JP2001501268A

JP2001501268A - 排気ガス有害成分を検出および／またはその対価を支払う方法および該方法に従って動作する排気ガス有害物質セットを備えた車両

Info

Publication number: JP2001501268A
Application number: JP10508376A
Authority: JP
Inventors: ラーベユルゲン
Original assignee: ザクセンリングアウトモービルテヒニクアクチエンゲゼルシャフト
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1997-07-21
Publication date: 2001-01-30
Also published as: US6234390B1; WO1998005005A1; DE19630092A1; AU3691697A; EP0922270A1

Abstract

(57)【要約】本発明は、燃焼ユニットにおける排気ガス中の有害物質を検出および／または対価を支払う方法に関する。この場合、少なくとも１つのセンサ（４）を介して排気ガス中の有害物質が求められ、コンピュータ（７）およびチップカードリーダ（８）を介してチップカード（９）から、有害物質放出量に対応する貨幣価値単位の量が引き落とされる。

Description

【発明の詳細な説明】排気ガス有害成分を検出および／またはその対価を支払う方法および該方法に従って動作する排気ガス有害物質セットを備えた車両本発明は、請求項１および１０の上位概念に記載の、燃焼ユニットたとえば内燃機関の燃焼ユニットにおける排気ガス中の有害物質を検出および／またはその対価を支払う方法、および該方法に従って動作する排気ガス有害成分装置を備えた車両に関する。燃焼ユニットたとえば内燃機関における燃焼ユニット中の排気ガス有害物質に対して、いわゆる環境税を高めることがすでに提案されてきた。この関連で、自動車税を車両の有害物質放出量に応じて査定することが検討されてきた。さて、これとは別に、電話料金を貨幣価値単位のチャージされたチップカードによって差し引くことが知られている。また、銀行、デパート等のチップカードも知られており、それらのカードを介して、申告書、請求書などに対応する金額を、チップカード所有者の口座から引き落とすことができる。本発明の課題は、燃焼ユニットたとえば車両の燃焼ユニットからの排気ガスを検出することができ、それに応じた対価を徴収することができるようにすることである。本発明によればこの課題は、請求項１に記載の方法ならびに請求項１０に記載の特徴を備えた構成により解決される。本発明によれば、任意の燃焼ユニットの放出量に対し、付加的な決算コストや管理コストなどをかけることなく、まえもって定められた徴税単位により排気ガス有害物質含有量単位に応じて容易に課税することができる。しかもこれにより有利なことに、ユーザは経済的な振る舞いをするよう仕向けられることになる。たとえば車両のドライバは、アクセルを踏み込んで走行するようなことはやめようという気持ちにさせられるし、市内交通中のかなり長い停車期間や渋滞中は、エンジンを止めようという気持ちにさせられる。従属請求項には本発明の有利な実施形態が示されており、以下ではそれについて図面に描かれたブロック図を参照しながら詳しく説明する。参照符号１によりたとえば発電所、ごみ焼却施設、内燃機関などの燃焼ユニットが示されている。内燃機関を使用するのであれば、これはガソリンエンジン、ガスエンジンまたはディーゼルエンジンとすることができるし、あるいは燃料タービン、ガスタービンまたはスターリングエンジンとしてもよい。なお、ガス駆動では燃料として天然ガスの利用も含まれるし、ブタン、プロパンまたは水素など他のガスの利用も含まれる。このような燃焼ユニット１の排気ガス装置２において、たとえば排気ガス冷却装置またはマフラー内の排気ガスダクト中に、少なくとも１つの有害物質センサ４が取り付けられており、このセンサは排気ガス中の有害物質に対して反応する。実例として、酸化炭素ＣＯ_X、ニトロソガスＮＯ_X、硫黄酸化物ＳＯ_X、炭化水素（ＫＷ）たとえばベンゼン、ベンジンあるいはメタノールなど検出すべき有害物質すべてに対してとりわけ応動し、有害物質の含有量に対応する信号Ｓを送出する有害物質センサ４を設けることができる。