JPH09309329A - 自動車用空気浄化装置及び吸着剤の再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸着剤の再生を適切なタイミングで行い得る
自動車用空気浄化装置及び吸着剤の再生方法を提供す
る。 【解決手段】 活性炭フィルタ３２を通過する前の空気
の汚染度を上流臭いセンサ４６にて検出し、また、通過
後の汚染度を下流臭いセンサ４８にて検出し、通過前後
の汚染度を比較することにより、活性炭フィルタ３２の
除去能力を監視する。ここで、吸着能力が低下し、活性
炭フィルタ３２の前後での汚染度の差が小さくなった際
に、被吸着物質の脱離を開始する。このため、実際に活
性炭フィルタ３２の吸着能力が低下した際に、再生動作
を開始することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸着剤を再生しな
がら用いて車内の空気を浄化する自動車用空気浄化装
置、及び、該吸着剤の再生方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】活性炭等をカートリッジ内に収容し、車
内の空気を該カートリッジへ圧送することで、空気を浄
化する自動車用空気浄化装置が実用化されている。ここ
で、自動車用の空気浄化装置においては、活性炭等の吸
着剤は使い捨て式のものが用いられていた。このため、
吸着剤を高頻度で交換することが必要となり不経済であ
る他、交換時期が遅れると適切に空気を浄化し得なかっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本出願人は、他の車両
等から排出されたＮＯ_X を活性炭から成る吸着剤を用い
て吸着させることで、車内の空気を浄化する浄化装置
を、特願平７−３５０６０６号にて提案している。この
発明では、活性炭を加熱することで、吸着されたＮＯ_X
を脱離し、当該活性炭を再利用できるようにしている。

【０００４】ここで、活性炭の再生は、どのようなタイ
ミングで行うかが問題となった。本発明者は、浄化装置
を稼働時間を積算し、積算した値が所定値に達した時点
で再生動作を行う方法について検討した。しかしなが
ら、自動車用の浄化装置は、使用環境により活性炭への
ＮＯ_X の吸着の度合いが異なり、例えば、大気の汚染度
の高い工業地帯を主として走行する車両と、空気の汚染
度の低い郊外を走行する車とでは、同一の稼働時間でも
活性炭のＮＯ_X 吸着量が異なるため、積算時間は再生開
始の指標とは成りえない。更に、活性炭は、再生を繰り
返すことにより特性が変化する。即ち、再生を行う度
に、ＮＯ_X の吸着性能が徐々に低下するため、再生を開
始するインターバルを一定にすることができない。この
再生毎の吸着性能の低下に合わせて、次回の再生までの
インターバルを短くして行く方法も考え得るが、この低
下率は、種々の要素により変化するため、一義的にイン
ターバルを短くするのみでは、対応し得ないことが判明
した。

【０００５】更に、再生を行う際に、どのようなタイミ
ングで再生完了とするかも問題となった。即ち、活性炭
は、再生を繰り返す毎に特性が変化するため、加熱時間
を一定に保つと、再生の完了した活性炭に対して更に加
熱を続けることとなったり、反対に、再生の終了してい
ない活性炭に対して加熱を打ち切ってしまうこととなる
ことが予測された。

【０００６】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、吸着剤
の再生を適切なタイミングで行い得る自動車用空気浄化
装置及び吸着剤の再生方法を提供することにある。

【０００７】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、吸着剤
の再生を適切なタイミングで完了し得る自動車用空気浄
化装置の吸着剤の再生方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の空気の浄化を行う自動車用空気浄化装置
は、空気浄化用の吸着剤と、該吸着剤を通過する前の空
気の汚染度を検出する上流検出手段と、該吸着剤を通過
した後の空気の汚染度を検出する下流検出手段と、前記
上流検出手段及び下流検出手段により検出された吸着剤
の通過前と通過後の汚染度を比較し、比較結果に基づき
該吸着剤から被吸着物質の脱離を開始する脱離手段と、
を有することを技術的特徴とする。

【０００９】請求項２は、請求項１において、前記脱離
手段が、吸着剤の通過前と通過後の汚染度を比較し、汚
染度の差又は比が所定値よりも小さいときに、該吸着剤
から被吸着物質の脱離を開始することを技術的特徴とす
る。

【００１０】請求項３は、請求項１又は２において、前
記上流検出手段と前記下流検出手段とが、１つのセンサ
を共用して汚染度を検出することを技術的特徴とする。

【００１１】請求項４は、空気浄化用の吸着剤を再生し
ながら用いて空気の浄化を行う自動車用空気浄化装置の
吸着剤の再生方法であって、該吸着剤を通過する前の空
気の汚染度を検出するステップと、該吸着剤を通過した
後の空気の汚染度を検出するステップと、前記吸着剤を
通過する前と後の空気の汚染度を比較し、汚染度の差又
は比が所定値よりも小さいときに再生を開始するステッ
プとからなることを技術的特徴とする。

