JPH06101445A - 内燃機関用フィルタ再生装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ディーゼル機関の排気ガス中のパティキュレ
ートを捕集するフィルタの再生装置に関し、パティキュ
レートの加熱及び燃焼を効果的に実行し燃焼時の高温化
を抑制し、高い再生性能、耐久性能を保証する装置及び
その制御方法を提供する。 【構成】 内燃機関１７の排気管１６の途中に設けたフ
ィルタ１９と、フィルタの排気ガス排出端面側からパテ
ィキュレートを加熱するマイクロ波発生手段（加熱手
段）２０と、加熱されたパティキュレートの燃焼を促進
する助燃気体を発生する助燃手段２４と、マイクロ波電
磁場強度の変化を検出してフィルタに捕集したパティキ
ュレートの量を検出する捕集量検出手段４２と、フィル
タ通流後の助燃気体流の温度を検出する手段３５，３６
と、制御手段３７とを備え、助燃気体をパティキュレー
ト加熱方向に対して反対方向から通流して所定領域のパ
ティキュレートを燃焼除去する制御方法を採用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジンから
排出される排気ガス中に含まれるパティキュレート（粒
子状物質）を捕集する内燃機関用フィルタを再生する装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】欧米および日本などのいわゆる先進国の
高度な経済成長は地球上の文明に大きく貢献してきた。
しかしながら、先進国の経済成長を中心とした化石燃料
エルネルギの浪費は地球の大気を汚染してきた。

【０００３】地球環境保全に関して、今日では地球温暖
化対策すなわちＣＯ2 低減対策が大きくクローズアップ
されているが、森林破壊を招く酸性雨の対策も無視でき
ない。

【０００４】酸性雨は硫黄酸化物や窒素酸化物などの大
気汚染物質が汚染源となって生じる自然現象であり、近
年世界各国でこのような大気汚染物質の排出規制がコ・
ジェネレーションなどの固定発生源や自動車などの移動
発生源に対して強化される動きにある。特に、自動車の
排気ガスに関する規制は従来の濃度規制から総量規制へ
移行され規制値自体も大幅な削減がなされようとしてい
る。

【０００５】自動車の中でもディーゼル車は窒素酸化物
と同時にパティキュレートの排出規制の強化が行われ
る。燃料噴射時期遅延などの燃焼改善による従来の排気
ガス中の汚染物質低減対策だけでは排出ガス規制値を達
成することは不可能とされ、現状では排気ガスの後処理
装置の付設が不可欠である。この後処理装置はパティキ
ュレートを捕集するフィルタを有するものである。

【０００６】ところが、パティキュレートを捕集し続け
るとフィルタは目詰まりを生じて排気ガスの流れが悪く
なってエンジン出力の低下あるいはエンジンの停止に至
る。

【０００７】したがって、現在世界中でフィルタの捕集
能力を再生させるための技術開発が進められているが、
耐久性能の確保が実用上の大きな課題になっている。

【０００８】パティキュレートは６００℃程度から燃焼
することが知られている。パティキュレートをこの高温
度域に昇温するためのエネルギを発生する手段として、
バーナ方式、電気ヒーター方式あるいはマイクロ波方式
などが考えられている。

【０００９】本発明者らは昇温効率の良さ、安全性、装
置構成の容易さあるいは再生制御性の良さなどを考慮し
てマイクロ波方式によるフィルタ再生装置を開発してき
た。

【００１０】マイクロ波方式によるフィルタ再生装置と
しては、たとえば特開昭５９−１２６０２２号公報があ
る。同公報に開示されている装置を図３に示す。同図に
おいて、１はエンジン、２は排気マニフォールド、３は
排気管、４は排気分岐管、５はフィルタ、６はフィルタ
５を収納した加熱室、７はマイクロ波発生手段、８はマ
イクロ波発生手段７の発生したマイクロ波を加熱室６に
導く導波管、９はマイクロ波反射板、１０は空気ポン
プ、１１は空気供給路、１２はマイクロ波発生手段７の
駆動電源、１３はマフラー、１４は空気切換バルブ、１
５は排気ガス流切換バルブである。

