(57)【要約】【課題】排気流路を流通する排気ガス中に供給される液体を効率良く加熱できる技術を提供する。【解決手段】加熱装置であって、排気ガスを流通させるための第１流路部と、排気ガスを流通させるための第２流路部であって、第１流路部とは異なる第２流路部と、第１流路部および第２流路部の上流側に位置し、第１流路部と第２流路部とを分岐させる分岐部と、第１流路部および第２流路部の下流側に位置し、第１流路部と第２流路部とが合流する合流部と、第１流路部に配置された加熱器と、排気ガスの流通経路を第１流路部と第２流路部とのいずれかに切り替え可能な流路切替部と、第１流路部内に液体を供給するための液体供給部と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気流路の途中に設けられ、前記排気流路を流通する排気ガス中に供給される液体を加熱するための加熱装置であって、
前記排気流路を流れる前記排気ガスを流通させるための第１流路部と、
前記排気流路を流れる前記排気ガスを流通させるための第２流路部であって、前記第１流路部とは異なる第２流路部と、
前記第１流路部および前記第２流路部の上流側に位置し、前記第１流路部と前記第２流路部とを分岐させる分岐部と、
前記第１流路部および前記第２流路部の下流側に位置し、前記第１流路部と前記第２流路部とが合流する合流部と、
前記第１流路部に配置された加熱器と、
前記排気ガスの流通経路を前記第１流路部と前記第２流路部とのいずれかに切り替え可能な流路切替部と、
前記第１流路部内に前記液体を供給するための液体供給部と、を備える加熱装置。
【請求項２】
請求項１に記載の加熱装置であって、
前記液体供給部は、前記第１流路部の流路のうちで前記加熱器よりも下流側に配置されている、加熱装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の加熱装置であって、
前記液体供給部が供給する前記液体は、気化または分解によってアンモニアガスを生成する成分を有する、加熱装置。
【請求項４】
請求項３に記載の加熱装置であって、
前記成分は尿素を含む、加熱装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の加熱装置であって、
前記流路切替部は、前記分岐部と前記合流部との少なくともいずれか一方に配置されている、加熱装置。
【請求項６】
加熱制御装置であって、
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の加熱装置と、
前記流路切替部によって前記流通経路を前記第２流路部に切り替えた状態で、前記加熱器によって前記第１流路部内を昇温させた後に、前記液体供給部によって前記液体を前記第１流路部内に供給させる制御部と、を備える加熱制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の加熱制御装置であって、
前記液体供給部が供給する前記液体は、気化または分解によってアンモニアガスを生成する成分を有し、
前記制御部は、前記液体が気化または分解によってアンモニアガスを生成する温度以上に前記加熱器によって前記第１流路部内を昇温させる、加熱制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱装置についての技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関の排気流路の途中には種々の排気ガス浄化装置が配置されている（例えば、特許文献１）。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ガスと、ＮＯｘ還元触媒とによってＮＯｘを還元浄化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５７３７４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
尿素水を加水分解するためには、所定温度以上（例えば、１８０度程度）の温度が必要である。よって、排気流路を流れる排気ガスの温度（排ガス温度）が尿素水の加水分解が生じる温度（加水分解温度）よりも低い場合は、排ガス温度を上昇させるための事前処理が必要となる。事前処理は、例えば、排ガス温度を上昇させるために行う燃料のポスト噴射である。しかしながら、事前処理に燃料を用いることで、燃費が悪化する場合がある。よって、尿素水を加水分解温度以上に効率良く加熱できる技術が望まれている。なお、このような課題は、尿素水を加熱する技術に限らず、排気流路を流通する排気ガス中に供給される液体を加熱する技術に共通する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、内燃機関の排気流路の途中に設けられ、前記排気流路を流通する排気ガス中に供給される液体を加熱するための加熱装置が提供される。この加熱装置は、前記排気流路を流れる前記排気ガスを流通させるための第１流路部と、
