JP6089930B2

JP6089930B2 - 車両用大気浄化装置

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Publication number: JP6089930B2
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Inventors: 和大杉本
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Filing date: 2013-04-26
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Description

本発明は、車両用大気浄化装置に関し、大気中のオゾンを浄化する車両用大気浄化装置に関する。

従来、オゾンを浄化する機能を有するオゾン浄化体を用いた大気浄化においては、その長期使用による機能劣化が知られており、この機能劣化の診断に関して種々の研究・開発が成されているところである。例えば、特許文献１には、炭酸マンガンおよび酸化マンガンを主成分とするオゾン浄化体を設けたラジエータの前後にオゾン濃度センサを設け、これらのセンサ出力を用いて当該オゾン浄化体の機能劣化を診断する車両用大気浄化装置が開示されている。この大気浄化装置においては、ラジエータ前後のセンサの出力の比が、初期値（両センサ新品時の出力の比）の半分程度となったときにオゾン浄化体の機能が劣化したと診断している。

特開２００１−３４７８２９号公報特開２０１０−７１０８０号公報特開２０１０−８４８号公報特開２００５−３４５４６１号公報欧州特許第１６４５３２４号明細書特開２０１０−２９８１６号公報特開２００１−２４７０１７号公報

しかしながら、大気中のオゾン濃度は一般に１ｐｐｍ以下と低い。そのため、センサを用いてオゾン濃度を検出するためには、高精度のものが必要となる。故に、ラジエータ前後にオゾン濃度センサを設ける特許文献１では、センサ搭載によるコスト増加が避けられないという問題がある。

本発明は、上述の課題に鑑みなされたもので、安価な構成でオゾン浄化体の機能劣化を診断可能な車両用大気浄化装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、車両用大気浄化装置であって、
車両走行中に大気の流路が形成される箇所に配置された車両構成部品と、
前記車両構成部品に設けられ、オゾンを浄化する機能を有する活性炭と、前記活性炭の細孔に担持され前記活性炭の劣化を検出する劣化検出物質と、を含むオゾン浄化体と、
前記劣化検出物質の特性に応じて設定されるパラメータを取得する取得手段と、
前記パラメータと所定の閾値との比較により前記機能の劣化を診断する診断手段と、
を備え、
前記オゾン浄化体に向けてアンモニアまたは水を噴射する噴射手段を更に備え、
前記劣化検出物質が、アンモニアまたは水との化学反応により発熱する性質を有し、
前記パラメータが、前記噴射手段からの噴射により発熱する前記劣化検出物質の発熱量であることを特徴とする。

第２の発明は、上記の目的を達成するため、車両用大気浄化装置であって、
車両走行中に大気の流路が形成される箇所に配置された車両構成部品と、
前記車両構成部品に設けられ、オゾンを浄化する機能を有する活性炭と、前記活性炭の細孔に担持され前記活性炭の劣化を検出する劣化検出物質と、を含むオゾン浄化体と、
前記劣化検出物質の特性に応じて設定されるパラメータを取得する取得手段と、
前記パラメータと所定の閾値との比較により前記機能の劣化を診断する診断手段と、
を備え、
前記オゾン浄化体に向けて特定の波長の光を照射する照射手段を更に備え、
前記劣化検出物質が、前記特定の波長の光を吸収して発光する性質を有し、
前記パラメータが、前記照射手段からの光照射により発光する前記劣化検出物質の発光強度であることを特徴とする。

第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記車両構成部品はラジエータであることを特徴とする。

第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れか１つにおいて、
前記診断手段は、前記機能が劣化していると診断された場合に外部に報知する報知手段を更に備えることを特徴とする。

