專利名稱：廢氣處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)從柴油機(jī)等內(nèi)燃機(jī)中排出的廢氣進(jìn)行凈化處理的裝置，更具體地說，是涉及一種帶有一面在過濾器中對(duì)廢氣中含有的燃燒生成物的顆粒進(jìn)行捕集并對(duì)顆粒重量進(jìn)行測(cè)定、一面在達(dá)到規(guī)定捕集重量時(shí)使凈化裝置動(dòng)作的程序的廢氣處理裝置。
從內(nèi)燃機(jī)特別是柴油機(jī)中排出的廢氣所含顆粒主要含有SOF(可溶有機(jī)餾份)、碳墨和硫黃化合物三種。作為在排氣裝置內(nèi)對(duì)這種顆粒進(jìn)行處理的方法，正在對(duì)SOF進(jìn)行氧化燃燒的氧化催化方式以及采用過濾器對(duì)顆粒進(jìn)行捕集并燃燒去除的方式等進(jìn)行實(shí)用化研究。但由于氧化催化方式不能減少廢氣中的碳黑，而以過濾器方式在實(shí)用上較為理想。
然而過濾器方式如接連不斷捕集顆粒則會(huì)產(chǎn)生篩眼堵塞并使廢氣流動(dòng)惡化，最壞的情況下會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出降低或使發(fā)動(dòng)機(jī)停止。對(duì)此正在進(jìn)行使過濾器捕集能力再生技術(shù)的開發(fā)，但確保過濾器的耐久性能也正在成為實(shí)用化方面的重大課題。
作為使過濾器捕集能力再生的方法，正在進(jìn)行的開發(fā)有在過濾器內(nèi)對(duì)顆粒進(jìn)行燃燒去除的方式，以及把高壓空氣供給過濾器而將顆粒刮到過濾器外并在過濾器外部對(duì)顆粒進(jìn)行燃燒去除的方式等。但由于在過濾器外部對(duì)顆粒進(jìn)行處理的方式在把顆粒從過濾器中完全去除方面存在著問題，因此再生方式的主流是在過濾器內(nèi)對(duì)顆粒進(jìn)行燃燒去除方式。
由于顆粒要加熱到600℃左右才開始燃燒，因此在對(duì)顆粒進(jìn)行燃燒去除時(shí)過濾器內(nèi)部的溫度相當(dāng)高。采用陶瓷材料構(gòu)成的過濾器耐熱性有限，一方面當(dāng)燃燒溫度上升到耐熱溫度以上時(shí)過濾器會(huì)溶化而損壞，另一方面由于過濾器內(nèi)部產(chǎn)生的溫度差引起熱膨脹差進(jìn)而產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致龜裂。為了避免這種在燃燒凈化的同時(shí)產(chǎn)生過濾器的機(jī)械性損壞并使過濾器保持顆粒捕集性能，重要的是預(yù)先確定在最適宜條件下能使過濾器再生的捕集顆粒重量、對(duì)捕集到的顆粒重量進(jìn)行高精度測(cè)量、再生時(shí)根據(jù)把包含過濾器在內(nèi)的周邊條件一起考慮測(cè)得的顆粒重量用最適宜的再生方法進(jìn)行過濾器的加熱再生。
作為顆粒重量的測(cè)量方法，可考慮的有檢測(cè)過濾器前后壓力并根據(jù)過濾器前后壓差求得捕集顆粒重量的方式以及檢測(cè)因捕集顆粒重量變化的過濾器周邊微波特性以求得捕集顆粒重量的方式等。
利用過濾器前后壓差的方法中，由于因廢氣流量和廢氣溫度引起壓差變動(dòng)，故必須對(duì)檢測(cè)到的壓力信號(hào)進(jìn)行修正。但發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變動(dòng)頻繁，相應(yīng)廢氣溫度變化劇烈，即使進(jìn)行修正，也難以對(duì)捕集顆粒重量作高精度的檢測(cè)。
另一方面，利用微波的測(cè)量方法具有與廢氣流量的變動(dòng)無關(guān)、能檢測(cè)捕集顆粒重量的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明人在本發(fā)明之前曾提出利用微波的顆粒重量檢測(cè)方式(日本特許特愿平5-7291號(hào))，該方法為電磁波方式，測(cè)定捕集顆粒重量的手段不暴露在廢氣中，能保證測(cè)定性能的耐久性。
然而已經(jīng)判明上述測(cè)定方法難以在內(nèi)燃機(jī)的所有運(yùn)轉(zhuǎn)條件下高精度地測(cè)定捕集顆粒重量。其原因在于這種方法只是根據(jù)檢測(cè)到的微波信號(hào)對(duì)過濾器中被捕集到的顆粒重量加以確定。下面來討論它的問題。
如所周知，從內(nèi)燃機(jī)排出的顆粒其組成一般隨內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷條件而變化。加到內(nèi)燃機(jī)上的負(fù)荷增大，則碳黑在排出顆粒中占的重量比例就增加。作為內(nèi)燃機(jī)的實(shí)用環(huán)境，可以在城市道路上行駛的公共汽車、垃圾收集車等這樣的車輛為例來考察。在這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，由于不再繼續(xù)加大負(fù)荷，所以過濾器中捕集到的顆粒包含有可方便地分別測(cè)定SOF、碳黑和硫黃化合物的含量。這個(gè)含有量的比例盡管是按運(yùn)轉(zhuǎn)條件而變化的，但不管怎樣，在用實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)條件所估計(jì)的范圍中，采用前述方法還是能夠適應(yīng)的。另一方面，在持續(xù)承受大負(fù)荷的場(chǎng)合例如建設(shè)機(jī)械作業(yè)或汽車長時(shí)間爬坡行駛時(shí)，從內(nèi)燃機(jī)排出的顆粒成份幾乎全是碳黑。由于這種所謂“干碳黑”重量輕而顆粒大，與前述使用環(huán)境相比，存在因廢氣流動(dòng)而產(chǎn)生顆粒向過濾器內(nèi)的侵入分布以及其后捕集分布方面也變化的可能性。加之干碳黑本身同SOF或硫黃化合物相比微波的吸收率極高。這樣，作為干碳黑特性和微波性質(zhì)的綜合結(jié)果，在單單依靠測(cè)定捕集顆粒重量的微波信號(hào)判定過濾器再生時(shí)期時(shí)就會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。
因此，在對(duì)過濾器進(jìn)行再生時(shí)，盡管實(shí)際捕集顆粒重量少，但仍會(huì)根據(jù)檢測(cè)信號(hào)判定為顆粒重量多，而在再生處理中產(chǎn)生加熱不足，不能達(dá)到良好燃燒，從而存在產(chǎn)生燃燒殘余物的問題。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能在內(nèi)燃機(jī)動(dòng)作條件變動(dòng)時(shí)高精度地對(duì)顆粒重量進(jìn)行測(cè)定、按照基于該測(cè)定結(jié)果的過濾器再生定時(shí)判定使過濾器性能長時(shí)間維持的廢氣處理裝置。