JP6890840B2 - 内燃機関の制御装置及びそれを用いた陸舶産業用内燃機関 - Google Patents
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Description
本発明の実施の形態における内燃機関100は、図1に示すように、複数の気筒10を備える。内燃機関100は、6つの気筒10a〜10fを備えるものとして説明するが、気筒10の数はこれに限定されるものではない。各気筒10は、それぞれに供給された燃料を燃焼させることによって動力を発生させる。本実施の形態では、内燃機関100は、各気筒10に燃料を直接噴射する、いわゆる筒内直噴式のディーゼル式の内燃機関を例に説明する。
図3に示すように、排気再循環通路36に選択触媒還元脱硝装置(SCR)50を設けた内燃機関300としてもよい。SCRは、排気ガスにアンモニアや尿素等の還元剤を添加した後、触媒に導入することにより窒素酸化物(NOx)を窒素分子(N2)、水(H2O)に転換する装置である。
上記実施の形態では、排気再循環通路36に導入された排気ガスの一部を一般の排気と共通のターボ過給機32に導入する構成としたが、ターボ過給機32に導入せずに大気に放出してもよい。また、図6に示すように、排気再循環通路36に専用のEGRターボ過給機52を設けた内燃機関400としてもよい。
Claims (15)
- 複数の気筒を有する内燃機関の制御装置であって、
前記複数の気筒に主燃料を供給する主燃料系と、前記複数の気筒に副燃料を供給する副燃料系と、
前記主燃料と前記副燃料の切り替えを設定する燃料切替設定手段と、
前記主燃料と前記副燃料とを切り替える燃料切替手段と、
前記複数の気筒に供給する前記主燃料と前記副燃料の噴射条件を変更する燃料噴射条件変更手段とを備え、
前記燃料切替設定手段は、前記複数の気筒からの排気ガスの性状、前記複数の気筒の気筒内圧力又は前記内燃機関の負荷条件のうち少なくとも1つに応じて前記複数の気筒の燃焼状態を推定し、推定された前記燃焼状態に基づき、さらに前記副燃料を供給する前記複数の気筒を燃焼時期が均等にずれるように選択するという条件に基づき、前記複数の気筒に供給される前記主燃料と前記副燃料の切り替えを設定し、
前記複数の気筒のうち前記燃料切替設定手段において設定された気筒への前記主燃料と前記副燃料の供給を前記燃料切替手段を切り替えることにより制御し、
前記燃料噴射条件変更手段は、前記主燃料が供給される気筒と前記副燃料が供給される気筒とにおいて、最高気筒内圧力、熱発生量、排気温度及び着火時期の少なくとも1つが同程度となるように、前記主燃料が供給される気筒への前記噴射条件と前記副燃料が供給される気筒への前記噴射条件とを異ならせることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記燃料噴射条件変更手段は、前記噴射条件として燃料の供給量及び/又は燃料の噴射タイミングを変更することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記燃料噴射条件変更手段は、前記副燃料の性状に応じて前記副燃料が供給される気筒への前記噴射条件を自動的に変更することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記複数の気筒の前記排気ガスを排出する排気通路と、
前記複数の気筒の少なくとも一つの気筒の前記排気ガスを吸気に戻すEGR通路と、
前記排気通路と前記EGR通路との切り替えを設定するEGR切替設定手段と、
前記排気通路と前記EGR通路とを切り替えるEGR切替手段を備え、
前記EGR切替手段は、前記燃料切替設定手段の設定により前記副燃料に切り替えられている前記少なくとも1つの気筒に対して、前記EGR切替設定手段の設定にしたがって前記排気通路から前記EGR通路に切り替えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項4に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記EGR通路に通路面積を変更できるEGRバルブを備え、
EGR率に応じて前記EGRバルブを用いて前記EGR通路を通過する前記排気ガスの流量を調整することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項4又は5に記載の内燃機関の制御装置であって、
EGR率に応じて前記副燃料に切り替える前記少なくとも1つの気筒の数を変えて前記EGR通路を通過する前記排気ガスの流量を調整することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項4から6のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記EGR切替設定手段は、前記排気通路と前記EGR通路の切り替え設定を行う際に、前記複数の気筒のうち前記燃焼時期が均等にずれている前記複数の気筒のうちの前記少なくとも1つの気筒を前記排気通路と前記EGR通路の切り替え対象の前記少なくとも1つの気筒として設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項4から7のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記EGR切替設定手段において前記排気通路から前記EGR通路への切り替えが設定されたときに、前記燃料切替手段が前記主燃料系から前記副燃料系に切り替えた後、前記EGR切替手段が前記排気通路から前記EGR通路への切り替えを行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項4から8のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記EGR切替設定手段で前記EGR通路から前記排気通路への切り替えが設定されたときに、前記EGR切替手段が前記EGR通路から前記排気通路へ切り替えた後、前記燃料切替手段が前記副燃料系から前記主燃料系への切り替えを行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項4から9のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記副燃料が供給される気筒からの前記EGR通路に前記排気ガス中の窒素酸化物を低減する脱硝装置を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項4から10のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記副燃料が供給される気筒からの前記EGR通路に過給機を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項11に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記過給機は発電機付き過給機であることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項1から12のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関は移動体に搭載され、
前記燃料切替設定手段は、前記移動体の現在位置の地理的条件に応じて前記主燃料を供給する気筒と前記副燃料を供給する気筒を設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項1から13のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記副燃料は前記主燃料に比べて硫黄含有量が少ない燃料であることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項1から14のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置を搭載したことを特徴とする陸舶産業用内燃機関。
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