【００１２】請求項５は、空気浄化用の吸着剤を再生し
ながら用いて空気の浄化を行う自動車用空気浄化装置の
吸着剤の再生方法であって、該吸着剤の再生において、
該吸着剤を通過する前の空気の汚染度を検出するステッ
プと、該吸着剤の再生において、吸着剤を通過した後の
空気の汚染度を検出するステップと、吸着剤を通過する
前と後の空気の汚染度を比較し、比較結果に基づき吸着
剤の再生を終了するステップとからなることを技術的特
徴とする。

【００１３】請求項６は、請求項５において、前記吸着
剤の再生を終了するステップでは、吸着剤を通過する前
と後の空気の汚染度を比較し、汚染度の差又は比が所定
値よりも大きくなったときに吸着剤の再生を終了するこ
とを技術的特徴とする。

【００１４】

【作用】請求項１の発明では、上流検出手段が該吸着剤
を通過する前の空気の汚染度を検出し、下流検出手段が
吸着剤を通過した後の空気の汚染度を検出する。そし
て、脱離手段が、上流検出手段及び下流検出手段により
検出された吸着剤の通過前と後の汚染度を比較し、比較
結果に基づき被吸着物質の脱離を開始する。

【００１５】請求項２の発明では、脱離手段が、上流検
出手段及び下流検出手段により検出された吸着剤の通過
前と通過後の汚染度を比較し、吸着剤の吸着能力が低下
し、吸着剤の前後での汚染度の差又は比が小さくなった
際に、被吸着物質の脱離を開始する。このため、実際に
吸着剤の吸着能力が低下した際に、吸着剤の再生を開始
することができる。

【００１６】ここで、汚染度を測定するセンサは、それ
ぞれ出力特性が異なり、同一の汚染度を２つのセンサで
測定すると、異なる値を検出することとなる。従って、
上流検出手段と下流検出手段とで、別々のセンサを用い
た際には、正確に測定を行うことが困難である。これに
対して、請求項３の発明では、上流検出手段と下流検出
手段とが、１つのセンサを共用して汚染度を検出するた
め、正確に汚染度を検出することができる。

【００１７】請求項４の発明では、吸着剤を通過する前
と後の空気の汚染度を比較し、吸着剤の吸着能力が低下
し、吸着剤の前後での汚染度の差又は比が小さくなった
際に、被吸着物質の脱離を開始する。このため、実際に
吸着剤の吸着能力が低下した際に、吸着剤の再生を開始
することができる。

【００１８】請求項５の発明では、吸着剤の再生時にお
いて、吸着剤を通過する前と後の空気の汚染度を比較
し、この比較結果に基づき吸着剤の再生完了とする。こ
のため、実際に吸着剤の吸着能力が回復した際に、吸着
剤の再生を完了することができる。

【００１９】請求項６の発明では、吸着剤の再生時にお
いて、吸着剤を通過する前と後の空気の汚染度を比較
し、吸着剤の吸着能力が回復し、吸着剤の前後での汚染
度の差又は比が大きくなった際に、被吸着物質の脱離を
完了する。このため、実際に吸着剤の吸着能力が回復し
た際に、吸着剤の再生を完了することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施態
様について図を参照して説明する。図１は、本発明の第
１実施態様に係る自動車用空気浄化装置１０の構成を示
している。空気浄化装置１０は、車両のトランクルーム
（図示せず）内に収容され、筐体２０の上部に形成され
た吸入口２２及び吹き出し口２４が、車室内側に開口す
るように配設される。即ち、該吸入口２２から取り入れ
た車内の空気を、活性炭フィルタ３２及びＣＯ酸化フィ
ルタ３４にて浄化して、吹き出し口２４から車内に放出
するように構成されている。該吹き出し口２４の下方に
は、活性炭フィルタ３２の再生時に、該活性炭フィルタ
３２から脱離されたＮＯ_X 等をトランクルーム側に排出
するための排気口２６が形成されている。即ち、トラン
クルームは、車内の空気を車外へ逃がし、換気を行うた
めに負圧が加わるように形成されているため、排気口を
該トランクルームヘ連通することにより、排気を該トラ
ンクルームを介して車外に排出するように構成されてい
る。

【００２１】空気浄化装置１０では、空気の浄化中にお
いて、活性炭フィルタ３２及びＣＯ酸化フィルタ３４に
て浄化された空気は、排気切換孔２８を介して吹き出し
口２４から放出される。他方、活性炭フィルタ３２の再
生中は、該排気切換孔２８が排気切換弁３０にて閉じら
れることにより、活性炭フィルタ３２から分離されたＮ
Ｏ_X 等は、排気口２６からトランクルームへ排出され
る。

