JP2021042707A - Engine system - Google Patents

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聡 針生
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Abstract

To provide an engine system capable of removing ammonia remaining in piping when an engine is in a stopped state.SOLUTION: An engine system 1 includes an ammonia engine 2, a reformer 13 for reforming ammonia gas to generate reformed gas containing hydrogen, and a control unit 32. The control unit 32 includes: a first control section 35 for controlling to close a main injector 5 and a reforming injector 16 when stop of the ammonia engine 2 is instructed; a second control section 36 for controlling to open a main throttle valve 6 and a reforming throttle valve 15 and cranking the ammonia engine 2 after control processing is performed by the first control section 35; and a third control section 37 for controlling to close the main throttle valve 6 and the reforming throttle valve 15 after control processing is performed by the second control section 36.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、エンジンシステムに関する。 The present invention relates to an engine system.

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、機関排気通路に配置され、排気を浄化する排気浄化装置とを備えている。 As a conventional engine system, for example, the technique described in Patent Document 1 is known. The engine system described in Patent Document 1 includes an engine main body, an engine intake passage and an engine exhaust passage connected to the combustion chamber of the engine main body, a throttle valve arranged inside the engine intake passage, and an engine intake passage. Connected to an ammonia injection valve that injects gaseous ammonia toward the gas, a decomposer that decomposes gaseous ammonia with a catalyst to generate hydrogen, an ammonia supply pipe that supplies gaseous ammonia to this decomposer, and an engine intake passage. Exhaust that purifies the exhaust by being placed in the engine exhaust passage and the air supply pipe that supplies air to the decomposer, the outflow pipe that is connected to the engine intake passage and the gas containing hydrogen generated by the decomposer flows out, and the engine exhaust passage. It is equipped with a purification device.

特開2014−211155号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-21115

しかしながら、上記従来技術においては、機関本体(エンジン)の停止後に、配管内にアンモニアが残留していると、そのアンモニアが漏れて大気に開放される可能性がある。また、配管内に残留したアンモニアによって配管が腐食する可能性もある。 However, in the above-mentioned prior art, if ammonia remains in the piping after the engine body (engine) is stopped, the ammonia may leak and be released to the atmosphere. In addition, the piping may be corroded by the ammonia remaining in the piping.

本発明の目的は、エンジンの停止時に、配管内に残留するアンモニアを除去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。 An object of the present invention is to provide an engine system capable of removing ammonia remaining in a pipe when the engine is stopped.

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、エンジンから発生した排気ガスが流れる排気通路と、排気通路に配設された排気触媒ユニットと、エンジンに向けてアンモニアを噴射するアンモニア噴射弁と、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、アンモニアを水素に分解する触媒を有し、アンモニア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、改質部にアンモニアを供給するアンモニア供給弁と、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、エンジンを始動させるモータと、エンジンの停止を指示する停止指示部と、アンモニア噴射弁、第1スロットルバルブ、アンモニア供給弁及び第2スロットルバルブを制御する制御ユニットとを備え、排気触媒ユニットは、アンモニアを酸化して除去する第1触媒を有し、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、アンモニア噴射弁及びアンモニア供給弁を閉制御する第1制御部と、第1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スロットルバルブのうち少なくとも第1スロットルバルブを開制御すると共に、エンジンをクランキングさせる第2制御部と、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スロットルバルブのうち少なくとも第1スロットルバルブを閉制御する第3制御部とを有する。 The engine system according to one aspect of the present invention includes an engine, an intake passage through which air supplied to the engine flows, an exhaust passage through which exhaust gas generated from the engine flows, and an exhaust catalyst unit arranged in the exhaust passage. It has an ammonia injection valve that injects ammonia toward the engine, a first throttle valve that is arranged in the intake passage and controls the flow rate of air supplied to the engine, and a catalyst that decomposes ammonia into hydrogen. A reforming section that reforms to generate a reforming gas containing hydrogen, an air flow path through which air supplied to the reforming section flows, an ammonia supply valve that supplies ammonia to the reforming section, and an air flow path. A second throttle valve that controls the flow rate of air supplied to the reforming section, a reforming gas flow path through which the reforming gas generated by the reforming section flows toward the engine, and starting the engine. The exhaust catalyst unit oxidizes ammonia, including a motor for causing the engine to stop, a stop instruction unit for instructing the engine to stop, and a control unit for controlling the ammonia injection valve, the first throttle valve, the ammonia supply valve, and the second throttle valve. The control unit has a first control unit that closes and controls the ammonia injection valve and the ammonia supply valve when the stop instruction unit instructs the engine to stop, and the control unit is controlled by the first control unit. After the processing is executed, at least the first throttle valve of the first throttle valve and the second throttle valve is opened and controlled, and the control processing by the second control unit for cranking the engine and the second control unit is executed. After that, it has a third control unit that closes and controls at least the first throttle valve of the first throttle valve and the second throttle valve.

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ると、アンモニア噴射弁及びアンモニア供給弁を閉制御することにより、エンジン及び改質部へのアンモニアの供給が停止する。その状態で、第1スロットルバルブ及び第2スロットルバルブのうち少なくとも第1スロットルバルブを開制御すると共に、エンジンをクランキングさせることにより、空気が少なくとも吸気通路を流れる状態で、エンジンがクランキングする。このため、少なくとも吸気通路に残留するアンモニアが強制的にエンジンを通って排気通路に流れるようになる。そして、排気通路を流れるアンモニアは、第1触媒により酸化されて除去される。これにより、エンジンの停止時に、少なくとも吸気通路を形成する配管内に残留するアンモニアが除去される。 In such an engine system, when an instruction to stop the engine is instructed, the supply of ammonia to the engine and the reforming unit is stopped by controlling the closing of the ammonia injection valve and the ammonia supply valve. In that state, at least the first throttle valve of the first throttle valve and the second throttle valve is opened and controlled, and the engine is cranked, so that the engine is cranked with air flowing at least in the intake passage. Therefore, at least the ammonia remaining in the intake passage is forcibly flowed through the engine to the exhaust passage. Then, the ammonia flowing through the exhaust passage is oxidized and removed by the first catalyst. As a result, at least the ammonia remaining in the piping forming the intake passage is removed when the engine is stopped.

排気触媒ユニットは、排気通路における第1触媒よりも下流側に配設され、第1触媒をすり抜けたアンモニアを捕集して除去する第2触媒を更に有してもよい。 The exhaust catalyst unit may further have a second catalyst which is arranged on the downstream side of the first catalyst in the exhaust passage and collects and removes ammonia that has passed through the first catalyst.

このような構成では、排気通路を流れるアンモニアの一部が第1触媒をすり抜けても、そのアンモニアが第2触媒により捕集されて除去される。これにより、エンジンの停止時に、少なくとも吸気通路を形成する配管内に残留するアンモニアが一層除去される。 In such a configuration, even if a part of the ammonia flowing through the exhaust passage passes through the first catalyst, the ammonia is collected and removed by the second catalyst. As a result, at least the ammonia remaining in the piping forming the intake passage is further removed when the engine is stopped.

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、第1スロットルバルブ及び第2スロットルバルブを開制御すると共に、エンジンをクランキングさせ、第3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閉制御してもよい。 After the control process by the first control unit is executed, the second control unit opens and controls the first throttle valve and the second throttle valve, cranks the engine, and the third control unit uses the second control unit. The first throttle valve and the second throttle valve may be closed and controlled after the control process according to the above is executed.

