JP2016217301A - Ammonia generator and ammonia generation control device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To purify NOx even at a low exhaust gas temperature region by operating a selective reduction catalyst device from a lower temperature region without being dependent on an exhaust gas temperature.SOLUTION: An ammonia generator 20 includes a main body 201 installed at a rear stage of a urea water injection device 18, having an introduction part 20a for feeding exhaust gas, a discharging part 20b for discharging exhaust gas, and a first flow passage part 21a and a second flow passage 22a each of which is separated to each other and communicated with the introduction part 20a and the discharging part 20b. The ammonia generator 20 includes a heater 30 arranged at the first flow passage 21a, and a first changing-over part 25 arranged at the introduction part 20a of the main body 201 and capable of changing over a flowing passage for the exhaust gas between the first flow passage part 21a and the second flow passage part 22a.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明はアンモニア発生装置およびアンモニア発生制御装置に関する。   The present invention relates to an ammonia generator and an ammonia generation control device.

近年における内燃機関の排出ガス（排気ガス）成分に関する規制に対応するために、内燃機関の排気管経路には種々の排気ガス浄化装置が配置されている。これら排気ガス浄化装置のうち、ＮＯｘを還元浄化させるための装置として、選択還元触媒（ＳＣＲ）装置が知られている。ＳＣＲ装置は、還元剤としての尿素水を加水分解することによって生成されたアンモニアとＮＯｘ還元触媒とによってＮＯｘを還元浄化する。尿素水を加水分解するためには２００度程度の温度が必要であり、熱源として排気ガスが用いられる場合や、尿素水を加水分解するための熱源が排気通路内に配置されている場合には、排気ガス温度が低いと尿素水を加水分解できない問題がある。そこで、熱源を排気通路の外部に配置することによって、排気ガス温度が低い場合であっても還元剤を加熱するための熱が奪われることのない技術が提案されている（たとえば、特許文献１）。また、排気ガスが流れる側流を備え、尿素水を側流に供給することによって、気体のエントロピーを利用して尿素水を加水分解する技術が提案されている（特許文献２）。   In order to comply with the regulations regarding the exhaust gas (exhaust gas) component of the internal combustion engine in recent years, various exhaust gas purification devices are arranged in the exhaust pipe path of the internal combustion engine. Among these exhaust gas purification devices, a selective reduction catalyst (SCR) device is known as a device for reducing and purifying NOx. The SCR device reduces and purifies NOx by ammonia generated by hydrolyzing urea water as a reducing agent and a NOx reduction catalyst. In order to hydrolyze urea water, a temperature of about 200 degrees is required, and when exhaust gas is used as a heat source, or when a heat source for hydrolyzing urea water is disposed in the exhaust passage If the exhaust gas temperature is low, there is a problem that urea water cannot be hydrolyzed. Therefore, a technique has been proposed in which heat for disposing the heat of the reducing agent is not lost even when the exhaust gas temperature is low by disposing the heat source outside the exhaust passage (for example, Patent Document 1). ). Further, a technique has been proposed in which urea water is hydrolyzed using gas entropy by providing a side flow through which exhaust gas flows and supplying urea water to the side flow (Patent Document 2).

特開２０１４−１５９７７６号公報JP 2014-159776 A 特開２０１４−５１４８２８号公報JP 2014-514828 A

しかしながら、従来の技術は、排気ガスの流動による熱損失を補い尿素水を加水分解できる温度環境を提供するための技術、あるいは、排気ガスの熱エネルギーを有効に活用する技術である。これに対して、近年の内燃機関は燃焼効率の向上によって、排気ガス温度が尿素水を加水分解できる温度を上回り難いという事実がある。   However, the conventional technique is a technique for providing a temperature environment in which urea water can be hydrolyzed by compensating for heat loss due to the flow of exhaust gas, or a technique for effectively utilizing the thermal energy of exhaust gas. In contrast, recent internal combustion engines have the fact that the exhaust gas temperature hardly exceeds the temperature at which urea water can be hydrolyzed due to the improvement in combustion efficiency.

したがって、排気ガス温度に依存することなく、選択還元触媒装置をより低温域から機能させ、低い排気ガス温度域においてもＮＯｘを浄化することが望まれている。   Therefore, it is desired that the selective catalytic reduction device is made to function from a lower temperature range and NOx is purified even in a lower exhaust gas temperature range without depending on the exhaust gas temperature.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の態様として実現することが可能である。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be realized as the following aspects.

第１の態様は、内燃機関の排気通路において、尿素水供給部の後段に配置されるアンモニア発生装置を提供する。第１の態様に係るアンモニア発生装置は、排気ガスを導入するための導入部と、前記排気ガスを排出するための排出部と、前記導入部および前記排出部と連通され、それぞれが分離している第１の流路部と第２の流路部とを有する本体と、前記第１の流路部に配置されている加熱器と、前記本体における前記導入部の側に配置され、前記排気ガスの流動経路を前記第１の流路部と前記第２の流路部との間で切り替え可能な第１の切替部と、を備える。   A 1st aspect provides the ammonia generator arranged in the back | latter stage of urea water supply part in the exhaust passage of an internal combustion engine. An ammonia generator according to a first aspect is in communication with an introduction part for introducing exhaust gas, an exhaust part for exhausting the exhaust gas, and the introduction part and the exhaust part. A main body having a first flow path section and a second flow path section, a heater disposed in the first flow path section, and the exhaust section disposed on the introduction section side of the main body. A first switching unit capable of switching a gas flow path between the first flow path unit and the second flow path unit.

第１の態様係るアンモニア発生装置によれば、排気ガス温度に依存することなく、選択還元触媒装置をより低温域から機能させ、低い排気ガス温度域においてもＮＯｘを浄化することができる。   According to the ammonia generator according to the first aspect, the NOx can be purified even in a low exhaust gas temperature range by allowing the selective catalytic reduction device to function from a lower temperature range without depending on the exhaust gas temperature.

第１の態様に係るアンモニア発生装置はさらに、前記本体における前記排出部の側に配置され、前記第１の流路部または前記第２の流路部を塞ぐように切り替え可能な第２の切替部を備えても良い。この場合には、第１の流路部または第２の流路部を互いに更に分離することができる。   The ammonia generator according to the first aspect is further arranged at a side of the discharge part in the main body, and a second switch capable of switching so as to close the first flow path part or the second flow path part. A part may be provided. In this case, the first channel portion or the second channel portion can be further separated from each other.

第１の態様係るアンモニア発生装置において、前記加熱器は、前記尿素水供給部により供給された尿素水を保持可能な保持部を有しても良い。この場合には、加熱器に尿素水を保持させることができる。   In the ammonia generator according to the first aspect, the heater may include a holding unit capable of holding urea water supplied by the urea water supply unit. In this case, urea water can be held in the heater.

第１の態様に係るアンモニア発生装置はさらに、前記第１の流路部に対して尿素水を直接供給可能な第２の尿素水供給部を前記本体に備えても良い。この場合には、第１の流路部に対して直接尿素水を供給することができる。   The ammonia generator according to the first aspect may further include a second urea water supply unit capable of directly supplying urea water to the first flow path unit in the main body. In this case, urea water can be directly supplied to the first flow path portion.

第２の態様はアンモニア発生制御装置を提供する。第２の態様に係るアンモニア発生制御装置は、内燃機関の排気通路に配置され、互いに分離している第１の流路部と第２の流路部とを有する本体と、前記本体における排気ガスの導入側に配置されている尿素水を供給する尿素水供給部と、前記第１の流路部に配置されている加熱器と、前記本体の前記導入側に配置され、前記排気ガスの流動経路を前記第１の流路部と前記第２の流路部との間で切り替え可能な切替部と、前記内燃機関の運転状態が第１の運転状態の場合に、前記排気ガスの流動経路を前記第２の流路部に切り替えるように前記切替部を制御する制御部と、を備える。   A second aspect provides an ammonia generation control device. An ammonia generation control device according to a second aspect includes a main body that is disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and has a first flow path portion and a second flow path portion that are separated from each other, and an exhaust gas in the main body. A urea water supply section for supplying urea water disposed on the introduction side of the heater, a heater disposed on the first flow path section, and a flow of the exhaust gas disposed on the introduction side of the main body. A switching section capable of switching a path between the first flow path section and the second flow path section, and a flow path of the exhaust gas when the operating state of the internal combustion engine is the first operating state. And a control unit that controls the switching unit so as to switch to the second flow path unit.

第２の態様係るアンモニア発生制御装置によれば、排気ガス温度に依存することなく、選択還元触媒装置をより低温域から機能させ、低い排気ガス温度域においてもＮＯｘを浄化することができる。   According to the ammonia generation control device according to the second aspect, the selective reduction catalyst device can function from a lower temperature range without depending on the exhaust gas temperature, and NOx can be purified even in a lower exhaust gas temperature range.

第２の態様に係るアンモニア発生制御装置において、前記第１の運転状態は、前記加熱器を作動させる運転状態であっても良く、前記尿素水を加水分解する運転状態であっても良い。この場合には、排気ガスの流れと接することなく、加熱器を作動させることができ、尿素水を加水分解することができる。   In the ammonia generation control device according to the second aspect, the first operation state may be an operation state in which the heater is operated, or an operation state in which the urea water is hydrolyzed. In this case, the heater can be operated without being in contact with the flow of the exhaust gas, and the urea water can be hydrolyzed.

第２の態様に係るアンモニア発生制御装置において、前記第１の運転状態は、前記排気ガスの温度が所定温度よりも高い運転状態であっても良い。この場合には、加熱器を介することなく排気ガスを流動させることができる。   In the ammonia generation control device according to the second aspect, the first operating state may be an operating state in which the temperature of the exhaust gas is higher than a predetermined temperature. In this case, the exhaust gas can be flowed without going through a heater.

第２の態様に係るアンモニア発生制御装置において、前記制御部はさらに、前記尿素水供給部による尿素水の供給および加熱器の作動を制御し、前記第１の運転状態において、前記制御部は、前記排気ガスの流動経路を前記第２の流路部に切り替え、前記加熱器を作動させた後、前記排気ガスの流動経路を前記第１の流路部に切り替えて、前記尿素水供給部により前記第１の流路部に対して尿素水を供給させても良い。この場合には、排気ガスに曝されない状態で加熱器を作動させ、作動している加熱器に尿素水を供給することができる。   In the ammonia generation control device according to the second aspect, the control unit further controls the supply of urea water by the urea water supply unit and the operation of the heater. In the first operating state, the control unit includes: After switching the flow path of the exhaust gas to the second flow path section and operating the heater, the flow path of the exhaust gas is switched to the first flow path section and the urea water supply section Urea water may be supplied to the first flow path portion. In this case, the heater can be operated without being exposed to the exhaust gas, and urea water can be supplied to the operating heater.

第２の態様に係るアンモニア発生制御装置において、前記制御部はさらに、前記尿素水供給部による尿素水の供給および加熱器の作動を制御し、前記第１の運転状態において、前記制御部は、前記排気ガスの流動経路を前記第１の流路部に切り替えて、前記尿素水供給部により前記第１の流路部に対して尿素水を供給させ、前記第１の流路部に対する尿素水の供給が完了した後、前記排気ガスの流動経路を前記第２の流路部に切り替え、前記加熱器を作動させても良い。この場合には、供給された尿素水を、排気ガスの流れに曝されない状態にて加熱器により加水分解することができる。   In the ammonia generation control device according to the second aspect, the control unit further controls the supply of urea water by the urea water supply unit and the operation of the heater. In the first operating state, the control unit includes: The flow path of the exhaust gas is switched to the first flow path section, and urea water is supplied to the first flow path section by the urea water supply section, and urea water for the first flow path section After the supply of is completed, the flow path of the exhaust gas may be switched to the second flow path section to operate the heater. In this case, the supplied urea water can be hydrolyzed by the heater without being exposed to the flow of the exhaust gas.

第２の態様に係るアンモニア発生制御装置は、アンモニア発生装置の制御方法、アンモニア発生装置の制御プログラムとしても実現され得る。   The ammonia generation control device according to the second aspect can also be realized as an ammonia generation device control method and an ammonia generation device control program.

第１の実施形態において用いられるアンモニア発生装置を備える車両を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows roughly the vehicle provided with the ammonia generator used in 1st Embodiment. 第１の実施形態に係るアンモニア発生装置の概略構成を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows schematic structure of the ammonia generator which concerns on 1st Embodiment. 図２に示す３−３線にて切断した、第１の実施形態に係るアンモニア発生装置の模式的な横断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the ammonia generator according to the first embodiment, cut along line 3-3 shown in FIG. 2. 冷間始動時における第１の実施形態に係るアンモニア発生装置の動作状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation state of the ammonia generator which concerns on 1st Embodiment at the time of a cold start. 暖機時における第１の実施形態に係るアンモニア発生装置の動作状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation state of the ammonia generator which concerns on 1st Embodiment at the time of warming-up. 暖機時における第１の実施形態に係るアンモニア発生装置の動作状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation state of the ammonia generator which concerns on 1st Embodiment at the time of warming-up. 暖機時における第１の実施形態に係るアンモニア発生装置の動作状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation state of the ammonia generator which concerns on 1st Embodiment at the time of warming-up. 通常時における第１の実施形態に係るアンモニア発生装置の動作状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation state of the ammonia generator which concerns on 1st Embodiment in the normal time. 第１の実施形態に係るアンモニア発生装置を備える車両における電装部品間における電気的な接続を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the electrical connection between the electrical components in a vehicle provided with the ammonia generator which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態におけるアンモニア発生装置の動作を制御するための処理ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process routine for controlling operation | movement of the ammonia generator in 1st Embodiment. 暖機時における第２の実施形態に係るアンモニア発生装置の動作状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation state of the ammonia generator which concerns on 2nd Embodiment at the time of warming-up. 暖機時における第２の実施形態に係るアンモニア発生装置の動作状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation state of the ammonia generator which concerns on 2nd Embodiment at the time of warming-up. 第２の実施形態におけるアンモニア発生装置の動作を制御するための処理ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process routine for controlling operation | movement of the ammonia generator in 2nd Embodiment. 第１および第２の実施形態に係るアンモニア発生装置の変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the modification of the ammonia generator which concerns on 1st and 2nd embodiment. アンモニア発生装置の変形例を示す説明図であるIt is explanatory drawing which shows the modification of an ammonia generator.

本発明に係るアンモニア発生装置を含む排気ガス浄化システムを備える車両の一態様として、ディーゼルエンジン（内燃機関）を備える車両を例にとって以下説明する。図１は第１の実施形態において用いられるアンモニア発生装置を備える車両を概略的に示す説明図である。   As an aspect of a vehicle including an exhaust gas purification system including an ammonia generator according to the present invention, a vehicle including a diesel engine (internal combustion engine) will be described below as an example. FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a vehicle including an ammonia generator used in the first embodiment.

第１の実施形態：
車両５００は、ディーゼルエンジン（以下、「エンジン」と呼ぶ。）５１０、４つの車輪５２０および排気ガス浄化システム１０を備えている。本実施例に係るアンモニア発生装置２０は、排気ガス浄化システム１０に備えられている。エンジン５１０は、軽油を燃料とし、燃料の爆発燃焼によって駆動力を出力し、また、爆発燃焼に伴いＮＯｘ（窒素酸化物）およびＰＭ（粒子状物質）を含む排気ガスを排気系統に備えられた排気ガス浄化システム１０を介して大気に排出する。エンジン５１０には、エンジン５１０を冷却する冷却液の温度を検出する第１の温度センサ１９１が備えられている。なお、第１の実施形態において用いられる図１に示す車両構成は、他の実施形態においても同様に用いられ得る。 First embodiment:
The vehicle 500 includes a diesel engine (hereinafter referred to as “engine”) 510, four wheels 520, and the exhaust gas purification system 10. An ammonia generator 20 according to this embodiment is provided in the exhaust gas purification system 10. The engine 510 uses light oil as fuel, outputs driving force by the explosive combustion of the fuel, and the exhaust system is equipped with exhaust gas containing NOx (nitrogen oxide) and PM (particulate matter) accompanying the explosive combustion. The exhaust gas is discharged to the atmosphere through the exhaust gas purification system 10. The engine 510 is provided with a first temperature sensor 191 that detects the temperature of the coolant that cools the engine 510. Note that the vehicle configuration shown in FIG. 1 used in the first embodiment can be similarly used in other embodiments.

