JPH07139331A - Filter regenerator for internal combustion engine - Google Patents

Filter regenerator for internal combustion engine

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JPH07139331A
JPH07139331A JP5288019A JP28801993A JPH07139331A JP H07139331 A JPH07139331 A JP H07139331A JP 5288019 A JP5288019 A JP 5288019A JP 28801993 A JP28801993 A JP 28801993A JP H07139331 A JPH07139331 A JP H07139331A
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Japan
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filter
microwave
internal combustion
combustion engine
particulates
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Tomotaka Nobue
等隆 信江
Toshiro Ogino
俊郎 荻野
Nobuhiko Fujiwara
宣彦 藤原
Takahiro Matsumoto
孝広 松本
Yasuyuki Motozuka
靖之 本塚
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • 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

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Abstract

PURPOSE:To precisely detect quantity of particulates captured by a filter so as to improve regeneration efficiency by estimating temperature of the filter so as to correct microwave quantity, when the particulates are burnt by using microwave so as to regenerate the filter. CONSTITUTION:A heating space 15 is formed in an exhaust pipe 13 for an internal combustion engine 14 and a filter 16 for capturing particulates in exhaust gas is arranged therein. Microwave from a microwave generator 17 is supplied to the heating space 15 via a wave guide distribution means 18, etc., and the captured particulates are burnt so as to regenerate the filter 16. Burning acceleration air for accelerating burning of the particulates is supplied to the heating space 15 from an air supply means 32. And a microwave detection means 36 and an air temperature detection means 37 are arranged in the inside and the outside of the heating space 15. The drive power supply 27 of the microwave generation means 17 and the air supply means 32 are controlled by a control means 38 based on respective detection signals.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for regenerating a filter for an internal combustion engine which collects particulates (particulate matter) contained in exhaust gas discharged from a diesel engine.

【0002】[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。 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。このような不特定
多数の人々への環境汚染と同時に労働環境での環境汚染
も大きな課題とされ、課題解決対応が顕在化している。
2. Description of the Related Art With respect to global environmental protection, measures against global warming, that is, CO2 reduction measures have been greatly emphasized today, but measures against acid rain causing deforestation cannot be ignored. Acid rain is a natural phenomenon caused by air pollutants such as sulfur oxides and nitrogen oxides as pollutants. In recent years, emission control of such air pollutants in countries around the world has been fixed sources such as co-generation and automobiles. There is a move to be strengthened against mobile sources such as. At the same time as environmental pollution to an unspecified number of people, environmental pollution in the work environment is also a major issue, and the solution to the problem is becoming apparent.

【0003】移動発生源の中でもディーゼルエンジンを
駆動手段とする車両は、窒素酸化物の抑制と同時にパテ
ィキュレートの排出抑制が求められている。
Among the mobile sources, a vehicle driven by a diesel engine is required to suppress nitrogen oxides and at the same time suppress particulate emissions.

【0004】この抑制対策に対してエンジン側で窒素酸
化物の排出抑制を図り、パティキュレート抑制は後処理
する動きにある。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。
As a countermeasure against this restraint, the engine side is trying to restrain the emission of nitrogen oxides, and the particulate restraint is being post-treated. This post-treatment device has a filter for collecting particulates.

【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。
However, if the particulates are continuously collected, the filter will be clogged and the flow of the exhaust gas will be deteriorated, leading to a reduction in engine output or an engine stop.

【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。
[0006] Therefore, although technical development for regenerating the trapping ability of the filter is currently underway all over the world,
Ensuring durability is a major practical issue.

【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。
It is known that particulates burn from about 600 ° C. As a means for generating energy to raise the particulates to this high temperature range,
A burner method, an electric heater method, a microwave method, etc. are considered.

【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。
The inventors of the present invention have developed a microwave filter regeneration device in consideration of good temperature rising efficiency, safety, easy device configuration, good regeneration controllability, and the like.

【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5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4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
イクロ波加熱空間4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。
An example of a filter reproducing device using the microwave system is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-11416. The device disclosed in this publication is shown in FIG. In the figure, 1 is an engine, 2 is an exhaust pipe, 3 is a filter, 4
Is a microwave heating space, 5 is a magnetron which is a microwave generating means, 6 is a microwave leakage preventing means which limits the microwave heating space 4, and 7 is a microwave which is generated by the magnetron 5 and is transmitted to the microwave heating space 4. Microwave supply paths 8, 8 and 9 are detection means provided in the microwave supply path 7 for detecting an incident wave to the microwave heating space 4 and a reflected wave from the heating space, and 10 is a control device which is an incident wave of the microwave. A device for controlling the operation of the magnetron 5 based on the signals of the reflected wave and the engine operating time.
Reference numeral 11 is a drive power source for the magnetron 5, and 12 is a muffler.

【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
る間にフィルタ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。
In the above structure, the particulates contained in the exhaust gas of the engine are collected by the filter 3 while flowing through the filter 3. The amount of particulates collected by the filter 3 increases with the passage of time, but in this process the output signal of the controller 10 causes the magnetron 5
Is operated at a constant cycle, and changes in the microwave characteristics of the entire heating space 4 are measured based on the signals of the incident wave and the reflected wave. If the amount of the particulates collected by the filter 3 becomes too large, the load on the engine will increase and the engine will stop in the worst case. Therefore, it is necessary to remove the particulates at an appropriate time. The microwave characteristic of the microwave heating space 4 corresponding to the appropriate time, that is, the time of depositing the appropriate amount of particulates is obtained in advance, and the signal level corresponding to the characteristic is stored in the controller 10.

【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。
When the detected signal level reaches the stored predetermined level, the output of the magnetron 5 is increased to dielectrically heat the particulates trapped in the filter 3 and the particulates are trapped by the oxygen contained in the exhaust gas. It is burned and removed. As a result, the particulates collected in the filter 3 are removed, so that the filter 3 can again collect an appropriate amount of particulates.

【0012】[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、2つの課題を有している。1つは、フィルタ
に捕集されたパティキュレート量の検出精度が後述する
ように悪いためフィルタの機械的破損を防止できるマイ
クロ波加熱再生を実行することが困難であること。2つ
めは、マイクロ波加熱再生における具体的な再生方法が
不明であり、マイクロ波加熱再生の特長を活用している
とは考えにくいことである。
However, the conventional device described above has two problems. One is that it is difficult to perform microwave heating regeneration that can prevent mechanical damage of the filter because the detection accuracy of the amount of particulates collected by the filter is poor as described later. The second is that it is difficult to conclude that the features of microwave heating regeneration are utilized because the specific regeneration method in microwave heating regeneration is unknown.

