JP6950274B2 - エンジン制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン制御装置に関する。

下記特許文献１には、燃料油と燃料ガスとを切替えて燃焼させるデュアルフュエル機関（内燃機関）の制御装置が開示されている。この制御装置は、デュアルフュエル機関を、燃料油を拡散燃焼させる燃料油拡散燃焼方式、燃料ガスを拡散燃焼させる燃料ガス拡散燃焼方式、また燃料ガスを予混合燃焼させる燃料ガス予混合燃焼方式の何れかに切替えて制御するものであり、燃料ガス予混合燃焼方式が選択された場合に実圧縮比を低圧圧縮比に制御し、燃料ガス拡散燃焼方式が選択された場合には実圧縮比を高圧圧縮比に制御することを特徴としている。

国際公開第２０１６／１３６００１号

ところで、上記背景技術は、窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量とデュアルフュエル機関の出力とのバランスを船舶が航行する海域に応じて適宜調節することを目的とするものであり、デュアルフュエル機関における燃料ガスの安定燃焼を実現するものではない。燃料ガス（気体燃料）は、燃料油（液体燃料）よりも燃焼安定性が低いので、内燃機関（エンジン）で気体燃料を用いる際には燃焼安定性を向上させることが重要である。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、気体燃料の燃焼安定性を向上させることを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明では、エンジン制御装置に係る第１の解決手段として、燃料供給系から供給された気体燃料を燃焼させると共に当該気体燃料の燃焼ガスを排気弁から排気するエンジンを制御するエンジン制御装置であって、前記エンジンの出力指令と回転数とに対応した前記排気弁の目標開弁タイミングが複数登録された排気弁マップを記憶する記憶部と、外部から入力される前記エンジンの実出力指令及び前記エンジンから入力される実回転数に基づいて前記排気弁マップを検索することにより前記目標開弁タイミングを択一的に決定し、当該目標開弁タイミングに前記排気弁の開弁タイミングを調節する制御部とを備える、という手段を採用する。

本発明では、エンジン制御装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記記憶部は、前記エンジンの出力指令と前記エンジンの回転数とに対応した前記エンジンの目標掃気圧が複数登録された掃気圧マップをさらに記憶し、前記制御部は、前記実出力指令及び前記実回転数に基づいて前記掃気圧マップを検索することによりウエストゲート弁の開度を調節する、という手段を採用する。

本発明では、エンジン制御装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記制御部は、前記目標開弁タイミングに基づいて前記エンジンにおける前記気体燃料の当量比を計算し、当該当量比に基づいて前記ウエストゲート弁の開度を再調節する、という手段を採用する。

本発明では、エンジン制御装置に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれかの解決手段において、前記記憶部は、前記エンジンの出力指令と前記エンジンの回転数とに対応した前記気体燃料の目標噴射圧が複数登録された噴射圧マップをさらに記憶し、
前記制御部は、前記実出力指令及び前記実回転数に基づいて前記噴射圧マップを検索することにより前記気体燃料の噴射圧を調節する、という手段を採用する。

本発明では、エンジン制御装置に係る第５の解決手段として、上記第４の解決手段において、前記制御部は、前記エンジンにおける前記気体燃料の燃焼状態に基づいて前記気体燃料の噴射圧を再調節する、という手段を採用する。

本発明では、エンジン制御装置に係る第６の解決手段として、上記第１〜第５のいずれかの解決手段において、前記記憶部は、前記エンジンの出力指令と前記エンジンの回転数とに対応した前記エンジンにおける前記気体燃料の目標噴射タイミングが複数登録された噴射タイミングマップをさらに記憶し、前記制御部は、前記エンジンの出力指令及び前記実回転数に基づいて前記噴射タイミングマップを検索することにより前記気体燃料の噴射タイミングを調節する、という手段を採用する。

