(57)【要約】【課題】化学蓄熱装置が稼働できない場合であっても、エンジン制御によって一定の排気浄化性能を発揮することができるエンジンの排気浄化制御方法を提供すること。【解決手段】エンジンの排気浄化制御方法は、酸化触媒の暖機が必要か否かを判定するステップと、化学蓄熱装置の稼働可否を判定するステップと、を備える。そして、酸化触媒の暖機が必要と判定され、かつ化学蓄熱装置が稼働可と判定された場合は酸化触媒を暖機するように化学蓄熱装置を動作させる。一方、酸化触媒の暖機が必要と判定され、かつ化学蓄熱装置が稼働不可と判定された場合はエンジンの制御を排気優先制御に切り替えて排気ガス中の大気汚染物質の外気への排出を低減する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから排出された排気ガスが流通する排気通路上に設けられた排気ガス浄化用の触媒と、前記触媒を暖機可能な化学蓄熱装置と、を含む排気浄化システムによるエンジンの排気浄化制御方法であって、
前記触媒の暖機が必要か否かを判定するステップと、
前記化学蓄熱装置の稼働可否を判定するステップと、を備え、
前記触媒の暖機が必要と判定され、かつ前記化学蓄熱装置が稼働可と判定された場合は前記触媒を暖機するように前記化学蓄熱装置を動作させ、
前記触媒の暖機が必要と判定され、かつ前記化学蓄熱装置が稼働不可と判定された場合は前記エンジンの制御を排気優先制御に切り替えて前記排気ガス中の大気汚染物質の外気への排出を低減することを特徴とするエンジンの排気浄化制御方法。
【請求項２】
前記触媒の暖機が必要か否かを判定するステップは、前記触媒の推定温度が前記触媒の活性温度より低い場合に暖機が必要と判定する請求項１に記載のエンジンの排気浄化制御方法。
【請求項３】
前記触媒の推定温度は、前記触媒の上流側の前記排気ガスの温度、及び前記触媒の下流側の前記排気ガスの温度の少なくとも一つより算出する請求項２に記載のエンジンの排気浄化制御方法。
【請求項４】
前記排気優先制御は、前記触媒を前記排気ガスの熱で活性温度以上に暖機するために前記エンジンから排出される前記排気ガスの温度を上昇させるエンジン制御である請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のエンジンの排気浄化制御方法。
【請求項５】
前記排気優先制御は、前記エンジンから排出される前記排気ガス中の前記大気汚染物質の量を低減するエンジン制御である請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のエンジンの排気浄化制御方法。
【請求項６】
前記化学蓄熱装置は、蓄熱材を備えるとともに加熱対象物と熱交換可能に配置された反応器と、前記蓄熱材と化学反応する反応媒体を貯蔵する貯蔵器と、前記貯蔵器と前記反応器とを反応媒体を流通可能に接続する接続管とを有し、前記化学蓄熱装置の稼働可否を判定するステップは、前記化学蓄熱装置が正常に動作し、かつ前記貯蔵器に貯蔵された前記反応媒体の貯蔵量が所望の発熱特性を得ることができる量以上である場合に稼働可と判定する請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載のエンジンの排気浄化制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路上に設けられた排気ガス浄化用の触媒と、触媒を暖機可能な化学蓄熱装置と、を含む排気浄化システムによるエンジンの排気浄化制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の排気系には、エンジンから排出された排気ガスに含まれる環境汚染物質（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等）を浄化するために、種々の触媒が設けられている。それら触媒には、高い浄化能力を発揮する（活性化する）ための最適温度（活性温度）が存在する。しかしながら、エンジンが暖まっていないエンジン冷間始動時などは、エンジンから排出される排気ガスの温度も低いため、排気ガスの熱だけで触媒の温度を活性温度にまで昇温させようとすると長時間を要する。このため、エンジン冷間始動時の初期においては、排気ガスに含まれる環境汚染物質が十分に浄化されない虞がある。
【０００３】
そこで、エンジン冷間始動時等の排気ガスの温度が低いとき、触媒を短時間で活性化するための装置が必要である。この種の装置としては、燃費悪化を抑制しつつ加熱対象物（触媒）の暖機を短時間で行うことができる化学蓄熱装置が知られている。化学蓄熱装置は、蓄熱材と反応媒体の化学反応による反応熱を利用した装置である。