通路３２と、排気通路３３と、ターボチャージャ３４と、ＥＧＲ通路３５と、後処理装置３６とから構成されている。本実施形態のディーゼルエンジン３１は、コモンレール方式を採用しており、燃料降圧ポンプ３１ａとコモンレール（蓄圧室）３１ｂを使用して燃料を噴射するように構成されている。ディーゼルエンジン３１の吸気及び排気は、吸気通路３２と、排気通路３３と、ターボチャージャ３４とによって行われる。吸気通路３２は、ディーゼルエンジン３１の吸気ポート３１ｃに接続され、排気通路３３は、ディーゼルエンジン３１の排気ポート２ｂに接続されている。ターボチャージャ３４は、排気通路３３に排出される排気によって駆動されて吸気を圧縮する役割を有している。ディーゼルエンジン３１には、ターボチャージャ３４によって圧縮された吸気が供給される。後処理装置３６は、排気からＮＯｘや粒子状物質のような有害物質を取り除く。ＥＧＲ通路３５は、排気を吸気ポート３１ｄに還流するために使用される通路であり、排気ポート３１ｄと吸気ポート３１ｄとを接続するように設けられている。
【００２７】
吸気通路３２には、ターボチャージャ３４のコンプレッサ３４ａと、インタークーラ３７と、スロットル弁３８とが設けられている。ターボチャージャ３４によって圧縮された吸気は、インタークーラ３７によって冷却された後、スロットル弁３８を介してディーゼルエンジン３１に供給される。スロットル弁３８は吸気の量を制御するために使用される。
【００２８】
一方、排気通路３３には、ＶＧＴ（variable geometry turbocharger）アクチュエータ３９と、ターボチャージャ３４のタービン３４ｂとが設けられている。ＶＧＴアクチュエータ３９は、ターボチャージャ３４のタービン３４ｂに導入される排気の量を制御するために使用される。タービン３４ｂは、それに導入された排気によって駆動され、吸気通路３２に設けられたコンプレッサ３４ａを駆動する。これにより、吸気通路３２の吸気が圧縮される。ターボチャージャ３４のタービン３４ｂから排出された排気は、後処理装置３６に導入される。
【００２９】
後処理装置３６は、ＮＯｘ吸着触媒（LNT: lean NOx trap）４０と、ＤＰＦ（diesel particulate Filter）４１とを備えている。ＮＯｘ吸着触媒４０は、排気からＮＯｘを除去するために使用され、ＤＰＦ４１は、排気から粒子状物質を除去するために使用される。後述されるように、ＮＯｘ吸着触媒４０とＤＰＦ４１とは、いずれも、定期的に再生、及び交換が必要な機器であり、本実施形態において重点的に監視される機器である。
【００３０】
ＥＧＲ通路３５は、排気ポート３１ｄから吸気ポート３１ｃに排気を還流させることにより、ＮＯｘの排出を低減する役割を有している。ＥＧＲ通路３５には、ＥＧＲクーラ４２とＥＧＲ弁４３とが設けられている。ＥＧＲクーラ４２は、還流される排気を冷却する。ＥＧＲ弁４３は、還流される排気の量を制御する。
【００３１】
ディーゼルエンジンシステム２１の状態を把握するために、ディーゼルエンジンシステム２１の各所に様々なセンサが設けられる。具体的には、ディーゼルエンジン３１には、エンジン回転数Ｎｅを計測する回転数センサ５１が設けられ、吸気通路３２には、吸気流量（即ち、吸気通路３２の空気流量）を計測するエアフローメータ５２がターボチャージャ３４の上流に、吸気ポート３１ｃにおけるブースト圧（過給圧）を計測するブースト圧計５３がターボチャージャ３４の下流に設けられる。排気通路３３における後処理装置３６の入口側の位置には、空燃比（又は、空気過剰率）を検出する空燃比センサ５４と、排気のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ５５と、排気の温度を検出する排気温度センサ５６とが設けられている。更に、後処理装置３６には、後処理装置３６内の排気の温度を検出する排気温度センサ５７と、ＤＰＦ４１の差圧（ＤＰＦ４１の両面の圧力の差）を検出するＤＰＦ差圧センサ５８とが設けられている。更に、後処理装置３６の出口側には、後処理装置３６から排出される排気のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ５９と、排気の温度を検出する排気温度センサ６０とが設けられている。
【００３２】
本実施形態において特に注目すべきパラメータは、
（１）後処理装置３６の出口側に設けられたＮＯｘセンサ５９によって検出されるＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｐ、
（２）後処理装置３６の入口側に設けられたＮＯｘセンサ５５によって検出されるＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｅ、及び
（３）ＤＰＦ差圧センサ５８によって測定されるＤＰＦ４１の差圧ＰＤＰＦ
の３つである。
【００３３】
