(57)【要約】  本発明の課題は、加熱効率が従来に比べてより良い触媒加熱装置及び加熱装置を提供することである。触媒加熱装置（１）は、照射部（１１）と、制御部（１０）とを備える。照射部（１１）は、アンテナ（２１）を有し、マイクロ波吸収性を有し気体を浄化する触媒装置（３）にアンテナ（２１）を介してマイクロ波を照射して触媒装置（３）を加熱する。制御部（１０）は、マイクロ波の周波数及びアンテナ（２１）の位置のうち少なくともいずれかを照射条件として照射部（１１）にマイクロ波を照射させ、照射条件を変更する機能を有する。
2018131579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナを有し、マイクロ波吸収性を有し気体を浄化する触媒装置に前記アンテナを介してマイクロ波を照射して前記触媒装置を加熱する照射部と、
前記マイクロ波の周波数及び前記アンテナの位置のうち少なくともいずれかを照射条件として前記照射部に前記マイクロ波を照射させ前記照射条件を変更する機能を有する制御部とを備える
ことを特徴とする触媒加熱装置。
【請求項２】
前記照射部から照射される前記マイクロ波の送信電力を検出する第１マイクロ波検出部と、
前記マイクロ波のうち前記触媒装置に吸収されていない未吸収マイクロ波を受信した場合の前記未吸収マイクロ波の受信電力を検出する第２マイクロ波検出部とを、さらに備え、
前記制御部は、前記送信電力と前記受信電力とに基づいて、前記照射条件を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の触媒加熱装置。
【請求項３】
前記送信電力と前記受信電力との比を求めて、求めた前記比に対応する前記触媒装置の温度を推定する温度推定部を、さらに備え、
前記制御部は、
前記温度推定部で推定された前記温度に応じて、前記照射条件を変更する
ことを特徴とする請求項２に記載の触媒加熱装置。
【請求項４】
複数の前記照射条件の各々について、前記送信電力と前記受信電力との比と、前記触媒装置の温度とを対応付けて記憶する記憶部を、さらに備え、
前記温度推定部は、求めた前記比に対応する前記触媒装置の温度を前記記憶部を用いて推定する
ことを特徴とする請求項３に記載の触媒加熱装置。
【請求項５】
前記照射条件は、前記マイクロ波の周波数であり、
前記記憶部は、複数の前記周波数の各々について、前記送信電力と前記受信電力との比と、前記触媒装置の温度とを対応付けて記憶しており、
前記温度推定部は、複数の前記周波数の各々について前記触媒装置の温度を前記記憶部から求めて、複数の前記周波数に対して求められた複数の前記温度を用いて、前記触媒装置の温度を推定する
ことを特徴とする請求項４に記載の触媒加熱装置。
【請求項６】
前記記憶部で記憶している前記温度を補正するキャリブレーション部を、さらに備え、
前記照射部は、前記触媒装置の温度が所定の温度である場合に補正用マイクロ波を照射し、
前記第１マイクロ波検出部は、前記補正用マイクロ波を照射する際の前記補正用マイクロ波の送信電力を検出し、
前記第２マイクロ波検出部は、前記補正用マイクロ波のうち前記触媒装置に吸収されていない未吸収補正用マイクロ波を受信した際の前記未吸収補正用マイクロ波の受信電力を検出し、
前記温度推定部は、前記補正用マイクロ波の前記送信電力と前記未吸収補正用マイクロ波の受信電力との比に対応する前記触媒装置の温度を前記記憶部を用いて推定し、
前記キャリブレーション部は、前記温度推定部で推定された温度と前記所定の温度とから補正値を決定し、前記補正値を用いて前記記憶部で記憶されている前記温度を補正する
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の触媒加熱装置。
【請求項７】
前記マイクロ波に対する前記未吸収マイクロ波の位相を検出する位相検出部を、さらに備え、
前記記憶部において、前記温度には、さらに前記未吸収マイクロ波の位相が対応付けられており、
前記温度推定部は、前記マイクロ波の前記送信電力と前記未吸収マイクロ波の前記受信電力との比に対応し、かつ前記未吸収マイクロ波の位相に対応する前記触媒装置の温度を前記記憶部から推定する
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の触媒加熱装置。
【請求項８】
前記アンテナとしての第１アンテナとは異なり、前記未吸収マイクロ波を受信する第２アンテナを、さらに備え、
前記第２マイクロ波検出部は、前記第２アンテナで受信した前記未吸収マイクロ波の電力を検出する
ことを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載の触媒加熱装置。
【請求項９】
前記触媒装置は、筒形状で形成されており、
前記触媒装置の表面、又は内部には、温度により物理定数が変化するマイクロ波吸収体が設けられており、
前記照射部は、前記マイクロ波吸収体を備える前記触媒装置に前記マイクロ波を照射する
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の触媒加熱装置。
【請求項１０】
アンテナを有し、マイクロ波吸収性を有し気体を浄化する触媒装置に前記アンテナを介してマイクロ波を照射して前記触媒装置を加熱する複数の照射部と、
前記マイクロ波の周波数、前記マイクロ波の位相及び前記アンテナの位置のうち少なくともいずれかを照射条件として前記複数の照射部に前記マイクロ波を照射させ、前記照射条件を変更する機能を有する制御部とを備える
ことを特徴とする触媒加熱装置。
【請求項１１】
前記照射条件には、前記マイクロ波の位相が含まれており、
前記制御部は、前記位相が互いに異なるように前記複数の照射部のそれぞれの前記照射条件を変更し、
同一の周波数であって互いに異なる位相のマイクロ波を照射するように、前記複数の照射部を制御する
ことを特徴とする請求項１０に記載の触媒加熱装置。
【請求項１２】
前記複数の照射部と一対一に対応付けられ、前記複数の照射部のうち対応付けられた照射部から照射される前記マイクロ波の送信電力を検出する複数の第１マイクロ波検出部と、
前記複数の照射部と一対一に対応付けられ、対応付けられた前記照射部から照射された前記マイクロ波のうち前記触媒装置に吸収されていない未吸収マイクロ波を受信した場合の前記未吸収マイクロ波の受信電力を検出する複数の第２マイクロ波検出部とを、さらに備え、
前記制御部は、前記複数の第１マイクロ波検出部の各々で検出された前記送信電力と前記複数の第２マイクロ波検出部の各々で検出された前記受信電力とに基づいて、前記照射条件を変更する
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の触媒加熱装置。
【請求項１３】
前記複数の第１マイクロ波検出部で検出された複数の前記送信電力と前記複数の第２マイクロ波検出部で検出された複数の前記受信電力とに基づいて前記触媒装置の温度を推定する温度推定部を、さらに備え、
前記制御部は、
前記温度推定部で推定された前記温度に応じて、前記照射条件を変更する
ことを特徴とする請求項１２に記載の触媒加熱装置。
【請求項１４】
複数の前記照射条件の各々について、前記送信電力と前記受信電力との比と、前記触媒装置の温度とを対応付けて記憶する記憶部を、さらに備え、
前記温度推定部は、
前記複数の照射部の各々について前記送信電力と前記受信電力との比を求めて、求めた前記比ごとに当該比に対応する前記触媒装置の温度を前記記憶部から取得し、取得した複数の前記温度を用いて、前記触媒装置の温度を推定する
ことを特徴とする請求項１３に記載の触媒加熱装置。
【請求項１５】
複数の前記照射条件の各々について、前記複数の第１マイクロ波検出部から検出された複数の前記送信電力の総和である総送信電力と、前記複数の第２マイクロ波検出部から検出された複数の前記受信電力の総和である総受信電力との比と、前記触媒装置の温度とを対応付けて記憶する記憶部を、さらに備え、
前記温度推定部は、
前記複数の第１マイクロ波検出部から検出された複数の前記送信電力の総和である前記総送信電力と、前記複数の第２マイクロ波検出部から検出された複数の前記受信電力の総和である前記総受信電力との比を求めて、求めた前記比に対応する前記触媒装置の温度を前記記憶部から推定する
ことを特徴とする請求項１３に記載の触媒加熱装置。
【請求項１６】
前記照射条件は、前記マイクロ波の周波数であり、
前記記憶部は、複数の前記周波数の各々について、前記送信電力と前記受信電力との比と、前記触媒装置の温度とを対応付けて記憶しており、
前記温度推定部は、複数の前記周波数の各々について前記触媒装置の温度を前記記憶部から求めて、前記複数の周波数に対して求められた複数の前記温度を用いて、前記触媒装置の温度を推定する
ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の触媒加熱装置。
【請求項１７】
前記記憶部で記憶している前記温度を補正するキャリブレーション部を、さらに備え、
前記複数の照射部は、前記触媒装置の温度が所定の温度である場合に補正用マイクロ波を照射し、
前記複数の第１マイクロ波検出部は、前記補正用マイクロ波を照射する際の前記補正用マイクロ波の送信電力を検出し、
前記複数の第２マイクロ波検出部は、前記補正用マイクロ波のうち前記触媒装置に吸収されていない未吸収補正用マイクロ波を受信した際の前記未吸収補正用マイクロ波の受信電力を検出し、
前記温度推定部は、前記補正用マイクロ波の前記送信電力と前記未吸収補正用マイクロ波の受信電力との比に対応する前記触媒装置の温度を前記記憶部を用いて推定し、
前記キャリブレーション部は、前記温度推定部で推定された温度と前記所定の温度とから補正値を決定し、前記補正値を用いて前記記憶部で記憶されている前記温度を補正する
ことを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の触媒加熱装置。
【請求項１８】
前記マイクロ波に対する前記未吸収マイクロ波の位相を検出する位相検出部を、さらに備え、
前記記憶部において、前記温度には、さらに前記未吸収マイクロ波の位相が対応付けられており、
前記温度推定部は、前記マイクロ波の前記送信電力と前記未吸収マイクロ波の前記受信電力との比に対応し、かつ前記未吸収マイクロ波の位相に対応する前記触媒装置の温度を前記記憶部から推定する
ことを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の触媒加熱装置。
【請求項１９】
前記複数のアンテナとしての複数の第１アンテナとは異なり、前記未吸収マイクロ波を受信する複数の第２アンテナを、さらに備え、
前記複数の第２マイクロ波検出部は、前記複数の第２アンテナのうち対応する第２アンテナで受信した前記未吸収マイクロ波の電力を検出する
ことを特徴とする請求項１２〜１８のいずれか一項に記載の触媒加熱装置。
【請求項２０】
前記触媒装置は、筒形状で形成されており、
前記触媒装置の表面、又は内部には、温度により物理定数が変化するマイクロ波吸収体が設けられており、
前記複数の照射部は、前記マイクロ波吸収体を備える前記触媒装置に前記マイクロ波を照射する
ことを特徴とする請求項１０〜１９のいずれか一項に記載の触媒加熱装置。
【請求項２１】
アンテナを有し、加熱対象である被加熱物に前記アンテナを介してマイクロ波を照射して前記被加熱物を加熱する照射部と、
前記マイクロ波の周波数及び前記アンテナの位置のうち少なくともいずれかを照射条件として前記照射部に前記マイクロ波を照射させ、前記照射条件を変更する機能を有する制御部と、
前記照射部から照射される前記マイクロ波の送信電力を検出する第１マイクロ波検出部と、
前記マイクロ波のうち前記被加熱物に吸収されていない未吸収マイクロ波を受信した場合の前記未吸収マイクロ波の受信電力を検出する第２マイクロ波検出部とを備え、
