CN106246299A - 内燃机的排气净化系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于，大致均匀地加热催化剂物质。内燃机的排气净化系统配备有框体(23)、排气净化催化剂(24)和微波照射装置(50)，所述框体(23)配置在内燃机排气通路(21)内，所述排气净化催化剂(24)配置在框体内，所述微波照射装置(50)配置在内燃机排气通路内，向排气净化催化剂照射微波。排气净化催化剂配备有载体基材和配置在载体基材上的催化剂物质。载体基材具有：包含能够吸收微波的磁性体的磁性体区域和包含能够吸收微波的电介质的电介质区域。在框体内，利用微波形成驻波，所述驻波具有磁场起动比较大的高磁场区域和电场强度比较大的高电场区域，磁场强度取得最大值的位置和电场强度取得最大值的位置相互不同，高磁场区域位于磁性体区域上，并且，高电场区域位于所述电介质区域。

Description

内燃机的排气净化系统及方法
技术领域
本发明涉及内燃机的排气净化系统及方法。
背景技术
已知一种空气净化器，所述空气净化器配备有空气净化催化剂和微波照射装置，所述空气净化催化剂配置在空气通路内，用于净化空气，所述微波照射装置配置在空气通路内的空气净化催化剂的上游侧，向空气净化催化剂照射规定频率的微波，空气净化催化剂配备有载体基材、以及配置在载体基材上来净化空气的催化剂物质，载体基材包含能够吸收微波的发热体，发热体吸收来自于微波照射装置的微波而发热(例如，参照专利文献1)。
一般地，催化剂物质当不在活性化温度以上时，没有作为催化剂的功能。因此，在专利文献1(日本特开2006－158947号公报)中，通过利用微波使发热体发热，加热载体基材，借此将载体基材上的催化剂物质加热到活性化温度以上。
发明内容
在上述专利文献1中，配置有空气净化催化剂的空气通路由电磁波屏蔽构件被覆。从而，在上述专利文献1中，虽然没有明确指出，但是，在由电磁波屏蔽构件被覆的空气通路内，形成由微波的行波和反射波合成的驻波，发热体吸收微波的驻波而发热。这里，驻波具有电场强度比较大的高电场区域和电场强度比较小的低电场区域。这时，当作为发热体使用电介质时，在高电场区域，发热体发热，但是，在低电场区域，发热体不太发热，因此，在载体基材之中产生充分发热的区域和不太发热的区域。其结果是，存在着不能均匀地加热载体基材上的催化剂物质的担忧。这里，上述专利文献1的催化剂物质的加热方法也可以适用于加热内燃机的排气净化催化剂的方法。但是，在这种情况下，也一样存在不能均匀地加热载体基材上的催化剂物质的担忧。其结果是，存在着不能由排气净化催化剂充分净化排气的担忧。
根据本发明，提供一种内燃机的排气净化系统，所述排气净化系统配备有框体、排气净化催化剂和微波照射装置，所述框体配置在内燃机排气通路内，所述排气净化催化剂配置在所述框体内，用于净化排气，所述微波照射装置配置在所述内燃机排气通路内的所述排气净化催化剂的上游侧或者下游侧，向所述排气净化催化剂照射规定频率的微波，所述排气净化催化剂配备有载体基材和催化剂物质，所述催化剂物质由所述载体基材携载，用于净化所述排气，所述载体基材具有：包含能够吸收所述微波的磁性体的至少一个磁性体区域、以及包含能够吸收所述微波的电介质的至少一个电介质区域，在所述框体内，利用所述微波形成驻波，所述驻波具有高磁场区域和高电场区域，所述高磁场区域的磁场强度达到所述磁场强度的最大值的规定比例以上，所述高电场区域的电场强度达到所述电场强度的最大值的规定比例以上，所述磁场强度取得最大值的位置和所述电场强度取得最大值的位置彼此不同，所述高磁场区域位于所述磁性体区域，并且，所述高电场区域位于所述电介质区域。
另外，根据本发明，提供一种上面所述的内燃机的排气净化系统用的控制方法，所述方法包括：计测所述排气净化催化剂的温度，判断计测的温度是否不足预先设定的基准温度，在判断为计测的温度在所述基准温度以上的情况下，结束控制，并且，停止所述微波照射装置的微波照射，在判断为计测的温度不足基准温度的情况下，利用所述微波照射装置照射微波。
【发明的效果】
根据本发明的内燃机的排气净化系统及其控制方法，能够大致均匀地加热催化剂物质。
附图说明
图1是采用排气净化系统的内燃机的整体图。
图2A是起动排气净化催化剂的正视图。
图2B是起动排气净化催化剂的侧视剖视图。
图3是表示磁性体的特性的曲线图。
图4是表示电介质的特性的曲线图。
图5是说明微波照射装置的动作的图。
图6是表示驻波的特性的模式图。
图7是起动排气净化催化剂的模式图。
图8是起动排气净化催化剂的间隔壁的局部放大剖视图。
图9是表示磁性体及电介质的特性的曲线图。
图10是表示另外一个实施例的起动排气净化催化剂的模式图。
图11是排气净化系统的催化剂温度控制的流程图。
图12是又另外一个实施例的起动排气净化催化剂的模式图。
图13是又另外一个实施例的起动排气净化催化剂的间隔壁的局部放大剖视图。
图14是表示驻波的特性的模式图。
图15是又另外一个实施例的起动排气净化催化剂的模式图。
图16是又另外一个实施例的起动排气净化催化剂的模式图。
图17是在框体内没有位置偏移的驻波的模式图。
图18是在框体内有位置偏移的驻波的一个例子的模式图。
图19是表示频率的变化量Δω的映射的图。
图20是又另外一个实施例的包含位置偏移修正的微波的照射控制的流程图。
图21是表示相位的变化量Δφ的映射的图。
图22是说明两个微波照射装置的动作的图。
具体实施方式
参照图1，在压缩点火式内燃机的本体1上设置有各个气缸的燃烧室2、向燃烧室2内喷射燃料用的电磁控制式燃料喷射阀3、进气歧管4及排气歧管5。进气歧管4经由进气导管6连接到排气涡轮增压器7的压缩机7c的出口，压缩机7c的入口经由进气导入管8依次连接于空气流量计9及空气滤清器10。在进气导管6内配置有电控式节气门11，进而，在进气导管6的周围配置对在进气导管6内流动的吸入空气进行冷却用的冷却装置12。另一方面，排气歧管5连接于排气涡轮增压器7的排气涡轮机7t的入口，排气涡轮机7t的出口连接于作为内燃机排气通路的排气管21。排气后处理系统20连接于排气管21。
各个燃料喷射阀3经由燃料供应管13连接于共轨14，该共轨14经由电控式的排出量可变的燃料泵15连接于燃料箱16。在燃料箱16内以液体的形态贮存着燃料。燃料箱16内的燃料被燃料泵15供应到共轨14内，供应到共轨14内的燃料经由各个燃料供应管13供应给燃料喷射阀3。在根据本发明的实施例中，该燃料由轻油构成。在图中未示出的其它的实施例中，内燃机由在稀空燃比下进行燃烧的火花点火式内燃机构成。在这种情况下，燃料由汽油构成。