本発明では、エンジン制御装置に係る第７の解決手段として、上記第１〜第６のいずれかの解決手段において、前記燃料供給系は、前記気体燃料あるいは液体燃料を前記エンジンに供給するものであり、前記記憶部は、前記液体燃料に関する前記排気弁マップをさらに記憶し、前記制御部は、前記液体燃料から前記気体燃料に切替える際に前記気体燃料に関する前記排気弁マップを用いて前記目標開弁タイミングを決定する、という手段を採用する。

本発明によれば、エンジンの実出力指令及び実回転数に基づいて排気弁マップを検索することにより目標開弁タイミングを決定し、この目標開弁タイミングに排気弁の開弁タイミングを調節するので、気体燃料の燃焼安定性を向上させることが可能である。

本発明の一実施形態に係るエンジン制御装置Ａ及び制御対象であるエンジンの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態における排気弁マップＭ１ｒ，Ｍ１ｇ、掃気圧マップＭ２ｇ、噴射圧マップＭ３ｇ及び噴射タイミングマップＭ４ｇを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るエンジン制御装置Ａの動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における液体燃料と気体燃料との切替動作を示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
最初に、図１及び図２を参照して、本実施形態に係るエンジン制御装置Ａ及び当該エンジン制御装置Ａの制御対象であるエンジンの構成を説明する。

本実施形態におけるエンジン（制御対象）は、例えば２ストロークディーゼル機関（内燃機関）であり、図示するようにエンジン本体１、燃料供給系２、ウエストゲート弁３（ＷＧ弁）及び過給機４を備えている。このエンジンは、液体燃料と気体燃料とを切替えて燃焼させるデュアルフュエル機関であり、液体燃料あるいは気体燃料を必要条件に応じて択一的に選択して回転動力を発生させる。

より詳細には、このエンジンは、液体燃料を拡散燃焼させる液体燃料拡散燃焼方式と気体燃料を予混合燃焼させる気体燃料予混合燃焼方式とを自在に切り替えることが可能である。例えばエンジンが船舶に搭載されて運転される場合、船舶が航行する海域に応じて液体燃料拡散燃焼方式と気体燃料予混合燃焼方式とが切替えられる。なお、液体燃料は例えば軽油や重油であり、気体燃料は例えば天然ガス（ＬＮＧ）である。

エンジン本体１は、シリンダライナ１ａ、燃料噴射弁１ｂ、１ｃ、掃気ポート１ｄ、排気弁１ｅ及び状態センサ１ｆを備えている。これら各構成要素のうち、シリンダライナ１ａは、内部にピストンが上下動するシリンダ（円筒空間）が形成された略円筒状の部材である。上記シリンダにおいて、ピストンよりも上側（排気弁１ｅ側）の領域は、液体燃料あるいは気体燃料が給気（空気）を酸化剤として燃焼する燃焼室である。このようなエンジン本体１（エンジン）は、燃料供給系２から供給された気体燃料あるいは液体燃料を燃焼させると共に当該気体燃料あるいは液体燃料の燃焼ガスを排気弁１ｅから排気する。

燃料噴射弁１ｂ，１ｃは、このようなシリンダライナ１ａの軸線方向つまりピストンのストローク方向における途中位置に複数設けられている。燃料噴射弁１ｂ，１ｃのうち、一方の燃料噴射弁１ｂは、上記燃焼室に所定噴射圧で気体燃料を噴射し、他方の燃料噴射弁１ｃは、燃焼室に液体燃料を噴射する。このような燃料噴射弁１ｂ，１ｃは、燃料噴射動作がエンジン制御装置Ａによって制御される。掃気ポート１ｄは、シリンダライナ１ａにおいて、上記軸線方向（ストローク方向）の一端近傍に複数形成された給気取入口（開口）である。この掃気ポート１ｄには、過給機４から供給される給気（空気）を所定の掃気圧で燃焼室内に供給する。

