KR20120006505A - 내연 기관의 제어 장치 - Google Patents

내연 기관의 제어 장치

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KR20120006505A
KR20120006505A KR1020117024125A KR20117024125A KR20120006505A KR 20120006505 A KR20120006505 A KR 20120006505A KR 1020117024125 A KR1020117024125 A KR 1020117024125A KR 20117024125 A KR20117024125 A KR 20117024125A KR 20120006505 A KR20120006505 A KR 20120006505A
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gasoline
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KR1020117024125A
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히로시 미야가와
마코토 고이케
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

내연 기관 (10) 은, 암모니아와 이 암모니아의 연소를 촉진시키기 위한 가솔린 (조연 연료) 을 연료로서 사용하고, 암모니아를 암모니아 인젝터 (22) 로부터 흡기관 (20) 내로 분사하고, 가솔린을 가솔린 인젝터 (24) 로부터 흡기관 (20) 내로 분사한다. 암모니아 인젝터 (22) 및 가솔린 인젝터 (24) 의 구동 제어를 실시하는 전자 제어 장치 (40) 는, 내연 기관 (10) 의 회전수 및 부하 중 어느 하나 이상의 변화에 따라 암모니아와 조연 연료의 분사 배분을 변화시킨다.

Description

내연 기관의 제어 장치{CONTROLLER FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은, 내연 기관의 제어 장치에 관한 것으로서, 특히, 암모니아와 그 암모니아의 연소를 촉진시키기 위한 조연 (助燃) 연료를 연료로서 사용하는 내연 기관의 제어를 실시하는 장치에 관한 것이다.
석유계 연료 이외의 연료로서 암모니아 (NH3) 를 사용하는 내연 기관이 제안되어 있고, 그 관련 기술이 하기 특허문헌 1 및 비특허문헌 1 에 개시되어 있다. 암모니아를 내연 기관의 연료로서 사용함으로써 이산화탄소 (CO2) 의 배출량 삭감을 도모할 수 있게 되지만, 암모니아는 가솔린 등의 석유계 연료와 비교하여 연소 속도가 느리고, 잘 타지 않는 성질을 갖는다. 특허문헌 1 에서는 연소 후의 배기 가스의 열을 이용하여 암모니아를 분해하여 수소 가스 (H2) 를 생성하고, 이 수소 가스를 부연소실 내로 도입하여 초기 연소를 실시함으로써, 연소실 내의 암모니아의 연소를 촉진시키고 있다.
일본 공개특허공보 평5-332152호
Shawn M. Grannell 외, "THE OPERATING FEATURES OF A STOICHIOMETRIC, AMMONIA AND GASOLINE DUAL FUELED SPARK IGNITION ENGINE", IMECE2006-13048, 2006 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, 2006
내연 기관에 있어서, 연소 변동을 억제한 안정적인 운전을 실시하기 위해서는, 피스톤이 상사점 부근에 있는 동안에 연소를 완결시키기에 충분한 연소 속도로 연료를 연소시킬 필요가 있다. 단, 연료의 연소 속도는, 연료의 종류뿐만 아니라 내연 기관의 운전 조건에 따라서도 영향을 받는다. 암모니아와 조연 연료를 연료로서 사용하는 내연 기관에 있어서, 그 운전 조건이 변화되어 연료의 연소 속도가 저하되면, 연소 속도가 느린 암모니아의 사용 비율이 과잉이 되어, 연소 변동이 증대되어 내연 기관의 안정적인 운전이 곤란해진다. 한편, 내연 기관의 운전 조건이 변화하여 연료의 연소 속도가 증대되면, 연소 속도가 느린 암모니아의 사용 비율이 부족하여, 암모니아의 이용 효율이 제약되거나, 노킹이 발생하여 안정적인 운전이 곤란해질 우려가 있다. 특허문헌 1 에서는, 암모니아와 수소의 사용 배분이 나타나 있지 않아, 내연 기관의 운전 조건에 따라서는 안정적인 연소를 실시하는 것이 곤란해질 우려가 있다.