【００２２】上記吸入口２２の下方には、空気を圧送す
るファン４０と、該ファン４０を回動するモータ４２と
が配設されている。一方、活性炭フィルタ３２の近傍に
は、該活性炭フィルタ３２に紫外線を照射するメタルハ
ライドランプ３６が配設されている。そして、該活性炭
フィルタ３２には、温度センサ３８が取り付けられてい
る。そして、該活性炭フィルタ３２の上流側には、ＣＯ
濃度を検出するためのＣＯセンサ４４と、煙草の臭い、
ＮＯ_X 等を検出するための上流臭いセンサ４６とが配設
され、また、活性炭フィルタ３２の下流側には、下流臭
いセンサ４８が配設されている。即ち、上流臭いセンサ
４６にて、活性炭フィルタ３２通過前の空気中の煙草等
の臭いを検出し、下流臭いセンサ４８にて、活性炭フィ
ルタ３２通過後の臭いを検出するように構成されてい
る。該上流臭いセンサ４６及び下流臭いセンサ４８とし
ては、例えば、多孔質の半導体表面上に吸着されたガス
の酸化反応速度を検出するｎ型半導体式ガスセンサを用
いることができる。

【００２３】該モータ４２は、モータ制御回路５２から
のＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ ＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏ
ｎ）信号によって速度制御されるようになっている。ま
た、メタルハライドランプ３６は、安定器５０により電
圧が印加され、消・点灯及び照度調整が成されるように
なっている。このモータ制御回路５２及び安定器５０
は、制御装置６０にて制御されるように構成されてい
る。該制御装置６０は、上流臭いセンサ４６、下流臭い
センサ４８からの信号により、モータ４２の回転速度、
メタルハライドランプ３６の照度、及び、排気切換弁３
０を制御する。

【００２４】この吸着フィルタ３２は、金属製のフィル
タに、ＮＯ_X 等の臭気成分を吸着させるための活性炭
と、活性炭では吸着し難いアルデヒド類、アンモニア等
を酸化・分解するＴｉＯ₂ から成る光触媒とから構成さ
れる吸着剤が担持されている。該光触媒は、メタルハラ
イドランプ３６からの紫外線により活性化されて、活性
炭フィルタ３２では吸着し難いタバコのにおいの主成分
であるアルデヒド類、アンモニア等を光触媒反応により
酸化・分解し、最終的には水、二酸化炭素、硝酸にす
る。また、この光触媒は、活性炭では吸着し難いＮＯ
を、活性炭で吸着し易いＮＯ_X へと酸化させる作用も有
している。

【００２５】該フィルタは、ステンレス薄板をハニカム
状に畳んだ部材を積層して用いている。ここでは、吸着
剤を担持するフィルタとして、ハニカム状に薄板を畳ん
だフィルタを用いることで、圧力損失を低減するととも
に、吸着剤の表面面積を増大させ、また、紫外線を効率
良く照射し得るようにしている。

【００２６】光触媒は、吸着剤に吸着されたＮＯ_X を更
にＨＮＯ₃ 等の物質に酸化・分解するため、光触媒を担
持させることにより活性炭にＮＯ_X が蓄積される速度を
抑えれる。これに加えて、実際に車両の内外に存在して
いるＮＯ_X 以外の種々の有機物（臭気成分）を酸化・分
解するため、当該有機物が蓄積する速度を抑えれる他、
一旦吸着剤に吸着された有機物をも酸化・分解すること
ができる。

【００２７】光触媒にてＮＯ_X 等の分解を行いながらで
も、ＮＯ_X 等を吸着し続けると活性炭は吸着性能が低下
する。このため、第１実施態様の空気浄化装置１０で
は、メタルハライドランプ３６から照射する紫外線を強
くすることにより吸着フィルタ３２の表面温度を高め、
吸着された物質を脱離させて吸着剤を再生させ、また、
光触媒の活性を高めることにより、光触媒による酸化・
分解を更に促進させ、活性炭に吸着されたＮＯ_X 等の臭
気成分を除去せしめている。

【００２８】一方、ＣＯ酸化フィルタ３４は、活性炭素
繊維、アルミナ等の担持体にＣＯをＣＯ₂ へ酸化させる
Ｐｄ等の貴金属酸化触媒を担持させてなる。

【００２９】引き続き、当該空気浄化装置１０の動作に
ついて、図２乃至図４のフローチャートを参照して説明
する。まず、該制御装置６０は、運転席側の計器パネル
に設けられた図示しない起動スイッチが操作されたかを
判断する（Ｓ１２）。ここで、該起動スイッチが操作さ
れた際には（Ｓ１２がＹｅｓ）、活性炭フィルタ３２を
通過する前の空気の汚染度を上流臭いセンサ４６により
測定し（Ｓ１４）、引き続き、該活性炭フィルタ３２通
過後の空気の汚染度を下流臭いセンサ４８により測定す
る（Ｓ１６）。

