JP2004534917A - 空気のオゾン含有率の引下げのための装置の機能判定方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】空気のオゾン含有率の引下げのためのＤＯＲ装置の機能判定装置および方法を提供する。
【解決手段】空気のオゾン含有率の引下げのためのＤＯＲ装置（４）の機能判定装置（６、７、１８、２０）は、ＤＯＲ装置の第一の作用（Ｅ１）の際に、空気中の第一のオゾン含有率（Ｃ１）を測定するための第一の手段（６）と、ＤＯＲ装置の、第一の（Ｅ１）作用とは異なる第二の（Ｅ２）作用（Ｅ）の際に、空気中の第二のオゾン含有率（Ｃ２）を測定するための第二の手段（７）と、第一のオゾン含有率（Ｃ１）と第二のオゾン含有率（Ｃ２）との比較から比較の結果（ＶＥ）を形成し、且つこの比較の結果（ＶＥ）に基づいてシステムの機能を判定するための電子装置（１８）と、を備えている。
【選択図】図１
【解決手段】空気のオゾン含有率の引下げのためのＤＯＲ装置（４）の機能判定装置（６、７、１８、２０）は、ＤＯＲ装置の第一の作用（Ｅ１）の際に、空気中の第一のオゾン含有率（Ｃ１）を測定するための第一の手段（６）と、ＤＯＲ装置の、第一の（Ｅ１）作用とは異なる第二の（Ｅ２）作用（Ｅ）の際に、空気中の第二のオゾン含有率（Ｃ２）を測定するための第二の手段（７）と、第一のオゾン含有率（Ｃ１）と第二のオゾン含有率（Ｃ２）との比較から比較の結果（ＶＥ）を形成し、且つこの比較の結果（ＶＥ）に基づいてシステムの機能を判定するための電子装置（１８）と、を備えている。
【選択図】図１
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＯＲ装置、即ち直接オゾン削減（Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｚｏｎ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）のための装置の診断に関する。装置を取り巻いている或いは装置を貫流して行く空気のオゾン含有率が引下げられるといわれている。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第５，９９７，８３１号から既に、周囲の空気中のオゾン（０３）を酸素（０２）に変換可能な、車両のための触媒コート冷却装置が知られている。アメリカの排気ガス法（ＣＡＲＢ）［ＣＡＲＢ：カリフォルニア大気資源委員会］では、非メタン有機ガス（ＮＭＯＧ）［Ｎｏｎ―Ｍｅｔｈａｎｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｇａｓｅｓ］の排出が、全ての車両メーカーのフリート［全車両］平均値の形で制限されている。基本的に、ＮＭＯＧクレジットを集める可能性が存在している。これによって、ＮＭＯＧに関するフリート平均を引下げることができる。これによって、車両メーカーはまた、最低排出限界値（ＳＵＬＥＶ）までの間隔を拡大させる可能性も持っている。特に、周囲の空気のオゾン含有率の引下げの目的のための車両の冷却装置の触媒コーティングもまた、ＮＭＯＧクレジットを集める可能性をもたらす。上述の触媒コーティングは、米国の当局から直接オゾン削減（ＤＯＲ）と呼ばれている。ＤＯＲという名称は、以下の文章において、単なる触媒原理の代表として用いられるものとする。排出の引下げのための全ての車両の装置と同様に、このシステムも法律に基づく車載診断の要求の枠組みの中でその機能を監視されなければならない。
【０００３】
以上のことを背景として、本発明の課題は、ＤＯＲ装置の機能を判定するための方法及び装置を提案することである。
この課題は、独立の請求項のメルクマールによって解決される。
【０００４】
詳しく見ると、空気のオゾン含有率の引下げのためのＤＯＲ装置（４）の機能を判定するための本発明に基づく装置の第一の実施態様は、ＤＯＲ装置の第一の作用の際に、空気中の第一のオゾン含有率（Ｃ１）を測定するための第一の手段と、ＤＯＲ装置の、第一の作用とは異なる第二の作用の際に、空気中の第二のオゾン含有率（Ｃ２）を測定するための第二の手段と、第一のオゾン含有率（Ｃ１）と第二のオゾン含有率（Ｃ２）との比較から比較の結果を形成し、該比較の結果に基づいてシステムの機能を判定するための電子装置とを含んでいる。
【０００５】
本発明に基づく装置は、ＤＯＲ装置の機能を判定するために、本発明に基づく次の一連のプロセスステップを可能にする。ＤＯＲ装置の第一の作用の際に、空気中の第一のオゾン含有率（Ｃ１）を測定すること、ＤＯＲ装置の、第一の作用とは異なる第二の作用の際に、空気中のオゾン含有率（Ｃ２）を測定すること、第一のオゾン含有率（Ｃ１）と第二のオゾン含有率（Ｃ２）との比較から比較の結果を形成し、該比較の結果に基づいてＤＯＲ装置の機能を判定すること。
【０００６】
ＤＯＲ装置の機能を酸素濃度の比較に基づいて行う本発明に基づく判定は、様々な作用がある際に正確である。何故なら、この判定は、酸素濃度に対するＤＯＲ装置の影響の直接測定を基礎としているからである。
【０００７】
本発明の一つの好ましい実施態様は、触媒的に作用する表面コーティングを有する熱交換器をＤＯＲ装置として利用している。
コーティングの温度の上昇と共に変換率が向上する故に、熱交換器の利用は特に有利である。何故なら、そこでは有用な熱がいずれにせよ放出されることになっているので、余計なコストをかけずに利用できるからである。熱交換器の例としては、自動車の場合にはエンジン、エンジンオイル、オートマチックトランスミッションのオイルを冷却するための冷却器、或いは又車載の或いは定置型の空調設備、並びに据え置き型の或いは車両と組み合わされた冷却設備がある。
【０００８】
