JP2012117458A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より効率的に触媒の硫黄被毒を解消することのできる内燃機関の排気浄化装置を提供する。
【解決手段】触媒貴金属に被毒した硫黄をリーン空燃比下で酸化して放出可能な温度域の最低温度である温度Ｔ２に触媒床温が満たないときに（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、同触媒床温を温度Ｔ２以上とすべく、化学蓄熱剤の発熱による触媒床温の昇温を行った上で（Ｓ２０４〜Ｓ２０６）、燃料カットによる空燃比リーン化制御を実行する（Ｓ２０７）ようにした。
【選択図】図４

Description

本発明は、化学蓄熱剤の発熱及び吸熱によって触媒床温の昇降を行う内燃機関の排気浄化装置に関する。

車載等の内燃機関に適用される排気浄化装置として、ＮＯｘやＣＯ、ＨＣ等の排気中の有害成分を浄化する触媒コンバーターを備えたものがある。触媒コンバーターは、セラミクス等からなる触媒担体に、Ｐｔ等の触媒貴金属を担持したものとなっている。

そして従来、機関始動時に化学蓄熱剤の発熱で触媒の昇温を図ることで、触媒を早期に活性化させて機関始動直後からの排気浄化を可能とした内燃機関の排気浄化装置が知られている。例えば特許文献１には、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａといった第２族元素の水酸化物や炭酸化物を化学蓄熱剤として用い、その水酸化物反応や炭酸化物反応による発熱で触媒の昇温を図る排気浄化装置が開示されている。なお、化学蓄熱剤としては、特許文献２に見られるような、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯといった金属酸化物も利用することができ、そうした場合には、それら金属酸化物の加水反応による発熱で触媒を昇温させることが可能である。

なお、上記のような触媒コンバーターは、リーン空燃比下では、排気中の酸素を吸蔵し、リッチ空燃比下では、吸蔵した酸素を放出する酸素吸蔵能力を備えている。こうした触媒コンバーターでは、酸素吸蔵時に、触媒の酸素のサイトを埋めるかたちで排気中のＳＯｘが吸蔵されてしまい、触媒の硫黄被毒が発生して、触媒の排気浄化能力の低下を招くことがある。

そこで従来、こうした硫黄被毒の進行を抑制する排気浄化装置として、特許文献３に記載の装置が知られている。同文献に記載の排気浄化装置では、触媒担体の硫黄吸着量が多く、内燃機関の燃料カットに伴う空燃比のリーン化で触媒貴金属の硫黄被毒が進行すると判断されるときには、燃料カットに先立って空燃比のリッチ化制御を行い、触媒担体に吸着された硫黄を放出しておくことで、硫黄被毒の進行を抑制している。

特開２００１−２８９０３９号公報 特開２０１０−０９０７８６号公報 特開２００６−１１２２８９号公報

このように、燃料カットに先立って空燃比のリッチ化制御を行えば、条件さえ整えば、触媒の硫黄被毒の進行を効果的に抑制可能である。しかしながら、リッチ化制御時の触媒の温度条件によっては、触媒担体に吸着された硫黄が触媒貴金属上で還元されてしまい、その後に燃料カットを行っても、硫黄を放出できないことがある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、より効率的に触媒の硫黄被毒を解消することのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。

化学蓄熱剤の発熱及び吸熱によって触媒床温の昇降を行う内燃機関の排気浄化装置としての請求項１に記載の発明は、上記課題を解決するため、化学蓄熱剤の発熱による触媒床温の昇温を行った上で、触媒貴金属に被毒した硫黄を酸化して放出するための空燃比リーン化制御を実行している。

発明者らが行った調査の結果を、図１に示す。なお、同図のＴ０は、触媒の活性温度を示している。
温度Ｔ１以下の触媒床温におけるリッチ空燃比下では、触媒の酸素吸蔵と共に硫黄種が触媒担体に酸素のサイトを埋めるかたちでＳＯｘとして触媒担体に蓄積される。そして触媒担体に蓄積したＳＯｘは、温度Ｔ１以上の触媒床温におけるリッチ空燃比下で触媒担体から放出されて、触媒貴金属に吸着する。そして触媒貴金属に吸着した硫黄種は、温度Ｔ１以上、温度Ｔ３以下の触媒床温におけるリッチ空燃比下で硫黄Ｓへと還元されて、触媒の硫黄被毒を増進する。