前記排気流路を流れる前記排気ガスを流通させるための第２流路部であって、前記第１流路部とは異なる第２流路部と、前記第１流路部および前記第２流路部の上流側に位置し、前記第１流路部と前記第２流路部とを分岐させる分岐部と、前記第１流路部および前記第２流路部の下流側に位置し、前記第１流路部と前記第２流路部とが合流する合流部と、前記第１流路部に配置された加熱器と、前記排気ガスの流通経路を前記第１流路部と前記第２流路部とのいずれかに切り替え可能な流路切替部と、前記第１流路部内に前記液体を供給するための液体供給部と、を備える。この形態によれば、流路切替部によって排気ガスの流通経路を第２流路部とすることで、第１流路部内の排気ガスが下流側へと流れにくくできる。これにより、加熱器によって第１流路部内を効率良く加熱できるので、第１流路部内に供給される液体を効率良く加熱できる。
【０００７】
（２）上記形態であって、前記液体供給部は、前記第１流路部の流路のうちで前記加熱器よりも下流側に配置されていてもよい。この形態によれば、液体供給部によって供給された液体が加熱器に付着する可能性を低減できる。これにより、加熱器に液体が付着することに起因した種々の不具合の発生を低減できる。種々の不具合としては、例えば、加熱器に液体が付着することで、加熱器が損傷（例えば、腐食）したり、加熱器の温度が低下したりする不具合が挙げられる。
【０００８】
（３）上記形態であって、前記液体供給部が供給する前記液体は、気化または分解によってアンモニアガスを生成する成分を有していてもよい。この形態によれば、加熱装置の下流側に、ＮＯｘを選択的に還元するＮＯｘ還元触媒を備える装置を配置することで、アンモニアガスとＮＯｘ還元触媒とによって排気ガス中のＮＯｘ成分を窒素と水に変換できる。
【０００９】
（４）上記形態であって、前記成分は尿素を含んでもよい。この形態によれば、尿素を加水分解することでアンモニアガスを生成できる。
【００１０】
（５）上記形態であって、前記流路切替部は、前記分岐部と前記合流部との少なくともいずれか一方に配置されていてもよい。この形態によれば、分岐部と合流部との少なくとも一方に配置された流路切替部によって、排気ガスの流通経路を第１流路部と第２流路部とのいずれかに切り替えることができる。
【００１１】
（６）本発明の他の一形態によれば、加熱制御装置が提供される。この加熱制御装置は、上記形態に記載の加熱装置と、前記流路切替部によって前記流通経路を前記第２流路部に切り替えた状態で、前記加熱器によって前記第１流路部内を昇温させた後に、前記液体供給部によって前記液体を前記第１流路部内に供給させる制御部と、を備える。この形態によれば、流路切替部によって排気ガスの流通経路を第２流路部とすることで、第１流路部内の排気ガスが下流側へと流れにくくできる。これにより、加熱器によって第１流路部内を効率良く加熱して昇温させることができるので、第１流路部内に供給される液体を効率良く加熱できる。
【００１２】
（７）上記形態であって、前記液体供給部が供給する前記液体は、気化または分解によってアンモニアガスを生成する成分を有し、前記制御部は、前記液体が気化または分解によってアンモニアガスを生成する温度以上に前記加熱器によって前記第１流路部内を昇温させてもよい。この形態によれば、加熱装置の下流側に、ＮＯｘを選択的に還元するＮＯｘ還元触媒を備える装置を配置することで、アンモニアガスとＮＯｘ還元触媒とによって排気ガス中のＮＯｘ成分を窒素と水に変換できる。
【００１３】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、加熱装置、加熱制御装置の他に、例えば、加熱装置の制御方法、加熱装置の制御プログラム等の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態としての加熱制御装置を備える車両を概略的に示す説明図である。
【図２】加熱装置の概略構成を示す外観斜視図である。
【図３】図２に示す３−３線にて切断した断面図である。
【図４】制御部が実行する処理フローを示す図である。
【図５】加熱装置およびＳＣＲ装置を模式的に示す図である。
【図６】流路切替部の配置位置についての他の実施形態を説明するための図である。
【図７】第１流路部と第２流路部についての他の実施形態を説明するための図である。
【図８】図７に示す加熱装置の変形例である。
【図９】液体供給部の配置位置についての他の実施形態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
Ａ．第１実施形態：
