JP2013036462A - Fuel injection device capable of responding to various fuel and internal combustion engine for land and marine industrial use - Google Patents

Fuel injection device capable of responding to various fuel and internal combustion engine for land and marine industrial use Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection device capable of responding to various fuels and of controlling exhaust gas properties and fuel economy of an internal combustion engine.SOLUTION: A fuel supply system 48 injecting fuel into a cylinder of a diesel engine 10 is provided with: a main fuel system pressurizing main fuel stored in a main fuel tank 52 by a mechanical fuel injection pump 50 and then sending the main fuel to a fuel injection valve 26; and an auxiliary fuel system pressurizing auxiliary fuel stored in an auxiliary fuel tank 56 by a pressure pump 58 to send the auxiliary fuel to a common rail 60 and then opening an auxiliary fuel supply valve 64 to send the auxiliary fuel to the fuel injection valve 26 via a converging part 65. A system control part 114 performs injection of the auxiliary fuel before injection of the main fuel and controls the auxiliary fuel supply valve 64 and the fuel injection valve 26 on the basis of change in initial combustion of injection of the auxiliary fuel.

Description

本発明は、内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射装置及び陸舶産業用内燃機関に関し、特に多種の燃料に対応可能な燃料噴射装置及びこれを用いた陸舶産業用内燃機関に関する。   The present invention relates to a fuel injection device that injects fuel into a cylinder of an internal combustion engine and an internal combustion engine for land and marine industry, and more particularly to a fuel injection device that can handle various types of fuel and an internal combustion engine for land and marine industry using the same.

石油資源の枯渇、地球温暖化を背景に多種の燃料で運転可能な内燃機関およびこのような内燃機関に用いられる燃料噴射装置が求められている。例えば、より低質の石油系の燃料を用いること、バイオ燃料を用いることなどが提案されている。燃料はその種によって着火性が異なり、多種の燃料で運転可能とするためには、燃料の噴射タイミング等を調整して燃焼性を向上させる必要がある。   There is a need for an internal combustion engine that can be operated with various types of fuel and a fuel injection device used for such an internal combustion engine against the background of depletion of petroleum resources and global warming. For example, it has been proposed to use lower quality petroleum-based fuels and biofuels. Fuels have different ignitability depending on the type, and in order to be able to operate with various types of fuels, it is necessary to improve the combustibility by adjusting the fuel injection timing.

例えば、ディーゼル機関の燃料噴射装置において、燃料噴射時に高圧の主噴射の前に低圧のパイロット噴射を行う構成が開示されている。このような燃料噴射装置において、主噴射用の高圧用コモンレールとパイロット噴射用の低圧用コモンレールとを備えた構成が開示されている（下記、特許文献１参照）。   For example, in a fuel injection device for a diesel engine, a configuration is disclosed in which low pressure pilot injection is performed before high pressure main injection at the time of fuel injection. In such a fuel injection device, a configuration including a high-pressure common rail for main injection and a low-pressure common rail for pilot injection is disclosed (see Patent Document 1 below).

また、内燃機関の燃料噴射装置において、高圧の燃料を噴射する主噴射と、主燃料の噴射前後に主噴射より低圧で燃料を噴射するポスト噴射を行う構成が開示されている（下記、特許文献２参照）。また、燃焼室内圧力や熱発生率の変化を判定し、それらに基づいて燃料噴射量や燃料噴射時期を制御する技術が開示されている（下記、特許文献３，４，５参照）。   In addition, in a fuel injection device for an internal combustion engine, a configuration is disclosed in which main injection for injecting high-pressure fuel and post-injection for injecting fuel at a lower pressure than main injection before and after injection of the main fuel are disclosed (the following patent document). 2). In addition, a technique for determining changes in the pressure in the combustion chamber and the heat generation rate and controlling the fuel injection amount and the fuel injection timing based on the changes is disclosed (see Patent Documents 3, 4, and 5 below).

また、主噴射とパイロット噴射又はアフター噴射等の副噴射とを組み合わせる際に、燃料噴射量及びエンジン回転数に基づき機関燃焼状態を間接的に把握し、当該燃焼状態に応じて制御モードを変更する技術が開示されている（下記、特許文献６参照）。また、主噴射とパイロット噴射を組み合わせて行う際に、内燃機関の気筒内の圧力Ｐを検出し、最高圧力Ｐｍａｘ及びｄＰ／ｄθに基づいて燃焼状態と着火状態を把握し、その結果をパイロット燃料供給装置にフィードバックする構成が開示されている（下記、特許文献７参照）。   Further, when the main injection and the sub-injection such as pilot injection or after injection are combined, the engine combustion state is indirectly grasped based on the fuel injection amount and the engine speed, and the control mode is changed according to the combustion state. A technique is disclosed (see Patent Document 6 below). Further, when the main injection and the pilot injection are performed in combination, the pressure P in the cylinder of the internal combustion engine is detected, the combustion state and the ignition state are grasped based on the maximum pressure Pmax and dP / dθ, and the result is obtained as the pilot fuel. The structure which feeds back to a supply apparatus is disclosed (refer the following patent document 7).

特開２００８−１１１４０４号公報JP 2008-111404 A 特開２００７−７１１８１号公報JP 2007-71181 A 特開２００４−１００５６６号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-1000056 特開２００４−１００５５９号公報JP 2004-1000055 A 特開２０００−５４８８９号公報JP 2000-54889 A 特開２００３−１２０３９２号公報JP 2003-120392 A 特開平６−１５９１８２号公報JP-A-6-159182

ところで、従来の船舶用ディーゼル機関にこのような電気制御式の燃料噴射システムを増設し、ディーゼル機関をより高効率化すると共に排気ガス特性を改善することが考えられている。特に、環境問題対策として注目されているバイオ燃料や廃食油等の燃料に対応したディーゼル機関の高効率化や排気ガス特性の改善が必要とされている。   By the way, it is considered that such an electrically controlled fuel injection system is added to a conventional marine diesel engine to improve the efficiency of the diesel engine and improve the exhaust gas characteristics. In particular, it is necessary to improve the efficiency of diesel engines and improve the exhaust gas characteristics corresponding to fuels such as biofuels and waste cooking oils that are attracting attention as countermeasures for environmental problems.

請求項１に対応した内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射装置は、主燃料を噴射する主燃料噴射手段と、副燃料を噴射する副燃料噴射手段と、前記主燃料の噴射前に前記副燃料を噴射すると共に、前記副燃料の噴射の初期燃焼の変化に基づき前記副燃料噴射手段を制御する制御手段と、を備える。主燃料噴射手段と副燃料噴射手段を制御することにより、排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）やスモークの濃度等を低減する。このとき、副燃料噴射手段は電気的に高精度に制御されることが好適である。   A fuel injection device for injecting fuel into a cylinder of an internal combustion engine according to claim 1 comprises: main fuel injection means for injecting main fuel; auxiliary fuel injection means for injecting auxiliary fuel; and before injection of the main fuel Control means for injecting the auxiliary fuel and controlling the auxiliary fuel injection means based on a change in initial combustion of the injection of the auxiliary fuel. By controlling the main fuel injection means and the sub fuel injection means, the concentration of carbon monoxide (CO) and smoke in the exhaust gas is reduced. At this time, it is preferable that the auxiliary fuel injection means is electrically controlled with high accuracy.

請求項２に対応した燃料噴射装置は、前記制御手段は、前記初期燃焼の変化に基づいて前記副燃料の噴射条件を制御する。副燃料噴射手段は、例えば、燃料の性状、気筒内圧力、機関の負荷条件、地理的条件等の条件に基づき、副燃料の噴射タイミングや噴射量等の噴射条件、副燃料の噴射弁の開閉制御等を行うことができるが、そのうち副燃料の噴射条件を制御する。特に、排ガスの性状が変化するように、特に一酸化炭素（ＣＯ）やスモークの濃度等が変化するように副燃料の噴射条件を制御する。   In the fuel injection device corresponding to claim 2, the control means controls the injection condition of the auxiliary fuel based on the change in the initial combustion. The auxiliary fuel injection means is, for example, based on conditions such as fuel properties, cylinder pressure, engine load conditions, geographical conditions, etc., injection conditions such as injection timing and injection amount of auxiliary fuel, and opening and closing of the auxiliary fuel injection valve It is possible to perform control, etc., of which the injection condition of the secondary fuel is controlled. In particular, the injection conditions of the auxiliary fuel are controlled so that the concentration of the carbon monoxide (CO), the smoke, and the like change so that the properties of the exhaust gas change.

請求項３に対応した燃料噴射装置は、前記気筒内の圧力を測定する圧力測定手段を備え、前記制御部は、前記初期燃焼の変化を前記圧力測定手段によって測定された前記気筒内の圧力を基に得られた熱発生率の立ち上がり勾配に基づいて定める。例えば、内燃機関に設けられた圧力センサによって測定される最高筒内圧から熱発生率の時間的変化である勾配を算出し、その勾配が基準値より緩やかになるように副燃料噴射手段を制御する。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a fuel injection device comprising pressure measuring means for measuring the pressure in the cylinder, and the control section determines the pressure in the cylinder measured by the pressure measuring means for the change in the initial combustion. It is determined on the basis of the rising slope of the heat generation rate obtained from the base. For example, a gradient that is a temporal change in the heat generation rate is calculated from the maximum in-cylinder pressure measured by a pressure sensor provided in the internal combustion engine, and the auxiliary fuel injection unit is controlled so that the gradient becomes gentler than a reference value. .

請求項４に対応した燃料噴射装置は、前記制御手段は、前記主燃料の噴射前に前記副燃料を噴射するタイミングを前記主燃料の噴射時のクランク角度に対して所定範囲内とする。また、請求項５に対応した燃料噴射装置は、前記副燃料を噴射するタイミングは、前記クランク角度において、前記副燃料の着火限界から前記主燃料の噴射時までの範囲とする。請求項８に対応した燃料噴射装置は、前記所定範囲は、前記クランク角度において上死点に対して−２５度から−１５度までの範囲である。このように前記主燃料の噴射前に前記副燃料を噴射するタイミングを設定することによって、ノッキングを抑制し、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）等を低減することができる。   In the fuel injection device corresponding to claim 4, the control means sets the timing of injecting the auxiliary fuel before the injection of the main fuel within a predetermined range with respect to the crank angle at the time of the injection of the main fuel. According to a fifth aspect of the present invention, the timing for injecting the auxiliary fuel is set in a range from the ignition limit of the auxiliary fuel to the injection time of the main fuel at the crank angle. In the fuel injection device corresponding to claim 8, the predetermined range is a range from −25 degrees to −15 degrees with respect to the top dead center at the crank angle. Thus, by setting the timing at which the auxiliary fuel is injected before the main fuel is injected, knocking can be suppressed and nitrogen oxides (NOx) and the like in the exhaust gas can be reduced.

請求項６に対応した燃料噴射装置は、前記内燃機関の運転開始の初期において、前記制御手段は、前記副燃料の噴射量の最適化処理を行う。また、請求項７に対応した燃料噴射装置は、前記内燃機関の運転開始の初期において、前記制御手段は、前記副燃料を噴射するクランク角度の最適化処理を行う。このような最適化処理を行うことによって、前記副燃料の噴射のタイミングを所定範囲に設定した際にノッキングを最大限抑制したり、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）等を最大限低減したりすることができる。   According to a sixth aspect of the present invention, in the initial stage of the start of the operation of the internal combustion engine, the control means performs a process for optimizing the injection amount of the auxiliary fuel. In the fuel injection device corresponding to claim 7, in the initial stage of the start of operation of the internal combustion engine, the control means performs an optimization process of a crank angle for injecting the auxiliary fuel. By performing such optimization processing, knocking is suppressed to the maximum when the timing of injection of the auxiliary fuel is set within a predetermined range, or nitrogen oxide (NOx) in exhaust gas is reduced to the maximum. can do.

請求項９に対応した内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射装置では、主燃料を噴射する主燃料噴射手段と、副燃料を噴射する副燃料噴射手段と、前記内燃機関の排ガス中の窒素酸化物の濃度を計測する窒素酸化物濃度計測手段と、前記排ガス中の窒素酸化物濃度が窒素酸化物濃度限界値以下となるように前記主燃料噴射手段又は前記副燃料噴射手段を制御する制御手段と、を備える。窒素酸化物の濃度を低減させるためには、排ガス中の窒素酸化物の濃度を測定し、その濃度が基準値以下となるように主燃料噴射手段又は副燃料噴射手段を制御する。このとき、副燃料噴射手段を制御する場合には、主燃料の噴射開始時期以降で副燃料の噴射を行う制御とすることが好ましい。例えば、主燃料の噴射タイミング、副燃料の噴射圧（コモンレール圧）、副燃料の噴射タイミング及び副燃料の噴射量のいずれかを制御する。   In a fuel injection device for injecting fuel into a cylinder of an internal combustion engine corresponding to claim 9, main fuel injection means for injecting main fuel, sub fuel injection means for injecting sub fuel, and exhaust gas from the internal combustion engine Nitrogen oxide concentration measuring means for measuring the concentration of nitrogen oxide, and controlling the main fuel injection means or the sub fuel injection means so that the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas is equal to or lower than the nitrogen oxide concentration limit value. Control means. In order to reduce the concentration of nitrogen oxides, the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas is measured, and the main fuel injection means or the sub fuel injection means is controlled so that the concentration is below the reference value. At this time, when the auxiliary fuel injection means is controlled, it is preferable that the auxiliary fuel is injected after the main fuel injection start timing. For example, one of main fuel injection timing, sub fuel injection pressure (common rail pressure), sub fuel injection timing, and sub fuel injection amount is controlled.

請求項１０に対応した内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射装置では、主燃料を噴射する主燃料噴射手段と、副燃料を噴射する副燃料噴射手段と、前記気筒内の圧力を計測する気筒内圧力計測手段と、前記気筒内圧力が気筒内圧力目標値となるように前記主燃料噴射手段又は前記副燃料噴射手段を制御する制御手段と、を備える。窒素酸化物の濃度を低減させるためには、内燃機関の最高筒内圧を測定し、その値に応じて主燃料噴射手段又は副燃料噴射手段を制御する。このとき、副燃料噴射手段を制御する場合には、主燃料の噴射開始時期以降で副燃料の噴射を行う制御とすることが好ましい。例えば、主燃料の噴射タイミング、副燃料の噴射圧（コモンレール圧）、副燃料の噴射タイミング及び副燃料の噴射量のいずれかを制御する。   A fuel injection device for injecting fuel into a cylinder of an internal combustion engine according to claim 10 measures main fuel injection means for injecting main fuel, sub fuel injection means for injecting sub fuel, and pressure in the cylinder. In-cylinder pressure measuring means, and control means for controlling the main fuel injection means or the sub fuel injection means so that the cylinder pressure becomes a cylinder pressure target value. In order to reduce the concentration of nitrogen oxides, the maximum in-cylinder pressure of the internal combustion engine is measured, and the main fuel injection means or the sub fuel injection means is controlled according to the measured value. At this time, when the auxiliary fuel injection means is controlled, it is preferable that the auxiliary fuel is injected after the main fuel injection start timing. For example, one of main fuel injection timing, sub fuel injection pressure (common rail pressure), sub fuel injection timing, and sub fuel injection amount is controlled.

