JPH06212946A - 内燃機関用フィルタ再生装置 - Google Patents

内燃機関用フィルタ再生装置

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JPH06212946A
JPH06212946A JP5007291A JP729193A JPH06212946A JP H06212946 A JPH06212946 A JP H06212946A JP 5007291 A JP5007291 A JP 5007291A JP 729193 A JP729193 A JP 729193A JP H06212946 A JPH06212946 A JP H06212946A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィルタに捕集されたパティキュレートの量
をフィルタの温度に独立で検出する構成により、パティ
キュレート加熱燃焼時のパティキュレート量を精度よく
判定して高温燃焼の抑制を図りフィルタの捕集性能の維
持を保証する。 【構成】 パティキュレートを捕集するフィルタ１６
と、フィルタ１６を収納しフィルタ１６の排気ガス通流
方向にＴＥモードが生じる加熱空間１５と、フィルタ１
６の外周の断熱材３３が配設された空間のマイクロ波量
を検出するマイクロ波検出手段２９と、マイクロ波検出
信号によりマイクロ波発生手段２９と各バルブ２３、２
６、２７を制御する制御部３０とを備え、フィルタ内部
のマイクロ波特性変化を抽出してフィルタに捕集された
パティキュレートの量を精度よく判別するとともに所望
の捕集量においてパティキュレートを加熱燃焼除去する
ことにより、フィルタ内部での高温燃焼を回避しフィル
タの機械的破損を解消して装置の耐久性および信頼性を
維持させる。

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】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。
【０００３】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。
【０００４】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。
【０００５】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。
【０００６】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。
【０００７】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。
【０００８】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。
【０００９】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６１−１１４１６号公報があ
る。同公報に開示されている装置を図７に示す。同図に
おいて、１はエンジン、２は排気管、３はフィルタ、４
はマイクロ波加熱空間、５はマイクロ波発生手段である
マグネトロン、６はマイクロ波加熱空間４を限定させる
マイクロ波漏洩防止手段、７はマグネトロン５が発生す
るマイクロ波をマイクロ波加熱空間に伝送するマイクロ
波供給路、８、９はマイクロ波供給路７に設けられマイ
クロ波の加熱空間への入射波および加熱空間からの反射
波を検出する検出手段、１０は制御装置であり、マイク
ロ波の入射波、反射波およびエンジン運転時間の信号に
基づいてマグネトロン５の動作を制御する装置である。
１１はマグネトロン５の駆動電源、１２はマフラーであ
る。
【００１０】上記した構成において、エンジンの排気ガ
ス中に含まれるパティキュレートはフィルタ３を通流す
る時にフィルタ３に捕集される。フィルタ３に捕集され
るパティキュレート量は時間経過とともに増大するがこ
の過程で制御装置１０の出力信号によりマグネトロン５
を一定の周期で動作させ、入射波と反射波との信号に基
づいて加熱空間４全体のマイクロ波特性の変化を測定す
る。フィルタ３に捕集されたパティキュレートの量があ
まりに多くなるとエンジンに対しての負荷が増し最悪の