一方、触媒貴金属に被毒した硫黄Ｓは、温度Ｔ２（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３）以上の触媒床温におけるリーン空燃比下で酸化してＳＯｘとなって被毒解除される。また触媒貴金属に被毒した硫黄Ｓは、温度Ｔ３以上の触媒床温におけるリッチ空燃比下でＨ２Ｓとなって被毒解除される。

以上のように、硫黄被毒の回避のためには、触媒床温が温度Ｔ１から温度Ｔ３までの温度域では、空燃比リッチ化制御を実行しないことが好ましい。また硫黄被毒解消のための空燃比リーン化制御は、温度Ｔ２以上の触媒床温で行うことが好ましい。

その点、上記構成では、触媒貴金属に被毒した硫黄を酸化して放出するための空燃比リーン化制御は、化学蓄熱剤の発熱による触媒床温の昇温を行った上で実行される。そのため、リーン空燃比下で被毒解除可能な温度域（温度Ｔ２以上の温度域）まで触媒床温を十分高めた上で空燃比リーン化制御を行うことが可能となり、より効率的に触媒の硫黄被毒を解消することができる。

なお、このときの化学蓄熱剤の発熱による触媒床温の昇温は、請求項２によるように、触媒貴金属に被毒した硫黄をリーン空燃比下で酸化して放出可能な温度域の最低温度である温度Ｔ２に触媒床温が満たないときに、同触媒床温を上記温度Ｔ２以上とするように行うようにすると良い。

なお、上記のような空燃比リーン化制御の実行後に空燃比をリッチ化することで、酸化した触媒貴金属を還元して、触媒活性を回復させることができる。ところが、上述したように、触媒床温が温度Ｔ１から温度Ｔ３までの温度域にあるときに空燃比をリッチ化すると、触媒貴金属に吸着したＳＯｘが硫黄へと還元されてしまい、触媒の硫黄被毒が却って増進されてしまう結果となる。

その点、請求項３に記載の発明では、化学蓄熱剤の吸熱による触媒床温の降温を行った上で、空燃比リーン化制御後における、酸化した触媒貴金属の還元のための空燃比リッチ化制御を実行している。そのため、触媒の硫黄被毒が増進されない温度域（温度Ｔ１以下の温度域）まで触媒床温を降温した上で、空燃比リッチ化制御を行うことができ、硫黄被毒の進行を回避できるようになる。

なお、このときの化学蓄熱剤の吸熱による触媒床温の降温は、請求項４によるように、触媒担体に吸着したＳＯｘが、リッチ空燃比下で、触媒貴金属上にて還元されて被毒する温度域の最低温度である温度Ｔ１を触媒床温が超えているときに、同触媒床温を上記温度Ｔ１未満とするように行うようにすると良い。

ちなみに、上述したような、触媒貴金属に被毒した硫黄を酸化して放出するための空燃比リーン化制御は、請求項５によるように、内燃機関の燃料カットを通じて行うことで、より効果的に硫黄を放出することが可能となる。

触媒に吸蔵された硫黄の挙動と触媒床温及び空燃比との関係を示す図。 本発明の内燃機関の排気浄化装置の第１の実施の形態についてその適用対象となる内燃機関の構成を模式的に示す略図。 同実施形態に採用される硫黄被毒解消要求判定ルーチンのフローチャート。 同実施形態に採用される硫黄被毒解消制御ルーチンのフローチャート。 本発明の内燃機関の排気浄化装置の第２の実施の形態に採用される硫黄被毒解消制御ルーチンのフローチャート。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の内燃機関の排気浄化装置を具体化した第１の実施の形態を、図２〜図４を参照して詳細に説明する。

まず、図２に基づいて本実施の形態の排気浄化装置の適用される内燃機関の構成を説明する。同図に示すように、内燃機関の吸気通路１には、その上流側から順に、吸気を浄化するエアクリーナー２、吸入空気量を検出するエアフローメーター３、スロットルモーター４により開閉駆動されて吸入空気量を調節するスロットルバルブ５が設けられる。また吸気通路１のスロットルバルブ５の下流には、吸気中に燃料を噴射するインジェクター６が設けられる。そしてその下流にて吸気通路１は、吸気バルブ７を介して当該内燃機関の燃焼室８に接続されている。

燃焼室８には、その内部に導入された空気と燃料との混合気を点火する点火プラグ９が配設されている。そして燃焼室８は、排気バルブ１０を介して排気通路１１に接続されている。