ＮＯｘセンサ５９によって検出されるＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｐは、ディーゼルエンジンシステム２１全体としてのＮＯｘ低減性能を表すパラメータである。ディーゼルエンジンシステム２１全体としてのＮＯｘ低減性能が良好に保たれている場合には、ＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｐは低く保たれる。一方、後処理装置３６が劣化し、及び／又は、ディーゼルエンジンシステム２１においてＥＧＲが有効に機能していない場合には、ＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｐが増加する。
【００３４】
一方、ＮＯｘセンサ５５によって検出されるＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｅは、ディーゼルエンジンシステム２１において排ガス再循環（ＥＧＲ）が有効に機能しているか否かを示している。ディーゼルエンジンシステム２１において排ガス再循環が有効に機能している場合には、ＮＯｘセンサ５５によって検出されるＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｅは低くなる。一方、何らかの原因により排ガス再循環が有効に機能していない場合（例えば、スロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、ＥＧＲ弁４３のいずれかが故障している場合）、ＮＯｘセンサ５５によって検出されるＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｅが増加する。
【００３５】
ＮＯｘセンサ５９によって検出されるＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］ＰとＮＯｘセンサ５５によって検出されるＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｅは、ＮＯｘ吸着触媒４０の状態を把握するためのパラメータとしても有効である。ＮＯｘセンサ５９によって検出されるＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］ＰとＮＯｘセンサ５５によって検出されるＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｅからは、ＮＯｘ吸着触媒４０のＮＯｘ除去率ρが算出可能である。ＮＯｘ除去率ρは、例えば、下記式（１）：
ρ＝｛１−［ＮＯｘ］Ｐ／［ＮＯｘ］Ｅ｝×１００（％），      ・・・（１）
から算出可能である。ＮＯｘ除去率ρは、ＮＯｘ吸着触媒４０の状態を示すパラメータとして有効である。
【００３６】
更に、ＤＰＦ４１の差圧ＰＤＰＦは、ＤＰＦ４１の状態を示すパラメータとして有効である。一般に、ＤＰＦ４１の差圧ＰＤＰＦは、ディーゼルエンジンシステム２１の運用時間と共に減少し、ＤＰＦ４１が再生されると回復する。ＤＰＦ差圧センサ５８によって測定されるＤＰＦ４１の差圧は、ＤＰＦ４１の再生、交換の時期を判断するために使用される。
【００３７】
ディーゼルエンジンシステム２１の制御は、ディーゼルエンジン３１に取り付けられたＥＣＵ（engine control unit）４４によって行われる。ＥＣＵ４４は、上述されているようなディーゼルエンジンシステム２１の各所に設置されたセンサによって得られた測定データに応答して、ディーゼルエンジンシステム２１を制御する。より具体的には、ＥＣＵ４４は、アクセルペダル位置（即ち、アクセルペダルの踏み込み具合）を示すアクセルポジション信号からトルク指令Ｔ＊を生成し、そのトルク指令Ｔ＊と回転数センサ５１によって計測されたエンジン回転数Ｎｅとからディーゼルエンジン３１の燃料の噴射量を決定する。ＥＣＵ４４は、インジェクタ（図示されない）を制御して、決定した噴射量だけ燃料を噴射する。加えて、ＥＣＵ４４は、ディーゼルエンジンシステム２１の各所に設置されたセンサによって得られた測定データに応答して、スロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３の開度を制御する。
【００３８】
診断コントローラ２２は、ディーゼルエンジンシステム２１の有害物質を低減する能力を診断し、又は有害物質の低減に関連する機器の故障を診断する機能を有している。ディーゼルエンジンシステム２１の診断には、ディーゼルエンジンシステム２１の各所に設置されたセンサの測定データ、ディーゼルエンジンシステム２１に含まれるアクチュエータの変位を示す変位データ（即ち、スロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３の開度を示すデータ）、及びＥＣＵ４４によって生成されたトルク指令Ｔ＊が使用される。診断コントローラ２２は、これらのパラメータに基づいてディーゼルエンジンシステム２１を診断する。診断コントローラ２２によるディーゼルエンジンシステム２１の診断については、後に詳細に説明する。
【００３９】
コンソールパネル２３は、ディーゼルエンジンシステム２１の状態を、車両１の搭乗者に知らせる役割を有している。診断コントローラ２２によるディーゼルエンジンシステム２１の診断結果は、コンソールパネル２３に表示され、また、コンソールパネル２３から警報音として出力される。