前記制御部は、前記送信電力と前記受信電力とに基づいて、前記照射条件を変更する
ことを特徴とする加熱装置。
【請求項２２】
アンテナを有し、加熱対象である被加熱物に前記アンテナを介してマイクロ波を照射して前記被加熱物を加熱する複数の照射部と、
前記マイクロ波の周波数、前記マイクロ波の位相及び前記アンテナの位置のうち少なくともいずれかを照射条件として前記複数の照射部に前記マイクロ波を照射させ、前記照射条件を変更する機能を有する制御部とを備える
ことを特徴とする加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒加熱装置及び加熱装置に関し、より詳細には、触媒装置をマイクロ波で加熱する触媒加熱装置及び被加熱物をマイクロ波で加熱する加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に備えられて、排気ガスを浄化する浄化手段（触媒装置）を加熱して、触媒装置の温度を排気ガスの浄化を行うために適した温度にするための装置がある（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
特許文献１で記載された装置は、電波吸収部材（マイクロ波吸収体）を有する浄化手段（触媒装置）に一定の周波数のマイクロ波を照射して、浄化手段を加熱する。【０００４】
一定の周波数のマイクロ波を照射して浄化手段（触媒装置）又は非加熱物を加熱した場合、触媒装置又は非加熱物の温度がある温度を超えると、以後の温度上昇は鈍くなり、加熱効率が悪くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−３５３２０８号公報
【発明の概要】
【０００６】
そこで、本発明は上記事由に鑑みてなされており、加熱効率が従来に比べてより良い触媒加熱装置及び加熱装置を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明の一態様に係る触媒加熱装置は、照射部と、制御部とを備える。前記照射部は、アンテナを有し、マイクロ波吸収性を有し気体を浄化する触媒装置に前記アンテナを介してマイクロ波を照射して前記触媒装置を加熱する。前記制御部は、前記マイクロ波の周波数及び前記アンテナの位置のうち少なくともいずれかを照射条件として前記照射部に前記マイクロ波を照射させ前記照射条件を変更する機能を有する。
【０００８】
本発明の一態様に係る触媒加熱装置は、複数の照射部と、制御部とを備える。前記複数の照射部は、アンテナを有し、マイクロ波吸収性を有し気体を浄化する触媒装置に前記アンテナを介してマイクロ波を照射して前記触媒装置を加熱する。前記制御部は、前記マイクロ波の周波数、前記マイクロ波の位相及び前記アンテナの位置のうち少なくともいずれかを照射条件として前記照射部に前記マイクロ波を照射させ、前記照射条件を変更する機能を有する。
【０００９】
本発明の一態様に係る加熱装置は、照射部と、制御部と、第１マイクロ波検出部と、第２マイクロ波検出部とを備える。前記照射部は、アンテナを有し、加熱対象である被加熱物に前記アンテナを介してマイクロ波を照射して前記被加熱物を加熱する。前記制御部は、前記マイクロ波の周波数及び前記アンテナの位置のうち少なくともいずれかを照射条件として前記照射部に前記マイクロ波を照射させ、前記照射条件を変更する機能を有する。前記第１マイクロ波検出部は、前記照射部から照射される前記マイクロ波の送信電力を検出する。前記第２マイクロ波検出部は、前記マイクロ波のうち前記非加熱物に吸収されていない未吸収マイクロ波を受信した場合の前記未吸収マイクロ波の受信電力を検出する。前記制御部は、前記送信電力と前記受信電力とに基づいて、前記照射条件を変更する。
【００１０】
本発明の一態様に係る加熱装置は、複数の照射部と、制御部とを備える。前記複数の照射部は、アンテナを有し、加熱対象である被加熱物に前記アンテナを介してマイクロ波を照射して前記被加熱物を加熱する。前記制御部は、前記マイクロ波の周波数、前記マイクロ波の位相及び前記アンテナの位置のうち少なくともいずれかを照射条件として前記照射部に前記マイクロ波を照射させ、前記照射条件を変更する機能を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態１の触媒加熱装置の構成を説明する図である。
【図２】図２は、同上の触媒加熱装置が備える照射部及び検出部の構成を説明する図である。
【図３】図３は、同上の触媒加熱装置から照射されるマイクロ波のリターンロスと、触媒装置の温度との関係を説明する図である。
【図４】図４は、実施形態２の触媒加熱装置の構成を説明する図である。
【図５】図５は、同上の触媒加熱装置が備える複数の照射部及び複数の検出部の構成を説明する図である。
【図６】図６は、実施形態３の触媒加熱装置の構成を説明する図である。
【図７】図７は、実施形態４の触媒加熱装置の構成を説明する図である。
【図８】図８は、実施形態５の触媒加熱装置の構成を説明する図である。
【図９】図９は、実施形態６の触媒加熱装置の構成を説明する図である。
【図１０】図１０Ａ、図１０Ｂは、実施形態７の加熱装置の構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に説明する各実施形態及び変形例は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、各実施形態及び変形例に限定されない。これらの実施形態及び変形例以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００１３】
（実施形態１）
本実施形態の触媒加熱装置１について、図１〜図３を用いて説明する。
【００１４】
触媒加熱装置１は、排気ガスを外部に放出する車両に取り付けられたキャビティ２の内部に配置された触媒装置３にマイクロ波を照射して、触媒装置３を加熱する装置である。触媒装置３は、円筒形状に形成されており、排気ガスを浄化する。触媒装置３は、多数の貫通孔を有するハニカム構造で形成されたセラミックと、マイクロ波吸収体３ａと、触媒とを有している。マイクロ波吸収体３ａは、例えば、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）を材料として生成されており、触媒加熱装置１から照射されたマイクロ波を吸収し、発熱する。触媒は、排気ガスを浄化する。マイクロ波吸収体３ａ及び触媒は、ハニカム構造の各穴においてマイクロ波吸収体３ａ、触媒の順に塗布されている。触媒装置３では、マイクロ波吸収体３ａがマイクロ波を吸収することで発熱され、触媒が加熱される。触媒の温度が高くなると、排気ガスの浄化が促進される。なお、触媒装置３の形状は、円筒形状に限定されない。触媒装置３の形状は、筒形状であればよく、例えば多角形の筒形状であってもよい。
【００１５】
触媒加熱装置１は、マイクロ波の周波数を照射条件として、照射条件を変更する機能を有している。触媒加熱装置１は、周波数ｆａのマイクロ波を照射している場合に照射条件を変更する条件（変更条件）を満たすときには、マイクロ波の周波数を周波数ｆａから周波数ｆｂに変更して照射を行う。
【００１６】
触媒加熱装置１は、図１に示すように、制御部１０、照射部１１、検出部１２、記憶部１３及び温度推定部１４を備える。
【００１７】
制御部１０は、マイクロ波の照射に係る制御を行う。制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリを主構成とするマイクロコンピュータにて構成されている。言い換えれば、制御部１０は、ＣＰＵ及びメモリを有するコンピュータにて実現されており、ＣＰＵがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、コンピュータが制御部１０として機能する。プログラムは、ここでは制御部１０のメモリに予め記録されているが、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の記録媒体に記録されて提供されてもよい。
【００１８】
制御部１０は、上述した照射条件を変更する機能を有している。例えば、制御部１０は、触媒装置３の温度に応じて照射条件を変更する。照射条件をマイクロ波の周波数とする場合には、制御部１０は、当該機能により複数の周波数のマイクロ波から選択したいずれかの周波数のマイクロ波で照射部１１に照射させる制御を行う。
【００１９】
照射部１１は、生成部２０とアンテナ２１とを有しており、触媒装置３にアンテナ２１を介してマイクロ波を照射して触媒装置３を加熱する。生成部２０は、発振器２２とマイクロ波出力部２３とを有している。
【００２０】
発振器２２は、半導体式マイクロ波発振器であり、制御部１０の指示に応じた周波数のマイクロ波の基になる信号を発振する。
【００２１】
マイクロ波出力部２３は、図２に示すように、位相制御部２４と利得制御部２５とを有している。位相制御部２４は、例えば直交変調回路で構成されており、制御部１０の指示により発振器２２で発振された信号の位相の変更を行う。利得制御部２５は、発振器２２で発振された信号に対して利得（ゲイン）調整を行う。
【００２２】
アンテナ２１は、生成部２０から受け取った信号をマイクロ波として触媒装置３に照射する。アンテナ２１は、照射したマイクロ波の反射波、つまり触媒装置３で吸収されていないマイクロ波（未吸収マイクロ波）を受信する。
【００２３】
検出部１２は、図２に示すように、サーキュレータ３２、第１方向性結合器３３、検波部３４、第２方向性結合器３５及び終端抵抗Ｒを有している。
【００２４】
サーキュレータ３２は、マイクロ波出力部２３から信号を受け取った場合には受け取った信号をアンテナ２１へ出力する。アンテナ２１から信号を受け取った場合には受け取った信号を終端抵抗Ｒへ出力する。第１方向性結合器３３及び第２方向性結合器３５は、信号の一部を分岐させる。
【００２５】
検波部３４は、第１方向性結合器３３で分岐された一部の信号を用いてアンテナ２１から照射されるマイクロ波の送信電力を検出する。検波部３４は、第２方向性結合器３５で分岐された一部の信号を用いてアンテナ２１が受信したマイクロ波（反射波）の受信電力を検出する。
【００２６】
図１に示す出力波検出部３０（第１マイクロ波検出部）は、第１方向性結合器３３と検波部３４とを含んで構成される。図１に示す反射波検出部３１（第２マイクロ波検出部）は、第２方向性結合器３５と検波部３４とを含んで構成される。
【００２７】
記憶部１３は、照射に用いる複数の周波数の各々について、送信電力［Ｗ］と受信電力［Ｗ］との比と、触媒装置３の温度とを対応付けた温度テーブルを記憶している。本実施形態では、送信電力［Ｗ］と受信電力［Ｗ］との比として、マイクロ波のリターンロスを適用する。リターンロスは、数式“リターンロス［ｄｂ］＝１０＊Ｌｏｇ（受信電力／送信電力）”で求められる。リターンロスは、受信電力と送信電力との比を対数にしたものなので、通常は負の値になる。リターンロスが大きいほど、触媒装置３で吸収されるエネルギーが小さい。逆に、リターンロスが小さいほど、触媒装置３で吸収されるエネルギーが大きい。なお、リターンロスを求める際の受信電力は、触媒装置３で反射したマイクロ波の受信電力の場合もあれば、触媒装置３を透過したマイクロ波の受信電力の場合もあり得る。ある一定の周波数のマイクロ波を照射した場合、触媒装置３の温度が低いときには触媒装置３はマイクロ波を吸収しやすい。触媒装置３の温度がある温度を超えると触媒装置３はマイクロ波を吸収しにくくなる。つまり、触媒装置３の温度が上昇するにつれてマイクロ波のリターンロスは大きくなり（０に近づく）、所定の温度を超えるとリターンロスはほぼ一定になるという温度とリターンロスとの関係性がある（図３参照）。記憶部１３は、この関係性を表す温度テーブルを周波数ごとに記憶している。周波数が異なれば、送信電力と受信電力との比が同一（リターンロスが同一の値）であっても対応付けられる温度は異なる。例えば、周波数ｆａのマイクロ波についてのリターンロスの値“ｍ（＜０）”には温度“３０度”が対応付けられるが、周波数ｆｂのマイクロ波についてのリターンロスの値“ｍ”には温度“１３０度”が対応付けられる。要するに、周波数ごとに推測可能な温度の範囲が異なる。そこで、記憶部１３は、周波数ごとに、マイクロ波のリターンロスと、触媒装置３の温度とを対応付けた温度テーブルを有している。
