(57)【要約】【目的】ＤＰＦ装置において、処理ガス・フロー・メータの機能を向上させ、運転諸条件に関わらず処理ガス量を介してフィルタ機能をチエックし、常にフィルタ機能精度維持の機能性を得る。【構成】炭素等微粒子状物質を捕捉除去における汚染フィルタエレメント５’面の更新移動及び巻き取り回収処理を行う密閉構造のケース２、２’で大気中への放出部分に備えられ、炭素等微粒子状物質が捕捉除去された処理ガス量の変化を検出する信号検出機構の装置を備えるガス・フロー・メータ７と、スロットル・ポジション・センサ１０との入力で運転諸条件に関わらずリアルタイムで出力し、所定のフィルタ機能精度を常に維持するためのステッピング・モータ６の装置を制御するコントロール・ユニット９とで構成する。【選択図】　　　　図１
2004003386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用前と使用後のフィルタエレメントを左右の収納室に収納し、該フィルタエレメント機能効果を維持するため所要とする更新移動及び巻き取り処理を行う電動モータの装置を備える密閉構造のケースで、耐熱材からなる炭素等微粒子状物質除去用のフィルタエレメントを介し、運転諸条件に関わらず排気ガス中の炭素等微粒子状物質を捕捉して除去を行い、汚染したフィルタエレメント面の更新移動及び巻き取り回収処理を継続して行うＤＰＦ装置において、大気中へ放出側に装置され、炭素等微粒子状物質が捕捉除去された処理ガスの流力を計測し該処理ガス量を電圧比として検出し入力する装置とは異なる方法で、処理ガス量の変化を検出する信号検出機構の装置を備えるガス・フロー・メータを設け、このガス・フロー・メータの入力とスロットル・ポジション・センサとの入力で、運転諸条件に関わらずリアルタイムで出力し、排気ガス中の炭素等微粒子物質捕捉除去を行うフィルタ機能効果を常に維持するための電動モータの装置を制御するコントロールユニットと、から成ることを特徴とするＤＰＦ装置。
【請求項２】
処理ガス量の変化を検出する信号検出機構の装置が、発熱抵抗体（ホット・ワイヤ）及び温度補償抵抗体（コールド・ワイヤ）からなり、処理ガス量の多小を発熱抵抗体に流れる電流値の変化として検出する熱線式（ホット・ワイヤ式）としたことを特徴とする請求項１記載のＤＰＦ装置。
【請求項３】
処理ガス量の変化を検出する信号検出機構の装置が、処理ガスの一様な流れの中で渦発生体によるカルマン渦に発生する周波数を計測して検出するカルマン渦式としたことを特徴とする請求項１のＤＰＦ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、運転諸条件におけるディーゼル・エンジンの排気ガス中の炭素等微粒子状物質を取り除くことができるＤＰＦ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼル・エンジン運転時に排出される排気ガス中の炭素等微粒子状物質は噴射量が過剰な場合や、特に加速時等に多く排出されやすく、黒煙となる。
大型ディーゼル車の排出ガス中の微粒子状物質の約８０％以上が炭素微粒子であるといわれ、エンジン構造、規模からして乗用車等のものより非常に多く排出されている。エンジン燃焼室の形状、噴射量及びそのタイミング等の改良や電子制御式新機能の開発など、燃焼効率に関する技術の進歩はめざましいものがあり、いずれも始動性、静粛性及び高出力や耐久性の向上において顕著であっても、実際の稼働時における実走行及びエンジン負荷時において、不特定の運転諸条件に起因するディーゼル黒煙の排出状況については、多少の改善効果がみられるとしても、燃料の質も問題でもあるが、燃焼の効率化に伴って増加傾向にある別の生成排出物、微粒子状物質の排出量と共に本質的に未解決の状態である。
【０００３】