【００４０】
衛星送受信器２４は、診断コントローラ２２によるディーゼルエンジンシステム２１の診断の結果を示すデータや診断コントローラ２２によって収集されたデータを、衛星通信アンテナ４を用いて製造業者サーバーシステム２及び車両管理者サーバーシステム３に送信する。送信されたデータは、製造業者サーバーシステム２及び車両管理者サーバーシステム３のデータサーバ１２、１５に保存される。また、衛星送受信器２４は、製造業者サーバーシステム２及び車両管理者サーバーシステム３から送られてくるデータや指示を診断コントローラ２２に転送する。
【００４１】
続いて、診断コントローラ２２の動作、特に、診断コントローラ２２によるディーゼルエンジンシステム２１の診断について詳細に説明する。診断コントローラ２２には、ＮＯｘ基礎データ２２ａと、アクチュエータ基礎データ２２ｂとが予め用意されており、診断コントローラ２２は、これらのデータを用いてディーゼルエンジンシステム２１を診断する。
【００４２】
ＮＯｘ基礎データ２２ａは、図３に示されているように、
（１）ベンチテストで得られた、ディーゼルエンジンシステム２１の負荷（トルク指令Ｔ＊及びエンジン回転数Ｎｅ）と後処理装置３６の出口のＮＯｘ濃度（即ち、ＮＯｘセンサ５９によって検出されたＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｐ）との関係を示すデータテーブル、及び
（２）ベンチテストで得られた、ディーゼルエンジンシステム２１の負荷と、ディーゼルエンジン３１の出口におけるＮＯｘ濃度（即ち、ＮＯｘセンサ５５によって検出されたＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｅ）との関係を示すデータテーブル
とから構成されている。ＮＯｘ基礎データ２２ａに記述されているＮＯｘ濃度は、ディーゼルエンジンシステム２１が正常に運転されている場合のＮＯｘ濃度の目安として使用される。
【００４３】
アクチュエータ基礎データ２２ｂは、ベンチテストで得られた、所定のパターンでスロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３を動作させた場合のブースト圧及び空気過剰率を示すデータである。言い換えれば、アクチュエータ基礎データ２２ｂは、ベンチテストで得られた、スロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３の開度と、ブースト圧及び空気過剰率との関係を示すデータテーブルである。アクチュエータ基礎データ２２ｂは、スロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３が正常に動作している場合のブースト圧及び空気過剰率の目安として使用される。
【００４４】
本実施形態では、診断コントローラ２２は、下記の３つの観点でディーゼルエンジンシステム２１を診断する。
【００４５】
（１）ディーゼルエンジンシステム２１全体のＮＯｘ低減性能
診断コントローラ２２は、後処理装置３６の出口側に設けられたＮＯｘセンサ５９によって検出されるＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｐから、ディーゼルエンジンシステム２１全体のＮＯｘ低減性能を診断し、ディーゼルエンジンシステム２１全体のＮＯｘ低減性能を示すシステム診断データを生成する。システム診断データは、製造業者サーバーシステム２及び車両管理者サーバーシステム３に送信され、データサーバ１２、１５に保存される。データサーバ１２、１５に保存されたシステム診断データは、保守計画サーバ１３、１５を介してデータサーバ１２、１５にアクセスすることによって閲覧することができ、ディーゼルエンジンシステム２１の修理、保守、部品の手配に役立てることができる。
【００４６】
この診断において留意すべき点は、後処理装置３６の出口におけるＮＯｘ濃度の正常範囲は、ディーゼルエンジンシステム２１の負荷（即ち、トルク指令Ｔ＊及びエンジン回転数Ｎｅ）によって変動することである。したがって、ＮＯｘセンサ５９によって検出されたＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｐを、特定の一定の閾値と比較するだけでは、ディーゼルエンジンシステム２１のＮＯｘ低減性能を正確に診断することはできない。
【００４７】
このような状況に対処するために、本実施形態では、ディーゼルエンジンシステム２１の負荷とＮＯｘ基礎データ２２ａから後処理装置３６の出口のＮＯｘ濃度の正常範囲が決定され、ＮＯｘセンサ５９によって検出されたＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｐがその正常範囲から外れている場合、ディーゼルエンジンシステム２１のＮＯｘ低減性能に異常があると判断される。詳細には、ある時点におけるトルク指令Ｔ＊及びエンジン回転数ＮｅがＥＣＵ４４から通知されると、診断コントローラ２２は、そのトルク指令Ｔ＊及びエンジン回転数Ｎｅを基にしてＮＯｘ基礎データ２２ａのデータテーブルに対してテーブルルックアップを行い（必要であれば更に補間を行い）、これにより、後処理装置３６の出口の適正なＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｐ＊を算出する。ＮＯｘセンサ５９によって検出されたＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｐ＊が、所定の係数Ｋ１（０＜Ｋ１＜１）について下記式：