場合エンジン停止に至るので適当な時期にパティキュレ
ートを除去する必要がある。この適当な時期すなわち適
当なパティキュレート量の堆積時に相当するマイクロ波
加熱空間４のマイクロ波特性を予め求めておき、その特
性に対応する信号レベルを制御装置１０に記憶させてい
る。
【００１１】検出した信号レベルが記憶させた所定のレ
ベルに達するとマグネトロン５の出力を増大させてフィ
ルタ３に捕集されたパティキュレートを誘電加熱し排気
ガス中に含まれる酸素でもってパティキュレートを燃焼
除去させるものである。この結果フィルタ３に捕集され
ているパティキュレートは除去されるのでフィルタ３は
再度適当な量のパティキュレートを捕集することができ
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、フィルタおよびパティキュレ
ートの温度特性に起因する。エンジンから排出される排
気ガスの温度はアイドリング時の約１００℃から高負荷
状態時の数百℃の広範囲に渡った変化をする。一方フィ
ルタを構成するセラミック材料はこのような温度帯にお
いてその誘電特性が大きく変化する。このため、フィル
タが高温の場合、フィルタ自体がマイクロ波を吸収しや
すくなりパティキュレートの捕集量がわずかであっても
マイクロ波加熱空間から反射してくるマイクロ波の量は
ごくわずかになる。このため、あたかもフィルタに捕集
されたパティキュレートの量が所望の量になったと制御
装置が判断する。このような状態でパティキュレートを
誘電加熱する場合、実際のパティキュレート捕集量が少
ないことおよびフィルタ自体の誘電損失が多いためにパ
ティキュレート自体の加熱が十分に促進されない。この
ため、フィルタ内でのパティキュレートの燃え残りが発
生する。この燃え残りは以降のパティキュレート捕集に
影響を与え、その累積の結果フィルタに捕集されたパテ
ィキュレートの量が所望量をはるかに越えた状態でパテ
ィキュレート燃焼が行われ、その時の高温燃焼によって
フィルタにはクラックあるいは溶損といった機械的破損
を生じることになる。
【００１４】本発明は上記課題を解決するもので、フィ
ルタに捕集されたパティキュレートの量をフィルタの温
度に独立に検出する構成により、パティキュレート燃焼
時のパティキュレート量を精度よく判定して高温燃焼の
抑制を図りフィルタの捕集性能の維持を保証する内燃機
関用フィルタ再生装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【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、マイクロ波発生手段と、マイクロ波
発生手段が発生するマイクロ波を給電する加熱空間と、
加熱空間内に設けられ内燃機関が排出する排気ガス中に
含まれるパティキュレートを捕集するフィルタと、フィ
ルタの外周部において排気ガスの非通流空間のマイクロ
波量を検出するマイクロ波検出手段とを備え、マイクロ
波発生手段を動作させて得られるマイクロ波検出手段の
検出信号に基づいてマイクロ波発生手段の動作を制御す
る。
【００１６】また、加熱空間は排気ガスの通流方向にＴ
Ｅモードを生じる構成とする。このような構成におい
て、マイクロ波検出手段の検出信号が予め設定した信号
レベルに漸近するに従って、マイクロ波量の検出の周期
を短縮するように制御し、マイクロ波検出手段の検出信
号が予め設定した信号レベルに達するとフィルタを通流
する排気ガスを遮断するとともにマイクロ波発生手段を
連続動作させてパティキュレートを誘電加熱するように
制御する。
【００１７】また、酸素を含む気体をフィルタに通流さ
せる気体供給手段を付加し、マイクロ波発生手段の連続
動作中におけるマイクロ波検出手段の検出信号の絶対値
または変化量に基づいて気体供給手段の動作を制御して
加熱されたパティキュレートを燃焼させる。さらにマイ
クロ波発生手段を連続動作させ、かつ気体供給手段を動
作させた後のマイクロ波検出手段の検出信号の変化に基
づいてマイクロ波発生手段および気体供給手段の動作を
停止させる。
【００１８】マイクロ波発生手段の動作の停止に関して
は、マイクロ波検出手段の検出信号が最大値に達したこ
とに基づいて実行する。
【００１９】マイクロ波発生手段の動作を停止させた
後、予め決めた所定時間経過後に気体供給手段の動作を
停止させる。
【００２０】さらにまた、気体供給手段の動作を停止さ