本發(fā)明的再一目的在于提供一種能在內(nèi)燃機(jī)的所有運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中對(duì)顆粒捕集重量進(jìn)行高精度的測(cè)定、并按照基于該測(cè)定結(jié)果的過濾器再生定時(shí)判定使過濾器性能得以長時(shí)間維持的廢氣處理裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的廢氣處理裝置包含捕集內(nèi)燃機(jī)廢氣中所含顆粒的過濾器，在放置該過濾器的空間中供給電磁波的電磁波供給裝置，結(jié)合在放置過濾器的空間中產(chǎn)生電磁波檢測(cè)電磁波強(qiáng)度的電磁波檢測(cè)裝置，根據(jù)該電磁波檢測(cè)裝置的信號(hào)把過濾器中捕集到的顆粒去除的再生裝置，所述廢氣處理裝置還進(jìn)一步包含對(duì)流向過濾器的廢氣流通進(jìn)行檢測(cè)的流通檢測(cè)裝置，根據(jù)流通檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)對(duì)過濾器中廢氣流通時(shí)間進(jìn)行累加計(jì)算的時(shí)間累計(jì)裝置，采用與上述內(nèi)燃機(jī)、過濾器、流通檢測(cè)裝置、時(shí)間累計(jì)裝置、電磁波供給裝置、電磁波檢測(cè)裝置同一或同一種類的內(nèi)燃機(jī)、過濾器、流通檢測(cè)裝置、時(shí)間累計(jì)裝置、電磁波供給裝置和電磁波檢測(cè)裝置對(duì)過濾器捕集到的顆粒捕集重量進(jìn)行測(cè)定，把累計(jì)時(shí)間值和電磁波檢測(cè)值作為變量規(guī)定的捕集重量記憶裝置，把該時(shí)間累計(jì)裝置計(jì)數(shù)得到的時(shí)間值和電磁波檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的檢測(cè)值在捕集重量記憶裝置里加以對(duì)照，以提取過濾器中捕集到的顆粒的捕集重量的捕集重量提取裝置。
再有，本發(fā)明的廢氣處理裝置包含捕集內(nèi)燃機(jī)廢氣中所含顆粒的過濾器，檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷量的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷檢測(cè)裝置，在放置過濾器的空間中供給電磁波的電磁波供給裝置，結(jié)合在放置過濾器的空間中產(chǎn)生的電磁波檢測(cè)電磁波強(qiáng)度的電磁波檢測(cè)裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)作檢測(cè)裝置，根據(jù)電磁波檢測(cè)裝置的信號(hào)把過濾器中捕集到的顆粒去除的再生裝置，所述廢氣處理裝置進(jìn)一步包含對(duì)流向過濾器的廢氣流通進(jìn)行檢測(cè)的流通檢測(cè)裝置，根據(jù)流通檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)對(duì)過濾器中廢氣流通時(shí)間進(jìn)行累加計(jì)算的第一時(shí)間累計(jì)裝置，根據(jù)流通檢測(cè)裝置和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷檢測(cè)裝置各個(gè)檢測(cè)信號(hào)對(duì)前述廢氣在過濾器里流通且內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷為低負(fù)荷狀態(tài)時(shí)的時(shí)間進(jìn)行累計(jì)的第二時(shí)間累計(jì)裝置，把第二時(shí)間累計(jì)裝置的計(jì)數(shù)值從第一時(shí)間累計(jì)裝置的計(jì)數(shù)值中減去的時(shí)間減算裝置，采用與上述內(nèi)燃機(jī)、過濾器、流通檢測(cè)裝置、時(shí)間累計(jì)裝置、電磁波供給裝置和電磁波檢測(cè)裝置同一或同一種類的內(nèi)燃機(jī)、過濾器、流通檢測(cè)裝置、時(shí)間累計(jì)裝置、電磁波供給裝置和電磁波檢測(cè)裝置對(duì)過濾器捕集到的顆粒捕集重量進(jìn)行測(cè)定且把累計(jì)時(shí)間值和電磁波檢測(cè)值作為變量規(guī)定的捕集重量記憶裝置，把時(shí)間減算裝置計(jì)數(shù)得到的時(shí)間值和電磁波檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的檢測(cè)值在捕集重量記憶裝置中加以對(duì)照從而提取過濾器中捕集到的顆粒的捕集重量的捕集重量提取裝置。
以下對(duì)附圖作簡(jiǎn)單說明。
圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例帶顆粒重量判定裝置的廢氣處理裝置構(gòu)成圖。
圖2為表示顆粒同一重量線的第一實(shí)施例特性圖，以廢氣流通時(shí)間累計(jì)值和電磁波檢測(cè)裝置的檢測(cè)值為指標(biāo)。
圖3為第二實(shí)施例帶顆粒捕集重量判定裝置的廢氣處理裝置構(gòu)成圖。
圖4為第二實(shí)施例中顆粒捕集重量判定裝置的方框圖。
圖5為表示顆粒捕集同一重量線的第二實(shí)施例特性圖，以廢氣流通時(shí)間累計(jì)值和微波電磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)裝置的檢測(cè)值為指標(biāo)。
以下參照


本發(fā)明的第一實(shí)施例。
第一實(shí)施例的廢氣處理裝置構(gòu)成情況如圖1所示。圖中1為內(nèi)燃機(jī)(如柴油機(jī))，2為排出廢氣的排氣管，3為設(shè)于排氣管2中途的加熱空間(放置過濾器的空間)，4為放置于加熱空間內(nèi)的用陶瓷材料制作的蜂窩構(gòu)造的過濾器，用于捕集廢氣通過時(shí)廢氣中所含顆粒。5為電磁波發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生向加熱空間3給電的微波(電磁波)以對(duì)顆粒進(jìn)行感應(yīng)加熱，6、7分別是把電磁波發(fā)生裝置5產(chǎn)生的微波傳送到加熱空間3的同軸傳送電纜和環(huán)狀矩形波導(dǎo)管，8、9為向加熱空間供給微波的一對(duì)給電孔，10為同軸波導(dǎo)管變換用天線。如圖所示，過濾器4雖只有一個(gè);但也可把排氣管2分成好幾個(gè)支管，每一支管上分別放置過濾器。11為切換廢氣的換向閥，一般從內(nèi)燃機(jī)1排出的廢氣是流通到過濾器4的，但在對(duì)過濾器進(jìn)行再生時(shí)則切換換向閥位置并使廢氣流通到排氣支管12。13為消聲器。14為產(chǎn)生向加熱空間3內(nèi)供給含氧氣體的氣體供應(yīng)裝置，15、16為控制含氧氣體向過濾器4流通的閥，閥15設(shè)置在作為再生時(shí)流通到過濾器4的氣體的排氣路徑的支管17上，閥16設(shè)置在加熱空間3和與大氣相通的排氣管2之間，控制這兩個(gè)閥并在過濾器4再生時(shí)促進(jìn)在過濾器4中加熱的顆粒燃燒的氣體流通。18為設(shè)置于過濾器4的廢氣非流通空間、對(duì)因微波發(fā)生裝置5工作而存在于配設(shè)空間附近的微波強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)的微波檢測(cè)裝置(電磁波檢測(cè)裝置)，使由同軸線路構(gòu)造組成的同軸線路的中心導(dǎo)體19僅在加熱空間3內(nèi)伸出規(guī)定長度。該微波檢測(cè)裝置18檢測(cè)的微波強(qiáng)度信號(hào)通過同軸線路20輸入由電子控制單元(ECU)構(gòu)成的控制裝置21中。