もう一つの実施態様は、空気に対するＤＯＲ装置の作用を変化させるための手段を備えている。該手段は、第一の時点における第一のオゾン含有率（Ｃ１）の測定を第二の時点における第二のオゾン含有率（Ｃ２）の測定と同じ場所で行うことを可能にし、その際には、第一の時点と第二の時点との間で同じ場所における空気に対するＤＯＲ装置の作用が変化される。
【０００９】
これには比較の測定が唯一つの酸素濃度測定手段によって行うことができるという、特別な利点が結び付いている。換言すれば、この好ましい実施態様の場合には、第一のオゾン含有率（Ｃ１）の測定のための第一の手段が第二のオゾン含有率（Ｃ２）の測定のための第二の手段と同一であるから、例えば、唯一つのオゾンセンサしか必要ではなくなる。
【００１０】
もう一つの実施態様は、ＤＯＲ装置（４）の作用を変化させるための手段（１２）がＤＯＲ装置を貫流する空気の空間速度を変化させるということを定めている。
このことは、ＤＯＲ装置がオゾンを転換させる変換率が空間速度と明確な依存関係を持っている故に、特に有利である。空間速度は、再びＤＯＲ装置が走行風によって貫流される車両の場合には、例えば車両速度及びラジエータのベンチレータの回転数に依存している。
【００１１】
これ等の二つの値には、簡単なやり方で再現可能な様に介入することができる。代わりのやり方として、走行運転中に当然発生する走行速度の変化を、再現可能なように、様々な変換率によるＤＯＲシステムの様々な作用の測定のために利用することができる。
【００１２】
代わりのやり方としてもう一つの実施態様では、第一の場所における第一のオゾン含有率（Ｃ１）の測定を、第二の場所における第二のオゾン含有率（Ｃ２）の測定から空間的に切り離して行うことができる。例えば、二つのオゾンセンサをオゾン濃度の測定のための第一と第二の手段として空間的に、空気に対するＤＯＲ装置の作用が第一と第二の場所の間で変化されるように配置することができる。車両のラジエータの例では、これは一つのセンサをラジエータの手前に又もう一つのセンサをラジエータの後ろに配置することに相当する。この配置には、第一と第二の濃度が同時に或いは僅かに前後して測定できるという利点が結び付いている。
【００１３】
もう一つの実施態様は、第一の場所における第一のオゾン含有率（Ｃ１）の測定のための第一の手段が第二の場所における第二のオゾン含有率（Ｃ２）の測定のために移動されるということを定めている。例えば、一つのオゾンセンサが気流の中でＤＯＲ装置の後ろへ旋回され且つ再び戻される。
【００１４】
これには、一つのセンサによってＤＯＲ装置の二つの異なる作用を気流を変えること無しに、測定することができるという利点が結び付いている。
その他の有利な実施態様は以下の、図面を参照した説明から明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１の参照符号１は、本発明の代表的な実施態様の枠内のＤＯＲ装置４及びその他のコンポーネントの空間的配置を示している。このＤＯＲ装置は、触媒的にコーティングされた表面５を持っている。参照符号６は、オゾン含有率の測定のための第一の手段、例えばオゾンセンサを示している。該センサは、ＤＯＲ装置の作用の後の空気のオゾン含有率Ｃ１を測定する。この空気は、参照符号１０で示されている矢印によって表されている。同様にして、参照符号７は空気のオゾン含有率の測定のための第二の手段を示している。この手段は、ＤＯＲ装置の第一の作用とは異なる第二の作用の際の空気のオゾン含有率Ｃ２を測定する。図１の例では、この空気は、ＤＯＲ装置の手前の参照符号８で示された矢印によって表されており、第二の作用はゼロに等しい。同様にして、参照符号１０で示されている矢印は、ＤＯＲ装置の第二の作用の際の空気を表している。図１の例では、この空気はＤＯＲ装置４の作用の後の空気に対応している。
【００１６】
第一（Ｃ１）と第二（Ｃ２）のオゾン含有率のために備えられている二つの手段６及び７の信号は、準備及び評価のための電子装置１８へ送られる。評価には、第一のオゾン含有率Ｃ１と第二のオゾン含有率Ｃ２との比較からの比較の結果の形成、及び該比較の結果に基づくＤＯＲ装置の機能の判定が含まれている。この比較から機能が十分であるという判定が得られない場合には、続いてこの結果に対応するエラーメッセージの表示或いは記憶が行われる。この表示は、例えば、統計的保護措置を施した後で、ＤＯＲ装置を備えた自動車のドライバーの視野の中にあるエラーランプ２０によって行うことができる。
【００１７】
図２は、オゾン含有率の測定のために唯一つの手段６を有している、本発明の第一の実施態様を示している。図２における参照符号９は、第二の位置にある手段６（破線で示されている）を示している。手段６は、実線で示された位置で、ＤＯＲ装置の作用の後の、即ちＤＯＲ装置の第一の作用Ｅ１の際の、オゾン含有率を測定する。手段６は、破線で示された位置９では、ＤＯＲ装置から流出して来る空気の外側の、従ってＤＯＲ装置の、第一の作用（Ｅ１）とは異なる第二の作用（Ｅ２）の際の、オゾン含有率を測定する。この位置の変更は、例えば電気機械的に行うことができ、且つ電子装置１８によって制御されることができる。この様にして、第一の場所における第一のオゾン含有率Ｃ１の測定は、唯一の手段６の位置変更によって、第二の場所における第二のオゾン含有率Ｃ２の測定とは空間的に切り離されて行われる。触媒的にコーティングされた車両ラジエータの場合には、例えばオゾンセンサが適当な装置を用いて、該センサが一つには車両ラジエータを貫流する前の未処理の周囲空気を、もう一つには車両ラジエータを貫流した後の周囲空気を測定することができるように移動可能である。
【００１８】
図３は、オゾン含有率の測定のために唯一つの手段６を有している、本発明のもう一つの実施態様を示している。ここでは、ＤＯＲ装置の異なる作用の下でのオゾン含有率の測定が、空間的に切り離されているのではなく時間的に切り離されて行われる。第一のオゾン含有率（Ｃ１）の測定は、第一の時点Ｔ１で、第二の時点Ｔ２における第二のオゾン含有率（Ｃ２）の測定と同じ場所で行われる。