본 발명은, 암모니아의 사용 비율을 늘리면서, 내연 기관의 연소 변동을 억제한 안정적인 운전을 실현할 수 있는 내연 기관의 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관련된 내연 기관의 제어 장치는, 암모니아와 그 암모니아의 연소를 촉진시키기 위한 조연 연료를 연료로서 사용하는 내연 기관의 제어를 실시하는 장치로서, 내연 기관의 운전 조건의 변화에 따라 암모니아와 조연 연료의 사용 배분을 변화시키는 연료 배분 제어 수단을 구비하는 것을 요지로 한다. 여기서의 내연 기관의 운전 조건으로는, 내연 기관의 회전수나 부하를 들 수 있고, 연료 배분 제어 수단은, 내연 기관의 회전수 및 부하 중 어느 하나 이상의 변화에 따라 암모니아와 조연 연료의 사용 배분을 변화시킬 수 있다.
본 발명의 일 양태에서는, 연료 배분 제어 수단은, 내연 기관의 회전수의 감소에 대해 암모니아의 사용 비율을 증대시키고 조연 연료의 사용 비율을 감소시키는 것이 바람직하다. 또, 본 발명의 일 양태에서는, 연료 배분 제어 수단은, 내연 기관의 부하 증대에 대해 암모니아의 사용 비율을 증대시키고 조연 연료의 사용 비율을 감소시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에서는, 조연 연료는, 수소, 탄화수소계 연료, 및 알코올계 연료 중 어느 하나 이상을 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 내연 기관의 운전 조건의 변화에 따라 암모니아와 조연 연료의 사용 배분을 변화시킴으로써, 암모니아의 사용 비율을 늘리면서, 내연 기관의 연소 변동을 억제한 안정적인 운전을 실현할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 실시형태에 관련된 제어 장치 및 제어 대상인 내연 기관의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는 암모니아에 대해 조연 연료의 사용 비율을 변화시킨 경우의 연소 속도의 변화를 계산에 의해 조사한 결과를 나타내는 도면이다.
도 3 은 내연 기관의 회전수를 변화시키면서 암모니아 분사 비율에 대한 연소 변동의 특성을 조사한 실험 결과를 나타내는 도면이다.
도 4 는 내연 기관의 부하를 변화시키면서 암모니아 분사 비율에 대한 연소 변동의 특성을 조사한 실험 결과를 나타내는 도면이다.
도 5 는 고부하의 운전 조건에 있어서 암모니아의 분사 비율을 변화시킨 경우의 열효율의 변화를 실험에 의해 조사한 결과를 나타내는 도면이다.
도 6 은 내연 기관의 운전 조건에 대한 암모니아 분사 비율의 관계를 나타내는 특성 맵의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7 은 본 발명의 실시형태에 관련된 제어 장치 및 제어 대상인 내연 기관의 다른 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 8 은 본 발명의 실시형태에 관련된 제어 장치 및 제어 대상인 내연 기관의 다른 개략 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 도면에 따라 설명한다.
도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 제어 장치의 개략 구성을 제어 대상인 내연 기관 (10) 과 함께 나타내는 도면이다. 내연 기관 (10) 은, 암모니아 (제 1 연료) 와 이 암모니아의 연소를 촉진시키기 위한 조연 연료 (제 2 연료) 를 연료로서 사용하는 것이다. 도 1 은, 조연 연료로서 가솔린 (탄화수소계 연료) 을 사용하는 예를 나타내고 있다.
