(57)【要約】【課題】エンジンの停止時に、改質経路内に残留する水蒸気の凝縮を防止することができるエンジンシステムを提供する。【解決手段】エンジンシステム１は、アンモニアエンジン２と、アンモニアガスを水素に分解する改質触媒１３ｂを有し、アンモニアガスを改質して水素を含有した改質ガスを生成する改質器１３と、制御ユニット３２とを備え、制御ユニット３２は、イグニッションスイッチ３０によりアンモニアエンジン２の停止が指示された後、改質インジェクタ１６を閉じるように制御すると共に、改質スロットルバルブ１５を開くように制御するパージ制御部３６と、イグニッションスイッチ３０によりアンモニアエンジン２の停止が指示された後、メインインジェクタ５及びメインスロットルバルブ６を閉じるように制御するエンジン停止制御部３７とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンに供給される空気が流れる吸気通路と、
前記エンジンに向けて燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記吸気通路に配設され、前記エンジンに供給される空気の流量を制御する第１スロットルバルブと、
燃料を水素に分解する触媒を有し、燃料を改質して水素を含有した改質ガスを生成する改質部と、
前記改質部に供給される空気が流れる空気流路と、
前記改質部に燃料を供給する燃料供給用バルブと、
前記空気流路に配設され、前記改質部に供給される空気の流量を制御する第２スロットルバルブと、
前記改質部により生成された改質ガスが前記エンジンに向けて流れる改質ガス流路と、
前記エンジンの停止を指示する停止指示部と、
前記燃料噴射弁、前記第１スロットルバルブ、前記燃料供給用バルブ及び前記第２スロットルバルブを制御する制御ユニットとを備え、
前記制御ユニットは、
前記停止指示部により前記エンジンの停止が指示された後、前記燃料供給用バルブ及び前記第２スロットルバルブの一方を閉じるように制御すると共に、前記燃料供給用バルブ及び前記第２スロットルバルブの他方を開くように制御する第１制御部と、
前記停止指示部により前記エンジンの停止が指示された後、前記燃料噴射弁を閉じるように制御する第２制御部とを有するエンジンシステム。
【請求項２】
前記第２制御部は、前記第１制御部による制御処理が実行された後、前記燃料噴射弁及び前記第１スロットルバルブを閉じるように制御すると共に、前記燃料供給用バルブ及び前記第２スロットルバルブの他方を閉じるように制御する請求項１記載のエンジンシステム。
【請求項３】
前記改質部の温度を検出する温度検出部を更に備え、
前記制御ユニットは、前記停止指示部により前記エンジンの停止が指示されると、前記第１制御部及び前記第２制御部による制御処理が実行される前に、前記改質部への燃料及び空気の供給量を減少させるように前記燃料供給用バルブ及び前記第２スロットルバルブを制御する第３制御部を有し、
前記第１制御部は、前記第３制御部による制御処理が実行された後、前記温度検出部により検出された前記改質部の温度が規定温度以下になると、前記燃料供給用バルブを閉じるように制御すると共に、前記第２スロットルバルブを開くように制御し、
前記第２制御部は、前記第１制御部による制御処理が実行された後、前記燃料噴射弁及び前記第１スロットルバルブを閉じるように制御すると共に、前記第２スロットルバルブを閉じるように制御する請求項２記載のエンジンシステム。
【請求項４】
前記第２制御部は、前記第１制御部による制御処理が実行されてから規定時間が経過した後に、前記燃料噴射弁及び前記第１スロットルバルブを閉じるように制御すると共に、前記第２スロットルバルブを閉じるように制御する請求項３記載のエンジンシステム。
【請求項５】
前記第２制御部は、前記停止指示部により前記エンジンの停止が指示された後、前記燃料噴射弁及び前記燃料供給用バルブを閉じるように制御し、
前記第１制御部は、前記第２制御部による制御処理が実行された後、前記燃料供給用バルブを閉じるように制御すると共に、前記第１スロットルバルブ及び前記第２スロットルバルブを開くように制御する請求項１記載のエンジンシステム。
【請求項６】
前記エンジンを始動させるモータを更に備え、
前記第１制御部は、前記第２制御部による制御処理が実行された後、前記第１スロットルバルブ及び前記第２スロットルバルブを開くように制御すると共に、前記エンジンを規定回転数だけクランキングさせるように前記モータを制御する請求項５記載のエンジンシステム。
【請求項７】
前記改質部の温度を検出する温度検出部を更に備え、
前記制御ユニットは、前記停止指示部により前記エンジンの停止が指示されると、前記第２制御部及び前記第１制御部による制御処理が実行される前に、前記改質部への燃料及び空気の供給量を減少させるように前記燃料供給用バルブ及び前記第２スロットルバルブを制御する第３制御部を有し、
前記第２制御部は、前記第３制御部による制御処理が実行された後、前記温度検出部により検出された前記改質部の温度が規定温度以下になると、前記燃料噴射弁及び前記燃料供給用バルブを閉じるように制御する請求項６記載のエンジンシステム。
【請求項８】
前記第１制御部は、前記停止指示部により前記エンジンの停止が指示された後、前記第１スロットルバルブ及び前記第２スロットルバルブを閉じるように制御すると共に、前記燃料供給用バルブを開くように制御し、
前記第２制御部は、前記第１制御部による制御処理が実行された後、前記燃料噴射弁及び前記燃料供給用バルブを閉じるように制御する請求項１記載のエンジンシステム。
【請求項９】
前記改質ガス流路を開閉するストップバルブを更に備え、
前記第２制御部は、前記燃料噴射弁及び前記燃料供給用バルブを閉じるように制御した後、前記ストップバルブを閉じるように制御すると共に、前記第１スロットルバルブを開くように制御する請求項８記載のエンジンシステム。
【請求項１０】
前記改質部の温度を検出する温度検出部を更に備え、
前記制御ユニットは、前記停止指示部により前記エンジンの停止が指示されると、前記第１制御部及び前記第２制御部による制御処理が実行される前に、前記改質部への燃料及び空気の供給量を減少させるように前記燃料供給用バルブ及び前記第２スロットルバルブを制御する第３制御部を有し、
前記第１制御部は、前記第３制御部による制御処理が実行された後、前記温度検出部により検出された前記改質部の温度が規定温度以下になると、前記第１スロットルバルブ及び前記第２スロットルバルブを閉じるように制御すると共に、前記燃料供給用バルブを開くように制御する請求項８または９記載のエンジンシステム。
【請求項１１】
前記エンジンは、前記燃料としてアンモニアを用いるアンモニアエンジンである請求項１〜１０の何れか一項記載のエンジンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエンジンシステムとしては、例えば特許文献１に記載されている技術が知られている。特許文献１に記載のエンジンシステムは、機関本体と、この機関本体の燃焼室に接続された機関吸気通路及び機関排気通路と、機関吸気通路の内部に配置されたスロットル弁と、機関吸気通路に向かって気体のアンモニアを噴射するアンモニア噴射弁と、気体のアンモニアを触媒により分解して水素を生成する分解器と、この分解器に気体のアンモニアを供給するアンモニア供給管と、機関吸気通路と接続され、分解器に空気を供給する空気供給管と、機関吸気通路と接続され、分解器で生成された水素を含む気体が流出する流出管とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特再公表２０１２−０９０７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術においては、以下の問題点が存在する。