JPH0544530B2 - - Google Patents

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JPH0544530B2
JPH0544530B2 JP13459784A JP13459784A JPH0544530B2 JP H0544530 B2 JPH0544530 B2 JP H0544530B2 JP 13459784 A JP13459784 A JP 13459784A JP 13459784 A JP13459784 A JP 13459784A JP H0544530 B2 JPH0544530 B2 JP H0544530B2
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JP
Japan
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filter
exhaust gas
magnetron
microwave
vehicle
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JP13459784A
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Koichi Torimoto
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS6111416A publication Critical patent/JPS6111416A/ja
Publication of JPH0544530B2 publication Critical patent/JPH0544530B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/027Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means
    • F01N3/028Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means using microwaves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はデイーゼル機関の排ガス中に存在す
る微粒子を除去するためのフイルターの再生を効
率的に行なうようにした車載用燃焼装置に関する
ものである。
〔従来技術〕
従来、この種の装置は存在しないが次のような
背景から開発が待たれている。すなわちデイーゼ
ル機関の排ガス中に含まれている微粒子は人体を
害するため排出量の規制が行なわれようとしてい
る。すでに米国では規制の実施が具体化してお
り、我が国でも規制の動きがある。ところで微粒
子排出量を低減する方法としては二つの方法があ
る。一つはデイーゼル機関そのものを改良して微
粒子排出量を低減するものである。しかしこの方
法は理想的である現状では若干の低減が期待でき
る程度で、規制が厳しくなれば不可能である。他
の方法としてはデイーゼル機関の排気系に例えば
セラミツクハニカムのフイルターを設けて微粒子
を過するものである。この方法はフイルターが
目詰まりすると再生しなければならない欠点があ
るが最も有力である。このフイルター再生は次の
原理による。すなわち、フイルターに付着する微
粒子の主成分は炭素であり、その着火温度は550
℃程度であるのでエンジン排ガスを550℃以上に
加熱すれば微粒子は二酸化炭素となつて再生が行
なわれる。ところがデイーゼル搭載車の走行では
排ガス温度は最高でも400℃程度であるのでフイ
ルター再生は不可能である。そこで何らかの加熱
装置を付加する必要があり、この加熱装置がフイ
ルターの再生装置である。
フイルターの再生装置としては、エンジンへの
給気を絞つて排ガス温度を上昇させるものや、再
生用バーナ等が考えられるがいずれもフイルター
の目詰まり状況を適確に把握して再生開始および
終了指令を出力し、再生装置の駆動を制御するこ
とが信頼性を向上させる上で有意義である。とこ
ろで、再生開始、終了のタイミング手段として
は、フイルター上下流の圧力損失によるものや、
エンジン運転時間と連動するタイマーを備え、一
定インターバルで一定時間再生を行なう等が考え
られるが、前者については自動車走行条件により
排ガス流量が常に変動し、その影響を受けるため
平均化手法を使用せざるをえず信頼性に欠ける。
また、前者についても前者のテスト実績値に余裕
を付加したものであるので同様に信頼性に欠け
る。
〔発明の概要〕
この発明は、上記のような現状に鑑みなされた
もので、フイルターの目詰まり状況を把握するた
め、前後端部を反射板で電波洩れ対策したフイル
ター収納器が一種の空胴共振器を形成し、しかも
誘電物質であるカーボン微粒子の付着量により電
波の吸収が増減してインピーダンス整合状態が変
化する実験データに基づき、再生開始時期におい
てインピーダンス整合がとれるようにマイクロ波
供給路の形状寸法を例えば方向性結合器の場合、
整合窓挿入位置と形状を設定すると共に、マイク
ロ波供給路の一部に入射波および反射波電圧を検
出するアンテナおよび変換器を備え、一定インタ
ーバル毎に微小電力を入射して電圧定在波比を演
算し予め制御装置に記憶された上下限値と比較す
ることにより、自動車の走行条件に関係なくカー
ボン微粒子の付着量にのみ依存して再生を開始、
終了させるようにした車載用燃焼装置を提供する
ものである。また、フイルターの誘電率がフイル
ター温度により変化しこれに伴ない電圧定在波比
も変化するため、フイルター温度を検知する温度
センサを備え、電圧定在波比の演算値を補正する
ことにより一層信頼性が向上する車載用燃焼装置
を提供するものである。
〔発明の実施例〕
以下この発明の一実施例を図について説明す
る。第1図において、1はデイーゼルエンジン、
2はエンジン1の排気管、3はこの排気管2の通
路の一部に設けられたカーボン微粒子をトラツプ
するためのフイルター、4はフイルター3を固定
