JP3124189B2

JP3124189B2 - 空気清浄器における集塵効率の劣化検知方法

Info

Publication number: JP3124189B2
Application number: JP06204925A
Authority: JP
Inventors: 祝彦水島; 栄一小沢; 浩志本美; 泰吉赤松; 文和田口; 淳二石井; 正晃三宅; 善喜牛田; 昌克岩本
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp; Hiruta Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp; Hiruta Kogyo Co Ltd
Priority date: 1994-08-30
Filing date: 1994-08-30
Publication date: 2001-01-15
Anticipated expiration: 2016-01-15
Also published as: JPH0866642A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の空気清浄器
において、イオン化部又は集塵部に粉塵等が付着するこ
とで低下する集塵効率の劣化を検知する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車の空気清浄器において、イ
オン化部又は集塵部に粉塵が付着し、時間と共に清浄器
全体の集塵効率が低下してくることはよく知られてい
る。この集塵効率の低下を解消するには、付着した粉塵
を除去するためにイオン化部又は集塵部を清浄又は交換
するのが一般的である。そこで、この交換時期を定める
手段が重要となる。従来は、集塵部の能力から試算し
た集塵効率劣化特性から、理論的な清浄又は交換間隔を
定めて集塵部を定期的に交換する方法、専用の測定器
により計測したイオン化部又は集塵部の粉塵数から集塵
効率を計算し、計算値が基準値よりも低い場合に清浄又
は交換する方法、が主なものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の方法は必要も
ないのにイオン化部又は集塵部を清浄又は交換したり、
既に集塵効率が劣悪になっていても清浄又は交換時期ま
で清浄又は交換しないこともあり得るなど、清浄器の実
質的な集塵効率と無関係に処理されるので、経済的に効
率の悪い方法である。また、の方法は、粉塵数を計測
する測定器が高価であり、手間もかかるので、これも経
済的にあまりよい手段とはいえないし、その粉塵数の測
定をいつ行うのかという目安がないことから、実際的で
ない。

【０００４】理想的なのは、定期的に清浄器の集塵効率
を測定し、その測定値が予め定められた基準値以下であ
れば清浄又は交換が必要であると判断する方法である。
そこで、粉塵の付着に伴う集塵効率の劣化をイオン化部
又は集塵部の電気特性の変化として捉え、その電気特性
の計測、そして計測値の処理を自動的に行い、その結果
から集塵効率の劣化を検知することとして、その手段に
ついて検討することとした。

【０００５】

【課題を解決するための手段】その結果、開発したもの
が、イオン化部と集塵部とからなる空気清浄器におい
て、イオン化部又は集塵部をコンデンサとして構成した
放電回路又は充電回路に高電圧発生回路を接続し、高電
圧印加停止後の放電回路の回路特性測定値又は高電圧印
加開始後の充電回路の回路特性測定値を基準値と比較す
ることにより、清浄器の集塵効率の劣化を検知する空気
清浄器における集塵効率の劣化検知方法である。検知す
る対象は、イオン化部、集塵部のいずれか一方又は両方
並列若しくは合わせたものである。検知の結果、集塵効
率が劣化していることが判明した場合は、その旨をラン
プの点灯、ブザーによる警報等で外部へ表示するとよ
い。

【０００６】具体的には、イオン化部と集塵部とからな
る空気清浄器において、イオン化部又は集塵部をコンデ
ンサとして構成した放電回路又は充電回路に高電圧発生
回路を接続し、(1)回路特性測定値がイオン化部又は集
塵部の放電特性又は充電特性を数値化してＣＰＵにサン
プリングした標本値であり、この標本値と基準値とを比
較することにより、又は(2)回路特性測定値がイオン化
部又は集塵部の放電電圧又は充電電圧であり、この電圧
を基準値と比較することにより、イオン化部又は集塵部
の集塵効率の劣化を検知する方法がある。前者をソフト
的方法、後者をハード的方法と呼ぶことができる。ハー
ド的方法では、計測ごとの比較基準を特定するため、比
較回路の出力を計測開始から所定時間でラッチする。計
測方法は、このほか、イオン化部又は集塵部をコンデン
サとして構成した回路のインピーダンス特性、周波数特
性の測定でもよい。なお、使用する高電圧発生回路は、
空気清浄器の印加用電源を兼用できる。

