JP6144112B2 - Exhaust purification system - Google Patents

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Description

本開示の技術は、オゾンと尿素水を分解したアンモニアガスとを排気通路に供給する排気浄化システムに関する。   The technology of the present disclosure relates to an exhaust purification system that supplies ozone and ammonia gas obtained by decomposing urea water to an exhaust passage.

従来から、例えば特許文献1のように、排気に含まれる窒素酸化物(以下、NOxという)を低減する排気浄化システムとして、尿素水供給装置と選択還元型触媒とを用いた尿素SCR(Selective Catalytic Reduction)システムが知られている。尿素SCRシステムでは、排気通路に対して尿素水が供給される。尿素水は排気の熱によってアンモニアガスに加水分解される。そして、上記アンモニアガスを含む排気が選択還元型触媒に流入すると、排気中のNOxが上記アンモニアガスを還元剤として窒素と水とに還元される。また、特許文献1の排気浄化システムは、選択還元型触媒に流入する排気にオゾンを添加するオゾン発生装置を備えている。オゾン発生装置は、排気温度が低いときにオゾンを供給する。オゾンが供給された排気は、一酸化窒素がオゾンと反応することでより反応性の高い二酸化窒素へと変換される。   Conventionally, as disclosed in Patent Document 1, for example, as an exhaust gas purification system that reduces nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx) contained in exhaust gas, urea SCR (Selective Catalytic) using a urea water supply device and a selective reduction catalyst is used. A (Reduction) system is known. In the urea SCR system, urea water is supplied to the exhaust passage. The urea water is hydrolyzed into ammonia gas by the heat of the exhaust. When the exhaust gas containing the ammonia gas flows into the selective catalytic reduction catalyst, NOx in the exhaust gas is reduced to nitrogen and water using the ammonia gas as a reducing agent. Further, the exhaust purification system of Patent Document 1 includes an ozone generator that adds ozone to the exhaust flowing into the selective catalytic reduction catalyst. The ozone generator supplies ozone when the exhaust temperature is low. Exhaust gas supplied with ozone is converted into nitrogen dioxide having higher reactivity by reacting nitrogen monoxide with ozone.

また、特許文献2には、尿素水を加熱することでアンモニアガスへ分解する尿素改質器を備えた排気浄化システムが開示されている。この排気浄化システムでは、排気温度が低く排気による尿素水のアンモニアガスへの分解が困難なときに尿素改質器を駆動し、尿素水をアンモニアガスに分解したうえで排気通路に供給する。   Patent Document 2 discloses an exhaust purification system provided with a urea reformer that decomposes ammonia gas by heating urea water. In this exhaust purification system, when the exhaust temperature is low and it is difficult to decompose urea water into ammonia gas by exhaust, the urea reformer is driven, and urea water is decomposed into ammonia gas and then supplied to the exhaust passage.

特開2013−11193号公報JP 2013-11193 A 特開2012−197695号公報JP 2012-197695 A

ところで、特許文献2に記載の排気浄化システムでは、尿素水をアンモニアガスに分解可能な温度まで排気温度が高くなると、尿素改質器に対する尿素水の供給が停止されるとともに尿素水の加熱が停止される。この際、一部の尿素水が尿素改質器に残留すると、その尿素水の一部は余熱によってアンモニアに分解されるものの、残りは徐々に温度が低下する。そのため、尿素水に溶解していた尿素の一部が析出してしまうことで、尿素水の流通経路の一部が狭くなる虞があった。   By the way, in the exhaust gas purification system described in Patent Document 2, when the exhaust gas temperature rises to a temperature at which the urea water can be decomposed into ammonia gas, the urea water supply to the urea reformer is stopped and the urea water heating is stopped. Is done. At this time, when a part of the urea water remains in the urea reformer, a part of the urea water is decomposed into ammonia by the residual heat, but the temperature of the rest of the urea water gradually decreases. For this reason, there is a possibility that a part of the flow path of the urea water is narrowed because a part of the urea dissolved in the urea water is precipitated.

本開示の技術は、尿素改質器における尿素の析出を抑える排気浄化システムを提供することを目的とする。   An object of the technology of the present disclosure is to provide an exhaust purification system that suppresses precipitation of urea in a urea reformer.

上記課題を解決する排気浄化システムは、エンジンの排気通路に供給されるオゾンを生成するオゾン発生器と、前記排気通路に供給されるアンモニアガスへ尿素水を分解する尿素改質器と、前記オゾン発生器に前記オゾンの原料ガスを導入する第1導入管と、前記第1導入管から分岐して前記尿素改質器における前記尿素水の流通経路に前記原料ガスを導入する第2導入管と、前記オゾン発生器にて生成された前記オゾンを前記排気通路に供給する第1供給管と、前記第1供給管の途中に接続されて前記尿素改質器にて生成された前記アンモニアガスを前記第1供給管に供給する第2供給管と、を備え、前記第1供給管は、前記第2供給管の接続される接続部と前記オゾン発生器との間に前記オゾン発生器へ向けた流体の流通を抑止する第1抑止弁と、前記接続部と前記排気通路との間に前記接続部へ向けた流体の流通を抑止する第2抑止弁と、を備える。 An exhaust purification system that solves the above problems includes an ozone generator that generates ozone supplied to an exhaust passage of an engine, a urea reformer that decomposes urea water into ammonia gas supplied to the exhaust passage, and the ozone A first introduction pipe for introducing the raw material gas of ozone into the generator; a second introduction pipe for branching from the first introduction pipe and introducing the raw material gas into the flow path of the urea water in the urea reformer; A first supply pipe for supplying the ozone generated by the ozone generator to the exhaust passage; and the ammonia gas generated by the urea reformer connected in the middle of the first supply pipe. A second supply pipe that supplies the first supply pipe, and the first supply pipe is directed to the ozone generator between a connection portion to which the second supply pipe is connected and the ozone generator. The first to prevent the flow of fluid Comprising a stop valve, and a second check valve to prevent the flow of fluid toward the connection portion between the exhaust passage and the connecting portion.

上記構成によれば、尿素改質器における尿素水の流通経路には、第2導入管を通じて、第1導入管を流れる原料ガスの一部が導入される。これにより、尿素改質器内の尿素水が原料ガスとともに排気通路に排出される。その結果、尿素改質器における尿素の析出が抑えられる。   According to the above configuration, part of the raw material gas flowing through the first introduction pipe is introduced into the urea water flow path in the urea reformer through the second introduction pipe. Thereby, the urea water in the urea reformer is discharged into the exhaust passage together with the raw material gas. As a result, precipitation of urea in the urea reformer is suppressed.

この構成によれば、オゾンとアンモニアガスとが共通する供給管を通じて排気通路に供給される。そのため、オゾンとアンモニアガスとが各別の供給管で排気通路に供給される場合に比べて、排気浄化システムの構成が簡素なものとなる。   According to this configuration, ozone and ammonia gas are supplied to the exhaust passage through the common supply pipe. Therefore, the configuration of the exhaust purification system is simplified compared to the case where ozone and ammonia gas are supplied to the exhaust passage through separate supply pipes.

この構成によれば、オゾン発生器に対する尿素水の流入が抑止されることから、オゾン発生器やオゾンの流通経路における尿素の析出が抑えられる。   According to this configuration, since urea water is prevented from flowing into the ozone generator, precipitation of urea in the ozone generator and the ozone circulation path is suppressed.

上記排気浄化システムは、前記第2導入管を開閉する開閉弁と、前記開閉弁の開閉と前記尿素改質器の駆動とを制御する制御部と、をさらに備え、前記制御部は、前記開閉弁の開弁条件に、前記尿素改質器による尿素水の分解が停止することを含むことが好ましい。   The exhaust purification system further includes an on-off valve that opens and closes the second introduction pipe, and a control unit that controls opening and closing of the on-off valve and driving of the urea reformer, and the control unit includes the opening and closing unit. It is preferable that the opening condition of the valve includes stopping the decomposition of the urea water by the urea reformer.

この構成によれば、尿素改質器の停止を条件の1つとして尿素水の流通経路に原料ガスが導入される。その結果、尿素水の流通経路に原料ガスが導入され続ける場合に比べて、加熱による尿素水のアンモニアガスへの分解が高い効率の下で行われるとともに原料ガスの消費が抑えられる。   According to this configuration, the raw material gas is introduced into the flow path of the urea water under the condition that the urea reformer is stopped. As a result, compared with the case where the raw material gas is continuously introduced into the urea water flow path, the decomposition of the urea water into ammonia gas by heating is performed with high efficiency and the consumption of the raw material gas is suppressed.

上記排気浄化システムは、前記排気通路に対する前記アンモニアガスの供給位置よりも下流であって且つ前記排気通路に配設される選択還元型触媒の上流を流れる排気の温度を検出する温度検出部をさらに備え、前記制御部は、尿素水がアンモニアガスに分解される温度に前記温度検出部の検出温度が到達したことを条件に前記尿素改質器による尿素水の分解を停止することが好ましい。   The exhaust purification system further includes a temperature detection unit that detects the temperature of the exhaust gas that is downstream of the supply position of the ammonia gas to the exhaust passage and upstream of the selective catalytic reduction catalyst disposed in the exhaust passage. The control unit preferably stops the urea water decomposition by the urea reformer on condition that the temperature detected by the temperature detection unit reaches a temperature at which the urea water is decomposed into ammonia gas.