排気弁１ｅは、シリンダライナ１ａ（エンジン本体１）において上記軸線方向（ストローク方向）の他端に設けられており、閉弁することによってシリンダライナ１ａ内の燃焼室を密閉空間とし、開弁することによって燃焼ガスを燃焼室から排気する。この排気弁１ｅは、開閉タイミングがエンジン制御装置Ａによって制御される。

状態センサ１ｆは、エンジン本体１の状態量を検出する検出器である。この状態センサ１ｆは、エンジン本体１の状態量として、ピストン棒等を介して上記ピストンに連結するクランク軸の回転数つまりエンジン（エンジン本体１）の実回転数、掃気ポート１ｄにおける掃気圧（給気圧）及び掃気温度、並びに燃料噴射弁１ｂにおける噴射圧等を検出してエンジン制御装置Ａに出力する。

燃料供給系２は、燃料を燃料噴射弁１ｂ，１ｃに択一的に供給する。すなわち、燃料供給系２は、液体燃料あるい液体燃料を択一的に選択し、気体燃料を燃料噴射弁１ｂに供給し、液体燃料を燃料噴射弁１ｂに供給する。この燃料供給系２は、気体燃料の供給圧及び液体燃料と気体燃料との切替動作がエンジン制御装置Ａによって制御される。

ウエストゲート弁３（ＷＧ弁）は、排気弁１ｅを介してシリンダライナ１ａ（エンジン本体１）から供給される燃焼ガスの過給機４への供給量を設定する。このウエストゲート弁３は、過給機４への燃焼ガスの供給量を示す開度がエンジン制御装置Ａによって制御される。

過給機４は、タービン４ａ及び圧縮機４ｂを備えている。タービン４ａは、上記ウエストゲート弁３から供給される燃焼ガスを駆動流体として回転動力を発生する回転機械である。このタービン４ａは、回転数がウエストゲート弁３から供給される燃焼ガス（駆動流体）の供給量、つまりウエストゲート弁３の開度によって決定される。圧縮機４ｂは、このようなタービン４ａと軸結合した回転機械であり、タービン４ａの回転動力によって給気（空気）を圧縮して掃気ポート１ｄに供給する。すなわち、掃気ポート１ｄにおける給気（空気）の掃気圧は、ウエストゲート弁３の開度によって決定される。

続いて、このようなエンジンを制御するエンジン制御装置Ａは、外部から入力される実出力指令及び状態センサ１ｆから入力される実回転数に基づいてエンジンを制御する電子回路である。なお、上記実出力指令は、例えばエンジンで駆動される駆動装置（車両や船舶等）を操縦する操縦者の操作指令である。

このエンジン制御装置Ａは、図示するように記憶部ａ１と制御部ａ２とを備えている。記憶部ａ１は、エンジンの制御に必要な各種の制御マップを記憶する不揮発性記憶装置である。この記憶部ａ１は、図２に示す２つの排気弁マップＭ１ｒ，Ｍ１ｇ、単独の掃気圧マップＭ２ｇ、噴射圧マップＭ３ｇ及び噴射タイミングマップＭ４ｇを上記制御マップとして記憶している。

２つの排気弁マップＭ１ｒ，Ｍ１ｇは、エンジンの出力指令と回転数とに対応した排気弁１ｅの目標開弁タイミングが複数登録されたデータ群である。すなわち、これら排気弁マップＭ１ｒ，Ｍ１ｇは、エンジンの出力範囲及び回転数範囲における個々の出力指令値及び回転数値に対応する目標開弁タイミングが数値データとして登録されたものである。これら排気弁マップＭ１ｒ，Ｍ１ｇは、エンジンの性能評価実験等の事前検討に基づいて作成されたものであり、排気弁１ｅの目標開弁タイミングと出力指令及び回転数との関係を高精度に関係付けるものである。

なお、これら２つの排気弁マップＭ１ｒ，Ｍ１ｇのうち、一方の排気弁マップＭ１ｒは、液体燃料用つまり液体燃料をエンジンで燃焼させた場合について作成されたものである。また、他方の排気弁マップＭ１ｇは、気体燃料用つまり気体燃料をエンジンで燃焼させた場合について作成されたものである。