例えば、特許文献１には、排気ガス浄化用の触媒を担持する触媒セラミック部の外周部に蓄熱材を配置し、蓄熱材と反応媒体との化学反応の反応熱を利用して触媒を暖機する化学蓄熱方式の触媒暖機装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−２０８１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような排気ガス浄化用の触媒と、触媒を暖機するための化学蓄熱装置とを有する排気浄化システムにおいては、化学蓄熱装置が稼働できない場合であっても、一定の排気浄化性能を発揮することが望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、化学蓄熱装置が稼働できない場合であっても、エンジン制御によって一定の排気浄化性能を発揮することができるエンジンの排気浄化制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するためのエンジンの排気浄化制御方法は、エンジンから排出された排気ガスが流通する排気通路上に設けられた排気ガス浄化用の触媒と、前記触媒を暖機可能な化学蓄熱装置と、を含む排気浄化システムによるエンジンの排気浄化制御方法であって、前記触媒の暖機が必要か否かを判定するステップと、前記化学蓄熱装置の稼働可否を判定するステップと、を備え、前記触媒の暖機が必要と判定され、かつ前記化学蓄熱装置が稼働可と判定された場合は前記触媒を暖機するように前記化学蓄熱装置を動作させ、前記触媒の暖機が必要と判定され、かつ前記化学蓄熱装置が稼働不可と判定された場合は前記エンジンの制御を排気優先制御に切り替えて前記排気ガス中の大気汚染物質の外気への排出を低減することを要旨とする。
【０００８】
これによれば、例えば、排気ガスからの熱だけで触媒を暖機する場合と比べると、化学蓄熱装置により触媒を暖機することができるため、燃費の悪化を抑制しつつ、触媒を暖機し、排気ガスを浄化することができる。その一方で、化学蓄熱装置の稼働準備が整っていない場合、すなわち、稼働不可と判定された場合には、エンジンを排気優先制御として触媒を暖機し、排気ガスを浄化することができる。このため、化学蓄熱装置が稼働できない場合であっても、エンジン制御によって一定の排気浄化性能を発揮することができる。
【０００９】
また、エンジンの排気浄化制御方法について、前記触媒の暖機が必要か否かを判定するステップは、前記触媒の推定温度が前記触媒の活性温度より低い場合に暖機が必要と判定する。
【００１０】
また、エンジンの排気浄化制御方法について、前記触媒の推定温度は、前記触媒の上流側の前記排気ガスの温度、及び前記触媒の下流側の前記排気ガスの温度の少なくとも一つより算出する。
【００１１】
また、エンジンの排気浄化制御方法について、前記排気優先制御は、前記触媒を前記排気ガスの熱で活性温度以上に暖機するために前記エンジンから排出される前記排気ガスの温度を上昇させるエンジン制御である。
【００１２】
また、エンジンの排気浄化制御方法について、前記排気優先制御は、前記エンジンから排出される前記排気ガス中の前記大気汚染物質の量を低減するエンジン制御である。
また、エンジンの排気浄化制御方法について、前記化学蓄熱装置は、蓄熱材を備えるとともに加熱対象物と熱交換可能に配置された反応器と、前記蓄熱材と化学反応する反応媒体を貯蔵する貯蔵器と、前記貯蔵器と前記反応器とを反応媒体を流通可能に接続する接続管とを有し、前記化学蓄熱装置の稼働可否を判定するステップは、前記化学蓄熱装置が正常に動作し、かつ前記貯蔵器に貯蔵された前記反応媒体の貯蔵量が所望の発熱特性を得ることができる量以上である場合に稼働可と判定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、化学蓄熱装置が稼働できない場合であっても、エンジン制御によって一定の排気浄化性能を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態の排気浄化システムを示す概略構成図。
【図２】反応器内を示す断面図。
【図３】エンジン始動後の制御手順を示すフローチャート。
【図４】走行時の制御手順を示すフローチャート。
【図５】エンジン始動後の制御手順の別例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、車両におけるエンジンの排気浄化制御方法を具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
まず、車両に搭載された排気浄化システムについて説明する。
【００１６】
図１に示すように、エンジン１１の排気側に接続された排気通路１２には、種々の排気ガス浄化用の触媒が設けられている。ここでは、図１に酸化触媒１３を例に挙げて説明する。本実施形態において、エンジン１１はディーゼルエンジンである。排気ガス浄化用の触媒としての酸化触媒１３は、エンジン１１から排出された排気ガス中に含まれる大気汚染物質（ＨＣ、ＣＯ、ＰＭ、ＮＯｘ等）を酸化する。酸化触媒１３は、排気通路１２の途中に設けられたセラミックハニカムなどの触媒担持部１２ａに担持されている。酸化触媒１３を通過した排気ガスは、排気通路１２上のＳＣＲ触媒やＤＰＦ等の、その他の種々の触媒やフィルタ等を経て車両外に排出されるが、それらは図示しない。
【００１７】