排気ガス浄化システム１０は、排気管１１（排気管路）上に種々の排気ガス浄化装置を備えている。排気管１１は、エンジン５１０側（排気ガス流れの上流側）においてマニフォールド１１ａを介してエンジン５１０と接続され、排気ガス流れの最下流側にはマフラエンドパイプ１１ｂを備えている。浄化システムは、排気ガス流れの上流側から、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）１２、ディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）１３、アンモニア発生装置２０、選択還元触媒（ＳＣＲ）装置１４およびアンモニアスリップ・ディーゼル酸化触媒（ＮＨ３ＤＯＣ）１５を排気管１１上に備えている。排気管１１上におけるＤＯＣ１２の前段には燃料噴射装置１７が配置されても良い。アンモニア発生装置２０の前段には尿素水噴射装置１８が配置されている。排気ガス浄化システム１０のＤＰＦ１３の排出側には、温度センサ１９２が配置されている。温度センサ１９２は、この他にも、たとえば、アンモニア発生装置２０、ＳＣＲ装置１４に配置されていても良い。なお、本実施例における排気管上という用語は、排気管の内側、および排気管の途中（排気管の一部を構成）のいずれをも意味する。 The exhaust gas purification system 10 includes various exhaust gas purification devices on an exhaust pipe 11 (exhaust pipe line). The exhaust pipe 11 is connected to the engine 510 via the manifold 11a on the engine 510 side (upstream side of the exhaust gas flow), and includes a muffler end pipe 11b on the most downstream side of the exhaust gas flow. The purification system includes a diesel oxidation catalyst (DOC) 12, a diesel particulate filter (DPF) 13, an ammonia generator 20, a selective reduction catalyst (SCR) device 14, and an ammonia slip diesel oxidation catalyst (NH) from the upstream side of the exhaust gas flow. 3 DOC) 15 is provided on the exhaust pipe 11. A fuel injection device 17 may be disposed upstream of the DOC 12 on the exhaust pipe 11. A urea water injection device 18 is disposed upstream of the ammonia generator 20. A temperature sensor 192 is disposed on the exhaust side of the DPF 13 of the exhaust gas purification system 10. In addition to this, the temperature sensor 192 may be disposed in, for example, the ammonia generator 20 and the SCR device 14. The term “on the exhaust pipe” in the present embodiment means both the inside of the exhaust pipe and the middle of the exhaust pipe (which constitutes a part of the exhaust pipe).

ディーゼル酸化触媒１２は、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属を触媒として担持し、排気ガス中に含まれる未燃焼ガス成分である一酸化炭素（ＣＯ）および炭化水素（ＨＣ）を酸化して、二酸化炭素（ＣＯ２）および水（Ｈ２Ｏ）へと変換すると共に、排気ガス中に含まれる一酸化窒素（ＮＯ）を酸化して、二酸化窒素（ＮＯ２）に変換する。 The diesel oxidation catalyst 12 supports a noble metal such as platinum (Pt) or palladium (Pd) as a catalyst, and oxidizes carbon monoxide (CO) and hydrocarbon (HC), which are unburned gas components contained in the exhaust gas. Then, it is converted into carbon dioxide (CO 2 ) and water (H 2 O), and nitric oxide (NO) contained in the exhaust gas is oxidized to be converted into nitrogen dioxide (NO 2 ).

ディーゼル微粒子フィルタ１３は、排気ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ）を多孔質セラミックスまたは金属の微細な間隙で捕集するフィルタであり、広義には排気ガス浄化装置の一態様ではあるが、本明細書においては、ＰＭの捕集に注目し、第１の微粒子捕集フィルタとして扱う。多孔質の表面には白金等の金属触媒が塗布されており、ディーゼル微粒子フィルタ１３は、ディーゼル酸化触媒１２により生成されるＮＯｘの存在下において、粒子状物質が、２５０〜３００℃の雰囲気中で触媒と化学反応を起こし、二酸化炭素（ＣＯ２）および水（Ｈ２Ｏ）に変換されることによって自然再生される。ディーゼル微粒子フィルタ１３は、ディーゼル酸化触媒１２に対して燃料噴射装置１７を介して直接または排気行程を経てエンジン５１０から間接的に燃料を供給し、燃料由来の炭化水素を触媒燃焼させて排気温度を４５０℃以上として捕集された粒子状物質を酸化させる強制再生によっても再生され得る。 The diesel particulate filter 13 is a filter that collects particulate matter (PM) contained in the exhaust gas through a fine gap of porous ceramics or metal, and in a broad sense is an aspect of the exhaust gas purification device. In the present specification, focusing on PM collection, it is treated as a first particulate collection filter. A metal catalyst such as platinum is applied to the porous surface, and the diesel particulate filter 13 has a particulate matter in an atmosphere of 250 to 300 ° C. in the presence of NOx produced by the diesel oxidation catalyst 12. It is naturally regenerated by causing a chemical reaction with the catalyst and converting it to carbon dioxide (CO 2 ) and water (H 2 O). The diesel particulate filter 13 supplies fuel to the diesel oxidation catalyst 12 directly from the engine 510 via the fuel injection device 17 or through an exhaust stroke, and catalytically combusts fuel-derived hydrocarbons to increase the exhaust temperature. It can also be regenerated by forced regeneration in which the particulate matter collected at 450 ° C. or higher is oxidized.

なお、ＤＰＦ１３としては、粒子状物質を物理的に捕集して炭化水素の触媒燃焼により粒子状物質を酸化させるタイプの他、プラズマ生成装置において低温プラズマを発生させてＯ３を中心とする活性種を生成し、生成された活性種をＤＰＦに供給し、ＨＣ、Ｃといった粒子状物質成分を、Ｈ２Ｏ、ＣＯ２に変換（酸化）するプラズマＤＰＦが用いられても良い。プラズマＤＰＦにおいては、燃料を用いることなく粒子状物質を酸化することができる一方で、物理的形状にて粒子状物質を捕集しないため、予め処理すべき粒子状物質量に応じた活性種量を生成できるようプラズマ生成装置を設計することが求められている。 In addition to the type in which particulate matter is physically collected and the particulate matter is oxidized by catalytic combustion of hydrocarbons, the DPF 13 generates low-temperature plasma in the plasma generator and activates mainly O 3. A plasma DPF that generates seeds, supplies the generated active species to the DPF, and converts (oxidizes) particulate matter components such as HC and C into H 2 O and CO 2 may be used. In the plasma DPF, the particulate matter can be oxidized without using fuel, but the particulate matter is not collected in the physical form, so the amount of active species corresponding to the amount of the particulate matter to be processed in advance. Therefore, it is required to design a plasma generating apparatus so as to be able to generate the above.

選択還元触媒（ＳＣＲ）装置１４は、ゼオライト系触媒またはバナジウム系触媒を担持し、ＮＯｘを選択的に還元するＮＯｘ還元触媒を備える装置である。ＳＣＲ装置は、一般的に、ＳＣＲ装置の前段において供給される尿素水の熱分解、加水分解反応を経て生成されたアンモニア（ＮＨ３）と、ＮＯｘ還元触媒とによって、排気ガス中のＮＯｘ成分を窒素（Ｎ２）および水（Ｈ２Ｏ）に変換する。したがって、尿素水の供給を受けるＳＣＲ装置は、尿素水からアンモニアを得るために、適切な温度、たとえば、２００℃以上の温度でなければ所望のＮＯｘ還元機能を得ることができない。 The selective reduction catalyst (SCR) device 14 is a device that includes a NOx reduction catalyst that carries a zeolite-based catalyst or a vanadium-based catalyst and selectively reduces NOx. The SCR device generally removes NOx components in exhaust gas by ammonia (NH 3 ) generated through the thermal decomposition and hydrolysis reaction of urea water supplied in the previous stage of the SCR device, and a NOx reduction catalyst. Convert to nitrogen (N 2 ) and water (H 2 O). Therefore, the SCR device that receives the supply of urea water cannot obtain a desired NOx reduction function unless it is at an appropriate temperature, for example, 200 ° C. or higher, in order to obtain ammonia from the urea water.

アンモニア発生装置２０は、尿素水噴射装置１８の後段（排気ガスの流れの下流側）に配置され、加熱器３０を内部に備えている。アンモニア発生装置２０は、加熱器３０によって尿素水噴射装置１８から噴射された尿素水を加熱し、加水分解することによってアンモニアを発生させる（アンモニアを生成する）。生成されたアンモニアは、ＳＣＲ装置１４に供給され、ＮＯｘを還元するための還元剤として用いられる。   The ammonia generator 20 is disposed downstream of the urea water injector 18 (on the downstream side of the exhaust gas flow) and includes a heater 30 therein. The ammonia generator 20 heats the urea water injected from the urea water injector 18 by the heater 30 and hydrolyzes it to generate ammonia (generate ammonia). The produced ammonia is supplied to the SCR device 14 and used as a reducing agent for reducing NOx.

アンモニアスリップ・ディーゼル酸化触媒１５は、ディーゼル酸化触媒１２と同様の触媒を担持し、ＳＣＲ装置１４において反応に供しなかったアンモニアを酸化分解して、窒素またはＮＯｘを生成する。   The ammonia slip / diesel oxidation catalyst 15 supports the same catalyst as the diesel oxidation catalyst 12 and oxidizes and decomposes ammonia that has not been subjected to the reaction in the SCR device 14 to generate nitrogen or NOx.

排気ガス浄化システム１０に用いられる第１の実施形態に係るアンモニア発生装置２０について以下に詳述する。図２は第１の実施形態に係るアンモニア発生装置の概略構成を示す外観斜視図である。図３は図２に示す３−３線にて切断した、第１の実施形態に係るアンモニア発生装置の模式的な横断面図である。   The ammonia generator 20 according to the first embodiment used in the exhaust gas purification system 10 will be described in detail below. FIG. 2 is an external perspective view showing a schematic configuration of the ammonia generator according to the first embodiment. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the ammonia generator according to the first embodiment, taken along line 3-3 shown in FIG.

アンモニア発生装置２０は、ケース２０１（本体）、第１の流路管２１、第２の流路管２２、断熱材２３、第１の流路切替弁２５、第２の流路切替弁２６および加熱器３０を備えている。ケース２０１は、ステンレス鋼、酸化防止処理が施された鋼板から形成されている。第１の流路管２１は排気ガスが流れる第１の流路部２１ａを規定し、第２の流路管２２は排気ガスが流れる第２の流路部２２ａを規定し、第１の流路管２１と第２の流路管２２とは平行に配置されている。ケース２０１は、排気ガスを内部に導入するための導入部２０ａと排気ガスを外部に排出するための排出部２０ｂとを備えている。導入部２０ａと第１の流路管２１および第２の流路管２２、排出部２０ｂと第１の流路管２１および第２の流路管２２とは連通されている。なお、第１の流路管２１および第２の流路管２２は、中空矩形形状を有しているが、円筒形状並びに他の形状を有していても良い。   The ammonia generator 20 includes a case 201 (main body), a first flow path pipe 21, a second flow path pipe 22, a heat insulating material 23, a first flow path switching valve 25, a second flow path switching valve 26, and A heater 30 is provided. The case 201 is made of stainless steel or a steel plate that has been subjected to an antioxidant treatment. The first flow path pipe 21 defines a first flow path section 21a through which exhaust gas flows, and the second flow path pipe 22 defines a second flow path section 22a through which exhaust gas flows. The passage tube 21 and the second passage tube 22 are arranged in parallel. The case 201 includes an introduction portion 20a for introducing exhaust gas into the inside and a discharge portion 20b for discharging the exhaust gas to the outside. The introduction part 20a communicates with the first flow path pipe 21 and the second flow path pipe 22, and the discharge part 20b communicates with the first flow path pipe 21 and the second flow path pipe 22. In addition, although the 1st flow path pipe 21 and the 2nd flow path pipe 22 have a hollow rectangular shape, you may have a cylindrical shape and another shape.

導入部２０ａの前段には、アンモニア発生装置２０の内部に尿素水を噴射する尿素水噴射装置１８が配置されている。尿素水噴射装置１８は、図示しない尿素水タンクに貯留されている尿素水を導入部２０ａ（アンモニア発生装置２０）に対して供給するための装置である。尿素水噴射装置１８は、アンモニアへの変換を考慮すると尿素水を霧化状態にて供給することが望ましく、電磁式またはピエゾ式のアクチュエータによって、噴射孔を開閉することによって、高圧で供給された尿素水の噴射または噴射停止を実現する。なお、尿素水噴射装置１８は、第１の流路管２１および第２の流路管に対して尿素水を供給可能な位置に配置されていれば良く、たとえば、導入部２０ａに配置されていても良い。図１の例では、導入部２０ａよりも上流側である、アンモニア発生装置２０とＤＰＦ１３とを連結する連結部に配置されている。第１の実施形態に係るアンモニア発生装置２０は、尿素水の供給を受けてアンモニアを発生させる装置であるから、尿素水の供給を受けなければならないものの、尿素水噴射装置を構成として備えることなく、別体の尿素水噴射装置から供給された尿素水をアンモニアに変換しても良い。   A urea water injection device 18 that injects urea water into the inside of the ammonia generation device 20 is disposed in the front stage of the introduction unit 20a. The urea water injection device 18 is a device for supplying urea water stored in a urea water tank (not shown) to the introduction unit 20a (ammonia generator 20). The urea water injection device 18 desirably supplies urea water in an atomized state in consideration of conversion to ammonia, and is supplied at a high pressure by opening and closing the injection hole by an electromagnetic or piezo-type actuator. Achieving urea water injection or injection stop. The urea water injection device 18 may be disposed at a position where urea water can be supplied to the first flow path pipe 21 and the second flow path pipe. For example, the urea water injection apparatus 18 is disposed in the introduction portion 20a. May be. In the example of FIG. 1, it arrange | positions at the connection part which connects the ammonia generator 20 and DPF13 which are upstream from the introduction part 20a. Since the ammonia generator 20 according to the first embodiment is a device that generates ammonia by receiving the supply of urea water, it must receive the supply of urea water, but does not include a urea water injection device as a configuration. Alternatively, urea water supplied from a separate urea water injection device may be converted into ammonia.

第１の流路切替弁２５は、ケース２０１の導入部２０ａ側に、排気ガスが流れる流路管（流動経路）を第１の流路管２１と第２の流路管２２との間で切り替えるために備えられている。すなわち、第１の流路切替弁２５は、第１の流路管２１（第１の流路部２１ａ）に排気ガスを流す場合（第１の流路管２１（第１の流路部２１ａ）を開く場合）には、第２の流路管２２（第２の流路部２２ａ）を塞ぎ、第２の流路管２２（第２の流路部２２ａ）に排気ガスを流す場合（第２の流路管２２（第１の流路部２２ａ）を開く場合）には、第１の流路管２１（第１の流路部２１ａ）を塞ぐ。   The first flow path switching valve 25 has a flow path pipe (flow path) through which exhaust gas flows between the first flow path pipe 21 and the second flow path pipe 22 on the introduction portion 20 a side of the case 201. Provided for switching. That is, the first flow path switching valve 25 allows the exhaust gas to flow through the first flow path pipe 21 (first flow path section 21a) (first flow path pipe 21 (first flow path section 21a). ) Is opened), the second flow path tube 22 (second flow path portion 22a) is closed, and the exhaust gas is allowed to flow through the second flow path tube 22 (second flow path portion 22a) ( In the case of opening the second flow channel tube 22 (first flow channel portion 22a), the first flow channel tube 21 (first flow channel portion 21a) is closed.