請求項１１に対応した燃料噴射装置において、前記制御手段は、前記気筒内圧力の最高気筒内圧力を前記気筒内圧力目標値に近づけるように前記主燃料噴射手段又は前記副燃料噴射手段を制御する。請求項１２に対応した燃料噴射装置は、前記気筒内圧力と前記内燃機関のクランク角度との関係において、所定のクランク角度における前記気筒内圧力が前記気筒内圧力目標値に最も近づくように前記主燃料噴射手段又は前記副燃料噴射手段を制御する。請求項１３に対応した燃料噴射装置は、前記所定のクランク角度は、前記気筒内圧力目標値の最高気筒内圧力値におけるクランク角度とする。例えば、主燃料の噴射タイミング、副燃料の噴射圧（コモンレール圧）、副燃料の噴射タイミング及び副燃料の噴射量のいずれかを制御することによって、気筒内圧力が上記条件となるようにする。   12. The fuel injection apparatus according to claim 11, wherein the control means controls the main fuel injection means or the sub fuel injection means so that the maximum cylinder pressure of the cylinder pressure approaches the cylinder pressure target value. . In the fuel injection device corresponding to claim 12, in the relationship between the in-cylinder pressure and the crank angle of the internal combustion engine, the main cylinder pressure at the predetermined crank angle is closest to the in-cylinder pressure target value. The fuel injection means or the sub fuel injection means is controlled. In the fuel injection device corresponding to claim 13, the predetermined crank angle is a crank angle at a maximum cylinder pressure value of the cylinder pressure target value. For example, by controlling any of the main fuel injection timing, the sub fuel injection pressure (common rail pressure), the sub fuel injection timing, and the sub fuel injection amount, the in-cylinder pressure is made to satisfy the above condition.

請求項１４に対応した燃料噴射装置は、前記内燃機関の燃料消費量を計測する燃料消費量計測手段と、前記内燃機関の出力を導出する出力導出手段と、をさらに備え、前記燃料消費量と前記出力との関係に基づいて前記主燃料噴射手段又は前記副燃料噴射手段を制御する。例えば、燃料消費量の上限値を設定し、出力を確保した上で、燃料消費量が上限値を超えないように前記主燃料噴射手段又は前記副燃料噴射手段を制御する。例えば、主燃料の噴射タイミング、副燃料の噴射圧（コモンレール圧）、副燃料の噴射タイミング及び副燃料の噴射量のいずれかを制御することにより、燃料消費量が上限値を超えないようにする。また、燃料消費量と出力の比率に基づき、前記主燃料噴射手段や前記副燃料噴射手段を制御してもよい。   A fuel injection device corresponding to claim 14 further comprises fuel consumption measuring means for measuring fuel consumption of the internal combustion engine, and output derivation means for deriving output of the internal combustion engine, wherein the fuel consumption The main fuel injection unit or the sub fuel injection unit is controlled based on the relationship with the output. For example, after setting an upper limit value of the fuel consumption and securing the output, the main fuel injection means or the sub fuel injection means is controlled so that the fuel consumption does not exceed the upper limit value. For example, by controlling any one of the injection timing of the main fuel, the injection pressure of the auxiliary fuel (common rail pressure), the injection timing of the auxiliary fuel, and the injection amount of the auxiliary fuel, the fuel consumption does not exceed the upper limit value. . Further, the main fuel injection means and the sub fuel injection means may be controlled based on the ratio between the fuel consumption and the output.

請求項１５に対応した燃料噴射装置は、前記内燃機関の排ガスの温度を計測する排ガス温度計測手段をさらに備え、前記排ガスの温度が最低となるように前記主燃料噴射手段又は前記副燃料噴射手段を制御する。例えば、主燃料の噴射タイミング、副燃料の噴射圧（コモンレール圧）、副燃料の噴射タイミング及び副燃料の噴射量のいずれかを制御することにより、排ガスの温度が最低となるようにする。   The fuel injection device corresponding to claim 15 further comprises exhaust gas temperature measuring means for measuring the temperature of the exhaust gas of the internal combustion engine, and the main fuel injection means or the sub fuel injection means so that the temperature of the exhaust gas is minimized. To control. For example, the temperature of the exhaust gas is minimized by controlling any one of the main fuel injection timing, the sub fuel injection pressure (common rail pressure), the sub fuel injection timing, and the sub fuel injection amount.

請求項１６に対応した燃料噴射装置は、前記主燃料噴射手段による前記主燃料の噴射以降に前記副燃料噴射手段による前記副燃料の噴射を行う。   According to a sixteenth aspect of the present invention, the fuel injection device performs the injection of the auxiliary fuel by the auxiliary fuel injection means after the injection of the main fuel by the main fuel injection means.

請求項１７に対応した燃料噴射装置は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料噴射装置と、請求項９〜１６のいずれか１項に記載の燃料噴射装置と、を組み合わせたものである。すなわち、主燃料の噴射、副燃料のプレ噴射及び主燃料の噴射開始時期以降での噴射の制御を組み合わせることによって、排ガスの性状及び燃費等の制御を行う。   A fuel injection device corresponding to claim 17 is a combination of the fuel injection device according to any one of claims 1 to 8 and the fuel injection device according to any one of claims 9 to 16. Is. That is, by controlling the injection of the main fuel, the pre-injection of the auxiliary fuel, and the injection control after the injection start timing of the main fuel, the control of the exhaust gas properties, the fuel consumption, and the like is performed.

請求項１８に対応した燃料噴射装置は、前記主燃料の噴射圧力と、前記副燃料の噴射圧力と、を異ならせたものである。請求項１９に対応した燃料噴射装置は、前記主燃料及び前記副燃料は、セタン価が４５以下又はＣＣＡＩが８１０以上の燃料である。請求項２０に対応した燃料噴射装置は、前記内燃機関は、ディーゼル機関であり、前記主燃料噴射手段は、機械的制御により前記主燃料を噴射し、前記副燃料噴射手段は、加圧された燃料を蓄えるコモンレールを含む蓄圧部を有し、電気的制御により前記副燃料を噴射する。これにより、副燃料の着火性を主燃料より高め、排ガスの性状及び燃費等の制御を行う。このような構成は、特に、主燃料及び副燃料を廃食油、バイオ燃料、重油、ＬＣＯ（分解軽質軽油）又はこれらの混合燃料としたときに有効である。   In the fuel injection device corresponding to claim 18, the injection pressure of the main fuel and the injection pressure of the sub fuel are made different. In the fuel injection device corresponding to claim 19, the main fuel and the auxiliary fuel are fuels having a cetane number of 45 or less or CCAI of 810 or more. The fuel injection device according to claim 20 is characterized in that the internal combustion engine is a diesel engine, the main fuel injection means injects the main fuel by mechanical control, and the auxiliary fuel injection means is pressurized. The accumulator includes a common rail that stores fuel, and injects the auxiliary fuel by electrical control. Thereby, the ignitability of the auxiliary fuel is made higher than that of the main fuel, and the properties of the exhaust gas and the fuel consumption are controlled. Such a configuration is particularly effective when the main fuel and the auxiliary fuel are used as waste cooking oil, biofuel, heavy oil, LCO (decomposed light gas oil) or a mixed fuel thereof.

請求項２１に対応した陸舶産業用内燃機関は、上記燃料噴射装置を搭載したものである。なお、他の移動体、例えば鉄道車両、自動車等の内燃機関についても本発明における燃料噴射装置を適用することができる。また、ディーゼル機関以外の間欠燃焼を行う機関（直噴式のオットー機関等）についても適用することができる。さらに、陸上に設置される発電システム等においても本発明を適用することができる。   An internal combustion engine for land and marine industry corresponding to claim 21 is equipped with the fuel injection device. The fuel injection device according to the present invention can also be applied to other moving bodies, for example, internal combustion engines such as railway vehicles and automobiles. The present invention can also be applied to an engine (such as a direct injection type Otto engine) that performs intermittent combustion other than a diesel engine. Furthermore, the present invention can be applied to a power generation system installed on land.

請求項２２に対応した陸舶産業用内燃機関は、前記陸舶産業用内燃機関の低負荷時に前記副燃料を噴射する。上記の燃料噴射装置は、低負荷時（最大負荷の７５％未満の負荷）においてノッキングの抑制効果、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）等の低減効果が顕著となる。   An internal combustion engine for land and marine industry corresponding to claim 22 injects the auxiliary fuel at a low load of the internal combustion engine for land and marine industry. The fuel injection device described above has a remarkable effect of suppressing knocking and a reduction effect of nitrogen oxides (NOx) in exhaust gas at low loads (loads less than 75% of the maximum load).

本発明の内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射装置によれば、副燃料の噴射の初期燃焼の変化に基づき前記副燃料噴射手段を制御する制御手段を備える。これにより、排ガスの性状を制御した状態で内燃機関を運転することができる。例えば、排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）やスモークの濃度を低減することができる。   According to the fuel injection device for injecting fuel into the cylinder of the internal combustion engine of the present invention, the fuel injection device includes control means for controlling the auxiliary fuel injection means based on a change in the initial combustion of the auxiliary fuel injection. Thereby, the internal combustion engine can be operated in a state where the properties of the exhaust gas are controlled. For example, the concentration of carbon monoxide (CO) or smoke in the exhaust gas can be reduced.

また、本発明の燃料噴射装置によれば、初期燃焼の変化に基づいて副燃料の噴射条件を制御する。副燃料噴射手段の制御としては、副燃料の噴射条件、副燃料の噴射弁の開閉制御等が挙げられるが、そのうち副燃料の噴射タイミングや噴射量等の噴射条件を制御することにより排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）やスモークの濃度等を効果的に制御することができる。   Further, according to the fuel injection device of the present invention, the injection condition of the auxiliary fuel is controlled based on the change in the initial combustion. The control of the auxiliary fuel injection means includes injection conditions of the auxiliary fuel, opening / closing control of the injection valve of the auxiliary fuel, etc., among them, by controlling the injection conditions such as the injection timing and the injection amount of the auxiliary fuel, The concentration of carbon monoxide (CO) and smoke can be effectively controlled.

また、本発明の燃料噴射装置によれば、熱発生率の立ち上がり勾配に基づいて副燃料の噴射条件を制御する。熱発生率の勾配は排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）やスモークの濃度と強い相関関係を有するので、熱発生率の勾配に基づいて副燃料の噴射条件を制御することにより排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）やスモークの濃度等をより効果的に制御することができる。   Moreover, according to the fuel injection device of the present invention, the injection condition of the auxiliary fuel is controlled based on the rising gradient of the heat generation rate. Since the slope of the heat release rate has a strong correlation with the concentration of carbon monoxide (CO) and smoke in the exhaust gas, by controlling the injection conditions of the secondary fuel based on the slope of the heat release rate, the monoxide in the exhaust gas The concentration of carbon (CO), smoke, etc. can be controlled more effectively.

また、本発明の燃料噴射装置によれば、副燃料のプレ噴射の噴射タイミングを主燃料の噴射時のクランク角度に対して所定範囲内とすることにより、また、副燃料の着火限界から主燃料の噴射時までの範囲とすることにより、内燃機関のノッキングを抑制し、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）やスモークの濃度を低減することができる。また、内燃機関の運転開始の初期において、副燃料の噴射量又は噴射のタイミングを調整することによって、上記効果を顕著なものとすることができる。   Further, according to the fuel injection device of the present invention, the injection timing of the pre-injection of the auxiliary fuel is set within a predetermined range with respect to the crank angle at the time of the injection of the main fuel, and the main fuel is determined from the ignition limit of the auxiliary fuel. By making the range up to the time of injection, knocking of the internal combustion engine can be suppressed, and the concentration of nitrogen oxide (NOx), carbon monoxide (CO) and smoke in the exhaust gas can be reduced. Further, by adjusting the injection amount or the injection timing of the auxiliary fuel at the initial stage of the start of the operation of the internal combustion engine, the above effect can be made remarkable.

また、本発明の燃料噴射装置によれば、排ガス中の窒素酸化物濃度が窒素酸化物濃度限界値以下となるように主燃料噴射手段又は副燃料噴射手段を制御する制御手段を備えることにより、排ガス中の窒素酸化物の濃度を低減させることができる。また、本発明の燃料噴射装置によれば、気筒内圧力が気筒内圧力目標値となるように主燃料噴射手段又は副燃料噴射手段を制御する制御手段を備えることにより、内燃機関から排出される排ガス中の窒素酸化物濃度を制御することができる。   Further, according to the fuel injection device of the present invention, by including a control means for controlling the main fuel injection means or the sub fuel injection means so that the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas is equal to or lower than the nitrogen oxide concentration limit value, The concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas can be reduced. In addition, according to the fuel injection device of the present invention, by providing the control means for controlling the main fuel injection means or the sub fuel injection means so that the in-cylinder pressure becomes the in-cylinder pressure target value, it is discharged from the internal combustion engine. The nitrogen oxide concentration in the exhaust gas can be controlled.

また、本発明の燃料噴射装置によれば、気筒内圧力の最高気筒内圧力を気筒内圧力目標値に近づけるように主燃料噴射手段又は副燃料噴射手段を制御することにより、より容易に排ガス中の窒素酸化物濃度を制御することができる。特に、気筒内圧力と内燃機関のクランク角度との関係において、所定のクランク角度における気筒内圧力が気筒内圧力目標値に最も近づくように主燃料噴射手段又は副燃料噴射手段を制御することが好適である。所定のクランク角度は、気筒内圧力目標値の最高気筒内圧力値におけるクランク角度とすることが制御的にも好適である。   Further, according to the fuel injection device of the present invention, the main fuel injection means or the sub fuel injection means is controlled so as to bring the maximum cylinder pressure of the cylinder pressure closer to the cylinder pressure target value, thereby making it easier to control the exhaust gas in the exhaust gas. The nitrogen oxide concentration of can be controlled. In particular, in the relationship between the cylinder pressure and the crank angle of the internal combustion engine, it is preferable to control the main fuel injection means or the sub fuel injection means so that the cylinder pressure at the predetermined crank angle is closest to the cylinder pressure target value. It is. The predetermined crank angle is preferably controlled in terms of the crank angle at the maximum cylinder pressure value of the cylinder pressure target value.

