特許 6737120 内燃機関の排気後処理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6737120

(24)【登録日】2020年7月20日

(45)【発行日】2020年8月5日

(54)【発明の名称】内燃機関の排気後処理システム

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/24 20060101AFI20200728BHJP

   F01N 3/08 20060101ALI20200728BHJP

   F01N 3/18 20060101ALI20200728BHJP

   B01D 53/94 20060101ALI20200728BHJP

【ＦＩ】

   F01N3/24 L

   F01N3/08 B

   F01N3/18 G

   B01D53/94 222

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-202159(P2016-202159)

(22)【出願日】2016年10月14日

(65)【公開番号】特開2018-62906(P2018-62906A)

(43)【公開日】2018年4月19日

【審査請求日】2019年9月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(74)【代理人】

【識別番号】100163061

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 祐樹

(72)【発明者】

【氏名】岡 耕平

【審査官】 楠永 吉孝

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１５６３６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−１９０６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／０５０２６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１７−０９６１０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｎ ３／０８〜 ３／３８

Ｂ０１Ｄ ５３／９４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関の排気通路に配置され、排気中のＮＯｘを除去する触媒と、
前記排気通路の前記触媒よりも上流側の第１箇所から分岐して前記排気通路における前記触媒よりも上流側且つ前記第１箇所よりも下流側の第２箇所に接続された副排気通路に配置され、圧力を受けた場合に放熱する蓄熱材と、
前記蓄熱材に圧力を付与する圧力付与部材と、
前記第１箇所よりも上流側の排気が前記副排気通路の前記蓄熱材を経由してから前記触媒に流入する蓄熱材経由状態と前記第１箇所よりも上流側の排気が前記蓄熱材を経由せずに前記触媒に流入する蓄熱材非経由状態とを切り替える流路切替弁と、
前記第１箇所よりも上流側の排気の温度である上流側排気温度が高温の場合及び低温の場合には前記蓄熱材経由状態が得られ、前記上流側排気温度が中温の場合には前記蓄熱材非経由状態が得られるように前記流路切替弁を制御するとともに、前記上流側排気温度が前記高温の場合及び前記中温の場合は前記蓄熱材に圧力が付与されず、前記上流側排気温度が前記低温の場合に前記蓄熱材に圧力が付与されるように前記圧力付与部材を制御する制御装置と、を備える内燃機関の排気後処理システム。

【請求項2】

前記触媒は尿素ＳＣＲ触媒である請求項１記載の内燃機関の排気後処理システム。

【請求項3】

前記蓄熱材は五酸化三チタンである請求項１又は２に記載の内燃機関の排気後処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は内燃機関の排気後処理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、内燃機関の排気中のＮＯｘを除去する触媒を排気通路に備え、この触媒の触媒作用によって排気中のＮＯｘを除去する排気後処理システムが知られている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭６０−１９０６１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般に、排気中のＮＯｘを除去する触媒は、この触媒の温度が低温の場合や高温の場合にはＮＯｘの浄化率が相対的に低く、中温の場合にＮＯｘの浄化率が相対的に良好になる。ところで、近年では、例えば五酸化三チタンのように、圧力を受けた場合に放熱する蓄熱材が開発されてきている。しかしながら、これまで、このような圧力を受けた場合に放熱する蓄熱材を用いて触媒の温度が低温や高温になることを抑制して、ＮＯｘ浄化率の低下を抑制する技術は開発されていなかった。