図１は、本発明の第１実施形態としての加熱制御装置６０を備える車両５００を概略的に示す説明図である。車両５００は、内燃機関としてのディーゼルエンジン（以下、「エンジン」と呼ぶ。）５１０と、４つの車輪５２０と、排気ガス浄化システム１０と、を備えている。加熱制御装置６０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する。爆発燃焼に伴いＮＯｘ（窒素酸化物）およびＰＭ（粒子状物質）を含む排気ガスは、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される。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。
【００１６】
排気ガス浄化システム１０は、排気流路（排気管）１１の途中に設けられ、排気流路１１の一部を構成する種々の排気ガス浄化装置を有する。排気流路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と接続されている。また、排気流路１１は、排気ガス流れの最下流側に配置されたマフラエンドパイプ１１ｂを有する。本明細書において、「上流側」および「下流側」は、排気流路１１を流れる排気ガスの流れ方向を基準とする。
【００１７】
排気ガス浄化システム１０は、上流側から順に、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）１２と、ディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）１３と、加熱装置２０と、選択還元触媒（ＳＣＲ）装置１４と、アンモニアスリップ・ディーゼル酸化触媒（ＮＨ３ＤＯＣ）１５と、を備える。これらの種々の排気ガス浄化装置である各要素１２，１３，２０，１４，１５は、排気流路１１の途中に設けられている。排気流路１１のうち、ＤＯＣ１２の上流側には燃料噴射装置１７が配置されている。ＤＰＦ１３には、ＤＰＦ１３内の下流側の温度を検出するための温度センサ１９２が配置されている。
【００１８】
ＤＯＣ１２は、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属を触媒として担持する。ＤＯＣ１２は、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。
【００１９】
ＤＰＦ１３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る。フィルタの表面には白金等の金属触媒が塗布されている。ＤＰＦ１３は、ＤＯＣ１２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度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。ＤＰＦ１３は、ＤＯＣ１２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度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。
【００２０】
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ＤＰＦ１３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が用いられてもよい。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。
【００２１】
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１４は、一般的に、ＳＣＲ装置１４の上流側（前段）において供給される尿素水の加水分解反応を経て生成されたアンモニア（ＮＨ３）ガスと、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１４は、尿素水からアンモニアガスを得るための温度、たとえば、１８０度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。
【００２２】
加熱装置２０は、排気ガスの流れ方向において、ＤＰＦ１３とＳＣＲ１４との間に配置されている。加熱装置２０の動作は、加熱制御装置６０の制御部４０によって制御される。加熱装置２０は、液体供給部から供給（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ガスを生成させる。生成されたアンモニアガスは、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。加熱制御装置６０が備える加熱装置２０および制御部４０の詳細については後述する。
【００２３】
ＮＨ３ＤＯＣ１５は、ＤＯＣ１２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。
【００２４】
