CN109415981A - 内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法 - Google Patents

内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法 Download PDF

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Abstract

在通过对发动机停止开关(120)的ON操作而使得ECU(100)接收到内燃机停止指令时，使从喷射器(25)向燃料改性室的燃料供给停止，另外，继续从喷射器(35)向燃烧室的燃料供给，在该状态下，对通路(51、43)内的改性燃料的残量进行推断。而且，在该推断量达到规定量的时刻、或者变为零的时刻，停止从喷射器(35)向燃烧室(33)的燃料供给而使内燃机(1)停止。

Description

内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法
技术领域
本发明涉及内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法。特别地，本发明涉及应用于具备燃料改性装置的内燃机的控制装置以及控制方法。
背景技术
以往，已知具备燃料改性气缸以及输出气缸的内燃机(例如专利文献1)。这种内燃机在燃料改性气缸中对燃料进行改性。而且，在输出气缸中使该改性后的燃料(以下称为改性燃料)燃烧而获得内燃机输出。
具体而言，向燃料改性气缸供给轻油、重油等燃料，并在该燃料改性气缸内对当量比较高的混合气体进行隔热压缩。由此，在高温高压的环境下对燃料进行改性而生成氢、一氧化碳、甲烷等抗爆震性较高的改性燃料(高辛烷值燃料)。而且，将该改性燃料和空气一起向输出气缸供给，并在该输出气缸内进行稀薄混合气体的燃烧(均匀稀薄燃烧)而获得内燃机输出。
根据这种内燃机，由于在输出气缸内进行均匀稀薄燃烧，因此，能够实现NOx排出量的降低以及烟尘排出量的降低。另外，由于进行抗爆震性较高的燃料的燃烧，因此，能够抑制爆震，并且能够通过柴油微引燃点火(将微量的燃料供给至输出气缸内而进行改性燃料的点火)而在最佳时期实现燃烧，因此，还能够实现燃烧效率的提高。
专利文献
专利文献1：日本特开2014-136978号公报
发明内容
然而，在使该种内燃机的运转停止时，至此，同时使燃料改性气缸中的改性燃料的生成、和输出气缸的驱动停止。即、使向燃料改性气缸内的燃料(改性燃料生成用的燃料)的供给、和向输出气缸内的燃料(用于进行所述柴油微引燃点火的燃料)的供给同时停止。
然而，在以上述方式使内燃机的运转停止的情况下，在该停止之后，改性燃料残留于燃料改性气缸和输出气缸之间的改性燃料供给路径内。
当前，并未特别考虑对残留于该改性燃料供给路径内的改性燃料(下面，称作残留改性燃料)的处理。因此，有时残留改性燃料会在意料外的定时从系统排出至大气中。另外，由于残留改性燃料的影响，有时下一次启动初期时的输出气缸内的气体组成会较大程度地背离适当的状态。为了提高系统的可靠性，优选预先能够对该残留改性燃料适当进行处理。
上述状况不仅在通过燃料改性气缸而生成改性燃料的内燃机中产生，而且在通过燃料改性催化器而生成改性燃料的内燃机中也同样有可能会产生。下面，将燃料改性气缸以及燃料改性催化器总称为燃料改性装置。
本发明就是鉴于上述方面而完成的，其目的在于提供一种能够针对具备燃料改性装置以及输出气缸的内燃机对燃料改性装置和输出气缸之间的改性燃料供给路径内的残留改性燃料适当进行处理的内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法。
用于达成所述目的的本发明的解决手段以应用于具备燃料改性装置以及输出气缸的内燃机的控制装置为前提，该燃料改性装置能够通过燃料改性运转而进行改性燃料的生成，该输出气缸经由改性燃料供给路径而被供给在该燃料改性装置中生成的改性燃料，通过该改性燃料的燃烧而得到内燃机输出。而且，该内燃机的控制装置的特征在于，具备改性燃料处理部，该改性燃料处理部是在接收到内燃机停止指令时或者内燃机停止之后，执行从所述改性燃料供给路径导出改性燃料并进行处理的改性燃料处理动作，直至所述改性燃料供给路径内的改性燃料的残量达到规定量以下为止。
根据该特定事项，在接收到内燃机停止指令时或者内燃机停止之后，改性燃料处理部执行从改性燃料供给路径导出改性燃料并进行处理的改性燃料处理动作。执行该改性燃料处理动作直至改性燃料供给路径内的改性燃料的残量达到规定量以下为止。由此，不会发生改性燃料残留于改性燃料供给路径内的情况。或者，改性燃料供给路径内的改性燃料的残留量大幅地减少。其结果，抑制了改性燃料会在意料外的定时从系统排出至大气中的情况。另外，抑制了在内燃机的下一次启动初期时输出气缸内的气体组成较大程度地背离适当的状态的情况。
另外，作为所述改性燃料处理动作，优选为，在接收到所述内燃机停止指令时，将所述改性燃料供给路径内的改性燃料导入至所述输出气缸而使该改性燃料在该输出气缸内燃烧。
据此，改性燃料供给路径内的改性燃料通过在输出气缸内燃烧而得到处理，不会出现改性燃料会从系统排出至大气中的情况。
另外，在内燃机具备使所述改性燃料供给路径内的改性燃料绕过所述输出气缸而流动的排出路径，并且在该排出路径具备氧化催化器，另一方面具备发出警报的警报单元。而且，作为所述改性燃料处理动作，也可以在所述内燃机停止之后，将所述改性燃料供给路径内的改性燃料导入至所述排出路径，在其气体温度为规定温度以上的情况下，利用所述氧化催化器将改性燃料氧化、无害化之后排出至大气中，并且进行基于所述警报单元的警报。
据此，在气体温度为规定值以上(氧化催化器的活性温度域的下限值以上)的情况下，能够将未燃的燃料(改性燃料)氧化、去除。另外，通过进行基于警报单元的警报，从而能够唤起作业者等注意。
另外，内燃机具备残量推断部，该残量推断部基于所述改性燃料供给路径内的改性燃料成分的浓度、或者所述改性燃料供给路径内的温度和压力，对所述改性燃料供给路径内的改性燃料的残量进行推断。而且，所述改性燃料处理部构成为：执行所述改性燃料处理动作，直至由所述残量推断部推断出的改性燃料的残量达到规定量以下为止。
据此，通过检测改性燃料供给路径内的气体的状态量，能够准确地推断改性燃料的残量。因此，能够适当地获得执行改性燃料处理动作的期间。
另外，内燃机具备残量推断部，该残量推断部通过从开始进行所述燃料改性运转起的所述燃料改性装置中的改性燃料的生成量的累计值减去所述输出气缸中的改性燃料的燃烧量的累计值，对所述改性燃料供给路径内的改性燃料的残量进行推断。在该情况下，所述改性燃料处理部也可以构成为：执行所述改性燃料处理动作，直至由所述残量推断部推断出的改性燃料的残量达到规定量以下为止。
由此，也能够准确地推断改性燃料供给路径内的改性燃料的残量，能够适当地得到执行改性燃料处理动作的期间。
另外，所述燃料改性装置由活塞在气缸内往复移动的往复型的燃料改性气缸构成。在该情况下，所述改性燃料处理部在接收到所述内燃机停止指令时，使向所述燃料改性气缸内的燃料供给停止，并且进行继续向所述输出气缸内的燃料供给而使该输出气缸的驱动继续的所述改性燃料处理动作。而且，执行所述改性燃料处理动作，直至用于使所述输出气缸的驱动继续的向所述输出气缸内供给的燃料供给量达到规定量为止。
