JPH05141223A - 内燃機関用フイルタ再生装置 - Google Patents
内燃機関用フイルタ再生装置Info
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- JPH05141223A JPH05141223A JP3300064A JP30006491A JPH05141223A JP H05141223 A JPH05141223 A JP H05141223A JP 3300064 A JP3300064 A JP 3300064A JP 30006491 A JP30006491 A JP 30006491A JP H05141223 A JPH05141223 A JP H05141223A
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- Japan
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- exhaust gas
- heating chamber
- microwave
- internal combustion
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust 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
- F01N3/023—Exhaust 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
- F01N3/027—Exhaust 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
- F01N3/028—Exhaust 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
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- F01N3/021—Exhaust 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
- F01N3/031—Exhaust 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 having means for by-passing filters, e.g. when clogged or during cold engine start
- F01N3/032—Exhaust 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 having means for by-passing filters, e.g. when clogged or during cold engine start during filter regeneration only
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はディーゼルエンジンの排気ガス中の
パティキュレートを捕集するフィルタ再生装置に関する
もので、パティキュレートの捕集量を検出し、効率がよ
いフィルタの再生を行なうことを目的としたものであ
る。 【構成】 内燃機関の排気ガスを排出する排気管１６に
設けられた加熱室１７と、前記加熱室１７に収納され前
記内燃機関の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１８と、前記加熱室１７に給電するマ
イクロ波を発生するマイクロ波発生手段１９と、前記加
熱室１７に排気ガス以外の気体を供給する送風ファン２
２と、前記送風ファン２２を回転させるモータ２１と、
前記送風ファン２２から流れる空気がフィルタ１８を流
れる量を検出する空気流量検出装置２７と、マイクロ波
発生手段１９、モータ２１への通電を制御する制御部２
８とを備え、前記フィルタ１８に流れる空気流量の検出
装置２７により検出された空気流量に類推されるパティ
キュレートの捕集量に最適な時間、および出力で、マイ
クロ波を加熱室に供給してフィルタを加熱再生する。
パティキュレートを捕集するフィルタ再生装置に関する
もので、パティキュレートの捕集量を検出し、効率がよ
いフィルタの再生を行なうことを目的としたものであ
る。 【構成】 内燃機関の排気ガスを排出する排気管１６に
設けられた加熱室１７と、前記加熱室１７に収納され前
記内燃機関の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１８と、前記加熱室１７に給電するマ
イクロ波を発生するマイクロ波発生手段１９と、前記加
熱室１７に排気ガス以外の気体を供給する送風ファン２
２と、前記送風ファン２２を回転させるモータ２１と、
前記送風ファン２２から流れる空気がフィルタ１８を流
