JPH10212928A - フィルタ再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は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するもので、温度センサ
を用いることなく、パティキュレート燃焼温度の高温化
を抑制しつつ高い再生効率でパティキュレートを燃焼除
去してフィルタを再生し、フィルタの耐久性を保証する
ことにある。 【解決手段】 制御手段７９はマイクロ波供給手段５９
と空気供給手段７２の動作中に得られるマイクロ波強度
検出手段６７の検出マイクロ波強度に基づいて再生中に
誘電加熱されたパティキュレートの温度を推定し、推定
した温度に基づいて制御手段７９がマイクロ波供給手段
５９と空気供給手段７２を制御して、安全に効率よくフ
ィルタに補集したパティキュレートを燃焼除去し、フィ
ルタ５４の耐久性を保証できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はディーゼルエンジン
等の排出する排気ガス中に含まれるパティキュレート
（粒子状物質）をフィルタにて捕集するとともに、フィ
ルタに捕集されたパティキュレートを加熱して燃焼除去
し、フィルタの捕集性能を再生するフィルタ再生装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のフィルタ再生装置はフィルタ再
生時のパティキュレート燃焼熱に起因するフィルタの溶
損とクラックあるいはパティキュレート燃え残りによる
フィルタの目詰まりを抑制し、フィルタの耐久性を確保
することが実用上の大きな課題である。

【０００３】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おり、パティキュレートをこの温度
域に予熱するためのエネルギ供給手段としてバーナ、電
気ヒータ、マイクロ波などが考えられている。本発明者
らはクラック抑制、高再生効率を実現するため、フィル
タ内部のパティキュレートも加熱でき、フィルタ温度を
均一化できるマイクロ波加熱方式のフィルタ再生装置を
開発してきた。

【０００４】マイクロ波再生方式はマイクロ波でパティ
キュレートを誘電加熱して予熱し、予熱後に空気を供給
し、フィルタ内でパティキュレートを燃焼させる。マイ
クロ波方式だけでなく他の加熱方式においてもフィルタ
の耐久性を保証するため、パティキュレート燃焼時の過
昇温抑制と失火防止が求められる。このため予熱時のパ
ティキュレート温度を把握し予熱過多あるいは過少を防
止すること、パティキュレート捕集量を管理することが
重要となる。

【０００５】従来のフィルタ再生装置におけるパティキ
ュレートの温度検出と捕集量検出として、特開平５−１
４９１２６号公報に記載されているようなものが一般的
であった。この装置は図７に示されているように、パテ
ィキュレートを捕集するフイルタ４と、空気を供給する
再生ガス供給手段１１と、着火手段６と、フイルタ温度
検出手段としての温度センサ１７と、制御手段１３と、
エンジン回転数センサ１４と、排気温度センサ１５およ
び１６と、圧力センサ１８および１９を有する。

【０００６】パティキュレート捕集中において再生開始
タイミングを決定するため制御手段１３は圧力センサ１
８と同１９との差からフィルタ４の圧力損失を検出し、
エンジン回転数センサ１４と、排気温度センサ１５およ
び１６との信号によりこれを補正し、捕集量を推定す
る。推定捕集量が規定値に達すると、再生を開始する。

【０００７】制御手段１３は捕集完了後に温度センサ１
７からの信号によりフイルタ４が再生開始温度範囲にあ
るか否かを判断し、着火手段６の作動によりフィルタ４
を昇温または再生ガス供給手段１１の作動によりフィル
タ４の冷却を行い、再生開始温度範囲（例えば約２００
℃）となった場合には着火手段６及び再生ガス供給手段
１１を作動させて、着火手段６による直接加熱および熱
風によりパティキュレートを予熱する。温度センサ１７
で予熱中のフィルタ４の温度を検出し、規定温度（例え
ば約６００℃）に達したところで予熱が終了したものと
して着火手段６の動作を停止し、再生ガス供給手段１１
の供給空気でパティキュレートの燃焼除去を行わせる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のフ
ィルタ再生装置は、温度センサでパティキュレートの温
度検出をしており、温度センサとして一般的に用いられ
る金属製の熱電対あるいは温度抵抗体はマイクロ波雰囲
気中での正確な温度測定は困難であるため、マイクロ波
再生方式において従来発明を適用してもフィルタ再生時
の予熱段階等におけるパティキュレート温度検出が困難
である課題を有していた。