22為交流發(fā)電機(jī)(廢氣流通檢測(cè)裝置)，把對(duì)應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)1轉(zhuǎn)速變化的交流發(fā)電機(jī)的輸出電氣信號(hào)輸入控制裝置21。圖中微波檢測(cè)裝置18只有一個(gè)，但也可設(shè)置多個(gè)。23為溫度檢測(cè)裝置(廢氣流通檢測(cè)裝置)，設(shè)置于加熱空間3和支管17間的排氣管2的過濾器4附近。在把排氣管2分為數(shù)個(gè)支管的情況下，各排氣支管分別設(shè)置過濾器，并通過在各個(gè)過濾器附近設(shè)置溫度檢測(cè)裝置23來檢測(cè)有關(guān)過濾器中廢氣流通情況。溫度檢測(cè)裝置23為過濾器再生處理時(shí)檢測(cè)有關(guān)過濾器4中流通氣體的溫度。這個(gè)檢測(cè)信號(hào)輸入到控制裝置21。加熱空間3通過設(shè)有沖孔的金屬板或蜂窩狀金屬等構(gòu)成的微波屏蔽裝置24、25把微波實(shí)際上限定在一個(gè)封閉空間。26為設(shè)于過濾器4的外周與形成加熱空間3的管壁27間的絕熱材料并兼作過濾器4的支承體。配設(shè)該絕熱材料26的空間使廢氣流通被遮斷。微波檢測(cè)裝置18在設(shè)有絕熱材料26的空間預(yù)定位置處對(duì)微波強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。28為微波發(fā)生裝置5的驅(qū)動(dòng)電源，29為輸送氣體供給裝置14產(chǎn)生氣體的管道。環(huán)狀的矩形波導(dǎo)管7系在廢氣排出管30的管壁上將大致面對(duì)面設(shè)置的一對(duì)給電孔8，9配置成終端而構(gòu)成。由該二個(gè)給電孔8，9成180°相位差并在環(huán)狀矩形波導(dǎo)管7所要求的位置配設(shè)同軸波導(dǎo)管變換用天線10使微波向加熱空間3內(nèi)發(fā)射。而微波檢測(cè)裝置18則設(shè)置在微波檢測(cè)值隨捕集顆粒重量的增加呈單調(diào)下降的位置處。由于這里當(dāng)捕集顆粒重量增加時(shí)過濾器的介電常數(shù)變大而過濾器內(nèi)微波的波長變短，故檢測(cè)位置處微波的相位發(fā)生變化。捕集顆粒重量測(cè)定的基本原理是利用這種微波的相位偏移。
在以上這種構(gòu)成的廢氣凈化裝置中，捕集顆粒的重量測(cè)定是在內(nèi)燃機(jī)1的工作中實(shí)行的。以下說明其實(shí)行內(nèi)容。
控制裝置21在內(nèi)燃機(jī)動(dòng)作中按規(guī)定的周期使微波發(fā)生裝置5動(dòng)作。而在微波發(fā)生裝置5開始動(dòng)作一定時(shí)間后(如10秒后)，微波檢測(cè)裝置18接收檢測(cè)的微波強(qiáng)度。這個(gè)信號(hào)接收所需時(shí)間約為1/50秒?？刂蒲b置21在接收微波強(qiáng)度后就使微波發(fā)生裝置5的動(dòng)作停止。同時(shí)，在接收這個(gè)微波強(qiáng)度時(shí)，控制裝置21把交流發(fā)電機(jī)22發(fā)輸出信號(hào)的時(shí)間累計(jì)值或溫度檢測(cè)裝置23檢測(cè)的溫度超過預(yù)定溫度的時(shí)間累計(jì)值作為廢氣在過濾器4中流通的時(shí)間累計(jì)值記憶下來。然后控制裝置21根據(jù)接收的微波檢測(cè)裝置18的檢測(cè)信號(hào)和廢氣流通時(shí)間累計(jì)值進(jìn)行下述規(guī)定的運(yùn)算處理或與圖表比較處理。根據(jù)這種處理得到的捕集顆粒重量超過預(yù)定重量時(shí)則進(jìn)行過濾器4的再生處理。但過濾器再生時(shí)捕集顆粒重量過少，則轉(zhuǎn)為加熱燃燒狀態(tài)的顆粒燃燒傳播不充分而產(chǎn)生大量燃燒殘余。而如捕集顆粒過多，則顆粒成為異常高溫燃燒狀態(tài)而使過濾器4因升溫過高而溶化，并產(chǎn)生裂縫等損傷。能避免這種再生時(shí)過濾器4的機(jī)械損傷的捕集顆粒重量范圍根據(jù)再生所需時(shí)間變化。作為短時(shí)間能再生處理的再生條件，捕集顆粒重量范圍4-6g/l(l為過濾器容積，下同)為能保證過濾器4耐久性的捕集顆粒重量，有必要對(duì)過濾器4中捕集到的顆粒重量作高精度的測(cè)定，而在本發(fā)明中這種測(cè)定則是可能的。
以下對(duì)與過濾器再生開始相適合的捕集顆粒重量的判定方法作一說明。在內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)速一定的情況下，作為負(fù)荷變化時(shí)廢氣流通時(shí)間累計(jì)值與微波檢測(cè)裝置18的檢測(cè)值關(guān)系的一個(gè)例子如圖2所示。圖2實(shí)線中(A)為高負(fù)荷時(shí)，(B)中負(fù)荷時(shí)，(C)低負(fù)荷時(shí)情況下的特性。圖2中的點(diǎn)劃線為捕集顆粒為同一重量的曲線，顆粒重量從0到12g/l每隔2g/l表示在座標(biāo)上。另外，圖2中特性曲線上的幾個(gè)點(diǎn)結(jié)合廢氣溫度分別為100℃和400℃時(shí)微波檢測(cè)裝置18的檢測(cè)值表示為圖2中的虛線。在圖2所示特性中，內(nèi)燃機(jī)1的負(fù)荷越高，對(duì)于廢氣流通時(shí)間累計(jì)值增加不多而捕集顆粒重量較多;廢氣溫度越高則微波檢測(cè)裝置的檢測(cè)值越小，即使捕集顆粒重量相同，而對(duì)于碳黑重量比例較大(A)的高負(fù)荷時(shí)的內(nèi)燃機(jī)工作，微波檢測(cè)裝置的檢測(cè)值也低。圖2中用點(diǎn)劃線表示捕集顆粒重量相等的顆粒同一重量線。采用基于該顆粒同一重量線的函數(shù)或圖表，可根據(jù)廢氣流通時(shí)間累計(jì)值和微波檢測(cè)裝置的檢測(cè)值二個(gè)變量判定過濾器再生開始的顆粒重量。通過這個(gè)判定法，可以把因顆粒組成不同造成的過濾器再生開始顆粒重量判定的誤差除外。同時(shí)即使對(duì)于廢氣溫度變化也因顆粒重量判定誤差小而不需進(jìn)行溫度補(bǔ)償。而且由于把微波檢測(cè)裝置18的檢測(cè)值輸入控制裝置21所需時(shí)間只要1/50秒，所以能與內(nèi)燃機(jī)1的動(dòng)作條件變動(dòng)無關(guān)，獨(dú)立進(jìn)行高精度的顆粒重量判定。以下根據(jù)過濾器再生開始的顆粒重量判定及其判定結(jié)果轉(zhuǎn)向?qū)嵭性偕奶幚磉^程作一說明。對(duì)于重量判定，設(shè)定把廢氣流通時(shí)間累計(jì)值和微波檢測(cè)裝置的檢測(cè)值作為二個(gè)變量的函數(shù)。根據(jù)這個(gè)設(shè)定的函數(shù)，判定是否超過設(shè)定的捕集顆粒重量。例如把廢氣流通時(shí)間累計(jì)值作為X，把微波檢測(cè)裝置的檢測(cè)值作為Y，則圖2的4g/l線用式1作近似(式1) Y＝aXb+c (a，b，c為常數(shù))式1中廢氣流通時(shí)間累計(jì)值為X1，微波檢測(cè)裝置的檢測(cè)值為Y1時(shí)，若(式2) Y1≥aX1b+c判定顆粒重量為4g/l以下，如(式3) Y1＜aX1b+c判定為超過4g/l，收到這個(gè)判定結(jié)果后立即開始過濾器再生。
另外，重量判定處理可采用圖表處理進(jìn)行。表1所示為圖表處理的一個(gè)例子。