掃気圧マップＭ２ｇは、エンジンの出力指令と回転数とに対応したエンジンの目標掃気圧が複数登録されたデータ群である。すなわち、この掃気圧マップＭ２ｇは、エンジンの出力範囲及び回転数範囲における個々の出力指令値及び回転数値に対応する目標掃気圧が数値データとして登録されたものである。

この掃気圧マップＭ２ｇは、上述した排気弁マップＭ１ｒ，Ｍ１ｇと同様に、エンジンの性能評価実験等の事前検討に基づいて作成されたものであり、エンジンの目標掃気圧と出力指令及び回転数との関係を高精度に関係付けるものである。なお、このような掃気圧マップＭ２ｇは、気体燃料用に作成されたものである。

噴射圧マップＭ３ｇは、エンジンの出力指令と回転数とに対応した気体燃料の目標噴射圧が複数登録されたデータ群である。この噴射圧マップＭ３ｇは、エンジンの出力範囲及び回転数範囲における個々の出力指令値及び回転数値に対応する燃料噴射弁１ｂの目標噴射圧が数値データとして登録されたものである。

このような噴射圧マップＭ３ｇは、上述した排気弁マップＭ１ｒ，Ｍ１ｇ及び掃気圧マップＭ２ｇと同様に、エンジンの性能評価実験等の事前検討に基づいて作成されたものであり、燃料噴射弁１ｂの目標噴射圧と出力指令及び回転数との関係を高精度に関係付けるものである。なお、このような噴射圧マップＭ３ｇは、気体燃料用に作成されたものである。

噴射タイミングマップＭ４ｇは、エンジンの出力指令と回転数とに対応したエンジンにおける気体燃料の目標噴射タイミングが複数登録されたデータ群である。すなわち、この噴射タイミングマップＭ４ｇは、エンジンの出力範囲及び回転数範囲における個々の出力指令値及び回転数値に対応する目標噴射タイミングが数値データとして登録されたものである。

すなわち、本実施形態に係るエンジン制御装置Ａの記憶部ａ１には、液体燃料に関する排気弁マップＭ１ｒと、気体燃料に関する排気弁マップＭ１ｇ、掃気圧マップＭ２ｇ、噴射圧マップＭ３ｇ及び噴射タイミングマップＭ４ｇとが記憶されている。このような各制御マップは、エンジン制御装置Ａにおけるソフトウエア的な構成要素である。なお、液体燃料に関する掃気圧マップ、噴射圧マップ及び噴射タイミングマップは、制御上必要ないものである。

制御部ａ２は、実出力指令及び実回転数並びに制御プログラムに基づいてエンジンの燃料噴射弁１ｂ，１ｃ、排気弁１ｅ、燃料供給系２及びウエストゲート弁３を操作する電子回路である。すなわち、この制御部ａ２は、エンジンの操作対象部である燃料噴射弁１ｂ，１ｃ、排気弁１ｅ、燃料供給系２及びウエストゲート弁３を操作することによって、エンジンの全体的な動作を制御する。なお、上記制御プログラムは、エンジン制御装置Ａにおけるソフトウエア的な構成要素である。

この制御部ａ２は、上記制御プログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、制御プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、当該ＣＰＵを燃料噴射弁１ｂ、ＣＰＵの演算処理結果を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、また排気弁１ｅ、燃料供給系２、ウエストゲート弁３及び状態センサ１ｆと電気的に接続するインターフェース回路等を備える。なお、このようなＲＯＭ、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びインターフェース回路等、また上述した記憶部ａ１は、エンジン制御装置Ａにおけるハードウエア的な構成要素である。