据此，改性燃料处理动作继续进行，随着改性燃料供给路径内的改性燃料的残量变少而使得向输出气缸内导入的气体中的改性燃料的浓度变低，为了继续输出气缸的驱动而向输出气缸内供给的燃料增加。即，通过识别向输出气缸内供给的燃料供给量，能够对改性燃料的残量进行推断。因此，在向输出气缸内供给的燃料供给量达到规定量时，作为改性燃料的残量，成为能够允许内燃机停止的量，在该定时使内燃机停止。这样，通过对向输出气缸内供给的燃料供给量进行识别，能够适当地确定改性燃料处理动作的结束时期，能够实现控制的简化。
另外，优选在所述排出路径具备能够开关的开关阀，该开关阀在所述燃料改性运转中关闭，在所述改性燃料处理动作中打开。
据此，通过在燃料改性运转时将所述开关阀关闭，能够避免改性燃料的一部分没有供给至输出气缸就被排出的状况，能够实现燃料消耗率的改善。
另外，也可以在所述排出路径具备排出机构，该排出机构使所述改性燃料供给路径内的改性燃料绕过所述输出气缸并经由所述氧化催化器而强制性地排出至大气中。
据此，能够在短时间内将改性燃料供给路径内的改性燃料排出至大气中，能够缩短改性燃料处理动作的必要时间。
另外，通过前述的各解决手段所涉及的内燃机的控制装置而实施的内燃机的控制方法也属于本发明的技术构思的范畴。即，控制方法以应用于具备燃料改性装置和输出气缸的内燃机为前提，该燃料改性装置能够通过燃料改性运转而进行改性燃料的生成，该输出气缸经由改性燃料供给路径而被供给在该燃料改性装置中生成的改性燃料，通过该改性燃料的燃烧而得到内燃机输出。而且，该内燃机的控制方法的特征在于，在接收到内燃机停止指令时或者在内燃机停止之后，执行从所述改性燃料供给路径导出改性燃料并进行处理的改性燃料处理动作，直至所述改性燃料供给路径内的改性燃料的残量达到规定量以下为止。
利用该控制方法，也如前述那样，抑制了改性燃料会在意料外的定时从系统排出至大气中的情况。另外，抑制了在内燃机的下一次启动初期时输出气缸内的气体组成较大程度地背离适当的状态的情况。
发明的效果
在本发明中，在接收到内燃机停止指令时或者内燃机停止之后，执行从该改性燃料供给路径导出改性燃料并进行处理的改性燃料处理动作，直至改性燃料供给路径内的改性燃料的残量达到规定量以下为止。因此，能够抑制改性燃料会在意料外的定时从系统排出至大气中的情况。另外，能够抑制在内燃机的下一次启动初期时输出气缸内的气体组成会较大程度地背离适当的状态的情况。
附图说明
图1是示出实施方式所涉及的内燃机的系统结构的图。
图2是示出内燃机的控制系统的概要结构的图。
图3是示出当量比以及压缩端气体温度、与可进行改性反应区域的关系的图。
图4是示出第1实施方式所涉及的内燃机停止时发动机停止开关信号、发动机停止指令信号、向燃料改性气缸供给的燃料供给量、向输出气缸供给的燃料供给量、改性燃料的残量各自的变化的一个例子的时序图。
图5是示出第2实施方式中的内燃机的一部分的概略结构的图。
图6是示出第2实施方式的变形例中的内燃机的一部分的概略结构的图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。在本实施方式中，对将本发明应用于船舶用内燃机的情况进行说明。
-内燃机的系统结构-
图1是示出本实施方式所涉及的内燃机的系统结构的图。
如该图1所示，本实施方式所涉及的内燃机1具备作为本发明中所说的燃料改性装置的燃料改性气缸2以及输出气缸3。另外，作为针对所述燃料改性气缸2、所述输出气缸3进行气体的供给(导入)或者气体的排出(导出)的配管系统，该内燃机1具备进气系统4、改性燃料供给系统5、排气系统6、EGR系统7、以及输出气缸旁通系统8。
(燃料改性气缸以及输出气缸)
燃料改性气缸2以及输出气缸3均构成为往复式结构。具体而言，各气缸2、3构成为：活塞22、32往复运动自如地收纳于在气缸体(省略图示)所形成的缸孔21、31内。在燃料改性气缸2中，燃料改性室23由缸孔21、活塞22、未图示的气缸盖形成。在输出气缸3中，燃烧室33由缸孔31、活塞32、未图示的气缸盖形成。
本实施方式所涉及的内燃机1在气缸体具有4个气缸，其中的1个气缸构成为燃料改性气缸2，其他3个气缸构成为输出气缸3。而且，形成为将在燃料改性气缸2中生成的改性燃料分别供给至各输出气缸3的结构。各气缸2、3的数量并不限定于此。例如，气缸体可以具备6个气缸，其中的2个气缸构成为燃料改性气缸2，其他4个气缸构成为输出气缸3。
各气缸2、3的活塞22、32分别借助连杆24、34而与曲轴11连结。由此，在活塞22、32的往复运动和曲轴11的旋转运动之间对运动进行转换。曲轴11能够经由离合器机构(省略图示)而与船舶的螺杆轴连结。燃料改性气缸2的活塞22和输出气缸3的活塞32借助所述连杆24、34以及曲轴11而相互连结。因此，能够实现上述气缸2、3之间的传递、从上述气缸2、3输出的动力向螺杆轴的传递等。
在燃料改性气缸2具备喷射器25，喷射器25将作为改性前的燃料的例如轻油等燃料供给至燃料改性室23。在该燃料改性室23中，通过从喷射器25供给燃料而对当量比较高的混合气体进行隔热压缩。由此，在高温高压的环境下对燃料进行改性，由此生成氢、一氧化碳、甲烷等抗爆震性较高的改性燃料。
在输出气缸3具备例如将轻油等燃料供给至燃烧室33的喷射器35。将所述燃料改性气缸2中生成的改性燃料和空气一起供给至该燃烧室33，并在该燃烧室33中进行稀薄混合气体的稀薄预混合燃烧。由此，曲轴11随着活塞32的往复运动而旋转，由此获得内燃机输出。
(进气系统)
进气系统4将空气(新气体)分别向燃料改性气缸2的燃料改性室23以及输出气缸3的燃烧室33导入。
该进气系统4具备主进气通路41、该主进气通路41分支为2套系统而成的燃料改性气缸进气通路42以及输出气缸进气通路43。在主进气通路41具备涡轮增压器12的压缩机叶轮12a。燃料改性气缸进气通路42与燃料改性气缸2的进气端口连通。在上述进气端口与燃料改性气缸2的燃料改性室23之间，以能够开关的方式配置有进气阀26。另外，在该燃料改性气缸进气通路42具备能够调整开度的进气量调整阀45。输出气缸进气通路43与输出气缸3的进气端口连通。在该进气端口与输出气缸3的燃烧室33之间，以能够开关的方式配置有进气阀36。另外，在该输出气缸进气通路43具备进气冷却器(中间冷却器)44。
(改性燃料供给系统)
改性燃料供给系统5将在所述燃料改性气缸2中生成的改性燃料朝向输出气缸3的燃烧室33供给。
该改性燃料供给系统5具备改性燃料供给通路51。在该改性燃料供给通路51具备改性燃料冷却器52。改性燃料供给通路51的上游端与燃料改性气缸2的排气端口连通。在该排气端口与燃料改性气缸2的燃料改性室23之间，以能够开关的方式配置有排气阀27。另外，改性燃料供给通路51的下游端与输出气缸进气通路43连通。在该改性燃料供给通路51和输出气缸进气通路43的连通部分设置有混合器53。因此，燃料改性气缸2中生成的改性燃料在该混合器53中与在输出气缸进气通路43流动的空气混合并被供给至输出气缸3的燃烧室33。
(排气系统)
