배기가스 정화 장치

배기가스 정화 장치

제1도는 제1실시예의 배기가스 정화 장치의 블록도.

제2도는 제1도의 배기가스 정화 장치의 재생 동작의 메인 루틴을 도시한 순서도.

제3도는 제2도의 타이머 제어 서브루틴을 도시한 순서도.

제4도는 온도 센서의 배치 위치를 도시한 제1실시예의 필터의 축방향으로 본 개략 정면도.

제5도는 온도 센서의 배치 위치를 도시한 제1실시예의 필터의 축방향으로 본 개략 측면도.

제6도는 제1실시예의 필터의 직경 방향 중심부의 온도 변화를 도시한 도면.

제7도는 제1실시예의 필터의 직경 방향 중간부의 온도 변화를 도시한 도면.

제8도는 제1실시예의 필터의 외주부의 온도 변화를 도시한 도면.

제9도는 제1실시예의 배기가스 정화 장치의 미립자의 수집량과 필터 최고 온도와의 관계를 도시한 특성도면.

제10도는 종래의 배기가스 정화 장치의 미립자의 수집량과 필터 최고 온도와의 관계를 도시한 특성도면.

제11도는 미립자의 연소 상태를 도시한 제1실시예의 필터의 직경 방향으로 본 개략 측면 단면도.

제12도(a) 내지 제12도(b)는 미립자의 연소상태를 도시한 종래의 필터의 직경 방향으로 본 개략 측면 단면도.

제13도는 제2실시예의 급기유량 제어 서브 루틴을 도시한 순서도.

제14도는 제3실시예의 타이머 제어 서브 루틴을 도시한 순서도.

제15도는 제4실시예의 타이머 제어 서브 루틴을 도시한 순서도.

제16도는 제5실시예의 타이머 제어 서브 루틴을 도시한 순서도.

제17도는 제5실시예의 예열 온도 제어 서브 루틴을 도시한 순서도.

제18도는 제6실시예의 변형 모양을 도시한 순서도.

제19도는 제7실시예의 배기가스 정화 장치의 블록도.

제20도는 제7실시예의 타이머 제어 서브 루틴을 도시한 순서도.

제21도는 제20도의 예열 전력 제어 서브 루틴을 도시한 순서도.

제22도는 제8실시예의 배기가스 정화 장치의 재생 동작의 메인 루틴을 도시한 순서도.

제23도는 제8실시예의 배기가스 정화 장치의 재생 동작의 메인 루틴을 도시한 순서도.

제24도는 제22도의 미립자의 수집량 검출 서브루틴을 도시한 순서도.

제25도는 제8실시예의 급기유량 제어 서브루틴을 도시한 순서도.

제26도는 제22도의 밸브 폐쇄확인 서브루틴을 도시한 순서도.

제27도는 제23도의 밸브 개방확인 서브루틴을 도시한 순서도.

제28도는 제9실시예의 밸브 개방확인 서브루틴을 도시한 순서도.

제29도는 제10실시예의 배기가스 정화 장치의 블록도.

제30도는 제11실시예의 전력 제어 서브 루틴을 도시한 순서도.

제31도는 제12실시예의 배기가스 정화 장치의 블록도.

제32도는 제31도의 배기가스 정화 장치의 촉매 히터 근방 부분을 도시한 확대 측면 단면도.

제33도는 제31도의 배기가스 정화 장치의 촉매 히터 근방 부분을 도시한 확대 정면도.

제34도는 제32도 및 제33도의 촉매 히터의 직경 방향 확대 부분 단면도.

제35도는 제12실시예의 배기가스 정화 장치의 타이머 제어 서브 루틴을 도시한 순서도.

제36도는 제13실시예의 배기가스 정화 장치의 동작을 설명하는 것으로 제35도의 예열 서브루틴을 도시한 순서도.

제37도는 제14실시예의 히터 점검 서브루틴을 도시한 순서도.

제38도는 제15실시예의 배기가스 정화 장치의 블록도.

제39도(a) 내지 제39도(e)는 제15실시예의 배기가스 정화 장치의 동작을 도시한 타이밍 차트.

제40도는 제38도의 슈미트 회로의 일례를 도시한 회로도.

제41도는 제16실시예의 배기가스 정화 장치의 블록도.

제42도는 제16실시예의 히터 점검 서브 루틴을 도시한 순서도로서, 히터의 초기 저항 값을 구하는 순서도.

제43도는 제16실시예의 히터 교환후의 CPU의 동작을 도시한 순서도.

제44도는 제16실시예의 히터 교환후의 CPU의 동작을 도시한 순서도.

제45도는 제17실시예의 배기가스 정화 장치의 블록도.

제46도는 제17실시예의 배기가스 정화 장치의 재생시기 판정 동작을 도시한 순서도.

제47도는 제17실시예의 배기가스 정화 장치의 재생 동작을 도시한 순서도.

제48도는 제17실시예의 배기가스 정화 장치의 재생 동작을 도시한 순서도.

제49도는 제17실시예의 배기가스 정화 장치의 재생 동작을 도시한 순서도.

제50도는 제17실시예의 배기가스 정화 장치의 재생 동작을 도시한 순서도.

제51도는 제18실시예의 배기가스 정화 장치의 재생 동작을 도시한 순서도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 케이스 2 : 필터

3 : 배기관 4 : 미관

5 : 급전 장치 6 : 온도 센서

7 : 압력 센서 8 : 콘트 롤러

9 : 경보 램프 10 : 송기관

11 : 히터 13 : 블로어

14 : 전자 밸브 15 : 공기 유량 센서

17 : 하류쪽 압력 센서 18 : 회전수 센서

19 : 급기 온도 센서 20 : 디젤 엔진

51 : 플러그 52 : 강압 트랜스

53 : 전파 정류기 55,56 : 전력 스위치

[산업상의 이용 분야]

본 발명은 디젤 엔진의 배기중에 함유된 미립자 성분(Particulate)을 수집하여 재생하는 배기가스 정화 장치에 관한 것이다.

[종래의 기술]

종래의 디젤 엔진용의 배기가스 정화 장치에 있어서의 필터 재생에서는 예컨대 일본 특허공개평 4-255518호에 기술된 바와 같이, 필터의 재생시 상류쪽(이하, 간단히 상류쪽이라 한다)에 설치한 히터에 통전함과 동시에 필터의 상류쪽으로부터 공기를 공급하고, 필터에 수집된 미립자를 필터의 상류쪽으로부터 하류쪽으로 차례로 연소해가는 단면(端面) 점화 연소 방식이 주류이다.

또한, 종래의 필터 재생에 있어서, 재생이 종료되어 히터에 통전을 정지한 후에도 필터 냉각을 위하여 급기를 지속하여 필터를 냉각시키는 방냉 동작을 실시하는 것도 공지되어 있다.

[발명이 해결하려고 하는 과제]

그러나, 상술한 종래의 필터 재생 방식에서는 필터 각부의 미립자를 고르게 연소시키기 어렵고, 특히 필터 외주부 하류쪽의 미립자의 연소 잔재를 해소하기가 곤란하였다. 그리고, 필터의 일부에 이러한 연소 잔재가 생기면 필터의 압력 손실이 재생 완료후에도 충분히 저하하지 않고, 또한 다음번 재생시의 미립자의 수집 밀도가 불균일하게 되므로 필터의 국부적 온도 상승이 생겨 최종적으로 필터가 손상될 가능성이 있다.

이하, 본 발명자들이 실험 등에 의하여 조사한 결과에 의하면, 필터의 외주부 하류쪽의 미립자가 완전 연소되지 않고 남는 것은 기본적으로 필터의 외주부의 방열이 크기 때문에, 이러한 외주부에 있어서의 연소 속도가 느리기 때문이다.

이러한 외주부의 온도 상승을 꾀하기 위하여 급기 유량을 증가시켜 필터가 허용하는 온도범위에서 발열량을 증대시키면 된다고 생각되나, 급기 유량을 단순히 증가하는 것만으로는 외주부 하류쪽의 연소 잔재를 해소할 수 없다는 것을 알았다.

즉, 실험 결과에 의하면, 급기 유량을 증가하면 외주부 뿐만 아니라 직경 방향 중심부에 있어서도 산소가 대량 공급되어 연소 속도가 더욱 빨라진다. 그 결과, 제12도(a)에 도시한 바와 같이, 미립자가 소각된 필터의 직경 방향 중심부를 급기류가 그대로 통과해 버려 필터의 하류쪽의 외주부에의 급기가 증대하지 않고, 제12도(b)에 도시한 바와 같이, 필터의 외주부 하류쪽이 종래와 똑같이 불완전 연소되어 버린다. 또한 급기 유량이 너무 증대하면 온도의 과도 상승에 의하여 필터나 히터가 손상되어 버린다.

또한, 상술한 종래의 필터 재생 기술에서는 급기 수단 및 히터에 소정의 목표 전력으로 통전하는 오픈 제어에 의하여 다공성 하니 캠 세라믹으로 된 필터로 수집한 미립자를 연소시키는 경우, 연소 온도가 너무 상승하거나 승온 속도가 너무 빠르거나 하면 필터에 크랙이나 용손(溶損)이 생긴다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 필터의 전후 근방에 온도 센서를 설치하여, 그 검출 온도가 소정의 허용 레벨에 도달하면 필터 손상 방지를 위하여 히터 통전을 긴급차단 하는 것을 생각할 수 있다. 또, 온도를 모니터하면서 히터로의 통전 전력을 제어하여 필터 온도가 허용 한계를 넘지 않도록 하는 것도 생각할 수 있다.

그러나, 이러한 온도 피드백 제어는 온도 센서가 필터로부터 떨어져 있어서 계(system)의 응답이 늦는 것, 그리고, 히터 통전 전력은 필터 온도를 결정하는 많은 요인의 하나에 불과한 것 등의 이유로 필터 온도의 과도 상승에 의한 크랙이나 용손의 방지에는 그다지 유효하지 않았다.

또한, 본 발명자들의 실험 결과에 의하면, 상술한 개방 제어 및 피드백 제어도 불구하고 필터의 경시(

본 발명은 상기의 문제점을 감안하여 이루어진 것이고, 필터의 외주부 하류쪽의 미립자를 양호하게 연소가능한 배기가스 정화 장치를 제공하는 것을 제1의 목적으로 하고 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 감안하여 이루어진 것이고, 필터 온도의 과도 상승에 의한 크랙이나 용손을 억제가능하고, 필터의 경시적인 열화에 의한 재생 효율의 저하를 억제 가능한 배기가스 정화 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 하고 있다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명의 배기가스 정화 장치는 디젤 엔진의 배기 경로에 배치되어 상기 디젤 엔진으로부터 배출되는 미립자를 수집하는 필터와, 상기 필터의 상류쪽 단면에 배치되어 통전에 의하여 상기 미립자를 연소시키는 전열 수단과, 통전에 의하여 소정의 급기 유량으로 상기 필터에 급기하는 급기 수단과, 상기 급기 수단 및 상기 전열 수단으로의 통전에 의하여 상기 필터의 상류쪽 단면으로부터 하류방향으로 상기 미립자를 차례로 연소시켜, 상기 필터를 재생하는 재생기간중에 상기 급기 유량을 일정 패턴으로 변화시키는 제어 수단을 구비하고, 상기 제어 수단은 상기 미립자의 점화후 상기 급기 수단 및 상기 전열 수단의 제어에 의하여 상기 필터의 직경방향 중심부 하류쪽에 있어서의 연소 속도를 저하시킨 상태를 일정 시간 유지하고 그후, 상기 필터의 직경 방향 중심부에 있어서의 상기 연소가 상기 필터의 하류쪽 단면에 도달하기 전에 상기 급기 유량을 증대시켜 상기 필터의 직경 방향 중심부 하류쪽에 있어서의 연소 속도를 증가시키는 것이다.

[작용 및 발명의 효과]

본 발명은 전열 수단으로의 통전에 의하여 미립자를 연소시켜 필터를 재생하는 재생 기간중에 있어서, 급기 수단의 급기 유량을 일정하게 하는 것은 아니고 각 재생 단계에 따라 최적치로 설정한다.

예컨대, 점화전에 많은 급기 유량으로 하면 필터가 급기에 의하여 냉각되어 버려 점화까지의 시간이 오래 걸려 점화전의 급기를 크게 삭감하면 필터 각부의 온도차가 증가해 버린다. 또한, 미립자 연소시의 급기 유량이 점화전, 즉, 예열기간에 있어서의 최적 급기 유량값 이상이면 필터의 직경 방향 중앙부에 있어서의 축방향의 연소 속도가 필터의 외주부에 있어서의 축방향의 연소 속도보다 빨라져서 필터의 외주부의 하류부의 미립자가 연소하기 전에 필터의 직경 방향 중앙부의 미립자가 완전히 연소해 버려, 급기가 공기 저항이 작은 필터의 직경 방향 중앙부를 흘러서 산소가 필터의 외주부의 하류부에 충분히 공급되지 않아 결국 필터의 외주부의 하류부의 미립자가 완전히 타지 않고 남는다는 문제점이 생긴다. 결국, 본 발명에 의하면, 재생의 각 단계에 있어서 각각 알맞은 값으로 급기를 실시하므로 양호한 재생이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 급기 수단 및 전열 수단을 제어하여 재생중에 필터의 직경 방향 중심부 하류쪽에 있어서의 연소를 침정화(沈靜化)시킨다. 예컨대, 필터의 직경 방향 중심부 하류쪽에 있어서의 온도를 연소 지속 온도(통상 약 600℃)이하로 한다.

그 후, 일정 시간 경과한 다음, 급기 수단의 제어에 의하여 필터로의 급기 유량을 증대시켜 필터의 직경 방향 중심부 하류쪽에 있어서의 연소를 재개한다.

이렇게 하면, 필터에 공급된 산소는 필터의 직경방향 중간부 및 외주부의 상류쪽이나 중류쪽으로 충분히 돌아, 이러한 부분의 미립자를 연소시킨다.

따라서, 본 발명에 의하면, 필터 각부, 특히 필터의 외주부 하류쪽의 필터의 연소 잔재를 대폭 저감시킬 수 있다.

바람직한 양태에 있어서, 필터 재생 기간은 작은 급기 유량으로 필터의 직경 방향 중심부 하류쪽에 있어서의 산소부족 및 필터의 직경 방향 중앙부와 외주부와의 온도차 감소를 실현하고, 이것에 의하여 필터의 직경 방향 중앙부와 외주부에 있어서의 연소 속도의 차이를 감소시켜, 필터의 직경 방향 중앙부 하류부까지 미립자 연소를 지속하는 연소전파기간과 그후, 급기 유량을 증가시켜 필터의 하류부의 연소 속도를 다시 증가시키는 제1블로잉기간을 포함한다. 이렇게 하면, 연소전파기간에 있어서, 필터의 상류쪽 단면으로부터 하류쪽으로 연소가 진행될수록 연소 속도가 저하하는 것, 필터의 직경 방향 중앙부와 외주부와의 온도차 종래보다 작은 것, 및 필터의 직경 방향 중앙부가 완전 연소하여 필터의 직경 방향 중앙부의 유체저항이 급감하기 이전에는 필터내의 상류쪽 단면에 가까운 부분이 먼 부분보다 많은 산소 공급을 받는 것을 이유로 하여 연소 전파기간에 있어서의 필터의 직경 방향 중앙부와 외주부와의 연소 속도의 차이가 감소한다. 그러나, 이대로는 필터의 미립자 연소에 시간이 걸려, 경우에 따라서는 연소가 완전히 정지해 버린다. 그래서, 이러한 양태에서는 연소 전파 기간후에 급기 유량을 증대하여 필터의 하류부의 직경 방향중앙부 및 외주부의 미립자를 함께 급속히 연소시킨다. 따라서, 본 양태에 의하면, 필터의 외주부 하류쪽에 있어서의 미립자의 연소 잔재의 방지에 매우 유효하다.

다시 설명하면, 점화후의 연소전파 기간에 있어서, 적은 급기 유량으로 미립자를 필터의 상류쪽 단면에서 연소시켜 필터의 직경 방향 중심부 하류쪽에 있어서의 연소를 정체시킨다.