【００１９】
二つの時点におけるオゾン含有率は、ＤＯＲ装置が機能している場合には、二つの時点の間で空気に対するＤＯＲ装置の作用Ｅが変化されたか或いは変化した時に、異なって来る。
【００２０】
作用Ｅを変更させるためには、例えば、空気がＤＯＲ装置を貫流する空間速度を変化させることが適している。ここで、空間速度というのは、ＤＯＲ装置を貫流する単位時間当たりの空気量を意味しており、該空気量は、自動車の場合には、例えば車両速度ｖと相関している。車両ラジエータの場合には、例えば固定位置のオゾンセンサの場合には異なる車両運転条件及びエンジン運転条件の下でオゾン測定を行うことができる。即ち、異なる車両運転条件及びエンジン運転条件に応じて、オゾンセンサの位置には未処理の周囲空気、或いは車両ラジエータを貫流した周囲空気がある。
【００２１】
代わりのやり方として、固定位置のセンサの場合にはラジエータを貫流する流れを一時的に阻止することができる。車両ラジエータを貫流する流れを、例えばラジエータジャルージ（ラジエータブラインド）により或いは周囲空気（ラジエータ周辺）の切り替え可能な供給により、一時的に阻止することによって、オゾンセンサの上に或る時は未処理の周囲空気が又或る時は変換された空気が来る様にすることができる。
【００２２】
簡単な一実施態様では、未処理の周囲空気と触媒的にコーティングされた車両ラジエータを貫流した後の周囲空気との間の比較測定が用いられている。一つのオゾンセンサを用いたＤＯＲシステムの変換機能を診断するために、このオゾンセンサは、車両ラジエータを貫流して流れる空気を測定することができる様に、車両ラジエータの近くに取り付けられている。
【００２３】
上記の三つの全ての測定原理について異なる車両運転時点及びエンジン運転時点における車両ラジエータの貫流のやり方が好ましくは基本調査の枠組みの中で測定され、車両の連続運転の間のオゾン測定のために適した基準値を把捉できる様にするために、その結果が車両制御装置の特性マップの中に記録される。これは特に、例えばエンジン冷却剤温度、エンジン回転数、エンジン冷却ファン回転数、車両速度等の様々な条件に依存している、ラジエータを貫流した後の空気の測定に係わっている。
【００２４】
比較測定のためには様々な作用と並んで、特に次の作用を援用することができる。
−空間速度が上昇した時に低下するオゾン変換
−貫流が無ければオゾン変換も無い（空間速度＝ゼロ）
図３に基づく装置による診断機能実現のための例
（Ａ）車両が停止している時と走行している時のオゾン濃度の差の評価
ラジエータの後方、それ故ラジエータとエンジンの間へのオゾンセンサの固定取付け。前もって定められるべき時間間隔（例えば３０秒）の間に以下の周囲条件、即ち
−エンジンが暖機されている（ラジエータが良好なオゾン変換率を示している）こと
−車両が停止していること（ｖ＝０）
−エンジンのファンカップリングが停止していること
が満たされるや否や、センサを取り巻いている空気のオゾン含有率の第一の測定。
【００２５】
第二の測定は、次の走行開始の際に、車両速度が予め定められた値（例えば、８ｋｍ／ｈ）に到達するや否や行われる。
ＤＯＲ装置が正しく動作している場合には、測定された両方のオゾン濃度の値の差は、予め定められた指定値を超えていなければならない。
（Ｂ）少なくとも二つの異なる車両速度の下でのオゾン濃度の差の評価
ラジエータの後方、それ故ラジエータとエンジンの間へのオゾンセンサの固定取付け。
【００２６】
以下の周囲条件、即ち
−エンジンが暖機されていること
−車両が予め定められるべき速度範囲（例えば、ｖ＝６〜８ｋｍ／ｈ）内の低速で走行していること
−エンジンのファンカップリングが停止していること
が満たされるや否や、センサを取り巻いている空気のオゾン含有率の第一の測定。
【００２７】
第二の測定は、車両速度が第一の測定の後予め定められるべき時間間隔（例えば、３０秒）の間に予め定められた値（例えば、７０ｋｍ／ｈ）に到達した場合に行われる。
ＤＯＲ装置が正しく動作している場合には、測定された両方のオゾン濃度の値の差は、予め定められた指定値を超えていなければならない。何故なら、オゾン変換率は、約５ｋｍ／ｈの上方では速度の上昇と共に低下するからである。両方の測定値が互いに近接している場合には、これは、ＤＯＲ装置が最早十分に機能していないという兆候となる。
（Ｃ）車両が停止している時のファンのスイッチオンの前と後のオゾン濃度の差の評価
流れの方向に見てラジエータファンの後方、それ故ラジエータと内燃機関との間へのオゾンセンサの固定取付け。
【００２８】
予め定められるべき時間間隔（例えば、３０秒）の間に以下の周囲条件、即ち
−エンジンが暖機されていること（ラジエータは、例えば、Ｔｍｏｔ＞８０℃ の時には良好なオゾン変換率を示す）
−車両が停止していること（ｖ＝０）
−エンジンのファンカップリングが停止していること
が満たされるや否や、センサを取り巻いている空気のオゾン含有率の第一の測定。
【００２９】
次いで診断の目的のために、ファンがスイッチオンされ、オゾン含有率の第二の測定。
ファンはラジエータの貫流を生み出し、その際ＤＯＲ装置が機能していれば、ファンによってオゾンセンサに送られた空気のオゾン含有率は引下げられる。
【００３０】
ＤＯＲ装置が正しく動作している場合には、測定された両方のオゾン濃度の値の差は予め定められた指定値を超えていなければならない。
診断の確実性を高めるために複数の比較測定の統計的評価を行うことができ、この評価から最終的な診断結果が引き出される。この評価はまた、何回かの走行にわたって拡張されることもできる。
【００３１】
