JP2023059065A - エンジン制御装置及びエンジンシステム - Google Patents

Abstract

【課題】給気量の不足を速やかに改善できるエンジン制御装置を提供する。
【解決手段】過給機付きエンジンを制御するためのエンジン制御装置であって、エンジンの運転状態に関する第１パラメータを取得するように構成されたパラメータ取得部と、エンジンの給気量不足が生じているか否かを判定するための給気量不足判定部と、第１パラメータとエンジンの点火タイミングとの関係を示す複数の点火タイミングマップの中から、給気量不足判定部の判定結果に応じた点火タイミングマップを選択するように構成された、点火タイミングマップ選択部と、パラメータ取得部によって取得した第１パラメータと、点火タイミングマップ選択部によって選択した点火タイミングマップと、に基づいて、エンジンの点火タイミングを決定するように構成された点火タイミング決定部と、を備える。
【選択図】 図５

Description

本開示は、エンジン制御装置及びエンジンシステムに関する。

特許文献１には、安定した運転動作を実現すると同時に熱効率の低下を抑制することを目的としたエンジン装置が開示されている。このエンジン装置は、シリンダ内の予混合燃焼における空気量（エンジンの給気量）の不足を判定する制御部を備えており、この制御部は、空気量が不足していると判定した場合に着火装置による点火時期を段階的に遅角制御することにより、エンジンのノッキングを抑制するように構成されている。

国際公開第２０１７／０１３９３９号

特許文献１に記載の手法では、エンジンの給気量が不足していると判定した場合に着火装置による点火時期を段階的に遅角制御するため、給気量の不足を速やかに改善することは困難であり、特許文献１には給気量の不足を速やかに改善するための知見は開示されていない。

上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、給気量の不足を速やかに改善できるエンジン制御装置及びこれを備えるエンジンシステムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係るエンジン制御装置は、
過給機付きエンジンを制御するためのエンジン制御装置であって、
前記エンジンの運転状態を示す第１パラメータを取得するように構成されたパラメータ取得部と、
前記エンジンの給気量不足が生じているか否かを判定するための給気量不足判定部と、
前記第１パラメータと前記エンジンの点火タイミングとの関係を示す複数の点火タイミングマップの中から、前記給気量不足判定部の判定結果に応じた点火タイミングマップを選択するように構成された、点火タイミングマップ選択部と、
前記パラメータ取得部によって取得した前記第１パラメータと、前記点火タイミングマップ選択部によって選択した前記点火タイミングマップとに基づいて、前記エンジンの点火タイミングを決定するように構成された点火タイミング決定部と、
前記点火タイミング決定部で決定した前記点火タイミングに基づいて、前記点火タイミングを制御するように構成された点火タイミング制御部と、
を備える。

上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係るエンジンシステムは、
エンジンと、過給機と、上記エンジン制御装置と、を備える。

本開示の少なくとも一実施形態によれば、給気量の不足を速やかに改善できるエンジン制御装置及びこれを備えるエンジンシステムが提供される。

一実施形態に係るエンジンシステム２の構成の一例を示す概略図である。 図１に示したエンジン制御装置８のハードウェア構成の一例を示す図である。 図１及び図２に示したエンジン制御装置の機能的な構成の一例を示す図である。 複数の点火タイミングマップの例を示す図である。 点火タイミングマップ選択部４８による点火タイミングマップＭｉの選択手法の一例を示すフロー図である。 点火タイミングマップ選択部４８による点火タイミングマップＭｉの選択手法の他の一例を示すフロー図である。 他の実施形態に係るエンジンシステム２の構成の一例を示す概略図である。

以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、一実施形態に係るエンジンシステム２の構成を示す概略図である。
図１に示すエンジンシステム２は、エンジン４と、エンジン４への給気を加圧する過給機６（ターボチャージャ）と、エンジン４を制御するエンジン制御装置８とを備える。図示する例では、エンジン４は発電用の過給機付きエンジンであり、エンジンシステム２はエンジン４に駆動されることで発電する発電機１０を備える。

また、エンジンシステム２は、エンジン４に燃料を供給する燃料供給路１２と、エンジン４の給気側に接続された給気流路１４と、エンジン４の排気側に接続された排気流路１６とを備える。

過給機６は、給気流路１４に設けられた遠心式のコンプレッサ１８と、排気流路１６に設けられた排気タービン２０とを含む。コンプレッサ１８と排気タービン２０とは回転軸２２を介して連結されて一体的に回転するように構成されており、排気流路１６を流れるエンジン４の排気によって排気タービン２０が駆動されると、排気タービン２０から回転軸２２を介して伝達された駆動力によってコンプレッサ１８が給気流路１４を流れる給気を加圧してエンジン４に供給する。

排気流路１６には、排気タービン２０を迂回する排気バイパス流路２４が設けられており、排気バイパス流路２４には排気バイパス流路２４を流れる排気の流量を調節可能な排気バイパス弁２８が設けられている。また、燃料供給路１２には流量調整弁２６が設けられている。

エンジン制御装置８は、流量調整弁２６の開度を調節することによって燃料供給路１２からエンジン４に供給される燃料量を制御し、排気バイパス弁２８の開度を調節することによって給気流路１４からエンジン４に供給される給気量を制御するように構成されている。

図示する例では、エンジンシステム２は、給気流路１４におけるコンプレッサ１８とエンジン４との間の位置に、エンジン４への給気の圧力である給気圧力Ｐｓを計測する給気圧力センサ３０と、エンジン４への給気の温度である給気温度Ｔｓを計測する給気温度センサ３２と、エンジン４への給気量Ｇａを計測する給気流量計３４とを備える。また、エンジンシステム２は、エンジン４の回転数Ｎｅを計測するエンジン回転数センサ３６と、エンジン４の負荷Ｌ（エンジン４の運転状態に関する第１パラメータ）を計測する負荷センサ３８とを備える。図１に示す構成では、負荷センサ３８は、発電機１０の出力に基づいてエンジン４の負荷Ｌを計測してもよい。

図２は、図１に示したエンジン制御装置８のハードウェア構成の一例を示す図である。
図２に示すように、エンジン制御装置８は、例えばプロセッサ７２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）７４、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）７６、ＨＤＤ （Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）７８、入力Ｉ／Ｆ８０、及び出力Ｉ／Ｆ８２を含み、これらがバス８４を介して互いに接続されたコンピュータを用いて構成される。なお、エンジン制御装置８のハードウェア構成は上記に限定されず、制御回路と記憶装置との組み合わせにより構成されてもよい。またエンジン制御装置８は、エンジン制御装置８の各機能を実現するプログラムをコンピュータが実行することにより構成される。以下で説明するエンジン制御装置８における各部の機能は、例えばＲＯＭ７６に保持されるプログラムをＲＡＭ７４にロードしてプロセッサ７２で実行するとともに、ＲＡＭ７４やＲＯＭ７６におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。

図３は、図１及び図２に示したエンジン制御装置の機能的な構成の一例を示す図である。
図３に示すエンジン制御装置８は、パラメータ取得部４０、給気量制御部４２、燃料噴射量制御部４４、給気量不足判定部４６、記憶部４７、点火タイミングマップ選択部４８、点火タイミング決定部５０、点火タイミング制御部５２を含む。

パラメータ取得部４０は、給気圧力センサ３０によって計測した給気圧力Ｐｓと、給気温度センサ３２によって計測した給気温度Ｔｓと、給気流量計３４によって計測したエンジン４への給気量Ｇａと、エンジン回転数センサ３６によって計測したエンジン４の回転数Ｎｅと、負荷センサ３８によって計測したエンジン４の負荷Ｌとを各センサからそれぞれ取得する。