즉, 적은 급기 유량의 연소에서는 산소 공급량이 적어 발열량이 적으므로 외주부와 직경 방향 중심부와의 온도차나 하류쪽에의 연소 속도의 차는 작고, 그 결과로서 연소가 필터의 직경 방향 중심부 하류쪽에 도달하는 단계에서 외주부도 상당히 하류쪽까지 연소시킬 수 있다. 또한, 각부의 연소 속도가 느리므로, 직경 방향 중심부 하류쪽의 연소가 필터의 하류부 단면에 도달하기 전에 각부의 열이 외주부하류쪽으로 전달되어 외주부 하류쪽이 점화하지는 않지만 충분히 가열된다. 반대로, 직경 방향 중심부 하류쪽의 연소 영역의 열은 주위에의 전달 열에 의하여 저하하여, 이 부위의 연소 속도가 저하한다. 또한, 직경 방향 중심부 하류쪽에 도달하기 전에 급기중의 산소의 일부 또는 대부분은 미립자 연소에 의하여 소비되어 버려, 직경 방향 중심부 하류쪽에서의 연소가 억제된다.

이러한 이유에 의해 이러한 연소 전파기간에 있어서, 적은 급기 유량에서의 연소 전파에 의하여 필터의 직경방향 중심부 하류쪽에 있어서의 연소를 정체시키면서 외주부의 하류쪽으로의 연소를 진행시킬 수 있다.

또한, 외주부 하류쪽의 연소가 완료하기 전에 직경 방향 중심부 하류쪽의 연소 전파면은 하류부단면에 도달하거나, 이때까지에 외주부 하류쪽에서의 연소가 충분히 강화되어 있고, 직경 방향 중심부에서의 급기의 통과에 의하여 외주부 하류쪽에서의 연소가 억제되는 일은 없다.

즉, 본 양태에서는 연소전파기간에 있어서 적은 급기 유량에 의하여 직경 방향 중심부 하류쪽의 연소를 정체시킴과 동시에, 외주부 하류쪽의 미립자를 충분히 가열해두어, 방냉기간에 있어서 많은 급기유량에 의하여 남은 미립자를 양호하게 연소시킨다.

이렇게 하면, 최초부터 줄곧 많은 급기 유량으로 연소시키는 경우에 있어서의 직경 방향 중심부 하류쪽의 상기 급기 통과나 필터 및 히터의 온도과도 상승이라는 문제점을 해결하고, 최초부터 줄곧 적은 급기 유량으로 연소시키는 경우에 있어서의 직경 방향 중심부 하류쪽에서의 연소 속도의 저하나 재생 소요 시간의 장기화라는 문제점을 해결하며, 양호한 필터 재생, 특히 필터의 외주부 하류쪽의 미립자의 연소 잔재를 대폭 저감시킬 수 있는 뛰어난 효과를 나타낼 수 있다.

바람직한 양태에 있어서, 연소 전파 기간보다도 제1블로잉 기간에 전열수단으로 통전 전류를 삭감 또는 정지한다. 이렇게 하면, 제1블로잉기간의 필터온도의 과도상승을 방지할 수 있어서, 전력도 절약할 수 있다.

바람직한 양태에 있어서, 제1블로잉 기간후, 급기 유량을 더욱 증가시키는 제2블로잉기간이 설정된다. 이렇게 하면, 미립자의 완전 연소후의 필터 냉각을 신속히 실행할 수 있어서, 필요 재생시간을 단축시킬 수 있다.

바람직한 양태에 있어서, 전열수단으로 통전 개시후이고, 또한 상기 미립자의 점화전의 예열기간의 급기 유량을 그 후의 연소 전파기간의 급기유량보다 증대시킨다. 이렇게 하면, 예열 기간에 있어서의 필터내의 각부의 온도 불균일을 감소시켜, 필터 각부의 점화 또는 연소전파의 불균일을 방지하여 균일한 연소를 실현시킬 수 있다.

바람직한 양태에 있어서, 전열수단에서의 통전 개시후이고, 또한 미립자의 점화전의 예열기간에 점화, 연소 전파기간 보다도 적은 전력을 상기 전열수단으로 통전한다. 이렇게 하면, 점화에 필요한 시간은 길어진다. 그러나, 예열, 점화 및 연소 전파기간에 있어서 전열수단으로 일정전력을 통전하기 보다도, 점화시의 필터 각부의 온도의 불균일을 줄이고 필터의 상류쪽 단면에 있어서의 점화의 불균일을 방지하여, 직경 방향 각부의 연소속도의 불균일을 감소시킬 수 있다. 또한, 예열기간의 급기에 의하여 필터 전체를 균일하게 예열할 수 있어서, 필터에 열왜곡(열스트레스)이 생기거나, 필터의 손상(크랙이나 용손)이나 수명저하가 일어나는 일이 없다. 또한, 필터각부에 있어서의 연소속도의 불균일도 억제할 수 있어서, 안정되고 양호한 필터 재생이 실현된다.

바람직한 양태에 있어서, 급기 유량에 의하여 전열수단에서의 통전 전력을 제어하여 필터의 예열을 행한다. 즉, 이러한 예열시에 급기 유량이 변동하면 그에 따라 필터 및 미립자의 예열온도가 변동하며, 이러한 예열온도의 변동은 점화후의 최고온도의 변동, 그것에 의한 필터의 손상 및 재생 효율의 변동을 초래한다. 또한, 재생 효율이 변동한다. 이러한 양태에서는 예열시에 급기유량이 많은 경우에는 전열수단의 발열량이 증가하며, 급기 유량의 증가에 의한 예열시의 급기온도의 저하를 감소시킨다. 한편, 예열시의 급기 유량이 적은 경우에는 급기 유량의 감소에 의한 예열시의 급기 온도의 증대를 감소시킨다. 그 결과, 본 상태에서는 급기 유량의 변동에 불구하고 예열시의 필터 온도의 변동을 저감할 수 있다.

바람직한 양태에 있어서, 급기 유량이 소정의 목표값이 되도록 급기 유량을 피드백 제어한다.

본 발명자들의 실험에 의하면, 필터 온도의 상승을 율속하는 가장 큰 요인은 히터 전력보다도 급기 유량(공급 산소량)으로서, 공급 산소량이 변동하면 미립자연소에 의한 발열량이 크게 변화하며, 그 결과로서 필터 온도나 미립자 온도가 크게 변화하면 필터의 손상이나 재생 효율의 저하가 생기는 것을 알았다. 그리고, 급기 유량의 변동은 급기 수단(블로어) 구동용의 모터에서의 인가 전압의 변동외에 각 블로어 자체의 원래의 성능차, 배기관내의 그을음 등의 퇴적, 필터 내부에서의 애쉬(ash; 회분)의 퇴적 등에 의해 생기며, 그것을 방지하기는 곤란하다.

그래서, 본양태에서는 급기 유량 검출 수단에 의하여 급기 유량을 실측하고, 이러한 급기 유량에 의해서 급기 수단의 운전을 피드백 제어하여 급기 유량을 목표 급기 유량으로 한다. 예를 들면, 미리 급기 유량과 급기 수단에서의 인가 전압의 듀티비와의 관계를 맵(map)으로서 기억해두고 검출한 급기 유량에 의해서 상기 듀티비를 제어한다. 이렇게 하면, 예컨대 필터에 애쉬가 퇴적하거나, 배기관에 그을음이 퇴적하거나, 또는 급기수단이 열화한 경우라도 급기유량의 불균일을 방지할 수 있다. 그 결과로서 필터온도 과도상승에 의한 크랙이나 용손을 억제하여 재생효율의 저하를 억제할 수 있다.

바람직한 양태에 있어서, 검출한 급기 유량을 급기 온도로 보정하여 급기 질량을 구하여, 구해진 급기 질량에 의해서 급기 유량을 피드백 제어하고 급기 질량을 목표 급기 질량으로 제어한다.

이렇게 하면, 급기 온도의 변화에 의하여 공기(산소) 밀도가 변동하여도 급기 질량의 변화를 방지할 수 있고, 그 결과로서 필터 온도의 과도 상승에 의한 크랙이나 용손을 억제할 수 있다. 예를 들면, 극한지나 열대 등에 있어서도 크랙이나 용손을 억제하여 재생 효율의 저하를 억제할 수 있다.

바람직한 양태에 있어서, 검출한 급기 유량을 대기 압력으로 보정하여 급기 질량을 구하여, 구해진 급기 질량에 의하여 급기 유량을 피드백 제어하고 급기 질량을 목표 급기 질량으로 제어한다.

이렇게 하면, 대기 압력의 변화에 의한 공기(산소) 밀도가 변동하여도 급기 질량의 변화를 방지할 수 있고, 그 결과로서 필터 온도의 과도 상승에 의한 크랙이나 용손을 억제할 수 있다. 예를 들면, 고지에 있어서도 크랙이나 용손을 억제하여 재생 효율의 저하를 억제할 수 있다.

바람직한 양태에 있어서, 전열 수단에서의 통전 개시전에 필터에 소정의 급기 유량으로 소정시간 급기하여 필터를 미리 냉각하는 전기 블로잉기간을 설정한다. 이렇게 하면, 재생개시전의 필터 온도에 불구하고, 예열개시전의 필터 온도의 불균일을 저감시킬 수 있으므로, 재생을 양호하게 실시할 수 있다.

즉, 예를 들면, 엔진 정지 직후 등, 예열개시전의 필터 온도가 높으면 예열 및 그 후의 연소에 의한 필터 최고 온도는 상승하여 필터의 크랙이나 용손의 위험이 증가한다.

[실시예]

[실시예 1]

본 발명의 배기가스 정화 장치의 제1실시예를 제1도에 도시하였다.

이러한 배기가스 정화 장치는 양단이 밀폐된 필터수용 케이스(1)를 가지며, 필터 수용 케이스(1)내에는 그 상류쪽에서 하류쪽으로 배기압 검출용의 상류쪽 압력 센서(7), 온도 센서(6), 히터(본 발명에서 말하는 전열 수단)(11), 필터(2), 필터 하류 압력 검출용의 하류쪽 압력 센서(17), 온도 센서(6a)가 차례로 배치되어 있다. 필터 수용 케이스(1)의 상류쪽의 단벽에는 디젤엔진(20)의 배기관(3)이 배치되어 있고, 배기관(3)의 도중에서 송기관(10)이 분기되어 있다. 송기관(10)은 전자 밸브(14)를 통하여 급기용의 블로어(13)의 출구에 연결되고, 급기용의 블로어(13)의 입구는 공기 유량 센서(15)를 통하여 외부로 개방되어 있다. 또한, 송기관(10)에는 공기 유량 센서(15)의 상류쪽에 위치하여 급기 온도를 검출하는 온도 센서(19)가 설치되어 있다.

한편, 상술한 히터(11), 블로어(13)를 구동하는 모터(M)는 콘트롤러(제어수단)(8)에 의하여 구동 제어되고, 또한, 디젤엔진(20)에 장착된 회전수 센서(18)의 출력 신호는 콘트롤러(8)에 출력된다.

콘트롤러(8)는 I/O 인터페이스 및 A/D 컨버터 내장 마이컴(도시하지 않음)을 구비하고 있고, 스위치(55, 56)을 개폐 제어하여 히터(11), 블로어(13)를 제어함과 동시에, 이상 발생시에 이상 경보 램프(9)를 점등한다(이상 신호를 출력한다). 91은 재생지시용의 램프이다. 또한, 콘트롤러(8)는 후술하는 바와 같이 공기 유량 센서(15)의 신호에 의한 블로어 구동 모터(M)에 인가하는 전압을 듀티비제어(피드백 제어)에 의하여 블로어(13)의 급기 유량을 목표 레벨에 정밀 제어하고 있다.

5는 급전 장치로서, 상용지상 전원(도시하지 않음)에 접속되는 플러그(51), 강압(降壓) 트랜스(52), 전파정류기(53)로 이루어지고, 전파정류기(53)로부터 출력되는 직류 전압이 반도체 전력 스위치(55, 56)를 통하여 히터(11) 및 블로어 구동 모터(M)에 공급된다.

필터(2)는 하니캠 세라믹 필터[일본 가이시 KK 제, 직경, 14.2cm×길이 15.2cm(직경 5.6인치×길이 6인치)]로서, 다공성 코제라이트를 소재로서 원주형상으로 소성되어 팽창성 세라믹매트를 통하여 상기 케이스(1)에 지지되어 있다. 필터(2)는 그 양단면을 관통하는 다수의 통기 구멍을 가지며, 인접하는 통기 구멍의 한쪽은 상류단에서 봉전(封栓)되고, 그 다른쪽은 하류단에서 봉전되어 있다. 배기 가스는 인접하는 통기구멍 사이의 다공성 격벽을 투과하여, 미립자만이 통기구멍 내에 수집된다. 필터(2)의 양단면은 케이스(1)의 양단면에 소정거리를 두고 대면하고 있다.

히터(11)는 칸탈선을 소재로 하는 전열저항선으로 이루어지고, 필터(2)의 재생시 상류쪽에 해당하는 단면을 따라 배치되어 있다.

이하, 이 장치의 동작을 설명한다.

[미립자 수집 동작]

디젤엔진(20)으로부터 배출된 배기가스는 배기관(3)을 통하여 케이스(1)내에 도입되고, 배기가스중의 미립자는 필터(2)로 수집되고 정화된 배기가스는 미관(尾管)(4)으로부터 외부로 배출된다.

[필터 재생 동작]

다음에, 이러한 필터(2)의 재생 동작을 제2도 내지 제3도의 순서도에 따라 설명한다. 또한, 이러한 장치에서는 필터 재생 동작을 엔진 정지 기간에 외부전원으로부터 수전(受電)하여 수동 조작에 의한 기동에 의하여 개시하는 것으로 한다. 재생 개시와 동시에 전자 밸브(14)는 개방된다.

먼저, 엔진 운전중에 실시되는 필터 재생 판별 루틴(단계 100 내지 111) 및 엔진 정지중에 실시되는 필터 재생 실행 루틴(단계 112 내지 116)으로 된 필터 재생 루틴을 제2도에 도시하였다.

먼저, 엔진(20)의 기동과 동시에 필터 재생 판별 루틴이 시작되고, 단계 100에서 압력 센서(7, 17)가 검출하는 배기 압력(P1, P2)과, 회전수 센서(18)가 검출하는 엔진 회전수(n)와, 온도 센서(6)가 검출하는 배기 가스 온도(T)에 의거하여 기억 대응에 의거하여 미립자 수집량(G)을 산출한다.

다음에, 단계(108)에서 써치한 미립자 수집량(G)이 소정의 임계치(Gt)를 초과하였는지의 여부를 조사하여, 초과하지 않았으면 단계 100에 리턴하고, 초과하였으면 단계 111로 진행한다.

단계 111에서는 필터 재생을 지령하는 램프(91)를 점등하여 루틴을 종료한다.

그후, 운전자가 필터 재생을 지령하는 램프(91)의 점등을 눈으로 확인하고, 엔진 정지 상태에서 재생 스위치(도시하지 않음)를 온으로 하면, 상기 필터 루틴에서는 먼저 단계 112에서 블로어(13)를 기동하고 다음에 입력된 타이머를 기동하여(114), 타이머 제어 서브 루틴을 실행하여 재생 동작을 행하고(116), 재생을 종료한다.

상술한 타이머 제어 서브 루틴에 대하여 제3도를 참조하면서 이하에 설명한다.

이러한 서브 루틴은 타이머에 의거하여 통전, 급기 유량 제어를 행하는 것이고, 이하, 전기 블로잉 기간, 예열 기간, 점화 기간, 연소 전파 기간, 후기 방생 기간의 순으로 제어 동작을 실행한다. 그리고, 블로잉 기간은 제1블로잉 기간과 제2블로잉 기간으로 이루어진다.

[전기(前期) 블로잉 기간]

먼저, 단계 1161에서 블로어(13)로 통전하여 급기 유량을 190 리터/분으로 크게 설정하고, 1분간 송풍하고, 필터(2)나 히터(11)를 상온에까지 냉각시킨다. 이러한 엔진 배기 가스 등에 의한 가열로 필터(2)나 히터(11)의 초기 온도가 불균일하면, 점화시기나 최고 온도가 불균일하게 되므로, 예열 개시전에 그들의 온도를 소정 레벨에 수속시키기 때문이다.