即ち、分解器（改質部）において気体のアンモニアを改質する際には、アンモニアの一部を燃焼させ、その燃焼熱を利用して残りのアンモニアを乖離させて、水素を含む改質ガスを取り出している。このとき、改質ガスは水蒸気を含むことがある。改質経路内に水蒸気が残留していると、エンジンの停止時に水蒸気が冷やされて凝縮してしまう。改質経路内に残留する水蒸気が凝縮すると、改質部の触媒が水没して触媒の機能が低下したり、氷点下条件において水分の氷結により改質ガスの経路が閉塞するおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、エンジンの停止時に、改質経路内に残留する水蒸気の凝縮を防止することができるエンジンシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係るエンジンシステムは、エンジンと、エンジンに供給される空気が流れる吸気通路と、エンジンに向けて燃料を噴射する燃料噴射弁と、吸気通路に配設され、エンジンに供給される空気の流量を制御する第１スロットルバルブと、燃料を水素に分解する触媒を有し、燃料を改質して水素を含有した改質ガスを生成する改質部と、改質部に供給される空気が流れる空気流路と、改質部に燃料を供給する燃料供給用バルブと、空気流路に配設され、改質部に供給される空気の流量を制御する第２スロットルバルブと、改質部により生成された改質ガスがエンジンに向けて流れる改質ガス流路と、エンジンの停止を指示する停止指示部と、燃料噴射弁、第１スロットルバルブ、燃料供給用バルブ及び第２スロットルバルブを制御する制御ユニットとを備え、制御ユニットは、停止指示部によりエンジンの停止が指示された後、燃料供給用バルブ及び第２スロットルバルブの一方を閉じるように制御すると共に、燃料供給用バルブ及び第２スロットルバルブの他方を開くように制御する第１制御部と、停止指示部によりエンジンの停止が指示された後、燃料噴射弁を閉じるように制御する第２制御部とを有する。
【０００７】
このようなエンジンシステムにおいては、エンジンの停止が指示された後、燃料供給用バルブ及び第２スロットルバルブの一方を閉じるように制御すると共に、燃料供給用バルブ及び第２スロットルバルブの他方を開くように制御することにより、改質部及び改質ガス流路である改質経路の内部にほぼ空気のみ或いはほぼ燃料のみが流れる状態となるため、空気または燃料により改質経路内がパージされる。また、エンジンの停止が指示された後、燃料噴射弁を閉じるように制御することにより、エンジンへの燃料の供給が停止し、エンジンが停止するようになる。このようにエンジンの停止時には、改質経路内がパージされるため、改質経路内に水蒸気が存在しない状態となる。これにより、改質経路内に残留する水蒸気の凝縮が防止される。
【０００８】
第２制御部は、第１制御部による制御処理が実行された後、燃料噴射弁及び第１スロットルバルブを閉じるように制御すると共に、燃料供給用バルブ及び第２スロットルバルブの他方を閉じるように制御してもよい。
【０００９】
このような構成では、エンジンの停止が指示された後、改質部への燃料または空気の供給が停止するため、空気または燃料により改質経路内がパージされる。その後、エンジンへの燃料及び空気の供給が停止すると共に、改質部への空気または燃料の供給が停止するため、エンジンが停止するようになる。このように改質経路内がパージされた後にエンジンが停止するため、車両の運転者が違和感を感じることなく、改質経路内に残留する水蒸気の凝縮が防止される。
【００１０】
エンジンシステムは、改質部の温度を検出する温度検出部を更に備え、制御ユニットは、停止指示部によりエンジンの停止が指示されると、第１制御部及び第２制御部による制御処理が実行される前に、改質部への燃料及び空気の供給量を減少させるように燃料供給用バルブ及び第２スロットルバルブを制御する第３制御部を有し、第１制御部は、第３制御部による制御処理が実行された後、温度検出部により検出された改質部の温度が規定温度以下になると、燃料供給用バルブを閉じるように制御すると共に、第２スロットルバルブを開くように制御し、第２制御部は、第１制御部による制御処理が実行された後、燃料噴射弁及び第１スロットルバルブを閉じるように制御すると共に、第２スロットルバルブを閉じるように制御してもよい。
【００１１】
このような構成では、改質経路内にほぼ空気のみを流して改質経路内をパージするため、改質部をすり抜ける燃料の量が低減される。また、改質経路内のパージを行う前に、改質部への燃料及び空気の供給量を減少させることにより、改質部の触媒の温度が低下するため、触媒の酸化劣化を防止することができる。
【００１２】
第２制御部は、第１制御部による制御処理が実行されてから規定時間が経過した後に、燃料噴射弁及び第１スロットルバルブを閉じるように制御すると共に、第２スロットルバルブを閉じるように制御してもよい。
【００１３】
このような構成では、改質経路内のガスが空気（新気）に入れ換えられた状態で、エンジンを停止させることができる。
【００１４】
第２制御部は、停止指示部によりエンジンの停止が指示された後、燃料噴射弁及び燃料供給用バルブを閉じるように制御し、第１制御部は、第２制御部による制御処理が実行された後、燃料供給用バルブを閉じるように制御すると共に、第１スロットルバルブ及び第２スロットルバルブを開くように制御してもよい。
【００１５】
このような構成では、エンジンの停止が指示された後、エンジンへの燃料の供給が停止するため、エンジンが惰性で数回転してから停止するようになる。このとき、エンジン及び改質部に空気が供給されるので、空気（新気）により改質経路内がパージされる。この場合には、エンジンの停止時のエンジン回転が安定化しつつ、改質経路内に残留する水蒸気の凝縮が防止される。
【００１６】
エンジンシステムは、エンジンを始動させるモータを更に備え、第１制御部は、第２制御部による制御処理が実行された後、第１スロットルバルブ及び第２スロットルバルブを開くように制御すると共に、エンジンを規定回転数だけクランキングさせるようにモータを制御してもよい。
【００１７】
このような構成では、エンジン及び改質部に空気が供給されると共に、エンジンが規定回転数だけクランキングするので、空気による改質経路内のパージが安定して行われる。
【００１８】
エンジンシステムは、改質部の温度を検出する温度検出部を更に備え、制御ユニットは、停止指示部によりエンジンの停止が指示されると、第２制御部及び第１制御部による制御処理が実行される前に、改質部への燃料及び空気の供給量を減少させるように燃料供給用バルブ及び第２スロットルバルブを制御する第３制御部を有し、第２制御部は、第３制御部による制御処理が実行された後、温度検出部により検出された改質部の温度が規定温度以下になると、燃料噴射弁及び燃料供給用バルブを閉じるように制御してもよい。
【００１９】
このような構成では、改質経路内のパージを行う前に、改質部への燃料及び空気の供給量を減少させることにより、改質部の触媒の温度が低下するため、触媒の酸化劣化を防止することができる。
【００２０】
第１制御部は、停止指示部によりエンジンの停止が指示された後、第１スロットルバルブ及び第２スロットルバルブを閉じるように制御すると共に、燃料供給用バルブを開くように制御し、第２制御部は、第１制御部による制御処理が実行された後、燃料噴射弁及び燃料供給用バルブを閉じるように制御してもよい。
【００２１】
このような構成では、エンジンの停止が指示された後、エンジン及び改質部への空気の供給が停止するため、燃料により改質経路内がパージされる。その後、エンジン及び改質部への燃料の供給が停止するため、エンジンが停止するようになる。このように改質経路内がパージされた後にエンジンが停止するため、車両の運転者が違和感を感じることなく、改質経路内に残留する水蒸気の凝縮が防止される。