れる量を検出する空気流量検出装置２７と、マイクロ波
発生手段１９、モータ２１への通電を制御する制御部２
８とを備え、前記フィルタ１８に流れる空気流量の検出
装置２７により検出された空気流量に類推されるパティ
キュレートの捕集量に最適な時間、および出力で、マイ
クロ波を加熱室に供給してフィルタを加熱再生する。
Description
【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マイクロ波
エネルギを利用して再生する内燃機関用フィルタ再生装
置に関するものである。
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マイクロ波
エネルギを利用して再生する内燃機関用フィルタ再生装
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
エネルギの浪費は地球の大気を汚染してきた。
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。
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。
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。
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、パティキュレートが捕集され続
けるとフィルタは目詰まりを生じて捕集能力が大幅に低
下するとともに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といったことに至る。
けるとフィルタは目詰まりを生じて捕集能力が大幅に低
下するとともに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といったことに至る。
【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すすめられている
が、今だ実用には至っていない。
能力を再生させるための技術開発がすすめられている
が、今だ実用には至っていない。
【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。
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。
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５に示す。同図に
おいて、１はエンジン、２は排気マニフールド、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、１５は
排気ガス流切換バルブである。
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５に示す。同図に
おいて、１はエンジン、２は排気マニフールド、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、１５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。
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】排気ガスのパティキュ
レートを捕集しつづけると、フィルタはいずれ目詰まり
をおこし、ガスの排出が困難になる。目詰まりを生じた
フィルタを再生するに当たり、フィルタがパティキュレ
ートの捕集限界に対してどのようなレベルにあるかを検
出する必要がある。フィルタに捕集されたパティキュレ
ート量がどの程度かを検出する従来技術としては、フィ
ルタの圧力損失を検出する方法、フィルタの排気ガス上
流側の静圧特性による方法、および、エンジンの動作状
態を積算して換算する方法などがある。しかしながら、
いずれもエンジンの動作状態が検出系に含まれ検出レベ
ルの誤差が大きく実用化が困難である。
レートを捕集しつづけると、フィルタはいずれ目詰まり
をおこし、ガスの排出が困難になる。目詰まりを生じた
フィルタを再生するに当たり、フィルタがパティキュレ
ートの捕集限界に対してどのようなレベルにあるかを検
出する必要がある。フィルタに捕集されたパティキュレ
ート量がどの程度かを検出する従来技術としては、フィ
ルタの圧力損失を検出する方法、フィルタの排気ガス上
流側の静圧特性による方法、および、エンジンの動作状
態を積算して換算する方法などがある。しかしながら、
いずれもエンジンの動作状態が検出系に含まれ検出レベ
ルの誤差が大きく実用化が困難である。
【００１３】パティキュレートの捕集量が少ない状態で
再生を行なうとパティキュレートの加熱燃焼性能が悪く
フィルタ全体を効率よく再生することができない。一
方、捕集量が有る程度以上になるとパティキュレート燃