給気量制御部４２は、パラメータ取得部４０によって取得したエンジン４の給気圧力Ｐｓ、給気温度Ｔｓ、回転数Ｎｅ及び負荷Ｌに基づいてエンジン４の要求空気量Ｓａを設定し、設定した要求空気量Ｓａに基づいて排気バイパス弁２８の開度を制御することにより、エンジン４への給気量を制御する。なお、エンジン４の要求空気量とは、エンジン４の給気量の目標値を意味する。

燃料噴射量制御部４４は、パラメータ取得部４０によって取得したエンジン４の回転数Ｎｅ及び負荷Ｌに基づいて流量調整弁２６の開度を制御することにより、エンジン４の燃料噴射量を制御する。

給気量不足判定部４６は、エンジン４の要求空気量Ｓａに対してエンジン４への給気量Ｇａが不足している状態である給気量不足が生じているか否かを判定可能に構成されている。

記憶部４７は、エンジン４の負荷Ｌ（第１パラメータ）とエンジン４の燃焼サイクルにおける点火タイミングＴｉとの関係を示す複数の点火タイミングマップＭｉを記憶している。以下、エンジン４の燃焼サイクルにおける点火タイミングＴｉを単にエンジン４の点火タイミングと記載する場合がある。記憶部４７に記憶されている複数の点火タイミングマップＭｉは、例えば図４に示すように、エンジン４の負荷Ｌとエンジン４の燃焼サイクルにおける点火タイミングＴｉとの関係を示す第１マップＭｉ１と、エンジン４の負荷Ｌとエンジン４の燃焼サイクルにおける点火タイミングＴｉとの関係を示す第２マップＭｉ２であって、第１マップＭｉ１と比較して同一の負荷Ｌに対応する点火タイミングＴｉが遅角側（リタード側）に設定された第２マップＭｉ２と、を含む。すなわち、第１マップＭｉ１における各負荷Ｌに対応する点火タイミングＴｉと、第２マップＭｉ２における各負荷Ｌに対応する点火タイミングＴｉと、を同一の負荷Ｌにて比較すると、第２マップＭｉ２における各負荷Ｌに対応する点火タイミングＴｉは、第１マップＭｉ１における各負荷Ｌに対応する点火タイミングＴｉよりも遅角側に設定されている（リタードされている）。

点火タイミングマップ選択部４８は、記憶部４７に記憶された上記複数の点火タイミングマップＭｉの中から、給気量不足判定部４６の判定結果に応じた点火タイミングマップＭｉを選択する。例えば、点火タイミングマップ選択部４８は、第１マップＭｉ１を選択している状態において給気量不足判定部４６によって給気量不足が検出された場合に、選択する点火タイミングマップＭｉを第１マップＭｉ１から第２マップＭｉ２に切り替える。また、例えば、点火タイミングマップ選択部４８は、第２マップＭｉ２を選択している状態において給気量不足判定部４６によって給気量不足が検出されなくなった場合（給気量不足が解消した場合）に、選択する点火タイミングマップＭｉを第２マップＭｉ２から第１マップＭｉ１に切り替える。

点火タイミング決定部５０は、パラメータ取得部４０によって取得したエンジンの負荷Ｌと、点火タイミングマップ選択部４８によって選択した点火タイミングマップＭｉとに基づいて、パラメータ取得部４０によって取得したエンジンの負荷Ｌに対応するエンジン４の点火タイミングＴｉを決定する。

点火タイミング制御部５２は、点火タイミング決定部５０で決定した点火タイミングＴｉに基づいて、エンジン４の点火装置２３によるエンジン４の点火タイミングＴｉを制御する。なお、エンジン４の点火装置２３は、例えば、エンジン４がガソリンエンジンである場合には火花点火を行うための点火プラグであってもよく、この場合、点火タイミングＴｉは点火プラグによる火花点火のタイミングである。また、例えば、エンジン４の点火装置２３は、エンジン４がディーゼルエンジンである場合にはディーゼル燃料を噴射する燃料噴射装置であってもよく、この場合、点火タイミングＴｉは燃料噴射装置によるディーゼル燃料の噴射タイミングである。また、エンジン４の点火装置２３は、例えばエンジン４がガスエンジンである場合には火花点火を行うための点火プラグ又はパイロット燃料（例えば軽油）を噴射してパイロット着火を行うための燃料噴射装置であってもよく、この場合、点火タイミングＴｉは点火プラグによる火花点火のタイミング又は燃料噴射装置によるパイロット燃料の噴射タイミングである。

また、点火タイミング制御部５２は、給気量不足が生じていると給気量不足判定部４６が判定した場合、点火タイミングＴｉの遅角側の限界であるリタード限界をさらに遅角側にシフトさせてもよい。このように、給気量不足が生じていると判定された場合にリタード限界を失火等に至らない範囲で遅角側にシフトさせることにより、給気量不足を改善するとともにノッキングの発生を効果的に抑制することができる。

ここで、点火タイミングマップ選択部４８による点火タイミングマップＭｉの選択手法の幾つかの例を図５及び図６を用いて説明する。図５は、点火タイミングマップ選択部４８による点火タイミングマップＭｉの選択手法の一例を示すフロー図である。図６は、点火タイミングマップ選択部４８による点火タイミングマップＭｉの選択手法の他の一例を示すフロー図である。

図５に示す例では、Ｓ１０１において、給気量不足判定部４６は、給気流量計３４によって計測したエンジン４への給気量Ｇａ（給気量の計測値）と給気量制御部４２によって設定したエンジン４の要求空気量Ｓａとの比Ｇａ／Ｓａを算出する。Ｓ１０２において、点火タイミングマップ選択部４８の現在の状態が第１マップＭｉ１を選択している状態であるか第２マップＭｉ２をしている状態であるかを判定し、点火タイミングマップ選択部４８の現在の状態が第１マップＭｉ１を選択している状態である場合にはＳ１０３ａに移行し、点火タイミングマップ選択部４８の現在の状態が第２マップＭｉ２を選択している状態である場合にはＳ１０３ｂに移行する。

Ｓ１０３ａでは、給気量不足判定部４６は、Ｓ１０１で算出した比Ｇａ／Ｓａが閾値Ｒｔｈ１（第１閾値）以下であるか否かを判定し、比Ｇａ／Ｓａが閾値Ｒｔｈ１以下である場合には、給気量不足が生じていると判定し、Ｓ１０４ａで点火タイミングマップ選択部４８が第２マップＭｉ２を選択する。すなわち、Ｓ１０４ａでは、点火タイミングマップ選択部４８は、選択する点火タイミングマップＭｉを第１マップＭｉ１から第２マップＭｉ２に切り替える。

Ｓ１０３ａにおいて、給気量不足判定部４６は、Ｓ１０１で算出した比Ｇａ／Ｓａが閾値Ｒｔｈ１以下でない場合には、給気量不足が生じていないと判定し、Ｓ１０４ｂで点火タイミングマップ選択部４８が引き続き第１マップＭｉ１を選択する。

Ｓ１０３ｂでは、給気量不足判定部４６は、Ｓ１０１で算出した比Ｇａ／Ｓａが閾値Ｒｔｈ２（第２閾値）以上であるか否かを判定し、比Ｇａ／Ｓａが閾値Ｒｔｈ２以上である場合には、給気量不足が生じていない（給気量不足が解消した）と判定し、Ｓ１０４ｂで点火タイミングマップ選択部４８が第１マップＭｉ１を選択する。すなわち、Ｓ１０４ｂでは、点火タイミングマップ選択部４８は、選択する点火タイミングマップＭｉを第２マップＭｉ２から第１マップＭｉ１に切り替える。なお、図５に示す例では、閾値Ｒｔｈ２は、閾値Ｒｔｈ１よりも大きい値であり、例えばＲｔｈ１はＲｔｈ２の９５％以下の値であってもよい。