암모니아 탱크 (12) 내에는 암모니아 (NH3) 가 저류되어 있고, 가솔린 탱크 (14) 내에는 가솔린이 저류되어 있다. 암모니아 탱크 (12) 내에 저류된 암모니아는, 펌프에 의해 암모니아 인젝터 (22) 에 공급되고, 가솔린 탱크 (14) 내에 저류된 가솔린은, 펌프에 의해 가솔린 인젝터 (24) 에 공급된다. 흡기관 (20) 내에 면하는 암모니아 인젝터 (22) 는, 암모니아 탱크 (12) 로부터 공급된 암모니아를 흡기관 (20) 내로 분사하고, 흡기관 (20) 내에 면하는 가솔린 인젝터 (24) 는, 가솔린 탱크 (14) 로부터 공급된 가솔린을 흡기관 (20) 내로 분사한다. 암모니아 인젝터 (22) 및 가솔린 인젝터 (24) 로부터 각각 분사된 암모니아 및 가솔린은, 흡기 행정에서 공기와 함께 실린더 (11) 내로 도입된다. 내연 기관 (10) 은, 연료 (암모니아 및 가솔린) 와 공기의 혼합기를 실린더 (11) 내에서 연소시킴으로써 동력을 발생시킨다. 연소 후의 배출 가스는, 배기 행정에서 실린더 (11) 내로부터 배기관 (21) 내로 배출되고, 배기 정화 장치로서 형성된 배기 촉매 (30) 에 의해 정화된다. 연소 후의 배출 가스에는 질소산화물 (NOx) 이나 미연 (未燃) 암모니아 등이 함유되어 있고, 질소산화물이나 미연 암모니아 등이 배기 촉매 (30) 에 의해 정화된다.
도 1 은, 암모니아 및 조연 연료 (가솔린) 를 흡기관 (20) 내로 분사하는 예를 나타내고 있지만, 암모니아 인젝터 (22) 를 실린더 (11) 내에 면하게 하여 암모니아를 실린더 (11) 내에 직접 분사할 수도 있고, 가솔린 인젝터 (24) 를 실린더 (11) 내에 면하게 하여 가솔린을 실린더 (11) 내에 직접 분사할 수도 있다. 또, 점화마개의 불꽃 방전에 의해 실린더 (11) 내의 혼합기에 점화함으로써 실린더 (11) 내의 혼합기를 화염 전파 연소시킬 수도 있고, 실린더 (11) 내의 연료 (암모니아 및 조연 연료) 를 압축 자착화에 의해 연소시킬 수도 있다.
전자 제어 장치 (40 ; ECU) 는, CPU 를 중심으로 한 마이크로 프로세서로서 구성되어 있고, 처리 프로그램을 기억한 ROM 과, 일시적으로 데이터를 기억하는 RAM 과, 입출력 포트를 구비한다. 이 전자 제어 장치 (40) 에는, 도시되지 않은 각 센서에 의해 검출된 내연 기관 (10) 의 회전수를 나타내는 신호, 및 스로틀 개도를 나타내는 신호 등이 입력 포트를 통하여 입력되어 있다. 한편, 전자 제어 장치 (40) 로부터는, 암모니아 인젝터 (22) 의 구동 제어를 실시하기 위한 암모니아 분사 제어 신호, 및 가솔린 인젝터 (24) 의 구동 제어를 실시하기 위한 가솔린 분사 제어 신호 등이 출력 포트를 통하여 출력되어 있다. 전자 제어 장치 (40) 는, 내연 기관 (10) 의 회전수 및 스로틀 개도에 기초하여 연료의 목표 총 분사량 및 목표 분사 배분을 연산하고, 연료의 총 분사량 및 분사 배분이 목표 총 분사량 및 목표 분사 배분에 각각 일치하도록 암모니아 인젝터 (22) 및 가솔린 인젝터 (24) 의 구동 제어를 각각 실시함으로써, 암모니아의 분사량 (사용량) 및 가솔린의 분사량 (사용량) 을 각각 제어한다. 이로써, 암모니아와 가솔린 (조연 연료) 의 분사 배분 (사용 배분) 을 제어할 수 있다.
