CN113874609A - 发动机*** - Google Patents

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Abstract

发动机***(1)具备：氨发动机(2)；重整器(13)，其具有将氨气分解为氢的重整催化剂(13b)，对氨气进行重整而生成含有氢的重整气体；控制单元(32)，控制单元(32)具有：吹扫控制部(36、36A、36B)，其在由点火开关(30)进行了停止氨发动机(2)的指示之后，控制成关闭重整喷射器(16)，并且控制成打开重整节气门(15)；发动机停止控制部(37、37A、37B)，其在由点火开关(30)进行了停止氨发动机(2)的指示之后，控制成关闭主喷射器(5)。

Description

发动机***
技术领域
本发明涉及发动机***。
背景技术
作为以往的发动机***，公知有例如专利文献1中记载的技术。专利文献1所述的发动机***具备：发动机主体、与该发动机主体的燃烧室连接的发动机进气通路和发动机排气通路、配置于发动机进气通路的内部的节气门、朝向发动机进气通路喷射气态氨的氨喷射阀、通过催化剂将气态氨分解而生成氢的分解器、向该分解器供给气态氨的氨供给管、与发动机进气通路连接且向分解器供给空气的空气供给管、与发动机进气通路连接且供含有由分解器生成的氢的气体流出的流出管。
专利文献1：日本特再公表2012－090739号公报
然而，上述以往技术存在以下的问题。即，在分解器(重整部)对气态氨进行重整时，使一部分氨燃烧，利用该燃烧热使剩余的氨分离，并取出含有氢的重整气体。此时，重整气体有时含有水蒸气。若在重整路径内残留有水蒸气，则在发动机停止时水蒸气冷却而冷凝。若重整路径内残留的水蒸气冷凝，则有可能重整部的催化剂被水浸没而催化剂的功能降低，或者水分在冰点以下的条件下结冰而重整气体的路径被堵塞。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够防止在发动机停止时在重整路径内有残留的水蒸气冷凝的发动机***。
本发明的一形态的发动机***具备发动机；进气通路，其供向发动机供给的空气流动；燃料喷射阀，其朝向发动机喷射燃料；第1节气门，其配置于进气通路，控制向发动机供给的空气的流量；重整部，其具有将燃料分解为氢的催化剂，对燃料进行重整而生成含有氢的重整气体；空气流路，其供向重整部供给的空气流动；燃料供给用阀，其用于向重整部供给燃料；第2节气门，其配置于空气流路，控制向重整部供给的空气的流量；重整气体流路，其供由重整部生成的重整气体朝向发动机流动；停止指示部，其指示发动机停止；控制单元，其对燃料喷射阀、第1节气门、燃料供给用阀以及第2节气门进行控制，控制单元具有：第1控制部，在由停止指示部进行了停止发动机的指示之后，该第1控制部控制成关闭燃料供给用阀和第2节气门中的一者，并且控制成打开燃料供给用阀和第2节气门中的另一者；第2控制部，在由停止指示部进行了停止发动机的指示之后，该第2控制部控制成关闭燃料喷射阀。
在这样的发动机***中，在指示了发动机停止之后，控制成关闭燃料供给用阀和第2节气门中的一者，并且控制成打开燃料供给用阀和第2节气门中的另一者，由此，成为在由重整部和重整气体流路构成的重整路径的内部基本上只有空气流动或者基本上只有燃料流动的状态，因此能够利用空气或者燃料对重整路径内进行吹扫。另外，在指示了发动机停止之后，控制成关闭燃料喷射阀，由此，向发动机的燃料供给停止，发动机停止。像这样发动机停止时，重整路径内被吹扫，因此成为在重整路径内不存在水蒸气的状态。由此，防止在重整路径内有残留的水蒸气冷凝。
也可以是：在执行了由第1控制部进行的控制处理之后，第2控制部控制成关闭燃料喷射阀和第1节气门，并且控制成关闭燃料供给用阀和第2节气门中的一者。
采用这样的结构，在指示发动机停止之后，向重整部燃供给料或者空气停止，因此能够利用空气或者燃料对重整路径内进行吹扫。然后，向发动机的燃料和空气的供给停止，并且向重整部的空气或者燃料的供给停止，因此发动机停止。像这样，在对重整路径内进行了吹扫之后，发动机停止，因此车辆的驾驶员不会感到不适，并且能够防止在重整路径内有残留的水蒸气冷凝。
也可以是：发动机***还具备检测重整部的温度的温度检测部，控制单元具有第3控制部，当由停止指示部进行了停止发动机的指示时，在执行由第1控制部和第2控制部进行的控制处理之前，该第3控制部控制燃料供给用阀和第2节气门，以减少向重整部供给的燃料和空气的供给量，在执行了由第3控制部进行的控制处理之后，当重整部的由温度检测部检测出的温度为规定温度以下时，第1控制部控制成关闭燃料供给用阀，并且控制成打开第2节气门，在执行了由第1控制部进行的控制处理之后，第2控制部控制成关闭燃料喷射阀和第1节气门，并且控制成关闭第2节气门。
采用这样的结构，在重整路径内基本上只有空气流动以对重整路径内进行吹扫，因此从重整部通过的燃料的量减少。另外，在进行重整路径内的吹扫之前，减少向重整部供给的燃料和空气的供给量，由此，重整部的催化剂的温度降低，因此能够防止催化剂的氧化劣化。
也可以是：在从执行了由第1控制部进行的控制处理起经过了规定时间之后，第2控制部控制成关闭燃料喷射阀和第1节气门，并且控制成关闭第2节气门。
采用这样的结构，能够使发动机在重整路径内的气体被空气(新鲜空气)替换了的状态下停止。
也可以是：在由停止指示部进行了停止发动机的指示之后，第2控制部控制成关闭燃料喷射阀和燃料供给用阀，在执行了由第2控制部进行的控制处理之后，第1控制部控制成关闭燃料供给用阀，并且控制成打开第1节气门和第2节气门。
采用这样的结构，在指示了发动机停止之后，向发动机的燃料供给停止，因此发动机因惯性而旋转数圈后停止。此时，向发动机和重整部供给空气，因此利用空气(新鲜空气)对重整路径内进行吹扫。这样，使发动机停止时的发动机旋转稳定化，并且能够防止在重整路径内有残留的水蒸气冷凝。