排气歧管5和进气歧管4经由排气再循环(下面称为EGR)通路17相互连接，在EGR通路17内配置电控式EGR控制阀18。另外，在EGR通路17周围，配置对在EGR通路17内流动的EGR气体进行冷却用的冷却装置19。
在图1所示的实施例中，排气后处理系统20配备有起动排气净化装置22。起动排气净化装置22的框体23的入口连接于排气涡轮机7t下游的排气管21，框体23的出口连接于排气管21a。在框体23内配置起动排气净化催化剂24。在图1所示的实施例中，起动排气净化催化剂24包含有载体基材和载置在载体基材上的排气净化催化剂。排气净化催化剂容量比较小，构成为在短时间内活性化，即，在短时间内结束暖机。在图1所示的实施例中，排气净化催化剂是三元催化剂。三元催化剂被大致均匀地载置于整个载体基材。另外，排气后处理系统20还配备有微波照射装置50。在位于起动排气净化装置22上游的排气管21中配置微波照射装置50的微波发射器53。微波振荡器51经由传输通路52连接于微波发射器53。微波发射器53发射微波并接收微波。作为微波发射器53，例如采用环形天线这样的天线。微波振荡器51产生微波，可以改变所产生的微波的频率及相位，可以计测接收的微波的频率、相位及强度。其中，微波是行波、反射波、或者将它们合成的合成波、即驻波。作为微波振荡器51，例如，采用利用耿式(Gunn)效应二极管这样的半导体元件的半导体振荡器。传输通路52将由微波振荡器51产生的微波向微波发射器53传送，将由微波发射器53接收的微波向微波振荡器51传送。作为传送通路52，例如使用同轴电缆。由微波振荡器51产生的微波经由传送通路52从微波发射器53向起动排气净化催化剂24发射，对起动排气净化催化剂24加热。在图1所示的实施例中，微波的频率为2.45GHz。
另外，排气后处理系统20还配备有主排气净化装置25。主排气净化装置25的框体26的入口连接于起动排气净化装置22的下游的排气管21a，框体26的出口连接于排气管21b。主排气净化催化剂27配置在框体26内。在图1所示的实施例中，主排气净化催化剂27由捕集排气中的颗粒状物质的排气烟尘过滤器、以及载置在排气烟尘过滤器上而净化NOx的NOx吸留还原催化剂构成。另外，在位于主排气净化催化剂27上游的排气管21a上，安装以液体形态二次供应碳氢化合物或者燃料的电磁式的添加阀28。添加阀28经由图中未示出的另外的燃料泵连接于燃料箱16。燃料箱16内的燃料由另外的燃料泵供应给添加阀28，接着，由添加阀28供应给主排气净化催化剂27。
电子控制装置30由数字计算机构成，具有由双向总线31相互连接起来的ROM(只读存储器)32、RAM(随机存取存储器)33、CPU(微处理器)34、输入接口35及输出接口36。在起动排气净化催化剂24下游的框体23内安装检测从起动排气净化催化剂24流出的排气的温度的温度传感器61。该排气的温度表示起动排气净化催化剂24的温度。另外，在框体26上安装检测主排气净化催化剂27的前后压力差的压差传感器62。空气流量计9、微波振荡器51、温度传感器61及压差传感器62的输出电压经由分别对应的AD转换器37被输入到输入接口35。另外，产生与加速踏板39的踩下量成比例的输出电压的负荷传感器40连接到加速踏板39，负荷传感器40的输出电压经由对应的AD转换器37被输入到输入接口35。进而，当曲轴例如每旋转30度时产生输出脉冲的曲柄角传感器41连接到输入接口35。由CPU34基于来自于曲柄角传感器41的输出脉冲，计算内燃机转速。另一方面，输出接口36经由对应的驱动回路38连接到燃料喷射阀3、节气门11的驱动装置、燃料泵15、EGR控制阀18、微波振荡器51、添加阀28及其它燃料泵(图中未示出)。
在图1所示的实施例中，详细地说，起动排气净化装置22的起动排气净化催化剂24具有以下的结构。图2A及图2B分别是表示起动排气净化催化剂24的结构例的正视图及侧视剖视图。如图2A及图2B所示，起动排气净化催化剂24配备有具有直流式的蜂窝结构的载体基材70，起动排气净化催化剂24的形状、即载体基材70的形状为大致的圆柱状。载体基材70具有平行地延伸的多个排气流通路71和将这些排气流通路71相互隔开的间隔壁72。排气流通路71由上游端及下游端开放的排气通路构成，如图2B中箭头所示，排气在排气流通路71中从上游端流入，从下游端流出。
在图1所示的实施例中，主排气净化装置25的主排气净化催化剂27的排气烟尘过滤器具有壁流式的蜂窝结构。将供应到内燃机进气通路、燃烧室2及主排气净化催化剂27上游的排气通路内的空气及燃料或碳氢化合物之比称作排气的空燃比，若使用吸留这样的用语来作为包含吸收和吸附的用语，则排气烟尘过滤器上的NOx吸留还原催化剂具有以下功能：在排气的空燃比稀时吸留NOx，当排气中的氧浓度降低时放出并还原所吸留的NOx。NOx吸留还原催化剂配备有碱性层和包含白金(Pt)的贵金属催化剂，所述碱性层包含有如钾(K)这样的碱金属元素、如钡(Ba)这样的碱土金属元素、如镧(La)这样的稀土类元素以及如银(Ag)这样的向NOx提供电子的金属。
在图1所示的实施例中，在燃烧室2中在氧过剩的条件下进行燃烧。在这种情况下，向NOx吸留还原催化剂流入的排气的空燃比保持稀空燃比，这时流入的排气中的NOx被吸留在NOx吸留还原催化剂内。并且，当吸留在NOx吸留还原催化剂内的NOx超过预定的阈值量时，从添加阀28二次供应燃料，流入排气的空燃比变成浓空燃比或者理论空燃比。通过使空燃比变成浓空燃比或者理论空燃比，NOx被从NOx吸留还原催化剂放出，并被还原而变成氮气，排气被净化并被排出。
起动排气净化催化剂24的载体基材包含有：能够吸收从微波照射装置50输出的规定频率(例示为：2.45GHz)的微波的磁性体、以及能够吸收该规定频率的微波的电介质，详细情况将在后面描述。
包括载体基材的磁性体在内，磁性体一般具有图3所示的特性。在图3中，横轴为温度T，纵轴为磁性体的微波吸收率α1。其中，所谓微波吸收率α1是被吸收到磁性体中的微波的能量相对于被照射到磁性体上的规定频率(例示为：2.45GHz)的微波的能量的比例。如图中的曲线DH所示，在磁性体中，微波吸收率α1随着温度T的上升而单调地减少。作为载体基材内的磁性体的材料，可以例示出铁(Fe)、钴(Co)以及镍(Ni)或者它们的组合这样的强磁性体、以及像铁氧体(Fe3O4)这样的铁淦氧磁性体。