【0005】

本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、圧力を受けた場合に放熱する蓄熱材を用いて、排気中のＮＯｘを除去する触媒の温度が低温や高温になることを抑制して、ＮＯｘ浄化率の低下を抑制することができる内燃機関の排気後処理システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明に係る内燃機関の排気後処理システムは、内燃機関の排気通路に配置され、排気中のＮＯｘを除去する触媒と、前記排気通路の前記触媒よりも上流側の第１箇所から分岐して前記排気通路における前記触媒よりも上流側且つ前記第１箇所よりも下流側の第２箇所に接続された副排気通路に配置され、圧力を受けた場合に放熱する蓄熱材と、前記蓄熱材に圧力を付与する圧力付与部材と、前記第１箇所よりも上流側の排気が前記副排気通路の前記蓄熱材を経由してから前記触媒に流入する蓄熱材経由状態と前記第１箇所よりも上流側の排気が前記蓄熱材を経由せずに前記触媒に流入する蓄熱材非経由状態とを切り替える流路切替弁と、前記第１箇所よりも上流側の排気の温度である上流側排気温度が高温の場合及び低温の場合には前記蓄熱材経由状態が得られ、前記上流側排気温度が中温の場合には前記蓄熱材非経由状態が得られるように前記流路切替弁を制御するとともに、前記上流側排気温度が前記高温の場合及び前記中温の場合は前記蓄熱材に圧力が付与されず、前記上流側排気温度が前記低温の場合に前記蓄熱材に圧力が付与されるように前記圧力付与部材を制御する制御装置と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、上流側排気温度が高温の場合には、排気の熱を蓄熱材に吸収させ、温度が低下した排気をこの触媒に流入させることができる。これにより、排気中のＮＯｘを除去する触媒の温度が高温になることを抑制できるので、この触媒の温度が高温になることに起因するＮＯｘ浄化率の低下を抑制することができる。また、上流側排気温度が低温の場合には、蓄熱材に圧力を付与することで蓄熱材を放熱させて、この蓄熱材の放熱によ
って排気の温度を上昇させ、温度が上昇した排気をこの触媒に流入させることができる。これにより、排気中のＮＯｘを除去する触媒の温度が低温になることを抑制できるので、この触媒の温度が低温になることに起因するＮＯｘ浄化率の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る内燃機関の排気後処理システムが適用された内燃機関システムの全体構成を模式的に示す構成図である。

【図2】図２（ａ）は内燃機関システムにおける副排気通路及び尿素ＳＣＲ装置の周辺構造を拡大した模式的拡大図である。図２（ｂ）は図２（ａ）の蓄熱装置７０の周辺構造（Ａ部分）を拡大した模式的拡大図である。

【図3】尿素ＳＣＲ触媒のＮＯｘ浄化率と尿素ＳＣＲ触媒の温度との関係を模式的に示す図である。

【図4】制御装置による流路切替弁及び圧力付与部材の制御処理を示すフローチャートの一例である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態に係る内燃機関の排気後処理システム２０（以下、「排気後処理システム２０」と略称する）について図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係る排気後処理システム２０が適用された内燃機関システム１の全体構成を模式的に示す構成図である。この内燃機関システム１は、内燃機関２、排気通路４、制御装置１０、及び排気後処理システム２０を備えている。

【0010】

本実施形態では、内燃機関２の一例として、ディーゼル機関を用いている。なお、図１において内燃機関２の気筒３の個数は一例として４個であるが、気筒３の個数はこれに限定されるものではない。排気通路４は内燃機関２の気筒３から排出された排気が通過する通路であり、その上流側端部が分岐して各気筒３の排気ポートに接続している。

【0011】

制御装置１０は、内燃機関２の燃料噴射量や燃料噴射時期等を制御するとともに、後述する排気後処理システム２０の動作も制御する。この制御装置１０は、各種の制御処理を実行する制御部としての機能を有するＣＰＵ１１や、ＣＰＵ１１の動作に必要な各種情報やプログラム等を記憶する記憶部１２等を有するマイクロコンピュータを備えている。なお、記憶部１２としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置が用いられる。

【0012】

排気後処理システム２０は、排気通路４に配置された排気浄化装置３０と、この排気浄化装置３０よりも下流側の排気通路４に配置された尿素ＳＣＲ(Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）装置４０を備えている。さらに排気後処理システム２０は、温度センサ５０、副排気通路６０、蓄熱装置７０、及び流路切替弁８０ａ，８０ｂを備えている。なお、本実施形態に係る排気後処理システム２０は、排気後処理システム２０を制御する制御装置１０も、その構成要素の一部に含んでいる。