このような構成では、エンジン及び改質部へのアンモニアの供給が停止した後、空気が吸気通路、空気流路及び改質ガス流路を流れる状態で、エンジンがクランキングする。このため、吸気通路に残留するアンモニアが強制的にエンジンを通って排気通路に流れるだけでなく、空気流路及び改質ガス流路に残留するアンモニアも強制的にエンジンを通って排気通路に流れるようになる。これにより、エンジンの停止時に、吸気通路、空気流路及び改質ガス流路を形成する配管内に残留するアンモニアが除去される。 In such a configuration, after the supply of ammonia to the engine and the reforming section is stopped, the engine is cranked in a state where air flows through the intake passage, the air flow path, and the reforming gas flow path. Therefore, not only the ammonia remaining in the intake passage is forcibly flowed through the engine to the exhaust passage, but also the ammonia remaining in the air flow path and the reformed gas flow path is forcibly flowed through the engine to the exhaust passage. Will be. As a result, when the engine is stopped, ammonia remaining in the pipes forming the intake passage, the air flow path and the reformed gas flow path is removed.

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、第1制御部による制御処理が実行された後、第1スロットルバルブを開制御し、第2スロットルバルブ及びストップバルブを閉制御すると共に、エンジンをクランキングさせ、第3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スロットルバルブを閉制御してもよい。 The engine system further includes a stop valve that opens and closes the reforming gas flow path, and the second control unit opens and controls the first throttle valve after the control process by the first control unit is executed, and the second throttle valve. And the stop valve may be closed and controlled, the engine may be cranked, and the third control unit may close and control the first throttle valve after the control process by the second control unit is executed.

このような構成では、エンジン及び改質部へのアンモニアの供給が停止した後、空気が空気流路及び改質ガス流路を流れず吸気通路のみを流れる状態で、エンジンがクランキングする。このため、吸気通路に残留するアンモニアのみが強制的にエンジンを通って排気通路に流れるようになり、空気流路及び改質ガス流路にはアンモニアが残留したままの状態となる。従って、エンジンの停止時には、改質部の周囲環境はアンモニアが存在した状態に保たれるため、改質部の触媒の酸化劣化が防止される。 In such a configuration, after the supply of ammonia to the engine and the reforming section is stopped, the engine is cranked in a state where the air does not flow through the air flow path and the reforming gas flow path but flows only through the intake passage. Therefore, only the ammonia remaining in the intake passage is forcibly flowed through the engine to the exhaust passage, and the ammonia remains in the air flow path and the reformed gas flow path. Therefore, when the engine is stopped, the surrounding environment of the reforming portion is maintained in the state where ammonia is present, so that oxidative deterioration of the catalyst of the reforming portion is prevented.

第3制御部は、第2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かどうかを判断し、規定時間が経過したときに、第1スロットルバルブ及び第2スロットルバルブのうち少なくとも第1スロットルバルブを閉制御してもよい。 The third control unit determines whether or not the specified time has elapsed since the control process by the second control unit was executed, and when the specified time has elapsed, at least the first of the first throttle valve and the second throttle valve 1 The throttle valve may be closed and controlled.

このような構成では、配管内に残留するアンモニアが除去されたかどうかが経過時間により判断されるので、エンジンシステムの簡素化及び低コスト化を図ることができる。 In such a configuration, it is determined by the elapsed time whether or not the ammonia remaining in the pipe is removed, so that the engine system can be simplified and the cost can be reduced.

エンジンシステムは、排気通路に配設され、アンモニアを検出するアンモニア検出部を更に備え、第3制御部は、アンモニア検出部の検出値に基づいて、排気通路にアンモニアが残留していないかどうかを判断し、排気通路にアンモニアが残留していないときに、第1スロットルバルブ及び第2スロットルバルブのうち少なくとも第1スロットルバルブを閉制御してもよい。 The engine system is arranged in the exhaust passage and further includes an ammonia detection unit that detects ammonia, and the third control unit determines whether or not ammonia remains in the exhaust passage based on the detection value of the ammonia detection unit. When it is determined that ammonia does not remain in the exhaust passage, at least the first throttle valve of the first throttle valve and the second throttle valve may be closed and controlled.

このような構成では、排気通路にアンモニアが残留しているか否かが直接検出されるので、配管内に残留するアンモニアが除去されたかどうかを高精度に判定することができる。 In such a configuration, since it is directly detected whether or not ammonia remains in the exhaust passage, it is possible to determine with high accuracy whether or not the residual ammonia in the pipe is removed.

本発明によれば、エンジンの停止時に、配管内に残留するアンモニアを除去することができる。 According to the present invention, ammonia remaining in the piping can be removed when the engine is stopped.

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。It is a schematic block diagram which shows the engine system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 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。It is a block diagram which shows the structure of the control system of the engine system shown in FIG. 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。It is a flowchart which shows the detail of the start control processing procedure executed by the start control processing part shown in FIG. 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。It is a flowchart which shows the detail of the stop control processing procedure executed by the stop control processing unit shown in FIG. 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。It is a block diagram which shows the structure of the control system of the engine system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 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。FIG. 5 is a flowchart showing details of a stop control processing procedure executed by the stop control processing unit shown in FIG. 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。It is a schematic block diagram which shows the engine system which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 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。It is a block diagram which shows the structure of the control system of the engine system shown in FIG. 7. 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。FIG. 5 is a flowchart showing details of a stop control processing procedure executed by the stop control processing unit shown in FIG.

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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

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、エンジン式の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。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an engine system according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the engine system 1 of the present embodiment is mounted on an engine-type vehicle. The engine system 1 includes an ammonia engine 2, an intake passage 3, an exhaust passage 4, a plurality of (four in this case) main injectors 5, and a main throttle valve 6.

アンモニアエンジン2は、アンモニア(NH)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(H)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。 The ammonia engine 2 is an engine that uses ammonia (NH 3) as fuel. The ammonia engine 2 is, for example, a 4-cylinder engine and has four combustion chambers 2a. Hydrogen (H 2 ) is supplied to the combustion chamber 2a together with ammonia. As a result, hydrogen is mixed with ammonia in the combustion chamber 2a, so that ammonia is easily burned.

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。吸気通路3は、吸気管(配管)により形成されている。 The intake passage 3 is connected to the combustion chamber 2a. The intake passage 3 is a passage through which the air supplied to the combustion chamber 2a flows. An air cleaner 7 for removing dust and foreign matter such as dust contained in the air is provided in the intake passage 3. The intake passage 3 is formed by an intake pipe (piping).

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は、排気管(配管)により形成されている。排気通路4には、排気ガスに含まれる有害物質を除去する排気触媒ユニット8が配設されている。 The exhaust passage 4 is connected to the combustion chamber 2a. The exhaust passage 4 is a passage through which the exhaust gas generated from the combustion chamber 2a flows. The exhaust passage 4 is formed by an exhaust pipe (piping). An exhaust catalyst unit 8 for removing harmful substances contained in exhaust gas is provided in the exhaust passage 4.

排気触媒ユニット8は、三元触媒40と、SCR触媒41とを有している。三元触媒40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第1触媒である。SCR触媒41は、排気通路4における三元触媒40よりも下流側に配置されている。SCR触媒41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(N)に還元する選択式還元触媒(SelectiveCatalytic Ruduction触媒)である。また、SCR触媒41は、三元触媒40をすり抜けたアンモニアを捕集して除去する第2触媒でもある。 The exhaust catalyst unit 8 has a three-way catalyst 40 and an SCR catalyst 41. The three-way catalyst 40 is a first catalyst that oxidizes and removes ammonia remaining in the exhaust passage 4. The SCR catalyst 41 is arranged on the downstream side of the three-way catalyst 40 in the exhaust passage 4. The SCR catalyst 41 is a selective reduction catalyst (Selective Catalytic Ruduction catalyst) that reduces nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas to nitrogen (N 2) by ammonia. The SCR catalyst 41 is also a second catalyst that collects and removes ammonia that has passed through the three-way catalyst 40.

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(NHガス)を噴射する電磁式のアンモニア噴射弁である。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。 The main injector 5 is an electromagnetic type ammonia injection valve for injecting ammonia gas (NH 3 gas) toward the combustion chamber 2a. The main injector 5 is connected to a vaporizer 12 described later via an ammonia gas flow path 9. The ammonia gas flow path 9 is a flow path through which ammonia gas flows. The main injector 5 is attached to the ammonia engine 2.