この構成によれば、尿素改質器に残留している尿素水が尿素水のままで排気通路に供給されたとしても排気の熱によってアンモニアガスに分解される。その結果、排気を浄化するうえで、尿素改質器から排出された尿素水を効果的に利用することができる。   According to this configuration, even if the urea water remaining in the urea reformer is supplied to the exhaust passage in the form of urea water, it is decomposed into ammonia gas by the heat of the exhaust. As a result, the urea water discharged from the urea reformer can be effectively used in purifying the exhaust gas.

上記排気浄化システムは、前記第1導入管を開閉する第1開閉弁と、前記第2導入管を開閉する第2開閉弁と、を備え、前記制御部は、前記第1開閉弁の開閉と前記第2開閉弁の開閉とを制御し、前記第1開閉弁は、前記第2導入管が分岐する分岐部よりも前記オゾン発生器側に配設され、前記第2開閉弁は、前記第1開閉弁を閉弁状態にあるときに開弁状態に制御されることが好ましい。   The exhaust purification system includes a first on-off valve that opens and closes the first introduction pipe, and a second on-off valve that opens and closes the second introduction pipe, and the control unit opens and closes the first on-off valve. Controlling the opening and closing of the second on-off valve, the first on-off valve being disposed on the ozone generator side with respect to the branch portion where the second introduction pipe branches, and the second on-off valve It is preferable that the on-off valve is controlled to be opened when the on-off valve is in the closed state.

この構成によれば、第2開閉弁は、第1開閉弁が閉弁状態にあるときに開弁状態に制御される。すなわち、第1導入管に流入する原料ガスの全てが第2導入管を通じて尿素改質器に導入される。その結果、尿素改質器に対して勢いよく原料ガスの導入されることから、尿素改質器に残留している尿素水が排気通路に排出されやすくなる。
上記課題を解決する排気浄化システムは、エンジンの排気通路に供給されるオゾンを生成するオゾン発生器と、前記排気通路に供給されるアンモニアガスへ尿素水を分解する尿素改質器と、前記オゾン発生器に前記オゾンの原料ガスを導入する第1導入管と、前記第1導入管から分岐して前記尿素改質器における前記尿素水の流通経路に前記原料ガスを導入する第2導入管と、前記第1導入管を開閉する第1開閉弁と、前記第2導入管を開閉する第2開閉弁と、前記第1開閉弁の開閉、前記第2開閉弁の開閉、および、前記尿素改質器の駆動を制御する制御部と、を備え、前記第1開閉弁は、前記第2導入管が分岐する分岐部よりも前記オゾン発生器側に配設され、前記制御部は、前記第2開閉弁の開弁条件に、前記尿素改質器による尿素水の分解が停止すること、および、前記第1開閉弁が閉弁状態にあることを含む。
上記構成によれば、尿素改質器における尿素水の流通経路には、第2導入管を通じて、第1導入管を流れる原料ガスの一部が導入される。これにより、尿素改質器内の尿素水が原料ガスとともに排気通路に排出される。その結果、尿素改質器における尿素の析出が抑えられる。
また、この構成によれば、尿素改質器の停止を条件の1つとして尿素水の流通経路に原料ガスが導入される。その結果、尿素水の流通経路に原料ガスが導入され続ける場合に比べて、加熱による尿素水のアンモニアガスへの分解が高い効率の下で行われるとともに原料ガスの消費が抑えられる。
また、この構成によれば、第2開閉弁は、第1開閉弁が閉弁状態にあるときに開弁状態に制御される。すなわち、第1導入管に流入する原料ガスの全てが第2導入管を通じて尿素改質器に導入される。その結果、尿素改質器に対して勢いよく原料ガスの導入されることから、尿素改質器に残留している尿素水が排気通路に排出されやすくなる。
According to this configuration, the second on-off valve is controlled to be opened when the first on-off valve is in the closed state. That is, all of the raw material gas flowing into the first introduction pipe is introduced into the urea reformer through the second introduction pipe. As a result, since the raw material gas is vigorously introduced into the urea reformer, the urea water remaining in the urea reformer is easily discharged into the exhaust passage.
An exhaust purification system that solves the above problems includes an ozone generator that generates ozone supplied to an exhaust passage of an engine, a urea reformer that decomposes urea water into ammonia gas supplied to the exhaust passage, and the ozone A first introduction pipe for introducing the raw material gas of ozone into the generator; a second introduction pipe for branching from the first introduction pipe and introducing the raw material gas into the flow path of the urea water in the urea reformer; A first on-off valve for opening and closing the first introduction pipe, a second on-off valve for opening and closing the second introduction pipe, opening and closing of the first on-off valve, opening and closing of the second on-off valve, and urea modification A control unit that controls driving of the mass device, wherein the first on-off valve is disposed closer to the ozone generator than the branching unit from which the second introduction pipe branches, and the control unit includes the first 2 Urea water by the urea reformer is used as the open / close valve condition. The decomposition is stopped, and includes the first on-off valve is in the closed state.
According to the above configuration, part of the raw material gas flowing through the first introduction pipe is introduced into the urea water flow path in the urea reformer through the second introduction pipe. Thereby, the urea water in the urea reformer is discharged into the exhaust passage together with the raw material gas. As a result, precipitation of urea in the urea reformer is suppressed.
Further, according to this configuration, the raw material gas is introduced into the flow path of the urea water on the condition that the urea reformer is stopped. As a result, compared with the case where the raw material gas is continuously introduced into the urea water flow path, the decomposition of the urea water into ammonia gas by heating is performed with high efficiency and the consumption of the raw material gas is suppressed.
Further, according to this configuration, the second on-off valve is controlled to be opened when the first on-off valve is in the closed state. That is, all of the raw material gas flowing into the first introduction pipe is introduced into the urea reformer through the second introduction pipe. As a result, since the raw material gas is vigorously introduced into the urea reformer, the urea water remaining in the urea reformer is easily discharged into the exhaust passage.

本開示における排気浄化システムの概略構成をエンジンとともに示す概略構成図。The schematic block diagram which shows schematic structure of the exhaust gas purification system in this indication with an engine. 排気浄化アシスト装置の概略構成を示すブロック図。The block diagram which shows schematic structure of an exhaust gas purification assistance apparatus. 尿素改質器における第2導入管と尿素水供給管との接続態様を模式的に示す図。The figure which shows typically the connection aspect of the 2nd introduction pipe | tube and urea water supply pipe | tube in a urea reformer. 排気浄化アシスト装置に関する電気的な構成を示す図。The figure which shows the electrical structure regarding an exhaust purification assistance apparatus. 排気浄化アシスト装置における各弁の開閉状態を示す図。The figure which shows the opening-and-closing state of each valve in an exhaust purification assistance apparatus. 排気浄化アシスト装置の駆動処理の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of the drive process of an exhaust gas purification assistance apparatus.

以下、図1〜図6を参照して、本開示における排気浄化システムを具体化した一実施形態について説明する。
図1に示されるように、エンジン11の吸気マニホールド12には吸気通路13が接続され、排気マニホールド14には排気通路15が接続されている。吸気通路13の途中にはターボチャージャー16のコンプレッサー17が設けられ、排気通路15の途中にはタービン18が設けられている。排気通路15には、タービン18の下流側に排気を浄化する排気浄化システム20が設けられている。
Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 6, an embodiment embodying the exhaust purification system according to the present disclosure will be described.
As shown in FIG. 1, an intake passage 13 is connected to the intake manifold 12 of the engine 11, and an exhaust passage 15 is connected to the exhaust manifold 14. A compressor 17 of a turbocharger 16 is provided in the middle of the intake passage 13, and a turbine 18 is provided in the middle of the exhaust passage 15. The exhaust passage 15 is provided with an exhaust purification system 20 that purifies the exhaust downstream of the turbine 18.

また吸気通路13にはエアフローメーターAFが設けられている。エアフローメーターAFは、ホットワイヤー式の計測装置であって、吸気通路13を流れる空気の質量流量(kg/sec)を直接的に検出し、質量流量に応じた信号を制御部としてのECU55に出力する。   An air flow meter AF is provided in the intake passage 13. The air flow meter AF is a hot wire type measuring device that directly detects the mass flow rate (kg / sec) of air flowing through the intake passage 13 and outputs a signal corresponding to the mass flow rate to the ECU 55 as a control unit. To do.

ECU55は、CPU、RAM、ROM等を備え、エンジン11及び排気浄化システム20を制御する。ECU55はエアフローメーターAFからの出力信号に基づき吸入空気量Gaを算出し、吸入空気量Ga等に基づき燃料噴射量Qfinを算出する。またECU55は、燃料噴射量Qfinに基づきインジェクター11aや燃料ポンプ(図示略)を駆動してシリンダー11b内に燃料を噴射させる。   The ECU 55 includes a CPU, a RAM, a ROM, and the like, and controls the engine 11 and the exhaust purification system 20. The ECU 55 calculates the intake air amount Ga based on the output signal from the air flow meter AF, and calculates the fuel injection amount Qfin based on the intake air amount Ga and the like. Further, the ECU 55 drives the injector 11a and the fuel pump (not shown) based on the fuel injection amount Qfin to inject fuel into the cylinder 11b.