Ｓ１０３ｂにおいて、給気量不足判定部４６は、Ｓ１０１で算出した比Ｇａ／Ｓａが閾値Ｒｔｈ２以上でない場合には、給気量不足が生じている（給気量不足が解消していない）と判定し、Ｓ１０４ａで点火タイミングマップ選択部４８が引き続き第２マップＭｉ２を選択する。

Ｓ１０５では、Ｓ１０４ａ又はＳ１０４ｂで点火タイミングマップ選択部４８が選択した点火タイミングマップＭｉ（図示する例では第１マップＭｉ１又は第２マップＭｉ２）を用いてエンジン４の燃焼サイクルにおける点火タイミングＴｉを点火タイミング決定部５０が決定する。より詳細には、点火タイミング決定部５０は、パラメータ取得部４０によって取得したエンジン４の負荷Ｌと、Ｓ１０４ａ又はＳ１０４ｂで点火タイミングマップ選択部４８によって選択した点火タイミングマップＭｉとに基づいて、パラメータ取得部４０によって取得したエンジン４の負荷Ｌに対応するエンジン４の点火タイミングＴｉを決定する。そして、Ｓ１０６において、Ｓ１０５で決定された点火タイミングＴｉに基づいて、エンジン４の点火装置２３によるエンジン４の点火タイミングＴｉを点火タイミング制御部５２が上述のように制御する。

図６に示す例では、Ｓ２０１において、給気流量計３４によって計測したエンジン４への給気量Ｇａと給気量制御部４２によって設定したエンジン４の要求空気量Ｓａとの比Ｇａ／Ｓａを算出する。Ｓ２０２において、点火タイミングマップ選択部４８の現在の状態が第１マップＭｉ１を選択している状態であるか第２マップＭｉ２をしている状態であるかを判定し、点火タイミングマップ選択部４８の現在の状態が第１マップＭｉ１を選択している状態である場合にはＳ２０３ａに移行し、点火タイミングマップ選択部４８の現在の状態が第２マップＭｉ２を選択している状態である場合にはＳ２０３ｂに移行する。

Ｓ２０３ａでは、給気量不足判定部４６は、Ｓ２０１で算出した比Ｇａ／Ｓａが閾値Ｒｔｈ１以下である状態が予め定められた所定時間以上継続しているか否かを判定し、比Ｇａ／Ｓａが閾値Ｒｔｈ１以下である状態が予め定められた所定時間以上継続している場合には、給気量不足が生じていると判定し、Ｓ２０４ａで点火タイミングマップ選択部４８が第２マップＭｉ２を選択する。すなわち、Ｓ２０４ａでは、点火タイミングマップ選択部４８は、選択する点火タイミングマップＭｉを第１マップＭｉ１から第２マップＭｉ２に切り替える。

Ｓ２０３ａにおいて、給気量不足判定部４６は、Ｓ２０１で算出した比Ｇａ／Ｓａが閾値Ｒｔｈ１以下である状態が予め定められた所定時間以上継続していない場合（比Ｇａ／Ｓａが閾値Ｒｔｈ１よりも大きい場合を含む。）には、給気量不足が生じていないと判定し、Ｓ２０４ｂで点火タイミングマップ選択部４８が引き続き第１マップＭｉ１を選択する。

Ｓ２０３ｂでは、給気量不足判定部４６は、Ｓ２０１で算出した比Ｇａ／Ｓａが閾値Ｒｔｈ２以上である状態が予め定められた所定時間以上継続しているか否かを判定し、比Ｇａ／Ｓａが閾値Ｒｔｈ２以上である状態が予め定められた所定時間以上継続している場合には、給気量不足が生じていない（給気量不足が解消した）と判定し、Ｓ２０４ｂで点火タイミングマップ選択部４８が第１マップＭｉ１を選択する。すなわち、Ｓ２０４ｂでは、点火タイミングマップ選択部４８は、選択する点火タイミングマップを第２マップＭｉ２から第１マップＭｉ１に切り替える。なお、図６に示す例では閾値Ｒｔｈ２は閾値Ｒｔｈ１よりも大きい値であり、例えばＲｔｈ１はＲｔｈ２の９５％以下の値であってもよい。

Ｓ２０３ｂにおいて、給気量不足判定部４６は、Ｓ２０１で算出した比Ｇａ／Ｓａが閾値Ｒｔｈ２以上である状態が予め定められた所定時間以上継続していない場合には、給気量不足が生じている（給気量不足が解消していない）と判定し、Ｓ２０４ａで点火タイミングマップ選択部４８が引き続き第２マップＭｉ２を選択する。

Ｓ２０５では、Ｓ２０４ａ又はＳ２０４ｂで点火タイミングマップ選択部４８が選択した点火タイミングマップＭｉ（図示する例では第１マップＭｉ１又は第２マップＭｉ２）を用いてエンジン４の燃焼サイクルにおける点火タイミングＴｉを点火タイミング決定部５０が決定する。より詳細には、点火タイミング決定部５０は、パラメータ取得部４０によって取得したエンジン４の負荷Ｌと、Ｓ２０４ａ又はＳ２０４ｂで点火タイミングマップ選択部４８によって選択した点火タイミングマップＭｉとに基づいて、パラメータ取得部４０によって取得したエンジン４の負荷Ｌに対応するエンジン４の点火タイミングＴｉを決定する。そして、Ｓ２０６において、Ｓ２０５で決定された点火タイミングＴｉに基づいて、エンジン４の点火装置２３によるエンジン４の点火タイミングＴｉを点火タイミング制御部５２が上述のように制御する。

ここで、図１～図６を用いて説明したエンジン制御装置８によって得られる効果について説明する。

上記エンジン制御装置８によれば、給気量不足判定部４６の判定結果に応じて選択した点火タイミングマップＭｉを用いてエンジン４の点火タイミングＴｉを決定して制御するため、特許文献１の手法（エンジンの給気量が不足していると判定した場合に着火装置による点火時期を段階的に遅角制御する手法）と比較して、エンジン４の給気量不足の判定結果を考慮した点火タイミングマップを用いて速やかに給気量不足を改善することができる。

例えば、第１マップＭｉ１を選択している状態において給気量不足判定部４６によって給気量不足が生じていると判定された場合（例えば図５に示す例では給気量の計測値Ｇａとエンジン４の要求空気量Ｓａとの比Ｇａ／Ｓａが閾値Ｒｔｈ１以下である場合）に、選択する点火タイミングマップＭｉを第１マップＭｉ１から第２マップＭｉ２に切り替えることにより、第２マップＭｉ２に基づいてエンジン４の点火タイミングＴｉが遅角側に変更される。これにより、エンジン４の熱効率が低下してエンジン４の排気エネルギーが増大し、過給機６の駆動エネルギーが増大するため、速やかに給気量不足を改善することができる。また、エンジン４の点火タイミングＴｉが遅角側に変更されることによってエンジン４の燃焼速度が低下し、ノッキングの発生を抑制することができる。また、失火リスクの少ない点火タイミングマップＭｉを予め記憶部４７に記憶しておき、その点火タイミングマップＭｉを選択することにより、過剰なリタードによる失火等の発生を抑制できる。