【００２８】
温度推定部１４は、出力波検出部３０から送信電力を、反射波検出部３１から受信電力を受け取ると、上述した数式でマイクロ波のリターンロス（送信電力と受信電力との比）を求め、求めたリターンロスに対応する温度を記憶部１３を用いて推定する。具体的には、照射されたマイクロ波の周波数に対応する温度テーブルを用いて、求めたリターンロスに応じた温度を取得する。この場合、制御部１０では、温度推定部１４で推定された温度を基に、照射条件を変更するか否か、つまり周波数を変更するか否かを判断し、判断結果に応じて照射部１１を制御する。
【００２９】
次に、触媒加熱装置１の動作について、説明する。
【００３０】
まず、制御部１０は、一の周波数（例えば、周波数ｆａ）のマイクロ波を照射するように照射部１１を制御する。
【００３１】
照射部１１の発振器２２は、制御部１０によって指示された周波数の信号を発振する。マイクロ波出力部２３は、発振された信号に対してゲイン調整等を行い、アンテナ２１を介して制御部１０で指示された周波数のマイクロ波を触媒装置３へ照射する。出力波検出部３０は、マイクロ波を送信する際のマイクロ波の送信電力を検出する。
【００３２】
アンテナ２１は、照射したマイクロ波に対する反射波を受信する。反射波検出部３１は、反射波を受信した際の反射波の受信電力を検出する。
【００３３】
温度推定部１４は、出力波検出部３０で検出された送信電力と反射波検出部３１で検出された受信電力とから上述した数式を用いてマイクロ波のリターンロスを求める。温度推定部１４は、求めたリターンロスに応じた温度を、制御部１０によって指示された周波数に対する温度テーブルを用いて推定する。
【００３４】
制御部１０は、推定された温度（推定温度）が、予め設定された閾値（第１閾値）以上であるか否かを判断する。ここで、触媒装置３が排気ガスを浄化するための十分な温度が第１閾値として設定される。
【００３５】
推定温度が第１閾値以上であると判断する場合には、制御部１０は、マイクロ波の照射を停止する。
【００３６】
推定温度が第１閾値より低いと判断する場合には、制御部１０は、照射するマイクロ波の周波数を変更するか否かを判断する。具体的には、制御部１０は、推定温度が制御部１０によって指示された周波数に対して設定された閾値（第２閾値）以上であるか否かを判断する。なお、第２閾値は、周波数ごとに異なっている。
【００３７】
推定温度が第２閾値以上であると判断する場合、つまり周波数を変更すると判断する場合には、制御部１０は、照射するマイクロ波の周波数を変更する。例えばマイクロ波の周波数を周波数ｆａから周波数ｆｂに変更する。制御部１０は、変更した周波数でマイクロ波を照射するよう照射部１１を制御する。ここで、周波数ｆｂは、周波数ｆａよりも高い周波数である。
【００３８】
推定温度が第２閾値より低い場合、つまり周波数を変更しないと判断する場合には、制御部１０は、照射するマイクロ波の周波数の変更は行わない。制御部１０は、同一の周波数でマイクロ波を照射するよう照射部１１を制御する。
【００３９】
触媒加熱装置１は、推定温度が第１閾値以上となるまで、上述した動作を繰り返す。
【００４０】
上述したように、記憶部１３は、温度推定部１４で温度推定が可能な温度の範囲が周波数ごとに異なっている。例えば、周波数ｆａのマイクロ波では１００度までの温度が、周波数ｆｂでは１００〜２００度の温度が、それぞれ推定可能であるとする。この場合、触媒加熱装置１は、１００度までの温度推定には、周波数ｆａのマイクロ波を用いて、１００〜２００度までの温度推定には、周波数ｆｂのマイクロ波を用いる。
【００４１】
なお、周波数ごとの温度テーブルの各々において、当該温度テーブルで推定可能な温度の範囲の直前の範囲である温度テーブル、及び直後の範囲である温度テーブルの各々と温度が一部重複してもよい。例えば、周波数ｆａの温度テーブル（第１温度テーブル）と周波数ｆｂの温度テーブル（第２温度テーブル）とにおいて、第１温度テーブルで推定可能な温度範囲を０〜１００度とし、第２温度テーブルで推定可能な温度範囲を９０〜２００度としてもよい。このとき、制御部１０は、重複する範囲（９０〜１００度）では、周波数ｆａのマイクロ波の照射と、周波数ｆｂのマイクロ波の照射とを交互に行うよう照射部１１を制御する。温度推定部１４は、周波数ｆａ，ｆｂの各々に対する温度を推定し、推定した周波数ｆａに対する温度及び周波数ｆｂに対する温度のうち最大の温度を温度推定とする。なお、温度推定部１４は、周波数ｆａに対する温度及び周波数ｆｂに対する温度の平均値、または代表値を推定温度としてもよい。または、温度推定部１４は、推定した周波数ｆａに対する温度及び周波数ｆｂに対する温度のうち最小の温度を温度推定としてもよい。
【００４２】
触媒装置３の温度を上昇させる際に、温度の範囲ごとに最適な周波数がある。例えば、上述したように、１００度までの温度変化には周波数ｆａが、１００〜２００度の温度変化には周波数ｆｂが、それぞれ最適な周波数となっている。そこで、触媒装置３に照射するマイクロ波の周波数を切り替えることで、加熱効率を高めることができる。また、触媒装置３の温度を推定し、推定した温度（推定温度）に応じてマイクロ波の周波数を切り替えることで、加熱効率の向上を実現することができる。
【００４３】
本実施形態において、触媒加熱装置１は、マイクロ波の周波数を照射条件として照射条件を変更、つまり照射するマイクロ波の周波数の変更を行う構成としたが、この構成に限定されない。アンテナ２１の位置を照射条件としてアンテナ２１の位置を変更してもよい。例えば、照射部１１は、複数のアンテナを有しており、複数のアンテナのうち使用対象のアンテナを一のアンテナから他のアンテナへと切り替えてマイクロ波の照射方向、照射距離を変更してもよい。この場合、複数のアンテナは、キャビティ２の内部に配置されていればよく、配置位置は特に規定されない。または、アンテナ２１の位置を照射条件として当該照射条件の変更を１つのアンテナ２１でビームフォーミングを行ってもよい。この場合においても、触媒装置３の加熱効率を高めることができる。
【００４４】
要するに、触媒加熱装置１は、マイクロ波の周波数及びアンテナ２１の位置の少なくとも１つの照射条件として照射条件を変更する機能を有していればよい。
【００４５】
本実施形態において、温度推定部１４は、温度推定を行う際には、１つの周波数に対する温度テーブルで温度を推定する構成であったが、この構成に限定されない。温度推定部１４は、温度推定を行う際には、複数の周波数の各々の温度テーブルで温度を推定してもよい。例えば、周波数が周波数ｆａであるマイクロ波を照射されている場合に、温度推定部１４が周波数ｆａに対する温度テーブルから温度（第１温度）を推定すると、制御部１０は、周波数を周波数ｆａから周波数ｆｂに切り替えて、周波数ｆｂのマイクロ波を照射する。温度推定部１４は、周波数ｆｂに対する温度テーブルから温度（第２温度）を推定し、第１温度と第２温度のうち高い温度を推定温度とする。なお、推定温度は、取得した複数の温度の平均値又は最小値であってもよい。なお、複数の周波数に対する温度の取得方法は、上述した方法に限定されない。推定温度を求める際に、複数の周波数に対して温度をそれぞれ推定できる方法であればよい。例えば、触媒加熱装置１は、マイクロ波の周波数を所定の周期で変更してもよい。複数の周波数の各々について温度推定を行うので、温度推定の精度を高めることができる。
【００４６】
本実施形態では、マイクロ波の周波数の切り替えは、推定された触媒装置３の温度に基づいて行われる構成としたが、この構成に限定されない。マイクロ波の周波数の切り替えは、マイクロ波のリターンロス（送信電力と受信電力との比）に基づいて行われてもよい。例えばリターンロスの値が所定値以上となった場合に、マイクロ波の周波数の切り替えが行われる。
【００４７】
本実施形態では、触媒と、マイクロ波吸収体３ａとを別体とする構成としたが、この構成に限定されない。セラミックには、マイクロ波吸収性を有する触媒が塗布されてもよい。つまり、触媒装置３がマイクロ波吸収性を有していればよい。
【００４８】
（実施形態２）
本実施形態の触媒加熱装置１Ａについて、図４，５を用いて説明する。
【００４９】
本実施形態の触媒加熱装置１Ａは、複数の照射部１１、複数の検出部１２を有する点が実施形態１の触媒加熱装置１とは異なる。以下、本実施形態では、実施形態１と異なる点を中心に説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００５０】
本実施形態の触媒加熱装置１Ａは、制御部１０、複数の照射部１１（ここでは、２つの照射部１１）、複数の検出部１２（ここでは、２つの検出部１２）、記憶部１３及び温度推定部１４を備える。なお、２つの照射部１１を区別する場合には、照射部１１ａ、照射部１１ｂと記載する。２つの検出部１２を区別する場合には、検出部１２ａ、検出部１２ｂと記載する。複数の照射部１１には、複数の検出部１２が一対一に設けられている。本実施形態では、照射部１１ａには検出部１２ａが、照射部１１ｂには検出部１２ｂが、それぞれ設けられている。
【００５１】
制御部１０は、実施形態１と同様に、照射条件を変更する機能を有している。制御部１０は、当該機能により、複数の周波数のマイクロ波から選択されたいずれかの周波数のマイクロ波で複数の照射部１１に照射させる制御を行う。
【００５２】
照射部１１ａは、生成部２０ａとアンテナ２１ａとを有しており、触媒装置３にアンテナ２１ａを介してマイクロ波を照射して触媒装置３を加熱する。生成部２０ａは、発振器２２とマイクロ波出力部２３ａとを有している。
【００５３】
照射部１１ｂは、生成部２０ｂとアンテナ２１ｂとを有しており、触媒装置３にアンテナ２１ｂを介してマイクロ波を照射して触媒装置３を加熱する。生成部２０ｂは、発振器２２とマイクロ波出力部２３ｂとを有している。つまり、照射部１１ａと照射部１１ｂとでは、発振器２２を共通の構成要素として有している。
【００５４】
マイクロ波出力部２３ａは、図５に示すように、位相制御部２４ａと利得制御部２５ａとを有している。マイクロ波出力部２３ｂは、図５に示すように、位相制御部２４ｂと利得制御部２５ｂとを有している。なお、位相制御部２４ａ，２４ｂは実施形態１の位相制御部２４と、利得制御部２５ａ，２５ｂは実施形態１の利得制御部２５と、それぞれ同様の機能を有しているので、ここでの説明は省略する。
【００５５】
検出部１２ａは、図５に示すように、サーキュレータ３２ａ、第１方向性結合器３３ａ、検波部３４ａ、第２方向性結合器３５ａ及び終端抵抗Ｒａを有している。検出部１２ｂは、図５に示すように、サーキュレータ３２ｂ、第１方向性結合器３３ｂ、検波部３４ｂ、第２方向性結合器３５ｂ及び終端抵抗Ｒｂを有している。なお、サーキュレータ３２ａ、３２ｂは、実施形態１のサーキュレータ３２と同様の機能を、第１方向性結合器３３ａ，３３ｂは、実施形態１の第１方向性結合器３３と同様の機能を、それぞれ有しているので、ここでの説明は省略する。検波部３４ａ，３４ｂは、実施形態１の検波部３４と同様の機能を、第２方向性結合器３５ａ，３５ｂは、実施形態１の第２方向性結合器３５と同様の機能を、それぞれ有しているので、ここでの説明は省略する。
【００５６】
ここで、出力波検出部３０ａ（第１マイクロ波検出部）は、第１方向性結合器３３ａと検波部３４ａとを含んで構成され、反射波検出部３１ａ（第２マイクロ波検出部）は、第２方向性結合器３５ａと検波部３４ａとを含んで構成される。出力波検出部３０ｂは、第１方向性結合器３３ｂと検波部３４ｂとを含んで構成され、反射波検出部３１ｂは、第２方向性結合器３５ｂと検波部３４ｂとを含んで構成される。