図２は、加熱装置２０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線にて切断した断面図である。図２に示す矢印ＹＧの向きは排気ガスの流れ方向を示している。なお、他の図において必要に応じては排気ガスの流れ方向を矢印ＹＧの向きで示している。
【００２５】
加熱装置２０（図２）は、ケース２０１（本体）と、第１流路部２１と、第２流路部２２と、分岐部２０Ａと、合流部２０Ｂと、加熱器３０と、流路切替部２５と、液体供給部１８と、温度センサ１９と、を備える。
【００２６】
ケース２０１は、排気流路１１を流れる排気ガスを流通させる流路を区画する。具体的には、ケース２０１は、第１流路部２１と、第２流路部２２と、分岐部２０Ａと、合流部２０Ｂとを区画する。ケース２０１は、ステンレス鋼または酸化防止処理が施された鋼板から形成されている。
【００２７】
分岐部２０Ａは、第１流路部２１および第２流路部２２の上流側に位置し、第１流路部２１と第２流路部２２とを分岐させる。分岐部２０Ａは、第１流路部２１と第２流路部２２のそれぞれの上流端に接続され、排気流路１１を流れる排気ガスを第１流路部２１と第２流路部２２とに導入する。分岐部２０Ａは、ケース２０１の最上流に位置する開口を規定する。
【００２８】
第１流路部２１は、排気流路１１を流れる排気ガスを合流部２０Ｂに向けて流通させるための流路である。第１流路部２１には、分岐部２０Ａを通過した排気ガスが導入される。
【００２９】
第２流路部２２は、排気流路１１を流れる排気ガスを合流部２０Ｂに向けて流通させるための流路である。第２流路部２２には、分岐部２０Ａを通過した排気ガスが導入される。第２流路部２２は、第１流路部２１とは異なる流路であり、第１流路部２１と並列の流路を形成する。第２流路部２２は、第１流路部２１とケース２０１の壁（内壁）を挟んで隣り合う。
【００３０】
第１流路部２１と第２流路部２２のそれぞれは、直線状に延びる。また、自身が延びる方向と直交する第１流路部２１と第２流路部２２のそれぞれの断面は、矩形形状である（図３）。なお、他の実施形態では、第１流路部２１と第２流路部２２は、直線状に延びなくてもよく、蛇行していてもよいし、折れ曲がっていてもよい。また、他の実施形態では、第１流路部２１と第２流路部２２のそれぞれの断面は、矩形形状でなくてもよく、円形形状や楕円形状であってもよい。
【００３１】
合流部２０Ｂは、第１流路部２１および第２流路部２２の下流側に位置し、第１流路部２１と第２流路部２２とが合流する。合流部２０Ｂは、第１流路部２１と第２流路部２２のそれぞれの下流端である下流側開口２１ｅ，２２ｅに接続され、排気流路１１を流れる排気ガスをＳＣＲ１４に向けて排出する。合流部２０Ｂは、ケース２０１の最下流に位置する開口を規定する。
【００３２】
加熱器３０は、第１流路部２１に配置されている。加熱器３０は、制御部４０からの指示に従って放熱により周囲を加熱するヒーターである。加熱器３０は、通電により自身が発熱する抵抗発熱体（発熱部材）を有する。加熱器３０の抵抗発熱体は、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よい。加熱器３０の発熱抵抗体は、第１流路部２１の流れ方向と直交する断面が渦巻き形状である。なお、発熱抵抗体の形状はこれに限定されるものではなく、断面が枠状や円形形状であってもよい。なお、加熱器３０は、第２流路部２２には配置されていない。
【００３３】
流路切替部２５は、制御部４０からの指示に従って、排気ガスの流通経路を第１流路部２１と第２流路部２２とのいずれかに切り替える切替弁である。流路切替部２５は、合流部２０Ｂに設けられ、第１流路部２１のうちの合流部２０Ｂに接続された下流側開口２１ｅと、第２流路部２２のうちの合流部２０Ｂに接続された下流側開口２２ｅとを選択的に塞ぐ。例えば、流路切替部２５によって、下流側開口２１ｅを塞ぐことで、第２流路部２２が流通経路となり、第１流路部２１の流通経路は遮断される。
【００３４】
流路切替部２５は、例えば以下の方式１〜３のいずれかを用いてもよい。
＜方式１＞
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方式。
＜方式２＞
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方式。
＜方式３＞
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方式。
【００３５】
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挙げられる。なお、流路は選択的、すなわち、排他的に切り替えられなくてもよい場合がある。よって、流路切替部２５として流路を選択的に切り替えない方式を採用してもよい。例えば、流路切替部２５を第１流路部２１と第２流路部２２のそれぞれに設けてもよい。この場合、流路切替部２５は、弁体の開度を変更することで第１流路部２１や第２流路部２２の流路断面を調整できる構成であってもよい。
