本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

已知一種空氣凈化器，所述空氣凈化器配備有空氣凈化催化劑和微波照射裝置，所述空氣凈化催化劑配置在空氣通路內(nèi)，用于凈化空氣，所述微波照射裝置配置在空氣通路內(nèi)的空氣凈化催化劑的上游側(cè)，向空氣凈化催化劑照射規(guī)定頻率的微波，空氣凈化催化劑配備有載體基材、以及配置在載體基材上來凈化空氣的催化劑物質(zhì)，載體基材包含能夠吸收微波的發(fā)熱體，發(fā)熱體吸收來自于微波照射裝置的微波而發(fā)熱(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

一般地，催化劑物質(zhì)當(dāng)不在活性化溫度以上時，沒有作為催化劑的功能。因此，在專利文獻(xiàn)1(日本特開2006－158947號公報)中，通過利用微波使發(fā)熱體發(fā)熱，加熱載體基材，借此將載體基材上的催化劑物質(zhì)加熱到活性化溫度以上。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在上述專利文獻(xiàn)1中，配置有空氣凈化催化劑的空氣通路由電磁波屏蔽構(gòu)件被覆。從而，在上述專利文獻(xiàn)1中，雖然沒有明確指出，但是，在由電磁波屏蔽構(gòu)件被覆的空氣通路內(nèi)，形成由微波的行波和反射波合成的駐波，發(fā)熱體吸收微波的駐波而發(fā)熱。這里，駐波具有電場強(qiáng)度比較大的高電場區(qū)域和電場強(qiáng)度比較小的低電場區(qū)域。這時，當(dāng)作為發(fā)熱體使用電介質(zhì)時，在高電場區(qū)域，發(fā)熱體發(fā)熱，但是，在低電場區(qū)域，發(fā)熱體不太發(fā)熱，因此，在載體基材之中產(chǎn)生充分發(fā)熱的區(qū)域和不太發(fā)熱的區(qū)域。其結(jié)果是，存在著不能均勻地加熱載體基材上的催化劑物質(zhì)的擔(dān)憂。這里，上述專利文獻(xiàn)1的催化劑物質(zhì)的加熱方法也可以適用于加熱內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化催化劑的方法。但是，在這種情況下，也一樣存在不能均勻地加熱載體基材上的催化劑物質(zhì)的擔(dān)憂。其結(jié)果是，存在著不能由排氣凈化催化劑充分凈化排氣的擔(dān)憂。

根據(jù)本發(fā)明，提供一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，所述排氣凈化系統(tǒng)配備有框體、排氣凈化催化劑和微波照射裝置，所述框體配置在內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)，所述排氣凈化催化劑配置在所述框體內(nèi)，用于凈化排氣，所述微波照射裝置配置在所述內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)的所述排氣凈化催化劑的上游側(cè)或者下游側(cè)，向所述排氣凈化催化劑照射規(guī)定頻率的微波，所述排氣凈化催化劑配備有載體基材和催化劑物質(zhì)，所述催化劑物質(zhì)由所述載體基材攜載，用于凈化所述排氣，所述載體基材具有：包含能夠吸收所述微波的磁性體的至少一個磁性體區(qū)域、以及包含能夠吸收所述微波的電介質(zhì)的至少一個電介質(zhì)區(qū)域，在所述框體內(nèi)，利用所述微波形成駐波，所述駐波具有高磁場區(qū)域和高電場區(qū)域，所述高磁場區(qū)域的磁場強(qiáng)度達(dá)到所述磁場強(qiáng)度的最大值的規(guī)定比例以上，所述高電場區(qū)域的電場強(qiáng)度達(dá)到所述電場強(qiáng)度的最大值的規(guī)定比例以上，所述磁場強(qiáng)度取得最大值的位置和所述電場強(qiáng)度取得最大值的位置彼此不同，所述高磁場區(qū)域位于所述磁性體區(qū)域，并且，所述高電場區(qū)域位于所述電介質(zhì)區(qū)域。

另外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種上面所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)用的控制方法，所述方法包括：計測所述排氣凈化催化劑的溫度，判斷計測的溫度是否不足預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)溫度，在判斷為計測的溫度在所述基準(zhǔn)溫度以上的情況下，結(jié)束控制，并且，停止所述微波照射裝置的微波照射，在判斷為計測的溫度不足基準(zhǔn)溫度的情況下，利用所述微波照射裝置照射微波。

【發(fā)明的效果】

根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)及其控制方法，能夠大致均勻地加熱催化劑物質(zhì)。

附圖說明

圖1是采用排氣凈化系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)的整體圖。

圖2A是起動排氣凈化催化劑的正視圖。

圖2B是起動排氣凈化催化劑的側(cè)視剖視圖。

圖3是表示磁性體的特性的曲線圖。

圖4是表示電介質(zhì)的特性的曲線圖。

圖5是說明微波照射裝置的動作的圖。

圖6是表示駐波的特性的模式圖。

圖7是起動排氣凈化催化劑的模式圖。

圖8是起動排氣凈化催化劑的間隔壁的局部放大剖視圖。

圖9是表示磁性體及電介質(zhì)的特性的曲線圖。

圖10是表示另外一個實(shí)施例的起動排氣凈化催化劑的模式圖。

圖11是排氣凈化系統(tǒng)的催化劑溫度控制的流程圖。

圖12是又另外一個實(shí)施例的起動排氣凈化催化劑的模式圖。

圖13是又另外一個實(shí)施例的起動排氣凈化催化劑的間隔壁的局部放大剖視圖。

圖14是表示駐波的特性的模式圖。

圖15是又另外一個實(shí)施例的起動排氣凈化催化劑的模式圖。

圖16是又另外一個實(shí)施例的起動排氣凈化催化劑的模式圖。

圖17是在框體內(nèi)沒有位置偏移的駐波的模式圖。

圖18是在框體內(nèi)有位置偏移的駐波的一個例子的模式圖。

圖19是表示頻率的變化量Δω的映射的圖。

圖20是又另外一個實(shí)施例的包含位置偏移修正的微波的照射控制的流程圖。

圖21是表示相位的變化量Δφ的映射的圖。

圖22是說明兩個微波照射裝置的動作的圖。

具體實(shí)施方式

參照圖1，在壓縮點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的本體1上設(shè)置有各個氣缸的燃燒室2、向燃燒室2內(nèi)噴射燃料用的電磁控制式燃料噴射閥3、進(jìn)氣歧管4及排氣歧管5。進(jìn)氣歧管4經(jīng)由進(jìn)氣導(dǎo)管6連接到排氣渦輪增壓器7的壓縮機(jī)7c的出口，壓縮機(jī)7c的入口經(jīng)由進(jìn)氣導(dǎo)入管8依次連接于空氣流量計9及空氣濾清器10。在進(jìn)氣導(dǎo)管6內(nèi)配置有電控式節(jié)氣門11，進(jìn)而，在進(jìn)氣導(dǎo)管6的周圍配置對在進(jìn)氣導(dǎo)管6內(nèi)流動的吸入空氣進(jìn)行冷卻用的冷卻裝置12。另一方面，排氣歧管5連接于排氣渦輪增壓器7的排氣渦輪機(jī)7t的入口，排氣渦輪機(jī)7t的出口連接于作為內(nèi)燃機(jī)排氣通路的排氣管21。排氣后處理系統(tǒng)20連接于排氣管21。

各個燃料噴射閥3經(jīng)由燃料供應(yīng)管13連接于共軌14，該共軌14經(jīng)由電控式的排出量可變的燃料泵15連接于燃料箱16。在燃料箱16內(nèi)以液體的形態(tài)貯存著燃料。燃料箱16內(nèi)的燃料被燃料泵15供應(yīng)到共軌14內(nèi)，供應(yīng)到共軌14內(nèi)的燃料經(jīng)由各個燃料供應(yīng)管13供應(yīng)給燃料噴射閥3。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，該燃料由輕油構(gòu)成。在圖中未示出的其它的實(shí)施例中，內(nèi)燃機(jī)由在稀空燃比下進(jìn)行燃燒的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)構(gòu)成。在這種情況下，燃料由汽油構(gòu)成。