焼が激しくなりその熱によってフィルタが溶損する現象
が生じる。
再生を行なうとパティキュレートの加熱燃焼性能が悪く
フィルタ全体を効率よく再生することができない。一
方、捕集量が有る程度以上になるとパティキュレート燃
焼が激しくなりその熱によってフィルタが溶損する現象
が生じる。
【００１４】したがって、高い再生性能を保証し、さら
にはフィルタ自体の耐久性を確保するためには、捕集量
の検出を高精度で行なう必要がある。しかし、従来の技
術においてはこれを達成することが困難であった。
にはフィルタ自体の耐久性を確保するためには、捕集量
の検出を高精度で行なう必要がある。しかし、従来の技
術においてはこれを達成することが困難であった。
【００１５】さらに、パティキュレートの捕集量に応じ
て、パティキュレートを加熱するために必要なマイクロ
波電力量は異なり、マイクロ波量が不足するとフィルタ
の再生が充分できない課題があった。
て、パティキュレートを加熱するために必要なマイクロ
波電力量は異なり、マイクロ波量が不足するとフィルタ
の再生が充分できない課題があった。
【００１６】本発明は上記課題を解決するもので、フィ
ルタのパティキュレート捕集量を検出し、その量に応じ
て最適なマイクロ波供給を行なって、再生効率の高い内
燃機関用フィルタ再生装置を提供することを目的とした
ものである。
ルタのパティキュレート捕集量を検出し、その量に応じ
て最適なマイクロ波供給を行なって、再生効率の高い内
燃機関用フィルタ再生装置を提供することを目的とした
ものである。
【００１７】
【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、基本構成として内燃機関の排気ガスを排出す
る排気管に設けられた加熱室と、前記加熱室に収納され
前記内燃機関の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、前記加熱室に給電するマイクロ
波を発生するマイクロ波発生手段と、前記加熱室に排気
ガス以外の気体を供給する送風ファンと、前記送風ファ
ンを回転させるファンモータと、前記フィルタに流れる
空気量を検出する空気流量検出装置と、前記マイクロ波
発生手段及びファンモータへの通電を制御する制御部と
を備え、前記制御部は、マイクロ波発生手段の動作時間
が前記空気量の検出装置により得た空気量に応じて増減
するように制御するものである。
するため、基本構成として内燃機関の排気ガスを排出す
る排気管に設けられた加熱室と、前記加熱室に収納され
前記内燃機関の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、前記加熱室に給電するマイクロ
波を発生するマイクロ波発生手段と、前記加熱室に排気
ガス以外の気体を供給する送風ファンと、前記送風ファ
ンを回転させるファンモータと、前記フィルタに流れる
空気量を検出する空気流量検出装置と、前記マイクロ波
発生手段及びファンモータへの通電を制御する制御部と
を備え、前記制御部は、マイクロ波発生手段の動作時間
が前記空気量の検出装置により得た空気量に応じて増減
するように制御するものである。
【００１８】また、前記マイクロ波発生手段の出力を前
記空気量の検出装置により得た空気量に応じて増減する
ように制御するものである。
記空気量の検出装置により得た空気量に応じて増減する
ように制御するものである。
【００１９】
【作用】本発明は上記構成によって、フィルタのパティ
キュレート捕集量を検出する。
キュレート捕集量を検出する。
【００２０】すなわち、フィルタにパティキュレートが
捕集されると、前記フィルタに目詰まりが生ずる。ここ
に送風ファンのモータを、所定の電圧で駆動して空気の
供給を行なうと圧損が生ずる。この圧損は、フィルタの
パティキュレート量が多いほど大きくなる。ところで、
フィルタに流れる空気量は、圧損が大きいと少なくな
る。したがって、空気量によりフィルタの圧損の検出が
でき、パティキュレートの捕集量が推定可能となる。
捕集されると、前記フィルタに目詰まりが生ずる。ここ
に送風ファンのモータを、所定の電圧で駆動して空気の
供給を行なうと圧損が生ずる。この圧損は、フィルタの
パティキュレート量が多いほど大きくなる。ところで、
フィルタに流れる空気量は、圧損が大きいと少なくな
る。したがって、空気量によりフィルタの圧損の検出が
でき、パティキュレートの捕集量が推定可能となる。
【００２１】内燃機関の排気ガスのパティキュレートが
前記フィルタに所定時間捕集されると、排気ガスをバイ
パス用の排気管を通るようバルブで切り換え、空気送風
用のモータを所定電圧で駆動し、そのときフィルタを流
れる空気流量を空気流量検出装置により検出し、モータ
の回転を停止したのちマイクロ波発生手段により加熱室
のフィルタにマイクロ波を検出した空気流量に応じた所
定の時間供給し、フィルタのパティキュレートをマイク
ロ波で誘電加熱して温度上昇させたのち、送風ファンに