第２の流路切替弁２６は、ケース２０１の排出部２０ｂ側に、排気ガスが流れない流路管（流動経路）を塞ぎ、流路管に閉鎖空間２１ｂ（図４参照）を形成するために備えられている。この閉鎖空間は、後述するように、生成されたアンモニアを一時的に貯めておく空間として機能し得る。第２の流路切替弁２６は、第１の流路管２１（第１の流路部２１ａ）に排気ガスを流れる場合には、第２の流路管２２（第２の流路部２２ａ）を塞ぎ、第２の流路管２２（第２の流路部２２ａ）に排気ガスが流れる場合には、第１の流路管２１（第１の流路部２１ａ）を塞ぐ。   The second flow path switching valve 26 closes a flow path pipe (flow path) through which exhaust gas does not flow on the discharge portion 20b side of the case 201, and forms a closed space 21b (see FIG. 4) in the flow path pipe. Is provided. As will be described later, this closed space can function as a space for temporarily storing the generated ammonia. When the exhaust gas flows through the first flow path pipe 21 (first flow path section 21a), the second flow path switching valve 26 has a second flow path pipe 22 (second flow path section 22a). ), And when the exhaust gas flows through the second flow path pipe 22 (second flow path section 22a), the first flow path pipe 21 (first flow path section 21a) is closed.

第１および第２の流路切替弁２５、２６としては、図示するように一端に備えられている軸を中心にして板状の弁体が揺動することによって流路を選択的に切り替える切替弁、内部に連通路を有する回転弁体が１軸を中心に回動することによって流路を選択的に切り替える切替弁、板状の弁体が直線移動することによって流路を選択的に切り替える切替弁等を用いることができる。弁体を駆動するアクチュエータとしては、ステッピングモータ等のモータ、電磁式のアクチュエータ、空気、オイルといった流体式のアクチュエータが用いられ得る。なお、後述するように、流路は、選択的、すなわち、排他的に切り替えられなくても良い場合があり、第１の流路切替弁２５としては、第１および第２の流路管２１、２２の双方に対して導入部２０ａから導入された排気ガスを導くことが、第２の流路切替弁２６としては、第１および第２の流路管２１、２２の双方に対して排出部２０ｂへ排気ガスを導くことが求められる。第１および第２の流路切替弁２５、２６は、各流路管２１、２２に対してそれぞれ備えられていても良い。この場合には、一方の流路管を塞いだ上で、他の流路管に流れる排気ガス流量を調整することができる。すなわち、各流路管における外気ガス流量をそれぞれ独立して制御することができる。   As the first and second flow path switching valves 25 and 26, as shown in the drawing, switching is performed to selectively switch the flow path by swinging a plate-shaped valve body around an axis provided at one end. A valve, a switching valve that selectively switches the flow path by rotating a rotary valve body having an internal communication passage around one axis, and a flow path that is selectively switched by a linear movement of the plate-shaped valve body A switching valve or the like can be used. As an actuator for driving the valve body, a motor such as a stepping motor, an electromagnetic actuator, or a fluid actuator such as air or oil can be used. As will be described later, the flow paths may not be switched selectively, that is, exclusively, and the first and second flow path pipes 21 may be used as the first flow path switching valve 25. , 22 leads the exhaust gas introduced from the introduction part 20a to the second flow path switching valve 26 so as to discharge to both the first and second flow path pipes 21, 22. It is required to guide the exhaust gas to the portion 20b. The first and second flow path switching valves 25 and 26 may be provided for the flow path pipes 21 and 22, respectively. In this case, the flow rate of the exhaust gas flowing through the other channel pipe can be adjusted after closing one channel pipe. That is, the flow rate of the outside air gas in each channel pipe can be controlled independently.

加熱器３０は、図２および図３の例では、第１の流路管２１が矩形形状を有しており、これに合わせて、矩形渦巻き形状の断面を有する形状を備えているが、他の断面形状、たとえば、円形渦巻き形状の断面を有する形状を備えていても良い。加熱器３０は、第１の流路管２１内に配置されている加熱器であっても良く、あるいは、第１の流路管２１の内壁面に一体に形成されていても良い。加熱器３０は、複数の金属製の平板または波板、あるいは金属製の平板および波板が離間して積層されることにより形成され、板材自身が通電により発熱しても良い。この場合、金属製の板材の少なくとも一部には、発熱表面積を増大させるために、また、尿素水噴射装置１８によって供給された尿素水を保持する尿素水保持部３０ａを実現するために穿孔処理あるいは凹凸処理といった処理が施されていることが望ましい。なお、図３では図示を簡略化するために、加熱器３０の一部の表面にのみ尿素水保持部３０ａを図示している。近接して積層された板状部材の間の離間空間もまた、尿素水噴射装置１８によって供給された尿素水を保持する尿素水保持部として機能することができる。尿素水保持部３０ａは、微細な穿孔、表面凹凸部における表面張力により尿素水を保持する。   In the example of FIGS. 2 and 3, the heater 30 has a rectangular shape in which the first flow path pipe 21 has a rectangular shape. The cross-sectional shape may be provided, for example, a shape having a circular spiral cross-section. The heater 30 may be a heater disposed in the first flow path tube 21, or may be integrally formed on the inner wall surface of the first flow path pipe 21. The heater 30 may be formed by laminating a plurality of metal flat plates or corrugated plates or metal flat plates and corrugated plates, and the plate material itself may generate heat when energized. In this case, a drilling process is performed on at least a part of the metal plate material in order to increase the heat generation surface area and to realize the urea water holding portion 30a that holds the urea water supplied by the urea water injection device 18. Alternatively, it is desirable that a process such as an uneven process is performed. In FIG. 3, the urea water holding part 30 a is illustrated only on a part of the surface of the heater 30 in order to simplify the illustration. The space between the plate members stacked close to each other can also function as a urea water holding unit that holds the urea water supplied by the urea water injection device 18. The urea water holding unit 30a holds the urea water by fine perforations and surface tension at the surface irregularities.

加熱器３０としては、棒状形状を有し排気ガスの流動方向に沿って第１の流路管２１内に配置されている複数の加熱器が用いられても良い。棒状形状を有する場合にも、加熱器の表面（外表面）に凹凸加工が施されていることにより、尿素水保持部を実現することができる。なお、本実施形態における、加熱器３０は、周囲を絶縁材で覆われておらず、部材通電により部材自身が発熱する抵抗発熱体（発熱部材）であって、ニクロム線、銅線、タングステン線といった線状の、またはステンレス材、銅材、アルミニウム材といった板状の裸の金属材であっても良く、ケース内においてマグネシア等の粉末無機絶縁物に覆われて配置されている抵抗発熱体を備える加熱器、すなわち、一般的にヒーターと呼ばれる態様の加熱器であっても良い。用途に応じて、熱容量の小さい炭化ケイ素、カーボン等の非金属材が加熱器３０として用いられても良い。   As the heater 30, a plurality of heaters having a rod shape and arranged in the first flow path pipe 21 along the flow direction of the exhaust gas may be used. Even in the case of having a rod-like shape, a urea water holding part can be realized by performing uneven processing on the surface (outer surface) of the heater. In this embodiment, the heater 30 is a resistance heating element (heating member) that is not covered with an insulating material and generates heat when the member is energized, and is a nichrome wire, a copper wire, or a tungsten wire. It may be a linear metal plate such as stainless steel, copper, aluminum, or the like, and a resistance heating element disposed in a case covered with a powdered inorganic insulator such as magnesia. It may be a heater provided, that is, a heater generally called a heater. Depending on the application, a non-metallic material such as silicon carbide or carbon having a small heat capacity may be used as the heater 30.

本実施形態に係る加熱器３０は、蓄熱体としても機能し得る。たとえば、加熱器３０が、板材が積層されることによって渦巻き形状の断面を有する態様を備える場合、板材が積層されることによって矩形の立体形状を有する場合には、各金属製の板材は顕熱蓄熱部材として機能し得るため、所定の熱容量を有する蓄熱体として機能する。   The heater 30 according to the present embodiment can also function as a heat storage body. For example, when the heater 30 has an aspect having a spiral cross section by laminating plate materials, when the plate material has a rectangular solid shape by laminating, the metal plate materials are sensible heat. Since it can function as a heat storage member, it functions as a heat storage body having a predetermined heat capacity.

さらに、加熱器３０とは別に、蓄熱体が備えられていても良い。蓄熱体が第１の流路管２１の横断面（排気ガスの流動方向と直交する断面）にわたって配置される一体形状の蓄熱体である婆には、内部に排気ガスの流動を許容する内部流路を備えていることが求められる。加熱器３０は、蓄熱体に内包されていても良く、あるいは、蓄熱体に対して直列または並列に配置されていても良い。蓄熱体は、第１の流路管２１の形状に合わせた形状を有していても良く、あるいは、他の形状を有していても良い。蓄熱体には、内部流路を備えるセラミック材、金属粉末の焼結体、メタルハニカム、エキスパンドメタル等を用いることができる。なお、内部流路は、意図的に形成された流路、たとえば直線流路であっても良く、材料の性質上形成される空隙により形成される流路、たとえば惰行流路であっても良い。また、内部流路は、尿素水保持部としても機能し得る。   Further, a heat storage body may be provided separately from the heater 30. An internal flow that allows the exhaust gas to flow inside is provided in a soot that is an integral heat storage body in which the heat storage body is disposed across the cross section of the first flow path pipe 21 (cross section orthogonal to the flow direction of the exhaust gas). It is required to have a road. The heater 30 may be included in the heat storage body, or may be arranged in series or in parallel with the heat storage body. The heat storage body may have a shape that matches the shape of the first flow path pipe 21 or may have another shape. As the heat accumulator, a ceramic material having an internal flow path, a metal powder sintered body, a metal honeycomb, an expanded metal, or the like can be used. The internal flow path may be a flow path that is intentionally formed, for example, a straight flow path, or may be a flow path that is formed by a gap formed due to the properties of the material, for example, a coasting flow path. . Further, the internal channel can also function as a urea water holding part.

第１の流路管２１および第２の流路管２２と、ケース２０１との間には断熱材２３が配置または充填されている。断熱材２３としては、たとえば、セラミック製のシート材、円筒状の硬質セラミック材、発泡性のセラミック材等が用いられる。断熱材２３を備えることによって、金属製のケース２０１への熱伝導量を抑制し、微粒子捕集装置２０の保温効率が所望のレベルに維持され得る。なお、ケース２０１は更なる断熱性向上のために、空気層を挟む２重壁構造を備えていても良い。   A heat insulating material 23 is disposed or filled between the first flow path pipe 21 and the second flow path pipe 22 and the case 201. As the heat insulating material 23, for example, a ceramic sheet material, a cylindrical hard ceramic material, a foamable ceramic material, or the like is used. By providing the heat insulating material 23, the heat conduction amount to the metal case 201 can be suppressed, and the heat retention efficiency of the particulate collection device 20 can be maintained at a desired level. The case 201 may be provided with a double wall structure that sandwiches an air layer in order to further improve heat insulation.

内燃機関の運転状態に応じた第１および第２の流路切替弁２５、２６の切り替えの態様および加熱器３０による尿素水の加水分解の態様、すなわち、第１の実施形態に係るアンモニア発生装置２０の動作態様について図４〜図８を参照して説明する。図４は冷間始動時における第１の実施形態に係るアンモニア発生装置の動作状態を示す説明図である。図５は暖機時における第１の実施形態に係るアンモニア発生装置の動作状態を示す説明図である。図６は暖機時における第１の実施形態に係るアンモニア発生装置の動作状態を示す説明図である。図７は暖機時における第１の実施形態に係るアンモニア発生装置の動作状態を示す説明図である。図８は通常時における第１の実施形態に係るアンモニア発生装置の動作状態を示す説明図である。   Mode of switching the first and second flow path switching valves 25 and 26 according to the operating state of the internal combustion engine and mode of hydrolysis of urea water by the heater 30, that is, the ammonia generator according to the first embodiment 20 operation | movement aspects are demonstrated with reference to FIGS. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an operating state of the ammonia generator according to the first embodiment at the time of cold start. FIG. 5 is an explanatory diagram showing an operating state of the ammonia generator according to the first embodiment during warm-up. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an operating state of the ammonia generator according to the first embodiment during warm-up. FIG. 7 is an explanatory diagram showing an operating state of the ammonia generator according to the first embodiment during warm-up. FIG. 8 is an explanatory view showing an operating state of the ammonia generator according to the first embodiment at the normal time.

本実施形態においては、内燃機関（エンジン）の運転状態として、冷間始動時状態、暖機時状態、および通常時状態が考慮される。冷間始動時状態とは、エンジンの冷却液温度およびオイル温度が暖機完了温度よりも低い状態でのエンジンの始動開始時の状態を意味する。暖機時状態とは、冷間始動後、エンジンの冷却液温度およびオイル温度が暖機完了温度に到達するまでのエンジンの運転状態を意味する。通常時状態とは、エンジンの冷却液温度およびオイル温度が暖機完了温度に到達した後のエンジンの運転状態であり、排気ガス温度が冷間始動時および暖機時における温度よりも高い（所定温度よりも高い）運転状態を意味する。なお、エンジンの冷却液温度およびオイル温度の暖機完了温度は、エンジンごとに適宜決定されれば良く、本実施形態の観点からは、ＳＣＲ装置１４を始めとするとする、排気ガス浄化装置が浄化作用を示し得る温度の排気ガスが排出される際のエンジンの冷却液温度およびオイル温度を暖機完了温度としても良い。   In the present embodiment, the cold start state, the warm-up state, and the normal state are considered as the operation state of the internal combustion engine (engine). The cold start state means a state at the start of engine start in a state where the coolant temperature and oil temperature of the engine are lower than the warm-up completion temperature. The warm-up state means an operating state of the engine after the cold start until the engine coolant temperature and oil temperature reach the warm-up completion temperature. The normal state is an operating state of the engine after the engine coolant temperature and the oil temperature reach the warm-up completion temperature, and the exhaust gas temperature is higher than the temperature at the time of cold start and warm-up (predetermined) It means an operating state (higher than temperature). Note that the engine coolant temperature and the oil temperature warm-up completion temperature may be appropriately determined for each engine. From the viewpoint of the present embodiment, the exhaust gas purifying device including the SCR device 14 purifies the engine. The engine coolant temperature and oil temperature when exhaust gas having a temperature that can exhibit an action is discharged may be used as the warm-up completion temperature.

エンジンの運転状態が冷間始動時状態にある場合には、図４に示すように、第１の流路切替弁２５は、第１の流路管２１を塞ぎ、エンジン５１０からの排気ガスを第２の流路管２２、すなわち、第２の流路部２２ａへと導くように切り替えられる。第２の流路切替弁２６は、第１の流路管２１を塞ぎ、第１の流路管２１を閉鎖空間２１ｂとするように切り替えられる。冷間始動時における排気ガス温度は低く、排気ガスが加熱器３０と接することによって、加熱器３０の温度が低下するおそれがある。そこで、冷間始動時には、第１の流路管２１（第１の流路部２１ａ）を閉鎖空間２１ｂとし、加熱器３０と排気ガスとを接触させない。   When the engine is in a cold start state, as shown in FIG. 4, the first flow path switching valve 25 closes the first flow path pipe 21, and exhausts the exhaust gas from the engine 510. It is switched so as to lead to the second flow path tube 22, that is, the second flow path portion 22a. The second flow path switching valve 26 is switched so as to close the first flow path pipe 21 and make the first flow path pipe 21 a closed space 21b. The exhaust gas temperature at the time of cold start is low, and when the exhaust gas comes into contact with the heater 30, the temperature of the heater 30 may decrease. Therefore, at the time of cold start, the first flow path pipe 21 (first flow path portion 21a) is a closed space 21b, and the heater 30 and the exhaust gas are not brought into contact with each other.