【0013】

排気浄化装置３０は、酸化触媒３１と、この酸化触媒３１よりも下流側に配置されたフィルタ３２を備えている。酸化触媒３１は、排気に含まれる一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）といった有害物質を、酸化触媒３１の触媒作用によって、水（Ｈ_２Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ_２）といった無害な物質に変化させることで、排気中の有害物質を浄化する触媒である。このような機能を有するものであれば、酸化触媒３１の具体的な構成は特に限定されるものではないが、本実施形態に係る酸化触媒３１は、一例として、排気が通過可能な担体に白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属触媒が担持された構成を有している。

【0014】

フィルタ３２は、排気に含まれる煤等のＰＭを捕集可能なフィルタであればよく、その具体的な構成は特に限定されるものではない。本実施形態においては、フィルタ３２の一例として、ウォールスルータイプのディーゼルパティキュレートフィルタを用いている。

【0015】

尿素ＳＣＲ装置４０は、排気中に尿素水を供給するとともに、この排気中に供給された尿素水から生成されるアンモニア（ＮＨ_３）を還元剤として用いて、排気中のＮＯｘを選択的に還元除去する装置である。このような機能を有するものであれば、尿素ＳＣＲ装置４０の具体的な構成は特に限定されるものではないが、本実施形態においては、一例として、尿素水供給部４１、尿素ＳＣＲ触媒４２、及びアンモニアスリップ触媒４３を備えている。

【0016】

尿素水供給部４１は、尿素ＳＣＲ触媒４２よりも上流側、且つフィルタ３２よりも下流側の排気通路４に配置されている。より具体的には、本実施形態に係る尿素水供給部４１は、尿素ＳＣＲ触媒４２よりも上流側、且つ排気通路４における副排気通路６０の接続箇所（後述する第２箇所６）よりも下流側の部分に配置されている。この尿素水供給部４１の具体例として、本実施形態では、制御装置１０の指示を受けて排気中に尿素水を噴射する尿素水噴射弁を用いている。制御装置１０は、尿素水供給指示を受信した場合（例えば尿素水供給開始スイッチがユーザによってＯＮに操作された場合等）において、尿素水供給部４１としての尿素水噴射弁に尿素水を噴射させる。

【0017】

尿素ＳＣＲ触媒４２は、排気中のＮＯｘを除去する触媒（すなわち「ＮＯｘ除去用触媒」）であり、具体的には、尿素の加水分解によって生じるアンモニアを用いて排気中のＮＯｘを選択的に還元することでＮＯｘを除去する触媒である。尿素ＳＣＲ触媒４２の具体的な種類は、特に限定されるものではなく、例えば、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）等の卑金属酸化物や、ゼオライト等を用いることができる。アンモニアスリップ触媒４３は、尿素ＳＣＲ触媒４２よりも下流側に配置されており、尿素ＳＣＲ触媒４２を通過したアンモニアを酸化させる酸化触媒である。

【0018】

尿素水供給部４１から尿素水が排気中に供給された場合、尿素水中の尿素は加水分解され、その結果、アンモニアが生成される。このアンモニアは、尿素ＳＣＲ触媒４２の触媒作用の下で、ＮＯｘを還元させる。この結果、窒素（Ｎ_２）及び水（Ｈ_２Ｏ）が生成される。このようにして、尿素ＳＣＲ装置４０は、排気中のＮＯｘの低減を図っている。また本実施形態によれば、アンモニアスリップ触媒４３を備えているので、アンモニアが内燃機関システム１の外部に排出されることが効果的に抑制されている。