表1廢氣流通時(shí)間累計(jì)值(分) 表1表示把圖2所示的廢氣流通時(shí)間累計(jì)值和微波檢測(cè)裝置的檢測(cè)值作為變量加以圖表化的情況。表中數(shù)值為過濾器再生開始的捕集顆粒重量。通過這種圖表可以對(duì)顆粒重量的絕對(duì)值作精密的判定，與顆粒重量相對(duì)應(yīng)的高效率再生成為可能。其結(jié)果是能擴(kuò)大可能再生的顆粒重量范圍。表1中在微波檢測(cè)裝置的檢測(cè)值大的區(qū)域其分割間隔粗，同樣在廢氣流通時(shí)間累計(jì)值大的區(qū)域中其分割間隔也粗一些。通過這樣的不等間隔處理，可以減小圖表內(nèi)容的非易失性存貯器的容量(一欄中的必要容量約為2個(gè)字節(jié))。以下說明采用圖1、表1的本實(shí)施例廢氣凈化裝置的動(dòng)作。顆粒捕集時(shí)通過控制閥11、閥15、閥16并使從內(nèi)燃機(jī)1排出的廢氣通入過濾器4，捕集廢氣中所含顆粒并凈化廢氣。內(nèi)燃機(jī)1動(dòng)作，通過交流發(fā)電機(jī)22或溫度檢測(cè)裝置23檢測(cè)廢氣在過濾器4里的流通，把這個(gè)廢氣流通時(shí)間累計(jì)起來。為了判定過濾器4的顆粒重量，使微波發(fā)生裝置5周期性動(dòng)作，把該時(shí)刻得到的微波檢測(cè)裝置18的檢測(cè)值和到該時(shí)刻為止的廢氣流通時(shí)間累計(jì)值與把表1所示廢氣流通時(shí)間累計(jì)值和微波檢測(cè)裝置18的檢測(cè)值作為變量設(shè)定的顆粒重量判定圖表進(jìn)行比較來測(cè)定過濾器4中捕集到的顆粒重量。過濾器4中捕集到的顆粒數(shù)量增加時(shí)，過濾器4中的壓損增大，隨著內(nèi)燃機(jī)1的負(fù)荷增大，最壞的情況是停止。因此有必要在適當(dāng)?shù)牟都w粒重量時(shí)就把過濾器4中捕集到的顆粒去除(過濾器再生)?？刂蒲b置21判斷達(dá)到上述顆粒重量則過濾器再生開始。而且過濾器再生時(shí)對(duì)閥11、閥15、閥16進(jìn)行控制，內(nèi)燃機(jī)1在動(dòng)作中就使廢氣通過排氣支管12旁路。然后使微波發(fā)生裝置5動(dòng)作，產(chǎn)生的微波對(duì)過濾器4中捕集到的顆粒進(jìn)行感應(yīng)加熱。顆粒在規(guī)定的加熱時(shí)間中使氣體供給裝置14動(dòng)作，向包括過濾器4的加熱空間3供給氣體(可以用自然空氣)，燃燒顆粒并從過濾器4將顆粒燃燒去除。通過以上步驟，過濾器4的再生完成，廢氣流通時(shí)間累計(jì)值調(diào)整回零，再次控制閥15，閥16，使廢氣成為能在再生過濾器4中流通的狀態(tài)。其后在適當(dāng)時(shí)間中控制閥11把內(nèi)燃機(jī)1的廢氣流通入過濾器4。本發(fā)明可通過顆粒重量判定裝置與內(nèi)燃機(jī)1的動(dòng)作條件變動(dòng)無關(guān)，獨(dú)立地對(duì)過濾器再生開始捕集顆粒重量作高精度的判定，可以在恰當(dāng)?shù)念w粒重量基礎(chǔ)上經(jīng)常再生，其結(jié)果是可延長過濾器4的壽命。
另外，本實(shí)施例中過濾器的再生是用通過微波進(jìn)行感應(yīng)加熱為例來加以說明的，但本發(fā)明不受此限制，即使采用其它加熱方法例如加熱器加熱，燃燒器加熱，采用排氣節(jié)流或燃料噴射進(jìn)角控制等使廢氣溫度升高而讓顆粒自己燃燒方式，逆洗法(使廢氣逆向流動(dòng))等也能取得同樣效果。
以下參照附圖對(duì)本發(fā)明第二實(shí)施例的廢氣處理裝置作一說明。本實(shí)施例的廢氣凈化裝置的構(gòu)成情況如圖3、圖4所示。如圖3、4所示，從內(nèi)燃機(jī)(例如柴油機(jī))51排出的廢氣通過排氣管52被導(dǎo)入加熱空間(放置過濾器的容器)53中放置的過濾器54中。過濾器54系用蜂窩構(gòu)造的陶瓷材料構(gòu)成，用以在廢氣通過時(shí)捕集廢氣中所含的顆粒。加熱空間53通過設(shè)有沖孔的金屬板或蜂窩狀金屬等構(gòu)成的微波屏蔽裝置55、56把微波實(shí)際上限定在一個(gè)封閉空間。57為設(shè)于過濾器54的外周與形成加熱空間53的管壁58間的絕熱材料并兼作過濾器54的支承體。配設(shè)該絕熱材料57的空間使廢氣流通被遮斷。圖中過濾器54只有一個(gè)，但也可把排氣管分為數(shù)個(gè)支管，分別設(shè)置過濾器。
微波發(fā)生裝置(電磁波供給裝置)59產(chǎn)生的微波通過同軸傳送電纜60、同軸波導(dǎo)管變換用天線61、環(huán)狀矩形波導(dǎo)管62和一對(duì)給電孔63、64向加熱空間53給電，并使過濾器54中捕集到的顆粒感應(yīng)加熱。65為微波發(fā)生裝置59的驅(qū)動(dòng)電源，環(huán)狀的矩形波導(dǎo)管62把面對(duì)面設(shè)置在作為加熱空間構(gòu)成要素的廢氣排出管66的管壁上的給電孔63、64配設(shè)成終端。由該二個(gè)給電孔63、64成180°相位差并在環(huán)狀矩形波導(dǎo)管62預(yù)定位置上配設(shè)使微波在加熱空間3內(nèi)發(fā)射的同軸波導(dǎo)管變換用天線67。67為設(shè)于通過絕熱材料57遮斷廢氣的加熱空間53中、檢測(cè)因微波發(fā)生裝置59的動(dòng)作而存在于配設(shè)空間附近的微波強(qiáng)度的微波強(qiáng)度檢測(cè)裝置，使采用同軸線路結(jié)構(gòu)的同軸線路的中心導(dǎo)體68在加熱空間53內(nèi)僅伸出規(guī)定長度。微波強(qiáng)度檢測(cè)裝置(電磁波檢測(cè)裝置)67設(shè)置在微波強(qiáng)度檢測(cè)值在希望的顆粒捕集重量范圍內(nèi)隨著顆粒捕集重量的增加呈單調(diào)下降的位置上。由于這里當(dāng)顆粒捕集重量增加時(shí)過濾器54的介電常數(shù)變大而過濾器54內(nèi)的微波波長變短，故檢測(cè)位置處的相位變化。過濾器再生開始顆粒捕集重量判定的基本原理是利用這種相位偏移。另外在圖示例子中僅設(shè)置了一個(gè)微波檢測(cè)裝置67，但也可設(shè)置多個(gè)。閥69通常是把從內(nèi)燃機(jī)51排出的廢氣流通到過濾器54中，當(dāng)過濾器54再生(把過濾器中捕集到的顆粒燃燒去除稱為過濾器再生)時(shí)對(duì)閥的位置進(jìn)行切換，使廢氣流入排氣支管70，通過消聲器71排出廢氣。氣體供給裝置(再生裝置)72通過氣體輸送管道73向加熱空間53內(nèi)供給含有氧氣的氣體。閥74、75控制這種含有氧氣的氣體向過濾器54的流通。閥74設(shè)置在過濾器54再生時(shí)在過濾器54中流通的氣體的排氣路徑的支管76中，閥75配設(shè)在加熱空間53和與大氣相通的排氣管77之間，控制這二個(gè)閥以在過濾器54再生時(shí)使促進(jìn)過濾器54中被加熱顆粒燃燒的氣體流通。78為廢氣溫度檢測(cè)裝置，但也用作廢氣流通檢測(cè)裝置、發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)作檢測(cè)裝置等，同時(shí)也是內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷狀態(tài)檢測(cè)裝置之一，為了檢測(cè)與內(nèi)燃機(jī)動(dòng)作有關(guān)的物理量，把它設(shè)置在加熱空間53與支管76之間的排氣管52的過濾器54附近。