せた後、マイクロ波量を検出し、その検出信号の値が異
常の場合、異常を報知する。
【００２１】
【作 用】上記した構成において、マイクロ波検出手段
を加熱空間内の特にフィルタが存在する空間に設けたこ
とにより、捕集されるパティキュレートの増大に伴って
変化する加熱空間全体のマイクロ波の特性をフィルタ空
間に限定してマイクロ波特性変化を抽出することよりフ
ィルタ自体のマイクロ波特性変化を高い精度で検出でき
る。
【００２２】さらにフィルタの排気ガス通流方向にＴＥ
モードが生じるように加熱空間を構成することにより、
パティキュレート捕集量の増大に伴ってフィルタの実効
的な誘電率が増しフィルタ空間でのマイクロ波の波長圧
縮度が増すことを利用してマイクロ波量を検出する位置
を選択することにより捕集量増大に伴うマイクロ波量の
変化を一義的に予め規定させることができる。このマイ
クロ波検出位置をＴＥモードの定在波の節の近傍に選択
することでフィルタの温度の影響を実用的なマイクロ波
量の検出精度に関して無視させることができる。この結
果、排気ガスの温度に独立で精度よい捕集量検出が可能
になる。
【００２３】マイクロ波検出手段の検出信号による捕集
量の判定において、予め設定された信号レベルに漸近す
るに従って検出周期を短縮することにより、捕集量の設
定値からの超過を抑制しパティキュレートの高温燃焼を
回避することでフィルタの機械的破損を防止しフィルタ
の耐久性能を保証することができる。
【００２４】以上に示したフィルタ再生時の捕集量の安
定化に基づいて、パティキュレートをマイクロ波にて誘
電加熱中の上記マイクロ波検出手段の検出信号の変化は
ほぼ一義的な特性になる。この特性を利用して、加熱さ
れたパティキュレートの温度を推定することが可能にな
り、所望の検出信号レベルになると燃焼を促進させる酸
素を含む気体をフィルタに通流させることで加熱された
パティキュレートを燃焼状態に移行させ、効果的に燃焼
領域を拡大させることができる。
【００２５】パティキュレートが燃焼状態になるとマイ
クロ波検出手段が検出する信号は増加に転じる。適当な
時間を経てこの検出信号は最大になり、以降緩やかに減
少する。この検出信号が最大値となるあたりでパティキ
ュレートの燃焼が完了している。この特性を利用して検
出信号が増加に転じた後最大値に達した後にマイクロ波
発生手段の動作をすみやかに停止させることにより、電
力の節電が図れる。この省電力化は自動車などの電源を
利用する場合に特に実用的効果を発揮する。
【００２６】パティキュレートの加熱燃焼除去が完了し
た後の適当なタイミングで再度マイクロ波量を検出す
る。この適当なタイミングはフィルタに排気ガスを通流
し始めてから行うこともできる。この時の検出信号に基
づいてフィルタに残存するパティキュレート量を推定す
ることができる。この検出信号値に基づいてフィルタ再
生の良否を判定し異常の場合異常の報知をさせることが
できメンテナンスの信頼性を高めることができる。
【００２７】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
【００２８】図１、図２において、１３は内燃機関（デ
ィーゼルエンジン）１４の排気ガスを排出する排気管、
１５は排気管１３の途中に設けられた加熱空間、１６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、１７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、１８、１９はマイクロ波発生手
段１７の発生したマイクロ波を加熱空間１５に伝送する
同軸伝送路および環状の矩形導波管、２０、２１は加熱
空間にマイクロ波を給電する給電孔、２２は同軸導波管
変換用アンテナである。
【００２９】２３は排気ガス切換バルブであり、内燃機
関１４より排出された排気ガスをフィルタ１６に通流さ
せたりフィルタ１６の再生時には排気分岐管２４に通流
させたりする。２５はマフラーである。２６、２７は助
燃気体流制御バルブであり、これら二つのバルブを制御
してフィルタ再生時にフィルタ１６に助燃用の酸素を含
む気体（実施例は排気ガスを利用する場合を示す）を通
流させる。２８はフィルタ１６を通流した助燃気体の排
出管である。２９はフィルタ１６の排気ガス非通流空間
に設けられ配設空間に存在するマイクロ波量を検出する