排気通路１１には、その上流から順に、排気の酸素濃度の測定結果から燃焼された混合気の空燃比を検出する空燃比センサー１２、排気を浄化する触媒コンバーター１３、排気の酸素濃度を測定して触媒コンバーター１３を通過した排気の空燃比がリッチ、リーンのいずれにあるかを検出する酸素センサー１４が配設されている。

本実施の形態の排気浄化装置では、触媒コンバーター１３は、排気を浄化する触媒貴金属が担持された触媒担体１５と、その周囲に設けられて化学蓄熱剤が収容された蓄熱剤室１６とを備えている。また、触媒コンバーター１３には、開弁に応じて蓄熱剤室１６に水を注入する水注入バルブ１７と、開弁に応じて同蓄熱剤室１６から水を放出する水放出バルブ１８とが設けられている。

なお、本実施の形態では、蓄熱剤室１６に収容される化学蓄熱剤として、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯといった金属酸化物を使用している。こうした化学蓄熱剤は、蓄熱剤室１６への水の注入に応じて加水反応を起して発熱する。またこうした化学蓄熱剤は、蓄熱剤室１６からの水の放出に応じて脱水反応を起して吸熱する。

以上のように構成された内燃機関は、電子制御ユニット１９により制御されている。電子制御ユニット１９は、機関制御に係る各種演算処理を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）、機関制御用のプログラムやデータの記憶された読み込み専用メモリー（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果やセンサーの検出結果等を一時的に記憶するランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）を備えている。

こうした電子制御ユニット１９には、上記エアフローメーター３、空燃比センサー１２、酸素センサー１４を始め、機関各部に設けられた各種のセンサーの検出信号が入力されている。また電子制御ユニット１９には、スロットルモーター４、点火プラグ９、水注入バルブ１７、水放出バルブ１８を始め、機関各部に設けられたアクチュエーター類の駆動回路が接続されている。

以上のように構成された内燃機関において、電子制御ユニット１９は、機関制御の一環として、触媒の硫黄被毒を解消するための被毒解消制御を行うようにしている。そして電子制御ユニット１９は、そうした被毒解消制御の実行に際して、硫黄被毒が進行し、その解消制御が必要であるか否かの判定を行うようにしている。この判定は、図３に示すような、被毒解消要求判定ルーチンを通じて行われる。本ルーチンの処理は、電子制御ユニット１９によって、規定の制御周期毎に繰り返し実行されるものとなっている。なお、本実施の形態では、硫黄被毒の進行度合いを、内燃機関の積算吸入空気量に基づいて判断している。

さて、本ルーチンが開始されると、まずステップＳ１００において、被毒解消要求フラグがオフであるか否かの判定が行われ、ここで同フラグがオンであると（Ｓ１００：ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、被毒解消要求フラグがオフであれば、ステップＳ１０１ 以下の各処理を通じて、同フラグのオンが必要であるか否かの判定が行われる。

まずステップＳ１０１では、機関冷却水温が暖機判定値を超えており、内燃機関の暖機が完了しているか否かの判定が行われる。ここで機関冷却水温が暖機判定値以下であれば（Ｓ１０１：ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。

一方、機関冷却水温が暖機判定値を超えていれば（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、ステップＳ１０２において、積算吸入空気量のカウントアップが行われる。このときの積算吸入空気量には、そのときの吸入空気量に応じた値が加算されている。

続くステップＳ１０３では、触媒床温が温度Ｔ３未満であるか否かが判定される。この温度Ｔ３は、リーン空燃比下、リッチ空燃比下の双方において、触媒の硫黄被毒を解除可能な温度域の最低温度となっている。ここで、触媒床温が温度Ｔ３以上であれば（Ｓ１０３：ＮＯ）、既に硫黄被毒が解消される状態にあるとして、ステップＳ１０７にて、積算吸入空気量の値がリセットされた上で今回の本ルーチンの処理が終了される。

一方、触媒床温が温度Ｔ３未満であれば、ステップＳ１０４において、内燃機関の燃料カットが実行中でないか実行中であるかが判定される。ここで燃料カットの実行中であれば（Ｓ１０５：ＮＯ）、既に硫黄被毒が解消される状態にあるとして、ステップＳ１０７にて、積算吸入空気量の値がリセットされた上で今回の本ルーチンの処理が終了される。