［ＮＯｘ］Ｐ≦Ｋ１・［ＮＯｘ］Ｐ＊，      ・・・（２）
を満足しない場合、診断コントローラ２２は、後処理装置３６の出口のＮＯｘ濃度が異常であると診断する。
【００４８】
診断コントローラ２２は、後処理装置３６の出口のＮＯｘ濃度が異常であると診断すると、その旨を、コンソールパネル２３の警告灯及び／又はコンソールパネル２３によって発せられた警告音によって搭乗者に知らせる。
【００４９】
加えて、診断コントローラ２２は、後処理装置３６の出口のＮＯｘ濃度が異常であると診断すると、その旨を示す情報をシステム診断データに挿入して製造業者サーバーシステム２及び車両管理者サーバーシステム３に送信する。これにより、車両１の製造業者及び管理者は、車両１のディーゼルエンジンシステム２１のＮＯｘ低減性能が低下していることを知ることができる。
【００５０】
（２）後処理装置３６の状態
更に、診断コントローラ２２は、後処理装置３６の状態を診断し、後処理装置３６の状態を示す後処理装置診断データを生成する。例えば、ＮＯｘ吸着触媒４０やＤＰＦ４１に保守が必要な場合（例えば、再生や交換が必要な場合）は、診断コントローラ２２は、その旨を示す情報を含むように後処理装置診断データを生成する。後処理装置診断データは、無線通信によって製造業者サーバーシステム２及び車両管理者サーバーシステム３に送信され、データサーバ１２、１５に保存される。データサーバ１２、１５に保存された後処理装置診断データは、保守計画サーバ１３、１５を介してデータサーバ１２、１５にアクセスすることによって閲覧することができ、後処理装置３６の修理、保守、部品の手配に役立てることができる。
【００５１】
本実施形態では、後処理装置３６の状態の診断は、ＮＯｘ吸着触媒４０のＮＯｘ除去率ρ、及び、ＤＰＦ差圧センサ５８によって測定されたＤＰＦ４１の差圧ＰＤＰＦに基づいて行われる。上述のように、ＮＯｘ吸着触媒４０のＮＯｘ除去率ρは、ＮＯｘセンサ５９によって検出されるＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］ＰとＮＯｘセンサ５５によって検出されるＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｅとから式（１）によって算出可能である。
【００５２】
一般に、図４Ａに示されているように、ＮＯｘ除去率ρは、ディーゼルエンジンシステム２１の運用時間と共に減少し、ＮＯｘ吸着触媒４０が再生されると回復する。診断コントローラ２２は、ＮＯｘ吸着触媒４０のＮＯｘ除去率ρを逐次に算出し、算出したＮＯｘ除去率ρをＬＮＴ履歴データ２２ｃとして保存する。
【００５３】
診断コントローラ２２は、ＮＯｘ吸着触媒４０のＮＯｘ除去率ρが所定の基準値よりも低い場合、ＮＯｘ吸着触媒４０の性能が低下したと診断し、その旨をコンソールパネル２３の警告灯及び／又はコンソールパネル２３によって発せられた警告音によって搭乗者に知らせる。加えて、診断コントローラ２２は、ＮＯｘ吸着触媒４０の性能が低下した旨を示す情報を含む後処理装置診断データを生成して製造業者サーバーシステム２及び車両管理者サーバーシステム３に送信する。これにより、車両１の製造業者及び管理者は、ＮＯｘ吸着触媒４０のＮＯｘ低減性能が低下していることを知ることができる。
【００５４】
同様に、診断コントローラ２２は、ＤＰＦ４１の差圧ＰＤＰＦが所定の基準値よりも低い場合、ＤＰＦ４１のＰＭ除去性能が低下したと診断し、その旨をコンソールパネル２３の警告灯及び／又はコンソールパネル２３によって発せられた警告音によって搭乗者に知らせる。加えて、診断コントローラ２２は、ＤＰＦ４１の性能が低下した旨を示す情報を含む後処理装置診断データを生成して製造業者サーバーシステム２及び車両管理者サーバーシステム３に送信する。これにより、車両１の製造業者及び管理者は、ＤＰＦ４１の性能が低下していることを知ることができる。
【００５５】
一実施形態では、診断コントローラ２２は、ＮＯｘ吸着触媒４０のＮＯｘ除去率ρに応答してＮＯｘ吸着触媒４０を自動的に再生するように構成される。典型的には、ＮＯｘ吸着触媒４０のＮＯｘ除去率ρが所定の基準値ρｍｉｎまで低下すると、診断コントローラ２２は、ＮＯｘ吸着触媒４０を自動的に再生する。ＮＯｘ吸着触媒４０を再生すると、診断コントローラ２２は、その旨をＬＮＴ履歴データ２２ｃに記録する。
【００５６】
加えて、診断コントローラ２２は、ＤＰＦ４１の差圧ＰＤＰＦに応答してＤＰＦ４１を自動的に再生するように構成されることが好ましい。典型的には、図４Ｂに示されているように、ＤＰＦ４１の差圧ＰＤＰＦが所定の基準値βｍｉｎまで低下すると、診断コントローラ２２は、ＤＰＦ４１を自動的に再生する。ＤＰＦ４１を再生すると、診断コントローラ２２は、その旨をＤＰＦ履歴データ２２ｄに記録する。