また、図５に示す例では、パラメータ取得部４０によって取得した給気量Ｇａとエンジン４の要求空気量Ｓａとの比Ｇａ／Ｓａが閾値Ｒｔｈ１よりも大きい閾値Ｒｔｈ２以上である場合に、給気量不足が生じていない（給気量不足が解消した）と判定し、選択する点火タイミングマップＭｉを第２マップＭｉ２から第１マップＭｉ１に切り替えることにより、第１マップＭｉ１に基づいてエンジン４の点火タイミングが進角側に変更される。これにより、エンジン４の熱効率が上昇してエンジン４の排気エネルギーが低下し、過給機６の駆動エネルギーが低下する。このため、図５に示す例では、速やかな給気量不足の改善とエンジン４の熱効率低下の抑制とを両立することができる。また、閾値Ｒｔｈ２を閾値Ｒｔｈ１よりも大きい値に設定して閾値にヒステリシスを設けることにより、比Ｇａ／Ｓａがこれらの閾値付近で停滞した際に点火タイミングマップＭｉの変更頻度が過度に増大することを抑制し、点火タイミングＴｉのハンチングを抑制してエンジン４の運転を安定させることができる。

また、図６に示す例では、また、比Ｇａ／Ｓａが閾値Ｒｔｈ１以下である状態又は比Ｇａ／Ｓａが閾値Ｒｔｈ２以上である状態が所定時間継続するまで、点火タイミングマップＭｉの切り替えが行われないため、比Ｇａ／Ｓａがこれらの閾値付近で停滞した際に点火タイミングマップＭｉの変更頻度が過度に増大することを抑制し、点火タイミングＴｉのハンチングを抑制してエンジン４の運転を安定させることができる。

上述した実施形態では、給気量不足判定部４６は、給気流量計３４によって計測したエンジン４への給気量Ｇａ（給気量の計測値）と給気量制御部４２によって設定したエンジン４の要求空気量Ｓａとの比Ｇａ／Ｓａに基づいてエンジン４の給気量不足が生じているか否かを判定したが、給気量不足判定部４６は、エンジン４の給気量Ｇａの推定値と給気量制御部４２が設定した要求空気量Ｓａとの比Ｇａ／Ｓａに基づいてエンジン４の給気量不足が生じているか否かを判定してもよい。

この場合、例えば、給気量不足判定部４６は、下記式（ａ）を用いて給気密度Ｄａを算出し、算出した給気密度Ｄａに基づいて下記式（ｂ）を用いてエンジンの給気量Ｇａの推定値を算出してもよい。

ここで、Ｄａは給気密度（ｋｇ／ｍ^３）であり、Ｄ０は標準状態（０℃、１気圧＝０．１０１３ＭＰａ＿ａｂｓ）での空気密度（ｋｇ／ｍ^３）（≒１．２９３）であり、Ｐｓは給気圧力（ＭＰａ＿ａｂｓ）であり、Ｔｓは給気温度（℃）である。また、Ｇａはエンジン４の給気量（ｋｇ／ｈ）であり、Ｎｅはエンジン４の回転数（ｍｉｎ^－１）であり、Ｎはエンジン４のシリンダ数であり、Ｄは１シリンダ当りのシリンダ容積（ｍ^３）であり、ηｖはエンジン４の体積効率（シリンダにトラップされる空気の割合）である。

また、エンジン４の給気量不足の判定に用いるエンジン４の給気量Ｇａの推定値は、エンジン４の排気の性状に基づいて推定されてもよく、例えばエンジンシステム２が排気流路１６の排気中のＯ_２濃度を計測する濃度センサ（不図示）を備えている場合には、排気中のＯ_２濃度の計測値および燃料流量の計測値に基づいてエンジン４の給気量Ｇａの推定値を算出してもよい。

幾つかの実施形態では、上述のようにエンジン制御装置８が排気バイパス弁２８の開度を制御することによってエンジン４の給気量を制御するように構成されている場合において、給気量不足判定部４６は、排気バイパス弁２８の開度が全閉状態の場合に、給気量不足が生じていると判定してもよい。この場合、給気量不足判定部４６は、排気バイパス弁２８の開度が全閉状態ではない場合に、給気量不足が生じていないと判定してもよい。

このような給気量の制御では、排気バイパス弁２８の開度が小さくなるほどエンジン４への給気量が増大するため、排気バイパス弁２８の開度が全閉状態である場合には、排気バイパス弁２８の制御によってエンジン４への給気量をそれ以上増大させることができないため、エンジン４の給気量不足が生じていると判定することができる。この場合においても、図５及び図６等を用いて説明した実施形態と同様に、エンジン４の給気量不足が生じていると給気量不足判定部４６が判定した場合には第２マップＭｉ２を用いて点火タイミングを決定し、エンジン４の給気量不足が生じていないと給気量不足判定部４６が判定した場合には第１マップＭｉ１を用いて点火タイミングを決定してもよい。

幾つかの実施形態では、例えば図７に示すように、エンジン４の給気側に接続される給気流路１４には、過給機６のコンプレッサ１８とエンジン４との間からエンジン４の給気を放出するための給気放出流路５６が接続されていてもよい。給気放出流路５６には給気放出弁５８が設けられている。かかる構成において、エンジン制御装置８が給気放出弁５８の開度を制御することによってエンジン４の給気量を制御するように構成されている場合には、給気量不足判定部４６は、給気放出弁５８の開度が全閉状態の場合に、給気量不足が生じていると判定してもよい。この場合、給気量不足判定部４６は、給気放出弁５８の開度が全閉状態ではない場合に、給気量不足が生じていないと判定してもよい。

このような給気量の制御では、給気放出弁５８の開度が小さくなるほどエンジン４への給気量が増大するため、給気放出弁５８の開度が全閉状態である場合には、給気放出弁５８の制御によってエンジン４への給気量をそれ以上増大させることができず、エンジン４の給気量不足が生じていると判定することができる。この場合においても、図５及び図６等を用いて説明した実施形態と同様に、エンジン４の給気量不足が生じていると給気量不足判定部４６が判定した場合には第２マップＭｉ２を用いて点火タイミングを決定し、エンジン４の給気量不足が生じていないと給気量不足判定部４６が判定した場合には第１マップＭｉ１を用いて点火タイミングを決定してもよい。

幾つかの実施形態では、例えば図７に示すように、エンジン４の給気側に接続される給気流路１４には給気スロットル弁６０が設けられていてもよい。かかる構成において、エンジン制御装置８が給気スロットル弁６０の開度を制御することによってエンジン４の給気量を制御するように構成されている場合には、給気量不足判定部４６は、給気スロットル弁６０の開度が全開状態の場合に、給気量不足が生じていると判定してもよい。この場合、給気量不足判定部４６は、給気スロットル弁６０の開度が全開状態ではない場合に、給気量不足が生じていないと判定してもよい。

このような給気量制御では、給気スロットル弁６０の開度が大きくなるほどエンジン４への給気量が増大するため、給気スロットル弁６０の開度が全開状態である場合には、給気スロットル弁６０の制御によってエンジン４への給気量をそれ以上増大させることができず、エンジン４の給気量不足が生じていると判定することができる。この場合においても、図５及び図６等を用いて説明した実施形態と同様に、エンジン４の給気量不足が生じていると給気量不足判定部４６が判定した場合には第２マップＭｉ２を用いて点火タイミングを決定し、エンジン４の給気量不足が生じていないと給気量不足判定部４６が判定した場合には第１マップＭｉ１を用いて点火タイミングを決定してもよい。

また、給気量不足判定部４６は、給気スロットル弁６０の開度がエンジン４の運転状態の割に極端に大きい場合、すなわち、給気スロットル弁６０の開度がエンジン４の運転状態（例えばエンジン４の回転数及び出力並びにエンジン４の外気条件）に応じた給気スロットル弁６０の開度の基準値よりも大きい場合に、給気量不足が生じていると判定してもよい。また、給気量不足判定部４６は、給気スロットル弁６０の開度がエンジン４の運転状態（例えばエンジン４の回転数及び出力並びに外気条件）に応じた給気スロットル弁６０の開度の基準値に対して大きくない場合に、給気量不足が生じていないと判定してもよい。この場合においても、図５及び図６等を用いて説明した実施形態と同様に、エンジン４の給気量不足が生じていると給気量不足判定部４６が判定した場合には第２マップＭｉ２を用いて点火タイミングを決定し、エンジン４の給気量不足が生じていないと給気量不足判定部４６が判定した場合には第１マップＭｉ１を用いて点火タイミングを決定してもよい。