第５の発明は、上記の目的を達成するため、車両用大気浄化装置であって、
車両走行中に大気の流路が形成される箇所に配置された車両構成部品と、
前記車両構成部品に設けられ、オゾンを浄化する機能を有する活性炭と、前記活性炭の細孔に担持され前記活性炭の劣化を検出する劣化検出物質とを含むオゾン浄化体と、
処理装置と、
前記処理装置により実行される制御プログラムであって、前記劣化検出物質の特性に応じて設定されるパラメータを取得し、前記パラメータと所定の閾値との比較により前記機能の劣化を診断するプログラムを記憶したメモリと、
を備え、
前記オゾン浄化体に向けてアンモニアまたは水を噴射する噴射手段を更に備え、
前記劣化検出物質が、アンモニアまたは水との化学反応により発熱する性質を有し、
前記パラメータが、前記噴射手段からの噴射により発熱する前記劣化検出物質の発熱量であることを特徴とする。

第６の発明は、上記の目的を達成するため、車両用大気浄化装置であって、
車両走行中に大気の流路が形成される箇所に配置された車両構成部品と、
前記車両構成部品に設けられ、オゾンを浄化する機能を有する活性炭と、前記活性炭の細孔に担持され前記活性炭の劣化を検出する劣化検出物質とを含むオゾン浄化体と、
処理装置と、
前記処理装置により実行される制御プログラムであって、前記劣化検出物質の特性に応じて設定されるパラメータを取得し、前記パラメータと所定の閾値との比較により前記機能の劣化を診断するプログラムを記憶したメモリと、
を備え、
前記オゾン浄化体に向けて特定の波長の光を照射する照射手段を更に備え、
前記劣化検出物質が、前記特定の波長の光を吸収して発光する性質を有し、
前記パラメータが、前記照射手段からの光照射により発光する前記劣化検出物質の発光強度であることを特徴とする。

活性炭はその細孔を利用してオゾンを浄化できるが、オゾン浄化に伴い当該細孔を消失し劣化する。第１，第２，第５，第６の発明は、この細孔の消失に着目したものである。即ち、第１，第２，第５，第６の発明によれば、当該細孔に担持させた劣化検出物質の担持量と相関を有するパラメータと、所定の閾値との比較により、活性炭を含むオゾン浄化体の劣化を診断できる。このパラメータは、劣化検出物質の特性に応じて設定されるものであり、オゾン濃度センサに比して安価な構成で取得可能である。従って、安価な構成でオゾン浄化体の機能劣化を診断できる。

劣化検出物質がアンモニアまたは水との化学反応により発熱する性質を有する場合、当該劣化検出物質の発熱量を当該パラメータとして設定できる（第１，第５の発明）。劣化検出物質が特定の波長の光を吸収して発光する性質を有する場合、当該劣化検出物質の発光強度を当該パラメータとして設定できる（第２，第６の発明）。当該発熱量および発光強度は、オゾン濃度センサに比して安価な構成で取得可能である。従って、第１，第２，第５，第６の発明によれば、安価な構成でオゾン浄化体の機能劣化を診断できる。また、第３の発明によれば、活性炭を含む浄化体をラジエータに設けることができる。ラジエータの内部には冷却水が流れるので、当該冷却水との熱交換により活性炭によるオゾン浄化を効率的に行うことが可能となる。また、第４の発明によれば、オゾン浄化体が劣化していると判定された場合に、適切な対策を講ずることが可能となる。

実施の形態１の大気浄化装置を搭載した車両の構成を示す図である。活性炭の内部構造を示す図である。耐久試験前後における活性炭の微分細孔容積（ｃｍ^３／ｇ）の変化を示した図である。活性炭のＢＥＴ比表面積（ｍ^２／ｇ）と、オゾン浄化率（％）との関係を示した図である。劣化検出物質の担持イメージ図である。活性炭の発熱温度と耐久距離との関係を示した図である。実施の形態１において、ＥＣＵ４０により実行される劣化診断制御を示すフローチャートである。実施の形態２において、ＥＣＵ４０により実行される劣化診断制御を示すフローチャートである。実施の形態３の大気浄化装置を搭載した車両の構成を示す図である。活性炭の蛍光強度と耐久距離との関係を示した図である。実施の形態３において、ＥＣＵ４０により実行される劣化診断制御を示すフローチャートである。