排気浄化システム20は、排気通路15に設けられた複数の触媒を備えている。この触媒群は、上流側から、前段酸化触媒(Diesel Oxidation Catalyst)21、DPF(Diesel Particulate Filter)22、選択還元型触媒50、及び後段酸化触媒51から構成される。また、排気浄化システム20は、尿素水供給装置25と、オゾン発生器31と尿素改質器37とを備えた排気浄化アシスト装置30(以下、単にアシスト装置30という。)と、を備えている。   The exhaust purification system 20 includes a plurality of catalysts provided in the exhaust passage 15. This catalyst group includes, from the upstream side, a pre-stage oxidation catalyst (Diesel Oxidation Catalyst) 21, a DPF (Diesel Particulate Filter) 22, a selective reduction catalyst 50, and a post-stage oxidation catalyst 51. The exhaust purification system 20 includes a urea water supply device 25 and an exhaust purification assist device 30 (hereinafter simply referred to as an assist device 30) including an ozone generator 31 and a urea reformer 37. .

前段酸化触媒21は、公知の構成の酸化触媒であって、例えばアルミナ、シリカ、ゼオライト等からなる担体に、白金やパラジウム等の金属や、金属酸化物等を担持させたものから構成される。この前段酸化触媒21は、炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、一酸化窒素(NO)を酸化して、水、二酸化炭素、二酸化窒素等に変換する。前段酸化触媒21は、タービン18の直後に配置された第1酸化触媒21a(After Turbo Catalyst)と、第1酸化触媒21aよりも下流に配置された第2酸化触媒21b(Diesel Oxidation Catalyst)とから構成されている。   The pre-stage oxidation catalyst 21 is an oxidation catalyst having a known configuration, and is composed of, for example, a carrier made of alumina, silica, zeolite, or the like and carrying a metal such as platinum or palladium, a metal oxide, or the like. This pre-stage oxidation catalyst 21 oxidizes hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and nitric oxide (NO) and converts them into water, carbon dioxide, nitrogen dioxide, and the like. The pre-stage oxidation catalyst 21 includes a first oxidation catalyst 21a (After Turbo Catalyst) disposed immediately after the turbine 18 and a second oxidation catalyst 21b (Diesel Oxidation Catalyst) disposed downstream of the first oxidation catalyst 21a. It is configured.

第1酸化触媒21aと第2酸化触媒21bとの間の排気通路15であって、第2酸化触媒21bの入口近傍には、第1温度センサーT1が設けられている。第1温度センサーT1は、公知の構成のセンサーであって、前段酸化触媒21を通過する排気の温度を検出し、その検出した温度を第1排気温度Tmp1としてECU55に出力する。そして、前段酸化触媒21の活性化する温度である活性温度TB、例えば180℃に第1排気温度Tmp1が到達すると、排気中のNOは、より反応性の高いNOに前段酸化触媒21によって酸化され始める。 A first temperature sensor T1 is provided in the exhaust passage 15 between the first oxidation catalyst 21a and the second oxidation catalyst 21b and in the vicinity of the inlet of the second oxidation catalyst 21b. The first temperature sensor T1 is a sensor having a known configuration, detects the temperature of the exhaust gas passing through the pre-stage oxidation catalyst 21, and outputs the detected temperature to the ECU 55 as the first exhaust gas temperature Tmp1. When the first exhaust temperature Tmp1 reaches the activation temperature TB, which is the temperature at which the front-stage oxidation catalyst 21 is activated, for example, 180 ° C., the NO in the exhaust is oxidized by the front-stage oxidation catalyst 21 to more reactive NO 2. Start to be.

DPF22は、セラミックスや金属多孔体から構成され、排気に含まれる粒子状物質(PM;Particulate Matter)を捕集する。排気通路15のうちDPF22の下流には、出口温度センサーT3及びNOxセンサーS1が設けられている。出口温度センサーT3は、DPF22の出口における排気の温度を検出し、その検出した温度を出口排気温度Tmp3としてECU55に出力する。また、NOxセンサーS1は、抵抗変化型、電流型等の公知のセンサーであって、NO及びNOの両方が含まれるNOx濃度Cnx(ppm)を検出する。 The DPF 22 is made of ceramics or a metal porous body, and collects particulate matter (PM) contained in the exhaust gas. An outlet temperature sensor T3 and a NOx sensor S1 are provided downstream of the DPF 22 in the exhaust passage 15. The outlet temperature sensor T3 detects the temperature of the exhaust at the outlet of the DPF 22, and outputs the detected temperature to the ECU 55 as the outlet exhaust temperature Tmp3. Moreover, NOx sensors S1, the resistance variation, a known sensor current type or the like, for detecting the NOx concentration Cnx (ppm) that contains both NO and NO 2.

尿素水供給装置25は、排気通路15におけるDPF22の下流に尿素水を供給する。尿素水供給装置25は、タンク25a、尿素水供給ノズル25b、流量調整バルブ25c、及び圧送ポンプ25dを備えている。タンク25aは、所定濃度の尿素水を貯留し、図示しないヒーター、圧力調整機構等を備えている。尿素水はアンモニアへの変換が進みにくいため、ヒーターによって加熱されている。タンク25aに貯留された尿素水は、圧送ポンプ25dの駆動によって吸引され、流量調整バルブ25cによって流量を調整されながら尿素水供給ノズル25bに送られる。排気通路15に供給された尿素水は、排気の温度が加水分解温度TC、例えば180℃以上のとき、加水分解してアンモニアガスを生成する(反応式1参照)。
(NHCO+HO→2NH+CO・・・(反応式1)
The urea water supply device 25 supplies urea water downstream of the DPF 22 in the exhaust passage 15. The urea water supply device 25 includes a tank 25a, a urea water supply nozzle 25b, a flow rate adjustment valve 25c, and a pressure feed pump 25d. The tank 25a stores urea water having a predetermined concentration, and includes a heater, a pressure adjustment mechanism, and the like (not shown). Since urea water is difficult to convert to ammonia, it is heated by a heater. The urea water stored in the tank 25a is sucked by driving the pressure pump 25d, and sent to the urea water supply nozzle 25b while the flow rate is adjusted by the flow rate adjusting valve 25c. The urea water supplied to the exhaust passage 15 is hydrolyzed to generate ammonia gas when the temperature of the exhaust gas is a hydrolysis temperature TC, for example, 180 ° C. or higher (see Reaction Formula 1).
(NH 2 ) 2 CO + H 2 O → 2NH 3 + CO 2 (Reaction Formula 1)

尿素水を排気通路15に供給するとき、ECU55は、単位時間あたりの尿素水の質量を示す尿素水供給量Mur(g/sec)を算出する。またECU55は、該尿素水供給量Murに基づき流量調整バルブ25cの開度を制御し、圧送ポンプ25dを駆動する。   When supplying urea water to the exhaust passage 15, the ECU 55 calculates a urea water supply amount Mur (g / sec) indicating the mass of urea water per unit time. Further, the ECU 55 controls the opening degree of the flow rate adjustment valve 25c based on the urea water supply amount Mur, and drives the pressure feed pump 25d.

排気浄化システム20は、アシスト装置30にオゾンの原料ガスを供給する原料ガス供給装置26を備える。原料ガス供給装置26には、エアタンク27から圧縮空気が供給される。エアタンク27には、吸気マニホールド12内の空気をコンプレッサー28で圧縮した圧縮空気が貯蔵されている。エアタンク27内の圧縮空気は、電磁開閉弁26aが配設された供給管26bを通じてドライヤー26cに供給される。またエアタンク27には、他の機器に圧縮空気を供給する供給管27aが接続されている。ドライヤー26cは、水蒸気を透過しやすく且つ空気が透過しにくい図示されない水蒸気分離膜を備えている。ドライヤー26cに流入した空気は、水蒸気分離膜によって水蒸気を多く含む空気と乾燥空気とに分離される。水蒸気を多く含む空気は排出管26dを通じて大気中に排出され、乾燥空気は空気分離器26eに流入する。   The exhaust purification system 20 includes a raw material gas supply device 26 that supplies a raw material gas of ozone to the assist device 30. The source gas supply device 26 is supplied with compressed air from an air tank 27. The air tank 27 stores compressed air obtained by compressing the air in the intake manifold 12 with the compressor 28. The compressed air in the air tank 27 is supplied to the dryer 26c through a supply pipe 26b provided with an electromagnetic opening / closing valve 26a. The air tank 27 is connected to a supply pipe 27a that supplies compressed air to other devices. The dryer 26c includes a water vapor separation membrane (not shown) that is easy to permeate water vapor and difficult to permeate air. The air flowing into the dryer 26c is separated into air containing a large amount of water vapor and dry air by the water vapor separation membrane. The air containing a lot of water vapor is discharged into the atmosphere through the discharge pipe 26d, and the dry air flows into the air separator 26e.

空気分離器26eは、空気中の窒素ガスよりも酸素ガスを透過し易い性質を有する図示されない酸素富化膜を備えている。空気分離器26eに流入した乾燥空気は、窒素濃度の高い窒素富化ガスと酸素濃度の高い酸素富化ガスとに分離される。そして、窒素富化ガスは、調圧弁26fが配設された戻し管26gを通じてドライヤー26cへと戻されて、当該ドライヤー26cの排出管26dを通じて大気中に排出される。一方、酸素富化ガスは、オゾンの原料ガスとしてアシスト装置30へと供給される。   The air separator 26e includes an oxygen-enriched membrane (not shown) having a property of allowing oxygen gas to permeate more easily than nitrogen gas in the air. The dry air that has flowed into the air separator 26e is separated into a nitrogen-enriched gas having a high nitrogen concentration and an oxygen-enriched gas having a high oxygen concentration. The nitrogen-enriched gas is returned to the dryer 26c through the return pipe 26g provided with the pressure regulating valve 26f, and is discharged into the atmosphere through the discharge pipe 26d of the dryer 26c. On the other hand, the oxygen-enriched gas is supplied to the assist device 30 as a raw material gas for ozone.