幾つかの実施形態では、例えば図１又は図７に示すエンジンシステム２において、エンジン４の異常燃焼を回避するためにエンジン４の点火タイミングを基準タイミングに対して遅角（リタード）させる遅角制御をエンジン制御装置８が実行可能に構成されていていてもよい。この場合、給気量不足判定部４６は、エンジン４の点火タイミング（特に複数のシリンダの点火タイミング）が基準タイミングからの遅角量の限界値に対応する点火タイミングに所定時間以上維持されている場合に、給気量不足が生じていると判定してもよい。また、給気量不足判定部４６は、エンジン４の点火タイミングが基準タイミングからの遅角量の限界値に対応する点火タイミングに所定時間以上維持されていない場合に、給気量不足が生じていないと判定してもよい。この場合においても、図５及び図６等を用いて説明した実施形態と同様に、エンジン４の給気量不足が生じていると給気量不足判定部４６が判定した場合には第２マップＭｉ２を用いて点火タイミングを決定し、エンジン４の給気量不足が生じていないと給気量不足判定部４６が判定した場合には第１マップＭｉ１を用いて点火タイミングを決定してもよい。

幾つかの実施形態では、例えば図７に示すように、エンジン４には、エンジン４のノッキングを検出するためのノッキングセンサ６２が設けられていてもよい。ノッキングセンサ６２は、例えばエンジン４に取り付けられた加速度センサ又はエンジン４の筒内圧を計測する筒内圧センサであってもよい。

この場合、給気量不足判定部４６は、ノッキングセンサ６２からの信号によってノッキングが検出された場合に、給気量不足が生じていると判定し、ノッキングセンサ６２からの信号によってノッキングが検出されない場合に、給気量不足が生じていないと判定してもよい。この場合においても、図５及び図６等を用いて説明した実施形態と同様に、エンジン４の給気量不足が生じていると給気量不足判定部４６が判定した場合には第２マップＭｉ２を用いて点火タイミングを決定し、エンジン４の給気量不足が生じていないと給気量不足判定部４６が判定した場合には第１マップＭｉ１を用いて点火タイミングを決定してもよい。

幾つかの実施形態では、例えば図７に示すように、エンジン４の排気側に接続される排気流路１６には、エンジン４の排気温度を計測するための排気温度センサ６４が設けられていてもよい。図７に例示する構成では、排気温度センサ６４は、排気流路１６におけるエンジン４と排気タービン２０との間の位置に設けられている。

この場合、給気量不足判定部４６は、排気温度センサ６４によって計測された排気温度がエンジン４の燃料流量（燃料噴射量）の割に高い場合、すなわち、排気温度センサ６４によって計測された排気温度がエンジン４の燃料流量に応じた排気温度の基準値よりも高い場合に、給気量不足が生じていると判定してもよい。また、給気量不足判定部４６は、排気温度センサ６４によって計測された排気温度がエンジン４の燃料流量に応じた排気温度の基準値よりも高くない場合に、給気量不足が生じていないと判定してもよい。この場合においても、図５及び図６等を用いて説明した実施形態と同様に、エンジン４の給気量不足が生じていると給気量不足判定部４６が判定した場合には第２マップＭｉ２を用いて点火タイミングを決定し、エンジン４の給気量不足が生じていないと給気量不足判定部４６が判定した場合には第１マップＭｉ１を用いて点火タイミングを決定してもよい。

幾つかの実施形態では、例えば図７に示すように、エンジン４の排気側に接続される排気流路１６には、エンジン４の排気のＮＯｘ濃度又はＯ_２濃度を計測するための濃度センサ６６が設けられていてもよい。

この場合、給気量不足判定部４６は、濃度センサ６６によって検出されたＮＯｘ濃度がエンジン４の運転状態（例えばエンジン４の回転数及び出力並びにエンジン４の外気条件）に応じた基準濃度よりも高い場合又は濃度センサ６６によって検出されたＯ_２濃度がエンジン４の運転状態（例えばエンジン４の回転数及び出力並びにエンジン４の外気条件）に応じた基準濃度よりも低い場合に、給気量不足が生じていると判定してもよい。また、給気量不足判定部４６は、濃度センサ６６によって検出されたＮＯｘ濃度がエンジン４の運転状態（例えばエンジン４の回転数及び出力並びにエンジン４の外気条件）に応じた基準濃度よりも高くない場合又は濃度センサ６６によって検出されたＯ_２濃度がエンジン４の運転状態（例えばエンジン４の回転数及び出力並びにエンジン４の外気条件）に応じた基準濃度よりも低くない場合に、給気量不足が生じていないと判定してもよい。この場合においても、図５及び図６等を用いて説明した実施形態と同様に、エンジン４の給気量不足が生じていると給気量不足判定部４６が判定した場合には第２マップＭｉ２を用いて点火タイミングを決定し、エンジン４の給気量不足が生じていないと給気量不足判定部４６が判定した場合には第１マップＭｉ１を用いて点火タイミングを決定してもよい。

図７等を用いて説明したように、エンジン４の給気量Ｇａの推定値と給気量制御部４２が設定した要求空気量Ｓａとの比Ｇａ／Ｓａに基づいてエンジン４の給気量不足が生じているか否かを判定することにより、給気流量計３４が設けられていない場合であっても給気量不足を判定することができるため、エンジンシステム２のモニタリング項目の追加を抑制しつつ給気量不足を速やかに改善することができる。

本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

例えば、上述した幾つかの実施形態では、点火タイミングマップの第１パラメータの例として、エンジン４の負荷を例示したが、点火タイミングマップの第１パラメータは、エンジン４の負荷に限らず、エンジン４の回転数、給気温度、冷却水温度、燃料性状、エンジン制御装置８の故障の有無、エンジン４の始動からの経過時間、又はその他の外部トリガー等であってもよい。

また、例えば、給気量不足判定部４６は、上述の幾つかの実施形態で給気量不足の判定に用いた複数の項目の組み合わせ等から給気量不足か否かを総合的に判断してもよい。

また、例えば、上述した幾つかの実施形態では、点火タイミングマップ選択部４８は、複数の点火タイミングマップＭｉとしての第１マップＭｉ１及び第２マップＭｉ２の中から給気量不足判定部４６の判定結果に応じた点火タイミングマップを選択したが、点火タイミングマップ選択部４８は、複数の点火タイミングマップＭｉとして３つ以上の点火タイミングマップの中から給気量不足判定部４６の判定結果に応じた点火タイミングマップを選択してもよい。

また、エンジン４が例えば燃料の多段噴射を実施しているディーゼルエンジン（又はシリンダ内に直接燃料噴射を行うガスエンジン又はガソリンエンジン）である場合には、点火タイミング制御部５２は、給気量不足が生じていると給気量不足判定部４６が判定した場合に、エンジン４の１燃焼サイクル中の燃料噴射の段数を増加させて、エンジンの１燃焼サイクル中のメインの燃料噴射の後に後段の燃料噴射（アフター噴射）を行ってもよい。また、エンジン４が例えば燃料の多段噴射を実施しているディーゼルエンジン（又はシリンダ内に直接燃料噴射を行うガスエンジン又はガソリンエンジン）である場合には、点火タイミング制御部５２は、給気量不足が生じていると給気量不足判定部４６が判定した場合に、エンジン４の１燃焼サイクル中の前段の燃料噴射量と後段の燃料噴射量のうち後段の燃料噴射量（アフター噴射量）を増加させてもよい。このように、後段の燃料噴射のみを変化させることにより、主燃焼に影響を与えずにエンジンの排気温度を上げて給気量不足を改善することができる。