詳細については後述するが、この制御部ａ２は、上述した実出力指令及び実回転数に基づいて各制御マップを検索することにより、制御目標値、つまり実出力指令及び実回転数に対応する目標開弁タイミング、目標掃気圧、目標噴射圧及び目標噴射タイミングを選択的に決定し、これら制御目標値に基づいてエンジンの燃料噴射弁１ｂ、排気弁１ｅ、燃料供給系２及びウエストゲート弁３を操作（調節）する。

すなわち、本実施形態に係るエンジン制御装置Ａは、ハードウエア的な構成要素である記憶部ａ１並びにＲＯＭ、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びインターフェース回路等、またソフトウエア的な構成要素である各制御マップ（２つの排気弁マップＭ１ｒ，Ｍ１ｇ、掃気圧マップＭ２ｇ、噴射圧マップＭ３ｇ及び噴射タイミングマップＭ４ｇ）及び制御プログラム等によって構成されたソフトウエア制御装置である。

次に、本実施形態に係るエンジン制御装置Ａの制御動作つまり制御部ａ２における処理について、図３のフローチャートに沿って詳しく説明する。

このエンジン制御装置Ａの制御部ａ２は、例えば所定のタイムインターバルで外部から入力される実出力指令と状態センサ１ｆから入力される状態量とを取り込む（ステップＳ１）。そして、この制御部ａ２は、上記実出力指令及び状態量を取り込む度に、以下のステップＳ２〜Ｓ１２の処理を繰り返す。なお、以下ではエンジンを気体燃料予混合燃焼方式に基づいて制御する場合について説明する。

すなわち、制御部ａ２は、実出力指令及び実回転数を用いて気体燃料に関する排気弁マップＭ１ｇを検索することにより、実出力指令及び実回転数に対応した排気弁１ｅの目標開弁タイミングを決定（選択）する（ステップＳ２）。そして、制御部ａ２は、ステップＳ２で決定した目標開弁タイミングになるように排気弁１ｅの開弁タイミングを調節する（ステップＳ３）。この結果、排気弁１ｅが目標開弁タイミングに一致したタイミングで閉弁状態から開弁状態に変化する。

ここで、制御部ａ２は、エンジンの性能評価実験等の事前検討に基づいて高精度に作成された排気弁マップＭ１ｇを用いて排気弁１ｅの目標開弁タイミングを決定するので、当該目標開弁タイミングは、実出力指令及び実回転数に対して高精度に適合したものである。したがって、このような本実施形態によれば、エンジン本体１における異常燃焼（例えばノッキングや過早着火等）が適切に回避されるので、エンジン本体１における気体燃料の燃焼安定性を向上させることができる。

続いて、制御部ａ２は、実出力指令及び実回転数を用いて掃気圧マップＭ２ｇを検索することにより、実出力指令及び実回転数に対応したエンジン本体１の目標掃気圧を決定（選択）する（ステップＳ４）。そして、制御部ａ２は、掃気ポート１ｄにおける掃気圧がステップＳ４で決定した目標掃気圧になるようにウエストゲート弁３の開度を調節する（ステップＳ５）。

また、制御部ａ２は、ステップＳ２で決定した目標開弁タイミング等に基づいてエンジン本体１の燃焼室における当量比を計算する（ステップＳ６）。すなわち、この制御部ａ２は、目標開弁タイミングに基づいて燃焼室の容積（燃焼容積）を計算し、また掃気ポート１ｄにおける掃気圧及び掃気温度から給気密度を計算する。そして、制御部ａ２は、燃焼容積と給気密度に基づいて空気量（給気量）を計算する。

さらに、制御部ａ２は、上記空気量をステップＳ１で取り込んだ燃料噴射量で除算することによりエンジン本体１の実空燃比を計算する。そして、制御部ａ２は、この実空燃比で理論空燃比を除算することによって当量比を計算する。