【０００９】捕集量推定に関しては、捕集中に行われる
捕集量推定が不可能な状態になったとき（例えばセンサ
の故障）の対応は未開示である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、フィルタにマイクロ波を供給するマイクロ波
供給手段と、空気を供給する空気供給手段と、フィルタ
を収納した空間のマイクロ波強度を検出するマイクロ波
強度を検出するマイクロ波強度検出手段と、制御手段と
を設け、空気供給手段の所定動作時に得られる検出マイ
クロ波強度に基づいて誘電加熱されたパティキュレート
温度を推定し、推定温度に基づいてマイクロ波供給手段
および空気供給手段を制御するものである。

【００１１】上記発明によれば、検出マイクロ波強度と
パティキュレート温度との相関関係により、温度センサ
を使うことなく、再生中に精度良くパティキュレート温
度が推定でき、最適な温度で燃焼のための空気を供給す
るよう予熱時間を可変制御できる。これにより再生開始
前のパティキュレート温度のばらつき（捕集中の内燃機
関の排気ガス温度で変動する）、マイクロ波供給量のば
らつき（電源電圧の変動）の影響を受けることなく、予
熱過多による燃焼温度の高温化の抑制、あるいは予熱過
少による燃焼失火を防止でき、フィルタの耐久性を保証
できる。また無駄な加熱電力を抑制することもできる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は、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
記フィルタが捕集したパティキュレートを誘電加熱する
マイクロ波供給手段と、前記フィルタに空気を供給する
空気供給手段と、前記フィルタを収納した空間のマイク
ロ波強度を検出するマイクロ波強度検出手段と、前記マ
イクロ波強度検出手段が検出したマイクロ波強度に基づ
いて前記フィルタが捕集したパティキュレートを燃焼除
去させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記マイ
クロ波供給手段の動作中の前記空気供給手段の所定動作
によって得られる検出マイクロ波強度に基づいて誘電加
熱中のパティキュレートの温度を推定し、推定した温度
に基づいて前記マイクロ波供給手段および前記空気供給
手段を制御するものである。

【００１３】そしてマイクロ波強度の変化量とパティキ
ュレート温度との相関関係から、空気供給手段の所定動
作によって得られるマイクロ波強度から誘電加熱された
パティキュレートの温度を推定できる。これにより再生
中に精度良くパティキュレート温度が推定でき、最適な
温度に予熱されたタイミングで燃焼のための空気を供給
できる。これにより再生開始前のパティキュレート温度
のばらつき（捕集中の内燃機関の排気ガス温度で変動す
る）、マイクロ波供給量のばらつき（電源電圧の変動）
に対して予熱時間を可変制御し、予熱過多による燃焼温
度の高温化の抑制、あるいは予熱過少による燃焼失火を
防止でき、フィルタの耐久性を保証できる。

【００１４】また制御手段は空気供給手段の空気供給量
の増減動作によって得られるマイクロ波強度の変化量に
基づいてパティキュレートの温度を推定するものであ
る。さらに制御手段は推定温度が規定値を超えると空気
供給手段の空気供給量の増減動作の周期を短縮するもの
である。

【００１５】そして推定温度が規定値を超えると空気供
給量の増減動作の周期を短縮し、パティキュレート着火
温度（約６００℃）近傍での温度推定の頻度を増し、最
適な温度に加熱されたタイミングに空気を供給すること
ができる。

【００１６】また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、前記フィルタが捕
集したパティキュレートを誘電加熱するマイクロ波供給
手段と、前記フィルタに空気を供給する空気供給手段
と、前記フィルタを収納した空間のマイクロ波強度を検
出するマイクロ波強度検出手段と、前記マイクロ波強度
検出手段が検出したマイクロ波強度に基づいて前記フィ
ルタが捕集したパティキュレートを燃焼除去させる制御
手段とを備え、前記制御手段は前記マイクロ波供給手段
の動作中の前記空気供給手段の所定動作によって得られ
る検出マイクロ波強度に基づいて前記フィルタが捕集し
たパティキュレートの捕集量を推定し、推定した捕集量
に基づいて前記マイクロ波供給手段および前記空気供給
手段を制御するものである。