また、本発明の燃料噴射装置によれば、内燃機関の燃料消費量を計測する燃料消費量計測手段と、内燃機関の出力を導出する出力導出手段をさらに備え、燃料消費量と出力との関係に基づいて主燃料噴射手段又は副燃料噴射手段を制御する。これによれば、内燃機関の燃費をより正確に制御することができる。   Further, according to the fuel injection device of the present invention, the fuel consumption measuring means for measuring the fuel consumption of the internal combustion engine and the output deriving means for deriving the output of the internal combustion engine are further provided, and the relationship between the fuel consumption and the output The main fuel injection means or the sub fuel injection means is controlled based on the above. According to this, the fuel consumption of the internal combustion engine can be controlled more accurately.

また、本発明の燃料噴射装置によれば、内燃機関の排ガスの温度を計測する排ガス温度計測手段をさらに備え、排ガスの温度が最低となるように主燃料噴射手段又は副燃料噴射手段を制御することにより、内燃機関の燃費をよくする制御をより速く、正確に行うことができる。   Further, according to the fuel injection device of the present invention, the exhaust gas temperature measuring means for measuring the exhaust gas temperature of the internal combustion engine is further provided, and the main fuel injection means or the sub fuel injection means is controlled so that the exhaust gas temperature becomes the lowest. As a result, the control for improving the fuel efficiency of the internal combustion engine can be performed more quickly and accurately.

また、本発明の燃料噴射装置によれば、主燃料噴射手段による主燃料の噴射開始以降に副燃料噴射手段による前記副燃料の噴射を行うことにより、内燃機関からの排ガスの窒素酸化物の濃度を低減させつつ、燃費を向上させる制御を行うことができる。   Further, according to the fuel injection device of the present invention, the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas from the internal combustion engine is obtained by performing the injection of the auxiliary fuel by the auxiliary fuel injection means after the start of the injection of the main fuel by the main fuel injection means. It is possible to perform control to improve fuel efficiency while reducing the fuel consumption.

また、本発明の燃料噴射装置によれば、上記の燃料噴射装置を組み合わせたものとすることにより、排ガスの一酸化炭素、スモーク及び窒素酸化物の濃度を低減しつつ、内燃機関の燃費を向上させることができる。   Further, according to the fuel injection device of the present invention, by combining the above fuel injection devices, the fuel consumption of the internal combustion engine is improved while reducing the concentrations of carbon monoxide, smoke and nitrogen oxides in the exhaust gas. Can be made.

また、本発明の燃料噴射装置によれば、主燃料の噴射圧力と、副燃料の噴射圧力と、を異ならせることにより、きめ細かく排ガス中の窒素酸化物濃度を低減させつつ、燃費を向上できる。特に、内燃機関はディーゼル機関であり、主燃料噴射手段は、機械的制御により主燃料を噴射し、副燃料噴射手段は、加圧された燃料を蓄えるコモンレールを含む蓄圧部を有し、電気的制御により副燃料を噴射することが好適である。これにより、主燃料の噴射が機械的制御であっても、副燃料噴射手段によりディーゼル機関における燃焼を細かく制御することができ、排ガスの一酸化炭素、スモーク及び窒素酸化物の濃度を低減しつつ、内燃機関の燃費を向上させることができる。   Further, according to the fuel injection device of the present invention, the fuel consumption can be improved while finely reducing the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas by making the injection pressure of the main fuel different from the injection pressure of the auxiliary fuel. In particular, the internal combustion engine is a diesel engine, the main fuel injection means injects main fuel by mechanical control, and the auxiliary fuel injection means has a pressure accumulating portion including a common rail for storing pressurized fuel, and is electrically It is preferable to inject the auxiliary fuel by the control. Thereby, even if the injection of the main fuel is mechanical control, the combustion in the diesel engine can be finely controlled by the auxiliary fuel injection means, while reducing the concentration of carbon monoxide, smoke and nitrogen oxides in the exhaust gas. The fuel consumption of the internal combustion engine can be improved.

また、本発明の燃料噴射装置によれば、主燃料及び副燃料は、セタン価が４５以下又はＣＣＡＩが８１０以上の燃料とする。例えば、廃食油、バイオ燃料、重油、ＬＣＯ（分解軽質軽油）又はこれらの混合燃料のいずれかとする。本発明は、このように複数の燃料を用いる内燃機関において、排ガスの一酸化炭素、スモーク及び窒素酸化物の濃度を低減しつつ、内燃機関の燃費を向上させるために好適である。特に、着火性の悪い燃料を主燃料として用いる場合等において、排ガスの一酸化炭素、スモーク及び窒素酸化物の濃度を低減しつつ、内燃機関の燃費を向上させるために好適である。   According to the fuel injection device of the present invention, the main fuel and the auxiliary fuel are fuels having a cetane number of 45 or less or CCAI of 810 or more. For example, waste cooking oil, biofuel, heavy oil, LCO (decomposed light gas oil) or a mixed fuel thereof is used. In the internal combustion engine using a plurality of fuels as described above, the present invention is suitable for improving the fuel consumption of the internal combustion engine while reducing the concentrations of carbon monoxide, smoke and nitrogen oxides in the exhaust gas. In particular, when a fuel with poor ignitability is used as the main fuel, it is suitable for improving the fuel consumption of the internal combustion engine while reducing the concentrations of carbon monoxide, smoke and nitrogen oxides in the exhaust gas.

なお、多種燃料に対応可能な燃料噴射装置は、陸舶産業用内燃機関に適用することができる。また、他の移動体、例えば鉄道車両、自動車等の内燃機関についても本発明を適用することができる。また、ディーゼル機関以外の間欠燃焼を行う機関にも適用することができる。さらに、陸上に設置される発電システム等にも適用することができる。   In addition, the fuel-injection apparatus which can respond to various fuels can be applied to the internal combustion engine for land and marine industries. In addition, the present invention can be applied to other moving bodies such as internal combustion engines such as railway vehicles and automobiles. Moreover, it is applicable also to the engine which performs intermittent combustion other than a diesel engine. Furthermore, it can be applied to a power generation system installed on land.

実施形態のディーゼル機関の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the diesel engine of embodiment. 実施形態のシリンダヘッドの構成を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the structure of the cylinder head of embodiment. 実施形態の燃料供給系の構成図を示す図である。It is a figure which shows the block diagram of the fuel supply system of embodiment. プレ噴射と主噴射とのタイミングの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the timing of pre injection and main injection. 主噴射と副燃料の主噴射の噴射開始時期以降での噴射のタイミングの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the injection timing after the injection start time of the main injection and the main injection of sub fuel. 実施の形態におけるディーゼル機関の制御ブロック図である。It is a control block diagram of a diesel engine in an embodiment. プレ噴射の制御のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of control of pre injection. 主噴射又は副燃料の第２の噴射の制御のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of control of the 2nd injection of a main injection or an auxiliary fuel. 主噴射又は副燃料の第２の噴射の制御のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of control of the 2nd injection of a main injection or an auxiliary fuel. プレ噴射による作用・効果を説明するためのクランク角度に対する筒内圧及び熱発生率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the cylinder internal pressure with respect to the crank angle and heat release rate for demonstrating the effect | action and effect by pre-injection. 主噴射又は副燃料の第２の噴射による作用・効果を説明するためのクランク角度に対する筒内圧、熱発生率及び燃料噴射圧の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the in-cylinder pressure with respect to the crank angle, the heat release rate, and the fuel injection pressure for demonstrating the effect | action and effect by the 2nd injection of main injection or sub-fuel. 副燃料のプレ噴射のタイミング（クランク角度）と排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の濃度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the timing (crank angle) of pre-injection of sub fuel, and the density | concentration of the nitrogen oxide (NOx) and carbon monoxide (CO) in waste gas. 副燃料のプレ噴射のクランク角度と筒内圧、燃料噴射圧及び熱発生率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the crank angle of pre-injection of auxiliary fuel, cylinder pressure, fuel injection pressure, and heat release rate. 副燃料のプレ噴射のクランク角度と筒内圧、燃料噴射圧及び熱発生率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the crank angle of pre-injection of sub fuel, cylinder pressure, fuel injection pressure, and a heat release rate. 副燃料のプレ噴射のクランク角度と筒内圧、燃料噴射圧及び熱発生率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the crank angle of pre-injection of auxiliary fuel, cylinder pressure, fuel injection pressure, and heat release rate. 副燃料のプレ噴射のクランク角度と筒内圧、燃料噴射圧及び熱発生率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the crank angle of pre-injection of sub fuel, cylinder pressure, fuel injection pressure, and a heat release rate. 副燃料のプレ噴射のクランク角度と排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）及び全炭化水素(ＴＨＣ)の濃度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the crank angle of the pre-injection of sub fuel, and the density | concentration of the nitrogen oxide (NOx) and total hydrocarbon (THC) in exhaust gas. 副燃料のプレ噴射のクランク角度と排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の濃度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the crank angle of the pre-injection of sub fuel, and the density | concentration of the nitrogen oxide (NOx) and carbon monoxide (CO) in waste gas. 副燃料のプレ噴射の制御のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of control of the pre-injection of auxiliary fuel. 内燃機関の負荷に対する窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出濃度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the exhaust concentration of nitrogen oxide (NOx) with respect to the load of an internal combustion engine. 内燃機関の負荷に対するスモークの排出濃度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the smoke exhaust concentration with respect to the load of an internal combustion engine. 内燃機関の負荷に対する一酸化炭素（ＣＯ）の排出濃度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the discharge concentration of carbon monoxide (CO) with respect to the load of an internal combustion engine.

以下、本発明の実施の形態を、図面に従って説明する。図１は、内燃機関、特に船舶用ディーゼル機関１０の概略の断面図である。ディーゼル機関１０は多気筒機関であり、図１の紙面を貫く方向に複数の気筒が直列に配置されている。ピストン１２は、シリンダライナ１４の円筒内周面に沿って摺動しつつ往復運動し、この往復運動が連接棒１６を介してクランク軸１８の回転運動に変換される。シリンダライナ１４はエンジンフレーム２０に支持され、シリンダライナ１４とエンジンフレーム２０の間には、冷却水の流れる水ジャケットが形成される。このエンジンフレーム２０の、シリンダライナを囲みこれを支持する部分と、シリンダライナ１４とでシリンダが構成される。エンジンフレーム２０には、クランク軸１８を支持する軸受が設けられているが、図１においては省略されている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an internal combustion engine, particularly a marine diesel engine 10. The diesel engine 10 is a multi-cylinder engine, and a plurality of cylinders are arranged in series in a direction penetrating the page of FIG. The piston 12 reciprocates while sliding along the cylinder inner peripheral surface of the cylinder liner 14, and this reciprocating motion is converted into rotational motion of the crankshaft 18 via the connecting rod 16. The cylinder liner 14 is supported by the engine frame 20, and a water jacket through which cooling water flows is formed between the cylinder liner 14 and the engine frame 20. A portion of the engine frame 20 that surrounds and supports the cylinder liner and the cylinder liner 14 constitute a cylinder. The engine frame 20 is provided with a bearing for supporting the crankshaft 18, but is omitted in FIG.

エンジンフレーム２０の上部には、シリンダヘッド２２がヘッドボルトにより締結されており、これによりシリンダヘッド２２がシリンダライナ１４の上部の開口に当接し、密着している。ピストン１２の頭頂面と、これに対向するシリンダヘッド２２の下面と、シリンダライナ１４の内周面により燃焼室が形成される。シリンダヘッド２２の燃焼室の中央にあたる部分に燃料噴射弁２６が設けられている。燃料噴射弁の配置は、噴射される燃料の噴霧の拡がり方など、燃焼状況により適切に定められればよく、中央以外の部分に設けられてもよい。シリンダヘッド２２には、燃焼室に通じる吸気ポートおよび排気ポートが形成されており、さらに、これらのポートの燃焼室に対する開口を開閉するための吸気弁、排気弁が配置される。吸排気弁は、燃料噴射弁２６の紙面奥側と手前側に配置されており、図１においては示されていない。吸気ポートは吸気管３２に連通しており、排気ポートは排気管３４に連通している。   A cylinder head 22 is fastened to the upper portion of the engine frame 20 with a head bolt, and the cylinder head 22 is in contact with and closely contacts the opening of the upper portion of the cylinder liner 14. A combustion chamber is formed by the top surface of the piston 12, the lower surface of the cylinder head 22 facing the piston 12, and the inner peripheral surface of the cylinder liner 14. A fuel injection valve 26 is provided at a portion corresponding to the center of the combustion chamber of the cylinder head 22. The arrangement of the fuel injection valve may be appropriately determined depending on the combustion state, such as how to spread the spray of injected fuel, and may be provided in a portion other than the center. The cylinder head 22 is formed with an intake port and an exhaust port communicating with the combustion chamber, and an intake valve and an exhaust valve for opening and closing the opening of these ports with respect to the combustion chamber are arranged. The intake / exhaust valves are arranged on the rear side and the front side of the fuel injection valve 26, and are not shown in FIG. The intake port communicates with the intake pipe 32 and the exhaust port communicates with the exhaust pipe 34.

また、図２の部分拡大図に示すように、シリンダヘッド２２には、インジケータコック（計測用コック）５３が設けられる。インジケータコック５３は、シリンダライナ１４の内部の圧力等を計測するためにシリンダヘッド２２に管路５３ａを形成し、管路５３ａの端部をシリンダヘッド２２の外部まで引き出して構成される。本実施の形態では、管路５３ａ内の圧力を計測するための圧力センサ１０２が設けられている。圧力センサ１０２は、管路５３ａ内の圧力を検出し、後述のエンジン状態推定部１１０へ出力する。温度センサ５３ｂは、排ガスの温度を測定するために設けられる。温度センサ５３ｂで計測された排ガスの温度は後述のシステム制御部１１４へ出力される。   Further, as shown in the partially enlarged view of FIG. 2, the cylinder head 22 is provided with an indicator cock (measuring cock) 53. The indicator cock 53 is configured by forming a pipe line 53 a in the cylinder head 22 and measuring an end of the pipe line 53 a to the outside of the cylinder head 22 in order to measure the pressure and the like inside the cylinder liner 14. In the present embodiment, a pressure sensor 102 for measuring the pressure in the pipe line 53a is provided. The pressure sensor 102 detects the pressure in the pipe line 53a and outputs it to the engine state estimation unit 110 described later. The temperature sensor 53b is provided for measuring the temperature of the exhaust gas. The temperature of the exhaust gas measured by the temperature sensor 53b is output to the system control unit 114 described later.