排气系统6将所述输出气缸3中产生的废气排出。该排气系统6具备排气通路61。在该排气通路61具备涡轮增压器12的涡轮机叶轮12b。排气通路61与输出气缸3的排气端口连通。在该排气端口与输出气缸3的燃烧室33之间，以能够开关的方式配置有排气阀37。另外，在涡轮增压机12的涡轮机叶轮12b的下游侧配置有氧化催化器300，在流过排气通路61的气体的温度为规定值以上(氧化催化器300的活性温度区域的下限值以上)的情况下，能够对未燃的燃料进行氧化、去除。
(EGR系统)
EGR系统7具备燃料改性气缸EGR系统7A以及输出气缸EGR系统7B。
燃料改性气缸EGR系统7A将在所述排气通路61流动的废气的一部分朝向燃料改性气缸2的燃料改性室23供给。该燃料改性气缸EGR系统7A具备燃料改性气缸EGR通路71。该燃料改性气缸EGR通路71的上游端与排气通路61连通，下游端与燃料改性气缸进气通路42的进气量调整阀45的下游侧连通。在燃料改性气缸EGR通路71具备EGR气体冷却器72。另外，在燃料改性气缸EGR通路71的比EGR气体冷却器72更靠下游侧(燃料改性气缸进气通路42侧)的位置具备EGR气体量调整阀73。另外，在该燃料改性气缸EGR系统7A设置有用于使EGR气体绕过EGR气体冷却器72而流动的冷却器旁通通路74。在该冷却器旁通通路74具备旁通量调整阀75。
另一方面，输出气缸EGR系统7B使在所述排气通路61流动的废气的一部分向输出气缸3的燃烧室33返回。该输出气缸EGR系统7B具备输出气缸EGR通路76。该输出气缸EGR通路76的上游端与排气通路61连通，下游端与输出气缸进气通路43的混合器53的下游侧连通。在输出气缸EGR通路76具备EGR气体冷却器77。另外，在输出气缸EGR通路76的比EGR气体冷却器77更靠下游侧(输出气缸进气通路43侧)的位置具备EGR气体量调整阀78。
(输出气缸旁通系统)
输出气缸旁通系统8用于将从所述燃料改性气缸2排出的气体向所述排气通路61导入而并非向输出气缸3供给(绕过输出气缸3)。该输出气缸旁通系统8具备输出气缸旁通通路81。该输出气缸旁通通路81的上游端与改性燃料供给通路51的改性燃料冷却器52的上游侧连通，下游端与输出气缸EGR通路76的EGR气体冷却器77的上游侧(排气通路61侧)连通。另外，在该输出气缸旁通通路81具备旁通量调整阀82。
此外，前述的各系统所具备的冷却器44、52、72、77，作为用于对气体进行冷却的冷源而使用发动机冷却水或者海水等。另外，上述冷却器44、52、72、77也可以是空冷式的结构。
-内燃机的控制系统-
图2是示出内燃机1的控制系统的概要结构的图。在内燃机1具备与用于控制该内燃机1所具备的各种致动器的控制装置相当的ECU(Electronic Control Unit)100。该ECU100具备CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(RandomAccess Memory)以及备用RAM等。
ROM中存储有各种控制程序、执行上述各种控制程序时参照的映射图等。CPU基于ROM中存储的各种控制程序、映射图而执行运算处理。另外，RAM是临时存储CPU的运算结果、从各传感器输入的数据等的存储器。另外，备用RAM是用于存储系统停止时等需要保存的数据等的非易失性的存储器。
如图2所示，在内燃机1具备进气流量传感器101a、101b、吸入气体压力传感器102、吸入气体温度传感器103、改性气体浓度传感器104、改性气体压力传感器105、改性气体温度传感器106、混合气体压力传感器107、曲轴位置传感器108、排气压力传感器109、水温传感器110等。
进气流量传感器101a将与在所述主进气通路41流动的吸入气体(空气)的流量相应的输出信号发送至ECU100。
进气流量传感器101b将与在燃料改性气缸进气通路42流动的吸入气体的流量相应的输出信号发送至ECU100。
吸入气体压力传感器102将与在燃料改性气缸进气通路42流动的吸入气体的压力相应的输出信号发送至ECU100。具体而言，将与比燃料改性气缸EGR通路71相对于燃料改性气缸进气通路42的连通部分更靠下游侧的吸入气体压力相应的输出信号发送至ECU100。
吸入气体温度传感器103将与在燃料改性气缸进气通路42流动的吸入气体的温度相应的输出信号发送至ECU100。具体而言，将与比燃料改性气缸EGR通路71相对于燃料改性气缸进气通路42的连通部分更靠下游侧的吸入气体温度相应的输出信号发送至ECU100。
改性气体浓度传感器104将与在改性燃料供给通路51流动的改性燃料(改性气体)的浓度相应的输出信号发送至ECU100。具体而言，将与改性燃料供给通路51中的改性燃料冷却器52的下游侧的改性气体浓度相应的输出信号发送至ECU100。
改性气体压力传感器105将与在改性燃料供给通路51流动的改性燃料(改性气体)的压力相应的输出信号发送至ECU100。具体而言，将与改性燃料供给通路51中的改性燃料冷却器52的下游侧的改性气体压力相应的输出信号发送至ECU100。
改性气体温度传感器106将与在改性燃料供给通路51流动的改性燃料(改性气体)的温度相应的输出信号发送至ECU100。具体而言，将与改性燃料供给通路51中的改性燃料冷却器52的下游侧的改性气体温度相应的输出信号发送至ECU100。
混合气体压力传感器107将与导入至燃烧室33的混合气体的压力相应的输出信号发送至ECU100。具体而言，将输出气缸EGR通路76的与相对于输出气缸进气通路43的连通部分更靠下游侧的混合气体压力相应的输出信号发送至ECU100。
曲轴位置传感器108由例如电磁拾取器构成，将与设置为能够与曲轴11或未图示的飞轮一体旋转的未图示的Ne转子的旋转位置相应的脉冲信号输出至ECU100。
排气压力传感器109将与在所述排气通路61流动的排气的压力相应的输出信号发送至ECU100。具体而言，将输出气缸EGR通路76的比相对于排气通路61的连通部分更靠上游侧的排气压力相应的输出信号发送至ECU100。
水温传感器110将与在形成于气缸体的冷却水通路13内流动的冷却水的温度相应的输出信号发送至ECU100。具体而言，将与在形成于燃料改性气缸2周围的冷却水通路13内流动的冷却水的温度相应的输出信号发送至ECU100。
另外，发动机停止开关120以及紧急停止开关121与ECU100电连接。发动机停止开关120在通常的发动机停止时由作业者进行ON操作。与该发动机停止开关120的ON操作相伴而将内燃机停止指令信号发送至ECU100。另外，紧急停止开关121在系统产生了异常等的情况下由作业者进行ON操作。与该紧急停止开关121的ON操作相伴，将紧急停止指令信号发送至ECU100。
另外，所述各喷射器25、35、各调整阀45、73、75、78、82等与ECU100电连接。另外，在燃料改性气缸2的进气阀26以及排气阀27分别具备可变动阀装置28、29，能够对各阀26、27的开关定时进行调整。ECU100还与该可变动阀装置28、29电连接。并且，在ECU100还连接有警报装置(本发明中所说的警报单元)130。该警报装置130在使内燃机1紧急停止等的情况(由作业者对紧急停止开关121进行了ON操作的情况、ECU100执行了自动紧急停止的情况)下，在系统的操作画面上进行警告显示，或者进行基于语音的警报。