排氣歧管5和進(jìn)氣歧管4經(jīng)由排氣再循環(huán)(下面稱為EGR)通路17相互連接，在EGR通路17內(nèi)配置電控式EGR控制閥18。另外，在EGR通路17周圍，配置對在EGR通路17內(nèi)流動的EGR氣體進(jìn)行冷卻用的冷卻裝置19。

在圖1所示的實(shí)施例中，排氣后處理系統(tǒng)20配備有起動排氣凈化裝置22。起動排氣凈化裝置22的框體23的入口連接于排氣渦輪機(jī)7t下游的排氣管21，框體23的出口連接于排氣管21a。在框體23內(nèi)配置起動排氣凈化催化劑24。在圖1所示的實(shí)施例中，起動排氣凈化催化劑24包含有載體基材和載置在載體基材上的排氣凈化催化劑。排氣凈化催化劑容量比較小，構(gòu)成為在短時間內(nèi)活性化，即，在短時間內(nèi)結(jié)束暖機(jī)。在圖1所示的實(shí)施例中，排氣凈化催化劑是三元催化劑。三元催化劑被大致均勻地載置于整個載體基材。另外，排氣后處理系統(tǒng)20還配備有微波照射裝置50。在位于起動排氣凈化裝置22上游的排氣管21中配置微波照射裝置50的微波發(fā)射器53。微波振蕩器51經(jīng)由傳輸通路52連接于微波發(fā)射器53。微波發(fā)射器53發(fā)射微波并接收微波。作為微波發(fā)射器53，例如采用環(huán)形天線這樣的天線。微波振蕩器51產(chǎn)生微波，可以改變所產(chǎn)生的微波的頻率及相位，可以計測接收的微波的頻率、相位及強(qiáng)度。其中，微波是行波、反射波、或者將它們合成的合成波、即駐波。作為微波振蕩器51，例如，采用利用耿式(Gunn)效應(yīng)二極管這樣的半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體振蕩器。傳輸通路52將由微波振蕩器51產(chǎn)生的微波向微波發(fā)射器53傳送，將由微波發(fā)射器53接收的微波向微波振蕩器51傳送。作為傳送通路52，例如使用同軸電纜。由微波振蕩器51產(chǎn)生的微波經(jīng)由傳送通路52從微波發(fā)射器53向起動排氣凈化催化劑24發(fā)射，對起動排氣凈化催化劑24加熱。在圖1所示的實(shí)施例中，微波的頻率為2.45GHz。

另外，排氣后處理系統(tǒng)20還配備有主排氣凈化裝置25。主排氣凈化裝置25的框體26的入口連接于起動排氣凈化裝置22的下游的排氣管21a，框體26的出口連接于排氣管21b。主排氣凈化催化劑27配置在框體26內(nèi)。在圖1所示的實(shí)施例中，主排氣凈化催化劑27由捕集排氣中的顆粒狀物質(zhì)的排氣煙塵過濾器、以及載置在排氣煙塵過濾器上而凈化NOx的NOx吸留還原催化劑構(gòu)成。另外，在位于主排氣凈化催化劑27上游的排氣管21a上，安裝以液體形態(tài)二次供應(yīng)碳?xì)浠衔锘蛘呷剂系碾姶攀降奶砑娱y28。添加閥28經(jīng)由圖中未示出的另外的燃料泵連接于燃料箱16。燃料箱16內(nèi)的燃料由另外的燃料泵供應(yīng)給添加閥28，接著，由添加閥28供應(yīng)給主排氣凈化催化劑27。

電子控制裝置30由數(shù)字計算機(jī)構(gòu)成，具有由雙向總線31相互連接起來的ROM(只讀存儲器)32、RAM(隨機(jī)存取存儲器)33、CPU(微處理器)34、輸入接口35及輸出接口36。在起動排氣凈化催化劑24下游的框體23內(nèi)安裝檢測從起動排氣凈化催化劑24流出的排氣的溫度的溫度傳感器61。該排氣的溫度表示起動排氣凈化催化劑24的溫度。另外，在框體26上安裝檢測主排氣凈化催化劑27的前后壓力差的壓差傳感器62?？諝饬髁坑?、微波振蕩器51、溫度傳感器61及壓差傳感器62的輸出電壓經(jīng)由分別對應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換器37被輸入到輸入接口35。另外，產(chǎn)生與加速踏板39的踩下量成比例的輸出電壓的負(fù)荷傳感器40連接到加速踏板39，負(fù)荷傳感器40的輸出電壓經(jīng)由對應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換器37被輸入到輸入接口35。進(jìn)而，當(dāng)曲軸例如每旋轉(zhuǎn)30度時產(chǎn)生輸出脈沖的曲柄角傳感器41連接到輸入接口35。由CPU34基于來自于曲柄角傳感器41的輸出脈沖，計算內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速。另一方面，輸出接口36經(jīng)由對應(yīng)的驅(qū)動回路38連接到燃料噴射閥3、節(jié)氣門11的驅(qū)動裝置、燃料泵15、EGR控制閥18、微波振蕩器51、添加閥28及其它燃料泵(圖中未示出)。

在圖1所示的實(shí)施例中，詳細(xì)地說，起動排氣凈化裝置22的起動排氣凈化催化劑24具有以下的結(jié)構(gòu)。圖2A及圖2B分別是表示起動排氣凈化催化劑24的結(jié)構(gòu)例的正視圖及側(cè)視剖視圖。如圖2A及圖2B所示，起動排氣凈化催化劑24配備有具有直流式的蜂窩結(jié)構(gòu)的載體基材70，起動排氣凈化催化劑24的形狀、即載體基材70的形狀為大致的圓柱狀。載體基材70具有平行地延伸的多個排氣流通路71和將這些排氣流通路71相互隔開的間隔壁72。排氣流通路71由上游端及下游端開放的排氣通路構(gòu)成，如圖2B中箭頭所示，排氣在排氣流通路71中從上游端流入，從下游端流出。

在圖1所示的實(shí)施例中，主排氣凈化裝置25的主排氣凈化催化劑27的排氣煙塵過濾器具有壁流式的蜂窩結(jié)構(gòu)。將供應(yīng)到內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣通路、燃燒室2及主排氣凈化催化劑27上游的排氣通路內(nèi)的空氣及燃料或碳?xì)浠衔镏确Q作排氣的空燃比，若使用吸留這樣的用語來作為包含吸收和吸附的用語，則排氣煙塵過濾器上的NOx吸留還原催化劑具有以下功能：在排氣的空燃比稀時吸留NOx，當(dāng)排氣中的氧濃度降低時放出并還原所吸留的NOx。NOx吸留還原催化劑配備有堿性層和包含白金(Pt)的貴金屬催化劑，所述堿性層包含有如鉀(K)這樣的堿金屬元素、如鋇(Ba)這樣的堿土金屬元素、如鑭(La)這樣的稀土類元素以及如銀(Ag)這樣的向NOx提供電子的金屬。

在圖1所示的實(shí)施例中，在燃燒室2中在氧過剩的條件下進(jìn)行燃燒。在這種情況下，向NOx吸留還原催化劑流入的排氣的空燃比保持稀空燃比，這時流入的排氣中的NOx被吸留在NOx吸留還原催化劑內(nèi)。并且，當(dāng)吸留在NOx吸留還原催化劑內(nèi)的NOx超過預(yù)定的閾值量時，從添加閥28二次供應(yīng)燃料，流入排氣的空燃比變成濃空燃比或者理論空燃比。通過使空燃比變成濃空燃比或者理論空燃比，NOx被從NOx吸留還原催化劑放出，并被還原而變成氮?dú)?，排氣被凈化并被排出?/p>