【００３０】その後、再生処理に進む（Ｓ３０）。この
再生処理について、当該処理のサブルーチンを示す図３
を参照して説明する。まず、制御装置６０は、該空気浄
化装置１０の搭載されている車両のエアーコントロール
装置（図示せず）に、内気循環が設定されているか、或
いは、外気導入が設定されているかを判断する。即ち、
活性炭フィルタ３２の臭い除去能力を判断するに先立
ち、外部から空気を導入する外気導入が設定されている
際と、内気循環が設定され車内の限定された空気を環流
している際とで、必要となる除去能力が異なるため、ま
ず、ステップ３２にて内気循環か否かを判断する。

【００３１】ここで、内気循環が設定されているときに
は（Ｓ３２がＹｅｓ）、上記ステップ１４にて測定され
た活性炭フィルタ３２を通過する前の空気の汚染度と、
上記ステップ１６にて測定された活性炭フィルタ３２を
通過した後の空気の汚染度との差が、予め設定された第
２の値よりも大きいかを判断する（Ｓ３４）。この汚染
度の差について、図５を参照して説明する。図５中で、
上流臭いセンサ４６の出力電圧を曲線Ａに、また、下流
臭いセンサ４８の出力電圧を曲線Ｂに示し、横軸に経過
時間を表している。例えば、時刻ｔ１では、活性炭フィ
ルタ３２の除去能力が十分に残っており臭いを強力に除
去するため、通過前と後の差分が大きい。他方、時間の
経過に伴い活性炭フィルタ３２にＮＯ_X 等が吸着され、
飽和により吸着率が低下してくると、通過前と後の差分
が小さくなる。このように、第１実施態様では、通過前
と後の差分に基づき活性炭フィルタ３２の除去能力、即
ち、再生の要否を判断する。

【００３２】ここで、時刻ｔ１においては、活性炭フィ
ルタ３２の除去能力が十分に残っており、臭いを強力に
除去するため、通過前と後の差が第２の値よりも大きく
なり（Ｓ３４がＮｏ）、再生の必要がないとして当該サ
ブルーチンを終了して図２に示すステップ７０へ進み、
空気の浄化処理を開始する。なお、外気導入が設定され
ているときには、上記ステップ３２の判断がＮｏとな
り、ステップ３６に移行し、活性炭フィルタ３２を通過
する前と後の空気の汚染度との差が、予め設定された第
１の値（第２の値よりも大きな値が設定されている）よ
りも大きいかを判断する。ここで、第１の値よりも大き
いときには（Ｓ３６がＹｅｓ）、再生の必要がないとし
て当該サブルーチンを終了して図２に示すステップ７０
へ進み、空気の浄化処理を開始する。

【００３３】このステップ７０の浄化処理の説明に先立
ち、活性炭フィルタ３２の除去率について図６を参照し
て説明する。図６のグラフにおいて、縦軸は、活性炭フ
ィルタ３２の除去率を、横軸は送風量を表しており、パ
ターン（イ）は新品の活性炭フィルタ３２による除去率
を、パターン（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）は、再生
を繰り返して徐々に除去率の低下していった活性炭フィ
ルタ３２によるものを示している。グラフ中に示すよう
に、活性炭フィルタ３２は、送風量が一定以下のときに
は、一定の除去率を示し（例えば、パターン（イ）に示
す新品の内は０〜３００Ｌ／min まで、７０％の除去率
を有する）、送風量が当該一定量（新品の内は３００Ｌ
／min ）を越えると、徐々に低下する。ここで、再生を
繰り返すことにより、一定の除去率を示す送風量が少な
くなると共に、当該一定の除去率が低くなる（例えば、
再生を最も多く繰り返したパターン（ホ）に示す活性炭
フィルタ３２では、１６０Ｌ／min まで一定の除去率
（３０％）を有している）。

【００３４】即ち、活性炭フィルタ３２の特性は徐々に
劣化する。ここで、汚染（臭い）の除去量Ｘは、除去率
ηに送風量Ｑを掛けた値（Ｘ＝η×Ｑ）となるが、除去
率は、上述したように、ある値以上になると送風量に対
して反比例する。従って、ファン４０の最大送風量が例
えば６００Ｌ／min であるなら、この最大送風量の空気
を活性炭フィルタ３２に通過させると、除去率ηが低下
するため、必ずしも汚染（臭い）の除去量Ｘが最大にな
らない。このため、第１実施態様では、図６に示す活性
炭フィルタ３２のパターン（イ）〜（ホ）の特性を図７
に示すようにマップとして保持し、このマップから除去
量Ｘが最大となる最適風量を求める。即ち、第１実施態
様では、活性炭フィルタ３２の特性の変化に合わせて最
適な送風量を選択することで、効率的に空気を浄化し得
るようにしている。