エンジンの運転状態が暖機時状態にある場合には、図５〜図７に示すように、第１および第２の流路切替弁２５、２６の作動状態、加熱器３０の作動状態、および尿素水噴射装置１８の作動状態が変移する。なお、エンジンの運転状態が第１の運転状態にあるとは、加熱器３０を作動（発熱）させる状態、尿素水を加水分解（尿素水をアンモニアに変換）する状態、排気ガス温度が所定温度よりも高い状態、の少なくともいずれか一つの状態にある場合を意味する。加熱器３０を作動させる状態および尿素水を加水分解する状態は、エンジンの暖機時に出現し、排気ガス温度が所定温度よりも高い状態は、エンジン暖機後の通常運転時に出現する。   When the engine is in a warm-up state, as shown in FIGS. 5 to 7, the operating state of the first and second flow path switching valves 25, 26, the operating state of the heater 30, and The operating state of the urea water injection device 18 changes. Note that the engine operating state is the first operating state: a state in which the heater 30 is operated (heat generation), a state in which urea water is hydrolyzed (converting urea water to ammonia), and an exhaust gas temperature is a predetermined temperature. Means a state in which at least one of the higher states. The state where the heater 30 is operated and the state where the urea water is hydrolyzed appears when the engine is warmed up, and the state where the exhaust gas temperature is higher than the predetermined temperature appears during normal operation after the engine is warmed up.

冷間始動後、エンジンの運転状態は暖機時状態となる。エンジンの運転状態が暖機時状態になると、先ず、図５に示すように、第１の流路切替弁２５は、第２の流路管２２を塞ぎ、エンジン５１０から導入部２０ａを経て導入された排気ガスを第１の流路管２１、すなわち、第１の流路部２１ａへと導くように切り替えられる。第２の流路切替弁２６は、第２の流路管２２を塞ぎ、第１の流路管２１、すなわち、第１の流路部２１ａへと導かれる排気ガスを排出部２０ｂに導くように切り替えられる。この状態において、尿素水噴射装置１８は、予め定められた量の尿素水を噴射する。この結果、噴射された尿素水は、排気ガスと共に加熱器３０に導かれ、ドットパターンで示すように、少なくともその一部が加熱器３０の表面に付着する（加熱器３０が備える尿素水保持部３０ａに保持される）。なお、尿素水の噴射量は、たとえば、排気ガス温度、エンジン負荷によって適宜決定されれば良く、排気ガス温度が高くなるにつれて、エンジン負荷が高くなるにつれて、噴射量が増大される。   After the cold start, the engine is in a warm-up state. When the engine is in a warm-up state, first, as shown in FIG. 5, the first flow path switching valve 25 closes the second flow path pipe 22 and is introduced from the engine 510 through the introduction portion 20a. The exhaust gas is switched so as to be guided to the first flow path pipe 21, that is, the first flow path portion 21a. The second flow path switching valve 26 closes the second flow path pipe 22, and guides the exhaust gas led to the first flow path pipe 21, that is, the first flow path portion 21a, to the discharge portion 20b. Can be switched to. In this state, the urea water injection device 18 injects a predetermined amount of urea water. As a result, the injected urea water is guided to the heater 30 together with the exhaust gas, and at least a part of the urea water adheres to the surface of the heater 30 as shown by the dot pattern (the urea water holding portion provided in the heater 30). 30a). The injection amount of urea water may be determined as appropriate depending on, for example, the exhaust gas temperature and the engine load. The injection amount increases as the exhaust gas temperature increases and the engine load increases.

尿素水噴射装置１８による尿素水の供給が完了すると、図６に示すように、第１の流路切替弁２５は、第１の流路管２１を塞ぎ、エンジン５１０からの排気ガスを第２の流路管２２へと導くように切り替えられる。図６に示すエンジンの運転状態は、第１の運転状態、尿素水を加水分解（尿素水をアンモニアに変換）する状態にある。なお、加熱器３０を作動させているので、加熱器３０を作動（発熱）させる状態にあると言っても良い。第２の流路切替弁２６は、第１の流路管２１を塞ぎ、加熱器３０を閉鎖空間２１ｂ内に閉じ込めるように切り替えられる。この状態において、加熱器３０はオンされ、加熱状態となり、加熱器３０に付着（保持）された尿素水はアンモニアへと変換され、アンモニアが生成される。加熱器３０により実現される温度は、尿素水を加水分解するための求められる温度、たとえば、２００度以上である。本実施形態におけるアンモニア発生装置２０は、第１の流路管２１の下流側を塞ぐ第２の流路切替弁２６を備えているので、生成されたアンモニアは閉鎖空間２１ｂ内に保持される。   When the supply of urea water by the urea water injection device 18 is completed, as shown in FIG. 6, the first flow path switching valve 25 closes the first flow path pipe 21, and exhausts the exhaust gas from the engine 510 to the second. It is switched so as to guide to the flow path pipe 22. The operating state of the engine shown in FIG. 6 is the first operating state, in which urea water is hydrolyzed (urea water is converted to ammonia). In addition, since the heater 30 is operated, it may be said that the heater 30 is in a state of operating (generating heat). The second flow path switching valve 26 is switched so as to close the first flow path pipe 21 and confine the heater 30 in the closed space 21b. In this state, the heater 30 is turned on to be in a heated state, and the urea water attached (held) to the heater 30 is converted into ammonia to generate ammonia. The temperature realized by the heater 30 is a required temperature for hydrolyzing urea water, for example, 200 degrees or more. Since the ammonia generator 20 in this embodiment is provided with the 2nd flow-path switching valve 26 which plugs the downstream of the 1st flow-path pipe 21, the produced | generated ammonia is hold | maintained in the closed space 21b.

加熱器３０による尿素水からアンモニアへの変換（アンモニアの生成）が終了すると、図７に示すように、第１の流路切替弁２５は、第２の流路管２２を塞ぎ、エンジン５１０から導入部２０ａを経て導入された排気ガスを第１の流路管２１へと導くように切り替えられる。第２の流路切替弁２６は、第２の流路管２２を塞ぎ、第１の流路管２１へと導かれる排気ガスを排出部２０ｂに導くように切り替えられる。この結果、第１の流路管２１に形成された閉鎖空間２１ｂ内に保持されていたアンモニアが、排気ガスと共にＳＣＲ装置１４に供給される。ＳＣＲ装置１４に供給される排気ガスは、加熱器３０によって加熱されるため、ＳＣＲ装置１４におけるＮＯｘ還元反応を促進させることができる。なお、尿素水からアンモニアへの変換の終了は、たとえば、予め定められた、供給された尿素水をアンモニアに変換するために必要な期間が経過したが否かによって判断され得る。この必要な期間は、常に一定であっても良く、あるいは、冷却液温度、排気ガス温度、外気温等によって変更される期間であっても良い。一般的に、冷却液温度、排気ガス温度、外気温等が高くなるにつれて、必要な期間を短くすることができる。なお、図７では加熱器３０に対して通電しているが、十分な量のアンモニアを供給できていれば加熱器３０に対する通電を停止しても良い。   When the conversion from urea water to ammonia (generation of ammonia) by the heater 30 is completed, as shown in FIG. 7, the first flow path switching valve 25 closes the second flow path pipe 22, and from the engine 510 The exhaust gas introduced through the introduction part 20a is switched so as to be guided to the first flow path pipe 21. The second flow path switching valve 26 is switched so as to close the second flow path pipe 22 and guide the exhaust gas guided to the first flow path pipe 21 to the discharge portion 20b. As a result, the ammonia held in the closed space 21b formed in the first flow path pipe 21 is supplied to the SCR device 14 together with the exhaust gas. Since the exhaust gas supplied to the SCR device 14 is heated by the heater 30, the NOx reduction reaction in the SCR device 14 can be promoted. The end of the conversion from urea water to ammonia can be determined, for example, based on whether or not a predetermined period required for converting the supplied urea water into ammonia has elapsed. This required period may always be constant, or may be a period changed by the coolant temperature, the exhaust gas temperature, the outside air temperature, or the like. Generally, the required period can be shortened as the coolant temperature, the exhaust gas temperature, the outside air temperature, and the like increase. In FIG. 7, the heater 30 is energized. However, the energization of the heater 30 may be stopped if a sufficient amount of ammonia can be supplied.

本実施形態においては、ＳＣＲ装置１４の前段にアンモニア発生装置２０が備えられており、アンモニア発生装置２０によって生成されたアンモニアがＳＣＲ装置１４に供給されるので、ＳＣＲ装置１４には２００℃よりも低い温度域からＮＯｘ還元機能を発揮することができる。   In the present embodiment, an ammonia generator 20 is provided in front of the SCR device 14, and the ammonia generated by the ammonia generator 20 is supplied to the SCR device 14. The NOx reduction function can be exhibited from a low temperature range.

エンジンの運転状態が暖機時運転状態を経て通常時状態になると、図８に示すように、第１の流路切替弁２５は、第１の流路管２１を塞ぎ、エンジン５１０からの排気ガスを第２の流路管２２へと導くように切り替えられる。図８に示すエンジンの運転状態は、第１の運転状態、すなわち、排気ガス温度が所定温度よりも高い状態にある。第２の流路切替弁２６は、第１の流路管２１を塞ぐように切り替えられる。加熱器３０に対する通電は停止され、加熱器３０による加熱は終了する。尿素水噴射装置１８は、必要に応じて尿素水を噴射する。この結果、噴射された尿素水は、冷間始動後および暖機時よりも温度の高い排気ガスと共にＳＣＲ装置１４に導かれ、また、加水分解によってアンモニアへと変換される。   When the engine operating state reaches the normal state after the warm-up operation state, the first flow path switching valve 25 closes the first flow path pipe 21 and exhausts from the engine 510 as shown in FIG. The gas is switched to guide the gas to the second channel tube 22. The engine operating state shown in FIG. 8 is the first operating state, that is, the exhaust gas temperature is higher than a predetermined temperature. The second flow path switching valve 26 is switched so as to close the first flow path pipe 21. The energization to the heater 30 is stopped, and the heating by the heater 30 is finished. The urea water injection device 18 injects urea water as necessary. As a result, the injected urea water is led to the SCR device 14 together with the exhaust gas whose temperature is higher than that after the cold start and during warm-up, and is converted into ammonia by hydrolysis.

図９は第１の実施形態に係るアンモニア発生装置２０を備える車両における電装部品間における電気的な接続を概略的に示すブロック図である。車両５００は、エンジン５１０の駆動力によって駆動されるオルタネータ（発電機）４０を備えている。エンジン５１０は、クランクシャフト（図示しない）から取り出される駆動力（出力）をオルタネータ４０に提供するためのエンジン側プーリー５１１を備えている。オルタネータ４０は、エンジン５１０から提供される駆動力が入力されるオルタネータ側プーリー４０１を備えている。エンジン側プーリー５１１とオルタネータ側プーリー４０１とは、ベルト５１２によって機械的に接続されており、ベルト５１２を介して、エンジン５１０の駆動力がオルタネータ４０に伝達される。   FIG. 9 is a block diagram schematically showing electrical connection between electrical components in a vehicle including the ammonia generator 20 according to the first embodiment. The vehicle 500 includes an alternator (generator) 40 that is driven by the driving force of the engine 510. The engine 510 includes an engine-side pulley 511 for providing the alternator 40 with a driving force (output) extracted from a crankshaft (not shown). The alternator 40 includes an alternator-side pulley 401 to which a driving force provided from the engine 510 is input. The engine-side pulley 511 and the alternator-side pulley 401 are mechanically connected by a belt 512, and the driving force of the engine 510 is transmitted to the alternator 40 via the belt 512.

車両５００は、尿素水噴射装置１８、第１の流路切替弁２５、第２の流路切替弁２６、車両補機４１、バッテリ４２、制御ユニット６０、第１のリレー６１、第２のリレー６２、第１の温度センサ１９１および第２の温度センサ１９２を備えている。第１の流路切替弁２５および第２の流路切替弁２６は、上述の構成を備えており、制御ユニット６０とは制御信号線によって接続され、制御ユニット６０からの制御信号によって、アクチュエータが弁体を駆動することによって、排気ガスの流路を第１の流路管２１、第２の流路管２２、または第１および第２の流路管２１、２２に切り替える。なお、本明細書においては、制御ユニット６０および各種センサ、並びにアンモニア発生装置２０を包含する構成をアンモニア発生制御装置２０ａと呼ぶ。   The vehicle 500 includes a urea water injection device 18, a first flow path switching valve 25, a second flow path switching valve 26, a vehicle auxiliary machine 41, a battery 42, a control unit 60, a first relay 61, and a second relay. 62, a first temperature sensor 191 and a second temperature sensor 192 are provided. The first flow path switching valve 25 and the second flow path switching valve 26 have the above-described configuration, and are connected to the control unit 60 through a control signal line. The actuator is activated by a control signal from the control unit 60. By driving the valve body, the flow path of the exhaust gas is switched to the first flow path pipe 21, the second flow path pipe 22, or the first and second flow path pipes 21 and 22. In the present specification, a configuration including the control unit 60, various sensors, and the ammonia generator 20 is referred to as an ammonia generation controller 20a.

制御ユニット６０は、アンモニア発生装置２０においてアンモニアを発生させるための制御部として機能する。制御ユニット６０は、第１および第２の流路切替弁２５、２６の開閉制御（流路管の解放・閉塞制御）のみならず、尿素水噴射装置１８による尿素水の噴射制御（噴射オン・オフ制御）、並びに加熱器３０に対する通電制御（加熱器３０の作動・非作動制御）を実行することによって、アンモニア発生装置２０を制御する。   The control unit 60 functions as a control unit for generating ammonia in the ammonia generator 20. The control unit 60 not only controls opening / closing of the first and second flow path switching valves 25 and 26 (flow pipe opening / closing control) but also urea water injection control (injection on / off) by the urea water injection device 18. The ammonia generator 20 is controlled by executing off control) and energization control for the heater 30 (operation / non-operation control of the heater 30).

車両補機４１は、オルタネータ４０により出力される電力またはバッテリ４２に蓄電されている電力によって、駆動される（電力を消費する）車両走行と共に用いられる補機であり、たとえば、ヘッドライト、オーディオ、ナビゲーションシステム、電気式ヒーターが該当する。   The vehicle auxiliary machine 41 is an auxiliary machine that is used in conjunction with vehicle travel that is driven (consumes electric power) by the electric power output from the alternator 40 or the electric power stored in the battery 42. This applies to navigation systems and electric heaters.

オルタネータ４０の出力端子は、第１のリレー６１を介して加熱器３０に電気的に接続されていると共に、第２のリレー６２を介して、車両補機４１に電気的に接続され、さらに電流計６４を介してバッテリ４２のプラス端子（＋）に電気的に接続されている。なお、オルタネータ４０から車両補機４１およびバッテリ４２に至る配線経路には電圧を昇圧または降圧するためのＤＣ／ＤＣコンバータが配置されていても良い。オルタネータ４０、車両補機４１、加熱器３０の接地側端子は、ボディーアースを介してバッテリ４２のマイナス端子（−）と電気的に接続されている。   The output terminal of the alternator 40 is electrically connected to the heater 30 via the first relay 61 and is also electrically connected to the vehicle auxiliary machine 41 via the second relay 62, It is electrically connected to the plus terminal (+) of the battery 42 via the total 64. A DC / DC converter for stepping up or stepping down the voltage may be arranged on the wiring path from the alternator 40 to the vehicle auxiliary equipment 41 and the battery 42. The ground-side terminals of the alternator 40, the vehicle auxiliary machine 41, and the heater 30 are electrically connected to the negative terminal (−) of the battery 42 through the body ground.