【００１７】そしてパティキュレート燃焼初期段階にお
けるマイクロ波強度の変化量とパティキュレート捕集量
との相関関係から燃焼初期段階でパティキュレート捕集
量が推定できる。通常行われる、フィルタによるパティ
キュレート捕集中の捕集量推定に加え、再生中のパティ
キュレート燃焼初期段階において捕集量を再確認し、こ
の推定捕集量に応じてマイクロ波供給手段と空気供給手
段を制御することにより、捕集量管理の信頼性を高め、
低温度での高効率の再生を保証でき、本装置の信頼性を
高めることができる。

【００１８】また制御手段は空気供給手段の連続動作中
における規定した時間帯での検出マイクロ波強度の変化
量に基づいてパティキュレートの捕集量を推定するもの
である。さらに制御手段は推定した捕集量が多くなるに
従いマイクロ波の供給量をより減少させるものである。

【００１９】そして捕集量が少ないときは燃焼維持に必
要なマイクロ波供給量を確保し、一方捕集量が多いとき
は加熱量を低減し、幅広い捕集量において燃焼温度の高
温化抑制と再生率低下防止を図りフィルタの耐久性を保
証することができる。さらに制御手段は推定した捕集量
が多くなるに従い空気の供給量をより減少させるもので
ある。

【００２０】そして捕集量が多いときの燃焼を緩慢化さ
せ、燃焼温度の高温化を抑制しフィルタの耐久性を保証
できる。

【００２１】また制御手段は推定した捕集量が多くなる
に従い空気供給手段をより長く動作させるものである。

【００２２】そして捕集量が多いときは空気供給手段の
動作時間を長くし、捕集されたパティキュレートが燃焼
し尽くすまで空気を供給して再生率の低下を防止でき
る。捕集量が少ないときは無駄な空気供給を省き、再生
時間の長期化を防止し省電力化できる。

【００２３】以下本発明の実施例について図面を用いて
説明する。 （実施例1）図１は本発明の実施例１のフィルタ再生装
置の構成図であり、図２は本装置のの制御のメインルー
チンを示すフローチャートである。

【００２４】図１において内燃機関（ディーゼルエンジ
ン）５１より排出された排気ガスは排気管５２を通して
加熱空間５３内に収納されたフィルタ５４に導かれる。
フィルタ５４はハニカム構造からなり排気ガスが通過す
る際に排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕集す
る。加熱空間５３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５５、５６でもっ
てマイクロ波を実質的に閉じこめる空間を限定してい
る。５７はフィルタ５４の外周と加熱空間５３を形成す
る管壁５８との間に設けた断熱材でありフィルタ５４の
支持も兼ねている。この断熱材５７が配設された空間は
排気ガスの通流が遮断されている。

【００２５】マイクロ波供給手段５９の発生するマイク
ロ波は同軸伝送路６０、同軸導波管変換用アンテナ６
１、環状の矩形導波管６２および給電孔６３、６４を通
して加熱空間５３に給電され、フィルタ５４が捕集した
パティキュレートが誘電加熱される。６５はマイクロ波
供給手段５９の駆動電源であり、環状の矩形導波管６２
は排気ガス排出管６６の管壁面に略対面して設けられた
給電孔６３、６４を終端に配する構成からなる。この二
つの給電孔６３、６４から１８０゜の位相差を持ってマ
イクロ波を加熱空間５３内に放射するように同軸導波管
変換用アンテナ６１は環状矩形導波管６２の所望位置に
配設している。

【００２６】６７は断熱材５７によって排気ガスが遮断
されている加熱空間５３に設けられ、マイクロ波供給手
段５９の動作によって配設空間近傍に存在するマイクロ
波強度を検出するマイクロ波強度検出手段であり、同軸
線路構造とし同軸線路の中心導体６８を所定の長さだけ
加熱空間５３内に突出させている。マイクロ波強度検出
手段６７は所望するパティキュレート捕集量においてパ
ティキュレート捕集量の増加にともないマイクロ波強度
検出値が単調に低下するような位置に設けている。