ECU100基于来自所述各种传感器101a～110的输出信号以及来自各开关120、121的指令信号等而进行所述各喷射器25、35的燃料喷射控制(喷射器25、35的开关控制)、各调整阀45、73、75、78、82的开关控制(气体流量控制)、基于可变动阀装置28、29对各阀26、27的开关定时控制、以及基于警报装置130的警报动作。
-内燃机的基本动作-
接下来，对如前所述那样构成的内燃机1的基本动作进行说明。
作为内燃机1的暖机完毕的状态(能够在燃料改性室23进行燃料的改性反应的状态)下的基本动作，利用涡轮增压器12的压缩机叶轮12a对导入至主进气通路41的空气进行加压。而且，使得该空气向燃料改性气缸进气通路42以及输出气缸进气通路43分流。此时，利用进气量调整阀45对在燃料改性气缸进气通路42流动的吸入气体的流量进行调整。另外，将在燃料改性气缸EGR系统7A流动的EGR气体向燃料改性气缸进气通路42导入。此时，利用EGR气体量调整阀73对向燃料改性气缸进气通路42导入的EGR气体量进行调整。另外，与旁通量调整阀75的开度相应地利用绕过EGR气体冷却器72的EGR气体量而对向燃料改性气缸进气通路42导入的EGR气体的温度进行调整。由此，将空气以及EGR气体向燃料改性气缸2的燃料改性室23导入。此时，以将燃料改性室23中的当量比设定得较高的方式，并且以能够确保能使得燃料的改性良好地进行的燃料改性室23的气体温度的方式，对通过进气量调整阀45的开度而调整的吸入气体的流量、通过EGR气体量调整阀73的开度而调整的EGR气体的流量、以及通过旁通量调整阀75的开度而调整的EGR气体的温度进行调整。具体而言，预先根据基于实验、仿真而制作的开度设定映射图来设定进气量调整阀45、EGR气体量调整阀73以及旁通量调整阀75的开度，以便将如后所述那样从喷射器25将燃料供给至燃料改性室23时的燃料改性室23中的当量比例如设定为2.5以上(优选为4.0以上)、且使得燃料改性室23的气体温度达到可进行改性反应的温度的下限值以上的值。
这样，在燃料改性气缸2的燃料改性室23中导入有空气以及EGR气体的状态下，将燃料从喷射器25向燃料改性室23供给。基本上根据内燃机请求输出而设定来自该喷射器25的燃料供给量。具体而言，根据供给至喷射器25的燃料压力而设定喷射器25的开阀期间，以便获得作为目标的燃料供给量。另外，优选将此时的喷射器25的开阀定时设定为：使得作为所述目标的燃料供给量的喷射在直至燃料改性气缸2的进气行程结束为止的期间完毕，但在活塞22到达压缩上止点附近之前能够使得混合气体均匀地混合的情况下，可以使燃料喷射期间持续至压缩行程中途。由此，直至活塞22到达压缩上止点为止，在燃料改性室23中生成均质的混合气体(当量比较高的混合气体)。
在活塞22朝向压缩上止点移动的期间，燃料改性室23的压力以及温度升高，在该燃料改性室23中，对当量比较高的混合气体(例如4.0以上的当量比的混合气体)进行隔热压缩。由此，在高温高压的环境下，进行燃料的脱氢反应、部分氧化反应、水蒸气改性反应、热解离反应，对燃料进行改性而生成氢、一氧化碳、甲烷等抗爆震性较高的改性燃料。
从燃料改性室23排出的改性燃料在流经改性燃料供给通路51时在改性燃料冷却器52中被冷却。通过该冷却而抑制输出气缸进气通路43、燃烧室33中的改性燃料的过早点火。而且，该冷却的改性燃料在混合器53中与流过输出气缸进气通路43的空气混合并向输出气缸3的燃烧室33供给。另外，根据需要而将EGR气体量调整阀78打开，经由输出气缸EGR通路76而将EGR气体向输出气缸3的燃烧室33导入。
由此，将空气、改性燃料、EGR气体分别向输出气缸3的燃烧室33导入而将该燃烧室33内的当量比调整为0.1～0.8左右。
在输出气缸3中，在压缩行程中进行稀薄混合气体的隔热压缩，在活塞32到达压缩上止点的时刻从喷射器35进行微量燃料的喷射。由此，对燃烧室33内的混合气体进行点火而进行稀薄预混合燃烧。此外，在即使不从喷射器35进行燃料喷射也使得燃烧室33的混合气体实现自点火(预混合压缩自点火)的情况下，无需从该喷射器35进行燃料喷射。
通过所述燃烧而使得活塞32进行往复运动、且使得曲轴11进行旋转，由此获得内燃机输出。将该内燃机输出传递至所述螺杆轴。另外，该内燃机输出的一部分用作燃料改性气缸2的活塞22的往复运动的驱动源。
另外，在该内燃机1冷启动时，利用未图示的启动器使曲轴11旋转(曲轴转动)，从燃料改性气缸2以及输出气缸3各自的喷射器25、35进行规定量的燃料喷射。对于此时的燃料喷射，将燃料改性室23以及燃烧室33各自的当量比设定为小于1的值。由此，在燃料改性气缸2的燃料改性室23以及输出气缸3的燃烧室33中分别进行压缩点火燃烧(相当于通常的柴油燃烧的燃烧)。而且，如果进行燃料改性气缸2的暖机而达到能够进行改性反应的温度，则切换为前述的改性燃料的生成动作(燃料改性运转)。这样，燃料改性气缸2能够与输出气缸3同样地作为用于获得内燃机输出的气缸而发挥功能，另外，还能够如前所述那样作为燃料改性装置而发挥功能。
根据该内燃机1，由于在输出气缸3内进行稀薄混合气体的燃烧(均匀稀薄燃烧)，因此，能够实现NOx排出量的降低以及烟尘排出量的降低。由此，可以省略用于对废气进行净化的后处理装置或者使得其容量大幅地减小。另外，由于进行抗爆震性较高的燃料的燃烧，因此，能够抑制爆震，并且能够通过柴油微引燃点火而在最佳时期实现燃烧，从而还能够实现燃烧效率的提高。
-可进行改性反应区域-
接下来，说明能够在燃料改性气缸2的燃料改性室23中进行改性反应的条件。为了能够进行改性反应，燃料改性室23中的混合气体的当量比以及燃料改性室23的温度(气体温度)均需要处于能够进行改性反应的范围内。另外，根据燃料改性室23中的混合气体的当量比的不同，燃料进行改性反应所需的气体温度不同，为了能够进行改性反应，需要与混合气体的当量比相应的燃料改性室23的温度(能够进行改性反应的最低温度以上的温度)。
图3是示出燃料改性室23中的混合气体的当量比(横轴)以及活塞22在燃料改性气缸2中到达压缩上止点的时刻下燃料改性室23内的气体温度(以下，称为压缩端气体温度；纵轴)、与可进行改性反应区域的关系的图。如该图3所示，为了能够在燃料改性室23中进行改性反应，作为燃料改性室23中的混合气体的当量比，需要规定值以上(例如2以上)的当量比，并且，该当量比越高则为了进行改性反应所需的压缩端气体温度越高。即，为了在燃料改性室23中进行改性反应，燃料改性室23中的混合气体的当量比越高，越需要提高压缩端气体温度。
－内燃机停止控制－
接下来，对作为本实施方式的特征的内燃机停止控制进行说明。如前述那样，在使内燃机1停止时，如果使燃料改性气缸2中的改性燃料的生成、以及输出气缸3的驱动同时停止，则改性燃料会残留于所述改性燃料供给通路51、输出气缸进气通路43的比混合器53更靠下游侧的空间。在该情况下，有时会在意料外的定时将残留改性燃料从系统排出至大气中。另外，由于残留改性燃料的影响，有时下一次启动初期时的燃烧室33内的气体组成会较大程度地背离适当的状态(例如，使当量比为小于1的值的状态)。为了提高系统的可靠性，优选预先能够对该残留改性燃料适当进行处理。