よりパティキュレートの燃焼に必要な空気を供給して燃
焼させフィルタを再生する構成で、マイクロ波発生手段
の動作時間および出力を前記空気流量検出装置により得
た値に応じて増減するように制御する。
前記フィルタに所定時間捕集されると、排気ガスをバイ
パス用の排気管を通るようバルブで切り換え、空気送風
用のモータを所定電圧で駆動し、そのときフィルタを流
れる空気流量を空気流量検出装置により検出し、モータ
の回転を停止したのちマイクロ波発生手段により加熱室
のフィルタにマイクロ波を検出した空気流量に応じた所
定の時間供給し、フィルタのパティキュレートをマイク
ロ波で誘電加熱して温度上昇させたのち、送風ファンに
よりパティキュレートの燃焼に必要な空気を供給して燃
焼させフィルタを再生する構成で、マイクロ波発生手段
の動作時間および出力を前記空気流量検出装置により得
た値に応じて増減するように制御する。
【００２２】
【実施例】以下本発明の実施例を添付図面を参照して説
明する。
明する。
【００２３】図１において、１６は内燃機関の排気ガス
を排出する排気管、１７は排気管１６の途中に設けられ
た加熱室、１８は加熱室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
るフィルタ、１９は加熱室１７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、２０はマイクロ波発生
手段１９の発生したマイクロ波を加熱室１７に伝送する
導波管、２１は加熱室１７に排気ガス以外の気体を供給
するためのファンモータ、２２は送風ファンである。
を排出する排気管、１７は排気管１６の途中に設けられ
た加熱室、１８は加熱室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
るフィルタ、１９は加熱室１７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、２０はマイクロ波発生
手段１９の発生したマイクロ波を加熱室１７に伝送する
導波管、２１は加熱室１７に排気ガス以外の気体を供給
するためのファンモータ、２２は送風ファンである。
【００２４】排気ガス流はバルブで、流路を制御され
る。内燃機関の排気ガスは、図中の矢印から流入する。
２３はフィルタ１８に流れる気体流量を制御するフィル
タバルブ、２４は送風ファン２２の気体流量を制御する
ファンバルブ、２５はフィルタ１８の排気ガス上流側に
設けられたバイパス管、２６はバイパス管内を流れる気
体流量を制御するバイパス管バルブである。２７はフィ
ルタ１８に流れる空気流流量を検出する空気流量検出装
置、２８はパティキュレートの捕集およびフィルタ１８
の再生のプロセスを制御する制御部である。２９はフィ
ルタ外周と加熱室内壁の間に設けられた断熱材であり、
フィルタ１８と加熱室１７とはほぼ同心状に配設されて
いる。
る。内燃機関の排気ガスは、図中の矢印から流入する。
２３はフィルタ１８に流れる気体流量を制御するフィル
タバルブ、２４は送風ファン２２の気体流量を制御する
ファンバルブ、２５はフィルタ１８の排気ガス上流側に
設けられたバイパス管、２６はバイパス管内を流れる気
体流量を制御するバイパス管バルブである。２７はフィ
ルタ１８に流れる空気流流量を検出する空気流量検出装
置、２８はパティキュレートの捕集およびフィルタ１８
の再生のプロセスを制御する制御部である。２９はフィ
ルタ外周と加熱室内壁の間に設けられた断熱材であり、
フィルタ１８と加熱室１７とはほぼ同心状に配設されて
いる。
【００２５】図２は本発明の再生制御方法の基本プロセ
スを示している。その制御内容を以下に述べる。フィル
タ１８には通常、内燃機関が駆動状態になると排気ガス
が流入する。この状態では、図１のフィルタバルブ２３
が開、ファンバルブ２４とバイパス管バルブ２６が閉の
状態になっている。フィルタ１８が捕集したパティキュ
レートの量は、内燃機関の動作時間あるいはこの内燃機
関が自動車に搭載されているならば自動車の走行距離等
の信号に基づいて所定期間ｔｐ毎に適宜検出される。
スを示している。その制御内容を以下に述べる。フィル
タ１８には通常、内燃機関が駆動状態になると排気ガス
が流入する。この状態では、図１のフィルタバルブ２３
が開、ファンバルブ２４とバイパス管バルブ２６が閉の
状態になっている。フィルタ１８が捕集したパティキュ
レートの量は、内燃機関の動作時間あるいはこの内燃機
関が自動車に搭載されているならば自動車の走行距離等
の信号に基づいて所定期間ｔｐ毎に適宜検出される。
【００２６】このパティキュレート捕集検出をする検出
期間は、フィルタバルブ２３が閉、ファンバルブ２４と
バイパス管バルブ２６が開である。したがって、この
間、排気ガスはバイパス管２５を通って排出される。こ
こでフィルタ１８に流れる空気流量が、フィルタ１８の
パティキュレート量に応じた値となる。
期間は、フィルタバルブ２３が閉、ファンバルブ２４と