このようにして当量比を計算すると、制御部ａ２は、当該当量比に基づいてエンジン本体１の燃焼状態が空気過剰状態（リッチ状態）あるいは空気不足状態（リーン状態）かを判断する（ステップＳ７）。すなわち、当量比が１よりも小さい場合、気体燃料が完全燃焼するために必要な空気量よりも少ない空気が掃気ポート１ｄから燃焼室に供給されているので、燃焼室における気体燃料の燃焼状態はリーン状態である。これに対して、当量比が１より大きい場合には、気体燃料が完全燃焼するために必要な空気量よりも多くの空気が掃気ポート１ｄから燃焼室に供給されているので、燃焼室における気体燃料の燃焼状態はリッチ状態である。

ここで、制御部ａ２は、ステップＳ７の判断が「リーン状態」の場合、燃焼室における気体燃料の燃焼状態が完全燃焼状態つまり当量比が１に近づくようにウエストゲート弁３の開度を再調節する（ステップＳ８）。すなわち、制御部ａ２は、ウエストゲート弁３の開度を微調節することによって、掃気ポート１ｄにおける掃気圧を上昇させる。この結果、エンジン本体１における気体燃料の燃焼安定性が向上する。

また、制御部ａ２は、実出力指令及び実回転数を用いて噴射弁マップＭ３ｇを検索することにより、実出力指令及び実回転数に対応した燃料噴射弁１ｂの目標噴射圧を決定（選択）する（ステップＳ９）。そして、制御部ａ２は、ステップＳ９で決定した目標噴射圧になるように燃料噴射弁１ｂにおける気体燃料の噴射圧を調節する（ステップＳ１０）。なお、制御部ａ２は、この噴射圧の調節を燃料供給系２から燃料噴射弁１ｂに供給される気体燃料の供給圧を調節することによって行う。この結果、燃料噴射弁１ｂから燃焼室内に噴射される気体燃料の噴射圧は、目標噴射圧に設定される。

制御部ａ２は、このようにして気体燃料の噴射圧を調節すると、エンジン本体１の状態量に基づいてエンジン本体１における気体燃料の燃焼状態を判断する（ステップＳ１１）。そして、制御部ａ２は、このステップＳ１１の判断が「不良」な場合、ステップＳ１０で設定した噴射圧を再調節（微調節）する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２の微調節処理によって、エンジン本体１における燃焼状態の不良が解消される。なお、上記ステップＳ１１の判断が「良」な場合には、このような噴射圧の微調節は割愛される。

上記ステップＳ２〜Ｓ１２の各処理は、実出力指令及び状態量の１回の取込に対してエンジン制御装置Ａ（制御部ａ２）が行う制御動作である。エンジン制御装置Ａ（制御部ａ２）は、このようなステップＳ２〜Ｓ１２の処理を実出力指令及び状態量の取込毎に繰り返すことにより、実出力指令及び状態量の変化に応じてエンジンを最適な状態で運転させる。このような本実施形態に係るエンジン制御装置Ａによれば、高精度に作成された各種制御マップを用いてエンジンを制御するので、エンジンにおける気体燃料の燃焼安定性を向上させることが可能である。

なお、図３では、図面サイズの関係で噴射タイミングマップＭ４ｇを用いた燃料噴射弁１ｂにおける気体燃料の噴射タイミングに関する制御処理を省略しているが、この制御処理は、燃料噴射弁１ｂの噴射圧に関する上記ステップＳ９〜Ｓ１２と同様である。

すなわち、制御部ａ２は、実出力指令及び実回転数を用いて噴射タイミングマップＭ４ｇを検索することにより、実出力指令及び実回転数に対応した燃料噴射弁１ｂの目標噴射タイミングを決定（選択）する。そして、制御部ａ２は、この目標噴射タイミングになるように燃料噴射弁１ｂにおける気体燃料の噴射タイミングを調節する。

そして、制御部ａ２は、このようにして気体燃料の噴射タイミングを調節すると、エンジン本体１の状態量に基づいてエンジン本体１における気体燃料の燃焼状態を判断する。そして、制御部ａ２は、この判断が「不良」な場合、先に設定した噴射タイミングを再調節（微調節）する。