本实施方式就是鉴于上述方面，在所述ECU100接收到内燃机停止指令时(通过发动机停止开关120的ON操作而接收到内燃机停止指令信号时)或者内燃机停止之后(例如，通过紧急停止开关121的ON操作等而使得内燃机1紧急停止之后)，执行从上述通路51、43导出改性燃料并进行处理的改性燃料处理动作，直至改性燃料供给通路51、输出气缸进气通路43(本发明中所说的改性燃料供给路径)中的改性燃料的残量达到规定量以下为止。
该改性燃料处理动作在所述ECU100中执行。因此，在该ECU100中，进行所述改性燃料处理动作的功能部分成为本发明中所说的改性燃料处理部。
作为所述改性燃料处理动作，可以举出在通过所述发动机停止开关120的ON操作而使得ECU100接收到内燃机停止指令时，将改性燃料供给通路51内、输出气缸进气通路43内的改性燃料导入至燃烧室33并使该改性燃料在该燃烧室33内燃烧(下面，称作改性燃料燃烧处理)。
另外，作为所述改性燃料处理动作，在内燃机停止之后(例如，内燃机1的紧急停止之后)，将改性燃料供给通路51内、输出气缸进气通路43内的改性燃料经由输出气缸旁通通路81、输出气缸EGR通路76以及排气通路61(上述通路与本发明中所说的排出路径相当)而导入至所述氧化催化器300，在与新气体混合的基础上对改性气体进行氧化去除。另外，还可以举出，与此同时而进行基于所述警报装置130的警报动作(下面，称作改性燃料排出处理)。此外，在本发明中，氧化催化器300不是必须的，在没有搭载氧化催化器300的内燃机1的情况下，改性气体经由排气通路61而排出至大气中。
下面，按顺序对上述改性燃料处理动作进行说明。下面，将进行所述改性燃料燃烧处理的情况作为第1实施方式而进行说明，将进行所述改性燃料排出处理的情况作为第2实施方式而进行说明。
－第1实施方式(改性燃料燃烧处理)－
在所述改性燃料燃烧处理中，在通过发动机停止开关120的ON操作而使得ECU100接收到内燃机停止指令时，使从喷射器25向燃料改性室23的燃料供给停止，另一方面继续从喷射器35向燃烧室33的燃料供给，在该状态下，对所述通路51、43内的改性燃料的残量进行推断。而且，在燃烧室33内的改性燃料的燃烧(处理)发展而使得改性燃料的残量的推断值达到规定量的时刻、或者变为零的时刻，停止从喷射器35向燃烧室33的燃料供给而使内燃机1停止。
作为对所述通路51、43内的改性燃料的残量进行推断的方法，可以举出下面的第1推断方法至第5推断方法，利用任意的方法对所述通路51、43内的改性燃料的残量进行推断，在推断出的改性燃料的残量达到规定量以下的时刻、或者变为零的时刻，使内燃机1停止。
下面，对各推断方法进行说明。
(第1推断方法)
第1推断方法是对作为改性燃料(改性气体)固有的气体成分的氢(H2)以及一氧化碳(CO)的量进行推断。
具体而言，基于来自所述改性气体浓度传感器104的输出信号等，对存在于所述通路51、43内的气体(包含改性燃料的气体)中的氢量以及一氧化碳量进行推断。该推断动作是本发明中所说的“基于改性燃料供给路径内的改性燃料成分的浓度而对改性燃料供给路径内的改性燃料的残量进行推断”这一动作。该推断动作在所述ECU100中执行。因此，在该ECU100中，进行所述推断动作的功能部分成为本发明中所说的残量推断部。
而且，直至所述氢量以及一氧化碳量减少至规定量为止，继续从所述喷射器35向燃烧室33的燃料供给而继续输出气缸3的驱动。即，在存在于所述通路51、43内的气体中的氢量以及一氧化碳量减少到规定量的时刻，停止从所述喷射器35向燃烧室33的燃料供给而使内燃机1停止。
根据燃料改性室23内的当量比以及压缩端气体温度的不同，改性燃料中的氢以及一氧化碳的比例不同。即，导出至所述通路51、43内的改性燃料中的氢以及一氧化碳的比例根据生成了该改性燃料时的燃料改性室23内的当量比以及压缩端气体温度而不同。另外，该改性燃料中的氢以及一氧化碳的总量根据改性气体浓度而发生变化。鉴于上述方面，基于实验、仿真而将所述燃料改性室23内的当量比及压缩端气体温度和改性气体浓度与改性燃料中的氢量及一氧化碳量的关系形成映射图，预先将该映射图存储于所述ROM。而且，基于来自所述各传感器的输出信号以及针对喷射器25的喷射指令值，将使向燃料改性室23的燃料供给停止之前的燃料改性室23内的当量比及压缩端气体温度和当前的所述通路51、43内的改性气体浓度应用于所述映射图，由此求出存在于所述通路51、43内的气体中的氢量及一氧化碳量。
(第2推断方法)
第2推断方法是根据改性燃料(改性气体)中的氧(O2)量而对改性燃料的量进行推断。
具体而言，预先在改性燃料供给通路51设置氧浓度传感器，基于来自该氧浓度传感器的输出信号等，求出存在于所述通路51、43内的气体(包含改性燃料的气体)中的氧量。例如，基于来自设置于改性燃料供给通路51的各传感器105、106的输出信号(用于对在改性燃料供给通路51流动的气体量进行计算的输出信号)以及来自氧浓度传感器的输出信号(用于对在改性燃料供给通路51流动的气体中的氧浓度进行计算的输出信号)，求出存在于所述通路51、43内的气体中的氧量。
在改性燃料的量较多的情况下，氧量为零或者变少。因此，通过求出氧量，从而能够对所述通路51、43内的改性燃料的残量进行推断。例如，基于实验、仿真而将所述通路51、43内的氧量和改性燃料的残量的关系形成映射图，预先将该映射图存储于所述ROM。而且，将所述氧量应用于该映射图，由此求出存在于所述通路51、43内的气体中的改性燃料量。而且，在该改性燃料量减少至规定量的时刻使内燃机1停止。
此外，在EGR气体量调整阀73打开而将EGR气体导入至燃料改性气缸2的情况下，需要减去该EGR气体量而求出氧量。该EGR气体量是基于来自各种传感器的输出信号、EGR气体量调整阀73的开度、旁通量调整阀75的开度等而计算的。
另外，取代所述氧量，根据改性燃料(改性气体)中的二氧化碳(CO2)量，也能够以与上述相同的方式对所述通路51、43内的改性燃料的量进行推断。
(第3推断方法)
第3推断方法是根据改性燃料供给通路51内以及输出气缸进气通路43内的温度以及压力而对上述通路51、43内的改性燃料的残量进行推断。该推断动作是本发明中所说的“基于改性燃料供给路径内的温度和压力而对改性燃料供给路径内的改性燃料的残量进行推断”这一动作。该推断动作在所述ECU100中执行。因此，在该ECU100中，进行所述推断动作的功能部分成为本发明中所说的残量推断部。
在该情况下，可以利用气体的状态方程式，并利用下面的式(1)来对改性燃料的残量进行计算。
[数学式1]
在该式(1)中，Grfm#res为改性燃料的残量、P为所述通路51、43内的压力、V为所述通路51、43内的容积、R为气体常量、T为所述通路51、43内的温度。
所述通路51、43内的压力P是基于来自改性气体压力传感器105的输出信号而计算的。所述通路51、43内的容积V是不变的，且是预先求出(在内燃机1的设计阶段中求出)的。气体常量R由改性燃料的气体组成确定。所述通路51、43内的温度T是基于来自改性气体温度传感器106的输出信号而计算的。