【００５７】
また、ディーゼルエンジンシステム２１は、ＮＯｘ吸着触媒４０を手動で再生するように構成されてもよい。この場合、診断コントローラ２２は、ＮＯｘ吸着触媒４０のＮＯｘ除去率ρに基づいてＮＯｘ吸着触媒４０を再生すべきか否かを判断し、ＮＯｘ吸着触媒４０を再生すべきと判断した場合には、その旨を、コンソールパネル２３の警告灯及び／又はコンソールパネル２３によって発せられた警告音によって搭乗者に知らせる。ＮＯｘ吸着触媒４０が手動で再生されると、診断コントローラ２２は、その旨をＬＮＴ履歴データ２２ｃに記録する。
【００５８】
同様に、ディーゼルエンジンシステム２１は、ＤＰＦ４１を手動で再生するように構成されてもよい。この場合、診断コントローラ２２は、ＤＰＦ４１の差圧ＰＤＰＦに基づいてＤＰＦ４１を再生すべきか否かを判断し、ＤＰＦ４１を再生すべきと判断した場合には、その旨を、コンソールパネル２３の警告灯及び／又はコンソールパネル２３によって発せられた警告音によって搭乗者に知らせる。ＤＰＦ４１が手動で再生されると、診断コントローラ２２は、その旨をＤＰＦ履歴データ２２ｄに記録する。
【００５９】
ＮＯｘ吸着触媒４０のＮＯｘ吸着能力はＮＯｘ吸着触媒４０を再生しても完全には回復しないから、ＮＯｘ吸着触媒４０は適切な時期に交換する必要がある。したがって、診断コントローラ２２は、ＮＯｘ吸着触媒４０を交換すべき時期をＮＯｘ吸着触媒４０のＮＯｘ除去率ρ及び／又はＬＮＴ履歴データ２２ｃから判断するように構成されていることが好ましい。一実施形態では、ＮＯｘ吸着触媒４０が所定の回数だけ再生された後、ＮＯｘ吸着触媒４０のＮＯｘ除去率ρが所定値まで低下すると、診断コントローラ２２は、ＮＯｘ吸着触媒４０を交換すべきであると判断する。他の実施形態では、再生直後のＮＯｘ吸着触媒４０のＮＯｘ除去率ρが所定値を超えない場合、診断コントローラ２２は、ＮＯｘ吸着触媒４０を交換すべきであると判断する。診断コントローラ２２は、ＮＯｘ吸着触媒４０を交換すべきであると判断すると、その旨をコンソールパネル２３の警告灯及び／又はコンソールパネル２３によって発せられた警告音によって搭乗者に知らせる。
【００６０】
ＮＯｘ吸着触媒４０を交換すべき旨の警告は、段階的に行われてもよい。例えば、ＮＯｘ吸着触媒４０のＮＯｘ除去率ρ及び／又はＬＮＴ履歴データ２２ｃからＮＯｘ吸着触媒４０の交換まで所定時間である（例えば、１ヶ月である）と判断すると、その旨をコンソールパネル２３の警告灯及び／又はコンソールパネル２３によって発せられた警告音によって搭乗者に知らせる。ＮＯｘ吸着触媒４０が交換されると、診断コントローラ２２は、その旨をＬＮＴ履歴データ２２ｃに記録する。
【００６１】
同様に、ＤＰＦ４１のＰＭ除去性能はＤＰＦ４１を再生しても完全には回復しないから、ＤＰＦ４１は適切な時期に交換する必要がある。したがって、診断コントローラ２２は、ＤＰＦ４１を交換すべき時期をＤＰＦ４１の差圧ＰＤＰＦ及び／又はＤＰＦ履歴データ２２ｄから判断するように構成されていることが好ましい。一実施形態では、ＤＰＦ４１が所定の回数だけ再生された後、ＤＰＦ４１の差圧ＰＤＰＦが所定値まで低下すると、診断コントローラ２２は、ＤＰＦ４１を交換すべきであると判断する。他の実施形態では、再生直後のＤＰＦ４１の差圧ＰＤＰＦが所定値を超えない場合、診断コントローラ２２は、ＤＰＦ４１を交換すべきであると判断する。診断コントローラ２２は、ＤＰＦ４１を交換すべきであると判断すると、その旨をコンソールパネル２３の警告灯及び／又はコンソールパネル２３によって発せられた警告音によって搭乗者に知らせる。
【００６２】
ＤＰＦ４１を交換すべき旨の警告は、段階的に行われてもよい。例えば、ＤＰＦ４１の差圧ＰＤＰＦ及び／又はＤＰＦ履歴データ２２ｄからＤＰＦ４１の交換まで所定時間である（例えば、１ヶ月である）と判断すると、その旨をコンソールパネル２３の警告灯及び／又はコンソールパネル２３によって発せられた警告音によって搭乗者に知らせる。ＤＰＦ４１が交換されると、診断コントローラ２２は、その旨をＤＰＦ履歴データ２２ｄに記録する。
【００６３】
ＬＮＴ履歴データ２２ｃ及びＤＰＦ履歴データ２２ｄは、定期的に製造業者サーバーシステム２及び車両管理者サーバーシステム３に送信される。これにより、車両１の製造業者及び管理者は、ＮＯｘ吸着触媒４０のＮＯｘ低減性能及びＤＰＦ４１のＰＭ除去性能、並びに、後処理装置３６になされた保守の状況を逐次に知ることができる。
【００６４】
（３）排ガス再循環（ＥＧＲ）の診断
ＮＯｘ排出量を低減するためには、ディーゼルエンジンシステム２１において排ガス再循環（ＥＧＲ）が正しく機能していることが重要である。排ガス再循環を機能させるためには、排ガス再循環に関与するアクチュエータ、即ち、スロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３が正常に動作している必要がある。スロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、又はＥＧＲ弁４３のいずれかが故障していると、期待されている通りに排ガス再循環が行われず、ディーゼルエンジン３１の出口のＮＯｘ濃度が増加してしまう。