【０００７】

【作用】空気清浄器におけるイオン化部、集塵部は、そ
れぞれコンデンサとしての性質を有する。しかし、この
イオン化部又は集塵部の静電容量は一定ではなく、粉塵
が付着することにより段々と増加する。本発明の集塵効
率劣化の検知方法では、前記のように容量が増加するイ
オン化部又は集塵部をコンデンサとして構成した放電回
路又は充電回路の特性を測定することにより、イオン化
部又は集塵部の集塵効率の程度を検知し、その結果、集
塵効率が劣化したと判断できたときにその旨を外部へ表
示してイオン化部又は集塵部の清浄又は交換の適正な時
期を知るのである。放電回路又は充電回路の特性は、イ
オン化部又は集塵部の容量を含む時定数として表わさ
れ、時系列における電圧の変化として検出することがで
きる。

【０００８】ソフト的方法においては、この出力をA/D
変換回路等により数値化し、(1)一定時間後の標本値(電
圧値)と基準値(電圧値)とを比較して、集塵効率の劣化
の程度を算出する、又は(2)標本値(電圧値)が一定値(電
圧値)に至るまでの時間と基準値(時間)とを比較して、
集塵効率の劣化程度を算出する。ＣＰＵは、例えばこの
算出した値が負になったときに外部へ信号を出力し、ラ
ンプ、ブザー等により警告表示を行う。

【０００９】ハード的方法においては、放電回路又は充
電回路からの出力を比較回路で基準値(電圧値)と比較
し、集塵効率が劣化した場合のみこの比較回路から出力
が得られるように、ラッチ回路が比較回路からの出力を
測定開始から一定時間後でホールドし、このホールドし
た出力を外部へ出力して、ランプ、ブザー等により警告
表示を行う。例えば、集塵部をコンデンサとして充電回
路を構成し、(充電回路からの出力−基準値)である比較
回路の出力が負の場合にランプが点灯するとした場合、
粉塵の付着により容量が大きくなれば所定時間後の充電
回路の出力は次第に小さくなり、やがて基準値を下回る
ことでランプが点灯し、集塵効率の劣化、すなわち清浄
又は交換時期を確知することができるようになる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の集塵効率監視方法を用い、車
載用の空気清浄器１の集塵部２の交換時期が外部に発せ
られる装置を構成した実施例について、図を参考にしな
がら説明する。図１は、清浄器１の集塵部２をコンデン
サとして構成した放電回路の出力電圧をソフト的方法に
より処理し、集塵部２の交換時期をランプ３の点灯で外
部に警告する回路構成図であり、図２は、同様の処理を
ハード的方法で処理する回路構成図である。なお、集塵
部２の代わりにイオン化部４をコンデンサとして放電回
路を構成しても等価な処理を行うことができる。

【００１１】まずソフト的方法について説明する。図１
に見られるように、イオン化部４、集塵部２とからなる
空気清浄器１は、高電圧発生回路５に結線され、この集
塵部２と並列に抵抗６を挿入して放電回路を構成する。
集塵部２から取出された出力は、電圧変換回路７により
ＣＰＵ８での処理に適した電圧値に変換され、A/D変換
回路９で数値化される。ＣＰＵ８は、高電圧発生回路
５のON/OFF、数値化された放電電圧値のサンプリン
グ、そして計算処理された結果による報知ランプ３の
点灯、等の処理を行う。このように、ＣＰＵ８は種々の
処理を総合的、かつ連携して行うことができて便利であ
る。

【００１２】集塵部２の集塵効率の劣化の検知、報知ラ
ンプ３による外部への表示の手順は次のようになる。初
めに、ＣＰＵ８により高電圧発生回路５をONされた清浄
器１には高電圧が付加され、集塵部２はコンデンサとし
て充電される。この状態でＣＰＵ８により高電圧発生回
路５をOFFにすると、前記充電電圧は抵抗６を介して放
電し、この放電電圧が電圧変換回路７、A/D変換回路９
を通じてＣＰＵ８へ入力され、サンプリングされる。

【００１３】ＣＰＵ８は、数値化された放電電圧値を一
定条件でサンプリングする。このサンプリング条件とし
ては、a.基準電圧に対する放電時間、又はb.一定時間後
における放電電圧があり、ＣＰＵ８を用いた本実施例で
は、両者をソフト的に選択することができる。いずれに
しろ、測定を開始するまでの時間は、ＣＰＵ８による高
電圧発生回路５のOFFを基準にして決定する。本実施例
では、高電圧発生回路５をOFFにしてから５秒後の放電
電圧の標本値と基準値とを比較し、その差分が負になれ
ば(すなわち標本値が基準値を上回れば)、ＣＰＵ８が報
知ランプ３を点灯させる。