內(nèi)燃機(jī)51的負(fù)荷增大，則廢氣溫度檢測(cè)裝置78檢測(cè)的廢氣溫度升高。在排氣管52分成n個(gè)支管的情況下，各排氣支管分別設(shè)置過濾器，通過在各個(gè)過濾器附近設(shè)置廢氣溫度檢測(cè)裝置，檢測(cè)廢氣是否流通到哪個(gè)過濾器。廢氣溫度檢測(cè)裝置78在過濾器54再生處理時(shí)檢測(cè)在過濾器54流通的氣體的溫度。79是內(nèi)燃機(jī)1的節(jié)流閥開度檢測(cè)裝置，又是內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷檢測(cè)裝置(機(jī)械信號(hào)檢測(cè)裝置)的一種;節(jié)流閥開度增大，則認(rèn)為相應(yīng)內(nèi)燃機(jī)51的負(fù)荷增大。把內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷檢測(cè)裝置作為節(jié)流閥開度檢測(cè)裝置79時(shí)，可以高精度地檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷狀態(tài)，而作為廢氣溫度檢測(cè)裝置78時(shí)則可以在過濾器再生時(shí)利用其溫度信息。兩者也可并用。而且也可以利用檢測(cè)交流發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)作檢測(cè)裝置、電氣信號(hào)檢測(cè)裝置，再有使用內(nèi)燃機(jī)吸氣部中的吸氣量傳感器信息的吸氣量檢測(cè)裝置和使用內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器信息的排氣量檢測(cè)裝置等。為了進(jìn)行顆粒捕集重量測(cè)定，微波強(qiáng)度檢測(cè)裝置67檢測(cè)的信號(hào)通過同軸線路80輸入到作為電子控制單元(ECU)的控制裝置81中。另一方面，廢氣溫度檢測(cè)裝置78或節(jié)流閥開度檢測(cè)裝置79的檢測(cè)信號(hào)也被輸入到控制裝置81中。廢氣溫度檢測(cè)裝置78檢測(cè)的溫度超過所規(guī)定的溫度時(shí)，或者節(jié)流閥開度檢測(cè)裝置79發(fā)出規(guī)定信號(hào)時(shí)，第一時(shí)間累計(jì)裝置82以內(nèi)燃機(jī)51的廢氣在過濾器54中流通的時(shí)間來累計(jì)其時(shí)間，第二時(shí)間累計(jì)裝置83則累計(jì)廢氣溫度在規(guī)定值以下時(shí)或節(jié)流閥開度在規(guī)定值以下時(shí)(內(nèi)燃機(jī)1的負(fù)荷在規(guī)定值以下時(shí))的時(shí)間。時(shí)間減算裝置84是從第一時(shí)間累計(jì)裝置82的輸出減去第二時(shí)間累計(jì)裝置83的輸出，把其減算輸出和微波強(qiáng)度檢測(cè)裝置67的檢測(cè)值作為變量，第一顆粒捕集重量運(yùn)算裝置85對(duì)內(nèi)燃機(jī)51的負(fù)荷低于規(guī)定值時(shí)過波器的顆粒捕集重量進(jìn)行運(yùn)算。同時(shí)把第二時(shí)間累計(jì)裝置83的輸出作為變量，第二顆粒捕集重量運(yùn)算裝置86對(duì)內(nèi)燃機(jī)51的負(fù)荷低于規(guī)定值時(shí)過波器的顆粒捕集重量進(jìn)行運(yùn)算。顆粒捕集重量加算裝置87對(duì)第一和第二顆粒捕集重量運(yùn)算裝置85、86的輸出進(jìn)行加算并作為顆粒捕集重量。顆粒捕集重量判定裝置88包括時(shí)間減算裝置84、帶有捕集重量記憶裝置和捕集重量提取裝置的第一顆粒捕集重量運(yùn)算裝置85、第二顆粒捕集重量運(yùn)算裝置(乘算裝置)86和顆粒重量加算裝置(捕集重量加算裝置)87?？墒沁^濾器54再生時(shí)顆粒捕集重量過少時(shí)，則向加熱燃燒狀態(tài)轉(zhuǎn)移的顆粒的燃燒傳播變得不充分而產(chǎn)生大量燃燒殘余物。而在過多時(shí)則顆粒成為異常高溫燃燒狀態(tài)，產(chǎn)生過濾器54因升溫過高而溶化或裂縫等損傷。為避免這種過濾器再生時(shí)過濾器54的機(jī)械性損傷，顆粒捕集重量范圍也要根據(jù)過濾器再生所需時(shí)間改變。對(duì)于以短時(shí)間(例如20分鐘左右)再生處理為前提的再生條件，顆粒捕集重量范圍4-6g/l(l為過濾器的容積，下同)為能保證過濾器54的耐久性的顆粒捕集重量。為此有必要對(duì)過濾器54中捕集到的顆粒捕集重量作高精度的測(cè)定，本實(shí)施例的測(cè)定法精度高，可以進(jìn)行這種判定。上述構(gòu)成的過濾器再生開始顆粒捕集重量判定法系在內(nèi)燃機(jī)51的動(dòng)作中實(shí)施。以下說明其實(shí)施內(nèi)容?？刂蒲b置81在內(nèi)燃機(jī)51工作中微波發(fā)生裝置59以預(yù)定的周期動(dòng)作。微波發(fā)生裝置59開始動(dòng)作規(guī)定時(shí)間后接收微波強(qiáng)度檢測(cè)裝置67的檢測(cè)值。第一時(shí)間累計(jì)裝置82在這個(gè)接收時(shí)刻累計(jì)過濾器54中內(nèi)燃機(jī)51的廢氣流通的時(shí)間。這是廢氣溫度檢測(cè)裝置78檢測(cè)溫度超過規(guī)定溫度的時(shí)間或節(jié)流閥開度檢測(cè)裝置79發(fā)出規(guī)定輸出信號(hào)的時(shí)間的累計(jì)值。也可采用與內(nèi)燃機(jī)51連接的交流發(fā)電機(jī)(圖中未示)發(fā)出規(guī)定輸出信號(hào)的時(shí)間的累計(jì)值。而在內(nèi)燃機(jī)51的負(fù)荷為低于規(guī)定值時(shí)，第二時(shí)間累計(jì)裝置83對(duì)其時(shí)間進(jìn)行累計(jì)。這是廢氣溫度檢測(cè)裝置78檢測(cè)溫度低于規(guī)定溫度的時(shí)間或節(jié)流閥開度檢測(cè)裝置79檢測(cè)節(jié)流閥開度低于規(guī)定值的時(shí)間的累計(jì)值。其后控制裝置81根據(jù)接收的微波強(qiáng)度檢測(cè)裝置67的檢測(cè)值和至檢測(cè)時(shí)刻為止第一、第二時(shí)間累計(jì)裝置82、83的時(shí)間累計(jì)值進(jìn)行下述規(guī)定處理。當(dāng)按該處理所得顆粒捕集重量值超過預(yù)定重量值時(shí)則進(jìn)行過濾器4的再生處理。以下就過濾器再生開始顆粒捕集重量判定法作一說明。首先，在空運(yùn)轉(zhuǎn)之類內(nèi)燃機(jī)51上的負(fù)荷非常小時(shí)，所排出的顆粒大部分為SOF成份。由于這種SOF成份與碳黑相比對(duì)微波的影響顯著減小，用微波強(qiáng)度檢測(cè)裝置67無法對(duì)SOF成份的堆積(嚴(yán)格地說SOF是被吸附在過濾器上)作高精度的檢測(cè)。