【００２２】
エンジンシステムは、改質ガス流路を開閉するストップバルブを更に備え、第２制御部は、燃料噴射弁及び燃料供給用バルブを閉じるように制御した後、ストップバルブを閉じるように制御すると共に、第１スロットルバルブを開くように制御してもよい。
【００２３】
このような構成では、燃料による改質経路内のパージが完了した後、エンジンに空気が供給される。このため、エンジンの停止時の余回転によって、ストップバルブとエンジンとの間に存在する燃料が空気によりパージされる。これにより、燃料に起因した吸気通路及び改質ガス流路の異臭等を防ぐことができる。
【００２４】
エンジンシステムは、改質部の温度を検出する温度検出部を更に備え、制御ユニットは、停止指示部によりエンジンの停止が指示されると、第１制御部及び第２制御部による制御処理が実行される前に、改質部への燃料及び空気の供給量を減少させるように燃料供給用バルブ及び第２スロットルバルブを制御する第３制御部を有し、第１制御部は、第３制御部による制御処理が実行された後、温度検出部により検出された改質部の温度が規定温度以下になると、第１スロットルバルブ及び第２スロットルバルブを閉じるように制御すると共に、燃料供給用バルブを開くように制御してもよい。
【００２５】
このような構成では、改質経路内のパージを行う前に、改質部への燃料及び空気の供給量を減少させることにより、改質部の触媒の温度が低下するため、触媒の酸化劣化を防止することができる。
【００２６】
エンジンは、燃料としてアンモニアを用いるアンモニアエンジンであってもよい。エンジンにおいてアンモニアに水素が混合されると、アンモニアが燃焼しやすくなる。そこで、本発明のエンジンシステムをアンモニアエンジンに適用することが効果的である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、エンジンの停止時に、改質経路内に残留する水蒸気の凝縮を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンジンシステムを示す概略構成図である。
【図２】図１に示されたエンジンシステムの制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示された始動制御処理部により実行される始動制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。
【図４】図２に示された停止制御処理部により実行される停止制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係るエンジンシステムの制御系の構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示された停止制御処理部により実行される停止制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第３実施形態に係るエンジンシステムを示す概略構成図である。
【図８】図７に示されたエンジンシステムの制御系の構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示された停止制御処理部により実行される停止制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３０】
図１は、本発明の第１実施形態に係るエンジンシステムを示す概略構成図である。図１において、本実施形態のエンジンシステム１は、車両に搭載されている。エンジンシステム１は、アンモニアエンジン２と、吸気通路３と、排気通路４と、複数（ここでは４つ）のメインインジェクタ５と、メインスロットルバルブ６とを備えている。
【００３１】
アンモニアエンジン２は、アンモニア（ＮＨ３）を燃料として使用するエンジンである。アンモニアエンジン２は、例えば４気筒エンジンであり、４つの燃焼室２ａを有している。燃焼室２ａには、アンモニアと共に水素（Ｈ２）が供給される。これにより、燃焼室２ａにおいてアンモニアに水素が混合されるため、アンモニアが燃焼しやすくなる。
【００３２】
吸気通路３は、燃焼室２ａに接続されている。吸気通路３は、燃焼室２ａに供給される空気が流れる通路である。吸気通路３には、空気に含まれる塵及び埃等の異物を除去するエアクリーナ７が配設されている。
【００３３】
排気通路４は、燃焼室２ａに接続されている。排気通路４は、燃焼室２ａから発生した排気ガスが流れる通路である。排気通路４には、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）及びアンモニア等の有害物質を除去する排気浄化触媒８が配設されている。排気浄化触媒８としては、例えば三元触媒やＳＣＲ（SelectiveCatalytic Reduction）触媒等が用いられる（後述）。
【００３４】
メインインジェクタ５は、燃焼室２ａに向けてアンモニアガス（ＮＨ３ガス）を噴射する電磁式の燃料噴射弁である。メインインジェクタ５は、後述する気化器１２とアンモニアガス流路９を介して接続されている。アンモニアガス流路９は、アンモニアガスが流れる流路である。メインインジェクタ５は、アンモニアエンジン２に取り付けられている。
【００３５】
メインスロットルバルブ６は、吸気通路３におけるエアクリーナ７とアンモニアエンジン２との間に配設されている。メインスロットルバルブ６は、アンモニアエンジン２に供給される空気の流量を制御する第１スロットルバルブである。メインスロットルバルブ６としては、電磁式の流量制御弁が用いられる。
【００３６】
また、エンジンシステム１は、アンモニアタンク１１と、気化器１２と、改質器１３と、空気流路１４と、改質スロットルバルブ１５と、改質インジェクタ１６と、電気ヒータ１７と、改質ガス流路１８と、改質ガスクーラ１９とを備えている。
【００３７】
アンモニアタンク１１は、アンモニアを液体状態で貯蔵する。つまり、アンモニアタンク１１は、液体アンモニアを貯蔵する。気化器１２は、アンモニアタンク１１に貯蔵された液体アンモニアを気化させてアンモニアガスを生成する。
【００３８】
改質器１３は、アンモニアガスを改質して、水素を含有した改質ガスを生成する改質部である。改質器１３は、例えばハニカム構造を呈する担体１３ａを有している。担体１３ａには、アンモニアガスを水素に分解する改質触媒１３ｂが塗布されている。改質触媒１３ｂは、アンモニアガスを水素に分解する機能に加え、アンモニアガスを燃焼させる機能も有している。改質触媒１３ｂは、ＡＴＲ（Autothermal Reformer）式アンモニア改質触媒である。なお、改質触媒１３ｂとして低温反応触媒を採用してもよい。
【００３９】
空気流路１４は、吸気通路３と改質器１３とを接続している。具体的には、空気流路１４の一端は、吸気通路３におけるエアクリーナ７とメインスロットルバルブ６との間の部分に分岐接続されている。空気流路１４の他端は、改質器１３に接続されている。空気流路１４は、改質器１３に供給される空気が流れる流路である。
【００４０】
改質スロットルバルブ１５は、空気流路１４に配設されている。改質スロットルバルブ１５は、改質器１３に供給される空気の流量を制御する第２スロットルバルブである。改質スロットルバルブ１５としては、電磁式の流量制御弁が用いられる。
【００４１】
改質インジェクタ１６は、気化器１２とアンモニアガス流路２１を介して接続されている。アンモニアガス流路２１は、気化器１２により生成されたアンモニアガスが流れる流路である。改質インジェクタ１６は、改質器１３に向けてアンモニアガスを噴射する電磁式の燃料噴射弁である。具体的は、改質インジェクタ１６は、空気流路１４における改質スロットルバルブ１５と改質器１３との間にアンモニアガスを噴射する。従って、空気流路１４における改質スロットルバルブ１５と改質器１３との間の部分には、空気及びアンモニアガスが流れることとなる。つまり、改質インジェクタ１６は、改質器１３に燃料であるアンモニアガスを供給する燃料供給用バルブである。