【0019】

温度センサ５０は、第１箇所５（排気通路４における副排気通路６０の分岐箇所；図２（ａ）参照）よりも上流側の排気の温度（以下「上流側排気温度」と称する）を検出して、検出結果を制御装置１０に伝える。このような機能を有するものであれば、温度センサ５０の排気通路４における具体的な配置箇所は特に限定されるものではないが、本実施形態に係る温度センサ５０は、一例として、排気通路４のフィルタ３２よりも下流側且つ第１箇所５よりも上流側の部分に配置されて、この部分の排気の温度を検出している。

【0020】

続いて、副排気通路６０、蓄熱装置７０、及び流路切替弁８０ａ，８０ｂの詳細について説明する。図２（ａ）は内燃機関システム１における副排気通路６０及び尿素ＳＣＲ装置４０の周辺構造を拡大した模式的拡大図である。図２（ｂ）は図２（ａ）の蓄熱装置７０の周辺構造（Ａ部分）を拡大した模式的拡大図である。

【0021】

図２（ａ）に示すように、副排気通路６０は、排気通路４の尿素ＳＣＲ触媒４２よりも上流側の第１箇所５から分岐して、排気通路４における尿素ＳＣＲ触媒４２よりも上流側且つ第１箇所５よりも下流側の第２箇所６に接続されている。

【0022】

蓄熱装置７０は、この副排気通路６０内に配置されている。図２（ｂ）に示すように、蓄熱装置７０は、蓄熱材７１、及び圧力付与部材７２を備えている。圧力付与部材７２は、制御装置１０によって制御されることで、蓄熱材７１に圧力を付与する部材である。この圧力付与部材７２の一例として、本実施形態においては、蓄熱材７１の外周側面を全体的に覆うように配置された圧電材を用いている。具体的には、この圧電材は、円柱形状の蓄熱材７１の外周側面（これは副排気通路６０の内周面に対向する面である）と、この蓄熱材７１の外側に存在する副排気通路６０の内周面との間に配置されている。そして、圧電材は、制御装置１０と電気的に接続されており、制御装置１０から電気供給を受けた場合に圧力を発生する。これにより、圧電材は、蓄熱材７１に対して圧力を付与する。

【0023】

なお、圧電材の具体的な材質は、特に限定されるものではないが、本実施形態では一例として、チタンジルコン酸鉛（Ｌｅａｄ Ｚｉｒｃｏｎａｔｅ Ｔｉｔａｎａｔｅ；ＰＺＴ）を用いている。

【0024】

また、圧電材の配置態様は、蓄熱材７１に圧力を付与できる態様であればよく、図２（ｂ）に示す配置態様に限定されるものではない。例えば図２（ｂ）に示す圧電材は蓄熱材７１に直接接触するようにして蓄熱材７１を覆っているが、圧電材は他の部材を介して蓄熱材７１を覆う構成（すなわち、蓄熱材７１を間接的に覆う構成）とすることもできる。

【0025】

蓄熱材７１は、圧力付与部材７２から圧力が付与されていないときは周囲の熱を蓄熱し、この蓄熱した熱を圧力付与部材７２から圧力を受けた場合に放熱する部材である。このような蓄熱材７１の材質の一例として、本実施形態においては、セラミック系の蓄熱材（すなわち蓄熱セラミック）を用い、このような蓄熱材の具体例として五酸化三チタン（Ｔｉ_３Ｏ_５）を用いている。

【0026】

この五酸化三チタンは、熱の保持性能が良好である（すなわち、熱を長時間保持することができる）。この点において、五酸化三チタンは、蓄熱材７１の材質として特に好ましい。

【0027】

なお、本実施形態に係る蓄熱材７１は、副排気通路６０の内部に配置されているため、副排気通路６０の排気が蓄熱材７１を通過できる構造になっている。この一例として、本実施形態に係る蓄熱材７１は、排気が通過可能な孔を複数個有する構造になっている。これにより、排気の流動が蓄熱材７１によって阻害されることが抑制されている。

