JPH0648097Y2 - 排出ガス後処理装置用電源回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、排気中のパティキュレートをパティキュレー
トトラップにより捕集した上で、これをヒータにより焼
却して再生処理を行なう排出ガス後処理装置に接続され
る電源回路に関する。

（従来の技術） ディーゼルエンジンの排気中よりパティキュレートをを
捕獲し、排気の浄化を行なう排出ガス後処理装置が知ら
れている。この排出ガス後処理装置は、例えば、第７図
に示すように構成されている。

ディーゼルエンジン１の排気路２は排気管３と、その途
中に装着されるサブマフラ４と、排気路２より切り換え
弁５を介して延出するバイパス路６の分岐口と、排気管
３に連通させると共にエアポンプ７よりエアの排気路２
中に導入するエア導入管８の合流口と、エア導入管８の
下流側でパティキュレートトラップ９を収容したキャニ
ング容器10及び排気口11とにより構成されている。

切り換え弁５はエアシリンダからなるアクチュエータ12
により開閉され、アクチュエータ12は図示しないエアタ
ンクからの高圧エアを電磁弁13のオン時に供給されて弁
５を定常位置P0より作動位置P1に切り換えられる。同じ
く、エア導入管８には開閉弁14が設けられる。この弁14
は、エアシリンダからなるアクチュエータ15により操作
され、このアクチュエータ15は図示しないエア源からの
高圧エアを電磁弁16のオン時に供給されて弁14を閉位置
P2より開位置P3に切り換えられる。

キャニング容器10内には通気性のある熱遮断部材17及び
ヒータ18がパティキュレートトラップ９の上昇側に配設
される。ヒータ18にはスイッチ19を介してバッテリ20が
接続され、同バッテリ20はオルタネータ21により充電さ
れる。

ところで、同上装置は図示しないコントローラを備え、
このコントローラは図示しない圧力センサからの圧力情
報に基づき、パティキュレートトラップ９上のパティキ
ュレートの堆積量を検知し、その量が所定値を上回る
と、各電磁弁13,16を操作し、切り換え弁５を作動位置P
1に、開閉弁14を開位置P3に切り換える。そして、スイ
ッチ19をオンし、ヒータ18を所定時間駆動し、同時にエ
アポンプ７を駆動してパティキュレートトラップ上のパ
ティキュレートを焼却し、パティキュレートトラップ９
の再生処理を行なっている。

このような装置に対して、パティキュレートを加熱する
ヒータ18に車外電源より加熱着火用の駆動電流を供給す
るような構成を取ることが提案されている。

この内特に、複数の車両の各車載側配線は、車外側配線
を介して単一の車外側再生ユニット上の複数のジョイン
トに一つ一つに各々接続されるという構成を取ることが
できる。このような場合、単一の車外側再生ユニットを
用いて、車庫入りした複数の路線バスの各パティキュレ
ートトラップの再生処理を順次行なうことが出来る。

（考案が解決しようとする課題） しかし、車外側電源に接続されている車外側再生ユニッ
ト上の複数のジョイントに対して複数台の車両の各車載
側配線を接続したとしても、これらに同時にヒータ駆動
用の電力供給をすることは出来ない。即ち、第２図に示
したように、各車両の排出ガス後処理装置が再生に要す
る消費電流は、大電流となるヒータ駆動電流I₁と、比較
的少電流となるポンプ駆動電流I₂分の合計値と成る。こ
のうちヒータ駆動電流I₁は比較的短いヒータ駆動時間T
p、ポンプ駆動電流I₂は比較的長いポンプ駆動時間Tbだ
け供給される。

このため、大電流となるヒータ駆動電流I₁を複数台の車
両に同時に流すことは車外側電源の容量を上回り、実施
不可能となることが多かった。

このため、従来は比較的長いポンプ駆動時間Tbずつ各車
両の排出ガス後処理装置に再生処理用の電力を順次供給
し、順次再生処理を行なっていた。

このため、従来装置の場合、複数車両の排出ガス後処理
装置を全部再生処理するには、ポンプ駆動時間Tbの車両
台数倍だけの再生処理時間を要してしまい、再生処理作
業時間の短縮を図ることが望まれていた。