包括载体基材内的电介质在内，电介质一般具有如图4所示的特性。在图4中，横轴是温度T，纵轴是电介质的微波吸收率α2。其中，所谓微波吸收率α2是被吸收到电介质中的微波的能量相对于照射到电介质上的规定频率(例示为：2.45GHz)的微波的能量的比例。如图中的曲线DE所示，在电介质中，微波吸收率α2随着温度T的上升单调地增加。作为载体基材内的电介质的材料，例示为碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)、碳化硼(B4C)、钛酸锶(SrTiO3)、氧化锆(ZrO2)、氧化钇(Y2O3)以及锆钛酸铅(PZT)这样的氧化物或碳化物。
载体基材内的电介质与载体基材内的磁性体是彼此不同的材料。另外，载体基材内的磁性体也可以不仅吸收磁场的能量，而且还吸收电场的能量。另外，载体基材内的电介质也可以不仅吸收电场的能量，而且还吸收磁场的能量。但是，磁性体对磁场的能量的吸收量比电介质对磁场的能量的吸收量大。另外，电介质对电场的能量的吸收量比磁性体对电场的能量的吸收量大。
载体基材由规定频率(例示为：2.45GHz)的微波基本上能够透过的多孔质材料形成。作为载体基材的材料，例如可以列举出堇青石(2MgO·2Al2O·5SiO2)、二氧化硅(SiO2)、莫来石(3Al2O3·2SiO2)这样的陶瓷。
作为催化剂物质的三元催化剂分别净化排气中的一氧化碳(CO)、碳化氢(HC)以及氮氧化物(NOx)。作为三元催化剂，例示为将包括白金(Pt)、钯(Pd)以及铑(Rh)的贵金属催化剂载置于氧化铈(CeO2)及氧化铈(CeO2)－氧化锆(ZrO2)这样的氧化物载体上的催化剂。
接着，参照图5至图7，对于利用微波照射装置50在起动排气净化催化剂24的框体23内产生的微波的行波和反射波合成的驻波进行说明。
如图5所示，从微波发射器53向起动排气净化催化剂24发射的微波的行波MWi从框体23的入口端23i进入框体23。这时，框体23的内部几乎被起动排气净化催化剂24充满，但是，占据起动排气净化催化剂24的大部分的载体基材70由微波基本上能够透过的材料形成。从而，框体23的内部对于微波而言是空洞(腔体)，微波的行波MWi可以几乎不被起动排气净化催化剂24阻碍地在框体23内行进。并且，在框体23内，微波的行波MWi和行波MWi在框体23内的壁面23w上反射而产生的反射波MWr重叠，在框体23内形成三维扩展的驻波。从而，驻波以在框体23内与起动排气净化催化剂24重叠的方式形成。另外，在图中未示出的另外的实施例中，在框体23的出口端23o配置防止微波从框体23的出口端23o向排气管21泄漏的金属网这样的微波屏蔽构件。
图6是表示驻波的特性的模式图。其中，上侧的图是框体23的侧视图。框体23以从框体23的入口端23i朝向出口端23o的方向成为长度方向的方式形成，C1表示与该长度方向平行的框体23的长度方向中心线。在图6所示的实施例中，框体23的长度方向沿着排气的流动方向。下侧的图是表示在长度方向中心线C1上的位置处的在框体23内形成的驻波的磁场强度IH及电场强度IE的曲线图。横轴表示在长度方向中心线C1上的框体23中的位置P，纵轴表示磁场强度IH及电场强度IE。在曲线图中，用驻波的磁场成分SWH表示磁场强度，用驻波的电场成分SWE表示电场强度。另外，在图5所示的实施例中，微波发射器53是环形天线，配置在框体23的入口附近。另外，该天线配置在框体23的长度方向中心线C1的延长线上。
如图6的下侧的图所示，作为驻波的磁场成分SWH，以磁场强度IH大的高磁场区域91和磁场强度IH小的低磁场区域93交替反复的方式沿着长度方向中心线C1在框体23内分布。另外，作为驻波的电场成分SWE，以电场强度IE大的高电场区域92和电场强度IE小的低电场区域94交替反复的方式沿着长度方向中心线C1在框体23内分布。其中，高磁场区域91是磁场强度IH达到其最大值IHM的规定比例(例示为：50％)以上、即磁场强度IHTH以上的框体23内的区域。低磁场区域93是磁场强度IH不足其最大值IHM的规定比例、即不足磁场强度IHTH的框体23内的区域。另外，高电场区域92是电场强度IE达到其最大值IEM的规定比例(例示为:50％)以上、即达到电场强度IETH以上的框体23内的区域。低电场区域94是电场强度IE不足其最大值IEM的规定比例、即不足电场强度IETH的框体23内的区域。在图6所示的实施例中，高磁场区域91是从框体23内的位置P10(入口端23i)到位置P11的区域及从位置P12到位置P13的区域。高电场区域92是从框体23内的位置P11到位置P12的区域及从位置P13到位置P14(出口端23o)的区域。
在形成于框体23内的驻波中，磁场成分SWH的相位与电场成分SHE的相位相互错开。换句话说，磁场成分SWH出现峰值(磁场强度取最大值)的位置与电场成分SWE出现峰值(电场强度取最大值)的位置相互不同，相互错开。例如，在图6的下侧的图所示的实施例中，磁场成分SWH的相位与电场成分SHE的相位沿着长度方向中心线C1相互错开1/2波长的程度，显示出磁场成分SWH出现峰值Hp的位置与电场成分SWE出现峰值Ep的位置错开。因此，高磁场区域91与高电场区域92在长度方向上相互错开1/2波长的程度，低磁场区域93与低电场区域94相互错开1/2波长的程度。换句话说，在框体23内，高磁场区域91与高电场区域92在长度方向上交替反复地分布。另外，驻波的形状、相位错开的程度，由微波的频率及框体23的形状等决定。
在本实施例中，在长度方向中心线C1上的位置处的磁场强度及电场强度的分布、即图6的下侧的图的分布代表框体23内全体的磁场强度及电场强度的分布。具体如下面所示。首先，在图6的上侧的图中所示的框体23中，考虑假想地利用垂直于长度方向中心线C1的面SV将框体23切成圆片的薄圆柱状的区域91a、92a。这里，以区域91a的位置对应于高磁场区域91的位置、区域92a的位置对应于高电场区域92的位置的方式形成区域91a、92a。即，当用长度方向中心线C1上的位置表示时，区域91a是从位置P10到位置P11的区域及从位置P12到位置P13的区域，区域92a是从位置P11到位置P12的区域及从位置P13到位置P14的区域。并且，整个区域91a是高磁场区域91，整个区域92a是高电场区域92。在这种情况下，框体23内的磁场强度及电场强度的分布成为作为高磁场区域91的区域91a和作为高电场区域92的区域92a沿着长度方向中心线C1交替排列的分布。