出力センサ５３ｃ（図６に記載）は、ディーゼル機関１０からの出力軸のねじれ等からディーゼル機関１０の出力値（パワー値）を計測する。出力センサ５３ｃで計測された出力値は後述のシステム制御部１１４へ出力される。   The output sensor 53c (described in FIG. 6) measures the output value (power value) of the diesel engine 10 from the twist of the output shaft from the diesel engine 10 or the like. The output value measured by the output sensor 53c is output to the system control unit 114 described later.

シリンダの側方には、ギア、チェーンなどの伝達装置を介してクランク軸１８に駆動されるカム軸３６が配置される。カム軸３６は、気筒の配列方向と平行に配置され、各気筒の吸気弁、排気弁に対応したカム３８を備えている。カム３８のカム面に接するカムフォロワ４０が設けられ、さらに、カムフォロワ４０に接続され、シリンダヘッド２２に向けてプッシュロッド４２が延びて配置される。シリンダヘッド２２には、ロッカーアーム４４が配置され、ロッカーアーム４４の一端にはプッシュロッド４２が接続し、他端は吸気弁と排気弁のステム端４６に接続している。カム軸３６の回転により、カム３８がカムフォロワ４０を揺動させ、この動きがプッシュロッド４２を介してロッカーアーム４４に伝達される。そして、ロッカーアーム４４も揺動して吸気弁および排気弁が駆動され、吸気ポート、排気ポートの開閉が実行される。   A camshaft 36 that is driven by the crankshaft 18 via a transmission device such as a gear or a chain is disposed on the side of the cylinder. The cam shaft 36 is disposed in parallel with the cylinder arrangement direction, and includes cams 38 corresponding to the intake valves and exhaust valves of the respective cylinders. A cam follower 40 is provided in contact with the cam surface of the cam 38, and is further connected to the cam follower 40, and a push rod 42 extends toward the cylinder head 22. A rocker arm 44 is disposed on the cylinder head 22, a push rod 42 is connected to one end of the rocker arm 44, and the other end is connected to a stem end 46 of the intake valve and the exhaust valve. As the cam shaft 36 rotates, the cam 38 swings the cam follower 40, and this movement is transmitted to the rocker arm 44 via the push rod 42. Then, the rocker arm 44 is also swung to drive the intake valve and the exhaust valve, and the intake port and the exhaust port are opened and closed.

燃料噴射弁２６には、燃料供給系４８により燃料が供給される。このディーゼル機関１０には、二つの燃料供給系が設けられる。一つの燃料供給系は機械式燃料噴射ポンプ５０を備え、このポンプは燃料タンク５２内の燃料を加圧して、逆止弁５１を備えた燃料供給管５４を介して燃料噴射弁２６に供給する。この燃料供給系を主燃料供給系と記し、燃料タンク５２を主燃料タンク５２、燃料供給管５４を主燃料供給管５４、さらに主燃料供給系で供給される燃料を主燃料として以下説明する。   Fuel is supplied to the fuel injection valve 26 by a fuel supply system 48. The diesel engine 10 is provided with two fuel supply systems. One fuel supply system includes a mechanical fuel injection pump 50, and this pump pressurizes the fuel in the fuel tank 52 and supplies it to the fuel injection valve 26 through a fuel supply pipe 54 having a check valve 51. . This fuel supply system will be described as a main fuel supply system, the fuel tank 52 will be described below as the main fuel tank 52, the fuel supply pipe 54 as the main fuel supply pipe 54, and the fuel supplied through the main fuel supply system as the main fuel.

もう一つの燃料供給系を副燃料供給系と記す。副燃料供給系は、燃料噴射弁２６に供給される副燃料を蓄える燃料タンク５６、副燃料を加圧し送る加圧ポンプ５８、加圧ポンプにより送られる加圧された燃料を蓄える蓄圧部としてのコモンレール６０を含む。コモンレール６０内に蓄えられた加圧燃料が、逆止弁６３及び副燃料供給弁６４を有する燃料供給管６２を介して主燃料供給管５４に送出される。主燃料供給管５４に送出された燃料は、更に燃料噴射弁２６に向かい、ここから燃焼室内に向けて噴射される。この副燃料タンク５６から燃料噴射弁２６に至る、副燃料を噴射するための系を副燃料系と記し、燃料タンク５６を副燃料タンク５６、燃料供給管６２を副燃料供給管６２として以下説明する。   Another fuel supply system is referred to as a secondary fuel supply system. The auxiliary fuel supply system includes a fuel tank 56 that stores auxiliary fuel supplied to the fuel injection valve 26, a pressurizing pump 58 that pressurizes and sends the auxiliary fuel, and a pressure accumulating unit that stores pressurized fuel sent by the pressurizing pump. A common rail 60 is included. The pressurized fuel stored in the common rail 60 is sent to the main fuel supply pipe 54 via the fuel supply pipe 62 having the check valve 63 and the auxiliary fuel supply valve 64. The fuel delivered to the main fuel supply pipe 54 is further directed to the fuel injection valve 26, from where it is injected into the combustion chamber. A system for injecting auxiliary fuel from the auxiliary fuel tank 56 to the fuel injection valve 26 will be referred to as an auxiliary fuel system. The fuel tank 56 will be described as an auxiliary fuel tank 56, and a fuel supply pipe 62 will be described as an auxiliary fuel supply pipe 62. To do.

したがって、この燃料供給系４８においては、主、副の燃料供給管５４，６２の合流部６５より下流においては、主、副燃料系が構成要素（例えば燃料噴射弁２６）を共有している。   Therefore, in the fuel supply system 48, the main and sub fuel systems share the components (for example, the fuel injection valve 26) downstream from the junction 65 of the main and sub fuel supply pipes 54 and 62.

コモンレールを含む副燃料系は、自動車用のシステムを転用することができる。自動車用の需要は、船舶用のそれよりも多く、量産効果により副燃料系導入のコストを抑制することができる。また、副燃料系に軽油を用いるのであれば、自動車用のシステムを導入するための改造が少なくなり、更に導入コストの抑制が期待できる。また、自動車用のシステムが、船舶用としては容量が不足する場合には、システムを複数備え、１気筒に複数のコモンレールシステムから燃料を噴射するようにできる。また、燃料噴射量を増加するために、コモンレールの容積を増加して対応してもよい。   The auxiliary fuel system including the common rail can be used for an automobile system. The demand for automobiles is greater than that for ships, and the cost of introducing a secondary fuel system can be suppressed by mass production effects. In addition, if light oil is used for the auxiliary fuel system, the number of modifications for introducing the system for automobiles is reduced, and further reduction of the introduction cost can be expected. Further, when the capacity of an automobile system is insufficient for a ship, a plurality of systems are provided, and fuel can be injected from a plurality of common rail systems into one cylinder. In order to increase the fuel injection amount, the volume of the common rail may be increased.

図３は、燃料供給系４８および燃料噴射弁２６を示す図である。主燃料系においては、主燃料タンク５２に蓄えられている主燃料は、機械式燃料噴射ポンプ５０により加圧されて送出され、主燃料供給管５４を介して燃料噴射弁２６に送られる。なお、逆止弁５１より下流へ送り出された主燃料は、逆止弁５１によって機械式燃料噴射ポンプ５０側へ逆流することが防がれている。また、燃料注入により加圧される部分の容積を小さくし、燃料圧の高圧化とその応答性（加圧速度）を向上させて燃料を噴射させることができる。   FIG. 3 is a diagram showing the fuel supply system 48 and the fuel injection valve 26. In the main fuel system, the main fuel stored in the main fuel tank 52 is pressurized and sent by the mechanical fuel injection pump 50, and sent to the fuel injection valve 26 through the main fuel supply pipe 54. The main fuel sent downstream from the check valve 51 is prevented from flowing back to the mechanical fuel injection pump 50 side by the check valve 51. Moreover, the volume of the part pressurized by fuel injection can be made small, the fuel pressure can be increased and the response (pressurization speed) can be improved, and fuel can be injected.

副燃料系においては、副燃料タンク５６に蓄えられた副燃料は、加圧ポンプ５８で加圧、送出され、圧力が高い状態でコモンレール６０に蓄えられる。コモンレール６０から主燃料供給管５４に向かう副燃料供給管６２の途中には副燃料供給弁６４が設けられており、この副燃料供給弁６４を開放することによって、合流部６５より下流に副燃料が供給される。副燃料供給弁６４は、電気的に制御される電気制御式とする。   In the auxiliary fuel system, the auxiliary fuel stored in the auxiliary fuel tank 56 is pressurized and delivered by the pressurizing pump 58 and stored in the common rail 60 in a high pressure state. An auxiliary fuel supply valve 64 is provided in the middle of the auxiliary fuel supply pipe 62 from the common rail 60 to the main fuel supply pipe 54. By opening the auxiliary fuel supply valve 64, the auxiliary fuel is supplied downstream from the junction 65. Is supplied. The auxiliary fuel supply valve 64 is an electrically controlled type that is electrically controlled.

このように、主燃料系においては、燃料の加圧は、燃料噴射のたびにそれぞれ独立して行われるのに対し、副燃料系においては、燃料は予め加圧されて、加圧された状態で蓄えられており、燃料噴射のタイミングで予め加圧されていた燃料が供給される。主燃料系においては、燃料噴射の初期においては、圧力が低く、噴射される燃料の粒子が比較的大きい。一方、副燃料系においては、燃料は予め加圧されているので、噴射期間の初期から高い圧力で噴射することが可能であり、噴射のタイミングを制御し易く、噴射時の燃料の噴射量や噴射圧力も制御が容易となる。また、主燃料より高い噴射圧力で副燃料を噴射することにより、副燃料の粒子は主燃料より微細な状態で噴射される。これにより、副燃料の着火性や燃焼性を高めることができる。また、コモンレール内の圧力は、変更することが容易である。具体的には、例えば、加圧ポンプ５８に電気式のポンプを採用した場合は、ポンプを駆動するモータの回転速度を変更して、コモンレール内圧力を調整することができる。また、加圧ポンプ５８として機械式のポンプを用いる場合には、コモンレール６０から副燃料タンク５６に副燃料を戻すリターン経路に調圧弁を設け、この調圧弁が開放する圧力を変更して、コモンレール内圧力を調整することができる。   Thus, in the main fuel system, fuel pressurization is performed independently for each fuel injection, whereas in the sub fuel system, the fuel is pre-pressurized and pressurized. The fuel that has been previously stored and pressurized in advance at the fuel injection timing is supplied. In the main fuel system, at the initial stage of fuel injection, the pressure is low and the injected fuel particles are relatively large. On the other hand, in the auxiliary fuel system, since the fuel is pressurized in advance, it can be injected at a high pressure from the beginning of the injection period, the injection timing can be easily controlled, and the amount of fuel injected at the time of injection The injection pressure can also be easily controlled. Further, by injecting the auxiliary fuel at an injection pressure higher than that of the main fuel, the particles of the auxiliary fuel are injected in a finer state than the main fuel. Thereby, the ignitability and combustibility of the auxiliary fuel can be improved. Further, the pressure in the common rail can be easily changed. Specifically, for example, when an electric pump is adopted as the pressurizing pump 58, the common rail pressure can be adjusted by changing the rotational speed of the motor that drives the pump. When a mechanical pump is used as the pressurizing pump 58, a pressure regulating valve is provided in the return path for returning the auxiliary fuel from the common rail 60 to the auxiliary fuel tank 56, and the pressure at which the pressure adjusting valve is opened is changed to change the common rail. The internal pressure can be adjusted.

なお、逆止弁６３を経て合流部６５へ送り出された副燃料は、逆止弁６３によってコモンレール６０へ逆流することが防がれている。また、逆止弁５１により機械的燃料噴射ポンプ５０側に流出することが防がれている。また、コモンレール６０に蓄えられた燃料が、主燃料供給管５４を介して燃料噴射弁２６に送られる。加圧ポンプ５８およびコモンレール６０は全気筒または複数の気筒に共通に設けられ、副燃料供給弁６４が各気筒に設けられる。   The auxiliary fuel sent to the junction 65 via the check valve 63 is prevented from flowing back to the common rail 60 by the check valve 63. Further, the check valve 51 prevents the mechanical fuel injection pump 50 from flowing out. Further, the fuel stored in the common rail 60 is sent to the fuel injection valve 26 through the main fuel supply pipe 54. The pressurizing pump 58 and the common rail 60 are provided in common to all cylinders or a plurality of cylinders, and the auxiliary fuel supply valve 64 is provided in each cylinder.

また、逆止弁６３は副燃料の注入が無いときに、主燃料の逆流を防いでいる。逆止弁５１は副燃料の注入の際にこの燃料が主燃料系の逆止弁５１より上流に流出することを防いでいる。なお、逆止弁５１は、主燃料供給管５４の機械式燃料噴射ポンプ５０から合流部６５までの間の配管の半分の位置よりも合流部６５に近い位置に配置することが好適である。また、逆止弁６３は、副燃料供給管６２の副燃料供給弁６４から合流部６５までの間の配管の半分の位置よりも合流部６５に近い位置に配置することが好適である。特に、副燃料はコモンレール６０（蓄圧部）によって予備的に加圧された状態で燃料供給管６２，５４へと導入され、燃料噴射弁２６から気筒内へ主燃料よりも高い圧力で噴射されるので、逆止弁５１，６３の位置による圧力低下の影響を受け易い。したがって、コモンレール６０のような蓄圧部を用いた燃料供給系を有する場合には、逆止弁５１，６３を上記のように配置することによる効果が顕著となる。また、プレ噴射(副燃料)→主噴射(主燃料)→副燃料の主燃料の噴射開始時期以降の噴射（以下、副燃料の第２の噴射又は単に第２の噴射という）のサイクルとすることにより、特に精密な制御が必要なプレ噴射に対して、管路が副燃料で満たされた状態での噴射制御が可能となる。特に、副燃料を主燃料の燃焼期間以降で噴射することにより、確実に主燃料の噴射を終えてからの副燃料の噴射が可能となり、管路を満たす副燃料の比率をさらに上げることができる。   Further, the check valve 63 prevents the back flow of the main fuel when the auxiliary fuel is not injected. The check valve 51 prevents the fuel from flowing upstream from the check valve 51 of the main fuel system when the auxiliary fuel is injected. Note that the check valve 51 is preferably disposed at a position closer to the junction 65 than a half position of the pipe between the mechanical fuel injection pump 50 and the junction 65 of the main fuel supply pipe 54. Further, the check valve 63 is preferably arranged at a position closer to the junction 65 than a half position of the pipe between the auxiliary fuel supply valve 64 and the junction 65 of the auxiliary fuel supply pipe 62. In particular, the auxiliary fuel is introduced into the fuel supply pipes 62 and 54 while being preliminarily pressurized by the common rail 60 (pressure accumulating portion), and is injected into the cylinder from the fuel injection valve 26 at a pressure higher than that of the main fuel. Therefore, it is easily affected by the pressure drop due to the position of the check valves 51 and 63. Therefore, when the fuel supply system using the pressure accumulating section such as the common rail 60 is provided, the effect of arranging the check valves 51 and 63 as described above becomes remarkable. Also, a cycle of pre-injection (sub fuel) → main injection (main fuel) → injection after the main fuel injection start timing (hereinafter referred to as sub fuel second injection or simply second injection). As a result, it is possible to perform injection control in a state where the pipeline is filled with the auxiliary fuel for pre-injection that requires particularly precise control. In particular, by injecting auxiliary fuel after the combustion period of the main fuel, it becomes possible to inject auxiliary fuel after the main fuel has been injected reliably, and the ratio of auxiliary fuel filling the pipeline can be further increased. .