【0013】1つめの課題は、入射波電圧と反射波電圧
に基づいた捕集量検出は、スカラー量であり、その検出
量と捕集量との関係において1対1の対応が採れる捕集
量域に制限する必要があり広い捕集量域への対応が困難
である。少なくともベクトル量を検出する必要がある。
さらに、排気ガスの通流によってフィルタの温度が変化
するが、このフィルタ温度変化はマイクロ波を利用した
捕集量検出においては、温度が高くなると見かけ上の捕
集量が増大したごとくの信号変化を与える。これは、フ
ィルタ自体の誘電損失が増すことに起因する。
The first problem is that the detection of the amount of collection based on the incident wave voltage and the reflected wave voltage is a scalar quantity, and the collection quantity is one-to-one with respect to the relationship between the detection quantity and the collection quantity. It is difficult to deal with a wide collection area because it is necessary to limit the quantity range. At least the vector quantity needs to be detected.
Furthermore, the temperature of the filter changes due to the flow of exhaust gas, but this change in the filter temperature changes the signal as if the apparent collection amount increased as the temperature increased in detection of the collection amount using microwaves. give. This is due to the increased dielectric loss of the filter itself.

【0014】2つめの課題について、マイクロ波を用い
た加熱手段は従来の他の加熱手段と比較するとき、パテ
ィキュレート自身を選択的に加熱することが可能であ
る。しかも、気体の流れを必要とせずにフィルタの内部
まで加熱することが可能である。このような、マイクロ
波加熱独特の性質は、従来の他の加熱方式の再生制御に
対して新規な加熱制御内容を構築することが可能である
が、その具体的な制御内容は開示されていない。
Regarding the second problem, the heating means using microwaves can selectively heat the particulate itself when compared with other conventional heating means. Moreover, it is possible to heat the inside of the filter without the need for a gas flow. This unique property of microwave heating makes it possible to construct a new heating control content with respect to the regeneration control of other conventional heating methods, but the specific control content is not disclosed. .

【0015】本発明は上記課題を解決するもので、マイ
クロ波の特長を活用し実用的価値あるフィルタ再生制御
を実現するための構成を提供することを目的とする。
The present invention solves the above problems, and an object of the present invention is to provide a structure for utilizing the characteristics of microwaves to realize filter regeneration control of practical value.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するための手段として、マイクロ波発生手段と、マイク
ロ波発生手段を動作させる駆動電源部と、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、フィルタに
通流させる空気を供給する空気供給手段と、加熱空間内
のマイクロ波量を検出するマイクロ波検出手段と、加熱
空間外に設けフィルタを通流する排気ガスまたは空気の
温度を検出する温度検出手段とを備えた構成からなる。
As a means for achieving the above object, the present invention provides a microwave generating means, a drive power source section for operating the microwave generating means, and a microwave generated by the microwave generating means. A heating space for supplying power, a filter provided in the heating space for collecting particulates contained in exhaust gas discharged from the internal combustion engine, an air supply means for supplying air to be passed through the filter, and a micro in the heating space. It comprises a microwave detection means for detecting the amount of waves and a temperature detection means for detecting the temperature of the exhaust gas or air which is provided outside the heating space and flows through the filter.

【0017】また、マイクロ波検出手段は、加熱空間内
の排気ガス非通流空間のマイクロ波量を検出する構成と
し、温度検出手段は、内燃機関が動作中はその排気ガス
温度を検出し、内燃機関が停止中は空気供給手段を作動
させてフィルタを通流後の空気温度を検出する構成とし
ている。
Further, the microwave detecting means is constructed to detect the microwave quantity of the exhaust gas non-flowing space in the heating space, and the temperature detecting means detects the exhaust gas temperature during operation of the internal combustion engine, While the internal combustion engine is stopped, the air supply means is operated to detect the air temperature after passing through the filter.

【0018】さらに、温度検出信号およびマイクロ波検
出信号を入力する制御部を備え、制御部の指令に基づい
てマイクロ波発生手段を動作させる駆動電源部および空
気供給手段の動作を制御している。この制御部の指令
は、入力信号に基づいて記憶部に格納された所定の制御
内容を抽出し決定する指令と入力信号の時間的な変化量
に基づいて決定する指令とで構成している。
Further, a control unit for inputting the temperature detection signal and the microwave detection signal is provided, and the operation of the drive power supply unit and the air supply unit for operating the microwave generation means is controlled based on the instruction of the control section. The command of the control unit is composed of a command for extracting and determining predetermined control contents stored in the storage unit based on the input signal and a command for determining based on the temporal change amount of the input signal.

【0019】さらにまた、温度検出信号とマイクロ波検
出信号に基づいて決定される記憶部に格納された所定の
時間によりマイクロ波によるパティキュレートの予熱期
間を規定し、温度検出信号またはマイクロ波検出信号の
時間的な変化量に基づいてパティキュレートの燃焼完了
を規定している。
Furthermore, the preheating period of the particulates by the microwave is defined by a predetermined time stored in the storage section which is determined based on the temperature detection signal and the microwave detection signal, and the temperature detection signal or the microwave detection signal is used. The completion of burning of particulates is defined based on the amount of change over time.

【0020】[0020]

【作用】上記した構成において、温度検出手段を加熱空
間外に設けることにより、温度検出部のマイクロ波によ
る影響を排除している。また、この温度検出信号は、フ
ィルタの温度を等価的に推定することが可能な通路空間
に配設することにより、この温度信号に基づいてマイク
ロ波検出信号の温度補正を可能にしている。
In the above construction, the temperature detecting means is provided outside the heating space to eliminate the influence of the microwave of the temperature detecting portion. Further, by disposing the temperature detection signal in the passage space where the temperature of the filter can be estimated equivalently, the temperature of the microwave detection signal can be corrected based on the temperature signal.

【0021】また、マイクロ波検出手段は加熱空間の排
気ガス非通流空間のマイクロ波量を検出する位置に設け
たことにより、排気ガス汚染から隔離させ検出性能を保
証している。さらに、加熱空間内の特定位置近傍のマイ
クロ波量情報を検出することにより、加熱空間内に生じ
る電磁場の強弱分布情報を加味して取り込むため、単一
の検出においてもベクトル量の検出を可能にしている。
Further, the microwave detecting means is provided at a position for detecting the amount of microwaves in the exhaust gas non-flowing space of the heating space, so that it is isolated from exhaust gas contamination and the detection performance is guaranteed. Furthermore, by detecting the microwave amount information near a specific position in the heating space, the intensity distribution information of the electromagnetic field generated in the heating space is taken into consideration, so that it is possible to detect the vector amount even in a single detection. ing.

【0022】また、温度検出手段は、内燃機関が動作中
は排気ガスの温度が検出できるとともに内燃機関停止時
には、空気供給手段を動作させフィルタを通流した後の
空気温度を検出する位置に設けたことにより、内燃機関
の動作に独立にフィルタの温度を常時検出できる構成と
している。これにより、フィルタの再生は内燃機関の動
作に独立に自由なタイミングで実行することを可能にし
ている。
The temperature detecting means is provided at a position where the temperature of the exhaust gas can be detected while the internal combustion engine is operating and the air supply means is operated to detect the air temperature after passing through the filter when the internal combustion engine is stopped. Therefore, the temperature of the filter can always be detected independently of the operation of the internal combustion engine. As a result, the regeneration of the filter can be executed at free timing independently of the operation of the internal combustion engine.