この排出される炭素微粒子が、大気中に拡散されておこす環境汚染の原因物質として明らかにされている症例の一つに、例えば、この炭素自体の強い吸着性が花粉のエキスを吸着、作用することにより、アレルギー症原として人体に対する影響が大きく、これによる花粉症患者数が大型ディーゼル車の増加と比例して、同じように増加しているとの研究結果が医療専門家によって警告と共に発表されるなど、環境汚染を深刻な公害として緊急かつ重大な社会問題となっている。
【０００４】
このため、各仕様のＤＰＦ装置が各社で開発され、実用に供されようとしている。
そのなかの一つに、装置内での再燃焼処理を必要とせずフィルター効果を最大限に応用利用したＤＰＦ装置があるが、処理ガス量の信号検出機構に処理ガスの流力を計測し電圧値として検出し、コントロール・ユニットに入力する方法が採用されている。
しかし、ディーゼル・エンジンの燃焼過程での諸条件で、不特定の炭素等微粒子状物質が今後更に生成されるような汚染環境が危惧され、各仕様のＤＰＦ装置において高度な機能性が要求されている現状から、該フィルタ使用のＤＰＦ装置にいても更なる濾過効果向上に関わる高度膜技術の応用利用が考えられ、例えば該装置においても処理ガス量の変化を検出する装置が単に該処理ガスの流力で計測する電圧値のみであることは、その検出方法に関わる精度及び機能における信頼性に充分とはいえないという問題点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題点は、フィルタエレメントを介して行う炭素等微粒子状物質の捕捉除去方法における該処理ガス量の変化を検出する装置が単に該処理ガスの流力で計測する電圧値のみを採用していることで、今後とも更に多様化する排ガス構成内容に効率よく機能し、かつ該装置も小型・軽量化を可能とする高精度機能を有する他の信号検出機構の装置が採用されていない点である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、使用前と使用後のフィルタエレメントを左右の収納室に収納し、該フィルタエレメントの所要とする移動及び巻き取りを行う電動モータを備える密閉構造のケースで、耐熱材からなる炭素等微粒子物質除去用のフィルタエレメントを介し、運転諸条件に関わらずディーゼル・エンジン排気ガス中の炭素等微粒子状物質を捕捉して除去を行い、汚染したフィルタエレメントの交換及び回収処理を継続して行うＤＰＦ装置において、該フィルタエレメント面の更新移動及び巻き取り動作信号を入力するため、エンジン負荷の全域の運転条件で行われる処理ガス量の変化を検出する熱線式（ホットワイヤ式）又はカルマン渦式からなる信号検出機構の装置を備えるガス・フロー・メータを設け、このガス・フロー・メータとスロットル・ポジション・センサとの入力で出力し電動モータの装置を制御するコントロール・ユニットと、から成ることを最も主要な特徴とする。これにより、ディーゼル・エンジン排気ガス中の炭素等微粒子物質を運転諸条件に関わらず大気中へ放出前に常に効率よく除去するためのフィルタ効果のチエック機能を更に高めることで、クリーンな処理ガスを大気中に放出するという目的を実現した。
【０００７】
【実施例】
本発明ＤＰＦ装置の一実施例であって、図１は主要部の構成を示す説明図で、図２は熱線式ガス・フロー・メータ、図３は光学式カルマン渦ガス・フロー・メータ、図４は超音波式カルマン渦ガス・フロー・メータそれぞれの説明図であって、７はガス・フロー・メータ、９はコントロール・ユニット、１１はインジケータ・ランプである。
【０００８】
本発明の主体は、ディーゼル・エンジンのマフラーの後に取り付けられる炭素等微粒子状物質除去用の各装置及びこれに関わるセンサ系の実装方法にあるので、発熱抵抗体１３などを備える熱線式や光学式及び超音波式からなるカルマン渦式の信号検出装置等を備えるガス・フロー・メータ７及びコントロール・ユニット９やエンジン系のスロットル・ポジション・センサ１０及びインジケータ・ランプ１１等の電子、機構系等に関わる説明は省略する。
以下図面に基づき、実施例について詳細に説明する。