また、副燃料供給弁６４として電気的に制御できるものを付加することにより、自動車用のコモンレールシステムの導入が容易となる。また、電気制御式とすることで、燃料噴射タイミングや、燃料噴射期間（噴射量）、燃料噴射パターン等が電気信号で制御可能となり、制御の自由度が拡大する。   Further, by adding an auxiliary controllable fuel supply valve 64, it becomes easy to introduce a common rail system for automobiles. Further, by adopting the electric control type, the fuel injection timing, the fuel injection period (injection amount), the fuel injection pattern, and the like can be controlled by electric signals, and the degree of freedom of control is expanded.

さらに、本実施の形態では、主燃料系から供給される主燃料を噴射する主噴射と、主噴射とは異なるタイミングで副燃料系から供給される副燃料を噴射する副噴射を行う。より具体的には、図４の燃料噴射のタイミングチャートに示すように、主噴射の前であって、繰り返し行われる主噴射の半周期（Ｔ／２）より短い時間だけ前に副燃料を噴射するプレ噴射を行う。プレ噴射は、パイロット噴射とも呼ばれる。なお、プレ噴射は、主噴射による燃料の供給と重なるタイミングでおこなってもよい。また、プレ噴射は、複数回行ってもよい。   Further, in the present embodiment, main injection for injecting main fuel supplied from the main fuel system and sub-injection for injecting sub-fuel supplied from the auxiliary fuel system at timings different from the main injection are performed. More specifically, as shown in the fuel injection timing chart of FIG. 4, the auxiliary fuel is injected before the main injection and a time shorter than the half cycle (T / 2) of the main injection repeatedly performed. Perform pre-injection. Pre-injection is also called pilot injection. Note that the pre-injection may be performed at a timing overlapping with the fuel supply by the main injection. Further, the pre-injection may be performed a plurality of times.

また、図５の燃料噴射のタイミングチャートに示すように、主噴射による主燃料の噴射開始時期以降であって、繰り返し行われる主噴射の半周期（Ｔ／２）より短い時間だけ後に副燃料を噴射する副燃料の第２の噴射（副噴射（ａ））を行う。これにより、管路を満たす副燃料の比率を上げることができる。なお、副燃料の第２の噴射は、主噴射による燃料の供給と重なるタイミング（副噴射（ａ），（ｂ））以外に燃焼が終わってから行ってもよい（副噴射（ｃ））。さらに、プレ噴射と副燃料の第２の噴射とは組み合わせて行ってもよい。また、第２の噴射は複数回行ってもよい。なお、主燃料の噴射開始時期以降には、主燃料の燃焼期間を含むものとする。   Further, as shown in the fuel injection timing chart of FIG. 5, after the main fuel injection start timing by the main injection, the auxiliary fuel is discharged after a time shorter than the half cycle (T / 2) of the main injection repeatedly performed. A second injection of the sub fuel to be injected (sub injection (a)) is performed. Thereby, the ratio of the sub fuel which fills a pipe line can be raised. Note that the second injection of the auxiliary fuel may be performed after the combustion is finished (sub-injection (c)) other than the timing (sub-injection (a), (b)) overlapping with the fuel supply by the main injection. Further, the pre-injection and the second injection of the auxiliary fuel may be performed in combination. Further, the second injection may be performed a plurality of times. Note that the main fuel combustion period is included after the main fuel injection start timing.

特に、副燃料供給弁６４を電気制御式とすることで、副噴射であるプレ噴射や第２の噴射のように、主噴射のタイミングに合わせて高い精度で噴射条件（燃料噴射タイミング、燃料噴射期間（噴射量）、噴射圧力、噴射パターン等）の制御を行う必要がある場合に有利である。また、副燃料供給弁６４は、単なる開閉機能のみを有した構成とし、副燃料の噴射タイミングや噴射条件等は燃料噴射弁２６や他の手段に委ねることもできる。   In particular, by making the auxiliary fuel supply valve 64 electrically controlled, the injection conditions (the fuel injection timing, the fuel injection, etc.) are highly accurately matched to the timing of the main injection as in the pre-injection or the second injection as the auxiliary injection. This is advantageous when it is necessary to control the period (injection amount), injection pressure, injection pattern, and the like. Further, the auxiliary fuel supply valve 64 may have a simple opening / closing function, and the injection timing and injection conditions of the auxiliary fuel may be left to the fuel injection valve 26 or other means.

また、燃料噴射弁２６は、燃料の噴射に電気的制御を行う電気制御式燃料噴射弁としてもよい。電気制御式噴射弁は、気筒内に燃料を噴射する噴射弁として機能すると共に、主燃料及び副燃料の供給を制御する燃料制御弁としても機能する。電気制御式燃料噴射弁は、制御信号を受けて、電磁弁を備えた噴射ノズルから制御信号で示される噴射量の燃料を噴射する。噴射された燃料は、細かな粒子（液滴）となってシリンダ内を拡がり、ピストンによる圧縮で気筒内の温度が上昇すると自己着火して燃焼する。主燃料系は、カム９２によるプランジャのストロークのたびに燃料が加圧される。なお、燃料噴射弁２６は、一つの弁体に主燃料系と副燃料系が独立して存在し、各々機械式あるいは電気制御式、あるいはその組み合わせをもって機能する燃料噴射弁であってもよい。また燃料噴射弁２６が主燃料系及び副燃料系に共通に設けられることにより、例えば、既存船の内燃機関に副燃料系を後付設置する場合に、シリンダヘッド２２に取付口を別途設ける必要が無く燃料噴射弁２６の交換だけで済む。また、新造船であってもシリンダヘッド２２への穴あけが従来通り各気筒ごとに1か所で済み、加工が容易にできる。   The fuel injection valve 26 may be an electrically controlled fuel injection valve that performs electrical control for fuel injection. The electrically controlled injection valve functions as an injection valve that injects fuel into the cylinder, and also functions as a fuel control valve that controls the supply of main fuel and auxiliary fuel. The electrically controlled fuel injection valve receives a control signal and injects fuel of an injection amount indicated by the control signal from an injection nozzle having an electromagnetic valve. The injected fuel spreads in the cylinder as fine particles (droplets), and self-ignitions and burns when the temperature in the cylinder rises due to compression by the piston. In the main fuel system, fuel is pressurized every time the plunger stroke is caused by the cam 92. The fuel injection valve 26 may be a fuel injection valve in which a main fuel system and a sub fuel system exist independently in one valve body, and each function by a mechanical type, an electric control type, or a combination thereof. Further, since the fuel injection valve 26 is provided in common for the main fuel system and the auxiliary fuel system, for example, when the auxiliary fuel system is retrofitted to an internal combustion engine of an existing ship, it is necessary to separately provide an attachment port in the cylinder head 22. There is no need to replace the fuel injection valve 26. Further, even in the case of a newly built ship, drilling in the cylinder head 22 is only required in one place for each cylinder as before, and processing can be facilitated.

主、副燃料は、同種の燃料を用いることも、異種の燃料の組み合わせとすることもできる。主、副燃料は、廃食油、バイオ燃料、重油、軽油、ＬＣＯ（分解軽質軽油）又はこれらの混合油のうち少なくとも１つを含むことが好適である。同種の燃料を用いる場合であっても、後述するように、副燃料系においては、噴射初期から高い圧力で噴射することによって、燃料粒子が微細となって、着火性や燃焼性が改善される。特に、前述の燃料噴射弁による低負荷時の着火性の悪化を改善することができる。同種の燃料を副燃料系により噴射しても、十分な着火性を得られない場合に、主、副燃料に異種の燃料を使用することもできる。この場合、副燃料に着火性の良い燃料を使用し、副燃料を火種として、着火性の悪い燃料を燃焼させるようにすることができる。ディーゼル機関における着火性は、セタン価又はＣＣＡＩ（Ｃａｌｃｕｒａｔｅｄ Ｃａｒｂｏｎ Ａｒｏｍａｔｉｃｉｔｙ Ｉｎｄｅｘ）で評価され、この場合は、セタン価の高い燃料又はＣＣＡＩが低い燃料を副燃料として使用し、セタン価のより低い燃料又はＣＣＡＩのより高い燃料を主燃料として使用する。主燃料に着火性の悪い燃料を使用する場合、副燃料として軽油、バイオディーゼル油、ＧＴＬ（Ｇａｓ Ｔｏ Ｌｉｑｕｉｄ）、ＤＭＥ（ジメチルエーテル）を使用することが好適である。主燃料として重油を使用した場合、相対的に着火性のよい菜種油等を用いてもよい。セタン価は、留出油の着火性を示す指数であり、この値が大きい燃料ほど着火性が良い。ＣＣＡＩは、残渣油の着火性を示す指数であり、この値が小さい燃料ほど着火性が良い。例えば、主燃料及び副燃料は、セタン価が４５以下又はＣＣＡＩが８１０以上の着火性の悪い燃料としても、副燃料の噴射により着火性や燃焼性が改善され、良好に燃焼させることができる。この場合、主燃料と副燃料のセタン価又はＣＣＡＩの値の関係は、主燃料の方が副燃料よりも低い場合、高い場合、同じ場合、全ての場合をとり得る。また、主燃料のセタン価が４５以下又はＣＣＡＩが８１０以上の燃料として、副燃料をセタン価が４５以上又はＣＣＡＩが８１０以下の燃料とすると着火性はより良くなる。セタン価の値としては、例えば廃食油３８、バイオ燃料の１種である菜種油３４、Ａ重油４３、軽油５８、ＬＣＯ２８等の報告がある。また、ＣＣＡＩの値としては、例えば廃食油８２２、菜種油８２０、Ａ重油８３６、Ｃ重油８４３、軽油７９９、ＬＣＯ８９８等の報告がある。   The main and sub fuels may be the same type of fuel or a combination of different types of fuel. The main and secondary fuels preferably include at least one of waste cooking oil, biofuel, heavy oil, light oil, LCO (decomposed light light oil) or a mixed oil thereof. Even in the case of using the same type of fuel, as will be described later, in the auxiliary fuel system, the fuel particles become fine by injecting at a high pressure from the initial stage of injection, and the ignitability and combustibility are improved. . In particular, the deterioration of ignitability at the time of low load due to the fuel injection valve described above can be improved. If sufficient ignitability cannot be obtained even if the same type of fuel is injected by the auxiliary fuel system, different types of fuel can be used as the main and auxiliary fuels. In this case, a fuel with good ignitability can be used as the auxiliary fuel, and the fuel with poor ignitability can be burned by using the auxiliary fuel as a fire type. The ignitability in a diesel engine is evaluated by cetane number or CCAI (Calculated Carbon Aromaticity Index). In this case, a fuel having a high cetane number or a fuel having a low CCAI is used as a secondary fuel, and a fuel having a lower cetane number or CCAI The higher fuel is used as the main fuel. When a fuel with poor ignitability is used as the main fuel, it is preferable to use light oil, biodiesel oil, GTL (Gas To Liquid), or DME (dimethyl ether) as the auxiliary fuel. When heavy oil is used as the main fuel, rapeseed oil or the like having relatively good ignitability may be used. The cetane number is an index indicating the ignitability of distillate oil, and the larger the value, the better the ignitability. CCAI is an index indicating the ignitability of the residual oil, and the smaller the value, the better the ignitability. For example, even if the cetane number is 45 or less or the CCAI is 810 or more and poorly ignitable fuel, the main fuel and the auxiliary fuel are improved in ignitability and combustibility by injection of the auxiliary fuel, and can be burned well. In this case, the relationship between the cetane number or CCAI value of the main fuel and the auxiliary fuel can be all cases when the main fuel is lower than the auxiliary fuel, higher, or the same. Further, if the cetane number of the main fuel is 45 or less or the fuel having a CCAI of 810 or more and the auxiliary fuel is a fuel having a cetane number of 45 or more or a CCAI of 810 or less, the ignitability is improved. As the value of cetane number, for example, there are reports of waste cooking oil 38, rapeseed oil 34, which is a kind of biofuel, A heavy oil 43, light oil 58, LCO 28, and the like. Moreover, as a value of CCAI, there exist reports, such as waste cooking oil 822, rapeseed oil 820, A heavy oil 836, C heavy oil 843, light oil 799, LCO898, etc., for example.

図６は、主燃料系および副燃料系の噴射条件の制御に関する制御ブロック図である。この制御ブロック図は、主、副の燃料系において燃料噴射弁、特にそのノズルが共用される構成例を対象とした制御ブロック図である。既出の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。ディーゼル機関１０の運転状態を検出するために、回転センサ１００、圧力センサ１０２および排気ガスセンサ１０４が備えられる。また、燃料噴射弁２６に実際に供給される主燃料および副燃料の量をそれぞれ検出する主燃料流量センサ１０６、副燃料流量センサ１０８を備えてもよい。回転センサ１００は、クランク軸１８の回転速度を検出するセンサである。   FIG. 6 is a control block diagram regarding control of injection conditions of the main fuel system and the sub fuel system. This control block diagram is a control block diagram for a configuration example in which the fuel injection valve, particularly the nozzle, is shared in the main and sub fuel systems. The components already described are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In order to detect the operating state of the diesel engine 10, a rotation sensor 100, a pressure sensor 102, and an exhaust gas sensor 104 are provided. Further, a main fuel flow sensor 106 and a sub fuel flow sensor 108 for detecting the amounts of main fuel and sub fuel actually supplied to the fuel injection valve 26 may be provided. The rotation sensor 100 is a sensor that detects the rotation speed of the crankshaft 18.

圧力センサ１０２は、上記のようにシリンダヘッド２２の管路５３ａに設けることができる。圧力センサ１０２によって検出された燃焼室内の圧力はエンジン状態推定部１１０へ入力される。   The pressure sensor 102 can be provided in the pipe line 53a of the cylinder head 22 as described above. The pressure in the combustion chamber detected by the pressure sensor 102 is input to the engine state estimation unit 110.