以上では、気体燃料予混合燃焼方式におけるエンジン制御装置Ａの制御動作を説明したが、このエンジン制御装置Ａは、上述したように液体燃料拡散燃焼方式と気体燃料予混合燃焼方式とを必要に応じて切替える。すなわち、エンジン制御装置Ａは、燃料供給系２を制御することにより、図４に示すようにエンジン本体１の燃料噴射弁１ｂに供給する燃料を気体燃料から液体燃料に、また液体燃料から気体燃料に切替える。

そして、エンジン制御装置Ａは、気体燃料を用いる場合、上述したように気体燃料に関する排気弁マップＭ１ｇ、掃気圧マップＭ２ｇ及び噴射圧マップＭ３ｇを用いることにより、排気弁１ｅの開弁タイミング、掃気ポート１ｄにおける掃気圧及び燃料噴射弁１ｂにおける気体燃料の噴射圧を制御する。また、エンジン制御装置Ａは、液体燃料を用いる場合には、液体燃料に関する排気弁マップＭ１ｒを用いることにより、排気弁１ｅの開弁タイミングを制御する。なお、エンジン制御装置Ａは、液体燃料を用いる場合には、燃料噴射弁１ｃの開閉タイミングを制御することによって液体燃料の噴射量を適宜制御する。

ここで、図４では、時刻ｔ１において燃料が気体燃料から液体燃料に切替えられ、また時刻ｔ２から時刻ｔ３の間に燃料が液体燃料から気体燃料に切替えられる状態を示している。このような燃料の切替に際して、時刻ｔ２から時刻ｔ３における液体燃料から気体燃料への切替期間Ｔｓｗは、時刻ｔ１における気体燃料から液体燃料に切替える際の切替期間よりも長く設定されている。この切替期間の相違は、燃焼安定性において気体燃料が液体燃料に劣ることを考慮したものである。

本実施形態に係るエンジン制御装置Ａ（制御部ａ２）は、上記切替期間Ｔｓｗでは、液体燃料に関する排気弁マップＭ１ｒを用いるのではなく、気体燃料に関する排気弁マップＭ１ｇを用いて排気弁１ｅの目標開弁タイミングを決定する。すなわち、このエンジン制御装置Ａ（制御部ａ２）は、切替期間Ｔｓｗにおいて燃焼安定性において液体燃料よりも劣る気体燃料の燃焼安定性を優先させてエンジンを制御する。したがって、このエンジン制御装置Ａによれば、液体燃料から気体燃料に切替える際の気体燃料の燃焼安定性を向上させることが可能である。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、合計４つの制御マップ、つまり排気弁マップＭ１ｒ，Ｍ１ｇ、掃気圧マップＭ２ｇ及び噴射圧マップＭ３ｇを用いてエンジンを制御したが、本発明はこれに限定されない。少なくとも気体燃料に関する排気弁マップＭ１ｇを用いることにより、あるいは少なくとも気体燃料に関する排気弁マップＭ１ｇ及び掃気圧マップＭ２ｇを用いることにより、または少なくとも気体燃料に関する排気弁マップＭ１ｇ、掃気圧マップＭ２ｇ及び噴射圧マップＭ３ｇを用いることにより、エンジンにおける気体燃料の燃焼安定性を向上させることが可能である。

（２）上記実施形態では、液体燃料拡散燃焼方式と気体燃料予混合燃焼方式とを切替えるタイプのエンジンの制御について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明は、気体燃料のみを燃焼させるエンジンにも適用可能である。

（３）上記実施形態では、給気（空気）の掃気圧をウエストゲート弁の開度によって調節するタイプ、つまり掃気圧を過給機４によって調節するタイプのエンジンの制御について説明したが、本発明はこれに限定されない。過給機４とは異なる給気装置の動作を操作することによって掃気圧を調節してもよい。