実施の形態１．
先ず、図１乃至図７を参照しながら、本発明の実施の形態１について説明する。

［車両用大気浄化装置の構成］
図１は、実施の形態１の大気浄化装置を搭載した車両の構成を示す図である。図１に示すように、車両１０は、動力源としてのエンジン１２を備えている。エンジン１２から排出される排気ガスには、ＨＣやＮＯｘが含まれている。オゾンはＨＣやＮＯｘを反応物として光化学反応により生成される。そのため、車両１０の構成部品にオゾンを浄化する機能を付与しておけば、車両１０の走行中に大気中のオゾンを浄化できるので、車両１０が環境に与える影響を軽減できる。

エンジン１２の前方には、上記構成部品として、エンジン１２に循環させる冷却水を冷却するラジエータ１４が配置されている。ラジエータ１４のコアには、オゾン浄化体がコーティングされている。オゾン浄化体は、オゾン浄化機能を有する活性炭を主成分として含んでいる。但し、当該機能を有する他の物質、例えば、ゼオライト等の多孔質材料や二酸化マンガン等の金属酸化物を副成分として含んでいてもよい。

オゾン浄化体は、更に、活性炭の劣化を検出する物質（以下「劣化検出物質」と称す。）を含んでいる。劣化検出物質は、活性炭の表面および細孔内に分散担持されている。劣化検出物質は、アンモニアを吸蔵（配位）して発熱し、放出（脱離）して吸熱する性質を有する金属塩化物である。当該金属塩化物は、主に、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素または遷移金属元素の一種以上と、塩素とから構成される。具体的な金属塩化物としては、ＭｇＣｌ_２、ＣａＣｌ_２、ＳｒＣｌ_２、ＢａＣｌ_２、ＭｎＣｌ_２およびＣｏＣｌ_２、ＮｉＣｌ_２が挙げられる。このうち、ラジエータ１４に流す冷却水温（８０〜１００℃）よりも低温条件でアンモニアを放出可能なＣａＣｌ_２およびＢａＣｌ_２が好ましい。

ラジエータ１４の後方には、ラジエータファン１６が取り付けられている。ラジエータファン１６は、ラジエータ１４に流す冷却水の冷却効率の向上を目的として搭載されるものである。ラジエータファン１６を回転させるとラジエータ１４の前方の大気がラジエータ１４を通過してエンジン１２側に吸い出される。

ラジエータ１４の前方には、ラジエータグリル１８が設けられている。ラジエータグリル１８には、車両１０の走行中にラジエータ１４の前方に大気を導入する開口部（図示しない）が形成されている。

ラジエータ１４とラジエータグリル１８との間には、インジェクタ２０と温度センサ２２とが設けられている。インジェクタ２０は、アンモニアを貯留するタンク（図示しない）に接続されたソレノイド駆動型のインジェクタである。インジェクタ２０は、オゾン浄化体の所定領域に対して所定量（数ｍｌ）のアンモニアを噴射するように構成されている。温度センサ２２は、上記所定領域の温度を継続的に測定するように構成されている。温度センサ２２には、例えば熱電対が用いられ、その測温接点がオゾン浄化体の表面またはラジエータ１４のコアに設けられる。

また、車両１０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０を備えている。ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、大気浄化装置を含むシステムの動作全体を制御する電子制御ユニットである。ＥＣＵ４０は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する劣化診断制御処理を実行可能に構成されている。

ＥＣＵ４０の入力側には、上述した温度センサ２２の他、車両１０の速度（以下「車速」と称す。）を検出する車速センサ２４、上記冷却水の温度を検出する水温センサ２６等が接続されている。ＥＣＵ４０の出力側には、上述したラジエータファン１６、インジェクタ２０の他、ラジエータ１４への冷却水の流通を許可しまたは禁止するサーモスタット２８や、車両１０のインストルメントパネル（図示しない）に配置されたＭＩＬ（Malfunction Indication Lamp）３０等が接続されている。なお、ＥＣＵ４０に接続されるアクチュエータやセンサは図中に示す以外にも多数存在するが、本明細書においてはその説明を省略する。