[예열 기간]

다음의 단계 1162에서 히터(11)에 0.8KW의 전력을 급전하고, 블로어(13)의 급기 유량을 190 리터/분인 채로 하여, 히터(11)에 급전후, 10분이 경과할 때까지 대기한 후(1163), 단계 1164로 진행한다.

이러한 대기 유량의 송풍에 의하여 필터(2)의 각부는 200 내지 300℃로 균일하게 예열된다.

[점화 기간]

다음의 단계 1164에서 히터(11)로의 급전 전력을 1.3KW로 증대하고, 또한 블로어(13)의 급기 유량을 20 리터/분으로 대폭 삭감하여, 3분간 계속한다(1165). 이러한 가열 전력 증대, 급기 유량 저감에 의한 필터(2)의 전단면의 미립자의 온도가 급상승하여 점화한다. 그리고, 급기 유량 저감은 급기 온도나 그것에 접촉하는 필터 상류쪽 단부의 온도를 급속 상승시켜, 이에 의하여 필터 상류쪽 단면의 미립자에 점화된다.

[연소 전파 기간]

다음의 단계 1166에서 히터(11)에의 급전 전력을 1.2KW로 소폭 삭감하고, 또한 블로어(13)의 급기 유량을 20 리터/분인채로 하여, 22분간 계속한다(1167). 이에 의하여 필터(2)의 상류쪽 단면으로부터 하류 방향으로 연소가 진행한다.

다만, 본 실시예에서는 급기 유량이 적기 때문에 미립자 연소에 따른 발열량은 그다지 크지 않고, 또한 이른바 풍압이 약하며 산소 농도가 저하하므로 기류 방향으로 연소하기 어렵게 되며, 또한, 연소가 필터(2)의 하류쪽으로 진행함에 따라 열수지가 방열쪽으로 기울기 때문에 온도가 저하하여, 필터(2)의 직경 방향 중심부 하류쪽에서는 연소 지속 온도(약 600℃) 이하가 되어 연소가 거의 정지한다. 이러한 연소 정지에 의하여 종래와 같이 필터(2)의 직경 방향 중심부가 하류쪽 단면까지 연소가 진행하여, 공기 저항이 감소하여 급기 유량이 직경 방향 중심부를 그대로 통과하는 것이 방지된다. 그 때문에 필터(2)의 직경 방향 중간부의 중류부는 산소의 공급에 의하여 하류부 직전까지 충분히 연소가 지속되고, 또 필터(2)의 외주부 상류쪽도 똑같은 이유로 그 중류부 직전까지 연소가 지속된다.

즉, 이러한 연소 전파 모드에 의하면, 필터(2)의 직경 방향 중심부 하류쪽이 필터(2)의 하류쪽 단면까지 연소하도록하여 필터(2)의 직경 방향 중심부의 공기 저항이 저하하여, 급기 유량이 직경 방향 중심부를 그대로 통과하게 됨으로써, 직경 방향 중간부 및 외주부에 충분한 산소가 공급되지 않아, 연소가 지체하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 이때의 최고 온도가 미립자 수집량이 8.6 그램의 경우에 900℃가 되도록 급기 유량이나 히터 통전 전력이 설정되어 있다.

[블로잉 기간]

[제1블로잉]

다음의 단계 1168에서 히터(11)로의 급전 전력을 정지함과 동시에, 블로어(13)의 급기 유량을 60 리터/분으로 증대하여 7분간 계속한다(1169).

이와 같이 급기 유량을 대폭 증대하면, 산소 공급량의 증대, 특히 직경 방향중심부 하류쪽에의 산소 공급량의 증대에 의하여, 직경 방향 중심부 하류쪽에서 연소가 재개되며, 또 방향 직경 중간부 하류쪽이나 외주부 중류, 하류쪽에서의 연소도 가속되어, 급속하게 각부가 균일하게 재생이 행하여진다.

[제2블로잉]

다음의 단계 1170에서 블로어(13)의 급기 유량을 190 리터/분으로 증대하며 3분간 계속한다(1172).

이와 같이 급기 유량을 최대 유량으로 증대하면, 상기 제1블로잉 모드에 의하여 고온이 된 필터(2)나 히터(11)가 고온 환경하에 장기간 방치되지 않고 급속히 냉각되어, 그들의 열화가 억제된다. 또, 재생 소요시간도 단축할 수 있다.

그후, 이러한 냉각에 의하여 필터(2)가 400℃ 이하가 되면, 블로어(13)를 오프(1174)하여 재생이 종료한다. 실험 결과를 제4도 내지 제12도에 도시하였다.

이러한 실험에 사용한 필터(2)는 직경 144mm, 전길이 152mm이고, 중심에서 반경 20mm의 부분을 직경 방향 중심부 측온점(D, E, F)으로 하고, 중심에서 반경 40mm 부분을 직경 방향 중간부 측온점(G, H, I)으로 하며, 중심에서 반경 60mm의 부분을 외주부 측온점(A,B,C)으로 하였다. 또한, 상류쪽 단면에서 12mm의 부분을 상류쪽 측온점(A, D, G)으로 하고, 상류쪽 단면에서 77mm의 부분을 중류쪽 측온점(B, E, H)으로 하며, 하류쪽 단면에서 15mm의 부분을 하류쪽 측온점(C, F, I)로 하여 , 합계 9포인트의 측온점의 온도를 재생기간중 측정하였다(제4도 내지 제5도).

이러한 실험에 있어서, 미립자 수집량은 약 8.6g/리터이고, 급기 유량 패턴 및 통전 전력 패턴은 상술한 바와 같다.

제6도에 직경 방향 중심부의 온도 변화를 도시하였고, 제7도에 직경 방향 중간부의 온도 변화를 도시하였으며, 제8도에 외주부의 온도 변화를 도시하였다.

제6도의 K점은 직경 방향 중심부 하류쪽이 일부 연소한 후, 온도를 저하하여 연소가 정체된 상태를 도시하고 있다.

제7도는 연소 전파 모드중, 직경 방향 중간부의 중류부가 연소가 다된 것을 도시하고 있다.

제8도는 연소 전파 모드중, 외주부의 상류부가 대체로 연소된 것을 도시하고 있다.

제9도에 본 실시예에 있어서의 필터 각부 최고 온도 및 재생률[1-(연소잔재량/수집량)×100%]과 수집량과의 관계를 도시하였다. 수집량 10g까지는 필터 허용 온도 1000℃ 이하로 되어 재생할 수 있는 것을 알 수 있다.

제10도에 종래의 일정 급기 유량 재생 방식(급기 유량은 60 리터/분으로 일정하게 한 것 외에는 상술한 바와 같은 조건으로 실험하였다)에 있어서의 필터 각부 최고 온도 및 재생률과 수집량과의 관계를 도시하였다. 수집량 10g에서는 필터 온도는 1000℃를 넘어, 필터(2)가 손상될 위험이 생긴다.

즉, 제10도의 종래의 일정 급기 유량 재생 방식에서는 하류부에서의 연소정지를 회피하기 위하여 필요한 레벨이상의 일정 급기 유량(30 리터/분)으로 송풍하므로, 조금 수집량이 많으면 연소가 왕성한 연소 전파 기간에 필터(2)의 온도가 일시에 상승해버려, 필터(2)의 최고 허용 온도를 돌파해 버리는 것이라고 생각된다. 이러한 문제도 본 실시예의 연소 방식을 채용함으로써 해결된다.

제11도는 상술한 연소 전파 기간 및 후기 냉방 기간에 있어서의 필터(2)의 내부의 미립자 연소 잔재 상태를 도시한 모식 단면도이고, 제12도는 종래의 일정 급기 유량 재생 방식에 있어서의 연소 전파 기간 및 블로잉 기간에 있어서의 필터(2)의 내부의 미립자 연소 잔재 상태를 도시한 모식 단면도이다. 제11도 및 제12도에서 양 연소 방식의 차이가 명백히 된다.

또한, 상술한 실시예에서 전열 수단은 필터(2)의 상류쪽 단면 근방에 배치한 히터(11)에 의하여 구성하였으나, 그것에 더하여 필터(2)의 외주에 감아서 장치하는 외주 히터를 추가하면, 훨씬 연소 잔재를 저감하여 재생률을 향상시킬 수 있다.

또한, 상술한 실시예에서는 후방 블로잉 기간(본 발명에서 말하는 블로잉 기간)에 있어서, 제1블로잉 모드에서 제2블로잉 모드로 단계적으로 급기 유량을 증가하였으나, 연속적으로 증가하여도 좋은 것은 당연하다.

[실시예 2]

다른 실시예를 제13도를 참조하여 설명한다.

본 실시예는 제1실시예에 있어서, 급기 유량을 제어하는 것으로서, 제13도에 도시되는 급기 유량 제어 서브 루틴은 일정시간 마다 실시되는 인터럽팅(interrupting) 루틴이다.

먼저, 블로어(급기 수단)(13)가 기동되었는지의 여부를 조사하여(1181), 기동이 안되면 메인 루틴에 리턴하고, 기동되면 소정시간(예컨대, 1분) 경과한 후, 공기 유량 센서(15) 및 급기 온도 센서(19)로부터 급기 유량(F) 및 급기 온도(T)를 입력하고(1182), 입력된 급기 유량(F) 및 급기 온도(T)에 의거하여 입력된 계산식(m=F×29/T×R(R은 정수 0.082))에서 급기 질량(m)을 산출한다(1183).

다음에, 산출한 급기 질량(m)과 현시점의 목표 급기 질량(mx)(여기서는, 224g/분)과의 차(△m)를 산출하여(1184), 산출된 차(△m)가 소정값+α보다 큰지의 여부를 조사하여(1185), 차(△m))가 소정값+α보다 크면 블로어(11)로의 인가 전압의 듀티비(D)를 소정값(△D)만큼 삭감한다(1186). 한편, 단계 1185에서 산출한 차(△m)가 소정값+α보다 크지 않으면 산출한 차(△m)가 소정값 - α보다 작은지의 여부를 조사하여(1187), 작으면 블로어(11)로의 인가 전압의 듀티비(D)를 소정값(△D)만큼 증가하고(1188), 작지 않으면 단계 1189로 진행한다.

단계 1189에서는 이렇게 하여 보정한 듀티비(D)에 의하여 블로어(13)를 구동하는 모터(M)에 인가하는 전압을 단속 제어하고, 이에 의하여 모터(M)의 속도를 제어하는 급기 유량을 제어한다.

이렇게 하면, 급기 질량을 항상 목표 급기 질량에 일치시킬수 있고, 이에 의하여 미립자 연소에 의한 발열량을 항상 목표 레벨로 할 수 있어서, 필터의 손상방지 및 재생 효율의 저하 방지를 꾀할 수 있다.

또한, 상기 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는 미립자 점화전의 예열 기간에 있어서, 재생시(점화시) 보다도 소전력으로 히터(전열 수단)(11)에 통전하고, 또한 블로어(급기 수단)(13)를 운전한다.

이렇게 하면, 히터(11) 근방의 필터 부위만이 국부적으로 가열되어 버리는 일이 없고, 필터(2)의 전체를 균일하게 예열할 수 있어서, 필터(2)에 열왜곡(열스트레스)이 생기거나, 필터(2)의 손상(크랙이나 용손)이나 수명 저하가 생기거나 하는 일이 없다.

또한, 이러한 예열에 의하여 필터(2)의 각부가 균일하게 가열되므로, 그후에 재생(미립자 연소)에 있어서도 필터(2)의 각부의 온도 불균일이 억제될 수 있고, 그에 따른 필터(2)의 열스트레스를 저감시킬수 있으며, 또 연속 속도의 불균일도 억제할 수 있어서, 안정되고 양호한 필터 재생이 실현된다.

[실시예 3]

다른 실시예를 제14도를 참조하여 아래에 설명한다.

본 실시예는 제1도의 온도 센서(19)를 생략하고, 필터 온도 검출용의 온도 센서(6, 6a)를 사용하여 급기 온도를 검출하는 것이다.

먼저, 타이머 제어 서브 루틴의 개시와 함께 온도 센서(6, 6a)의 온도(T1, T2)를 입력하고(1191), 블로어(15)의 모터(M)에 통전을 개시한다(1192).

다음에, 1분 경과할 때까지 대기하고(1193), 그후 다시 온도 센서(6, 6a)의 온도(T1', T2')를 입력하고(1194), 온도 센서(6)의 전의 검출 온도(T1)에서 후의 검출 온도(T1')를 뺀차(△T1)와, 온도 센서(6a)의 전의 검출 온도(T2)에서 후의 검출 온도(T2')를 뺀차(△T2)를 구하여, △T1 또는 △T2의 적어도 한쪽이 소정값보다 큰지의 여부를 조사한다(1195).

크게되면, 블로어(13)의 운전에 의하여 온도센서(6, 6a)나 필터(2)가 냉각되었다고 추정하고, 재생직후 또는 엔진(20)의 운전 정지 직후라고 하여 메인 루틴에 리턴하고, 작으면 T1'과 T2'와의 평균치를 급기 온도(T)로 하여(1196), 제3도의 1162로 진행한다. 그리고, 단계 1196에서 구한 급기 온도(T)는 제13도의 단계 1182에서 사용된다. 이렇게 하면, 온도 센서(19)를 생략할 수 있다.

[실시예 4]

다른 실시예를 제15도를 참조하면서 이하에 설명한다.

본 실시예에서는 제3도의 단계 1161의 전에 압력 센서(17)로부터 압력(P)을 입력(1160)하고, 단계 1161로 진행한다.

그리고, 제13도의 단계 1183에서는 판독한 급기 유량(F)을 급기 온도(T), 압력(P)으로 보정하여 급기 질량(m)을 구한다. 본 실시예에서는 급기 질량(m)은 F, T, P로 입력된 대응을 써치하여 행하나, 계산식으로 계산하는 것도 가능하다.

이렇게 하면, 기압의 변화에도 불구하고 정확한 급기 질량(m)을 검출하여 양호한 재생과 필터 보호를 행할수 있어서, 여분의 센서를 필요로 하지 않는다.

그리고, 압력(P)의 검출은 블로어(13)의 정지 기간과 엔진 정지 기간에 실시된다.

[실시예 5]

다른 실시예를 제16도 내지 제17도를 참조하여 설명한다.

제16도는 제1실시예의 제3도에 있어서, 단계 1190을 추가한 것이다.

단계 1190은 예열 전력 제어 서브 루틴이다. 이 예열 전력 제어 서브 루틴을 이하에 설명한다.

다음에, 제16도의 단계 1190의 예열 전력 제어 서브 루틴을 제17도의 순서도를 참조하여 설명한다.

이러한 예열 전력 제어 서브 루틴은 예열 기간에 블로어(급기 수단)(13)의 급기 유량을 급기 유량 검출 센서(15)의 신호에 의하여 검출하고, 검출된 급기 유량에 의하여 히터(전열 수단)(11)로의 통전을 제어하여 필터(2)를 소정의 예열 온도까지 균일하게 예열하는 것이다.

먼저, 급기 유량 센서(15)로부터 급기 유량(F)을 입력하고(1191), 이러한 급기 유량(F)에 의하여 필터(2)에 유입하는 급기 온도가 목표 레벨이 되도록 입력된 대응으로부터 히터(11)에의 급전 전력(P)(또는 듀티비)을 써치한다(1192).

그리고, 써치한 급전 전력(P)이 되도록 히터(11)로의 통전을 제어하는 스위치(56)의 단속 듀티비를 제어하여(1193), 메인 루틴으로 리턴한다.

이렇게 하면, 급기 유량에 의한 모터(M)의 피드백 제어에도 불구하고, 어떤 원인으로 급기 유량을 다운시킨 경우라도, 그것에 대응하여 히터(11)에의 급전 전력을 삭감하므로, 필터(2)나 히터(11)의 손상을 방지할 수 있다.

즉, 예열 기간에 급기 수단의 급기 유량에 의하며 전열 수단으로의 통전을 제어하여 필터를 소정의 예열 온도까지 균일하게 예열한다. 그 결과, 예열시에 급기 유량이 변동하여도 필터 및 미립자의 예열 손상을 방지할 수 있음과 동시에 재생 효율의 저하도 방지할 수 있다.