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

（１）本開示の少なくとも一実施形態に係るエンジン制御装置は、
過給機付きエンジン（エンジン４）を制御するためのエンジン制御装置（例えば上述のエンジン制御装置８）であって、
前記エンジンの運転状態に関する第１パラメータ（例えば上述のエンジン４の負荷Ｌ）を取得するように構成されたパラメータ取得部（例えば上述のパラメータ取得部４０）と、
前記エンジンの給気量不足が生じているか否かを判定するための給気量不足判定部（例えば上述の給気量不足判定部４６）と、
前記第１パラメータと前記エンジンの点火タイミングとの関係を示す複数の点火タイミングマップ（例えば上述の複数の点火タイミングマップＭｉ）の中から、前記給気量不足判定部の判定結果に応じた点火タイミングマップを選択するように構成された、点火タイミングマップ選択部（例えば上述の点火タイミングマップ選択部４８）と、
前記パラメータ取得部によって取得した前記第１パラメータと、前記点火タイミングマップ選択部によって選択した前記点火タイミングマップとに基づいて、前記エンジンの点火タイミング（例えば上述の点火タイミングＴｉ）を決定するように構成された点火タイミング決定部（例えば上述の点火タイミング決定部５０）と、
前記点火タイミング決定部で決定した前記点火タイミングに基づいて、前記点火タイミングを制御するように構成された点火タイミング制御部（例えば上述の点火タイミング制御部５２）と、
を備える。

上記（１）に記載のエンジン制御装置によれば、給気量不足判定部の判定結果に応じて選択した点火タイミングマップを用いてエンジンの点火タイミングを決定して制御するため、特許文献１の手法（エンジンの給気量が不足していると判定した場合に着火装置による点火時期を段階的に遅角制御する手法）と比較して、エンジンの給気量不足の判定結果を考慮した点火タイミングマップを用いて速やかに給気量不足を改善することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載のエンジン制御装置において、
前記複数の点火タイミングマップは、少なくとも、
前記第１パラメータと前記エンジンの点火タイミングとの関係を示す第１マップ（例えば上述の第１マップＭｉ１）と、
前記第１パラメータと前記エンジンの点火タイミングとの関係を示す第２マップであって、前記第１マップと比較して同一の前記第１パラメータに対応する前記点火タイミングが遅角側に設定された第２マップ（例えば上述の第２マップＭｉ２）と、
を含み、
前記点火タイミングマップ選択部は、前記第１マップを選択している状態において前記給気量不足判定部によって前記給気量不足が生じていると判定された場合に、選択する前記点火タイミングマップを前記第１マップから前記第２マップに切り替えるように構成される。

上記（２）に記載のエンジン制御装置によれば、第１マップを選択している状態において給気量不足判定部によって給気量不足が生じていると判定された場合に、選択する点火タイミングマップを第１マップから第２マップに切り替えることにより、第２マップに基づいてエンジンの点火タイミングが遅角側に変更される。これにより、エンジンの熱効率が低下してエンジンの排気エネルギーが増大し、過給機の駆動エネルギーが増大するため、速やかに給気量不足を改善することができる。また、エンジンの点火タイミングが遅角側に変更されることによってエンジンの燃焼速度が低下し、ノッキングの発生を抑制することができる。また、失火リスクの少ない点火タイミングマップを選択することにより、過剰なリタードによる失火等の発生を抑制できる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）に記載のエンジン制御装置において、
前記パラメータ取得部は、前記給気量の計測値又は推定値を取得するように構成され、
前記パラメータ取得部によって取得した前記給気量の計測値又は推定値をＧａ、前記エンジンの要求空気量をＳａとすると、
前記給気量不足判定部は、前記給気量の計測値又は推定値Ｇａと前記要求空気量Ｓａの比Ｇａ／Ｓａが第１閾値（例えば上述の閾値Ｒｔｈ１）以下である場合に、前記給気量不足が生じていると判定するように構成される。

上記（３）に記載のエンジン制御装置によれば、給気量の計測値又は推定値Ｇａと要求空気量Ｓａの比Ｇａ／Ｓａが第１閾値以下である場合に、選択する点火タイミングマップを第１マップから第２マップに切り替えることにより、第２マップに基づいてエンジンの点火タイミングが遅角側に変更される。これにより、エンジンの熱効率が低下してエンジンの排気エネルギーが増大し、過給機の駆動エネルギーが増大するため、速やかに給気量不足を改善することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（３）に記載のエンジン制御装置において、
前記点火タイミングマップ選択部は、前記比Ｇａ／Ｓａが前記第１閾値よりも大きい第２閾値（例えば上述の閾値Ｒｔｈ２）以上である場合に、選択する前記点火タイミングマップを前記第２マップから前記第１マップに切り替えるように構成される。

上記（４）に記載のエンジン制御装置によれば、第２閾値を第１閾値よりも大きい値に設定してこれらの閾値にヒステリシスを設けることにより、前記比Ｇａ／Ｓａがこれらの閾値付近で停滞した際に点火タイミングマップの変更頻度が過度に増大することを抑制し、点火タイミングのハンチングを抑制してエンジンの運転を安定させることができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（３）又は（４）に記載のエンジン制御装置において、
前記点火タイミングマップ選択部は、前記第１マップを選択している状態において前記比Ｇａ／Ｓａが前記第１閾値以下である状態が所定時間継続した場合に、選択する前記点火タイミングマップを前記第１マップから前記第２マップに切り替えるように構成される。

上記（５）に記載のエンジン制御装置によれば、第１マップを選択している状態において比Ｇａ／Ｓａが第１閾値以下である状態が所定時間継続した場合に、選択する点火タイミングマップを第１マップから第２マップに切り替える。このため、比Ｇａ／Ｓａが第１閾値付近で停滞した際に点火タイミングマップの変更頻度が過度に増大することを抑制し、点火タイミングのハンチングを抑制してエンジンの運転を安定させることができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかに記載のエンジン制御装置において、
前記エンジンの排気側に接続される排気流路には、前記過給機の排気タービンを迂回する排気バイパス流路（例えば上述の排気バイパス流路２４）が設けられ、前記排気バイパス流路には排気バイパス弁（例えば上述の排気バイパス弁２８）が設けられ、
前記エンジン制御装置は、前記排気バイパス弁の開度を制御することによって前記エンジンの給気量を制御するように構成され、
前記給気量不足判定部は、前記排気バイパス弁の開度が全閉状態の場合に、前記給気量不足が生じていると判定するように構成される。

上記（６）に記載のように、排気バイパス弁の開度を制御することによって前記エンジンへの給気量を制御する場合、排気バイパス弁の開度が小さくなるほどエンジンへの給気量が増大する。このため、排気バイパス弁の開度が全閉状態である場合には、排気バイパス弁の制御によってエンジンへの給気量をそれ以上増大させることができないため、エンジンの給気量不足が生じていると判定することができる。これにより、給気量不足を改善するための点火タイミングマップ（例えば上述の第２マップＭｉ２）を選択して速やかに給気量不足を改善することができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかに記載のエンジン制御装置において、
前記エンジンの給気側に接続される給気流路（例えば上述の給気流路１４）には、前記過給機と前記エンジンとの間から前記エンジンの給気を放出するための給気放出流路（例えば上述の給気放出流路５６）が接続され、
前記給気放出流路には給気放出弁（例えば上述の給気放出弁５８）が設けられており、
前記エンジン制御装置は、前記給気放出弁の開度を制御することによって前記エンジンの給気量を制御するように構成され、
前記給気量不足判定部は、前記給気放出弁の開度が全閉状態の場合に、前記給気量不足が生じていると判定するように構成される。