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。 The main throttle valve 6 is arranged between the air cleaner 7 and the ammonia engine 2 in the intake passage 3. The main throttle valve 6 is a first throttle valve that controls the flow rate of air supplied to the ammonia engine 2. As the main throttle valve 6, an electromagnetic flow control valve is used.

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、ストップバルブ20とを備えている。 Further, the engine system 1 includes an ammonia tank 11, a vaporizer 12, a reformer 13, an air flow path 14, a reforming throttle valve 15, a reforming injector 16, an electric heater 17, and a reforming gas. It includes a flow path 18, a reformed gas cooler 19, and a stop valve 20.

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。 The ammonia tank 11 stores ammonia in a liquid state. That is, the ammonia tank 11 stores liquid ammonia. The vaporizer 12 vaporizes the liquid ammonia stored in the ammonia tank 11 to generate ammonia gas.

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の担体13aを有している。担体13aには、アンモニア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、アンモニアを水素に分解する機能に加え、アンモニアを燃焼させる機能も有している。改質触媒13bは、例えばATR(Autothermal Reformer)式アンモニア改質触媒である。 The reformer 13 is a reforming unit that reforms ammonia gas to generate a reformed gas containing hydrogen. The reformer 13 has, for example, a carrier 13a having a honeycomb structure. The carrier 13a is coated with a reforming catalyst 13b that decomposes ammonia into hydrogen. The reforming catalyst 13b has a function of burning ammonia in addition to a function of decomposing ammonia into hydrogen. The reforming catalyst 13b is, for example, an ATR (Autothermal Reformer) type ammonia reforming catalyst.

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。空気流路14は、配管により形成されている。 The air flow path 14 connects the intake passage 3 and the reformer 13. Specifically, one end of the air flow path 14 is branched and connected to a portion of the intake passage 3 between the air cleaner 7 and the main throttle valve 6. The other end of the air flow path 14 is connected to the reformer 13. The air flow path 14 is a flow path through which the air supplied to the reformer 13 flows. The air flow path 14 is formed by piping.

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。 The reforming throttle valve 15 is arranged in the air flow path 14. The reforming throttle valve 15 is a second throttle valve that controls the flow rate of air supplied to the reformer 13. As the reforming throttle valve 15, an electromagnetic flow control valve is used.

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。改質インジェクタ16は、改質器13にアンモニアガスを供給するアンモニア供給弁を構成している。 The reforming injector 16 is connected to the vaporizer 12 via an ammonia gas flow path 21. The ammonia gas flow path 21 is a flow path through which the ammonia gas generated by the vaporizer 12 flows. The reforming injector 16 is an electromagnetic fuel injection valve that injects ammonia gas toward the reformer 13. Specifically, the reforming injector 16 injects ammonia gas between the reforming throttle valve 15 and the reformer 13 in the air flow path 14. Therefore, air and ammonia gas flow through the portion of the air flow path 14 between the reforming throttle valve 15 and the reformer 13. The reforming injector 16 constitutes an ammonia supply valve that supplies ammonia gas to the reformer 13.

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。 A pressure reducing valve 23 is provided in the ammonia gas flow path 21. The pressure reducing valve 23 decompresses the ammonia gas supplied to the ammonia engine 2 and the reformer 13. The pressure reducing valve 23 maintains the pressure of the ammonia gas supplied to the ammonia engine 2 and the reformer 13 at a predetermined pressure.

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を昇温させる。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。なお、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。 The electric heater 17 raises the temperature of the reformer 13 by heating the ammonia gas supplied to the reformer 13. The electric heater 17 has a heating element 24 arranged in the air flow path 14 and a power supply 25 for energizing the heating element 24. The heating element 24 has, for example, a honeycomb structure. The heat of the ammonia gas heated by the electric heater 17 is transferred to the reformer 13, so that the temperature of the reformer 13 rises. The electric heater 17 may directly heat the reformer 13 to raise the temperature of the reformer 13.

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。改質ガス流路18は、配管により形成されている。 The reforming gas flow path 18 connects the reformer 13 and the intake passage 3. Specifically, one end of the reforming gas flow path 18 is connected to the reformer 13. The other end of the reformed gas flow path 18 is branched and connected to a portion of the intake passage 3 between the main throttle valve 6 and the ammonia engine 2. The reformed gas flow path 18 is a flow path through which the reformed gas generated by the reformer 13 flows toward the ammonia engine 2. The reformed gas flow path 18 is formed by piping.

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。 The reformed gas cooler 19 is arranged in the reformed gas flow path 18. The reformed gas cooler 19 cools the reformed gas supplied to the ammonia engine 2. By providing the reformed gas cooler 19, the intake system parts such as the main throttle valve 6 are prevented from being damaged by heat, and the volume expansion of the reformed gas is suppressed, so that the air is in the combustion chamber of the ammonia engine 2. It becomes easy to be sufficiently inhaled in 2a.

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を開閉する開閉弁である。 The stop valve 20 is arranged between the reformed gas cooler 19 and the intake passage 3 in the reformed gas flow path 18. The stop valve 20 is an on-off valve that opens and closes the reformed gas flow path 18.

また、エンジンシステム1は、温度センサ28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。 Further, the engine system 1 includes a temperature sensor 28, an ignition switch 30 (IG switch), a starter motor 31, and a control unit 32.

温度センサ28は、改質器13の温度を検出するセンサである。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。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。 The temperature sensor 28 is a sensor that detects the temperature of the reformer 13. The temperature sensor 28 detects, for example, the temperature at the upstream end of the reforming catalyst 13b of the reformer 13. The ignition switch 30 is a manually operated switch for instructing the driver of the vehicle to start and stop the ammonia engine 2. The ignition switch 30 constitutes a stop instruction unit for instructing the stop of the ammonia engine 2. The starter motor 31 is a motor for starting the ammonia engine 2.

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、ストップバルブ20、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。 The control unit 32 is composed of a CPU, RAM, ROM, an input / output interface, and the like. The control unit 32 includes a main injector 5, a main throttle valve 6, a reforming throttle valve 15, a reforming injector 16, a stop valve 20, and an electric heater 17 based on the operation signal of the ignition switch 30 and the detected value of the temperature sensor 28. Controls the power supply 25 and the starter motor 31 of the above.

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。 As shown in FIG. 2, the control unit 32 includes a start control processing unit 33 that executes control processing when the ammonia engine 2 is started, and a stop control processing unit 34 that executes control processing when the ammonia engine 2 is stopped. have.

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、改質インジェクタ16及びストップバルブ20は、全閉状態となっている。 FIG. 3 is a flowchart showing details of the start control processing procedure executed by the start control processing unit 33. Before the execution of this process, the main injector 5, the main throttle valve 6, the reforming throttle valve 15, the reforming injector 16, and the stop valve 20 are in a fully closed state.

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。 In FIG. 3, the start control processing unit 33 first determines whether or not the ignition switch 30 has been turned on based on the operation signal of the ignition switch 30 (procedure S101). When the start control processing unit 33 determines that the ignition switch 30 has been turned on, the start control processing unit 33 controls the power supply 25 so as to energize the heating element 24 of the electric heater 17 (procedure S102). As a result, the heating element 24 will generate heat.

続いて、始動制御処理部33は、ストップバルブ20を開くように制御する(手順S103)。続いて、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S104)。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S105)。これにより、改質器13に空気が供給される。 Subsequently, the start control processing unit 33 controls to open the stop valve 20 (procedure S103). Subsequently, the start control processing unit 33 controls to open the reforming injector 16 (procedure S104). As a result, ammonia gas is injected from the reforming injector 16 and the ammonia gas is supplied to the reformer 13. At this time, since the ammonia gas is heated by the heating element 24, the reformer 13 is heated by the heat of the ammonia gas. Subsequently, the start control processing unit 33 controls to open the reforming throttle valve 15 (procedure S105). As a result, air is supplied to the reformer 13.