第１のリレー６１は、加熱器３０をオンまたはオフ、すなわち、加熱器３０に対する電力の供給または遮断の切り替えを行うスイッチである。第２のリレー６２は、両補機４１およびバッテリ４２に対するオルタネータ４０により発電された電力の供給または遮断の切り替えを行うスイッチである。第１および第２のリレー６１、６２は、制御ユニット６０と制御信号線を介して接続されており、制御ユニット６０からの制御信号によってオン（閉）またはオフ（開）される。電流計６４は、信号線を介して制御ユニット６０に対して、検出されたバッテリ４２の出力電流を提供する。第１の温度センサ１９１はエンジン５１０を冷却する冷却液温度の温度を検出するために用いられ、第２の温度センサ１９２は排気ガス浄化装置１０に導入される排気ガスの温度を検出するために用いられ、共に、制御ユニット６０に対して信号線で接続されている。   The first relay 61 is a switch for turning on or off the heater 30, that is, switching between supply and interruption of power to the heater 30. The second relay 62 is a switch that switches between supplying and shutting off the electric power generated by the alternator 40 with respect to both the auxiliary machine 41 and the battery 42. The first and second relays 61 and 62 are connected to the control unit 60 via a control signal line, and are turned on (closed) or turned off (open) by a control signal from the control unit 60. The ammeter 64 provides the detected output current of the battery 42 to the control unit 60 via the signal line. The first temperature sensor 191 is used to detect the temperature of the coolant that cools the engine 510, and the second temperature sensor 192 is used to detect the temperature of the exhaust gas introduced into the exhaust gas purification device 10. Both are used and are connected to the control unit 60 by signal lines.

第１の実施形態における、アンモニア発生装置２０の作動制御について図１０を参照して説明する。図１０は第１の実施形態におけるアンモニア発生装置の動作を制御するための処理ルーチンを示すフローチャートである。本処理ルーチンは、所定のタイミング、時間間隔で繰り返して制御ユニット６０によって実行される。なお、制御ユニット６０には、少なくとも、図示しない、中央演算装置（ＣＰＵ）、メモリおよび外部機器と制御信号、検出信号のやりとりを行うために入出力インタフェースが備えられている。   The operation control of the ammonia generator 20 in the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart showing a processing routine for controlling the operation of the ammonia generator according to the first embodiment. This processing routine is executed by the control unit 60 repeatedly at a predetermined timing and time interval. The control unit 60 includes at least an input / output interface (not shown) for exchanging control signals and detection signals with a central processing unit (CPU), a memory, and external devices.

制御ユニット６０は、車両の始動と共に本処理ルーチンを開始し、車両に備えられている種々のセンサによってエンジンの運転状態を検知する。なお、車両の始動とは、イグニションキーポジションがオン位置に切り替えられることを意味し、イグニションキーポジションがスタート位置に切り替えられる、すなわち、エンジン５１０が始動される前の状態を意味する。たとえば、制御ユニット６０は、冷却液温度を検出する第１の温度センサ１９１、排気ガス温度を検出する第２の温度センサ、外気温センサ、オイル温度センサから入力される入力信号に基づいて車両の運転状態が冷間始動時状態、暖機時状態、通常時状態にあるか否かを判断することができる。冷間始動時状態とは、一般的に、エンジン５１０の温度（冷却液温度）が外気温以下の状態を意味し、通常は、一日における最初のエンジン始動時に冷間始動時状態となる。暖機時状態とは、冷却液温度およびオイル温度が、所定の温度に達するまでの運転状態を意味し、たとえば、ピストンとシリンダとのクリアランスが所期の寸法となる温度、オイルが所期の潤滑性能（粘度）を発揮する温度が所定の温度として用いられる。   The control unit 60 starts this processing routine when the vehicle is started, and detects the operating state of the engine by various sensors provided in the vehicle. The start of the vehicle means that the ignition key position is switched to the on position, and the ignition key position is switched to the start position, that is, a state before the engine 510 is started. For example, the control unit 60 detects the vehicle temperature based on input signals input from a first temperature sensor 191 that detects a coolant temperature, a second temperature sensor that detects an exhaust gas temperature, an outside air temperature sensor, and an oil temperature sensor. It can be determined whether or not the operating state is a cold start state, a warm-up state, or a normal state. The cold start state generally means a state in which the temperature of the engine 510 (coolant temperature) is equal to or lower than the outside air temperature, and is normally in the cold start state at the first engine start in a day. The warm-up state means an operating state until the coolant temperature and the oil temperature reach predetermined temperatures. For example, the temperature at which the clearance between the piston and the cylinder is the desired dimension, and the oil is The temperature at which the lubricating performance (viscosity) is exhibited is used as the predetermined temperature.

制御ユニット６０は、エンジンの運転状態が冷間始動時状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１００）。制御ユニット６０は、エンジンの運転状態が冷間始動時状態にあると判定した場合には（ステップＳ１００：Ｙｅｓ）、第１のリレー６１をオフする（ステップＳ１０２）。すなわち、加熱器３０は、オルタネータ４０およびバッテリ４２から電気的に切り離され、発熱（作動）しない。制御ユニット６０は、第１の流路管２１（第１の流路部２１ａ）を閉鎖して（ステップＳ１０４）、運転状態の検知へリターンする。第１の流路管２１の閉鎖に際して、制御ユニット６０は、第１の流路切替弁２５および第２の流路切替弁２６に制御信号を送信して、図４に示すように、第１の流路管２１を塞ぐように、第１の流路切替弁２５および第２の流路切替弁２６の弁位置を切り替える。この結果、導入部２０ａと第２の流路管２２（第２の流路部２２ａ）とが連通され、導入された排気ガスは第２の流路部２２ａを流れて排出部２０ｂに導かれる。すなわち、排気ガスの流れに加熱器３０が曝されないようにして、以下に示す加熱器３０による尿素水の加水分解を効率的な実行を可能にする。なお、制御ユニット６０による、エンジンの運転状態が冷間始動時状態にあるか否かを判定は、イグニションキーポジションがオン位置に切り替えられた後の、エンジン始動前後のいずれのタイミングで実行されても良い。   The control unit 60 determines whether or not the operating state of the engine is in a cold start state (step S100). If the control unit 60 determines that the engine operating state is in the cold start state (step S100: Yes), the control unit 60 turns off the first relay 61 (step S102). That is, the heater 30 is electrically disconnected from the alternator 40 and the battery 42 and does not generate heat (activate). The control unit 60 closes the first flow path pipe 21 (first flow path portion 21a) (step S104), and returns to the detection of the operating state. When the first flow path pipe 21 is closed, the control unit 60 transmits a control signal to the first flow path switching valve 25 and the second flow path switching valve 26, and as shown in FIG. The valve positions of the first flow path switching valve 25 and the second flow path switching valve 26 are switched so as to close the flow path pipe 21. As a result, the introduction part 20a and the second flow path pipe 22 (second flow path part 22a) communicate with each other, and the introduced exhaust gas flows through the second flow path part 22a and is guided to the discharge part 20b. . That is, the heater 30 is not exposed to the flow of exhaust gas, and the hydrolysis of urea water by the heater 30 described below can be efficiently performed. The control unit 60 determines whether or not the engine is in a cold start state at any timing before and after the engine start after the ignition key position is switched to the on position. Also good.

制御ユニット６０は、エンジンの運転状態が冷間始動時状態にないと判定した場合には（ステップＳ１００：Ｎｏ）、エンジンの運転状態が暖機時状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。制御ユニット６０は、エンジンの運転状態が暖機時状態にあると判定した場合には（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、第１のリレー６１をオフし（ステップＳ１０８）、加熱器３０と、オルタネータ４０およびバッテリ４２との電気的な接続を遮断し、加熱器３０を非作動状態にする。制御ユニット６０は、第２の流路部２２ａを閉鎖して（ステップＳ１１０）、尿素水噴射装置１８によって尿素水を噴射させる（ステップＳ１１２）。具体的には、制御ユニット６０は、第１の流路切替弁２５および第２の流路切替弁２６に制御信号を送信して、図５に示すように、第２の流路管２２（第２の流路部２２ａ）を塞ぐように第１の流路切替弁２５および第２の流路切替弁２６の弁位置を切り替える。この結果、導入部２０ａと第１の流路管２１（第１の流路部２１ａ）とが連通され、導入された排気ガスは第１の流路部２１ａを流れて排出部２０ｂに導かれる。尿素水噴射装置１８によって導入部２０ａに供給された尿素水は、排気ガスによって第１の流路部２１ａに導かれ、少なくとも一部が加熱器３０に付着し、保持される。既述のように、加熱器３０には尿素水保持部３０ａが形成されていることが望ましく、加熱器３０に導かれた尿素水は、表面張力によって尿素水保持部３０ａに保持される。   When it is determined that the engine operating state is not in the cold start state (step S100: No), the control unit 60 determines whether the engine operating state is in the warm-up state (step S106). ). When the control unit 60 determines that the operating state of the engine is in the warm-up state (step S106: Yes), the control unit 60 turns off the first relay 61 (step S108), and the heater 30, the alternator 40, and The electrical connection with the battery 42 is cut off, and the heater 30 is deactivated. The control unit 60 closes the second flow path portion 22a (step S110), and causes the urea water injection device 18 to inject urea water (step S112). Specifically, the control unit 60 transmits a control signal to the first flow path switching valve 25 and the second flow path switching valve 26, and as shown in FIG. The valve positions of the first flow path switching valve 25 and the second flow path switching valve 26 are switched so as to close the second flow path portion 22a). As a result, the introduction part 20a and the first flow path pipe 21 (first flow path part 21a) communicate with each other, and the introduced exhaust gas flows through the first flow path part 21a and is guided to the discharge part 20b. . The urea water supplied to the introduction part 20a by the urea water injection device 18 is guided to the first flow path part 21a by the exhaust gas, and at least a part of the urea water adheres to the heater 30 and is held. As described above, it is desirable that the heater 30 is formed with the urea water holding part 30a, and the urea water guided to the heater 30 is held in the urea water holding part 30a by the surface tension.

制御ユニット６０は、所定量の尿素水の噴射が完了すると、第１の流路部２１ａを閉鎖して（ステップＳ１１４）、第１のリレー６１をオンする（ステップＳ１１６）。制御ユニット６０は、第１の流路切替弁２５および第２の流路切替弁２６に制御信号を送信して、図６に示すように、第１の流路部２１ａを塞ぐように第１の流路切替弁２５および第２の流路切替弁２６の弁位置を切り替える。この結果、第１の流路管２１（第１の流路部２１ａ）には、第１および第２の流路切替弁２５、２６によって塞がれた（規定される）閉鎖空間２１ｂが形成される。この状態にて第１のリレー６１がオンされることによって、オルタネータ４０と加熱器３０とが電気的に接続され、オルタネータ４０により発電された電力は加熱器３０に供給される。電力の供給を受けた加熱器３０は発熱し、保持している尿素水を加熱して、加水分解によってアンモニアを発生させる。加熱器３０は、第１および第２の流路切替弁２５、２６によって規定される閉鎖空間２１ｂ内に存在するので、発生した（生成された）アンモニアは閉鎖空間２１ｂ内に保持される。   When the injection of the predetermined amount of urea water is completed, the control unit 60 closes the first flow path portion 21a (step S114) and turns on the first relay 61 (step S116). The control unit 60 transmits a control signal to the first flow path switching valve 25 and the second flow path switching valve 26, and as shown in FIG. 6, the first flow path portion 21a is closed. The valve positions of the second flow path switching valve 25 and the second flow path switching valve 26 are switched. As a result, a closed space 21b that is closed (defined) by the first and second flow path switching valves 25 and 26 is formed in the first flow path pipe 21 (first flow path portion 21a). Is done. When the first relay 61 is turned on in this state, the alternator 40 and the heater 30 are electrically connected, and the electric power generated by the alternator 40 is supplied to the heater 30. The heater 30 that is supplied with electric power generates heat, heats the urea water held therein, and generates ammonia by hydrolysis. Since the heater 30 exists in the closed space 21b defined by the first and second flow path switching valves 25 and 26, the generated (generated) ammonia is held in the closed space 21b.

制御ユニット６０は、加熱器３０に保持された尿素水の全量または所定量以上がアンモニアに変換される時間が経過した後、第２の流路部２２ａを閉鎖して（ステップＳ１１８）、運転状態の検知へリターンする。制御ユニット６０は、第１の流路切替弁２５および第２の流路切替弁２６に制御信号を送信して、図７に示すように、第２の流路部２２ａを塞ぐように第１の流路切替弁２５および第２の流路切替弁２６の弁位置を切り替える。この結果、導入部２０ａと第１の流路部２１ａとが連通され、導入された排気ガスは第１の流路部２１ａを流れて排出部２０ｂに導かれる。第１の流路部２１ａを流れる排気ガスは、第１の流路部２１ａ（閉鎖空間２１ｂ）に保持されていたアンモニアの流動を促し、保持されていたアンモニアは排出部２０ｂを介して、ＳＣＲ装置１４に供給される。ＳＣＲ装置１４に対しては、尿素水ではなく、アンモニアが供給されるので、ＳＣＲ装置１４は、より低い排気ガス温度域にてＮＯｘ還元を実現することができる。なお、加熱器３０に保持された尿素水の全量または所定量以上がアンモニアに変換される時間は、閉鎖空間２１ｂの容積、加熱器３０の発熱性能、加熱器３０が保持可能な尿素水の量等によって実験的に定められれば良い。   The control unit 60 closes the second flow path portion 22a after the time for converting the total amount of urea water held in the heater 30 or a predetermined amount or more into ammonia has elapsed (step S118), and the operation state Return to detection. The control unit 60 transmits a control signal to the first flow path switching valve 25 and the second flow path switching valve 26, and as shown in FIG. 7, the first flow path section 22a is closed so as to close the first flow path section 22a. The valve positions of the second flow path switching valve 25 and the second flow path switching valve 26 are switched. As a result, the introduction part 20a and the first flow path part 21a communicate with each other, and the introduced exhaust gas flows through the first flow path part 21a and is guided to the discharge part 20b. The exhaust gas flowing through the first flow path portion 21a promotes the flow of ammonia held in the first flow path portion 21a (closed space 21b), and the held ammonia flows into the SCR via the discharge portion 20b. Supplied to the device 14. Since ammonia is supplied to the SCR device 14 instead of urea water, the SCR device 14 can realize NOx reduction in a lower exhaust gas temperature range. It should be noted that the time during which the total amount of urea water held in the heater 30 or a predetermined amount or more is converted to ammonia is the volume of the closed space 21b, the heat generation performance of the heater 30, and the amount of urea water that can be held by the heater 30. It may be determined experimentally by such as.