[실시예 6]

다른 실시예를 제18도를 참조하여 설명한다.

본 실시예는 제16도의 단계 1190의 예열 전력 제어 서브 루틴의 다른 예이다.

이러한 순서도에서는 제18도에 도시한 실시예에 있어서, 필터 출구 온도를 사용하여 필터(2)의 온도 상태를 조사하여, 그것에 따라 히터(11)에 예열 기간을 주는 전력량을 제어하는 것이다.

먼저, 단계 1192를 실행한 후, 필터(2)의 하류쪽에 배치된 온도 센서(6a)로부터 필터(2)의 출구 온도(T)를 입력하고(1194), 다음에 입력된 출구 온도(T)에 의하여 필터(2)에 유입하는 급기 온도가 목표 레벨이 되도록, 입력된 대응으로부터 히터(11)에의 급전 전력(P)에 거는 보정 계수(K)를 써치한다(1195). 다음에, 써치한 보정 계수(K)에 상기 써치한 급전 전력(P)을 걸어, 급전 전력(P)을 보정하고(1196), 단계 1193으로 진행한다.

그리고, 단계 1193에서 사용하는 맵은 온도(T)가 높은 경우에는 급전 전력(P)이 상대적으로 작아지고, 온도(T)가 낮은 경우에는 급전 전력(P)이 상대적으로 커지도록 세트되어 있다.

이렇게 하면, 엔진 정지 직후등, 필터(2)의 온도가 높은 경우의 예열에 의하여 필터 온도가 너무 고온이 되는 것을 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는 예열 기간에 급기 수단의 급기 유량에 관한 상태량에 의거하여 전열 수단으로의 통전을 제어하여 필터를 소정의 예열 온도까지 균일하게 예열한다.

즉, 이러한 예열시에 급기 유량이 변동하면, 그것에 따라 필터 및 미립자의 예열온도가 변동하며, 이러한 예열온도의 변동은 점화후의 최고온도의 변동, 그것에 의한 필터의 손상 및 재생 효율의 변동을 초래한다. 또한, 재생 효율이 변동한다.

이러한 양태에서는 예열 기간에 있어서의 급기 유량에 관한 상태량에 의하여 전열수단으로의 통전 전력을 제어함으로써, 필터를 소정의 예열온도까지 균일하게 예열하므로, 이러한 폐해는 해소된다.

[실시예 7]

본 발명의 배기가스 정화 장치의 다른 실시예를 제19도의 블록도와, 제20도 및 제21도의 순서도를 참조하여 설명한다.

제19도는 제1도의 장치로부터 급기유량 센서(15)를 생략하고, 그 대신에 히터(11)로의 인가 전압을 검출하는 분압 회로(58)와, 히터(11)로의 통전 전류를 검출하는 전류 센서(59)를 설치한 것이다. 그리고, 스위치(55, 56)는 로우 사이드 스위치로 되어 있다.

제20도의 순서도는 제19도의 장치의 동작을 도시한 것으로서, 제16도의 순서도에 있어서, 단계 1190을 생략하고, 그 대신에 단계 2000을 추가한 것이다. 단계 2000은 예열 전력 제어 서브루틴으로서, 단계 1163에서 히터 통전후 10분 경과하였는지의 여부(즉, 예열기간이 종료하였는지의 여부)를 조사하여, 아직 경과하지 않은 경우에 실시된다.

제21도에 의하여 이 예열 전력 제어 서브루틴을 설명한다.

먼저, 재생 동작개시와 더불어 0에 리세트된 후술의 플러그(A)가 0인지의 여부를 조사하여(2001), 0이 아니면 메인 루틴으로 리턴한다. 0이면 히터(11)에의 예열 통전후, 소정 시간(여기서는 30초)경과하였는지의 여부를 조사하여(2002), 경과하고 있지 않으면 메인 루틴으로 리턴하고, 경과하고 있으면 분압 회로(58) 및 전류 센서(59)로부터 히터(11)의 인가전압(V)과 통전 전류(I)를 입력한다(2003). 다음에 입력한 인가 전압(V)과 통전 전류(I)로부터 히터(11)의 저항(R)을 산출하여(2004), 산출된 저항(R)에 의하여 대응으로부터 히터(11)의 온도(Th)를 써치한다(2005).

다음에, 써치한 히터(11)의 온도(Th)에 의하여 히터 전력(P)을 써치한다(2006). 이러한 히터(11)의 온도(Th)는 본 발명에서 말하는 급기 유량에 관련되는 상태량이고, 급기 유량이 목표 급기 유량보다 크면 기준 온도(Tth)보다 저하하고, 급기 유량이 목표 급기 유량보다 작으면 기준 온도(Tth)보다 상승한다. 따라서, 이러한 검출 온도(Th)와 기준 온도(Tth)와의 온도차(△T)를 구하여, 이 온도차(△T)에 따라(또는 검출 온도(Th)에 따라) 히터(11)로의 통전 전력(P)을 제어하면 된다(2007).

즉, 온도차(△T)가 +의 소정값 보다 크면 통전전력(P)을 온도차(△T)의 절대값에 따라 삭감하고, 온도차(△T)가 -의 소정값보다 작으면 통전 전력(P)을 온도차(△T)의 절대값에 따라 증가하면 된다.

이렇게 하면, 급기 유량 센서(15)를 설치하지 않고 정확한 예열 온도를 달성할 수 있고, 더욱이 필터(2)나 히터(11)의 재생 개시직전의 온도상태도 가미할 수 있으므로, 매우 편리한 것이다.

[실시예 8]

다른 실시예를 제22도 내지 제27도를 참조하여 설명한다.

본 실시예는 제2도에 있어서, 밸브 개폐 확인 서브 루틴을 추가한 것이다. 본 실시예의 재생 동작을 제22도 내지 제27도의 순서도에 따라 설명한다.

먼저, 엔진 운전기간중에 실시하는 필터 재생시기 판별 루틴에 대하여 제22도를 참조하여 설명한다.

단계 300에서 후술하는 밸브 폐쇄 확인 서브루틴을 실시한 후, 단계 100에서 압력 센서(7, 17)가 검출하는 배기 압력(P1, P2)과, 회전수 센서(18)가 검출하는 엔진 회전수(n)와, 배기가스 온도(T)를 검출하는 온도 센서(6)에 의하여 미립자 수집량(G)을 산출한다.

이러한 미립자 수집량(G)의 산출을 제24도의 서브 루틴으로 상세히 설명한다.

먼저, 단계 1001에서 배기 압력(P1, P2), 회전수(n) 및 배기가스 온도(T)를 입력한다.

다음에, 단계 1002에서 필터(2)의 압력 손실(차압) △P=P1-P2에 대한 회전수(n), 배기가스 온도(T)의 영향을 배제하기 위하여, 이하의 보정식에 의하여 보정차압(△Peqi)을 구한다.

△Peqi=△P×(523/T)×(2600/n)

배기가스 온도(T)는 절대온도이고, 회전수(n)의 단위는 rpm이다. 즉, 윗식에 의하여 측정차압(△P)을 절대 온도(T)가 523℃이고, 회전수(n)가 2600rpm인 경우의 차압에 상당하는 보정차압(△Peqi)을 산출한다. 따라서, 본 실시예에서는 차압은 배기가스 온도(T) 또는 회전수(n)의 변동에 대하여 역비례하는 것과 비슷하다. 이러한 보정차압(△Peqi)은 50msec 마다 산출한다.

다음에, 단계 1003에서 보정차압(△Peqi)의 직전 64개의 각 산출값의 이동 평균을 구하며, 이것을 평균 보정차압(△Peqm)으로 한다.

다음에, 단계 1004에서 마이컴식의 콘트롤러(8)내장의 메모리(도시하지 않음)에 수납되어 평균 보정차압(△Peqm)과 수집량(G)과의 관계를 기억하는 테이블로부터 수집량(G)을 써치한다. 이렇게 하면, 수집량(G)을 정확히 결정할 수 있다. 그 결과, 수집량(G)에 비례하는 미립자의 연소 열량을 정확히 목표 레벨에 제어할 수 있다. 이 때문에, 재생시에 미립자의 연소 열량이 너무 증대하여, 필터 온도가 과대하게 되어 필터 용손 또는 크랙이 생기는 일이 없고, 또는 재생시에 미립자의 연소 열량이 너무 감소하여, 필터 온도가 너무 저하하여, 재생 효율이 너무 저하하는 것도 방지할 수 있다.

단계 102에서는 써치한 미립자 수집량(G)이 소정의 임계치(Gt)를 초과하였는지의 여부를 조사하여, 초과하지 않았으면 단계 100으로 리턴하고, 초과하였으면 단계 103으로 진행한다.

단계 103에서는 필터 재생시기를 표시하는 램프(91)를 점등하여 루틴을 종료한다.

그후, 운전자가 램프(91)의 점 등을 보고 확인하고, 엔진 정지 상태에서 재생스위치(도시하지 않음)를 온하면, 제23도에 도시한 재생 실행 루틴이 개시된다.

이러한 필터 재생 실행 루틴에서는 먼저 단계 104에서 블로어(13)를 기동하여, 내장된 타이머를 기동시켜(106), 단계 400에서 후술하는 밸브 개방 확인 서브 루틴을 실시한 후, 제3도에 도시한 타이머 제어 루틴을 실행하여 재생 동작을 행한다(108).

다음에, 블로어(13)의 공기유량의 제어와 블로어 점검을 행하는 인터럽팅 루틴을 제25도를 참조하여 설명한다.

이러한 인터럽팅 루틴은 소정의 단시간 간격(예컨대, 수십 msec)마다 실시된다.

먼저, 블로어 운전지령이 출력되어 있는지의 여부를 조사하여(200), 출력되어 있지 않으면 즉시 메인 루틴으로 리턴하고, 출력되어 있으면 공기 유량 센서(19)로부터 공기 유량을 검출한다(202).

다음에, 미리 기억하고 있는 그 시점의 목표 유량과 검출한 공기 유량과의 차이(△F)를 검출하여(204), 상기 차이(△F)에 대응하는 블로어(13)내장의 구동 모터(도시하지 않음)로의 통전 듀티비를 산출하여(206), 산출된 통전 듀티비를 이러한 구동 모터로의 통전 제어부(콘트롤러(8)내장, 도시하지 않음)로 지령한다(208). 이러한 통전 제어부는 입력되는 통전 듀티비를 유지함과 동시에 통전 듀티비의 정주기 3상 펄스 신호 전압을 출력하는 게이트 제어부와, 상기 정주기 3상 펄스 신호 전압으로 개폐되는 MOS 파워 트랜지스터 회로로 이루어지나, 구성 및 동작을 공지되어 있으므로, 상세한 설명은 생략한다. 이에 의하여 블로어(13)는 차이(△F)가 이 숫자 0이 되도록 피드백 제어되어 정확한 목표 회전수로 회전하게 된다.

다음에, 이번의 통전 듀티비가 100%인지의 여부를 조사하여(210), 그렇다면 단계 212로 진행하고, 그렇지 않으면 메인 루틴으로 리턴한다.

단계 212에서는 전번의 통전 듀티비가 100%였는지의 여부를 내장된 레지스터(도시하지 않음)로 조사하여, 그렇다면 단계 216로 진행하고, 그렇지 않으면 내장된 타이머를 스타트시켜(214) 단계 216로 진행한다. 단계 216에서는 이 타이머가 소정의 세트시간(여기서는 3초)에 도달하였는지의 여부를 조사하여, 도달하고 있지 않으면 메인 루틴으로 리턴하고, 도달하고 있으면 통전 듀티비의 피이드백 제어를 행하고 있음에도 불구하고, 3초간 통전 듀티비 100%의 운전을 행하여도 목표 공기 유량에 도달하지 않는 것은 블로어(13)의 고장이라고 판단하여 이상표시 램프(9)를 점등하여, 타이머를 오프하고, 또한 히터(11)로의 통전을 정지시켜(218), 루틴을 종료한다.

다음에, 상술한 밸브 폐쇄 확인 서브 루틴(300)을 제26도를 참조하여 설명한다.

먼저, 급기 유량 검출 센서(제1도 참조, 본 발명에서 말하는 급기 유량 검출 수단)(19)의 출력 신호에 의하여 급기 유량(Q)을 입력하고(302) 입력된 급기 유량(Q)이 소정 유량(Qt1)보다 큰지의 여부를 조사하여, 이하이면 개폐 밸브(16)는 폐쇄한 것으로 하여 메인 루틴으로 리턴하고, 크면 개폐 밸브(16)는 폐쇄 불량이라고 하여 밸브 개방 신호를 불휘발 메모리(EEPROM)에 기억시켜, 이러한 불휘발 메모리(EEPROM)는 경보 램프(9)를 점등하기 위한 경보 신호를 출력하여, 이것에 의하여 경보 램프(9)가 점등되며, 그후, 메인 루틴에 리턴한다. 그리고, 이러한 경보 신호에 의하여 엔진 스타트 금지 등의 동작을 행하는 것도 당연히 가능하다.

다음에, 상술한 밸브 개방 확인 서브 루틴(400)을 제27도를 참조하여 설명한다.

먼저, 급기 유량 검출 센서(본 발명에서 말하는 급기 유량 검출 수단)(19)의 출력 신호에 의하여 급기 유량(Q)을 입력하고(402), 입력된 급기 유량(Q)이 소정유량(Qt2)보다 큰지의 여부를 조사하여, 미만이면 개폐 밸브(16)는 개방 불량이라고 하여 밸브 개폐 신호를 불휘발 메모리(EEPROM)에 기억시켜, 이러한 불휘발 메모리(EEPROM)는 정보 램프(9)를 점등하기 위한 경보 신호를 출력하며, 이것에 의하여 경보 램프(9)가 점등되어 루틴을 종료한다. 그리고, 이러한 경보 신호에 의하여 엔진 스타트 금지 등의 동작을 행하는 것도 당연히 가능하다.

한편, 입력한 급기 유량(Q)이 소정 유량(Qt2) 이상이면, 개폐 밸브(16)는 지장없이 정상으로 개방되었다고 판정하여 메인 루틴으로 리턴한다.

상기 설명한 바와 같이 본 실시예에서는 필터 재생시에 급기 수단의 급기 유량을 검출하여 급기 수단을 피드백 제어함으로써, 급기 유량이 정밀 제어된다. 이렇게하면, 필터 재생시에 연소온도가 너무 높아져서(예를 들면, 1000℃), 필터의 용손이나 시일(Seal) 부재의 수명 단축이 생기거나, 연소 온도가 너무 낮아져서(예컨대, 600℃ 이하), 필터 재생 불량이 생기거나 하는 일이 없어, 양호한 재생이 가능하게 된다. 즉, 시험 결과에 의하면, 연소 온도를 결정하는 가장 중요한 패러미터는 공급 산소 유량, 즉 급기 유량으로서, 그 불균일이 상기 연소 온도변동의 주요인이다. 이러한 실시예는 필터 재생시에 급기 수단의 급기 유량을 검출하여 급기 수단을 피드백 제어 함으로써, 급기 유량을 정밀 제어하여 상기 문제를 해결하고 있다.

또한, 상기에 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는 블로어(13)의 유량 제어에 사용하는 급기 유량 검출 센서(19)를 사용하여 필터 재생 초기의 미립자가 점화할 때까지의 기간에 급기 유량을 검출하여, 검출된 급기 유량의 다소에 의하여 개폐 밸브(16)의 개방 불량을 판별한다.

즉, 급기 유량이 적으면 그 개방 불량이라고 판정하여 히터(11) 및 블로어(13)로의 통전을 차단한다. 또한, 엔진 운전기간의 급기 수단 통과 유량을 검출하여, 검출된 유량의 다소에 의하여 개폐 밸브(16)의 폐쇄 불량을 판별한다. 즉, 통과 유량이 많으면 그 폐쇄불량으로 판정하여 경보한다.