本考案の目的は、複数車両の排出ガス後処理装置を全て
再生処理するのに要する時間を比較的低減出来る排出ガ
ス後処理装置用電源回路を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために、本考案は内燃機関の排気
路中のパティキュレートをパティキュレートトラップに
より捕獲し、同パティキュレートトラップの流入端に配
設されるヒータにより上記パティキュレートを焼却して
再生処理を行なう排出ガス後処理装置に接続され、か
つ、車外側の電源より上記ヒータに駆動電流を供給する
よう構成され、特に、上記車外側の電源は配電制御手段
を介して複数の車両の各ヒータに接続され、上記配電制
御手段は、上記複数の車両の各ヒータに対して、駆動電
流を所定のヒータ駆動時間幅ずつずらせて連続して供給
することを特徴とする。

（作用） 配電制御手段が車外側の電源より電力供給を受け、これ
に接続されている複数の車両の各ヒータに対して、駆動
電流を所定のヒータ駆動時間幅ずつずらせて連続して供
給できる。

（実施例） 第１図には排出ガス後処理装置及び同装置用電源回路の
要部を成す車外側再生ユニットＵを示した。なお、第１
図には路線バスが車庫入りして、車外側再生ユニットＵ
を車両側に接続した状態が示されている。

ここでの路線バスは１日当りの走行距離がほぼ明確で、
比較的短距離に限られており、しかも、夜間には必ず、
車庫に戻ってくるものである。

第４図に示すように、このようなバスのディーゼルエン
ジン22の排気路23は排気管24と、排気路23に連通すると
共にエアポンプ25よりのエアを排気路23中に導入するエ
ア導入管26の開口部と、エア導入管26の開口部の下流側
でパティキュレートトラップ27を収容したキャニング容
器28及び排気口29とにより構成されている。

ここで、エア導入管26の合流口は排気路23との合流部を
形成しており、その上流側に常開の第１電磁弁301によ
り操作されるエキブレ弁30が配設され、エア導入管26の
途中には常閉の第２電磁弁31がそれぞれ配設されてい
る。ここで、両電磁弁301,31には駆動回路32,33が接続
される。両駆動回路32,33はメインスイッチ51より切り
換え指令信号の入力を受けると切り換え用のオン信号を
出力し、再度メインスイッチ51が押圧操作されると両駆
動回路32,33の出力をオフに切り換えるように構成され
ている。

パティキュレートトラップ27を収容したキャニング容器
28は、ステンレス製であり、筒部281とその流入端及び
流出端の各ラッパ状の連結部282,283とにより形成され
る。筒部281の中央にはハニカム構造を成すセラミック
材からなるパティキュレートトラップ27が収容され、そ
の流入端側には通気性のある熱遮断部材41及びヒータ42
が配設されている。

ここでのパティキュレートトラップ27の容量は次のよう
に決定されている。即ち、路線バスが１日に必要な距離
を走行しても、この間にパティキュレートトラップの再
生処理をしないで走れる程度のパティキュレートの捕獲
容量を持つものが採用されている。

熱遮断部材41はセラミック細線を無秩序な状態で折り曲
げて重ね合わせ嵩高な状態にまとめたもので、十分な通
気性を持ち、しかも、ヒータの熱を連結部282側に逃さ
ないように働く。

ヒータ42は折り曲げたリボン状のヒータ用線材で形成さ
れ、その端子は車載側配線43、ヒータスイッチ34及び車
載側ジョイント44へと接続されている。同じく、エアポ
ンプ25のモータ36はモータスイッチ35を介して車載側ジ
ョイント44に接続されている。

両スイッチ34,35にはこれらに励磁電流を出力するヒー
タタイマ37、モータタイマ38がそれぞれ接続され、両タ
イマ37,38にはこれらにセット信号を発するタイマ操作
手段39が接続されている。このタイマ操作手段39は電圧
検出器により構成されている。即ち、車載側ジョイント
44位置の電圧値を検出し、これが設定値を上回るとオン
出力であるセット信号を各タイマ37,38に出力するよう
に構成されている。