也可以是：发动机***还具备使发动机起动的马达，在执行了由第2控制部进行的控制处理之后，第1控制部控制成打开第1节气门和第2节气门，并且控制马达而使发动机以规定转速曲柄起动。
采用这样的结构，向发动机和重整部供给空气，并且使发动机以规定转速曲柄起动，因此能够稳定地进行利用空气对重整路径内的吹扫。
也可以是：发动机***还具备检测重整部的温度的温度检测部，控制单元具有第3控制部，当由停止指示部进行了停止发动机的指示时，在执行由第2控制部和第1控制部进行的控制处理之前，该第3控制部控制燃料供给用阀和第2节气门，以减少向重整部供给的燃料和空气的供给量，在执行了由第3控制部进行的控制处理之后，当重整部的由温度检测部检测出的温度为规定温度以下时，第2控制部控制成关闭燃料喷射阀和燃料供给用阀。
采用这样的结构，在进行重整路径内的吹扫之前，减少向重整部供给的燃料和空气的供给量，由此，重整部的催化剂的温度降低，因此能够防止催化剂的氧化劣化。
也可以是：在由停止指示部进行了停止发动机的指示之后，第1控制部控制成关闭第1节气门和第2节气门，并且控制成打开燃料供给用阀，在执行了由第1控制部进行的控制处理之后，第2控制部控制成关闭燃料喷射阀和燃料供给用阀。
采用这样的结构，在指示了发动机停止之后，向发动机和重整部的空气供给停止，因此能够利用燃料对重整路径内进行吹扫。然后，向发动机和重整部的燃料供给停止，因此发动机停止。像这样，在对重整路径内进行了吹扫之后，发动机停止，因此车辆的驾驶员不会感到不适，并且能够防止在重整路径内有残留的水蒸气冷凝。
也可以是：发动机***还具备开闭重整气体流路的断流阀，第2控制部在控制成关闭燃料喷射阀和燃料供给用阀之后，控制成关闭断流阀，并且控制成打开第1节气门。
采用这样的结构，在利用燃料对重整路径内的吹扫完成之后，向发动机供给空气。因此，利用发动机停止时的额外旋转，使存在于断流阀与发动机之间的燃料被空气吹扫。由此，能够防止因燃料引起的进气通路和重整气体流路的异味等。
也可以是：发动机***还具备检测重整部的温度的温度检测部，控制单元具有第3控制部，当由停止指示部进行了停止发动机的指示时，在执行由第1控制部和第2控制部进行的控制处理之前，该第3控制部控制燃料供给用阀和第2节气门，以减少向重整部供给的燃料和空气的供给量，在执行了由第3控制部进行的控制处理之后，当重整部的由温度检测部检测出的温度为规定温度以下时，第1控制部控制成关闭第1节气门和第2节气门，并且控制成打开燃料供给用阀。
采用这样的结构，在进行重整路径内的吹扫之前，减少向重整部供给的燃料和空气的供给量，由此，重整部的催化剂的温度降低，因此能够防止催化剂的氧化劣化。
发动机也可以是使用氨来作为燃料的氨发动机。在发动机中氨和氢混合时，氨容易燃烧。因此，将本发明的发动机***应用于氨发动机是有效的。
根据本发明，能够防止在发动机停止时在重整路径内有残留的水蒸气冷凝。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的发动机***的概略结构图。
图2是表示图1所示的发动机***的控制***的结构的框图。
图3是表示由图2所示的起动控制处理部执行的起动控制处理步骤的详情的流程图。
图4是表示由图2所示的停止控制处理部执行的停止控制处理步骤的详情的流程图。
图5是表示本发明的第2实施方式的发动机***的控制***的结构的框图。
图6是表示由图5所示的停止控制处理部执行的停止控制处理步骤的详情的流程图。
图7是表示本发明的第3实施方式的发动机***的概略结构图。
图8是表示图7所示的发动机***的控制***的结构的框图。
图9是表示由图8所示的停止控制处理部执行的停止控制处理步骤的详情的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细进行说明。此外，附图中，对同一或者同等的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。
图1是表示本发明的第1实施方式的发动机***的概略结构图。在图1中，本实施方式的发动机***1搭载于车辆。发动机***1具备氨发动机2、进气通路3、排气通路4、多个(这里为四个)主喷射器5以及主节气门6。
氨发动机2是将氨(NH3)用作燃料的发动机。氨发动机2例如为四缸发动机，具有四个燃烧室2a。向燃烧室2a供给氨和氢(H2)。由此，在燃烧室2a氨与氢混合，因此氨容易燃烧。
进气通路3与燃烧室2a连接。进气通路3是供向氨发动机2的燃烧室2a供给的空气流动的通路。在进气通路3配置有将空气中含有的粉尘和灰尘等异物除去的空气滤清器7。
排气通路4与燃烧室2a连接。排气通路4是供从燃烧室2a产生的排气气体流动的通路。在排气通路4配置有将排气气体中含有的氮氧化物(NOx)以及氨等有害物质除去的废气净化催化剂8。作为废气净化催化剂8，例如使用三元催化剂、SCR(Selective CatalyticReduction)催化剂等(后述)。
主喷射器5是朝向氨发动机2的燃烧室2a喷射氨气(NH3气体)的电磁式的燃料喷射阀。主喷射器5经由氨气流路9而与后述的气化器12连接。氨气流路9是供氨气流动的流路。主喷射器5安装于氨发动机2。
主节气门6配置在进气通路3的位于空气滤清器7与氨发动机2之间的部分。主节气门6是控制向氨发动机2供给的空气的流量的第1节气门。作为主节气门6，使用电磁式的流量控制阀。
另外，发动机***1具备氨罐11、气化器12、重整器13、空气流路14、重整节气门15、重整喷射器16、电加热器17、重整气体流路18以及重整气体冷却器19。