［活性炭の劣化について］
活性炭は、二酸化マンガン等の公知の浄化体に匹敵するオゾン浄化性能を有し、かつ、安価に入手が可能であるため、当該浄化体の代替品として有望視されているものである。また、活性炭は、ラジエータ通水時の冷却水温域（通常８０℃〜１００℃）のみならず、ラジエータ非通水時の冷却水温域（２５℃程度）においてもオゾンを浄化できる。そのため、オゾンの浄化に高温条件（８０℃以上）が必要とされる上記浄化体に比べ、活性炭は有用である。

図２は、活性炭の内部構造を示す図である。図２に示すように、活性炭は、表面から内部に向かって無数に形成された細孔を有する。これらの細孔は、そのサイズによってマクロ孔（細孔径５０ｎｍ以上）、メソ孔（細孔径２〜５０ｎｍ）、マイクロ孔（細孔径２ｎｍ以下）に分類される。

活性炭によるオゾンの浄化は、上記細孔にオゾンが入り込んだ結果として起こる。具体的に、上記細孔に入り込んだオゾンは、入り込んだ先の細孔内壁から電子を受け取り、酸素等に変換される（Ｏ_３→Ｏ_２）。この変換反応において、活性炭は、触媒の如く機能している。また、上記細孔に入り込んだオゾンは、入り込んだ先の細孔内壁と反応し、一酸化炭素、二酸化炭素等に変換される（Ｃ＋Ｏ_３→ＣＯ，ＣＯ_２，Ｏ_２）。この変換反応において、活性炭は消費されている。つまり、オゾンは、活性炭内での２種類の変換反応を経て浄化される。

図３は、耐久試験前後における活性炭の微分細孔容積（ｃｍ^３／ｇ）の変化を示した図である。この耐久試験は、活性炭（試験片）の前方から後方に向けて一定濃度のオゾン含有ガスを通過させることにより行ったものである。図３に示すように、耐久試験後では、耐久試験前に比べて微分細孔容積が大きく減少する。この傾向は、細孔径が小さい領域ほど顕著となり、細孔径が１０ｎｍよりも小さい領域で特に顕著となる。これは、上記変換反応のうちの消費反応が進行し、その結果、細孔径１０ｎｍ以下のメソ孔やミクロ孔（以下「微小細孔」と称す。）が消失したことを示している。

図４は、活性炭のＢＥＴ比表面積（ｍ^２／ｇ）と、オゾン浄化率（％）との関係を示した図である。なお、図４のオゾン浄化率は、活性炭（試験片）の前後のオゾン濃度を測定することで算出した（オゾン浄化率＝後方オゾン濃度／前方オゾン濃度）。図４に示すように、ＢＥＴ比表面積が大きくなるとオゾン浄化率が高くなる。ここで、活性炭のメソ孔やミクロ孔が消失すると、ＢＥＴ比表面積は減少する。つまり、活性炭の消費反応が進行して微小細孔が消失すると、活性炭のオゾン浄化機能が低下する。このような特性に鑑み、本実施形態においては、以下に説明する劣化診断制御を行うこととしている。

［劣化診断制御］
劣化診断制御は、インジェクタ２０からのアンモニア噴射の際に変化する上記所定領域の温度に基づいて、活性炭のオゾン浄化機能の低下を検出するものである。図５は、劣化検出物質の担持イメージ図である。図５に示すように、劣化検出物質は、活性炭の表面および細孔内に分散担持されている。このうち、微小細孔に担持された劣化検出物質は、微小細孔の消失に伴い脱落する。劣化検出物質が脱落すれば、劣化検出物質の担持量が減少するので、アンモニア噴射前後において検出される上記所定領域の温度差が、初期（新品時）に比べて小さくなる。

図６は、活性炭の発熱温度と耐久距離との関係を示した図である。なお、図６の関係は、アンモニアの噴射前後における活性炭（劣化検出物質付きの試験片）の床温差を、耐久距離毎に測定することで作成したものである（床温差＝噴射後の最高床温−噴射前の床温）。図６に示すように、耐久距離が長くなると発熱温度が低下する。本実施の形態では、図６に示す関係に基づいて劣化判定値（所定量Ａ）が設定された上で、ＥＣＵ４０内に記憶されているものとする。