【００５７】
本実施形態の記憶部１３は、周波数とアンテナとの組み合わせごと、言い換えると周波数とアンテナの位置の組み合わせごとに、温度テーブルを記憶している。本実施形態の温度テーブルは、温度に、対応するアンテナでのリターンロス（送信電力と受信電力との比）が対応付けられている。
【００５８】
本実施形態の温度推定部１４は、検出部１２ａから受け取った送信電力と受信電力との比に基づいて、つまり検出部１２ａから受け取った送信電力と受信電力との比から得られるリターンロスに基づいて第１推定温度を記憶部１３を用いて推定する。温度推定部１４は、検出部１２ｂから受け取った送信電力と受信電力との比に基づいて、つまり検出部１２ｂから受け取った送信電力と受信電力との比から得られるリターンロスに基づいて第２推定温度を記憶部１３から推定する。温度推定部１４は、第１推定温度及び第２推定温度のうち最大温度を推定温度とする。このとき、制御部１０では、温度推定部１４で推定された推定温度を基に、照射条件を変更するか否か、つまり周波数を変更するか否かを判断し、判断結果に応じて照射部１１を制御する。
【００５９】
なお、温度推定部１４は、記憶部１３から取得した複数の温度から最大の温度を推定温度として推定したが、推定方法はこれに限定されない。温度推定部１４は、記憶部１３から取得した複数の温度の平均値又は最小値を推定温度として推定してもよい。
【００６０】
本実施形態では、１つの発振器２２を、複数の照射部１１ａ，１１ｂの構成要素に含める構成としたが、この構成に限定されない。複数の照射部１１ａ，１１ｂのそれぞれに、個別の発振器を備える構成であってもよい。
【００６１】
本実施形態において、マイクロ波出力部２３ａは位相制御部２４ａを、マイクロ波出力部２３ｂは位相制御部２４ｂを、それぞれ有している。そこで、制御部１０は、マイクロ波出力部２３ａから出力されるマイクロ波の位相と、マイクロ波出力部２３ｂから出力されるマイクロ波の位相とが異なるように、照射部１１ａ，１１ｂを制御することが好ましい。この場合、照射条件には、マイクロ波の位相とマイクロ波の周波数とが含まれている。制御部１０は、位相が互いに異なるように複数の照射部１１のそれぞれの照射条件を変更し、同一の周波数であって互いに異なる位相のマイクロ波を照射するように、複数の照射部１１を制御する。
【００６２】
この場合、記憶部１３は、周波数と位相とアンテナの位置との組み合わせごとに、温度テーブルを記憶している。本実施形態の温度テーブルは、温度に、対応するアンテナでのリターンロス（送信電力と受信電力との比）が対応付けられている。例えば、触媒加熱装置１が、０度、４５度、９０度、・・・のように４５度単位で位相を制御する場合、周波数ｆａ及びアンテナ２１と、位相との組み合わせは８つとなり、各組み合わせに対する温度テーブルが記憶部１３に記憶されている。温度推定部１４は、実施形態１で述べた数式を用いて、検出部１２ａ（１２ｂ）から受け取った送信電力と受信電力とからリターンロスを求める。温度推定部１４は、検出部１２ａ（１２ｂ）が設けられた照射部１１ａ（１１ｂ）が照射するマイクロ波の周波数、アンテナ２１ａ（２１ｂ）及び位相制御によって基準からの遅れ（又は進み）の組み合わせに応じた温度テーブルを記憶部１３から選択する。温度推定部１４は、求めたリターンロスに対応する温度を選択した温度テーブルから取得する。
【００６３】
本実施形態において、アンテナ２１ａ、２１ｂは、キャビティ２の内部に配置されていればよく、その位置は規定されない。図４では、アンテナ２１ａを触媒装置３の一端側に、アンテナ２１ｂを触媒装置３の他端側に配置しているが、アンテナ２１ａ、２１ｂを触媒装置３の一端側に配置してもよい。
【００６４】
本実施形態では、温度推定部１４は、実施形態１で述べた数式を用いて、照射部１１の各々についてリターンロス（送信電力と受信電力との比）を求めて温度を推定し、推定した複数の温度から触媒装置３の推定温度とする構成としたが、この構成に限定されない。
【００６５】
温度推定部１４は、複数の出力波検出部３０で検出された複数の送信電力の総和と、複数の反射波検出部３１で検出された複数の受信電力の総和とから触媒装置３の温度を推定してもよい。具体的には、温度推定部１４は、複数の出力波検出部３０で検出された複数の送信電力の総和と、複数の反射波検出部３１で検出された複数の受信電力の総和と実施形態１で述べた数式とを用いて、リターンロスを求める。温度推定部１４は、求めたリターンロスに対する温度を、照射したマイクロ波の周波数に応じた温度テーブルから推定する。この場合、複数の照射条件（例えば複数の周波数）の各々の温度テーブルは、総送信電力と総受信電力との比と、触媒装置３の温度とを対応付けたテーブルである。ここで、総送信電力は、複数の出力波検出部３０で検出された複数の送信電力の総和である。総受信電力は、複数の反射波検出部３１で検出された複数の受信電力の総和である。送信電力の総和と受信電力の総和とからリターンロスを求める場合においても、マイクロ波出力部２３ａから出力されるマイクロ波の位相と、マイクロ波出力部２３ｂから出力されるマイクロ波の位相とが異なっていてもよい。
【００６６】
本実施形態では、複数の照射部１１がマイクロ波を触媒装置３へ照射するので、触媒装置３の加熱効率を高めることができる。また、複数の検出部１２が、送信電力及び受信電力を検出するので、温度推定の精度を高めることができる。
【００６７】
（実施形態３）
本実施形態の触媒加熱装置１Ｂについて、図６を用いて説明する。
【００６８】
本実施形態の触媒加熱装置１Ｂは、キャリブレーション部１５をさらに備える点が実施形態１の触媒加熱装置１とは異なる。以下、本実施形態では、実施形態１と異なる点を中心に説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００６９】
キャリブレーション部１５は、温度テーブルの補正、具体的には温度テーブルに含まれるリターンロスに対応する温度のデータに対する補正を行う。
【００７０】
温度の補正の動作について、説明する。
【００７１】
照射部１１は、触媒装置３の温度が外気温と同等である場合に補正用マイクロ波を照射する。例えば、照射部１１は、車両の始動時（エンジンの始動時）において、所定の周波数の補正用マイクロ波をアンテナ２１を介して照射する。補正用マイクロ波は、触媒装置３を加熱する際に照射するマイクロ波よりも送信電力が低いマイクロ波である。
【００７２】
出力波検出部３０は、補正用マイクロ波を照射する際の補正用マイクロ波の送信電力を検出する。反射波検出部３１は、補正用マイクロ波のうち触媒装置３に吸収されていない未吸収補正用マイクロ波を受信した際の未吸収補正用マイクロ波の受信電力を検出する。
【００７３】
温度推定部１４は、補正用マイクロ波のリターンロス（補正用マイクロ波の送信電力と未吸収補正用マイクロ波の受信電力との比）に対応する温度を送信したマイクロ波の周波数に対応する温度テーブルから推定する。また、温度推定部１４は、車両に予め設けられ、かつ外気温を計測する温度センサから外気温を取得する。
【００７４】
キャリブレーション部１５は、温度推定部１４で推定された温度と所定の温度（外気温）とから補正値を決定する。キャリブレーション部１５は、補正値を用いて推定に用いた温度テーブルに含まれる温度を補正する。例えば、温度推定部１４で推定された温度から所定の温度を減算した結果が値ａである場合には、推定に用いた温度テーブルに含まれる各温度を一律に値ａだけ減算する。
【００７５】
なお、本実施形態では、補正値をエンジンの始動時に決定する構成としたが、この構成に限定されない。エンジンが始動した後は排気によりキャビティ２の内部の温度が上昇するため、エンジンの負荷（トルク、回転数等）から推定される排気温度でキャビティ２の内部の温度を推定することができる（例えば１０００度）。そこで、触媒加熱装置１は、補正用マイクロ波を照射して、温度を推定する。推定した温度と、例えば上述した１０００度とを用いて補正値を決定する。
【００７６】
本実施形態では、触媒加熱装置１Ｂは、補正用マイクロ波を照射する際、触媒装置３を加熱する際に照射するマイクロ波の送信電力よりも小さい送信電力で照射する構成としたが、この構成に限定されない。補正用マイクロ波の送信電力は、触媒装置３を加熱する際に照射するマイクロ波の送信電力以上であってもよい。ただし、温度テーブルの補正時には、適切な補正値を求めることが必要であるため、触媒装置３を加熱する際に照射するマイクロ波の送信電力よりも小さい電力でマイクロ波を送信することが好ましい。
【００７７】
補正用マイクロ波を照射した場合に推定される温度と、実際の温度（例えば外気温）との間で差異が生じるのは、触媒装置３にすす等が付着したことが原因と考えられる。そこで、触媒加熱装置１Ｂは、マイクロ波を照射して触媒装置３に付着したすす等を燃焼させてもよい。これにより、推定される温度と、実際の温度との間で差異を小さくすることができる。
【００７８】
本実施形態では、キャリブレーション部１５は温度テーブルの補正を行うので、触媒装置３にすす等が付着した場合であっても温度推定の誤差を小さくすることができる。
【００７９】
なお、本実施形態の触媒加熱装置１Ｂは、実施形態２の触媒加熱装置１Ａに適用することができる。
【００８０】
（実施形態４）
本実施形態の触媒加熱装置１Ｃについて、図７を用いて説明する。
【００８１】
本実施形態の触媒加熱装置１Ｃは、位相検出部４０をさらに備える点が実施形態１の触媒加熱装置１とは異なる。以下、本実施形態では、実施形態１と異なる点を中心に説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００８２】
本実施形態の検出部１２は、出力波検出部３０及び反射波検出部３１に加えて、さらに、位相検出部４０を備える。
【００８３】
位相検出部４０は、照射するマイクロ波に対する反射波（未吸収マイクロ波）の位相を検出する。具体的には、位相検出部４０は、照射するマイクロ波の位相を基準として、反射波の位相の遅れ又は進みを検出、つまり照射するマイクロ波を基準として、反射波の相対位相を検出する。
【００８４】
記憶部１３で記憶される周波数ごとの温度テーブルには、リターンロス（送信電力と受信電力との比）及び反射波の位相が温度に対応付けられている。
【００８５】
温度推定部１４は、求めたリターンロスと位相検出部４０で検出された反射波の位相との双方に対応する温度を、照射されたマイクロ波の周波数に対応する温度デーブルを用いて推定する。
【００８６】
本実施形態では、周波数ごとの温度テーブルでは、温度は、リターンロス（送信電力と受信電力との比）及び反射波の位相に対応付けられているので、温度推定の精度を高めることができる。
【００８７】
なお、本実施形態の触媒加熱装置１Ｃは、実施形態２の触媒加熱装置１Ａ及び実施形態３の触媒加熱装置１Ｂに適用することができる。例えば、触媒加熱装置１Ｃを触媒加熱装置１Ａに適用する場合、複数の検出部１２（１２ａ，１２ｂ）の各々は、位相検出部４０を有している。
【００８８】
（実施形態５）
本実施形態の触媒加熱装置１Ｄについて、図８を用いて説明する。
【００８９】
本実施形態の触媒加熱装置１Ｄは、マイクロ波を送信するアンテナと未吸収マイクロ波を受信アンテナとを個別に備える点が実施形態１の触媒加熱装置１とは異なる。以下、本実施形態では、実施形態１と異なる点を中心に説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００９０】
触媒加熱装置１Ｄは、制御部１０、照射部１１、検出部１２ｃ、記憶部１３及び温度推定部１４を備える。
【００９１】