所述通路51、43与输出气缸3的进气侧连接，通过所述涡轮增压机12的压缩机叶轮12a而增压的空气(新气体)、和经由输出气缸EGR通路76而导入的EGR气体得到混合并被导入至该输出气缸3。所述通路51、43内的压力P受到上述空气以及EGR气体的影响，因此优选考虑上述影响而对改性燃料的残量Grfm#res进行计算。
(第4推断方法)
第4推断方法是通过对从开始所述燃料改性运转起的改性燃料的生成量的累计值、和在输出气缸3中消耗(燃烧)的改性燃料的量的累计值进行比较而进行的。而且，在使向燃料改性室23的燃料供给停止之后，在它们的差达到规定量以下、或者变为零的时刻使内燃机1停止。
所述累计值的差可以利用下面的式(2)来进行计算。
[数学式2]
Grfm_res＝∫(生成改性气体量)-∫(消耗改性气体量)…(2)
基于该式(2)进行的推断动作是本发明中所说的“通过自燃料改性运转开始起的燃料改性装置中的改性燃料的生成量的累计值减去输出气缸中的改性燃料的燃烧量的累计值，对改性燃料供给路径内的改性燃料的残量进行推断”这一动作。该推断动作在所述ECU100中执行。因此，在该ECU100中，进行所述推断动作的功能部分成为本发明中所说的残量推断部。
该式(2)中的生成改性气体量可以利用下面的式(3)进行计算。
[数学式3]
Grfm_prod＝Gin_rfm+Gfuel_rfm…(3)
在该式(3)中，Grfm#prod为生成改性气体量、Gin#rfm为导入至燃料改性气缸2的吸入气体的量、Gfuel#rfm为供给至燃料改性气缸2的燃料的量。
导入至所述燃料改性气缸2的吸入气体的量Gin#rfm能够基于来自进气流量传感器101b的输出信号而进行计算。另外，该吸入气体的量Gin#rfm还能够基于来自吸入气体压力传感器102以及吸入气体温度传感器103各自的输出信号而进行计算。另外，供给至燃料改性气缸2的燃料的量Gfuel#rfm能够根据针对喷射器25的喷射指令值而求出。
另外，式(2)的消耗改性气体量可以利用下面的式(4)来进行计算。
[数学式4]
Grfm_cons＝Gin_pow-Gin_EGR-Gaif_pow…(4)
在该式(4)中，Grfm#cons为消耗改性气体量、Gin#pow为导入至输出气缸3的吸入气体的量、Gin#EGR为导入至输出气缸3的EGR气体量、Gair#pow为导入至输出气缸3的新气体量。
该式(4)中的导入至输出气缸3的吸入气体的量Gin#pow可以利用下面的式(5)来进行计算。
[数学式5]
在该式(5)中，Ne为内燃机旋转速度、npow为输出气缸3的气缸数量、Pin#pow为进气压力、Vcyl为输出气缸3的行程容积、Tin#pow为进气温度、C1为预先设定的校正系数。内燃机旋转速度Ne基于来自所述曲轴位置传感器108的输出信号而进行计算。进气压力Pin#pow基于来自改性气体压力传感器105的输出信号而进行计算。进气温度Tin#pow基于来自改性气体温度传感器106的输出信号而进行计算。输出气缸3的气缸数量npow以及输出气缸3的行程容积Vcyl在内燃机1的设计阶段中确定。所述校正系数C1是基于实验、仿真而预先设定的。
所述式(4)的EGR气体量Gin#EGR如下面的式(6)所示，可以根据基于来自所述排气压力传感器109的输出信号而计算出的排气压力Pexh和输出气缸3的所述进气压力Pin#pow之差、EGR气体的温度TEGR、EGR气体量调整阀78的开度AEGR进行计算。
[数学式6]
在该式(6)中，κ为导入至燃烧室33的气体的多方指数。另外，C2、C3为预先设定的校正系数。所述多方指数κ在气体全部是空气的情况下为1.4，但由于在导入至燃烧室33的气体中包含改性燃料、EGR气体，因此所述多方指数根据该气体组成而变化。例如，由于包含已燃气体(CO2、H2O)、改性燃料，因此2个原子的分子的比例降低，由此多方指数κ降低。该多方指数κ是基于实验、仿真而求出的。另外，所述校正系数C2、C3是基于实验、仿真而预先设定的。
所述式(4)中的新气体量Gair#pow是内燃机1整体的吸入空气量减去由燃料改性气缸2消耗的新气体量Gair#rfm得到的值。因此，如前述那样在2个部位配置进气流量传感器101a、101b，能够根据它们的输出信号而求出新气体量Gair#pow。
(第5推断方法)
第5推断方法是基于改性燃料处理动作中(改性燃料燃烧处理中)的来自喷射器35的燃料供给量而对所述通路51、43内的改性燃料的残量进行推断。下面，进行具体说明。
在使从喷射器25向燃料改性室23的燃料供给停止、且继续进行使从喷射器35向燃烧室33的燃料供给继续的改性燃料处理动作时，所述通路51、43内的改性燃料的残量变少，向燃烧室33导入的气体中的改性燃料的浓度不断降低。与此相伴，为了使输出气缸3的驱动继续而增加向燃烧室33内供给的燃料。即，通过识别从喷射器35向燃烧室33内供给的燃料的量，能够对所述通路51、43内的改性燃料的残量进行推断。而且，在向燃烧室33内供给的燃料的量达到规定量时，作为所述通路51、43内的改性燃料的残量，成为能够允许内燃机1停止的量，在该定时使内燃机1停止。
图4是示出内燃机1停止时的发动机停止开关信号、发动机停止指令信号、向燃料改性气缸2供给的燃料供给量、向输出气缸3供给的燃料供给量、改性燃料的残量各自的变化的一个例子的时序图。
在该图4中，在图中的定时t1，通过发动机停止开关120的ON操作而使得ECU100接收内燃机停止指令，与此相伴，向燃料改性气缸2的燃料供给量变为零。即，使从喷射器25向燃料改性室23的燃料供给停止而不生成改性燃料。另外，与此相伴，改性燃料的残量从该定时t1起逐渐减少。另外，对于从喷射器35向燃烧室33的燃料供给，继续进行所述柴油微引燃点火所需的微量的燃料供给。
而且，在定时t2，由于通过向燃烧室33导入的改性燃料(残存于所述通路51、43内的改性燃料)和来自喷射器35的微量的燃料无法实现输出气缸3的驱动，因此，增加来自喷射器35的燃料供给量。该定时t2以后(定时t2至定时t3期间)的来自喷射器35的燃料供给量伴随着改性燃料的残量变少而逐渐增加。例如，来自喷射器35的燃料供给量增加，以便通过利用了调速器的控制来维持内燃机旋转速度。
而且，在定时t3，来自喷射器35的燃料供给量达到了规定量F1，由此，判断为所述改性燃料的残量减少到了能够允许内燃机1停止的量F2，ECU100输出发动机停止指令，使针对喷射器35的燃料供给量的指令值为零。由此，不向燃烧室33供给燃料，内燃机1停止。
此外，输出所述发动机停止指令的所述燃料供给量的阈值F1以及改性燃料残量的阈值F2分别通过实验、仿真而预先求出，作为映射图而存储于所述ROM。
另外，在使残存于所述通路51、43内的改性燃料量为零之后使内燃机1停止的情况下，预先求出继续进行所述改性燃料处理动作过程中的所述通路51、43内的改性燃料的降低率。而且，能够根据所述降低率求出从来自喷射器35的燃料供给量达到规定量F1至所述通路51、43内的改性燃料量变为零为止所需的时间(图4的时间TA)，内燃机1的停止等待该所需的时间。
在利用该推断方法的情况下，通过对从喷射器35向燃烧室33内供给的燃料的量进行识别，能够适当地确定改性燃料处理动作的结束时期，能够实现控制的简化。