マイクロ波検出手段である。この検出手段の検出信号は
制御部３０に入力される。なお、マイクロ波検出手段は
一つのみ図示しているが、複数個設けてもよい。複数個
設ける場合配設位置はフィルタの排気ガス通流方向に平
行に配設する。
【００３０】加熱空間１５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３１、３
２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。３３はフィルタ１６の外周とフィルタ支持
管３４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。
【００３１】マイクロ波検出手段２９は、この断熱材３
３が設けられた空間のマイクロ波量を検出する。３５は
マイクロ波発生手段１７の駆動電源である。また、制御
部３０には内燃機関１４の回転数信号を入力する。
【００３２】制御部３０はフィルタに堆積するパティキ
ュレート捕集量の適当量に相当する値を予め記憶してい
る。内燃機関の動作中に適当な時間間隔でマイクロ波発
生手段１７を動作させその時のマイクロ波検出手段２９
の信号を予め記憶させた信号値と比較する。このマイク
ロ波量の検出の周期は検出信号が記憶させた信号値に漸
近するに伴って短縮させる。これにより、フィルタ１６
に捕集されるパティキュレートの量を精度よく所望値に
規定させている。
【００３３】環状の矩形導波管１９は排気ガス排出管３
６の管壁面に略対面して設けた給電孔２０、２１を終端
に配する。この二つの給電孔から１８０°の位相差をも
ってマイクロ波を放射するように同軸導波管変換用アン
テナ２２が配設されている。
【００３４】内燃機関１４が排出する排気ガスは通常、
排気管１３内を流れてフィルタ１６に流入する。フィル
タ１６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１６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１６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。
【００３５】したがって適当な時期にフィルタ１６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
適当な時期の判定手段としてマイクロ波検出手段２９の
検出信号を利用する。すなわち、制御部３０に予め記憶
させた信号値にこの検出信号が達することで再生時期の
判定を行っている。フィルタに捕集されたパティキュレ
ートを加熱燃焼除去させるプロセスをフィルタ再生と称
している。このフィルタ再生プロセスの内容を説明する
前に各要素毎の概要を説明する。
【００３６】まず図３、図４を用いて本発明の根幹をな
す加熱空間のマイクロ波量の検出に関する詳細な説明を
する。図３において図１および図２と同一または同一相
当の各部は同一番号で示している。
【００３７】３７、３８は加熱空間１５内のマイクロ波
電界分布を示す（加熱空間はＴＥモードが励振され
る）。フィルタ１６が存在する空間では、フィルタが存
在しない空間に対してマイクロ波の波長の圧縮を生じ図
示したような分布になる。フィルタ１６に捕集されたパ
ティキュレート量によってこのマイクロ波電界分布は変
化する。電界分布３７を基にしてさらに捕集量が増した
時の電界分布特性を示したものが電界分布３８（図中破
線で示すもの）である。
【００３８】図示したようなマイクロ波電界分布に対応
して加熱空間１５内のフィルタ１６が存在する領域の所
定位置（図においてＦ１、Ｆ２、Ｆ３）でマイクロ波量
を検出した時のパティキュレート捕集量に対するマイク
ロ波パワー量特性を図４に示す。捕集量が増大するに伴
ってフィルタ１６の実効的な誘電率が増すことにより、
マイクロ波電界分布の波長圧縮を受けるので各検出位置
での特性は独特の変化を生じている。なお、図４におい
て捕集量が８ｇ／lを超過するとすべての検出位置での
マイクロ波量が低下しているが、これはフィルタ内部の
誘電損失が増したことにより等価的にフィルタ内部での
マイクロ波量の吸収が増大しフィルタ外周に設けた断熱
材３３を配した空間のマイクロ波量が減少するためであ
る。このようにフィルタ内部でのマイクロ波の吸収度合