【０００９】
横長のケース２’の一方の側面中央位置付近に縦長のケース２の一方側を取り付けることで凸字形状のケース２、２’を密閉構造で一体形成し、ケース２の一方の端部側にはマフラ・テール・パイプの排出側に連結するためのパイプ１を取り付けることでケース２内へ未処理排気ガス８を導入できるようにし、ケース２とケース２’との境界部位にはフィルタエレメント５’面を支えるためメッシュ状のガード板３がフィルタ機能を妨げることのないようにし設けられている。
このメッシュ状のガード板３の左右で、フィルタエレメント・ロール５の収納室４と、汚染フィルタエレメント５”の回収収納室４’がケース内にそれぞれに隔離して設けられ、この中間で、メッシュ状のガード板３を境に炭素等微粒子状物質が捕捉除去された処理ガスが通過する部分にはガス・フロー・メータ７が設けられ、その後部に大気中へ放出用のパイプ１’が取り付けられている。
【００１０】
フィルタエレメント５’は、排気ガス中の炭素等微粒子物質が捕捉除去できる耐熱性及び巻き取り回収に必要とされる引っ張り強さを有する高機能性の濾材で構成され、フィルタエレメント・ロール５として所定長さが保有され、その終末付近には磁性マークが記録されている。
フィルタエレメント５’がメッシュ状のガード板３面上で支えられることで、フィルタ機能を損なうことなく未処理排気ガス８中の炭素等微粒子状物質の捕捉除去を可能とし、かつ必要に応じてスライドして収納室４から回収収納室４’への自在移動が可能とされるが、その際、フィルタエレメント５’のスライド移動方向に傾斜し、若干圧力を有するリップ部を形成するガス・シールなどの装置をメッシュ状のガード板３面上の左右端部付近に設けることで、未処理排気ガス８の漏れや、収納室４内の未使用フィルタエレメント・ロール１５における未処理排気ガス８の侵入による汚染防止と、メッシュ状のガード板３面上におけるフィルタエレメント５’の左右両端部が若干圧力で押さえられることで、弛みや弛みなどに起因するトラブルが防止されてフィルタエレメント５’面のスムーズな更新移動や巻き取り回収動作を可能とし、所要のフィルタ機能効果を更に向上維持させている。
【００１１】
収納室４内の中心に設けられる回動自在のシャフト６’は、未使用フィルタエレメント５’のフィルタエレメント・ロール５を回転自在で保持し、もう一方の回収収納室４’に設けられるシャフト６”は、底部に設けられるステッピング・モータ６に直結され、炭素等微粒子状物質捕捉除去の過程で汚染したフィルタエレメント５”を巻き取り回収ことができるようになされている。
【００１２】
ガス・フロー・メータ７は、処理ガス量の変化を検出する信号検出機構を有し、運転諸条件に関わらずフィルタエレメント５’で排気ガス中の炭素等微粒子状物質が捕捉除去される処理ガス量の変化をリアルタイムに検出し電気信号として、濾過過程状況におけるフィルタエレメント５’面の更新移動及び巻き取り回収処理の作動に関わる決定の基礎としてコントロール・ユニット９に入力するものである。
本発明ＤＰＦ装置は、熱線式（ホットワイヤ式）と、光学式と超音波式のカルマン渦式を採用したものである。
【００１３】
図２は、熱線式（ホットワイヤ式）のガス・フロー・メータで、発熱抵抗体（ホットワイヤ）１３及び温度補償抵抗体（コールドワイヤ）１４がボデー１６のバイパス通路１５に設けられており、処理ガス量の変化を発熱抵抗体１３に流れる電流値の変化に変換し、この信号をコントロール・ユニット９に入力するものである。
【００１４】
図３は、光学式のカルマン渦式ガス・フロー・メータで、整流格子２０により処理ガス流が一様な流れとなった中に設けられる渦発生体１８により発生したカルマン渦２１の圧力をミラー及び受発光素子収納ケース１７内で、カルマン渦２１によるミラーの振動を一対の受発光素子により光学的に検出し、これを処理ガス量信号としてコントロール・ユニット９に入力するものである。
【００１５】