起動排氣凈化催化劑24的載體基材包含有：能夠吸收從微波照射裝置50輸出的規(guī)定頻率(例示為：2.45GHz)的微波的磁性體、以及能夠吸收該規(guī)定頻率的微波的電介質(zhì)，詳細(xì)情況將在后面描述。

包括載體基材的磁性體在內(nèi)，磁性體一般具有圖3所示的特性。在圖3中，橫軸為溫度T，縱軸為磁性體的微波吸收率α1。其中，所謂微波吸收率α1是被吸收到磁性體中的微波的能量相對于被照射到磁性體上的規(guī)定頻率(例示為：2.45GHz)的微波的能量的比例。如圖中的曲線DH所示，在磁性體中，微波吸收率α1隨著溫度T的上升而單調(diào)地減少。作為載體基材內(nèi)的磁性體的材料，可以例示出鐵(Fe)、鈷(Co)以及鎳(Ni)或者它們的組合這樣的強(qiáng)磁性體、以及像鐵氧體(Fe₃O₄)這樣的鐵淦氧磁性體。

包括載體基材內(nèi)的電介質(zhì)在內(nèi)，電介質(zhì)一般具有如圖4所示的特性。在圖4中，橫軸是溫度T，縱軸是電介質(zhì)的微波吸收率α2。其中，所謂微波吸收率α2是被吸收到電介質(zhì)中的微波的能量相對于照射到電介質(zhì)上的規(guī)定頻率(例示為：2.45GHz)的微波的能量的比例。如圖中的曲線DE所示，在電介質(zhì)中，微波吸收率α2隨著溫度T的上升單調(diào)地增加。作為載體基材內(nèi)的電介質(zhì)的材料，例示為碳化硅(SiC)、氧化鋁(Al₂O₃)、碳化硼(B₄C)、鈦酸鍶(SrTiO₃)、氧化鋯(ZrO₂)、氧化釔(Y₂O₃)以及鋯鈦酸鉛(PZT)這樣的氧化物或碳化物。

載體基材內(nèi)的電介質(zhì)與載體基材內(nèi)的磁性體是彼此不同的材料。另外，載體基材內(nèi)的磁性體也可以不僅吸收磁場的能量，而且還吸收電場的能量。另外，載體基材內(nèi)的電介質(zhì)也可以不僅吸收電場的能量，而且還吸收磁場的能量。但是，磁性體對磁場的能量的吸收量比電介質(zhì)對磁場的能量的吸收量大。另外，電介質(zhì)對電場的能量的吸收量比磁性體對電場的能量的吸收量大。

載體基材由規(guī)定頻率(例示為：2.45GHz)的微波基本上能夠透過的多孔質(zhì)材料形成。作為載體基材的材料，例如可以列舉出堇青石(2MgO·2Al₂O·5SiO₂)、二氧化硅(SiO₂)、莫來石(3Al₂O₃·2SiO₂)這樣的陶瓷。

作為催化劑物質(zhì)的三元催化劑分別凈化排氣中的一氧化碳(CO)、碳化氫(HC)以及氮氧化物(NOx)。作為三元催化劑，例示為將包括白金(Pt)、鈀(Pd)以及銠(Rh)的貴金屬催化劑載置于氧化鈰(CeO₂)及氧化鈰(CeO₂)－氧化鋯(ZrO₂)這樣的氧化物載體上的催化劑。

接著，參照圖5至圖7，對于利用微波照射裝置50在起動排氣凈化催化劑24的框體23內(nèi)產(chǎn)生的微波的行波和反射波合成的駐波進(jìn)行說明。

如圖5所示，從微波發(fā)射器53向起動排氣凈化催化劑24發(fā)射的微波的行波MWi從框體23的入口端23i進(jìn)入框體23。這時，框體23的內(nèi)部幾乎被起動排氣凈化催化劑24充滿，但是，占據(jù)起動排氣凈化催化劑24的大部分的載體基材70由微波基本上能夠透過的材料形成。從而，框體23的內(nèi)部對于微波而言是空洞(腔體)，微波的行波MWi可以幾乎不被起動排氣凈化催化劑24阻礙地在框體23內(nèi)行進(jìn)。并且，在框體23內(nèi)，微波的行波MWi和行波MWi在框體23內(nèi)的壁面23w上反射而產(chǎn)生的反射波MWr重疊，在框體23內(nèi)形成三維擴(kuò)展的駐波。從而，駐波以在框體23內(nèi)與起動排氣凈化催化劑24重疊的方式形成。另外，在圖中未示出的另外的實(shí)施例中，在框體23的出口端23o配置防止微波從框體23的出口端23o向排氣管21泄漏的金屬網(wǎng)這樣的微波屏蔽構(gòu)件。

圖6是表示駐波的特性的模式圖。其中，上側(cè)的圖是框體23的側(cè)視圖?？蝮w23以從框體23的入口端23i朝向出口端23o的方向成為長度方向的方式形成，C1表示與該長度方向平行的框體23的長度方向中心線。在圖6所示的實(shí)施例中，框體23的長度方向沿著排氣的流動方向。下側(cè)的圖是表示在長度方向中心線C1上的位置處的在框體23內(nèi)形成的駐波的磁場強(qiáng)度IH及電場強(qiáng)度IE的曲線圖。橫軸表示在長度方向中心線C1上的框體23中的位置P，縱軸表示磁場強(qiáng)度IH及電場強(qiáng)度IE。在曲線圖中，用駐波的磁場成分SWH表示磁場強(qiáng)度，用駐波的電場成分SWE表示電場強(qiáng)度。另外，在圖5所示的實(shí)施例中，微波發(fā)射器53是環(huán)形天線，配置在框體23的入口附近。另外，該天線配置在框體23的長度方向中心線C1的延長線上。

如圖6的下側(cè)的圖所示，作為駐波的磁場成分SWH，以磁場強(qiáng)度IH大的高磁場區(qū)域91和磁場強(qiáng)度IH小的低磁場區(qū)域93交替反復(fù)的方式沿著長度方向中心線C1在框體23內(nèi)分布。另外，作為駐波的電場成分SWE，以電場強(qiáng)度IE大的高電場區(qū)域92和電場強(qiáng)度IE小的低電場區(qū)域94交替反復(fù)的方式沿著長度方向中心線C1在框體23內(nèi)分布。其中，高磁場區(qū)域91是磁場強(qiáng)度IH達(dá)到其最大值IHM的規(guī)定比例(例示為：50％)以上、即磁場強(qiáng)度IHTH以上的框體23內(nèi)的區(qū)域。低磁場區(qū)域93是磁場強(qiáng)度IH不足其最大值IHM的規(guī)定比例、即不足磁場強(qiáng)度IHTH的框體23內(nèi)的區(qū)域。另外，高電場區(qū)域92是電場強(qiáng)度IE達(dá)到其最大值IEM的規(guī)定比例(例示為:50％)以上、即達(dá)到電場強(qiáng)度IETH以上的框體23內(nèi)的區(qū)域。低電場區(qū)域94是電場強(qiáng)度IE不足其最大值IEM的規(guī)定比例、即不足電場強(qiáng)度IETH的框體23內(nèi)的區(qū)域。在圖6所示的實(shí)施例中，高磁場區(qū)域91是從框體23內(nèi)的位置P10(入口端23i)到位置P11的區(qū)域及從位置P12到位置P13的區(qū)域。高電場區(qū)域92是從框體23內(nèi)的位置P11到位置P12的區(qū)域及從位置P13到位置P14(出口端23o)的區(qū)域。