制御ユニット６０は、エンジンの運転状態が暖機時状態にないと判定した場合には（ステップＳ１０６：Ｎｏ）エンジンの運転状態は通常時状態にあると判定し、第１のリレー６１をオフする（ステップＳ１２０）。第１のリレー６１がオフされることにより、加熱器３０と、オルタネータ４０およびバッテリ４２との電気的な接続が遮断され、加熱器３０は非作動状態とされる。制御ユニット６０は、第１の流路部２１ａを閉鎖して（ステップＳ１２２）、尿素水噴射装置１８によって尿素水を噴射させて（ステップＳ１２４）、運転状態の検知へリターンする。制御ユニット６０は、第１の流路切替弁２５および第２の流路切替弁２６に制御信号を送信して、図８に示すように、第１の流路部２１ａを塞ぐように第１の流路切替弁２５および第２の流路切替弁２６の弁位置を切り替える。この結果、導入部２０ａと第１の流路管２１（第１の流路部２１ａ）とが連通され、導入された排気ガスは第１の流路部２１ａを流れて排出部２０ｂに導かれる。尿素水噴射装置１８によって導入部２０ａに供給された尿素水は、排気ガスによって第２の流路部２２ａに導かれ、排出部２０ｂを介して排気ガスと共にＳＣＲ装置１４に供給される。通常時状態における排気ガスの温度は、所定温度以上であり、排気ガスの熱量によって尿素水はアンモニアに変換され得る。   When it is determined that the engine operating state is not in the warm-up state (step S106: No), the control unit 60 determines that the engine operating state is in the normal state and turns off the first relay 61. (Step S120). When the first relay 61 is turned off, the electrical connection between the heater 30, the alternator 40, and the battery 42 is interrupted, and the heater 30 is inactivated. The control unit 60 closes the first flow path portion 21a (step S122), injects urea water by the urea water injection device 18 (step S124), and returns to the detection of the operating state. The control unit 60 transmits a control signal to the first flow path switching valve 25 and the second flow path switching valve 26, and as shown in FIG. 8, the first flow path portion 21a is closed so as to close the first flow path portion 21a. The valve positions of the second flow path switching valve 25 and the second flow path switching valve 26 are switched. As a result, the introduction part 20a and the first flow path pipe 21 (first flow path part 21a) communicate with each other, and the introduced exhaust gas flows through the first flow path part 21a and is guided to the discharge part 20b. . The urea water supplied to the introduction part 20a by the urea water injection device 18 is guided to the second flow path part 22a by the exhaust gas, and is supplied to the SCR device 14 together with the exhaust gas through the discharge part 20b. The temperature of the exhaust gas in the normal state is equal to or higher than a predetermined temperature, and urea water can be converted into ammonia by the amount of heat of the exhaust gas.

以上説明した第１の実施形態に係るアンモニア発生装置２０によれば、加熱器３０に尿素水が保持され、第１の流路切替弁２５および第２の流路切替弁２６によって第１の流路部２１ａが閉鎖されることにより、加熱器３０を内包する閉鎖空間２１ｂが形成され、加熱器３０が発熱される。したがって、排気ガスの温度、および流動の影響を受けることなく、効率良く、尿素水からアンモニアを発生させることができる。すなわち、加熱器３０の発熱に要する電力量を低減しつつ、尿素水の全量をアンモニアに変換させることが可能となり、ＳＣＲ装置１４に対するアンモニア供給量を安定させることができる。また、アンモニアを閉鎖空間２１ｂ内に保持することができるので、要しないアンモニアの漏れ出しを防止または抑制することができると共に、ＳＣＲ装置１４に供給するアンモニア量を調整することができる。さらに、アンモニア発生装置２０の後段には、アンモニアスリップ・ディーゼル酸化触媒１５が備えられているので、閉鎖空間２１ｂからアンモニアが漏れ出したとしても、車外に放出されることはない。   According to the ammonia generator 20 according to the first embodiment described above, urea water is held in the heater 30, and the first flow switching valve 25 and the second flow switching valve 26 perform the first flow. By closing the passage 21a, a closed space 21b that encloses the heater 30 is formed, and the heater 30 generates heat. Therefore, ammonia can be efficiently generated from urea water without being affected by the temperature and flow of the exhaust gas. That is, it is possible to convert the entire amount of urea water into ammonia while reducing the amount of power required for the heat generation of the heater 30, and the ammonia supply amount to the SCR device 14 can be stabilized. Further, since ammonia can be held in the closed space 21b, unnecessary ammonia leakage can be prevented or suppressed, and the amount of ammonia supplied to the SCR device 14 can be adjusted. Furthermore, since the ammonia slip / diesel oxidation catalyst 15 is provided in the subsequent stage of the ammonia generator 20, even if ammonia leaks out of the closed space 21b, it is not released outside the vehicle.

第１の実施形態に係るアンモニア発生装置２０によれば、尿素水に代えてアンモニアをＳＣＲ装置１４に供給するので、従来、ＳＣＲ装置１４の作動に要するとされてきた作動温度よりも低い温度域で、ＮＯｘ還元を実現することができる。すなわち、尿素水をＳＣＲ装置に供給する従来の手法においては、ＳＣＲ装置自体の温度、ＳＣＲ装置に供給される排気ガス温度が尿素水を加水分解してアンモニアを生成させる温度、たとえば、２００度、であることが要求されていた。一方、ＳＣＲ装置が備えるＮＯｘ還元触媒は、還元に要するアンモニア量は多くなり、また、ＮＯｘ還元率（削減率）は低下するものの、より低い温度、たとえば、１２０度程度からＮＯｘを還元する性能を有している。したがって、第１の実施形態に係るアンモニア発生装置２０を用いて、尿素水に代えて、アンモニアを直接ＳＣＲ装置１４に供給することによって、低温還元に必要なアンモニア量を供給することが可能となり、より低い作動温度域にてＮＯｘ還元を実現することができる。   According to the ammonia generator 20 according to the first embodiment, ammonia is supplied to the SCR device 14 instead of urea water, so that the temperature range is lower than the operating temperature conventionally required for the operation of the SCR device 14. Thus, NOx reduction can be realized. That is, in the conventional method of supplying urea water to the SCR device, the temperature of the SCR device itself, the temperature at which the exhaust gas temperature supplied to the SCR device hydrolyzes urea water to generate ammonia, for example, 200 degrees, It was required to be. On the other hand, the NOx reduction catalyst provided in the SCR device increases the amount of ammonia required for reduction and reduces the NOx reduction rate (reduction rate), but has the ability to reduce NOx from a lower temperature, for example, about 120 degrees. Have. Therefore, by using the ammonia generator 20 according to the first embodiment and supplying ammonia directly to the SCR device 14 instead of urea water, it becomes possible to supply the amount of ammonia necessary for low-temperature reduction, NOx reduction can be realized in a lower operating temperature range.

燃焼効率の向上および省燃費化に伴い、エンジン５１０から排出される排気ガスの温度は、市街地走行時、すなわち、低中負荷運転領域においては、２００度よりも低い傾向にあることが知られている。第１の実施形態に係るアンモニア発生装置２０を用いれば、低中負荷運転領域においても、ＮＯｘ還元が可能となり、従来と比較してより広い運転領域において、排気ガス浄化を実現することができる。   It is known that the temperature of exhaust gas exhausted from the engine 510 tends to be lower than 200 degrees when traveling in an urban area, that is, in a low / medium load operation region, with improvement in combustion efficiency and fuel saving. Yes. If the ammonia generator 20 according to the first embodiment is used, NOx reduction can be performed even in the low and medium load operation region, and exhaust gas purification can be realized in a wider operation region as compared with the conventional case.

一般的に、ＳＣＲ装置（ＮＯｘ還元触媒）が吸着できるアンモニア量は、ＳＣＲ装置温度が低いほど多くなる傾向にあり、低温のＳＣＲ装置１４に対してアンモニアを供給した場合、供給されたアンモニアはＳＣＲ装置１４によって吸着される。したがって、排気ガス温度が低い場合であっても、ＮＯｘ還元に要するアンモニア量を提供することができる。   Generally, the amount of ammonia that can be adsorbed by the SCR device (NOx reduction catalyst) tends to increase as the SCR device temperature decreases. When ammonia is supplied to the low temperature SCR device 14, the supplied ammonia is SCR. It is adsorbed by the device 14. Therefore, even when the exhaust gas temperature is low, the amount of ammonia required for NOx reduction can be provided.

第１の実施形態に係るアンモニア発生装置２０によれば、ＳＣＲ装置１４に対してアンモニアが供給される際には、第１の流路管２１を介した加熱器３０によって加熱された排気ガスがＳＣＲ装置１４に対して供給される。したがって、低中負荷運転領域においても、加熱器３０を経由しない低温排気ガスの影響を受けることなく、より高い温度の排気ガスをＳＣＲ装置１４に供給することが可能となり、ＳＣＲ装置１４におけるＮＯｘ還元効率を向上させることができる。   According to the ammonia generator 20 according to the first embodiment, when ammonia is supplied to the SCR device 14, the exhaust gas heated by the heater 30 via the first flow path pipe 21 is Supplied to the SCR device 14. Therefore, even in the low and medium load operation region, it is possible to supply the exhaust gas having a higher temperature to the SCR device 14 without being affected by the low-temperature exhaust gas that does not pass through the heater 30, and NOx reduction in the SCR device 14. Efficiency can be improved.

第２の実施形態：
図１１〜図１３を参照して、第２の実施形態に係るアンモニア発生装置２０について説明する。図１１は暖機時における第２の実施形態に係るアンモニア発生装置の動作状態を示す説明図である。図１２は暖機時における第２の実施形態に係るアンモニア発生装置の動作状態を示す説明図である。図１３は第２の実施形態におけるアンモニア発生装置の動作を制御するための処理ルーチンを示すフローチャートである。本処理ルーチンは、所定のタイミング、時間間隔で繰り返して制御ユニット６０によって実行される。なお、第２の実施形態に係るアンモニア発生装置２０は、アンモニアを発生させる手順が第１の実施形態に係るアンモニア発生装置２０における手順と異なるものの、各構成要素については、第１の実施形態に係るアンモニア発生装置２０と同様であるから同一の符号を付して、各構成要素の説明は省略する。 Second embodiment:
With reference to FIGS. 11-13, the ammonia generator 20 which concerns on 2nd Embodiment is demonstrated. FIG. 11 is an explanatory diagram showing an operating state of the ammonia generator according to the second embodiment during warm-up. FIG. 12 is an explanatory view showing an operating state of the ammonia generator according to the second embodiment during warm-up. FIG. 13 is a flowchart showing a processing routine for controlling the operation of the ammonia generator according to the second embodiment. This processing routine is executed by the control unit 60 repeatedly at a predetermined timing and time interval. The ammonia generator 20 according to the second embodiment is different from the procedure in the ammonia generator 20 according to the first embodiment in the procedure for generating ammonia, but each component is the same as that in the first embodiment. Since it is the same as that of the ammonia generator 20 concerned, the same code | symbol is attached | subjected and description of each component is abbreviate | omitted.

第２の実施形態に係るアンモニア発生装置２０の動作状態のうち、一部は第１の実施形態に係るアンモニア発生装置２０の動作状態と同様であるから、詳細な説明は省略する。エンジンの運転状態が冷間始動時状態にある場合には、図４に示すように、第１の流路切替弁２５は、第１の流路管２１を塞ぎ、エンジン５１０からの排気ガスを第２の流路管２２へと導くように切り替えられる。第２の流路切替弁２６は、第１の流路管２１を塞ぎ、第１の流路管２１を閉鎖空間２１ｂとするように切り替えられる。   Since some of the operating states of the ammonia generator 20 according to the second embodiment are the same as the operating states of the ammonia generator 20 according to the first embodiment, detailed description thereof is omitted. When the engine is in a cold start state, as shown in FIG. 4, the first flow path switching valve 25 closes the first flow path pipe 21, and exhausts the exhaust gas from the engine 510. It is switched so as to lead to the second flow path pipe 22. The second flow path switching valve 26 is switched so as to close the first flow path pipe 21 and make the first flow path pipe 21 a closed space 21b.

エンジンの運転状態が暖機時状態にある場合には、図１１および図１２に示すように、第１および第２の流路切替弁２５、２６の作動状態、加熱器３０の作動状態、および尿素水噴射装置１８の作動状態が変移する。なお、第２の実施形態に係るアンモニア発生装置２０においては、加熱器３０を発熱させた後、尿素水が供給される点において、尿素水が供給された後、加熱器３０を発熱させる第１のアンモニア発生装置２０とは異なる。なお、第１の実施形態と同様にして、加熱器３０には尿素水保持部３０ａが備えられていても良い。   When the engine is in a warm-up state, as shown in FIGS. 11 and 12, the operating state of the first and second flow path switching valves 25, 26, the operating state of the heater 30, and The operating state of the urea water injection device 18 changes. In addition, in the ammonia generator 20 which concerns on 2nd Embodiment, after making the heater 30 heat | fever-generate, after the urea water is supplied in the point to which urea water is supplied, it is the 1st which makes the heater 30 heat-generate. This is different from the ammonia generator 20 of FIG. In addition, the heater 30 may be provided with the urea water holding | maintenance part 30a similarly to 1st Embodiment.

第２の実施形態においても、エンジンの運転状態が第１の運転状態にあるとは、加熱器３０を作動（発熱）させる状態、尿素水を加水分解（尿素水をアンモニアに変換）する状態、排気ガス温度が所定温度よりも高い状態、の少なくともいずれか一つの状態にある場合を意味する。加熱器３０を作動させる状態および尿素水を加水分解する状態は、エンジンの暖機時に出現し、排気ガス温度が所定温度よりも高い状態は、エンジン暖機後の通常運転時に出現する。   Also in the second embodiment, the operation state of the engine is in the first operation state is a state in which the heater 30 is operated (heat generation), a state in which urea water is hydrolyzed (converting urea water into ammonia), It means a case where the exhaust gas temperature is at least one of a state higher than a predetermined temperature. The state where the heater 30 is operated and the state where the urea water is hydrolyzed appears when the engine is warmed up, and the state where the exhaust gas temperature is higher than the predetermined temperature appears during normal operation after the engine is warmed up.

エンジンの運転状態が暖機時状態になった後、第２の実施形態に係るアンモニア発生装置２０の第１および第２の流路切替弁２５、２６、加熱器３０、および尿素水噴射装置１８は、図１１に示す作動状態を採る。すなわち、第１の流路切替弁２５は、第１の流路管２１を塞ぎ、エンジン５１０からの排気ガスを第２の流路管２２へと導くように切り替えられる。第２の流路切替弁２６は、第１の流路管２１を塞ぎ、加熱器３０を閉鎖空間２１ｂ内に閉じ込めるように切り替えられる。この状態において、加熱器３０はオンされ、加熱状態となる。図１１に示すエンジンの運転状態は、第１の運転状態、すなわち、加熱器３０を作動（発熱）させる状態にある。なお、第２の実施形態においては、加熱器３０には尿素水は保持されておらず（ドットパターンは付されていない）、加熱器３０への通電は予備加熱のための通電である。予備加熱は、加熱器３０の温度、あるいは、閉鎖空間２１ｂ内の温度が、尿素水を加水分解するための求められる温度、たとえば、２００度以上になるまで所定時間実行される。なお、この所定時間は、加熱器３０の性能、閉鎖空間２１ｂの容積等に基づいて予め定められても良く、外気温等を考慮して補正されても良い。   After the engine operating state becomes a warm-up state, the first and second flow path switching valves 25 and 26, the heater 30, and the urea water injection device 18 of the ammonia generator 20 according to the second embodiment. Adopts the operating state shown in FIG. That is, the first flow path switching valve 25 is switched so as to close the first flow path pipe 21 and guide the exhaust gas from the engine 510 to the second flow path pipe 22. The second flow path switching valve 26 is switched so as to close the first flow path pipe 21 and confine the heater 30 in the closed space 21b. In this state, the heater 30 is turned on and enters a heated state. The operating state of the engine shown in FIG. 11 is a first operating state, that is, a state in which the heater 30 is operated (heat generation). In the second embodiment, urea water is not held in the heater 30 (no dot pattern is attached), and the energization of the heater 30 is energization for preheating. The preheating is performed for a predetermined time until the temperature of the heater 30 or the temperature in the closed space 21b reaches a required temperature for hydrolyzing urea water, for example, 200 degrees or more. The predetermined time may be determined in advance based on the performance of the heater 30, the volume of the closed space 21b, and may be corrected in consideration of the outside air temperature and the like.