【0028】

図２（ａ）を再び参照して、流路切替弁８０ａは、排気通路４における第１箇所５と第２箇所６との間の部分に配置されている。流路切替弁８０ｂは、副排気通路６０における蓄熱装置７０よりも上流側の部分に配置されている。本実施形態においては、流路切替弁８０ａ及び流路切替弁８０ｂの一例として、制御装置１０の指示を受けて開閉する開閉弁を用いている。

【0029】

図２（ａ）に示すように、制御装置１０が流路切替弁８０ａを閉弁状態に制御し且つ流路切替弁８０ｂを開弁状態に制御した場合、第１箇所５よりも上流側の排気は、副排気通路６０の蓄熱材７１を経由してから尿素ＳＣＲ触媒４２に流入する。一方、例えば図１に示すように、制御装置１０が流路切替弁８０ａを開弁状態に制御し、流路切替弁８０ｂを閉弁状態に制御した場合、第１箇所５よりも上流側の排気は、副排気通路６０の蓄熱材７１を経由せずに、尿素ＳＣＲ触媒４２に流入する。

【0030】

すなわち、本実施形態に係る流路切替弁８０ａ，８０ｂは、第１箇所５よりも上流側の排気が副排気通路６０の蓄熱材７１を経由してから触媒（尿素ＳＣＲ触媒４２）に流入す
る状態（「蓄熱材経由状態」と称する）と、第１箇所５よりも上流側の排気が蓄熱材７１を経由せずに触媒（尿素ＳＣＲ触媒４２）に流入する状態（「蓄熱材非経由状態」と称する）とを切り替える流路切替弁としての機能を有する部材に相当する。

【0031】

続いて、尿素ＳＣＲ触媒４２のＮＯｘ浄化率と尿素ＳＣＲ触媒４２の温度との関係を説明し、次いで制御装置１０の制御処理の詳細について説明する。

【0032】

図３は、尿素ＳＣＲ触媒４２のＮＯｘ浄化率と尿素ＳＣＲ触媒４２の温度との関係を模式的に示す図である。尿素ＳＣＲ触媒４２の温度が温度Ｔ_ａ以上、温度Ｔ_ｂ以下の温度範囲（「中温」と称する）の場合における尿素ＳＣＲ触媒４２のＮＯｘ浄化率は、尿素ＳＣＲ触媒４２の温度が温度Ｔ_ａ未満の温度範囲（「低温」と称する）や、尿素ＳＣＲ触媒４２の温度が温度Ｔ_ｂより高い温度範囲（「高温」と称する）に比較して、大きくなっている。

【0033】

すなわち、ＮＯｘ除去用触媒である尿素ＳＣＲ触媒４２のＮＯｘ浄化率は、低温や高温の場合は相対的に低く、中温の場合に相対的に良好になる。そこで、制御装置１０は、尿素ＳＣＲ触媒４２の温度が低温や高温になることを抑制して、ＮＯｘの浄化率の低下を抑制するために、以下に説明する制御処理を実行する。

【0034】

具体的には、制御装置１０は、上流側排気温度（すなわち、第１箇所５よりも上流側の排気の温度）が高温の場合及び低温の場合には蓄熱材経由状態が得られ、上流側排気温度が中温の場合には蓄熱材非経由状態が得られるように流路切替弁８０ａ，８０ｂを制御するとともに、上流側排気温度が高温の場合及び低温の場合には蓄熱材７１に圧力が付与されず、上流側排気温度が低温の場合に蓄熱材７１に圧力が付与されるように圧力付与部材７２を制御する。この制御処理について、フローチャートを用いて詳細に説明すると、次のようになる。

【0035】

図４は、制御装置１０による流路切替弁８０ａ，８０ｂ及び圧力付与部材７２の制御処理を示すフローチャートの一例である。制御装置１０は、内燃機関２の始動開始と同時に図４のフローチャートを繰り返し実行する。また、図４の各ステップは、制御装置１０の具体的にはＣＰＵ１１が実行する。