【００３５】ここで、ステップ７０の浄化処理サブルー
チンについて図４を参照して説明する。まず、制御装置
６０は、図２を参照して上述したステップ１４にて測定
した、活性炭フィルタ３２を通過する前の空気の汚染度
を、ステップ１６にて測定した通過後の汚染度にて割る
ことにより、該活性炭フィルタ３２による除去率ηを算
出する（Ｓ７１）。そして、当該除去率を測定した際の
送風量から、当該活性炭フィルタ３２の特性が、図７に
示すマップ中のパターン（イ）〜（ホ）のいずれに属す
るかを特定する（Ｓ７２）。例えば、除去率が６０％の
ときに、送風量が２００Ｌ／min であったなら、活性炭
フィルタ３２がパターン（ロ）の特性を有するものと判
断する。また、同じ６０％の除去率のときに、送風量が
３５０Ｌ／min であったなら、活性炭フィルタ３２がパ
ターン（イ）の特性を有するものと判断する。

【００３６】引き続き、汚染度が高いか否かを、現在の
汚染度（ステップ１４にて測定した、活性炭フィルタ３
２を通過する前の空気の汚染度）と所定の値とを比較す
ることにより判断する（Ｓ７４）。ここで、汚染度が所
定値よりも高いときには（Ｓ７４がＹｅｓ）、汚染（臭
い）の除去量が最大になる送風量（最適風量）Ｑを図７
に示すテーブルから求める（Ｓ７６）。ここでは、活性
炭フィルタ３２の能力がパターン（イ）であるとして、
最適風量として５００Ｌ／min が求められたものとす
る。その後、送風量が当該５００Ｌ／min となるよう
に、モータ制御装置５２に指令値を設定し（Ｓ７８）、
当該指令値に基づき、該モータ制御装置５２にてモータ
４２をＰＷＭ制御することにより、目標値の５００Ｌ／
min の送風を行わしめ（Ｓ８６）、最大の除去量を達成
する。そして、メタルハライドランプ３６から相対的に
弱い紫外線を活性炭フィルタ３２に照射して（Ｓ８
８）、光触媒にてＮＯ_X や臭いの成分を酸化・分解させ
る。

【００３７】上述したステップ７４の汚染度が高いか否
かの判断において、汚染度が低いと判断された際には
（Ｓ７４がＮｏ）、ステップ８０に移行し、内気循環か
否かを判断する。ここで、外気導入が設定され、大量の
空気を浄化しなければならないときには（Ｓ８０がＮ
ｏ）、図６に示す活性炭フィルタ３２のパターン（イ）
〜（ホ）の各特性において、除去率が最高である範囲で
最大の送風量を図７に示すマップを検索することにより
設定する（Ｓ８２）。例えば、特性がパターン（ロ）で
あると判断された際には、最高の除去率６０％を発揮し
得る最大風量２７０Ｌ／min を設定する。他方、上記ス
テップ８０の判断において、内気循環が設定され、車内
の空気のみを浄化すればよいときには（Ｓ８０がＹｅ
ｓ）、図６に示す活性炭フィルタ３２の各特性におい
て、除去率が最大となる範囲の送風量を設定する（Ｓ８
４）。例えば、特性がパターン（ホ）であっても最大除
去率を発揮し得る１００Ｌ／min を、特性パターン
（イ）〜（ニ）に対しても設定する。そして、この設定
した値に基づき、モータ制御装置５２にてモータ４２を
ＰＷＭ制御することにより、目標値の送風を行わしめる
（Ｓ８６）。上記処理により、図２のステップ７０に示
す浄化処理のサブルーチンが終了し、起動スイッチがオ
フされたかを判断し（図２に示すＳ９０）、スイッチが
オフされない限り、ステップ１４に戻り、上述した処理
を繰り返すことにより、空気の浄化を続ける。

【００３８】ここで、空気の浄化を続け活性炭フィルタ
３２の吸着性能が飽和すると、例えば、図５に示す時刻
ｔ３になった際に、内気循環が設定されていると（図３
に示すＳ３２がＹｅｓ）、活性炭フィルタ３２を通過す
る前後の空気の汚染度の差が、第２の値よりも小さくな
る（Ｓ３４がＮｏ）。或いは、図５に示す時刻ｔ２にな
った際に、外気導入が設定されていると（Ｓ３２がＮ
ｏ）、活性炭フィルタ３２の前後の汚染度差が、第１の
値よりも小さくなる（Ｓ３６がＮｏ）。これにより、活
性炭フィルタ３２の再生動作が開始される。