照射部１１は、生成部２０とアンテナ２１ｃ（第１アンテナ）とを備える。生成部２０は、発振器２２とマイクロ波出力部２３とを有しており、触媒装置３にアンテナ２１ｃを介してマイクロ波を触媒装置３に照射する。本実施形態では、アンテナ２１ｃは、マイクロ波の送信（照射）を行い、反射波の受信は行わない。
【００９２】
検出部１２ｃは、第１検出部３０ｃ（第１マイクロ波検出部）と第２検出部３１ｃ（第２マイクロ波検出部）とを有している。第１検出部３０ｃは、実施形態１の出力波検出部３０と同様の機能を有しており、照射されるマイクロ波の送信電力を検出する。具体的には、第１検出部３０ｃは、生成部２０から出力された信号の電力を検出する。
【００９３】
第２検出部３１ｃは、未吸収マイクロ波を受信するアンテナ１００（第２アンテナ）を有しており、アンテナ１００で受信した未吸収マイクロ波の受信電力を検出する。
【００９４】
温度推定部１４は、第１検出部３０ｃで検出された送信電力と第２検出部３１ｃで検出された受信電力と実施形態１で述べた数式とを用いて、リターンロスを求める。温度推定部１４は、求めたリターンロスに対応する温度を、送信したマイクロ波の周波数に対応する温度テーブルから推定する。
【００９５】
本実施形態において、アンテナ２１ｃ，１００は、キャビティ２の内部に配置されていればよく、その位置は規定されない。図８では、アンテナ２１ｃを触媒装置３の一端側に、アンテナ１００を触媒装置３の他端側に配置しているが、アンテナ２１ｃ，１００を触媒装置３の一端側又は他端側に配置してもよい。
【００９６】
本実施形態では、マイクロ波の送信と、未吸収マイクロ波の受信とは、個別のアンテナ（アンテナ２１ｃ、アンテナ１００）で行うので、送信電力の検出及び受信電力の検出の精度を高めることができる。そのため、温度推定の精度を高めることができる。特に、マイクロ波を送信するためのアンテナ２１ｃと未吸収マイクロ波を受信するためのアンテナ１００の間に触媒装置３を設置することで、触媒加熱装置１Ｄは、触媒装置３の温度をより正確に検出することができる。
【００９７】
なお、本実施形態の触媒加熱装置１Ｄは、実施形態２の触媒加熱装置１Ａ、実施形態３の触媒加熱装置１Ｂ及び実施形態４の触媒加熱装置１Ｃに適用することができる。例えば、触媒加熱装置１Ｄを触媒加熱装置１Ａに適用する場合、複数の照射部１１は、一対一に対応する複数の検出部１２ｃを有している。複数の検出部１２ｃの各々は、第１検出部３０ｃと第２検出部３１ｃとを有する。複数の第２検出部３１ｃの各々は、アンテナ１００を有する。複数の照射部１１の各々は、複数のアンテナ２１ｃのうち対応するアンテナ２１ｃからマイクロ波を触媒装置３に照射する。複数の第１検出部３０ｃは、複数のアンテナ２１ｃのうち対応するアンテナ２１ｃから出力されるマイクロ波の送信電力を検出する。複数の第２検出部３１ｃは、複数のアンテナ１００のうち対応するアンテナ１００で受信した未吸収マイクロ波の受信電力を検出する。
【００９８】
（実施形態６）
本実施形態の触媒加熱装置１Ｅについて、図９を用いて説明する。
【００９９】
本実施形態では、触媒加熱装置１Ｅが加熱する触媒装置３において、セラミックに塗布されたマイクロ波吸収体３ａとは別にマイクロ波吸収体５０が設けられている点が、実施形態１とは異なる。以下、本実施形態では、実施形態１と異なる点を中心に説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【０１００】
本実施形態では、セラミックに塗布されたマイクロ波吸収体３ａとは別に温度により物理定数が変化するマイクロ波吸収体５０が触媒装置３の内部に設けてられている。例えば、マイクロ波吸収体５０は、触媒装置３を円筒形状に形成する部材の内周面に設けられている。マイクロ波吸収体５０は、セラミックに塗布されたマイクロ波吸収体３ａと同一の材料で生成されてもよいし、他の材料で生成されてもよい。
【０１０１】
触媒加熱装置１Ｅは、マイクロ波吸収体５０が設けられた触媒装置３に対してマイクロ波を照射する。
【０１０２】
触媒装置３にマイクロ波吸収体５０を設けることで、マイクロ波吸収体５０を設けない場合と比較してマイクロ波を多く吸収することができる。そのため、触媒装置３の温度を早く上昇させることができる。さらには、触媒装置３の温度検出の感度を向上させることもできる。
【０１０３】
なお、マイクロ波吸収体５０は、触媒装置３の表面に設けられてもよい。例えば、マイクロ波吸収体５０は、触媒装置３を円筒形状に形成する部材の外周面に設けられてもよい。マイクロ波吸収体５０が触媒装置３の表面に設けられることで、内部に設けられる場合よりもマイクロ波の吸収率が上がる。
【０１０４】
また、本実施形態の触媒装置３は、実施形態２〜５においても適用することができる。
【０１０５】
（実施形態７）
実施形態１〜６では、触媒加熱装置１、１Ａ〜１Ｅは、触媒装置３を加熱対象としてマイクロ波による加熱を行ったが、加熱対象は触媒装置３に限定されない。加熱対象は、木質バイオマス、セラミック、窯業製品又は食品等の被加熱物であってもよい。
【０１０６】
実施形態１に係る触媒加熱装置１を加熱装置１Ｆとして、加熱室２００の内部に配置された加熱対象である被加熱物３００をマイクロ波による加熱を行ってもよい（図１０Ａ参照）。以下、実施形態１と異なる点を中心に説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【０１０７】
加熱装置１Ｆは、実施形態１に係る触媒加熱装置１に相当し、加熱装置１Ｆの構成要素は、触媒加熱装置１と同様である。つまり、加熱装置１Ｆは、図１に示す触媒加熱装置１の構成要素である、制御部１０、照射部１１、検出部１２、記憶部１３及び温度推定部１４を備える。加熱装置１Ｆの照射部１１は、図１に示す触媒加熱装置１の照射部１１の構成要素である、生成部２０及びアンテナ２１を有する。加熱装置１Ｆの検出部１２は、図１に示す触媒加熱装置１の検出部１２の構成要素である、出力波検出部３０（第１マイクロ波検出部）及び反射波検出部３１（第２マイクロ波検出部）を有する。
【０１０８】
本実施形態の加熱装置１Ｆの照射部１１は、生成部２０が生成した信号をマイクロ波として、被加熱物３００にアンテナ２１を介して照射して被加熱物３００を加熱する。加熱装置１Ｆの出力波検出部３０（第１マイクロ波検出部）は、アンテナ２１から照射されるマイクロ波の送信電力を検出する。加熱装置１Ｆの反射波検出部３１（第２マイクロ波検出部）は、アンテナ２１が受信したマイクロ波（反射波）、つまり被加熱物３００で吸収されていないマイクロ波（未吸収マイクロ波）の受信電力を検出する。
【０１０９】
本実施形態の加熱装置１Ｆが備える制御部１０、記憶部１３及び温度推定部１４は、実施形態１で説明しているので、ここでの説明は省略する。また、生成部２０及び検出部１２の詳細な構成については、実施形態１で説明した図２の構成と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１１０】
本実施形態で説明した加熱装置１Ｆは、被加熱物３００に対する加熱効率を高めることができる。
【０１１１】
また、別の例として、実施形態２に係る触媒加熱装置１Ａを加熱装置１Ｇとして、加熱室２００の内部に配置された加熱対象である被加熱物３００をマイクロ波による加熱を行ってもよい（図１０Ｂ参照）。以下、実施形態１，２と異なる点を中心に説明する。なお、実施形態１，２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【０１１２】
加熱装置１Ｇは、実施形態２に係る触媒加熱装置１Ａに相当し、加熱装置１Ｇの構成要素は、触媒加熱装置１Ａと同様である。つまり、加熱装置１Ｇは、図４に示す触媒加熱装置１Ａの構成要素である、制御部１０、複数の照射部１１（照射部１１ａ，１１ｂ）、複数の検出部１２（検出部１２ａ，１２ｂ）、記憶部１３及び温度推定部１４を備える。
【０１１３】
加熱装置１Ｇの照射部１１ａは、図４に示す触媒加熱装置１Ａの照射部１１ａの構成要素である、生成部２０ａ及びアンテナ２１（２１ａ）を有する。加熱装置１Ｇの照射部１１ｂは、図４に示す触媒加熱装置１Ａの照射部１１ｂの構成要素である、生成部２０ｂ及びアンテナ２１（２１ｂ）を有する。加熱装置１Ｇの検出部１２ａは、図４に示す触媒加熱装置１の検出部１２ａの構成要素である、出力波検出部３０ａ（第１マイクロ波検出部）及び反射波検出部３１ａ（第２マイクロ波検出部）を有する。加熱装置１Ｇの検出部１２ｂは、図４に示す触媒加熱装置１の検出部１２ｂの構成要素である、出力波検出部３０ｂ（第１マイクロ波検出部）及び反射波検出部３１ｂ（第２マイクロ波検出部）を有する。
【０１１４】
本実施形態の加熱装置１Ｇの照射部１１ａは、生成部２０ａが生成した信号をマイクロ波として、被加熱物３００にアンテナ２１ａを介して照射して被加熱物３００を加熱する。加熱装置１Ｇの照射部１１ｂは、生成部２０ｂが生成した信号をマイクロ波として、被加熱物３００にアンテナ２１ｂを介して照射して被加熱物３００を加熱する。加熱装置１Ｇの出力波検出部３０ａは、アンテナ２１ａから照射されるマイクロ波の送信電力を検出する。加熱装置１Ｇの反射波検出部３１ａは、アンテナ２１ａが受信したマイクロ波（反射波）、つまり被加熱物３００で吸収されていないマイクロ波（未吸収マイクロ波）の受信電力を検出する。加熱装置１Ｇの出力波検出部３０ｂは、アンテナ２１ｂから照射されるマイクロ波の送信電力を検出する。加熱装置１Ｇの反射波検出部３１ｂは、アンテナ２１ｂが受信したマイクロ波（反射波）、つまり被加熱物３００で吸収されていないマイクロ波（未吸収マイクロ波）の受信電力を検出する。
【０１１５】
本実施形態の加熱装置１Ｇが備える制御部１０、記憶部１３及び温度推定部１４は、実施形態１で説明しているので、ここでの説明は省略する。また、生成部２０ａ，２０ｂ及び検出部１２ａ，１２ｂの詳細な構成については、実施形態２で説明した図５の構成と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１１６】
本実施形態で説明した加熱装置１Ｇは、被加熱物３００に対する加熱効率を高めることができる。
【０１１７】
または、実施形態３に係る触媒加熱装置１Ｂを加熱装置として、加熱対象を被加熱物３００としてマイクロ波による加熱を行ってもよい。この場合、加熱装置１Ｆ又は加熱装置１Ｇは、実施形態３で説明したキャリブレーション部１５（図６参照）を、さらに備える。この場合においても、加熱装置１Ｆ，１Ｇは、被加熱物３００に対する加熱効率を高めることができる。
【０１１８】
または、実施形態４に係る触媒加熱装置１Ｃを加熱装置として、加熱対象を被加熱物３００としてマイクロ波による加熱を行ってもよい。この場合、加熱装置１Ｆ又は加熱装置１Ｇは、実施形態４で説明した位相検出部４０（図７参照）を、さらに備える。この場合においても、加熱装置１Ｆ，１Ｇは、被加熱物３００に対する加熱効率を高めることができる。
【０１１９】
または、実施形態５に係る触媒加熱装置１Ｄを加熱装置として、加熱対象を被加熱物３００としてマイクロ波による加熱を行ってもよい。この場合、加熱装置１Ｆ又は加熱装置１Ｇは、実施形態５で説明した、未吸収マイクロ波を受信するアンテナ１００（図８参照）を、さらに備える。この場合においても、加熱装置１Ｆ，１Ｇは、被加熱物３００に対する加熱効率を高めることができる。
【０１２０】
または、実施形態６に係る触媒加熱装置１Ｅを加熱装置として、加熱対象を被加熱物３００としてマイクロ波による加熱を行ってもよい。この場合、実施形態６で説明したマイクロ波吸収体５０（図９参照）が被加熱物に設けられている。この場合においても、加熱装置１Ｆ，１Ｇは、被加熱物３００に対する加熱効率を高めることができる。
【０１２１】
（変形例）
以下に、変形例について列記する。なお、以下に説明する変形例は、上記各実施形態と適宜組み合わせて適用可能である。
【０１２２】