［具体的処理］
図７は、実施の形態１において、ＥＣＵ４０により実行される劣化診断制御を示すフローチャートである。なお、図７に示すルーチンは、エンジン１２の運転中、定期的に繰り返して実行されるものとする。

図７に示すルーチンにおいて、先ず、ＥＣＵ４０は、車速＝０が成立するか否かを判定する（ステップ１００）。具体的に、ＥＣＵ４０は、車速センサ２４のセンサ出力を用いて車速＝０の成否を判定する。車速＞０の場合、ＥＣＵ４０は、本ルーチンを終了する。車速＝０の場合、ＥＣＵ４０は、ステップ１１０に進む。

ステップ１１０において、ＥＣＵ４０は、サーモスタット２８が閉じているか否かを判定する。具体的に、ＥＣＵ４０は、水温センサ２６のセンサ出力を用いて、サーモスタット２８が閉弁状態にあるか否かを判定する。冷却水温が設定温度（例えば８０℃）以上であれば、サーモスタット２８が開かれる。つまり、冷却水温が設定温度未満の場合、サーモスタット２８が閉じていると判断できるので、ＥＣＵ４０は、ステップ１２０に進む。冷却水温が設定温度以上の場合、ＥＣＵ４０は、本ルーチンを終了する。

ステップ１２０において、ＥＣＵ４０は、インジェクタ２０への通電を開始する。これにより、インジェクタ２０からのアンモニアの噴射が開始される。続いて、ＥＣＵ４０は、発熱量＞所定量Ａが成立するか否かを判定する（ステップ１３０）。具体的に、ＥＣＵ４０は、インジェクタ２０への通電開始直後から取得した温度センサ２２のセンサ出力を積算することで発熱量を算出し、所定量Ａと比較する。発熱量＞所定量Ａの場合は、劣化検出物質を担持する微小細孔が多数存在していると判断できる。そのため、ＥＣＵ４０は、ステップ１５０以降の処理に進む。発熱量≦所定量Ａの場合は、微小細孔が減少しており、活性炭のオゾン浄化機能が低下していると判断できる。そのため、ＥＣＵ４０は、ＭＩＬ３０を点灯させる（ステップ１４０）。

ステップ１５０，１６０において、ＥＣＵ４０は、劣化検出物質の再生処理を行う。先ず、ＥＣＵ４０は、冷却水温＞設定温度Ｂが成立するか否かを判定する（ステップ１５０）。設定温度Ｂは、例えば８０℃である。冷却水温≦設定温度Ｂの場合、ＥＣＵ４０は、冷却水温＞設定温度Ｂとなるまで待機する。冷却水温＞設定温度Ｂの場合、サーモスタット２８が開かれて冷却水がラジエータ１４に流れるので、劣化検出物質に配位したアンモニアが放出される。続いて、ＥＣＵ４０は、ラジエータファン１６を設定回転数Ｃ以上で回転させる（ステップ１６０）。これにより、劣化検出物質から放出されたアンモニアの全てがラジエータ１４の後方（つまり、エンジン１２側）へ移動する。

以上、図７に示したルーチンによれば、温度センサ２２、インジェクタ２０を用いて活性炭の劣化を診断することができる。即ち、安価かつ簡易な構成で活性炭の機能劣化を診断できる。

ところで、上記実施の形態１においては、アンモニアタンク内のアンモニアをインジェクタ２０から噴射した。しかし、車両１０がＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）システムを備える場合には、上記アンモニアタンクを省略してもよい。ＳＣＲシステムは一般に、ＮＯｘ還元剤としての尿素を貯留する尿素タンクを備えている。また、尿素を加熱すればアンモニアが生成する。そのため、車両１０が尿素タンク付きのＳＣＲシステムを備える場合には、エンジン１２の排気熱により尿素水からアンモニアを生成し、インジェクタ２０から噴射できるので、上記アンモニアタンクを省略できる。

なお、上記実施の形態１においては、ラジエータ１４が上記第１の発明における「車両構成部品」に、温度センサ２２が同発明の「取得手段」に、それぞれ相当している。
また、ＥＣＵ４０が図７のステップ１３０，１４０の処理を実行することにより同発明の「診断手段」が実現されている。
また、インジェクタ２０が上記第１，第５の発明における「噴射手段」に相当している。
また、ＥＣＵ４０が図７のステップ１４０の処理を実行することにより上記第４の発明の「報知手段」が実現されている。