酸化触媒１３及びその下流に設けられた各排気ガス浄化用の触媒には、十分な浄化能力を発揮する（活性化する）ための最適温度領域（活性温度）が存在する。例えば、酸化触媒１３の活性温度の下限は１５０℃程度である。しかし、エンジン１１の冷間始動時などは、エンジン１１が十分に暖まっておらず、エンジン１１から排出された直後の排気ガスの温度は１００℃程度と比較的低温である。そこで、エンジン１１の冷間始動時などでも、酸化触媒１３で高い浄化能力を発揮させるために、酸化触媒１３の温度を迅速に活性温度以上にまで昇温させること、すなわち触媒の暖機が必要となる。そのために、排気浄化システム１０は、酸化触媒１３の暖機を行うための化学蓄熱装置２０を有している。
【００１８】
化学蓄熱装置２０は、可逆的な化学反応を利用して、外部エネルギレスで加熱対象物を加熱（暖機）する装置である。具体的には、化学蓄熱装置２０は、排気ガスの熱を、蓄熱材と反応媒体に分離した状態にすることにより化学蓄熱装置２０の内部に蓄えておく。そして、化学蓄熱装置２０は、その反応媒体を必要なときに蓄熱材に供給して、蓄熱材と反応媒体とを化学反応（化学吸着）させ、化学反応時の反応熱を利用して加熱対象物を加熱する。この実施形態では、反応媒体としてアンモニアを用いている。
【００１９】
化学蓄熱装置２０は、後述する蓄熱材２３を備えるとともに、加熱対象物と熱交換可能とするために加熱対象物と対応する位置に配置された反応器２１を備える。この実施形態では、排気通路１２の一部である設置部１２ｂの内部に加熱対象物として高熱伝導ハニカム２２が設けられており、この高熱伝導ハニカム２２と熱交換可能に反応器２１が排気通路１２を構成する設置部１２ｂの周囲に設けられている。高熱伝導ハニカム２２は、設置部１２ｂと熱的に結合されている。すなわち、排気ガスの排出方向Ｘにおいて、高熱伝導ハニカム２２は酸化触媒１３よりも上流に設けられており、反応器２１も酸化触媒１３より上流に設けられている。よって、化学蓄熱装置２０を動作させた場合には、排気ガスが酸化触媒１３を通過する前に、反応器２１によって排気ガスが昇温される。
【００２０】
なお、この実施形態では酸化触媒１３の上流に配置した高熱伝導ハニカム２２を反応器２１で加熱することで、高熱伝導ハニカム２２を通過する排気ガスを暖めて、その暖められた排気ガスによって間接的に排気ガス浄化用の触媒（例えば、酸化触媒１３）を暖機している。しかし、これに限られず、排気ガス浄化用の触媒（例えば、酸化触媒１３）を加熱対象物としてその周囲に反応器２１を配置し、直接的に排気ガス浄化用の触媒を暖機する構成としてもよい。
【００２１】
図２に示すように、反応器２１は、反応媒体としてのアンモニアと化学反応する蓄熱材２３を内部に複数有している。反応器２１は、反応媒体としてのアンモニアと蓄熱材２３とが化学反応（化学吸着）して熱を発生させる。また、蓄熱材としては、塩化金属、臭化金属、ヨウ化金属化合物などを用いることが可能であり、例えば、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＮｉＣｌ２、ＺｎＣｌ２、ＳｒＣｌ２が用いられる。なお、蓄熱材としてＣａＯを用いた場合には、反応媒体として水を用いてもよく、蓄熱材との化学反応を可能とするために、蓄熱材と反応媒体の組み合わせは適宜変更可能である。
【００２２】
蓄熱材２３は、設置部１２ｂの外周面に配置されている。複数の蓄熱材２３は、それぞれ設置部１２ｂの外周面に接触している。したがって、各蓄熱材２３から発生した熱は、設置部１２ｂを介して高熱伝導ハニカム２２に伝達される。反応器２１は、複数の蓄熱材２３の外周側に配置された断熱材２５を有する。例えば、断熱材２５としては、蓄熱材２３が径方向に膨らむのを抑え込むために、硬質の断熱材を用いてもよい。
【００２３】
反応器２１のケーシング２６は、排気通路１２の設置部１２ｂを外周側から覆う筒状である。ケーシング２６は、ケーシング２６の軸方向両端にフランジ部２６ａを有する。フランジ部２６ａは、ケーシング２６の筒状部分から設置部１２ｂに向けて突出している。フランジ部２６ａの内周面は、設置部１２ｂの外周面に接合されている。
【００２４】
ケーシング２６のフランジ部２６ａは、蓄熱材２３、及び断熱材２５の軸方向両端を覆う。また、ケーシング２６の筒状部分は、断熱材２５の外周面を覆う。したがって、ケーシング２６と設置部１２ｂによって画定された空間は、密閉された空間であり、その空間に蓄熱材２３、及び断熱材２５が封入されている。
【００２５】
また、図１に示すように、化学蓄熱装置２０は、蓄熱材２３と化学反応する反応媒体を貯蔵する貯蔵器３０を備える。貯蔵器３０には、反応媒体としてのアンモニアを物理吸着する吸着材としての活性炭が内蔵されている。貯蔵器３０では、アンモニアを活性炭に物理吸着させてアンモニアを貯蔵し、アンモニアを活性炭から分離させてアンモニアを放出する。
【００２６】
化学蓄熱装置２０は、反応器２１と貯蔵器３０とを、アンモニアを流通可能に接続する接続管４０を備える。さらに、化学蓄熱装置２０は、接続管４０に設けられた開閉弁４１を備える。接続管４０は、反応器２１と貯蔵器３０との間でアンモニアを移動させる管路である。そして、開閉弁４１が開弁されると、接続管４０を介して反応器２１と貯蔵器３０との間でアンモニアの移動が可能となる。なお、この開閉弁４１は、ＥＣＵ５０に信号接続されている。
【００２７】