なお、空気分離器26e内は、上記調圧弁26fによって所定圧力に維持される。また、上記電磁開閉弁26aの開閉は、ECU55によって制御される。電磁開閉弁26aは、アシスト装置30に原料ガスが必要とされるときに開状態に制御され、アシスト装置30に原料ガスが必要とされないときには閉状態に制御される。すなわち、アシスト装置30には、原料ガスが必要とされるときには所定圧力の原料ガスが供給される。   The air separator 26e is maintained at a predetermined pressure by the pressure regulating valve 26f. The opening / closing of the electromagnetic opening / closing valve 26a is controlled by the ECU 55. The electromagnetic on-off valve 26a is controlled to be in an open state when the assist device 30 requires a source gas, and is controlled to be in a closed state when the assist device 30 does not require a source gas. That is, the source gas at a predetermined pressure is supplied to the assist device 30 when the source gas is required.

図2に示されるように、アシスト装置30は、オゾンを生成するオゾン発生器31を備える。オゾン発生器31には、原料ガス供給装置26からの原料ガスが第1導入管32を通じて導入される。第1導入管32には第1開閉弁33が配設されており、第1開閉弁33が開弁状態にあるときにオゾン発生器31に原料ガスが導入される。   As shown in FIG. 2, the assist device 30 includes an ozone generator 31 that generates ozone. The raw material gas from the raw material gas supply device 26 is introduced into the ozone generator 31 through the first introduction pipe 32. A first opening / closing valve 33 is disposed in the first introduction pipe 32, and a raw material gas is introduced into the ozone generator 31 when the first opening / closing valve 33 is in an open state.

オゾン発生器31は、例えば無声放電式等、公知の構成の装置であって、原料ガス中の酸素を原料としてオゾンを生成する。無声放電式のオゾン発生器31は、オゾン発生空間を介して設けられた一対の電極板、電極板の間に介在する誘電体を備えている。オゾン発生器31は、電源装置34によって電極間に高電圧が印加されることによってオゾン発生空間の酸素を原料としてオゾンを生成する。オゾン発生器31にて生成されたオゾンは、第1供給管35を通じて供給ノズル36から排気通路15へと供給される。供給ノズル36は、DPF22の下流であって且つ尿素水供給ノズル25bよりも上流の排気通路15に配設されている(図1参照)。排気通路15に供給されたオゾンは、排気温度が比較的低いときであっても、排気に含まれる一酸化窒素(NO)を酸化して二酸化窒素(NO)を生成する(反応式2参照)。
NO+O→NO+O・・・(反応式2)
The ozone generator 31 is a known device such as a silent discharge type, and generates ozone using oxygen in the source gas as a source. The silent discharge type ozone generator 31 includes a pair of electrode plates provided via an ozone generation space, and a dielectric interposed between the electrode plates. The ozone generator 31 generates ozone using oxygen in the ozone generation space as a raw material when a high voltage is applied between the electrodes by the power supply device 34. The ozone generated by the ozone generator 31 is supplied from the supply nozzle 36 to the exhaust passage 15 through the first supply pipe 35. The supply nozzle 36 is disposed in the exhaust passage 15 downstream of the DPF 22 and upstream of the urea water supply nozzle 25b (see FIG. 1). The ozone supplied to the exhaust passage 15 oxidizes nitric oxide (NO) contained in the exhaust to generate nitrogen dioxide (NO 2 ) even when the exhaust temperature is relatively low (see Reaction Formula 2). ).
NO + O 3 → NO 2 + O 2 (Reaction Formula 2)

また、アシスト装置30は、尿素水をアンモニアガスへと分解する尿素改質器37を備える。尿素改質器37には、尿素水供給管38を通じて、尿素水供給装置25から尿素水が供給される。尿素水供給管38には流量調整弁39が配設されており、この流量調整弁39によって尿素改質器37に対する尿素水の供給量が調整される。尿素改質器37は、電源装置34からの電力供給を受けて加水分解温度TCよりも高い温度まで発熱する加熱部、例えばグロープラグを備えている。尿素水供給管38を流れる尿素水は、加熱部によって加熱されることで上記反応式(1)に記載の加水分解を進行させてアンモニアガスに分解される。尿素改質器37にて生成されたアンモニアガスは第2供給管40に流入する。第2供給管40は、接続部41にて第1供給管35に接続されている。すなわち、尿素改質器37で生成されたアンモニアガスは、第2供給管40を通じて第1供給管35に流入したのち、供給ノズル36から排気通路15に供給される。また、尿素改質器37には、第1導入管32における第1開閉弁33よりも上流の分岐部42で第1導入管32から分岐した第2導入管43が接続されている。第2導入管43には、該第2導入管43を開閉する第2開閉弁44が配設されている。   The assist device 30 includes a urea reformer 37 that decomposes urea water into ammonia gas. Urea water is supplied from the urea water supply device 25 to the urea reformer 37 through the urea water supply pipe 38. A flow rate adjustment valve 39 is disposed in the urea water supply pipe 38, and the supply amount of urea water to the urea reformer 37 is adjusted by the flow rate adjustment valve 39. The urea reformer 37 is provided with a heating unit, for example, a glow plug, which receives power supply from the power supply device 34 and generates heat up to a temperature higher than the hydrolysis temperature TC. The urea water flowing through the urea water supply pipe 38 is heated by the heating unit, so that the hydrolysis described in the above reaction formula (1) proceeds to be decomposed into ammonia gas. Ammonia gas generated in the urea reformer 37 flows into the second supply pipe 40. The second supply pipe 40 is connected to the first supply pipe 35 at the connection portion 41. That is, the ammonia gas generated by the urea reformer 37 flows into the first supply pipe 35 through the second supply pipe 40 and is then supplied from the supply nozzle 36 to the exhaust passage 15. The urea reformer 37 is connected to a second introduction pipe 43 branched from the first introduction pipe 32 at a branch portion 42 upstream of the first on-off valve 33 in the first introduction pipe 32. A second opening / closing valve 44 for opening and closing the second introduction pipe 43 is disposed in the second introduction pipe 43.

図3に示されるように、第2導入管43は、尿素水供給管38のうちで加熱部45によって加熱される部位よりも上流の部位に接続される。すなわち、流量調整弁39が閉弁状態、且つ、第2開閉弁44が開弁状態にあるとき、尿素水供給管38には、第2導入管43を通じてオゾンの原料ガスが供給される。   As shown in FIG. 3, the second introduction pipe 43 is connected to a part of the urea water supply pipe 38 that is upstream of the part heated by the heating unit 45. That is, when the flow rate adjustment valve 39 is in a closed state and the second on-off valve 44 is in an open state, the raw material gas of ozone is supplied to the urea water supply pipe 38 through the second introduction pipe 43.

また、図2に示されるように、第1供給管35には、接続部41よりもオゾン発生器31側に第1抑止弁としての逆止弁46が配設されている。逆止弁46は、オゾン発生器31から接続部41へ向けた流体の流通を許可し、且つ、接続部41からオゾン発生器31へ向けた流体の流通を抑止する。すなわち、逆止弁46は、尿素改質器37に供給された尿素水や該尿素改質器37で生成されたアンモニアガスがオゾン発生器31に流入することを抑止する。 As shown in FIG. 2, the first supply pipe 35 is provided with a check valve 46 as a first suppression valve on the ozone generator 31 side of the connection portion 41. The check valve 46 permits the fluid to flow from the ozone generator 31 to the connection portion 41 and inhibits the fluid from flowing from the connection portion 41 to the ozone generator 31. That is, the check valve 46 inhibits urea water supplied to the urea reformer 37 and ammonia gas generated by the urea reformer 37 from flowing into the ozone generator 31.

また、第1供給管35には、接続部41よりも供給ノズル36側に第2抑止弁としての遮断弁47が配設されている。遮断弁47は、閉弁状態にあることで、排気通路15を流れる排気が停止中のオゾン発生器31及び尿素改質器37に流入することを抑止する。 The first supply pipe 35 is provided with a shutoff valve 47 as a second suppression valve on the supply nozzle 36 side of the connection portion 41. Since the shutoff valve 47 is in a closed state, the exhaust gas flowing through the exhaust passage 15 is prevented from flowing into the stopped ozone generator 31 and urea reformer 37.

図1に示されるように、排気浄化システム20は、選択還元型触媒50を備えている。選択還元型触媒50は、NOxをアンモニアに還元する選択的触媒還元(Selective Catalytic Reduction)を行う。選択還元型触媒50は、公知の触媒であって、例えばハニカム状のセラミックからなる担体に吸着性の高いゼオライト又はジルコニアを担持させたものである。選択還元型触媒50によって、NOxは反応式3〜反応式5のように窒素に還元される。   As shown in FIG. 1, the exhaust purification system 20 includes a selective reduction catalyst 50. The selective catalytic reduction catalyst 50 performs selective catalytic reduction that reduces NOx to ammonia. The selective reduction catalyst 50 is a known catalyst, for example, a zeolite or zirconia having a high adsorptivity supported on a carrier made of a honeycomb-like ceramic. The selective reduction catalyst 50 reduces NOx to nitrogen as shown in Reaction Formula 3 to Reaction Formula 5.

