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公開番号2025140029
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024039172
出願日2024-03-13
発明の名称水素エンジンの排気浄化装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類F01N 3/18 20060101AFI20250919BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】触媒の熱劣化を抑制する水素エンジンの排気浄化装置の提供。
【解決手段】
排気通路に設けられた触媒と、前記触媒の上流に設けられた空燃比検出部と、を備える水素エンジンの排気浄化装置であって、
触媒床温を検出する触媒床温検出部と、
前記触媒床温検出部により検出された前記触媒床温に基づいて、触媒昇温処理を実行するか否かを判定する第一の判定部と、
前記第一の判定部により前記触媒昇温処理を実行すると判断された場合に、前記触媒の表面に吸着した水素量を推定する水素量推定部と、
前記水素量推定部により推定された水素量に応じて、触媒昇温処理を実行するか否かを判定する第二の判定部と、
前記第二の判定部により前記触媒昇温処理を実行すると判断された場合に、触媒昇温処理を実行する触媒昇温部と、
を備えることを特徴とする水素エンジンの排気浄化装置である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
排気通路に設けられた触媒と、前記触媒の上流に設けられた空燃比検出部と、を備える水素エンジンの排気浄化装置であって、
触媒床温を検出する触媒床温検出部と、
前記触媒床温検出部により検出された前記触媒床温に基づいて、触媒昇温処理を実行するか否かを判定する第一の判定部と、
前記第一の判定部により前記触媒昇温処理を実行すると判断された場合に、前記触媒の表面に吸着した水素量を推定する水素量推定部と、
前記水素量推定部により推定された水素量に応じて、触媒昇温処理を実行するか否かを判定する第二の判定部と、
前記第二の判定部により前記触媒昇温処理を実行すると判断された場合に、触媒昇温処理を実行する触媒昇温部と、
を備えることを特徴とする水素エンジンの排気浄化装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、水素エンジンの排気浄化装置に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、水素エンジンにおいて、触媒温度に応じて排気工程中に噴射する水素量を変更することにより、触媒温度によらずＮＯｘ浄化性能を維持する排気浄化装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００９－０７４４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水素は、原子量が小さいことに起因して、触媒の表面のみならず深層部へ浸入し吸着することがある。水素が触媒の深層部に吸着すると発熱量が増大するため、局所的な過熱が生じ、シンタリングや構造破壊等の触媒の熱劣化が進行するという問題がある。特許文献１の技術は、触媒温度に応じて水素量を調節する技術であって、触媒の表面及び深層に吸着する水素量については考慮されておらず、触媒の熱劣化抑制という観点においては改善の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の問題を解決するために、一実施形態に係る水素エンジンの排気浄化装置は、排気通路に設けられた触媒と、前記触媒の上流に設けられた空燃比検出部と、を備える水素エンジンの排気浄化装置であって、触媒床温を検出する触媒床温検出部と、前記触媒床温検出部により検出された前記触媒床温に基づいて、触媒昇温処理を実行するか否かを判定する第一の判定部と、前記第一の判定部により前記触媒昇温処理を実行すると判断された場合に、前記触媒の表面に吸着した水素量を推定する水素量推定部と、前記水素量推定部により推定された水素量に応じて、触媒昇温処理を実行するか否かを判定する第二の判定部と、前記第二の判定部により前記触媒昇温処理を実行すると判断された場合に、触媒昇温処理を実行する触媒昇温部と、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、触媒の熱劣化を抑制する水素エンジンの排気浄化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
触媒昇温処理が実行されるまでのタイムチャートである。
触媒昇温処理が実行されるまでのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（水素エンジンの排気浄化装置）
【０００９】
本発明の水素エンジンの排気浄化装置は、図１に示されるように、触媒床温が触媒昇温処理を必要とする所定の低温状態であるとき、触媒表面に吸着した水素量が所定の閾値以上となってから、触媒昇温処理を実行する。
【００１０】
一般的に、触媒深層への水素の浸入は、触媒表面の水素量に応じて阻害される。換言すると、触媒表面に水素が多く吸着していると、触媒深層への水素の浸入を防ぐことができる。また、水素が触媒深層に吸着するためには、高温や高圧等の高エネルギーが必要である。
（【００１１】以降は省略されています）

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