なお、圧力センサ１０２は、より簡易な方法として、後付け、または外付けのセンサとしてもよい。例えば、圧力センサ１０２は、燃焼室内の燃焼圧がシリンダヘッドボルトに作用する力に基づくセンサとしてもよい。より具体的には、シリンダヘッド２２をエンジンフレーム２０に対して締結するシリンダヘッドボルトに圧力センサ１０２を設けてもよい。シリンダヘッドボルトのボルトのナットとシリンダヘッドの間に、圧力センサ１０２であるロードワッシャを配置する。ロードワッシャには、シリンダヘッドの締め付け時に加えられる軸力と、気筒内圧を受けて発生する軸力が作用する。このロードワッシャに作用する力は、気筒内圧と良好な相関を有することが分かっており、気筒内圧を直接測定するのではなく、気筒の外部に設けたロードワッシャにより気筒内圧を測定することが可能である。   The pressure sensor 102 may be a retrofitted or external sensor as a simpler method. For example, the pressure sensor 102 may be a sensor based on the force that the combustion pressure in the combustion chamber acts on the cylinder head bolt. More specifically, the pressure sensor 102 may be provided on a cylinder head bolt that fastens the cylinder head 22 to the engine frame 20. A load washer, which is the pressure sensor 102, is arranged between the nut of the cylinder head bolt and the cylinder head. The load washer is subjected to an axial force applied when the cylinder head is tightened and an axial force generated by receiving the cylinder internal pressure. It is known that the force acting on this load washer has a good correlation with the cylinder internal pressure, and it is possible to measure the cylinder internal pressure with a load washer provided outside the cylinder instead of directly measuring the cylinder internal pressure. It is.

また、圧力センサ１０２としての歪みゲージを用いてもよい。圧力センサ１０２として用いる歪みゲージは、シリンダヘッドボルトの軸部に装着することが好適である。歪みゲージは、エンジンフレーム２０と、シリンダヘッド２２の間の隙間に対応して装着される。しかし、シリンダヘッドボルトの延びを適切に検出できる位置であれば、どこに装着されても良く、例えばシリンダヘッド２２内のボルト軸部に装着されてもよい。シリンダヘッドボルトの伸びに作用する力は、気筒内圧と良好な相関を有していることが分かっており、気筒内圧を直接測定するのではなく、気筒の外部に設けた歪みゲージより気筒内圧を測定することが可能である。ロードワッシャ型、歪みゲージ型のいずれも、気筒の外部に装着可能であるため、副燃料系としてコモンレールシステムを後付けする場合や、故障時や寿命時の取り替えがボルトの脱着だけで簡単にできる。また、ボルトの緩みや締め付けトルクが不足した場合に、異常が検出可能となる。   Further, a strain gauge as the pressure sensor 102 may be used. The strain gauge used as the pressure sensor 102 is preferably attached to the shaft portion of the cylinder head bolt. The strain gauge is attached in correspondence with the gap between the engine frame 20 and the cylinder head 22. However, it may be mounted anywhere as long as the extension of the cylinder head bolt can be properly detected. For example, the cylinder head bolt may be mounted on a bolt shaft portion in the cylinder head 22. It has been found that the force acting on the elongation of the cylinder head bolt has a good correlation with the cylinder internal pressure, and instead of directly measuring the cylinder internal pressure, the cylinder internal pressure is determined by a strain gauge provided outside the cylinder. It is possible to measure. Since both the load washer type and the strain gauge type can be installed outside the cylinder, it is easy to install a common rail system as an auxiliary fuel system later, or to replace it at the time of failure or at the end of its life by simply removing and attaching bolts. Further, when the bolt is loose or the tightening torque is insufficient, an abnormality can be detected.

圧力センサ１０２は、各気筒に設けることができ、また代表となる１つまたは複数の気筒に対応して設けることもできる。気筒配置がＶ型の機関であれば、左右のバンクにそれぞれ１つの圧力センサを設けることができる。気筒ごとに圧力センサを設けた場合、噴射条件の制御も気筒ごとに行うことができる。また、Ｖ型のバンクごとなど、いくつかの気筒ごとに圧力センサを設けた場合、バンクごと、その気筒群ごとに噴射制御を行うこともできる。圧力センサ１０２により検出された気筒内圧に基づき、エンジン状態推定部１１０において、内燃機関の運転状態を推定する。   The pressure sensor 102 can be provided in each cylinder, and can also be provided corresponding to one or more representative cylinders. If the cylinder arrangement is a V-type engine, one pressure sensor can be provided in each of the left and right banks. When a pressure sensor is provided for each cylinder, the injection conditions can also be controlled for each cylinder. Further, when a pressure sensor is provided for each of several cylinders, such as for each V-type bank, injection control can be performed for each bank and each cylinder group. Based on the cylinder internal pressure detected by the pressure sensor 102, the engine state estimation unit 110 estimates the operating state of the internal combustion engine.

排気ガスセンサ１０４は、内燃機関の排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、スモーク、粒子状物質（ＰＭ）、全炭化水素(ＴＨＣ)等を検出するセンサである。これらは個別に設けることも組み合わせて設けることもできる。排気ガスセンサ１０４は、排気管３４以外に各気筒に設けることができ、また代表となる１つまたは複数の気筒に対応して設けることもできる。排気ガスセンサ１０４からの出力信号はエンジン状態推定部１１０へ送られ、エンジン状態推定部１１０において排気ガスの性状に応じて内燃機関の運転状態を推定する。   The exhaust gas sensor 104 is a sensor that detects nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO), smoke, particulate matter (PM), total hydrocarbons (THC), and the like in the exhaust gas of the internal combustion engine. These can be provided individually or in combination. The exhaust gas sensor 104 can be provided in each cylinder other than the exhaust pipe 34, and can also be provided corresponding to one or more representative cylinders. The output signal from the exhaust gas sensor 104 is sent to the engine state estimation unit 110, and the engine state estimation unit 110 estimates the operating state of the internal combustion engine according to the properties of the exhaust gas.

エンジン状態推定部１１０は、排気ガスの性状、着火時期、図示平均有効圧、最高気筒内圧の少なくとも一つの情報に基づき、内燃機関における燃焼状態について推定を行う。例えば、主燃料の燃料噴射時期を変化させたときに圧力センサ１０２によって気筒内圧を検出することで、最高気筒内圧、図示平均有効圧を算出でき、また気筒内圧から求めた熱発生率から、着火時期を推定することができる。熱発生率から着火時期の推定を行うに当たり、あるサイクルの最大値と最低値より定められる閾値を用いて推定を行うことができる。例えば、熱発生率の最大値と最小値の差の１０％を最小値に加算した値を閾値とし、あるサイクルにおいて、この値を超えたときを、そのサイクルの着火時期とすることができる。   The engine state estimation unit 110 estimates the combustion state in the internal combustion engine based on at least one information of the exhaust gas property, ignition timing, indicated mean effective pressure, and maximum cylinder internal pressure. For example, by detecting the cylinder pressure by the pressure sensor 102 when the fuel injection timing of the main fuel is changed, the maximum cylinder pressure and the indicated mean effective pressure can be calculated, and the ignition rate is calculated from the heat generation rate obtained from the cylinder pressure. The time can be estimated. In estimating the ignition timing from the heat generation rate, the estimation can be performed using a threshold value determined from the maximum value and the minimum value of a certain cycle. For example, a value obtained by adding 10% of the difference between the maximum value and the minimum value of the heat generation rate to the minimum value is set as a threshold value, and when this value is exceeded in a certain cycle, the ignition timing of the cycle can be set.

また、エンジン状態推定部１１０は、排気ガスの性状に応じて内燃機関の燃焼状態を推定する。内燃機関の負荷に対して排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、スモーク及び全炭化水素（ＴＨＣ）の濃度が変化する。スモークは、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）の量に対応する。すなわち、エンジン状態推定部１１０は、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、スモーク及び全炭化水素（ＴＨＣ）の測定値の少なくとも一つを排気ガスセンサ１０４から受けて、受け取った測定値から内燃機関の燃焼状態を推定する。この推定された内燃機関の燃焼状態又は窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、スモーク及び全炭化水素（ＴＨＣ）の測定値自体に応じて、主燃料及び副燃料の噴射時期、噴射圧力、噴射量（噴射燃料比）等の噴射条件を制御する。   Moreover, the engine state estimation part 110 estimates the combustion state of an internal combustion engine according to the property of exhaust gas. The concentration of nitrogen oxide (NOx), carbon monoxide (CO), smoke and total hydrocarbons (THC) in the exhaust gas changes with respect to the load of the internal combustion engine. Smoke corresponds to the amount of particulate matter (PM) in the exhaust gas. That is, the engine state estimation unit 110 receives from the exhaust gas sensor 104 at least one of measured values of nitrogen oxide (NOx), carbon monoxide (CO), smoke, and total hydrocarbons (THC) in the exhaust gas, The combustion state of the internal combustion engine is estimated from the received measurement values. Depending on the estimated combustion state of the internal combustion engine or the measured values of nitrogen oxide (NOx), carbon monoxide (CO), smoke and total hydrocarbons (THC) themselves, the injection timing of main fuel and sub fuel, the injection Control injection conditions such as pressure and injection amount (injection fuel ratio).

エンジン状態推定部１１０は、このようにして得られた排気ガスの性状、着火時期、図示平均有効圧、最高気筒内圧等のパラメータ、燃料の性状、圧力センサ１０２の検出値及び排気ガスセンサ１０４の検出値等の運転条件に基づいて主燃料及び副燃料の噴射時期、噴射圧力、噴射量（噴射燃料比）等の噴射条件を制御するためのデータをシステム制御部１１４へ出力する。   The engine state estimator 110 determines the characteristics of the exhaust gas thus obtained, the ignition timing, the parameters such as the indicated mean effective pressure, the maximum cylinder internal pressure, the characteristics of the fuel, the detection value of the pressure sensor 102, and the detection of the exhaust gas sensor 104. Data for controlling injection conditions such as injection timing, injection pressure, injection amount (injected fuel ratio) of the main fuel and sub fuel based on operating conditions such as values is output to the system control unit 114.

一方、ディーゼル機関１０の運転条件は、運転操作盤１２０に入力された条件に基づき定められ、これに基づき前述のエンジン状態推定部１１０および各センサによる検出値をフィードバックしてシステム制御部１１４によりディーゼル機関１０が制御される。   On the other hand, the operating conditions of the diesel engine 10 are determined based on the conditions input to the driving operation panel 120. Based on this, the detected values of the engine state estimating unit 110 and each sensor are fed back, and the system control unit 114 supplies the diesel engine 10 with a diesel engine. The engine 10 is controlled.

運転操作盤１２０には、ディーゼル機関１０の始動・停止を行う運転スイッチ１２２、出力レベルを制御するスロットルレバー１２４が備えられ、また燃料の種類や搭載量、排気ガス等に関する規制値、運転モードを入力する条件設定部１２６を備える。燃料の種類としては、重油、軽油、廃食油、ＬＣＯ（分解軽質軽油）、バイオ燃料としての菜種油、パーム油やバイオディーゼル油、又はこれらの混合燃料やＧＴＬ（Ｇａｓ Ｔｏ Ｌｉｑｕｉｄ）、ＤＭＥ（ジメチルエーテル）等が想定されており、それぞれの代表的な性状が予め記憶されている。また、主燃料と副燃料にそれぞれにどの種類の燃料を使用するか、設定することができる。また、排気ガス規制値（ＮＯｘ規制、ＣＯ規制、スモーク規制、ＳＯｘ規制、ＣＯ２排出量規制）等の設定をすることができる。さらに、環境を重視する設定（環境モード）とするか、燃費を重視する設定（エコモード）とするかの運転モードの選択も行うことができる。 The operation panel 120 is provided with an operation switch 122 for starting / stopping the diesel engine 10 and a throttle lever 124 for controlling the output level, and the regulation value and operation mode for the type and amount of fuel, exhaust gas, etc. An input condition setting unit 126 is provided. Fuel types include heavy oil, light oil, waste cooking oil, LCO (decomposed light gas oil), rapeseed oil as biofuel, palm oil and biodiesel oil, or mixed fuels thereof, GTL (Gas To Liquid), DME (dimethyl ether) Etc., and representative characteristics of each are stored in advance. In addition, it is possible to set which kind of fuel is used for each of the main fuel and the sub fuel. Further, exhaust gas regulation values (NOx regulation, CO regulation, smoke regulation, SOx regulation, CO 2 emission amount regulation) and the like can be set. Furthermore, it is also possible to select an operation mode for setting to place importance on the environment (environment mode) or setting to place importance on fuel consumption (eco mode).

操作者によりこれらの操作、入力がなされ、運航条件算出部１２８にて、これらの条件に適した、運航条件が算出される。具体的には、主燃料及び副燃料の比率、燃料の性状（セタン価、発熱量）、排気温度目標値、効率の目標値、負荷条件等の算出を行う。   These operations and inputs are made by the operator, and the operation condition calculation unit 128 calculates operation conditions suitable for these conditions. Specifically, the ratio of main fuel and auxiliary fuel, fuel properties (cetane number, calorific value), exhaust temperature target value, efficiency target value, load condition, etc. are calculated.

また、ＧＰＳ１３０を搭載し、ＧＰＳ（全地球測位システム）情報、レーダ情報等に基づき現在の位置を取得し、これも合わせて運航条件を算出してもよい。ＧＰＳまたはレーダにより、陸からの距離、目的地からの方位や距離、航行時の目標物との位置関係を取得することができ、これらに応じた運航条件を算出することができる。例えば、現在位置が港湾内、陸地から近い位置であれば、排気ガス浄化を優先した運転モード（環境モード）とし、外洋であれば、燃費を優先した運転モード（エコモード）とするようにできる。   Further, the GPS 130 may be installed, the current position may be acquired based on GPS (Global Positioning System) information, radar information, and the like, and the operation conditions may be calculated together with the current position. The distance from the land, the azimuth and distance from the destination, and the positional relationship with the target at the time of navigation can be acquired by GPS or radar, and the operation conditions according to these can be calculated. For example, if the current position is in a harbor or near the land, the operation mode (environment mode) prioritizing exhaust gas purification can be used, and if it is the open ocean, the operation mode (eco mode) can be prioritized for fuel efficiency. .