続いて、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S106)。これにより、アンモニアエンジン2が始動する。 Subsequently, the start control processing unit 33 controls the starter motor 31 so as to crank the ammonia engine 2 (procedure S106). As a result, the ammonia engine 2 is started.

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S107)。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。 Subsequently, the start control processing unit 33 controls to open the main throttle valve 6 and controls to open the main injector 5 (procedure S107). As a result, air is supplied to the ammonia engine 2, ammonia gas is injected from the main injector 5, and ammonia gas is supplied to the ammonia engine 2.

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S108)。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S109)。 Subsequently, the start control processing unit 33 determines whether or not the temperature of the reformer 13 is equal to or higher than the specified temperature based on the detected value of the temperature sensor 28 (procedure S108). The specified temperature is a temperature at which ammonia gas can be burned, and is, for example, about 200 ° C. When the start control processing unit 33 determines that the temperature of the reformer 13 is equal to or higher than the specified temperature, the start control processing unit 33 controls the power supply 25 so as to stop the energization of the heating element 24 (procedure S109).

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S106は、手順S108の後に実行されてもよい。 The control processing procedure executed by the start control processing unit 33 is not particularly limited to the above flow. For example, step S106 may be performed after step S108.

停止制御処理部34は、図2に示されるように、第1制御部35と、第2制御部36と、第3制御部37とを有している。 As shown in FIG. 2, the stop control processing unit 34 has a first control unit 35, a second control unit 36, and a third control unit 37.

第1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、メインインジェクタ5及び改質インジェクタ16を閉制御する。 When the ignition switch 30 instructs the first control unit 35 to stop the ammonia engine 2, the first control unit 35 closes and controls the main injector 5 and the reforming injector 16.

第2制御部36は、第1制御部35による制御処理が実行された後、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を開制御すると共に、アンモニアエンジン2をクランキングさせる。 After the control process by the first control unit 35 is executed, the second control unit 36 opens and controls the main throttle valve 6 and the reforming throttle valve 15 and cranks the ammonia engine 2.

第3制御部37は、第2制御部36による制御処理が実行された後、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を閉制御する。 The third control unit 37 closes and controls the main throttle valve 6 and the reforming throttle valve 15 after the control process by the second control unit 36 is executed.

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、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。 FIG. 4 is a flowchart showing details of the stop control processing procedure executed by the stop control processing unit 34. Before the execution of this process, the main injector 5, the main throttle valve 6, the reforming throttle valve 15, the reforming injector 16 and the stop valve 20 are in an open state.

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)。 In FIG. 4, the stop control processing unit 34 first determines whether or not the ignition switch 30 has been turned off based on the operation signal of the ignition switch 30 (procedure S111).

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、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S112)。このとき、停止制御処理部34は、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、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するため、アンモニアエンジン2にアンモニアガスが供給されなくなる。また、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。 When it is determined that the ignition switch 30 has been turned off, the stop control processing unit 34 controls to close the main injector 5 and the modification injector 16 (procedure S112). At this time, the stop control processing unit 34 fully closes the main injector 5 and the modified injector 16. As a result, the injection of the ammonia gas from the main injector 5 is stopped, so that the ammonia gas is not supplied to the ammonia engine 2. Further, since the injection of the ammonia gas from the reforming injector 16 is stopped, the ammonia gas is not supplied to the reformer 13.

続いて、停止制御処理部34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の開度を変更するように制御する(手順S113)。このとき、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の開度は、三元触媒40によって吸気通路3、空気流路14及び改質ガス流路18に残留するアンモニアガスを十分に酸化して除去することができる程度の空気量が確保されるような開度である。これにより、空気のみが吸気通路3、空気流路14及び改質ガス流路18を流れている状態で、アンモニアエンジン2がクランキングすることになる。 Subsequently, the stop control processing unit 34 controls to change the opening degree of the main throttle valve 6 and the reforming throttle valve 15 (procedure S113). At this time, the opening degree of the main throttle valve 6 and the reformed throttle valve 15 is removed by sufficiently oxidizing the ammonia gas remaining in the intake passage 3, the air flow path 14 and the reformed gas flow path 18 by the three-way catalyst 40. The opening is such that the amount of air that can be achieved is secured. As a result, the ammonia engine 2 is cranked in a state where only air is flowing through the intake passage 3, the air flow path 14, and the reformed gas flow path 18.

続いて、停止制御処理部34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の開度を変更す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S114)。規定時間は、空気の流れによって吸気通路3、空気流路14及び改質ガス流路18に残留するアンモニアガスの最大量が除去されるような時間であり、予め実験等により定められている。 Subsequently, the stop control processing unit 34 determines whether or not a predetermined time has elapsed after controlling the opening of the main throttle valve 6 and the reforming throttle valve 15 to be changed (procedure S114). The specified time is a time during which the maximum amount of ammonia gas remaining in the intake passage 3, the air flow path 14, and the reformed gas flow path 18 is removed by the air flow, and is determined in advance by an experiment or the like.

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、メインスロットルバルブ6、改質スロットルバルブ15及びストップバルブ20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、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。 When it is determined that the specified time has elapsed, the stop control processing unit 34 controls to close the main throttle valve 6, the reforming throttle valve 15, and the stop valve 20 (procedure S115). At this time, the stop control processing unit 34 fully closes the main throttle valve 6 and the reforming throttle valve 15. As a result, the ammonia engine 2 is stopped.

なお、上記の処理では、手順S113におい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の開度が変更されているが、必要な空気量が確保されるのであれば、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の開度を変更しなくてもよい。 In the above process, the opening degrees of the main throttle valve 6 and the reforming throttle valve 15 are changed in the procedure S113, but if the required amount of air is secured, the main throttle valve 6 and the reforming throttle are changed. It is not necessary to change the opening degree of the valve 15.

ここで、第1制御部35は、手順S111,S112を実行する。第2制御部36は、手順S113を実行する。第3制御部37は、手順S114,S115を実行する。従って、手順S114は、第2制御部36による制御処理が実行されてから規定時間が経過したかどうかを判断することになる。 Here, the first control unit 35 executes the procedures S111 and S112. The second control unit 36 executes the procedure S113. The third control unit 37 executes the procedures S114 and S115. Therefore, the procedure S114 determines whether or not a predetermined time has elapsed since the control process by the second control unit 36 was executed.

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。 In the engine system 1 as described above, when the ignition switch 30 is turned on, the heating element 24 of the electric heater 17 is energized and the heating element 24 generates heat. Then, when the reforming injector 16 opens, ammonia gas is injected from the reforming injector 16 and the ammonia gas is supplied to the reformer 13. At this time, the ammonia gas is heated by the heat of the heating element 24, and the heat of the warmed ammonia gas is transferred to the reformer 13, so that the temperature of the reformer 13 rises. Then, when the reforming throttle valve 15 is opened, air is supplied to the reformer 13.

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。また、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。 Subsequently, the ammonia engine 2 is started by the starter motor 31. Further, when the main throttle valve 6 and the main injector 5 are opened, air is supplied to the combustion chamber 2a of the ammonia engine 2, and ammonia gas is injected from the main injector 5 to the combustion chamber 2a of the ammonia engine 2. Ammonia gas is supplied. As a result, the ammonia gas begins to burn in the combustion chamber 2a.