在具有这样的磁场强度及电场强度的分布的框体23内，配置起动排气净化催化剂24。这里，框体23的内部空间的形状和起动排气净化催化剂24的外形基本上一致。从而，框体23的长度方向与起动排气净化催化剂24(载体基材)的长度方向一致，框体23的长度方向中心线C1与起动排气净化催化剂24的长度方向中心线一致。因而，下面，对于起动排气净化催化剂24的长度方向中心线也记为C1。另外，在从框体23内的入口端23i的位置P10到出口端23o的位置P14的区域，配置起动排气净化催化剂24。从而，通过确定长度方向中心线C1上的框体23的位置P，可以确定长度方向中心线C1上的起动排气净化催化剂24的位置。因而，下面，对于起动排气净化催化剂24内的位置，记为位置P(例示为：位置P10)。
图7是起动排气净化催化剂的模式图。在图7中，上侧的图是起动排气净化催化剂24的假想的分解透视图，下侧的图是起动排气净化催化剂的侧视图。
在图7所示的实施例中，载体基材70具有薄圆柱状的磁性体区域81H和电介质区域81E沿着长度方向中心线C1交替排列的结构。其中，磁性体区域81H是载体基材70的薄圆柱状的区域且包含有磁性体，电介质区域81E是载体基材70的薄圆柱状的区域且包含有电介质。另外，如下侧的图所示，磁性体区域81H位于框体23内的高磁场区域91，电介质区域81E位于框体23内的高电场区域92。即，在起动排气净化催化剂24内，磁性体区域81H是从位置P10(入口端24i)到位置P11的区域及从位置P12到位置P13的区域，电介质区域81E是从位置P11到位置P12的区域以及从位置P13到位置P14(出口端24o)的区域。换句话说，以高磁场区域91位于磁性体区域81H并且高电场区域92位于电介质区域81E的方式形成驻波。
在图7所示的实施例中，在各个磁性体区域81H内，载置在基体材料70上的磁性体的载置量整体上大致均匀。另外，在多个磁性体区域81H相互之间，磁性体的载置量大致相同。同样地，在各个电介质区域81E内，载置于载体基材70的电介质的载置量整体上大致均匀。另外，在多个电介质区域81E之间，电介质的载置量大致相同。
图8表示起动排气净化催化剂的间隔壁的局部放大剖视图。在图8所示的实施例中，在起动排气净化催化剂24的载体基材70内，并列地形成磁性体区域81H和电介质区域81E。磁性体区域81H包含能够吸收来自于微波照射装置50的微波的磁性体81ha，电介质区域81E包含能够吸收来自于微波照射装置50的微波的电介质81ea。在图8所示的实施例中，磁性体区域81H及电介质区域81E形成于载体基材70的表面上。在磁性体区域81H和电介质区域81E的表面上形成催化剂层82。催化剂层82包含排气净化催化剂的催化剂物质82a，在图8所示的实施例中，催化剂物质82a是三元催化剂。从而，在磁性体区域81H，在载体基材70的表面上形成磁性体81ha，在磁性体81ha的表面上形成催化剂物质82a。另外，在电介质区域81E，在载体基材70的表面上形成电介质81ea，在电介质81ea的表面上形成催化剂物质82a。另外，在图中未示出的另外的实施例中，在载体基材70的内部含有磁性体81ha及电介质81ea，即，在载体基材70的内部含有磁性体区域81H及电介质区域81E。
由于驻波的磁场强度IH的相位和电场强度IE的相位相互错开，所以，在框体23内，磁场强度IH变大的高磁场区域91和电场强度IE变大的高电场区域92不同。从另一种角度来说，高磁场区域91和低电场区域94重叠，低磁场区域93和高电场区域92重叠。在本实施例中，使配置能够从驻波的磁场成分吸收能量的磁性体81ha的磁性体区域81H和高磁场区域91相对应，使配置能够从驻波的电场成分吸收能量的电介质81ea的电介质区域81E和高电场区域92相对应。借此，可以使磁性体81ha和电介质81ea吸收的能量都增大。另外，由于磁性体区域81H和电介质区域81E沿着长度方向中心线C1并列地形成，所以，可以防止由于起动排气净化催化剂24内的部位不同而造成能够吸收的能量不均匀。从而，可以抑制起动排气净化催化剂24内的温度因部位不同而造成的不同，可以基本上均匀地加热催化剂物质82a(三元催化剂)。
在图7所示的实施例中，在载体基材70上，磁性体区域81H及电介质区域81E一共设置四处。这些磁性体区域81H和电介质区域81E在长度方向中心线C1的方向上交替地形成。从而，可以利用磁性体81ha和电介质81ea从交替形成的高磁场区域91和高电场区域92高效率地吸收能量，借此，可以没有不均匀地高效率地对起动排气净化催化剂24进行加热。
另外，在图7所示的实施例中，由于在载体基材70上相互没有间隙地形成磁性体区域81H和电介质区域81E，所以，可以利用微波没有间隙地加热整个排起动气净化催化剂24。另外，在图7所示的实施例中，磁性体区域81H和电介质区域81E相互不重叠。因此，起动排气净化催化剂24的制造容易。
另外，在图7所示的实施例中，在载体基材70上，在排气流入侧，即，在长度方向中心线C1方向的最上游侧，形成有磁性体区域81H。起动排气净化催化剂24的最上游侧的位置，由于接收排气的热和来自于微波的能量这两者，所以容易变热。因此，当起动排气净化催化剂24的最上游侧变热而下游侧没有变热时，若继续照射微波，则存在着起动排气净化催化剂24的最上游侧的位置的温度变得过高的担忧。这里，当使用具有图3所示的特性的磁性体81ha时，如图9的曲线DHt所示，磁性体81ha当其温度T达到一定以上时，微波的能量的吸收率α1降低，即使经过时间t，温度T也不会升高。因此，在图7所示的实施例中，将磁性体81ha配置在最上游部，以使高磁场区域91位于最上游部的方式形成驻波。借此，即使在起动排气净化催化剂24的最上游部变热而下游侧没有变热时照射微波，由于最上游部不太吸收微波，所以，温度几乎不升高，下游侧逐渐变得容易吸收微波而使加热进行。从而，可以防止由于起动排气净化催化剂24的最上游部受到排气热和微波热而造成过度加热。
另外，由于最上游部的磁性体区域81H被迅速地加热，所以，在最上游部产生的热被排气传递给下游侧，由此，可以没有不均匀地高效率地加热起动排气净化催化剂24。