バイパス管バルブ２６が開である。したがって、この
間、排気ガスはバイパス管２５を通って排出される。こ
こでフィルタ１８に流れる空気流量が、フィルタ１８の
パティキュレート量に応じた値となる。
【００２７】空気流量が基準値より大きいときは、パテ
ィキュレート捕集量が少ないため、フィルタ再生期間に
はいらない。基準値より空気流量が少なくなると、その
ときの空気流量ａに応じてマイクロ波供給期間ｔ１は、
決まる。
ィキュレート捕集量が少ないため、フィルタ再生期間に
はいらない。基準値より空気流量が少なくなると、その
ときの空気流量ａに応じてマイクロ波供給期間ｔ１は、
決まる。
【００２８】図３にファンの圧損と空気流量およびパテ
ィキュレート捕集量の関係を示す。図３に示す通りフィ
ルタ１８による圧損が増えると空気流量が低下する。フ
ィルタ１８による圧損は、パティキュレート捕集量によ
り決まるため、フィルタ１８に流れる空気流量を検出す
ることで捕集量が推定可能である。このとき、ファンモ
ータの入力電圧が変動すると回転数が変化するため捕集
量の検出が不可能になる。したがって本発明では、ファ
ンモータ２１入力電圧が一定となるように電圧安定回路
を設けている。
ィキュレート捕集量の関係を示す。図３に示す通りフィ
ルタ１８による圧損が増えると空気流量が低下する。フ
ィルタ１８による圧損は、パティキュレート捕集量によ
り決まるため、フィルタ１８に流れる空気流量を検出す
ることで捕集量が推定可能である。このとき、ファンモ
ータの入力電圧が変動すると回転数が変化するため捕集
量の検出が不可能になる。したがって本発明では、ファ
ンモータ２１入力電圧が一定となるように電圧安定回路
を設けている。
【００２９】フィルタ１８の圧損レベル、すなわち、捕
集量が検出されるとフィルタ再生期間が開始する。この
再生制御指令は本装置の一構成要素である制御部２８よ
り発せられる。この制御部２８の指令に基づいて、マイ
クロ波発生手段１９にそれを駆動する電源が供給され
る。これにより、マイクロ波がフィルタ１８を収納した
加熱室１９に給電されフィルタ１８に捕集されたパティ
キュレートが加熱される。このマイクロ波供給期間ｔ１
は、パティキュレート捕集量が多いほど長くなる。マイ
クロ波給電の初期にはフィルタ１８を流れる気体は、フ
ァンモータ２１を停止しファンバルブ２４を閉にするこ
とで、ほぼ完全に遮断されている。これによってマイク
ロ波加熱されたパティキュレートは、フィルタ１８を流
れる気体流による冷却を受ける事なくその燃焼可能温度
域に向かって効率よく温度上昇していく。通常、パティ
キュレートのマイクロ波加熱促進領域は加熱室１８への
マイクロ波給電位置に依存する。特殊の場合、たとえば
加熱室１７に給電されるマイクロ波の周波数帯において
加熱室１７がある特定の共振モードでもって共振状態に
なるように構成されているならばその共振モードに応じ
て適当な空間にフィルタ１８を収納させることでパティ
キュレートのマイクロ波加熱を促進できる。マイクロ波
加熱が進み、予め決められた時間を経ると、ファンモー
タ２１がその動作を開始し、同時にファンバルブ２３が
開となる。なお、この時の予め決められた時間とはフィ
ルタ１８のパティキュレート捕集量によって最適な時間
ｔ１が設定される。すなわち、捕集量検出期間に空気流
量検出手段２７により得られたファンの回転数が制御部
２８に伝えられ、制御部２８はその回転数に応じたマイ
クロ波供給時間を算出し、マイクロ波を加熱室１７に供
給する。
集量が検出されるとフィルタ再生期間が開始する。この
再生制御指令は本装置の一構成要素である制御部２８よ
り発せられる。この制御部２８の指令に基づいて、マイ
クロ波発生手段１９にそれを駆動する電源が供給され
る。これにより、マイクロ波がフィルタ１８を収納した
加熱室１９に給電されフィルタ１８に捕集されたパティ
キュレートが加熱される。このマイクロ波供給期間ｔ１
は、パティキュレート捕集量が多いほど長くなる。マイ
クロ波給電の初期にはフィルタ１８を流れる気体は、フ
ァンモータ２１を停止しファンバルブ２４を閉にするこ
とで、ほぼ完全に遮断されている。これによってマイク
ロ波加熱されたパティキュレートは、フィルタ１８を流
れる気体流による冷却を受ける事なくその燃焼可能温度
域に向かって効率よく温度上昇していく。通常、パティ
キュレートのマイクロ波加熱促進領域は加熱室１８への
マイクロ波給電位置に依存する。特殊の場合、たとえば
加熱室１７に給電されるマイクロ波の周波数帯において
加熱室１７がある特定の共振モードでもって共振状態に
なるように構成されているならばその共振モードに応じ
て適当な空間にフィルタ１８を収納させることでパティ
キュレートのマイクロ波加熱を促進できる。マイクロ波
加熱が進み、予め決められた時間を経ると、ファンモー
タ２１がその動作を開始し、同時にファンバルブ２３が
開となる。なお、この時の予め決められた時間とはフィ
ルタ１８のパティキュレート捕集量によって最適な時間