運航条件算出部１２８により算出された運航条件に基づき、運転条件設定部１１２において、ディーゼル機関１０の運転条件がシステム制御部１１４に設定される。この設定された条件に基づきシステム制御部１１４によって主燃料及び副燃料の噴射時期、噴射圧力、噴射量（噴射燃料比）等の噴射条件の制御が実行される。   Based on the operation condition calculated by the operation condition calculation unit 128, the operation condition setting unit 112 sets the operation condition of the diesel engine 10 in the system control unit 114. Based on the set conditions, the system control unit 114 controls injection conditions such as the injection timing, injection pressure, and injection amount (injected fuel ratio) of the main fuel and the auxiliary fuel.

特に、本実施の形態では、主燃料の主噴射と異なるタイミングで副燃料の副噴射を行う制御を行う。すなわち、主燃料の主噴射と異なるタイミングで副燃料のプレ噴射及び第２の噴射を行う。   In particular, in the present embodiment, control for performing sub-injection of sub fuel at a timing different from that of main injection of main fuel is performed. That is, the secondary fuel pre-injection and the second injection are performed at timings different from the main fuel main injection.

以下、図７及び図８のフローチャートを参照して、燃費を優先した運転モード（エコモード）での燃料噴射の制御について説明する。すなわち、運転操作盤１２０から燃費を優先した運転モード（エコモード）に設定され、又は、ＧＰＳ１３０により燃費を優先した運転モード（エコモード）に設定された場合について説明する。   Hereinafter, the fuel injection control in the operation mode (eco mode) giving priority to fuel efficiency will be described with reference to the flowcharts of FIGS. That is, the case where the driving mode (eco mode) giving priority to fuel consumption is set from the driving operation panel 120 or the driving mode (eco mode) giving priority to fuel consumption is set by the GPS 130 will be described.

以下の処理では、第１のアシスト噴射であるプレ噴射で初期燃焼を改善し、排ガス中の一酸化炭素やスモーク濃度を低減し、その後、主噴射又は第２の噴射で窒素酸化物（ＮＯｘ）排出量や燃費を制御する。   In the following processing, the initial combustion is improved by the pre-injection that is the first assist injection, the concentration of carbon monoxide and smoke in the exhaust gas is reduced, and then the nitrogen oxide (NOx) in the main injection or the second injection. Control emissions and fuel consumption.

ステップＳ１０では、プレ噴射の制御のための初期設定が行われる。ここでは、運転操作盤１２０から操作者により少なくとも熱発生率の勾配の基準値及びプレ噴射の噴射量が設定される。熱発生率の勾配の基準値及びプレ噴射の噴射量は、プレ噴射による一酸化炭素（ＣＯ）及びスモークの濃度の低減の指標として用いられる。また、ＧＰＳ１３０により得られる現在位置から、その地域に対して規制上限として定められている一酸化炭素（ＣＯ）及びスモークの濃度から導かれる熱発生率の勾配の基準値及びプレ噴射の噴射量を設定するものとしてもよい。この場合、条件設定部１２６のメモリに各地域に対する一酸化炭素（ＣＯ）及びスモークの排出量の上限値から決定される熱発生率の勾配の基準値及びプレ噴射の噴射量のマップを予め登録しておき、ＧＰＳ１３０から得られる現在位置に相当する熱発生率の勾配の基準値を読み出せばよい。このとき、熱発生率の勾配が一定であったとしても、プレ噴射における噴射量によって一酸化炭素（ＣＯ）及びスモークの濃度は増減する。そこで、一酸化炭素（ＣＯ）及びスモークの排出量が低減されるように、熱発生率の勾配の基準値と共にプレ噴射が最適な範囲内となるような噴射量も同時に設定される。   In step S10, initial setting for pre-injection control is performed. Here, at least the reference value of the gradient of the heat release rate and the pre-injection injection amount are set by the operator from the operation control panel 120. The reference value of the gradient of the heat release rate and the injection amount of the pre-injection are used as an index for reducing the concentration of carbon monoxide (CO) and smoke by the pre-injection. Further, from the current position obtained by the GPS 130, the reference value of the gradient of the heat release rate and the injection amount of the pre-injection derived from the concentration of carbon monoxide (CO) and smoke determined as the upper limit of regulation for the area are set. It may be set. In this case, a map of the reference value of the gradient of the heat release rate determined from the upper limit value of the carbon monoxide (CO) and smoke emission amount for each region and the map of the pre-injection injection amount is registered in advance in the memory of the condition setting unit 126. In addition, the reference value of the gradient of the heat generation rate corresponding to the current position obtained from the GPS 130 may be read. At this time, even if the gradient of the heat generation rate is constant, the concentrations of carbon monoxide (CO) and smoke increase or decrease depending on the injection amount in the pre-injection. Therefore, an injection amount that allows the pre-injection to be within an optimum range is set at the same time as the reference value of the gradient of the heat release rate so that the emission amount of carbon monoxide (CO) and smoke is reduced.

また、プレ噴射の副燃料の噴射圧（コモンレール圧）、燃料噴射量（噴射期間）及び燃料噴射タイミングの初期値を設定する。本実施の形態では、副燃料の噴射圧（コモンレール圧）及び燃料噴射タイミングは固定値に設定し、燃料噴射量（噴射期間）は制御の最小値に設定される。ここでは、例えば、副燃料の噴射圧（コモンレール圧）は１５０ＭＰａとし、燃料噴射タイミングはクランク角度の上死点から２０°前に設定することが好適である。また、燃料噴射量（噴射期間）の制御の最小値は例えば０に設定することが好適である。   In addition, the initial value of the sub fuel injection pressure (common rail pressure), the fuel injection amount (injection period), and the fuel injection timing of the pre-injection is set. In the present embodiment, the injection pressure (common rail pressure) of the auxiliary fuel and the fuel injection timing are set to fixed values, and the fuel injection amount (injection period) is set to the minimum value of control. Here, for example, the injection pressure (common rail pressure) of the auxiliary fuel is preferably 150 MPa, and the fuel injection timing is preferably set 20 ° before the top dead center of the crank angle. Further, the minimum value of control of the fuel injection amount (injection period) is preferably set to 0, for example.

なお、主噴射の噴射条件の初期値も設定される。主噴射の噴射条件は、運航条件算出部１２８にて予め設定された主燃料及び副燃料の比率、燃料の性状（セタン価、発熱量）、排気温度目標値、効率の目標値、負荷条件等に基づいて設定される。例えば、主燃料及び副燃料の比率、燃料の性状（セタン価、ＣＣＡＩ、発熱量）、排気温度目標値、効率の目標値、負荷条件の組み合わせに対して主燃料の噴射量（噴射期間）、主燃料の噴射圧及びクランク角度に対する主噴射の噴射タイミングを予め定めた主噴射データベースを登録しておき、システム制御部１１４にて現在の主燃料及び副燃料の比率、燃料の性状（セタン価、ＣＣＡＩ、発熱量）、排気温度目標値、効率の目標値、負荷等の条件に対応する値を読み出して設定すればよい。これにより、設定された条件において主燃料の噴射が行われる。なお、これらの設定は後述の主燃料の噴射又は副燃料の第２の噴射の制御では変更してもよい。   An initial value of the injection condition for main injection is also set. The injection conditions of the main injection include the ratio of main fuel and auxiliary fuel, fuel properties (cetane number, calorific value), exhaust temperature target value, efficiency target value, load condition, etc. set in advance by the operation condition calculation unit 128 Is set based on For example, the ratio of main fuel and auxiliary fuel, fuel properties (cetane number, CCAI, calorific value), exhaust temperature target value, efficiency target value, main fuel injection amount (injection period) for a combination of load conditions, A main injection database in which the injection timing of the main injection with respect to the injection pressure of the main fuel and the crank angle is registered in advance is registered, and the system controller 114 determines the current ratio of the main fuel and the auxiliary fuel, the properties of the fuel (cetane number, The values corresponding to conditions such as CCAI, heat generation), exhaust temperature target value, efficiency target value, load, etc. may be read and set. Thereby, the main fuel is injected under the set conditions. These settings may be changed in the control of the main fuel injection or the secondary fuel second injection described later.

ステップＳ１２では、プレ噴射の制御が行われる。プレ噴射の制御は、システム制御部１１４によって行われる。プレ噴射の制御としては、副燃料の噴射圧（コモンレール圧）、燃料噴射量（噴射期間）及び燃料噴射タイミングの制御が挙げられる。本実施の形態では、副燃料の噴射圧力及び噴射タイミングは固定し、副燃料供給弁６４を開いている期間（噴射期間）を制御し、燃料噴射量を変更するものとする。   In step S12, pre-injection control is performed. The pre-injection is controlled by the system control unit 114. The pre-injection control includes control of the injection pressure (common rail pressure) of the auxiliary fuel, the fuel injection amount (injection period), and the fuel injection timing. In the present embodiment, the injection pressure and injection timing of the auxiliary fuel are fixed, the period during which the auxiliary fuel supply valve 64 is open (injection period) is controlled, and the fuel injection amount is changed.

ここでは、システム制御部１１４は、副燃料の噴射量（噴射期間）を現在値より大きくする。具体的には、副燃料供給弁６４を開いている期間（噴射期間）を現在値より予め定められた変更ステップ（指定変更量）分だけ大きくする等の処理とすればよい。噴射期間が短いと燃料の供給配管内の圧力が高くなるだけで実際に燃料が噴射されない状態となり、プレ噴射における一酸化炭素（ＣＯ）及びスモークの濃度の低減効果が得られない。そこで、噴射期間を繰り返し大きくすることによって、燃料圧が燃料噴射弁２６の開弁圧力以上になると初めて燃料が噴射され、これによって燃焼初期の熱発生率の勾配は急激に改善され、排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）及びスモークの濃度を低減させることができる。このとき、副燃料が噴射される状態であるが、副燃料の噴射量はできるだけ少ないことが好ましい。   Here, the system control unit 114 increases the injection amount (injection period) of the auxiliary fuel from the current value. More specifically, the period during which the auxiliary fuel supply valve 64 is open (injection period) may be increased from the current value by a predetermined change step (designated change amount). If the injection period is short, the pressure in the fuel supply pipe only increases, and fuel is not actually injected, and the effect of reducing the concentration of carbon monoxide (CO) and smoke in the pre-injection cannot be obtained. Therefore, by repeatedly increasing the injection period, the fuel is injected only when the fuel pressure becomes equal to or higher than the opening pressure of the fuel injection valve 26, and as a result, the gradient of the heat generation rate at the initial stage of combustion is rapidly improved, The concentration of carbon monoxide (CO) and smoke can be reduced. At this time, although the auxiliary fuel is being injected, it is preferable that the injection amount of the auxiliary fuel is as small as possible.

また、着火性の悪い燃料を使用している場合、着火が遅くなり、プレ噴射の噴射量のみの制御では十分に効果が得られない場合がある。このような場合、さらにプレ噴射の噴射タイミングを変更する制御を行うことが好適である。ここでは、システム制御部１１４は、噴射タイミングを現時点より早める制御を行う。具体的には、副燃料供給弁６４を開くタイミングを現在値より予め定められた変更ステップ（指定クランク角度）分だけ早める等の処理とすればよい。これにより、一回のプレ噴射における副燃料の噴射による排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）及びスモークの濃度をより低減させることができる。なお、プレ噴射の噴射タイミングを早める代りに、主噴射のタイミングを遅らせて、プレ噴射と主噴射との間隔を広げることによって同様の効果を得ることもできる。   Further, when a fuel with poor ignitability is used, ignition is delayed, and there may be a case where a sufficient effect cannot be obtained by controlling only the injection amount of the pre-injection. In such a case, it is preferable to perform control for changing the injection timing of the pre-injection. Here, the system control unit 114 performs control to advance the injection timing from the current time. Specifically, a process of opening the auxiliary fuel supply valve 64 by a predetermined change step (designated crank angle) from the current value may be performed. Thereby, the concentration of carbon monoxide (CO) and smoke in the exhaust gas due to the injection of the auxiliary fuel in one pre-injection can be further reduced. Note that the same effect can be obtained by delaying the main injection timing and widening the interval between the pre-injection and the main injection instead of advancing the injection timing of the pre-injection.

ステップＳ１４では、現在のプレ噴射の制御条件下における熱発生率の勾配が取得される。熱発生率は圧力センサ１０２によって取得される気筒内圧から求めることができる。システム制御部１１４は、圧力センサ１０２から現在の気筒内圧を取得し、クランク角度の変化量（時間変化量）に対する熱発生率の変化量を熱発生率の勾配として算出する。   In step S14, the gradient of the heat release rate under the current pre-injection control conditions is acquired. The heat generation rate can be obtained from the cylinder internal pressure acquired by the pressure sensor 102. The system control unit 114 acquires the current in-cylinder pressure from the pressure sensor 102, and calculates the amount of change in heat generation rate relative to the amount of change in crank angle (time change amount) as the gradient of heat generation rate.

ステップＳ１６では、熱発生率の勾配が基準値以下であるか否かが判定される。システム制御部１１４は、ステップＳ１４で算出された熱発生率の勾配がステップＳ１０で設定された熱発生率の勾配の基準値以下であればプレ噴射の制御処理を終了し、そうでなければステップＳ１２へ処理を戻し、ステップＳ１２以降の処理を繰り返す。   In step S16, it is determined whether or not the gradient of the heat generation rate is equal to or less than a reference value. The system control unit 114 ends the pre-injection control process if the heat generation rate gradient calculated in step S14 is equal to or less than the reference value of the heat generation rate gradient set in step S10, and otherwise the step. The process is returned to S12, and the processes after step S12 are repeated.

このようなプレ噴射の制御により、図１０に示すように、内燃機関（ディーゼル機関１０）の気筒内での燃焼の立ち上がりが滑らかになる。また、熱発生率の変化が緩やかになり、プレ噴射を行わない場合に比べて熱発生率の振動が低減する。これにより、一酸化炭素（ＣＯ）及びスモークの濃度が低減される。特に、熱発生率の測定は排ガスの性状を測定するよりもデータの取得を迅速に行うことができ、熱発生率の勾配を用いることによりプレ噴射を迅速に制御することができる。   By such pre-injection control, as shown in FIG. 10, the rise of combustion in the cylinder of the internal combustion engine (diesel engine 10) becomes smooth. Further, the change in the heat generation rate becomes gradual, and the vibration of the heat generation rate is reduced as compared with the case where the pre-injection is not performed. This reduces the concentration of carbon monoxide (CO) and smoke. In particular, the measurement of the heat generation rate can acquire data more quickly than the measurement of the properties of the exhaust gas, and the pre-injection can be controlled quickly by using the gradient of the heat generation rate.

なお、熱発生率の勾配を用いて制御することに代えて、排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）及びスモークの濃度を直接監視して制御を行ってもよい。   Instead of controlling using the gradient of heat generation rate, the control may be performed by directly monitoring the concentrations of carbon monoxide (CO) and smoke in the exhaust gas.