【００１４】図３に、集塵効率と、高電圧発生回路５を
OFFにしてから５秒後の放電電圧との関係を表わしたグ
ラフを示す。このグラフに見られるように、集塵効率が
低ければ前記放電電圧が大きくなる。仮に、集塵効率が
20％に低下したら集塵部２を交換するとすれば、放電電
圧が約500Ｖを下回れば報知ランプ３を点灯させればよ
いことがわかる。なお、ＣＰＵ８が処理する標本値は放
電電圧そのものではない。そこで、ＣＰＵ８内にこのグ
ラフに対応した換算テーブルを記憶させておいて、上記
のような基準値との比較を演算処理により導く。

【００１５】次に、ハード的方法について説明する。図
２において、集塵部２をコンデンサとして構成する放電
回路はソフト的方法におけるそれと同じである。ただ
し、高電圧発生回路５のON/OFFは、ＣＰＵを用いたソフ
トスイッチではなくハードスイッチ又は別の回路からの
信号によるソフトスイッチである。このスイッチは、高
電圧発生回路５のOFFと同時に、ラッチ回路10の遅延を
制御するタイマー11をONにするようにしている。集塵部
２の放電電圧は電圧変換回路７を通じて電圧比較回路12
の＋(プラス)側へ入力され、もう一方の−(マイナス)側
には基準電圧発生回路13から基準電圧が入力されてい
る。ラッチ回路10は、タイマー11により高電圧発生回路
５のOFFから一定時間後に電圧比較回路12の出力をラッ
チし、このラッチした出力により表示駆動回路14が作動
し、報知ランプ３を点灯させる。

【００１６】このハード的方法では、放電電圧のサンプ
リング条件を、高電圧発生回路５のOFFから一定時間後
の放電電圧値に限定し、またこの一定時間後の放電電圧
値と基準値とを比較できるように、ラッチ回路10により
両者の差分となる電圧比較回路12の出力を保持する。本
実施例では、電圧比較回路12の出力が(放電電圧値−基
準値)となるので、この出力が正になる、すなわち集塵
部２に粉塵が付着して容量が増加したために放電電圧が
高くなるときに、報知ランプ３を点灯させるのである。
ここにいう基準値とは、図３に見られるグラフから決定
される値で、例えば集塵効率が20％に低下したときの放
電電圧値約500Ｖに対応した電圧値である。放電電圧が
電圧変換回路７で低くされるので、この基準値も前記値
よりも小さい値を使用する。この基準値は、予め作成し
た換算テーブルで導けばよい。

【００１７】ソフト的方法、ハード的方法を比較した場
合、前者はＣＰＵにより清浄器を含めた統合的な処理が
可能で、標本値を得るサンプリング条件も変更できるこ
とからも明らかなように、後日機能を変更可能又は新た
な機能を付加することも可能になる利点がある。これに
対し、後者は、変更できる条件は、ラッチまでの遅延時
間と基準電圧とだけであるが、集塵効率の測定を簡単な
回路で実現できるために、清浄器に内蔵させるなど、構
造的な利点を有する。ただし、両者は使いわけする必要
はなく、組合せて使用してもよい。例えば、集塵効率の
劣化の進行程度が異なる集塵部、イオン化部それぞれに
ハード的方法による回路を前段に、両者を合わせて処理
するソフト的方法による回路を後段に構成してもよい。

【００１８】最後に、集塵部２をコンデンサとして充電
回路を構成した場合の例について触れておくことにす
る。図４は、集塵部２をコンデンサとして構成した充電
回路の出力電圧をソフト的方法により処理し、集塵効率
が劣化した場合に外部へ報知ランプ３を点灯することに
より警告する回路構成図であり、図５は、同様の処理を
ハード的方法で処理する回路構成図である。なお、集塵
部２の代わりにイオン化部４をコンデンサとして充電回
路を構成しても等価な処理ができる。

【００１９】図４と図１又は図５と図２とを比較してわ
かるように、集塵部２をコンデンサとして構成した充電
回路を用いる場合でも、基本的な回路構成は同じであ
る。ただ、充電特性を利用するため、a.抵抗15は集塵部
２に対して直列に挿入する、b.高電圧発生回路５がONに
なってから計測が始まる(前述の放電回路では、高電圧
発生回路５がOFFになってから計測が始まる)点が異なっ
ている。そのため、前述の放電回路の場合とは逆に、一
定時間後の充電電圧が基準値以下になった場合又は充電
電圧が一定値に達するまでの時間が長くなった場合に集
塵部２の集塵効率が劣化したとみなし、外部へ報知ラン
プ３により警告する。