암모니아는, 가솔린 등의 탄화수소계 연료와 비교하여 연소 속도가 느려, 잘 타지 않는 물질이지만, 암모니아뿐만 아니라 조연 연료 (도 1 에 나타내는 예에서는 가솔린) 도 실린더 (11) 내에서 연소시킴으로써, 암모니아의 연소를 촉진시킬 수 있다. 암모니아에 대해 조연 연료의 사용 비율을 변화시킨 경우의 연소 속도의 변화를 계산에 의해 조사한 결과를 도 2 에 나타낸다. 도 2 는, 조연 연료로서 가솔린을 사용했을 때의 연소 속도의 계산 결과와, 조연 연료로서 수소를 사용했을 때의 연소 속도의 계산 결과를 나타낸다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 조연 연료의 사용 비율을 증가시킴 (암모니아의 사용 비율을 감소시킴) 으로써, 연소 속도를 증대할 수 있는 것을 알 수 있다.
내연 기관에 있어서, 연소 변동을 억제한 안정적인 운전을 실시하기 위해서는, 피스톤이 상사점 부근에 있는 동안에 연소를 완결시키기에 충분한 화염 전파 속도로 연료를 연소시킬 필요가 있다. 단, 화염 전파 속도는, 연료의 종류뿐만 아니라 내연 기관의 운전 조건에 따라서도 영향을 받는다. 내연 기관의 운전 조건이 변화한 결과, 필요한 화염 전파 속도가 얻어지는 사용 비율과 비교하여 암모니아의 사용 비율이 너무 많을 때에는, 연소 속도가 느려져 연소 변동이 증대되어, 내연 기관의 안정적인 운전이 곤란해진다. 한편, 필요한 화염 전파 속도 가 얻어지는 사용 비율과 비교하여 암모니아의 사용 비율이 너무 적을 때에는, 암모니아의 이용 효율이 제약되거나, 노킹이 발생하여 안정적인 운전이 곤란해질 우려가 있다.
그래서, 본 실시형태에서는, 전자 제어 장치 (40) 는, 내연 기관 (10) 의 운전 조건의 변화에 따라 암모니아와 조연 연료의 분사 배분 (사용 배분) 을 변화시키도록, 암모니아 인젝터 (22) 및 가솔린 인젝터 (24) 의 구동 제어를 각각 실시한다. 여기서의 내연 기관 (10) 의 운전 조건으로는, 내연 기관 (10) 의 회전수나 부하를 들 수 있고, 전자 제어 장치 (40) 는, 내연 기관 (10) 의 회전수 및 부하 중 어느 하나 이상의 변화에 따라 암모니아와 조연 연료의 사용 배분을 변화시킨다. 이로써, 암모니아의 이용 효율을 향상시키면서, 내연 기관 (10) 의 연소 변동을 억제한 안정적인 운전을 실현한다. 내연 기관 (10) 의 회전수에 대해서는, 예를 들어 도시되지 않은 회전수 센서에 의해 검출할 수 있고, 내연 기관 (10) 의 부하에 대해서는, 예를 들어 스로틀 개도나 연료의 목표 총 분사량으로부터 취득할 수 있다. 이하, 암모니아와 조연 연료의 분사 배분 제어의 상세한 것에 대하여 설명한다.