【００１１】上記した構成において、エンジンの排気ガ
スは排気ガス流切換バルブ１５によってフィルタ５に導
かれたり、直接大気へ排出されたりする。パティキュレ
ート捕集サイクルにおいて、排気ガスはフィルタ５に導
かれ排気ガス中に含まれるパティキュレートはフィルタ
５に捕集されるが前述したようにフィルタ５の捕集能力
は有限である。捕集能力が限界に達すると排気ガス流切
換バルブ１５が制御され排気管３への排気ガスは遮断さ
れ排気ガスのすべては排気分岐管４を経て大気に排出さ
れる。この間にフィルタ５の再生が行われる。このフィ
ルタ再生サイクルにおいてパティキュレートを加熱する
エネルギはマイクロ波発生手段７からまた燃焼に必要な
空気が空気ポンプ１０より同時に供給される。所定の時
間を経てフィルタ再生が完了すると排気ガス流切換バル
ブ１５が再び制御されてフィルタ５に排気ガスが導かれ
る。この捕集と再生のサイクルがくり返される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の装置は、フィルタに捕集されるパティキュレートを加
熱燃焼除去する場合に以下のような課題を有している。

【００１３】この課題は、パティキュレート着火領域と
燃焼進行方向に起因する。マイクロ波発生手段（加熱手
段）によって加熱されたパティキュレートの温度が燃焼
可能温度レベルに到達して助燃気体の介在によって燃焼
状態に移行するとパティキュレートの燃焼によって生じ
る単位時間当たりの発熱量は加熱手段から供給される熱
量に比べてかなり大きい量となる。このため、着火領域
に続くパティキュレート捕集領域（いまだに燃焼可能温
度に到達していない領域）側にパティキュレート着火領
域の発熱量を供給させることで容易にその領域を燃焼可
能温度レベルに高めることができる。このパティキュレ
ートそのものの燃焼によって生じる発熱量を利用するこ
とでフィルタ全体に堆積しているパティキュレートの燃
焼を実行する上で外部から供給するエネルギ量を比較的
少ない量にすることを可能にしている。しかしながら、
このようなパティキュレートの燃焼熱そのものを利用し
てパティキュレートを加熱燃焼させた場合には燃焼の温
度制御が不可能に近い状態になってしまう。特にフィル
タに堆積しているパティキュレートの総量が多い場合に
はフィルタが機械的破壊を呈する温度域での燃焼状態と
なったり、最悪の場合にはフィルタ基材の耐熱温度を凌
駕する高温下での燃焼状態となる。

【００１４】これらの諸現象による従来の課題をまとめ
ると、外部からのエネルギ供給によって加熱されたパテ
ィキュレートが燃焼可能温度レベルに到達する領域はフ
ィルタ全体の極限られた領域（通常外部からのエネルギ
供給側近傍の領域）であることとこの燃焼可能温度レベ
ルに到達した領域の燃焼熱をこの領域に後続するパティ
キュレート堆積空間に伝達させるように助燃気体を供給
していると言うことである。このためにパティキュレー
トが燃焼中の燃焼温度を自由に制御できず高温燃焼への
移行を防止できなくてフィルタの機械的破損を招く課題
を有していた。

【００１５】本発明は上記課題を解決するもので、パテ
ィキュレートの加熱および燃焼を効果的に実行し燃焼時
の高温化を抑制しつつフィルタの高い再生性能を保証す
るとともにフィルタの耐久性能を保証する内燃機関用フ
ィルタ再生装置およびその制御方法を提供することを目
的としたものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するための手段は、内燃機関の排気ガスを排出する排気
管と、排気管内に収納され排気ガス中に含まれるパティ
キュレートを捕集するフィルタと、フィルタの一端面側
からパティキュレートを加熱する加熱手段と、フィルタ
の他端面から加熱されたパティキュレートを燃焼させる
助燃気体を通流する助燃手段とを備えた構成からなる。