図４は、超音波式のカルマン渦式ガス・フロー・メータで、整流格子２０により処理ガス流が一様な流れとなった中に設けられる渦発生体１８により発生したカルマン渦２１に発信器２３から超音波２２を当て、この超音波２２がカルマン渦２１を横切ると、渦数に対応した粗密音波２５として受信機２４に伝播される。受信されたこの音波はモジュレータで波形整形され、処理ガス量に比例したパルス２６信号としてコントロール・ユニット９に入力するものである。
【００１６】
コントロール・ユニット９は、運転諸条件における該ガス・フロー・メータ７とスロットル・ポジション・センサ１０とのそれぞれの信号が入力されることで、ステッピング・モータ６にリアルタイムで出力し、所要とするフィルタエレメント５面の更新移動及び巻き取り回収駆動及び停止動作の制御を自動的に継続して行っている。
収納室４寄りでメッシュ状のガード板３面のコーナーに設けられる終了センサ３’の信号入力による出力で、インジケータ・ランプ１１が点灯することによりフィルタエレメント・ロール５の終了と、新フィルタ・エレメント・ロール５の装填指示表示がされる。
なお、処理ガス量が、該フィルタ機能において、所定数値を超えるような異常な状況に関わる信号で入力される場合には、インジケータ・ランプ１１において緊急アーラム表示がなされるようになっている。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明した本発明のＤＰＦ装置について、次に記載する効果を奏する。
【００１８】
請求項１のＤＰＦ装置は、備えられるガス・フロー・メータが、処理ガス量の変化を検出するのに処理ガスの流力のみを計測対象とした手段とは異なる手法で計測し検出する信号検出機構を備え、このガス・フロー・メータの入力と、エンジン系のスロットル・ポジション・センサの入力で運転諸条件に関わらず処理ガス量の状態変化に対応し、所要とするフィルタエレメント面の更新移動等をリアルタイムで出力するコントロール・ユニットとの構成としたことで、ディーゼル・エンジン排気ガス中の炭素等微粒子物質を運転諸条件に関わらず大気中に放出前の処理ガス量を介し、フィルタ機能をチエックし常に該フィルタ機能精度維持を可能とすることで、ＤＰＦ装置としての性能に優れかつ信頼性を高めている。
【００１９】
請求項２の処理ガス量の変化を検出するガス・フロー・メータの信号検出機構を熱線式としたことは、処理ガスの流れの中に置かれた発熱抵抗体に流れる電流値の変化で該処理ガス量が求められることで、機能及び構造的に装置として利便性に優れている。
【００２０】
請求項３の処理ガス量の変化を検出するガス・フロー・メータの信号検出機構をカルマン渦式としたことは、処理ガスの一様な流れの中にある渦発生体により生ずる渦の周波数を計測しすることで、処理ガス量の変化が求められることから、検出性能及び精度が高く更に小型で軽量化を可能とすることで装置として大いに優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明ＤＰＦ装置の一実施例において、主要部のそれぞれの組み合わせ構成を示す全体平面図である。
【図２】本発明ＤＰＦ装置におけるガス・フロー・メータ７に用いられる熱線式ガスフロー・メータの説明図である。
【図３】本発明ＤＰＦ装置におけるガス・フロー・メータ７に用いられるカルマン渦式ガスフロー・メータで、光学式のカルマン渦式ガス・フロー・メータ原理図である。
【図４】本発明ＤＰＦ装置におけるガス・フロー・メータ７に用いられるカルマン渦式ガス・フロー・メータで、超音波式カルマン渦式ガス・フロー・メータ原理図である。
【符号の説明】
１、１’　パイプ
２、２’　ケース
３　メッシュ状のガード板
３’　終了センサ
４　収納室
４’　回収収納室
５　フィルタエレメント・ロール
５’　フィルタエレメント
５”　汚染フィルタエレメント
６　ステッピング・モータ
６’、６”　シャフト
７　ガス・フロー・メータ
８　未処理排気ガス
９　コントロール・ユニット