암모니아의 분사 비율을 변화시킨 경우의 연소 변동의 변화를 실험에 의해 조사한 결과를 도 3, 4 에 나타낸다. 도 3 은, 내연 기관의 회전수를 변화시키면서 암모니아 분사 비율에 대한 연소 변동 (토크 변동) 의 특성을 조사한 실험 결과이고, 도 4 는, 내연 기관의 부하 (토크) 를 변화시키면서 암모니아 분사 비율에 대한 연소 변동 (토크 변동) 의 특성을 조사한 실험 결과이다. 도 3, 4 에 나타내는 실험 결과에 있어서는, 연소 변동이 허용 한계 레벨을 초과하면 내연 기관의 안정적인 운전이 곤란해진다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 어느 회전수에 있어서도, 암모니아의 분사 비율이 어느 정도 이상이 되면, 연소 변동이 허용 한계 레벨을 초과하여 내연 기관의 안정적인 운전이 곤란해지는 것을 알 수 있다. 그리고, 내연 기관의 회전수가 높아질수록 연소 변동이 허용 한계 레벨에 도달할 때의 암모니아 분사 비율이 낮아지는 (내연 기관의 회전수가 낮아질수록 연소 변동이 허용 한계 레벨에 도달할 때의 암모니아 분사 비율이 높아지는) 것을 알 수 있다. 내연 기관의 회전수가 낮은 운전 조건에서는, 내연 기관의 회전수가 높은 운전 조건과 비교하여, 피스톤의 이동 속도가 낮고, 연소를 위한 시간을 비교적 길게 취할 수 있다. 그 때문에, 내연 기관의 회전수가 낮은 운전 조건에서는, 내연 기관의 회전수가 높은 운전 조건보다 암모니아 분사 비율을 높게 하여 연료의 연소 속도가 낮아져도, 연소 변동을 허용 한계 레벨 이하로 억제할 수 있는 것이, 도 3 에 나타내는 실험 결과로부터 알 수 있다. 한편, 내연 기관의 회전수가 높은 운전 조건에서는, 내연 기관의 회전수가 낮은 운전 조건보다 암모니아 분사 비율을 낮게 하여 연료의 연소 속도를 높게 하지 않으면 연소 변동을 허용 한계 레벨 이하로 억제할 수 없는 것이, 도 3 에 나타내는 실험 결과로부터 알 수 있다. 그래서, 본 실시형태에서는, 전자 제어 장치 (40) 는, 내연 기관 (10) 의 회전수의 감소에 대해 암모니아의 분사 비율을 증대시켜 조연 연료의 분사 비율을 감소시키도록, 암모니아 인젝터 (22) 및 가솔린 인젝터 (24) 의 구동 제어를 각각 실시한다. 이로써, 내연 기관 (10) 의 회전수가 변화해도, 암모니아의 이용 효율을 향상시키면서, 연소 변동 (토크 변동) 이 허용 한계 레벨 이하로 억제되도록, 암모니아와 조연 연료의 분사 배분을 제어할 수 있다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 어느 부하 (토크) 에 있어서도, 암모니아의 분사 비율이 어느 정도 이상이 되면, 연소 변동이 허용 한계 레벨을 초과하여 내연 기관의 안정적인 운전이 곤란해지는 것을 알 수 있다. 그리고, 내연 기관의 부하가 높아질수록 연소 변동이 허용 한계 레벨에 도달할 때의 암모니아 분사 비율이 높아지는 (내연 기관의 부하가 낮아질수록 연소 변동이 허용 한계 레벨에 도달할 때의 암모니아 분사 비율이 낮아지는) 것을 알 수 있다. 내연 기관의 부하가 높은 운전 조건에서는, 내연 기관의 부하가 낮은 운전 조건과 비교하여, 실린더 내 압력이 증가되기 때문에, 연소가 촉진되어 화염 전파 속도가 높아진다. 그 때문에, 내연 기관의 부하가 높은 운전 조건에서는, 내연 기관의 부하가 낮은 운전 조건보다 암모니아 분사 비율을 높게 하여 연료의 연소 속도가 낮아져도, 연소 변동을 허용 한계 레벨 이하로 억제할 수 있는 것이, 도 4 에 나타내는 실험 결과로부터 알 수 있다. 한편, 내연 기관의 부하가 낮은 운전 조건에서는, 내연 기관의 부하가 높은 운전 조건보다 암모니아 분사 비율을 낮게 하여 연료의 연소 속도를 높게 하지 않으면 연소 변동을 허용 한계 레벨 이하로 억제할 수 없는 것이, 도 4 에 나타내는 실험 결과로부터 알 수 있다. 그래서, 본 실시형태에서는, 전자 제어 장치 (40) 는, 내연 기관 (10) 의 부하 (토크) 의 증대에 대해 암모니아의 분사 비율을 증대시켜 조연 연료의 분사 비율을 감소시키도록, 암모니아 인젝터 (22) 및 가솔린 인젝터 (24) 의 구동 제어를 각각 실시한다. 이로써, 내연 기관 (10) 의 부하가 변화해도, 암모니아의 이용 효율을 향상시키면서, 연소 변동 (토크 변동) 이 허용 한계 레벨 이하로 억제되도록, 암모니아와 조연 연료의 분사 배분을 제어할 수 있다.