따라서, 개폐 밸브(16)의 개폐 불량에 의하여 히터(11) 및 블로어(13)의 통전을 차단하여, 히터(11) 및 블로어(13)의 과열을 방지할 수 있다. 또한, 블로어(13)로의 미립자 퇴적에 의한 장해, 예컨대 회전 불량이나 기동시에 부하 토오크 증대 등을 방지할 수 있다. 또한, 이러한 기능부가에도 불구하고 장치 구성의 복잡화를 회피할 수 있고, 또한 타이머 제어 서브루틴의 개시전에 실행하므로, 재생 동작이나 배기 가스 정화 장치의 각 부분에의 악영향도 생기지 않는다.

[실시예 9]

밸브 개방 확인 서브루틴의 다른 실시예를 제28도를 참조하여 설명한다.

본 실시예에서는 필터 예열시의 온도 센서(6)의 검출온도에 의하여 개폐 밸브(16)의 개방 불량을 검출하는 것이다.

먼저, 단계 1163에서 예열한 후, 온도 센서(6)로부터 온도를 검출한다(502). 만약, 개폐 밸브(16)가 폐쇄되어 있으면, 히터(11)는 급기에 의하여 냉각, 방열되지 않으므로, 히터(11)의 근방에 설치된 온도 센서(6)는 개폐 밸브(16)가 개방된 경우보다도 훨씬 고온을 검출한다.

그래서, 검출한 온도(T)가 소정 온도(Tt)보다 큰지의 여부를 조사하여, 이하이면 개폐 밸브(16)는 개방되어 있다고 하여 메인 루틴으로 리턴하고, 크면 개폐 밸브(16)는 개방 불량이라고 하여 밸브 폐쇄 신호를 불휘발 메모리(EEPROM)에 기억시켜, 이러한 불휘발 메모리(EEPROM)는 경보 램프(9)를 점등시키기 위한 경보 신호를 출력하여, 이에 의하여 경보 램프(9)가 점등되며, 그후, 루틴을 종료한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는 미립자 수집량 산출에 사용한 온도 센서(6)를 사용하여, 필터 재생 초기의 미립자가 점화할 때까지의 기간에 필터 근방 온도를 검출하고, 검출된 온도에 의한 개폐 밸브(16)의 개방 불량을 판별한다. 즉, 온도가 높으면 개방 불량으로 판정하여 히터(11) 및 블로어(13)로의 통전을 차단한다.

따라서, 개폐 밸브(16)의 개방 불량에 의하여 히터(11) 및 블로어(13)로의 통전을 차단하여, 히터(11) 및 블로어(13)의 과열을 방지할 수 있다. 또한, 이러한 기능 부가에도 불구하고 장치 구성의 복잡화를 회피할 수 있고, 또한 타이머 제어 서브 루틴의 개시전에 실행하므로, 재생 동작이나 배기가스 정화 장치의 각 부분에의 악영향도 생기지 않는다.

[실시예 10]

다른 실시예를 제29도를 참조하여 설명한다.

본 실시예에서는 배기압 검출용의 상류쪽 압력 센서(본 발명에서 말하는 압력 검출 수단)(7)가 전자 밸브(14)보다 필터(2)쪽에 위치하여 송기관(10)에 내설되어 있다. 그리고, 압력 센서(7)는 송기관(10)에서 분기된 지관(枝管)(도시하지 않음)에 설치하여도 좋다.

본 실시예의 특징을 이루는 압력 센서(7)의 작용 효과를 설명한다.

먼저, 필터 상류쪽의 압력 센서(7)는 송기관(10)에 배치되어 있으므로, 재생시에는 대량의 급기에 의하여 압력 센서에 부착하거나, 송기관(10)에 부착한 미립자는 깨끗한 급기에 의하여 클리닝되어, 압력 센서(7)의 청정 동작을 보증한다.

그리고, 비재생시에는 전자 밸브(밸브 수단)(7)의 차단에 의하여 송기관(10)은 차단되어, 송기관(10)에는 배기가스 압력의 맥동에 의해 미립자가 침입할 정도가 된다.

또한 압력 센서(7)를 될 수 있는 대로 송기관(10)의 안쪽에 설치함으로써, 미립자가 압력 센서(7)에 접촉하는 양은 더욱 감소한다.

이상 설명한 바와 같이, 이렇게 하면 압력 센서(7)에의 미립자 퇴적을 방지하여, 그 고장을 방지할 수 있다.

그리고, 압력 센서(7)와 함께, 또는 그 대신에 배기가스 온도 검출용의 온도 센서(6)를 송기관(10)에 설치할 수도 있으며, 이러한 경우에도 똑같은 효과를 나타낼 수 있다.

[실시예 11]

다른 실시예를 제19도를 참조하여 설명한다. 본 실시예는 재생 전력의 급전 방식을 설명하는 실시예이다.

도시하지 않은 상용 지상 전원(AC 200V)에 플러그(51)가 접속되면, 상용 교류 전압이 강압 트랜스(52)로 강압되어, 전파 정류 장치(53)로 정류되어 DC 24V의 직류 전압으로 하여 전파 정류 장치(53)의 고위출력단에서 고위 전원선(54)에 인가된다. 그리고, 콘트롤러(8)는 차에 실린 건전지(도시하지 않음)로부터 급전되고 있다.

이하, 재생시에 있어서의 급전 방식을 설명하면, 재생 지령과 함께, 소정의 타이밍 및 듀티비로 스위치(55, 56)를 개폐 제어하여 블로어 모터(M) 및 히터에 소정의 타이밍으로 소정의 전력을 급전한다.

한편, 고위 전원선(54)과 접지 라인 사이에는 저항(R1, R2)을 직렬 접속되어 있는 분압 회로(58)가 접속되고, 그 분압이 고위 전원선(54)의 전압 신호로서 콘트롤러(8)에 입력되어, 콘트롤러(8)내에서 A/D 컨버터(도시하지 않음)로 디지탈 수치로 변환된다. 또한, 히터(11)와 스위치(56)를 접속하는 급전선의 도중에 전류 센서(59)가 배치되어, 전류 센서(59)는 히터(11)의 통전 전류를 검출한다. 그리고, 전류 센서(59)로서는 예컨대 자계 검출 형식의 것이라도 좋고, 저 저항의 전압 강하를 검출하는 방식이라도 좋다.

이하 본 실시예의 특징을 이루는 듀티비 제어 서브 루틴에 대하여 제30도의 순서도를 참조하여 설명한다.

이러한 서브 루틴은 인터럽팅 루틴으로서, 일정시간(여기에서는 예컨대 500msec)마다 실시된다.

먼저, 콘트롤러(8)로부터 스위치(56)에 온 신호가 출력되어, 히터(11)에 통전중인지의 여부를 조사하여(200), 통전중이 아니면 메인 루틴으로 리턴하고, 통전중이면 분압 회로(58)로부터 고위 전원선(54)의 전압(V)을 판독하여(201) 전류 센서(59)로부터 히터(11)로의 통전 전류(I)를 판독한다(202).

다음에, 듀티비 보정 계수(DK=Po/(V×1))를 산출한다(203). 그리고, Po는 듀티비 100%에 있어서 공급한 기준 전력치이고, V×1은 발열 전력치이다.

다음에, 메모리에 미리 수납한 현시점의 듀티비(즉, 히터 통전 전력)(Dm)를 써치하며 판독한다(204).

다음에, 기억 듀티비(Dm)에 듀티비 보정 계수(DK)를 걸어 출력 듀티비(D)를 구하여, 구해진 출력 듀티비(D)의 정주기 펄스 신호로 스위치(56)를 스위칭한다(206).

이에 의하여, 전원 전압의 변동이나 통전 전류의 변동에 따르는 고위 전원선(54)의 전압 변동, 또는 히터(11)의 저항치의 변동에 의한 히터(11)의 발열량의 변동을 방지할 수 있으므로, 양호한 재생이 실현된다.

즉, 본 실시예의 배기가스 정화 장치에서는 전열수단에 인가되는 전압 및 통전되는 전류를 검출하여, 검출 전압 및 검출 전압에 의하여 전열 수단에 실제로 통전되어 있는 전력치를 실제로 검출한다. 그리고, 통상 역률을 고려할 필요는 없으므로, 통전 전력치는 검출 전압×검출 전류가 된다. 그리고, 목표로 하는 통전 전력치와 검출한 통전 전력치를 비교하여 그 비에 따라 통전 전류의 듀티비를 제어하여 전열 수단으로의 통전 전력이 소정의 목표 전력치가 되도록 제어한다.

이렇게 하면, 권선 단면적을 증가하지 않고 전열 수단의 저항치 변화에 따르는 발열량 변화를 방지할 수 있음과 동시에, 인가 전압의 변동에 의한 발열량 변화도 방지 가능한 배기가스 정화 장치를 실현할 수 있어서, 이들의 원인에 기인하는 재생률의 변동을 방지할 수 있다.

또한, 정전압 전원 장치를 필요로 하지 않으므로, 장치 중량이나 필요 스페이스의 증대를 방지하여, 전력 소비를 절약한 배기가스 정화 장치를 실현할 수 있다.

[실시예 12]

다른 실시예를 제31도 내지 제33도를 참조하여 설명한다.

제31도는 제1도에 있어서, 필터(2)의 하류쪽 단면에 촉매 히터(9a)를 근접 배치한 점을 특징으로 하고 있다.

촉매 히터(9a)는 후술하는 바와 같이, 촉매 입자를 담지하는 세라믹 하니캠으로 된 홀더(91)와, 이러한 홀더(91)에 지지된 전열선(92)으로 이루어진다. 전열선(92)은 칸탈선을 소재로 하여 형성되어 있다.

정화용 히터(9)는 상기한 촉매 히터(9a)와 거의 동일 소재, 동일 구조를 원용하고 있으나, 다만 촉매 입자는 가지고 있지 않다. 점화용 히터(9)는 필터(2)의 재생시 상류쪽에 해당하는 단면에 근접 배치되어 있다.

촉매 히터(9a)의 상세한 구조를 제32도 내지 제34도를 참조하여 이하에 설명한다.

이러한 촉매 히터(9a)는 케이스(90)를 가지며, 케이스(90)는 배기관(4)에 접속되는 깔때기 관부(1a)와, 필터(2)를 수용하는 원통부(1b)와의 사이에 개설되어, 이들 깔때기(1a) 및 원통부(1b)와 함께 필터 수용 케이스(1)를 구성하고 있다. 케이스(90)는 전열선(92)을 지지하고 하니 캠상의 홀더(91)를 수용하며, 케이스(90), 홀더(91) 및 전열선(92)이 촉매 히터(9a)의 주요 구성요소로 되어 있다.

케이스(90)는 스테인레스로 된 양단 개구의 원통(901)과 원통(901)의 양단에 용접된 윤판(輪板 : 902, 903)으로 이루어진다. 윤판(902, 903)의 주위에는 관통 구멍(904)이 개방되며 이들 관통 구멍(904)은 깔때기부(1a)의 관통 구멍(905)과 원통부(1b)의 관통 구멍(906)을 관통하는 관통 볼트(도시하지 않음)에 의하여 체결되어 있다.

홀더(91)는 필터(2)와 동일 공정, 동일 재료로 형성된 두꺼운 원반상의 세라믹 하니캠으로 이루어지고, 촉매 입자를 담지하고 있다. 홀더(91)는 양단 개구의 다수의 셀(통기 구멍)(912)을 가지며, 팽창성 세라믹으로 된 매트(911)를 통하여 원통(901)의 하류쪽 단부에 수용되어 있다. 매트(911)(및 홀더(91)의 외주부)의 하류쪽 단면은 윤판(903)에 맞닿아 있다. 원통(901)에는 윤판(907)이 고정되어 있고, 윤판(907)은 윤판(902)과 함께 매트(911) 및 홀더(91)를 끼워 지지하고 있다.

전열선(92)의 부분 확대도를 제34도에 도시하였다.

전열선(92)은 U자형상으로 뻗어 설치된 다수의 굴곡부(920)를 가진 나선의 칸탈선으로 이루어지고, 각 굴곡부(920)는 각각 홀더(91)의 하류쪽 단면에서 각 셀(912)에 개별적으로 삽입되어 있다.

제33도에 홀더(91)의 하류쪽 단면을 도시하였다.

전열선(L1 내지 L15)은 홀더(91)의 상류쪽 단면을 따라 도면중 각각 가로방향으로 뻗어 설치되어 있고, 각 전열선(L1 내지 L15)은 제34도에 도시한 바와 같이 각각 홀더(91)의 각 셀(912)에 개별적으로 수용되는 U자상의 굴곡부(920)를 다수 가지고 있다.

이들 전열선(L1 내지 L15)을 직렬 또는 병렬로 접속하여 전열선(92)이 구성되어 있다. 또, 제33도에 흑점으로 표시한 바와 같이 굴곡부(920)를 수용하는 셀(912)내의 일부셀(912a)에는 세라믹 내열 봉지재(封止材)(상품명 스미세람, 스미또모 쓰리엠 주식회사제조)가 통전되어 경화한 세라믹 내열 봉지재에 의하여 전열선(92)이 고정되어 있다.

한편, 윤판(907)으로부터 소정거리 하류쪽에 위치하여 지지 플레이트(908)가 방사 방향으로 배치되어 있고, 지지 플레이트(908)의 양단은 원통(901)의 내주면에 고정되어 있다. 또한 원통(901)의 개구에 애자(93)가 고정되어 있고, 애자(93)의 1쌍의 나사구멍(도시하지 않음)에는 전극 바아(94, 95)의 각 한 단부를 개별적으로 고정하는 수나사 형상의 전극 단자(96, 96)(한쪽만 도시함)가 개별적으로 나사 결합되어 있다. 전극 바아(94, 95)의 각 다른 단부는 애관(97)을 통하여 나사(98)에 의하여 지지 플레이트(908)에 고정되어 있고, 전극 바아(94, 95)와 전열선(92)의 양단과의 전선(99, 99)에 의하여 개별적으로 접속되어 있다.

상술한 바와 같이, 다공성 코오제 라이트로 된 홀더(91)에는 촉매 입자가 고착되어 있다. 본 실시예에서는 촉매 입자로는 Pt를 채용하고 있고, 홀더(91)의 체적(11)당 Pt 2g을 홀더(91)의 다공성 격벽(913)에 직접 담지시키고 있다. 표면적 증대를 위하여 γ-알루미나 코오트(100g/1)를 실시한 후 촉매를 담지하여도 좋다.

이하, 홀더(91)에의 촉매 담지 공정을 상세히 설명한다.

먼저, 상기한 다공성 코제라이트로된 홀더(NGK 주식회사 제조)(91)를 γ-알루미나 분말(캐타라 공업에서 제조한 JAC 400) 및 알루미나 졸(일산화학제조) 질산 알루미늄 수용액을 섞어 물에 의하여 점도 100 내지 400PSI로 조제한 슬러리에 함침시켜, 120℃로 건조후, 650℃로 소성하였다.

그후, 백금 알몬 착체 수용액을 흡수시켜, 홀더(91)의 체적(11)당 Pt 2g을 담지하도록 홀더(91)의 흡수량을 조정한다.

다음에, 120℃, 2시간 건조후, 전기로에서 대기 분위기중에 500℃, 1시간 소성하여 백금 입자를 고상 석출시켰다.

다음에, 이러한 장치의 필터 재생 동작을 설명한다.

재생동작 자체가 기본적으로 제1실시예(제2도 참조)와 같으나, 타이머 제어 서브 루틴(116)만이 실시예 1과 다르다.

이러한 타이머 제어 서브 루틴에 대하여 제35도를 참조하여 설명한다.

이러한 타이머 제어 서브 루틴은 실제로 히터(11)나 블로어(13)를 구동하여 재생을 실행하는 것이고, 먼저 예열 서브 루틴(40)을 실행하여 필터(2)를 정화 온도보다 낮은 소정 온도까지 필터(2)를 승온시켜, 그후, 점화 연소 서브 루틴(50)을 실행하여 미립자를 연소시킨다. 이러한 점화 연소 서브 루틴의 종료는 그 개시부터 일정시간후로 하여도 좋고, 또는 점화 온도(예컨대, 600℃) 도달시점부터 일정시간후로 하여도 좋다. 또한, 점화 연소 서브 루틴(50)의 개시부터 종료까지의 필터 온도 변화 특성을 기억시켜 두어, 검출된 필터 온도가 이러한 특성에 추종하도록 통전 전력이나 급기 유량을 제어할 수도 있다.