【００４２】
アンモニアガス流路２１には、減圧弁２３が配設されている。減圧弁２３は、アンモニアエンジン２及び改質器１３に供給されるアンモニアガスを減圧する。減圧弁２３は、アンモニアエンジン２及び改質器１３に供給されるアンモニアガスの圧力を所定圧に保持する。
【００４３】
電気ヒータ１７は、改質器１３に供給されるアンモニアガスを加熱することにより、改質器１３をアンモニアガスを通して昇温させるヒータ部である。電気ヒータ１７は、空気流路１４に配設された発熱体２４と、この発熱体２４を通電する電源２５とを有している。発熱体２４は、例えばハニカム構造を呈している。電気ヒータ１７により加熱されたアンモニアガスの熱が改質器１３に伝達されることで、改質器１３が昇温する。
【００４４】
改質ガス流路１８は、改質器１３と吸気通路３とを接続している。具体的には、改質ガス流路１８の一端は、改質器１３に接続されている。改質ガス流路１８の他端は、吸気通路３におけるメインスロットルバルブ６とアンモニアエンジン２との間の部分に分岐接続されている。改質ガス流路１８は、改質器１３により生成された改質ガスがアンモニアエンジン２に向けて流れる流路である。なお、改質器１３及び改質ガス流路１８は、改質経路２６を構成している。
【００４５】
改質ガスクーラ１９は、改質ガス流路１８に配設されている。改質ガスクーラ１９は、アンモニアエンジン２に供給される改質ガスを冷却する。改質ガスクーラ１９を備えることにより、メインスロットルバルブ６等の吸気系部品が熱により損傷することが防止されると共に、改質ガスの体積膨張が抑制されるため、空気がアンモニアエンジン２の燃焼室２ａに十分に吸入されやすくなる。
【００４６】
また、エンジンシステム１は、温度センサ２８と、回転数センサ２９と、イグニッションスイッチ３０（ＩＧスイッチ）と、スタータモータ３１と、制御ユニット３２とを備えている。
【００４７】
温度センサ２８は、改質器１３の温度を検出する温度検出部である。温度センサ２８は、例えば改質器１３の改質触媒１３ｂの上流側端部の温度を検出する。回転数センサ２９は、アンモニアエンジン２の回転数を検出する回転数検出部である。
【００４８】
イグニッションスイッチ３０は、車両の運転者がアンモニアエンジン２の始動及び停止を指示するための手動操作スイッチである。イグニッションスイッチ３０は、アンモニアエンジン２の停止を指示する停止指示部を構成している。スタータモータ３１は、アンモニアエンジン２を始動させるモータである。
【００４９】
制御ユニット３２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力インターフェース等により構成されている。制御ユニット３２は、イグニッションスイッチ３０の操作信号と温度センサ２８及び回転数センサ２９の検出値とに基づいて、メインインジェクタ５、メインスロットルバルブ６、改質スロットルバルブ１５、改質インジェクタ１６、電気ヒータ１７の電源２５及びスタータモータ３１を制御する。
【００５０】
制御ユニット３２は、図２に示されるように、アンモニアエンジン２の始動時の制御処理を実行する始動制御処理部３３と、アンモニアエンジン２の停止時の制御処理を実行する停止制御処理部３４とを有している。
【００５１】
図３は、始動制御処理部３３により実行される始動制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。本処理の実行前には、メインインジェクタ５、メインスロットルバルブ６、改質スロットルバルブ１５及び改質インジェクタ１６は、全閉状態となっている。
【００５２】
図３において、始動制御処理部３３は、まずイグニッションスイッチ３０の操作信号に基づいて、イグニッションスイッチ３０がＯＮ操作されたかどうかを判断する（手順Ｓ１０１）。始動制御処理部３３は、イグニッションスイッチ３０がＯＮ操作されたと判断したときは、電気ヒータ１７の発熱体２４を通電するように電源２５を制御する（手順Ｓ１０２）。これにより、発熱体２４が発熱するようになる。
【００５３】
そして、始動制御処理部３３は、改質インジェクタ１６を開くように制御する（手順Ｓ１０３）。これにより、改質インジェクタ１６からアンモニアガスが噴射し、改質器１３にアンモニアガスが供給される。このとき、発熱体２４によりアンモニアガスが加熱されるため、アンモニアガスの熱によって改質器１３が昇温する。続いて、始動制御処理部３３は、改質スロットルバルブ１５を開くように制御する（手順Ｓ１０４）。これにより、改質器１３に空気が供給される。
【００５４】
そして、始動制御処理部３３は、アンモニアエンジン２をクランキングさせるようにスタータモータ３１を制御する（手順Ｓ１０５）。これにより、アンモニアエンジン２が始動する。
【００５５】
続いて、始動制御処理部３３は、メインスロットルバルブ６を開くように制御すると共に、メインインジェクタ５を開くように制御する（手順Ｓ１０６）。これにより、アンモニアエンジン２に空気が供給されると共に、メインインジェクタ５からアンモニアガスが噴射し、アンモニアエンジン２にアンモニアガスが供給される。
【００５６】
続いて、始動制御処理部３３は、温度センサ２８の検出値に基づいて、改質器１３の温度が規定温度以上であるかどうかを判断する（手順Ｓ１０７）。規定温度は、アンモニアガスの燃焼が可能となる温度であり、例えば２００℃程度である。始動制御処理部３３は、改質器１３の温度が規定温度以上であると判断したときは、発熱体２４の通電を停止させるように電源２５を制御する（手順Ｓ１０８）。
【００５７】
なお、始動制御処理部３３により実行される制御処理手順としては、特に上記のフローには限られない。例えば、手順Ｓ１０５は、手順Ｓ１０７の後に実行されてもよい。
【００５８】
停止制御処理部３４は、図２に示されるように、触媒温度制御部３５と、パージ制御部３６と、エンジン停止制御部３７とを有している。
【００５９】
触媒温度制御部３５は、イグニッションスイッチ３０によりアンモニアエンジン２の停止が指示されたときに、改質器１３へのアンモニアガス及び空気の供給量を減少させるように改質インジェクタ１６及び改質スロットルバルブ１５を制御することにより、改質器１３の改質触媒１３ｂの温度を低下させるように制御する。
【００６０】
パージ制御部３６は、触媒温度制御部３５による制御処理が実行された後、温度センサ２８により検出された改質器１３の温度が規定温度（後述）以下になると、改質インジェクタ１６を閉じるように制御することにより、改質経路２６の内部をパージ（浄化）するように制御する。
【００６１】
エンジン停止制御部３７は、パージ制御部３６による制御処理が実行された後、メインインジェクタ５及びメインスロットルバルブ６を閉じるように制御すると共に、改質スロットルバルブ１５を閉じるように制御することにより、アンモニアエンジン２を停止させるように制御する。
【００６２】
パージ制御部３６は、イグニッションスイッチ３０によりアンモニアエンジン２の停止が指示された後、改質インジェクタ１６を閉じるように制御すると共に、改質スロットルバルブ１５を開くように制御する第１制御部を構成している。
【００６３】
エンジン停止制御部３７は、イグニッションスイッチ３０によりアンモニアエンジン２の停止が指示された後、メインインジェクタ５を閉じるように制御する第２制御部を構成している。
【００６４】