또, 암모니아는, 화염 전파 속도를 저하시키는 성질이 있는 한편, 노킹과 같은 급격한 연소를 억제하는 효과도 있다. 노킹은 특히 저속 고부하의 운전 조건에서 문제가 되기 때문에, 이러한 운전 조건에 있어서 암모니아의 분사 비율을 증대시킴으로써, 노킹의 발생을 억제할 수 있어, 열효율을 향상시킬 수 있다. 고부하의 운전 조건에 있어서 암모니아의 분사 비율을 변화시킨 경우의 열효율의 변화를 실험에 의해 조사한 결과를 도 5 에 나타낸다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 암모니아의 분사 비율이 낮은 경우에는 노킹에 의해 열효율이 제약을 받지만, 암모니아의 분사 비율이 충분히 높으면 노킹을 억제할 수 있어, 열효율을 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있다.
이상의 실험 결과를 기초로 제작한, 내연 기관 (10) 의 운전 조건 (회전수 및 토크) 에 대한 암모니아 분사 비율의 관계를 나타내는 특성 맵의 일례를 도 6 에 나타낸다. 도 6 에 나타내는 특성 맵에 있어서는, 연소 변동 (토크 변동) 이 허용 한계 레벨 이하로 억제되는 조건에서 암모니아 분사 비율이 가장 높아지도록, 내연 기관 (10) 의 회전수 및 토크에 대한 암모니아 분사 비율이 설정되어 있다. 도 6 에 나타내는 특성 맵에 있어서는, 내연 기관 (10) 의 회전수의 증대에 대해 암모니아 분사 비율이 감소하고, 내연 기관 (10) 의 토크의 저하에 대해 암모니아 분사 비율이 감소하고 있다. 이 특성 맵은, 전자 제어 장치 (40) 내의 기억 장치에 기억된다. 전자 제어 장치 (40) 는, 이 특성 맵에 있어서, 주어진 내연 기관 (10) 의 회전수 및 토크에 대응하는 암모니아의 목표 분사 비율을 산출하고, 암모니아의 분사 비율이 이 목표 분사 비율에 일치하도록 암모니아와 조연 연료의 분사 배분을 제어한다. 이로써, 내연 기관 (10) 의 회전수 및 토크가 변화해도, 암모니아의 이용 효율을 향상시키면서, 연소 변동 (토크 변동) 이 허용 한계 레벨 이하로 억제되도록, 암모니아와 조연 연료의 분사 배분을 제어할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 내연 기관 (10) 의 운전 상태 (회전수 및 토크) 의 변화에 따라 암모니아와 조연 연료의 분사 배분을 변화시킴으로써, 암모니아의 사용 비율을 늘리면서, 내연 기관 (10) 의 연소 변동을 억제한 안정적인 운전을 실현할 수 있다. 그것과 함께, 노킹의 발생을 억제하여 열효율의 향상을 실현할 수 있다.
다음으로, 본 실시형태의 다른 구성예에 대해 설명한다.