在形成于框體23內(nèi)的駐波中，磁場成分SWH的相位與電場成分SHE的相位相互錯開。換句話說，磁場成分SWH出現(xiàn)峰值(磁場強(qiáng)度取最大值)的位置與電場成分SWE出現(xiàn)峰值(電場強(qiáng)度取最大值)的位置相互不同，相互錯開。例如，在圖6的下側(cè)的圖所示的實(shí)施例中，磁場成分SWH的相位與電場成分SHE的相位沿著長度方向中心線C1相互錯開1/2波長的程度，顯示出磁場成分SWH出現(xiàn)峰值Hp的位置與電場成分SWE出現(xiàn)峰值Ep的位置錯開。因此，高磁場區(qū)域91與高電場區(qū)域92在長度方向上相互錯開1/2波長的程度，低磁場區(qū)域93與低電場區(qū)域94相互錯開1/2波長的程度。換句話說，在框體23內(nèi)，高磁場區(qū)域91與高電場區(qū)域92在長度方向上交替反復(fù)地分布。另外，駐波的形狀、相位錯開的程度，由微波的頻率及框體23的形狀等決定。

在本實(shí)施例中，在長度方向中心線C1上的位置處的磁場強(qiáng)度及電場強(qiáng)度的分布、即圖6的下側(cè)的圖的分布代表框體23內(nèi)全體的磁場強(qiáng)度及電場強(qiáng)度的分布。具體如下面所示。首先，在圖6的上側(cè)的圖中所示的框體23中，考慮假想地利用垂直于長度方向中心線C1的面SV將框體23切成圓片的薄圓柱狀的區(qū)域91a、92a。這里，以區(qū)域91a的位置對應(yīng)于高磁場區(qū)域91的位置、區(qū)域92a的位置對應(yīng)于高電場區(qū)域92的位置的方式形成區(qū)域91a、92a。即，當(dāng)用長度方向中心線C1上的位置表示時，區(qū)域91a是從位置P10到位置P11的區(qū)域及從位置P12到位置P13的區(qū)域，區(qū)域92a是從位置P11到位置P12的區(qū)域及從位置P13到位置P14的區(qū)域。并且，整個區(qū)域91a是高磁場區(qū)域91，整個區(qū)域92a是高電場區(qū)域92。在這種情況下，框體23內(nèi)的磁場強(qiáng)度及電場強(qiáng)度的分布成為作為高磁場區(qū)域91的區(qū)域91a和作為高電場區(qū)域92的區(qū)域92a沿著長度方向中心線C1交替排列的分布。

在具有這樣的磁場強(qiáng)度及電場強(qiáng)度的分布的框體23內(nèi)，配置起動排氣凈化催化劑24。這里，框體23的內(nèi)部空間的形狀和起動排氣凈化催化劑24的外形基本上一致。從而，框體23的長度方向與起動排氣凈化催化劑24(載體基材)的長度方向一致，框體23的長度方向中心線C1與起動排氣凈化催化劑24的長度方向中心線一致。因而，下面，對于起動排氣凈化催化劑24的長度方向中心線也記為C1。另外，在從框體23內(nèi)的入口端23i的位置P10到出口端23o的位置P14的區(qū)域，配置起動排氣凈化催化劑24。從而，通過確定長度方向中心線C1上的框體23的位置P，可以確定長度方向中心線C1上的起動排氣凈化催化劑24的位置。因而，下面，對于起動排氣凈化催化劑24內(nèi)的位置，記為位置P(例示為：位置P10)。

圖7是起動排氣凈化催化劑的模式圖。在圖7中，上側(cè)的圖是起動排氣凈化催化劑24的假想的分解透視圖，下側(cè)的圖是起動排氣凈化催化劑的側(cè)視圖。

在圖7所示的實(shí)施例中，載體基材70具有薄圓柱狀的磁性體區(qū)域81H和電介質(zhì)區(qū)域81E沿著長度方向中心線C1交替排列的結(jié)構(gòu)。其中，磁性體區(qū)域81H是載體基材70的薄圓柱狀的區(qū)域且包含有磁性體，電介質(zhì)區(qū)域81E是載體基材70的薄圓柱狀的區(qū)域且包含有電介質(zhì)。另外，如下側(cè)的圖所示，磁性體區(qū)域81H位于框體23內(nèi)的高磁場區(qū)域91，電介質(zhì)區(qū)域81E位于框體23內(nèi)的高電場區(qū)域92。即，在起動排氣凈化催化劑24內(nèi)，磁性體區(qū)域81H是從位置P10(入口端24i)到位置P11的區(qū)域及從位置P12到位置P13的區(qū)域，電介質(zhì)區(qū)域81E是從位置P11到位置P12的區(qū)域以及從位置P13到位置P14(出口端24o)的區(qū)域。換句話說，以高磁場區(qū)域91位于磁性體區(qū)域81H并且高電場區(qū)域92位于電介質(zhì)區(qū)域81E的方式形成駐波。

在圖7所示的實(shí)施例中，在各個磁性體區(qū)域81H內(nèi)，載置在基體材料70上的磁性體的載置量整體上大致均勻。另外，在多個磁性體區(qū)域81H相互之間，磁性體的載置量大致相同。同樣地，在各個電介質(zhì)區(qū)域81E內(nèi)，載置于載體基材70的電介質(zhì)的載置量整體上大致均勻。另外，在多個電介質(zhì)區(qū)域81E之間，電介質(zhì)的載置量大致相同。

圖8表示起動排氣凈化催化劑的間隔壁的局部放大剖視圖。在圖8所示的實(shí)施例中，在起動排氣凈化催化劑24的載體基材70內(nèi)，并列地形成磁性體區(qū)域81H和電介質(zhì)區(qū)域81E。磁性體區(qū)域81H包含能夠吸收來自于微波照射裝置50的微波的磁性體81ha，電介質(zhì)區(qū)域81E包含能夠吸收來自于微波照射裝置50的微波的電介質(zhì)81ea。在圖8所示的實(shí)施例中，磁性體區(qū)域81H及電介質(zhì)區(qū)域81E形成于載體基材70的表面上。在磁性體區(qū)域81H和電介質(zhì)區(qū)域81E的表面上形成催化劑層82。催化劑層82包含排氣凈化催化劑的催化劑物質(zhì)82a，在圖8所示的實(shí)施例中，催化劑物質(zhì)82a是三元催化劑。從而，在磁性體區(qū)域81H，在載體基材70的表面上形成磁性體81ha，在磁性體81ha的表面上形成催化劑物質(zhì)82a。另外，在電介質(zhì)區(qū)域81E，在載體基材70的表面上形成電介質(zhì)81ea，在電介質(zhì)81ea的表面上形成催化劑物質(zhì)82a。另外，在圖中未示出的另外的實(shí)施例中，在載體基材70的內(nèi)部含有磁性體81ha及電介質(zhì)81ea，即，在載體基材70的內(nèi)部含有磁性體區(qū)域81H及電介質(zhì)區(qū)域81E。

由于駐波的磁場強(qiáng)度IH的相位和電場強(qiáng)度IE的相位相互錯開，所以，在框體23內(nèi)，磁場強(qiáng)度IH變大的高磁場區(qū)域91和電場強(qiáng)度IE變大的高電場區(qū)域92不同。從另一種角度來說，高磁場區(qū)域91和低電場區(qū)域94重疊，低磁場區(qū)域93和高電場區(qū)域92重疊。在本實(shí)施例中，使配置能夠從駐波的磁場成分吸收能量的磁性體81ha的磁性體區(qū)域81H和高磁場區(qū)域91相對應(yīng)，使配置能夠從駐波的電場成分吸收能量的電介質(zhì)81ea的電介質(zhì)區(qū)域81E和高電場區(qū)域92相對應(yīng)。借此，可以使磁性體81ha和電介質(zhì)81ea吸收的能量都增大。另外，由于磁性體區(qū)域81H和電介質(zhì)區(qū)域81E沿著長度方向中心線C1并列地形成，所以，可以防止由于起動排氣凈化催化劑24內(nèi)的部位不同而造成能夠吸收的能量不均勻。從而，可以抑制起動排氣凈化催化劑24內(nèi)的溫度因部位不同而造成的不同，可以基本上均勻地加熱催化劑物質(zhì)82a(三元催化劑)。