【００３９】ここではまず、運転席の計器盤に設けられ
た図示しない、再生動作中を示す表示ランプを点灯した
後（Ｓ３８）、図１に示すメタルハライドランプ（紫外
線ランプ）３６から照射する紫外線を強めることにより
吸着フィルタ３２の表面温度を高め（Ｓ４０）、吸着さ
れた物質を脱離させて活性炭フィルタ３２を再生させ、
また、光触媒の活性を高めることにより、光触媒による
酸化・分解を更に促進させ、活性炭に吸着されたＮＯ_X
等の臭気成分を除去せしめる。この際に、温度センサ３
８からの信号により活性炭フィルタ３２の表面温度が設
定温度（例えば、８０°Ｃ）に達したかを判断し（Ｓ４
２）、設定温度に達するまでは（Ｓ４２がＮｏ）、ファ
ン４０を停止して送風しないようにすることで表面温度
を高める。そして、設定温度を越えた際には（Ｓ４６が
Ｙｅｓ）、ファン４０を低速回転することで（Ｓ４
６）、活性炭フィルタ３２を冷却する。即ち、ステップ
４２、４４、４６にて、ファン４０を間欠的に動作させ
ることにより、活性炭フィルタ３２の表面温度を設定温
度に保ち、過加熱による活性炭フィルタ３２の劣化を防
ぐ。この際に、ステップ４８〜６０にて活性炭フィルタ
３２の再生が完了したかを判断する。

【００４０】このステップ４８〜ステップ６０における
判断動作では、送風を停止して活性炭フィルタ３２を加
熱すると共に、下流臭いセンサ４８にて活性炭フィルタ
３２の出側の汚染濃度を検出し、この値が設定された最
大値ＤMAX を越えた際に、或いは、設定された加熱時間
ｔMAX を越えても最大値ＤMAX を越えない際に、送風を
再開することにより一旦加熱を停止して、活性炭フィル
タ３２の吸着性能が回復したかを判断する。そして、吸
着性能が回復していないときには、再度加熱による脱離
動作を開始する。

【００４１】この処理について、当該動作時の上流臭い
センサ４６及び下流臭いセンサ４８の出力電圧を示す図
８及び図３のフローチャートを参照して説明する。ま
ず、上述したようにステップ４４にて送風を停止して
（図８（Ａ）の時刻ｔ３）、活性炭フィルタ３２の加熱
を開始すすると共に、下流臭いセンサ４８にて活性炭フ
ィルタ３２の出側の汚染濃度を検出する（Ｓ４７）。こ
こで、図８（Ａ）に示す時刻ｔ４にて、汚染濃度が設定
された最大値ＤMAX を越えると（Ｓ５０がＹｅｓ）、送
風を再開し（Ｓ５２）、上流臭いセンサ４６にて活性炭
フィルタ３２の入側の汚染濃度を検出すると共に（Ｓ５
６）、下流臭いセンサ４８にて出側の汚染濃度を検出す
る（Ｓ５８）。そして、この入り側と出側との汚染濃度
の比が、予め設定された第３の値より大きいかを判断す
る（Ｓ６０）。活性炭フィルタ３２の吸着性能が十分に
回復しておらず、この汚染濃度の比が、予め設定された
第３の値より小さいときには（Ｓ６０がＮｏ）、ステッ
プ４２に戻り、時刻ｔ５から活性炭フィルタ３２を加熱
を再開する。この加熱処理を例えば３回繰り返し、活性
炭フィルタ３２の吸着性能が回復して汚染濃度の比が、
予め設定された第３の値より大きくなると（Ｓ６０がＹ
ｅｓ）、上述した再生動作中を示す表示ランプを消灯し
た後（Ｓ６２）、メタルハライドランプ（紫外線ラン
プ）３６から照射する紫外線を弱めることにより（Ｓ６
４）、図３に示す再生処理を終了する。

【００４２】ここで、図８（Ｂ）は、予め設定された最
大加熱時間ｔMAX に達しても汚染度が最大値ＤMAX を越
えない場合を示している。時刻ｔ１から加熱を開始し、
最大加熱時間ｔMAX にわたり加熱を継続すると（時刻ｔ
１２）、上述したステップ４８の所定時間経過かの判断
がＹｅｓとなり、ステップ５２へ移行し、上述したよう
に送風を再開する共に、入側と出側の汚染濃度を検出し
（Ｓ５６、Ｓ５８）、濃度比が第３の値を越えるか否か
により、再生が完了したかを判断する。

【００４３】この第１実施態様においては、上流臭いセ
ンサ４６及び下流臭いセンサ４８にて検出された活性炭
フィルタ３２の通過前と通過後の汚染度を比較し、吸着
能力が低下して活性炭フィルタ３２の前後での汚染度の
差が小さくなった際に、被吸着物質の脱離を開始するた
め、実際に吸着能力が低下した際に、活性炭フィルタ３
２の再生を開始することができる。同様に、再生時にお
いて、活性炭フィルタ３２の通過前と通過後の汚染度を
比較し、この比較結果に基づき活性炭フィルタ３２の再
生完了とするため、実際に吸着能力が回復した際に、活
性炭フィルタ３２の再生を終了することができる。