なお、駆動回路32,33、両スイッチ34,35、両タイマ37,3
8、は車載のコントローラ40内に収容されている。

車載側ジョイント44には適時に車外側ジョイント45が接
続されるよう構成されている。

車外側再生ユニットＵは、第１図に示すように、ここで
は搬送台50上に取付られ、自由に適所に移動出来るよう
構成されている。この車外側再生ユニットＵは第４図に
示すように、その基枠の一部の５つのケーブル接続端子
55を取付けている。各端子はケーブル56を介して各車両
の車載側ジョイント44に接続される。

更に、車外側再生ユニットＵの入力端子57にはケーブル
53を介して図示しない交流電源が接続されている。

車外側再生ユニットＵ内には、配電制御手段としてのコ
ントローラ46と、これに接続される整流回路47と、メイ
ンスイッチ60と、同スイッチを通過する電流値を検出す
る電流検出器61と、各ケーブル接続端子55と入力端子57
との間に配設されるスイッチ58,59,60,61,62とが配設さ
れている。

更に、各スイッチにはこれをオンするための励磁電流を
与えるコントローラ46がそれぞれ接続されている。

コントローラ46は制御部461と、その入力出力回路462と
スイッチ駆動回路463とで構成されている。

ここで、コントローラ46の制御部461には第５図に示す
ような制御プログラムが書き込まれており、以下、この
制御プログラムに沿って装置の作動を説明する。

まず、複数台の車両が車庫入りし、エンジンがそれぞれ
停止されると、作業者は各路線バスの車載側ジョイント
44に車外側再生ユニットＵより伸びるケーブル56の先端
の車外側ジョイント45をそれぞれ接続する。そして、各
車両のメインスイッチ51をそれぞれオンし、各車両の電
磁弁301,31をオンし、排気路23を閉じ、エア導入管26を
開放する。その上で車外側再生ユニットＵのメインスイ
ッチ60をオンする。

この場合、コントローラの制御部461は、メインスイッ
チ51のオン信号の入力により、第３図に示す経時パター
ンに沿って出力を発することとなる。

即ち、メインスイッチ51がオンされると、まず、コント
ローラは電流供給するためのケーブル接続端子55の端子
番号Ｎをクリアする。

そして、電流検出器61の出力に基づきＮ端子電流値を求
める。そして、電流値が規定値Ｉαと比較され、電流値
が規定値Ｉα以下ではステップa3に進み、上回っている
とステップa2に戻る。

ここで、規定値Ｉαは第３図に示すように、１番目の車
両のヒータ駆動電流I₁とポンプ駆動電流I₂とを加算した
値より所要量小さく設定される。

ステップa3では現端子番号Ｎに１を加算しＮ＋１を新た
な端子番号Ｎに書き換える。そして、端子番号Ｎの該当
端子のスイッチ58〜62をオンすべく励磁電流を出力す
る。

これにより、端子番号Ｎの端子に接続されている車両に
電力の供給がなされる。

そして、ステップa5では現端子番号Ｎが５番端子より小
さいか否か判定し、YESではステップa2に戻り、ON、即
ち、現端子番号Ｎが５番端子となると制御を終了をす
る。

ところで、１番目の車両において、最初のステップa4
で、タイマ操作手段39がヒータタイマ37、モータタイマ
38にオン出力を発することにより、両タイマはセットさ
れる。そして、ヒータタイマ37がヒータ駆動時間Tpだけ
ヒータスイッチ34をオンし、ポンプタイマ38がポンプ駆
動時間Tbだけポンプスイッチ35をオンし、これによりエ
アポンプ25、ヒータ42が共に駆動する。この場合、５分
（ヒータ駆動時間Tp）が経過する間にパティキュレート
トラップ27上のパティキュレートの内、流入端側が加熱
により着火され、焼却が開始される。

１番目の車両において、５分の経過後には、エアポンプ
25のみが駆動し、エアがエア導入管26,を介してパティ
キュレートトラップ27側に供給される。そして約15分が
経過する間にパティキュレートトラップ上のパティキュ
レートは順次流入端側より流出端側に向けて焼却され
る。更に、約15分が経過した後にはエアポンプ25も絶た
れ、パティキュレートトラップ27の全域の再生処理が完
了する。