氨罐11将氨以液体状态储藏。即，氨罐11储藏液体氨。气化器12使储藏于氨罐11的液体氨气化来生成氨气。
重整器13是具有将氨气分解为氢的重整催化剂13b，并将氨气重整而生成含有氢的重整气体的重整部。重整器13例如具有呈蜂窝构造的载体13a。在载体13a涂覆有将氨气分解为氢的重整催化剂13b。重整催化剂13b除了具有将氨气分解为氢的功能之外，还具有使氨气燃烧的功能。重整催化剂13b是ATR(自热重整：Autothermal Reforming)式氨重整催化剂。其中，重整催化剂13b也可以采用低温反应催化剂。
空气流路14将进气通路3与重整器13连接起来。具体而言，空气流路14的一端与进气通路3的位于空气滤清器7和主节气门6之间的部分分支连接。空气流路14的另一端与重整器13连接。空气流路14是供向重整器13供给的空气流动的流路。
重整节气门15配置于空气流路14。重整节气门15是控制向重整器13供给的空气的流量的第2节气门。重整节气门15使用电磁式的流量控制阀。
重整喷射器16经由氨气流路21而与气化器12连接。氨气流路21是供由气化器12生成的氨气流动的流路。重整喷射器16是朝向重整器13喷射氨气的电磁式的燃料喷射阀。具体而言，重整喷射器16在空气流路14中重整节气门15与重整器13之间喷射氨气。因而，在空气流路14中重整节气门15与重整器13之间的部分流动有空气和氨气。即，重整喷射器16是向重整器13供给作为燃料的氨气的燃料供给用阀。
在氨气流路21配置有减压阀23。减压阀23对向氨发动机2和重整器13供给的氨气进行减压。减压阀23将向氨发动机2和重整器13供给的氨气的压力保持为规定压力。
电加热器17是通过对向重整器13供给的氨气进行加热而通过氨气使重整器13升温的加热器部。电加热器17具有配置于空气流路14的发热体24和对该发热体24通电的电源25。发热体24例如呈蜂窝构造。由电加热器17加热后的氨气的热被传递到重整器13，从而使重整器13升温。
重整气体流路18将重整器13和进气通路3连接起来。具体而言，重整气体流路18的一端与重整器13连接。重整气体流路18的另一端与进气通路3的位于主节气门6和氨发动机2之间的部分分支连接。重整气体流路18是供由重整器13生成的重整气体朝向氨发动机2流动的流路。其中，重整器13和重整气体流路18构成了重整路径26。
重整气体冷却器19配置于重整气体流路18。重整气体冷却器19对向氨发动机2供给的重整气体进行冷却。通过设置重整气体冷却器19，来防止主节气门6等进气***部件受热损伤，并且抑制重整气体的体积膨胀，因此容易使空气被充分吸入氨发动机2的燃烧室2a。
另外，发动机***1具备温度传感器28、转速传感器29、点火开关30(IG开关)、起动马达31以及控制单元32。
温度传感器28是检测重整器13的温度的温度检测部。温度传感器28例如检测重整器13的重整催化剂13b的上游侧端部的温度。转速传感器29是检测氨发动机2的转速的转速检测部。
点火开关30是车辆的驾驶员用于指示氨发动机2起动以及停止的手动操作开关。点火开关30构成了指示氨发动机2停止的停止指示部。起动马达31是使氨发动机2起动的马达。
控制单元32由CPU、RAM、ROM以及输入输出界面等构成。控制单元32基于点火开关30的操作信号和温度传感器28以及转速传感器29的检测值，来控制主喷射器5、主节气门6、重整节气门15、重整喷射器16、电加热器17的电源25以及起动马达31。
如图2所示，控制单元32具有执行氨发动机2起动时的控制处理的起动控制处理部33和执行氨发动机2停止时的控制处理的停止控制处理部34。
图3是表示由起动控制处理部33执行的起动控制处理步骤的详情的流程图。在执行本处理之前，主喷射器5、主节气门6、重整节气门15以及重整喷射器16为全闭状态。
在图3中，起动控制处理部33首先基于点火开关30的操作信号来判断是否对点火开关30进行了接通操作(步骤S101)。起动控制处理部33在判断为没有对点火开关30进行接通操作时(步骤S101：否)，再次执行步骤S101。起动控制处理部33在判断为对点火开关30进行了接通操作时(步骤S101：是)，控制电源25对电加热器17的发热体24通电(步骤S102)。由此，发热体24发热。
然后，起动控制处理部33控制成打开重整喷射器16(步骤S103)。由此，从重整喷射器16喷射氨气，向重整器13供给氨气。此时，由发热体24加热氨气，因此通过氨气的热使重整器13升温。接着，起动控制处理部33控制成打开重整节气门15(步骤S104)。由此，向重整器13供给空气。
然后，起动控制处理部33控制起动马达31以曲柄起动氨发动机2(步骤S105)。由此，氨发动机2起动。
接着，起动控制处理部33控制成打开主节气门6，并且控制成打开主喷射器5(步骤S106)。由此，向氨发动机2供给空气，并且从主喷射器5喷射氨气，向氨发动机2供给氨气。
接着，起动控制处理部33基于温度传感器28的检测值来判断重整器13的温度是否为规定温度以上(步骤S107)。起动控制处理部33在判断为重整器13的温度低于规定温度时(步骤S107：否)再次执行步骤S107。规定温度是指氨气能够燃烧的温度，例如为200℃左右。起动控制处理部33在判断为重整器13的温度为规定温度以上时(步骤S107：是)，控制电源25停止对发热体24的通电(步骤S108)。
其中，作为由起动控制处理部33执行的控制处理步骤，并不特别局限于上述的流程。例如，步骤S105也可以在步骤S107之后执行。
如图2所示，停止控制处理部34具有催化剂温度控制部35、吹扫控制部36以及发动机停止控制部37。
催化剂温度控制部35在通过点火开关30进行了停止氨发动机2的指示时，控制重整喷射器16和重整节气门15，以减少向重整器13供给的氨气和空气的供给量，从而控制降低重整器13的重整催化剂13b的温度。