【0023】また、本発明の装置は、予め決めた制御指
令情報を格納した記憶部を備えている。この記憶情報は
フィルタ温度およびマイクロ波検出量をパラメータとし
て予め決定した制御指令のマトリックスを形成させてい
る。このマトリックスのデータ群の中から再生開始時の
フィルタ状態に照らして最適な予熱期間を決定する時間
データが選択される。これにより、パティキュレートの
燃焼を効果的に進行させる前段階における最適なマイク
ロ波加熱を規定させている。
Further, the apparatus of the present invention is provided with a storage section in which predetermined control command information is stored. This stored information forms a matrix of control commands determined in advance using the filter temperature and the microwave detection amount as parameters. From the data group of this matrix, time data that determines the optimum preheating period in light of the filter state at the start of regeneration is selected. As a result, the optimum microwave heating is defined in the previous stage in which the combustion of particulates is effectively advanced.

【0024】さらには、上述の予熱期間を経てパティキ
ュレートの燃焼が進行するがこの燃焼期間においてパテ
ィキュレートの燃焼を促進させる空気供給手段から供給
される空気のフィルタ通流後の温度情報またはマイクロ
波検出信号の時間的な変化量に基づいて、燃焼の最適な
進行ならびに燃焼完了の規定を実行し、マイクロ波加熱
による最適な再生制御によりフィルタの機械的破損を防
止してフィルタのパティキュレート捕集性能の耐久性を
保証している。
Further, the combustion of the particulates progresses through the above-mentioned preheating period, but the temperature information or the microwave after passing through the filter of the air supplied from the air supply means for promoting the combustion of the particulates in this combustion period. Based on the amount of change over time in the detection signal, the optimum progress of combustion and the regulation of combustion completion are executed, and the optimum regeneration control by microwave heating prevents mechanical damage to the filter and traps particulates in the filter. Guaranteed durability of performance.

【0025】[0025]

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0026】図1および図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するマイクロ波を発生させる
マイクロ波発生手段、18はマイクロ波発生手段17が
発生したマイクロ波を2分配するよりなる導波管分配手
段、19、20は2分配された各マイクロ波を加熱空間
15の外周部に配設した環状導波管21、22に伝送す
る同軸伝送手段、23、24は同軸導波管変換用アンテ
ナ、25、26は加熱空間15と環状導波管21、22
とを形成する管壁の所定位置に設けマイクロ波を加熱空
間15内に給電するマイクロ波給電手段、27はマイク
ロ波発生手段17の駆動電源部である。また、マイクロ
波発生手段17とその駆動電源部27および分配手段1
8は、金属筐体で構成した格納部28内に一体的に格納
している。
In FIG. 1 and FIG. 2, 13 is an exhaust pipe for discharging the exhaust gas of the internal combustion engine (diesel engine) 14, 15 is a heating space provided in the middle of the exhaust pipe 13, and 16 is an exhaust gas housed in the heating space. A filter having a honeycomb structure for collecting particulates contained in the exhaust gas while the gas passes therethrough, 17 is a microwave generation means for generating microwaves for supplying electric power to a heating space for dielectrically heating the particulates, 18 Is a waveguide distributing means composed of two divisions of the microwave generated by the microwave generating means 17, and 19 and 20 are annular waveguides 21 in which each of the two divided microwaves is arranged on the outer peripheral portion of the heating space 15. , 22 are coaxial transmission means, 23 and 24 are coaxial waveguide conversion antennas, and 25 and 26 are heating space 15 and annular waveguides 21 and 22.
Microwave power feeding means for feeding microwaves into the heating space 15 is provided at a predetermined position of the tube wall forming the and, and 27 is a drive power source section of the microwave generating means 17. In addition, the microwave generation means 17, the driving power supply section 27 and the distribution means 1
8 is integrally stored in a storage unit 28 formed of a metal housing.

【0027】29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30に通流
させたりする。31はマフラーである。なお、マフラー
31はたとえば酸化触媒を包含させた構成にすることが
できる。32はパティキュレートの燃焼を促進させる空
気(以下助燃空気と称する)の空気供給手段、33、3
4は助燃空気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に助燃空気を
通流させる。35はフィルタ16を通流した助燃空気の
排出管である。36はフィルタ16の排気ガス非通流空
間に設けこの配設空間近傍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。37は温度検出手段
であり、助燃空気流制御バルブ34と排気管13との間
に配設している。マイクロ波検出手段36および温度検
出手段37の検出信号は制御部38に入力している。な
お、マイクロ波検出手段36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16の排気ガス通流方向に平行に配設するの
が効果的である。また、内燃機関14の動作信号も制御
部38に入力している。39は記憶部であり、その詳細
は後述する。
An exhaust gas switching valve 29 allows the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 14 to flow through the filter 16 or the exhaust branch pipe 30 when the filter 16 is regenerated. 31 is a muffler. The muffler 31 can be configured to include an oxidation catalyst, for example. Reference numeral 32 is an air supply means for air (hereinafter referred to as auxiliary combustion air) for promoting the combustion of particulates, and 33 and 3.
Reference numeral 4 denotes an auxiliary combustion air flow control valve, which controls these two valves to allow auxiliary combustion air to flow through the filter 16 during filter regeneration. Reference numeral 35 is a discharge pipe for the auxiliary combustion air flowing through the filter 16. Reference numeral 36 is a microwave detecting means provided in the exhaust gas non-flowing space of the filter 16 and detecting the amount of microwaves existing in the vicinity of this installation space. 37 is a temperature detecting means, which is arranged between the auxiliary combustion air flow control valve 34 and the exhaust pipe 13. The detection signals of the microwave detection means 36 and the temperature detection means 37 are input to the control unit 38. Although only one microwave detecting means 36 is shown, a plurality of microwave detecting means 36 may be provided. When a plurality of filters are provided, it is effective to dispose the filters in parallel with the exhaust gas flow direction of the filter 16. The operation signal of the internal combustion engine 14 is also input to the control unit 38. Reference numeral 39 denotes a storage unit, the details of which will be described later.

【0028】加熱空間15はパンチング穴構成あるいは
ハニカム構成(実施例は十字状のハニカム構成を図示し
ているが、管内径の大きさに応じてたとえば一字状ある
いは米字状を選択できる。)などからなるマイクロ波遮
蔽手段40、41でもってマイクロ波を実質的に閉じ込
める空間を限定している。42はフィルタ16の外周と
フィルタ支持管43との間に設けた断熱材でありフィル
タ支持をも兼ねている。この断熱材42の両端(排気ガ
ス通流方向に対して)は金属板44、シール材45によ
って排気ガスから隔離している。また、金属板44は、
フィルタ支持管43の両端に嵌め合い組み立てする構成
をとり、さらにはフィルタ部の着脱を可能にするフラン
ジ構造体46と一体的に構成している。このフランジ構
造体46は加熱空間側のフランジ構造体とねじ組み立て
する。図2の場合、加熱空間側のフランジ構造体は環状
導波管21の側壁47である。この側壁47には、ねじ
48を側壁47に溶接加工組み立てしている。このねじ
48とナット49とでフィルタ支持管43部を組み立て
て加熱空間15を形成している。
The heating space 15 has a punching hole structure or a honeycomb structure (in the embodiment, a cross-shaped honeycomb structure is shown, but one shape or a US shape can be selected depending on the size of the pipe inner diameter). The space for substantially confining the microwave is limited by the microwave shielding means 40, 41 including the above. Reference numeral 42 denotes a heat insulating material provided between the outer periphery of the filter 16 and the filter support tube 43, which also serves as a filter support. Both ends (with respect to the exhaust gas flow direction) of the heat insulating material 42 are separated from the exhaust gas by a metal plate 44 and a sealing material 45. In addition, the metal plate 44 is
The filter support tube 43 is fitted and assembled on both ends of the filter support tube 43, and is integrally formed with a flange structure 46 that allows the filter section to be attached and detached. The flange structure 46 is screw-assembled with the flange structure on the heating space side. In the case of FIG. 2, the flange structure on the heating space side is the side wall 47 of the annular waveguide 21. A screw 48 is welded and assembled to the side wall 47. The filter support tube 43 is assembled with the screw 48 and the nut 49 to form the heating space 15.