【００３６】
液体供給部１８は、制御部４０からの指示に従って、図示しない尿素水タンクに貯留されている尿素水を第１流路部２１内に供給する。尿素水は、尿素と純水とを成分として含む。液体供給部１８は、先端の噴射孔（供給孔）が第１流路部２１内に位置するように、ケース２０１に挿通されている。液体供給部１８は、尿素水を霧化状態で第１流路部２１内に供給する。液体供給部１８は、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で高圧での尿素水の噴射または噴射停止を実現する。液体供給部１８は、第１流路部２１の流路のうちで加熱器３０よりも下流側に配置されている。詳細には、尿素水が供給される地点である液体供給部１８の噴射孔が、第１流路部２１のうちで加熱器３０よりも下流側に位置する。
【００３７】
温度センサ１９は、第１流路部２１内の温度を検出する。温度センサ１９の検出信号は、制御部４０に送信される。本実施形態では、温度センサ１９は、第１流路部２１内のうち加熱器３０よりも下流側の温度を検出する。なお、温度センサ１９の配置位置は、これに限定されるものではなく、第１流路部２１内であればよい。ここで、温度センサ１９は、尿素水が供給される地点の排気ガス温度を精度良く検出するために、液体供給部１８が位置する近傍（例えば、加熱器３０に対して同じ側）に位置することが好ましい。
【００３８】
図４は、制御部４０が実行する処理フローを示す図である。図５は、加熱装置２０およびＳＣＲ装置１４を模式的に示す図である。制御部４０が実行する処理フローは、例えば、イグニッションスイッチがＯＮになり、エンジンが始動したことを起点に開始される。また、制御部４０が実行する処理フローは、例えば、イグニッションスイッチがＯＦＦになり、エンジンが停止することで終了する。
【００３９】
まず、制御部４０は、図５に示すように、流路切替部２５によって排気ガスの流通経路を第２流路部２２に切り替える（ステップＳ１０）。つまり、制御部４０は、流路切替部２５によって第１流路部２１を遮断する。なお、イグニッションスイッチがＯＮになった時点で、既に流通経路が第２流路部２２である場合は、ステップＳ１０は省略できる。
【００４０】
次に、制御部４０は、加熱器３０に電流を供給することで加熱器３０を動作させる（ステップＳ１２）。加熱器３０が動作することで、第１流路部２１内が昇温する。なお、加熱器３０は、流通経路が第１流路部２１と第２流路部２２のいずれかの場合であっても、イグニッションスイッチがＯＮのときに常に動作していてもよいし、流通経路が第２流路部２２のときにのみ動作していてもよい。
【００４１】
ステップＳ１２の次に、制御部４０は、定期的に送信される温度センサ１９の検出信号が表す温度が、予め定めた第１の温度以上であるか否か判定する（ステップＳ１４）。予め定めた第１の温度は、尿素水を加水分解してアンモニアを効率良く生成できる温度であればよく、本実施形態では１８０度に設定されている。なお、他の実施形態では、予め定めた第１の温度は、１８０度よりも高くてもよいし低くてもよい。例えば、予め定めた第１の温度は、１３０度〜２２０度のいずれかの範囲に設定してもよい。ステップＳ１４において、温度センサ１９を用いて検出した温度が予め定めた第１の温度よりも低い場合は（ステップＳ１４：Ｎｏ）、制御部４０はステップＳ１４の判定を繰り返し実行する。一方で、ステップＳ１４において、温度センサ１９によって検出した温度が予め定めた第１の温度以上の場合は（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、制御部４０は液体供給部１８によって尿素水を第１流路部２１内に供給する（ステップＳ１６）。第１流路部２１内に供給された尿素水は、排気ガス中に晒されて加熱される。これにより、尿素水は加水分解によってアンモニアガスとなる。液体供給部１８を用いた尿素水の第１流路部２１内への供給は、後述するステップＳ２０において温度センサ１９を用いて検出した温度が予め定めた第２の温度未満となるまで、断続的（例えば、一定時間ごとに１回の噴霧）、又は、連続的に行われる。以上のように、制御部４０は、流路切替部２５によって流通経路を第２流路部に切り替えた状態で、加熱器３０によって第１流路部２１内を昇温させた後に、液体供給部１８内によって尿素水を第１流路部２１内に供給させる。
【００４２】