【００２０】今回例示したほかに、イオン化部又は集塵
部を単体のコンデンサとみなし、その直流定電流による
充電特性を計測するとか、抵抗の代わりにコイルと組合
せた交流回路を構成して、そのインピーダンス特性や周
波数特性を測定するようにしてもよい。ただし、この交
流回路を用いた場合には、イオン化部又は集塵部へ印加
する交流電圧を高電圧発生回路とは別に用意しなければ
ならず、また空気清浄器のON/OFFに連動して測定を行う
わけにはいかないので、空気清浄器をOFFにした後、改
めて計測用の回路を駆動させるなどの工夫が必要とな
る。この点から、上述の高電圧発生回路のON/OFFに連動
して放電回路又は充電回路の出力電圧を計測する方法
は、より簡単かつ現実的な方法ということができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の集塵効率監視方法により、空気
清浄器のON/OFFに合わせてその都度イオン化部又は集塵
部の集塵効率が測定でき、ほぼ毎日集塵効率の劣化を監
視して適正な清浄又は交換時期を外部に表わすことがで
きるようになる。この結果、常に一定以上の能力を維持
して空気清浄器を使用できるほか、経済的に効率のよい
清浄又は交換が可能となる。

【００２２】ソフト的方法を用いた場合、基準値を決定
する換算テーブルを記憶させなおすことで、同一の回路
構成で種々の空気清浄器に対応することができ、装置単
価を下げることも可能となる。また、サンプリング条件
をソフト的に調整、変更が可能なので、装置の劣化に伴
う測定誤差や基準値の変更が容易にでき、使用可能な期
間を長くすることができる。このほか、ソフト的方法で
は、ＣＰＵにより直接集塵効率を具体的な数字として表
示させることもできる。

【００２３】一方、ハード的方法を用いた場合、基準値
を決定する換算テーブルに合わせて基準値を変更し、汎
用性を持たせることはソフト的方法と同じである。サン
プリング条件の調整、変更はソフト的方法に比べて柔軟
性はないが、装置全体を小型化することが可能なので、
より小さな空気清浄器に組み込んで一体化した製品とす
ることも可能となり、空気清浄器の付加価値を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】放電回路をソフト的方法により処理する回路構
成図である。

【図２】放電回路をハード的方法により処理する回路構
成図である。

【図３】集塵効率と放電電圧の関係を表わしたグラフで
ある。

【図４】充電回路をソフト的方法により処理する回路構
成図である。

【図５】充電回路をハード的方法により処理する回路構
成図である。

【符号の説明】

１空気清浄器２集塵部４イオン化部５高電圧発生回路７電圧変換回路８ＣＰＵ９ A/D変換回路 10 ラッチ回路 11 タイマー 12 電圧比較回路 13 基準電圧発生回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小沢栄一東京都港区芝５丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者本美浩志東京都港区芝５丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者赤松泰吉岡山県笠岡市茂平1410番地ヒルタ工業株式会社内 (72)発明者田口文和岡山県笠岡市茂平1410番地ヒルタ工業株式会社内 (72)発明者石井淳二岡山県笠岡市茂平1410番地ヒルタ工業株式会社内 (72)発明者三宅正晃岡山県笠岡市茂平1410番地ヒルタ工業株式会社内 (72)発明者牛田善喜香川県香川郡香南町大字池内958番地隆祥産業株式会社内 (72)発明者岩本昌克香川県香川郡香南町大字池内958番地隆祥産業株式会社内 (56)参考文献特開昭55−129165（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−241949（ＪＰ，Ａ) 特開平５−146716（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−132952（ＪＰ，Ａ) 実開平３−75847（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B03C 3/00 - 3/88

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】イオン化部と集塵部とからなる空気清浄
器において、イオン化部又は集塵部をコンデンサとして
構成した放電回路又は充電回路に高電圧発生回路を接続
し、高電圧印加停止後の放電回路の回路特性測定値又は
高電圧印加開始後の充電回路の回路特性測定値を基準値
と比較することにより、清浄器の集塵効率の劣化を検知
する空気清浄器における集塵効率の劣化検知方法。
【請求項２】回路特性測定値がイオン化部又は集塵部
の放電特性又は充電特性を数値化してＣＰＵにサンプリ
ングした標本値であり、該標本値と基準値とを比較する
ことにより、イオン化部又は集塵部の集塵効率の劣化を
検知する請求項１記載の空気清浄器における集塵効率の
劣化検知方法。
【請求項３】回路特性測定値がイオン化部又は集塵部
の放電電圧又は充電電圧であり、該電圧を基準値と比較
することにより、イオン化部又は集塵部の集塵効率の劣
化を検知する請求項１記載の空気清浄器における集塵効
率の劣化検知方法。