【0029】次に環状導波管21、22周辺の構成を説
明する。なお、二つの構成は同じである。
Next, the structure around the annular waveguides 21 and 22 will be described. The two configurations are the same.

【0030】環状導波管21は、加熱空間15の周囲を
取り囲むように配設しその導波長は適当な長さで構成し
ている。この環状導波管21の導波長方向の一端には、
同軸導波管変換用アンテナ23を配し他端側には給電手
段25を配している。また、各給電手段25、26は略
対向した配置構成とし、各給電手段25、26からは位
相差180度のマイクロ波を加熱空間15に給電してい
る。この給電構成により、加熱空間15内には、加熱空
間の管内径に応じてTE21pあるいはTE10pモー
ドの励振モードを生じさせている。
The annular waveguide 21 is arranged so as to surround the periphery of the heating space 15, and its waveguide length is set to an appropriate length. At one end of the annular waveguide 21 in the waveguide length direction,
The coaxial waveguide converting antenna 23 is arranged, and the feeding means 25 is arranged on the other end side. Further, the power feeding means 25 and 26 are arranged to face each other, and microwaves having a phase difference of 180 degrees are fed to the heating space 15 from the power feeding means 25 and 26. With this power feeding configuration, the excitation mode of the TE21p mode or the TE10p mode is generated in the heating space 15 depending on the pipe inner diameter of the heating space.

【0031】加熱空間15は、フィルタに堆積したパテ
ィキュレートを可能な限りにおいて、均一に加熱するこ
とがパティキュレート燃焼時の熱応力発生を抑制しフィ
ルタの機械的破損を未然に防止する上で要求される。こ
の要求に対して本発明者らは、加熱空間内に形成可能な
様々は励振モードを試験した。励振モードの選択は、使
用するフィルタ容積によっても選択肢が制限を受ける。
また、装置の実装構成によっても制限を受ける。このよ
うなシステム上の制限があるが、基本的な選択指標とし
て耐環境性を重視することが重要である。この指標に基
づいて本発明者らは加熱空間内の励振モードとしてTE
モードを選択している。TEモードにおけるより均一な
加熱モードの形成には、給電部の複数化そして各給電信
号間の位相差の最適化が重要であるという実験結果を踏
まえて、本発明が構成されている。本発明の実施例は二
つの給電部をもった構成を提示しているが、これは二つ
に限定されたものでないことが上述の内容によって理解
されよう。複数の給電部構成の中の一つである実施例に
示した二つの給電部構成の場合、各給電部の位相差を1
80度に選択すると均一加熱促進に効果的であることを
本発明者らは実験により確認している。また、上述のT
Eモード選択の利点について言及しておく。
The heating space 15 is required to uniformly heat the particulates deposited on the filter as much as possible in order to suppress generation of thermal stress during particulate combustion and prevent mechanical damage to the filter. To be done. For this requirement, the inventors have tested various excitation modes that can be formed in the heating space. The choice of excitation mode is also limited by the filter volume used.
Further, there is a limitation depending on the mounting configuration of the device. Although there are such system restrictions, it is important to attach importance to environment resistance as a basic selection index. Based on this index, the present inventors set TE as the excitation mode in the heating space.
You have selected a mode. The present invention is configured on the basis of the experimental results that it is important to provide a plurality of power feed units and optimize the phase difference between the power feed signals in order to form a more uniform heating mode in the TE mode. It will be understood from the above that the embodiment of the present invention presents a configuration with two power supplies, but this is not limited to two. In the case of the two power feeding units shown in the embodiment, which is one of the plurality of power feeding units, the phase difference between the power feeding units is set to 1
The present inventors have confirmed through experiments that the selection of 80 degrees is effective in promoting uniform heating. Also, the above T
Note the advantages of E-mode selection.

【0032】TEモードとは、本装置の場合排気ガスの
通流方向に対してマイクロ波電界が垂直した状態にあ
る。これは、排気管の側面方向からマイクロ波を給電あ
るいは信号抽出(実施例におけるマイクロ波検出手段な
ど)を効果的に実行させることを可能にしている。
The TE mode is a state in which the microwave electric field is perpendicular to the flow direction of the exhaust gas in the case of this device. This makes it possible to effectively feed microwaves or extract signals from the lateral direction of the exhaust pipe (such as the microwave detecting means in the embodiment).

【0033】また、マイクロ波発生手段17とその駆動
電源部27およびマイクロ波分配手段18とは金属筐体
28の中に一体的に格納している。このマイクロ波の発
生に関する要素部を集中化した構成により、不要輻射防
止の効果的な実行あるいは高圧配線の集中化さらには発
熱部品の冷却構成の一元化を可能にしている。この構成
は、マイクロ波発生部とマイクロ波作用部との実装を分
離させた思想であり、装置の実装の自由度を飛躍的に高
めることを可能にしている。
Further, the microwave generating means 17, the drive power source section 27 and the microwave distributing means 18 are integrally housed in a metal casing 28. The centralized configuration of the elements relating to the generation of microwaves makes it possible to effectively prevent unnecessary radiation, centralize high-voltage wiring, and centralize the cooling configuration of heat-generating components. This configuration is a concept in which the microwave generation unit and the microwave action unit are separated from each other, and it is possible to dramatically increase the degree of freedom in mounting the device.

【0034】また、マイクロ波出力電力を分配伝送する
思想により、汎用の同軸伝送手段の流用を可能にしてい
る。
Further, the concept of distributing and transmitting the microwave output power makes it possible to use a general-purpose coaxial transmission means.

【0035】次にマイクロ波検出手段36周辺の構成を
説明する。加熱空間15内には上述のようにTEモード
が励振するように加熱空間15およびマイクロ波給電手
段25、26を構成している。この励振モードに対応さ
せて所望のマイクロ波を検出するようにマイクロ波検出
手段36の検出部を構成する。検出部の構造は、同軸ケ
ーブルの中心導体を加熱空間15内に所定長突出させる
構成とし、加熱空間内マイクロ波検出手段近傍のマイク
ロ波電界に検出部の中心導体を結合させたものである。
なお、検出部の周辺の断熱材42は適当に取り除いた構
成により、検出部の取り付けを容易にすることができ
る。
Next, the structure around the microwave detecting means 36 will be described. In the heating space 15, the heating space 15 and the microwave feeding means 25 and 26 are configured so that the TE mode is excited as described above. The detection unit of the microwave detection means 36 is configured to detect a desired microwave corresponding to this excitation mode. The structure of the detector is such that the center conductor of the coaxial cable is projected into the heating space 15 by a predetermined length, and the center conductor of the detector is coupled to the microwave electric field in the vicinity of the microwave detecting means in the heating space.
It should be noted that the heat insulating material 42 around the detecting portion can be easily attached by appropriately removing the heat insulating material 42.