排気浄化システム１０は、上流側温度センサ２７を排気通路１２に備える。この上流側温度センサ２７は、排気通路１２において、排出方向Ｘにおける化学蓄熱装置２０より上流に設置されている。上流側温度センサ２７は、化学蓄熱装置２０における高熱伝導ハニカム２２を通過する前の排気ガスの温度を検出する。すなわち、上流側温度センサ２７は、エンジン１１から排出された直後の排気ガスの温度を検出する。また、排気浄化システム１０は、下流側温度センサ２８を排気通路１２に備える。この下流側温度センサ２８は、排気通路１２において、排出方向Ｘにおける化学蓄熱装置２０より下流で、かつ酸化触媒１３の上流側に設置されている。下流側温度センサ２８は、化学蓄熱装置２０における高熱伝導ハニカム２２を通過し、かつ酸化触媒１３を通過する前の排気ガスの温度を検出する。よって、上流側温度センサ２７及び下流側温度センサ２８は、酸化触媒１３より上流側の排気ガスの温度を検出する。上流側温度センサ２７及び下流側温度センサ２８は、ＥＣＵ５０に信号接続されている。
【００２８】
また、排気浄化システム１０は、貯蔵器３０の圧力を検出する圧力センサ３１を備える。また、排気浄化システムは、貯蔵器３０の温度を検出する温度センサ３２を備える。圧力センサ３１及び温度センサ３２は、ＥＣＵ５０に信号接続されている。
【００２９】
次に、排気浄化システム１０における化学蓄熱装置２０の動作を説明する。なお、車両停止中（エンジン１１の停止中）は、ＥＣＵ５０によって開閉弁４１は閉弁されているものとする。したがって、車両停止中は、接続管４０を介してアンモニアが反応器２１に供給されない。
【００３０】
さて、エンジン１１の始動後、エンジン１１から排出された直後の排気ガスの温度は、上流側温度センサ２７によって検出される。エンジン１１から排出された直後の排気ガスの温度が酸化触媒１３の活性温度より低いときには、排気ガスを昇温させ、昇温させた排気ガスによって酸化触媒１３の暖機が行われる。
【００３１】
まず、ＥＣＵ５０によって開閉弁４１が開弁される。初期状態では、アンモニアを貯蔵する貯蔵器３０の圧力が反応器２１の圧力よりも高くなっているため、開閉弁４１の開弁によりアンモニアは貯蔵器３０から反応器２１側に移動する。つまり、アンモニアは両容器の圧力差により移動する。
【００３２】
反応器２１では、アンモニアが蓄熱材２３に供給される。各蓄熱材２３では、供給されたアンモニアと化学反応（配位結合）してアンモニアを吸着し、熱を発生する。すると、各蓄熱材２３から発生した熱は、排気通路１２の設置部１２ｂを介して高熱伝導ハニカム２２に伝わる。その結果、高熱伝導ハニカム２２に伝わった熱は、排気ガスに伝わる。すると、熱を受け取った排気ガスは昇温し、昇温した排気ガスにより、酸化触媒１３が加熱され、酸化触媒１３が活性温度に昇温する。すなわち、酸化触媒１３が暖機される。
【００３３】
一方、エンジン１１が十分に暖まって、エンジン１１から排出された排気ガスの温度が上昇すると、高温となった排気ガスの熱が高熱伝導ハニカム２２及び設置部１２ｂを介して蓄熱材２３に与えられ、蓄熱材２３からアンモニアが離脱して、反応器２１の圧力が上昇する。上流側温度センサ２７によって検出される排気ガスの温度が、蓄熱材２３からアンモニアが脱離する温度以上になると、開閉弁４１を開弁することで蓄熱材２３より脱離したアンモニアが、反応器２１から接続管４０を介して貯蔵器３０に戻され、回収される。貯蔵器３０では活性炭がアンモニアを物理吸着する。その後、貯蔵器３０でのアンモニアの回収率が所定値以上となるとＥＣＵ５０によって開閉弁４１が閉弁される。
【００３４】
このような化学蓄熱装置２０は、ＥＣＵ５０によって動作させるか否かが判定される。化学蓄熱装置２０を動作させるか否は、化学蓄熱装置２０の稼働準備が整っているか否かによって判定される。そして、化学蓄熱装置２０の稼働準備が整っている場合（稼働可の場合）は、化学蓄熱装置２０を動作させ、稼働準備が整っていない場合（稼働不可の場合）は、化学蓄熱装置２０を動作させない。
【００３５】
化学蓄熱装置２０の稼働準備が整っているか否か（稼働可否）を判定する一つの要件は、化学蓄熱装置２０が正常に動作するか否かである。化学蓄熱装置２０が正常に動作するか否かは、上流側温度センサ２７で検出された排気ガスの温度と、下流側温度センサ２８で検出された排気ガスの温度と、圧力センサ３１で検出された貯蔵器３０の圧力や、温度センサ３２で検出された貯蔵器３０の温度などに基づき、ＥＣＵ５０によって判定される。
【００３６】
化学蓄熱装置２０が正常に動作していれば、化学蓄熱装置２０を通過する際に排気ガスは加熱される。このため、下流側温度センサ２８で検出された排気ガスの温度は、上流側温度センサ２７で検出された温度より高くなる。一方、化学蓄熱装置２０が正常に動作していないと、化学蓄熱装置２０を通過しても排気ガスが加熱されず、下流側温度センサ２８で検出された排気ガスの温度は、上流側温度センサ２７で検出された温度と同じ又は若干差を有する温度になる。したがって、ＥＣＵ５０は、上流側温度センサ２７と下流側温度センサ２８の検出値に基づき、化学蓄熱装置２０が正常に動作するか否かを判定する。すなわち、前回の化学蓄熱装置２０の動作時における動作が正常であったか否かが記憶されている。
【００３７】