【００２７】バルブ６９は通常は内燃機関５１より排出
された排気ガスをフィルタ５４に通流させるが、フィル
タ５４を再生（フィルタ５４が捕集したパティキュレー
トを燃焼除去することをフィルタ再生と呼ぶ）するとき
はバルブ位置を切り替えて排気ガスを排気分岐管７０に
通流させ、マフラー７１を通して排気ガスを排出させ
る。空気供給手段７２は空気搬送パイプ７３を通して加
熱空間５３内に酸素を含む空気を供給する。バルブ７
４、７５がこの酸素を含む空気のフィルタ５４への通流
を制御する。バルブ７４はフィルタ５４再生時にフィル
タ５４に通流させた空気の排気経路である分岐管７６に
配設し、バルブ７５は加熱空間５３と大気に通じる排気
管７７との間に配設し、これら二つのバルブ７４および
７５を制御してフィルタ５４再生時にフィルタ５４に加
熱されたパティキュレートの燃焼を促進させる空気を通
流させる。

【００２８】マイクロ波強度検出手段６７が検出する信
号は同軸線路７８を介して電子制御ユニット（ＥＣＵ）
である制御手段７９に入力させる。制御手段７９はマイ
クロ波供給手段５９動作中の検出マイクロ波強度に基づ
いて、マイクロ波供給手段５９の駆動電源６５、空気供
給手段７２、バルブ６９、バルブ７４およびバルブ７５
を制御し、フィルタ５４が捕集したパティキュレートを
燃焼除去しフィルタ５４を再生する。

【００２９】以下、上記構成の動作、作用を説明する。
図１、２において制御手段７９はパティキュレート捕集
時にバルブ６９、バルブ７４、バルブ７５を制御し、内
燃機関５１より排出される排気ガスをフィルタ５４に通
すことにより、排気ガス中に含まれるパティキュレート
を捕集し排気ガスを浄化する。フィルタ５４に捕集され
たパティキュレートの量が増加すると、フィルタ５４で
の圧損が増大し内燃機関５１の負荷が増大するとともに
最悪の場合は停止に至る。捕集量を推定するため制御手
段７９は内燃機関５１動作中に所定の周期でマイクロ波
供給手段５９を動作させる。そしてマイクロ波供給手段
５９の動作を開始させてから所定時間後の時点にマイク
ロ波強度検出手段６７の検出値を取り込む。制御手段７
９は取り込んだマイクロ波強度検出手段６７の検出マイ
クロ波強度に基づいてフィルタ５４が捕集したパティキ
ュレート捕集量を推定する。推定捕集量が予め決めた値
を越えた時にフィルタ５４の再生処理の開始時期と判定
する（Ｓ１００）。捕集中の捕集量推定に加え、本発明
では、再生中においても再生中のマイクロ波強度検出手
段６７の検出マイクロ波強度に基づいて捕集量を推定し
（Ｓ１０７）、捕集中に推定された捕集量のばらつきに
対応するとともに、捕集中の捕集量推定が行えなかった
ときのバックアップを行い、捕集量管理の信頼性を向上
させている。なお内燃機関５１の運転状態（運転時間、
負荷、回転数）から捕集量を推定してもよい。

【００３０】制御手段７９が再生開始時期と判定する
と、再生開始信号を出力し（Ｓ１０１）、フィルタ４再
生時はバルブ６９、バルブ７４、バルブ７５を制御し、
内燃機関５１が動作中は排気ガスを排気分岐管７０を通
してバイパスさせる。マイクロ波供給手段５９を動作さ
せ（Ｓ１０２）、供給マイクロ波によりフィルタ５４に
捕集されたパティキュレートを誘電加熱する。

【００３１】また気供給手段７２の間欠駆動時の停止時
間ｔｏｆｆをｔａ（例えば３分）に設定し（Ｓ１０３
１）、空気供給手段７２の間欠動作（空気供給量の増減
動作）時に得られるマイクロ波強度検出手段６７の検出
マイクロ波強度に基づいて誘電加熱中のパティキュレー
ト温度の推定値Ｔｉを演算する（Ｓ１０４１、サブルー
チン）。規定温度Ｔ１（例えば４５０℃）と比較してＴ
ｉがＴ１よりも大であれば次のステップに進む（Ｓ１０
５１）。次に空気供給手段７２の間欠駆動時の停止時間
ｔｏｆｆを今度はｔｃ（例えば1分）に設定し（Ｓ１０
３２）、再びパティキュレート温度の推定値Ｔｉを演算
する（Ｓ１０４２、サブルーチン）。空気供給手段７２
の間欠駆動時の停止時間を短縮して間欠動作の周期を短
縮化し、パティキュレート温度推定の頻度を増す。規定
温度Ｔ２（例えば６５０℃）と比較してＴｉがＴ２より
も大であればパティキュレートの予熱が完了したものと
し、次のステップに進む（Ｓ１０５２）。パティキュレ
ートの燃焼を拡大するため空気供給量Ｑ０（例えば５０
リットル毎分）にて空気供給を開始（連続供給）する
（Ｓ１０６）。