触媒温度制御部３５は、イグニッションスイッチ３０によりアンモニアエンジン２の停止が指示されると、パージ制御部３６及びエンジン停止制御部３７による制御処理が実行される前に、改質器１３へのアンモニアガス及び空気の供給量を減少させるように改質インジェクタ１６及び改質スロットルバルブ１５を制御する第３制御部を構成している。
【００６５】
図４は、停止制御処理部３４により実行される停止制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。本処理の実行前には、メインインジェクタ５、メインスロットルバルブ６、改質スロットルバルブ１５及び改質インジェクタ１６は、開いた状態となっている。
【００６６】
図４において、停止制御処理部３４は、まずイグニッションスイッチ３０の操作信号に基づいて、イグニッションスイッチ３０がＯＦＦ操作されたかどうかを判断する（手順Ｓ１１１）。
【００６７】
停止制御処理部３４は、イグニッションスイッチ３０がＯＦＦ操作されたと判断したときは、アンモニアエンジン２がアイドル状態となるようにメインインジェクタ５及びメインスロットルバルブ６の開度を制御する（手順Ｓ１１２）。具体的には、停止制御処理部３４は、アンモニアエンジン２へのアンモニアガス及び空気の供給量がアンモニアエンジン２のアイドル状態に相当する量となるようにメインインジェクタ５及びメインスロットルバルブ６の開度を制御する。
【００６８】
そして、停止制御処理部３４は、改質器１３へのアンモニアガス及び空気の供給量を減少させるように改質インジェクタ１６及び改質スロットルバルブ１５の開度を制御する（手順Ｓ１１３）。これにより、改質器１３の改質触媒１３ｂの温度が低下するようになる。このとき、改質器１３へのアンモニアガス及び空気の供給量は、アンモニアガスが空気に対してリッチ状態となるように設定される。これにより、改質器１３を還元雰囲気に保つことができる。
【００６９】
続いて、停止制御処理部３４は、改質器１３の温度が規定温度以下であるかどうかを判断する（手順Ｓ１１４）。規定温度は、改質触媒１３ｂの酸化劣化が進行しない温度であり、例えば２００℃程度である。
【００７０】
停止制御処理部３４は、改質器１３の温度が規定温度以下であると判断したときは、改質インジェクタ１６を閉じるように制御する（手順Ｓ１１５）。このとき、停止制御処理部３４は、例えば改質インジェクタ１６を全閉にする。これにより、改質インジェクタ１６からのアンモニアガスの噴射が停止するため、改質器１３にアンモニアガスが供給されなくなる。
【００７１】
続いて、停止制御処理部３４は、改質インジェクタ１６を閉じる制御を行ってから規定時間が経過したかどうかを判断する（手順Ｓ１１６）。規定時間は、例えば改質経路２６内のガスが全て空気（新気）に置換されるような時間である。規定時間は、アンモニアエンジン２のアイドル状態での回転数（アイドル回転数）、アンモニアエンジン２の排気量及び改質経路２６の容積等から算出され得る。アイドル回転数は、予め調整して定めておいてもよいし、回転数センサ２９により検出してもよい。
【００７２】
停止制御処理部３４は、規定時間が経過したと判断したときは、メインインジェクタ５、メインスロットルバルブ６及び改質スロットルバルブ１５を閉じるように制御する（手順Ｓ１１７）。このとき、停止制御処理部３４は、例えばメインインジェクタ５、メインスロットルバルブ６及び改質スロットルバルブ１５を全閉にする。これにより、アンモニアエンジン２が停止するようになる。
【００７３】
ここで、触媒温度制御部３５は、手順Ｓ１１１〜１１３を実行する。パージ制御部３６は、手順Ｓ１１４，Ｓ１１５を実行する。エンジン停止制御部３７は、手順Ｓ１１６，Ｓ１１７を実行する。
【００７４】
以上のようなエンジンシステム１において、イグニッションスイッチ３０がＯＮ操作されると、電気ヒータ１７の発熱体２４が通電され、発熱体２４が発熱する。そして、改質インジェクタ１６が開弁することで、改質インジェクタ１６からアンモニアガスが噴射し、改質器１３にアンモニアガスが供給される。このとき、発熱体２４の熱によってアンモニアガスが加熱され、暖められたアンモニアガスの熱が改質器１３に伝達されるため、改質器１３が昇温する。そして、改質スロットルバルブ１５が開弁することで、改質器１３に空気が供給される。
【００７５】
続いて、スタータモータ３１によりアンモニアエンジン２が始動する。そして、メインスロットルバルブ６及びメインインジェクタ５が開弁することで、アンモニアエンジン２の燃焼室２ａに空気が供給されると共に、メインインジェクタ５からアンモニアガスが噴射し、アンモニアエンジン２の燃焼室２ａにアンモニアガスが供給される。これにより、燃焼室２ａにおいてアンモニアガスが燃焼し始める。
【００７６】
改質器１３の温度が規定温度に達すると、発熱体２４の通電が停止するが、改質器１３の改質触媒１３ｂによってアンモニアガスが着火して燃焼し、その燃焼熱によって改質器１３が更に昇温する。具体的には、下記式のように、一部のアンモニアと空気中の酸素とが化学反応（酸化反応）することで、アンモニアの燃焼反応が起こり、燃焼熱が発生する。
ＮＨ３＋３／４Ｏ２→１／２Ｎ２＋３／２Ｈ２Ｏ＋Ｑ
【００７７】
そして、改質器１３の温度が改質可能な温度（例えば３００℃〜４００℃程度）に達すると、改質器１３の改質触媒１３ｂによってアンモニアガスの改質が開始され、水素を含有した改質ガスが生成される。具体的には、下記式のように、アンモニアの燃焼熱によってアンモニアが水素と窒素とに分解される改質反応が起こり、水素及び窒素を含む改質ガスが生成される。改質ガスは、改質ガス流路１８を流れてアンモニアエンジン２の燃焼室２ａに供給される。
ＮＨ３→３／２Ｈ２＋１／２Ｎ２−Ｑ
【００７８】
これにより、燃焼室２ａにおいてアンモニアガスが改質ガス中の水素と共に燃焼するようになる。以上により、エンジンシステム１は、改質器１３の暖気が完了した後の定常動作となる。
【００７９】
定常動作時にイグニッションスイッチ３０がＯＦＦ操作されると、まずアンモニアエンジン２がアイドル状態となり、更に改質器１３へのアンモニアガス及び空気の供給量が減少する。これにより、改質器１３の改質触媒１３ｂの温度が低下する。
【００８０】
改質器１３の温度が規定温度まで下がると、改質インジェクタ１６が閉弁することで、改質インジェクタ１６からのアンモニアガスの噴射が停止し、アンモニアガスが改質器１３に供給されなくなる。従って、改質器１３には空気のみが供給されるため、改質経路２６内が空気によりパージ（掃気）される。
【００８１】
そして、規定時間が経過すると、改質スロットルバルブ１５が閉弁することで、改質器１３への空気の供給が停止する。また、メインインジェクタ５及びメインスロットルバルブ６が閉弁することで、アンモニアエンジン２の燃焼室２ａへの空気の供給が停止すると共に、メインインジェクタ５からのアンモニアガスの噴射が停止し、アンモニアエンジン２の燃焼室２ａへのアンモニアガスの供給が停止する。これにより、アンモニアエンジン２が惰性で数回転してから停止する。
【００８２】
以上のように本実施形態にあっては、アンモニアエンジン２の停止が指示された後、改質インジェクタ１６を閉じるように制御すると共に、改質スロットルバルブ１５を開くように制御することにより、改質器１３及び改質ガス流路１８である改質経路２６の内部をほぼ空気のみが流れる状態となるため、空気により改質経路２６内がパージされる。また、アンモニアエンジン２の停止が指示された後、メインインジェクタ５を閉じるように制御することにより、アンモニアエンジン２へのアンモニアガスの供給が停止し、アンモニアエンジン２が停止するようになる。このようにアンモニアエンジン２の停止時には、改質経路２６内がパージされるため、改質経路２６内に水蒸気（Ｈ２Ｏ）が存在しない状態となる。これにより、改質経路２６内に残留する水蒸気の凝縮が防止される。
【００８３】