【0036】この結合形態は、上述の内容に限定される
ものではなく磁界結合の形態を利用する構成でもよい。
重要なことは、加熱空間15内の電磁場分布を考慮し、
フィルタに捕集されるパティキュレートの量に応じてこ
の電磁場分布がどのように変化するかを掌握することで
ある。そして、当該再生装置において許容されるフィル
タ16内へのパティキュレート捕集量の範囲を睨んでこ
の捕集量の全範囲域に亘って検出信号に基づいて捕集量
検出を精度よく抽出し得る検出位置を選択することであ
る。この検出部の配設位置は、加熱空間内に生じさせる
励振モードの定在波の波長の1/4に当たる領域を選択
し、所望の捕集量許容範囲に応じて最適な位置を選択す
る。検出部取り付け位置の選択により、検出される信号
は、捕集量の増加に伴って漸減したり、ある捕集量にお
いて下限値あるいは上限値を採ることになる。本発明
は、上述の検出信号の変化の形態の中の任意のものを選
択できる。
This form of coupling is not limited to the above-mentioned contents, but may be a configuration utilizing a form of magnetic field coupling.
Importantly, considering the electromagnetic field distribution in the heating space 15,
It is to grasp how this electromagnetic field distribution changes according to the amount of particulates trapped in the filter. Then, the range of the amount of collected particulates in the filter 16 that is allowed in the regeneration device is stared at, and the amount of collected amount detection can be accurately extracted based on the detection signal over the entire range of the amount of collected amount. It is to select the detection position. As the position of the detector, a region corresponding to 1/4 of the wavelength of the standing wave in the excitation mode generated in the heating space is selected, and the optimum position is selected according to the desired allowable collection amount range. Depending on the selection of the detector mounting position, the detected signal gradually decreases with an increase in the collection amount, or takes a lower limit value or an upper limit value at a certain collection amount. The present invention can select any of the above-mentioned forms of change of the detection signal.

【0037】次に、温度検出手段37について詳細を説
明する。検出手段は、温度に応じてその電気抵抗値が大
きく変化するサーミスタや電気抵抗値の変化が少ない熱
電対が利用できる。広範囲な温度を精度よく検出するた
めに温度検出手段は熱電対が効果的である。温度検出手
段37は、三つの機能を持っている。一つは捕集量を精
度よく検出するためにフィルタの温度情報を与えるこ
と、二つめはフィルタ再生開始時のフィルタ温度を検出
し再生時の予熱時間を規定しマイクロ波加熱手段の動作
を制御すること、そして三つめは再生時のパティキュレ
ート燃焼状態を把握しマイクロ波加熱手段あるいは空気
供給手段の動作を制御することである。この機能に対し
て、内燃機関が動作中および停止時のいずれに対しても
フィルタの温度情報を検出できる位置に温度検出手段3
7を配設している。検出位置は内燃機関の動作中には排
気ガスに直接曝されることがない位置であり、内燃機関
の停止中にはフィルタ再生時に使用するに空気供給手段
32によって発生する空気の通流路に当たる位置を選定
している。これにより、内燃機関の動作状態に独立にフ
ィルタの温度を検出できる構成としている。
Next, the temperature detecting means 37 will be described in detail. As the detecting means, a thermistor whose electric resistance value greatly changes according to temperature or a thermocouple whose electric resistance value changes little can be used. A thermocouple is effective as the temperature detecting means for accurately detecting a wide range of temperatures. The temperature detecting means 37 has three functions. One is to provide the temperature information of the filter to detect the collected amount accurately, and the other is to detect the filter temperature at the start of filter regeneration and regulate the preheating time at regeneration to control the operation of the microwave heating means. The third is to grasp the particulate combustion state during regeneration and control the operation of the microwave heating means or the air supply means. For this function, the temperature detecting means 3 is located at a position where the temperature information of the filter can be detected both when the internal combustion engine is operating and when it is stopped.
7 are arranged. The detection position is a position where the exhaust gas is not directly exposed during the operation of the internal combustion engine, and corresponds to an air flow passage generated by the air supply means 32 for use during filter regeneration while the internal combustion engine is stopped. The location is selected. As a result, the temperature of the filter can be detected independently of the operating state of the internal combustion engine.

【0038】次に、記憶部39について説明する。この
記憶部は、半導体チップあるいはROMカードから構成
され、記憶部に格納したデータは予め規定された情報で
ある。記憶部に格納されたデータの主要部は、フィルタ
再生時の予熱期間の規定に関する情報である。この情報
は、フィルタ温度とマイクロ波検出信号とを変数とした
マイクロ波加熱手段の予熱期間における動作制御内容デ
ータをマトリックスとして構成している。このデータ
は、加熱時間および加熱電力を規定している。
Next, the storage unit 39 will be described. The storage unit is composed of a semiconductor chip or a ROM card, and the data stored in the storage unit is predetermined information. The main part of the data stored in the storage unit is information relating to the definition of the preheating period during filter regeneration. This information is configured as a matrix of operation control content data in the preheating period of the microwave heating means, which uses the filter temperature and the microwave detection signal as variables. This data defines the heating time and heating power.

【0039】本発明は、以上に示した構成からなってい
るが、その主要な動作および作用を説明する。まず、装
置全体の動作を説明する。
The present invention has the above-mentioned structure, and its main operation and action will be described. First, the operation of the entire apparatus will be described.

【0040】内燃機関14が動作中は、予め決めた所定
の時間間隔でマイクロ波発生手段38の駆動電源部27
を制御し、マイクロ波検出信号およびフィルタ温度相当
信号を制御部38に入力させる。内燃機関14が停止時
は、手動操作で上述の信号を入力させることができる。
この内燃機関の動作/停止の判定は、たとえば内燃機関
の回転数信号を利用する。
While the internal combustion engine 14 is operating, the drive power source section 27 of the microwave generating means 38 is set at a predetermined time interval.
To input the microwave detection signal and the filter temperature equivalent signal to the control unit 38. When the internal combustion engine 14 is stopped, the above signals can be input manually.
The determination of the operation / stop of the internal combustion engine uses, for example, a rotation speed signal of the internal combustion engine.

【0041】制御部38の制御の一つはフィルタ16に
堆積したパティキュレート捕集量を判定することであ
る。捕集量の状態は報知させることができる。また、捕
集限界量に相当する値を予め記憶させ、検出したマイク
ロ波検出手段の信号をこの予め記憶させた信号値と比較
し、予め記憶させた信号レベルに達するとフィルタ再生
を促す信号を発させることができる。この信号に基づい
て自動的にフィルタ再生モードに移行することができ
る。
One of the controls of the control unit 38 is to determine the amount of particulates collected on the filter 16. The state of the collected amount can be notified. In addition, a value corresponding to the collection limit amount is stored in advance, the detected signal of the microwave detecting means is compared with the signal value stored in advance, and when the signal level stored in advance is reached, a signal prompting filter regeneration is generated. Can be emitted. Based on this signal, it is possible to automatically shift to the filter regeneration mode.