上記各実施形態では、記憶部１３は、周波数ごとの温度テーブルを記憶する構成としたが、この構成に限定されない。記憶部１３は、周波数ごとの温度テーブルを結合して、１つのテーブルとして記憶してもよい。
【０１２３】
上記各実施形態では、温度推定部１４は、照射するマイクロ波の周波数に応じた温度テーブルを用いて、触媒装置３の温度を推定する構成としたが、この構成に限定されない。温度推定部１４は、照射したマイクロ波のリターンロス（送信電力と受信電力との比）を入力値とし触媒装置３の推定温度を出力値とする演算式を用いて温度を推定してもよい。例えば、記憶部１３は、マイクロ波の周波数ごとに、リターンロス（送信電力と受信電力との比）と、温度との関係を演算式として予め記憶している。温度推定部１４は、記憶部１３で記憶している演算式のうち、照射するマイクロ波の周波数に応じた演算式を用いて、触媒装置３の温度を推定する。
【０１２４】
上記各実施形態では、触媒装置３は、排気ガスの浄化を行う構成としたが、この構成に限定されない。触媒装置３は、車両以外に設置され、排気ガス以外の気体を浄化してもよい。このとき、浄化の対象となる気体に応じて触媒は変更される。
【０１２５】
（まとめ）
以上説明したように、第１の態様の触媒加熱装置（１，１Ｂ〜１Ｅ）は、照射部（１１）と、制御部（１０）とを備える。照射部（１１）は、アンテナ（２１，２１ｃ）を有し、マイクロ波吸収性を有し気体を浄化する触媒装置（３）にアンテナ（２１，２１ｃ）を介してマイクロ波を照射して触媒装置（３）を加熱する。制御部（１０）は、マイクロ波の周波数及びアンテナ（２１，２１ｃ）の位置のうち少なくともいずれかを照射条件として照射部（１１）にマイクロ波を照射させ照射条件を変更する機能を有する。
【０１２６】
この構成によると、触媒加熱装置（１，１Ｂ〜１Ｅ）は、照射条件を変更してマイクロ波を照射するので、触媒装置３の加熱効率を高めることができる。
【０１２７】
第２の態様の触媒加熱装置（１，１Ｂ〜１Ｅ）は、第１の態様において、第１マイクロ波検出部（出力波検出部３０、第１検出部３０ｃ）と、第２マイクロ波検出部（反射波検出部３１、第２検出部３１ｃ）とを、さらに備える。第１マイクロ波検出部は、照射部（１１）から照射されるマイクロ波の送信電力を検出する。第２マイクロ波検出部は、マイクロ波のうち触媒装置（３）に吸収されていない未吸収マイクロ波を受信した場合の未吸収マイクロ波の受信電力を検出する。制御部（１０）は、送信電力と受信電力とに基づいて、照射条件を変更する。
【０１２８】
この構成によると、触媒加熱装置（１，１Ｂ〜１Ｅ）は、マイクロ波が触媒装置（３）に吸収される状態に応じて、照射条件を変更することができる。
【０１２９】
第３の態様の触媒加熱装置（１，１Ｂ〜１Ｅ）は、第２の態様において、送信電力と受信電力との比を求めて、求めた比に対応する触媒装置（３）の温度を推定する温度推定部（１４）を、さらに備える。制御部（１０）は、温度推定部（１４）で推定された温度に応じて、照射条件を変更する。
【０１３０】
この構成によると、触媒加熱装置（１，１Ｂ〜１Ｅ）は、マイクロ波が触媒装置（３）に吸収される状態に応じて、触媒装置（３）の温度を推定することができる。さらに、触媒加熱装置（１，１Ｂ〜１Ｅ）は、推定された温度に応じて、照射条件を変更することができる。
【０１３１】
第４の態様の触媒加熱装置（１，１Ｂ〜１Ｅ）は、第３の態様において、複数の照射条件の各々について、送信電力と受信電力との比と、触媒装置（３）の温度とを対応付けて記憶する記憶部（１３）を、さらに備える。温度推定部（１４）は、求めた比に対応する触媒装置の温度を記憶部（１３）を用いて推定する。
【０１３２】
この構成によると、触媒加熱装置（１，１Ｂ〜１Ｅ）は、記憶部（１３）を有することで、複雑な演算を行うことなく、触媒装置（３）の温度を推定することができる。
【０１３３】
第５の態様の触媒加熱装置（１，１Ｂ〜１Ｅ）では、第４の態様において、照射条件は、マイクロ波の周波数である。記憶部（１３）は、複数の周波数の各々について、送信電力と受信電力との比と、触媒装置（３）の温度とを対応付けて記憶している。温度推定部（１４）は、複数の周波数の各々について触媒装置（３）の温度を記憶部（１３）から求めて、複数の周波数に対して求められた複数の温度を用いて、触媒装置（３）の温度を推定する。
【０１３４】
この構成によると、触媒加熱装置（１，１Ｂ〜１Ｅ）は、複数の周波数に対して求められた複数の温度を用いて、触媒装置（３）の温度を推定するので、推定する温度の精度を高めることができる。
【０１３５】
第６の態様の触媒加熱装置（１Ｂ）は、第４又は第５の態様において、記憶部（１３）で記憶している温度を補正するキャリブレーション部（１５）を、さらに備える。照射部（１１）は、触媒装置（３）の温度が所定の温度である場合に補正用マイクロ波を照射する。第１マイクロ波検出部は、補正用マイクロ波を照射する際の補正用マイクロ波の送信電力を検出する。第２マイクロ波検出部は、補正用マイクロ波のうち触媒装置（３）に吸収されていない未吸収補正用マイクロ波を受信した際の未吸収補正用マイクロ波の受信電力を検出する。温度推定部（１４）は、補正用マイクロ波の送信電力と未吸収補正用マイクロ波の受信電力との比に対応する触媒装置（３）の温度を記憶部（１３）を用いて推定する。キャリブレーション部（１５）は、温度推定部（１４）で推定された温度と所定の温度とから補正値を決定し、補正値を用いて記憶部（１３）で記憶されている温度を補正する。
【０１３６】
この構成によると、触媒加熱装置（１Ｂ）は、推定される温度と、実際の温度との間の誤差を小さくすることができる。
【０１３７】
第７の態様の触媒加熱装置（１Ｃ）は、第４又は第５の態様において、マイクロ波に対する未吸収マイクロ波の位相を検出する位相検出部（４０）を、さらに備える。記憶部（１３）において、温度には、さらに未吸収マイクロ波の位相が対応付けられている。温度推定部（１４）は、マイクロ波の送信電力と未吸収マイクロ波の受信電力との比に対応し、かつ未吸収マイクロ波の位相に対応する触媒装置（３）の温度を記憶部（１３）から推定する。
【０１３８】
この構成によると、触媒加熱装置（１Ｃ）は、推定する温度の精度を高めることができる。
【０１３９】
第８の態様の触媒加熱装置（１Ｄ）は、第２〜第７のいずれかの態様において、アンテナ（２１ｃ）としての第１アンテナとは異なり、未吸収マイクロ波を受信する第２アンテナ（アンテナ１００）を、さらに備える。第２マイクロ波検出部は、第２アンテナで受信した未吸収マイクロ波の電力を検出する。
【０１４０】
この構成によると、触媒加熱装置（１Ｄ）は、送信電力と受信電力とを個別のアンテナを用いて検出するので、温度推定の精度を上げることができる。
【０１４１】
第９の態様の触媒加熱装置（１Ｅ）では、第１〜第８のいずれかの態様において、触媒装置（３）は、筒形状で形成されており、触媒装置（３）の表面、又は内部に温度により物理定数が変化するマイクロ波吸収体（５０）が設けられている。照射部（１１）は、マイクロ波吸収体（５０）を備える触媒装置（３）にマイクロ波を照射する。
【０１４２】
この構成によると、触媒加熱装置（１Ｅ）は、温度推定の精度を上げることができる。
【０１４３】
第１０の態様の触媒加熱装置（１Ａ〜１Ｅ）は、複数の照射部（１１）と、制御部（１０）とを備える。複数の照射部（１１）は、アンテナ（２１ａ，２１ｂ）を有し、マイクロ波吸収性を有し気体を浄化する触媒装置（３）にアンテナ（２１ａ，２１ｂ）を介してマイクロ波を照射して触媒装置（３）を加熱する。制御部（１０）は、マイクロ波の周波数、マイクロ波の位相及びアンテナ（２１ａ，２１ｂ）の位置のうち少なくともいずれかを照射条件として複数の照射部（１１）にマイクロ波を照射させ照射条件を変更する機能を有する。
【０１４４】
この構成によると、触媒加熱装置（１Ａ〜１Ｅ）は、複数の照射部（１１）を用い、且つ照射条件を変更してマイクロ波を照射するので、触媒装置３の加熱効率を高めることができる。
【０１４５】
第１１の態様の触媒加熱装置（１Ａ〜１Ｅ）では、第１０の態様において、照射条件には、マイクロ波の位相が含まれている。制御部（１０）は、位相が互いに異なるように複数の照射部（１１）のそれぞれの照射条件を変更し、同一の周波数であって互いに異なる位相のマイクロ波を照射するように、複数の照射部（１１）を制御する。
【０１４６】
この構成によると、触媒加熱装置（１Ａ〜１Ｅ）は、加熱効率を高めることができる。
【０１４７】
第１２の態様の触媒加熱装置（１Ａ〜１Ｅ）は、第１０又は第１１の態様において、複数の第１マイクロ波検出部（出力波検出部３０ａ，３０ｂ）と、複数の第２マイクロ波検出部（反射波検出部３１ａ，３１ｂ）とを、さらに備える。複数の第１マイクロ波検出部は、複数の照射部（１１）と一対一に対応付けられ、複数の照射部（１１）のうち対応付けられた照射部（１１）から照射されるマイクロ波の送信電力を検出する。複数の第２マイクロ波検出部は、複数の照射部（１１）と一対一に対応付けられ、対応付けられた照射部（１１）から照射されたマイクロ波のうち触媒装置（３）に吸収されていない未吸収マイクロ波を受信した場合の未吸収マイクロ波の受信電力を検出する。制御部（１０）は、複数の第１マイクロ波検出部の各々で検出された送信電力と複数の第２マイクロ波検出部の各々で検出された受信電力とに基づいて、照射条件を変更する。
【０１４８】
この構成によると、触媒加熱装置（１Ａ〜１Ｅ）は、マイクロ波が触媒装置（３）に吸収される状態に応じて、照射条件を変更することができる。
【０１４９】
第１３の態様の触媒加熱装置（１Ａ〜１Ｅ）は、第１２の態様において、温度推定部（１４）を、さらに備える。温度推定部（１４）は、複数の第１マイクロ波検出部で検出された複数の送信電力と複数の第２マイクロ波検出部で検出された複数の受信電力とに基づいて触媒装置（３）の温度を推定する。制御部（１０）は、温度推定部（１４）で推定された温度に応じて、照射条件を変更する。
【０１５０】
この構成によると、触媒加熱装置（１Ａ〜１Ｅ）は、マイクロ波が触媒装置（３）に吸収される状態に応じて、触媒装置（３）の温度を推定することができる。さらに、触媒加熱装置（１Ａ〜１Ｅ）は、推定された温度に応じて、照射条件を変更することができる。
【０１５１】
第１４の態様の触媒加熱装置（１Ａ〜１Ｅ）は、第１３の態様において、複数の照射条件の各々について、送信電力と受信電力との比と、触媒装置（３）の温度とを対応付けて記憶する記憶部（１３）を、さらに備える。温度推定部（１４）は、照射部（１１）の各々について送信電力と受信電力との比を求めて、求めた比ごとに当該比に対応する触媒装置（３）の温度を記憶部（１３）から取得し、取得した複数の温度を用いて、触媒装置（３）の温度を推定する。
【０１５２】
この構成によると、触媒加熱装置（１Ａ〜１Ｅ）は、複数の第１マイクロ波検出部及び複数の第２マイクロ波検出部を用いるので、推定する温度の精度を高めることができる。
【０１５３】
第１５の態様の触媒加熱装置（１Ａ〜１Ｅ）は、第１３の態様において、記憶部（１３）を、さらに備える。記憶部（１３）は、複数の照射条件の各々について、総送信電力と総受信電力との比と、触媒装置（３）の温度とを対応付けて記憶する。総送信電力は、複数の第１マイクロ波検出部から検出された複数の送信電力の総和である。受信電力は、複数の第２マイクロ波検出部から検出された複数の受信電力の総和である。温度推定部（１４）は、複数の第１マイクロ波検出部から検出された複数の送信電力の総和である総送信電力と、複数の第２マイクロ波検出部から検出された複数の受信電力の総和である総受信電力との比を求める。温度推定部（１４）は、求めた比に対応する触媒装置（３）の温度を記憶部（１３）から推定する。
【０１５４】
この構成によると、触媒加熱装置（１Ａ〜１Ｅ）は、複数の第１マイクロ波検出部及び複数の第２マイクロ波検出部を用いるので、推定する温度の精度を高めることができる。
【０１５５】