在执行了由催化剂温度控制部35进行的控制处理之后，当重整器13的由温度传感器28检测出的温度为规定温度(后述)以下时，吹扫控制部36控制成关闭重整喷射器16，并且控制成打开重整节气门，由此，控制进行对重整路径26的内部的吹扫(净化)。
在执行了由吹扫控制部36进行的控制处理之后，发动机停止控制部37控制成关闭主喷射器5和主节气门6，并且控制成关闭重整节气门15，由此，控制使氨发动机2停止。
吹扫控制部36构成了第1控制部，在通过点火开关30进行了停止氨发动机2的指示之后，控制成关闭重整喷射器16，并且控制成打开重整节气门15。
发动机停止控制部37构成了第2控制部，在通过点火开关30进行了停止氨发动机2的指示之后，控制成关闭主喷射器5。
催化剂温度控制部35构成了第3控制部，当通过点火开关30指示停止氨发动机2时，在执行由吹扫控制部36和发动机停止控制部37进行的控制处理之前，控制重整喷射器16和重整节气门15，以减少向重整器13供给的氨气和空气的供给量。
图4是表示由停止控制处理部34执行的停止控制处理步骤的详情的流程图。在执行本处理之前，主喷射器5、主节气门6、重整节气门15以及重整喷射器16为打开状态。
在图4中，停止控制处理部34首先基于点火开关30的操作信号来判断是否对点火开关30进行了断开操作(步骤S111)。
停止控制处理部34在判断为没有对点火开关30进行断开操作时(步骤S111：否)，再次执行步骤S111。停止控制处理部34在判断为对点火开关30进行了断开操作时(步骤S111：是)，控制主喷射器5和主节气门6的开度，以使氨发动机2成为怠速状态(步骤S112)。具体而言，停止控制处理部34以向氨发动机2供给的氨气和空气的供给量成为与氨发动机2的怠速状态相当的量的方式控制主喷射器5和主节气门6的开度。
然后，停止控制处理部34控制重整喷射器16和重整节气门15的开度，以减少向重整器13供给的氨气和空气的供给量(步骤S113)。由此，重整器13的重整催化剂13b的温度降低。此时，向重整器13供给的氨气和空气的供给量被设定为氨气相对于空气为浓的状态。由此，能够将重整器13保持为还原气氛。
接着，停止控制处理部34判断重整器13的温度是否为规定温度以下(步骤S114)。规定温度是指重整催化剂13b不进行氧化劣化的温度，例如为200℃左右。
停止控制处理部34在判断为重整器13的温度高于规定温度时(步骤S114：否)，再次执行步骤S114。在执行了由停止控制处理部34进行的步骤S111～S113的控制处理之后，停止控制处理部34在判断为重整器13的由温度传感器28检测出的温度为规定温度以下时(步骤S114：是)，控制成关闭重整喷射器16，并且控制成打开重整节气门(步骤S115)。此时，停止控制处理部34例如使重整喷射器16成为全闭状态。由此，来自重整喷射器16的氨气喷射停止，因此不再向重整器13供给氨气。
接着，停止控制处理部34判断从进行了关闭重整喷射器16的控制起是否经过了规定时间(步骤S116)。规定时间例如是将重整路径26内的气体全部置换为空气(新鲜空气)那样的时间。能够根据氨发动机2的怠速状态下的转速(怠速转速)、氨发动机2的排气量以及重整路径26的容积等，计算出规定时间。怠速转速可以通过预先调整来确定，也可以通过转速传感器29来检测。
停止控制处理部34在判断为没有经过规定时间时(步骤S116：否)，再次执行步骤S116。在执行了由停止控制处理部34进行的步骤S114～S115的控制处理之后，停止控制处理部34在判断为经过了规定时间时(步骤S116：是)，控制成关闭主喷射器5、主节气门6以及重整节气门15(步骤S117)。此时，停止控制处理部34例如使主喷射器5、主节气门6以及重整节气门15都成为全闭状态。由此，氨发动机2停止。
这里，催化剂温度控制部35执行步骤S111～113。吹扫控制部36执行步骤S114、S115。发动机停止控制部37执行步骤S116、S117。
在以上那样的发动机***1中，当对点火开关30进行了接通操作时，电加热器17的发热体24被通电，发热体24发热。然后，重整喷射器16开阀，由此，从重整喷射器16喷射氨气，向重整器13供给氨气。此时，利用发热体24的热将氨气加热，由于被加热的氨气的热传递到重整器13，因此重整器13升温。然后，重整节气门15开阀，由此向重整器13供给空气。
接着，通过起动马达31使氨发动机2起动。然后，主节气门6和主喷射器5开阀，由此，向氨发动机2的燃烧室2a供给空气，并且从主喷射器5喷射氨气，向氨发动机2的燃烧室2a供给氨气。由此，在燃烧室2a中氨气开始燃烧。
当重整器13的温度达到规定温度时，对发热体24的通电停止，但由于重整器13的重整催化剂13b而氨气被点燃并燃烧，由于该燃烧热而重整器13进一步升温。具体而言，如下式那样，一部分氨与空气中的氧发生化学反应(氧化反应)，而引起氨的燃烧反应，产生燃烧热。
NH3+3/4O2→1/2N2+3/2H2O+Q
然后，当重整器13的温度达到可重整温度(例如300℃～400℃左右)时，由于重整器13的重整催化剂13b而开始氨气的重整，生成含有氢的重整气体。具体而言，如下式那样，由于氨的燃烧热而产生氨分解为氢和氮的重整反应，生成含有氢和氮的重整气体。重整气体在重整气体流路18中流动并供给向氨发动机2的燃烧室2a。
NH3→3/2H2+1/2N2－Q
由此，在燃烧室2a中，氨气与重整气体中的氢一起燃烧。由此，发动机***1成为重整器13的预热结束后的稳定动作。
若在稳定动作时对点火开关30进行断开操作，则首先氨发动机2成为怠速状态，之后，向重整器13供给的氨气和空气的供给量减少。由此，重整器13的重整催化剂13b的温度降低。