その結果、改質器１３の改質触媒１３ｂの水没による改質触媒１３ｂの機能低下、氷点下条件における水分の氷結による改質経路２６の閉塞、改質経路２６内でアンモニアガスが水に溶け込んで強アルカリ性のアンモニア水が生成されることによるアリカリ腐食、改質経路２６内でＮＯｘが水に溶け込んでＨＮＯ３が生成されることによる強酸腐食等の不具合を防ぐことができる。
【００８４】
さらに、アンモニアエンジン２の停止後に水分が改質触媒１３ｂに付着すると、次回のアンモニアエンジン２の始動時に、改質触媒１３ｂの反応活性低下を引き起こし、始動時間が長くなってしまう。本実施形態では、改質触媒１３ｂに水分が付着することが防止されるため、次回のアンモニアエンジン２の始動時に、改質触媒１３ｂの反応活性低下が抑えられる。従って、アンモニアエンジン２の始動時間が短縮される。
【００８５】
また、本実施形態では、アンモニアエンジン２の停止が指示された後、改質器１３へのアンモニアガスの供給が停止するため、空気により改質経路２６内がパージされる。その後、アンモニアエンジン２へのアンモニアガス及び空気の供給が停止すると共に、改質器１３への空気の供給が停止するため、アンモニアエンジン２が停止するようになる。このように改質経路２６内がパージされた後にアンモニアエンジン２が停止するため、車両の運転者が違和感を感じることなく、改質経路２６内に残留する水蒸気の凝縮が防止される。
【００８６】
また、本実施形態では、改質経路２６内にほぼ空気のみを流して改質経路２６内をパージするため、改質器１３をすり抜けるアンモニアガスの量が低減される。これにより、アンモニアガスの後処理を行う装置を小型化することが可能となる。また、改質経路２６内のパージを行う前に、改質器１３へのアンモニアガス及び空気の供給量を減少させることにより、改質器１３の改質触媒１３ｂの温度が低下するため、改質触媒１３ｂの酸化劣化を防止することができる。
【００８７】
また、本実施形態では、改質器１３へのアンモニアガスの供給を停止させてから規定時間が経過した後に、アンモニアエンジン２へのアンモニアガス及び空気の供給が停止すると共に、改質器１３への空気の供給が停止するため、改質経路２６内のガスが空気（新気）に入れ換えられた状態で、アンモニアエンジン２を停止させることができる。
【００８８】
なお、本実施形態では、停止制御処理部３４は、手順Ｓ１１５において改質インジェクタ１６を全閉状態にするように制御しているが、改質インジェクタ１６の開度としては、特に全閉には限られない。停止制御処理部３４は、例えば改質経路２６内に水蒸気（Ｈ２Ｏ）が発生しない程度に僅かなアンモニアガスが流れるような開度まで改質インジェクタ１６を閉じてもよい。
【００８９】
また、停止制御処理部３４は、手順Ｓ１１７においても、メインインジェクタ５、メインスロットルバルブ６及び改質スロットルバルブ１５を閉じるように制御するのであれば、特に全閉には限られない。
【００９０】
また、本実施形態では、パージ制御部３６は、改質インジェクタ１６を閉じるように制御することにより、改質経路２６の内部をパージするように制御しているが、特にその形態には限られない。パージ制御部３６は、改質スロットルバルブ１５を閉じるように制御することにより、改質経路２６の内部をパージするように制御してもよい。この場合には、改質器１３への空気の供給が停止するため、ほぼアンモニアガスのみにより改質経路２６内がパージされる。
【００９１】
図５は、本発明の第２実施形態に係るエンジンシステムの制御系の構成を示すブロック図である。図５において、本実施形態のエンジンシステム１の制御ユニット３２は、上記の第１実施形態における停止制御処理部３４に代えて、停止制御処理部３４Ａを有している。停止制御処理部３４Ａは、上記の触媒温度制御部３５と、パージ制御部３６Ａと、エンジン停止制御部３７Ａとを有している。
【００９２】
エンジン停止制御部３７Ａは、触媒温度制御部３５による制御処理が実行された後、温度センサ２８により検出された改質器１３の温度が規定温度以下になると、メインインジェクタ５及び改質インジェクタ１６を閉じるように制御する。
【００９３】
パージ制御部３６Ａは、エンジン停止制御部３７Ａによる制御処理が実行された後、改質インジェクタ１６を閉じるように制御すると共に、メインスロットルバルブ６及び改質スロットルバルブ１５を開くように制御する。また、パージ制御部３６Ａは、メインスロットルバルブ６及び改質スロットルバルブ１５を開くように制御すると共に、アンモニアエンジン２を規定回転数だけクランキングさせるようにスタータモータ３１を制御する。
【００９４】
図６は、停止制御処理部３４Ａにより実行される制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。本処理の実行前には、メインインジェクタ５、メインスロットルバルブ６、改質スロットルバルブ１５及び改質インジェクタ１６は、開いた状態となっている。
【００９５】
図６において、停止制御処理部３４Ａは、上記の第１実施形態における停止制御処理部３４と同様に、手順Ｓ１１１〜Ｓ１１４を順次実行する。停止制御処理部３４Ａは、手順Ｓ１１４で改質器１３の温度が規定温度以下であると判断したときは、メインインジェクタ５、メインスロットルバルブ６、改質インジェクタ１６及び改質スロットルバルブ１５を閉じるように制御する（手順Ｓ１２１）。このとき、停止制御処理部３４Ａは、例えばメインインジェクタ５、メインスロットルバルブ６、改質インジェクタ１６及び改質スロットルバルブ１５を全閉にする。これにより、アンモニアエンジン２及び改質器１３へのアンモニアガス及び空気の供給が停止する。
【００９６】
続いて、停止制御処理部３４Ａは、メインインジェクタ５、メインスロットルバルブ６、改質インジェクタ１６及び改質スロットルバルブ１５を閉じるように制御してから規定時間が経過したかどうかを判断する（手順Ｓ１２２）。停止制御処理部３４Ａは、規定時間が経過したと判断したときは、メインスロットルバルブ６及び改質スロットルバルブ１５を開くように制御する（手順Ｓ１２３）。これにより、アンモニアエンジン２及び改質器１３に空気が供給される。
【００９７】
そして、停止制御処理部３４Ａは、アンモニアエンジン２を規定回転数だけクランキングさせるようにスタータモータ３１を制御する（手順Ｓ１２４）。規定回転数は、改質経路２６内のガスが空気（新気）により入れ換えられるような回転数であり、アンモニアエンジン２の排気量及び改質経路２６の容積等から算出され得る。例えば、アンモニアエンジン２の排気量が１Ｌであり、改質経路２６の容積が３Ｌである場合には、６回転以上である。
【００９８】
続いて、停止制御処理部３４Ａは、メインスロットルバルブ６及び改質スロットルバルブ１５を閉じるように制御する（手順Ｓ１２５）。このとき、停止制御処理部３４Ａは、例えばメインスロットルバルブ６及び改質スロットルバルブ１５を全閉にする。これにより、アンモニアエンジン２及び改質器１３への空気の供給が停止する。
【００９９】
ここで、エンジン停止制御部３７Ａは、手順Ｓ１１４，Ｓ１２１を実行する。パージ制御部３６Ａは、手順Ｓ１２２〜Ｓ１２５を実行する。
【０１００】
以上のようなエンジンシステム１においては、イグニッションスイッチ３０がＯＦＦ操作されると、まずアンモニアエンジン２がアイドル状態となり、更に改質器１３へのアンモニアガス及び空気の供給量が減少する。これにより、改質器１３の改質触媒１３ｂの温度が低下する。
【０１０１】
改質器１３の温度が規定温度まで下がると、メインインジェクタ５、メインスロットルバルブ６、改質インジェクタ１６及び改質スロットルバルブ１５が閉弁することで、アンモニアエンジン２の燃焼室２ａ及び改質器１３にアンモニアガス及び空気が供給されなくなる。従って、アンモニアエンジン２が惰性で回転する。
【０１０２】