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る。
NH+3/4O→1/2N+3/2HO+Q
When the temperature of the reformer 13 reaches the specified temperature, the energization of the heating element 24 is stopped, but the reforming catalyst 13b of the reformer 13 burns ammonia gas, and the combustion heat further raises the reformer 13. Warm up. Specifically, as shown in the following formula, a combustion reaction of ammonia occurs due to a chemical reaction (oxidation reaction) between a part of ammonia and oxygen in the air.
NH 3 + 3/4O 2 → 1 / 2N 2 + 3 / 2H 2 O + Q

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。
NH→3/2H+1/2N−Q
Then, when the temperature of the reformer 13 reaches a temperature at which reforming is possible (for example, about 300 ° C. to 400 ° C.), the reforming catalyst 13b of the reformer 13 starts reforming the ammonia gas and contains hydrogen. A reforming gas is generated. Specifically, as shown in the following formula, a reforming reaction occurs in which ammonia is decomposed into hydrogen and nitrogen by the heat of combustion of ammonia, and a reforming gas containing hydrogen and nitrogen is generated.
NH 3 → 3 / 2H 2 + 1 / 2N 2 −Q

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。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。 The reformed gas flows through the reformed gas flow path 18 and is supplied to the combustion chamber 2a of the ammonia engine 2. As a result, the ammonia gas burns together with the hydrogen in the reformed gas in the combustion chamber 2a. As described above, the engine system 1 is in steady operation after the warming up of the reformer 13 is completed.

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、メインインジェクタ5及び改質インジェクタ16からのアンモニアガスの噴射が停止する。このため、アンモニアガスがアンモニアエンジン2及び改質器13に供給されなくなる。従って、空気のみがアンモニアエンジン2及び改質器13に供給される状態で、アンモニアエンジン2のクランキングが継続される。 When the ignition switch 30 is turned off during steady operation, the main injector 5 and the reforming injector 16 are closed first, so that the injection of ammonia gas from the main injector 5 and the reforming injector 16 is stopped. Therefore, the ammonia gas is not supplied to the ammonia engine 2 and the reformer 13. Therefore, the cranking of the ammonia engine 2 is continued with only air being supplied to the ammonia engine 2 and the reformer 13.

これにより、吸気通路3、空気流路14及び改質ガス流路18が空気によりパージされる。従って、吸気通路3、空気流路14及び改質ガス流路18に残留するアンモニアガスがアンモニアエンジン2の燃焼室2aを通過して排気通路4に流れるようになる。 As a result, the intake passage 3, the air flow path 14, and the reformed gas flow path 18 are purged by air. Therefore, the ammonia gas remaining in the intake passage 3, the air flow path 14, and the reforming gas flow path 18 passes through the combustion chamber 2a of the ammonia engine 2 and flows into the exhaust passage 4.

排気通路4を流れるアンモニアガスは、三元触媒40により酸化除去される。また、排気通路4を流れるアンモニアガスの一部が三元触媒40をすり抜けても、そのアンモニアガスはSCR触媒41により捕集される。 The ammonia gas flowing through the exhaust passage 4 is oxidized and removed by the three-way catalyst 40. Further, even if a part of the ammonia gas flowing through the exhaust passage 4 passes through the three-way catalyst 40, the ammonia gas is collected by the SCR catalyst 41.

そして、規定時間が経過すると、メインスロットルバルブ6、改質スロットルバルブ15及びストップバルブ20が閉弁することで、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。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完全に停止する。 Then, when the specified time elapses, the main throttle valve 6, the reforming throttle valve 15, and the stop valve 20 are closed, so that the supply of air to the ammonia engine 2 and the reformer 13 is stopped. As a result, the ammonia engine 2 coasts several times and then completely stops.

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を閉制御することにより、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。その状態で、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を開制御すると共に、アンモニアエンジン2をクランキングさせることにより、空気が吸気通路3、空気流路14及び改質ガス流路18を流れる状態で、アンモニアエンジン2がクランキングする。このため、吸気通路3、空気流路14及び改質ガス流路18に残留するアンモニアガスが強制的にアンモニアエンジン2を通って排気通路4に流れるようになる。そして、排気通路4を流れるアンモニアガスは、三元触媒40により酸化されて除去される。これにより、アンモニアエンジン2の停止時に、吸気通路3、空気流路14及び改質ガス流路18を形成する配管内に残留するアンモニアガスが除去される。その結果、アンモニアガスが漏れて大気に開放されることを防止できる。また、配管内に残留したアンモニアガスによって配管が腐食することも防止できる。 As described above, in the present embodiment, when the stop of the ammonia engine 2 is instructed, the main injector 5 and the reforming injector 16 are closed and controlled, so that the ammonia gas to the ammonia engine 2 and the reformer 13 is controlled. Supply is stopped. In that state, the main throttle valve 6 and the reforming throttle valve 15 are opened and controlled, and the ammonia engine 2 is cranked so that air flows through the intake passage 3, the air flow path 14, and the reforming gas flow path 18. Then, the ammonia engine 2 cranks. Therefore, the ammonia gas remaining in the intake passage 3, the air flow path 14, and the reforming gas flow path 18 is forcibly flowed through the ammonia engine 2 to the exhaust passage 4. Then, the ammonia gas flowing through the exhaust passage 4 is oxidized and removed by the three-way catalyst 40. As a result, when the ammonia engine 2 is stopped, the ammonia gas remaining in the pipes forming the intake passage 3, the air flow path 14, and the reformed gas flow path 18 is removed. As a result, it is possible to prevent the ammonia gas from leaking and being released to the atmosphere. In addition, it is possible to prevent the pipe from being corroded by the ammonia gas remaining in the pipe.

また、本実施形態では、排気通路4における三元触媒40よりも下流側には、SCR触媒41が配設されている。従って、排気通路4を流れるアンモニアガスの一部が三元触媒40をすり抜けても、そのアンモニアガスがSCR触媒41により捕集されて除去される。これにより、アンモニアエンジン2の停止時に、吸気通路3、空気流路14及び改質ガス流路18を形成する配管内に残留するアンモニアガスが一層除去される。 Further, in the present embodiment, the SCR catalyst 41 is arranged on the downstream side of the three-way catalyst 40 in the exhaust passage 4. Therefore, even if a part of the ammonia gas flowing through the exhaust passage 4 passes through the three-way catalyst 40, the ammonia gas is collected and removed by the SCR catalyst 41. As a result, when the ammonia engine 2 is stopped, the ammonia gas remaining in the pipes forming the intake passage 3, the air flow path 14, and the reformed gas flow path 18 is further removed.

また、本実施形態では、吸気通路3に残留するアンモニアガスが強制的にアンモニアエンジン2を通って排気通路4に流れるだけでなく、空気流路14及び改質ガス流路18に残留するアンモニアガスも強制的にアンモニアエンジン2を通って排気通路4に流れるようになる。これにより、アンモニアエンジン2の停止後に、配管内に残留するアンモニアガスが十分に除去される。 Further, in the present embodiment, not only the ammonia gas remaining in the intake passage 3 forcibly flows through the ammonia engine 2 to the exhaust passage 4, but also the ammonia gas remaining in the air flow path 14 and the reforming gas flow path 18. Is forced to flow through the ammonia engine 2 to the exhaust passage 4. As a result, after the ammonia engine 2 is stopped, the ammonia gas remaining in the piping is sufficiently removed.

また、本実施形態では、吸気通路3、空気流路14及び改質ガス流路18を形成する配管内に残留するアンモニアガスが除去されたかどうかが経過時間により判断されるので、エンジンシステム1の簡素化及び低コスト化を図ることができる。 Further, in the present embodiment, it is determined from the elapsed time whether or not the ammonia gas remaining in the pipes forming the intake passage 3, the air flow path 14, and the reformed gas flow path 18 has been removed, so that the engine system 1 can be used. It is possible to simplify and reduce the cost.

また、本実施形態では、吸気通路3、空気流路14及び改質ガス流路18を形成する配管内に残留するアンモニアガスを除去する際に、三元触媒40によってアンモニアガスを十分に酸化して除去することができる程度の空気が流れるので、SCR触媒41の体格を小型化し、SCR触媒41の低コスト化を図ることができる。 Further, in the present embodiment, when removing the ammonia gas remaining in the pipe forming the intake passage 3, the air flow path 14, and the reformed gas flow path 18, the three-way catalyst 40 sufficiently oxidizes the ammonia gas. Since the air that can be removed flows through the SCR catalyst 41, the physique of the SCR catalyst 41 can be miniaturized and the cost of the SCR catalyst 41 can be reduced.