１０　スロットル・ポジション・センサ
１１　インジケータ・ランプ
１２　メータ・ケース
１３　発熱抵抗体（ホットワイヤ）
１４　温度補償抵抗体（コールドワイヤ）
１５　バイパス通路
１６　ボデー
１７　ミラー及び受発光素子収納ケース
１８　渦発生体
１９　導圧孔
２０　整流格子
２１　カルマン渦
２２　超音波
２３　発信器
２４　受信器
２５　粗密音波
２６　パルス
【図１】
2004003386.tif 000003
【図２】
2004003386.tif 000004
【図３】
2004003386.tif 000005
【図４】
2004003386.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成15年7月15日(2003.7.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【特許請求の範囲】
【請求項１】炭素等微粒子状物質除去用のフィルタエレメントを介し、運転諸条件に関わらず排気ガス中の炭素等微粒子状物質を捕捉して除去を行い、汚染したフィルタエレメント面の更新移動や巻き取り回収処理を継続して行うＤＰＦ装置において、炭素等微粒子状物質が捕捉除去された処理ガス流力を計測し該処理ガス量を電圧比として検出し入力する信号検出機構とは異なる方法で処理ガス量多少の変化を検出する信号検出機構を備える装置と、この信号検出機構の入力ととスロットル・ポジション・センサとの入力で、運転諸条件に関わらずリアルタイムで出力し、排気ガス中の炭素等微粒子状物質捕捉除去を行うフィルタ機能効果を常に維持させるため所定のコントロール機能を行うコントロール・ユニットと、から成ることを特徴とするＤＰＦ装置。
【請求項２】処理ガス量の変化を検出する信号検出機構の装置が、発熱抵抗体（ホット・ワイヤ）及び温度補償抵抗体（コールド・ワイヤ）からなり、処理ガス量の多少を発熱抵抗体に流れる電流値の変化として検出する熱線式（ホット・ワイヤ式）としたことを特徴とする請求項１記載のＤＰＦ装置。
【請求項３】処理ガス量の変化を検出する信号検出機構の装置が、処理ガスの一様な流れの中で渦発生体によるカルマン渦に発生する周波数を計測して検出するカルマン渦式としたことを特徴とする請求項１記載のＤＰＦ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、運転諸条件におけるディーゼル・エンジンの排気ガス中の炭素等微粒子状物質を取り除くことができるＤＰＦ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼル・エンジン運転時に排出される排気ガス中の炭素等微粒子状物質は噴射量が過剰な場合や、特に加速時等に多く排出されやすく、黒煙となる。
大型ディーゼル車の排出ガス中の微粒子状物質の約８０％以上が炭素微粒子であるといわれ、エンジン構造、規模からして乗用車等のものより非常に多く排出されている。
エンジン燃焼室の形状、噴射量及びそのタイミング等の改良や電子制御式新機構の開発など、燃焼効率に関する技術の進歩はめざましいものがあり、いずれも始動性、静粛性及び高出力や耐久性の向上において顕著であっても、実際の稼働時における実走行及びエンジン負荷時において、不特定の運転諸条件に起因するディーゼル黒煙の排出状況については、多少の改善効果がもられるとしても、燃料の質も問題でもあるが、燃焼の効率化に伴って増加傾向にある別の生成排出物、微粒子状物質の排出量と共に本質的に未解決の状態にある。
【０００３】
この排出される炭素微粒子が、大気中に拡散されておこす環境汚染の原因物質として明らかにされている症例の一つに、例えば、この炭素自体の強い吸着性が花粉のエキスを吸着、作用することにより、アレルギー症原として人体に対する影響が大きく、これによる花粉症患者が大型ディーゼル車の増加と比例して、同じように増加しているとの研究結果が医療専門家によって警告とともに発表されるなど、環境汚染が深刻な公害として緊急かつ重大な社会問題となっている。