支持するフイルター収納器、5はマイクロ波を発
生するためのマグネトロンで、5aはマグネトロ
ンの電源装置であつてバツテリもしくはオルタネ
ータである。6はフイルター収納器4の外へマイ
クロ波が洩れるのを防止する反射板、7はマイク
ロ波をフイルター3へ入射するためフイルター収
納器4と電波的および機械に結合されたマイクロ
波供給路、8はマイクロ波入射波電圧を検出する
ためのアンテナと制御信号へ変換するための変換
器、9は反射電圧を検出するためのアンテナおよ
び変換器、10は再生終了後のエンジン運転時間
および入射、反射電圧を入力信号とし、マグネト
ロンの駆動信号を出力信号とする制御装置、11
はマフラーである。また、第2図は再生開始およ
び終了のアルゴリズムを示すフローチヤート、第
3図はカーボン付着量と電圧定在波比(VSWR)
および再生サイクルの関係を示す。
次に動作について説明する。通常の運転時、す
なわちフイルター3を再生しないときには、エン
ジン1から排出された排ガスは排気管2を通り、
カーボン微粒子をフイルター3にトラツプされた
後マフラー11を通り大気中に排出される。とこ
ろでフイルター3へのカーボン微粒子付着量が増
加すると、フイルター3前後の圧力損失が増大
し、エンジンの燃費が悪化すると共に、エンジン
出力が低下する。そこでエンジン運転時間を積算
するタイマーを備え、第2,3図に示すように制
御装置10の出力信号により一定インターバルt
毎にマグネトロン5を駆動してフイルター3に微
粒子が赤熱しない程度の微電力を入射し、一方、
マイクロ波供給路7の一部に設けた入射波および
反射波検知アンテナ8,9により電圧を検知する
ことにより、電圧定在波比を演算回路で算出し、
予め制御装置10に記憶された下限値と比較し、
演算値>下限値の場合は付着量小と判断し、マグ
ネトロン5の駆動を次回の検出時間まで停止す
る。また演算値≦下限値の場合には再生開始指令
を制御装置10から出力してマグネトロン5の出
力を切換えて高電力を発生させフイルター3に付
着したカーボン微粒子を赤熱させると共に、エン
ジン排ガスを流入させて排ガス中の酸素と赤熱し
た微粒子を反応させ再生する。この際、フイルタ
ー3およびフイルター収納器4は空胴共振器を構
成するが、再生開始時点で電圧定在波比が最小と
なるようにインピーダンス整合をとつてあるた
め、マイクロ波電力を効率的にカーボン微粒子に
吸収させ再生を円滑に進めることができる。かく
して再生が進行しカーボン微粒子の付着量が減少
すると、逆に反射電波が増大して電圧定在波比が
大きくなるため予め制御装置10に記憶された上
限値と比較し、演算値≧上限値になると再生終了
信号を制御装置10より出力しマグネトロン5の
駆動を停止すると共にエンジン運転時間を積算し
検出時期指令を出力するためのタイマーをリセツ
トする。以上の過程は自動車走行条件に関係なく
カーボン微粒子の付着量にのみ依存して行なわれ
るため常に安定した信頼性の高い再生が行なえ
る。
またこの発明は、フイルターの誘電率がフイル
ター温度により変化しこれに伴なつて電圧定在波
比も変化するため、フイルター温度を検知する温
度センサを備えれば電圧定在波比の演算値を補正
して一層信頼性が向上する。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、制御装
置にエンジン運転時間と連動するタイマー回路を
備え、一定インターバル毎に微小電力を入射する
と共に、マイクロ波供給路に入射波、反射波電圧
検出用アンテナおよび変換器を備えたので、自動
車の走行条件に関係なくカーボン微粒子の付着量
にのみ依存してフイルター再生の開始および終了
が行なえ、これにより信頼性の高い装置が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す車載用燃焼
装置のシステム構成図、第2図は再生開始および
終了のアルゴリズムを示すフローチヤート図、第
3図はカーボン付着量と電圧定在波比(VSWR)
および再生サイクルの関係を示す図である。 1……エンジン、2……排気管、3……フイル
ター、4……フイルター収納器、5……マグネト
ロン、6……反射板、7……マイクロ波供給路、
8……入射波電圧検知用アンテナおよび変換器、
9……反射波電圧検知用アンテナおよび変換器、
10……制御装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 デイーゼル機関の排気ガス通路の一部に設け
    られ、排気ガス中のカーボン微粒子をトラツプす
    るためのセラミツクハニカム製のフイルターおよ
    びフイルターを固定支持するためのフイルター収
    納器、バツテリもしくはオルタネータを電源とし
    マイクロ波電力を発生するマグネトロン、フイル
    ター収納器の前後端に設けられマイクロ波の洩れ
    を防止する反射板、上記マグネトロンから発生し
    たマイクロ波を伝送するためフイルター収納器と
    電波的および機械的に結合したマイクロ波供給
    路、マグネトロンの駆動信号を出力信号とする制
    御装置から構成され、マイクロ波電力をフイルタ
    ーに入射してカーボン微粒子をマイクロ波加熱し
    フイルターの再生を行なう車載用燃焼装置におい
    て、制御装置内にエンジン運転時間と連動するタ
    イマー回路を備え、一定インターバル毎に微小電
    力を入射すると共にマイクロ波供給路の一部に入
    射波および反射波電圧検出用アンテナおよび変換
    器を結合したことを特徴とする車載用燃焼装置。 2 フイルター温度を検知する温度センサを備え
    てフイルター温度により電圧定在波比の演算値を
    補正することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の車載用燃焼装置。
JP59134597A 1984-06-27 1984-06-27 車載用燃焼装置 Granted JPS6111416A (ja)

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