在圖7所示的實(shí)施例中，在載體基材70上，磁性體區(qū)域81H及電介質(zhì)區(qū)域81E一共設(shè)置四處。這些磁性體區(qū)域81H和電介質(zhì)區(qū)域81E在長度方向中心線C1的方向上交替地形成。從而，可以利用磁性體81ha和電介質(zhì)81ea從交替形成的高磁場區(qū)域91和高電場區(qū)域92高效率地吸收能量，借此，可以沒有不均勻地高效率地對起動排氣凈化催化劑24進(jìn)行加熱。

另外，在圖7所示的實(shí)施例中，由于在載體基材70上相互沒有間隙地形成磁性體區(qū)域81H和電介質(zhì)區(qū)域81E，所以，可以利用微波沒有間隙地加熱整個排起動氣凈化催化劑24。另外，在圖7所示的實(shí)施例中，磁性體區(qū)域81H和電介質(zhì)區(qū)域81E相互不重疊。因此，起動排氣凈化催化劑24的制造容易。

另外，在圖7所示的實(shí)施例中，在載體基材70上，在排氣流入側(cè)，即，在長度方向中心線C1方向的最上游側(cè)，形成有磁性體區(qū)域81H。起動排氣凈化催化劑24的最上游側(cè)的位置，由于接收排氣的熱和來自于微波的能量這兩者，所以容易變熱。因此，當(dāng)起動排氣凈化催化劑24的最上游側(cè)變熱而下游側(cè)沒有變熱時，若繼續(xù)照射微波，則存在著起動排氣凈化催化劑24的最上游側(cè)的位置的溫度變得過高的擔(dān)憂。這里，當(dāng)使用具有圖3所示的特性的磁性體81ha時，如圖9的曲線DHt所示，磁性體81ha當(dāng)其溫度T達(dá)到一定以上時，微波的能量的吸收率α1降低，即使經(jīng)過時間t，溫度T也不會升高。因此，在圖7所示的實(shí)施例中，將磁性體81ha配置在最上游部，以使高磁場區(qū)域91位于最上游部的方式形成駐波。借此，即使在起動排氣凈化催化劑24的最上游部變熱而下游側(cè)沒有變熱時照射微波，由于最上游部不太吸收微波，所以，溫度幾乎不升高，下游側(cè)逐漸變得容易吸收微波而使加熱進(jìn)行。從而，可以防止由于起動排氣凈化催化劑24的最上游部受到排氣熱和微波熱而造成過度加熱。

另外，由于最上游部的磁性體區(qū)域81H被迅速地加熱，所以，在最上游部產(chǎn)生的熱被排氣傳遞給下游側(cè)，由此，可以沒有不均勻地高效率地加熱起動排氣凈化催化劑24。

在圖中未示出的另外的實(shí)施例中，在各個磁性體區(qū)域81H內(nèi)，磁性體的載置量根據(jù)其在磁性體區(qū)域81H內(nèi)的位置而異。例如，各個磁性體區(qū)域81H在長度方向中心線C1的方向上被分割成多個薄圓柱狀的小區(qū)域，在各個小區(qū)域內(nèi)，磁性體的載置量在整體上是大致均勻的，在多個小區(qū)域之間，在長度方向中心線C1方向上的兩端部處載置量多，在中央部處載置量少。在圖中未示出的又另外一個實(shí)施例中，在各個電介質(zhì)區(qū)域81E內(nèi)，電介質(zhì)的載置量根據(jù)其在電介質(zhì)區(qū)域81E內(nèi)的位置而異。例如，各個電介質(zhì)區(qū)域81E在長度方向中心線C1的方向上被分割成多個薄圓柱狀的小區(qū)域，在各個小區(qū)域內(nèi)，電介質(zhì)的載置量整體上是大致均勻的，在多個小區(qū)域之間，在長度方向中心線C1方向上的兩端部處載置量多，在中央部處載置量少。即，通過使載置量更加對應(yīng)于磁場成分SWH及電場成分SWE的分布，可以更均勻地加熱催化劑物質(zhì)。

在如圖10所示的又另外一個實(shí)施例中，如上側(cè)的圖所示，在起動排氣凈化催化劑24的最上游部形成磁性體區(qū)域81H，在剩余的部分，即，在磁性體區(qū)域81H的下游，形成電介質(zhì)區(qū)域81E。這時，如下側(cè)的圖所示，以使高磁場區(qū)域91位于最上游部的方式形成駐波。在這種情況下，由于圖9所示的磁性體的特性，可以對前方優(yōu)先加熱，將在最上游部產(chǎn)生的熱利用排氣傳遞到下游側(cè)，可以對起動排氣凈化催化劑24沒有不均勻地高效率加熱。

對于圖7所示的起動排氣凈化催化劑24的制造方法，例如，可以考慮分別在獨(dú)立的載體基材上形成薄圓筒狀的磁性體81H及電介質(zhì)區(qū)域81E，利用例如陶瓷粘結(jié)劑將它們相互粘結(jié)的方法。在這種情況下，對于各個磁性體區(qū)域81H的制造方法，例如，可以考慮如下方法：首先在載體基材70上涂布包含磁性體81ha的漿料，將其加熱并干燥以形成磁性體81ha，之后，利用浸漬法將催化劑物質(zhì)82a浸漬到磁性體81ha而形成催化劑層82。另一方面，對于各個電介質(zhì)區(qū)域81E的制造方法，可考慮除了代替磁性體81ha而使用電介質(zhì)81ea之外、與磁性體區(qū)域81H的制造方法相同的方法。

對于圖10所示的起動排氣凈化催化劑24的制造方法，例如，考慮如下方法：從一個載體基材70的長度方向中心線C1方向的兩側(cè)涂布分別包含磁性體81ha及電介質(zhì)81ea的漿料，將其加熱并干燥以分別形成磁性體81ha及電介質(zhì)81ea，之后，利用浸漬法將催化劑物質(zhì)82a浸漬到磁性體81ha及電介質(zhì)81ea中而形成催化劑層82。或者，考慮如下方法：分別在獨(dú)立的載體基材上形成薄圓筒狀的磁性體區(qū)域81H及電介質(zhì)區(qū)域81E，利用例如陶瓷粘結(jié)劑將它們相互粘接起來。

可以看出，配備有上述框體和排氣凈化催化劑的起動排氣凈化裝置22和向排氣凈化催化劑照射微波的微波照射裝置50，構(gòu)成了通過利用微波加熱排氣凈化催化劑來進(jìn)行排氣的凈化的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)。

其次，對于起動排氣凈化裝置22及微波照射裝置50的動作方法、即內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)的動作方法進(jìn)行說明。排氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行如下所述的催化劑溫度控制。在發(fā)動機(jī)的起動時或者由溫度傳感器61檢測出的起動排氣凈化催化劑24的溫度不足預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)溫度時，從微波發(fā)射器53向起動排氣凈化催化劑24發(fā)射微波。借此，起動排氣凈化催化劑24的磁性體區(qū)域81H及電介質(zhì)區(qū)域81E分別發(fā)熱，催化劑層82被加熱，催化劑物質(zhì)82a達(dá)到活性化溫度以上，起到催化劑的作用。其結(jié)果是，起動排氣凈化催化劑24對排氣的凈化成為可能。另一方面，進(jìn)行起動排氣凈化催化劑24中的催化反應(yīng)，起動排氣凈化催化劑24的溫度升高，在由溫度傳感器61檢測出的起動排氣凈化催化劑24的溫度達(dá)到基準(zhǔn)溫度以上時，停止自微波發(fā)射器53的微波發(fā)射。