【００６５】
排ガス再循環を正しく機能させるために、診断コントローラ２２は、排ガス再循環に関与するアクチュエータ、即ち、スロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３の故障を診断し、スロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３の故障の有無を示すＥＧＲ診断データを生成する。ＥＧＲ診断データは、無線通信によって製造業者サーバーシステム２及び車両管理者サーバーシステム３に送信され、データサーバ１２、１５に保存される。データサーバ１２、１５に保存されたＥＧＲ診断データは、保守計画サーバ１３、１５を介してデータサーバ１２、１５にアクセスすることによって閲覧することができる。
【００６６】
一実施形態では、診断コントローラ２２は、後処理装置３６の入口側に設けられたＮＯｘセンサ５５によって検出されたＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］ＥとＮＯｘ基礎データ２２ａとから、ディーゼルエンジンシステム２１においてＥＧＲが充分に機能しているか、即ち、スロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３が正常に動作しているかを診断する。ここで、ディーゼルエンジン３１の出口におけるＮＯｘ濃度の正常範囲は、ディーゼルエンジンシステム２１の負荷（即ち、トルク指令Ｔ＊及びエンジン回転数Ｎｅ）によって変動するから、ディーゼルエンジンシステム２１においてＥＧＲが充分に機能しているかの判断においては、ＮＯｘセンサ５５によって検出されたＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｅのみならず、ディーゼルエンジンシステム２１の負荷が参照される。
【００６７】
具体的には、診断コントローラ２２は、ディーゼルエンジンシステム２１の負荷とＮＯｘ基礎データ２２ａからディーゼルエンジン３１の出口におけるＮＯｘ濃度の正常範囲を決定する。後処理装置３６の入口側に設けられたＮＯｘセンサ５５によって検出されたＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｐがその正常範囲から外れている場合、診断コントローラ２２は、排ガス再循環が正しく機能していない、即ち、排ガス再循環に関与するアクチュエータに故障があると判断する。
【００６８】
更に詳細には、ある時点におけるトルク指令Ｔ＊及びエンジン回転数ＮｅがＥＣＵ４４から通知されると、診断コントローラ２２は、そのトルク指令Ｔ＊及びエンジン回転数Ｎｅを基にしてＮＯｘ基礎データ２２ａのデータテーブルに対してテーブルルックアップを行い（必要であれば更に補間を行い）、これにより、ディーゼルエンジン３１の出口の適正なＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｅ＊を算出する。ＮＯｘセンサ５５によって検出されたＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｅが、所定の係数Ｋ１（０＜Ｋ２＜１）について下記式（３）：
［ＮＯｘ］Ｅ≦Ｋ２・［ＮＯｘ］Ｅ＊，      ・・・（３）
を満足しない場合、診断コントローラ２２は、ＥＧＲが十分に機能していない、即ち、スロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３のうちの少なくとも一の機器に故障があると判断する。
【００６９】
診断コントローラ２２は、スロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３のうちの少なくとも一の機器に故障があると診断すると、その旨を、コンソールパネル２３の警告灯及び／又はコンソールパネル２３によって発せられた警告音によって搭乗者に知らせる。加えて、診断コントローラ２２は、スロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３のうちの少なくとも一の機器に故障があると診断すると、その旨を示す情報をＥＧＲ診断データに挿入して製造業者サーバーシステム２及び車両管理者サーバーシステム３に送信する。これにより、車両１の製造業者及び管理者は、車両１のスロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３のうちの少なくとも一の機器に故障があることを知ることができる。
【００７０】