このために一般的なセンサの場合には通常、信号Ｓはたとえば電圧または電流の形態の電気信号として使用可能である。しかし、化学的なベースのセンサも知られている。そのような場合、それらのセンサの信号は変換器５において電気信号Ｓに変換される。複数の有害物質センサ４を設けるのも有利であって、それらのセンサの各々１つはただ１つの有害物質だけを検出するかまたは、排気ガス中に含まれる有害物質の含有量全体のうち１つの範囲だけを検出する。ダイレクトに得られた信号Ｓまたは変換器５を介してられた信号Ｓは検出ユニット６へ入力され、そこにおいて信号Ｓは必要に応じて、コンピュータ７へ入力可能でありコンピュータで処理可能な形式の制御信号Ｓ’へ変換される。たとえば制御信号Ｓ’は、有害物質含有量に対応する大きさのパルスおよび／またはパルス列に変換され、つまりディジタル形式で送出される。変換器５をはじめからコンピュータ７内に設けてもよく、その中に統合させておくことができる。コンピュータ７は制御信号Ｓ’ に基づき、規定量の有害物質に対して定められた寄与量または取り決められた料金単位に応じて、出力側へ対価信号Ｓ”を供給するようにプログラミングされる。対価信号Ｓ”は、チップカードリーダの形式で動作する引き落としユニット８へ入力される。したがってこのチップカードリーダは、一般に設けられている図示されていない読み取り接点または検出器を介して、入力されたチップカード９をたとえば光学的および／または磁気的に格納された貨幣価値のつけられた単位を読み出し、引き落とし信号Ｓ＊を発生する。そしてこの信号によって、測定された有害物質含有量に応じて貨幣価値の付けられた値が、チップカード９から差し引かれる。このようにして、たとえば車両であれば、有害物質放出量およびほぼそれ相応の走行ｋｍ距離にふさわしい貨幣価値のつけられた単位を、税金としてそのまま引き落とすことができる。本発明の有利な実施形態によれば、チップカード９にいかなる貨幣価値単位も格納されていなかったり不十分な貨幣価値単位しか格納されていない場合、あるいは所定の下限に達していたりそれを下回っていた場合、コンピュータ７および／または引き落としユニット８により少なくとも１つのアラーム信号ＷたとえばＷ_RまたはＷ_Aが送出される．。このアラーム信号Ｗによって運用者は、チップカード９をチャージしなければならないことに気づかされることになる。たとえば、最寄りのガソリンスタンドやチップチャージステーションなどへ乗りつけることができるよう、アラーム信号が発生したときに１０ｋｍ〜５０ｋｍは進めるように構成されている。燃焼ユニット１が一般的に設けられている始動装置１０のところで制御ユニット１１に対応づけられていると、格別有利である。その際、制御ユニット１１へアラーム信号Ｗ，Ｗ_RまたはＷ_Aを入力することができる。この場合、制御ユニット１１を介して、チップカード９に存在する貨幣価値単位の残りの値に応じて、たとえば内燃機関の走行時間を制限できたり、および／または燃焼プロセス停止後の再始動を阻止したりすることができる。殊に、チップカード９がそもそも挿入されていなかったり、あるいはチップカード９は挿入されてはいるものの、そこに十分な貨幣価値単位が格納されていなければ、始動が阻止される。制御ユニット１１をコンピュータ７ないしは引き落としユニット８の一部分としてもよいし、あるいはそれらによって実現させることもできる。本発明の別の有利な実施形態によれば、チップカード９における貨幣価値単位の残りの値に応じて、あるいはチップカード９が挿入されていないかまたはチップカード９が挿入されていてもチャージされていないかに応じて、そのつど別のアラーム信号Ｗ_RまたはＷ_Aが送出される。アラーム信号Ｗ_Xを、たとえばスピーカまたは圧電発信器を介して音声信号として送出してもよいし、および／またはたとえばディスプレイまたはスクリーンを介して光学信号として送出することもできる。場合によっては必要とされる変換器５、検出ユニット６、コンピュータ７、引き落としユニット８、ならびに対応づけられて設けられた１つまたは複数の有害物質センサ４から成る個々のコンポーネントをまとめて、１つの取り扱い可能なユニットまたはセットとしてまとめるのが有利である。