次に、制御部４０は、流路切替部２５によって流通経路を第１流路部２１に切り替える（ステップＳ１８）。これにより、第１流路部２１内のアンモニアガスが下流側に設けられたＳＣＲ装置１４に供給されて、供給されたアンモニアガスと、ＳＣＲ装置１４が備えるＮＯｘ還元触媒とによって、排気ガス中のＮＯｘ成分が窒素（Ｎ２）および水（Ｈ２Ｏ）に変換される。次に、制御部４０は、定期的に送信される温度センサ１９の検出信号が表す温度が、予め定めた第２の温度未満であるか否か判定する（ステップＳ２０）。予め定めた第２の温度は、尿素水の加水分解が生じくい程度の温度であり、第１の温度以下に設定される。例えば、第２の温度は、１２０度〜１８０度のいずれかの範囲に設定してもよい。ステップＳ２０において、温度センサ１９によって検出した温度が予め定めた第２の温度未満である場合は（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、制御部４０は液体供給部１８を用いた尿素水の第１流路部２１内への供給を停止する（ステップＳ２２）。そして、制御部４０は、ステップＳ１０を実行する。なお、ステップＳ２０を経たのちにおけるステップＳ０以降のフローでは、加熱器３０は既に動作しているので、ステップＳ１２は省略できる。ステップＳ２０において、温度センサ１９を用いて検出した温度が予め定めた第２の温度未満でない場合は（ステップＳ２０：Ｎｏ）、制御部４０は、ステップＳ２０の判定を繰り返し実行する。
【００４３】
上記実施形態によれば、流路切替部２５によって排気ガスの流通経路を第２流路部２２とすることで、第１流路部２１内の排気ガスが下流側へと流れにくくできる。つまり、第１流路部２１内の排気ガスを滞留させることができる。これにより、加熱器３０によって第１流路部２１内を効率良く加熱して昇温させることができるので、排気流路１１を流れる排気ガスの温度が低い時でも、第１流路部２１内に供給される尿素水を効率良く加熱して加水分解できる。つまり、排気ガスを昇温させるためのポスト噴射を行うことなく、尿素水を加水分解できる温度まで第１流路部２１内を昇温できるので、車両５００の燃費が悪化する可能性を低減できる。また、尿素水が加水分解されることでアンモニアガスが生成されるので、下流側に設けたＳＣＲ１４にアンモニアガスを供給して、排気ガス中のＮＯｘ成分を窒素と水に変換できる。
【００４４】
また、上記実施形態によれば、液体供給部１８は、第１流路部２１の流路のうちで加熱器３０よりも下流側に配置されている（図２）。これにより、液体供給部１８によって供給された尿素水が加熱器３０に付着する可能性を低減できる。よって、加熱器３０に尿素水が付着することに起因した種々の不具合の発生を低減できる。種々の不具合としては、例えば、加熱器３０に尿素水が付着することで、加熱器３０が損傷（例えば、腐食）したり、加熱器３０の温度が低下したりする不具合が挙げられる。
【００４５】
Ｂ．切替弁の配置位置についての他の実施形態：
図６は、流路切替部２５の配置位置についての他の実施形態を説明するための図である。上記実施形態では、流路切替部２５は、合流部２０Ｂに配置されていたが、流通経路を第１流路部２１と第２流路部２２とのいずれかに切り替え可能であれば上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図６に示すように、加熱装置２０ａは、流路切替部２５を分岐部２０Ａと合流部２０Ｂの両方に設けてもよい。２つの流路切替部２５によって流通経路を第２流路部２２とする場合には、図６に示すように２つの流路切替部２５のそれぞれによって第１流路部２１を遮断すればよい。こうすることで、第１流路部２１内の加熱器３０が配置された領域を閉空間にできるので、閉空間内の排気ガスをさらに効率よく加熱器３０によって加熱して昇温させることができる。なお、流路切替部２５は、分岐部２０Ａにのみ設けてもよいし、第１流路部２１内や第２流路部２２内に設けてもよい。このようにしても、上記実施形態と同様に、流路切替部２５によって排気ガスの流通経路を第２流路部２２とすることで、第１流路部２１内の排気ガスを下流側へと流れにくくできる。これにより、加熱器３０によって第１流路部２１内を効率良く加熱して昇温させることができる。
【００４６】
Ｃ：第１流路部と第２流路部との他の実施形態：
図７は、第１流路部２１ａと第２流路部２２ａについての他の実施形態を説明するための図である。上記実施形態では、第１流路部２１と第２流路部２２とはケース２０１によって形成されて、互いに隣接していたが、第１流路部２１と第２流路部２２とが互いに異なる流路を形成すれば上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図７に示すように、加熱装置２０ｂの第１流路部２１ａと第２流路部２２ａとは、離間する２つの配管によって形成されていてもよい。加熱装置２０ｂにおいて、流路切替部２５は合流部２０Ｂに設けられている。このようにしても、上記実施形態と同様に、流路切替部２５によって排気ガスの流通経路を第２流路部２２ａとすることで、第１流路部２１ａ内の排気ガスを下流側へと流れにくくできる。これにより、加熱器３０によって第１流路部２１ａ内を効率良く加熱して昇温させることができる。