다음에, 냉각 서브 루틴(60)을 실행하여 필터(2) 등을 천천히 냉각시킨다. 본 실시예에서는 예열 서브 루틴(40)은 10분간이고, 점화용 히터(9)에는 0.9KW, 촉매 히터(9a)에는 0.9KW를 급전하여, 블로어용 모터(M)는 200 리터/분을 급기한다. 또한, 점화 연소 서브 루틴(50)은 40분간이고, 점화용 히터(9)에는 2KW, 촉매 히터(9a)에는 0.3KW를 급전하고, 블로어용 모터(M)는 20리터/분을 급기한다. 또한, 냉각 서브 루틴(60)은 10분간이고, 점화용 히터(9)는 오프되어, 촉매 히터(9a)에는 0.3KW를 급전하고, 블로어용 모터(M)는 200 리터/분을 급기한다.

예열 서브 루틴(40)에 의하여 필터(2)가 200℃ 이상으로 가열되면, 미립자중의 SOF(주로 엔진 오일에 유래)가 탈리를 개시하여 재생연(再生煙)이 된다. 이때 촉매 히터(9a)는 상기 통전에 의하여 약 500℃로 가열되어 있고, 이 재생연은 촉매 입자에 의하여 분해된다.

다음의 점화 연소 서브 루틴(50)에서는 재생연을 다량으로 발생하나, 이때의 유속이 낮으므로 촉매 히터(9a)로의 시전 전력은 삭감하여도 좋다. 다음의 냉각 서브 루틴에서는 재생면이 고온이므로, 촉매 히터(9a)로의 시전 전력은 삭감할 수 있다. 물론 상기 제어 패턴의 대신에 일정 전력으로 촉매 히터(9a)에 급전할 수도 있고, 또 재생 기간의 일부 기간(냉각 기간)의 급전을 차단할 수도 있다.

[실시예 13]

상기 촉매 히터(9a)는 엔진(19)의 냉각시 동시에 발생하는 청백연기나 배기냄새를 분해할 수도 있다. 그 제어 동작을 제36도의 순서도를 참조하여 설명한다.

그리고, 이러한 디젤 엔진은 통상의 차량용의 것과 똑같이 급기 경로중에 급기가 가열 히터를 가지며, 또 연소실내에 글로우 플러그를 가지고 있다. 그리고, 이러한 급기 가열 히터는 냉각 수온이 0℃ 이하의 경우에 시동부터 수 10초 정도 통전되어 급기 예열을 행한다. 또한, 글로우 플러그도 똑같이 냉각 수온이 0℃ 이하의 경우에 시동부터 수 10초 정도 통전되어 폭발을 도와준다.

그래서, 이러한 실시예에서는 저온 시동시에는 시동부터 수 10초간만 후술하는 촉매 히터(9a)로의 통전을 차단하여 건전지(도시하지 않음)의 부담을 경감시키고 있다.

먼저, 엔진 시동과 동시에 루틴을 스타트시켜, 회전수 센서(18)부터 출력되는 엔진 회전수(Ne)를 판독하여, 그것이 아이들 회전 구역인지의 여부를 조사한다(200). 즉, 엔진 회전수(Ne)가 아이들 회전 구역보다 높으면 배기 온도도 높고, 배기 가스중의 청백 연기나 배기 냄새도 적어 처리가 불필요하다고 판정한다.

한편, 아이들 중이면 도시하지 않은 냉각 수온 센서의 출력에 의하여 냉각수가 40℃ 이하인지의 여부를 조사하여(201), 이하가 아니면 냉간 시동이 아니라고 하여 단계 200으로 리턴하고, 이하이면 냉간 시동이라고 하여 내장된 타이머를 스타트시켜(202), 엔진 회전수(Ne)가 아이들 회전 구역인지의 여부를 조사한다(204). 그리고, 단계 200, 204에서 아이들 회전구역이 아니면 단계 200으로 리턴한다.

단계 204에서 아이들 회전구역이면, 타이머가 60초에 도달하였는지의 여부를 조사하여(206), 도달하고 있지 않으면 단계 204로 리턴하고, 도달하면 상술한 급기 가열 히터 및 글로우 플러그로의 통전은 종료한 것으로 하여, 촉매 히터(9a)에 2KW로 통전하여(208), 촉매 입자를 급속 가열한다. 그 결과, 촉매 입자는 배기 가스에 함유된 청백연기나 배기 냄새를 분해하고, 또한 HC, CO, 포름 알데히드도 무해화 한다.

다음의 단계(210)에서는 다시 아이들 회전구역인지의 여부를 조사하여(210), 그러지 않으면 단계 214로 진행하고 촉매 히터(9a)를 오프하여 루틴을 종료하며, 아이들 회전구역이면 상기 타이머가 카운트 개시부터 120초 경과 하였는지의 여부를 조사하여(212), 경과하고 있지 않으면 단계 210으로 리턴하고, 경과하였으면 촉매 히터(9a)를 차단하여(214) 단계 200으로 리턴한다.

즉, 본 실시예에 의하면, 촉매 히터(9a)로의 촉매 가열 통전을 엔진 시동부터 1분간 지연시키고 있으므로, 급기 가열 히터 및 글로우 플러그와의 병렬 운전을 회피할 수 있고, 또한, 필터(2)의 열충격도 경감된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 촉매 히터(9a)는 냉간 시동시의 디젤엔진(19)으로부터 배출되는 청백연기, 배기 냄새 및 필터(2)의 재생시에 배출되는 재생 연기의 양쪽을 분해할 수 있다.

또한, 필터(2)의 재생시에 필터(2)의 하류쪽 단부를 가열하여, 이러한 부분에서의 미립자의 연소 잔재를 방지할 수 있다.

또한, 촉매 히터(9a)는 세라믹 하니캠으로 된 홀더의 셀에 삽입되어 U자 형상의 굴곡부(920)를 다수 가지는 나선의 전열선(92)을 갖추고 있으므로, 유체 저항을 증대시키지 않고 큰 전력을 통전할 수 있어서, 제조 및 보수도 용이하다.

[실시예 14]

다른 실시예를 제37도의 순서도를 참조하여 설명한다.

제37도는 히터(11)를 점검하는 서브 루틴을 설명하는 순서도이다. 이러한 서브 루틴은 제20도의 단계 1161의 전, 즉, 타이머 제어 서브 루틴 개시직후에 실시된다.

최초에 차동 증폭기(21)로부터 저저항(20)의 전압 강하에 비례하는 신호를 입력하고(1001), 이러한 전압 강하, 즉, 히터(11)의 저항치에 비례하는 크기의 입력 신호가 미리 기억하는 소정의 저항치 범위내인지의 여부를 판별하여(1002) 범위외이면 히터(11)의 이상이라고 판별하여 이상 표시 램프(9)를 점등하고(1006), 루틴을 종료하며, 범위내이면 단계 1003으로 진행한다. 그리고, 히터(11)에는 예열기간에는 소정치의 직류 전압이 인가된다. 기억하는 상기 소정의 저항치 범위는 본 실시예에서는 미리 각 장치마다 측정되어 기억하는 히터(11)의 초기 저항치의 상하 10%의 범위로 하였다.

단계 1003에서는 히터(11)로의 통전 개시후, 소정 시간(Tt)(여기에서는 8분)이 경과하였는지의 여부를 조사하여 미경과이면 단계 1005로 진행하고, 경과후이면 온도 센서(6)가 검출하는 히터(11)의 하류의 예열 공기 온도가 200 내지 280℃ 내인지의 여부를 조사하여(1004), 범위외이면 히터(11)가 이상이라고 판별하여 이상 표시 램프(9)를 점등하고(1006) 루틴을 종료한다.

한편, 상기 범위내이면, 차동 증폭기(21)로부터 입력하는 전압 강하 신호가 미리 기억하는 소정의 전압 강하치(여기서는 120A×초기 저항치로 한다) 이상인지의 여부를 조사하여(1005), 이상이면 통전 전류가 과대하다고하여 히터(11)로의 통전을 정지함과 동시에, 블로어(13)도 정지시키고, 이상 표시 램프(9)도 점등하여(1007) 루틴을 종료한다.

한편, 단계 1005에서 통전 전류가 120A 미만이면, 히터(11)는 정상적인 발열량 범위라고 하여 메인 루틴으로 리턴한다.

이상 설명한 본 실시예에 의하면, 히터(11)의 저항치와, 점화전의 히터(11) 근방의 온도에 의하여 히터(11)의 이상(단락, 국부 단락, 국부 고 저항화, 전면 단선)을 검출하고 있으므로, 센서 등의 추설 등의 부담을 회피하면서 확실히 히터(11)를 모니터할 수 있고, 그 결과, 장치 구성의 복잡화를 회피하면서 필터 손상, 필터 미재생을 방지하는 것이 용이하게 된다.

즉, 전열 수단의 저항치를 검출하여, 검출된 저항치가 소정 범위내인지의 여부를 모니터하고 있으므로, 간단한 전자 회로를 추설하는 것만으로 통전 중에는 상기 전열 수단의 저항치 이상을 모니터할 수 있어서, 그 이상에 의한 필터 손상을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 기간중에 점화이전에 있어서의 전열 수단의 발명에 따르는 온도 검출기의 온도 상승의 정도에 의하여 전열 수단의 발열 상태를 모니터하고 있으므로, 아무런 검출 장치를 증설하지 않고 발열 수단의 이상을 미립자 점화전에 미리 모니터할 수 있어서, 전열 수단의 이상에 의한 필터손상을 미연에 방지할 수 있다.

[실시예 15]

다른 실시예를 제38도 내지 제40도를 참조하여 설명한다.

제38도는 본 실시예의 배기 정화 장치의 개략 구성을 도시한 블록도이다.

디젤 엔진(1)의 배기관(2)에는 배기 정화부(3)가 형성되어 있다. 배기 정화부(3)의 내부에는 디젤미립자 필터(이하, 간단히 필터라고 한다)(4)와 그 상류에 전기 히터(5)가 설치되어 있다. 필터(4)는 다공질의 세라믹으로 형성되어 있다. 전기 히터(5)는 통전 회로(6)에 의하여 차에 실린 전원인 건전지(7)에 접속되어 있다. 통전 회로(66)에 개장되는 회로차단 스위치(8) 및 스위칭 트랜지스터(9)의 베이스는 전자 제어 유니트(이하 ECU라고 한다)(10)에 접속된다. 또한, ECU(10)에는 경고등(11)을 개장한 경고등 표시회로(12)가 접속된다.

ECU(10)는 CPU(13)와 CPU(13)에 접속된 NOT 회로(14) 및 슈미트 회로(15)외에 ROM, RAM 파형 성형회로(어느 것도 도시하지 않음)등으로 구성되고, 소정의 프로그램에 따라 입력되는 각종 신호를 연산 처리함과 동시에, 스위칭 트랜지스터(9)의 도통 및 비도통을 듀티 제어하는 제어 신호 및 경고 등 표시 신호등을 출력한다. 전기 히터(5)와 스위칭 트랜지스터(9)를 연결하는 통전 회로(6)의 접점(a)과 NOT 회로(14) 및 슈미트 회로(15)의 입력쪽이 접속되고, 출력쪽이 각각 CPU(13)에 접속되고 있다.

상기 구성의 배기 정화 장치의 작동에 대하여 이하에 설명한다.

CPU(13)는 스위칭 트랜지스터(9)의 도통(導通) 및 비도통(非導通)을 듀티 제어한다. 따라서, 이 도통 및 비도통의 타이밍에 동기하여 전기 히터(5)가 듀티 제어된다. 제39a도 내지 제39c도의 타이밍 차트에 도시한 바와 같이, CPU(13)로부터 스위칭 트랜지스터(9)를 도통하는 고레벨의 듀티쪽 제어 신호가 출력되면, 통전 회로(6)가 폐쇄되어서 전기 히터(5)로 통전된다. 이러한 상태에서는 통전 회로(6)의 접점(a)의 전위는 하강 저레벨의 전위가 된다. 듀티 제어 신호가 저레벨이고, 스위칭 트랜지스터(9)가 비도통이 되어 전기 히터(5)가 비통전의 상태에서는 접점(a)의 전위는 고레벨의 전위가 된다.

접점(a)의 전위는 NOT 회로(14)에 의하여 반전되어 CPU(13)에 입력된다. 이러한 이유 때문에 CPU(13)로부터 출력되는 듀티 제어 신호와 CPU(13)로 입력되는 전위 신호는 각각 고레벨로부터 저레벨 또는 저레벨로부터 고레벨로 변화하는 타이밍이 동기함과 동시에, 신호의 레벨이 각각 고레벨끼리 또는 저레벨끼리로 된다. 한편, 스위칭 트랜지스터(9)가 단락되어 버린 경우에는 제39b도 및 제39c도의 오른쪽에 표시한 바와 같이, 상기 듀티제어 신호가 저레벨이라도 접점(a)의 전위가 저레벨인 채로 NOT 회로(14)로부터 CPU(13)로 입력되는 전위 신호가 고레벨이 된다.

따라서, CPU(13)로부터 출력되는 듀티 제어 신호와, NOT 회로(14)로부터 CPU(13)로 입력되는 전위 신호를 비교 판정하여, 신호 레벨이 고레벨끼리 또는 저레벨끼리이면 배기 정화 장치가 정상적으로 기능하고 있다고 진단한다. 신호 레벨이 고저가 반대로 되어 배기 정화 장치가 정상적으로 기능하고 있지 않다고 진단한 경우에는 회로 차단 스위치(8)를 온으로 하여 통전 회로(6)를 차단함과 동시에, 경고등 표시 신호를 출력하여 경고등 표시회로(12)의 경고등(11)을 점등한다.

다음에, 슈미트 회로(15)의 작동에 대하여 설명한다. 제39d도 및 제39e도의 타이밍 차트에 표시한 바와 같이, 슈미트 회로(15)에 대하여 입력되는 접점(a)의 전위가 고레벨로부터 저레벨로 변화하여 낮은 임계치 전압(V)을 넘은 순간 고임계치 전압(V _H )이 되어, 접점(a)의 전위가 저레벨로부터 고레벨로 변화하여, 고임계치 전압(V _H )를 넘은 순간 저임계치 전압(V _L )이 되도록 설정되어 있다. 장치가 정상으로 기능하고 있는 경우에는, 접점(a)의 전위는 전기 히터(5)의 통전시에는 슈미트 회로(15)의 고임계치 전압(V _H )을 넘어, 비통전시에는 저임계치 전압(V ₁ )을 넘도록 저레벨로부터 고레벨로, 고레벨로부터 저레벨로 변화한다. 따라서, 슈미트 회로(15)로부터 CPU(13)에 입력되는 신호의 레벨 변화는 접점(a)의 전위의 신호 레벨의 변화와 동일하게 되어 CPU(13)로부터 출력되는 듀티 제어 신호의 신호 레벨은 반대의 신호 레벨이 된다.

그러나, 전기 히터(5) 또는 스위칭 트랜지스터(9) 등에 어떤 이상이 생겨 접점(a)의 전위가 슈미트 회로(15)의 임계치 전압(V _L , V _H )을 넘는 동작을 하지 않는 경우가 있다. 예컨대, 듀티 제어 신호가 고레벨로부터 저레벨로 전환되어도 스위칭 트랜지스터(9)가 비도통이 되지 않고, 어떤 저항치를 가진 도통상태로 되면, 접점(a)의 전위는 저레벨로부터 고레벨이 되나, 정상적일 때 보다도 전위가 내려가서, 슈미트 회로(15)의 고임계치 전압(V _H )을 넘을 수 없게 되는 경우가 있다. 이러한 경우에는 제39e도의 타이밍 차트의 오른쪽에 표시한 바와 같이, CPU(13)로부터 출력되는 듀티 제어신호의 신호 레벨이 저레벨이 되어도 슈미트 회로(15)로부터 CPU(13)에 입력되는 신호의 레벨은 저레벨 그대로이다.