これにより容易に、引き落としシステム全体を燃焼ユニット１のどのような運用者であっても対象物へじかに設置したり組み込むことができる。たとえば引き落としシステムを自動車に固定的に組み込むことができ、その結果、それを装備したすべての自動車に対し自動的に課税できるようになる。前述の１つまたは複数のセンサ４は、有利には排気ガスダクトまたは排気ガス装置２のマフラー３に組み込まれ、あるいはそれらの部分へセンサを外側から取り付けることができ、感知部分を排気ガスダクトまたはマフラー３中へ突出させることができる。一般的に本発明による方法のためには、たとえば金属酸化物、半導体などをベースとしたセンサが用いられる。なぜならば、それにより小さな構成ユニットが得られるからである。また、大きなプロジェクトであれば、半導体センサを使用する代わりに、ガスクロマトグラフィ装置を用いた排気ガス有害物質の検出ならびに評価を実施することも可能である。有利には本発明による方法は、内燃機関および排気ガス有害物質セットとしてそれと接続された排気ガス装置の設けられた自動車において適用される。この場合、排気ガス装置２の排気ガス流中に配置されている少なくとも１つの有害物質センサ４が設けられており、これは排気ガス中に含まれている有害物質に対して反応し、放出された有害物質量に応じた信号Ｓを送出する。さらにコンピュータ７が設けられており、これは有害物質センサ４から送出された信号Ｓを処理し、有害物質含有量に対応する対価信号Ｓ”を送出する。さらにチップカードリーダとして構成された引き落としユニット８が設けられており、このユニットを介して対価信号Ｓ”に対応する値の貨幣価値単位を、貨幣価値単位のチャージされた挿入状態のチップカード９から差し引くことができる。このような自動車の実施形態によれば、音響発生器および／または光学表示装置が設けられており、チップカード９が挿入されていないとき、あるいは挿入されているチップカード９に貨幣価値単位がまったくチャージされていないかまたは十分にはチャージされていないとき、それらを介して少なくとも１つの音声信号または可視信号を送出することができる。さらに、自動車の始動信号をコンピュータ７および／または引き落としユニット８を介して以下のように制御可能に構成できる。すなわち、チップカード９が挿入されていないか、または挿入されてはいるもののチップカード９に貨幣価値単位がまったくチャージされていないか十分にはチャージされていないときには、自動車の始動や再始動が不可能となるよう、始動信号を制御可能に構成できる。本発明の１つの有利な実施形態によれば、センサ４により供給された信号Ｓからコンピュータ７を介して放出値の制御または調整のための制御信号ＳＴが送出され、制御ユニット１２へ導かれる。制御ユニット１２は、燃焼ユニット１に設けられた装置またはユニット１３へ制御命令ＳＴＢを供給し、この装置またはユニット１３により燃焼ユニット１のための燃料混合準備処理または合成を実行する。この種の装置またはユニット１３はたとえば気化器、噴射装置、空気供給調整ユニット、点火時点調節ユニット等である。コンピュータ７を介して、混合組成がコンピュータ７に記憶されている許容値にあわせて調整され、排気ガス放出値が最適化されつまり最適値をとるように制御され、あるいは最も僅かな放出値が得られるように制御される。有利には、次のようにして制御または調整を行うことができる。すなわち、有害物質放出値の合計が環境保護の点で是認できる親和性のある値または最も親和性のある値ないしは無害な値または最も害のない値となるよう、制御または調整を行うことができる。さらに本発明の有利な実施形態によれば、適切なセンサまたは測定装置により、たとえば引き落とし期間あたりの燃料消費および／または引き落とし期間単位ごとの走行したキロメータ、マイル等の数値を求めることができ、必要であればコンピュータ７に格納することができる。求められたこれらの値またはこれらの値から導出されたデータ信号等は放出値とともに、引き落とされるべき貨幣価値の計算に利用される。これによりたとえば、自動車ユーザの走行の仕方や自動車または燃焼ユニットの効率を計算にいっしよに取り込むことができる。