【００１７】また、内燃機関の排気ガスを排出する排気
管と、排気管内に収納され排気ガス中に含まれるパティ
キュレートを捕集するフィルタと、フィルタの排気ガス
排出端面側からパティキュレートを加熱する加熱手段
と、加熱されたパティキュレートを燃焼させる助燃気体
をフィルタ内の少なくとも排気ガス通流方向に通流させ
る助燃手段とを備えた構成からなる。

【００１８】これらの装置には、フィルタ通流後の助燃
気体の温度を検出する助燃気体流温度検出手段を設け、
この温度検出手段の検出信号の絶対レベルあるいは変化
量に基づいて助燃気体の通流を停止させている。また、
フィルタ内に捕集されたパティキュレート量を検出する
捕集量検出手段を備えている。さらには、加熱手段はマ
イクロ波発生手段で構成している。

【００１９】また制御方法としては内燃機関の排気ガス
を排出する排気管と、排気管内に収納され排気ガス中に
含まれるパティキュレートを捕集するフィルタと、フィ
ルタの一端面側から給電しパティキュレートを誘電加熱
するマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、誘電
加熱したパティキュレートを燃焼させる助燃気体を少な
くともフィルタの他端面からマイクロ波給電側フィルタ
端面方向に通流する助燃手段と、マイクロ波発生手段お
よび助燃手段の動作を制御する制御手段とを備えた構成
において、制御手段はフィルタ内に捕集され残存するパ
ティキュレートにおいて少なくともマイクロ波給電端側
の所定領域に存在するパティキュレートがマイクロ波に
よって所定時間誘電加熱された後、助燃手段を動作させ
助燃気体をマイクロ波給電側フィルタ端面方向に通流さ
せて少なくとも所定領域に存在するパティキュレートの
燃焼を促進させこの所定領域のパティキュレートを除去
し助燃手段の動作を停止させるように制御している。

【００２０】さらには、マイクロ波給電方向はフィルタ
の排気ガス排出端面側とし、制御手段は助燃気体をフィ
ルタの排気ガス流入端から排気ガス排出端面方向に通流
してフィルタ内でのパティキュレート残存領域をフィル
タ全領域の１／２以下にするとともにその後残存するパ
ティキュレートを誘電加熱して助燃気体をフィルタの排
気ガス排出端から排気ガス流入端面方向に通流して残存
するパティキュレートを燃焼除去させるように制御して
いる。

【００２１】

【作用】上記した構成において、パティキュレート助燃
気体の通流方向をパティキュレートを加熱するフィルタ
端面側方向に通流させることによりパティキュレートが
燃焼時に発生する燃焼熱のフィルタ内部に堆積している
他のパティキュレートへの伝達を抑制してフィルタ外部
に放散させることができパティキュレート燃焼領域の拡
大を抑制し高温燃焼を回避させることができる。

【００２２】フィルタ通流後の助燃気体流温度検出手段
により検出温度された温度変化によってフィルタ内部で
のパティキュレート燃焼状況を確認することができる。
これによって適当なタイミングで助燃気体の通流を停止
させることができるとともにパティキュレートの残存領
域がある場合にはパティキュレートの燃焼によってフィ
ルタ内部に発生蓄積された残熱を基にして残存領域のパ
ティキュレートを効率よく短時間に加熱昇温させること
ができる。

【００２３】捕集量検出手段を付加したことにより、検
出した捕集レベルに応じてパティキュレート助燃気体の
通流方向をパティキュレートを加熱するフィルタ端面側
方向に通流させることによりパティキュレートを加熱燃
焼除去させる領域を適宜選択制御してパティキュレート
燃焼時の高温化を抑制することができる。