上述のように運用状態でスロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３の故障の有無を判断することは、必ずしも容易なことではない。スロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３の故障の有無をより正確に判断するためには、診断コントローラ２２は、所定のパターンでスロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３を動作させた場合のブースト圧及び空気過剰率を測定し、測定されたブースト圧及び空気過剰率と、アクチュエータ基礎データ２２ｂに記述されたブースト圧及び空気過剰率とを比較することによってスロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３の故障の有無を判断することが好ましい。ブースト圧の測定は、ディーゼルエンジン３１の吸気ポート３１ｃに設けられたブースト圧計５３によって行われ、空気過剰率の測定は、空燃比センサ５４によって行われる。
【００７１】
詳細には、診断コントローラ２２は、ＥＣＵ４４に、スロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３を所定開度に設定するように指示する。更に、診断コントローラ２２は、ブースト圧計５３及び空燃比センサ５４の出力から、スロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３が当該所定開度に設定された状態のブースト圧及び空気過剰率を取得する。
【００７２】
一方、診断コントローラ２２は、アクチュエータ基礎データ２２ｂから、ブースト圧及び空気過剰率の正常範囲を決定する。具体的には、診断コントローラ２２は、スロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３が設定された開度を基にしてアクチュエータ基礎データ２２ｂのデータテーブルに対してテーブルルックアップを行い（必要であれば更に補間を行い）、これにより、適正なブースト圧ＰＳＴＤ及び空気過剰率γＳＴＤを算出する。ブースト圧の正常範囲は、ｋ１・ＰＳＴＤ以上、ｋ２・ＰＳＴＤ以下と決定される。ここでｋ１は、０より大きく１より小さい所定の定数であり、ｋ２は、１より大きい所定の定数である。同様に、空気過剰率の正常範囲は、ｋ３・γＳＴＤ以上、ｋ４・γＳＴＤ以下と決定される。ここでｋ３は、０より大きく１より小さい所定の定数であり、ｋ４は、１より大きい所定の定数である。
【００７３】
診断コントローラ２２は、ブースト圧計５３によって測定されたブースト圧と、空燃比センサ５４の出力から得られた空気過剰率とのうちの少なくとも一方が正常範囲から外れている場合、スロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３のうちの少なくとも一が故障していると判断する。
【００７４】
診断コントローラ２２は、スロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３のうちの少なくとも一の機器に故障があると診断すると、その旨を、コンソールパネル２３の警告灯及び／又はコンソールパネル２３によって発せられた警告音によって搭乗者に知らせる。加えて、診断コントローラ２２は、スロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３のうちの少なくとも一の機器に故障があると診断すると、その旨を示す情報をＥＧＲ診断データに挿入して製造業者サーバーシステム２及び車両管理者サーバーシステム３に送信する。これにより、車両１の製造業者及び管理者は、車両１のスロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３のうちの少なくとも一の機器に故障があることを知ることができる。
【００７５】
なお、スロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３の故障の判断においては、ブースト圧及び空気過剰率の両方が使用される必要はない。ブースト圧及び空気過剰率の一方のみがスロットル弁３８、ＶＧＴアクチュエータ３９、及びＥＧＲ弁４３の故障の判断に使用されてもよい。また、空気過剰率の代わりに空燃比が使用されてもよい。空気過剰率と空燃比は等価のパラメータである。
【００７６】
診断コントローラ２２は、ディーゼルエンジンシステム２１に何らの異常がない場合でも、ディーゼルエンジンシステム２１の状態を示す情報を定期的に製造業者サーバーシステム２及び車両管理者サーバーシステム３に送信することが好ましい。例えば、各時刻におけるディーゼルエンジン３１の負荷（即ち、トルク指令Ｔ＊及びエンジン回転数）、ＮＯｘセンサ５９によって検出されるＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｐ、ＮＯｘセンサ５５によって検出されるＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｅ、及びＤＰＦ差圧センサ５８によって測定されるＤＰＦ４１の差圧ＰＤＰＦが製造業者サーバーシステム２及び車両管理者サーバーシステム３に送信され、データサーバ１２、１５に保存される。データサーバ１２、１５に保存されたこれらのデータは、保守計画サーバ１３、１５を介してデータサーバ１２、１５にアクセスすることによって閲覧することができ、ディーゼルエンジンシステム２１の修理、保守、部品の手配に役立てることができる。
【００７７】