実施の形態２．
次に、図８を参照しながら、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態においては、水やアルコールと反応して発熱する蓄熱材の性質を利用して活性炭の機能劣化を診断する点を特徴とする。そのため、以下においては、この特徴点を中心に説明し、上実施の形態１との共通点についてはその説明を省略する。

本実施形態においては、インジェクタ２０に水タンク（図示しない）が接続されている。また、本実施形態においては、活性炭の表面および細孔内に劣化検出物質としての蓄熱材が分散担持されている。ＭｇＯ、ＣａＯなどの蓄熱材は、水やアルコールと反応して発熱する性質を有している。例えばＣａＯは、水と反応し発熱を伴いながらＣａ（ＯＨ）_２を生成する。そこで、本実施形態においては、インジェクタ２０からの水噴射の際に変化する上記所定領域の温度に基づいて、活性炭のオゾン浄化機能の低下を検出する劣化診断制御を行うこととしている。

また、Ｍｇ（ＯＨ）_２、Ｃａ（ＯＨ）_２などの水酸化物は、加熱により脱水する性質を有している。そこで、本実施形態においては、車両１０に別途搭載した電気式のヒータを用いて蓄熱材を加熱し、再生することとしている。なお、当該ヒータは、ＥＣＵ４０の出力側に接続されているものとする。

［具体的処理］
図８は、実施の形態２において、ＥＣＵ４０により実行される劣化診断制御を示すフローチャートである。なお、図８に示すルーチンは、エンジン１２の運転中、定期的に繰り返して実行されるものとする。

図８に示すルーチンにおいて、先ず、ＥＣＵ４０は、ステップ２００，２１０の処理を実行する。これらの処理は、図７のステップ１００，１１０の処理と同一である。

ステップ２１０において、冷却水温が設定温度未満の場合、ＥＣＵ４０は、インジェクタ２０への通電を開始する（ステップ２２０）。これにより、インジェクタ２０からの水の噴射が開始される。続いて、ＥＣＵ４０は、発熱量＞所定量Ｄが成立するか否かを判定する（ステップ２３０）。具体的に、ＥＣＵ４０は、インジェクタ２０への通電開始直後から取得した温度センサ２２のセンサ出力を積算することで発熱量を算出し、所定量Ｄと比較する。なお、所定量Ｄは、図６同様に作成した活性炭の発熱温度と耐久距離との関係に基づき設定され、ＥＣＵ４０内に記憶されているものとする。

ステップ２３０において、発熱量＞所定量Ｄの場合は、劣化検出物質を担持する微小細孔が多数存在していると判断できる。そのため、ＥＣＵ４０は、ステップ２５０以降の処理に進む。発熱量≦所定量Ｄの場合は、微小細孔が減少しており、活性炭のオゾン浄化機能が低下していると判断できる。そのため、ＥＣＵ４０は、ＭＩＬ３０を点灯させる（ステップ２４０）。

ステップ２５０において、ＥＣＵ４０は、劣化検出物質の再生処理を行う。具体的に、ＥＣＵ４０は、上記ヒータへの通電を開始する。これにより、劣化検出物質（水酸化物）が加熱されて脱水する。続いて、ＥＣＵ４０は、ラジエータファン１６を設定回転数Ｅ以上で回転させる（ステップ２６０）。これにより、劣化検出物質から脱離した水分の全てがラジエータ１４の後方へ移動する。

以上、図８に示したルーチンによれば、温度センサ２２、インジェクタ２０を用いて活性炭の劣化を診断することができる。即ち、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

ところで、上記実施の形態２においては、ヒータを用いて蓄熱材を加熱したが、エンジン１２の排気熱を用いて蓄熱材を加熱してもよい。

実施の形態３．
次に、図９乃至図１１を参照しながら、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態においては、フォトルミネッセンス蛍光体の性質を利用して活性炭の機能劣化を診断する点を特徴とする。そのため、以下においては、この特徴点を中心に説明し、上実施の形態１，２との共通点についてはその説明を省略する。