NO+NO+2NH→2N+3HO・・・(反応式3)
4NO+4NH+O→4N+3HO・・・(反応式4)
6NO+8NH→7N+12HO・・・(反応式5)
これらのうち、反応の進行に必要とされるNOとNOとが等量である反応式3の反応が最も速く進行する。
NO + NO 2 + 2NH 3 → 2N 2 + 3H 2 O (reaction formula 3)
4NO + 4NH 3 + O 2 → 4N 2 + 3H 2 O (reaction formula 4)
6NO 2 + 8NH 3 → 7N 2 + 12H 2 O (reaction formula 5)
Among these, the reaction of the reaction formula 3 in which NO and NO 2 required for the progress of the reaction are equal proceeds most rapidly.

この選択還元型触媒50の近傍であって、該選択還元型触媒50の上流側には温度検出部としての第2温度センサーT2が設けられている。第2温度センサーT2は、選択還元型触媒50に流入する直前の排気の温度を検出し、その検出した温度を第2排気温度Tmp2としてECU55に出力する。そして、選択還元型触媒50の活性化する温度である活性温度TA、例えば150℃に第2排気温度Tmp2が到達すると、排気中のNOxは、上記反応式3〜反応式5による窒素の還元が活発となる。   A second temperature sensor T2 as a temperature detection unit is provided in the vicinity of the selective reduction catalyst 50 and upstream of the selective reduction catalyst 50. The second temperature sensor T2 detects the temperature of the exhaust gas immediately before flowing into the selective catalytic reduction catalyst 50, and outputs the detected temperature to the ECU 55 as the second exhaust gas temperature Tmp2. When the second exhaust temperature Tmp2 reaches an activation temperature TA that is the temperature at which the selective catalytic reduction catalyst 50 is activated, for example, 150 ° C., the NOx in the exhaust is reduced by nitrogen according to the above reaction formulas 3 to 5. Become active.

排気通路15のうち選択還元型触媒50よりも下流には後段酸化触媒51(Ammonia Slip Catalyst)が設けられている。後段酸化触媒51は、還元反応で消費されなかったアンモニアガスを分解する。   A downstream oxidation catalyst 51 (Ammonia Slip Catalyst) is provided downstream of the selective reduction catalyst 50 in the exhaust passage 15. The post-stage oxidation catalyst 51 decomposes ammonia gas that has not been consumed in the reduction reaction.

次に、図4を参照して、排気浄化システム20のうちでアシスト装置30に関する電気的な構成について説明する。   Next, with reference to FIG. 4, an electrical configuration related to the assist device 30 in the exhaust purification system 20 will be described.

図4に示されるように、ECU55は、各種センサーから入力される情報に基づいてアシスト装置30を駆動する駆動処理を実行する。ECU55には、上記情報として、第1温度センサーT1から第1排気温度Tmp1、第2温度センサーT2から第2排気温度Tmp2、出口温度センサーT3から出口排気温度Tmp3、これらが所定の制御周期で入力される。また、ECU55には、上記情報として、エアフローメーターAFからの信号、NOxセンサーS1からNOx濃度Cnx、その他、各種センサーS2からエンジン11を制御するための情報を示す信号が所定の制御周期で入力される。ECU55は、上記情報に基づいて、下記に示す条件(a)(b)の少なくとも1つが成立することを起動条件としてアシスト装置30を起動する。
(a)第1排気温度Tmp1が活性温度TB未満であること
(b)第2排気温度Tmp2が加水分解温度TC未満であること
As shown in FIG. 4, the ECU 55 executes drive processing for driving the assist device 30 based on information input from various sensors. As the above information, the ECU 55 inputs the first exhaust temperature Tmp1 from the first temperature sensor T1, the second exhaust temperature Tmp2 from the second temperature sensor T2, and the outlet exhaust temperature Tmp3 from the outlet temperature sensor T3 at predetermined control cycles. Is done. Further, as the above information, the ECU 55 receives a signal from the air flow meter AF, a NOx sensor C1 to a NOx concentration Cnx, and other signals indicating information for controlling the engine 11 from various sensors S2 at a predetermined control cycle. The Based on the above information, the ECU 55 activates the assist device 30 on the condition that at least one of the following conditions (a) and (b) is satisfied.
(A) The first exhaust temperature Tmp1 is lower than the activation temperature TB (b) The second exhaust temperature Tmp2 is lower than the hydrolysis temperature TC

ECU55は、起動条件が成立すると遮断弁47を開弁状態に制御するとともに、上記情報に基づいて、NOx濃度やNO濃度、排気ガス量等を演算し、その演算結果に基づいてオゾン供給量やアンモニアガス供給量を演算する。そして、ECU55は、その演算した供給量のオゾンやアンモニアガスが排気通路15に供給されるようにアシスト装置30を制御する。   The ECU 55 controls the shutoff valve 47 to be in an open state when the activation condition is satisfied, calculates the NOx concentration, the NO concentration, the exhaust gas amount, and the like based on the above information, and calculates the ozone supply amount, Calculate the ammonia gas supply amount. Then, the ECU 55 controls the assist device 30 so that the calculated supply amount of ozone or ammonia gas is supplied to the exhaust passage 15.

ECU55は、上記条件(a)が成立するときには、排気通路15にオゾンを供給するべくオゾン発生器31を駆動する。ECU55は、オゾン供給量に応じて、第1開閉弁33の開度、電源装置34によるオゾン発生器31への電力供給、これらを制御する。一方、ECU55は、第1排気温度Tmp1が活性温度TBに到達すると、第1開閉弁33を閉弁状態に制御するとともに電源装置34によるオゾン発生器31への電力供給を遮断してオゾン発生器31の駆動を停止する。   The ECU 55 drives the ozone generator 31 to supply ozone to the exhaust passage 15 when the condition (a) is satisfied. The ECU 55 controls the opening degree of the first on-off valve 33, the power supply to the ozone generator 31 by the power supply device 34, and these according to the ozone supply amount. On the other hand, when the first exhaust temperature Tmp1 reaches the activation temperature TB, the ECU 55 controls the first on-off valve 33 to be in a closed state and cuts off the power supply to the ozone generator 31 by the power supply device 34. The drive of 31 is stopped.

また、ECU55は、上記条件(b)が成立するときには、排気通路15にアンモニアガスを供給するべく尿素改質器37を駆動する。ECU55は、アンモニアガス供給量に応じて、流量調整弁39の開度、電源装置34による尿素改質器37への電力供給、これらを制御する。一方、ECU55は、第2排気温度Tmp2が加水分解温度TCに到達すると、流量調整弁39を閉弁状態に制御するとともに電源装置34による尿素改質器37への電力供給を遮断して尿素改質器37の駆動を停止する。   In addition, the ECU 55 drives the urea reformer 37 to supply ammonia gas to the exhaust passage 15 when the condition (b) is satisfied. The ECU 55 controls the opening degree of the flow rate adjusting valve 39, the power supply to the urea reformer 37 by the power supply device 34, and these according to the ammonia gas supply amount. On the other hand, when the second exhaust gas temperature Tmp2 reaches the hydrolysis temperature TC, the ECU 55 controls the flow rate adjustment valve 39 to be closed and cuts off the power supply to the urea reformer 37 by the power supply device 34, thereby improving the urea. The driving of the mass device 37 is stopped.

また、ECU55は、アシスト装置30の起動条件の成立後、下記に示す条件(c)(d)の双方が成立すること、すなわちオゾン発生器31及び尿素改質器37の双方が停止することを条件としてアシスト装置30の停止処理を実行する。なお、この条件(c)(d)を停止処理条件という。
(c)第1排気温度Tmp1が活性温度TBに到達したこと
(d)第2排気温度Tmp2が加水分解温度TCに到達したこと
Further, the ECU 55 confirms that both of the following conditions (c) and (d) are satisfied after the activation condition of the assist device 30 is satisfied, that is, both the ozone generator 31 and the urea reformer 37 are stopped. As a condition, stop processing of the assist device 30 is executed. These conditions (c) and (d) are referred to as stop processing conditions.
(C) The first exhaust temperature Tmp1 has reached the activation temperature TB (d) The second exhaust temperature Tmp2 has reached the hydrolysis temperature TC

停止処理において、ECU55は、遮断弁47を開状態に維持したまま第2開閉弁44を開弁状態に制御する。そして、ECU55は、第2開閉弁44を開弁状態に一定期間維持したのち、第2開閉弁44を閉状態に制御してから遮断弁47を閉状態に制御する。すなわち、停止処理においては、第1開閉弁33及び流量調整弁39が閉弁状態、第2開閉弁44及び遮断弁47が開弁状態に維持される。そして、一定期間が経過すると、第1開閉弁33,流量調整弁39,第2開閉弁44,遮断弁47の全てが閉弁状態に制御される。つまり、アシスト装置30では、第1開閉弁33、流量調整弁39、第2開閉弁44、及び遮断弁47の開閉が図5に示されるように制御される。   In the stop process, the ECU 55 controls the second on-off valve 44 to the open state while maintaining the shut-off valve 47 in the open state. Then, the ECU 55 maintains the second on-off valve 44 in the open state for a certain period, and then controls the second on-off valve 44 to the closed state and then controls the shut-off valve 47 to the closed state. That is, in the stop process, the first on-off valve 33 and the flow rate adjustment valve 39 are kept closed, and the second on-off valve 44 and the shutoff valve 47 are kept open. When a certain period of time elapses, all of the first on-off valve 33, the flow rate adjusting valve 39, the second on-off valve 44, and the shutoff valve 47 are controlled to be closed. That is, in the assist device 30, the opening / closing of the first on-off valve 33, the flow rate adjusting valve 39, the second on-off valve 44, and the shutoff valve 47 is controlled as shown in FIG.