【0042】制御部38の制御の他の一つは、フィルタ
の再生制御であり、再生開始時期は限界捕集量を検出し
て自動的に再生を開始する場合と再生開始信号がマニュ
アル入力された時に区分される。いずれの場合にも、再
生開始初期にフィルタ温度相当信号およびマイクロ波検
出信号を取り込み記憶部39の格納データを抽出して予
熱を進行する。
Another control of the control unit 38 is filter regeneration control. When regeneration is started, the regeneration start signal is detected by detecting the limit trapping amount and the regeneration start signal is manually input. Be classified when In either case, the filter temperature equivalent signal and the microwave detection signal are taken in at the initial stage of the regeneration and the stored data in the storage unit 39 is extracted to advance the preheating.

【0043】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。
The exhaust gas emitted by the internal combustion engine 14 is usually
It flows through the exhaust pipe 13 and flows into the filter 16. The filter 16 is composed of a wall flow type honeycomb structure and has a function of collecting particulates contained in the exhaust gas. When the amount of particulates collected by the filter increases, the pressure loss of the filter increases, the load of the engine, which is an internal combustion engine, increases, and in the worst case, the engine stops.

【0044】したがって適当な時期にフィルタに捕集さ
れたパティキュレートを除去する必要がある。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
における主要な制御内容を図3および図4を用いて以下
に説明する。
Therefore, it is necessary to remove the particulates collected by the filter at an appropriate time. The process of heating and removing the particulates trapped in the filter is called filter regeneration. The main control contents in this filter regeneration will be described below with reference to FIGS. 3 and 4.

【0045】内燃機関が動作している時には、排気ガス
切換バルブ29が制御されて排気ガスを排気分岐管30
に配流させる。なお、内燃機関停止時でも同様でよい。
また、助燃気体流制御バルブ33、34はそれぞれ閉状
態、開状態に制御される。この後、主要なフィルタ再生
制御が実行される。
When the internal combustion engine is operating, the exhaust gas switching valve 29 is controlled so that the exhaust gas is discharged to the exhaust branch pipe 30.
Distribute to. The same applies when the internal combustion engine is stopped.
Further, the auxiliary combustion gas flow control valves 33 and 34 are controlled to a closed state and an open state, respectively. After this, the main filter regeneration control is executed.

【0046】S100(t=0)において、マイクロ波
発生手段17の動作を開始させ、S101で空気供給手
段32を動作させる。S102で空気供給手段32を予
め決めた時刻(t=t1)まで動作させる。空気供給手
段32から供給される空気はフィルタ16通流後の温度
検出手段37が設けられた空気通流管を経て排出され
る。なお、t1は1分間程度である。再生開始からの時
間がt1になるとS103に進む。S103では、その
時刻での温度検出手段37が検出した温度情報を制御部
38に取り込む。S104では、マイクロ波検出手段3
6が検出した加熱空間15内のマイクロ波量情報を制御
部38に取り込む。その後、S105において空気供給
手段32の動作を停止させる。S106およびS107
において、制御部38は入力された温度情報およびマイ
クロ波量情報に基づいて記憶部39に格納した時刻t2
および時間t3のデータ値を選択する。制御部38は再
生経過時間がt2になるまで待機する(S108)。
In S100 (t = 0), the operation of the microwave generation means 17 is started, and the air supply means 32 is operated in S101. In S102, the air supply means 32 is operated until a predetermined time (t = t1). The air supplied from the air supply means 32 is discharged after passing through the filter 16 through the air flow pipe provided with the temperature detection means 37. Note that t1 is about 1 minute. When the time from the start of reproduction reaches t1, the process proceeds to S103. In S103, the temperature information detected by the temperature detecting means 37 at that time is fetched into the control unit 38. In S104, the microwave detection means 3
The microwave amount information in the heating space 15 detected by 6 is taken into the control unit 38. Then, in S105, the operation of the air supply means 32 is stopped. S106 and S107
At time t2, the control unit 38 stores the temperature information and the microwave amount information in the storage unit 39 based on the input temperature information and microwave amount information.
And the data value at time t3. The control unit 38 waits until the elapsed playback time reaches t2 (S108).

【0047】この待機時間において、フィルタに堆積し
たパティキュレートはすみやかに加熱昇温していく。こ
の加熱の進行を説明すると、マイクロ波発生手段17が
発生したマイクロ波は導波管のE面T分岐管18によっ
て電力は2分配され各分配信号間の位相差は180度と
なる。分配されたマイクロ波は同軸伝送手段19、20
を伝送してマイクロ波給電手段25、26によって加熱
空間15内に給電される。加熱空間内にはTEモードの
励振が生じる。この励振モードに対応して、フィルタ1
6に捕集されたパティキュレートは誘電加熱される。こ
の間、フィルタを通流する排気ガス流あるいは空気流は
遮断されており、パティキュレート温度は燃焼可能な温
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。この加熱時間が、いわゆる予熱
時間と称した時間である。
During this waiting time, the particulates deposited on the filter are quickly heated and raised in temperature. To explain the progress of this heating, the microwave generated by the microwave generating means 17 is divided into two powers by the E-plane T branch pipe 18 of the waveguide, and the phase difference between the respective divided signals becomes 180 degrees. The distributed microwaves are transmitted by coaxial transmission means 19, 20.
Is transmitted to the heating space 15 by the microwave power feeding means 25 and 26. In the heating space, TE mode excitation occurs. Corresponding to this excitation mode, filter 1
The particulates collected in 6 are dielectrically heated. During this period, the exhaust gas flow or the air flow passing through the filter is blocked, and the particulate temperature rapidly rises to a combustible temperature range. The temperature increase distribution at this time is a distribution inclined to the filter end face side where the microwave is radiated, but about a half region in the exhaust gas flow direction of the filter reaches the combustible temperature. This heating time is a so-called preheating time.