在這種情況下，第二時(shí)間累計(jì)裝置83根據(jù)廢氣溫度檢測(cè)裝置78或節(jié)流閥開度檢測(cè)裝置79檢測(cè)的信號(hào)對(duì)內(nèi)燃機(jī)51的負(fù)荷規(guī)定值以下的時(shí)間進(jìn)行累計(jì)，第二顆粒捕集重量運(yùn)算裝置86將該累計(jì)值作為變量，把在這種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下預(yù)定單元時(shí)間中堆積在過濾器54上的顆粒捕集重量與第二時(shí)間累計(jì)裝置83的累計(jì)值相乘以對(duì)顆粒捕集重量進(jìn)行運(yùn)算。圖5中實(shí)線表示的為內(nèi)燃機(jī)51的負(fù)荷在一定程度以上，內(nèi)燃機(jī)51轉(zhuǎn)速一定而負(fù)荷不同時(shí)微波強(qiáng)度檢測(cè)裝置67檢測(cè)值對(duì)于過濾器廢氣流通時(shí)間累計(jì)值的變化特性的一個(gè)例子。圖5實(shí)線(A)為高負(fù)荷時(shí)、(B)為中負(fù)荷時(shí)、(C)為低負(fù)荷時(shí)的特性。圖5中的點(diǎn)劃線群為顆粒捕集重量相同線，顆粒捕集重量從0到12g/l每隔2g/l表示在座標(biāo)上。另外圖中特性曲線上的幾個(gè)點(diǎn)表示廢氣溫度分別為100℃和400℃時(shí)微波強(qiáng)度檢測(cè)裝置67的檢測(cè)值(圖5中的虛線)。在圖5所示的特性中，內(nèi)燃機(jī)51的負(fù)荷越高，對(duì)于廢氣流通時(shí)間累計(jì)值增加不多而顆粒捕集重量較多;廢氣溫度越高則微波強(qiáng)度檢測(cè)裝置67的檢測(cè)值較小，即使顆粒捕集重量相同，內(nèi)燃機(jī)51在碳黑重量比例較大的高負(fù)荷時(shí)(A)動(dòng)作，則微波電磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)裝置67的檢測(cè)值就低。而圖5中用點(diǎn)劃線表示的顆粒捕集重量相等，能畫出顆粒捕集重量同一線。采用根據(jù)這個(gè)顆粒捕集重量同一線制成的如表1所示的圖表(表中數(shù)值為過濾器再生開始顆粒捕集重量值)，第一顆粒捕集重量運(yùn)算裝置85根據(jù)廢氣流通時(shí)間累計(jì)值和微波強(qiáng)度檢測(cè)裝置67的檢測(cè)值二個(gè)變量對(duì)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷高于規(guī)定值時(shí)的顆粒捕集重量進(jìn)行運(yùn)算，并能把因前述顆粒性狀不同引起的顆粒捕集重量判定誤差排除。這里采用的廢氣流通時(shí)間累計(jì)值是時(shí)間減算裝置84從廢氣在過濾器54里流通時(shí)間的累計(jì)值(第一時(shí)間累計(jì)裝置82累計(jì)值)中減去內(nèi)燃機(jī)51負(fù)荷低于規(guī)定值的時(shí)間累計(jì)值(第二時(shí)間累計(jì)裝置累計(jì)值)后的結(jié)果。這樣做的原因是上述那樣內(nèi)燃機(jī)51負(fù)荷較小的顆粒用微波強(qiáng)度檢測(cè)裝置67無法檢測(cè)，若包含這種運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)間累計(jì)值則產(chǎn)生判定誤差(與實(shí)際值相比多估測(cè)了顆粒捕集重量。這里顆粒重量加算裝置87對(duì)第一和第二顆粒捕集重量運(yùn)算裝置的輸出進(jìn)行加算，作為過濾器54捕集到的顆粒捕集重量。通過根據(jù)內(nèi)燃機(jī)51的負(fù)荷而轉(zhuǎn)換顆粒捕集重量運(yùn)算方法，可以對(duì)內(nèi)燃機(jī)51所有動(dòng)作狀態(tài)中的顆粒捕集重量進(jìn)行高精度的判定。還有即使在過濾器溫度(廢氣溫度)變化的場(chǎng)合，如圖5所示，因顆粒捕集重量判定誤差小也不需要用溫度補(bǔ)償控制。而且由于把微波強(qiáng)度檢測(cè)裝置67的檢測(cè)值送入控制裝置81所需時(shí)間設(shè)定為1/50秒左右，即使內(nèi)燃機(jī)51的運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作過度變化也不會(huì)受到影響。因此在內(nèi)燃機(jī)51的所有動(dòng)作狀態(tài)中均能進(jìn)行高精度的顆粒捕集重量判定。以下參照附圖3，根據(jù)捕集顆粒測(cè)定結(jié)果，說明執(zhí)行過濾器54再生用的處理過程。顆粒捕集時(shí)通過控制閥69、閥74和閥75，使從內(nèi)燃機(jī)51排出的廢氣通入過濾器54，通過過濾器54對(duì)廢氣中所含顆粒進(jìn)行捕集而使廢氣凈化。過濾器54中捕集到的顆粒數(shù)量一增多，則過濾器54處的通氣阻力就增大，而且內(nèi)燃機(jī)51的負(fù)荷也增大，最惡劣的情況直至內(nèi)燃機(jī)51停止。因此有必要在適當(dāng)?shù)牟都w粒重量時(shí)就把過濾器54中捕集到的顆粒去除，使過濾器再生?？刂蒲b置81根據(jù)顆粒捕集重量判定裝置(捕集重量推定裝置)88輸出的如上所述影響內(nèi)燃機(jī)51的顆粒捕集重量對(duì)過濾器54的再生時(shí)期進(jìn)行判斷，過濾器54再生開始。而且過濾器54再生時(shí)對(duì)閥69、閥74、閥75進(jìn)行控制，內(nèi)燃機(jī)51工作中使廢氣通過排氣支管70旁路。而且通過微波發(fā)生裝置59動(dòng)作產(chǎn)生的微波對(duì)過濾器54中捕集到的顆粒進(jìn)行感應(yīng)加熱。顆粒加熱后按預(yù)定時(shí)間使氣體供給裝置72動(dòng)作，向包含過濾器54的加熱空間53供給氣體(可以用自然空氣)，燃燒顆粒并從過濾器54將顆粒燃燒去除。經(jīng)過以上步驟，過濾器54的再生完成，第一、第二時(shí)間累計(jì)裝置82、83的累計(jì)值復(fù)位回零，再次控制閥69、閥74和閥75，使廢氣重新成為能在再生了的過濾器54中流通的狀態(tài)。其后經(jīng)適當(dāng)定時(shí)后控制閥69把內(nèi)燃機(jī)51的廢氣流通入過濾器54。通過本實(shí)施例的顆粒捕集重量判定裝置在內(nèi)燃機(jī)51的工作條件變動(dòng)時(shí)能與其無關(guān)地獨(dú)立地對(duì)顆粒捕集重量作高精度的判定，可以在適當(dāng)?shù)念w粒捕集重量時(shí)使過濾器經(jīng)常再生，其結(jié)果是可防止過濾器54的損傷，延長其壽命。
另外，本實(shí)施例中過濾器的再生是用微波進(jìn)行感應(yīng)加熱為例來加以說明的，但本發(fā)明并不受此限制，即使采用其它加熱方法如加熱器加熱，燃燒器加熱，采用排氣節(jié)流或燃料噴射時(shí)進(jìn)角控制等使廢氣溫度上升而讓顆粒自己燃燒方式，逆洗法(使廢氣逆向流動(dòng))等也能取得同樣效果。
按照以上說明所描述的本發(fā)明顆粒重量判定裝置具有以下效果。
(1)廢氣流通檢測(cè)裝置對(duì)廢氣在過濾器里的流通進(jìn)行檢測(cè)，電磁波檢測(cè)裝置對(duì)過濾器放置空間的電磁波進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)這些檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果并根據(jù)對(duì)過濾器捕集到的顆粒重量進(jìn)行的判定，能與內(nèi)燃機(jī)工作條件變動(dòng)無關(guān)，獨(dú)立地高精度地測(cè)定顆粒重量。根據(jù)這個(gè)測(cè)定結(jié)果對(duì)過濾器再生，能長期保證過濾器性能。