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、上記の第1制御部35と、第2制御部36Aと、第3制御部37Aとを有している。 FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a control system of an engine system according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 5, the control unit 32 of the engine system 1 of the present embodiment has a stop control processing unit 34A instead of the stop control processing unit 34 of the first embodiment described above. The stop control processing unit 34A includes the first control unit 35, the second control unit 36A, and the third control unit 37A.

第2制御部36Aは、第1制御部35による制御処理が実行された後、メインスロットルバルブ6を開制御し、改質スロットルバルブ15及びストップバルブ20を閉制御すると共に、アンモニアエンジン2をクランキングさせる。 After the control process by the first control unit 35 is executed, the second control unit 36A opens and controls the main throttle valve 6, closes and controls the reforming throttle valve 15 and the stop valve 20, and shuts down the ammonia engine 2. Let them rank.

第3制御部37Aは、第2制御部36による制御処理が実行された後、メインスロットルバルブ6を閉制御する。 The third control unit 37A closes and controls the main throttle valve 6 after the control process by the second control unit 36 is executed.

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。 FIG. 6 is a flowchart showing details of the control processing procedure executed by the stop control processing unit 34A.

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,S112を順次実行する。続いて、停止制御処理部34Aは、改質スロットルバルブ15及びストップバルブ29を閉じるように制御する(手順S117)。これにより、改質器13への空気の供給が停止する。 In FIG. 6, the stop control processing unit 34A sequentially executes the procedures S111 and S112 in the same manner as the stop control processing unit 34 in the first embodiment. Subsequently, the stop control processing unit 34A controls to close the reforming throttle valve 15 and the stop valve 29 (procedure S117). As a result, the supply of air to the reformer 13 is stopped.

続いて、停止制御処理部34Aは、メインスロットルバルブ6の開度を変更するように制御する(手順S113A)。このとき、メインスロットルバルブ6の開度は、三元触媒40によって吸気通路3に残留するアンモニアガスを十分に酸化して除去することができる程度の空気量が確保されるような開度である。これにより、空気が吸気通路3を流れている状態で、アンモニアエンジン2がクランキングすることになる。 Subsequently, the stop control processing unit 34A controls to change the opening degree of the main throttle valve 6 (procedure S113A). At this time, the opening degree of the main throttle valve 6 is such that the amount of air sufficient to sufficiently oxidize and remove the ammonia gas remaining in the intake passage 3 by the three-way catalyst 40 is secured. .. As a result, the ammonia engine 2 is cranked while the air is flowing through the intake passage 3.

続いて、停止制御処理部34Aは、メインスロットルバルブ6の開度を変更す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S114A)。規定時間は、空気の流れによって吸気通路3に残留するアンモニアガスの最大量が除去されるような時間であり、予め実験等により定められている。 Subsequently, the stop control processing unit 34A determines whether or not a predetermined time has elapsed after controlling the main throttle valve 6 to change the opening degree (procedure S114A). The specified time is a time during which the maximum amount of ammonia gas remaining in the intake passage 3 is removed by the flow of air, and is determined in advance by an experiment or the like.

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を閉じるように制御する(手順S115A)。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。 When it is determined that the specified time has elapsed, the stop control processing unit 34A controls to close the main throttle valve 6 (procedure S115A). As a result, the ammonia engine 2 is stopped.

なお、上記の処理では、手順S113Aにおいてメインスロットルバルブ6の開度が変更されているが、必要な空気量が確保されるのであれば、メインスロットルバルブ6の開度を変更しなくてもよい。 In the above process, the opening degree of the main throttle valve 6 is changed in the procedure S113A, but if the required amount of air is secured, the opening degree of the main throttle valve 6 does not have to be changed. ..

ここで、第1制御部35は、手順S111,S112を実行する。第2制御部36Aは、手順S117,S113Aを実行する。第3制御部37Aは、手順S114A,S115Aを実行する。 Here, the first control unit 35 executes the procedures S111 and S112. The second control unit 36A executes the procedures S117 and S113A. The third control unit 37A executes the procedures S114A and S115A.

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が閉弁するため、アンモニアガスがアンモニアエンジン2及び改質器13に供給されなくなる。 In the engine system 1 as described above, when the ignition switch 30 is turned off, the main injector 5 and the reforming injector 16 are closed first, so that ammonia gas is not supplied to the ammonia engine 2 and the reformer 13. ..

また、改質スロットルバルブ15及びストップバルブ20が閉弁するため、空気が改質器13に供給されなくなる。従って、空気のみがアンモニアエンジン2に供給される状態で、アンモニアエンジン2のクランキングが継続される。 Further, since the reforming throttle valve 15 and the stop valve 20 are closed, air is not supplied to the reformer 13. Therefore, the cranking of the ammonia engine 2 is continued with only air being supplied to the ammonia engine 2.

これにより、吸気通路3が空気によりパージされる。従って、吸気通路3に残留するアンモニアガスがアンモニアエンジン2の燃焼室2aを通過して排気通路4に流れるようになる。排気通路4を流れるアンモニアガスは、上記の第1実施形態と同様に、三元触媒40及びSCR触媒41により除去される。 As a result, the intake passage 3 is purged by air. Therefore, the ammonia gas remaining in the intake passage 3 passes through the combustion chamber 2a of the ammonia engine 2 and flows into the exhaust passage 4. The ammonia gas flowing through the exhaust passage 4 is removed by the three-way catalyst 40 and the SCR catalyst 41 in the same manner as in the first embodiment described above.

そして、規定時間が経過すると、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への空気の供給が停止する。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完全に停止する。 Then, when the specified time elapses, the main throttle valve 6 is closed, so that the supply of air to the ammonia engine 2 is stopped. As a result, the ammonia engine 2 coasts several times and then completely stops.

以上のように本実施形態においては、アンモニアエンジン2の停止が指示されると、メインインジェクタ5及び改質インジェクタ16を閉制御することにより、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。その状態で、メインスロットルバルブ6を開制御すると共に、アンモニアエンジン2をクランキングさせることにより、空気が吸気通路3を流れる状態で、アンモニアエンジン2がクランキングする。このため、吸気通路3に残留するアンモニアガスが強制的にアンモニアエンジン2を通って排気通路4に流れるようになる。そして、排気通路4を流れるアンモニアガスは、三元触媒40により酸化されて除去される。これにより、アンモニアエンジン2の停止時に、吸気通路3を形成する配管内に残留するアンモニアガスが除去される。 As described above, in the present embodiment, when the stop of the ammonia engine 2 is instructed, the main injector 5 and the reforming injector 16 are closed and controlled to supply the ammonia gas to the ammonia engine 2 and the reformer 13. Stops. In that state, the main throttle valve 6 is opened and controlled, and the ammonia engine 2 is cranked, so that the ammonia engine 2 is cranked while the air flows through the intake passage 3. Therefore, the ammonia gas remaining in the intake passage 3 is forced to flow through the ammonia engine 2 to the exhaust passage 4. Then, the ammonia gas flowing through the exhaust passage 4 is oxidized and removed by the three-way catalyst 40. As a result, when the ammonia engine 2 is stopped, the ammonia gas remaining in the piping forming the intake passage 3 is removed.