が増加することにより検出位置Ｆ２、Ｆ３では捕集量の
変化に対してマイクロ波量のピーク点を持った特性にな
るが、検出位置Ｆ１は捕集量の増大に伴って漸減する特
性である。
【００３９】フィルタ１６に捕集されたパティキュレー
トの量を一義的に決定するには検出位置Ｆ１を選択すれ
ばよいことが認められる。
【００４０】次に従来問題となっていたフィルタの温度
に対する検出位置Ｆ１の特性を図５に示す。同図から検
出位置Ｆ１の検出信号はフィルタ温度に対する特性変化
が非常に緩やかであることが認められる。また、フィル
タ材料であるセラミック材は約３５０℃以上になると誘
電損失が増加傾向になることも同図より認められる。
【００４１】排気ガスは前述のように１００℃程度から
数百℃の温度変化を呈する。このため、高温時には検出
位置Ｆ１から得られるマイクロ波信号がより多い捕集量
相当の信号を与えることは避けられない。しかしなが
ら、実用環境を考えると排気ガスの温度は２００℃近辺
であり、図５に示したようなマイクロ波量の温度特性で
十分に実用に耐えると考えられるとともに高温時の検出
誤りの是正は、適当な周期でマイクロ波量を検出すると
ともに捕集量が多くなるにつれて検出周期を短縮するこ
とで解消している。
【００４２】次に図６について説明する。図６はフィル
タ再生中の各検出位置において検出したマイクロ波量の
時間的変化特性である。マイクロ波発生手段を連続動作
させてフィルタに捕集されたパティキュレートを誘電加
熱していくと各検出位置のマイクロ波量は図示したよう
に漸減していく。なお、図６は再生前のフィルタの温度
を２００℃とし、捕集量は７ｇ／lの場合の特性であ
る。
【００４３】パティキュレートは約６００℃から燃焼す
るので、適当な予熱時間が必要である。この予熱時間に
おいてパティキュレートはマイクロ波パワーによって選
択的に加熱されるが、パティキュレートを堆積したフィ
ルタ自体もこのパティキュレートの昇温にともなう伝熱
により昇温していく。これら両者の高温化により両者の
誘電損失量は増大するので、フィルタ外周部のマイクロ
波量は漸減し図示した特性を呈する。適当な予熱時間を
経ることでパティキュレートは燃焼可能な温度まで加熱
される。（図において時刻Ｔ１）この時刻は、検出され
るマイクロ波量の絶対値あるいは加熱開始当初からの変
化量に基づいて制御部にて演算処理することができる。
【００４４】所望の予熱期間を経た後はパティキュレー
トを燃焼状態に移行させる必要がある。このためにフィ
ルタ１６に酸素を含む気体を通流させる。図６に示した
特性は図３の矢印３９で示した方向から燃焼促進の気体
を供給した時の特性である。パティキュレートが燃焼を
開始するとパティキュレートは気体になって除去される
のでフィルタ内での誘電損失が減少していく。この結果
検出位置Ｆ１、Ｆ２のマイクロ波量は漸増する。このマ
イクロ波量の漸増は適当な時間経過して飽和する。（図
６において時刻Ｔ２）この時刻はフィルタ内でのパティ
キュレート燃焼がほぼ完了した時刻に相当する。フィル
タ内部のパティキュレート量はごく少量（燃え残り分が
あるため）になるが、フィルタ自体の温度がまだ高温で
あるためにフィルタ内部でのマイクロ波損失もまだかな
りある。燃焼促進の気体はフィルタ温度に比べて通常は
低い温度であり、フィルタはこの燃焼促進用の気体の通
流によって冷やされる。この現象にともなって時刻Ｔ２
以降の各検出位置でのマイクロ波量はそれぞれの検出位
置の変化特性に準じて（図４の特性に相当）漸減あるい
は漸増している。このようなマイクロ波量の特性変化に
基づいて、マイクロ波発生手段の動作を停止させること
ができる。すなわち、検出位置Ｆ２でのマイクロ波量検
出信号が最大値（飽和状態）に至る時刻（図６でのＴ
２）でもってマイクロ波発生手段の動作を停止させる。
【００４５】なお、図１においてマイクロ波検出手段は
一つしか示していないが、複数の検出手段を設けること
で上記した検出信号変化特性を利用することができる。
【００４６】また、パティキュレート燃焼除去後の状態
下でマイクロ波量を検出した時の特性を図４の△□▽印
で示す。同特性から、パティキュレート燃焼除去後、す
なわち燃え残り量の推定が可能になることが認められ
る。この燃え残り量の特性に基づいてフィルタ再生状態
の良否判定ができる。この良否判定において、燃え残り
量が多い場合には、異常と判定し異常報知をさせること