在图中未示出的另外的实施例中，在各个磁性体区域81H内，磁性体的载置量根据其在磁性体区域81H内的位置而异。例如，各个磁性体区域81H在长度方向中心线C1的方向上被分割成多个薄圆柱状的小区域，在各个小区域内，磁性体的载置量在整体上是大致均匀的，在多个小区域之间，在长度方向中心线C1方向上的两端部处载置量多，在中央部处载置量少。在图中未示出的又另外一个实施例中，在各个电介质区域81E内，电介质的载置量根据其在电介质区域81E内的位置而异。例如，各个电介质区域81E在长度方向中心线C1的方向上被分割成多个薄圆柱状的小区域，在各个小区域内，电介质的载置量整体上是大致均匀的，在多个小区域之间，在长度方向中心线C1方向上的两端部处载置量多，在中央部处载置量少。即，通过使载置量更加对应于磁场成分SWH及电场成分SWE的分布，可以更均匀地加热催化剂物质。
在如图10所示的又另外一个实施例中，如上侧的图所示，在起动排气净化催化剂24的最上游部形成磁性体区域81H，在剩余的部分，即，在磁性体区域81H的下游，形成电介质区域81E。这时，如下侧的图所示，以使高磁场区域91位于最上游部的方式形成驻波。在这种情况下，由于图9所示的磁性体的特性，可以对前方优先加热，将在最上游部产生的热利用排气传递到下游侧，可以对起动排气净化催化剂24没有不均匀地高效率加热。
对于图7所示的起动排气净化催化剂24的制造方法，例如，可以考虑分别在独立的载体基材上形成薄圆筒状的磁性体81H及电介质区域81E，利用例如陶瓷粘结剂将它们相互粘结的方法。在这种情况下，对于各个磁性体区域81H的制造方法，例如，可以考虑如下方法：首先在载体基材70上涂布包含磁性体81ha的浆料，将其加热并干燥以形成磁性体81ha，之后，利用浸渍法将催化剂物质82a浸渍到磁性体81ha而形成催化剂层82。另一方面，对于各个电介质区域81E的制造方法，可考虑除了代替磁性体81ha而使用电介质81ea之外、与磁性体区域81H的制造方法相同的方法。
对于图10所示的起动排气净化催化剂24的制造方法，例如，考虑如下方法：从一个载体基材70的长度方向中心线C1方向的两侧涂布分别包含磁性体81ha及电介质81ea的浆料，将其加热并干燥以分别形成磁性体81ha及电介质81ea，之后，利用浸渍法将催化剂物质82a浸渍到磁性体81ha及电介质81ea中而形成催化剂层82。或者，考虑如下方法：分别在独立的载体基材上形成薄圆筒状的磁性体区域81H及电介质区域81E，利用例如陶瓷粘结剂将它们相互粘接起来。
可以看出，配备有上述框体和排气净化催化剂的起动排气净化装置22和向排气净化催化剂照射微波的微波照射装置50，构成了通过利用微波加热排气净化催化剂来进行排气的净化的内燃机的排气净化系统。
其次，对于起动排气净化装置22及微波照射装置50的动作方法、即内燃机的排气净化系统的动作方法进行说明。排气净化系统进行如下所述的催化剂温度控制。在发动机的起动时或者由温度传感器61检测出的起动排气净化催化剂24的温度不足预先设定的基准温度时，从微波发射器53向起动排气净化催化剂24发射微波。借此，起动排气净化催化剂24的磁性体区域81H及电介质区域81E分别发热，催化剂层82被加热，催化剂物质82a达到活性化温度以上，起到催化剂的作用。其结果是，起动排气净化催化剂24对排气的净化成为可能。另一方面，进行起动排气净化催化剂24中的催化反应，起动排气净化催化剂24的温度升高，在由温度传感器61检测出的起动排气净化催化剂24的温度达到基准温度以上时，停止自微波发射器53的微波发射。
图11表示执行内燃机的排气净化系统的催化剂温度控制的程序。通过在每个预先设定的设定时间的中断来执行该程序。参照图11，在步骤100中，利用温度传感器61计测起动排气净化催化剂24的温度TS。在步骤S101，判别温度TS是否不足预先设定的基准温度TSth。在温度TS在基准温度TSth以上的情况下，结束控制程序。这时，如果正在进行微波的照射，则停止微波的照射。与此相对，在温度TS在基准温度TSth以下的情况下，接着在步骤102利用微波照射装置50向起动排气净化催化剂24照射微波。这时，如果正在进行微波的照射，则继续微波的照射。
其次，参照图12及图13对于又另外一个实施例进行说明。
图12及图13所示的又另外一个实施例，是驻波的磁场成分SWH的相位与电场成分SWE的相位的错开比1/2波长小的情况(例如：1/4波长)，在磁性体区域81H和电介质区域81E相互部分地重叠这一点上，与图6及图7所示的实施例不同。下面，主要对于不同点进行说明。
在图12所示的又另外一个实施例中，如下侧的图所示，高磁场区域91是驻波的磁场强度IH达到其最大值IHM的规定的比例(例示为：20％)以上的区域，高电介质区域92是驻波的电场强度IE达到其最大值IEM的规定的比例(例示为：20％)以上的区域，该规定的比例比图7所示的实施例中的规定的比例小。其理由如下。在磁场成分SWH和电场成分SWE之间的相位错开得小的情况下，当规定的比例为如图7的实施例的50％那样的高的值时，会产生既不是高磁场区域91也不是高电场区域92的区域、即不包含磁性体及电介质的区域。这样的话，存在着由微波对起动排气净化催化剂的加热变得不均匀的担忧。因此，在图12所示的实施例中，减小规定的比例，以便消除既不是高磁场区域91也不是高电场区域92的区域。其结果为，形成磁性体区域81H和电介质区域81E相互部分地重叠的区域81S。
在图12所示的实施例中，对应于高磁场区域91，磁性体区域81H形成在长度方向中心线C1上的位置中的从位置P30(入口端24i)到位置P32的范围及从位置P33到位置P35的范围内。另外，对应于高电场区域92，电介质区域81E形成在长度方向中心线C1上的位置中的从位置P31到位置P33的范围及从位置P34到位置P36(出口端24o)的范围内。因此，磁性体区域81H和电介质区域81E重叠的区域81S形成为在从位置P31到位置P32的范围及从位置P34到位置P35的范围内。在图13所示的实施例中，在区域81S，在载体基材70的表面上形成磁性体区域81H，在其上形成电介质区域81E。在图中未示出的另外一个实施例中，在该区域81S，在载体基材70的表面上形成电介质区域81E，在其上形成磁性体区域81H。在图中未示出的又另外一个实施例中，在该区域81S，磁性体81ha及电介质81ea被混合起来。