在本实施方式中，通过如上所述的推断方法，对所述通路51、43内的改性燃料的残量进行推断，在该推断量达到至规定量的时刻、或者该推断量达到零的时刻，停止从喷射器35向燃烧室33的燃料供给而使内燃机1停止。即，在通过所述发动机停止开关120的ON操作而使得ECU100接收到内燃机停止指令时，通过前述的任意的推断方法而对所述通路51、43内的改性燃料的残量进行推断，在该推断量达到规定量之前，继续进行输出气缸3的运转而消耗所述通路51、43内的改性燃料。而且，在所述通路51、43内的改性燃料的残量达到规定量的时刻、或者该推断量达到零的时刻，使输出气缸3的驱动停止。由此，内燃机1停止。另外，在如上述那样继续输出气缸3的运转的期间，可以通过警报装置130的工作而在系统的操作画面上进行警告显示，或者进行基于语音的警报。
这样，根据本实施方式，不会出现在所述通路51、43内残留改性燃料的情况，或者所述通路51、43内的改性燃料的残留量会大幅地减少，抑制了在意料外的定时改性燃料从系统排出至大气中的情况。另外，抑制了在内燃机1的下一次启动初期时输出气缸内的气体组成会较大程度地背离适当的状态的情况。
－第2实施方式(改性燃料排出处理)－
下面，对进行改性燃料排出处理的情况进行说明。该改性燃料排出处理是如下处理，即，在系统中产生了异常，由此进行紧急停止开关121的ON操作，ECU100执行自动紧急停止而使内燃机1强制性停止之后，将改性燃料供给通路51内、输出气缸进气通路43内的改性燃料经由输出气缸旁通通路81、输出气缸EGR通路76、排气通路61以及氧化催化器300而排出至大气中，并且进行基于所述警报装置130的警报动作。
图5是示出进行该改性燃料排出处理的内燃机1的一部分的概略结构的图。如该图5所示，本实施方式所涉及的内燃机1在输出气缸EGR通路76设置有鼓风机(本发明中所说的排出机构)150。该鼓风机150用于将残留于系统内的改性气体与新气体进行混合并供给至配置于排气通路61的所述氧化催化器300，根据来自ECU100的工作指令信号而进行工作。
在改性燃料排出处理中，通过所述ECU100使EGR气体量调整阀78以及旁通量调整阀82都打开(完全打开)，并且鼓风机150工作。由此，残存于改性燃料供给通路51内的改性燃料在与从鼓风机150供给的新气体混合之后经由输出气缸旁通通路81以及输出气缸EGR通路76而后从排气通路61到达氧化催化器300，在气体温度为规定值以上的情况下，在氧化催化器300内发生氧化反应而变换为二氧化碳和水，并排出至大气中。另外，残存于输出气缸进气通路43内的改性燃料在经过输出气缸EGR通路76之后同样地从排气通路61排出至大气中。
这样，残存于改性燃料供给通路51内以及输出气缸进气通路43内的改性燃料通过鼓风机150而被强制性地排出至大气中，因此，能够在短时间内排出残留于上述改性燃料供给通路51内以及输出气缸进气通路43内的改性燃料，能够缩短改性燃料处理动作(改性燃料排出处理)所需的时间。另外，能够通过氧化催化器300将作为改性气体的主成分的氢、一氧化碳、甲烷等进行氧化去除，实现无害化。在该改性燃料排出处理中，进行基于所述警报装置130的警报动作，因此能够唤起内燃机1周围的作业者等注意。因此，不会出现改性燃料在意料外的定时从系统排出至大气中的情况。
此外，所述旁通量调整阀82在所述燃料改性运转中关闭，在所述改性燃料排出处理中打开。因此，不会出现在燃料改性运转时改性燃料的一部分供给至输出气缸3的情况，能够避免改性燃料经由输出气缸旁通通路81以及输出气缸EGR通路76而被排出的状况，能够实现燃料消耗率的改善。
(变形例)
下面，对第2实施方式的变形例进行说明。该变形例是进行所述改性燃料排出处理的内燃机1的变形例。
图6是示出本变形例所涉及的内燃机1的一部分的概略结构的图。如该图6所示，本变形例所涉及的内燃机1在改性燃料供给通路51的改性燃料冷却器52和混合器53之间、以及排气通路61中的比其同输出气缸EGR通路76的连通部分靠上游侧的位置分别设置有开关自如的断流阀161、162。上述断流阀161、162能够通过来自ECU100的关闭指令信号而进行关闭。
另外，压送单元(本发明中所说的排出机构)200连接于改性燃料供给通路51的改性燃料冷却器52和断流阀161之间。该压送单元200成为压缩机201、蓄压罐202、以及开关阀203通过配管而连接的结构。根据该结构，在开关阀203被关闭的状态下压缩机201工作，由此，在蓄压罐202内对气体(空气)进行蓄压，如果在该状态下将开关阀203打开，则蓄压罐202内的气体朝向改性燃料供给通路51进行压送。
在本变形例的改性燃料排出处理中，通过所述ECU100将EGR气体量调整阀78以及旁通量调整阀82都打开(完全打开)，并且将断流阀162关闭，在通过压缩机201工作将气体蓄压于蓄压罐202内的状态下，将压送单元200的开关阀203打开。由此，蓄压罐202内的气体朝向改性燃料供给通路51进行压送，残存于改性燃料供给通路51内的改性燃料在经过输出气缸旁通通路81以及输出气缸EGR通路76之后，从排气通路61排出至大气中(由来自蓄压罐202的气体进行推压)。另外，残存于输出气缸进气通路43内的改性燃料在经过输出气缸EGR通路76之后从排气通路61排出至大气中(由来自蓄压罐202的气体进行推压)。
这样，在本变形例中，残存于改性燃料供给通路51内以及输出气缸进气通路43内的改性燃料被强制性地排出至排出路径，因此，能够在短时间内排出残存于上述改性燃料供给通路51内以及输出气缸进气通路43内的改性燃料，能够缩短改性燃料处理动作(改性燃料排出处理)所需的时间。
另外，在该改性燃料排出处理中，也进行基于所述警报装置130的警报动作，因此能够唤醒内燃机1周围的作业者等注意。因此，不会出现改性燃料在意料外的定时从系统排出至大气中的情况。
此外，在本变形例的改性燃料排出处理中，也可以将各断流阀161、162都封闭。
其他实施方式-
此外，所述各实施方式和变形例在所有方面都是示例而并非是进行限定性解释的依据。因此，并非仅根据所述实施方式以及变形例而对本发明的技术范围进行解释，而是基于权利要求书的记载对本发明的技术范围进行划定。另外，本发明的技术范围中包含与权利要求书等同的含义以及范围内的所有变更。
例如，在所述实施方式以及变形例中，对将本发明应用于船舶用内燃机1的情况进行了说明，但是，对于其他用途(例如发电机、车辆等)的内燃机也可以应用本发明。
另外，在所述实施方式以及变形例中，作为各气缸2、3所具备的喷射器25、35，形成为直接向气缸内喷射燃料的直喷式的结构。本发明并不局限于此，也可以将各喷射器25、35的双方或一方设为端口喷射式的结构。
另外，在所述实施方式以及变形例中，使向燃料改性室23供给的燃料为轻油。本发明并不局限于此，也可以将重油、汽油等作为燃料。
另外，在所述实施方式以及变形例中，燃料改性气缸2和输出气缸3以相同的旋转速度进行运转。本发明并不局限于此，也可以形成为如下结构：使得减速器介于各气缸2、3之间(各气缸2、3之间的曲轴11)，并使得燃料改性气缸2的旋转速度低于输出气缸3的旋转速度。