ができる。（異常報知手段は図示していない）この異常
報知により、フィルタおよび再生システム各要素部のメ
ンテナンスを実行する警報を使用者に知らしめることが
できる。
【００４７】以上に示した各要素毎の作用を活用したフ
ィルタ再生の主要な制御内容を以下に説明する。
【００４８】フィルタ１６に排気ガスが流入するよう
に、排気ガス切換バルブ２３が制御され、助燃気体流制
御バルブ２６、２７はそれぞれ開状態、閉状態に制御さ
れる。適当なタイミングでマイクロ波発生手段１７を動
作させこの動作中に加熱空間のマイクロ波量をマイクロ
波検出手段２９が検出する。この検出信号を制御部３０
に予め記憶させた信号レベルと比較しそのレベル差の大
きさに応じて次回のマイクロ波発生手段１７の動作時刻
を決定すると同時にマイクロ波発生手段の動作を停止す
る。このマイクロ波量検出信号が予め記憶させた信号レ
ベルに漸近するに従ってマイクロ波量検出周期は短縮化
しフィルタ１６に捕集されたパティキュレートの量を精
度よく検出している。
【００４９】マイクロ波量検出信号が予め記憶した信号
レベルに達すると排気ガス切換バルブ２３を切換え制御
して排気ガスを排気分岐管２４に配流させる。その後、
マイクロ波発生手段を連続動作させる。この連続動作に
おいて、フィルタ１６に捕集されたパティキュレートは
マイクロ波パワーによって誘電加熱されパティキュレー
トは燃焼可能な温度帯まで速やかに昇温する。この時の
昇温分布は、マイクロ波が放射されるフィルタ端面側に
傾斜した分布であるが、フィルタ１６の排気ガス通流方
向の約１／２の領域が燃焼可能温度に達するまで加熱を
継続する。
【００５０】その後、パティキュレートの燃焼を促進す
る酸素を含む気体をフィルタ１６に通流させる。この助
燃気体の供給タイミングは、上述したようにパティキュ
レートを誘電加熱中のマイクロ波量の変化に基づいて決
定する。
【００５１】実施例は、助燃気体として排気ガスを利用
した場合を示している。排気ガスを助燃気体としてフィ
ルタ１６へ通流する際にまずバルブ２７を開状態に制御
し、バルブ２６の開閉度合いを制御する。この開閉度合
い制御は排気ガス流量に対応するエンジン回転数信号に
基づいて行う。このため、バルブ２６は電磁バルブにて
構成している。助燃気体供給後のマイクロ波量の変化に
よりマイクロ波発生手段の動作を停止し助燃気体供給を
停止する。以上でフィルタ再生プロセスは完了する。
この後各バルブ２３、２６、２７は排気ガスをフィルタ
１６に通流する初期の状態に制御される。フィルタ再生
が終了すると直ちにフィルタ１６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。この時点で再びマイ
クロ波量を検出しフィルタ再生の良否を判定する。異常
の場合、異常報知をし使用者に装置のメンテナンスを促
すことができる。
【００５２】なお、助燃気体は装置外の空気を利用して
もよい。この場合、送風ポンプあるいは送風ファンによ
り加熱空間に空気を供給する。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように本発明の内燃機関用
フィルタ再生装置によれば、以下の効果が得られる。
【００５４】（１）加熱空間のフィルタが存在する空間
のマイクロ波量を検出する構成によって、フィルタ内の
マイクロ波特性変化を効果的に抽出しフィルタに捕集さ
れたパティキュレート捕集量に応じたマイクロ波特性変
化を高い精度で検出することを可能にし、結果としてパ
ティキュレート捕集量を精度よく検出できる。
【００５５】（２）フィルタの排気ガス通流方向にＴＥ
モードが生じるように加熱空間を構成し、パティキュレ
ート捕集量増大に伴うフィルタ内部のマイクロ波の波長
圧縮度が増すことを利用してマイクロ波量を検出する位
置を選択することにより、捕集量増大に伴うマイクロ波
量を一義的に規定することができ、さらに検出位置の選
択により、フィルタ温度に独立な精度よい捕集量検出が
できる。
【００５６】（３）マイクロ波量検出の周期を予め記憶
させた信号値に漸近するにつれて短縮したことにより、
特にフィルタ温度が高温時の検出誤差を解消し所望捕集
量からの超過を抑制し、パティキュレートの高温燃焼の
回避およびフィルタの機械的破損を回避し装置の耐久性
能を保証することができる。
【００５７】（４）パティキュレートを燃焼状態に移行