そして、メインスロットルバルブ６及び改質スロットルバルブ１５が開弁することで、アンモニアエンジン２の燃焼室２ａ及び改質器１３に空気が供給される。また、スタータモータ３１によりアンモニアエンジン２が規定回転数だけクランキングする。これにより、改質経路２６内が空気によりパージされる。
【０１０３】
以上のように本実施形態においても、アンモニアエンジン２の停止時には、改質経路２６内がパージされるため、改質経路２６内に水蒸気が存在しない状態となる。これにより、改質経路２６内に残留する水蒸気の凝縮が防止される。
【０１０４】
また、本実施形態では、アンモニアエンジン２の停止が指示された後、アンモニアエンジン２へのアンモニアガスの供給が停止するため、アンモニアエンジン２が惰性で数回転してから停止するようになる。このとき、アンモニアエンジン２及び改質器１３に空気が供給されるので、空気（新気）により改質経路２６内がパージされる。この場合には、アンモニアエンジン２の停止時のエンジン回転が安定化しつつ、改質経路２６内に残留する水蒸気の凝縮が防止される。
【０１０５】
また、本実施形態では、アンモニアエンジン２及び改質器１３に空気が供給されると共に、アンモニアエンジン２が規定回転数だけクランキングするので、空気による改質経路２６内のパージが安定して行われる。
【０１０６】
なお、本実施形態では、改質器１３の温度が規定温度まで下がると、メインスロットルバルブ６及び改質スロットルバルブ１５が一旦閉弁され、その後にメインスロットルバルブ６及び改質スロットルバルブ１５が開弁されているが、特にその形態には限られず、改質器１３の温度が規定温度まで下がっても、メインスロットルバルブ６及び改質スロットルバルブ１５を開いたままとしてもよい。
【０１０７】
また、本実施形態では、メインスロットルバルブ６及び改質スロットルバルブ１５が開くように制御されると共に、アンモニアエンジン２が規定回転数だけクランキングしているが、特にその形態には限られず、アンモニアエンジン２へのアンモニアガス及び空気の供給停止によるアンモニアエンジン２の惰性回転によって、改質経路２６内のパージが可能であれば、アンモニアエンジン２をクランキングさせなくてもよい。
【０１０８】
また、本実施形態では、停止制御処理部３４Ａは、手順Ｓ１２１において改質インジェクタ１６を全閉状態にするように制御しているが、改質インジェクタ１６の開度としては、特に全閉には限られない。停止制御処理部３４Ａは、改質経路２６内に水蒸気（Ｈ２Ｏ）が発生しない程度に僅かなアンモニアガスが流れるような開度まで改質インジェクタ１６を閉じてもよい。
【０１０９】
また、停止制御処理部３４Ａは、手順Ｓ１２１，１２５において、メインインジェクタ５、メインスロットルバルブ６及び改質スロットルバルブ１５を閉じるように制御するのであれば、特に全閉には限られない。
【０１１０】
図７は、本発明の第３実施形態に係るエンジンシステムを示す概略構成図である。図７において、本実施形態のエンジンシステム１では、排気浄化触媒８は、三元触媒８ａと、ＳＣＲ触媒８ｂとを有している。
【０１１１】
三元触媒８ａは、排気通路４に残留するアンモニアを酸化して除去する触媒である。ＳＣＲ触媒８ｂは、排気通路４における三元触媒８ａよりも下流側に配置されている。ＳＣＲ触媒８ｂは、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）をアンモニアにより窒素（Ｎ２）に還元する選択式還元触媒である。また、ＳＣＲ触媒８ｂは、三元触媒３ａをすり抜けたアンモニアを捕集して除去する触媒でもある。ＳＣＲ触媒８ｂは、例えばゼオライト等の吸着材によりアンモニアを物理吸着することで、アンモニアを捕集する。
【０１１２】
また、エンジンシステム１は、改質ガス流路１８に配設されたストップバルブ２０を備えている。具体的には、ストップバルブ２０は、改質ガス流路１８における改質ガスクーラ１９と吸気通路３との間に配設されている。ストップバルブ２０は、改質ガス流路１８を開閉する電磁式の開閉弁である。ストップバルブ２０は、制御ユニット３２により制御される。アンモニアエンジン２の始動時には、ストップバルブ２０が開弁される。
【０１１３】
制御ユニット３２は、図８に示されるように、上記の第１実施形態における停止制御処理部３４に代えて、停止制御処理部３４Ｂを有している。停止制御処理部３４Ｂは、上記の触媒温度制御部３５と、パージ制御部３６Ｂと、エンジン停止制御部３７Ｂとを有している。
【０１１４】
パージ制御部３６Ｂは、触媒温度制御部３５による制御処理が実行された後、温度センサ２８により検出された改質器１３の温度が規定温度以下になると、メインスロットルバルブ６及び改質スロットルバルブ１５を閉じるように制御すると共に、改質インジェクタ１６を開くように制御する。
【０１１５】
エンジン停止制御部３７Ｂは、パージ制御部３６Ｂによる制御処理が実行された後、メインインジェクタ５及び改質インジェクタ１６を閉じるように制御する。また、エンジン停止制御部３７Ｂは、メインインジェクタ５及び改質インジェクタ１６を閉じるように制御した後、ストップバルブ２０を閉じるように制御すると共に、メインスロットルバルブ６を開くように制御する。
【０１１６】
図９は、停止制御処理部３４Ｂにより実行される制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。本処理の実行前には、メインインジェクタ５、メインスロットルバルブ６、改質スロットルバルブ１５、改質インジェクタ１６及びストップバルブ２０は、開いた状態となっている。
【０１１７】
図９において、停止制御処理部３４Ｂは、上記の第１実施形態における停止制御処理部３４と同様に、手順Ｓ１１１〜Ｓ１１４を順次実行する。停止制御処理部３４Ｂは、手順Ｓ１１４で改質器１３の温度が規定温度以下であると判断したときは、メインインジェクタ５及び改質スロットルバルブ１５を閉じるように制御する（手順Ｓ１３１）。このとき、停止制御処理部３４Ｂは、例えば改質スロットルバルブ１５及びメインスロットルバルブ６を全閉にする。これにより、アンモニアエンジン２及び改質器１３への空気の供給が停止する。
【０１１８】
そして、停止制御処理部３４Ｂは、アンモニアエンジン２を規定回転数だけクランキングさせるようにスタータモータ３１を制御する（手順Ｓ１３２）。規定回転数は、改質経路２６内のガスがアンモニアガスにより入れ換えられるような回転数であり、アンモニアエンジン２の排気量及び改質経路２６の容積等から算出され得る。
【０１１９】
続いて、停止制御処理部３４Ｂは、メインインジェクタ５及び改質インジェクタ１６を閉じるように制御する（手順Ｓ１３３）。このとき、停止制御処理部３４Ｂは、例えばメインインジェクタ５及び改質インジェクタ１６を全閉にする。これにより、アンモニアエンジン２及び改質器１３へのアンモニアガスの供給が停止する。
【０１２０】
続いて、停止制御処理部３４Ｂは、ストップバルブ２０を閉じるように制御すると共に、メインスロットルバルブ６を開くように制御する（手順Ｓ１３４）。これにより、アンモニアエンジン２に空気が供給される。
【０１２１】
続いて、停止制御処理部３４Ｂは、メインスロットルバルブ６を開くように制御してから規定時間が経過したかどうかを判断する（手順Ｓ１３５）。停止制御処理部３４Ｂは、規定時間が経過したと判断したときは、メインスロットルバルブ６を閉じるように制御する（手順Ｓ１３６）。このとき、停止制御処理部３４Ｂは、例えばメインスロットルバルブ６を全閉にする。これにより、アンモニアエンジン２への空気の供給が停止する。
【０１２２】
ここで、パージ制御部３６Ｂは、手順Ｓ１１４，Ｓ１３１，Ｓ１３２を実行する。エンジン停止制御部３７Ｂは、手順Ｓ１３３〜Ｓ１３６を実行する。
【０１２３】