上記（７）に記載のように、給気放出弁の開度を制御することによってエンジンへの給気量を制御する場合、給気放出弁の開度が小さくなるほどエンジンへの給気量が増大するため、給気放出弁の開度が全閉状態である場合には、給気放出弁の制御によってエンジンへの給気量をそれ以上増大させることができず、エンジンの給気量不足が生じていると判定することができる。これにより、給気量不足を改善するための点火タイミングマップ（例えば上述の第２マップＭｉ２）を選択して速やかに給気量不足を改善することができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかに記載のエンジン制御装置において、
前記エンジンの給気側に接続される給気流路には給気スロットル弁（例えば上述の給気スロットル弁６０）が設けられ、
前記エンジン制御装置は、前記給気スロットル弁の開度を制御することによって前記エンジンの給気量を制御するように構成され、
前記給気量不足判定部は、前記給気スロットル弁の開度が全開状態の場合、又は前記給気スロットル弁の開度が前記エンジンの運転状態に応じた開度の基準値よりも大きい場合に、前記給気量不足が生じていると判定するように構成される。

上記（８）に記載のように、給気スロットル弁の開度を制御することによってエンジンへの給気量を制御する場合、給気スロットル弁の開度が大きくなるほどエンジンへの給気量が増大する。このため、給気スロットル弁の開度が全開状態である場合には、給気スロットル弁の制御によってエンジンへの給気量をそれ以上増大させることができず、エンジンの給気量不足が生じていると判定することができる。あるいは、給気スロットル弁の開度がエンジンの運転状態に応じた開度の基準値よりも大きい場合には、給気量不足が生じていると判定することができる。したがって、給気量不足を改善するための点火タイミングマップ（例えば上述の第２マップＭｉ２）を選択して速やかに給気量不足を改善することができる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（８）の何れかに記載のエンジン制御装置において、
前記エンジン制御装置は、前記エンジンの異常燃焼を回避するために前記エンジンの点火タイミングを基準タイミングに対して遅角させる遅角制御を実行可能に構成され、
前記給気量不足判定部は、前記遅角制御における前記点火タイミングが前記基準タイミングからの遅角量の限界値に対応する点火タイミングに所定時間以上維持されている場合に、前記給気量不足が生じていると判定するように構成される。

上記（９）に記載のように、遅角制御における点火タイミングが基準タイミングからの遅角量の限界値に対応する点火タイミングに所定時間以上維持されている場合には、エンジンの給気量不足が生じていると判定することができる。これにより、給気量不足を改善するための点火タイミングマップ（例えば上述の第２マップＭｉ２）を選択して速やかに給気量不足を改善することができる。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（９）の何れかに記載のエンジン制御装置において、
前記エンジンには、前記エンジンのノッキングを検出するためのノッキングセンサ（例えば上述のノッキングセンサ６２）が設けられ、
前記給気量不足判定部は、前記ノッキングセンサからの信号によってノッキングが検出された場合に、前記給気量不足が生じていると判定するように構成される。

上記（１０）に記載のように、ノッキングセンサからの信号によってノッキングが検出された場合にはエンジンの給気量不足が生じていると判定することができる。これにより、給気量不足を改善するための点火タイミングマップ（例えば上述の第２マップＭｉ２）を選択して速やかに給気量不足を改善することができる。

（１１）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１０）の何れかに記載のエンジン制御装置において、
前記エンジンの排気側に接続される排気流路には、前記エンジンの排気温度を計測するための排気温度センサ（例えば上述の排気温度センサ６４）が設けられ、
前記給気量不足判定部は、前記排気温度センサによって計測された前記排気温度が前記エンジンの燃料流量に応じた排気温度の基準値よりも高い場合に、前記給気量不足が生じていると判定するように構成される。

上記（１１）に記載のように、排気温度センサによって計測された排気温度がエンジンの燃料流量に応じた排気温度の基準値よりも高い場合（排気温度センサによって計測された排気温度がエンジンの燃料流量の割に高い場合）には、エンジンの給気量不足が生じていると判定することができる。これにより、給気量不足を改善するための点火タイミングマップ（例えば上述の第２マップＭｉ２）を選択して速やかに給気量不足を改善することができる。

（１２）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１１）の何れかに記載のエンジン制御装置において、
前記エンジンの排気側に接続される排気流路（例えば上述の排気流路１６）には、前記エンジンの排気のＮＯｘ濃度又はＯ_２濃度を計測するための濃度センサ（例えば上述の濃度センサ６６）が設けられ、
前記給気量不足判定部は、前記濃度センサによって検出された前記ＮＯｘ濃度が前記エンジンの運転状態に応じた基準濃度よりも高い場合又は前記濃度センサによって検出された前記Ｏ_２濃度が前記エンジンの運転状態に応じた基準濃度よりも低い場合に、前記給気量不足が生じていると判定するように構成される。

上記（１２）に記載のエンジン制御装置によれば、濃度センサによって計測されたエンジンの排気のＮＯｘ濃度が通常のＮＯｘ濃度に対応する基準濃度よりも高い場合又は濃度センサによって計測されたＯ_２濃度が通常のＯ_２濃度に対応する基準濃度よりも低い場合には、エンジンの給気量不足が生じていると判定することができる。これにより、給気量不足を改善するための点火タイミングマップ（例えば上述の第２マップＭｉ２）を選択して速やかに給気量不足を改善することができる。

（１３）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１２）の何れかに記載のエンジン制御装置において、
前記給気量不足が生じていると前記給気量不足判定部が判定した場合、前記点火タイミング制御部は、前記点火タイミングの遅角側の限界であるリタード限界をさらに遅角側にシフトさせるように構成される。

上記（１３）に記載のエンジン制御装置によれば、給気量不足が生じていると判定された場合にリタード限界を失火等に至らない範囲で遅角側にシフトさせることにより、給気量不足を改善するとともにノッキングの発生を効果的に抑制することができる。

（１４）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載のエンジン制御装置において、
前記点火タイミング制御部は、前記給気量不足判定部によって前記給気量不足が生じていると判定した場合に、
前記エンジンの１燃焼サイクル中の噴射燃料の段数を増加させるように、又は、前記エンジンの１燃焼サイクル中の前段の燃料噴射量と後段の噴射燃料量のうち後段の燃料噴射量を増加させるように構成される。

上記（１４）に記載のエンジン制御装置によれば、後段の燃料噴射のみを変化させることにより、主燃焼に影響を与えずにエンジンの排気温度を上げて給気量不足を改善することができる。

（１５）本開示の一実施形態に係るエンジンシステム２は、
エンジン（例えば上述のエンジン４）と、過給機（例えば上述の過給機６）と、上記（１）乃至（１４）の何れかに記載のエンジン制御装置と、を備える。

上記（１５）に記載のエンジン制御装置によれば、上記（１）乃至（１４）の何れかに記載のエンジン制御装置を備えるため、エンジンの給気量不足の判定結果を考慮した点火タイミングマップを用いて速やかに給気量不足を改善することができる。