【０００４】
このため、各仕様のＤＰＦ装置が各社で開発され、実用に供されようとしている。
そのなかの一つに、現在開発主流とされる該装置内で大電流による再燃焼処理を必要とせずフィルター効果を最大限に応用利用したＤＰＦ装置があるが、処理ガス量の信号検出機構に処理ガスの流力変化を計測し電圧値として検出し、コントロール・ユニットに入力する方法が採用されている。
しかし、ディーゼル・エンジンの燃焼過程での諸条件で、不特定の炭素等微粒子状物質今後更に生成されるような汚染環境が危惧され、各仕様のＤＰＦ装置において、高度な機能性が要求されている現状から、該フィルタ使用のＤＰＤ装置についても更なる濾過効果向上に関わる高度膜技術の応用利用が考えられ、例えば、該装置においても処理ガス量の変化を検出する機能機構が単に処理ガスの流力のみの計測を採用し又電圧値のみであることは、エンジン負荷全域諸条件において、その検出方法に精度及び機能に関わる信頼性が充分であるとはいえないという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題点は、フィルタを介して行う炭素等微粒子状物質の捕捉除去方法における該処理ガス量の変化を検出する機能構造が、単に処理ガスの流力のみを計測対象とし又電圧値のみを採用していることで、今後とも更に多様化する排気ガス排出諸条件及び構成内容に効率よく対応機能し、かつ該装置も小型・軽量化を可能とする高精度機能の信号検出機能機構が採用されていない点である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、使用前と使用後のフィルタエレメントを左右の収納室に収納し、該フィルタエレメントの所要とする更新移動及び巻き取りを行う電動モータを備える密閉構造のケースで、耐熱材からなる炭素等微粒子状物質除去用のフィルタエレメントを介し、運転諸条件に関わらずディーゼル・エンジン排気ガス中の炭素等微粒子状物質を捕捉して除去を行い、汚染したフィルタエレメントの交換及び回収処理を継続して行うＤＰＦ装置において、該フィルタエレメント面の更新移動及び巻き取り動作信号をリアルタイムで検出するため、エンジン負荷の全域の運転諸条件で行われる処理ガス流量の変化を検出する熱線式（ホットワイヤ式）又はカルマン渦式からなる信号検出機構をガス・フロー・メータに採用し、運転諸条件に関わらず大気中へ放出前に常に効率よく除去するためのフィルタ効果チエック機能を更に高たことを最も主要な特徴とする。
【０００７】
【実施例】
図１は、本発明ＤＰＦ装置の１実施例で主要部の構成を示す説明図、図２は熱線式ガス・フロー・メータの説明図で、図３は光学式カルマン渦ガス・フロー・メータ、図４は超音波式カルマン渦ガス・フロー・メータそれぞれの原理図であって、７はガス・フロー・メータ、９はコントロール・ユニット、１１はインジケータ・ランプである。
【０００８】
本発明の主体は、ディーゼル・エンジンのマフラーの後に取り付けられるＤＰＦ装置に備えられる炭素等微粒子状物質除去用の各装置及びこれらに関わるセンサ系の実装方法にあるので、熱線式や光学式及び超音波式からなるカルマン渦式の信号検出機構等を設けるガス・フロー・メータ７及びコントロール・ユニット９やエンジン系のスロットル・ポジション・センサ１０及びインジケータ・ランプ１１等の電子、機構系に関わる説明は省略する。
以下図面に基づき、実施例について詳細に説明する。
【０００９】
横長のケース２’の一方の側面中央位置付近に縦長のケース２の一方側を取り付けることで凸字形状のケース２、２’を密閉構造で一体形成し、ケース２の一方の端部側にはマフラ・テール・パイプの排出側に連結するためのパイプ１を取り付けることでケース２内へ未処理排気ガス８を導入できるようにし、ケース２とケース２’との境界部位にはフィルタエレメント５’面を支えるためメッシュ状のガード板３がフィルタ機能を妨げることのないようにし設けられている。