【００３２】またマイクロ波強度検出手段６７の検出マ
イクロ波強度に基づいて燃焼初期段階においてパティキ
ュレート捕集量Ｘｉを演算して再確認し（Ｓ１０７、サ
ブルーチン）、Ｘｉに応じてマイクロ波供給手段５９と
空気供給手段７２の動作を制御して、それぞれの供給量
を制御する（Ｓ１０８、サブルーチン）。これにより捕
集中に演算された捕集量推定値のばらつきに対応すると
ともに、捕集中の捕集量推定が行えなかったときのバッ
クアップを行う。

【００３３】そしてＳ１０８終了後、再生終了信号を出
力し（Ｓ１０９）、バルブ６９、バルブ７４、バルブ７
５を再び制御して、１サイクルの捕集、再生を終了す
る。そして再生したフィルタ５４に排気ガスを通流でき
る状態にして内燃機関５１の排気ガスをフィルタ５４に
通流させる。

【００３４】以下、フィルタ５４再生中のパティキュレ
ート温度推定について詳細に説明する。パティキュレー
ト温度推定は、パティキュレートを燃焼させるためのパ
ティキュレートを予熱する段階において、空気供給手段
７２の間欠動作による空気供給量の増減時に得られるマ
イクロ波強度検出手段６９の検出マイクロ波強度に基づ
いて推定される。

【００３５】図２において空気供給手段７２の間欠動作
における停止時間ｔｏｆｆをｔａもしくはｔｃに設定し
（Ｓ１０３１もしくはＳ１０３２）、パティキュレート
温度推定値の演算を行うサブルーチン（Ｓ１０４１もし
くはＳ１０４２）が実行される。

【００３６】図３はそのサブルーチンを示す図である。
時間ｔｏｆｆの間空気供給手段７２の動作停止をそのま
ま継続し（Ｓ２００）、その後空気供給手段７２を規定
風量Ｑ０（例えば５０リットル毎分）で動作させ（Ｓ２
０１）、マイクロ波強度検出手段６７からの検出マイク
ロ波強度をＶ０として取り込む（Ｓ２０２）。時間ｔｂ
（例えば３０秒間）経過後（Ｓ２０３）、検出マイクロ
波強度をＶ１として再び取り込み（Ｓ２０４）、検出マ
イクロ波強度の変化量ｄＶ１（Ｖ１−Ｖ０）を算出する
（Ｓ２０５）。制御手段７９に記憶させている関数ｆ１
にｄＶ１代入して推定温度Ｔｉを求め（Ｓ２０６）、空
気供給手段７２の動作を停止して（Ｓ２０７）、本サブ
ルーチンが終了する。その後Ｔｉと規定温度Ｔ１もしく
はＴ２とを比較して（Ｓ１０５１もしくはＳ１０５
２）、ＴｉがＴ１もしくはＴ２よりも大となるまでＳ１
０４１とＳ１０５１もしくはＳ１０４２とＳ１０５２が
繰り返される。ここで検出マイクロ波強度の変化量ｄＶ
１とパティキュレート温度Ｔｉとの関係を表す関数ｆ１
であるが、検出マイクロ波強度の変化量ｄＶ１とパティ
キュレート温度Ｔｉとの間に相関性があることを実験を
通じて発見した。

【００３７】これらにより温度センサを使うことなく誘
電加熱されたパティキュレートの温度を推定して、最適
な温度に予熱されたときに空気を連続供給し、燃焼状態
に移行させる。よって予熱過少あるいは過多を防止で
き、高効率かつ低燃焼温度でのフィルタ再生を行ことが
できる。