また、化学蓄熱装置２０において、ＥＣＵ５０によって開閉弁４１が開弁された際には、圧力センサ３１で検出された貯蔵器３０の圧力は変動し、温度センサ３２で検出された貯蔵器３０の温度は変動する。よって、開閉弁４１が開弁された際に、検出された圧力及び温度が変動しない場合には、開閉弁４１の故障、接続管４０の詰まり、貯蔵器３０の異常、反応器２１の異常等が考えられる。したがって、ＥＣＵ５０は、開閉弁４１が開弁された時点での圧力センサ３１の検出値、及び温度センサ３２の検出値に基づき、化学蓄熱装置２０が正常に動作するか否かを判定する。
【００３８】
化学蓄熱装置２０の稼働可否判定を行うもう一つの要件は、貯蔵器３０に所定量のアンモニアが回収されているか否か、すなわち、貯蔵器３０に貯蔵されたアンモニアの貯蔵量が所望の発熱特性を得ることができる量以上であるか否かである。化学蓄熱装置２０において、排気ガスの温度が、蓄熱材２３からアンモニアが脱離する温度以上になると、排気ガスの熱が高熱伝導ハニカム２２や設置部１２ｂを介して蓄熱材２３に与えられ、蓄熱材２３からアンモニアが脱離する。脱離したアンモニアは、開閉弁４１が開制御されることで圧力差により、反応器２１から貯蔵器３０側に移動して貯蔵器３０内の吸着材に物理吸着されて貯蔵器３０に回収される。
【００３９】
貯蔵器３０内のアンモニア回収量が多くなると、貯蔵器３０の圧力が上昇する。そして、圧力センサ３１によって検出された圧力、及び温度センサ３２によって検出された温度に基づき、ＥＣＵ５０は、貯蔵器３０におけるアンモニアの回収率を推定する。なお、アンモニアの回収率は、アンモニアの飽和蒸気圧と、貯蔵器３０の圧力及び温度と、吸着材固有のアンモニア吸着特性の値から推定される。
【００４０】
ＥＣＵ５０は、推定したアンモニアの回収率に基づき、貯蔵器３０でのアンモニアの回収が十分か否かを判定する。すなわち、ＥＣＵ５０は、推定したアンモニアの回収率に基づき、所定量のアンモニアが貯蔵器３０の吸着材に吸着されているか否かを判定する。なお、所定量のアンモニアとは、アンモニアが蓄熱材２３に供給されて化学反応した際、所望の発熱特性を得ることができる量のことである。
【００４１】
本実施形態では、貯蔵器３０にアンモニアが十分に回収されていることを判定する閾値として、例えば回収率７０％が設定されている。なお、この回収率の閾値は、７０％に限定されず、８０％や９０％のように適宜設定してもよい。そして、ＥＣＵ５０は、推定された回収率が閾値以上の場合には、所定量のアンモニアが貯蔵器３０に回収されたと判定し、推定された回収率が閾値未満の倍には、アンモニアの回収不十分と判定する。
【００４２】
そして、本実施形態では、化学蓄熱装置２０が正常に動作可能であり、かつアンモニアが貯蔵器３０に十分に回収されている場合、ＥＣＵ５０は化学蓄熱装置２０が稼働可と判定し、化学蓄熱装置２０を始動させる。すなわち、ＥＣＵ５０は開閉弁４１を開弁させる制御を行う。一方、化学蓄熱装置２０が正常に動作できなかったり、アンモニアが貯蔵器３０に十分に回収されていない場合には、ＥＣＵ５０は化学蓄熱装置２０が稼働不可と判定し、化学蓄熱装置２０を始動させない。
【００４３】
次に、ＥＣＵ５０によるエンジン１１の制御について説明する。
ＥＣＵ５０による制御により、エンジン１１は、通常制御された状態と、排気優先制御された状態とを取り得る。本実施形態では、エンジン１１の排気優先制御とは、例えば、酸化触媒１３を排気ガスの熱で活性温度以上に暖機するためにエンジン１１から排出される排気ガスの温度を上昇させる制御や、エンジン１１から排出される排気ガス中の大気汚染物質の量を低減するエンジン制御などである。一方、エンジン１１の通常制御とは、燃費向上を優先させるための制御や、走り（出力）を優先させるための制御などである。
【００４４】
次に、エンジン１１始動後におけるＥＣＵ５０の制御手順を図３のフローチャートに従って説明する。
エンジン１１の始動後、エンジン１１は、ＥＣＵ５０により通常制御される。エンジン１１からは、排気ガスが排気通路１２に排出される。ＥＣＵ５０は、まず、排気ガス浄化用の酸化触媒１３の暖機が必要か否かを判定する（ステップＳ１０）。このステップＳ１０では、酸化触媒１３が設けられた触媒担持部１２ａの温度を測定したり、エンジン１１から排出される排気ガスの温度を測定したりして、酸化触媒１３の温度を推定し、その推定温度が酸化触媒１３が活性化することができる温度であるか否かを判定する。この実施形態では、上流側温度センサ２７で測定された排気ガスの温度から酸化触媒１３の温度を算出する。すなわち、酸化触媒１３の上流側の排気ガスの温度から酸化触媒１３の推定温度を算出する。そして、ステップＳ１０では、推定温度が、酸化触媒１３の活性温度より低い場合に暖機が必要（ステップＳ１０でＹＥＳ）と判定している。
【００４５】
ステップＳ１１でＹＥＳと判定された場合、ＥＣＵ５０は、化学蓄熱装置２０の稼働可否を判定する。具体的には、まず、化学蓄熱装置２０が正常に動作するか否かを判定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１では、ＥＣＵ５０は、エンジン１１始動前の履歴を読み込み、直前の化学蓄熱装置２０動作時の、上流側温度センサ２７によって検出された温度、下流側温度センサ２８によって検出された温度に基づき、化学蓄熱装置２０が正常に動作していたか否かを判定する。また、ＥＣＵ５０は、開閉弁４１を開弁させたときの、貯蔵器３０での圧力及び温度に基づき、化学蓄熱装置２０が正常に動作していたか否かを判定する。なお、エンジン１１を初めて始動させた場合は、ＥＣＵ５０によって履歴を読み込めないため、ステップＳ１１の判定はＹＥＳとなる。