次に、図6を参照してECU55が実行するアシスト装置30の駆動処理について説明する。なお、この駆動処理は繰り返し実行される。また、初期状態では、第1開閉弁33、流量調整弁39、第2開閉弁44、遮断弁47、これらの各弁は閉弁状態にある。   Next, a driving process of the assist device 30 executed by the ECU 55 will be described with reference to FIG. This driving process is repeatedly executed. In the initial state, the first on-off valve 33, the flow rate adjusting valve 39, the second on-off valve 44, the shut-off valve 47, and these valves are closed.

まず、ECU55は、各種センサーから第1排気温度Tmp1及び第2排気温度Tmp2を含む各種情報を取得する(ステップS11)。次に、ECU55は、ステップS11にて取得した第1排気温度Tmp1及び第2排気温度Tmp2に基づいて、起動条件が成立しているか否か、すなわち上記条件(a)(b)の少なくとも一方が成立しているか否かを判断する(ステップS12)。起動条件が成立していないとき(ステップS12:NO)、ECU55は、各弁を閉弁状態に維持したまま駆動処理を一旦終了する。   First, the ECU 55 acquires various information including the first exhaust temperature Tmp1 and the second exhaust temperature Tmp2 from various sensors (step S11). Next, the ECU 55 determines whether or not the activation condition is satisfied based on the first exhaust temperature Tmp1 and the second exhaust temperature Tmp2 acquired in step S11, that is, at least one of the above conditions (a) and (b). It is determined whether or not it is established (step S12). When the activation condition is not satisfied (step S12: NO), the ECU 55 once ends the driving process while keeping each valve closed.

一方、起動条件が成立しているとき(ステップS12:YES)、ECU55は、アシスト装置30を起動する(ステップS13)。ステップS13において、ECU55は、第2開閉弁44を閉弁状態に維持するとともに遮断弁47を開弁状態に制御する。また、ECU55は、ステップS11において取得した各種情報に基づいてオゾン発生器31と尿素改質器37とを制御する。   On the other hand, when the activation condition is satisfied (step S12: YES), the ECU 55 activates the assist device 30 (step S13). In step S13, the ECU 55 controls the shutoff valve 47 to be in an open state while maintaining the second on-off valve 44 in a closed state. Further, the ECU 55 controls the ozone generator 31 and the urea reformer 37 based on various information acquired in step S11.

次のステップS14においてECU55は、各種センサーから第1排気温度Tmp1及び第2排気温度Tmp2を含む各種情報を再び取得する。そして、ECU55は、ステップS14にて取得した各種情報に基づいて、オゾン発生器31及び尿素改質器37の駆動と停止とを制御する(ステップS15)。   In the next step S14, the ECU 55 acquires again various information including the first exhaust temperature Tmp1 and the second exhaust temperature Tmp2 from various sensors. Then, the ECU 55 controls the driving and stopping of the ozone generator 31 and the urea reformer 37 based on the various information acquired in step S14 (step S15).

次のステップS16にてECU55は、ステップS14にて取得した第1排気温度Tmp1及び第2排気温度Tmp2に基づいて、停止処理条件が成立しているか否か、すなわち上記条件(c)(d)の双方が成立しているか否かを判断する(ステップS16)。停止処理条件が成立していないとき(ステップS16:NO)、ECU55は、停止処理条件が成立するまでステップS14からステップS16までの処理を繰り返し実行する。   In the next step S16, the ECU 55 determines whether or not the stop processing condition is satisfied based on the first exhaust temperature Tmp1 and the second exhaust temperature Tmp2 acquired in step S14, that is, the above conditions (c) and (d). It is determined whether or not both are established (step S16). When the stop process condition is not satisfied (step S16: NO), the ECU 55 repeatedly executes the processes from step S14 to step S16 until the stop process condition is satisfied.

一方、停止処理条件が成立しているとき(ステップS16:YES)、ECU55は、アシスト装置30の停止処理を実行する(ステップS17)。すなわち、ECU55は、第1開閉弁33を閉弁状態に制御するとともに、遮断弁47を開弁状態に維持したまま第2開閉弁44を開弁状態に制御する。そして、ECU55は、その状態のままで一定期間経過すると、第2開閉弁44を閉弁状態に制御したのち、遮断弁47を閉弁状態に制御して一連の処理を終了する。すなわち、第1開閉弁33、流量調整弁39、第2開閉弁44、遮断弁47、これらの全てが閉弁状態に制御されたうえで一連の処理が一旦終了する。   On the other hand, when the stop process condition is satisfied (step S16: YES), the ECU 55 executes a stop process of the assist device 30 (step S17). That is, the ECU 55 controls the first on-off valve 33 to be in a closed state and controls the second on-off valve 44 to be in an open state while maintaining the shut-off valve 47 in an open state. The ECU 55 controls the second open / close valve 44 to a closed state and then controls the shut-off valve 47 to a closed state when a certain period of time has elapsed in that state, and ends the series of processes. That is, the first on-off valve 33, the flow rate adjusting valve 39, the second on-off valve 44, the shut-off valve 47, and all of these are controlled to be closed, and then a series of processing is temporarily ended.

上述した排気浄化システム20においては、アシスト装置30の駆動中に停止処理条件が成立すると、遮断弁47を開弁状態に維持したまま第2開閉弁44が開弁状態に制御される。これにより、第2導入管43を通じて尿素水供給管38にオゾンの原料ガスが供給されることから、当該尿素水供給管38内の尿素水が原料ガスとともに排気通路15へと排出される。   In the exhaust purification system 20 described above, when the stop processing condition is satisfied while the assist device 30 is being driven, the second on-off valve 44 is controlled to be opened while the shutoff valve 47 is maintained in the opened state. Accordingly, since the ozone source gas is supplied to the urea water supply pipe 38 through the second introduction pipe 43, the urea water in the urea water supply pipe 38 is discharged to the exhaust passage 15 together with the source gas.

以上説明したように、上記実施形態の排気浄化システム20によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
(1)原料ガスによって尿素水供給管38、すなわち尿素改質器37から尿素水が排気通路15に排出されることで、尿素改質器37における尿素の析出が抑えられる。
As described above, according to the exhaust purification system 20 of the above embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) The urea water is discharged from the urea water supply pipe 38, that is, the urea reformer 37 to the exhaust passage 15 by the raw material gas, so that urea deposition in the urea reformer 37 is suppressed.

(2)オゾン発生器31及び尿素改質器37の電源が共通化されている。そのため、オゾン発生器31及び尿素改質器37の電源が各別に設けられる場合に比べて、アシスト装置30の小型化が図られる。   (2) The power sources of the ozone generator 31 and the urea reformer 37 are shared. Therefore, the assist device 30 can be downsized as compared with the case where the power sources of the ozone generator 31 and the urea reformer 37 are provided separately.

(3)第2導入管43が第1導入管32から分岐している。そのため、第1導入管32と第2導入管43とが各別に設けられる場合に比べて、アシスト装置30、ひいては排気浄化システム20の構成が簡素なものとなる。   (3) The second introduction pipe 43 is branched from the first introduction pipe 32. Therefore, as compared with the case where the first introduction pipe 32 and the second introduction pipe 43 are provided separately, the configuration of the assist device 30 and thus the exhaust purification system 20 is simplified.

(4)第1供給管35の途中に第2供給管40が接続されていることで、オゾンとアンモニアガスとが各別の供給管で排気通路15に供給される場合に比べて、アシスト装置30、ひいては排気浄化システム20の構成が簡素なものとなる。   (4) Since the second supply pipe 40 is connected in the middle of the first supply pipe 35, compared with the case where ozone and ammonia gas are supplied to the exhaust passage 15 by separate supply pipes, the assist device. 30 and eventually the configuration of the exhaust purification system 20 is simplified.

(5)第1供給管35には、接続部41よりもオゾン発生器31側に逆止弁46が配設されている。これにより、オゾン発生器31に対する尿素水の流入が抑えられる。その結果、オゾンの流通経路における尿素の析出が抑えられる。   (5) The first supply pipe 35 is provided with a check valve 46 closer to the ozone generator 31 than the connection portion 41. Thereby, inflow of the urea water with respect to the ozone generator 31 is suppressed. As a result, precipitation of urea in the ozone distribution path is suppressed.

(6)第2開閉弁44の開弁条件には、条件(d)、すなわち尿素改質器37の停止が含まれている。そのため、尿素改質器37の駆動及び停止に関わらず尿素水供給管38に原料ガスが導入され続ける場合に比べて、加熱部45による尿素水のアンモニアガスへの分解が高い効率の下で行われるとともに原料ガスの消費が抑えられる。   (6) The condition for opening the second on-off valve 44 includes the condition (d), that is, the stop of the urea reformer 37. Therefore, compared with the case where the raw material gas is continuously introduced into the urea water supply pipe 38 regardless of the driving and stopping of the urea reformer 37, the decomposition of the urea water into the ammonia gas by the heating unit 45 is performed with high efficiency. And the consumption of raw material gas is suppressed.