このメッシュ状のガード板３の左右で、フィルタエレメント・ロール５の収納室４と、汚染フィルタエレメント５”の回収収納室４’がケース内にそれぞれに隔離して設けられ、この中間で、メッシュ状のガード板３を境に炭素等微粒子状物質が捕捉除去された処理ガスが通過する部分にはガス・フロー・メータ７が設けられ、その後部に大気中へ放出用のパイプ１’が取り付けられている。
【００１０】
フィルタエレメント５’は、排気ガス中の炭素等微粒子状物質が捕捉除去できる耐熱性及び巻き取り回収に必要とされる引っ張り強さを有する高機能の濾材で構成され、フィルタエレメント・ロール５として所定長さが保有され、その終末付近には磁性マークが記録されている。
フィルタエレメント５’がメッシュ状のガード板３面上で支えられることで、フィルタ機能を損なうことなく未処理排気ガス８中の炭素等微粒子状物質の捕捉除去を可能とし、かつ必要に応じスライドして収納室４から回収収納室４’への自在移動が可能とされるが、その際、フィルタエレメント５’のスライド移動方向又はその逆方向にそれぞれ傾斜し若干の押圧力を有し、リップ部を形成するガス・シールなどの装置をメッシュ状のガード板３面上の左右端部付近に設けることで、未処理排気ガス８の漏れ及び収納室４内の未使用フィルタエレメント・ロール５における未処理排気ガス８の侵入による汚染防止と、メッシュ状のガード板３面上におけるフィルタエレメント５’の左右両端部が若干圧力で押さえられることで弛みや弛みなどに起因するトラブルが防止され、該フィルタエレメント５’面のスムーズな更新移動や巻き取り回収動作を可能とし、所要のフィルタ機能効果を更に向上維持させている。
【００１１】
収納室４内の中心に設けられる回動自在のシャフト６は、未使用フィルタエレメント５’のフィルタエレメント・ロール５を回転自在で保持し、もう一方の回収収納室４’に設けられるシャフト６”は、底部に設けられるステッピング・モータ６に直結され、炭素等微粒子状物質捕捉除去の過程で汚染したフィルタエレメント５”を巻き取り回収することができるようになされている。
【００１２】
ガス・フロー・メータ７は、処理ガス量の変化を検出する信号検出機構を設け、運転諸条件に関わらずフィルタエレメント５’で排気ガス中の炭素等微粒子状物質が捕捉除去される処理ガス量の変化をリアルタイムで検出して電気信号とし、濾過過程状況におけるフィルタエレメント５’面の更新移動及び巻き取り回収処理の作動に関わる決定の基礎データとしてコントロール・ユニット９に入力するものである。
ガス・フロー・メータ７に備えられる信号検出機構は、熱線式（ホットワイヤ式）と、光学式と超音波式のカルマン渦式が採用されている。
【００１３】
図２の実施例は、熱線式（ホットワイヤ式）の信号検出機構で、発熱抵抗体（ホットワイヤ）１３及び温度補償抵抗体（コールドワイヤ）１４がボデー１６のバイパス通路１５に設けられており、処理ガス量の変化を発熱抵抗体１３に流れる電流値の変化に変換し、これを処理ガス量信号としコントロール・ユニット９に入力するものである。
【００１４】
図３の実施例は、光学式カルマン渦式の信号検出機構で、整流格子２０により処理ガス流が一様な流れとなった中に設けられる渦発生体１８により発生したカルマン渦２１の圧力をミラー及び受発光素子収納ケース１７内で、カルマン渦２１によるミラーの振動を一対の受発光素子により光学的に検出し、これを処理ガス量信号としてコントロール・ユニット９に入力するものである。
【００１５】
図４の実施例は、超音波式カルマン渦式の信号検出機構で、整流格子２０により処理ガス流が一様な流れとなった中に設けられる渦発生体１８により発生したカルマン渦２１に発信器２３から超音波２２を当て、この超音波２２がカルマン渦２１を横切ると、渦数に対応した粗密音波２５として受信器２４に伝播される。