【００２４】制御方法として用いるフィルタ内に捕集さ
れ残存するパティキュレートの少なくともマイクロ波給
電端側の所定領域に存在するパティキュレートがマイク
ロ波によって所定時間誘電加熱されることで、この所定
領域に存在するパティキュレートが少なくとも燃焼可能
温度に到達する。この後、助燃手段を動作させ助燃気体
をマイクロ波給電側フィルタ端面方向に通流させること
で少なくとも所定領域に存在するパティキュレートは燃
焼状態に移行しこの所定領域のパティキュレートが除去
される。この除去されたかどうかの判定手段に助燃気体
流温度検出手段を利用する。除去されたと判断すると直
ちに助燃手段の動作を停止させてフィルタ内部への燃焼
熱の蓄積を図り残存するパティキュレートがある場合に
はそのパティキュレートの加熱を継続する。この残存パ
ティキュレートはフィルタが内部に熱蓄積をしているこ
とによって効率よく短時間で燃焼可能温度レベルに昇温
していく。

【００２５】マイクロ波給電方向をフィルタの排気ガス
排出端面側とした場合には、フィルタへの排気ガス流入
側端面およびその近傍に堆積しているパティキュレート
を効果的に燃焼除去させることが困難であることを本発
明者らは経験的に知っている。この場合この課題を解決
するために制御手段は助燃気体をフィルタの排気ガス流
入端から排気ガス排出端面方向に通流してフィルタ内で
のパティキュレート残存領域をフィルタ全領域の１／２
以下にした後に残存するパティキュレートの燃焼方法に
以下のような制御方法を採用している。残存するパティ
キュレートを誘電加熱しマイクロ波給電側方向の残存パ
ティキュレートの温度を燃焼可能温度レベルまで加熱昇
温させる。その後助燃気体をフィルタの排気ガス排出端
から排気ガス流入端面方向に通流して残存するパティキ
ュレートすべてを燃焼除去させている。フィルタの排気
ガス流入側端面およびその近傍に堆積しているパティキ
ュレートはフィルタ内部に残存するパティキュレートの
燃焼熱を利用して加熱し燃焼可能温度レベルに昇温し燃
焼除去させている。この場合、燃焼熱を利用している
が、フィルタ端面およびその近傍での燃焼でありその燃
焼によって発生する熱の放散が容易であるためにフィル
タの機械的破損に至ることを防止できている。

【００２６】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

【００２７】図１において、１６は内燃機関（ディーゼ
ルエンジン）１７の排気ガスを排出する排気管、１８は
排気管１６の途中に設けられた加熱空間、１９は加熱空
間内に収納され排気ガスが通過する間に排気ガス中に含
まれるパティキュレートを捕集するハニカム構造からな
るフィルタ、２０はパティキュレートを誘電加熱するた
めに加熱空間に給電されるマイクロ波を発生させるマイ
クロ波発生手段（パティキュレートの加熱手段）、２
１，２２はマイクロ波発生手段２０の発生したマイクロ
波を加熱空間に伝送する直線状および環状の矩形導波
管、２３は加熱空間にマイクロ波を給電する給電孔、２
４は誘電加熱されたパティキュレートの燃焼を促進させ
るために加熱空間に導かれる酸素を含む助燃気体を供給
する助燃手段であり送風機あるいはコンプレッサにて構
成されている。２５，２６，２７，２８は加熱空間に供
給される助燃気体の導流管である。

【００２８】２９は排気ガス切換バルブであり、内燃機
関１７より排出された排気ガスをフィルタ１９に通流さ
せたりフィルタ１９の再生時には排気分岐管３０に通流
させたりする。３１はマフラーである。３２，３３，３
４は助燃気体流切換バルブであり、フィルタ再生時にフ
ィルタ１９に通流する助燃気体の通流方向を制御する。
３５，３６はフィルタ再生時にフィルタ１９に通流され
パティキュレートの燃焼を促進する助燃気体流のフィル
タ通流後の温度を検出する助燃気体流温度検出手段であ
る。この検出信号は制御手段３７に入力される。