図４は、ＤＯＲ装置を通る空気の車両速度或いは空間速度に対する、空気に対するＤＯＲ装置の作用Ｅに関する尺度に相当する、オゾン変換率ＯＵＲの変化を示している。実際に達成可能なオゾン変換率は、コーティングの温度や絶対オゾン濃度には余り依存しておらず、車両ラジエータを通る周囲空気の空間速度に大きく依存している。
【００３２】
図３に示されている実施態様の場合には、オゾン含有率Ｃ１、Ｃ２の測定は、例えば異なる空間速度の下で、従って異なる作用の下で行われる。この意味で、車両の駆動装置は或る程度、作用を変換させるための手段１２ということになる。車両速度の変化による空間速度の変化に対する補足的或いは代替的手段として、空間速度従って作用は、ベンチレータ１４の送風量の変化によっても行うことができる。例えば、ベンチレータを駆動している電動モータ１６の回転数は、電子装置１８によってしかるべく変化させることができる。
【００３３】
図５は、本発明に基づく方法の代表的な実施態様としての流れ図を示している。この方法のスタートの後、ステップ１で、第一の作用Ｅ１に対応しているＤＯＲシステムの作用Ｅが第一の濃度Ｃ１の測定のために適しているか否かがチェックされる。例えば、センサは作動準備ができていなければならず、また触媒的な表面は作動温度になっていなければならない。次いでステップ２では、第一の作用Ｅ１の際のオゾン濃度Ｃ１が測定される。第二のオゾン濃度Ｃ２の測定のための条件が満たされていれば（ステップ３）、ステップ４で第二の作用Ｅ２の際のオゾン含有率Ｃ２の測定が行われる。続いてステップ５で、比較の結果ＶＥが、測定されたオゾン含有率Ｃ１、Ｃ２及び場合によってはテスト時点における温度等のその他のパラメータの関数として形成される。ステップ６及び７では、上記の比較の結果が肯定領域（ステップ６）或いは否定領域（ステップ７）を定める、予め定められた限界値と比較される。比較の結果が否定領域からの要素に対応している時には、ステップ８でエラー信号の出力が行われる。両方の測定されたオゾン含有率の差が予め定められた一定の値を超えている時には、比較の結果が例えば肯定領域にある。図５に基づく実施態様は図１、図２或いは図３に基づく装置と組み合わせて利用される。図５のステップ１のチェックは、例えば図２と組み合わされた場合には、オゾン含有率の測定のための手段が位置６にあるか或いは位置９にあるかというチェックを含んでいる。その際、条件 Ｅ＝Ｅ１ は位置６に対応している。同様に、 条件Ｅ＝Ｅ２ は位置９に対応している。図３と組み合わされると、条件 Ｅ＝Ｅ１ は、ファンが駆動されている状態に対応し、また条件 Ｅ＝Ｅ２ は、ファンカップリングが停止している状態に対応している。同様に、Ｅ＝Ｅ１ は、車両が走行状態にある時、また Ｅ＝Ｅ２ は、車両が停止しているか或いは比較的低い速度で走行している時に対応していることもある。
【００３４】
図６の流れ図は、特に図２及び図３に基づく装置と組み合わせて実施することができる。再びステップ１では、ＤＯＲシステムの作用Ｅが、オゾン含有率Ｃ１の測定のために適している作用Ｅ１に対応しているかどうかがチェックされる。これが肯定された時には、ステップ２で、時点 Ｔ＝Ｔ１ におけるオゾン含有率Ｃ１の測定が行われる。続いてステップ３で、作用Ｅが変更される。センサの場所における空気に対する作用Ｅを変更するための可能性：図２に示されていた様に、センサ位置を変更すること；車両速度の変更或いはファン回転数の変化によって、ＤＯＲ装置を通る空気の空間速度を変化させること。続いてステップ４で、作用Ｅがオゾン含有率Ｃ２の測定のために適している作用Ｅ２に対応しているか否かがチェックされる。このためには、例えば、車両速度が予め定められている領域内にあるか否か、或いはファンが定められた出力で駆動されているか否かをチェックすることができる。これが肯定された時には、ステップ５で、時点 Ｔ＝Ｔ２ におけるオゾン含有率Ｃ２の測定が行われる。以下この方法は図５に基づくステップを用いて続行される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】オゾン含有率を測定するための二つの空間的に切り離された手段６及び７を備えた本発明に基づく装置の第一の実施例を示す。
【図２】オゾン含有率を測定するための唯一つの手段６を備えた本発明の第一の実施態様を示す。
【図３】オゾン含有率を測定するための唯一つの手段６を備えたもう一つの実施態様を示す。
【図４】ＤＯＲ装置を通る空気の車両速度或いは空間速度に対する、空気に対するＤＯＲ装置の作用Ｅに関する尺度に相当する、オゾン変換率ＯＵＲの変化を示す。
【図５】本発明に基づく方法の代表的な実施態様としての流れ図を示す。
【図６】特に図２及び図３に基づく装置と結び付けて実行可能な流れ図を示す。
【符号の説明】
【００３６】
１…空間的配置
４…ＤＯＲ装置
５…触媒的にコーティングされた表面
６…オゾン含有率の測定のための第一の手段（オゾンセンサ：Ｓ）
７…オゾン含有率の測定のための第二の手段
８…ＤＯＲ装置の手前の空気の流れ
９…手段６の第二の位置
１０…ＤＯＲ装置の作用の後の空気の流れ
１２…ＤＯＲ装置の作用を変化させるための手段
１４…ファン
１６…電動モータ
１８…機能判定のための電子制御装置
２０…エラーランプ
Ｃ１…第一のオゾン含有率
Ｃ２…第二のオゾン含有率
ＦＳ…エラー信号
Ｍ…モータ
【０００１】