(2)廢氣流通檢測(cè)裝置由檢測(cè)分別對(duì)應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)工作非工作變化的電氣信號(hào)的檢測(cè)裝置構(gòu)成，因采用與內(nèi)燃機(jī)工作直接關(guān)聯(lián)的信號(hào)，所以能對(duì)廢氣流通作高精度檢測(cè)。
(3)廢氣流通檢測(cè)裝置由對(duì)過濾器附近的廢氣溫度進(jìn)行檢測(cè)的裝置構(gòu)成，即使在排氣管有支管的場(chǎng)合也能分別檢測(cè)被測(cè)過濾器的廢氣流通。
(4)電磁波檢測(cè)裝置由電磁波量檢測(cè)裝置構(gòu)成，能作為與內(nèi)燃機(jī)廢氣無關(guān)的獨(dú)立的系統(tǒng)工作，進(jìn)行有效的信號(hào)處理。
(5)顆粒重量判定采用把電磁波檢測(cè)裝置提供的電磁波檢測(cè)值和檢測(cè)時(shí)刻的廢氣流通時(shí)間累計(jì)值作為變量的函數(shù)進(jìn)行判定，能簡(jiǎn)單地對(duì)超過過濾器容許的顆粒重量作出判定。
(6)顆粒重量判定方面因有既定的顆粒重量判定圖表，通過把電磁波檢測(cè)裝置提供的電磁波檢測(cè)值與檢測(cè)時(shí)刻的廢氣流通時(shí)間累計(jì)值同顆粒重量判定圖表進(jìn)行對(duì)照，就能精確地知道過濾器中捕集到的顆粒重量的值。而且與顆粒重量對(duì)應(yīng)的高效率再生成為可能。其結(jié)果是能擴(kuò)大可能再生的顆粒重量范圍。
(7)顆粒重量判定圖表通過對(duì)廢氣流通時(shí)間累計(jì)值的時(shí)間進(jìn)行不等分割，能減少圖表記憶裝置的必需容量。
(8)顆粒重量判定圖表通過對(duì)電磁波檢測(cè)值的信號(hào)值進(jìn)行不等分割，能減少圖表記憶裝置的必需容量。
(9)通過把時(shí)間減算裝置的輸出(內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷大于規(guī)定值時(shí)的廢氣流通累計(jì)時(shí)間)和微波強(qiáng)度檢測(cè)裝置的檢測(cè)值作為變量來運(yùn)算顆粒捕集重量，在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷高于規(guī)定值時(shí)，能與內(nèi)燃機(jī)工作條件變動(dòng)無關(guān)、獨(dú)立地高精度地判定顆粒捕集重量。
(10)通過把第二時(shí)間累計(jì)裝置的輸出(內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷低于規(guī)定值時(shí)的廢氣流通時(shí)間累計(jì)值)作為變量對(duì)顆粒捕集重量進(jìn)行運(yùn)算，即使內(nèi)燃機(jī)以象空運(yùn)轉(zhuǎn)那樣非常低的負(fù)荷狀態(tài)長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，也能高精度地判定顆粒重量。
(11)通過對(duì)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷大于和小于規(guī)定值時(shí)獨(dú)立運(yùn)算顆粒重量，把它們相加作為過濾器捕集到的顆粒捕集重量，能在內(nèi)燃機(jī)所有運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中高精度地判定顆粒捕集重量。
(12)通過設(shè)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷狀態(tài)檢測(cè)裝置為對(duì)內(nèi)燃機(jī)節(jié)流閥開度進(jìn)行檢測(cè)的裝置，能對(duì)內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷狀態(tài)進(jìn)行高精度的檢測(cè)。
(13)通過把內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷狀態(tài)檢測(cè)裝置作為過濾器附近廢氣溫度的信息。能用于過濾器再生等的溫度檢測(cè)裝置取代，并能簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種廢氣處理裝置，其特征在于，備有對(duì)內(nèi)燃機(jī)廢氣中所含顆粒進(jìn)行捕集的過濾器，向放置上述過濾器的空間供給電磁波的電磁波供給裝置，結(jié)合放置上述過濾器的空間內(nèi)產(chǎn)生的電磁波檢測(cè)電磁波強(qiáng)度的電磁波檢測(cè)裝置，通過上述電磁波檢測(cè)裝置的信號(hào)對(duì)上述過濾器捕集到的顆粒捕集重量進(jìn)行推定的捕集重量推定裝置，通過上述捕集重量推定裝置的信號(hào)對(duì)上述過濾器中捕集到的顆粒進(jìn)行去除的再生裝置，所述捕集重量推定裝置包括把與上述內(nèi)燃機(jī)動(dòng)作有關(guān)的物理量和放置前述過濾器的空間內(nèi)的電磁波強(qiáng)度作為變量規(guī)定的捕集重量記憶裝置，和把發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)出的與上述內(nèi)燃機(jī)動(dòng)作有關(guān)的物理量信號(hào)及上述電磁波檢測(cè)裝置檢測(cè)出的電磁波強(qiáng)度信號(hào)在上述捕集重量記憶裝置中對(duì)照、并提取上述過濾器捕集到的顆粒捕集重量的捕集重量提取裝置。
2.如權(quán)利要求1所述廢氣處理裝置，其特征在于，發(fā)動(dòng)機(jī)作檢測(cè)裝置備有對(duì)與內(nèi)燃機(jī)動(dòng)作連動(dòng)的電氣部件的電氣信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的電氣信號(hào)檢測(cè)裝置，對(duì)內(nèi)燃機(jī)吸入空氣量進(jìn)行檢測(cè)的吸氣量檢測(cè)裝置，對(duì)內(nèi)燃機(jī)排出廢氣的排出量進(jìn)行檢測(cè)的排氣量檢測(cè)裝置，對(duì)上述廢氣溫度進(jìn)行檢測(cè)的廢氣溫度檢測(cè)裝置中的至少一個(gè)。
3.一種廢氣處理裝置，其特征在于，備有對(duì)內(nèi)燃機(jī)廢氣中所含顆粒進(jìn)行捕集的過濾器，向放置上述過濾器的空間供給電磁波的電磁波供給裝置，結(jié)合放置上述過濾器的空間內(nèi)產(chǎn)生的電磁波檢測(cè)電磁波強(qiáng)度的電磁波檢測(cè)裝置，通過上述電磁波檢測(cè)裝置的信號(hào)對(duì)上述過濾器中捕集到的顆粒進(jìn)行去除的再生裝置，所述廢氣處理裝置還進(jìn)一步備有對(duì)向上述過濾器的廢氣流通過檢測(cè)的流通檢測(cè)裝置，根據(jù)上述流通檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)對(duì)上述過濾器中廢氣流通的時(shí)間進(jìn)行累計(jì)的時(shí)間累計(jì)裝置，采用與上述內(nèi)燃機(jī)、過濾器、流通檢測(cè)裝置、時(shí)間累計(jì)裝置、電磁波供給裝置和電磁波檢測(cè)裝置同一或同一種類的內(nèi)燃機(jī)、過濾器、流通檢測(cè)裝置、時(shí)間累計(jì)裝置、電磁波供給裝置和電磁波檢測(cè)裝置對(duì)過濾器捕集到的顆粒捕集重量進(jìn)行測(cè)定、把累計(jì)時(shí)間值和電磁波檢測(cè)值作為變量規(guī)定的捕集重量記憶裝置，把上述時(shí)間累計(jì)裝置計(jì)數(shù)的時(shí)間值和上述電磁波檢測(cè)裝置檢測(cè)的檢測(cè)值在上述捕集重量記憶裝置中對(duì)照、并提取上述過濾器中捕集到的顆粒捕集重量的捕集重量提取裝置。