［車両用大気浄化装置の構成］
図９は、実施の形態３の大気浄化装置を搭載した車両の構成を示す図である。図９に示すように、車両１０は、発光素子を内蔵する発光部３２と、受光素子を内蔵する受光部３４とを備えている。発光部３２と受光部３４とは、ラジエータ１４を隔てて対向配置されている。なお、発光部３２はＥＣＵ４０の出力側に、受光部３４はＥＣＵ４０の入力側に、それぞれ接続されているものとする。また、車両１０は、ラジエータ１４前方の湿度を検出する湿度センサ３６を備えている。湿度センサ３６は、ＥＣＵ４０の入力側に接続されているものとする。

本実施形態においては、活性炭の表面および細孔内に劣化検出物質としてのフォトルミネッセンス蛍光体を分散担持させている。フォトルミネッセンス蛍光体（例えば、Ｔｉ_２Ｏ系の蛍光体、Ｆｅ含有ゼオライト）は、ある波長の光を照射すると別の波長の光を放出する性質を有している。そこで、本実施形態においては、発光部３２からの光照射の際に受光部３４にて検出される蛍光の強度に基づいて、活性炭のオゾン浄化機能の低下を検出する劣化診断制御を行うこととしている。なお、発光部３２から照射する光の波長および受光部３４で検出する蛍光の波長は、フォトルミネッセンス蛍光体の特性に応じて予め決定されているものとする。

図１０は、活性炭の蛍光強度と耐久距離との関係を示した図である。なお、図１０の関係は、光照射後に検出される活性炭（劣化検出物質付きの試験片）の蛍光強度を、耐久距離毎に測定することで作成したものである。図１０に示すように、耐久距離が長くなると蛍光強度が低下する。本実施の形態では、図１０に示す関係に基づいて劣化判定値（所定量Ｆ）が設定された上で、ＥＣＵ４０内に記憶されているものとする。

［具体的処理］
図１１は、実施の形態３において、ＥＣＵ４０により実行される劣化診断制御を示すフローチャートである。なお、図１１に示すルーチンは、エンジン１２の運転中、定期的に繰り返して実行されるものとする。

図１１に示すルーチンにおいて、先ず、ＥＣＵ４０は、前提条件が成立するか否かを判定する（ステップ３００，３１０）。具体的に、ＥＣＵ４０は、湿度センサ３６のセンサ出力を用いて、オゾン浄化体の周囲の湿度（水分条件）が所定湿度Ｇ未満か否かを判定する（ステップ３００）。また、ＥＣＵ４０は、水温センサ２６のセンサ出力を用いて、サーモスタット２８が閉弁状態にあるか否かを判定する（ステップ３１０）。前提条件が成立する場合、ＥＣＵ４０は、ステップ３２０に進む。前提条件が成立しない場合、ＥＣＵ４０は、本ルーチンを終了する。

ステップ３２０において、ＥＣＵ４０は、発光部３２に発光指令を送る。これにより、発光部３２から特定波長光がラジエータ１４に照射される。続いて、ＥＣＵ４０は、蛍光強度＜所定量Ｆが成立するか否かを判定する（ステップ３３０）。具体的に、ＥＣＵ４０は、受光部３４から取得した信号から特定の蛍光波長の強度を算出し、所定量Ｆと比較する。蛍光強度＜所定量Ｆの場合は、微小細孔が減少しており、活性炭のオゾン浄化機能が低下していると判断できる。そのため、ＥＣＵ４０は、ＭＩＬ３０を点灯させる（ステップ３４０）。蛍光強度≧所定量Ｆの場合は、劣化検出物質を担持する微小細孔が多数存在していると判断できる。そのため、ＥＣＵ４０は、本ルーチンを終了する。

以上、図１１に示したルーチンによれば、発光部３２、受光部３４を用いて活性炭の劣化を診断することができる。即ち、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