当重整器13的温度下降至规定温度时，重整喷射器16闭阀，由此，来自重整喷射器16的氨气喷射停止，不再向重整器13供给氨气。因而，仅向重整器13供给空气，因此能够利用空气对重整路径26内进行吹扫(扫气)。
然后，当经过规定时间时，重整节气门15闭阀，由此，向重整器13的空气供给停止。另外，主喷射器5和主节气门6闭阀，由此，向氨发动机2的燃烧室2a的空气供给停止，并且来自主喷射器5的氨气喷射停止，向氨发动机2的燃烧室2a的氨气供给停止。由此，氨发动机2因惯性而旋转速圈后停止。
如上所述，在本实施方式中，在进行了停止氨发动机2的指示之后，控制成关闭重整喷射器16，并且控制成打开重整节气门15，由此成为在由重整器13和重整气体流路18构成的重整路径26的内部基本上只有空气流动的状态，因此能够利用空气对重整路径26内进行吹扫。另外，在进行了停止氨发动机2的指示之后，控制成关闭主喷射器5，由此，向氨发动机2的氨气供给停止，氨发动机2停止。像这样，在氨发动机2停止时，对重整路径26内进行吹扫，因此成为在重整路径26内不存在水蒸气(H2O)的状态。由此，防止在重整路径26内有残留的水蒸气冷凝。
结果，能够防止因重整器13的重整催化剂13b被水浸没所引起的重整催化剂13b的功能降低、因水分在冰点以下的条件下结冰所引起的重整路径26的堵塞、因在重整路径26内氨气溶于水而生成强碱性的氨水所引起的碱性腐蚀、因在重整路径26内NOx溶于水而生成HNO3所引起的强酸腐蚀等不良情况。
此外，在氨发动机2停止后，若有水分附着于重整催化剂13b，则会在氨发动机2下次起动时重整催化剂13b的反应活性降低，起动时间变长。在本实施方式中，防止了水分附着于重整催化剂13b，因此，抑制了在氨发动机2下次起动时重整催化剂13b的反应活性降低。因而，缩短了氨发动机2的起动时间。
另外，在本实施方式中，在进行了停止氨发动机2的指示之后，向重整器13的氨气供给停止，因此能够利用空气对重整路径26内进行吹扫。然后，向氨发动机2的氨气和空气的供给停止，并且向重整器13的空气供给停止，因此氨发动机2停止。像这样，在对重整路径26内进行了吹扫之后，氨发动机2停止，因此车辆的驾驶员不会感到不适，并且能够防止在重整路径26内有残留的水蒸气冷凝。
另外，在本实施方式中，在重整路径26内基本上只有空气流动以对重整路径26内进行吹扫，因此从重整器13通过的氨气的量减少。由此，能够使进行氨气的后处理的装置小型化。另外，在进行重整路径26内的吹扫之前，减少向重整器13供给的氨气和空气的供给量，由此，重整器13的重整催化剂13b的温度降低，因此能够防止重整催化剂13b的氧化劣化。
另外，在本实施方式中，从停止向重整器13的氨气供给起经过了规定时间之后，向氨发动机2的氨气和空气的供给停止，并且向重整器13的空气供给停止，因此能够使氨发动机2在重整路径26内的气体被空气(新鲜空气)替换了的状态下停止。
另外，在本实施方式中，停止控制处理部34在步骤S115中控制成重整喷射器16成为全闭状态，但是对于重整喷射器16的开度，并不特别局限于全闭。停止控制处理部34例如也可以将重整喷射器16关闭到使少到不会在重整路径26内产生水蒸气(H2O)那种程度的氨气流过的开度。
另外，停止控制处理部34在步骤S117也是控制成关闭主喷射器5、主节气门6以及重整节气门15即可，并不特别局限于全闭。
另外，在本实施方式中，吹扫控制部36控制成关闭重整喷射器16，并且控制成打开重整节气门15，由此控制对重整路径26的内部进行吹扫，但并不特别局限于该形态。吹扫控制部36也可以通过控制成关闭重整节气门15，并且控制成打开重整喷射器16，由此控制对重整路径26的内部进行吹扫。在该情况下，向重整器13的空气供给停止，因此基本上仅通过氨气对重整路径26内进行吹扫。
图5是表示本发明的第2实施方式的发动机***的控制***的结构的框图。在图5中，本实施方式的发动机***1的控制单元32具有停止控制处理部34A来替代上述第1实施方式的停止控制处理部34。停止控制处理部34A具有上述催化剂温度控制部35、吹扫控制部36A以及发动机停止控制部37A。
发动机停止控制部37A进行下述控制：在通过点火开关30进行了停止氨发动机2的指示、并执行了由催化剂温度控制部35进行的控制处理之后，当重整器13的由温度传感器28检测出的温度为规定温度以下时，关闭主喷射器5和重整喷射器16。
在执行了由发动机停止控制部37A进行的控制处理之后，吹扫控制部36A控制成关闭重整喷射器16，并且控制成打开主节气门6和重整节气门15。另外，吹扫控制部36A控制成打开主节气门6和重整节气门15，并且控制起动马达31，以使氨发动机2曲柄起动规定转速。
图6是表示由停止控制处理部34A执行的控制处理步骤的详情的流程图。在执行本处理之前，主喷射器5、主节气门6、重整节气门15以及重整喷射器16成为打开的状态。
在图6中，停止控制处理部34A与上述第1实施方式的停止控制处理部34同样地依次执行步骤S111～S114。在执行了由停止控制处理部34A进行的步骤111～113的控制处理之后，停止控制处理部34A在步骤S114判断为重整器13的由温度传感器28检测出的温度为规定温度以下时(步骤S114：是)，控制成关闭主喷射器5、主节气门6、重整喷射器16以及重整节气门15(步骤S121)。此时，停止控制处理部34A例如使主喷射器5、主节气门6、重整喷射器16以及重整节气门15成为全闭状态。由此，对氨发动机2和重整器13进行的氨气和空气的供给停止。
接着，停止控制处理部34A判断从控制成关闭主喷射器5、主节气门6、重整喷射器16以及重整节气门15起是否经过了规定时间(步骤S122)。停止控制处理部34A在判断为没有经过规定时间时(步骤S122：否)，再次执行步骤S122。停止控制处理部34A在判断为经过了规定时间时(步骤S122：是)，控制成关闭重整喷射器16(保持为关闭状态)并且控制成打开主节气门6和重整节气门15(步骤S123)。由此，向氨发动机2和重整器13供给空气。