또한, 듀티 제어 신호가 저레벨로부터 고레벨로 전환되어도 스위칭 트랜지스터(9)가 완전히 도통하지 않고, 어떤 저항치를 가진 도통 상태가 되면 접점(a)의 전위는 고레벨로부터 저레벨이 되나, 정상적일 때보다도 전위가 내려가지 않고, 슈미트 회로(15)의 저임계치 전압(V _L )을 넘을 수 없게 되는 경우가 있다. 이러한 경우에는 CPU(13)로부터 출력되는 경우가 있다. 이 경우에는 CPU(13)로부터 출력되는 듀티 제어 신호의 신호 레벨이 고레벨이 되어도, 슈미트 회로(15)로부터 CPU(13)에 입력되는 신호의 레벨은 고레벨 그대로이다.

따라서, CPU(13)로부터 출력되는 듀티 제어 신호와, 슈미트 회로(15)로부터 CPU(13)에 입력되는 신호를 비교 판정하여, 신호 레벨이 고저가 반대이면 배기 가스 정화 장치가 정상적으로 기능하고 있다고 진단한다. 신호 레벨이 각각 고레벨끼리 또는 저레벨끼리로 되어, 배기 정화 장치가 정상적으로 기능하지 않는다고 진단한 경우에는, 회로차단 스위치(8)를 온으로 하여 통전회로(6)가 차단됨과 동시에 경고등 표시 신호를 출력하여 경고등 표시 회로(12)의 경고등(11)을 점등한다.

제40도는 상기 슈미트 회로(15)의 구체적인 회로를 도시한 것이다. 차동증폭 회로(21)의 반전 입력 단자에는 건전지(7)의 전압이 분압 저항 회로(22, 23)에 의하여 분압되어 입력된다. 통전 회로(6)의 접점(a)은 차동 증폭 회로(21)의 비반전 입력단자에 접속되어 있다. 반전 입력 단자에 입력되는 전압이 임계치 전압이 된다. 접점(a)의 전위가 저레벨일 때에는 차동 증폭 회로(21)의 추력은 저레벨이 되고, 스위칭 트랜지스터(24)는 비도통이 된다. 이때의 분압 저항 회로(23)의 접점(d)의 전위는 분압 저항 회로(22, 23)의 저항의 각 저항치에 의하여 결정되는 전위이고, 임계치 전압도 어떤 값의 전위가 된다. 또한, 접점(a)의 전위가 고레벨일때에는 차동 증폭 회로(21)의 출력은 고레벨이 되고, 스위칭 트랜지스터(24)가 통과하여 접점(d)이 접지된다. 따라서, 임계치 전압은 상술한 접점(a)이 저레벨일때의 임계치 전압과 다른 값이 된다. 제3도의 타이밍 차트에 도시한 동작이 생기는 임계치 전압은 각 저항치를 조정함으로써 설정된다.

임계치 전압이 고정치로서 설정되어 있는 경우에는 건전지(7)의 전압의 강하가 정상치의 범위라도, 접점(a)의 전위가 저레벨로부터 고레벨로 변화하였을 때, 그 임계치 전압을 넘을 수 없게 되어, 배기 가스 정화 장치가 정상적으로 기능하고 있지 않다고 잘못 진단할 염려가 있으나, 상기 구성의 슈미트 회로의 임계치 전압은 각 저항치와 건전지(7)의 출력 전압에 연동하여 결정되므로, 상기와 같은 잘못 진단의 염려를 회피할 수 있다.

그리고, 스위칭 트랜지스터(9 및 24)는 사이리스터 등의 스위칭 반도체 소자로 할 수도 있다.

상기 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는 제어 수단에 의하여 듀티 제어되는 전기 히터의 양단 전압을 전압 검출 수단이 검출하여, 그 전압의 변화 타이밍과 상기 제어 수단의 상기 전기 히터로의 충전, 비도통의 타이밍이 판정 수단에 의하여 비교 판정되며, 또한 전압 레벨 판정 수단에 의하여 상기에서 전압 검출 수단이 검출하는 전자 레벨과 통전시에 설정되는 소정 전압 및 비통전시에 설정되는 소정 전압이 비교 판정되어 상기 판정 수단 및 상기 전압 레벨 판정 수단의 적어도 한쪽의 판정 신호에 의하여 진단 수단이 장치의 기능 진단을 행하므로, 안전 보장 장치 기능의 충실한 신뢰성이 높은 배기 정화 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 전압 레벨 판정 수단의 기준 전압으로서 전원 전압을 잡아 넣음으로써, 전원 전압의 변동에 연동하는 기준 전압을 설정할 수 있어서, 보다 신뢰성이 높은 배기 정화 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

[실시예 16]

다른 실시예를 제41도 내지 제45도를 참조하여 설명한다.

제41도에는 디젤 엔진의 배기 정화 장치의 전체 구성도를 도시하였다.

디젤엔진(1)의 배기관(2)에는 배기 정화 장치(3)의 하우징(4)이 설치되어 있다. 이러한 하우징(4)은 배기관(2)과 연통되어 있고, 이러한 하우징(4)내를 배기 가스가 통과해 간다. 하우징(4)내에는 필터(5)가 배치되고, 동일한 필터(5)는 세라믹 다공질로 이루어진다. 그리고, 동일한 필터(5)에 의하여 배기 가스중의 미립자가 수집된다. 또한, 하우징(4)내에 있어서 필터(5)의 상류 단부에는 전기 히터(열선)(6)가 배치되어 있다. 이러한 전기 히터(6)의 통전에 의하여 동일한 전기 히터(6)가 발열하여 필터(5)에 수집된 미립자를 점화할 수 있도록 되어 있다.

배기관(2)에 있어서의 하우징(4)의 상류쪽에는 2차 공기 공급용 배관(7)이 분기되고, 2차 공기 공급용 배관(7)의 도중에는 전자 밸브(8)가 배치되어 있다. 이러한 전자 밸브(8)는 통상 운전시에 배기 가스가 오차 공기 공급 경로에 역류하지 않게 하기 위한 것이다. 2차 공기 공급용 배관(7)에 있어서의 전자 밸브(8)의 상류쪽에는 전동식 에어 펌프(9)가 설치되어 있다. 이러한 에어 펌프(9)에는 전동모터가 설비되고, 전동 모터로의 전력 공급에 의하여 에어 펌프(9)가 구동된다. 그리고, 전자 밸브(5)의 밸브가 개방 상태에서 전동식 에어 펌프(9)의 구동에 의하여 에어 클리너(10)를 통하여 공기가 2차 공기 공급용 배관(7)에 흡입되어 배기관(2)내에 공급할 수 있도록 되어 있다.

또한, 전원(11)에는 전기 히터(6)가 접속되고, 전원 회로가 형성되어 있다. 그 전원 라인의 도중에는 반도체 스위치가 접속되고, 전원 회로가 형성되어 있다. 그 전원 라인의 도중에는 반도체 스위칭 소자(npn 바이폴라 트랜지스터)(12)가 배치되어 있다. 그리고, 반도체 스위칭 소자(npn 바이폴라 트랜지스터)(12)를 듀티 제어함으로써 소정의 전력을 전기 히터(6)에 공급할 수 있도록 되어 있다.

또, 전원(11)에는 전동식 에어 펌프(9)의 전동 모터가 접속되고, 전원 회로가 형성되어 있다. 그 전원 라인의 도중에는 반도체 스위칭 소자(npn 바이폴라 트랜지스터)(13)가 배치되어 있다. 그리고, 반도체 스위칭 소자(npn 바이폴라 트랜지스터)(13)를 듀티 제어함으로써 소정의 전력을 전동식 에어 펌프(9)의 전동 모터에 공급할 수 있도록 되어 있다.

전자 제어 유니트(이하, ECU라고 한다)(14)에는 CPU(15)와 차동 증폭기(16)가 설치되어 있다. CPU(15)에는 AD 컨버터(17)를 갖추고 있다.

CPU(15)는 반도체 스위칭 소자(npn 바이폴라 트랜지스터)(12)의 베이스 단자와 접속되어 있다. 마찬가지로, CPU(15)는 반도체 스위칭 소자(npn 바이폴라 트랜지스터)(13)의 베이스 단자와 접속되어 있다. 그리고, CPU(15)는 양반도체 스위칭 소자(12, 13)를 듀티 제어한다.

또한, 전기 히터(6)의 전원 라인의 상류의 접속점(a)은 차동 증폭기(16)의 플러스 입력에 접속되어 있다. 똑같이 전기 히터(6)의 전원 라인의 하류의 접속점(b)은 차동 증폭기(16)의 마이너스 입력에 접속되어 있다. 차동 증폭기(16)의 출력은 AD 컨버터(17)에 접속되어 있다.

또한, 전기 히터(6)의 전원 라인의 하류쪽에는 전류 검출기(18)가 배치되고, 전류 검출기(18)의 출력은 AD 컨버터(17)에 접속되어 있다.

또한, CPU(15)는 EEPROM(19)에 접속되고, 그 사이에서 전달 데이터의 수수가 행하여져서, 전원이 끊겨도 EEPROM(19) 내의 기억은 보존되도록 되어 있다.

CPU(15)에는 스위치(20)가 접속되어 있고, 스위치(20)가 폐쇄된 경우에 CPU(15)는 전기 히터(6)의 초기 저항을 측정하는 모드로 들어간다.

또한, CPU(15)에는 램프(21)가 접속되고, 램프(21)는 히터 이상시에 점등된다.

또한, CPU(15)는 전자 밸브(8)와 접속되어 전자 밸브(8)를 개폐 제어한다.

또한, 배기 정화 장치(3)의 하우징(4)의 상류쪽과 하류쪽에는 각각 압력 센서(22, 23)가 배치되고, 동일한 압력 센서(22, 23)에 의하여 배기 정화 장치(3)의 필터(5)의 상류쪽 압력과 하류쪽 압력이 검출된다. CPU(15)는 동일한 압력 센서(22, 23)로부터의 신호에 의하여 압력을 검지한다.

본 실시예에서는 차동 증폭기(16)와 전류 검출기(18)와 AD 컨버터(17)로 저항치 측정 수단을 구성하고, EEPROM(19)으로 기억 수단을 구성하며, CPU(15)로 초기 저항치 산출 수단, 비교 수단, 이상 검출 수단을 구성하고 있다.

다음에, 이렇게 구성한 디젤엔진의 배기 정화 장치의 작용을 설명한다.

먼저, 전기 히터(6)의 초기 저항을 구하는 처리를 제42도를 사용하여 설명한다.

CPU(15)는 단계 100에서 스위치(20)가 폐쇄되어 있는지를 검출하여, 폐쇄되어 있으면 히터 초기 저항 측정 모드라고 판정한다. 또한, CPU(15)는 스위치(20)가 개방되어 있는 경우에는 이러한 모드를 띄운다. 통상, 이러한 스위치(20)는 신품의 전기 히터(6)를 조립 부착하거나, 다른 히터와 바꾸었을 때에 조작자가 조작하는 것이다.

CPU(15)는 단계 101에서 전기 히터(6)를 소정 전력이 되도록 히터 구동 신호를 반도체 스위칭 소자(12)에 출력한다. CPU(15)는 단계 102에서 전기 히터(6)의 인가 전압으로서 차동 증폭기(16)의 출력을 AD 컨버터(17)에 잡아넣음과 동시에, 전기 히터(6)의 통상 전류로서 전류 검출기(18)의 출력을 AD 컨버터(17)에 잡아 넣는다.

CPU(15)는 단계 103에서 잡아 넣은 전기 히터 인가 및 전압 및 통상 전류를 나눗셈하여 전기 히터 초기 저항치(RO)를 구한다.

그리고, CPU(15)는 단계 104에서, 구한 전기 히터 초기 저항(RO)가 소정 범위내(제조 공차내)이면, 단계 105에서 초기 저항치(RO)를 EEPROM(19)에 보존한다. 또한, CPU(15)는 단계 106에서 전기 히터(6)의 통전 제어를 종료하여 이러한 모드의 처리를 완료한다.

제43도에는 전기 히터(6)의 교환후에 있어서의 CPU(15)가 실행하는 처리(순서도)를 도시하였다.

먼저, CPU(15)는 단계 200에서 디젤 엔진(1)의 운전시에 있어서 압력 센서(22, 23)로부터의 신호에 의하여 배기 정화 장치(3)의 필터(5)의 상류와 하류에서의 압력을 잡아 넣는다.

그리고, CPU(15)는 단계 201에서 배기 정화 장치(3)의 필터(5)에서의 압력 손실을 검출하여 미립자의 수집량을 추정하여, 재생시기의 판정을 행한다. 그리고, 수집량이 일정 이상이고 재생을 행하기에 필요한 조건이 갖추어졌을 때에는 디젤 엔진(1)의 운전 정지시에 재생을 개시한다. CPU(15)는 재생이 개시되면, 단계 202에서 배기가스 역류 방지용 전자 밸브(8)를 열어 2차 공기를 공급하게 한다.

다음에, CPU(15)는 단계 203에서 배기 정화 장치(3)의 재생 제어를 행할 때의 재생 조건을 결정한다. 여기서는 전동식 에어 펌프(9)의 목표 제어 유량이나 전기 히터(6)의 목표 제어전력을 결정한다.

다음에, CPU(15)는 단계 204에서 반도체 스위칭 소자(13)의 듀티 제어로 전동식 에어 펌프(9)를 제어한다. 마찬가지로, 반도체 스위칭 소자(12)의 듀티 제어로 전기 히터(6)의 제어를 행한다. 그리고, 각각의 목표 제어량이 되도록 한다. 즉, 전기 히터(6)의 통전으로 필터(5)에 수집된 미립자가 점화되어, 전동식에서 펌프(9)의 구동에 의하여 2차 공기가 공급되어, 동일한 미립자가 소각되어 필터(5)의 재생이 행하여 진다.

CPU(15)는 단계 205에서 단계 204에 있어서 재생 작업을 일정시간 행하였는지의 여부를 판정하여 일정시기 경과하였으므로 재생 작업이 완료되었다고 간주하여 재생 제어를 종료한다.

이러한 종료를 행하면서 CPU(15)는 제44도의 전기 히터(6)의 이상 검출 루틴을 실행하고 있다.

먼저, CPU(15)는 단계 300에서 전기 히터(6)의 통전이냐의 여부를 판단하여, 전기 히터(6)의 통전이면 단계 301에서 전기 히터(6)의 인가 전압으로서 차동증폭기(16)의 출력을 AD 컨버터(17)에 잡아 넣음과 동시에, 전기 히터(6)의 통전 전류로서 전류 검출기(18)의 출력을 전기 히터(17)에 잡아 넣는다.

CPU(15)는 단계 302에서, 잡아 넣은 전기 히터인가 전압 및 통전 전류를 나눗셈하여 전기히터 저항치(R1)를 구한다. 그리고, CPU(15)는 단계 303에서 그 저항치(R1)와 EEPROM(19)에 기억되어 있는 초기 저항치(RO)를 비교함으로써 저항치(R1)가 초기 저항치(RO)보다 소정치(±α)보다 어긋나고 있으면, 전기 히터(6)가 열화한 것으로 간주하여 단계 304에서 램프(21)를 점등시켜 경고하여 운전자에게 알린다.

이와 같이 본 실시예에서는 디젤 엔진(1)의 배기계(排氣系)에 미립자를 수집하는 필터(5)를 설치하고, 필터(5)의 단부에 전기 히터(6)를 배치하여, 차동 증폭기(16)와 전류 검출기(18)와 AD 컨버터(17)로 전기 히터(6)의 저항치를 측정하는 저항치 측정 수단을 구성하였다. 또, CPU(15)(초기 저항치 산출 수단, 비교수단, 이상 검출 수단)는 저항치 측정 수단을 사용하여 전기 히터(6)의 미사용 상태에서의 저항치를 초기 저항치(RO)로서 산출하여 EEPROM(19)(기억수단)에 기억시켰다. 그리고, CPU(15)는 전기 히터(6)의 사용 개시후에 있어서의 저항치 측정 수단에 의한 전기 히터(6)의 저항치(R1)와, EEPROM(19)에 기억시킨 전기 히터(6)의 초기 저항치(RO)를 비교하여, 그 비교 결과에 의하여 전기 히터(6)의 열화 등의 이상을 검출하도록 하였다.