一方、燃料カットの実行中でなければ（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、ステップＳ１０５において、積算吸入空気量カウンターの値が判定値αを超えているか否かが判定される。ここで積算吸入空気量カウンターの値が判定値α以下であれば（Ｓ１０６：ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、積算吸入空気量カウンターの値が判定値αを超えていれば（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、被毒解消制御が必要なまでに触媒の硫黄被毒が進行したとして、ステップＳ１０６にて、被毒解消要求フラグがオンとされる。そしてステップＳ１０７にて、積算吸入空気量カウンターの値がリセットされた上で今回の本ルーチンの処理が終了される。

次に、硫黄被毒を解消するための被毒解消制御の詳細を説明する。図４は、被毒解消制御ルーチンのフローチャートを示している。本ルーチンの処理は、機関始動後、電子制御ユニット１９によって、規定の制御周期毎に繰り返し実行されるものとなっている。なお、本実施の形態では、触媒貴金属に被毒した硫黄を酸化して放出するための空燃比リーン化制御を内燃機関の燃料カットを通じて行うようにしている。

さて本ルーチンが開始されると、まずステップＳ２００において、燃料カット要求フラグがオンであるか否かが判定される。ここで燃料カット要求フラグがオフであれば（Ｓ２００：ＮＯ）、すなわち燃料カットを行うべき機関運転状態になければ、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。

燃料カット要求フラグがオンであれば（Ｓ２００：ＹＥＳ）、ステップＳ２０１において、上述の被毒解消要求フラグがオンであるか否かが判定される。ここで被毒解消フラグがオフであれば（Ｓ２０１：ＮＯ）、ステップＳ２０７にて内燃機関の燃料カットが実行された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。

一方、被毒解消フラグがオンであれば（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、ステップＳ２０２において触媒床温Ｔが温度Ｔ２未満であるか否かが判定される。ここでの温度Ｔ２は、触媒貴金属に被毒した硫黄をリーン空燃比下で酸化して放出可能な温度域の最低温度となっている。ここで、触媒床温Ｔが温度Ｔ２以上であれば（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、そのまま燃料カットを実行しても、硫黄被毒の解消が可能であるため、ステップＳ２０７にて燃料カットが実行される。

一方、触媒床温Ｔが温度Ｔ２未満であれば（Ｓ２０２：ＮＯ）、そのままでは、燃料カットを実行しても、硫黄被毒を効果的に解消できないことになる。そこでこのときには、ステップＳ２０３において、化学蓄熱剤の発熱が可能な状況にあるか否かが判定され、可能でなければ（Ｓ２０３：ＮＯ）、そのまま燃料カットを実行し（Ｓ２０７）、可能であれば、ステップＳ２０４以下の処理において、化学蓄熱剤の発熱による触媒床温Ｔの昇温が図られる。

すなわち、ステップＳ２０４においては、水注入バルブ１７が開かれ、蓄熱剤室１６への水の注入が開始される。これにより、蓄熱剤室１６の化学蓄熱剤は、加水反応を起し、発熱する。そして化学蓄熱剤の加水反応が完了すると（Ｓ２０５）、ステップＳ２０６において水注入バルブ１７が閉じられる。そしてその後、燃料カットが実行される（Ｓ２０７）。

以上の本実施の形態の内燃機関の排気浄化装置によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施の形態では、化学蓄熱剤の発熱による触媒床温の昇温を行った上で、触媒貴金属に被毒した硫黄を酸化して放出するための燃料カットによる空燃比リーン化制御を実行している。より詳しくは、触媒貴金属に被毒した硫黄をリーン空燃比下で酸化して放出可能な温度域の最低温度である温度Ｔ２に触媒床温が満たないときに、同触媒床温を温度Ｔ２以上とすべく、化学蓄熱剤の発熱による触媒床温の昇温を行った上で、燃料カットによる空燃比リーン化制御を実行している。そのため、リーン空燃比下で被毒解除可能な温度域（温度Ｔ２以上の温度域）まで触媒床温を十分高めた上で空燃比リーン化制御を行うことが可能となり、より効率的に触媒の硫黄被毒を解消することができる。

（２）本実施の形態では、触媒貴金属に被毒した硫黄を酸化して放出するための空燃比リーン化制御を、内燃機関の燃料カットを通じて行うようにしている。そのため、硫黄の放出をより効果的に行うことができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の内燃機関の排気浄化装置を具体化した第２の実施の形態を、図５を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施の形態にあって、上記実施の形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