【００４４】また、この実施態様では、上流臭いセンサ
４６及び下流臭いセンサ４８にて検出された活性炭フィ
ルタ３２の通過前と通過後の汚染度から活性炭フィルタ
３２の除去率を算出し、この除去率に基づき該活性炭フ
ィルタ３２の特性を判断して、特性に合わせて最も除去
量が大きくなるように送風量を決定するため、経年変化
による活性炭フィルタ３２の特性劣化に合わせて送風量
を調整することで、最も除去量が大きくなるように制御
することが可能となる。

【００４５】なお、上述した実施態様では、ステップ３
６及びステップ３８にて、入側と出側との濃度差に基づ
き、再生動作を開始するか否かを判断したが、この代わ
りに、入側と出側との濃度比を算出し、この比率に基づ
き再生動作を開始するか否かを決定することも可能であ
る。同様に、ステップ６０では、入側と出側との濃度比
に基づき、再生動作を終了するか否かを判断したが、こ
の代わりに、入側と出側との濃度差を算出し、この差に
基づき再生動作を終了することもできる。更に、活性炭
フィルタ３２の前後のセンサ出力の差又は比を求めるの
ではなく、微積分等の演算を行うことにより、活性炭フ
ィルタ３２の吸着能力（除去率）を求めることも可能で
ある。

【００４６】更に、第１実施態様では、浄化処理中にお
いてもメタルハライドランプ３６から相対的に弱い紫外
線を活性炭フィルタ３２に照射したが、メタルハライド
ランプ３６からの紫外線は、再生処理においてのみ照射
するようにも構成できる。

【００４７】引き続き、本発明の第２実施態様について
図９を参照して説明する。図４に示すように、第２実施
態様に係る空気浄化装置１１０は、車内に空気を吹き出
す吹き出し管２４と、排気を排出するための排気管２６
と、吹き出し管２４と排気管２６とを切り換える第１ダ
ンパー３０と、該吹き出し管２４又は排気管２６へ空気
を圧送するためのターボファン４０と、該ターボファン
４０を駆動する直流モータ４２と、該直流モータ４２を
停止及び動作させるモータコントローラ５２と、プリー
ツ状に畳んだ活性炭素繊維に光触媒を担持させて成るＮ
Ｏ_X 吸着用の活性炭フィルタ３２と、ＣＯをＣＯ₂ に酸
化させるＣＯ酸化触媒３４と、該活性炭フィルタ３２に
紫外線を照射するための紫外線ランプ３６と、紫外線ラ
ンプ３６を点灯させると共に、紫外線の照射量を切り換
える安定器５０と、活性炭フィルタ３２の温度を測定す
るための温度センサ３８と、活性炭フィルタ３２を通過
する前後の空気のＮＯ_X 濃度を検出するＮＯ_X センサ４
７と、該ＮＯ_X センサ４７へ活性炭フィルタ３２を通過
する前の空気と通過後の空気とを切り換えて送出するた
めの第３ダンパー６３と、空気を車内から取り入れるた
めの吸気管２２と、該吸気管２２を開閉する第２ダンパ
ー６２とから構成されている。この自動車用空気浄化装
置１１０は、制御装置６０により図２〜図４のフローチ
ャートを参照して上述した第１実施態様と同様にして制
御される。

【００４８】上述した第１実施態様では、活性炭フィル
タ３２の前後に２台の臭いセンサ４６、４８を配設し
た。ここで、汚染度等を測定するセンサは、それぞれ出
力特性が異なり、検出する汚染度の変化に対して異なる
検出信号（電圧値）を出力することとなる。従って、活
性炭フィルタ３２上流と下流とに別々のセンサを用いた
際には、両センサの特性を補正することにより、出力特
性がほぼ一致するよう調整する必要がある。これに対し
て、第２実施態様の構成では、活性炭フィルタ３２の上
流側と下流側とを、１つのＮＯ_X センサ４７を用い、第
３ダンパー６３にて送風する空気を切り換えることによ
り測定を行うため、上述した出力特性の補正が不要であ
り廉価に構成できる他、正確に汚染度を検出することが
可能となる。

【００４９】なお、上述した実施態様では、自動車用空
気浄化装置１０が、ＮＯ_X 、ＣＯ等の他の車両等から排
出される有害物質を浄化したが、本発明は、活性炭或い
はシリカゲル等の吸湿剤を用いて、車内のタバコの煙等
の悪臭を浄化するタイプの空気浄化装置にも用い得るこ
とは言うまでもない。

【００５０】本実施態様では、活性炭を被吸着物質の脱
離を行いながら用いるため、活性炭を交換することなく
長期に渡って空気の浄化を続けることができる。更に、
この被吸着物の脱離動作時に高い熱を加えないため、活
性炭を変質させることがない。