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へのアンモニアガスの供給が停止した後、空気が空気流路14及び改質ガス流路18を流れずに吸気通路3のみを流れる状態で、アンモニアエンジン2がクランキングする。このため、吸気通路3に残留するアンモニアガスのみが強制的にアンモニアエンジン2を通って排気通路4に流れるようになり、空気流路14及び改質ガス流路18にはアンモニアガスが残留したままの状態となる。従って、アンモニアエンジン2の停止時には、改質器13の周囲環境はアンモニアガスが存在した状態に保たれるため、改質器13の改質触媒13bの酸化劣化が防止される。 Further, in the present embodiment, after the supply of ammonia gas to the ammonia engine 2 and the reformer 13 is stopped, the air does not flow through the air flow path 14 and the reforming gas flow path 18, but flows only through the intake passage 3. Then, the ammonia engine 2 is cranked. Therefore, only the ammonia gas remaining in the intake passage 3 is forcibly flowed to the exhaust passage 4 through the ammonia engine 2, and the ammonia gas remains in the air flow path 14 and the reforming gas flow path 18. It becomes the state of. Therefore, when the ammonia engine 2 is stopped, the ambient environment of the reformer 13 is maintained in a state in which ammonia gas is present, so that oxidative deterioration of the reforming catalyst 13b of the reformer 13 is prevented.

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は、排気通路4に配設されたアンモニアセンサ45を備えている。アンモニアセンサ45は、アンモニアを検出するアンモニア検出部である。アンモニアセンサ45は、例えば排気通路4におけるSCR触媒41よりも下流側に配設されている。 FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an engine system according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 7, the engine system 1 of the present embodiment includes an ammonia sensor 45 arranged in the exhaust passage 4. The ammonia sensor 45 is an ammonia detection unit that detects ammonia. The ammonia sensor 45 is arranged, for example, on the downstream side of the SCR catalyst 41 in the exhaust passage 4.

また、本実施形態のエンジンシステム1の制御ユニット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、上記の第1制御部35と、上記の第2制御部36と、第3制御部37Bとを有している。 Further, as shown in FIG. 8, the control unit 32 of the engine system 1 of the present embodiment has a stop control processing unit 34B instead of the stop control processing unit 34 of the first embodiment. The stop control processing unit 34B includes the first control unit 35, the second control unit 36, and the third control unit 37B.

第3制御部37Bは、アンモニアセンサ45の検出値に基づいて、排気通路4にアンモニアガスが残留していないかどうかを判断し、排気通路4にアンモニアガスが残留していないときに、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を閉制御する。 The third control unit 37B determines whether or not ammonia gas remains in the exhaust passage 4 based on the detection value of the ammonia sensor 45, and when the ammonia gas does not remain in the exhaust passage 4, the main throttle The valve 6 and the modified throttle valve 15 are closed and controlled.

図9は、停止制御処理部34B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。 FIG. 9 is a flowchart showing details of the stop control processing procedure executed by the stop control processing unit 34B.

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〜S113を順次実行する。続いて、停止制御処理部34Bは、アンモニアセンサ45の検出値に基づいて、排気通路4にアンモニアガスが残留していないかどうかを判断する(手順S114B)。このとき、停止制御処理部34Bは、排気通路4に残留しているアンモニアガスの量が所定値以下であるかどうかを判断し、排気通路4に残留しているアンモニアガスの量が所定値以下であるときに、排気通路4にアンモニアガスが残留していないと判定してもよい。このため、アンモニアガスの存在が影響を与えない程度に少量のみのアンモニアガスが残留している場合は、アンモニアガスが残留していないとみなされる。 In FIG. 9, the stop control processing unit 34B sequentially executes the procedures S111 to S113 in the same manner as the stop control processing unit 34 in the first embodiment. Subsequently, the stop control processing unit 34B determines whether or not ammonia gas remains in the exhaust passage 4 based on the detected value of the ammonia sensor 45 (procedure S114B). At this time, the stop control processing unit 34B determines whether or not the amount of ammonia gas remaining in the exhaust passage 4 is equal to or less than a predetermined value, and the amount of ammonia gas remaining in the exhaust passage 4 is equal to or less than a predetermined value. At this time, it may be determined that no ammonia gas remains in the exhaust passage 4. Therefore, if only a small amount of ammonia gas remains to the extent that the presence of ammonia gas does not affect it, it is considered that no ammonia gas remains.

停止制御処理部34Bは、排気通路4にアンモニアガスが残留していないと判断したときは、上記の第1実施形態と同様に、メインスロットルバルブ6、改質スロットルバルブ15及びストップバルブ20を閉じるように制御する(手順S115)。ここで、手順S114B,S115は、第3制御部37Bにより実行される。 When the stop control processing unit 34B determines that no ammonia gas remains in the exhaust passage 4, the stop control processing unit 34B closes the main throttle valve 6, the reforming throttle valve 15, and the stop valve 20 as in the first embodiment described above. (Procedure S115). Here, the procedures S114B and S115 are executed by the third control unit 37B.

このように本実施形態においては、排気通路4にアンモニアガスが残留しているか否かが直接検出されるので、配管内に残留するアンモニアガスが除去されたかどうかを高精度に判定することができる。 As described above, in the present embodiment, since it is directly detected whether or not the ammonia gas remains in the exhaust passage 4, it is possible to determine with high accuracy whether or not the ammonia gas remaining in the pipe is removed. ..

なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記の第1実施形態では、イグニッションスイッチ30がOFF操作されると、メインインジェクタ5及び改質インジェクタ16が閉じるように制御され、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が開いた状態に維持されているが、特にその形態には限られない。イグニッションスイッチ30がOFF操作されると、メインインジェクタ5、改質インジェクタ16、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した後、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をクランキングさせるようにスタータモータ31を制御してもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the first embodiment described above, when the ignition switch 30 is turned off, the main injector 5 and the reforming injector 16 are controlled to be closed, and the main throttle valve 6 and the reforming throttle valve 15 are maintained in an open state. However, the form is not particularly limited. When the ignition switch 30 is turned off, the main injector 5, the reforming injector 16, the main throttle valve 6 and the reforming throttle valve 15 are controlled to be closed, and then the main throttle valve 6 and the reforming throttle valve 15 are opened. The starter motor 31 may be controlled so as to crank the ammonia engine 2.

また、上記の第2実施形態では、イグニッションスイッチ30がOFF操作されると、メインインジェクタ5、改質インジェクタ16及び改質スロットルバルブ15が閉じるように制御され、メインスロットルバルブ6が開いた状態に維持されているが、特にその形態には限られない。イグニッションスイッチ30がOFF操作されると、メインインジェクタ5、改質インジェクタ16、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した後、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、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を制御してもよい。 Further, in the second embodiment described above, when the ignition switch 30 is turned off, the main injector 5, the reforming injector 16 and the reforming throttle valve 15 are controlled to be closed, and the main throttle valve 6 is opened. It is maintained, but not particularly limited to its form. When the ignition switch 30 is turned off, the main injector 5, the reforming injector 16, the main throttle valve 6 and the reforming throttle valve 15 are controlled to be closed, and then the main throttle valve 6 is controlled to be opened, and ammonia is used. The starter motor 31 may be controlled so as to crank the engine 2.

また、上記の第1実施形態では、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との間にストップバルブ20が配設されているが、特にその形態には限られず、ストップバルブ20は無くてもよい。 Further, in the first embodiment described above, the stop valve 20 is arranged between the reformed gas cooler 19 and the intake passage 3 in the reformed gas flow path 18, but the form is not particularly limited and the stop valve 20 is not particularly limited. 20 may be omitted.

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。 Further, in the above embodiment, a plurality of main injectors 5 for injecting ammonia gas into each combustion chamber 2a of the ammonia engine 2 are attached to the ammonia engine 2, but the number of main injectors 5 is one. May be good. In this case, the main injector 5 may be arranged so as to inject ammonia gas into the intake passage 3.

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。 Further, in the above embodiment, the air flow path 14 through which the air supplied to the reformer 13 flows is branched and connected to the intake passage 3, but the present invention is not particularly limited to that form, and the intake air connected to the ammonia engine 2 is connected. Air may be supplied to the air passage 14 from a route different from that of the passage 3. In this case, it is possible to prevent the influence of the pulsation of the intake passage 3.