另外，在所述各实施方式以及变形例中，将由输出气缸3得到的内燃机输出的一部分用作燃料改性气缸2中的活塞22的往复移动的驱动源。本发明并不限定于此，也可以单独设置燃料改性气缸2的驱动源。例如，也可以将燃料改性气缸2和输出气缸3分离(不是由曲轴11进行连结)，使燃料改性气缸2的活塞22通过电动机等而进行往复移动。
另外，在所述各实施方式以及变形例中，对将本发明应用于由燃料改性气缸2生成改性燃料的内燃机1的情况进行了说明。本发明并不限定于此，对通过燃料改性催化器而生成改性燃料的内燃机也能够应用本发明。在该情况下，例如，将燃料改性催化器内部的当量比设为比“1”略高，利用废气的热量对燃料改性催化器进行加热，由此生成改性燃料，并将该改性燃料供给至输出气缸3。另外，在该情况下，在内燃机1停止时，不执行利用燃料改性催化器的燃料改性运转(使向燃料改性催化器内部的燃料供给停止)。
另外，在所述各实施方式以及变形例中，作为从喷射器35向燃烧室33内喷射的微量的燃料(点火时期控制用的燃料)的喷射定时，设为活塞32达到压缩上止点的时刻。本发明并不限定于此，也可以在比活塞32达到压缩上止点的时刻提前的提前侧从喷射器35进行微量的燃料喷射，也可以在延迟侧从喷射器35进行微量的燃料喷射。
另外，在所述第2实施方式以及其变形例中，利用鼓风机150、压送单元200将所述通路51、43内的改性燃料强制性地排出。本发明并不限定于此，也可以不设置鼓风机150、压送单元200，在使内燃机1强制性停止之后，将EGR气体量调整阀78以及旁通量调整阀82都打开，由此将所述通路51、43内的改性燃料排出至大气中。如前述那样，在本发明中，氧化催化器300并不是必须的，因此在该结构的情况下，也可以在排气通路61设置氧化催化器300，也可以不设置该氧化催化器300。
此外，可以不脱离其主旨或者主要特征地以其他各种方式而实施本发明。因此，上述各实施方式、各实施例在所有方面不过仅为示例而已，不对其进行限定性的解释。由权利要求书来表示本发明的范围，本发明的范围并不受到说明书正文的任何约束。并且，属于权利要求书的等同范围的变形、变更全部都处于本发明的范围内。
本申请基于在日本于2016年7月14日申请的特愿2016-139577号而主张优先权。通过在此处进行叙述而将其内容并入本申请。另外，通过在此处进行叙述而将本说明书中引用的文献全部都具体并入本申请。
产业上的利用可能性
本发明能够应用于具备燃料改性气缸以及输出气缸的内燃机的控制。
附图标记说明
1 内燃机
2 燃料改性气缸(燃料改性装置)
21 缸孔
22 活塞
3 输出气缸
43 输出气缸进气通路
51 改性燃料供给通路(改性燃料供给路径)
61 排气通路(排出路径)
76 输出气缸EGR通路
81 输出气缸旁通通路(排出路径)
82 旁通量调整阀(开关阀)
100 ECU
104 改性气体浓度传感器
105 改性气体压力传感器
106 改性气体温度传感器
120 发动机停止开关
121 紧急停止开关
130 警报装置(警报单元)
300 氧化催化器

Claims (9)

1.一种内燃机的控制装置，该控制装置被应用于具备燃料改性装置以及输出气缸的内燃机，该燃料改性装置能够通过燃料改性运转而进行改性燃料的生成，该输出气缸经由改性燃料供给路径而被供给在该燃料改性装置中生成的改性燃料，通过该改性燃料的燃烧而得到内燃机输出，
所述控制装置的特征在于，
具备改性燃料处理部，该改性燃料处理部在接收到内燃机停止指令时或者内燃机停止之后，执行从所述改性燃料供给路径导出改性燃料并进行处理的改性燃料处理动作，直至所述改性燃料供给路径内的改性燃料的残量达到规定量以下为止。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述改性燃料处理动作在接收到所述内燃机停止指令时，将所述改性燃料供给路径内的改性燃料导入至所述输出气缸而使该改性燃料在该输出气缸内燃烧。
3.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
具备使所述改性燃料供给路径内的改性燃料绕过所述输出气缸而流动的排出路径，并且在该排出路径具备氧化催化器，另一方面，具备发出警报的警报单元，
所述改性燃料处理动作在所述内燃机停止之后，将所述改性燃料供给路径内的改性燃料导入至所述排出路径，在其气体温度为规定温度以上的情况下，利用所述氧化催化器对改性燃料进行氧化、无害化之后排出至大气中，并且进行基于所述警报单元的警报。
4.根据权利要求1、2或3所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
具备残量推断部，该残量推断部基于所述改性燃料供给路径内的改性燃料成分的浓度、或者所述改性燃料供给路径内的温度和压力，对所述改性燃料供给路径内的改性燃料的残量进行推断，
所述改性燃料处理部构成为：执行所述改性燃料处理动作，直至由所述残量推断部推断出的改性燃料的残量达到规定量以下为止。
5.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
具备残量推断部，该残量推断部通过从开始进行所述燃料改性运转起的所述燃料改性装置中的改性燃料的生成量的累计值减去所述输出气缸中的改性燃料的燃烧量的累计值，对所述改性燃料供给路径内的改性燃料的残量进行推断，
所述改性燃料处理部构成为：执行所述改性燃料处理动作，直至由所述残量推断部推断出的改性燃料的残量达到规定量以下为止。
6.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述燃料改性装置由活塞在气缸内往复移动的往复型的燃料改性气缸构成，
所述改性燃料处理部在接收到所述内燃机停止指令时，使向所述燃料改性气缸内的燃料供给停止，并且进行继续向所述输出气缸内的燃料供给而使该输出气缸的驱动继续的所述改性燃料处理动作，
执行所述改性燃料处理动作，直至用于使所述输出气缸的驱动继续的向所述输出气缸内供给的燃料供给量达到规定量为止。
7.根据权利要求3所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
在所述排出路径具备能够开关的开关阀，该开关阀在所述燃料改性运转中关闭，在所述改性燃料处理动作中打开。
8.根据权利要求3或7所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
在所述排出路径具备排出机构，该排出机构使所述改性燃料供给路径内的改性燃料绕过所述输出气缸并经由所述氧化催化器强制性地排出至大气中。
9.一种内燃机的控制方法，该控制方法被应用于具有燃料改性装置和输出气缸的内燃机，该燃料改性装置能够通过燃料改性运转而生成改性燃料，该输出气缸经由改性燃料供给路径而被供给在燃料改性装置中生成的改性燃料，通过该改性燃料的燃烧而得到内燃机输出，
所述控制方法的特征在于，
在接收到内燃机停止指令时或者在内燃机停止之后，执行从所述改性燃料供给路径导出改性燃料并进行处理的改性燃料处理动作，直至所述改性燃料供给路径内的改性燃料的残量达到规定量以下为止。
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