２ エンジンシステム
４ エンジン
６ 過給機
８ エンジン制御装置
１０ 発電機
１２ 燃料供給路
１４ 給気流路
１６ 排気流路
１８ コンプレッサ
２０ 排気タービン
２０ タービン
２２ 回転軸
２３ 点火装置
２４ 排気バイパス流路
２６ 流量調整弁
２８ 排気バイパス弁
３０ 圧力センサ
３２ 温度センサ
３４ 流量計
３６ 回転数センサ
３８ 負荷センサ
４０ パラメータ取得部
４２ 給気量制御部
４４ 燃料噴射量制御部
４６ 給気量不足判定部
４７ 記憶部
４８ 点火タイミングマップ選択部
５０ 点火タイミング決定部
５２ 点火タイミング制御部
５６ 給気放出流路
５８ 給気放出弁
６０ 給気スロットル弁
６２ ノッキングセンサ
６４ 排気温度センサ
６６ 濃度センサ
７２ プロセッサ
７４ ＲＡＭ
７６ ＲＯＭ
７８ ＨＤＤ
８０ 入力Ｉ／Ｆ
８２ 出力Ｉ／Ｆ
８４ バス

Claims (15)

1. 過給機付きエンジンを制御するためのエンジン制御装置であって、
   前記エンジンの運転状態に関する第１パラメータを取得するように構成されたパラメータ取得部と、
   前記エンジンの給気量不足が生じているか否かを判定するための給気量不足判定部と、
   前記第１パラメータと前記エンジンの点火タイミングとの関係を示す複数の点火タイミングマップの中から、前記給気量不足判定部の判定結果に応じた点火タイミングマップを選択するように構成された、点火タイミングマップ選択部と、
   前記パラメータ取得部によって取得した前記第１パラメータと、前記点火タイミングマップ選択部によって選択した前記点火タイミングマップとに基づいて、前記エンジンの点火タイミングを決定するように構成された点火タイミング決定部と、
   前記点火タイミング決定部で決定した前記点火タイミングに基づいて、前記点火タイミングを制御するように構成された点火タイミング制御部と、
   を備える、エンジン制御装置。
2. 前記複数の点火タイミングマップは、少なくとも、
   前記第１パラメータと前記エンジンの点火タイミングとの関係を示す第１マップと、
   前記第１パラメータと前記エンジンの点火タイミングとの関係を示す第２マップであって、前記第１マップと比較して同一の前記第１パラメータに対応する前記点火タイミングが遅角側に設定された第２マップと、
   を含み、
   前記点火タイミングマップ選択部は、前記第１マップを選択している状態において前記給気量不足判定部によって前記給気量不足が生じていると判定された場合に、選択する前記点火タイミングマップを前記第１マップから前記第２マップに切り替えるように構成された、請求項１に記載のエンジン制御装置。
3. 前記パラメータ取得部は、前記給気量の計測値又は推定値を取得するように構成され、
   前記パラメータ取得部によって取得した前記給気量の計測値又は推定値をＧａ、前記エンジンの要求空気量をＳａとすると、
   前記給気量不足判定部は、前記給気量の計測値又は推定値Ｇａと前記要求空気量Ｓａの比Ｇａ／Ｓａが第１閾値以下である場合に、前記給気量不足が生じていると判定するように構成された、請求項２に記載のエンジン制御装置。
4. 前記点火タイミングマップ選択部は、前記第２マップを選択している状態において前記比Ｇａ／Ｓａが前記第１閾値よりも大きい第２閾値以上である場合に、選択する前記点火タイミングマップを前記第２マップから前記第１マップに切り替えるように構成された、請求項３に記載のエンジン制御装置。
5. 前記点火タイミングマップ選択部は、前記第１マップを選択している状態において前記比Ｇａ／Ｓａが前記第１閾値以下である状態が所定時間継続した場合に、選択する前記点火タイミングマップを前記第１マップから前記第２マップに切り替えるように構成された、請求項３又は４に記載のエンジン制御装置。
6. 前記エンジンの排気側に接続される排気流路には、前記過給機の排気タービンを迂回する排気バイパス流路が設けられ、前記排気バイパス流路には排気バイパス弁が設けられ、
   前記エンジン制御装置は、前記排気バイパス弁の開度を制御することによって前記エンジンの給気量を制御するように構成され、
   前記給気量不足判定部は、前記排気バイパス弁の開度が全閉状態の場合に、前記給気量不足が生じていると判定するように構成された、請求項１乃至５の何れか１項に記載のエンジン制御装置。
7. 前記エンジンの給気側に接続される給気流路には、前記過給機と前記エンジンとの間から前記エンジンの給気を放出するための給気放出流路が接続され、
   前記給気放出流路には給気放出弁が設けられており、
   前記エンジン制御装置は、前記給気放出弁の開度を制御することによって前記エンジンの給気量を制御するように構成され、
   前記給気量不足判定部は、前記給気放出弁の開度が全閉状態の場合に、前記給気量不足が生じていると判定するように構成された、請求項１乃至６の何れか１項に記載のエンジン制御装置。
8. 前記エンジンの給気量側に接続される給気流路には給気スロットル弁が設けられ、
   前記エンジン制御装置は、前記給気スロットル弁の開度を制御することによって前記エンジンの給気量を制御するように構成され、
   前記給気量不足判定部は、前記給気スロットル弁の開度が全開状態の場合、又は前記給気スロットル弁の開度が前記エンジンの運転状態に応じた開度の基準値に対して大きい場合に、前記給気量不足が生じていると判定するように構成された、請求項１乃至７の何れか１項に記載のエンジン制御装置。
9. 前記エンジン制御装置は、前記エンジンの異常燃焼を回避するために前記エンジンの点火タイミングを基準となるタイミングに対して遅角させる遅角制御を実行可能に構成され、
   前記給気量不足判定部は、前記遅角制御における前記点火タイミングが前記基準となるタイミングからの遅角量の限界値に対応する点火タイミングに所定時間以上維持されている場合に、前記給気量不足が生じていると判定するように構成された、請求項１乃至８の何れか１項に記載のエンジン制御装置。
10. 前記エンジンには、前記エンジンのノッキングを検出するためのノッキングセンサが設けられ、
    前記給気量不足判定部は、前記ノッキングセンサからの信号によってノッキングが検出された場合に、前記給気量不足が生じていると判定するように構成された、請求項１乃至９の何れか１項に記載のエンジン制御装置。
11. 前記エンジンの排気側に接続される排気流路には、前記エンジンの排気温度を計測するための排気温度センサが設けられ、
    前記給気量不足判定部は、前記排気温度センサによって計測された前記排気温度が前記エンジンの燃料流量に応じた前記排気温度の基準値よりも高い場合に、前記給気量不足が生じていると判定するように構成された、請求項１乃至１０の何れか１項に記載のエンジン制御装置。
12. 前記エンジンの排気側に接続される排気流路には、前記エンジンの排気のＮＯｘ濃度又はＯ_２濃度を計測するための濃度センサが設けられ、
    前記給気量不足判定部は、前記濃度センサによって検出された前記ＮＯｘ濃度が前記エンジンの運転状態に応じた基準濃度よりも高い場合又は前記濃度センサによって検出された前記Ｏ_２濃度が前記エンジンの運転状態に応じた基準濃度よりも低い場合に、前記給気量不足が生じていると判定するように構成された、請求項１乃至１１の何れか１項に記載のエンジン制御装置。
13. 前記給気量不足が生じていると前記給気量不足判定部が判定した場合、前記点火タイミング制御部は、前記点火タイミングの遅角側の限界であるリタード限界をさらに遅角側にシフトさせるように構成された、請求項１乃至１２の何れか１項に記載のエンジン制御装置。
14. 前記点火タイミング制御部は、前記給気量不足判定部によって前記給気量不足が生じていると判定した場合に、
    前記エンジンの１燃焼サイクル中の噴射燃料の段数を増加させるように、又は、前記エンジンの１燃焼サイクル中の前段の燃料噴射量と後段の噴射燃料量のうち後段の燃料噴射量を増加させるように構成された、請求項１に記載のエンジン制御装置。
15. エンジンと、過給機と、請求項１乃至１４の何れか１項に記載のエンジン制御装置と、を備える、エンジンシステム。

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