【００２９】加熱空間１８はパンチング穴構成あるいは
ハニカム構成などからなるマイクロ波遮蔽手段３８、３
９でもってマイクロ波を実質的に閉じ込める空間が限定
されている。４０はフィルタ１９の外周とフィルタ支持
管４１との間に設けられた断熱材でありフィルタ支持を
も兼ねている。

【００３０】４２はフィルタ１９に捕集されたパティキ
ュレート量を検出する捕集量検出手段であり、加熱空間
１８内のマイクロ波電磁場の強度を検出しその変化量に
よって捕集量を検出している。この捕集量検出手段４２
の検出信号は制御手段３７に入力される。制御手段３７
は予め決めた捕集量に達した時あるいは検出された捕集
量に応じて各バルブ、マイクロ波発生手段２０および助
燃手段２４を所望の動作状態に制御しフィルタ１９の再
生を実行する。

【００３１】矩形導波管の環状構成部２２はフィルタ１
９からの排気ガス排出管４３の管壁面に対面して設けら
れた給電孔２２（一方は図示されていない）を終端に配
している。また、環状の矩形導波管はＥ面Ｔ分岐構造を
有してこの分岐部から各給電孔に至る伝送路長さはほぼ
等しくなるように構成されている。この環状の矩形導波
管と直線状の矩形導波管との連結部近傍には排気ガスの
通流を遮断するマイクロ波低損失材料からなる構造体４
４が設けられている。

【００３２】内燃機関１７から排出される排気ガスは排
気管１６内を流れてフィルタ１９に流入される。フィル
タ１９はウォールフロータイプのハニカム構造体で構成
され、排気ガスに含まれるパティキュレートを捕集する
機能を有する。このフィルタ１９に捕集されたパティキ
ュレートの量が増大すると、フィルタ１９の圧損が増大
し内燃機関であるエンジンの負荷が増加するとともに最
悪の場合にはエンジン停止に至る。

【００３３】したがって適当な時期にフィルタ１９に捕
集されたパティキュレートを除去する必要がある。この
適当な時期の判断手段としては、マイクロ波電磁場強度
検出手法以外ではフィルタ１９の圧損レベル検出、エン
ジンの動作状態の積算値などが手段として可能である。
フィルタ１９に捕集されたパティキュレートは加熱燃焼
させて除去させる。このプロセスをフィルタ再生と称し
ている。

【００３４】次に図２について説明する。図２は図１に
示した装置構成におけるフィルタ再生時のパティキュレ
ート加熱燃焼および除去の状態変化を示すとともに各状
態での助燃手段の制御内容を示したものである。

【００３５】図２（ａ）はフィルタ１９に排気ガスを通
流中の各バルブの状態を示している。またハニカム構造
からなるフィルタ１９に捕集されたパティキュレートの
堆積状態を示す。（フィルタ内の網かけ領域）フィルタ
内へのパティキュレート捕集量に応じて加熱空間内に存
在するマイクロ波電磁場分布は変化するがこの変化量を
捕集量検出手段４２が検出して捕集量を検出する。捕集
量が予め決めた量に達すると（あるいは捕集量の絶対量
検出による再生開始も同様である。）フィルタの再生を
開始する。

【００３６】この時各バルブは図２（ｂ）のように制御
される。すなわち、排気ガス切換バルブ２９が制御され
て排気ガスは排気分岐管３０側へ配流されフィルタ１９
内の排気ガス通流が停止する。この状態にてマイクロ波
発生手段（加熱手段）２０を動作させるとフィルタ１９
の排気ガス排出端面側から給電されたマイクロ波によっ
てフィルタ内の排気ガス排出端側のパティキュレートが
より強く誘電加熱される。加熱されたパティキュレート
が燃焼可能温度（約６００℃）に達するまでに要する時
間はフィルタ１９の温度やパティキュレート堆積量など
によって変化するが、燃焼可能温度に達したパティキュ
レートは排気管内に残存する空気のために徐々に燃焼す
る。しかし、助燃気体の供給という燃焼を促進させる対
応が図られるまでの時間においては酸素不足のために燃
焼は十分に促進されず燃焼領域の拡大は生じない。適当
な既定の加熱時間を経過して燃焼可能温度に到達したパ
ティキュレート存在領域はフィルタ全体の１／４以上に
なる。このような状態において、助燃気体流バルブ３３
を「開」にし助燃手段２４を動作させ助燃気体をフィル
タ１９の排気ガス流入端面側からフィルタ１９に通流さ
せる。この助燃気体の通流によって加熱されたパティキ
ュレートは直ちに燃焼状態に移行する。（図２（ｂ）中
のパティキュレート存在領域内において濃い網かけの領
域）。