(7)停止処理条件には、第2排気温度Tmp2が加水分解温度TCに到達したことが含まれている。そのため、尿素水供給管38内の尿素水がそのまま排気通路15に排出されたとしても排気によってアンモニアガスへと分解される。その結果、排気を浄化するうえで、尿素水供給管38から排出された尿素水を効果的に利用することができる。   (7) The stop processing condition includes that the second exhaust temperature Tmp2 has reached the hydrolysis temperature TC. Therefore, even if the urea water in the urea water supply pipe 38 is discharged into the exhaust passage 15 as it is, it is decomposed into ammonia gas by the exhaust. As a result, the urea water discharged from the urea water supply pipe 38 can be effectively used for purifying the exhaust gas.

(8)第2開閉弁44は、第1開閉弁33が閉弁状態に制御された状態で開弁状態に制御される。すなわち、第1導入管32に供給された原料ガスの全てが第2導入管43を通じて尿素水供給管38に導入される。これにより、尿素水供給管38に対して勢いよく原料ガスが導入されて尿素改質器37内の尿素水が排気通路15に排出されやすくなる。   (8) The second on-off valve 44 is controlled to be in an open state with the first on-off valve 33 being controlled to be in a closed state. That is, all of the raw material gas supplied to the first introduction pipe 32 is introduced into the urea water supply pipe 38 through the second introduction pipe 43. As a result, the raw material gas is vigorously introduced into the urea water supply pipe 38 and the urea water in the urea reformer 37 is easily discharged into the exhaust passage 15.

(9)第1供給管35には、接続部41よりも排気通路15側に遮断弁47が配設されている。そして、遮断弁47は、アシスト装置30の起動条件が成立すると開弁状態へと制御され、停止処理の終了時に閉弁状態に制御される。その結果、アシスト装置30が停止中に排気の一部がオゾン発生器31及び尿素改質器37に流入することが抑えられる。   (9) The first supply pipe 35 is provided with a shutoff valve 47 closer to the exhaust passage 15 than the connection portion 41. Then, the shutoff valve 47 is controlled to open when the activation condition of the assist device 30 is satisfied, and is controlled to close when the stop process ends. As a result, it is possible to suppress a part of the exhaust gas from flowing into the ozone generator 31 and the urea reformer 37 while the assist device 30 is stopped.

(10)アシスト装置30の供給ノズル36は、排気通路15におけるDPF22の直後に配設されている。こうした構成によれば、選択還元型触媒50の直前に供給ノズル36が配設されている場合に比べて、選択還元型触媒50に流入するまでの経路が長くなる。その結果、選択還元型触媒50に流入する排気にはオゾンやアンモニアガスが良好に混合していることから、選択還元型触媒50におけるNOxの浄化が効率よく行われる。   (10) The supply nozzle 36 of the assist device 30 is disposed immediately after the DPF 22 in the exhaust passage 15. According to such a configuration, the path to flow into the selective reduction catalyst 50 becomes longer than when the supply nozzle 36 is disposed immediately before the selective reduction catalyst 50. As a result, since the exhaust gas flowing into the selective catalytic reduction catalyst 50 is well mixed with ozone and ammonia gas, NOx purification in the selective catalytic reduction catalyst 50 is efficiently performed.

なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・第1導入管32には、第1開閉弁33が配設されていなくともよい。すなわち、原料ガス供給装置26から供給される原料ガスがオゾン発生器31に供給され続けてもよい。
In addition, the said embodiment can also be suitably changed and implemented as follows.
The first opening / closing valve 33 may not be provided in the first introduction pipe 32. That is, the source gas supplied from the source gas supply device 26 may continue to be supplied to the ozone generator 31.

・尿素改質器37を停止する条件は、尿素水供給ノズル25bから排気通路に供給された尿素水が排気によってアンモニアガスに分解可能な条件であればよく、第2排気温度Tmp2が加水分解温度TCに到達したことに限られない。そのため、尿素改質器37を停止する条件は、例えば、尿素水供給ノズル25bの近傍の排気温度が所定温度に到達したことであってもよい。また、1つの条件に限らず複数の条件を備えていてもよい。   The conditions for stopping the urea reformer 37 may be any conditions as long as urea water supplied to the exhaust passage from the urea water supply nozzle 25b can be decomposed into ammonia gas by exhaust gas, and the second exhaust temperature Tmp2 is the hydrolysis temperature. It is not limited to having reached TC. Therefore, the condition for stopping the urea reformer 37 may be, for example, that the exhaust temperature in the vicinity of the urea water supply nozzle 25b has reached a predetermined temperature. Moreover, not only one condition but a plurality of conditions may be provided.

・第2導入管43には、第2開閉弁44が配設されていなくてもよい。すなわち、原料ガス供給装置26から供給される原料ガスが尿素改質器37に供給され続けてもよい。
・第1供給管35には、逆止弁46が配設されていなくともよい。こうした構成であっても、例えば、停止処理において第1開閉弁33を第2開閉弁44よりも大きな開度に制御することにより、尿素水がオゾン発生器31に流入することが抑えられる。
The second opening / closing valve 44 may not be disposed in the second introduction pipe 43. That is, the source gas supplied from the source gas supply device 26 may continue to be supplied to the urea reformer 37.
The check valve 46 may not be provided in the first supply pipe 35. Even with such a configuration, for example, by controlling the first opening / closing valve 33 to an opening larger than that of the second opening / closing valve 44 in the stop process, urea water can be prevented from flowing into the ozone generator 31.

・また、抑止弁は、逆止弁46に限らず、第1及び第2開閉弁33,44のように、第1供給管35を開閉する開閉弁であってもよい。
・第2開閉弁44は、尿素改質器37の駆動中に、所定開度、少なくとも停止処理における開弁状態よりも小さい開度の開弁状態に制御されてもよい。こうした構成によれば、アンモニアガスの排気通路15への移動が促進されることから、アンモニアガスの滞留が抑えられるとともに、尿素水供給管38内における尿素水の微細化も促進される。
In addition, the suppression valve is not limited to the check valve 46, and may be an on-off valve that opens and closes the first supply pipe 35, such as the first and second on-off valves 33 and 44.
-While the urea reformer 37 is driven, the second on-off valve 44 may be controlled to a valve opening state with a predetermined opening, that is, an opening smaller than at least the valve opening in the stop process. According to such a configuration, since the movement of ammonia gas to the exhaust passage 15 is promoted, the retention of ammonia gas is suppressed and the refinement of urea water in the urea water supply pipe 38 is also promoted.

・第1供給管35には、遮断弁47が配設されていなくともよい。こうした構成であっても、例えば、原料ガス供給装置26から原料ガスを供給し続けることでアシスト装置30に排気が流入することが抑えられる。また、遮断弁47は、排気通路15から接続部41への流体の流通を禁止する逆止弁であってもよい。   In the first supply pipe 35, the shutoff valve 47 may not be provided. Even with such a configuration, for example, by continuing to supply the source gas from the source gas supply device 26, it is possible to suppress the exhaust gas from flowing into the assist device 30. The shutoff valve 47 may be a check valve that prohibits the flow of fluid from the exhaust passage 15 to the connection portion 41.

・アシスト装置30において、オゾンとアンモニアガスとが各別の供給管を通じて排気通路15に供給されてもよい。こうした構成によれば、オゾンの供給位置及びアンモニアガスの供給位置に関する自由度が向上する。この際、各供給管に遮断弁47が配設されることが好ましい。   In the assist device 30, ozone and ammonia gas may be supplied to the exhaust passage 15 through separate supply pipes. According to such a configuration, the degree of freedom regarding the ozone supply position and the ammonia gas supply position is improved. At this time, a shutoff valve 47 is preferably provided in each supply pipe.

・オゾン発生器31の起動条件は、上記条件(a)に限られるものではなく、その時々の設計事項や仕様等に応じて適宜変更可能である。例えば、起動条件には、第1排気温度Tmp1のみならず第2排気温度Tmp2に関する条件、例えば選択還元型触媒50の活性に関する条件が含まれていてもよいし、エンジン11の運転状態に応じた条件が含まれていてもよい。こうした構成によれば、その時々の状況に応じてオゾン発生器31が起動されることから、窒素酸化物を高い効率の下で浄化することが可能となる。   -The starting condition of the ozone generator 31 is not restricted to the said condition (a), It can change suitably according to the design matter, specifications, etc. at that time. For example, the start condition may include not only the first exhaust temperature Tmp1 but also a condition related to the second exhaust temperature Tmp2, for example, a condition related to the activity of the selective catalytic reduction catalyst 50, or according to the operating state of the engine 11. Conditions may be included. According to such a configuration, since the ozone generator 31 is started according to the situation at that time, it becomes possible to purify nitrogen oxides with high efficiency.

・尿素改質器37の起動条件は、オゾン発生器31と同様に、上記(b)に限られるものではなく、その時々の設計事項や仕様等に応じて適宜変更可能である。
・第2開閉弁44は、オゾン発生器31の駆動中であっても、尿素改質器37による尿素水の分解が停止したことを条件として開弁状態に制御されてもよい。
The start condition of the urea reformer 37 is not limited to the above (b) like the ozone generator 31 and can be appropriately changed according to the design items and specifications at that time.
The second opening / closing valve 44 may be controlled to be in the valve open state on condition that the decomposition of the urea water by the urea reformer 37 has stopped even while the ozone generator 31 is being driven.