【００３８】また推定温度が規定温度よりも大きくなる
と、空気供給手段７２の間欠駆動時における停止時間を
短縮化して空気供給量の増減動作の周期を短縮し、パテ
ィキュレート温度の推定頻度を増すことにより、燃焼に
移行させる最適なタイミングで空気を供給でき、燃焼温
度の高温化抑制と高再生効率維持によりフィルタの耐久
性を保証できる。

【００３９】なお空気供給量の増減動作として空気供給
手段７２の間欠動作としたが、空気通流経路にバルブを
設け（図示せず）、空気量を増減させてもよい。

【００４０】以下、フィルタ５４再生中のパティキュレ
ート捕集量推定について詳細に説明する。パティキュレ
ート捕集量推定は、予熱完了後のパティキュレート燃焼
段階において、空気供給手段７２の連続動作時に得られ
るマイクロ波強度検出手段６７の検出マイクロ波強度に
基づいて推定される。さらにこの推定捕集量に応じてマ
イクロ波供給手段５９と空気供給手段７２の動作を制御
してそれぞれの供給量を制御する。

【００４１】図２において空気供給手段７２を供給量Ｑ
０で動作させ（Ｓ１０６）、再生中のパティキュレート
捕集量推定値Ｘｉの演算を行うサブルーチン（Ｓ１０
７）に進み、さらにＸｉに応じたマイクロ波供給量と空
気供給量制御を行うサブルーチン（Ｓ１０８）に進む。

【００４２】図４は再生中のパティキュレート捕集量推
定値Ｘｉの演算を行うサブルーチンを示す図である。マ
イクロ波強度検出手段６７からの検出マイクロ波強度を
Ｖ２として取り込む（Ｓ３００）。規定時間ｔｄ（例え
ば５分）経過後（Ｓ３０１）に検出マイクロ波強度をＶ
３として取り込み（Ｓ３０２）、規定した時間帯ｔｄで
の検出マイクロ波強度の変化量ｄＶ２（＝Ｖ３―Ｖ２）
を算出する（Ｓ３０３）。制御手段７９に記憶させてい
る関数ｆ２にｄＶ２代入して推定捕集量Ｘｉを求め（Ｓ
３０４）。再生中の燃焼初期段階においてパティキュレ
ート燃焼状態を大きく支配する因子の一つであるパティ
キュレートの捕集量を再確認する。ここで検出マイクロ
波強度の変化量ｄＶ２とパティキュレート捕集量Ｘｉと
の関係を表す関数ｆ２であるが、検出マイクロ波強度の
変化量ｄＶ１とパティキュレート捕集量Ｘｉとの間に相
関性があることを実験を通じて発見したものである。

【００４３】これによりパティキュレート捕集中の捕集
量推定に加え、再生中のパティキュレート燃焼初期段階
において捕集量を再確認し、この推定捕集量に応じてマ
イクロ波供給手段５９と空気供給手段７２とを制御する
ことにより、捕集中の捕集量推定が不可能となったとき
でも捕集量を正確に把握して、低温度での高再生効率の
再生を保証でき、フィルタ再生装置の信頼性を高めるこ
とができる。

【００４４】図５は前サブルーチンで演算されたＸｉに
応じたマイクロ波供給量と空気供給量制御を行うサブル
ーチンを示す図であり、図６は制御手段７９に記憶させ
ている、マイクロ波と空気供給量とその供給時間を決定
するためのＸｉを変数とする関数ｆ３、ｆ４、ｆ５であ
る。まずＸｉを制御手段７９に記憶させている関数ｆ
３、ｆ４およびｆ５に代入してマイクロ波供給量Ｐ１、
空気供給量Ｑ１およびそれらの供給時間ｔｅを求める
（Ｓ４００１から４００３）。マイクロ波供給量をＰ０
からＰ１へと出力を変化させ（Ｓ４０１）、空気供給量
をＱ０からＱ１に変化させ（Ｓ４０２）て、時間ｔｅの
間待機して（Ｓ４０３）マイクロ波量Ｐ１と空気量Ｑ１
の供給を続ける。