ｔ１が設定される。すなわち、捕集量検出期間に空気流
量検出手段２７により得られたファンの回転数が制御部
２８に伝えられ、制御部２８はその回転数に応じたマイ
クロ波供給時間を算出し、マイクロ波を加熱室１７に供
給する。
【００３０】送風ファン２２からの送風はマイクロ波に
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
度域に達していれば燃焼を促進させるものである。した
がってこの燃焼によって生じた発熱がマイクロ波加熱に
よる発熱に加わってフィルタ１８内を伝熱し燃焼可能領
域の拡大をはかることができる。この気体流は送風ファ
ン２２の送風によって燃焼可能領域をフィルタ１８の長
手方向（気体流が流れる方向）に移動させるものであ
る。
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
度域に達していれば燃焼を促進させるものである。した
がってこの燃焼によって生じた発熱がマイクロ波加熱に
よる発熱に加わってフィルタ１８内を伝熱し燃焼可能領
域の拡大をはかることができる。この気体流は送風ファ
ン２２の送風によって燃焼可能領域をフィルタ１８の長
手方向（気体流が流れる方向）に移動させるものであ
る。
【００３１】この送風ファン２２からの送風の動作開始
後、予め決められた所定時間経過の後マイクロ波給電が
停止制御される。なお、送風ファン２２からの送風動作
開始とマイクロ波給電停止は同時に行ってもよい。マイ
クロ波給電停止の後、予め決められた時間、送風ファン
２２からの送風を動作させてフィルタ全域をほぼ完全に
再生する。
後、予め決められた所定時間経過の後マイクロ波給電が
停止制御される。なお、送風ファン２２からの送風動作
開始とマイクロ波給電停止は同時に行ってもよい。マイ
クロ波給電停止の後、予め決められた時間、送風ファン
２２からの送風を動作させてフィルタ全域をほぼ完全に
再生する。
【００３２】なお、この送風時間の決定において再生度
合を検出するための手段、たとえばフィルタ下流の燃焼
排熱温度の検出、フィルタ圧損の検出、ファンの回転数
検出などを利用することも可能である。
合を検出するための手段、たとえばフィルタ下流の燃焼
排熱温度の検出、フィルタ圧損の検出、ファンの回転数
検出などを利用することも可能である。
【００３３】以上のような再生制御プロセスによりフィ
ルタ再生が完了する。その後、再生したフィルタに排気
ガスを流入し、再びパティキュレートを捕集することが
できる。
ルタ再生が完了する。その後、再生したフィルタに排気
ガスを流入し、再びパティキュレートを捕集することが
できる。
【００３４】図４は、空気流量に応じてマイクロ波の出
力を変えた制御の基本プロセスを示す。図２と同等の再
生プロセスを行なう。ここで、マイクロ波の出力Ｐ１は
検出された空気流量ａに応じた値をとる。すなわち、空
気流量が大きいと捕集量が少ないので、マイクロ波出力
も小さく設定する。この方式では、常にフィルタ再生に
要する期間が一定である。
力を変えた制御の基本プロセスを示す。図２と同等の再
生プロセスを行なう。ここで、マイクロ波の出力Ｐ１は
検出された空気流量ａに応じた値をとる。すなわち、空
気流量が大きいと捕集量が少ないので、マイクロ波出力
も小さく設定する。この方式では、常にフィルタ再生に
要する期間が一定である。
【００３５】
【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。 （１）マイクロ波によるパティキュレートの加熱実行時
間をパティキュレート捕集量により決定しているので、
パティキュレートのマイクロ波加熱による温度上昇を効
率良く実行でき、短時間にパティキュレートを燃焼再生
が可能である。 （２）加熱時間が最適なため、フィルタにかかる熱応力
が少なくてすむため、信頼性の高いフィルタ再生装置が
実現できる。
フィルタ再生装置によれば、以下の効果が得られる。 （１）マイクロ波によるパティキュレートの加熱実行時
間をパティキュレート捕集量により決定しているので、
パティキュレートのマイクロ波加熱による温度上昇を効
率良く実行でき、短時間にパティキュレートを燃焼再生
が可能である。 （２）加熱時間が最適なため、フィルタにかかる熱応力
が少なくてすむため、信頼性の高いフィルタ再生装置が
実現できる。
【図１】本発明の実施例における内燃機関用フィルタ再
生装置の構成図
生装置の構成図
【図２】本発明の一実施例にかかる再生制御を示すタイ
ミングチャート
ミングチャート
【図３】同圧損とパティキュレート捕集量および送風フ
ァン回転数の特性図
ァン回転数の特性図
【図４】本発明の第２の実施例にかかる再生制御を示す
タイミングチャート
タイミングチャート
【図５】従来の内燃機関用フィルタ再生装置の構成図