然后，停止控制处理部34A控制起动马达31使氨发动机2以规定转速曲柄起动(步骤S124)。规定转速是能够利用空气(新鲜空气)将重整路径26内的气体替换掉的转速，能够根据氨发动机2的排气量和重整路径26的容积等计算出。例如，氨发动机2的排气量为1L，重整路径26的容积为3L的情况下，为6转以上。
接着，停止控制处理部34A控制成关闭主节气门6和重整节气门15(步骤S125)。此时，停止控制处理部34A例如使主节气门6和重整节气门15都成为全闭状态。由此，向氨发动机2和重整器13的空气供给停止。
这里，发动机停止控制部37A执行步骤S114、S121。吹扫控制部36A执行步骤S122～S125。
在以上那样的发动机***1中，当对点火开关30进行了断开操作时，首先氨发动机2成为怠速状态，之后，向重整器13供给的氨气和空气的供给量减少。由此，重整器13的重整催化剂13b的温度降低。
当重整器13的温度降低至规定温度时，主喷射器5、主节气门6、重整喷射器16以及重整节气门15闭阀，由此，不再向氨发动机2的燃烧室2a和重整器13供给氨气和空气。因而，氨发动机2在惯性作用下旋转。
然后，主节气门6和重整节气门15开阀，由此，向氨发动机2的燃烧室2a和重整器13供给空气。另外，通过起动马达31使氨发动机2以规定转速曲柄起动。由此，利用空气对重整路径26内进行吹扫。
如上所述，在本实施方式中，也是在氨发动机2停止时，对重整路径26内进行吹扫，因此成为在重整路径26内不存在水蒸气的状态。由此，防止在重整路径26内有残留的水蒸气冷凝。
另外，在本实施方式中，在进行了停止氨发动机2的指示之后，向氨发动机2的氨气供给停止，因此氨发动机2因惯性而旋转数圈后停止。此时，向氨发动机2和重整器13供给空气，因此，能够利用空气(新鲜空气)对重整路径26内进行吹扫。这样，使氨发动机2停止时的发动机旋转稳定化，并且防止在重整路径26内有残留的水蒸气冷凝。
另外，在本实施方式中，向氨发动机2和重整器13供给空气，并且使氨发动机2以规定转速曲柄起动，因此能够稳定地进行利用空气对重整路径26内的吹扫。
另外，在本实施方式中，当重整器13的温度降低至规定温度时，主节气门6和重整节气门15暂时闭阀，然后，主节气门6和重整节气门15开阀，但是并不特别局限于该形态，也可以是：即使重整器13的温度降低至规定温度，也将主节气门6和重整节气门15保持为打开状态。
另外，在本实施方式中，控制主节气门6和重整节气门15为打开状态，并且使氨发动机2以规定转速曲柄起动，但是并不特别局限于该形态，若利用氨发动机2的因停止向氨发动机2供给氨气和空气而引起的惯性旋转，能够实现对重整路径26内的吹扫，则也可以不曲柄起动氨发动机2。
另外，在本实施方式中，停止控制处理部34A在步骤S121中控制重整喷射器16成为全闭状态，但是，对于重整喷射器16的开度，并不特别局限于全闭。停止控制处理部34也可以将重整喷射器16关闭到使少到不会在重整路径26内产生水蒸气(H2O)的程度的氨气流过的开度。
另外，停止控制处理部34A在步骤S121、125中控制成关闭主喷射器5、主节气门6以及重整节气门15即可，并不特别局限于全闭。
图7是表示本发明的第3实施方式的发动机***的概略结构图。在图7中，本实施方式的发动机***1的废气净化催化剂8具有三元催化剂8a和SCR催化剂8b。
三元催化剂8a是将残留于排气通路4的氨氧化而除去的催化剂。SCR催化剂8b配置在排气通路4中比三元催化剂8a靠下游侧的位置。SCR催化剂8b是利用氨将排气气体中所含的氮氧化物(NOx)还原成氮(N2)的选择式还原催化剂。另外，SCR催化剂8b也是将从三元催化剂3a通过的氨捕集而除去的催化剂。SCR催化剂8b例如利用沸石等吸附材料来物理吸附氨，从而捕集氨。
另外，发动机***1具备被配置于重整气体流路18的断流阀20。具体而言，断流阀20配置在重整气体流路18的位于重整气体冷却器19与进气通路3之间的部分。断流阀20是开闭重整气体流路18的电磁式开闭阀。断流阀20通过控制单元32来控制。在氨发动机2起动时，将断流阀20开阀。
如图8所示，控制单元32具有停止控制处理部34B来替代上述第1实施方式的停止控制处理部34。停止控制处理部34B具有上述催化剂温度控制部35、吹扫控制部36B以及发动机停止控制部37B。
在通过点火开关30进行了停止氨发动机2的指示，并执行了由催化剂温度控制部35进行的控制处理之后，当重整器13的由温度传感器28检测出的温度为规定温度以下时，吹扫控制部36B控制成关闭主节气门6和重整节气门15，并且控制成打开重整喷射器16。
在执行了由吹扫控制部36B进行的控制处理之后，发动机停止控制部37B控制成关闭主喷射器5和重整喷射器16。另外，发动机停止控制部37B在控制成关闭主喷射器5和重整喷射器16之后，控制成关闭断流阀20，并且控制成打开主节气门6。
图9是表示由停止控制处理部34B执行的控制处理步骤的详情的流程图。在执行本处理之前，主喷射器5、主节气门6、重整节气门15、重整喷射器16以及断流阀20为打开的状态。
在图9中，与上述第1实施方式的停止控制处理部34同样地，停止控制处理部34B依次执行步骤S111～S114。停止控制处理部34B在步骤S114判断为重整器13的由温度传感器28检测出的温度为规定温度以下时(步骤S114：是)，控制成关闭主节气门6和重整节气门15，并且控制成打开重整喷射器16。(步骤S131)。此时，停止控制处理部34B例如使重整节气门15和主节气门6都成为全闭状态。由此，向氨发动机2和重整器13的空气供给停止。