【0036】

まず、ステップＳ１０において、制御装置１０は、上流側排気温度が高温であるか否かを判定する。具体的には制御装置１０は、温度センサ５０の検出結果を取得することで、上流側排気温度を取得し、この取得された上流側排気温度が予め記憶部１２に記憶されている温度Ｔ_ｂより高いか否かを判定することで、上流側排気温度が高温であるか否かを判定している。

【0037】

ここで、温度Ｔ_ｂとしては、この温度よりも高い温度の排気が尿素ＳＣＲ触媒４２に流入した場合に、尿素ＳＣＲ触媒４２のＮＯｘ浄化率が低下してしまうと考えられる値を用いることができる。この温度Ｔ_ｂは、予め、実験、シミュレーション等を行って適切な値を求めておき、記憶部１２に記憶させておく。なお、本実施形態のようにＮＯｘ除去用触媒として尿素ＳＣＲ触媒４２を用いる場合、温度Ｔ_ｂの一例として３８０℃〜４３０℃の範囲から選択された値を用いることができる。

【0038】

ステップＳ１０でＹＥＳと判定された場合、制御装置１０はステップＳ２０を実行する。ステップＳ２０において制御装置１０は、流路切替弁８０ａを閉弁状態に制御し、流路切替弁８０ｂを開弁状態に制御することで、排気の流動状態を蓄熱材経由状態にする。この結果、第１箇所５よりも上流側の排気は、蓄熱材７１を経由してから尿素ＳＣＲ触媒４２に流入する。なお、ステップＳ２０において、圧力付与部材７２から蓄熱材７１への圧
力付与は行われない。

【0039】

ステップＳ２０の実行によって、排気の熱を蓄熱材７１に吸収させて、温度が低下した排気を尿素ＳＣＲ触媒４２に流入させることができる。これにより、尿素ＳＣＲ触媒４２の温度が高温になることを抑制できるので、尿素ＳＣＲ触媒４２の温度が高温になることに起因するＮＯｘ浄化率の低下を抑制することができる。ステップＳ２０の実行後に、制御装置１０はリターンを実行し、フローチャートをスタートから実行する。

【0040】

一方、ステップＳ１０でＮＯと判定された場合、制御装置１０はステップＳ３０を実行する。このステップＳ３０において制御装置１０は、上流側排気温度が中温であるか否かを判定する。具体的には制御装置１０は、温度センサ５０の検出結果に基づいて取得された上流側排気温度が予め記憶部１２に記憶されている温度Ｔ_ａ以上、温度Ｔ_ｂ以下（すなわち温度Ｔ_ａ〜温度Ｔ_ｂ）であるか否かを判定することで、上流側排気温度が中温であるか否かを判定する。

【0041】

ここで、温度Ｔ_ａとしては、この温度よりも低い温度の排気が尿素ＳＣＲ触媒４２に流入した場合に、尿素ＳＣＲ触媒４２のＮＯｘ浄化率が低下してしまうと考えられる値を用いることができる。この温度Ｔ_ａは、予め、実験、シミュレーション等を行って適切な値を求めておき、記憶部１２に記憶させておく。なお、本実施形態のようにＮＯｘ除去用触媒として尿素ＳＣＲ触媒４２を用いる場合、温度Ｔ_ａの一例として２００℃〜２５０℃の範囲から選択された値を用いることができる。

【0042】

ステップＳ３０でＹＥＳと判定された場合、制御装置１０はステップＳ４０を実行する。ステップＳ４０において制御装置１０は、流路切替弁８０ａを開弁状態に制御し、流路切替弁８０ｂを閉弁状態に制御することで、排気の流動状態を蓄熱材非経由状態にする。この結果、第１箇所５よりも上流側の排気は、蓄熱材７１を経由せずに尿素ＳＣＲ触媒４２に流入する。なお、ステップＳ４０において、圧力付与部材７２から蓄熱材７１への圧力付与は行われない。