本発明は、ＤＯＲ装置、即ち直接オゾン削減（Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｚｏｎ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）のための装置の診断に関する。装置を取り巻いている或いは装置を貫流して行く空気のオゾン含有率が引下げられるといわれている。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第５，９９７，８３１号から既に、周囲の空気中のオゾン（０３）を酸素（０２）に変換可能な、車両のための触媒コート冷却装置が知られている。アメリカの排気ガス法（ＣＡＲＢ）［ＣＡＲＢ：カリフォルニア大気資源委員会］では、非メタン有機ガス（ＮＭＯＧ）［Ｎｏｎ―Ｍｅｔｈａｎｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｇａｓｅｓ］の排出が、全ての車両メーカーのフリート［全車両］平均値の形で制限されている。基本的に、ＮＭＯＧクレジットを集める可能性が存在している。これによって、ＮＭＯＧに関するフリート平均を引下げることができる。これによって、車両メーカーはまた、最低排出限界値（ＳＵＬＥＶ）までの間隔を拡大させる可能性も持っている。特に、周囲の空気のオゾン含有率の引下げの目的のための車両の冷却装置の触媒コーティングもまた、ＮＭＯＧクレジットを集める可能性をもたらす。上述の触媒コーティングは、米国の当局から直接オゾン削減（ＤＯＲ）と呼ばれている。ＤＯＲという名称は、以下の文章において、単なる触媒原理の代表として用いられるものとする。排出の引下げのための全ての車両の装置と同様に、このシステムも法律に基づく車載診断の要求の枠組みの中でその機能を監視されなければならない。
【０００３】
以上のことを背景として、本発明の課題は、ＤＯＲ装置の機能を判定するための方法及び装置を提案することである。
この課題は、独立の請求項のメルクマールによって解決される。
【０００４】
詳しく見ると、空気のオゾン含有率の引下げのためのＤＯＲ装置（４）の機能を判定するための本発明に基づく装置の第一の実施態様は、ＤＯＲ装置の第一の作用の際に、空気中の第一のオゾン含有率（Ｃ１）を測定するための第一の手段と、ＤＯＲ装置の、第一の作用とは異なる第二の作用の際に、空気中の第二のオゾン含有率（Ｃ２）を測定するための第二の手段と、第一のオゾン含有率（Ｃ１）と第二のオゾン含有率（Ｃ２）との比較から比較の結果を形成し、該比較の結果に基づいてシステムの機能を判定するための電子装置とを含んでいる。
【０００５】
本発明に基づく装置は、ＤＯＲ装置の機能を判定するために、本発明に基づく次の一連のプロセスステップを可能にする。ＤＯＲ装置の第一の作用の際に、空気中の第一のオゾン含有率（Ｃ１）を測定すること、ＤＯＲ装置の、第一の作用とは異なる第二の作用の際に、空気中のオゾン含有率（Ｃ２）を測定すること、第一のオゾン含有率（Ｃ１）と第二のオゾン含有率（Ｃ２）との比較から比較の結果を形成し、該比較の結果に基づいてＤＯＲ装置の機能を判定すること。
【０００６】
ＤＯＲ装置の機能を酸素濃度の比較に基づいて行う本発明に基づく判定は、様々な作用がある際に正確である。何故なら、この判定は、酸素濃度に対するＤＯＲ装置の影響の直接測定を基礎としているからである。
【０００７】
本発明の一つの好ましい実施態様は、触媒的に作用する表面コーティングを有する熱交換器をＤＯＲ装置として利用している。
コーティングの温度の上昇と共に変換率が向上する故に、熱交換器の利用は特に有利である。何故なら、そこでは有用な熱がいずれにせよ放出されることになっているので、余計なコストをかけずに利用できるからである。熱交換器の例としては、自動車の場合にはエンジン、エンジンオイル、オートマチックトランスミッションのオイルを冷却するための冷却器、或いは又車載の或いは定置型の空調設備、並びに据え置き型の或いは車両と組み合わされた冷却設備がある。
【０００８】
もう一つの実施態様は、空気に対するＤＯＲ装置の作用を変化させるための手段を備えている。該手段は、第一の時点における第一のオゾン含有率（Ｃ１）の測定を第二の時点における第二のオゾン含有率（Ｃ２）の測定と同じ場所で行うことを可能にし、その際には、第一の時点と第二の時点との間で同じ場所における空気に対するＤＯＲ装置の作用が変化される。
【０００９】
これには比較の測定が唯一つの酸素濃度測定手段によって行うことができるという、特別な利点が結び付いている。換言すれば、この好ましい実施態様の場合には、第一のオゾン含有率（Ｃ１）の測定のための第一の手段が第二のオゾン含有率（Ｃ２）の測定のための第二の手段と同一であるから、例えば、唯一つのオゾンセンサしか必要ではなくなる。
【００１０】
もう一つの実施態様は、ＤＯＲ装置（４）の作用を変化させるための手段（１２）がＤＯＲ装置を貫流する空気の空間速度を変化させるということを定めている。
このことは、ＤＯＲ装置がオゾンを転換させる変換率が空間速度と明確な依存関係を持っている故に、特に有利である。空間速度は、再びＤＯＲ装置が走行風によって貫流される車両の場合には、例えば車両速度及びラジエータのベンチレータの回転数に依存している。
【００１１】
これ等の二つの値には、簡単なやり方で再現可能な様に介入することができる。代わりのやり方として、走行運転中に当然発生する走行速度の変化を、再現可能なように、様々な変換率によるＤＯＲシステムの様々な作用の測定のために利用することができる。
【００１２】
代わりのやり方としてもう一つの実施態様では、第一の場所における第一のオゾン含有率（Ｃ１）の測定を、第二の場所における第二のオゾン含有率（Ｃ２）の測定から空間的に切り離して行うことができる。例えば、二つのオゾンセンサをオゾン濃度の測定のための第一と第二の手段として空間的に、空気に対するＤＯＲ装置の作用が第一と第二の場所の間で変化されるように配置することができる。車両のラジエータの例では、これは一つのセンサをラジエータの手前に又もう一つのセンサをラジエータの後ろに配置することに相当する。この配置には、第一と第二の濃度が同時に或いは僅かに前後して測定できるという利点が結び付いている。
【００１３】
もう一つの実施態様は、第一の場所における第一のオゾン含有率（Ｃ１）の測定のための第一の手段が第二の場所における第二のオゾン含有率（Ｃ２）の測定のために移動されるということを定めている。例えば、一つのオゾンセンサが気流の中でＤＯＲ装置の後ろへ旋回され且つ再び戻される。