【００４７】
図８は、図７に示す加熱装置２０ｂの変形例である。図８に示すように、加熱装置２０ｃは、流路切替部２５を分岐部２０Ａと合流部２０Ｂの両方に設けてもいてもよい。２つの流路切替部２５によって流通経路を第２流路部２２ａとする場合には、図８に示すように２つの流路切替部２５のそれぞれによって第１流路部２１ａを遮断すればよい。こうすることで、第１流路部２１ａ内の加熱器３０が配置された領域を閉空間にできるので、閉空間内の排気ガスをさらに効率よく加熱器３０によって加熱して昇温させることができる。また、流路切替部２５は、分岐部２０Ａにのみに設けてもよいし、第１流路部２１ａ内や第２流路部２２ａ内に設けてもよい。このようにしても、上記実施形態と同様に、流路切替部２５によって排気ガスの流通経路を第２流路部２２ａとすることで、第１流路部２１ａ内の排気ガスを下流側へと流れにくくできる。これにより、加熱器３０によって第１流路部２１ａ内を効率良く加熱して昇温させることができる。
【００４８】
Ｄ．液体供給部の配置位置についての他の実施形態：
図９は、液体供給部１８の配置位置についての他の実施形態を説明するための図である。上記実施形態では、液体供給部１８は第１流路部２１の流路のうちで加熱器３０よりも下流側に配置されていたが（図５）、第１流路部２１の流路であれば任意の位置に配置してもよい。例えば、図９に示すように、加熱装置２０ｄの液体供給部１８（詳細には、噴射孔の位置）は、第１流路部２１の流路のうちで加熱器３０よりも上流側に配置してもよい。図９に示す例では、温度センサ１９も液体供給部１８と同じように加熱器３０よりも上流側に配置されている。また例えば、液体供給部１８（詳細には、噴射孔の位置）は、第１流路部２１の流路のうちで加熱器３０が位置する範囲に位置してもよい。
【００４９】
ここで、流路切替部２５が１つのみであり、加熱器３０よりも上流側（例えば、分岐部２０Ａ）に設けられている場合において、液体供給部１８（詳細には、噴射孔の位置）は、排気ガスの流れ方向において加熱器３０と流路切替部２５との間に配置されていることが好ましい。流路切替部２５が、第１流路部２１のうちで加熱器３０よりも上流側部分に位置する場合、加熱器３０の下流側部分よりも上流側部分の方が、排気ガスが滞留しやすくなる。よって、この排気ガスが滞留しやすい上流側部分は、加熱器３０からの熱によって下流側部分よりも昇温しやすいので、この昇温しやすい上流側部分に尿素水が供給されることで尿素水を効率良く加水分解できる。
【００５０】
Ｅ．変形例：
なお、この発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
【００５１】
Ｅ−１．第１変形例：
上記実施形態では、液体供給部から供給される液体は、尿素水であったが気化または分解によってアンモニアガスを生成する成分を有していればこれに限定されるものではない。例えば、液体供給部から供給される液体は、アンモニア水であってもよい。アンモニア水が気化することでアンモニアガスが生成される。
【００５２】
Ｅ−２．第２変形例：
上記実施形態では、加熱装置２０は尿素水を加水分解するために加熱器３０によって第１流路部２１内の排気ガスを昇温させることで尿素水を加熱していたが、加熱装置２０は排気流路を流通する排気ガス中に供給される他の液体を加熱するために用いてもよい。例えば、燃料噴射装置１７（図１）によって排気流路１１内に供給される液体としての燃料を加熱するために用いてもよい。この場合、燃料噴射装置１７が位置する部分に加熱装置２０を配置し、燃料噴射装置１７を第１流路部２１に配置すればよい。
【００５３】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、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、実施例、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。
【符号の説明】
【００５４】
１０…排気浄化システム
１１…排気流路
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
１４…、選択還元触媒装置
１７…燃料噴射装置
１８…液体供給部
１９…温度センサ
２０，２０ａ〜２０ｄ…加熱装置
２０Ａ…分岐部
２０Ｂ…合流部
２１，２１ａ…第１流路部
２１ｅ…下流側開口
２２，２２ａ…第２流路部
２２ｅ…下流側開口
２５…流路切替部
３０…加熱器
４０…制御部
６０…加熱制御装置
１９２…温度センサ
２０１…ケース
５００…車両
５１０…エンジン
５２０…車輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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