在这种情况下，也可以获得和图7的实施例同样的效果。另外，即使在磁场成分SWH的相位与电场成分SWE的相位错开得小的情况下，通过磁性体区域81H和电介质区域81E相互部分地重叠，可以防止产生既不是磁性体区域81H也不是电介质区域81E的区域、即不被微波加热的区域，防止由微波对起动排气净化催化剂24的加热变得不均匀。即，可以均匀地加热起动排气净化催化剂24。
其次，参照图14及图15对于又另外一个实施例进行说明。
图14及图15所示的又另外一个实施例，与图6及图7所示的实施例相比，磁性体区域81H和电介质区域81E沿着与长度方向中心线C1垂直的方向交替排列形成，磁性体81ha及电介质81ea在长度方向中心线C1方向上均匀地形成，在这一点上与图6及图7所示的实施例不同。下面主要对于不同点进行说明。
图14是表示驻波的特性的模式图。其中，左侧的图是框体23的正视图。C2表示通过长度方向中心线C1并且与长度方向中心线C1垂直的方向的线。右侧的图是表示在线C2上的位置中的在框体23内形成的驻波的磁场强度IH及电场强度IE的曲线图。纵轴表示在线C2上的框体23中的位置P，横轴表示磁场强度IH及电场强度IE，利用驻波的磁场成分SWH表示磁场强度，用电场成分SWE表示电场强度。
如图14的右侧的图所示，作为驻波的磁场成分SWH，以高磁场区域91和低磁场区域93交替地反复的方式沿着线C2在框体23内分布。另外，作为驻波的电场成分SWE，以高电场区域92和低电场区域94交替反复的方式沿着线C2在框体23内分布。在图14所示的实施例中，高磁场区域91是从框体23内的位置PT10(下侧端23d)到位置PT11的区域以及从位置PT12到位置PT13(上侧端23u)的区域。高电场区域92是从框体23内的位置PT11到位置PT12的区域。另外，在图14的右侧的图所示的实施例中，驻波的磁场成分SWH的相位和电场成分SWE的相位，沿着线C2交替地错开1/2波长。因此，高磁场区域91和高电场区域92及低磁场区域93和低电场区域94沿着线C2分别相互错开1/2波长。
在本实施例中，在线C2上的位置中的磁场强度及电场强度的分布、即图14中的右侧的图的分布，代表框体23内整体的磁场强度及电场强度的分别。具体地说，如下面所示。首先，在图14的上侧的图所示的框体23中，考虑利用以长度方向中心线C1作为中心线的圆筒状的曲面VR将框体23假想地分割而产生的圆柱状的区域92b及圆环状的区域91b。这里，以区域92b的位置对应于高电场区域92的位置，区域91b的位置对应于高磁场区域91的位置的方式形成区域92b、91b。即，在利用线C2上的位置表示时，区域92b是从位置PT11到位置PT12的区域，区域91b是从位置PT10到位置PT11的区域及从位置PT12到位置PT13的区域。并且，将整个区域92b作为高电场区域92，将整体区域91b作为高磁场区域91。在这种情况下，框体23内的磁场强度及电场强度的分布成为作为高电场区域92的区域92b与作为高磁场区域91的区域91b沿着线C2交替地排列的分布。
在具有这样磁场强度及电场强度的分布的框体23内配置起动排气净化催化剂24。这里，框体23的内部空间的形状和起动排气净化催化剂24的外形相一致。从而，框体23的线C2和与起动排气净化催化剂24的长度方向中心线垂直的线相一致。因而，下面，对于垂直于起动排气净化催化剂24的长度方向中心线的线也记为C2。另外，在从框体23内的下侧端23d的位置PT10到上侧端23u的位置PT13的区域，配置起动排气净化催化剂24。从而，通过确定线C2上的框体23的位置PT，可以确定线C2上的起动排气净化催化剂24的位置。因而，下面，对于起动排气净化催化剂24内的位置也以位置P(例如：位置PT10)来记载。
图15是又另外一个实施例的起动排气净化催化剂的模式图。在图15中，上侧的图是起动排气净化催化剂24的假想的分解透视图，下侧的图是起动排气净化催化剂的正视图。
在图15所示的实施例中，载体基材70具有圆柱状的电介质区域81E和圆环状的磁性体区域81H从长度方向中心线C1沿着垂直于长度方向中心线C1的方向、即线C2方向交替地排列的结构。这里，电介质区域81E是以长度方向中心线C1为中心轴的圆柱状的载体基材70的区域，含有电介质，磁性体区域81H是以长度方向中心线C1为中心轴，包围电介质区域81E的外侧的圆环状的载体基材70的区域，含有磁性体。另外，如下侧的图所示，电介质区域81E位于框体23内的高电场区域92，磁性体区域81H位于框体23内的高磁场区域91。换句话说，以高磁场区域91位于磁性体区域81H并且高电场区域92位置电介质区域81E的方式形成驻波。
在这种情况下，也可以获得和图7的实施例同样的效果。
其次，参照图16对于又另外一个实施例进行说明。
图16所示的又另外一个的实施例是将图7所示的实施例和图15所示的实施例组合起来的实施例。即，使磁性体区域81H及电介质区域81E更加对应于图6及图14所示的驻波的磁场成分SWH及电场成分SWE的三维的分布。
在图6中，在看作是框体23内的高磁场区域91的区域91a内，实际上包含磁场强度低的区域。例如为在线C2的方向上从长度方向中心线C1离开规定距离的位置等。同样地，在图14中，在看作是框体23内的高磁场区域91的区域91b内，实际上包含磁场强度低的区域。例如，是在长度方向中心线C1的方向上离开规定距离的位置等。从而，在图7及图15所示的实施例的起动排气净化催化剂24中，大体上反映了驻波的磁场成分SWH及电场成分SWE的三维的分布，但是，不能说可以正确地反映了这种三维分布。但是，在图16所示的实施例中，与图7的实施例及图15所示的实施例相比较，由于磁性体区域81H及电介质区域81E的配置接近于驻波的磁场成分SWH及电场成分SWE的三维分布，所以，能够更均匀地加热起动排气净化催化剂。
其次，对于驻波的高磁场区域及高电场区域在框体23内的位置的调整进行说明。微波照射装置50、框体23及起动排气净化催化剂24形成为使得驻波的高磁场区域及高电场区域分别位于起动排气净化催化剂24的磁性体区域及电介质区域。但是，考虑当内燃机的运转时间变长时，由于排气中的水分及碳化氢(HC)，使得驻波的位置、即高磁场区域及高电场区域的位置偏离的情况。当产生这种情况时，存在着起动排气净化催化剂24的磁性体区域及电介质区域不能充分吸收微波，不能充分加热，不能充分加热起动排气净化催化剂24的担忧。因此，利用下面所示的方法，防止高磁场区域及高电场区域的位置偏离。