なお、上記実施の形態３においては、発光部３２が上記第２，第６の発明における「照射手段」に、受光部３４が同発明の「取得手段」に、それぞれ相当している。

１０車両
１２エンジン
１４ラジエータ
１６ラジエータファン
２０インジェクタ
２２温度センサ
２４車速センサ
２６水温センサ
２８サーモスタット
３０ＭＩＬ
３２発光部
３４受光部
３６湿度センサ
４０ＥＣＵ

Claims

車両走行中に大気の流路が形成される箇所に配置された車両構成部品と、
前記車両構成部品に設けられ、オゾンを浄化する機能を有する活性炭と、前記活性炭の細孔に担持され前記活性炭の劣化を検出する劣化検出物質と、を含むオゾン浄化体と、
前記劣化検出物質の特性に応じて設定されるパラメータを取得する取得手段と、
前記パラメータと所定の閾値との比較により前記機能の劣化を診断する診断手段と、
を備える車両用大気浄化装置であって、
前記オゾン浄化体に向けてアンモニアまたは水を噴射する噴射手段を更に備え、
前記劣化検出物質が、アンモニアまたは水との化学反応により発熱する性質を有し、
前記パラメータが、前記噴射手段からの噴射により発熱する前記劣化検出物質の発熱量であることを特徴とする車両用大気浄化装置。
車両走行中に大気の流路が形成される箇所に配置された車両構成部品と、
前記車両構成部品に設けられ、オゾンを浄化する機能を有する活性炭と、前記活性炭の細孔に担持され前記活性炭の劣化を検出する劣化検出物質と、を含むオゾン浄化体と、
前記劣化検出物質の特性に応じて設定されるパラメータを取得する取得手段と、
前記パラメータと所定の閾値との比較により前記機能の劣化を診断する診断手段と、
を備える車両用大気浄化装置であって、
前記オゾン浄化体に向けて特定の波長の光を照射する照射手段を更に備え、
前記劣化検出物質が、前記特定の波長の光を吸収して発光する性質を有し、
前記パラメータが、前記照射手段からの光照射により発光する前記劣化検出物質の発光強度であることを特徴とする車両用大気浄化装置。
前記車両構成部品はラジエータであることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用大気浄化装置。
前記診断手段は、前記機能が劣化していると診断された場合に外部に報知する報知手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３何れか１項に記載の車両用大気浄化装置。
車両走行中に大気の流路が形成される箇所に配置された車両構成部品と、
前記車両構成部品に設けられ、オゾンを浄化する機能を有する活性炭と、前記活性炭の細孔に担持され前記活性炭の劣化を検出する劣化検出物質とを含むオゾン浄化体と、
処理装置と、
前記処理装置により実行される制御プログラムであって、前記劣化検出物質の特性に応じて設定されるパラメータを取得し、前記パラメータと所定の閾値との比較により前記機能の劣化を診断するプログラムを記憶したメモリと、
を備える車両用大気浄化装置であって、
前記オゾン浄化体に向けてアンモニアまたは水を噴射する噴射手段を更に備え、
前記劣化検出物質が、アンモニアまたは水との化学反応により発熱する性質を有し、
前記パラメータが、前記噴射手段からの噴射により発熱する前記劣化検出物質の発熱量であることを特徴とする車両用大気浄化装置。
車両走行中に大気の流路が形成される箇所に配置された車両構成部品と、
前記車両構成部品に設けられ、オゾンを浄化する機能を有する活性炭と、前記活性炭の細孔に担持され前記活性炭の劣化を検出する劣化検出物質とを含むオゾン浄化体と、
処理装置と、
前記処理装置により実行される制御プログラムであって、前記劣化検出物質の特性に応じて設定されるパラメータを取得し、前記パラメータと所定の閾値との比較により前記機能の劣化を診断するプログラムを記憶したメモリと、
を備える車両用大気浄化装置であって、
前記オゾン浄化体に向けて特定の波長の光を照射する照射手段を更に備え、
前記劣化検出物質が、前記特定の波長の光を吸収して発光する性質を有し、
前記パラメータが、前記照射手段からの光照射により発光する前記劣化検出物質の発光強度であることを特徴とする車両用大気浄化装置。