【００３７】この燃焼を促進させた助燃気体流の温度を
助燃気体流温度検出手段３６が検出している。この温度
検出手段３６の検出信号が最高温度値を検出し所定の時
間経過後、助燃手段２４の動作を停止させる。これによ
ってフィルタの排気ガス排出端面側近傍に堆積していた
パティキュレートが燃焼除去される。（図２（ｃ）参
照）。温度検出手段３６が最高温度値を検出後の助燃気
体の通流時間はパティキュレートの不都合な未燃焼除去
が生じない範疇で出来る限り短くしている。これはパテ
ィキュレートの燃焼によってフィルタ１９内に蓄積され
た熱の放散を回避し次段階で加熱されるパティキュレー
トの昇温を効率的に実行させる効果がある。

【００３８】この後、助燃気体流切換バルブ３３が制御
されて助燃気体導流管２７は「閉」状態になる。この間
もマイクロ波の給電は継続させている。これによってフ
ィルタ１９内に残存するパティキュレートの内でマイク
ロ波給電側に存在するパティキュレートが所定の時間経
過後に燃焼可能温度レベルに到達する。（図２（ｃ）中
のパティキュレート存在領域内における濃い網かけの領
域）。以降の制御は上述の内容と同一である。これらの
制御を適当な回数繰り返すことでフィルタ１９内に残存
するパティキュレートの領域をフィルタ全体の１／２以
下の所定領域以下にする。

【００３９】残存するパティキュレートにおいてマイク
ロ波給電側に位置する領域のパティキュレートが誘電加
熱され燃焼可能温度レベルに到達すると助燃気体流切換
バルブ３２，３３，３４が図２（ｄ）のように制御され
る。助燃手段が動作すると助燃気体は導流管２５を経て
フィルタ１９の排気ガス排出端面側からフィルタ内に通
流され加熱されたパティキュレートの燃焼を促進させて
導流管２７，２８を経て大気に排出される。フィルタ１
９通流後の助燃気体流の温度は助燃気体流温度検出手段
３５によって検出される。この助燃気体流の流れは助燃
気体流温度検出手段３５が最高温度値を検出後所定時間
継続される。この助燃気体流の流れにおいて残存パティ
キュレートはマイクロ波による誘電加熱と同時にパティ
キュレート燃焼熱によっても加熱される。フィルタ内部
でのこれらの熱はフィルタ１９の排気ガス流入端面に伝
達されフィルタ１９の排気ガス流入端面および端面近傍
に堆積しているパティキュレートを加熱昇温して燃焼除
去させる。

【００４０】以上の助燃気体流制御によりフィルタ１９
内に堆積していたパティキュレートはほぼ完全に燃焼除
去される。なお、マイクロ波発生手段２０の動作は助燃
気体流温度検出手段３５が最高温度値を検出すると停止
させる。