图17及图18是表示框体内的驻波的状态的模式图。下面，对于驻波的电场成分SW(下面，简单地称为驻波)进行说明，对于磁场成分也是同样的。图17表示高电场区域92的位置与电介质区域81E的位置重合、即没有位置偏离的驻波SW1。图18表示从驻波SW1的位置偏离的驻波SW2、即有位置偏离的驻波SW2的一个例子。
如图17所示，在没有位置偏离的驻波SW1中，利用微波振荡器51计测的驻波的强度为ISW1。另一方面，如图18所示，在有位置偏离的驻波SW2中，利用微波振荡器51计测的驻波的强度为ISW2。如图18所示，当引起驻波的位置从驻波SW1的位置偏离的位置偏离时，驻波的强度ISW发生变化，其变化量ΔISW＝ISW2－ISW1。这时，为了修正驻波SW的位置偏离，即，为了使驻波的强度ISW2返回到强度ISW1，例如，考虑使从微波振荡器51输出的微波的频率ω变化Δω的方法。这样的频率ω的变化量Δω，例如，作为微波频率ω和驻波的强度变化量ΔISW的函数，以图19所示的映射的形式存储于电子控制装置30的ROM32中。
图20表示执行包含对上述的位置偏离进行修正的控制在内的微波的照射控制的程序。该程序通过在每个预先设定的设定时间的中断来行。参照图20，在步骤200，利用温度传感器61计测起动排气净化催化剂24的温度TS。在步骤201，判别温度TS是否不足预先设定的基准温度TSth。在温度TS在基准温度TSth以上的情况下，结束控制程序。如果是在微波的照射中，这停止微波的照射。与此相对，在温度TS在基准温度TSth以下的情况下，接着在步骤202利用微波照射装置50向起动排气净化催化剂24照射微波，或者，继续微波的照射。接着在步骤203，利用微波振荡器51计测驻波的强度ISW2。接着在步骤204，从所计测的驻波的强度ISW2和没有位置偏离的情况下的驻波的强度ISW1计算出变化量ΔISW。接着在步骤205，从当前的微波的频率ω和变化量ΔISW，参照图19的映射，计算出变化量Δω，将微波的频率ω变更成(ω+Δω)。
在又另外一个实施例中，代替使微波的频率ω变化Δω，而是基于变化量ΔISW及微波的频率ω，使微波的相位φ变化Δφ。这样的相位φ的变化量Δφ，例如，作为微波的频率ω和驻波的强度的变化量ΔISW的函数，以图21所示的映射的形式存储在电子控制装置30的ROM32中。
在图中未示出的又另外一个实施例中，同时使上述变化量Δω及Δφ变化。这样的变化量(Δω、Δφ)例如作为微波的频率ω和驻波的强度的变化量ΔISW的函数，以映射(图中未示出)的形式存储在电子控制装置30的ROM32中。在图中未示出的又另外一个实施例中，代替驻波的强度，而使用反射波的强度。
另外，在图中未示出的又另外一个实施例中，使用上述驻波的高磁场区域及高电场区域的在框体23内的位置的调整方法，将整个催化剂层82更均匀地加热。如上述图7所示，即使在高磁场区域91内，由于在磁场强度IH中也有分布，所以，磁性体区域81H并不一定被均匀地加热，在磁场强度IH的峰值处加热最强。因此，在本实施例中，与位置偏离无关地使来自于微波振荡器51的微波的频率及相位变化，使在驻波的高磁场区域中的磁场强度IH的峰值在长度方向中心线C1方向的前后移动。借此，可以利用峰值的磁场强度在长度方向中心线C1方向上使催化剂层82的磁性体区域81H均匀地发热，其结果是，可以在长度方向中心线C1方向上没有遗漏地加热磁性体区域81H上的催化剂层82。同样地，通过使驻波的高电场区域中的电场强度的峰值在长度方向中心线C1方向的前后移动，可以在长度方向中心线C1方向上没有遗漏地加热电介质区域81E上的催化剂层82。
另外，在图中未示出的又另外一个实施例中，进而，使用在上述驻波的高磁场区域及高电场区域的框体23内的位置的调整方法，更均匀地加热整个催化剂层82。首先，使来自于微波振荡器51的微波的频率及相位变化，沿着长度方向中心线C1使驻波的高磁场区域及高电场区域在起动排气净化催化剂24上移动。并且，利用微波振荡器51计测驻波的强度ISW，检测出有没有驻波的强度ISW的变化不连续的部位。之所以有不连续的部位，被认为是因为在磁性体区域81H或电介质区域81E中存在驻波的吸收量不连续地变大的部位。从而，在存在不连续部位的情况下，从根据这时的驻波的强度ISW预测的驻波的波形，推定出成为不连续部位的原因的磁性体区域81H中的吸收量大的部位或者电介质区域81E中的吸收量大的部位。例如，在驻波的波形的高磁场区域和某个磁性体区域81H重叠的情况下，将该磁性体区域81H推定为驻波的吸收量大的部位。同样地，在驻波的波形的高电场区域和某个电介质区域81E重叠的情况下，将该电介质区域81E推定为驻波的吸收量大的部位。在磁性体区域81H中的吸收量大的情况下，从图3的磁性体的特性，认为在该磁性体区域81H处的温度低。从而，以使该磁性体区域81H中的磁场强度变大的方式控制频率Δω及相位Δφ而移动驻波。另外，在电介质区域81E中的吸收量大的情况下，根据图4所示的电介质的特性，认为在该电介质区域81E处的温度高。从而，以使除去该电介质区域81E之外的区域中的电场强度变大的方式控制频率Δω及相位Δφ而移动驻波。
其次，参照图22对于又另外一个实施例进行说明。
图22所示的又另外一个实施例，与图5所示的实施例相比，在配置两个微波照射装置这一点上与图5所示的实施例不同。下面，主要对于不同点进行说明。
在图22所示的又另外一个实施例中，不仅在排气管21内的起动排气净化装置22的上游侧配置微波照射装置50，而且在排气管21内的起动排气净化装置22的下游侧也配置另外的微波照射装置50a。
如图22所示，另外的微波照射装置50a将由微波振荡器51a产生的另外的微波MW2(例如：另外的频率2.45GHz±Δ)经由传输回路52a从微波发射器53a向起动排气净化装置22照射。另外的微波MW2从框体23的出口端23o向框体23进入。另一方面，来自于微波照射装置50的微波发射器53的微波MW1从框体23的入口端23i向框体23进入。这样一来，另外的微波MW2及其在框体23内的反射波以及微波MW1以及其在框体23内的反射波在框体23中叠加，在框体23内形成驻波。