第１の実施の形態では、被毒解消要求があるときには、化学蓄熱剤の発熱による触媒床温の昇温を行った上で、内燃機関の燃料カットを通じた空燃比リーン化制御を実行するようにしていた。こうした空燃比リーン化制御後の触媒貴金属は、酸化した状態にあり、活性が低下している。そこで本実施の形態では、空燃比リーン化制御後に、酸化した触媒貴金属を還元して触媒の活性を回復するための空燃比リッチ化制御を実行している。ちなみに、空燃比リッチ化制御は、燃料噴射量を増量補正することで実行されている。

なお、先の図１に示したように、触媒床温が温度Ｔ１から温度Ｔ３までの温度域にあるときに空燃比をリッチ化すると、触媒貴金属に吸着したＳＯｘが硫黄へと還元されてしまい、触媒の硫黄被毒が増進されてしまう結果となる。そこで本実施の形態では、空燃比リッチ化制御に先立って、化学蓄熱剤の吸熱による触媒床温の降温を行って、触媒床温を温度Ｔ１未満とするようにしている。

図５は、こうした本実施の形態に採用される被毒解消制御ルーチンのフローチャートを示している。本ルーチンの処理は、機関始動後、電子制御ユニット１９によって、規定の制御周期毎に繰り返し実行されるものとなっている。

さて本ルーチンが開始されると、まずステップＳ３００において、燃料カット要求フラグがオンであるか否かが判定される。ここで燃料カット要求フラグがオフであれば（Ｓ３００：ＮＯ）、すなわち燃料カットを行うべき機関運転状態になければ、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。

燃料カット要求フラグがオンであれば（Ｓ３００：ＹＥＳ）、ステップＳ３０１において、上述の被毒解消要求フラグがオンであるか否かが判定される。ここで被毒解消フラグがオフであれば（Ｓ３０１：ＮＯ）、ステップＳ３０７に処理が進められ、そのステップＳ３０７において燃料カットが実行される。

一方、被毒解消フラグがオンであれば（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、ステップＳ３０２において触媒床温Ｔが温度Ｔ２未満であるか否かが判定される。ここで、触媒床温Ｔが温度Ｔ２以上であれば（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、そのまま燃料カットを実行しても、硫黄被毒の解消が可能であるため、ステップＳ３０７にて燃料カットが実行される。

一方、触媒床温Ｔが温度Ｔ２未満であれば（Ｓ３０２：ＮＯ）、ステップＳ３０３において、化学蓄熱剤の加熱が可能な状況にあるか否かが判定される。ここで加熱が可能でなければ（Ｓ３０３：ＮＯ）、そのまま燃料カットが実行され（Ｓ２０７）、可能であれば、ステップＳ３０４〜ステップＳ３０６の処理において、化学蓄熱剤の発熱による触媒床温Ｔの床温が図られる。

すなわち、ステップＳ３０４においては、水注入バルブ１７が開かれ、蓄熱剤室１６への水の注入が開始される。これにより、蓄熱剤室１６の化学蓄熱剤は、加水反応を起し、発熱する。そして化学蓄熱剤の加水反応が完了すると（Ｓ３０５）、ステップＳ３０６において水注入バルブ１７が閉じられる。そしてその後、燃料カットが実行される（Ｓ３０７）。

燃料カットが実行されると、ステップＳ３０８において、触媒床温が上記温度Ｔ１から上記温度Ｔ３までの温度域にあるか否かが判定される。触媒床温が上記温度Ｔ１以下であれば、そのままの状態で空燃比リッチ化制御を行っても、触媒の活性を効果的に回復できるため、ステップＳ３１２において、空燃比リッチ化制御が実行される。また、触媒床温が上記温度Ｔ３以上であれば、空燃比をリッチ化した状態でも、被毒した硫黄を放出可能なため、この場合にもそのまま、ステップＳ３１２において空燃比リッチ化制御が実行される。

一方、触媒床温が温度Ｔ１から温度Ｔ３までの温度域にあれば（Ｓ３０８：ＹＥＳ）、そのままの状態で空燃比をリッチ化すれば、触媒貴金属上でＳＯｘの硫黄還元が生じてしまう。そこでこのときには、ステップＳ３０９からステップＳ３１１の処理を通じて、化学蓄熱剤の吸熱による触媒昇温の降温が行われた上で、ステップＳ３１２での空燃比リッチ化制御が実行される。