【００４６】
ＥＣＵ５０が、化学蓄熱装置２０が正常に動作すると判定した場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２に移行し、ＥＣＵ５０は、化学蓄熱装置２０の稼働可否に関し、もう一つの要件が成立しているか否かを判定する。すなわち、ステップＳ１２では、ＥＣＵ５０は、貯蔵器３０のアンモニア回収が十分か否かを判定する。ＥＣＵ５０は、圧力センサ３１によって検出された貯蔵器３０内の圧力と、温度センサ３２によって検出された貯蔵器３０内の温度に基づき、貯蔵器３０におけるアンモニアの回収率を推定する。そして、ＥＣＵ５０は、推定した回収率が閾値以上の場合には、回収十分と判定する（ステップＳ１２でＹＥＳ）。このステップＳ１２で、アンモニアの回収十分と判定された場合とは、貯蔵器３０に貯蔵されたアンモニアの貯蔵量が、反応器２１で所望の発熱特性を得ることができる量以上である場合のことである。
【００４７】
そして、ＥＣＵ５０が、アンモニアの回収十分と判定した場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ＥＣＵ５０は、化学蓄熱装置２０を稼働可と判定し、エンジン１１を通常制御とした状態を維持しつつ、化学蓄熱装置２０を始動させる。
【００４８】
なお、ステップＳ１０において、酸化触媒１３の暖機が不要な場合（ステップＳ１０でＮＯ）、ＥＣＵ５０は通常制御を維持する。
ステップＳ１１において、化学蓄熱装置２０が正常に動作せず、化学蓄熱装置２０が故障している場合、すなわち、化学蓄熱装置２０が稼働不可と判定した場合（ステップＳ１１でＮＯ）、ＥＣＵ５０は、エンジン１１を通常制御から排気優先制御に切り替え、外気への大気汚染物質の排出を低減する。
【００４９】
また、ステップＳ１２において、ＥＣＵ５０が、アンモニアの回収が不十分と判定した場合（ステップＳ１２でＮＯ）、すなわち、化学蓄熱装置２０が稼働不可と判定した場合、ＥＣＵ５０はエンジン１１を通常制御から排気優先制御に切り替え、外気への大気汚染物質の排出を低減する。
【００５０】
したがって、エンジン１１始動後では、化学蓄熱装置２０が故障している、又は貯蔵器３０でのアンモニアの回収が不十分であるといったように、化学蓄熱装置２０が稼働不可な場合は、エンジン１１を通常制御から排気優先制御に切り替え、エンジン制御によって排気ガスを昇温させる。その結果、排出直後の排気ガスの温度が、通常制御時の排気ガスの温度より高くなる。このため、化学蓄熱装置２０によって排気ガスの昇温がなされなくとも、排気ガスの温度が上昇し、昇温した排気ガスによって、酸化触媒１３が活性温度にまで速やかに昇温される（暖機される）。
【００５１】
また、エンジン１１始動後、化学蓄熱装置２０が正常に動作し、かつアンモニアの回収が十分であるといったように、化学蓄熱装置２０が稼働可能な場合は、エンジン１１は通常制御を維持したまま、ＥＣＵ５０によって開閉弁４１が開弁され、化学蓄熱装置２０が始動する。その結果、化学蓄熱装置２０によって排気ガスが加熱され、排気ガスの温度が上昇する。そして、昇温した排気ガスによって、酸化触媒１３が活性温度にまで速やかに昇温される（暖機される）。
【００５２】
その後、排気ガスの温度が、酸化触媒１３の活性温度以上にまで上昇し、酸化触媒１３の暖機が完了すると、ＥＣＵ５０は、開閉弁４１を閉弁させる。また、ＥＣＵ５０は、エンジン１１を通常制御に切り替える。
【００５３】
次に、走行中におけるＥＣＵ５０の制御手順を図４のフローチャートに従って説明する。なお、エンジン１１は、ＥＣＵ５０により通常制御されているものとする。
さて、走行中、ＥＣＵ５０は、酸化触媒１３の暖機が必要か否かを判定する（ステップＳ２１）。このステップＳ２１では、酸化触媒１３が設けられた触媒担持部１２ａの温度を測定したり、エンジン１１から排出される排気ガスの温度を測定したりして、酸化触媒１３の温度を推定し、推定温度が酸化触媒１３が活性化することができる温度であるか否かを判定する。この実施形態では、上流側温度センサ２７で測定された排気ガスの温度から酸化触媒１３の温度を算出する。すなわち、酸化触媒１３の上流側の排気ガスの温度から酸化触媒１３の推定温度を算出する。そして、ステップＳ２１では、推定温度が、酸化触媒１３の活性温度より低い場合に、酸化触媒１３の暖機が必要（ステップＳ２１でＹＥＳ）と判定している。
【００５４】
ＥＣＵ５０が、酸化触媒１３の暖機が必要な場合、より具体的には、排気ガスの推定温度が酸化触媒１３の活性温度未満であると判定した場合（ステップＳ２１でＹＥＳ）、化学蓄熱装置２０の稼働可否を判定するステップに移行する。
【００５５】
まず、ステップＳ２２では、ＥＣＵ５０は、履歴を読み込み、直前の化学蓄熱装置２０動作時の、上流側温度センサ２７によって検出された温度、下流側温度センサ２８によって検出された温度に基づき、化学蓄熱装置２０が正常に動作していたか否かを判定する。また、ＥＣＵ５０は、開閉弁４１を開弁させたときの、貯蔵器３０での圧力及び温度に基づき、化学蓄熱装置２０が正常に動作していたか否かを判定する。