（４）上記実施形態では、液体燃料に関する排気弁マップＭ１ｒと、気体燃料に関する排気弁マップＭ１ｇ、掃気圧マップＭ２ｇ、噴射圧マップＭ３ｇ及び噴射タイミングマップＭ４ｇとについて説明したが、図４に示した切替期間Ｔｓｗでは液体燃料と気体燃料とが同時に噴射される。このような液体燃料と気体燃料とを同時に燃焼させる切替期間Ｔｓｗについては、上記排気弁マップＭ１ｒ，Ｍ１ｇ、掃気圧マップＭ２ｇ、噴射圧マップＭ３ｇ及び噴射タイミングマップＭ４ｇとは異なる専用の排気弁マップ、掃気圧マップ、噴射圧マップ及び噴射タイミングマップが設けられる。

Ａ エンジン制御装置
ａ１ 記憶部
ａ２ 制御部
１ エンジン本体
１ａ シリンダライナ
１ｂ，１ｃ 燃料噴射弁
１ｄ 掃気ポート
１ｅ 排気弁
１ｆ 状態センサ
２ 燃料供給系
３ ウエストゲート弁
４ 過給機
４ａ タービン
４ｂ 圧縮機

Claims (7)

1. 液体燃料と気体燃料とを切替えて燃焼させると共に当該液体燃料または当該気体燃料の燃焼ガスを排気弁から排気するエンジンを制御するエンジン制御装置であって、
   前記エンジンの出力指令と回転数とに対応した前記排気弁の目標開弁タイミングが登録された液体燃料をエンジンで燃焼させた場合および気体燃料をエンジンで燃焼させた場合の排気弁マップを記憶する記憶部と、
   外部から入力される前記エンジンの実出力指令及び前記エンジンから入力される実回転数に基づいて前記排気弁マップ を検索することにより前記目標開弁タイミングを択一的に決定し、当該目標開弁タイミングに前記排気弁の開弁タイミングを調節する制御部と
   を備えることを特徴とするエンジン制御装置。
2. 前記記憶部は、前記エンジンの出力指令と前記エンジンの回転数とに対応した前記エンジンの目標掃気圧が登録された掃気圧マップをさらに記憶し、
   前記制御部は、前記実出力指令及び前記実回転数に基づいて前記掃気圧マップを検索することによりウエストゲート弁の開度を調節する
   ことを特徴とする請求項１記載のエンジン制御装置。
3. 前記制御部は、前記目標開弁タイミングに基づいて前記エンジンにおける前記気体燃料の当量比を計算し、当該当量比に基づいて前記ウエストゲート弁の開度を再調節することを特徴とする請求項２記載のエンジン制御装置。
4. 前記記憶部は、前記エンジンの出力指令と前記エンジンの回転数とに対応した前記気体燃料の目標噴射圧が登録された噴射圧マップをさらに記憶し、
   前記制御部は、前記実出力指令及び前記実回転数に基づいて前記噴射圧マップを検索することにより前記気体燃料の噴射圧を調節することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
5. 前記制御部は、前記エンジンにおける前記気体燃料の燃焼状態に基づいて前記気体燃料の噴射圧を再調節することを特徴とする請求項４に記載のエンジン制御装置。
6. 前記記憶部は、前記エンジンの出力指令と前記エンジンの回転数とに対応した前記エンジンにおける前記気体燃料の目標噴射タイミングが登録された噴射タイミングマップをさらに記憶し、
   前記制御部は、前記エンジンの出力指令及び前記実回転数に基づいて前記噴射タイミングマップを検索することにより前記気体燃料の噴射タイミングを調節することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
7. 前記燃料供給系は、前記気体燃料あるいは液体燃料を前記エンジンに供給するものであり、
   前記記憶部は、前記液体燃料に関する前記排気弁マップをさらに記憶し、
   前記制御部は、前記液体燃料から前記気体燃料に切替える際に前記気体燃料に関する前記排気弁マップを用いて前記目標開弁タイミングを決定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
   

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