受信されたこの音波はモジュレータで波形整形され、処理ガス量に比例したパルス２６信号としてコントロール・ユニット９に入力するものである。
【００１６】
コントロール・ユニット９は、運転諸条件における該ガス・フロー・メータ７とスロットル・ポジション・センサ１０とのそれぞれの信号が入力されることで、ステッピング・モータ６にリアルタイムで出力し、所要とするフィルタエレメント５面の更新移動及び巻き取り回収駆動及び停止動作の制御を自動的に継続して行っている。
収納室４寄りでメッシュ状のガード板３のコーナーに設けられる終了センサ３’信号入力による出力で、インジケータ・ランプ１１が点灯することによりフィルタエレメント・ロール５の終了と、新フィルタエレメント・ロール５装填の指示表示がなされる。
なお、該フィルタ機能において、処理ガス量変化の計測が所定数値を超えるような異常な状況に関わる信号で入力される場合には、インジケータ・ランプ１１において緊急アラーム表示がなされるようになっている。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明した本発明のＤＰＦ装置について、次に記載する効果を奏する。
【００１８】
請求項１のＤＰＦ装置は、備えられるガス・フロー・メータが、処理ガス量の変化を検出するのに処理ガスの流力のみを計測対象とした手段とは異なる手法で計測し検出する信号検出機能を備え、このガス・フロー・メータからの入力とエンジン系のスロットル・ポジション・センサとの入力で、運転諸条件に関わらず処理ガス量変化の様態に対応し所要とするフィルタエレメント面の更新移動等をリアルタイムで出力するコントロール・ユニットと、を構成としたことで、ディーゼル・エンジン排気ガス中の炭素等微粒子状物質を運転諸条件に関わらず大気中に放出前の処理ガス量の多少を検知することによってフィルタ機能をチエックし、常に該フィルタ機能精度維持を可能とすることで、ＤＰＦ装置としての性能に優れかつ信頼性を高めている。
【００１９】
請求項２の、処理ガス量の変化を検出するガス・フロー・メータの信号検出機構を熱線式としたことは、処理ガスの流れの中に置かれた発熱抵抗体に流れる電流値の変化によって該処理ガス量の変化が求められることから、装置として小型で軽量化を可能とし機能及び構造的かつ利便性に優れている。
【００２０】
請求項３の、処理ガス量の変化を検出するガス・フロー・メータの信号検出機構をカルマン渦式としたことは、処理ガスの一様な流れの中にある渦発生体により生ずる渦の周波数を計測することによって処理ガス量の変化が求められることから、その検出性能及び精度が高く更に小型で軽量化を可能とすることで装置として大いに優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＤＰＦ装置主要部のそれぞれの組み合わせ構成を示す全体平面図である。
【図２】ガス・フロー・メータ７に用いられる熱線式（ホットワイヤ式）の信号検出機構の説明図である。
【図３】ガス・フロー・メータ７に用いられる光学式カルマン渦式の信号検出機構の原理図である。
【図４】ガス・フロー・メータ７に用いられる超音波式カルマン渦式の信号検出機構の原理図である。
【符号の説明】
１、１’　パイプ
２、２’　ケース
３　メッシュ状のガード板
３’　終了センサ
４　収納室
４’　回収収納室
５　フィルタエレメント・ロール
５’　フィルタエレメント
５”　汚染フィルタエレメント
６　ステッピング・モータ
６’、６”　シャフト
７　ガス・フロー・メータ
８　未処理排気ガス
９　コントロール・ユニット
１０　スロットル・ポジション・センサ
１１　インジケータ・ランプ
１２　メータ・ケース
１３　発熱抵抗体（ホットワイヤ）
１４　温度補償抵抗体（コールドワイヤ）
１５　バイパス通路
１６　ボデー
１７　ミラー及び受発光素子収納ケース
１８　渦発生体
１９　導圧孔
２０　整流格子
２１　カルマン渦
２２　超音波
２３　発信器
２４　受信器
２５　粗密音波
２６　パルス