圖11表示執(zhí)行內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)的催化劑溫度控制的程序。通過在每個預(yù)先設(shè)定的設(shè)定時間的中斷來執(zhí)行該程序。參照圖11，在步驟100中，利用溫度傳感器61計測起動排氣凈化催化劑24的溫度TS。在步驟S101，判別溫度TS是否不足預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)溫度TSth。在溫度TS在基準(zhǔn)溫度TSth以上的情況下，結(jié)束控制程序。這時，如果正在進(jìn)行微波的照射，則停止微波的照射。與此相對，在溫度TS在基準(zhǔn)溫度TSth以下的情況下，接著在步驟102利用微波照射裝置50向起動排氣凈化催化劑24照射微波。這時，如果正在進(jìn)行微波的照射，則繼續(xù)微波的照射。

其次，參照圖12及圖13對于又另外一個實(shí)施例進(jìn)行說明。

圖12及圖13所示的又另外一個實(shí)施例，是駐波的磁場成分SWH的相位與電場成分SWE的相位的錯開比1/2波長小的情況(例如：1/4波長)，在磁性體區(qū)域81H和電介質(zhì)區(qū)域81E相互部分地重疊這一點(diǎn)上，與圖6及圖7所示的實(shí)施例不同。下面，主要對于不同點(diǎn)進(jìn)行說明。

在圖12所示的又另外一個實(shí)施例中，如下側(cè)的圖所示，高磁場區(qū)域91是駐波的磁場強(qiáng)度IH達(dá)到其最大值IHM的規(guī)定的比例(例示為：20％)以上的區(qū)域，高電介質(zhì)區(qū)域92是駐波的電場強(qiáng)度IE達(dá)到其最大值IEM的規(guī)定的比例(例示為：20％)以上的區(qū)域，該規(guī)定的比例比圖7所示的實(shí)施例中的規(guī)定的比例小。其理由如下。在磁場成分SWH和電場成分SWE之間的相位錯開得小的情況下，當(dāng)規(guī)定的比例為如圖7的實(shí)施例的50％那樣的高的值時，會產(chǎn)生既不是高磁場區(qū)域91也不是高電場區(qū)域92的區(qū)域、即不包含磁性體及電介質(zhì)的區(qū)域。這樣的話，存在著由微波對起動排氣凈化催化劑的加熱變得不均勻的擔(dān)憂。因此，在圖12所示的實(shí)施例中，減小規(guī)定的比例，以便消除既不是高磁場區(qū)域91也不是高電場區(qū)域92的區(qū)域。其結(jié)果為，形成磁性體區(qū)域81H和電介質(zhì)區(qū)域81E相互部分地重疊的區(qū)域81S。

在圖12所示的實(shí)施例中，對應(yīng)于高磁場區(qū)域91，磁性體區(qū)域81H形成在長度方向中心線C1上的位置中的從位置P30(入口端24i)到位置P32的范圍及從位置P33到位置P35的范圍內(nèi)。另外，對應(yīng)于高電場區(qū)域92，電介質(zhì)區(qū)域81E形成在長度方向中心線C1上的位置中的從位置P31到位置P33的范圍及從位置P34到位置P36(出口端24o)的范圍內(nèi)。因此，磁性體區(qū)域81H和電介質(zhì)區(qū)域81E重疊的區(qū)域81S形成為在從位置P31到位置P32的范圍及從位置P34到位置P35的范圍內(nèi)。在圖13所示的實(shí)施例中，在區(qū)域81S，在載體基材70的表面上形成磁性體區(qū)域81H，在其上形成電介質(zhì)區(qū)域81E。在圖中未示出的另外一個實(shí)施例中，在該區(qū)域81S，在載體基材70的表面上形成電介質(zhì)區(qū)域81E，在其上形成磁性體區(qū)域81H。在圖中未示出的又另外一個實(shí)施例中，在該區(qū)域81S，磁性體81ha及電介質(zhì)81ea被混合起來。

在這種情況下，也可以獲得和圖7的實(shí)施例同樣的效果。另外，即使在磁場成分SWH的相位與電場成分SWE的相位錯開得小的情況下，通過磁性體區(qū)域81H和電介質(zhì)區(qū)域81E相互部分地重疊，可以防止產(chǎn)生既不是磁性體區(qū)域81H也不是電介質(zhì)區(qū)域81E的區(qū)域、即不被微波加熱的區(qū)域，防止由微波對起動排氣凈化催化劑24的加熱變得不均勻。即，可以均勻地加熱起動排氣凈化催化劑24。

其次，參照圖14及圖15對于又另外一個實(shí)施例進(jìn)行說明。

圖14及圖15所示的又另外一個實(shí)施例，與圖6及圖7所示的實(shí)施例相比，磁性體區(qū)域81H和電介質(zhì)區(qū)域81E沿著與長度方向中心線C1垂直的方向交替排列形成，磁性體81ha及電介質(zhì)81ea在長度方向中心線C1方向上均勻地形成，在這一點(diǎn)上與圖6及圖7所示的實(shí)施例不同。下面主要對于不同點(diǎn)進(jìn)行說明。

圖14是表示駐波的特性的模式圖。其中，左側(cè)的圖是框體23的正視圖。C2表示通過長度方向中心線C1并且與長度方向中心線C1垂直的方向的線。右側(cè)的圖是表示在線C2上的位置中的在框體23內(nèi)形成的駐波的磁場強(qiáng)度IH及電場強(qiáng)度IE的曲線圖?？v軸表示在線C2上的框體23中的位置P，橫軸表示磁場強(qiáng)度IH及電場強(qiáng)度IE，利用駐波的磁場成分SWH表示磁場強(qiáng)度，用電場成分SWE表示電場強(qiáng)度。

如圖14的右側(cè)的圖所示，作為駐波的磁場成分SWH，以高磁場區(qū)域91和低磁場區(qū)域93交替地反復(fù)的方式沿著線C2在框體23內(nèi)分布。另外，作為駐波的電場成分SWE，以高電場區(qū)域92和低電場區(qū)域94交替反復(fù)的方式沿著線C2在框體23內(nèi)分布。在圖14所示的實(shí)施例中，高磁場區(qū)域91是從框體23內(nèi)的位置PT10(下側(cè)端23d)到位置PT11的區(qū)域以及從位置PT12到位置PT13(上側(cè)端23u)的區(qū)域。高電場區(qū)域92是從框體23內(nèi)的位置PT11到位置PT12的區(qū)域。另外，在圖14的右側(cè)的圖所示的實(shí)施例中，駐波的磁場成分SWH的相位和電場成分SWE的相位，沿著線C2交替地錯開1/2波長。因此，高磁場區(qū)域91和高電場區(qū)域92及低磁場區(qū)域93和低電場區(qū)域94沿著線C2分別相互錯開1/2波長。

在本實(shí)施例中，在線C2上的位置中的磁場強(qiáng)度及電場強(qiáng)度的分布、即圖14中的右側(cè)的圖的分布，代表框體23內(nèi)整體的磁場強(qiáng)度及電場強(qiáng)度的分別。具體地說，如下面所示。首先，在圖14的上側(cè)的圖所示的框體23中，考慮利用以長度方向中心線C1作為中心線的圓筒狀的曲面VR將框體23假想地分割而產(chǎn)生的圓柱狀的區(qū)域92b及圓環(huán)狀的區(qū)域91b。這里，以區(qū)域92b的位置對應(yīng)于高電場區(qū)域92的位置，區(qū)域91b的位置對應(yīng)于高磁場區(qū)域91的位置的方式形成區(qū)域92b、91b。即，在利用線C2上的位置表示時，區(qū)域92b是從位置PT11到位置PT12的區(qū)域，區(qū)域91b是從位置PT10到位置PT11的區(qū)域及從位置PT12到位置PT13的區(qū)域。并且，將整個區(qū)域92b作為高電場區(qū)域92，將整體區(qū)域91b作為高磁場區(qū)域91。在這種情況下，框體23內(nèi)的磁場強(qiáng)度及電場強(qiáng)度的分布成為作為高電場區(qū)域92的區(qū)域92b與作為高磁場區(qū)域91的區(qū)域91b沿著線C2交替地排列的分布。