【0043】

ステップＳ４０の実行によって、尿素ＳＣＲ触媒４２に中温の排気が流入することで、尿素ＳＣＲ触媒４２を中温にすることができる。これにより、尿素ＳＣＲ触媒４２のＮＯｘ浄化率を良好にすることができる。ステップＳ４０の実行後に、制御装置１０はリターンを実行し、フローチャートをスタートから再度実行する。

【0044】

ステップＳ３０でＮＯと判定された場合、制御装置１０はステップＳ５０を実行する。ステップＳ５０において制御装置１０は、上流側排気温度が低温であるか否かを判定する。具体的には制御装置１０は、温度センサ５０の検出結果に基づいて取得された上流側排気温度が予め記憶部１２に記憶されている温度Ｔａ未満であるか否かを判定することで、上流側排気温度が低温であるか否かを判定する。

【0045】

ステップＳ５０でＮＯと判定された場合、制御装置１０はリターンを実行し、フローチャートをスタートから再度実行する。一方、ステップＳ５０でＹＥＳと判定された場合、制御装置１０はステップＳ６０を実行する。ステップＳ６０において制御装置１０は、流路切替弁８０ａを閉弁状態に制御し、流路切替弁８０ｂを開弁状態に制御することで、排気の流動状態を蓄熱材経由状態にする。この結果、第１箇所５よりも上流側の排気は蓄熱材７１を経由してから尿素ＳＣＲ触媒４２に流入する。また、ステップＳ６０において制御装置１０は、圧力付与部材７２としての圧電材に電気を流す。これにより、圧電材は蓄熱材７１に対して圧力を付与する。

【0046】

ステップＳ６０の実行によって、蓄熱材７１を放熱させて、この蓄熱材７１の放熱によ
って排気の温度を上昇させ、この温度が上昇した排気を尿素ＳＣＲ触媒４２に流入させることができる。これにより、尿素ＳＣＲ触媒４２の温度が低温になることを抑制できるので、尿素ＳＣＲ触媒４２の温度が低温になることに起因するＮＯｘ浄化率の低下を抑制することができる。ステップＳ６０の実行後に、制御装置１０はリターンを実行し、フローチャートをスタートから再度実行する。

【0047】

以上説明したように、本実施形態によれば、外部から圧力を受けた場合に放熱する蓄熱材７１を用いてＮＯｘ除去用触媒（尿素ＳＣＲ触媒４２）の温度が低温や高温になることを抑制して、ＮＯｘ浄化率の低下を抑制することができる。これにより、ＮＯｘ除去用触媒のＮＯｘ浄化率を良好にすることができる。

【0048】

また本実施形態によれば、蓄熱材７１として五酸化三チタンを用いており、前述したように、この蓄熱材７１は熱の保持性能が良好である。これにより、蓄熱材７１は、放熱を開始するまでの間により多くの熱量を蓄熱することができ、この結果、放熱する際には、より多くの熱量を放熱することができる。したがって、本実施形態によれば、例えばステップＳ２０において蓄熱材７１が蓄熱する際に、蓄熱材７１によって排気の温度を効果的に低下させることができる。また、例えばステップＳ６０において蓄熱材７１が放熱する際には、蓄熱材７１によって排気の温度を効果的に上昇させることができる。これにより、尿素ＳＣＲ触媒４２の温度が高温や低温になることを効果的に抑制することができる。

【0049】

以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0050】

１ 内燃機関システム
５ 第１箇所
６ 第２箇所
１０ 制御装置
２０ 内燃機関の排気後処理システム
３０ 排気浄化装置
４０ 尿素ＳＣＲ装置
４２ 尿素ＳＣＲ触媒（排気中のＮＯｘを除去する触媒）
５０ 温度センサ
６０ 副排気通路
７０ 蓄熱装置
７１ 蓄熱材
７２ 圧力付与部材
８０ａ，８０ｂ 流路切替弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】