第１６の態様の触媒加熱装置（１Ａ〜１Ｅ）では、第１４又は第１５の態様において、照射条件は、マイクロ波の周波数である。記憶部（１３）は、複数の周波数の各々について、送信電力と受信電力との比と、触媒装置（３）の温度とを対応付けて記憶している。温度推定部（１４）は、複数の周波数の各々について触媒装置（３）の温度を記憶部（１３）から求めて、複数の周波数に対して求められた複数の温度を用いて、触媒装置（３）の温度を推定する。
【０１５６】
この構成によると、触媒加熱装置（１Ａ〜１Ｅ）は、複数の周波数に対して求められた複数の温度を用いて、触媒装置（３）の温度を推定するので、推定する温度の精度を高めることができる。
【０１５７】
第１７の態様の触媒加熱装置（１Ｂ）は、第１４〜第１６のいずれかの態様において、記憶部（１３）で記憶している温度を補正するキャリブレーション部（１５）を、さらに備える。複数の照射部（１１）は、触媒装置（３）の温度が所定の温度である場合に補正用マイクロ波を照射する。複数の第１マイクロ波検出部は、補正用マイクロ波を照射する際の補正用マイクロ波の送信電力を検出する。複数の第２マイクロ波検出部は、補正用マイクロ波のうち触媒装置（３）に吸収されていない未吸収補正用マイクロ波を受信した際の未吸収補正用マイクロ波の受信電力を検出する。温度推定部（１４）は、補正用マイクロ波の送信電力と未吸収補正用マイクロ波の受信電力との比に対応する触媒装置（３）の温度を記憶部（１３）を用いて推定する。キャリブレーション部（１５）は、温度推定部（１４）で推定された温度と所定の温度とから補正値を決定し、補正値を用いて記憶部（１３）で記憶されている温度を補正する。
【０１５８】
この構成によると、触媒加熱装置（１Ｂ）は、推定される温度と、実際の温度との間の誤差を小さくすることができる。
【０１５９】
第１８の態様の触媒加熱装置（１Ｃ）は、第１４〜第１７のいずれかの態様において、マイクロ波に対する未吸収マイクロ波の位相を検出する位相検出部（４０）を、さらに備える。記憶部（１３）において、温度には、さらに未吸収マイクロ波の位相が対応付けられている。温度推定部（１４）は、マイクロ波の送信電力と未吸収マイクロ波の受信電力との比に対応し、かつ未吸収マイクロ波の位相に対応する触媒装置（３）の温度を記憶部（１３）から推定する。
【０１６０】
この構成によると、触媒加熱装置（１Ｃ）は、推定する温度の精度を高めることができる。
【０１６１】
第１９の態様の触媒加熱装置（１Ｄ）は、第１２〜１８のいずれかの態様において、複数のアンテナ（２１ｃ）としての複数の第１アンテナとは異なり、未吸収マイクロ波を受信する複数の第２アンテナ（アンテナ１００）を、さらに備える。複数の第２マイクロ波検出部は、複数の第２アンテナのうち対応する第２アンテナで受信した未吸収マイクロ波の電力を検出する。
【０１６２】
この構成によると、触媒加熱装置（１Ｄ）は、送信電力を複数の第１アンテナを用いて、受信電力を複数の第２のアンテナを用いて検出するので、温度推定の精度を上げることができる。
【０１６３】
第２０の態様の触媒加熱装置（１Ｅ）では、第１０〜第１９のいずれかの態様において、触媒装置（３）は、筒形状で形成されており、触媒装置（３）の表面、又は内部に温度により物理定数が変化するマイクロ波吸収体（５０）が設けられている。複数の照射部（１１）は、マイクロ波吸収体（５０）を備える触媒装置（３）にマイクロ波を照射する。
【０１６４】
この構成によると、触媒加熱装置（１Ｅ）は、温度推定の精度を上げることができる。
【０１６５】
第２１の態様の加熱装置（１Ｆ）は、照射部（１１）と、制御部（１０）と、第１マイクロ波検出部（出力波検出部３０，第１検出部３０ｃ）と、第２マイクロ波検出部（反射波検出部３１，第２検出部３１ｃ）とを備える。照射部（１１）は、アンテナ（２１，２１ｃ）を有し、加熱対象である被加熱物（３００）にアンテナ（２１，２１ｃ）を介してマイクロ波を照射して被加熱物（３００）を加熱する。制御部（１０）は、マイクロ波の周波数及びアンテナ（２１，２１ｃ）の位置のうち少なくともいずれかを照射条件として照射部（１１）にマイクロ波を照射させ、照射条件を変更する機能を有する。第１マイクロ波検出部は、照射部（１１）から照射されるマイクロ波の送信電力を検出する。第２マイクロ波検出部は、マイクロ波のうち被加熱物（３００）に吸収されていない未吸収マイクロ波を受信した場合の未吸収マイクロ波の受信電力を検出する。制御部（１０）は、送信電力と受信電力とに基づいて、照射条件を変更する。
【０１６６】
この構成によると、加熱装置（１Ｆ）は、被加熱物（３００）に対する加熱効率を高めることができる。
【０１６７】
第２２の態様の加熱装置（１Ｇ）は、複数の照射部（１１）と、制御部（１０）とを備える。複数の照射部（１１）は、アンテナ（２１ａ，２１ｂ）を有し、加熱対象である被加熱物（３００）にアンテナ（２１ａ，２１ｂ）を介してマイクロ波を照射して被加熱物（３００）を加熱する。制御部（１０）は、マイクロ波の周波数、マイクロ波の位相及びアンテナ（２１ａ，２１ｂ）の位置のうち少なくともいずれかを照射条件として照射部（１１）にマイクロ波を照射させ、照射条件を変更する機能を有する。
【０１６８】
この構成によると、加熱装置（１Ｇ）は、被加熱物（３００）に対する加熱効率を高めることができる。
【０１６９】
第２３の態様の触媒加熱装置（１，１Ａ〜１Ｃ，１Ｅ）では、第２〜第７のいずれかの態様において、アンテナ（２１）は、未吸収マイクロ波を受信する。第２マイクロ波検出部は、アンテナ（２１）で受信した未吸収マイクロ波の電力を検出する。
【０１７０】
この構成によると、触媒加熱装置（１，１Ａ〜１Ｃ，１Ｅ）は、アンテナ（２１）を有効に利用することができる。
【０１７１】
第２４の態様の触媒加熱装置（１，１Ａ〜１Ｃ，１Ｅ）では、第１２〜第１８のいずれかの態様において、複数の照射部（１１）の各々のアンテナ（２１）は、未吸収マイクロ波を受信する。第２マイクロ波検出部は、前記複数のアンテナ（２１）のうち対応するアンテナ（２１）で受信した未吸収マイクロ波の電力を検出する。
【０１７２】
この構成によると、触媒加熱装置（１，１Ａ〜１Ｃ，１Ｅ）は、複数のアンテナ（２１）を有効に利用することができる。
【符号の説明】
【０１７３】
１，１Ａ〜１Ｅ    触媒加熱装置
１Ｆ，１Ｇ    加熱装置
３    触媒装置
１０    制御部
１１，１１ａ，１１ｂ    照射部
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ    検出部
１３    記憶部
１４    温度推定部
１５    キャリブレーション部
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ    アンテナ（第１アンテナ）
３０，３０ａ，３０ｂ    出力波検出部（第１マイクロ波検出部）
３０ｃ  第１検出部（第１マイクロ波検出部）
３１，３１ａ，３１ｂ    反射波検出部（第２マイクロ波検出部）
３１ｃ  第２検出部（第２マイクロ波検出部）
４０    位相検出部
５０    マイクロ波吸収体
１００    アンテナ（第２アンテナ）
３００    被加熱物
【図１】
2018131579.tif 000003
【図２】
2018131579.tif 000004
【図３】
2018131579.tif 000005
【図４】
2018131579.tif 000006
【図５】
2018131579.tif 000007
【図６】
2018131579.tif 000008
【図７】
2018131579.tif 000009
【図８】
2018131579.tif 000010
【図９】
2018131579.tif 000011
【図１０】
2018131579.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月8日(2019.7.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナを有し、マイクロ波吸収性を有し気体を浄化する触媒装置に前記アンテナを介してマイクロ波を照射して前記触媒装置を加熱する照射部と、
前記マイクロ波の周波数及び前記アンテナの位置のうち少なくともいずれかを照射条件として前記照射部に前記マイクロ波を照射させ前記照射条件を変更する機能を有する制御部と、
前記照射部から照射される前記マイクロ波の送信電力を検出する第１マイクロ波検出部と、
前記マイクロ波のうち前記触媒装置に吸収されていない未吸収マイクロ波を受信した場合の前記未吸収マイクロ波の受信電力を検出する第２マイクロ波検出部とを、備え、
前記制御部は、前記送信電力と前記受信電力とに基づいて、前記照射条件を変更する
ことを特徴とする触媒加熱装置。
【請求項２】
前記送信電力と前記受信電力との比を求めて、求めた前記比に対応する前記触媒装置の温度を推定する温度推定部を、さらに備え、
前記制御部は、
前記温度推定部で推定された前記温度に応じて、前記照射条件を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の触媒加熱装置。
【請求項３】
複数の前記照射条件の各々について、前記送信電力と前記受信電力との比と、前記触媒装置の温度とを対応付けて記憶する記憶部を、さらに備え、
前記温度推定部は、求めた前記比に対応する前記触媒装置の温度を前記記憶部を用いて推定する
ことを特徴とする請求項２に記載の触媒加熱装置。
【請求項４】
前記照射条件は、前記マイクロ波の周波数であり、
前記記憶部は、複数の前記周波数の各々について、前記送信電力と前記受信電力との比と、前記触媒装置の温度とを対応付けて記憶しており、
前記温度推定部は、複数の前記周波数の各々について前記触媒装置の温度を前記記憶部から求めて、複数の前記周波数に対して求められた複数の前記温度を用いて、前記触媒装置の温度を推定する
ことを特徴とする請求項３に記載の触媒加熱装置。
【請求項５】
前記記憶部で記憶している前記温度を補正するキャリブレーション部を、さらに備え、
前記照射部は、前記触媒装置の温度が所定の温度である場合に補正用マイクロ波を照射し、
前記第１マイクロ波検出部は、前記補正用マイクロ波を照射する際の前記補正用マイクロ波の送信電力を検出し、
前記第２マイクロ波検出部は、前記補正用マイクロ波のうち前記触媒装置に吸収されていない未吸収補正用マイクロ波を受信した際の前記未吸収補正用マイクロ波の受信電力を検出し、
前記温度推定部は、前記補正用マイクロ波の前記送信電力と前記未吸収補正用マイクロ波の受信電力との比に対応する前記触媒装置の温度を前記記憶部を用いて推定し、
前記キャリブレーション部は、前記温度推定部で推定された温度と前記所定の温度とから補正値を決定し、前記補正値を用いて前記記憶部で記憶されている前記温度を補正する
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の触媒加熱装置。
【請求項６】
前記マイクロ波に対する前記未吸収マイクロ波の位相を検出する位相検出部を、さらに備え、
前記記憶部において、前記温度には、さらに前記未吸収マイクロ波の位相が対応付けられており、
前記温度推定部は、前記マイクロ波の前記送信電力と前記未吸収マイクロ波の前記受信電力との比に対応し、かつ前記未吸収マイクロ波の位相に対応する前記触媒装置の温度を前記記憶部から推定する
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の触媒加熱装置。
【請求項７】
前記アンテナとしての第１アンテナとは異なり、前記未吸収マイクロ波を受信する第２アンテナを、さらに備え、
前記第２マイクロ波検出部は、前記第２アンテナで受信した前記未吸収マイクロ波の電力を検出する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の触媒加熱装置。