【００４５】ここでＰ１はＸｉが多くなるに従い、Ｐ１
を少なくしている。これにより捕集量が多いときはマイ
クロ波供給量を少なくして燃焼温度の高温化を抑制し、
一方捕集量が少ないときは燃焼維持に必要なマイクロ波
量を確保し、高再生効率を維持する。またＸｉが多くな
るに従い、Ｑ１を少なくしている。これにより捕集量が
多いときは空気量抑制により燃焼を緩慢化させ、燃焼温
度の高温化を抑制する。さらにＸｉが多くなるに従いｔ
ｅを長くしている。これにより捕集量に応じて総空気量
を可変し、効率よくパティキュレートを燃焼させる。

【００４６】燃焼が終了したフィルタ５４を冷却するた
めマイクロ波供給を停止し（Ｓ４０４）、空気供給量を
Ｑ１からＱ２（例えば１００リットル毎分）に増量する
（Ｓ４０５）。時間ｔｆ経過後（Ｓ４０６）、空気供給
を停止して（Ｓ４０７）、本サブルーチンが終了する。

【００４７】なお実施例１においてフィルタ５４再生中
の排気ガスを排気分岐管７０にバイパスさせフィルタ５
４に対して内燃機関５１の排気ガスと空気供給手段７２
の供給空気の流れ方向が逆のバイパス逆流再生方式で説
明したが、フィルタ５４を２個設けたツインフィルタ方
式、フィルタ５４に対して内燃機関５１の排気ガスと空
気供給手段７２の供給空気の流れ方向が同じ順流再生方
式、排気分岐管７０を無くし内燃機関５１停止時にフィ
ルタ５４再生を行う停車再生方式などにも上記実施例は
適用できる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明のフィルタ再
生装置によれば以下の効果が得られる。

【００４９】（１）マイクロ波強度検出手段を設け、フ
ィルタ再生中の空気供給手段の動作時に得られるマイク
ロ波強度検出手段の検出マイクロ波強度に基づいて、検
出マイクロ波強度とパティキュレート温度との関係か
ら、温度センサを用いることなく、誘電加熱中のティキ
ュレート温度を推定できる。これにより再生開始前のパ
ティキュレート温度のばらつき（捕集中の内燃機関の排
気ガス温度で変動する）、マイクロ波供給量のばらつき
（電源電圧の変動）に対して予熱時間を可変制御し、予
熱過多による燃焼温度の高温化の抑制、あるいは予熱過
少による燃焼失火による再生効率低下を防止でき、フィ
ルタの耐久性を保証できる。また無駄な予熱を無くして
省電力を図ることができ、本装置が車両のバッテリで駆
動されているときに特に効果的である。

【００５０】（２）推定温度か規定値を超えると空気供
給量の増減動作の周期を短縮しパティキュレート温度の
推定頻度を増すことにより、燃焼に移行させる最適なタ
イミングで空気を供給でき、燃焼温度の高温化抑制と高
再生効率維持によりフィルタの耐久性を保証できる。

【００５１】（３）マイクロ波強度検出手段を設け、フ
ィルタ再生中の空気供給手段の動作時に得られるマイク
ロ波強度検出手段の検出マイクロ波強度に基づいて、検
出マイクロ波強度とパティキュレート捕集量との関係か
ら燃焼初期段階においてパティキュレート捕集量を推定
できる。これにより通常行われる、フィルタによるパテ
ィキュレート捕集中の捕集量推定に加え、再生中のパテ
ィキュレート燃焼初期段階において捕集量を再確認し、
この捕集量に応じてマイクロ波供給手段と空気供給手段
とを制御することにより、捕集量管理の信頼性を高め、
低温度での高再生効率の再生を保証でき、フィルタ再生
装置の信頼性を高めることができる。

【００５２】（４）マイクロ波供給量を途中で減少さ
せ、減少後のマイクロ波供給量を再生中に推定したパテ
ィキュレート捕集量が多くなるに従いより減少させるこ
とにより、捕集量が少ないときは燃焼維持に必要なマイ
クロ波供給量を確保し、一方捕集量が多いときはマイク
ロ波の低減により加熱量を低減し、幅広い捕集量におい
て燃焼温度の高温化抑制と高再生効率維持を図り、フィ
ルタの耐久性を保証することができる。

【００５３】（５）空気供給量を途中で減少させ、減少
後の空気供給量を再生中に推定したパティキュレート捕
集量が多くなるに従いより減少させることにより、捕集
量が多いときは空気量抑制により燃焼を緩慢化させ、フ
ィルタの燃焼温度の高温化を抑制し、フィルタの耐久性
を保証することができる。