【００５６】
そして、ＥＣＵ５０が、化学蓄熱装置２０が正常に動作していたと判定した場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）、ステップＳ２３に移行する。ステップＳ２３では、ＥＣＵ５０は、貯蔵器３０のアンモニア回収が十分か否かを判定する。ＥＣＵ５０は、圧力センサ３１によって検出された貯蔵器３０内の圧力と、温度センサ３２によって検出された貯蔵器３０内の温度に基づき、貯蔵器３０におけるアンモニアの回収率を推定する。そして、ＥＣＵ５０は、推定した回収率が閾値以上の場合には、回収十分と判定する（ステップＳ２３でＹＥＳ）。
【００５７】
そして、ＥＣＵ５０が、回収十分と判定した場合（ステップＳ２３でＹＥＳ）、すなわち、化学蓄熱装置２０が稼働可能であると判定した場合、ＥＣＵ５０は、エンジン１１を通常制御とした状態を維持しつつ、化学蓄熱装置２０を始動させる。
【００５８】
なお、ステップＳ２１において、酸化触媒１３の暖機が不要な場合（排気ガスの温度が活性温度以上である）と判定した場合（ステップＳ２１でＮＯ）、ＥＣＵ５０は、エンジン１１を通常制御に維持する。
【００５９】
また、ステップ２２において、化学蓄熱装置２０が正常に動作せず、化学蓄熱装置２０が故障していると判定した場合（ステップＳ２２でＮＯ）、すなわち、化学蓄熱装置２０が稼働不可の場合、ＥＣＵ５０は、エンジン１１を通常制御から排気優先制御に切り替え、外気への大気汚染物質の排出を低減する。
【００６０】
また、ステップＳ２３において、ＥＣＵ５０が、アンモニアの回収が不十分と判定した場合（ステップＳ２３でＮＯ）、すなわち、化学蓄熱装置２０が稼働不可の場合、ＥＣＵ５０はエンジン１１を通常制御から排気優先制御に切り替え、外気への大気汚染物質の排出を低減する。
【００６１】
したがって、走行中では、酸化触媒１３の温度が低下し、酸化触媒１３の暖機が必要になった場合（排気ガスの温度が活性温度より低い場合）、化学蓄熱装置２０が故障している、又は貯蔵器３０でのアンモニア回収が不十分であるといったように、化学蓄熱装置２０が稼働不可の場合には、エンジン１１を排気優先制御とする。そして、走行中では、酸化触媒１３の暖機が必要になった場合には、化学蓄熱装置２０に頼らず、エンジン制御だけで排気ガスを昇温させ、酸化触媒１３を暖機させる。
【００６２】
一方、走行中、酸化触媒１３の暖機が必要になった場合であっても、化学蓄熱装置２０が稼働可能な場合には、エンジン１１は通常制御を維持したまま、化学蓄熱装置２０を始動させる。その結果、化学蓄熱装置２０によって排気ガスが加熱され、排気ガスの温度が、酸化触媒１３が活性温度にまで速やかに昇温する。なお、走行中、酸化触媒１３の暖機が不要な場合（排気ガスの温度が活性温度以上の場合）は、化学蓄熱装置２０を動作させず、通常制御を維持する。
【００６３】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）エンジン１１の冷間始動時、化学蓄熱装置２０が稼働不可の場合は、エンジン１１を排気優先制御された状態とする。このため、エンジン制御によって、排気ガスの温度を酸化触媒１３の活性温度にまで速やかに昇温させることができる。その結果として、化学蓄熱装置２０が稼働できない場合であっても、エンジン制御によって一定の排気浄化性能を発揮することができる。
【００６４】
（２）エンジン１１の冷間始動時のように、排気ガスの温度が低い場合、化学蓄熱装置２０を稼働できる場合は、エンジン１１を通常制御としつつ、化学蓄熱装置２０を動作させるようにした。このため、エンジン１１では燃費向上を優先させつつ、化学蓄熱装置２０によって発生した熱により、排気ガスを昇温させ、その排気ガスによって酸化触媒１３の活性温度にまで速やかに昇温させることができる。その結果として、排気ガスからの熱だけで酸化触媒１３を暖機する場合と比べると、化学蓄熱装置２０によって酸化触媒１３の暖機を行うことで、燃費の悪化を抑制しつつ、活性温度にまで暖機された酸化触媒１３によって排気ガスを浄化することができる。
【００６５】
（３）走行中は、排気ガスの温度が活性温度より低くなると、エンジン１１を通常制御しつつ、化学蓄熱装置２０を動作させるようにした。このため、化学蓄熱装置２０によって発生した熱により、排気ガスの温度を速やかに昇温させ、その排気ガスによって酸化触媒１３を活性温度にまで速やかに昇温させることができる。その結果として、燃費の悪化を抑制しつつ、活性温度にまで暖機した酸化触媒１３によって排気ガスを浄化することができる。
【００６６】
（４）走行中は、排気ガスの温度が活性温度以上であれば、化学蓄熱装置２０は併用せず、エンジン１１を通常制御とするようにした。このため、ＥＣＵ５０の制御負荷を減らすことができる。
【００６７】
（５）排気ガスによって、酸化触媒１３を暖機するため、化学蓄熱装置２０の状態に応じてエンジン１１を制御し、排気ガスを昇温させるようにした。このため、エンジン制御だけで排気ガスを昇温させる場合と比べると、燃費悪化を抑制できる。また、昇温の補助として化学蓄熱装置２０を採用したため、例えば、電気ヒータ（ＥＨＣ）を採用する場合と比べて、補助のための外部エネルギも必要としない。