【００１４】
これには、一つのセンサによってＤＯＲ装置の二つの異なる作用を気流を変えること無しに、測定することができるという利点が結び付いている。
その他の有利な実施態様は以下の、図面を参照した説明から明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１の参照符号１は、本発明の代表的な実施態様の枠内のＤＯＲ装置４及びその他のコンポーネントの空間的配置を示している。このＤＯＲ装置は、触媒的にコーティングされた表面５を持っている。参照符号６は、オゾン含有率の測定のための第一の手段、例えばオゾンセンサを示している。該センサは、ＤＯＲ装置の作用の後の空気のオゾン含有率Ｃ１を測定する。この空気は、参照符号１０で示されている矢印によって表されている。同様にして、参照符号７は空気のオゾン含有率の測定のための第二の手段を示している。この手段は、ＤＯＲ装置の第一の作用とは異なる第二の作用の際の空気のオゾン含有率Ｃ２を測定する。図１の例では、この空気は、ＤＯＲ装置の手前の参照符号８で示された矢印によって表されており、第二の作用はゼロに等しい。同様にして、参照符号１０で示されている矢印は、ＤＯＲ装置の第二の作用の際の空気を表している。図１の例では、この空気はＤＯＲ装置４の作用の後の空気に対応している。
【００１６】
第一（Ｃ１）と第二（Ｃ２）のオゾン含有率のために備えられている二つの手段６及び７の信号は、準備及び評価のための電子装置１８へ送られる。評価には、第一のオゾン含有率Ｃ１と第二のオゾン含有率Ｃ２との比較からの比較の結果の形成、及び該比較の結果に基づくＤＯＲ装置の機能の判定が含まれている。この比較から機能が十分であるという判定が得られない場合には、続いてこの結果に対応するエラーメッセージの表示或いは記憶が行われる。この表示は、例えば、統計的保護措置を施した後で、ＤＯＲ装置を備えた自動車のドライバーの視野の中にあるエラーランプ２０によって行うことができる。
【００１７】
図２は、オゾン含有率の測定のために唯一つの手段６を有している、本発明の第一の実施態様を示している。図２における参照符号９は、第二の位置にある手段６（破線で示されている）を示している。手段６は、実線で示された位置で、ＤＯＲ装置の作用の後の、即ちＤＯＲ装置の第一の作用Ｅ１の際の、オゾン含有率を測定する。手段６は、破線で示された位置９では、ＤＯＲ装置から流出して来る空気の外側の、従ってＤＯＲ装置の、第一の作用（Ｅ１）とは異なる第二の作用（Ｅ２）の際の、オゾン含有率を測定する。この位置の変更は、例えば電気機械的に行うことができ、且つ電子装置１８によって制御されることができる。この様にして、第一の場所における第一のオゾン含有率Ｃ１の測定は、唯一の手段６の位置変更によって、第二の場所における第二のオゾン含有率Ｃ２の測定とは空間的に切り離されて行われる。触媒的にコーティングされた車両ラジエータの場合には、例えばオゾンセンサが適当な装置を用いて、該センサが一つには車両ラジエータを貫流する前の未処理の周囲空気を、もう一つには車両ラジエータを貫流した後の周囲空気を測定することができるように移動可能である。
【００１８】
図３は、オゾン含有率の測定のために唯一つの手段６を有している、本発明のもう一つの実施態様を示している。ここでは、ＤＯＲ装置の異なる作用の下でのオゾン含有率の測定が、空間的に切り離されているのではなく時間的に切り離されて行われる。第一のオゾン含有率（Ｃ１）の測定は、第一の時点Ｔ１で、第二の時点Ｔ２における第二のオゾン含有率（Ｃ２）の測定と同じ場所で行われる。
【００１９】
二つの時点におけるオゾン含有率は、ＤＯＲ装置が機能している場合には、二つの時点の間で空気に対するＤＯＲ装置の作用Ｅが変化されたか或いは変化した時に、異なって来る。
【００２０】
作用Ｅを変更させるためには、例えば、空気がＤＯＲ装置を貫流する空間速度を変化させることが適している。ここで、空間速度というのは、ＤＯＲ装置を貫流する単位時間当たりの空気量を意味しており、該空気量は、自動車の場合には、例えば車両速度ｖと相関している。車両ラジエータの場合には、例えば固定位置のオゾンセンサの場合には異なる車両運転条件及びエンジン運転条件の下でオゾン測定を行うことができる。即ち、異なる車両運転条件及びエンジン運転条件に応じて、オゾンセンサの位置には未処理の周囲空気、或いは車両ラジエータを貫流した周囲空気がある。
【００２１】
代わりのやり方として、固定位置のセンサの場合にはラジエータを貫流する流れを一時的に阻止することができる。車両ラジエータを貫流する流れを、例えばラジエータジャルージ（ラジエータブラインド）により或いは周囲空気（ラジエータ周辺）の切り替え可能な供給により、一時的に阻止することによって、オゾンセンサの上に或る時は未処理の周囲空気が又或る時は変換された空気が来る様にすることができる。
【００２２】
簡単な一実施態様では、未処理の周囲空気と触媒的にコーティングされた車両ラジエータを貫流した後の周囲空気との間の比較測定が用いられている。一つのオゾンセンサを用いたＤＯＲシステムの変換機能を診断するために、このオゾンセンサは、車両ラジエータを貫流して流れる空気を測定することができる様に、車両ラジエータの近くに取り付けられている。
【００２３】
上記の三つの全ての測定原理について異なる車両運転時点及びエンジン運転時点における車両ラジエータの貫流のやり方が好ましくは基本調査の枠組みの中で測定され、車両の連続運転の間のオゾン測定のために適した基準値を把捉できる様にするために、その結果が車両制御装置の特性マップの中に記録される。これは特に、例えばエンジン冷却剤温度、エンジン回転数、エンジン冷却ファン回転数、車両速度等の様々な条件に依存している、ラジエータを貫流した後の空気の測定に係わっている。
