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公開番号2024123807
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-12
出願番号2023031509
出願日2023-03-02
発明の名称排気浄化装置
出願人株式会社豊田中央研究所,株式会社豊田自動織機
代理人弁理士法人YKI国際特許事務所
主分類F01N 3/20 20060101AFI20240905BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】NOxやN2Oを生成することなく、三元触媒からの排気に含まれているアンモニアの外部への排出を抑制する。
【解決手段】排気浄化システム1は、アンモニアの吸着機能及び分解機能を有する第二触媒12と、排気浄化システム1における排気浄化に関する制御部16と、を備える。制御部16は、内燃機関2の動作時、内燃機関2からの排気が希薄とならないように制御する。制御部16は、第二触媒12におけるアンモニアの積算吸着量が予め設定されている限界吸着量に達すると、第二触媒12の温度をアンモニアの分解活性温度まで上昇させ、その後、積算吸着量のアンモニアの全てが浄化できるよう、その温度を所定時間維持する昇温制御を開始する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
アンモニアの吸着機能及びアンモニアの水素と窒素への分解機能を有し、内燃機関の排気を浄化する三元触媒からの排気が流入される第二触媒と、
前記第二触媒の温度を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記第二触媒に流入される排気が理論空燃比より希薄でない場合において、前記第二触媒におけるアンモニアの積算吸着量が予め設定されている限界吸着量に達すると、前記第二触媒を所定時間、アンモニアの分解活性温度以上の状態にする昇温制御を開始することを特徴とする排気浄化装置。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記所定時間は、前記積算吸着量のアンモニアの全てを浄化するのに要する時間であることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項３】
前記限界吸着量として、前記第二触媒がアンモニアの分解活性温度以上のときのアンモニア吸着可能量以下となる値を設定することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第二触媒に流入される排気が理論空燃比より希薄でない状態となるよう前記内燃機関への燃料噴射量を制御することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項５】
前記第二触媒に流入される排気のアンモニア濃度を測定する測定手段を設け、
前記制御手段は、前記測定手段により測定されたアンモニアの濃度を参照して、前記第二触媒におけるアンモニアの積算吸着量を算出することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項６】
前記測定手段としてＮＯｘセンサを用いることを特徴とする請求項５に記載の排気浄化装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記内燃機関がアンモニアを燃料の一部とする場合、前記内燃機関が始動してから停止するまでの間に前記第二触媒におけるアンモニアの積算吸着量が前記第二触媒におけるアンモニアの限界吸着量に達しなくても、少なくとも１回、前記昇温制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記内燃機関の始動後、前記三元触媒が活性状態になった時点で前記昇温制御を開始することを特徴とする請求項７に記載の排気浄化装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化装置、特にアンモニアが含まれている排気の浄化に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
内燃機関からの排気中の３種類の有害成分、具体的には一酸化炭素（ＣＯ）、未燃炭化水素（ＨＣ）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）の３成分を同時に浄化できる機能を有する三元触媒がよく知られている。但し、３成分を同時に除去するには、三元触媒に流入される排気が、燃料とそれを完全燃焼させるのに必要な酸素を含む空気との割合（一般に、「理論空燃比」と呼ばれる）に維持される必要がある。
【０００３】
一般に、理論空燃比より空気が多い空気過剰（一般に、「酸化雰囲気」あるいは「リーン」とも呼ばれる）の場合、三元触媒からの排気にはアンモニア（ＮＨ３）は含まれない。しかしながら、理論空燃比より燃料が多い燃料過剰（一般に、「還元雰囲気」あるいは「リッチ」と呼ばれる）の場合、三元触媒からの排気にはアンモニア（ＮＨ３）が含まれる。アンモニアは、皮膚や気道の粘膜等に損傷を引き起こす可能性があるので、外部に排出させたくない物質の１つである。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１における排気浄化装置では、三元触媒の下流に酸化雰囲気においてアンモニアを酸化する触媒と，酸化雰囲気とするための酸素供給手段を設けてアンモニアを浄化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第３５１３５３６号明細書
特開２０１８－９１２５９号公報
特開２０１９－１６７８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では，三元触媒の下流側の触媒において酸化雰囲気においてアンモニアを酸化させるため、一部のアンモニアがＮＯｘや亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）となって外部に排出される可能性があった。また、低温においてはアンモニアが反応せずに排出されるおそれがある．
【０００７】
本発明は、ＮＯｘやＮ２Ｏを生成することなく、三元触媒からの排気に含まれているアンモニアの外部への排出を抑制することを目的とする
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る排気浄化装置は、アンモニアの吸着機能及びアンモニアの水素と窒素への分解機能を有し、内燃機関の排気を浄化する三元触媒からの排気が流入される第二触媒と、前記第二触媒の温度を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第二触媒に流入される排気が理論空燃比より希薄でない場合において、前記第二触媒におけるアンモニアの積算吸着量が予め設定されている限界吸着量に達すると、前記第二触媒を所定時間、アンモニアの分解活性温度以上の状態にする昇温制御を開始することを特徴とする。
【０００９】
また、前記所定時間は、前記積算吸着量のアンモニアの全てを浄化するのに要する時間であることを特徴とする。
【００１０】
また、前記限界吸着量として、前記第二触媒がアンモニアの分解活性温度以上のときのアンモニア吸着可能量以下となる値を設定することを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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