然后，停止控制处理部34B控制起动马达31使氨发动机2以规定转速曲柄起动(步骤S132)。规定转速是能够利用氨气将重整路径26内的气体做替换的转速，能够根据氨发动机2的排气量和重整路径26的容积等计算出。
接着，停止控制处理部34B控制成关闭主喷射器5和重整喷射器16(步骤S133)。此时，停止控制处理部34B例如使主喷射器5和重整喷射器16都成为全闭状态。由此，向氨发动机2和重整器13的氨气供给停止。
接着，停止控制处理部34B控制成关闭断流阀20，并且控制成打开主节气门6(步骤S134)。由此，向氨发动机2供给空气。
接着，停止控制处理部34B判断从控制成打开主节气门6起是否经过了规定时间(步骤S135)。停止控制处理部34B在判断为没有经过规定时间时(步骤S135：否)，再次执行步骤S135。停止控制处理部34B在判断为经过了规定时间时(步骤S135：是)，控制成关闭主节气门6(步骤S136)。此时，停止控制处理部34B例如使主节气门6全闭。由此，向氨发动机2的空气供给停止。
这里，吹扫控制部36B执行步骤S114、S131、S132。发动机停止控制部37B执行步骤S133～S136。
在以上那样的发动机***1中，当对点火开关30进行了断开操作时，首先氨发动机2成为怠速状态，之后，向重整器13供给的氨气和空气的供给量减少。由此，重整器13的重整催化剂13b的温度降低。
当重整器13的温度降低至规定温度时，主节气门6和重整节气门15闭阀，由此不再向氨发动机2的燃烧室2a和重整器13供给空气。然后，通过起动马达31使氨发动机2以规定转速曲柄起动。由此，利用氨气对重整路径26内进行吹扫。
然后，主喷射器5和重整喷射器16闭阀，由此不再向氨发动机2的燃烧室2a和重整器13供给氨气。因而，氨发动机2在惯性下旋转。
然后，断流阀20闭阀，并且主节气门6开阀，由此向氨发动机2的燃烧室2a供给空气。由此，利用空气对重整气体流路18和进气通路3这两者的位于断流阀20与燃烧室2a之间的部分所存在的氨气进行扫气。
这里，在利用氨气对重整路径26内的吹扫处理和利用空气对氨气的扫气处理中，从氨发动机2排出的氨气被SCR催化剂8b的吸附材料物理吸附。此时，以氨气的排出量在能够被吸附材料吸附的范围内的方式设定吸附材料的量。由此，能够防止氨气向***外部泄漏。
如上所述，在本实施方式中，也是在氨发动机2停止时，对重整路径26内进行吹扫，因此成为在重整路径26内不存在水蒸气的状态。由此，防止在重整路径26内有残留的水蒸气冷凝。
另外，在本实施方式中，在进行了停止氨发动机2的指示之后，向氨发动机2和重整器13的空气供给停止，因此能够利用氨气对重整路径26内进行吹扫。然后，向氨发动机2和重整器13的氨气供给停止，因此氨发动机2停止。像这样，在对重整路径26内进行了吹扫之后，氨发动机2停止，因此车辆的驾驶员不会感到不适，并且能够防止在重整路径26内有残留的水蒸气冷凝。
另外，在本实施方式中，在利用氨气对重整路径26内的吹扫完成之后，向氨发动机2供给空气。因此，利用氨发动机2停止时的额外旋转，使存在于断流阀20与氨发动机2之间的氨被空气吹扫。由此，能够防止因氨气引起的进气通路3和重整气体流路18的异味等。
另外，在本实施方式中，控制成关闭主节气门6和重整节气门15，并且使氨发动机2以规定转速曲柄起动，但是并不特别局限于该形态，若利用氨发动机2的因停止向氨发动机2供给空气而引起的惯性旋转，能够实现对重整路径26内的吹扫，则也可以不曲柄起动氨发动机2。
另外，在本实施方式中，停止控制处理部34B在步骤S131、S133、S136控制成关闭主节气门6、重整节气门15、主喷射器5以及重整喷射器16即可，并不特别局限于全闭。
以上，说明了本发明的一些实施方式，但本发明并不局限于上述实施方式。例如，上述第1和第2实施方式也可以与第3实施方式同样地在重整气体流路18配置断流阀20。
另外，在上述实施方式中，在氨发动机2中安装有向氨发动机2的各燃烧室2a喷射氨气的多个主喷射器5，但主喷射器5的数量也可以是一个。在该情况下，主喷射器5也可以配置为向进气通路3的位于主节气门6与氨发动机2之间的部分喷射氨气，或者也可以配置为向进气通路3的比主节气门6靠上游侧的部分喷射氨气。
另外，在上述实施方式中，电加热器17通过加热向重整器13供给的氨气，从而通过氨气使重整器13升温，但并不特别局限于该形态。电加热器17也可以直接加热重整器13来直接使重整器13升温。另外，也可以使用燃烧氨来加热的燃烧式加热器。
另外，在上述实施方式中，通过温度传感器28来检测重整器13的温度，但是并不特别局限于该形态，也可以根据氨气的流量、空气的流量、时间以及室温等推测重整器13的温度。
另外，在上述实施方式中，供向重整器13供给的空气流动的空气流路14同进气通路3分支连接，但是并不特别局限于该形态，也可以从与氨发动机2连接的进气通路3之外的路径向空气流路14供给空气。在该情况下，能够防止受到进气通路3的脉动的影响。
另外，在上述实施方式中，在氨气流路21连接有朝向重整器13喷射氨气的重整喷射器16，但是并不特别局限于该形态，例如也可以替代重整喷射器16而使用流量调整阀。在该情况下，氨气流路21的另一端与空气流路14连接，并且在氨气流路21中配置流量调整阀(燃料供给用阀)。通过使用流量调整阀，能够向重整器13连续供给氨气。
另外，在上述实施方式中，重整气体流路18的另一端与进气通路3连接，但是并不特别局限于该形态，例如也可以在重整气体流路18的另一端设有朝向氨发动机2或者进气通路3喷射重整气体的喷射器。
另外，在上述实施方式中，作为向氨发动机2和重整器13供给的燃料而使用了氨，但作为所使用的燃料，并不特别局限于氨，例如也可以是酒精等乙基醇系物质等。
另外，上述实施方式的发动机***搭载于发动机式的车辆，但本发明也能够应用于例如混合动力式的车辆。
附图标记说明