도 7 은, 조연 연료로서 수소 (H2) 를 사용하는 예를 나타내고 있다. 도 7 은, 과급기 (28) 및 인터쿨러 (29) 를 갖는 과급 엔진의 예를 나타내고 있고, 배기관 (21) 에 있어서의 배기 촉매 (30) 의 하류측에 암모니아 분해기 (31) 가 형성되어 있다. 암모니아 분해기 (31) 는, 배기관 (21) 내로 배출된 연소 후의 배출 가스의 열을 이용하여, 암모니아 탱크 (12) 로부터 공급된 암모니아를 분해하여 수소를 생성한다. 암모니아 분해기 (31) 에서 생성된 수소 (분해 가스) 는, 쿨러 (32) 에서 냉각된 후, 분해 가스 분사 밸브 (33) 로 공급되고, 분해 가스 분사 밸브 (33) 로부터 흡기관 (20) 내로 분사된다. 단, 본 실시형태에서는, 예를 들어 플라스마를 이용하여 암모니아를 개질함으로써 수소를 생성할 수도 있다. 전자 제어 장치 (40) 는, 암모니아 인젝터 (22) 및 분해 가스 분사 밸브 (33) 의 구동 제어를 각각 실시함으로써, 암모니아의 분사량 및 수소의 분사량을 각각 제어하여, 암모니아와 수소의 분사 배분 (사용 배분) 을 제어한다. 조연 연료로서 수소를 사용하는 경우에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이 연소 속도 향상 효과가 크기 때문에, 보다 적은 수소의 첨가로 내연 기관 (10) 의 연소 변동을 억제한 안정적인 운전을 실현할 수 있고, 암모니아 이용 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
또, 도 8 은, 조연 연료로서 에탄올 (알코올계 연료) 을 사용하는 예를 나타내고 있다. 도 8 에 나타내는 구성예에서는, 에탄올 탱크 (15) 내에 저류된 에탄올은, 에탄올 인젝터 (25) 로부터 흡기관 (20) 내로 분사된다. 전자 제어 장치 (40) 는, 암모니아 인젝터 (22) 및 에탄올 인젝터 (25) 의 구동 제어를 각각 실시함으로써, 암모니아의 분사량 및 에탄올의 분사량을 각각 제어하고, 암모니아와 에탄올의 분사 배분 (사용 배분) 을 제어한다. 에탄올은 가솔린보다 옥탄가가 높기 때문에, 조연 연료로서 에탄올을 사용하는 경우에는, 암모니아의 이용과 함께 내(耐)노크성을 높일 수 있어, 보다 높은 압축비로 할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 조연 연료로서 경유 (탄화수소계 연료) 를 사용할 수도 있다. 또한, 조연 연료로서 복수 종류의 연료를 사용할 수도 있고, 예를 들어, 탄화수소계 연료 (가솔린이나 경유 등), 수소, 및 알코올계 연료 (에탄올 등) 중, 복수 종류를 조합하여 사용할 수도 있다. 수소, 가솔린, 경유, 및 에탄올은, 모두 암모니아보다 연소되기 쉬운 물질이고, 연소 속도도 높다. 그 때문에, 암모니아의 연소 속도를 향상시키기 위한 조연 연료로서 바람직하다.
이상, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 이러한 실시형태에 전혀 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내 에 있어서, 다양한 형태로 실시할 수 있는 것은 물론이다.
10 내연 기관,
11 실린더,
12 암모니아 탱크,
14 가솔린 탱크,
15 에탄올 탱크,
20 흡기관,
21 배기관,
22 암모니아 인젝터,
24 가솔린 인젝터,
25 에탄올 인젝터,
30 배기 촉매,
31 암모니아 분해기,
33 분해 가스 분사 밸브,
40 전자 제어 장치.

Claims (4)

  1. 암모니아와 그 암모니아의 연소를 촉진시키기 위한 조연 연료를 연료로서 사용하는 내연 기관의 제어를 실시하는 장치로서,
    내연 기관의 운전 조건의 변화에 따라 암모니아와 조연 연료의 사용 배분을 변화시키는 연료 배분 제어 수단을 구비하는, 내연 기관의 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    연료 배분 제어 수단은, 내연 기관의 회전수의 감소에 대해 암모니아의 사용 비율을 증대시키고 조연 연료의 사용 비율을 감소시키는, 내연 기관의 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    연료 배분 제어 수단은, 내연 기관의 부하 증대에 대해 암모니아의 사용 비율을 증대시키고 조연 연료의 사용 비율을 감소시키는, 내연 기관의 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    조연 연료는, 수소, 탄화수소계 연료, 및 알코올계 연료 중 어느 하나 이상을 함유하는, 내연 기관의 제어 장치.
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