以上のようなエンジンシステム１においては、イグニッションスイッチ３０がＯＦＦ操作されると、まずアンモニアエンジン２がアイドル状態となり、更に改質器１３へのアンモニアガス及び空気の供給量が減少する。これにより、改質器１３の改質触媒１３ｂの温度が低下する。
【０１２４】
改質器１３の温度が規定温度まで下がると、メインスロットルバルブ６及び改質スロットルバルブ１５が閉弁することで、アンモニアエンジン２の燃焼室２ａ及び改質器１３に空気が供給されなくなる。そして、スタータモータ３１によりアンモニアエンジン２が規定回転数だけクランキングする。これにより、改質経路２６内がアンモニアガスによりパージされる。
【０１２５】
その後、メインインジェクタ５及び改質インジェクタ１６が閉弁することで、アンモニアエンジン２の燃焼室２ａ及び改質器１３にアンモニアガスが供給されなくなる。従って、アンモニアエンジン２が惰性で回転する。
【０１２６】
そして、ストップバルブ２０が閉弁すると共に、メインスロットルバルブ６が開弁することで、アンモニアエンジン２の燃焼室２ａに空気が供給される。これにより、ストップバルブ２０と燃焼室２ａとの間における改質ガス流路１８及び吸気通路３に存在するアンモニアガスが空気によって掃気される。
【０１２７】
ここで、アンモニアガスによる改質経路２６内のパージ処理及び空気によるアンモニアガスの掃気処理において、アンモニアエンジン２から排出されるアンモニアガスは、ＳＣＲ触媒８ｂの吸着材に物理吸着される。このとき、アンモニアガスの排出量が吸着材により吸着可能な範囲内となるように、吸着材の量が設定されている。これにより、システム外部へのアンモニアガスの漏れを防ぐことができる。
【０１２８】
以上のように本実施形態においても、アンモニアエンジン２の停止時には、改質経路２６内がパージされるため、改質経路２６内に水蒸気が存在しない状態となる。これにより、改質経路２６内に残留する水蒸気の凝縮が防止される。
【０１２９】
また、本実施形態では、アンモニアエンジン２の停止が指示された後、アンモニアエンジン２及び改質器１３への空気の供給が停止するため、アンモニアガスにより改質経路２６内がパージされる。その後、アンモニアエンジン２及び改質器１３へのアンモニアガスの供給が停止するため、アンモニアエンジン２が停止するようになる。このように改質経路２６内がパージされた後にアンモニアエンジン２が停止するため、車両の運転者が違和感を感じることなく、改質経路２６内に残留する水蒸気の凝縮が防止される。
【０１３０】
また、本実施形態では、アンモニアガスによる改質経路２６内のパージが完了した後、アンモニアエンジン２に空気が供給される。このため、アンモニアエンジン２の停止時の余回転によって、ストップバルブ２０とアンモニアエンジン２との間に存在するアンモニアが空気によりパージされる。これにより、アンモニアガスに起因した吸気通路３及び改質ガス流路１８の異臭等を防ぐことができる。
【０１３１】
なお、本実施形態では、メインスロットルバルブ６及び改質スロットルバルブ１５が閉じるように制御されると共に、アンモニアエンジン２が規定回転数だけクランキングしているが、特にその形態には限られず、アンモニアエンジン２への空気の供給停止によるアンモニアエンジン２の惰性回転によって、改質経路２６内のパージが可能であれば、アンモニアエンジン２をクランキングさせなくてもよい。
【０１３２】
また、本実施形態では、停止制御処理部３４Ｂは、手順Ｓ１３１，Ｓ１３３，Ｓ１３６において、メインスロットルバルブ６、改質スロットルバルブ１５、メインインジェクタ５及び改質インジェクタ１６を閉じるように制御するのであれば、特に全閉には限られない。
【０１３３】
以上、本発明の実施形態について幾つか説明してきたが、本発明は上記実施形態には限定されない。例えば、上記第１及び第２実施形態でも、第３実施形態と同様に、改質ガス流路１８にストップバルブ２０が配設されていてもよい。
【０１３４】
また、上記実施形態では、アンモニアエンジン２の各燃焼室２ａにアンモニアガスを噴射する複数のメインインジェクタ５がアンモニアエンジン２に取り付けられているが、メインインジェクタ５の数としては、１つであってもよい。この場合には、メインインジェクタ５は、吸気通路３におけるメインスロットルバルブ６とアンモニアエンジン２との間にアンモニアガスを噴射するように配置されていてもよいし、或いは吸気通路３におけるメインスロットルバルブ６よりも上流側にアンモニアガスを噴射するように配置されていてもよい。
【０１３５】
また、上記実施形態では、電気ヒータ１７は、改質器１３に供給されるアンモニアガスを加熱することにより、改質器１３をアンモニアガスを通して昇温させているが、特にその形態には限られない。電気ヒータ１７は、改質器１３を直接加熱することにより、改質器１３を直接昇温させてもよい。また、アンモニアを燃やして加熱する燃焼式のヒータを使用してもよい。
【０１３６】
また、上記実施形態では、温度センサ２８により改質器１３の温度が検出されているが、特にその形態には限られず、アンモニアガスの流量、空気の流量、時間及び室温等から改質器１３の温度を推定してもよい。
【０１３７】
また、上記実施形態では、改質器１３に供給される空気が流れる空気流路１４が吸気通路３に分岐接続されているが、特にその形態には限られず、アンモニアエンジン２と接続された吸気通路３とは異なる経路から空気流路１４に空気が供給されてもよい。この場合には、吸気通路３の脈動の影響を受けることを防止できる。
【０１３８】
また、上記実施形態では、アンモニアガス流路２１には、改質器１３に向けてアンモニアガスを噴射する改質インジェクタ１６が接続されているが、特にその形態には限られず、例えば改質インジェクタ１６に代えて、流量調整弁を用いてもよい。この場合には、アンモニアガス流路２１の他端を空気流路１４に接続すると共に、アンモニアガス流路２１に流量調整弁（燃料供給用バルブ）を配設する。流量調整弁を用いることにより、アンモニアガスを改質器１３に連続供給することができる。
【０１３９】
また、上記実施形態では、改質ガス流路１８の他端が吸気通路３に接続されているが、特にその形態には限られず、例えば改質ガス流路１８の他端に、アンモニアエンジン２または吸気通路３に向けて改質ガスを噴射するインジェクタを設けてもよい。
【０１４０】
また、上記実施形態では、アンモニアエンジン２及び改質器１３に供給される燃料としてアンモニアを使用しているが、使用する燃料としては、特にアンモニアには限られず、例えばエタノール等のアルコール系物質等であってもよい。
【０１４１】
また、上記実施形態のエンジンシステムは、エンジン式の車両に搭載されているが、本発明は、例えばハイリッド式の車両にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１４２】
１…エンジンシステム、２…アンモニアエンジン（エンジン）、３…吸気通路、５…メインインジェクタ（燃料噴射弁）、６…メインスロットルバルブ（第１スロットルバルブ）、１３…改質器（改質部）、１３ｂ…改質触媒（触媒）、１４…空気流路、１５…改質スロットルバルブ（第２スロットルバルブ）、１６…改質インジェクタ（燃料供給用バルブ）、１８…改質ガス流路、２０…ストップバルブ、２６…改質経路、２８…温度センサ（温度検出部）、３０…イグニッションスイッチ（停止指示部）、３１…スタータモータ（モータ）、３２…制御ユニット、３５…触媒温度制御部（第３制御部）、３６，３６Ａ，３６Ｂ…パージ制御部（第１制御部）、３７，３７Ａ，３７Ｂ…エンジン停止制御部（第２制御部）。
【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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