즉, 제44도의 단계 302에서 측정하고 있는 전기 히터(6)의 저항치(R1)와 제42도에서 측정하고 있는 전기 히터(6)의 초기 저항치(RO)의 측정은 제41도의 차동 증폭기(16)와 전류 검출기(18)와 AD 컨버터(17)로 행하고 있고, 측정 수단이 동일하므로, 측정 수단의 차이에 의한 측정 오차는 없다.

또, 제조 불균일에 의하여 전기 히터(6)의 초기 저항치는 다르나, 전기 히터(6)마다 초기 저항치가 계측되어 EEPROM(19)에 기억되므로, 전기 히터(6)의 제조 불균일에 의한 영향을 없앨 수 있다. 그리고, 본 실시예는 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 전기 히터(6)의 열화 등의 이상을 검출하였을 때에는 상기 실시예의 램프(21)를 점등할 뿐만 아니라, 재생 제어에 들어가지 않도록 제어하여도 좋다. 이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 전기 히터를 신뢰성 좋게 전달할 수 있는 뛰어난 효과를 발휘한다.

[실시예 17]

다른 실시예를 제45 내지 51도를 참조하여 설명한다.

본 실시예는 CPU의 동작 불량 대책을 강구한 실시예이고, 제45도에 도시한 장치 구성은 제19도의 것과 기본적으로 갖는다.

다만, 외부 전원(5)은 상업용 전원(50)으로부터 급전되는 3상 교류 200V를 직류 24V로 전파정류하는 정류 장치(51)를 갖는 정류장치(51)의 고위측 출력단은 마그네트 스위치(52) 및 플러그(53)를 통하여 배기가스 정화 장치의 급전선(54)에 접속되고, 정류 장치(51)의 저위측 출력단은 접지되어 있다.

또, 마그네트 스위치(52)의 출력단의 단자는 전원 표시등(61) 및 보조 저항(62)을 통하여 접지되어 있다.

급전선(54)은 히터(11) 및 블로어 구동 모터(M)의 각 고위단에 급전하고, 히터(11)의 저위단은 릴레이 스위치(56)를 통하여 접지되며, 블로어 구동 모터(M)의 저위단은 릴레이 스위치(55)를 통하여 접지되어 있다.

또한, 급전선(54)의 전압은 저항(R1)과 저항(R2)을 직렬 접속하고 있는 분압회로(58)에서 분압되어 콘트롤러(8)에 출력된다. 콘트롤러(8)는 상술한 바와 같이, A/D 컨버터 내장 마이컴(도시하지 않음)을 구비하고 있고, 입력된 상기 분압은 A/D 컨버터에서 디지탈 신호로 변환되어 마이컴(도시하지 않음)에 입력된다.

다음에, 필터(2)의 재생 필요성의 유무를 조사하는 필터 재생 판별 루틴을 제46도를 참조하여 설명한다.

이러한 필터 재생 판별 루틴은 엔진(20)의 기동과 함께 스타트되어, 단계 100에서 압력 센서(7, 17)가 검출하는 배기 압력(P1, P2)과, 회전수 센서(18)가 검출하는 엔진 회전수(n)를 기억 대응으로 입력하여 미립자 수집량을 구한다.

다음에, 단계 108에서 써치한 미립자 수집량(G)이 소정의 임계치(Gt)를 초과하였는지의 여부를 조사하여, 초과하지 않았으면 단계 100으로 리턴하고, 초과하였으면 단계 111로 진행한다.

단계 111에서는 필터 재생을 지령하는 램프(91)를 점등하고 루틴을 종료한다.

다음에, 필터 재생 실행 루틴을 제47도 내지 제50도를 점등하고 루틴을 종료한다.

본 실시예에서는 필터 재생 실행 루틴은 콘트롤러(8)에 차에 실린 건전지로부터 전원 전압이 인가되면(예컨대, 이그니션 키이스위치를 1단계만 턴하면) 스타트하며, 단계 200으로 진행한다. 그리고, 단계 200으로 진행하기전에 엔진이 정지하고 있는지의 여부를 조사하며, 정지하고 있지 않으면 대기하고, 정지하면 단계 200으로 진행하도록 하여도 좋다.

단계 200에서는 콘트롤러(8)의 각 부가 초기 상태에 리세트된 후, 콘트롤러(8)에 내장된 불휘발 메모리(도시하지 않음)에 기억된 재생 동작(제어 시퀀스)의 진행 단계(이하, 단계라고도 한다)를 단계 표시램프(진행 단계 표시 수단)(92)에 표시한다.

본 실시예에서는 이러한 불휘발 메모리는 2비트의 EEPROM 셀로 이루어지고, 후술하는 바와 같이 00가 재생 완료 상태를, 01이 예열 단계를, 10이 연소 단계를, 11이 냉각 단계를 표시하고 있다.

다음에, 불휘발 메모리가 재생 완료 상태 00인지의 여부를 조사하여(202), 00이 아니면 전번의 재생은 중단이 생긴 것으로 하여 도시하지 않은 재생 중단 램프를 온하여 단계 206으로 진행하고, 00이면 전번의 재생은 완료한 것으로 하여 단계 206으로 직접 진행한다.

단계 206에서는 상기 램프(92) 또는 재생 중단 램프의 표시에 의하여 오퍼레이터가 재생 OR이라고 판단하면 도시하지 않은 기동 스위치를 눌러서 재생의 실행을 지령한다.

다음의 단계 206에서는 전번의 재생 중단이 생겼는지의 여부를 단계 204와 똑같이 불휘발 메모리의 기억 내용이 00인지의 여부를 판정함으로써 재생 완료이면 단계 220으로 진행하고, 재생 중단이면 단계 210으로 진행한다.

단계 210에서는 전번의 재생중단이 외부 전원(5)으로부터 급전선(54)에의 급전이 어떤 원인으로 차단되었는지의(전원 낙하 때문) 여부를 정전 플러그(V)가 1이냐 0이냐로 판정하여, 전원 낙하이면(V가 1이면) 단계 240으로 진행하고, 전원 낙하가 아니면(V가 0이면) 노이즈 낙하로 하여 단계 212로 진행한다. 그리고, 이러한 노이즈 낙하란, 외부로부터 콘트롤러(8) 내에의 전자 노이즈 등의 침입에 의하여 콘트롤러(8)가 초기 상태에 리세트되어 버리는 장해를 의미한다.

단계 212에서는 노이즈 낙하 회수(N)에 1을 더하고, 다음에 노이즈 낙하 회수(N)가 4회에 도달하였는지의 여부를 조사하여(214), N이 4회 미만이면 단계 240으로 진행하여 재생 실행으로 진행하고, N이 4회에 도달하면 어떤 중대한 전자장해가 생긴 것으로 하여 경보 램프(91)를 온하여 이 루틴을 종료한다.

다음에, 상기한 재생 중단이 전원 낙하인지의 여부를 검출하는 동작을 제50도의 서브 루틴을 참조하여 설명한다.

이러한 서브 루틴은 인터럽팅 루팅으로서, 소정 시간경과 마다 정기적으로 실행된다.

먼저, 분압 회로(58)로부터의 입력 전압이 규정 레벨 이상인지의 여부를 조사하여(302), 이상이면 스위치(급전 제어수단)(55, 56)로의 급전은 정상이라고 하여(노이즈 낙하로 하여)메인 루틴으로 리턴하고, 이하이면 전원 낙하로 하여 플러그(V)를 1로 하여, 그것을 콘트롤러(8)에 내장된 불휘발 메모리에 입력하고(304), 단계 306으로 진행한다.

단계 306에서는 차에 실린 건전지의 불필요한 방전을 회피하기 위하여 콘트롤러(8)에의 급전을 제어하는 스위치를 오프하고, 또한 외부 전원(5)으로부터 급전되고 있지 않는데도 이러한 콘트롤러(8)의 제어 시퀀스만이 진행하지 않도록, 이 루틴 전체를 종료한다. 이에 의하여 불휘발 메모리의 플러그(V)에 의하며 전압 낙하이냐 노이즈 낙하이냐를 판별할 수 있다.

한편, 단계 208에서 재생 완료라고 판정된 경우에는, 이하의 연소 제어 서브 루틴(제어 시퀀스)를 실행한다.

먼저, 단계(진행 단계)을 기억하는 불휘발 메모리에 단계 01(예열단계)를 입력하고(220), 다음에, 후술하는 예열서브 루틴(222)을 실행한다. 이러한 예열 서브 루틴(222)의 종료후, 상기 불휘발 메모리에 단계 10(연소 단계)은 입력하고(224), 다음에 후술하는 점화, 연소 서브 루틴(226)을 실행한다. 이 점화, 연소 예열 서브 루틴(226)의 종료후, 상기 불휘발 메모리에 단계11(냉각 단계)을 입력하고(228), 다음에 후술하는 냉각 서브 루틴(230)을 실행하며, 상기 불휘발 메모리에 단계 00(재생 완료 단계)를 입력하고(232), 콘트롤러 전원을 오프하며(233), 루틴을 종료한다.

상기한 예열 서브 루틴은 블로어(13)를 기동한 후, 시간(Ta)(여기서는 1분)이 경과하면 히터(11)로의 예열 전력의 통전을 시간(Tb)만큼 실행하는 것이다.

상술한 점화, 연소 서브 루틴은 상기 예열 전력 통전 종료후, 히터(11)에 더 큰 점화 전력을 시간(Td)만큼 통전하고, 그후, 더 작은 연소 지속 전력(Te)을 히터(11)에 시간(Td)만큼 통전하는 것이다.

상술한 냉각 서브 루틴은 시간(Td) 경과후, 히터(11)로의 통전을 차단하고, 다음에 시간(Te)이 경과하면 블로어(13)로의 통전을 차단하는 것이다.

다음에, 재생 중단 발생시의 재생 동작에 대하여 제49도를 참조하여 설명한다.

먼저, 단계 240에서는 재생 중단 단계를 기억하는 불휘발 메모리의 단계 기억 내용으로부터 예열시 01에 중단이 생겼는지의 여부를 조사하여(S240), 예열시 01에 중단이 생긴 경우에는 중단후 5분이상 경과하였는지의 여부를 조사하여(S249), 5분이상 경과하지 않았으면 전원이 회복되었는지의 여부를 조사하여(S250), 회복되지 않았으면 단계 249로 리턴한다. 그리고, 5분이내에 전원이 복귀 되었으면 플러그(V)를 0에 리세트하고(S251), 단계 222로 진행하여 예열을 재개한다. 또, 5분이내에 전원이 회복되지 않은 경우에는 경보 램프(91)를 점등하여 다시 재생을 오퍼레이터에 재촉하고(S216), 루틴을 종료한다.

한편, 단계 240에서 재생 중단이 생기지 않으면, 점화, 연소시 10에 중단이 생겼는지의 여부를 조사하여(S242), 중단이 생긴 경우에는 중단후 5분이상 경과하였는지의 여부를 조사하고(S252), 4분 이상 경과하지 않았으면 전원이 회복되었는지의 여부를 조사하여(S253), 회복되지 않았으면 단계 255로 리턴한다. 그리고, 5분이내에 전원이 복귀되었으면 플러그(V)를 0에 리세트하고(S254), 단계 226으로 진행하여 점화, 연소를 재개한다. 또, 5분이내에 전원이 회복되지 않은 경우에는 경보 램프(91)를 점등하여 다시 재생을 오퍼레이터에 재촉하고(S216), 루틴을 종료한다.

한편, 단계 242에서 점화, 연소시의 중단이 아니면, 송풍에 의한 냉각시 11에 중단이 생긴 것으로 하여 중단후 5분 이상 경과하였는지의 여부를 조사하고(S255), 5분이상 경과하지 않았으면 전원이 회복되었는지의 여부를 조사하며(S256), 회복되어 있지 않으면 단계 255로 리턴한다. 그리고, 5분 이내에 전원이 복귀되었으면 플러그(V)를 0에 리세트하고(S258), 단계 230으로 진행하여 냉각을 재개한다. 또, 5분이내에 전원이 회복되지 않은 경우에는 필터(2)가 고온도이고 엔진 재시동은 필터(2)의 냉각에 좋지 않다고 하여, 스타터(도시하지 않음)를 30분간 시동 금지로 한다(S257).

[변형 양태]

그리고, 상기 실시예에서는 점화, 연소 동작시의 재생 중단에 있어서, 5분 이내에 전원 회복된 경우에는 그후의 처리 동작은 같게하였으나, 점화, 연소 서브 루틴(226)을 예컨대 5단계로 분할하여 각각 단계를 입력하고, 5분 이내에 전원 회복된 경우에는 불휘발 메모리에 기억된 점화, 연소 동작의 도중 단계 또는 21 단계 전부터 점화, 연소 동작을 재개하여도 좋다. 다만, 이 경우에는 전체적으로 8단계가 되므로, 단계를 기억하는 불휘발 메모리는 3비트 필요하게 된다. 물론 더 많은 비트의 불휘발 메모리에 의하여 재생 동작을 많은 단계로 세분할 수도 있다.

제어 수단은 전열 수단 및 상기 급기 수단에의 급전을 제어하는 급전 제어수단을 소정의 제어 시퀀스에 의하여 제어하여 필터를 재생한다.

특히, 본 실시예에서는 제어 수단은 불휘발 메모리 및 표시 수단을 가지며, 불휘발 메모리는 재생중에 필터 재생중인 것을 표시하는 재생 중 표시 신호가 입력되고, 재생 종료시에 상기 재생중 표시 신호가 소거된다. 또, 표시 수단은 적어도 재생 개시시에 불휘발 메모리의 기억 정보 또는 기억 정보에 의거한 정보를 경보한다.

이렇게하면, 재생중(제어 시퀀스 진행중)에 재생 중단이 생긴 경우, 그 후의 재생 개시(제어 시퀀스의 개시)시에 재생중 표시 신호가 표시되므로, 오퍼레이터로 전에 재생이 중단하였다는 것을 인식하고 대처할 수 있다.

또, 본 실시예에 의하면, 제어 수단은 재생 개시시에 불휘발 메모리가 재생중 표시 신호를 이미 기억하고 있는 경우에도 재생의 중단이 생겼다고 판정한다.

이렇게 하면, 제어 수단은 적어도 재생 개시에 있어서 전번의 재생 중단의 유무를 인식할 수 있으므로, 예컨대 그후의 재생 개시의 적부 등을 판단하여 그것에 따라 재생 개시 또는 재생 금지 또는 특별한 제어 시퀀스에서의 재생 개시의 선택을 행하는 등의 조치를 취할 수 있다.

또, 본 실시예에 의하면, 불휘발 메모리는 재생중 표시 신호로서 제어 시퀀스의 진행 단계를 차례로 기억한다.

이렇게 하면, 오퍼레이터는 재생 개시시에 진행 단계가 도중 단계이면, 재생 중단이 생긴 것으로 인식할 수 있고, 더욱이 어느 진행 단계에서 재생 중단이 생겼는지도 인식할 수 있어서, 그 정보에 의하여, 예컨대 재생 개시 또는 재생금지 또는 특별한 제어 시퀀스에서의 재생 개시의 선택을 행할 수 있다.

또한, 본 실시예에 의하면, 급전 제어 수단은 외부전원으로부터 급전되고, 제어 수단은 차에 실린 건전지로부터 급전된다. 그리고, 제어 수단은 급전 제어수단에의 급전 정지를 검출함과 동시에, 급전 정지 검출시에 급전 제어 시퀀스의 진행을 중단한다.

이렇게하면, 외부 전원으로부터의 급전 정지에 의하여 실제로는 재생이 중단되어 있음에도 불구하고, 차에 실린 건전지 등으로부터 급전되는 제어수단이 그대로 제어 시퀀스를 진행하여 버리는 불편을 방지할 수 있다.

[실시예 18]

다른 실시예를 제51도를 참조하여 설명한다.

이러한 순서도는 콘트롤러(8)가 외부 전원(5)으로부터 급전되어 있는 경우의 실시예로서, 제47도의 순서도에 있어서 단계 210 내지 216을 생략한 것이다.

또한, 이러한 경우에는 단계 248에서 플러그(V)를 0에 리세트하는 동작 및 제50도의 루틴은 생략되고, 노이즈 낙하와 전원 낙하의 처리는 같은 것으로 된다.