させた後のマイクロ波量の変化に基づいてパティキュレ
ート燃焼除去を判断しマイクロ波発生手段の動作を停止
させたことにより、装置全体の再生にまつわる消費電力
を節電できる。この結果、特に車載用としての実用的価
値を高めることができる。
【００５８】（５）フィルタ再生後のマイクロ波量を検
出し再生によるフィルタ内へのパティキュレートの燃え
残り量を判定することを可能にし、この判定を利用して
装置の異常状態を報知し使用者に装置のメンテナンスを
促すことができ装置の動作に対する信頼性を高めること
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の主要部の構成図およびその断面図
【図３】図１の加熱空間内に生じるマイクロ波電界分布
特性図
【図４】図３の検出位置における捕集量に対するマイク
ロ波パワー量特性図
【図５】図３の検出位置Ｆ１におけるフィルタ温度に対
するマイクロ波パワー量特性図
【図６】本発明一実施例を示す再生中のマイクロ波パワ
ー量変化特性図
【図７】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】
１４ 内燃機関 １５ 加熱空間 １６ フィルタ １７ マイクロ波発生手段 ２６、２７ 助燃気体流制御バルブ（気体供給手段） ２９ マイクロ波検出手段 ３０ 制御部

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】マイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発
    生手段が発生するマイクロ波を給電する加熱空間と、前
    記加熱空間内に設けられ内燃機関が排出する排気ガス中
    に含まれるパティキュレートを捕集するフィルタと、前
    記フィルタの外周部において排気ガスの非通流空間のマ
    イクロ波量を検出するマイクロ波検出手段とを備え、前
    記マイクロ波発生手段を動作させて得られる前記マイク
    ロ波検出手段の検出信号に基づいて前記マイクロ波発生
    手段の動作を制御することを特徴とする内燃機関用フィ
    ルタ再生装置。
  2. 【請求項２】加熱空間は排気ガスの通流方向にＴＥモー
    ドを生じる構成とした請求項１記載の内燃機関用フィル
    タ再生装置。
  3. 【請求項３】マイクロ波検出手段の検出信号が予め設定
    した信号レベルに漸近するに従って、マイクロ波量の検
    出の周期を短縮する構成とした請求項１記載の内燃機関
    用フィルタ再生装置。
  4. 【請求項４】マイクロ波検出手段の検出信号が予め設定
    した信号レベルに達すると前記フィルタを通流する排気
    ガスを遮断するとともに前記マイクロ波発生手段を連続
    動作させてパティキュレートを誘電加熱する構成とした
    請求項１記載の内燃機関用フィルタ再生装置。
  5. 【請求項５】酸素を含む気体をフィルタに通流させる気
    体供給手段を付加し、マイクロ波発生手段の連続動作中
    におけるマイクロ波検出手段の検出信号の絶対値または
    変化量に基づいて前記気体供給手段の動作を制御して加
    熱されたパティキュレートを燃焼させる構成とした請求
    項１または４記載の内燃機関用フィルタ再生装置。
  6. 【請求項６】マイクロ波検出手段の検出信号の変化に基
    づいてマイクロ波発生手段および気体供給手段の動作を
    停止させる構成とした請求項５記載の内燃機関用フィル
    タ再生装置。
  7. 【請求項７】マイクロ波検出手段の検出信号が最大値に
    達した後にマイクロ波発生手段の動作を停止させる構成
    とした請求項６記載の内燃機関用フィルタ再生装置。
  8. 【請求項８】マイクロ波発生手段の動作停止後、予め決
    めた所定時間経過後に気体供給手段の動作を停止させる
    構成とした請求項６または７記載の内燃機関用フィルタ
    再生装置。
  9. 【請求項９】気体供給手段の動作停止後、マイクロ波量
    を検出し、その検出信号の値が異常の場合、異常を報知
    する手段を有する請求項５記載の内燃機関用フィルタ再
    生装置。
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