【００４１】なお、マイクロ波発生手段を所定時間動作
させた時にパティキュレートが燃焼可能温度レベルに到
達する領域はフィルタ内でのパティキュレート捕集量が
多いほど狭くなる。このことは、パティキュレート捕集
量が多くなるとマイクロ波給電側でのマイクロ波吸収度
合が増え、等価的にマイクロ波の浸透度合いが低下する
ことに起因する。このため、捕集量が多くなると図２
（ｂ）あるいは図２（ｃ）に示したようなパティキュレ
ートの加熱燃焼除去の回数を増加することでパティキュ
レート燃焼時の高温燃焼を回避させることが出来る。つ
まり、図２（ｂ）あるいは図２（ｃ）のような一回で加
熱燃焼除去させる捕集量あるいは捕集領域をフィルタ１
９内に捕集された捕集量に応じて選択させる制御方法を
本発明の再生制御は採っている。一回で燃焼除去できる
捕集量はフィルタ全体の捕集量（単位濾過面積当たりの
捕集密度と同等）とマイクロ波の給電電力量によって決
定している。

【００４２】以上のような助燃気体の通流方向制御によ
り、従来フィルタの端面近傍に残留していたパティキュ
レートを燃焼除去できるのでフィルタ内での燃え残り量
を極力少なくできるとともにフィルタの排気ガス通流領
域を十分に確保することができフィルタの捕集性能の維
持を図れると同時に捕集量の広範囲に亘ってパティキュ
レート燃焼温度の高温化を回避させることができフィル
タの機械的破損を解消してフィルタの耐久性能を保証す
ることが可能となった。

【００４３】フィルタ再生サイクルが終了すると助燃手
段は動作を停止させ助燃気体流切換バルブを元の状態に
制御する。この後、直ちにフィルタ１９に排気ガスを流
入しパティキュレートの捕集を実行することができる。

【００４４】なお、マイクロ波を加熱空間に伝送する手
段の構成は、本発明実施例に限定されるものではなく、
たとえば同軸伝送線を利用することもできる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の内燃機関用
フィルタ再生装置およびその制御方法によれば、以下の
効果が得られる。

【００４６】（１）助燃気体の通流方向をパティキュレ
ートを加熱するフィルタ端面側方向に通流させることに
より、パティキュレートが燃焼時に発生する燃焼熱をフ
ィルタ外部に放散させることができパティキュレート燃
焼熱による燃焼領域のフィルタ内部での拡大を抑制し高
温燃焼を回避させることができる。これにより、フィル
タの機械的破損を解消させることができる。

【００４７】（２）フィルタ通流後の助燃気体流温度を
検出する手段を設け、この検出温度の変化によって助燃
気体の通流を停止させることにより、フィルタ内部にパ
ティキュレート燃焼によって発生した熱を蓄積させるこ
とができ、次段階のパティキュレートの加熱による効率
的な昇温を図り加熱時間の短縮さらには外部から供給す
る加熱エネルギの省電力化を図ることができる。

【００４８】（３）捕集量検出手段によって検出された
捕集量に基づいてパティキュレートを加熱するフィルタ
端面側方向への助燃気体の通流によるパティキュレート
の加熱燃焼除去領域を適宜選択制御させることができ、
捕集量の広範囲にわたってパティキュレート燃焼時の高
温化を抑制することができる。

【００４９】（４）加熱するフィルタ端面側方向へ助燃
気体を通流させて所定領域に堆積したパティキュレート
を加熱燃焼除去させるサイクルを検出した残存パティキ
ュレート領域がフィルタ全体の１／２以下になるまで捕
集量に応じて適当な回数繰り返すことでフィルタ再生時
のフィルタ内部での高温燃焼を解消させることができ
る。

【００５０】（５）マイクロ波給電側をフィルタの排気
ガス排出端面側に設けた場合、加熱する残存パティキュ
レート領域がフィルタの１／２以下になると助燃気体の
通流方向を排気ガスのフィルタ通流方向に対して反対方
向に制御することで残存パティキュレートの燃焼熱をフ
ィルタの排気ガス流入端面およびその端面近傍に伝達し
フィルタの排気ガス流入端面近傍に堆積したパティキュ
レートの加熱を促進させその領域のパティキュレートを
加熱燃焼除去させることができ、フィルタ内での排気ガ
ス通流領域を十分に確保してフィルタの捕集性能の維持
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施例を示す内燃機関用フィルタ再生
装置の構成図