在具有這樣磁場強(qiáng)度及電場強(qiáng)度的分布的框體23內(nèi)配置起動排氣凈化催化劑24。這里，框體23的內(nèi)部空間的形狀和起動排氣凈化催化劑24的外形相一致。從而，框體23的線C2和與起動排氣凈化催化劑24的長度方向中心線垂直的線相一致。因而，下面，對于垂直于起動排氣凈化催化劑24的長度方向中心線的線也記為C2。另外，在從框體23內(nèi)的下側(cè)端23d的位置PT10到上側(cè)端23u的位置PT13的區(qū)域，配置起動排氣凈化催化劑24。從而，通過確定線C2上的框體23的位置PT，可以確定線C2上的起動排氣凈化催化劑24的位置。因而，下面，對于起動排氣凈化催化劑24內(nèi)的位置也以位置P(例如：位置PT10)來記載。

圖15是又另外一個實(shí)施例的起動排氣凈化催化劑的模式圖。在圖15中，上側(cè)的圖是起動排氣凈化催化劑24的假想的分解透視圖，下側(cè)的圖是起動排氣凈化催化劑的正視圖。

在圖15所示的實(shí)施例中，載體基材70具有圓柱狀的電介質(zhì)區(qū)域81E和圓環(huán)狀的磁性體區(qū)域81H從長度方向中心線C1沿著垂直于長度方向中心線C1的方向、即線C2方向交替地排列的結(jié)構(gòu)。這里，電介質(zhì)區(qū)域81E是以長度方向中心線C1為中心軸的圓柱狀的載體基材70的區(qū)域，含有電介質(zhì)，磁性體區(qū)域81H是以長度方向中心線C1為中心軸，包圍電介質(zhì)區(qū)域81E的外側(cè)的圓環(huán)狀的載體基材70的區(qū)域，含有磁性體。另外，如下側(cè)的圖所示，電介質(zhì)區(qū)域81E位于框體23內(nèi)的高電場區(qū)域92，磁性體區(qū)域81H位于框體23內(nèi)的高磁場區(qū)域91。換句話說，以高磁場區(qū)域91位于磁性體區(qū)域81H并且高電場區(qū)域92位置電介質(zhì)區(qū)域81E的方式形成駐波。

在這種情況下，也可以獲得和圖7的實(shí)施例同樣的效果。

其次，參照圖16對于又另外一個實(shí)施例進(jìn)行說明。

圖16所示的又另外一個的實(shí)施例是將圖7所示的實(shí)施例和圖15所示的實(shí)施例組合起來的實(shí)施例。即，使磁性體區(qū)域81H及電介質(zhì)區(qū)域81E更加對應(yīng)于圖6及圖14所示的駐波的磁場成分SWH及電場成分SWE的三維的分布。

在圖6中，在看作是框體23內(nèi)的高磁場區(qū)域91的區(qū)域91a內(nèi)，實(shí)際上包含磁場強(qiáng)度低的區(qū)域。例如為在線C2的方向上從長度方向中心線C1離開規(guī)定距離的位置等。同樣地，在圖14中，在看作是框體23內(nèi)的高磁場區(qū)域91的區(qū)域91b內(nèi)，實(shí)際上包含磁場強(qiáng)度低的區(qū)域。例如，是在長度方向中心線C1的方向上離開規(guī)定距離的位置等。從而，在圖7及圖15所示的實(shí)施例的起動排氣凈化催化劑24中，大體上反映了駐波的磁場成分SWH及電場成分SWE的三維的分布，但是，不能說可以正確地反映了這種三維分布。但是，在圖16所示的實(shí)施例中，與圖7的實(shí)施例及圖15所示的實(shí)施例相比較，由于磁性體區(qū)域81H及電介質(zhì)區(qū)域81E的配置接近于駐波的磁場成分SWH及電場成分SWE的三維分布，所以，能夠更均勻地加熱起動排氣凈化催化劑。

其次，對于駐波的高磁場區(qū)域及高電場區(qū)域在框體23內(nèi)的位置的調(diào)整進(jìn)行說明。微波照射裝置50、框體23及起動排氣凈化催化劑24形成為使得駐波的高磁場區(qū)域及高電場區(qū)域分別位于起動排氣凈化催化劑24的磁性體區(qū)域及電介質(zhì)區(qū)域。但是，考慮當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)時間變長時，由于排氣中的水分及碳化氫(HC)，使得駐波的位置、即高磁場區(qū)域及高電場區(qū)域的位置偏離的情況。當(dāng)產(chǎn)生這種情況時，存在著起動排氣凈化催化劑24的磁性體區(qū)域及電介質(zhì)區(qū)域不能充分吸收微波，不能充分加熱，不能充分加熱起動排氣凈化催化劑24的擔(dān)憂。因此，利用下面所示的方法，防止高磁場區(qū)域及高電場區(qū)域的位置偏離。

圖17及圖18是表示框體內(nèi)的駐波的狀態(tài)的模式圖。下面，對于駐波的電場成分SW(下面，簡單地稱為駐波)進(jìn)行說明，對于磁場成分也是同樣的。圖17表示高電場區(qū)域92的位置與電介質(zhì)區(qū)域81E的位置重合、即沒有位置偏離的駐波SW1。圖18表示從駐波SW1的位置偏離的駐波SW2、即有位置偏離的駐波SW2的一個例子。

如圖17所示，在沒有位置偏離的駐波SW1中，利用微波振蕩器51計測的駐波的強(qiáng)度為ISW1。另一方面，如圖18所示，在有位置偏離的駐波SW2中，利用微波振蕩器51計測的駐波的強(qiáng)度為ISW2。如圖18所示，當(dāng)引起駐波的位置從駐波SW1的位置偏離的位置偏離時，駐波的強(qiáng)度ISW發(fā)生變化，其變化量ΔISW＝ISW2－ISW1。這時，為了修正駐波SW的位置偏離，即，為了使駐波的強(qiáng)度ISW2返回到強(qiáng)度ISW1，例如，考慮使從微波振蕩器51輸出的微波的頻率ω變化Δω的方法。這樣的頻率ω的變化量Δω，例如，作為微波頻率ω和駐波的強(qiáng)度變化量ΔISW的函數(shù)，以圖19所示的映射的形式存儲于電子控制裝置30的ROM32中。

圖20表示執(zhí)行包含對上述的位置偏離進(jìn)行修正的控制在內(nèi)的微波的照射控制的程序。該程序通過在每個預(yù)先設(shè)定的設(shè)定時間的中斷來行。參照圖20，在步驟200，利用溫度傳感器61計測起動排氣凈化催化劑24的溫度TS。在步驟201，判別溫度TS是否不足預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)溫度TSth。在溫度TS在基準(zhǔn)溫度TSth以上的情況下，結(jié)束控制程序。如果是在微波的照射中，這停止微波的照射。與此相對，在溫度TS在基準(zhǔn)溫度TSth以下的情況下，接著在步驟202利用微波照射裝置50向起動排氣凈化催化劑24照射微波，或者，繼續(xù)微波的照射。接著在步驟203，利用微波振蕩器51計測駐波的強(qiáng)度ISW2。接著在步驟204，從所計測的駐波的強(qiáng)度ISW2和沒有位置偏離的情況下的駐波的強(qiáng)度ISW1計算出變化量ΔISW。接著在步驟205，從當(dāng)前的微波的頻率ω和變化量ΔISW，參照圖19的映射，計算出變化量Δω，將微波的頻率ω變更成(ω+Δω)。

在又另外一個實(shí)施例中，代替使微波的頻率ω變化Δω，而是基于變化量ΔISW及微波的頻率ω，使微波的相位φ變化Δφ。這樣的相位φ的變化量Δφ，例如，作為微波的頻率ω和駐波的強(qiáng)度的變化量ΔISW的函數(shù)，以圖21所示的映射的形式存儲在電子控制裝置30的ROM32中。