１６ 排気管 １７ 加熱室 １８ フィルタ １９ マイクロ波発生手段 ２１ ファンモータ ２２ 送風ファン ２７ 空気流量検出装置 ２８ 制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 宣彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】内燃機関の排気ガスを排出する排気管に設
けられた加熱室と、前記加熱室に収納され前記内燃機関
の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、前記加熱室に給電するマイクロ波を発生する
マイクロ波発生手段と、前記加熱室に排気ガス以外の気
体を供給する送風ファンと、前記送風ファンを回転させ
るファンモータと、前記フィルタに流れる空気量を検出
する空気流量検出装置と、前記マイクロ波発生手段及び
ファンモータへの通電を制御する制御部とを備え、前記
制御部は、前記マイクロ波発生手段の動作時間が前記空
気流量検出装置により得た空気量に応じて増減するよう
に制御してなる内燃機関用フィルタ再生装置。 - 【請求項２】内燃機関の排気ガスを排出する排気管に設
けられた加熱室と、前記加熱室に収納され前記内燃機関
の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、前記加熱室に給電するマイクロ波を発生する
マイクロ波発生手段と、前記加熱室に排気ガス以外の気
体を供給する送風ファンと、前記送風ファンを回転させ
るファンモータと、前記フィルタに流れる空気量を検出
する空気流量検出装置と、前記マイクロ波発生手段への
通電を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記マ
イクロ波発生手段により発生されるマイクロ波の出力が
前記空気流量検出装置により得た空気量に応じて増減す
るように制御してなる内燃機関用フィルタ再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3300064A JPH05141223A (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 内燃機関用フイルタ再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3300064A JPH05141223A (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 内燃機関用フイルタ再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05141223A true JPH05141223A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=17880267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3300064A Pending JPH05141223A (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 内燃機関用フイルタ再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05141223A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7487660B2 (en) * | 2002-10-15 | 2009-02-10 | Robert Bosch Gmbh | Method and system for monitoring the functional capability of a particle detector |
| CN104632321A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-05-20 | 佛山市中科院环境与安全检测认证中心有限公司 | 一种微波节能捕捉器 |
-
1991
- 1991-11-15 JP JP3300064A patent/JPH05141223A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7487660B2 (en) * | 2002-10-15 | 2009-02-10 | Robert Bosch Gmbh | Method and system for monitoring the functional capability of a particle detector |
| CN104632321A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-05-20 | 佛山市中科院环境与安全检测认证中心有限公司 | 一种微波节能捕捉器 |
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