すなわち、ステップＳ３０９では、水放出バルブ１８が開かれ、蓄熱剤室１６からの水の放出が開始される。これにより、蓄熱剤室１６内の化学蓄熱剤は、脱水反応を起し、吸熱する。そして化学蓄熱剤の脱水反応が完了すると（Ｓ３１０）、ステップＳ３１１において、水放出バルブ１８が閉じられる。そしてその後、空燃比リッチ化制御が実行される（Ｓ３１２）。

本実施の形態の内燃機関の排気浄化装置によれば、上記（１）、（２）の効果に加え、更に以下の効果を奏することができる。
（３）本実施の形態では、化学蓄熱剤の吸熱による前記触媒床温の降温を行った上で、空燃比リーン化制御（燃料カット）後における、酸化した触媒貴金属の還元のための空燃比リッチ化制御を実行している。より詳しくは、触媒担体１５に吸着したＳＯｘが、リッチ空燃比下で、触媒貴金属上にて還元されて被毒する温度域の最低温度である温度Ｔ１を触媒床温が超えているときに、同触媒床温を温度Ｔ１未満とすべく、化学蓄熱剤の吸熱による触媒床温の降温を行った上で、空燃比リッチ化制御を実行している。そのため、触媒の硫黄被毒が増進されない温度域（温度Ｔ１以下の温度域）まで触媒床温を降温した上で、空燃比リッチ化制御を行うことができ、硫黄被毒の進行を回避できるようになる。

なお、上記実施の形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、触媒の硫黄被毒の進行度合いを積算吸入空気量に基づいて判断するようにしていたが、他のパラメーターに基づいて進行度合いの判断を行うようにしても良い。例えば内燃機関の運転時間や、同内燃機関の搭載された車両の走行距離などからも、触媒の硫黄被毒の進行度合いを判断することが可能である。

・上記実施の形態では、触媒貴金属に被毒した硫黄を酸化して放出するための空燃比リーン化制御を、内燃機関の燃料カットを通じて行うようにしていたが、燃料噴射量の減量補正などにより空燃比をリーン化することでも、硫黄の酸化及び放出は可能である。

・上記実施の形態では、化学蓄熱剤として、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯといった金属酸化物を使用するようにしていたが、発熱、吸熱を制御可能で、触媒床温の昇降を十分に行える物質であれば、任意の物質を化学蓄熱剤として使用することができる。例えばＣａ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａといった第２族元素の水酸化物や炭酸化物を化学蓄熱剤として使用することが可能である。また上記実施の形態では、注水、放水により化学蓄熱剤の発熱、吸熱を制御していたが、他の化学蓄熱剤を使用する場合には、使用する化学蓄熱剤の特性に応じた適宜な手段により、発熱、吸熱の制御を行うようにすると良い。

１…吸気通路、２…エアクリーナー、３…エアフローメーター、４…スロットルモーター、５…スロットルバルブ、６…インジェクター、７…吸気バルブ、８…燃焼室、９…点火プラグ、１０…排気バルブ、１１…排気通路、１２…空燃比センサー、１３…触媒コンバーター、１４…酸素センサー、１５…触媒担体、１６…蓄熱剤室、１７…水注入バルブ、１８…水放出バルブ、１９…電子制御ユニット。

Claims (5)

1. 化学蓄熱剤の発熱及び吸熱によって触媒床温の昇降を行う内燃機関の排気浄化装置において、
   前記化学蓄熱剤の発熱による前記触媒床温の昇温を行った上で、触媒貴金属に被毒した硫黄を酸化して放出するための空燃比リーン化制御を実行する
   ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
2. 前記触媒床温の昇温は、前記触媒貴金属に被毒した硫黄をリーン空燃比下で酸化して放出可能な温度域の最低温度である温度Ｔ２に前記触媒床温が満たないときに、同触媒床温を前記温度Ｔ２以上とするために行われる
   請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 前記化学蓄熱剤の吸熱による前記触媒床温の降温を行った上で、前記空燃比リーン化制御後における、酸化した前記触媒貴金属の還元のための空燃比リッチ化制御を実行する
   請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
4. 前記触媒床温の降温は、触媒担体に吸着したＳＯｘが、リッチ空燃比下で、前記触媒貴金属上にて還元されて被毒する温度域の最低温度である温度Ｔ１を前記触媒床温が超えているときに、同触媒床温を前記温度Ｔ１未満とするために行われる
   請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
5. 前記空燃比リーン化制御は、前記内燃機関の燃料カットを通じて行われる
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。

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