【請求項８】
前記触媒装置は、筒形状で形成されており、
前記触媒装置の表面、又は内部には、温度により物理定数が変化するマイクロ波吸収体が設けられており、
前記照射部は、前記マイクロ波吸収体を備える前記触媒装置に前記マイクロ波を照射する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の触媒加熱装置。
【請求項９】
アンテナを有し、マイクロ波吸収性を有し気体を浄化する触媒装置に前記アンテナを介してマイクロ波を照射して前記触媒装置を加熱する複数の照射部と、
前記マイクロ波の周波数、前記マイクロ波の位相及び前記アンテナの位置のうち少なくともいずれかを照射条件として前記複数の照射部に前記マイクロ波を照射させ、前記照射条件を変更する機能を有する制御部と、
前記複数の照射部と一対一に対応付けられ、前記複数の照射部のうち対応付けられた照射部から照射される前記マイクロ波の送信電力を検出する複数の第１マイクロ波検出部と、
前記複数の照射部と一対一に対応付けられ、対応付けられた前記照射部から照射された前記マイクロ波のうち前記触媒装置に吸収されていない未吸収マイクロ波を受信した場合の前記未吸収マイクロ波の受信電力を検出する複数の第２マイクロ波検出部とを、備え、
前記制御部は、前記複数の第１マイクロ波検出部の各々で検出された前記送信電力と前記複数の第２マイクロ波検出部の各々で検出された前記受信電力とに基づいて、前記照射条件を変更する
ことを特徴とする触媒加熱装置。
【請求項１０】
前記照射条件には、前記マイクロ波の位相が含まれており、
前記制御部は、前記位相が互いに異なるように前記複数の照射部のそれぞれの前記照射条件を変更し、
同一の周波数であって互いに異なる位相のマイクロ波を照射するように、前記複数の照射部を制御する
ことを特徴とする請求項９に記載の触媒加熱装置。
【請求項１１】
前記複数の第１マイクロ波検出部で検出された複数の前記送信電力と前記複数の第２マイクロ波検出部で検出された複数の前記受信電力とに基づいて前記触媒装置の温度を推定する温度推定部を、さらに備え、
前記制御部は、
前記温度推定部で推定された前記温度に応じて、前記照射条件を変更する
ことを特徴とする請求項９に記載の触媒加熱装置。
【請求項１２】
複数の前記照射条件の各々について、前記送信電力と前記受信電力との比と、前記触媒装置の温度とを対応付けて記憶する記憶部を、さらに備え、
前記温度推定部は、
前記複数の照射部の各々について前記送信電力と前記受信電力との比を求めて、求めた前記比ごとに当該比に対応する前記触媒装置の温度を前記記憶部から取得し、取得した複数の前記温度を用いて、前記触媒装置の温度を推定する
ことを特徴とする請求項１１に記載の触媒加熱装置。
【請求項１３】
複数の前記照射条件の各々について、前記複数の第１マイクロ波検出部から検出された複数の前記送信電力の総和である総送信電力と、前記複数の第２マイクロ波検出部から検出された複数の前記受信電力の総和である総受信電力との比と、前記触媒装置の温度とを対応付けて記憶する記憶部を、さらに備え、
前記温度推定部は、
前記複数の第１マイクロ波検出部から検出された複数の前記送信電力の総和である前記総送信電力と、前記複数の第２マイクロ波検出部から検出された複数の前記受信電力の総和である前記総受信電力との比を求めて、求めた前記比に対応する前記触媒装置の温度を前記記憶部から推定する
ことを特徴とする請求項１１に記載の触媒加熱装置。
【請求項１４】
前記照射条件は、前記マイクロ波の周波数であり、
前記記憶部は、複数の前記周波数の各々について、前記送信電力と前記受信電力との比と、前記触媒装置の温度とを対応付けて記憶しており、
前記温度推定部は、複数の前記周波数の各々について前記触媒装置の温度を前記記憶部から求めて、前記複数の周波数に対して求められた複数の前記温度を用いて、前記触媒装置の温度を推定する
ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の触媒加熱装置。
【請求項１５】
前記記憶部で記憶している前記温度を補正するキャリブレーション部を、さらに備え、
前記複数の照射部は、前記触媒装置の温度が所定の温度である場合に補正用マイクロ波を照射し、
前記複数の第１マイクロ波検出部は、前記補正用マイクロ波を照射する際の前記補正用マイクロ波の送信電力を検出し、
前記複数の第２マイクロ波検出部は、前記補正用マイクロ波のうち前記触媒装置に吸収されていない未吸収補正用マイクロ波を受信した際の前記未吸収補正用マイクロ波の受信電力を検出し、
前記温度推定部は、前記補正用マイクロ波の前記送信電力と前記未吸収補正用マイクロ波の受信電力との比に対応する前記触媒装置の温度を前記記憶部を用いて推定し、
前記キャリブレーション部は、前記温度推定部で推定された温度と前記所定の温度とから補正値を決定し、前記補正値を用いて前記記憶部で記憶されている前記温度を補正する
ことを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の触媒加熱装置。
【請求項１６】
前記マイクロ波に対する前記未吸収マイクロ波の位相を検出する位相検出部を、さらに備え、
前記記憶部において、前記温度には、さらに前記未吸収マイクロ波の位相が対応付けられており、
前記温度推定部は、前記マイクロ波の前記送信電力と前記未吸収マイクロ波の前記受信電力との比に対応し、かつ前記未吸収マイクロ波の位相に対応する前記触媒装置の温度を前記記憶部から推定する
ことを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の触媒加熱装置。
【請求項１７】
前記複数のアンテナとしての複数の第１アンテナとは異なり、前記未吸収マイクロ波を受信する複数の第２アンテナを、さらに備え、
前記複数の第２マイクロ波検出部は、前記複数の第２アンテナのうち対応する第２アンテナで受信した前記未吸収マイクロ波の電力を検出する
ことを特徴とする請求項９〜１６のいずれか一項に記載の触媒加熱装置。
【請求項１８】
前記触媒装置は、筒形状で形成されており、
前記触媒装置の表面、又は内部には、温度により物理定数が変化するマイクロ波吸収体が設けられており、
前記複数の照射部は、前記マイクロ波吸収体を備える前記触媒装置に前記マイクロ波を照射する
ことを特徴とする請求項９〜１７のいずれか一項に記載の触媒加熱装置。
【請求項１９】
アンテナを有し、加熱対象である被加熱物に前記アンテナを介してマイクロ波を照射して前記被加熱物を加熱する照射部と、
前記マイクロ波の周波数及び前記アンテナの位置のうち少なくともいずれかを照射条件として前記照射部に前記マイクロ波を照射させ、前記照射条件を変更する機能を有する制御部と、
前記照射部から照射される前記マイクロ波の送信電力を検出する第１マイクロ波検出部と、
前記マイクロ波のうち前記被加熱物に吸収されていない未吸収マイクロ波を受信した場合の前記未吸収マイクロ波の受信電力を検出する第２マイクロ波検出部とを備え、
前記制御部は、前記送信電力と前記受信電力とに基づいて、前記照射条件を変更する
ことを特徴とする加熱装置。
【請求項２０】
アンテナを有し、加熱対象である被加熱物に前記アンテナを介してマイクロ波を照射して前記被加熱物を加熱する複数の照射部と、
前記マイクロ波の周波数、前記マイクロ波の位相及び前記アンテナの位置のうち少なくともいずれかを照射条件として前記複数の照射部に前記マイクロ波を照射させ、前記照射条件を変更する機能を有する制御部と、
前記複数の照射部と一対一に対応付けられ、前記複数の照射部のうち対応付けられた照射部から照射される前記マイクロ波の送信電力を検出する複数の第１マイクロ波検出部と、
前記複数の照射部と一対一に対応付けられ、対応付けられた前記照射部から照射された前記マイクロ波のうち前記被加熱物に吸収されていない未吸収マイクロ波を受信した場合の前記未吸収マイクロ波の受信電力を検出する複数の第２マイクロ波検出部とを、備え、
前記制御部は、前記複数の第１マイクロ波検出部の各々で検出された前記送信電力と前記複数の第２マイクロ波検出部の各々で検出された前記受信電力とに基づいて、前記照射条件を変更する
ことを特徴とする加熱装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の一態様に係る触媒加熱装置は、照射部と、制御部と、第１マイクロ波検出部と、第２マイクロ波検出部とを備える。前記照射部は、アンテナを有し、マイクロ波吸収性を有し気体を浄化する触媒装置に前記アンテナを介してマイクロ波を照射して前記触媒装置を加熱する。前記制御部は、前記マイクロ波の周波数及び前記アンテナの位置のうち少なくともいずれかを照射条件として前記照射部に前記マイクロ波を照射させ前記照射条件を変更する機能を有する。前記第１マイクロ波検出部は、前記照射部から照射される前記マイクロ波の送信電力を検出する。前記第２マイクロ波検出部は、前記マイクロ波のうち前記触媒装置に吸収されていない未吸収マイクロ波を受信した場合の前記未吸収マイクロ波の受信電力を検出する。前記制御部は、前記送信電力と前記受信電力とに基づいて、前記照射条件を変更する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の一態様に係る触媒加熱装置は、複数の照射部と、制御部と、複数の第１マイクロ波検出部と、複数の第２マイクロ波検出部とを備える。前記複数の照射部は、アンテナを有し、マイクロ波吸収性を有し気体を浄化する触媒装置に前記アンテナを介してマイクロ波を照射して前記触媒装置を加熱する。前記制御部は、前記マイクロ波の周波数、前記マイクロ波の位相及び前記アンテナの位置のうち少なくともいずれかを照射条件として前記複数の照射部に前記マイクロ波を照射させ、前記照射条件を変更する機能を有する。前記複数の第１マイクロ波検出部は、前記複数の照射部と一対一に対応付けられ、前記複数の照射部のうち対応付けられた照射部から照射される前記マイクロ波の送信電力を検出する。前記複数の第２マイクロ波検出部は、前記複数の照射部と一対一に対応付けられ、対応付けられた前記照射部から照射された前記マイクロ波のうち前記触媒装置に吸収されていない未吸収マイクロ波を受信した場合の前記未吸収マイクロ波の受信電力を検出する。前記制御部は、前記複数の第１マイクロ波検出部の各々で検出された前記送信電力と前記複数の第２マイクロ波検出部の各々で検出された前記受信電力とに基づいて、前記照射条件を変更する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の一態様に係る加熱装置は、複数の照射部と、制御部と、複数の第１マイクロ波検出部と、複数の第２マイクロ波検出部とを備える。前記複数の照射部は、アンテナを有し、加熱対象である被加熱物に前記アンテナを介してマイクロ波を照射して前記被加熱物を加熱する。前記制御部は、前記マイクロ波の周波数、前記マイクロ波の位相及び前記アンテナの位置のうち少なくともいずれかを照射条件として前記複数の照射部に前記マイクロ波を照射させ、前記照射条件を変更する機能を有する。前記複数の第１マイクロ波検出部は、前記複数の照射部と一対一に対応付けられ、前記複数の照射部のうち対応付けられた照射部から照射される前記マイクロ波の送信電力を検出する。前記複数の第２マイクロ波検出部は、前記複数の照射部と一対一に対応付けられ、対応付けられた前記照射部から照射された前記マイクロ波のうち前記被加熱物に吸収されていない未吸収マイクロ波を受信した場合の前記未吸収マイクロ波の受信電力を検出する。前記制御部は、前記複数の第１マイクロ波検出部の各々で検出された前記送信電力と前記複数の第２マイクロ波検出部の各々で検出された前記受信電力とに基づいて、前記照射条件を変更する。
【国際調査報告】
2018131579.tif 000013
2018131579.tif 000014
2018131579.tif 000015