4.一種廢氣處理裝置，其特征在于，備有對(duì)內(nèi)燃機(jī)廢氣中所含顆粒進(jìn)行捕集的過濾器，對(duì)上述內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷量進(jìn)行檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷檢測(cè)裝置，向放置上述過濾器的空間供給電磁波的電磁波供給裝置，結(jié)合在放置上述過濾器的空間內(nèi)產(chǎn)生的電磁波檢測(cè)電磁波強(qiáng)度的電磁波檢測(cè)裝置，通過上述電磁波檢測(cè)裝置的信號(hào)對(duì)上述過濾器中捕集到的顆粒進(jìn)行去除的再生裝置，所述廢氣處理裝置進(jìn)一步備有對(duì)向前述過濾器的廢氣流通進(jìn)行檢測(cè)的流通檢測(cè)裝置，根據(jù)上述流通檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)對(duì)前述過濾器中廢氣流通的時(shí)間進(jìn)行累計(jì)的第一時(shí)間累計(jì)裝置，根據(jù)前述流通檢測(cè)裝置的前述發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷檢測(cè)裝置各個(gè)檢測(cè)信號(hào)對(duì)前述廢氣在前述過濾器中流通且前述內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷為低負(fù)荷狀態(tài)時(shí)的時(shí)間進(jìn)行累計(jì)的第二時(shí)間累計(jì)裝置，從前述第一時(shí)間累計(jì)裝置的計(jì)數(shù)值中減去前述第二時(shí)間累計(jì)裝置的計(jì)數(shù)值的時(shí)間減算裝置，采用與前述內(nèi)燃機(jī)、過濾器、流通檢測(cè)裝置、時(shí)間累計(jì)裝置、電磁波供給裝置和電磁波檢測(cè)裝置同一或同一種類的內(nèi)燃機(jī)、過濾器、流通檢測(cè)裝置、時(shí)間累計(jì)裝置、電磁波供給裝置和電磁波檢測(cè)裝置對(duì)過濾器捕集到的顆粒捕集重量進(jìn)行測(cè)定并把累計(jì)時(shí)間值和電磁波檢測(cè)值作為變量規(guī)定的捕集重量記憶裝置，把前述時(shí)間減算裝置計(jì)數(shù)的時(shí)間值和前述電磁波檢測(cè)裝置檢測(cè)的檢測(cè)值在上述捕集重量記憶裝置中對(duì)照并把前述過濾器中捕集到的顆粒的捕集重量進(jìn)行提取的捕集重量提取裝置。
5.如權(quán)利要求4所述廢氣處理裝置，其特征在于，可進(jìn)一步備有用既定值乘以第二時(shí)間累計(jì)裝置計(jì)數(shù)的時(shí)間值的乘算裝置，以及把捕集重量提取裝置提取的捕集重量值和上述乘算裝置的計(jì)算值進(jìn)行加法并算出過濾器中捕集到的顆粒捕集重量的捕集重量加算裝置。
6.如權(quán)利要求3或4所述廢氣處理裝置，其特征在于，所述捕集重量記憶裝置的構(gòu)成是根據(jù)對(duì)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速及其負(fù)荷量規(guī)定至少二種運(yùn)轉(zhuǎn)條件下使前述內(nèi)燃機(jī)工作而得到的電磁波檢測(cè)值的時(shí)間變化特性曲線和運(yùn)轉(zhuǎn)后測(cè)定的捕集重量，將所要求的捕集重量在前述時(shí)間變化特性曲線上進(jìn)行分配并給出連接捕集重量值相等各點(diǎn)的各條捕集重量曲線，并把累計(jì)時(shí)間值和電磁波檢測(cè)值作為變量將上述各條捕集重量曲線函數(shù)化或把各個(gè)捕集重量值圖表化。
7.如權(quán)利要求6所述的廢氣處理裝置，其特征在于，所述圖表化的圖表由累計(jì)時(shí)間的行和電磁波檢測(cè)值的列組成，累計(jì)時(shí)間值大的時(shí)間帶的行間值相對(duì)于小時(shí)間帶的行間值為大和/或電磁波檢測(cè)值大的檢測(cè)帶的列間值相對(duì)于小檢測(cè)帶的列間值為大。
8.如權(quán)利要求3或4所述廢氣處理裝置，其特征在于，所述流通檢測(cè)裝置備有對(duì)與內(nèi)燃機(jī)動(dòng)作連動(dòng)的電氣部件的電氣信號(hào)的變化進(jìn)行檢測(cè)的電氣信號(hào)檢測(cè)裝置，對(duì)內(nèi)燃機(jī)吸入的吸氣量進(jìn)行檢測(cè)的吸氣量檢測(cè)裝置，對(duì)內(nèi)燃機(jī)排出廢氣的排出量進(jìn)行檢測(cè)的排氣量檢測(cè)裝置，對(duì)廢氣溫度進(jìn)行檢測(cè)的廢氣溫度檢測(cè)裝置中的至少一個(gè)。
9.如權(quán)利要求3或4所述廢氣處理裝置，其特征在于，所述電磁波檢測(cè)裝置設(shè)置在放置過濾器的容器中面對(duì)過濾器的容器壁面的預(yù)定位置上。
10.如權(quán)利要求4所述廢氣處理裝置，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷檢測(cè)裝置備有對(duì)與內(nèi)燃機(jī)作連動(dòng)的機(jī)械部件的機(jī)械性變化進(jìn)行檢測(cè)的機(jī)械信號(hào)檢測(cè)裝置和/或?qū)?nèi)燃機(jī)排出廢氣的溫度進(jìn)行檢測(cè)的廢氣溫度檢測(cè)裝置。
全文摘要
本發(fā)明的廢氣處理裝置包括對(duì)內(nèi)燃機(jī)廢氣中所含顆粒進(jìn)行捕集的過濾器，向放置該過濾器的空間供給電磁波的電磁波供給裝置，檢測(cè)電磁波強(qiáng)度的電磁波檢測(cè)裝置，通過該電磁波檢測(cè)裝置的信號(hào)對(duì)過濾器中捕集到的顆粒進(jìn)行去除的再生裝置，對(duì)廢氣流通進(jìn)行檢測(cè)的流通檢測(cè)裝置，時(shí)間累計(jì)裝置，捕集重量記憶裝置，把時(shí)間累計(jì)裝置的時(shí)間值和電磁波檢測(cè)值在記憶裝置中對(duì)照提取過濾器中捕集到的顆粒的捕集重量的捕集重量提取裝置等。
文檔編號(hào)F01N3/028GK1113541SQ9510397
公開日1995年12月20日 申請(qǐng)日期1995年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月1日
發(fā)明者藤原宣彥, 信江等隆, 松本孝広, 荻野俊郎, 中島昭彥, 野口正夫, 垰統(tǒng)雄 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社