なお、本実施形態では、ディーゼルエンジン３１の負荷を表すパラメータとして、回転数センサ５１によって測定されたエンジン回転数Ｎｅと、ＥＣＵ４４によって生成されたトルク指令Ｔ＊とが使用されているが、ディーゼルエンジン３１の負荷は、他のパラメータ、またはパラメータの組み合わせによって表されてもよい。例えば、トルク指令Ｔ＊の代わりに、アクセルポジション信号に示されているアクセルペダル位置が使用されてもよい。この場合、ＮＯｘ基礎データ２２ａは、
（１）ベンチテストで得られた、アクセルペダル位置及びエンジン回転数Ｎｅと、後処理装置３６の出口のＮＯｘ濃度との関係を示すデータテーブルと、
（２）ベンチテストで得られた、アクセルペダル位置及びエンジン回転数Ｎｅと、ディーゼルエンジン３１の出口におけるＮＯｘ濃度との関係を示すデータテーブル
とで構成される。診断コントローラ２２は、アクセルペダル位置及びエンジン回転数Ｎｅと、後処理装置３６の出口のＮＯｘ濃度とからディーゼルエンジンシステム２１全体のＮＯｘ低減性能を診断する。加えて診断コントローラ２２は、アクセルペダル位置及びエンジン回転数Ｎｅと後処理装置３６の入口のＮＯｘ濃度とから排ガス再循環に関与するアクチュエータの故障を診断する。
【００７８】
また、本実施形態では、後処理装置３６におけるＮＯｘの除去にＮＯｘ吸着触媒４０が使用されているが、その代わりに、尿素ＳＣＲ還元システムが使用されてもよい。尿素ＳＣＲ還元システムが使用される場合には、尿素ＳＣＲ還元システムのＮＯｘ低減性能が診断される。
【００７９】
本実施形態では、診断コントローラ２２が車両１に設けられ、車両１において、ディーゼルエンジンシステム２１の診断が行われているが、診断コントローラ２２に相当する機能が、製造業者サーバーシステム２又は車両管理者サーバーシステム３に用意されてもよい。この場合、ディーゼルエンジンシステム２１の状態を示す情報が定期的に製造業者サーバーシステム２又は車両管理者サーバーシステム３に送信され、送信された情報に基づいてディーゼルエンジンシステム２１の診断が行われる。一実施形態では、製造業者サーバーシステム２又は車両管理者サーバーシステム３に送信される情報は、各時刻におけるディーゼルエンジン３１の負荷（即ち、トルク指令Ｔ＊及びエンジン回転数）、ＮＯｘセンサ５９によって検出されるＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｐ、ＮＯｘセンサ５５によって検出されるＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］Ｅ、及びＤＰＦ差圧センサ５８によって測定されるＤＰＦ４１の差圧ＰＤＰＦを含んでいる。この場合でも、ディーゼルエンジンシステム２１の診断は、上述されているように、
（１）ディーゼルエンジンシステム２１全体のＮＯｘ低減性能
（２）後処理装置３６の状態、及び
（３）排ガス再循環（ＥＧＲ）の診断
の３つの観点から行われることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態におけるディーゼルエンジン監視システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本実施形態における車両の構成を部分的に示す図である。
【図３】図３は、診断コントローラに用意されるＮＯｘ基礎データの内容を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、ＮＯｘ吸着触媒のＮＯｘ除去率の変化を示すグラフである。
【図４Ｂ】図４Ｂは、ＤＰＦの差圧の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８１】
１０：ディーゼルエンジン監視システム
１：車両
２：製造業者サーバーシステム
３：車両管理者サーバーシステム
４、５、６：衛星通信アンテナ
７：通信衛星
１１：衛星送受信器
１２：データサーバ
１３：保守計画サーバ
１４：衛星送受信器
１５：データサーバ
１６：保守計画サーバ
１７：インターネット
２１：ディーゼルエンジンシステム
２２：診断コントローラ
２２ａ：ＮＯｘ基礎データ
２２ｂ：アクチュエータ基礎データ
２２ｃ：ＬＮＴ履歴データ
２２ｄ：ＤＰＦ履歴データ
２３：コンソールパネル
２４：衛星送受信器
３１：ディーゼルエンジン
３１ａ：燃料高圧ポンプ
３１ｂ：コモンレール
３２：吸気通路
３３：排気通路
３４：ターボチャージャ
３４ａ：コンプレッサ
３４ｂ：タービン
３５：ＥＧＲ通路
３６：後処理装置
３７：インタークーラ
３８：スロットル弁
３９：ＶＧＴアクチュエータ
４０：ＮＯｘ吸着触媒
４１：ＤＰＦ
４２：ＥＧＲクーラ
４３：ＥＧＲ弁
４４：ＥＣＵ
５１：回転数センサ
５２：エアフローメータ
５３：ブースト圧計
５４：空燃比センサ
５５：ＮＯｘセンサ
５６、５７：排気温度センサ
５８：ＤＰＦ差圧センサ
５９：ＮＯｘセンサ
６０：排気温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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