【００６８】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  エンジン１１始動後におけるＥＣＵ５０の制御手順において、化学蓄熱装置２０を始動させるための条件を追加してもよい。
【００６９】
化学蓄熱装置２０の始動条件とは、例えば、エンジン１１から排出直後の排気ガスの温度が、予め設定された始動温度以下となっているかなどである。この始動温度は、酸化触媒１３の活性温度より低い温度であり、酸化触媒１３の活性温度にまで比較的早期に昇温可能な温度である。このため、排出直後の排気ガスの温度が、始動温度より高ければ、化学蓄熱装置２０によって排気ガスの温度を昇温させる方が効率がよいと捉えることができる。一方、排出直後の排気ガスの温度が、始動温度より低い場合は、化学蓄熱装置２０を用いるよりも、まずはエンジン制御によって排気ガスの温度を上昇させ、その後、始動温度以上となったら化学蓄熱装置２０を動作させて酸化触媒１３を活性温度に昇温させる方が全体として効率がよくなる。
【００７０】
図５に示す制御手順では、ステップＳ１２で、貯蔵器３０のアンモニア回収が十分か否かを判定した後、始動条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３では、上流側温度センサ２７によって検出された排気ガスの温度が、始動温度以上の場合、始動条件が成立し（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ＥＣＵ５０は、エンジン１１を通常制御を維持したまま化学蓄熱装置２０を始動させる。すなわち、ＥＣＵ５０は開閉弁４１を開弁させる制御を行う。一方、上流側温度センサ２７によって検出された排気ガスの温度が、始動温度より低い場合、始動条件が成立せず（ステップＳ１３でＮＯ）、化学蓄熱装置２０を始動させず、エンジン１１を排気優先制御とする。
【００７１】
このように構成した場合、エンジン１１の冷間始動時、化学蓄熱装置２０が正常に動作できるが、排気ガスの温度が所定の始動温度に満たない場合は、化学蓄熱装置２０は始動させず、エンジン１１を排気優先制御された状態とする。そして、排気優先制御によって排気ガス温度を始動温度以上に引き上げたら、エンジン１１を通常制御された状態に戻し、その後は、化学蓄熱装置２０を使用して排気ガスを暖機する。このようにすることで、燃費の悪化を抑制しつつ、より効率的に酸化触媒１３を暖機することができる。
【００７２】
なお、ステップＳ１３で、排気ガスの温度が、始動温度未満の場合（ステップＳ１３でＮＯ）、ＥＣＵ５０はエンジン１１を排気優先制御とするが、これに合わせて化学蓄熱装置２０を動作させてもよい。
【００７３】
○  ステップＳ１０やステップ２１で、酸化触媒１３の暖機が必要か否かを判定する際、上流側温度センサ２７で測定された、酸化触媒１３の上流側の排気ガスの温度より、酸化触媒１３の推定温度を算出したが、これに限らない。酸化触媒１３の推定温度は、酸化触媒１３の下流側の排気ガスの温度より算出してもよいし、酸化触媒１３の上流側及び下流側の排気ガスの双方の温度より算出してもよい。なお、酸化触媒１３の上流側の排気ガスの温度は、上流側温度センサ２７で測定された温度ではなく、下流側温度センサ２８で測定された温度でもよいし、上流側温度センサ２７及び下流側温度センサ２８の両方で測定された温度でもよい。
【００７４】
○  エンジン１１は、ガソリンエンジンであってもよい。
○  化学蓄熱装置２０の稼働可否を判定するステップでは、化学蓄熱装置２０が正常に動作するか否かと、アンモニアの回収が十分か否かの２つの要件を設定した。しかし、稼働可否を判定するステップでは、化学蓄熱装置２０が正常に動作するか否かだけで稼働可否を判定してもよく、アンモニアの回収が十分か否かの判定は行わなくてもよい。
【００７５】
○  化学蓄熱装置２０の稼働可否を判定するステップでは、化学蓄熱装置２０が正常に動作するか否かと、アンモニアの回収が十分か否かの２つの要件を設定したが、さらに、別の要件を加えて稼働可否を判定してもよい。
【００７６】
○  化学蓄熱装置２０の始動温度は、酸化触媒１３の活性温度としてもよい。
○  化学蓄熱装置２０の始動条件としては、排気ガスの温度が始動温度以上か否かではなく、他の指標を用いてもよい。例えば、排気ガスの温度と流量に基づいて、化学蓄熱装置２０を始動させるか否かを判定してもよい。
【００７７】
○  触媒として、酸化触媒１３に具体化したが、触媒は大気汚染物質が浄化できれば、酸化触媒１３以外であってもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１０…排気浄化システム、１１…エンジン、１２…排気通路、１３…触媒としての酸化触媒、２０…化学蓄熱装置、２１…反応器、２３…蓄熱材、３０…貯蔵器、４０…接続管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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