【００５４】（６）推定捕集量が多くなるに従い燃焼の
ための空気供給時間をより長くすることにより、捕集量
が多いときは空気供給手段の動作時間を長くし、捕集さ
れたパティキュレートが燃焼し尽くすまで空気を供給し
て再生効率の低下を防止できる。一方捕集量が少ないと
きは無駄な空気供給を省き、再生時間の長期化を防止し
省電力化できる。が少ないときの無駄な空気供給を省い
て再生時間の長期化を防止し、省電力化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフィルタ再生装置の実施例１を示す構
成図

【図２】同フィルタ再生装置の実施例１の制御における
メインルーチンのフローチャート

【図３】同フィルタ再生装置の実施例１の制御における
サブルーチンのフローチャート

【図４】同フィルタ再生装置の実施例１の制御における
サブルーチンのフローチャート

【図５】同フィルタ再生装置の実施例１の制御における
サブルーチンのフローチャート

【図６】同フィルタ再生装置の実施例1の制御における
制御変数を示す図

【図７】従来のフィルタ再生装置の構成図

【符号の説明】

５１ 内燃機関 ５４ フィルタ ５９ マイクロ波供給手段 ６７ マイクロ波強度検出手段 ７２ 空気供給手段 ７９ 制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 垰 統雄 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 (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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、前記フィルタが捕集し
   たパティキュレートを誘電加熱するマイクロ波供給手段
   と、前記フィルタに空気を供給する空気供給手段と、前
   記フィルタを収納した空間のマイクロ波強度を検出する
   マイクロ波強度検出手段と、前記マイクロ波強度検出手
   段が検出したマイクロ波強度に基づいて前記フィルタが
   捕集したパティキュレートを燃焼除去させる制御手段と
   を備え、前記制御手段は、前記マイクロ波供給手段の動
   作中の前記空気供給手段の所定動作によって得られる検
   出マイクロ波強度に基づいて誘電加熱中のパティキュレ
   ートの温度を推定し、推定した温度に基づいて前記マイ
   クロ波供給手段および前記空気供給手段を制御するフィ
   ルタ再生装置。
2. 【請求項２】制御手段は空気供給手段の空気供給量の増
   減動作によって得られる検出マイクロ波強度の変化量に
   基づいてパティキュレートの温度を推定することとした
   請求項１記載のフィルタ再生装置。
3. 【請求項３】制御手段は推定した温度が規定値を超える
   と空気供給量の増減動作の周期を短縮する請求項１また
   は２記載のフィルタ再生装置。
4. 【請求項４】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、前記フィルタが捕集し
   たパティキュレートを誘電加熱するマイクロ波供給手段
   と、前記フィルタに空気を供給する空気供給手段と、前
   記フィルタを収納した空間のマイクロ波強度を検出する
   マイクロ波強度検出手段と、前記マイクロ波強度検出手
   段が検出したマイクロ波強度に基づいて前記フィルタが
   捕集したパティキュレートを燃焼除去させる制御手段と
   を備え、前記制御手段は前記マイクロ波供給手段の動作
   中の前記空気供給手段の所定動作によって得られる検出
   マイクロ波強度に基づいて前記フィルタが捕集したパテ
   ィキュレートの捕集量を推定し、推定した捕集量に基づ
   いて前記マイクロ波供給手段および前記空気供給手段を
   制御するフィルタ再生装置。
5. 【請求項５】制御手段は空気供給手段の連続動作中にお
   ける規定した時間帯での検出マイクロ波強度の変化量に
   基づいてパティキュレートの捕集量を推定することとし
   た請求項４記載のフィルタ再生装置。
6. 【請求項６】制御手段は推定した捕集量が多くなるに従
   いマイクロ波の供給量をより減少させる請求項４記載の
   フィルタ再生装置。
7. 【請求項７】制御手段は推定した捕集量が多くなるに従
   い空気の供給量をより減少させる請求項４記載のフィル
   タ再生装置。
8. 【請求項８】制御手段は推定した捕集量が多くなるに従
   い空気供給手段をより長く動作させる請求項４記載のフ
   ィルタ再生装置。