【００５１】なお、紫外線ランプとして光触媒を励起し
得る限り種々のランプを用いることができる。更に、第
１、第２実施態様では、光触媒としてＴｉＯ₂ を用いた
が、臭気成分を酸化・分解し得る限り種々の材質を用い
ることができる。例えば、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｌａ、Ｍ
ｏ、Ｖ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｗ、Ｍｇ、又
はＡｌの各酸化物、及び、貴金属よりなる群から選択し
た少なくとも１種類から構成することができる。更に、
光触媒は、活性炭ではなく、シリカゲル等の吸着剤に担
持させることも可能である。

【００５２】

【効果】以上記述したように本発明においては、実際に
吸着剤の吸着能力を測定し、吸着力の低下した時点で再
生を行うため、吸着力の低下したまま吸着剤を使用し続
ることがなくなり、常に高い除去能力を維持することが
できる。また、反対に、吸着力の残っている吸着剤を再
生することがなくなるため、再生による吸着剤の劣化を
最小限に抑えることができる。

【００５３】更に、本発明は、実際に吸着剤の吸着能力
を測定し、吸着力の回復した時点で再生を停止するた
め、吸着力の回復しない状態で再生を終了することがな
くなり、常に高い除去能力を発揮することができる。ま
た、反対に、再生の終了している吸着剤に熱を加え続け
ることがなくなるため、再生時の加熱時間を最短にする
ことにより吸着剤の劣化を最小限に止めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施態様に係る自動車用空気浄化
装置の斜視図である。

【図２】図１に示す自動車用空気浄化装置による処理の
メインルーチンを示すフローチャートである。

【図３】図２に示す再生処理のサブルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【図４】図２に示す浄化処理のサブルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【図５】上流臭いセンサと下流臭いセンサとの出力を比
較したグラフである。

【図６】活性炭フィルタの除去率の経年変化を示すグラ
フである。

【図７】除去率と最適風量との対応マップの内容を示す
説明図である。

【図８】再生時の上流臭いセンサと下流臭いセンサとの
出力を示すグラフである。

【図９】本発明の第２実施態様に係る自動車用空気浄化
装置の構成図である。

【符号の説明】

１０ 空気浄化装置 ２０ 蓋体 ３２ 活性炭フィルタ ３４ ＣＯ酸化フィルタ ４０ ファン ４２ モータ ４６ 上流臭いセンサ ４８ 下流臭いセンサ ６０ 制御装置 １１０ 空気浄化装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 雅子 東京都千代田区外神田２丁目19番12号 株 式会社エクォス・リサーチ内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気の浄化を行う自動車用空気浄化装置
   であって、 空気浄化用の吸着剤と、 該吸着剤を通過する前の空気の汚染度を検出する上流検
   出手段と、 該吸着剤を通過した後の空気の汚染度を検出する下流検
   出手段と、 前記上流検出手段及び下流検出手段により検出された吸
   着剤の通過前と通過後の汚染度を比較し、比較結果に基
   づき該吸着剤から被吸着物質の脱離を開始する脱離手段
   と、を有することを特徴とする自動車用空気浄化装置。
2. 【請求項２】 前記脱離手段が、吸着剤の通過前と通過
   後の汚染度を比較し、汚染度の差又は比が所定値よりも
   小さいときに、該吸着剤から被吸着物質の脱離を開始す
   ることを特徴とする請求項１の自動車用空気浄化装置。
3. 【請求項３】 前記上流検出手段と前記下流検出手段と
   が、１つのセンサを共用して汚染度を検出することを特
   徴とする請求項１又は２の自動車用空気浄化装置。
4. 【請求項４】 空気浄化用の吸着剤を再生しながら用い
   て空気の浄化を行う自動車用空気浄化装置の吸着剤の再
   生方法であって、 該吸着剤を通過する前の空気の汚染度を検出するステッ
   プと、 該吸着剤を通過した後の空気の汚染度を検出するステッ
   プと、 前記吸着剤を通過する前と後の空気の汚染度を比較し、
   汚染度の差又は比が所定値よりも小さいときに再生を開
   始するステップとからなることを特徴とする吸着剤の再
   生方法。
5. 【請求項５】 空気浄化用の吸着剤を再生しながら用い
   て空気の浄化を行う自動車用空気浄化装置の吸着剤の再
   生方法であって、 該吸着剤の再生において、該吸着剤を通過する前の空気
   の汚染度を検出するステップと、 該吸着剤の再生において、吸着剤を通過した後の空気の
   汚染度を検出するステップと、 吸着剤を通過する前と後の空気の汚染度を比較し、比較
   結果に基づき吸着剤の再生を終了するステップとからな
   ることを特徴とする吸着剤の再生方法。
6. 【請求項６】 前記吸着剤の再生を終了するステップで
   は、吸着剤を通過する前と後の空気の汚染度を比較し、
   汚染度の差又は比が所定値よりも大きくなったときに吸
   着剤の再生を終了することを特徴とする請求項５の吸着
   剤の再生方法。