【００２４】
比較測定のためには様々な作用と並んで、特に次の作用を援用することができる。
−空間速度が上昇した時に低下するオゾン変換
−貫流が無ければオゾン変換も無い（空間速度＝ゼロ）
図３に基づく装置による診断機能実現のための例
（Ａ）車両が停止している時と走行している時のオゾン濃度の差の評価
ラジエータの後方、それ故ラジエータとエンジンの間へのオゾンセンサの固定取付け。前もって定められるべき時間間隔（例えば３０秒）の間に以下の周囲条件、即ち
−エンジンが暖機されている（ラジエータが良好なオゾン変換率を示している）こと
−車両が停止していること（ｖ＝０）
−エンジンのファンカップリングが停止していること
が満たされるや否や、センサを取り巻いている空気のオゾン含有率の第一の測定。
【００２５】
第二の測定は、次の走行開始の際に、車両速度が予め定められた値（例えば、８ｋｍ／ｈ）に到達するや否や行われる。
ＤＯＲ装置が正しく動作している場合には、測定された両方のオゾン濃度の値の差は、予め定められた指定値を超えていなければならない。
（Ｂ）少なくとも二つの異なる車両速度の下でのオゾン濃度の差の評価
ラジエータの後方、それ故ラジエータとエンジンの間へのオゾンセンサの固定取付け。
【００２６】
以下の周囲条件、即ち
−エンジンが暖機されていること
−車両が予め定められるべき速度範囲（例えば、ｖ＝６〜８ｋｍ／ｈ）内の低速で走行していること
−エンジンのファンカップリングが停止していること
が満たされるや否や、センサを取り巻いている空気のオゾン含有率の第一の測定。
【００２７】
第二の測定は、車両速度が第一の測定の後予め定められるべき時間間隔（例えば、３０秒）の間に予め定められた値（例えば、７０ｋｍ／ｈ）に到達した場合に行われる。
ＤＯＲ装置が正しく動作している場合には、測定された両方のオゾン濃度の値の差は、予め定められた指定値を超えていなければならない。何故なら、オゾン変換率は、約５ｋｍ／ｈの上方では速度の上昇と共に低下するからである。両方の測定値が互いに近接している場合には、これは、ＤＯＲ装置が最早十分に機能していないという兆候となる。
（Ｃ）車両が停止している時のファンのスイッチオンの前と後のオゾン濃度の差の評価
流れの方向に見てラジエータファンの後方、それ故ラジエータと内燃機関との間へのオゾンセンサの固定取付け。
【００２８】
予め定められるべき時間間隔（例えば、３０秒）の間に以下の周囲条件、即ち
−エンジンが暖機されていること（ラジエータは、例えば、Ｔｍｏｔ＞８０℃ の時には良好なオゾン変換率を示す）
−車両が停止していること（ｖ＝０）
−エンジンのファンカップリングが停止していること
が満たされるや否や、センサを取り巻いている空気のオゾン含有率の第一の測定。
【００２９】
次いで診断の目的のために、ファンがスイッチオンされ、オゾン含有率の第二の測定。
ファンはラジエータの貫流を生み出し、その際ＤＯＲ装置が機能していれば、ファンによってオゾンセンサに送られた空気のオゾン含有率は引下げられる。
【００３０】
ＤＯＲ装置が正しく動作している場合には、測定された両方のオゾン濃度の値の差は予め定められた指定値を超えていなければならない。
診断の確実性を高めるために複数の比較測定の統計的評価を行うことができ、この評価から最終的な診断結果が引き出される。この評価はまた、何回かの走行にわたって拡張されることもできる。
【００３１】
図４は、ＤＯＲ装置を通る空気の車両速度或いは空間速度に対する、空気に対するＤＯＲ装置の作用Ｅに関する尺度に相当する、オゾン変換率ＯＵＲの変化を示している。実際に達成可能なオゾン変換率は、コーティングの温度や絶対オゾン濃度には余り依存しておらず、車両ラジエータを通る周囲空気の空間速度に大きく依存している。
【００３２】
図３に示されている実施態様の場合には、オゾン含有率Ｃ１、Ｃ２の測定は、例えば異なる空間速度の下で、従って異なる作用の下で行われる。この意味で、車両の駆動装置は或る程度、作用を変換させるための手段１２ということになる。車両速度の変化による空間速度の変化に対する補足的或いは代替的手段として、空間速度従って作用は、ベンチレータ１４の送風量の変化によっても行うことができる。例えば、ベンチレータを駆動している電動モータ１６の回転数は、電子装置１８によってしかるべく変化させることができる。
【００３３】
図５は、本発明に基づく方法の代表的な実施態様としての流れ図を示している。この方法のスタートの後、ステップ１で、第一の作用Ｅ１に対応しているＤＯＲシステムの作用Ｅが第一の濃度Ｃ１の測定のために適しているか否かがチェックされる。例えば、センサは作動準備ができていなければならず、また触媒的な表面は作動温度になっていなければならない。次いでステップ２では、第一の作用Ｅ１の際のオゾン濃度Ｃ１が測定される。第二のオゾン濃度Ｃ２の測定のための条件が満たされていれば（ステップ３）、ステップ４で第二の作用Ｅ２の際のオゾン含有率Ｃ２の測定が行われる。続いてステップ５で、比較の結果ＶＥが、測定されたオゾン含有率Ｃ１、Ｃ２及び場合によってはテスト時点における温度等のその他のパラメータの関数として形成される。ステップ６及び７では、上記の比較の結果が肯定領域（ステップ６）或いは否定領域（ステップ７）を定める、予め定められた限界値と比較される。比較の結果が否定領域からの要素に対応している時には、ステップ８でエラー信号の出力が行われる。両方の測定されたオゾン含有率の差が予め定められた一定の値を超えている時には、比較の結果が例えば肯定領域にある。図５に基づく実施態様は図１、図２或いは図３に基づく装置と組み合わせて利用される。図５のステップ１のチェックは、例えば図２と組み合わされた場合には、オゾン含有率の測定のための手段が位置６にあるか或いは位置９にあるかというチェックを含んでいる。その際、条件 Ｅ＝Ｅ１ は位置６に対応している。同様に、 条件Ｅ＝Ｅ２ は位置９に対応している。図３と組み合わされると、条件 Ｅ＝Ｅ１ は、ファンが駆動されている状態に対応し、また条件 Ｅ＝Ｅ２ は、ファンカップリングが停止している状態に対応している。同様に、Ｅ＝Ｅ１ は、車両が走行状態にある時、また Ｅ＝Ｅ２ は、車両が停止しているか或いは比較的低い速度で走行している時に対応していることもある。