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ０２Ｎ 15/00 Ｆ０２Ｎ 15/00 Ｚ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＵ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＥＥ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】１．燃焼ユニット（１）たとえば内燃機関の排気ガス中の有害物質を検出および／またはその対価を支払う方法において、燃焼ユニット（１）の排気ガスダクト（２）内に少なくとも１つの有害物質センサ（４）が設けられており、該センサは直接または間接的に変換器（５）を介して電気信号（Ｓ）を発生し、該電気信号は検出装置（６）へ供給され、該検出装置は前記信号（Ｓ）をコンピュータ（７）へ、それが処理可能な形態で制御信号（Ｓ’）として送出し、該制御信号（Ｓ’）に基づき前記コンピュータ（７）はその出力側から、求められた有害物質含有量に対応する対価信号（Ｓ”）を供給し、該対価信号（Ｓ ”）は、チップカードリーダの形式で構成され適切な読み取り接点を備えた引き落としユニット（８）へ供給し、前記読み取り接点へ引き落とし信号（Ｓ＊）が供給され、該引き落とし信号によって、引き落としユニット（８）へ挿入され貨幣価値単位でチャージされたチップカード（９）から、個々の有害物質含有量に対応する貨幣価値単位の値が引き落とされることを特徴とする、燃焼ユニットの排気ガス中の有害物質を検出および／またはその対価を支払う方法。２．前記チップカード（９）に貨幣価値がないかまたは貨幣価値が不十分であるかまたは下限に対応する貨幣価値であれば、コンピュータ（７）および／または引き落としユニット（８）により少なくとも１つのアラーム信号（Ｗ；Ｗ_R，Ｗ_A ）が送出される、請求項１記載の方法。３．前記燃焼ユニット（１）の始動装置（１０）に制御ユニット（１１）が設けられており、該制御ユニット（１１）へ前記アラーム信号（Ｗ）が入力され、該制御ユニット（１１）は貨幣価値単位の残りの値に応じて、燃焼ユニット（１）の動作時間または該ユニットの装備されている車両の走行距離を制限し、および／または、たとえばチップカード（９）が挿入されていなければ、あるいは挿入されてはいてもチャージされていなければ、前記燃焼ユニット（１）の再始動を阻止する、請求項１または２記載の方法。４．貨幣価値単位の残りの値に応じて、またはチップカード（９）がチャージされていないことまたは挿入されていないことに応じて、別のアラーム信号（Ｗ）を必要に応じて数回または持続的に送出させる、請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。５．必要に応じて設けられる変換器（５）、検出装置（６）、コンピュータ（７）、引き落としユニット（８）、および対応づけられた少なくとも１つの有害物質センサ（４）によって、１つの取り扱い可能なユニット（セット）を形成し、該ユニットを、燃焼ユニット（１）たとえば内燃機関と接続された対象物たとえば自動車に固定的に実装する、請求項１〜４のいずれか１項記載の方法。６．１つの有害物質センサ（４）を関連するすべての有害物質のために使用する、請求項１〜５のいずれか１項記載の方法。７．ＣＯ_X，ＮＯ_X，ＳＯ_X、炭化水素など種々異なる有害物質または有害物質成分のために複数の有害物質センサ（４）を設ける、請求項１〜５のいずれか１項記載の方法。８．前記燃焼ユニット（１）たとえば内燃機関における排気ガス装置（２）のマフラー（３）内に、有害物質センサ（４）を突出させて取り付ける、請求項１〜７のいずれか１項記載の方法。９．内燃機関またはガスタービンを備えた車両に適用する、請求項１〜８のいずれか１項記載の方法。 10．前記センサ（４）から供給された信号（Ｓ）に基づきコンピュータ（７）によって、前記燃焼ユニット（１）に対する燃料混合準備処理または燃料混合組成を、排気ガス中で最適なすなわち最小の有害物質放出値が得られるよう制御または調整する、請求項１〜９のいずれか１項記載の方法。 11．有害物質放出総量が環境保護のために是認できる最も無害なまたは無害な値あるいは最も親和性のあるまたは親和性のある値となるよう、前記の制御または調整を行う、請求項１０記載の方法。 12．放出値の測定に加えて、燃料消費および／または引き落とし期間あたりの走行ｋｍを求め、それらに対応する値を有害物質放出値とともに、引き落とすべき値の計算に利用する、請求項１〜１１のいずれか１項記載の方法。 13．内燃機関およびそれと接続された排気ガス装置ならびに請求項１〜１２のいずれか１項記載の方法を実施するための装置を備えた車両において、少なくとも１つの有害物質センサ（４）が設けられており、該有害物質センサは、排気ガス装置（２）の排気ガス流中に配置されており、排気ガス中に含まれる有害物質に応答して、放出された有害物質量に対応する信号（Ｓ）を送出し、コンピュータ（７）が設けられており、該コンピュータは前記センサ（４）から送出された信号（Ｓ）を処理し、有害物質含有量に対応する対価信号（Ｓ” ）を送出し、チップカードリーダとして構成された引き落としユニット（８）が設けられており、該引き落としユニットを介して、前記対価信号（Ｓ”）に対応する貨幣価値単位の量が、挿入され貨幣価値単位のチャージされたチップカード（９）から引き落とされることを特徴とする車両。 14．音響発生器および／または光学的表示装置が設けられており、それらを介して、チップカード（９）が挿入されていないとき、またはチップカードに貨幣価値単位が十分にチャージされていないとき、少なくとも１つの音声信号または可視信号が送出される、請求項１３記載の車両。 15．前記のコンピュータ（７）および／または引き落としユニット（８）を介して、チップカード（９）が挿入されていないとき、またはチップカード（９）が挿入されていてもそれに貨幣価値単位が十分にチャージされていないとき、車両の始動または再始動が不可能となるよう、車両始動装置が制御される、請求項１３または１４記載の車両。