加熱器３０に通電開始後、上記の所定時間が経過すると、図１２に示すように、第１の流路切替弁２５は、第２の流路管２２を塞ぎ、エンジン５１０から導入部２０ａを経て導入された排気ガスを第１の流路管２１、すなわち、第１の流路部２１ａへと導くように切り替えられる。第２の流路切替弁２６は、第２の流路管２２を塞ぎ、第１の流路管２１、すなわち、第１の流路部２１ａへと導かれる排気ガスを排出部２０ｂに導くように切り替えられる。この状態において、尿素水噴射装置１８は、予め定められた量の尿素水を噴射する。この結果、噴射された尿素水は、排気ガスと共に加熱器３０に導かれ、少なくともその一部が加熱器３０によって加熱され、加水分解によってアンモニアに変換される。尿素水からの変換により発生したアンモニアは排気ガスと共にＳＣＲ装置１４に供給される。ＳＣＲ装置１４に供給される排気ガスは、加熱器３０によって加熱されるため、ＳＣＲ装置１４におけるＮＯｘ還元反応を促進させることができる。なお、尿素水の噴射量は、たとえば、排気ガス温度、エンジン負荷によって適宜決定されれば良く、排気ガス温度が高くなるにつれて、エンジン負荷が高くなるにつれて、噴射量が増大される。   When the predetermined time elapses after the heater 30 is energized, as shown in FIG. 12, the first flow path switching valve 25 closes the second flow path pipe 22 and connects the introduction part 20a from the engine 510. The exhaust gas thus introduced is switched so as to be guided to the first flow path pipe 21, that is, the first flow path portion 21a. The second flow path switching valve 26 closes the second flow path pipe 22, and guides the exhaust gas led to the first flow path pipe 21, that is, the first flow path portion 21a, to the discharge portion 20b. Can be switched to. In this state, the urea water injection device 18 injects a predetermined amount of urea water. As a result, the injected urea water is guided to the heater 30 together with the exhaust gas, and at least a part thereof is heated by the heater 30 and converted into ammonia by hydrolysis. Ammonia generated by the conversion from the urea water is supplied to the SCR device 14 together with the exhaust gas. Since the exhaust gas supplied to the SCR device 14 is heated by the heater 30, the NOx reduction reaction in the SCR device 14 can be promoted. The injection amount of urea water may be determined as appropriate depending on, for example, the exhaust gas temperature and the engine load. The injection amount increases as the exhaust gas temperature increases and the engine load increases.

本実施形態においては、ＳＣＲ装置１４の前段にアンモニア発生装置２０が備えられており、アンモニア発生装置２０によって生成されたアンモニアがＳＣＲ装置１４に供給されるので、ＳＣＲ装置１４には２００℃よりも低い温度域からＮＯｘ還元機能を発揮することができる。   In the present embodiment, an ammonia generator 20 is provided in front of the SCR device 14, and the ammonia generated by the ammonia generator 20 is supplied to the SCR device 14. The NOx reduction function can be exhibited from a low temperature range.

エンジンの運転状態が暖機時運転状態を経て通常時状態になると、第２の実施形態に係るアンモニア発生装置２０の第１および第２の流路切替弁２５、２６、加熱器３０、および尿素水噴射装置１８は、図８に示す作動状態を採る。図８に示すエンジンの運転状態は、第１の運転状態、すなわち、排気ガス温度が所定温度よりも高い状態にある。   When the operating state of the engine is changed to the normal state through the warm-up state, the first and second flow path switching valves 25 and 26, the heater 30, and the urea of the ammonia generator 20 according to the second embodiment. The water injection device 18 takes the operation state shown in FIG. The engine operating state shown in FIG. 8 is the first operating state, that is, the exhaust gas temperature is higher than a predetermined temperature.

第２の実施形態における、アンモニア発生装置２０の動作制御について図１３を参照して説明する。本処理ルーチンは、所定のタイミング、時間間隔で繰り返して制御ユニット６０によって実行される。   Operation control of the ammonia generator 20 in the second embodiment will be described with reference to FIG. This processing routine is executed by the control unit 60 repeatedly at a predetermined timing and time interval.

制御ユニット６０は、車両の始動と共に本処理ルーチンを開始し、車両に備えられている種々のセンサによってエンジンの運転状態を検知する。エンジンの運転状態の検知は第１の実施形態において説明済みである。   The control unit 60 starts this processing routine when the vehicle is started, and detects the operating state of the engine by various sensors provided in the vehicle. The detection of the operating state of the engine has been described in the first embodiment.

制御ユニット６０は、エンジンの運転状態が冷間始動時状態にあるか否かを判定する（ステップＳ２００）。制御ユニット６０は、エンジンの運転状態が冷間始動時状態にあると判定した場合には（ステップＳ２００：Ｙｅｓ）、第１のリレー６１をオフする（ステップＳ２０２）。すなわち、加熱器３０は、オルタネータ４０およびバッテリ４２から電気的に切り離され、発熱（作動）しない。制御ユニット６０は、第１の流路部２１ａを閉鎖して（ステップＳ２０４）、運転状態の検知へリターンする。第１の流路部２１ａの閉鎖に際して、制御ユニット６０は、第１の流路切替弁２５および第２の流路切替弁２６に制御信号を送信して、図４に示すように、第１の流路管２１を塞ぐように、第１の流路切替弁２５および第２の流路切替弁２６の弁位置を切り替える。この結果、導入部２０ａと第２の流路部２２ａとが連通され、導入された排気ガスは第２の流路部２２ａを流れて排出部２０ｂに導かれる。   The control unit 60 determines whether or not the operating state of the engine is in a cold start state (step S200). When it is determined that the engine operating state is in the cold start state (step S200: Yes), the control unit 60 turns off the first relay 61 (step S202). That is, the heater 30 is electrically disconnected from the alternator 40 and the battery 42 and does not generate heat (activate). The control unit 60 closes the first flow path portion 21a (step S204), and returns to the detection of the operating state. When the first flow path portion 21a is closed, the control unit 60 transmits a control signal to the first flow path switching valve 25 and the second flow path switching valve 26, as shown in FIG. The valve positions of the first flow path switching valve 25 and the second flow path switching valve 26 are switched so as to close the flow path pipe 21. As a result, the introduction part 20a and the second flow path part 22a communicate with each other, and the introduced exhaust gas flows through the second flow path part 22a and is guided to the discharge part 20b.

制御ユニット６０は、エンジンの運転状態が冷間始動時状態にないと判定した場合には（ステップＳ２００：Ｎｏ）、エンジンの運転状態が暖機時状態にあるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。制御ユニット６０は、エンジンの運転状態が暖機時状態にあると判定した場合には（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、第１の流路部２１ａを閉鎖して（ステップＳ２０８）、第１のリレー６１をオンする（ステップＳ２１０）。具体的には、制御ユニット６０は、第１の流路切替弁２５および第２の流路切替弁２６に制御信号を送信して、図６に示すように、第１の流路部２１ａを塞ぐように第１の流路切替弁２５および第２の流路切替弁２６の弁位置を切り替える。この結果、第１の流路部２１ａには、第１および第２の流路切替弁２５、２６によって塞がれた（規定される）閉鎖空間２１ｂが形成される。この状態にて第１のリレー６１がオンされることによって、オルタネータ４０と加熱器３０とが電気的に接続され、オルタネータ４０により発電された電力は加熱器３０に供給される。電力の供給を受けた加熱器３０は発熱し、予備加熱が実行される。   When it is determined that the engine operating state is not in the cold start state (step S200: No), the control unit 60 determines whether the engine operating state is in the warm-up state (step S206). ). When the control unit 60 determines that the operating state of the engine is in the warm-up state (step S206: Yes), the control unit 60 closes the first flow path portion 21a (step S208), and the first relay 61 Is turned on (step S210). Specifically, the control unit 60 transmits a control signal to the first flow path switching valve 25 and the second flow path switching valve 26, and as shown in FIG. The valve positions of the first flow path switching valve 25 and the second flow path switching valve 26 are switched so as to be closed. As a result, a closed space 21b closed (defined) by the first and second flow path switching valves 25 and 26 is formed in the first flow path portion 21a. When the first relay 61 is turned on in this state, the alternator 40 and the heater 30 are electrically connected, and the electric power generated by the alternator 40 is supplied to the heater 30. The heater 30 that is supplied with electric power generates heat, and preheating is performed.

加熱器３０に対する通電時間が所定時間経過すると、制御ユニット６０は、第２の流路部２２ａを閉鎖する（ステップＳ２１２）。制御ユニット６０は、尿素水噴射装置１８によって尿素水を噴射させ（ステップＳ２１４）、運転状態の検知へリターンする。具体的には、制御ユニット６０は、第１の流路切替弁２５および第２の流路切替弁２６、並びに尿素水噴射装置１８に制御信号を送信し、また、図１０に示すように、第２の流路部２２ａを塞ぐように第１の流路切替弁２５および第２の流路切替弁２６の弁位置を切り替え、尿素水噴射装置１８から尿素水を噴射させる。この結果、導入部２０ａと第１の流路部２１ａとが連通され、導入された排気ガスは第１の流路部２１ａを流れて排出部２０ｂに導かれる。尿素水噴射装置１８によって導入部２０ａに供給された尿素水は、排気ガスによって第１の流路部２１ａに導かれ、少なくとも一部が予備加熱によって発熱している加熱器３０によって加水分解され、アンモニアが発生する。発生したアンモニアは、排気ガスによって排出部２０ｂに導かれ、ＳＣＲ装置１４に供給される。本実施形態においても、ＳＣＲ装置１４に対しては、尿素水ではなく、アンモニアが供給されるので、ＳＣＲ装置１４は、より低い排気ガス温度域にてＮＯｘ還元を実現することができる。   When the energization time for the heater 30 elapses for a predetermined time, the control unit 60 closes the second flow path portion 22a (step S212). The control unit 60 causes the urea water injector 18 to inject urea water (step S214), and returns to the detection of the operating state. Specifically, the control unit 60 transmits a control signal to the first flow path switching valve 25 and the second flow path switching valve 26, and the urea water injector 18, and as shown in FIG. The valve positions of the first flow path switching valve 25 and the second flow path switching valve 26 are switched so as to block the second flow path portion 22a, and urea water is injected from the urea water injection device 18. As a result, the introduction part 20a and the first flow path part 21a communicate with each other, and the introduced exhaust gas flows through the first flow path part 21a and is guided to the discharge part 20b. The urea water supplied to the introduction part 20a by the urea water injection device 18 is led to the first flow path part 21a by the exhaust gas, and is hydrolyzed by the heater 30 that generates heat by preheating, Ammonia is generated. The generated ammonia is guided to the discharge unit 20b by the exhaust gas and supplied to the SCR device 14. Also in the present embodiment, ammonia is supplied to the SCR device 14 instead of urea water, so the SCR device 14 can achieve NOx reduction in a lower exhaust gas temperature range.

制御ユニット６０は、エンジンの運転状態が暖機時状態にないと判定した場合には（ステップＳ２０６：Ｎｏ）エンジンの運転状態は通常時状態にあると判定し、第１のリレー６１をオフする（ステップＳ２１６）。第１のリレー６１がオフされることにより、加熱器３０と、オルタネータ４０およびバッテリ４２との電気的な接続が遮断され、加熱器３０は非作動状態とされる。制御ユニット６０は、第１の流路部２１ａを閉鎖して（ステップＳ２１８）、尿素水噴射装置１８によって尿素水を噴射させて（ステップＳ２２０）、運転状態の検知へリターンする。制御ユニット６０は、第１の流路切替弁２５および第２の流路切替弁２６に制御信号を送信して、図８に示すように、第１の流路部２１ａを塞ぐように第１の流路切替弁２５および第２の流路切替弁２６の弁位置を切り替える。この結果、導入部２０ａと第１の流路部２１ａとが連通され、導入された排気ガスは第１の流路部２１ａを流れて排出部２０ｂに導かれる。尿素水噴射装置１８によって導入部２０ａに供給された尿素水は、排気ガスによって第２の流路部２２ａに導かれ、排出部２０ｂを介して排気ガスと共にＳＣＲ装置１４に供給される。通常時状態における排気ガスの温度は、所定温度以上であり、排気ガスの熱量によって尿素水はアンモニアに変換され得る。   If it is determined that the engine operating state is not in the warm-up state (step S206: No), the control unit 60 determines that the engine operating state is in the normal state and turns off the first relay 61. (Step S216). When the first relay 61 is turned off, the electrical connection between the heater 30, the alternator 40, and the battery 42 is interrupted, and the heater 30 is inactivated. The control unit 60 closes the first flow path portion 21a (step S218), injects urea water by the urea water injection device 18 (step S220), and returns to the detection of the operating state. The control unit 60 transmits a control signal to the first flow path switching valve 25 and the second flow path switching valve 26, and as shown in FIG. 8, the first flow path portion 21a is closed so as to close the first flow path portion 21a. The valve positions of the second flow path switching valve 25 and the second flow path switching valve 26 are switched. As a result, the introduction part 20a and the first flow path part 21a communicate with each other, and the introduced exhaust gas flows through the first flow path part 21a and is guided to the discharge part 20b. The urea water supplied to the introduction part 20a by the urea water injection device 18 is guided to the second flow path part 22a by the exhaust gas, and is supplied to the SCR device 14 together with the exhaust gas through the discharge part 20b. The temperature of the exhaust gas in the normal state is equal to or higher than a predetermined temperature, and urea water can be converted into ammonia by the amount of heat of the exhaust gas.

以上説明した第２の実施形態に係るアンモニア発生装置２０によれば、第１の実施形態に係るアンモニア発生装置２０を用いた場合と同様にして、従来よりも低い温度域にて、ＳＣＲ装置１４におけるＮＯｘ還元を実現することができる。   According to the ammonia generator 20 according to the second embodiment described above, the SCR device 14 can be used in a temperature range lower than that of the prior art in the same manner as when the ammonia generator 20 according to the first embodiment is used. NOx reduction can be realized.

第２の実施形態に係るアンモニア発生装置２０では、加熱器３０に対する尿素水の供給工程を要しないので、第１および第２の流路切替弁２５、２６の切り替え回数を低減することができる。   In the ammonia generator 20 according to the second embodiment, since the urea water supply process to the heater 30 is not required, the number of times of switching the first and second flow path switching valves 25 and 26 can be reduced.

第２の実施形態に係るアンモニア発生装置２０によれば、閉鎖空間２１ｂ内において加熱器３０の予備加熱が実行されるので、排気ガス温度および排気ガス流の影響を受けることなく、効率良く、加熱器３０を発熱させることができる。また、ＳＣＲ装置１４に対してアンモニアが供給される際には、第１の流路管２１を経由した排気ガスがＳＣＲ装置１４に供給されるので、加熱器３０を経由しない低温排気ガスの影響を受けることなく、より高い温度の排気ガスをＳＣＲ装置１４に供給することが可能となり、ＳＣＲ装置１４におけるＮＯｘ還元効率を向上させることができる。   According to the ammonia generator 20 according to the second embodiment, since the preheating of the heater 30 is executed in the closed space 21b, the heating can be efficiently performed without being affected by the exhaust gas temperature and the exhaust gas flow. The vessel 30 can generate heat. In addition, when ammonia is supplied to the SCR device 14, exhaust gas that has passed through the first flow path pipe 21 is supplied to the SCR device 14, so that the influence of low-temperature exhaust gas that does not pass through the heater 30 is affected. Therefore, the exhaust gas having a higher temperature can be supplied to the SCR device 14 without receiving the NOx, and the NOx reduction efficiency in the SCR device 14 can be improved.