其次，对于在图22所示的又另外一个实施例中的驻波的高磁场区域及高电场区域的在框体23内的位置的调整进行说明。与图17及图18的情况一样，在由于排气中的水分等而使高电场区域及高磁场区域的位置从正常的位置偏离的情况下，驻波的强度ISW的变化由微波照射装置50及另外的微波照射装置50a之中的至少一方进行计测。从而，与图17及图18所示的情况同样，基于利用微波照射装置50及另外的微波照射装置50a中的至少一方计测的驻波的强度ISW的变化量ΔISW，使微波照射装置50及另外的微波照射装置50a之中的至少一方的微波的频率ω变化，由此，可以使驻波的强度ISW返回到正常的值。或者，通过使微波照射装置50及另外的微波照射装置50a中的至少一方的微波的相位φ变化，可以使驻波的强度ISW返回到正常值。
在上述各个实施例中，微波照射装置50的微波发射器53配置在排气管21的起动排气净化装置22的上游，磁性体区域81H和电介质区域81E包含在起动排气净化催化剂24中。在图中未示出的另外的实施例中，微波照射装置50的微波发射器53配置在起动排气净化装置22的下游并且在主排气净化装置25的上游，在主排气净化催化剂27中含有磁性体区域81H及电介质区域81E。例如，与图3所示的情况同样，在作为载体基材的排气烟尘过滤器上或者内部，形成磁性体区域81H和电介质区域81E，在其上，作为催化剂物质，载置NOx吸留还原催化剂。在这种情况下，也可以在主排气净化装置25中获得与上述各个实施例的情况同样的效果。但是，在这种情况下，可以看作是配备有框体和排气净化催化剂的主排气净化装置25和向排气净化催化剂照射微波的微波照射装置50构成内燃机的排气净化系统。
附图标记说明
21排气管 23框体 24起动排气净化催化剂 50微波照射装置

Claims (17)

1.一种内燃机的排气净化系统，配备有框体、排气净化催化剂和微波照射装置，所述框体配置在内燃机排气通路内，所述排气净化催化剂配置在所述框体内，用于净化排气，所述微波照射装置配置在所述内燃机排气通路内的所述排气净化催化剂的上游侧或者下游侧，向所述排气净化催化剂照射规定频率的微波，所述排气净化催化剂配备有载体基材和催化剂物质，所述催化剂物质由所述载体基材携载，用于净化所述排气，所述载体基材具有：包含能够吸收所述微波的磁性体的至少一个磁性体区域、以及包含能够吸收所述微波的电介质的至少一个电介质区域，在所述框体内，利用所述微波形成驻波，所述驻波具有磁场强度达到所述磁场强度的最大值的规定比例以上的高磁场区域和电场强度达到所述电场强度的最大值的规定比例以上的高电场区域，所述磁场强度取得最大值的位置和所述电场强度取得最大值的位置彼此不同，所述高磁场区域位于所述磁性体区域，并且，所述高电场区域位于所述电介质区域。
2.如权利要求1所述的内燃机的排气净化系统，所述载体基材以从所述框体的入口端朝向出口端的方向成为长度方向的方式形成，所述磁性体区域和所述电介质区域沿着所述载体基材的长度方向中心线并列地形成于所述载体基材。
3.如权利要求2所述的内燃机的排气净化系统，所述磁性体区域在所述长度方向的最上游侧形成于所述载体基材。
4.如权利要求2或3所述的内燃机的排气净化系统，在所述载体基材，共计在三个部位以上设置所述磁性体区域及所述电介质区域，所述磁性体区域和所述电介质区域在所述长度方向上交替地形成。
5.如权利要求1至4中任一项所述的内燃机的排气净化系统，所述载体基材以从所述框体的入口端朝向出口端的方向成为长度方向的方式形成，所述磁性体区域和所述电介质区域在与所述载体基材的长度方向中心线垂直的方向上并列地形成于所述载体基材。
6.如权利要求1至5中任一项所述的内燃机的排气净化系统，所述磁性体区域和所述电介质区域彼此没有间隙地形成。
7.如权利要求1至6中任一项所述的内燃机的排气净化系统，所述磁性体区域和所述电介质区域彼此部分地重叠。
8.如权利要求1至6中任一项所述的内燃机的排气净化系统，所述磁性体区域和所述电介质区域彼此不重叠。
9.如权利要求1至8中任一项所述的内燃机的排气净化系统，所述磁性体和所述电介质为相互不同的材料。
10.如权利要求1至9中任一项所述的内燃机的排气净化系统，在所述磁性体区域，所述磁性体形成于所述载体基材上，在所述磁性体上配置有所述催化剂物质。
11.如权利要求1至10中任一项所述的内燃机的排气净化系统，在所述电介质区域，所述电介质形成于所述载体基材上，在所述电介质上配置有所述催化剂物质。
12.如权利要求1至11中任一项所述的内燃机的排气净化系统，所述微波照射装置通过使所述微波的频率及相位中的至少一方变化，使所述高磁场区域的位置以及所述高电场区域的位置变化。
13.如权利要求1至12中任一项所述的内燃机的排气净化系统，还配备有另外的微波照射装置，所述另外的微波照射装置隔着所述内燃机排气通路内的所述排气净化催化剂配置在与所述微波照射装置相反的一侧，向所述排气净化催化剂照射另外的规定频率的另外的微波，利用所述微波及所述另外的微波在所述框体内形成所述驻波。
14.如权利要求13所述的内燃机的排气净化系统，所述微波照射装置及所述另外的微波照射装置中的至少一方，通过使所述微波及所述另外的微波中的至少一方的频率及相位中的至少一方变化，使所述高磁场区域的位置以及所述该电场区域的位置变化。
15.一种用于权利要求1至14中任一项所述的内燃机的排气净化系统的控制方法，包括：
计测所述排气净化催化剂的温度，
判断计测的温度是否不足预先设定的基准温度，
在计测的温度在所述基准温度以上的情况下，结束控制，并且，停止所述微波照射装置的微波照射，
在计测的温度不足所述基准温度的情况下，利用所述微波照射装置照射微波。
16.如权利要求15所述的内燃机的排气净化系统的控制方法，还包括：
利用微波振荡器计测所述驻波的强度，
由实际计测的驻波的强度和在位置没有偏离的情况下的驻波的强度，计算出驻波的强度的变化量，
由计算出的驻波的强度的变化量和当前的微波的频率，计算出微波的频率的变化量或者微波的相位的变化量，
使微波照射装置照射的微波的频率以所述微波的频率的变化量进行变化，或者，使微波照射装置照射的微波的相位以所述微波的相位的变化量进行变化。
17.如权利要求15所述的内燃机的排气净化系统的控制方法，还包括：
在微波照射装置照射微波的期间，使所述驻波的高磁场区域中的磁场强度的峰值在所述排气净化催化剂的长度方向中心线方向的前后移动，并且，使所述驻波的高电场区域中的电场强度的峰值在所述排气净化催化剂的长度方向中心线方向的前后移动。
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