・排気浄化システム20が搭載されるエンジン11の構成はディーゼルエンジン、直列6気筒以外のエンジンに限定されない。エンジン11はガソリンエンジンであってもよく、シリンダーをV字状に配置したV型エンジンでもよく、水平対向エンジンでもよい。また、エンジンは、ターボチャージャーやスーパーチャージャーを備えた過給エンジンでなくてもよい。さらに、エンジンはEGRシステムを搭載しないエンジンであってもよい。   The configuration of the engine 11 on which the exhaust purification system 20 is mounted is not limited to diesel engines and engines other than inline 6 cylinders. The engine 11 may be a gasoline engine, a V-type engine with cylinders arranged in a V shape, or a horizontally opposed engine. The engine may not be a supercharged engine equipped with a turbocharger or a supercharger. Further, the engine may be an engine not equipped with an EGR system.

AF…エアフローメーター、S1…NOxセンサー、S2…各種センサー、T1…第1温度センサー、T2…第2温度センサー、T3…出口温度センサー、11…エンジン、11a…インジェクター、11b…シリンダー、12…吸気マニホールド、13…吸気通路、14…排気マニホールド、15…排気通路、16…ターボチャージャー、17…コンプレッサー、18…タービン、20…排気浄化システム、21…前段酸化触媒、21a…第1酸化触媒、21b…第2酸化触媒、22…DPF、25…尿素水供給装置、25a…タンク、25b…尿素水供給ノズル、25c…流量調整バルブ、25d…圧送ポンプ、26…原料ガス供給装置、26a…電磁開閉弁、26b…供給管、26c…ドライヤー、26d…排出管、26e…空気分離器、26f…調圧弁、26g…戻し管、27…エアタンク、27a…供給管、28…コンプレッサー、30…排気浄化アシスト装置、31…オゾン発生器、32…第1導入管、33…第1開閉弁、34…電源装置、35…第1供給管、36…供給ノズル、37…尿素改質器、38…尿素水供給管、39…流量調整弁、40…第2供給管、41…接続部、42…分岐部、43…第2導入管、44…第2開閉弁、45…加熱部、46…逆止弁、47…遮断弁、50…選択還元型触媒、51…後段酸化触媒、55…ECU。   AF ... Air flow meter, S1 ... NOx sensor, S2 ... Various sensors, T1 ... First temperature sensor, T2 ... Second temperature sensor, T3 ... Outlet temperature sensor, 11 ... Engine, 11a ... Injector, 11b ... Cylinder, 12 ... Intake Manifold, 13 ... Intake passage, 14 ... Exhaust manifold, 15 ... Exhaust passage, 16 ... Turbocharger, 17 ... Compressor, 18 ... Turbine, 20 ... Exhaust purification system, 21 ... Pre-stage oxidation catalyst, 21a ... First oxidation catalyst, 21b 2nd oxidation catalyst, 22 DPF, 25 Urea water supply device, 25 a Tank, 25 b Urea water supply nozzle, 25 c Flow rate adjusting valve, 25 d Pressure pump, 26 Raw material gas supply device, 26 a Electromagnetic switching Valve, 26b ... Supply pipe, 26c ... Dryer, 26d ... Drain pipe, 26e ... Air separation , 26f ... pressure regulating valve, 26g ... return pipe, 27 ... air tank, 27a ... supply pipe, 28 ... compressor, 30 ... exhaust purification assist device, 31 ... ozone generator, 32 ... first introduction pipe, 33 ... first on-off valve , 34 ... power supply device, 35 ... first supply pipe, 36 ... supply nozzle, 37 ... urea reformer, 38 ... urea water supply pipe, 39 ... flow rate adjusting valve, 40 ... second supply pipe, 41 ... connection part, 42 ... branching portion, 43 ... second introduction pipe, 44 ... second opening / closing valve, 45 ... heating portion, 46 ... check valve, 47 ... shut-off valve, 50 ... selective reduction catalyst, 51 ... post-stage oxidation catalyst, 55 ... ECU.

Claims (5)

エンジンの排気通路に供給されるオゾンを生成するオゾン発生器と、
前記排気通路に供給されるアンモニアガスへ尿素水を分解する尿素改質器と、
前記オゾン発生器に前記オゾンの原料ガスを導入する第1導入管と、
前記第1導入管から分岐して前記尿素改質器における前記尿素水の流通経路に前記原料ガスを導入する第2導入管と、
前記オゾン発生器にて生成された前記オゾンを前記排気通路に供給する第1供給管と、
前記第1供給管の途中に接続されて前記尿素改質器にて生成された前記アンモニアガスを前記第1供給管に供給する第2供給管と、を備え、
前記第1供給管は、前記第2供給管の接続される接続部と前記オゾン発生器との間に前記オゾン発生器へ向けた流体の流通を抑止する第1抑止弁と、前記接続部と前記排気通路との間に前記接続部へ向けた流体の流通を抑止する第2抑止弁と、を備える
排気浄化システム。
An ozone generator for generating ozone supplied to the exhaust passage of the engine;
A urea reformer that decomposes urea water into ammonia gas supplied to the exhaust passage;
A first introduction pipe for introducing the ozone source gas into the ozone generator;
A second introduction pipe branched from the first introduction pipe and introducing the raw material gas into the urea water flow path in the urea reformer;
A first supply pipe for supplying the ozone generated by the ozone generator to the exhaust passage;
A second supply pipe connected in the middle of the first supply pipe and supplying the ammonia gas generated by the urea reformer to the first supply pipe;
The first supply pipe includes a first suppression valve that inhibits the flow of fluid toward the ozone generator between a connection part to which the second supply pipe is connected and the ozone generator, and the connection part. An exhaust purification system comprising: a second suppression valve that suppresses the flow of fluid toward the connection portion between the exhaust passage and the exhaust passage .
前記第2導入管を開閉する開閉弁と、
前記開閉弁の開閉と前記尿素改質器の駆動とを制御する制御部と、をさらに備え、
前記制御部は、
前記開閉弁の開弁条件に、前記尿素改質器による尿素水の分解が停止することを含む
請求項に記載の排気浄化システム。
An on-off valve for opening and closing the second introduction pipe;
A controller that controls opening and closing of the on-off valve and driving of the urea reformer, and
The controller is
An exhaust purifying system according to claim 1, comprising the opening condition of the on-off valve, the decomposition of urea water by the urea reformer is stopped.
前記排気通路に対する前記アンモニアガスの供給位置よりも下流であって且つ前記排気通路に配設される選択還元型触媒の上流を流れる排気の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記制御部は、
尿素水がアンモニアガスに分解される温度に前記温度検出部の検出温度が到達したことを条件に前記尿素改質器による尿素水の分解を停止する
請求項に記載の排気浄化システム。
A temperature detection unit that detects a temperature of exhaust gas that is downstream of the supply position of the ammonia gas to the exhaust passage and upstream of the selective catalytic reduction catalyst disposed in the exhaust passage;
The controller is
The exhaust purification system according to claim 2 , wherein the urea reforming by the urea reformer is stopped on condition that the temperature detected by the temperature detection unit reaches a temperature at which the urea water is decomposed into ammonia gas.
前記第1導入管を開閉する第1開閉弁と、
前記第2導入管を開閉する第2開閉弁と、を備え、
前記制御部は、前記第1開閉弁の開閉と前記第2開閉弁の開閉とを制御し、
前記第1開閉弁は、前記第2導入管が分岐する分岐部よりも前記オゾン発生器側に配設され、
前記第2開閉弁は、前記第1開閉弁を閉弁状態にあるときに開弁状態に制御される
請求項またはに記載の排気浄化システム。
A first on-off valve for opening and closing the first introduction pipe;
A second on-off valve for opening and closing the second introduction pipe,
The controller controls opening and closing of the first on-off valve and opening and closing of the second on-off valve;
The first on-off valve is disposed on the ozone generator side with respect to a branch portion where the second introduction pipe branches,
The exhaust purification system according to claim 2 or 3 , wherein the second on-off valve is controlled to be opened when the first on-off valve is in a closed state.
エンジンの排気通路に供給されるオゾンを生成するオゾン発生器と、
前記排気通路に供給されるアンモニアガスへ尿素水を分解する尿素改質器と、
前記オゾン発生器に前記オゾンの原料ガスを導入する第1導入管と、
前記第1導入管から分岐して前記尿素改質器における前記尿素水の流通経路に前記原料ガスを導入する第2導入管と、
前記第1導入管を開閉する第1開閉弁と、
前記第2導入管を開閉する第2開閉弁と、
前記第1開閉弁の開閉、前記第2開閉弁の開閉、および、前記尿素改質器の駆動を制御する制御部と、を備え、
前記第1開閉弁は、前記第2導入管が分岐する分岐部よりも前記オゾン発生器側に配設され、
前記制御部は、前記第2開閉弁の開弁条件に、前記尿素改質器による尿素水の分解が停止すること、および、前記第1開閉弁が閉弁状態にあることを含む
排気浄化システム。
An ozone generator for generating ozone supplied to the exhaust passage of the engine;
A urea reformer that decomposes urea water into ammonia gas supplied to the exhaust passage;
A first introduction pipe for introducing the ozone source gas into the ozone generator;
A second introduction pipe branched from the first introduction pipe and introducing the raw material gas into the urea water flow path in the urea reformer;
A first on-off valve for opening and closing the first introduction pipe;
A second on-off valve for opening and closing the second introduction pipe;
A controller that controls opening and closing of the first on-off valve, opening and closing of the second on-off valve, and driving of the urea reformer,
The first on-off valve is disposed on the ozone generator side with respect to a branch portion where the second introduction pipe branches,
The control unit includes an exhaust purification system in which decomposition of urea water by the urea reformer is stopped and the first on-off valve is in a closed state as a condition for opening the second on-off valve .
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