第２の実施形態に係るアンモニア発生装置２０によれば、ＳＣＲ装置１４に対してアンモニアを供給するタイミングにおいて、尿素水からアンモニアへの変換を実行するので、エンジン５１０の運転状態に応じて、ＮＯｘ還元に要するアンモニア量を動的に提供することができる。   According to the ammonia generator 20 according to the second embodiment, since the conversion from urea water to ammonia is executed at the timing when ammonia is supplied to the SCR device 14, NOx depends on the operating state of the engine 510. The amount of ammonia required for the reduction can be dynamically provided.

変形例：
（１）図２および図３に示す第１および第２の実施形態に係るアンモニア発生装置２０は、水平方向に平行に並ぶ第１の流路管２１および第２の流路管２２を備えているが、図１４に示すように、鉛直方向に並ぶ第１の流路管２１および第２の流路管２２を備えていても良い。図１４は第１および第２の実施形態に係るアンモニア発生装置の変形例を示す説明図である。たとえば、水平方向に搭載スペースがない場合には、鉛直（垂直）方向に搭載スペースを見出すことによって、第１および第２の実施形態に係るアンモニア発生装置２０を車両に搭載することができる。また、図１４には、加熱器３０に加えて、備えられ得る既述の蓄熱体３１を備えるアンモニア発生装置２０が示されている。 Variations:
(1) The ammonia generator 20 according to the first and second embodiments shown in FIG. 2 and FIG. 3 includes a first flow path pipe 21 and a second flow path pipe 22 arranged in parallel in the horizontal direction. However, as shown in FIG. 14, the first flow path pipe 21 and the second flow path pipe 22 arranged in the vertical direction may be provided. FIG. 14 is an explanatory view showing a modification of the ammonia generator according to the first and second embodiments. For example, when there is no mounting space in the horizontal direction, the ammonia generator 20 according to the first and second embodiments can be mounted on the vehicle by finding the mounting space in the vertical (vertical) direction. FIG. 14 shows the ammonia generator 20 including the above-described heat storage body 31 that can be provided in addition to the heater 30.

（２）上記各実施形態において、第１のリレー６１と第２のリレー６２との間にＤＣ／ＤＣコンバータを配置することによって、オルタネータ４０により発電された電力を降圧させることなく加熱器３０に供給することができる。この結果、加熱器３０の加熱性能を向上させること、より短時間に必要な熱量を提供させること、ができる。 (2) In each of the above embodiments, by arranging a DC / DC converter between the first relay 61 and the second relay 62, the electric power generated by the alternator 40 can be reduced to the heater 30 without being stepped down. Can be supplied. As a result, it is possible to improve the heating performance of the heater 30 and to provide a necessary amount of heat in a shorter time.

（３）上記各実施形態において、第２の流路切替弁２６は備えられなくても良い。すなわち、第１の流路切替弁２５によって排気ガス流と加熱器３０との接触は阻止されるので、加熱器３０が排気ガスと接触することに伴う熱損失の問題は回避することができる。 (3) In the above embodiments, the second flow path switching valve 26 may not be provided. That is, since the contact between the exhaust gas flow and the heater 30 is prevented by the first flow path switching valve 25, the problem of heat loss due to the heater 30 coming into contact with the exhaust gas can be avoided.

（４）上記各実施形態において、尿素水噴射装置１８に加えて、図１５に示すように、閉鎖空間２１ｂ内に尿素水を直接噴射する第２の尿素水噴射装置１８ａが備えられても良い。図１５はアンモニア発生装置の変形例を示す説明図である。この場合、第１の実施形態においては、図５に示す尿素水を加熱器３０に供給するための工程を省略して、図４に示す冷間始動時状態から図６に示す状態に直接移行することが可能となり、第１および第２の流路切替弁２５、２６の作動回数を低減させることができる。また、第１および第２の実施形態において、第１の流路管２１に付着する尿素水量を低減することが可能になると共に、温度の低い排気ガスによる尿素水の温度低下を防止または抑制することができる。さらに、第１および第２の流路切替弁２５、２６の作動状態とは独立して第１の流路管２１に尿素水を供給することができる。なお、図１５には、既に言及した、尿素水噴射装置１８が導入部２０ａに配置されている態様が図示されている。 (4) In each of the above embodiments, in addition to the urea water injection device 18, as shown in FIG. 15, a second urea water injection device 18a that directly injects urea water into the closed space 21b may be provided. . FIG. 15 is an explanatory view showing a modification of the ammonia generator. In this case, in 1st Embodiment, the process for supplying the urea water shown in FIG. 5 to the heater 30 is abbreviate | omitted, and it transfers to the state shown in FIG. 6 directly from the cold start state shown in FIG. Thus, the number of operations of the first and second flow path switching valves 25 and 26 can be reduced. In the first and second embodiments, it is possible to reduce the amount of urea water adhering to the first flow path pipe 21 and to prevent or suppress the temperature drop of the urea water due to the exhaust gas having a low temperature. be able to. Furthermore, urea water can be supplied to the first channel pipe 21 independently of the operating states of the first and second channel switching valves 25 and 26. Note that FIG. 15 illustrates a mode in which the urea water injection device 18 already mentioned is arranged in the introduction portion 20a.

（５）上記各実施形態においては、アンモニア発生装置２０は矩形箱型形状を有しているが、導入部２０ａから排出部２０ｂに至るまで複数回折り返された冗長な形状を備えていても良く、円筒形状を有していても良い。また、上記各実施形態においては、直線状に延びるアンモニア発生装置２０を例にとって説明しているが、アンモニア発生装置２０は、一部の構成または配管が他の構成または配管と交差する方向に配置され、折り返し状に形成された浄化システムに適用されても良い。たとえば、車載時に地面に対して平行に配置される平行部と、平行部と交差する交差部とを有する折り返し形状を備え、排気ガスの流動方向への長さを短くした浄化システムに適用されても良い。なお、交差部は、地面に対して垂直な垂直部であり、垂直方向に嵩を有する浄化システムであっても良い。この場合、アンモニア発生装置２０は平行部または交差部のいずれに配置されても良い。 (5) In each of the above embodiments, the ammonia generator 20 has a rectangular box shape. However, the ammonia generator 20 may have a redundant shape that is folded back multiple times from the introduction part 20a to the discharge part 20b. It may have a cylindrical shape. Moreover, in each said embodiment, although the ammonia generator 20 extended linearly was demonstrated as an example, the ammonia generator 20 is arrange | positioned in the direction where one part structure or piping cross | intersects another structure or piping. And may be applied to a purification system formed in a folded shape. For example, it is applied to a purification system having a folded shape having a parallel part arranged parallel to the ground when mounted on the vehicle and a crossing part intersecting the parallel part, and shortening the length in the flow direction of exhaust gas. Also good. The intersecting portion may be a vertical portion perpendicular to the ground, and may be a purification system having a bulk in the vertical direction. In this case, the ammonia generator 20 may be arranged in either the parallel part or the intersecting part.

以上、実施例、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。たとえば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the Example and the modification, Embodiment mentioned above is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the spirit and scope of the claims, and equivalents thereof are included in the present invention. For example, the technical features in the embodiments and the modifications corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the effects, replacement or combination can be performed as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.

１０…排気ガス浄化システム
１１…排気管
１１ａ…マニフォールド
１１ｂ…マフラエンドパイプ
１２…ディーゼル酸化触媒
１３…ディーゼル微粒子フィルタ
１４…選択還元触媒（ＳＣＲ）装置
１５…ディーゼル酸化触媒
１７…燃料噴射装置
１８…尿素水噴射装置
１８ａ…第２の尿素水噴射装置
１９１…第１の温度センサ
１９２…第２の温度センサ
２０…アンモニア発生装置
２０ａ…導入部
２０ｂ…排出部
２０１…ケース
２１…第１の流路管
２１ａ…第１の流路部
２１ｂ…閉鎖空間
２２…第２の流路管
２２ａ…第２の流路部
２３…断熱材
２５…第１の流路切替弁
２６…第２の流路切替弁
３０…加熱器
３０ａ…尿素水保持部
３１…蓄熱体
４０…オルタネータ
４０１…オルタネータ側プーリー
４１…補機
４２…バッテリ
５００…車両
５１０…ディーゼルエンジン
５１１…エンジン側プーリー
５１２…ベルト
５２０…車輪
６０…制御ユニット
６１…第１のリレー
６２…第２のリレー
６４…電流計 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Exhaust gas purification system 11 ... Exhaust pipe 11a ... Manifold 11b ... Muffler end pipe 12 ... Diesel oxidation catalyst 13 ... Diesel particulate filter 14 ... Selective reduction catalyst (SCR) device 15 ... Diesel oxidation catalyst 17 ... Fuel injection device 18 ... Urea Water injection device 18a ... second urea water injection device 191 ... first temperature sensor 192 ... second temperature sensor 20 ... ammonia generator 20a ... introduction portion 20b ... discharge portion 201 ... case 21 ... first flow path tube 21a ... 1st flow path part 21b ... Closed space 22 ... 2nd flow path pipe 22a ... 2nd flow path part 23 ... Heat insulating material 25 ... 1st flow path switching valve 26 ... 2nd flow path switching valve DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 ... Heater 30a ... Urea water holding | maintenance part 31 ... Heat storage body 40 ... Alternator 401 ... Alternator side pulley 41 ... Auxiliary machine 42 ... Battery 50 ... vehicle 510 ... diesel engines 511 ... engine side pulley 512 ... belt 520 ... wheel 60 ... control unit 61 ... first relay 62 ... second relay 64 ... ammeter

Claims (10)

内燃機関の排気通路において、尿素水供給部の後段に配置されるアンモニア発生装置であって、
排気ガスを導入するための導入部と、前記排気ガスを排出するための排出部と、前記導入部および前記排出部と連通され、それぞれが分離している第１の流路部と第２の流路部とを有する本体と、
前記第１の流路部に配置されている加熱器と、
前記本体における前記導入部の側に配置され、前記排気ガスの流動経路を前記第１の流路部と前記第２の流路部との間で切り替え可能な第１の切替部と、
を備えるアンモニア発生装置。 In the exhaust passage of the internal combustion engine, an ammonia generator disposed at the rear stage of the urea water supply unit,
An introduction portion for introducing exhaust gas, a discharge portion for discharging the exhaust gas, a first flow path portion that is in communication with the introduction portion and the discharge portion, and is separated from each other; A main body having a flow path portion;
A heater disposed in the first flow path portion;
A first switching unit disposed on the introduction unit side of the main body and capable of switching a flow path of the exhaust gas between the first flow path unit and the second flow path unit;
An ammonia generator comprising: 請求項１に記載のアンモニア発生装置はさらに、
前記本体における前記排出部の側に配置され、前記第１の流路部または前記第２の流路部を塞ぐように切り替え可能な第２の切替部を備える、アンモニア発生装置。 The ammonia generator according to claim 1 further comprises:
An ammonia generator, comprising: a second switching unit that is disposed on a side of the discharge unit in the main body and is switchable so as to block the first channel unit or the second channel unit. 請求項１または２に記載のアンモニア発生装置において、
前記加熱器は、前記尿素水供給部により供給された尿素水を保持可能な保持部を有する、アンモニア発生装置。 The ammonia generator according to claim 1 or 2,
The said heater is an ammonia generator which has a holding | maintenance part which can hold | maintain the urea water supplied by the said urea water supply part. 請求項１から３のいずれか一項に記載のアンモニア発生装置はさらに、
前記第１の流路部に対して尿素水を直接供給可能な第２の尿素水供給部を前記本体に備える、アンモニア発生装置。 The ammonia generator according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
An ammonia generator, wherein the main body includes a second urea water supply unit capable of directly supplying urea water to the first flow path unit. アンモニア発生制御装置であって、
内燃機関の排気通路に配置され、互いに分離している第１の流路部と第２の流路部とを有する本体と、
前記本体における排気ガスの導入側に配置されている尿素水を供給する尿素水供給部と、
前記第１の流路部に配置されている加熱器と、
前記本体の前記導入側に配置され、前記排気ガスの流動経路を前記第１の流路部と前記第２の流路部との間で切り替え可能な切替部と、
前記内燃機関の運転状態が第１の運転状態の場合に、前記排気ガスの流動経路を前記第２の流路部に切り替えるように前記切替部を制御する制御部と、
を備えるアンモニア発生制御装置。 An ammonia generation control device,
A main body disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine and having a first flow path portion and a second flow path portion separated from each other;
A urea water supply unit that supplies urea water disposed on the exhaust gas introduction side of the main body;
A heater disposed in the first flow path portion;
A switching unit disposed on the introduction side of the main body and capable of switching a flow path of the exhaust gas between the first channel unit and the second channel unit;
A control unit that controls the switching unit to switch the flow path of the exhaust gas to the second flow path unit when the operating state of the internal combustion engine is the first operating state;
An ammonia generation control device comprising: 請求項５に記載のアンモニア発生制御装置において、
前記第１の運転状態は、前記加熱器を作動させる運転状態である、アンモニア発生制御装置。 In the ammonia generation control device according to claim 5,
The ammonia generation control device, wherein the first operation state is an operation state in which the heater is operated. 請求項５に記載のアンモニア発生制御装置において、
前記第１の運転状態は、前記尿素水を加水分解する運転状態である、アンモニア発生制御装置。 In the ammonia generation control device according to claim 5,
The first operation state is an ammonia generation control device in which the urea water is hydrolyzed. 請求項５に記載のアンモニア発生制御装置において、
前記第１の運転状態は、前記排気ガスの温度が所定温度よりも高い運転状態である、アンモニア発生制御装置。 In the ammonia generation control device according to claim 5,
The ammonia generation control device, wherein the first operation state is an operation state in which the temperature of the exhaust gas is higher than a predetermined temperature. 請求項６に記載のアンモニア発生制御装置において、
前記制御部はさらに、前記尿素水供給部による尿素水の供給および加熱器の作動を制御し、
前記第１の運転状態において、前記制御部は、前記排気ガスの流動経路を前記第２の流路部に切り替え、前記加熱器を作動させた後、前記排気ガスの流動経路を前記第１の流路部に切り替えて、前記尿素水供給部により前記第１の流路部に対して尿素水を供給させる、アンモニア発生制御装置。 In the ammonia generation control device according to claim 6,
The control unit further controls the supply of urea water by the urea water supply unit and the operation of the heater,
In the first operating state, the control unit switches the flow path of the exhaust gas to the second flow path section, operates the heater, and then changes the flow path of the exhaust gas to the first flow path. An ammonia generation control device that switches to a flow path section and causes the urea water supply section to supply urea water to the first flow path section. 請求項７に記載のアンモニア発生制御装置において、
前記制御部はさらに、前記尿素水供給部による尿素水の供給および加熱器の作動を制御し、
前記第１の運転状態において、前記制御部は、前記排気ガスの流動経路を前記第１の流路部に切り替えて、前記尿素水供給部により前記第１の流路部に対して尿素水を供給させ、前記第１の流路部に対する尿素水の供給が完了した後、前記排気ガスの流動経路を前記第２の流路部に切り替え、前記加熱器を作動させる、アンモニア発生制御装置。 In the ammonia generation control device according to claim 7,
The control unit further controls the supply of urea water by the urea water supply unit and the operation of the heater,
In the first operation state, the control unit switches the flow path of the exhaust gas to the first flow path unit, and supplies urea water to the first flow path unit by the urea water supply unit. After the supply of urea water to the first flow path part is completed, the ammonia generation control device that switches the flow path of the exhaust gas to the second flow path part and operates the heater.
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