【0048】その後、S109に進み空気供給手段32
を動作させる。この動作時間はt3である(S11
0)。この動作によってフィルタ16にはパティキュレ
ートの燃焼を促進する助燃空気が供給され、燃焼可能温
度域に達したパティキュレートはその燃焼を促進させる
とともにその燃焼熱の伝熱により燃焼可能温度域に達し
ていないパティキュレート堆積領域のパティキュレート
を加熱して燃焼領域の拡大を進行させる。また、空気流
の流れによって燃焼領域は空気流の流れ方向に進行す
る。この初期燃焼状態を形成した後、S111に進み空
気供給手段32の動作を停止する。S111からS11
7に亘る制御は、再生経過時間がt6に至るまで繰り返
し継続される。この間の制御は、空気供給手段32の動
作をON−OFF制御するものであり、ON時間はt
5、OFF時間はt4−t5に規定している。この時間
パラメータt4およびt5は、予め決めた所定値が用い
られるが、燃焼進行に伴って変化する温度情報あるいは
マイクロ波量情報に基づいて可変させてもよい。このよ
うな空気供給制御の時間において、空気の供給がない時
間中も残存するパティキュレートはマイクロ波によって
加熱が進行し、空気供給に伴って燃焼が促進され、燃焼
の立ち消えは生じない。この制御により、フィルタ内に
堆積したパティキュレートは徐々に燃焼除去されてい
く。
After that, the process proceeds to S109 and the air supply means 32
To operate. This operation time is t3 (S11
0). By this operation, the auxiliary combustion air that promotes the combustion of particulates is supplied to the filter 16, and the particulates that have reached the combustible temperature range reach the combustible temperature range by promoting the combustion and transferring the combustion heat. The particulates in the non-particulate deposition area are heated to promote the expansion of the combustion area. Further, the combustion region advances in the flow direction of the air flow due to the flow of the air flow. After forming this initial combustion state, the operation proceeds to S111, and the operation of the air supply means 32 is stopped. S111 to S11
The control for 7 is repeated until the reproduction elapsed time reaches t6. The control during this period is for ON-OFF control of the operation of the air supply means 32, and the ON time is t.
5, OFF time is defined as t4-t5. For the time parameters t4 and t5, predetermined values are used, but they may be varied based on temperature information or microwave amount information that changes with the progress of combustion. During such air supply control time, heating of the particulates that remains even during the time when air is not supplied is advanced by the microwaves, combustion is promoted along with the air supply, and the extinction of combustion does not occur. By this control, the particulates accumulated in the filter are gradually burned and removed.

【0049】時刻がt6に達するとS118に進む。S
118およびS119において、温度検出手段37の検
出する温度情報の時間的な変化を抽出する。この温度情
報が最高値に達したことを判定した後、S120に進
む。
When the time reaches t6, the process proceeds to S118. S
In 118 and S119, the temporal change of the temperature information detected by the temperature detecting means 37 is extracted. After determining that this temperature information has reached the maximum value, the process proceeds to S120.

【0050】S120は、その時刻におけるマイクロ波
量情報を抽出する。このマイクロ波量情報に基づいて、
パティキュレート燃焼除去状態の良否を判定することが
できる。また、この判定結果は、外部に報知することが
できる。
In step S120, the microwave quantity information at that time is extracted. Based on this microwave quantity information,
It is possible to judge the quality of the particulate combustion removal state. Further, this determination result can be notified to the outside.

【0051】その後、S121でマイクロ波発生手段1
7の動作を停止する(t7)。S122からS124に
おいて、マイクロ波停止後予め決定した所定時間t9経
過の後空気供給手段32の動作を停止する(t8)。な
お、空気供給手段の動作停止時間の決定は上述のような
タイマ制御の他に温度検出信号のレベルが所定値以下に
なったタイミングで決定することもできる。
Then, in S121, the microwave generation means 1
The operation of 7 is stopped (t7). In S122 to S124, the operation of the air supply means 32 is stopped after the elapse of a predetermined time t9 determined in advance after the microwave is stopped (t8). The operation stop time of the air supply means can be determined at the timing when the level of the temperature detection signal becomes equal to or lower than a predetermined value, in addition to the timer control as described above.

【0052】以上でフィルタ再生が完了し、この後各バ
ルブ29、33、34は排気ガスをフィルタに通流する
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
の捕集を実行できる。
After the above, the filter regeneration is completed, and thereafter, the valves 29, 33 and 34 are controlled to the initial state in which the exhaust gas is passed through the filter. Immediately after the filter regeneration is completed, the exhaust gas can flow into the filter 16 to collect the particulates.

【0053】以上の説明のとおり本発明の根本的な目的
は、内燃機関用フィルタ再生装置においてマイクロ波を
利用した実用的価値あるフィルタ再生装置を提供すると
ころにある。これに対して、本発明はマイクロ波発生部
とマイクロ波作用部との両面から独特の思想と技術を組
み合わせてなしたものであり、実施形態は実施例に限定
されるものではない。たとえば、マイクロ波給電はフィ
ルタの排気ガス上流側に設ける構成でもよい。
As described above, the fundamental object of the present invention is to provide a filter regenerator of practical use that utilizes microwaves in a filter regenerator for an internal combustion engine. On the other hand, the present invention is a combination of unique ideas and techniques from both sides of the microwave generation part and the microwave action part, and the embodiment is not limited to the examples. For example, the microwave power supply may be provided on the exhaust gas upstream side of the filter.

【0054】[0054]

【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。
As described above, according to the filter regenerating apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the following effects can be obtained.

【0055】(1)マイクロ波を加熱手段とするフィル
タ再生装置において、マイクロ波の影響を排除した加熱
空間外に設けた温度検出手段の信号によってフィルタ温
度を推定し、加熱空間内のマイクロ波量検出信号をフィ
ルタ温度情報に基づいて補正することを可能とし、フィ
ルタに堆積したパティキュレート捕集量の検出精度の信
頼性を保証している。
(1) In a filter regenerator using microwaves as heating means, the filter temperature is estimated by the signal of the temperature detecting means provided outside the heating space in which the influence of microwaves is excluded, and the microwave amount in the heating space It is possible to correct the detection signal based on the filter temperature information, and the reliability of the detection accuracy of the particulate collection amount accumulated on the filter is guaranteed.

【0056】(2)マイクロ波検出手段は加熱空間の排
気ガス非通流空間に設けたことにより、排気ガス汚染か
ら検出部を保護して検出性能を保証している。
(2) Since the microwave detecting means is provided in the exhaust gas non-flowing space of the heating space, the detecting portion is protected from exhaust gas contamination and the detection performance is guaranteed.

【0057】(3)温度検出手段は、内燃機関の動作状
態に独立にフィルタ温度を検出できる構成としたことに
より、フィルタ再生時期を内燃機関の動作に独立に自由
なタイミングで実行させることができる。
(3) Since the temperature detecting means is constructed so as to be able to detect the filter temperature independently of the operating state of the internal combustion engine, the filter regeneration timing can be executed independently of the operation of the internal combustion engine at free timing. .

【0058】(4)フィルタ再生制御において、加熱初
期のフィルタ温度およびマイクロ波検出信号に基づい
て、予め記憶させた予熱期間の制御を実行することによ
り、フィルタ再生時期の自由選択を実現させている。
(4) In the filter regeneration control, the control of the preheating period stored in advance is executed based on the filter temperature in the initial stage of heating and the microwave detection signal, whereby the filter regeneration time can be freely selected. .

【0059】(5)フィルタ再生完了は、温度検出信号
あるいはマイクロ波検出信号の時間的な変化量に基づい
て判定することにより、再生不良を解消するとともに再
生途中での突発的な再生停止にも対応できる信頼性の高
い再生装置を提供できる。
(5) The completion of filter regeneration is judged based on the temporal change amount of the temperature detection signal or the microwave detection signal, so that the regeneration failure can be eliminated and the regeneration can be stopped suddenly during the regeneration. It is possible to provide a highly reliable playback device that can be used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明一実施例の内燃機関用フィルタ再生装置
を示す構成図
FIG. 1 is a configuration diagram showing a filter regeneration device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.