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。このとき、流量調整弁は、アンモニア供給弁を構成する。 Further, in the above embodiment, the reforming injector 16 for injecting ammonia gas toward the reformer 13 is connected to the ammonia gas flow path 21, but the embodiment is not particularly limited, and for example, the reforming injector. A flow rate adjusting valve may be used instead of 16. In this case, the ammonia gas flow path 21 is connected to the air flow path 14, and a flow rate adjusting valve is provided in the ammonia gas flow path 21. By using the flow rate adjusting valve, ammonia gas can be continuously supplied to the reformer 13. At this time, the flow rate adjusting valve constitutes an ammonia supply valve.

また、上記実施形態のエンジンシステム1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。 Further, although the engine system 1 of the above embodiment is mounted on an engine type vehicle, the present invention can be applied to, for example, a high lid type vehicle.

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、4…排気通路、5…メインインジェクタ(アンモニア噴射弁)、6…メインスロットルバルブ(第1スロットルバルブ)、8…排気触媒ユニット、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(アンモニア供給弁)、18…改質ガス流路、20…ストップバルブ、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…第1制御部、36,36A…第2制御部、37,37A,37B…第3制御部、40…三元触媒(第1触媒)、41…SCR触媒(第2触媒)、45…アンモニアセンサ(アンモニア検出部)。 1 ... engine system, 2 ... ammonia engine (engine), 3 ... intake passage, 4 ... exhaust passage, 5 ... main injector (ammonia injection valve), 6 ... main throttle valve (first throttle valve), 8 ... exhaust catalyst unit , 13 ... Reformer (reformer), 13b ... Reform catalyst (catalyst), 14 ... Air flow path, 15 ... Reform throttle valve (second throttle valve), 16 ... Reform injector (ammonia supply valve) , 18 ... reforming gas flow path, 20 ... stop valve, 30 ... ignition switch (stop indicator), 31 ... starter motor (motor), 32 ... control unit, 35 ... first control unit, 36, 36A ... second Control unit, 37, 37A, 37B ... Third control unit, 40 ... Three-way catalyst (first catalyst), 41 ... SCR catalyst (second catalyst), 45 ... Ammonia sensor (ammonia detection unit).

Claims (6)

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、
前記エンジンから発生した排気ガスが流れる排気通路と、
前記排気通路に配設された排気触媒ユニットと、
前記エンジンに向けてアンモニアを噴射するアンモニア噴射弁と、
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、
前記アンモニアを水素に分解する触媒を有し、前記アンモニアを改質して前記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前記空気が流れる空気流路と、
前記改質部に前記アンモニアを供給するアンモニア供給弁と、
前記空気流路に配設され、前記改質部に供給される前記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、
前記エンジンを始動させるモータと、
前記エンジンの停止を指示する停止指示部と、
前記アンモニア噴射弁、前記第1スロットルバルブ、前記アンモニア供給弁及び前記第2スロットルバルブを制御する制御ユニットとを備え、
前記排気触媒ユニットは、前記アンモニアを酸化して除去する第1触媒を有し、
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、前記アンモニア噴射弁及び前記アンモニア供給弁を閉制御する第1制御部と、
前記第1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スロットルバルブのうち少なくとも前記第1スロットルバルブを開制御すると共に、前記エンジンをクランキングさせる第2制御部と、
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スロットルバルブのうち少なくとも前記第1スロットルバルブを閉制御する第3制御部とを有するエンジンシステム。
With the engine
The intake passage through which the air supplied to the engine flows and
The exhaust passage through which the exhaust gas generated from the engine flows, and
An exhaust catalyst unit arranged in the exhaust passage and
An ammonia injection valve that injects ammonia toward the engine,
A first throttle valve arranged in the intake passage and controlling the flow rate of air supplied to the engine.
A reforming unit having a catalyst that decomposes the ammonia into hydrogen and reforming the ammonia to generate a reformed gas containing the hydrogen.
An air flow path through which the air supplied to the reforming unit flows, and
An ammonia supply valve that supplies the ammonia to the reforming part,
A second throttle valve arranged in the air flow path and controlling the flow rate of the air supplied to the reforming unit, and
A reformed gas flow path through which the reformed gas generated by the reformed portion flows toward the engine, and
The motor that starts the engine and
A stop instruction unit that instructs the engine to stop,
The ammonia injection valve, the first throttle valve, the ammonia supply valve, and a control unit for controlling the second throttle valve are provided.
The exhaust catalyst unit has a first catalyst that oxidizes and removes the ammonia.
The control unit is
When the stop instruction unit instructs the engine to stop, the first control unit that closes and controls the ammonia injection valve and the ammonia supply valve.
After the control process by the first control unit is executed, at least the first throttle valve of the first throttle valve and the second throttle valve is opened and controlled, and the second control unit that cranks the engine. ,
An engine system including a first throttle valve and a third control unit that closes and controls at least the first throttle valve of the second throttle valve after the control process by the second control unit is executed.
前記排気触媒ユニットは、前記排気通路における前記第1触媒よりも下流側に配設され、前記第1触媒をすり抜けた前記アンモニアを捕集して除去する第2触媒を更に有する請求項1記載のエンジンシステム。 The first aspect of claim 1, wherein the exhaust catalyst unit is arranged on the downstream side of the first catalyst in the exhaust passage, and further has a second catalyst that collects and removes the ammonia that has passed through the first catalyst. Engine system. 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制御すると共に、前記エンジンをクランキングさせ、
前記第3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閉制御する請求項1または2記載のエンジンシステム。
After the control process by the first control unit is executed, the second control unit opens and controls the first throttle valve and the second throttle valve, and cranks the engine.
The engine system according to claim 1 or 2, wherein the third control unit closes and controls the first throttle valve and the second throttle valve after the control process by the second control unit is executed.
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、前記第1制御部による制御処理が実行された後、前記第1スロットルバルブを開制御し、前記第2スロットルバルブ及び前記ストップバルブを閉制御すると共に、前記エンジンをクランキングさせ、
前記第3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スロットルバルブを閉制御する請求項1または2記載のエンジンシステム。
Further equipped with a stop valve for opening and closing the reformed gas flow path,
After the control process by the first control unit is executed, the second control unit opens and controls the first throttle valve, closes and controls the second throttle valve and the stop valve, and shuts down the engine. Let me rank
The engine system according to claim 1 or 2, wherein the third control unit closes and controls the first throttle valve after the control process by the second control unit is executed.
前記第3制御部は、前記第2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かどうかを判断し、前記規定時間が経過したときに、前記第1スロットルバルブ及び前記第2スロットルバルブのうち少なくとも前記第1スロットルバルブを閉制御する請求項1〜4の何れか一項記載のエンジンシステム。 The third control unit determines whether or not a specified time has elapsed since the control process by the second control unit was executed, and when the specified time has elapsed, the first throttle valve and the second throttle The engine system according to any one of claims 1 to 4, wherein at least the first throttle valve is closed-controlled among the valves. 前記排気通路に配設され、前記アンモニアを検出するアンモニア検出部を更に備え、
前記第3制御部は、前記アンモニア検出部の検出値に基づいて、前記排気通路に前記アンモニアが残留していないかどうかを判断し、前記排気通路に前記アンモニアが残留していないときに、前記第1スロットルバルブ及び前記第2スロットルバルブのうち少なくとも前記第1スロットルバルブを閉制御する請求項1〜4の何れか一項記載のエンジンシステム。
Further provided with an ammonia detection unit, which is arranged in the exhaust passage and detects the ammonia,
The third control unit determines whether or not the ammonia remains in the exhaust passage based on the detection value of the ammonia detection unit, and when the ammonia does not remain in the exhaust passage, the third control unit determines. The engine system according to any one of claims 1 to 4, wherein at least the first throttle valve of the first throttle valve and the second throttle valve is closed-controlled.
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