在圖中未示出的又另外一個實(shí)施例中，同時使上述變化量Δω及Δφ變化。這樣的變化量(Δω、Δφ)例如作為微波的頻率ω和駐波的強(qiáng)度的變化量ΔISW的函數(shù)，以映射(圖中未示出)的形式存儲在電子控制裝置30的ROM32中。在圖中未示出的又另外一個實(shí)施例中，代替駐波的強(qiáng)度，而使用反射波的強(qiáng)度。

另外，在圖中未示出的又另外一個實(shí)施例中，使用上述駐波的高磁場區(qū)域及高電場區(qū)域的在框體23內(nèi)的位置的調(diào)整方法，將整個催化劑層82更均勻地加熱。如上述圖7所示，即使在高磁場區(qū)域91內(nèi)，由于在磁場強(qiáng)度IH中也有分布，所以，磁性體區(qū)域81H并不一定被均勻地加熱，在磁場強(qiáng)度IH的峰值處加熱最強(qiáng)。因此，在本實(shí)施例中，與位置偏離無關(guān)地使來自于微波振蕩器51的微波的頻率及相位變化，使在駐波的高磁場區(qū)域中的磁場強(qiáng)度IH的峰值在長度方向中心線C1方向的前后移動。借此，可以利用峰值的磁場強(qiáng)度在長度方向中心線C1方向上使催化劑層82的磁性體區(qū)域81H均勻地發(fā)熱，其結(jié)果是，可以在長度方向中心線C1方向上沒有遺漏地加熱磁性體區(qū)域81H上的催化劑層82。同樣地，通過使駐波的高電場區(qū)域中的電場強(qiáng)度的峰值在長度方向中心線C1方向的前后移動，可以在長度方向中心線C1方向上沒有遺漏地加熱電介質(zhì)區(qū)域81E上的催化劑層82。

另外，在圖中未示出的又另外一個實(shí)施例中，進(jìn)而，使用在上述駐波的高磁場區(qū)域及高電場區(qū)域的框體23內(nèi)的位置的調(diào)整方法，更均勻地加熱整個催化劑層82。首先，使來自于微波振蕩器51的微波的頻率及相位變化，沿著長度方向中心線C1使駐波的高磁場區(qū)域及高電場區(qū)域在起動排氣凈化催化劑24上移動。并且，利用微波振蕩器51計測駐波的強(qiáng)度ISW，檢測出有沒有駐波的強(qiáng)度ISW的變化不連續(xù)的部位。之所以有不連續(xù)的部位，被認(rèn)為是因?yàn)樵诖判泽w區(qū)域81H或電介質(zhì)區(qū)域81E中存在駐波的吸收量不連續(xù)地變大的部位。從而，在存在不連續(xù)部位的情況下，從根據(jù)這時的駐波的強(qiáng)度ISW預(yù)測的駐波的波形，推定出成為不連續(xù)部位的原因的磁性體區(qū)域81H中的吸收量大的部位或者電介質(zhì)區(qū)域81E中的吸收量大的部位。例如，在駐波的波形的高磁場區(qū)域和某個磁性體區(qū)域81H重疊的情況下，將該磁性體區(qū)域81H推定為駐波的吸收量大的部位。同樣地，在駐波的波形的高電場區(qū)域和某個電介質(zhì)區(qū)域81E重疊的情況下，將該電介質(zhì)區(qū)域81E推定為駐波的吸收量大的部位。在磁性體區(qū)域81H中的吸收量大的情況下，從圖3的磁性體的特性，認(rèn)為在該磁性體區(qū)域81H處的溫度低。從而，以使該磁性體區(qū)域81H中的磁場強(qiáng)度變大的方式控制頻率Δω及相位Δφ而移動駐波。另外，在電介質(zhì)區(qū)域81E中的吸收量大的情況下，根據(jù)圖4所示的電介質(zhì)的特性，認(rèn)為在該電介質(zhì)區(qū)域81E處的溫度高。從而，以使除去該電介質(zhì)區(qū)域81E之外的區(qū)域中的電場強(qiáng)度變大的方式控制頻率Δω及相位Δφ而移動駐波。

其次，參照圖22對于又另外一個實(shí)施例進(jìn)行說明。

圖22所示的又另外一個實(shí)施例，與圖5所示的實(shí)施例相比，在配置兩個微波照射裝置這一點(diǎn)上與圖5所示的實(shí)施例不同。下面，主要對于不同點(diǎn)進(jìn)行說明。

在圖22所示的又另外一個實(shí)施例中，不僅在排氣管21內(nèi)的起動排氣凈化裝置22的上游側(cè)配置微波照射裝置50，而且在排氣管21內(nèi)的起動排氣凈化裝置22的下游側(cè)也配置另外的微波照射裝置50a。

如圖22所示，另外的微波照射裝置50a將由微波振蕩器51a產(chǎn)生的另外的微波MW2(例如：另外的頻率2.45GHz±Δ)經(jīng)由傳輸回路52a從微波發(fā)射器53a向起動排氣凈化裝置22照射。另外的微波MW2從框體23的出口端23o向框體23進(jìn)入。另一方面，來自于微波照射裝置50的微波發(fā)射器53的微波MW1從框體23的入口端23i向框體23進(jìn)入。這樣一來，另外的微波MW2及其在框體23內(nèi)的反射波以及微波MW1以及其在框體23內(nèi)的反射波在框體23中疊加，在框體23內(nèi)形成駐波。

其次，對于在圖22所示的又另外一個實(shí)施例中的駐波的高磁場區(qū)域及高電場區(qū)域的在框體23內(nèi)的位置的調(diào)整進(jìn)行說明。與圖17及圖18的情況一樣，在由于排氣中的水分等而使高電場區(qū)域及高磁場區(qū)域的位置從正常的位置偏離的情況下，駐波的強(qiáng)度ISW的變化由微波照射裝置50及另外的微波照射裝置50a之中的至少一方進(jìn)行計測。從而，與圖17及圖18所示的情況同樣，基于利用微波照射裝置50及另外的微波照射裝置50a中的至少一方計測的駐波的強(qiáng)度ISW的變化量ΔISW，使微波照射裝置50及另外的微波照射裝置50a之中的至少一方的微波的頻率ω變化，由此，可以使駐波的強(qiáng)度ISW返回到正常的值?；蛘撸ㄟ^使微波照射裝置50及另外的微波照射裝置50a中的至少一方的微波的相位φ變化，可以使駐波的強(qiáng)度ISW返回到正常值。

在上述各個實(shí)施例中，微波照射裝置50的微波發(fā)射器53配置在排氣管21的起動排氣凈化裝置22的上游，磁性體區(qū)域81H和電介質(zhì)區(qū)域81E包含在起動排氣凈化催化劑24中。在圖中未示出的另外的實(shí)施例中，微波照射裝置50的微波發(fā)射器53配置在起動排氣凈化裝置22的下游并且在主排氣凈化裝置25的上游，在主排氣凈化催化劑27中含有磁性體區(qū)域81H及電介質(zhì)區(qū)域81E。例如，與圖3所示的情況同樣，在作為載體基材的排氣煙塵過濾器上或者內(nèi)部，形成磁性體區(qū)域81H和電介質(zhì)區(qū)域81E，在其上，作為催化劑物質(zhì)，載置NOx吸留還原催化劑。在這種情況下，也可以在主排氣凈化裝置25中獲得與上述各個實(shí)施例的情況同樣的效果。但是，在這種情況下，可以看作是配備有框體和排氣凈化催化劑的主排氣凈化裝置25和向排氣凈化催化劑照射微波的微波照射裝置50構(gòu)成內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)。

附圖標(biāo)記說明

21排氣管 23框體 24起動排氣凈化催化劑 50微波照射裝置