【図2】同主要部の拡大図[Fig. 2] Enlarged view of the main part

【図3】本発明一実施例の内燃機関用フィルタ再生装置
における制御部の主要フローチャート
FIG. 3 is a main flowchart of a control unit in the internal combustion engine filter regenerating apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図4】本発明一実施例の内燃機関フィルタ再生装置に
おける制御内容のタイミングチャートと検出信号の変化
特性図
FIG. 4 is a timing chart of control contents and a change characteristic diagram of a detection signal in the internal combustion engine filter regenerating apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図5】従来の内燃機関用フィルタ再生装置の構成図FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional filter regeneration device for an internal combustion engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 27 駆動電源部 32 空気供給手段 36 マイクロ波検出手段 37 温度検出手段 38 制御部 39 記憶部 14 Internal Combustion Engine 15 Heating Space 16 Filter 17 Microwave Generation Means 27 Drive Power Supply Section 32 Air Supply Means 36 Microwave Detection Means 37 Temperature Detection Means 38 Control Section 39 Storage Section

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 孝広 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 本塚 靖之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takahiro Matsumoto 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Yasuyuki Motozuka, 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】マイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発
生手段を動作させる駆動電源部と、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
ルタに通流させる空気を供給する空気供給手段と、前記
加熱空間内のマイクロ波量を検出するマイクロ波検出手
段と、前記加熱空間外に設け前記フィルタを通流する排
気ガスまたは空気の温度を検出する温度検出手段とを備
えた内燃機関用フィルタ再生装置。
1. A microwave generation means, a drive power source section for operating the microwave generation means, a heating space for supplying microwaves generated by the microwave generation means, and an internal combustion engine provided in the heating space. A filter for collecting particulates contained in the exhaust gas to be discharged, an air supply means for supplying air to flow through the filter, a microwave detection means for detecting a microwave amount in the heating space, and A filter regeneration device for an internal combustion engine, comprising: a temperature detection means provided outside the heating space to detect the temperature of exhaust gas or air flowing through the filter.
【請求項2】マイクロ波検出手段は、加熱空間内の排気
ガス非通流空間のマイクロ波量を検出する構成とした請
求項1記載の内燃機関用フィルタ再生装置。
2. The filter regenerating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the microwave detecting means detects the amount of microwaves in the exhaust gas non-flowing space in the heating space.
【請求項3】温度検出手段は、内燃機関が動作中は内燃
機関が排出する排気ガスの温度を検出し、内燃機関が停
止中は空気供給手段を作動させてフィルタを通流後の空
気温度を検出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。
3. The temperature detecting means detects the temperature of the exhaust gas discharged by the internal combustion engine while the internal combustion engine is operating, and activates the air supply means while the internal combustion engine is stopped to operate the air temperature after passing through the filter. The filter regeneration device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the filter regeneration device is configured to detect
【請求項4】温度検出信号およびマイクロ波検出信号を
入力する制御部を備え、前記制御部の指令に基づいてマ
イクロ波発生手段を動作させる駆動電源部および空気供
給手段の動作を制御した請求項1記載の内燃機関用フィ
ルタ再生装置。
4. A control unit for inputting a temperature detection signal and a microwave detection signal is provided, and the operations of a drive power supply unit and an air supply unit for operating the microwave generation unit are controlled based on a command from the control unit. 1. The filter regeneration device for an internal combustion engine according to 1.
【請求項5】制御部の指令は、入力信号に基づいて記憶
部に格納された所定の制御内容を抽出し決定する指令と
入力信号の時間的な変化量に基づいて決定する指令とで
構成した請求項4記載の内燃機関用フィルタ再生装置。
5. The command of the control unit is composed of a command for extracting and determining a predetermined control content stored in a storage unit based on an input signal and a command for determining based on a temporal change amount of the input signal. The filter regeneration device for an internal combustion engine according to claim 4.
【請求項6】温度検出信号とマイクロ波検出信号に基づ
いて決定される記憶部に格納された所定の時間によりマ
イクロ波によるパティキュレートの予熱期間を規定した
請求項5記載の内燃機関用フィルタ再生装置。
6. A filter regeneration for an internal combustion engine according to claim 5, wherein a preheating period of the particulates by the microwave is defined by a predetermined time stored in a storage section which is determined based on the temperature detection signal and the microwave detection signal. apparatus.
【請求項7】温度検出信号またはマイクロ波検出信号の
時間的な変化量に基づいてパティキュレートの燃焼完了
を規定した請求項5記載の内燃機関用フィルタ再生装
置。
7. A filter regenerating apparatus for an internal combustion engine according to claim 5, wherein combustion completion of particulates is defined based on a temporal change amount of the temperature detection signal or the microwave detection signal.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180008925A1 (en) * 2016-07-08 2018-01-11 Fujitsu Limited Fine particle detector and exhaust gas purification apparatus
US20180258809A1 (en) * 2017-03-10 2018-09-13 Fujitsu Limited Exhaust purification apparatus, automobile, and management system
JP2018150855A (en) * 2017-03-10 2018-09-27 富士通株式会社 Exhaust emission control device, automobile and management system
CN110192013A (en) * 2017-01-13 2019-08-30 松下电器产业株式会社 Catalyst heating system and heating device
US10603617B2 (en) 2015-10-30 2020-03-31 Fujitsu Limited Microwave irradiation apparatus and exhaust gas purification apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03210012A (en) * 1990-01-10 1991-09-13 Mazda Motor Corp Exhaust gas particulate purification device of diesel engine
JPH04259619A (en) * 1991-02-12 1992-09-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Regenerating device for filter of internal combustion engine and regeneration controlling method
JPH04301118A (en) * 1991-03-29 1992-10-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Filter renovator for internal combustion engine
JPH04301126A (en) * 1991-03-29 1992-10-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Filter renovator for internal combustion engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03210012A (en) * 1990-01-10 1991-09-13 Mazda Motor Corp Exhaust gas particulate purification device of diesel engine
JPH04259619A (en) * 1991-02-12 1992-09-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Regenerating device for filter of internal combustion engine and regeneration controlling method
JPH04301118A (en) * 1991-03-29 1992-10-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Filter renovator for internal combustion engine
JPH04301126A (en) * 1991-03-29 1992-10-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Filter renovator for internal combustion engine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10603617B2 (en) 2015-10-30 2020-03-31 Fujitsu Limited Microwave irradiation apparatus and exhaust gas purification apparatus
US20180008925A1 (en) * 2016-07-08 2018-01-11 Fujitsu Limited Fine particle detector and exhaust gas purification apparatus
US10850221B2 (en) * 2016-07-08 2020-12-01 Fujitsu Limited Fine particle detector and exhaust gas purification apparatus
CN110192013A (en) * 2017-01-13 2019-08-30 松下电器产业株式会社 Catalyst heating system and heating device
US20180258809A1 (en) * 2017-03-10 2018-09-13 Fujitsu Limited Exhaust purification apparatus, automobile, and management system
JP2018150855A (en) * 2017-03-10 2018-09-27 富士通株式会社 Exhaust emission control device, automobile and management system
JP2018150853A (en) * 2017-03-10 2018-09-27 富士通株式会社 Microwave irradiation device, exhaust emission control device, automobile and management system

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