【図２】図１の装置におけるフィルタ再生時の制御状態
と燃焼状態変移図

【図３】従来の内燃機関用フィルタ再生装置の構成図

【符号の説明】

１６ 排気管 １７ 内燃機関 １９ フィルタ ２０ マイクロ波発生手段（加熱手段） ２３ 給電孔 ２４ 助燃手段 ３５，３６ 助燃気体流温度検出手段 ３７ 制御手段 ４２ 捕集量検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/02 Ｍ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の排気ガスを排出する排気管と、
   前記排気管内に収納され前記排気ガス中に含まれるパテ
   ィキュレートを捕集するフィルタと、前記フィルタの一
   端面側からパティキュレートを加熱する加熱手段と、前
   記フィルタの他端面から前記加熱されたパティキュレー
   トを燃焼させる助燃気体を通流する助燃手段とを備えた
   構成からなる内燃機関用フィルタ再生装置。
2. 【請求項２】内燃機関の排気ガスを排出する排気管と、
   前記排気管内に収納され前記排気ガス中に含まれるパテ
   ィキュレートを捕集するフィルタと、前記フィルタの排
   気ガス排出端面側から前記パティキュレートを加熱する
   加熱手段と、前記加熱されたパティキュレートを燃焼さ
   せる助燃気体を前記フィルタ内の少なくとも前記排気ガ
   ス通流方向に通流させる助燃手段とを備えた構成からな
   る内燃機関用フィルタ再生装置。
3. 【請求項３】フィルタ通流後の助燃気体の温度を検出す
   る助燃気体流温度検出手段を設け、この温度検出手段の
   検出信号の絶対レベルあるいは変化量に基づいて助燃気
   体の通流を停止させた請求項１または２記載の内燃機関
   用フィルタ再生装置。
4. 【請求項４】フィルタ内に捕集されたパティキュレート
   量を検出する捕集量検出手段を備えた請求項１または２
   記載の内燃機関用フィルタ再生装置。
5. 【請求項５】加熱手段はマイクロ波発生手段で構成され
   た請求項１または２記載の内燃機関用フィルタ再生装
   置。
6. 【請求項６】内燃機関の排気ガスを排出する排気管と、
   前記排気管内に収納され前記排気ガス中に含まれるパテ
   ィキュレートを捕集するフィルタと、前記フィルタの一
   端面側から給電し前記パティキュレートを誘電加熱する
   マイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、前記誘電
   加熱したパティキュレートを燃焼させる助燃気体を少な
   くとも前記フィルタの他端面から前記マイクロ波給電側
   フィルタ端面方向に通流する助燃手段と、前記マイクロ
   波発生手段および助燃手段の動作を制御する制御手段と
   を備えた構成において、前記制御手段は前記フィルタ内
   に捕集され残存するパティキュレートにおいて少なくと
   も前記マイクロ波給電端側の所定領域に存在するパティ
   キュレートが前記マイクロ波によって所定時間誘電加熱
   された後、前記助燃手段を動作させ助燃気体をマイクロ
   波給電側フィルタ端面方向に通流させて少なくとも前記
   所定領域に存在するパティキュレートの燃焼を促進させ
   この所定領域のパティキュレートを除去し助燃手段の動
   作を停止させるように制御した内燃機関用フィルタ再生
   装置の制御方法。
7. 【請求項７】マイクロ波給電方向はフィルタの排気ガス
   排出端面側とし、制御手段は助燃気体をフィルタの排気
   ガス流入端から排気ガス排出端面方向に通流してフィル
   タ内でのパティキュレート残存領域をフィルタ全領域の
   １／２以下にするとともにその後残存するパティキュレ
   ートを誘電加熱して助燃気体をフィルタの排気ガス排出
   端から排気ガス流入端面方向に通流して残存するパティ
   キュレートを燃焼除去させるように制御した請求項６記
   載の内燃機関用フィルタ再生装置の制御方法。