【００３４】
図６の流れ図は、特に図２及び図３に基づく装置と組み合わせて実施することができる。再びステップ１では、ＤＯＲシステムの作用Ｅが、オゾン含有率Ｃ１の測定のために適している作用Ｅ１に対応しているかどうかがチェックされる。これが肯定された時には、ステップ２で、時点 Ｔ＝Ｔ１ におけるオゾン含有率Ｃ１の測定が行われる。続いてステップ３で、作用Ｅが変更される。センサの場所における空気に対する作用Ｅを変更するための可能性：図２に示されていた様に、センサ位置を変更すること；車両速度の変更或いはファン回転数の変化によって、ＤＯＲ装置を通る空気の空間速度を変化させること。続いてステップ４で、作用Ｅがオゾン含有率Ｃ２の測定のために適している作用Ｅ２に対応しているか否かがチェックされる。このためには、例えば、車両速度が予め定められている領域内にあるか否か、或いはファンが定められた出力で駆動されているか否かをチェックすることができる。これが肯定された時には、ステップ５で、時点 Ｔ＝Ｔ２ におけるオゾン含有率Ｃ２の測定が行われる。以下この方法は図５に基づくステップを用いて続行される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】オゾン含有率を測定するための二つの空間的に切り離された手段６及び７を備えた本発明に基づく装置の第一の実施例を示す。
【図２】オゾン含有率を測定するための唯一つの手段６を備えた本発明の第一の実施態様を示す。
【図３】オゾン含有率を測定するための唯一つの手段６を備えたもう一つの実施態様を示す。
【図４】ＤＯＲ装置を通る空気の車両速度或いは空間速度に対する、空気に対するＤＯＲ装置の作用Ｅに関する尺度に相当する、オゾン変換率ＯＵＲの変化を示す。
【図５】本発明に基づく方法の代表的な実施態様としての流れ図を示す。
【図６】特に図２及び図３に基づく装置と結び付けて実行可能な流れ図を示す。
【符号の説明】
【００３６】
１…空間的配置
４…ＤＯＲ装置
５…触媒的にコーティングされた表面
６…オゾン含有率の測定のための第一の手段（オゾンセンサ：Ｓ）
７…オゾン含有率の測定のための第二の手段
８…ＤＯＲ装置の手前の空気の流れ
９…手段６の第二の位置
１０…ＤＯＲ装置の作用の後の空気の流れ
１２…ＤＯＲ装置の作用を変化させるための手段
１４…ファン
１６…電動モータ
１８…機能判定のための電子制御装置
２０…エラーランプ
Ｃ１…第一のオゾン含有率
Ｃ２…第二のオゾン含有率
ＦＳ…エラー信号
Ｍ…モータ
Claims (10)
- ＤＯＲ装置の第一の作用（Ｅ１）の際に、空気中の第一のオゾン含有率（Ｃ１）を測定するための第一の手段（６）と、
ＤＯＲ装置の、第一の（Ｅ１）作用とは異なる第二の（Ｅ２）作用（Ｅ）の際に、空気中の第二のオゾン含有率（Ｃ２）を測定するための第二の手段（７）と、
第一のオゾン含有率（Ｃ１）と第二のオゾン含有率（Ｃ２）との比較から比較の結果（ＶＥ）を形成し、且つこの比較の結果（ＶＥ）に基づいてシステムの機能を判定するための電子装置（１８）と、
を備えた、空気のオゾン含有率の引下げのためのＤＯＲ装置（４）の機能判定装置（６、７、１８、２０）。 - 前記ＤＯＲ装置として、触媒的に作用する表面コーティング（５）を有する熱交換器を備えた請求項１に記載の装置。
- 空気に対するＤＯＲ装置（４）の作用を変化させるための手段（１２）を備えた請求項１又は２に記載の装置。
- ＤＯＲ装置（４）の作用を変化させるための手段（１２）が、前記ＤＯＲ装置を通って流れる空気の空間速度を変化させるということを特徴とする請求項３に記載の装置。
- ＤＯＲ装置（４）の第一の作用（Ｅ１）の際に、空気中の第一のオゾン含有率（Ｃ１）を測定するステップと、
ＤＯＲ装置（４）の、第一の（Ｅ１）作用とは異なる第二の（Ｅ２）作用（Ｅ）の際に、空気中の第二のオゾン含有率（Ｃ２）を測定するステップと、
第一のオゾン含有率（Ｃ１）と第二のオゾン含有率（Ｃ２）との比較から比較の結果（ＶＥ）を形成するステップと、
前記比較の結果に基づいて、ＤＯＲ装置（４）の機能を判定するステップと、
を含む、空気のオゾン含有率の引下げのためのＤＯＲ装置（４）の機能判定方法。 - 第一の場所における第一のオゾン含有率（Ｃ１）の測定が、第二の場所における第二のオゾン含有率（Ｃ２）の測定から空間的に切り離されて行われることを特徴とする請求項５に記載の方法。
- 空気に対するＤＯＲ装置（４）の作用が、前記第一と第二の場所との間で変化されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
- 前記第一の場所における第一のオゾン含有率（Ｃ１）の測定のための第一の手段（６）が、前記第二の場所における第二のオゾン含有率（Ｃ２）の測定のために移動されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
- 第一の時点における第一のオゾン含有率（Ｃ１）の測定が、第二の時点における第二のオゾン含有率（Ｃ２）の測定と同じ場所で行われることを特徴とする請求項５に記載の方法。
- 第一の時点と第二の時点との間で同じ場所における空気に対するＤＯＲ装置（４）の作用が変化されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
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