このため、ヒータ駆動時間Tpの間は電流検出器61の出力
が規定値Ｉαを上回っており、この間におけるステップ
a2の判定はYESとなる。そして、ヒータ駆動時間Tpが経
過した時点でステップa3〜a5の処理がなされ、端子番号
Ｎが１つ繰り上がり、次の端子番号Ｎ＋１の端子側に接
続された車両に出力電流が供給される。

これにより、第２番目の車両の再生処理が１番目の車両
と同様に行なわれる。この場合、第２番目の車両のヒー
タ駆動時間Tpは１番目の車両のポンプ駆動時間Tbと重な
るが、その間の合計の消費電力は車外側再生ユニットＵ
の接続されている交流電源の許容電力供給量内に収まる
ように設定されている。

同様にこの後、続いて３番,4番,5番目の各車両の再生処
理がおこなわれ、この間における消費電力は全て車外側
再生ユニットＵの接続されている交流電源の許容電力供
給量内に収まるように設定されている。

そして、５番目の車両の再生処理のための指令出力を発
した後、ステップa5においてNO側に進み、制御を完了す
る。

このように、第１図の装置は路線バスが１日の走行を完
了した時点で、車庫に戻った車両に対してジョイント45
を介して車外側再生ユニットＵを接続し、各車両のメイ
ンスイッチ51及び車外側再生ユニットＵのメインスイッ
チ60をオンさせ、これにより容易に複数車両の各パティ
キュレートトラップの再生処理を連続して行なうことが
出来る。特に、この排出ガス後処理装置用電源回路は、
複数台の車両の再生処理をする場合に、ヒータ駆動時間
Tpを車両台数倍しただけの時間とこれに（ポンプ駆動時
間Tb）−（ヒータ駆動時間Tp）を加算した１再生時間Tt
で済み、再生処理時間を従来より短縮出来る。

上述の処において、車外側再生ユニットＵは交流電源に
接続されていたが、これにかえて、第６図に示すように
バッテリ62を電源として使用してもよい。

このような構成を取った場合、一旦搬送台50上のバッテ
リ62を充電すれば、ケーブル53,56の長さに関係無く車
外側再生ユニットＵを移動させることが出来、移動操作
性が向上る。特に、車両を交流電源の供給位置の近くに
移動出来ないような場合、この車外側再生ユニットＵを
容易に搬送出来、容易にパティキュレートトラップの再
生処理を実施できる。

（考案の効果） 以上のように、本考案は、配電制御手段が複数の車両の
各ヒータに対して、駆動電流を所定のヒータ駆動時間幅
ずつずらせて連続して供給できるので、消費電流が過度
に増加することなく、しかも、比較的短時間に複数車両
の再生処理を完了させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例としての排出ガス後処理装置
用電源回路を備えた路線バスの要部透視概略斜視図、第
２図は同上回路により行なわれる再生処理時のヒータ等
の消費電力特性線図、第３図は同上回路により行なわれ
る複数台の車両の再生処理時のヒータ等の消費電力特性
線図、第４図は第１図の電源回路のブロック図、第５図
は第１図の電源回路の行なう配電制御ルーチンのフロー
チャート、第６図は本考案の他の実施例としての排出ガ
ス後処理装置用電源回路の概略斜視図、第７図は従来装
置の概略図である。 22……エンジン、23……排気路、27……パティキュレー
トトラップ、28……キャニング容器、42……ヒータ、45
……車載側ジョイント、46……コントローラ、53,56…
…ケーブル、Ｕ……車外側再生ユニット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 武田 信章 東京都港区芝５丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭63−19022（ＪＰ，Ｕ) 実公 平５−15528（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の排気路中のパティキュレートを
   パティキュレートトラップにより捕獲し、同パティキュ
   レートトラップの流入端に配設されるヒータにより上記
   パティキュレートを焼却して再生処理を行なう排出ガス
   後処理装置に接続され、かつ、車外側の電源より上記ヒ
   ータに駆動電流を供給する排出ガス後処理装置用電源回
   路において、上記車外側の電源は配電制御手段を介して
   複数の車両の各ヒータに接続され、上記配電制御手段
   は、上記複数の車両の各ヒータに対して、駆動電流を所
   定のヒータ駆動時間幅ずつずらせて連続して供給するこ
   とを特徴とした排出ガス後処理装置用電源回路。