1…发动机***；2…氨发动机(发动机)；3…进气通路；5…主喷射器(燃料喷射阀)；6…主节气门(第1节气门)；13…重整器(重整部)；13b…重整催化剂(催化剂)；14…空气流路；15…重整节气门(第2节气门)；16…重整喷射器(燃料供给用阀)；18…重整气体流路；20…断流阀；26…重整路径；28…温度传感器(温度检测部)；30…点火开关(停止指示部)；31…起动马达(马达)；32…控制单元；35…催化剂温度控制部(第3控制部)；36、36A、36B…吹扫控制部(第1控制部)；37、37A、37B…发动机停止控制部(第2控制部)。

Claims (11)

1.一种发动机***，其中，
该发动机***具备：
发动机；
进气通路，其供向所述发动机供给的空气流动；
燃料喷射阀，其朝向所述发动机喷射燃料；
第1节气门，其配置于所述进气通路，控制向所述发动机供给的空气的流量；
重整部，其具有将燃料分解为氢的催化剂，对燃料进行重整而生成含有氢的重整气体；
空气流路，其供向所述重整部供给的空气流动；
燃料供给用阀，其用于向所述重整部供给燃料；
第2节气门，其配置于所述空气流路，控制向所述重整部供给的空气的流量；
重整气体流路，其供由所述重整部生成的重整气体朝向所述发动机流动；
停止指示部，其指示所述发动机停止；
控制单元，其对所述燃料喷射阀、所述第1节气门、所述燃料供给用阀以及所述第2节气门进行控制，
所述控制单元具有：
第1控制部，在由所述停止指示部进行了停止所述发动机的指示之后，该第1控制部控制成关闭所述燃料供给用阀和所述第2节气门中的一者，并且控制成打开所述燃料供给用阀和所述第2节气门中的另一者；
第2控制部，在由所述停止指示部进行了停止所述发动机的指示之后，该第2控制部控制成关闭所述燃料喷射阀。
2.根据权利要求1所述的发动机***，其中，
在执行了由所述第1控制部进行的控制处理之后，所述第2控制部控制成关闭所述燃料喷射阀和所述第1节气门，并且控制成关闭所述燃料供给用阀和所述第2节气门中的一者。
3.根据权利要求2所述的发动机***，其中，
该发动机***还具备检测所述重整部的温度的温度检测部，
所述控制单元具有第3控制部，当由所述停止指示部进行了停止所述发动机的指示时，在执行由所述第1控制部和所述第2控制部进行的控制处理之前，该第3控制部控制所述燃料供给用阀和所述第2节气门，以减少向所述重整部供给的燃料和空气的供给量，
在执行了由所述第3控制部进行的控制处理之后，当所述重整部的由所述温度检测部检测出的温度为规定温度以下时，所述第1控制部控制成关闭所述燃料供给用阀，并且控制成打开所述第2节气门，
在执行了由所述第1控制部进行的控制处理之后，所述第2控制部控制成关闭所述燃料喷射阀和所述第1节气门，并且控制成关闭所述第2节气门。
4.根据权利要求3所述的发动机***，其中，
在从执行了由所述第1控制部进行的控制处理起经过了规定时间之后，所述第2控制部控制成关闭所述燃料喷射阀和所述第1节气门，并且控制成关闭所述第2节气门。
5.根据权利要求1所述的发动机***，其中，
在由所述停止指示部进行了停止所述发动机的指示之后，所述第2控制部控制成关闭所述燃料喷射阀和所述燃料供给用阀，
在执行了由所述第2控制部进行的控制处理之后，所述第1控制部控制成关闭所述燃料供给用阀，并且控制成打开所述第1节气门和所述第2节气门。
6.根据权利要求5所述的发动机***，其中，
该发动机***还具备使所述发动机起动的马达，
在执行了由所述第2控制部进行的控制处理之后，所述第1控制部控制成打开所述第1节气门和所述第2节气门，并且控制所述马达使所述发动机以规定转速曲柄起动。
7.根据权利要求6所述的发动机***，其中，
该发动机***还具备检测所述重整部的温度的温度检测部，
所述控制单元具有第3控制部，当由所述停止指示部进行了停止所述发动机的指示时，在执行由所述第2控制部和所述第1控制部进行的控制处理之前，该第3控制部控制所述燃料供给用阀和所述第2节气门，以减少向所述重整部供给的燃料和空气的供给量，
在执行了由所述第3控制部进行的控制处理之后，当所述重整部的由所述温度检测部检测出的温度为规定温度以下时，所述第2控制部控制成关闭所述燃料喷射阀和所述燃料供给用阀。
8.根据权利要求1所述的发动机***，其中，
在由所述停止指示部进行了停止所述发动机的指示之后，所述第1控制部控制成关闭所述第1节气门和所述第2节气门，并且控制成打开所述燃料供给用阀，
在执行了由所述第1控制部进行的控制处理之后，所述第2控制部控制成关闭所述燃料喷射阀和所述燃料供给用阀。
9.根据权利要求8所述的发动机***，其中，
该发动机***还具备开闭所述重整气体流路的断流阀，
所述第2控制部在控制成关闭所述燃料喷射阀和所述燃料供给用阀之后，控制成关闭所述断流阀，并且控制成打开所述第1节气门。
10.根据权利要求8或9所述的发动机***，其中，
该发动机***还具备检测所述重整部的温度的温度检测部，
所述控制单元具有第3控制部，当由所述停止指示部进行了停止所述发动机的指示时，在执行由所述第1控制部和所述第2控制部进行的控制处理之前，该第3控制部控制所述燃料供给用阀和所述第2节气门，以减少向所述重整部供给的燃料和空气的供给量，
在执行了由所述第3控制部进行的控制处理之后，当所述重整部的由所述温度检测部检测出的温度为规定温度以下时，所述第1控制部控制成关闭所述第1节气门和所述第2节气门，并且控制成打开所述燃料供给用阀。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的发动机***，其中，
所述发动机是使用氨来作为所述燃料的氨发动机。
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