この場合、ステップＳ１０では、運転操作盤１２０から操作者により少なくとも排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）及びスモークの上限値の排出量の上限値が設定される。また、ＧＰＳ１３０により得られる現在位置から、その地域に対して規制上限として定められている一酸化炭素（ＣＯ）及びスモークの排出量の上限値を設定するものとしてもよい。この場合、条件設定部１２６のメモリに各地域に対する一酸化炭素（ＣＯ）及びスモークの排出量の上限値のマップを予め登録しておけばよい。ステップＳ１４では、現在の一酸化炭素（ＣＯ）及びスモークの濃度を取得する。排気中の一酸化炭素（ＣＯ）及びスモークの濃度は、排気ガスセンサ１０４により測定され、エンジン状態推定部１１０を介してシステム制御部１１４へ入力される。ステップＳ１６では、一酸化炭素（ＣＯ）及びスモークの濃度が排出量の上限値以下であるか否かが判定される。システム制御部１１４は、ステップＳ１４で取得された一酸化炭素（ＣＯ）及びスモークの濃度がステップＳ１０で設定された一酸化炭素（ＣＯ）及びスモークの排出量の上限値以下であればプレ噴射の制御処理を終了し、そうでなければステップＳ１２へ処理を戻し、ステップＳ１２以降の処理を繰り返す。   In this case, in step S10, an upper limit value of at least carbon monoxide (CO) and smoke upper limit values in the exhaust gas is set by the operator from the operation control panel 120. Moreover, it is good also as what sets the upper limit of the emission amount of carbon monoxide (CO) and smoke determined as a restriction | limiting upper limit with respect to the area from the present position obtained by GPS130. In this case, a map of the upper limit values of carbon monoxide (CO) and smoke emissions for each region may be registered in advance in the memory of the condition setting unit 126. In step S14, the current carbon monoxide (CO) and smoke concentrations are obtained. The concentrations of carbon monoxide (CO) and smoke in the exhaust gas are measured by the exhaust gas sensor 104 and input to the system control unit 114 via the engine state estimation unit 110. In step S16, it is determined whether or not the concentrations of carbon monoxide (CO) and smoke are equal to or lower than the upper limit value of the emission amount. The system control unit 114 performs pre-injection if the concentration of carbon monoxide (CO) and smoke acquired in step S14 is equal to or less than the upper limit of the carbon monoxide (CO) and smoke emissions set in step S10. The control process ends, otherwise, the process returns to step S12, and the processes after step S12 are repeated.

また、予め燃料の着火性（例えばセタン価等）が判明している場合は、その性状に合わせて燃料噴射量や燃料噴射のタイミングを設定するようにしてもよい。例えば、着火性の良い燃料の場合はクランク角度の上死点から１５°前にプレ噴射を行い、着火性がより悪い燃料の場合は上死点から２５°前のプレ噴射を行う。また、主噴射のタイミングを変えてもよい。   Further, when the ignitability of fuel (for example, cetane number) is known in advance, the fuel injection amount and fuel injection timing may be set in accordance with the properties. For example, in the case of fuel with good ignitability, pre-injection is performed 15 ° before the top dead center of the crank angle, and in the case of fuel with poor ignitability, pre-injection 25 ° before top dead center is performed. Further, the timing of main injection may be changed.

第１のアシスト噴射であるプレ噴射で初期燃焼の改善処理が終了すると、続いて、主燃料の噴射と副燃料の第２の噴射の制御が行われる。第２の噴射の制御は、主噴射の噴射開始時期以降であれば、主燃料の噴射による主燃料の燃焼期間で行ってもよいし、主燃料の燃焼期間後に副燃料の第２の噴射を行ってもよい。本実施の形態では、主燃料の噴射による燃焼期間中に第２の噴射を行って制御するものとして説明を行う。   When the improvement process of the initial combustion is completed by the pre-injection which is the first assist injection, the control of the main fuel injection and the secondary fuel second injection is subsequently performed. The control of the second injection may be performed during the main fuel combustion period by the main fuel injection after the main fuel injection start timing, or after the main fuel combustion period, the secondary fuel second injection is performed. You may go. In the present embodiment, a description will be given on the assumption that the second injection is performed and controlled during the combustion period of the main fuel injection.

ステップＳ２０では、初期設定が行われる。ここでは、運転操作盤１２０から操作者により少なくとも窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量の上限値が設定される。また、ＧＰＳ１３０により得られる現在位置から、その位置に対して規制上限として定められている窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量の上限値を設定するものとしてもよい。   In step S20, initial setting is performed. Here, an upper limit value of at least nitrogen oxide (NOx) emission amount is set by the operator from the operation control panel 120. Moreover, it is good also as what sets the upper limit of discharge | emission amount of the nitrogen oxide (NOx) defined as a control upper limit with respect to the position from the current position acquired by GPS130.

ステップＳ２２では、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度が取得される。排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度は、排気ガスセンサ１０４により測定され、エンジン状態推定部１１０を介してシステム制御部１１４へ入力される。   In step S22, the concentration of nitrogen oxide (NOx) in the exhaust is acquired. The concentration of nitrogen oxide (NOx) in the exhaust is measured by the exhaust gas sensor 104 and input to the system control unit 114 via the engine state estimation unit 110.

ステップＳ２４では、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度が上限値を超えず、上限値に最も近づいたか否かを判定する。この判定処理は、システム制御部１１４において行われる。システム制御部１１４は、例えば、後述のステップＳ２６において窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度がステップＳ２０で設定された上限値を超えたと判断され、さらにステップＳ２８におけるプレ噴射の制御によって再び上限値以下となった場合に窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度が上限値に最も近づいたと判定する。また、ステップＳ２０で設定された上限値から所定の基準範囲分だけ小さい基準値を設定し、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度が基準値以上上限値以下となった場合に窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度が上限値に最も近づいたと判定してもよい。   In step S24, it is determined whether or not the concentration of nitrogen oxide (NOx) does not exceed the upper limit value and has approached the upper limit value. This determination process is performed in the system control unit 114. For example, the system control unit 114 determines that the concentration of nitrogen oxide (NOx) has exceeded the upper limit value set in step S20 in step S26, which will be described later, and further decreases to the upper limit value or less again by the pre-injection control in step S28. When it becomes, it determines with the density | concentration of nitrogen oxide (NOx) approaching the upper limit most. In addition, a reference value that is smaller than the upper limit value set in step S20 by a predetermined reference range is set, and when the concentration of nitrogen oxide (NOx) is greater than the reference value and less than or equal to the upper limit value, nitrogen oxide (NOx) It may be determined that the density of the toner is closest to the upper limit value.

窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度が上限値を超えず、上限値に最も近づいたと判定された場合にはステップＳ３２へ処理を移行させ、そうでない場合にはステップＳ２６へ処理を移行させる。   If it is determined that the concentration of nitrogen oxide (NOx) does not exceed the upper limit value and is closest to the upper limit value, the process proceeds to step S32; otherwise, the process proceeds to step S26.

ステップＳ２６では、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度が上限値を超えたか否かが判定される。システム制御部１１４は、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度が上限値を超えていればステップＳ２８へ処理を移行させ、そうでなければステップＳ３０へ処理を移行させる。   In step S26, it is determined whether or not the concentration of nitrogen oxide (NOx) exceeds an upper limit value. If the concentration of nitrogen oxide (NOx) exceeds the upper limit value, the system control unit 114 shifts the process to step S28, and if not, shifts the process to step S30.

ステップＳ２８では、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を低減させるように主燃料の噴射の制御を行う。ここでは、システム制御部１１４は、主燃料の噴射タイミングを現在値より遅らせる。具体的には、燃料噴射弁２６を開くタイミングを現在値より予め定められた変更ステップ（指定時間）分だけ遅くする。これにより、主燃料の噴射タイミングが遅れ、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を低減させることができる。   In step S28, the main fuel injection is controlled so as to reduce the concentration of nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas. Here, the system control unit 114 delays the injection timing of the main fuel from the current value. Specifically, the timing for opening the fuel injection valve 26 is delayed by a predetermined change step (specified time) from the current value. Thereby, the injection timing of the main fuel is delayed, and the concentration of nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas can be reduced.

ステップＳ３０では、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を増加させるように主燃料の噴射の制御を行う。ここでは、システム制御部１１４は、主燃料の噴射タイミングを現在値より早める。具体的には、燃料噴射弁２６を開くタイミングを現在値より予め定められた変更ステップ（指定時間）分だけ早くする。これにより、主燃料の噴射タイミングが早まり、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を増加させることができる。   In step S30, the main fuel injection is controlled so as to increase the concentration of nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas. Here, the system control unit 114 advances the injection timing of the main fuel from the current value. Specifically, the timing for opening the fuel injection valve 26 is set earlier than the current value by a predetermined change step (specified time). Thereby, the injection timing of the main fuel is advanced, and the concentration of nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas can be increased.

なお、主燃料の噴射タイミングの代りに、副燃料の第２の噴射の噴射圧（コモンレール圧）、副燃料の噴射タイミング及び副燃料の噴射量の少なくとも１つを制御するものとしてもよい。副燃料の第２の噴射の噴射圧（コモンレール圧）を制御する場合、ステップＳ２８では第２の噴射の噴射圧を高くし、ステップＳ３０では第２の噴射の噴射圧を低くする。副燃料の噴射タイミングを制御する場合、ステップＳ２８ではタイミングを遅らせ、ステップＳ３０ではタイミングを早める。副燃料の噴射量を制御する場合、ステップＳ２８では副燃料の噴射量を増加し、ステップＳ３０では副燃料の噴射量を低減させる。このとき、制御対象以外は適切な量において固定しておけばよい。   Instead of the main fuel injection timing, at least one of the second fuel injection pressure (common rail pressure), the sub fuel injection timing, and the sub fuel injection amount may be controlled. When controlling the injection pressure (common rail pressure) of the second injection of the auxiliary fuel, the injection pressure of the second injection is increased in step S28, and the injection pressure of the second injection is decreased in step S30. When controlling the injection timing of the auxiliary fuel, the timing is delayed in step S28, and the timing is advanced in step S30. When controlling the injection amount of the auxiliary fuel, the injection amount of the auxiliary fuel is increased in step S28, and the injection amount of the auxiliary fuel is reduced in step S30. At this time, other than the control target, it may be fixed in an appropriate amount.

ステップＳ２４〜Ｓ３０の処理を繰り返すことによって、上限値を超えず、上限値に最も近づいた窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度となるように主燃料の噴射（又は副燃料の第２の噴射）が制御された状態となる。   By repeating the processes of steps S24 to S30, the injection of the main fuel (or the second injection of the auxiliary fuel) is performed so that the concentration of nitrogen oxide (NOx) that is closest to the upper limit value without exceeding the upper limit value. It becomes a controlled state.

ステップＳ３２では、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を増加させない条件下において主燃料の噴射の制御が行われる。ここでは、システム制御部１１４は、主燃料の噴射タイミングを現在値より遅らせる。具体的には、燃料噴射弁２６を開くタイミングを現在値より予め定められた変更ステップ（指定時間）分だけ遅くする。これにより、低負荷率でのエンジン運転等において燃費を向上させることができる可能性がある。   In step S32, the main fuel injection is controlled under conditions where the concentration of nitrogen oxides (NOx) is not increased. Here, the system control unit 114 delays the injection timing of the main fuel from the current value. Specifically, the timing for opening the fuel injection valve 26 is delayed by a predetermined change step (specified time) from the current value. Thereby, there is a possibility that fuel efficiency can be improved in engine operation or the like at a low load factor.

ステップＳ３４では、燃費のデータが取得される。出力センサ５３ｃによりエンジンの出力値（パワー値）及び流量センサ１０６，１０８により燃料の噴射量（主燃料及び副燃料の噴射量）が測定され、システム制御部１１４へ入力される。システム制御部１１４は、燃料の噴射量に対するエンジンの出力値の割合（エンジンの出力値／燃料の噴射量）から熱効率を算出する。ここで、熱効率を算出する前の現在値Ａを前回の熱効率の値Ａ０に代入し、新たに算出された熱効率を現在値Ａに代入する。   In step S34, fuel consumption data is acquired. The output value (power value) of the engine is measured by the output sensor 53c, and the fuel injection amounts (main fuel and auxiliary fuel injection amounts) are measured by the flow rate sensors 106 and 108, and input to the system control unit 114. The system control unit 114 calculates the thermal efficiency from the ratio of the engine output value to the fuel injection amount (engine output value / fuel injection amount). Here, the current value A before calculating the thermal efficiency is substituted into the previous thermal efficiency value A0, and the newly calculated thermal efficiency is substituted into the current value A.

ステップＳ３６では、前回の判定時に比べて燃費（熱効率）が向上したか否かが判定される。システム制御部１１４は、前回の熱効率の値Ａ０と現在の値Ａとを比較し、現在値Ａの方が大きければステップＳ３２に処理を戻し、前回の熱効率の値Ａ０の方が大きければ、前回の熱効率の値Ａ０の状態となるように制御したうえで処理を終了する。このように、ステップＳ３２〜Ｓ３６の処理を繰り返すことにより、主燃料の噴射（又は副燃料の第２の噴射）の条件が最適化されて燃費（熱効率）が向上される。   In step S36, it is determined whether or not fuel efficiency (thermal efficiency) has been improved as compared to the previous determination. The system control unit 114 compares the previous thermal efficiency value A0 with the current value A. If the current value A is larger, the process returns to step S32. If the previous thermal efficiency value A0 is larger, The process is terminated after controlling to be in the state of the thermal efficiency value A0. As described above, by repeating the processes of steps S32 to S36, the conditions of the main fuel injection (or the second injection of the auxiliary fuel) are optimized, and the fuel consumption (thermal efficiency) is improved.

なお、ステップＳ３２においても、主燃料の噴射タイミングの代りに、副燃料の第２の噴射の噴射圧（コモンレール圧）、副燃料の噴射タイミング及び副燃料の噴射量の少なくとも１つを制御するものとしてもよい。例えば、副燃料の第２の噴射の噴射圧を高くする、副燃料の噴射タイミングを遅らせる、副燃料の噴射量を増加する、のいずれかの処理を行えばよい。このとき、制御対象となる量以外は固定しておけばよい。   In step S32, instead of the main fuel injection timing, at least one of the injection pressure (common rail pressure) of the secondary fuel injection, the secondary fuel injection timing, and the secondary fuel injection amount is controlled. It is good. For example, one of the processes of increasing the injection pressure of the second injection of the auxiliary fuel, delaying the injection timing of the auxiliary fuel, and increasing the injection amount of the auxiliary fuel may be performed. At this time, other than the amount to be controlled may be fixed.

このようにして、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を基準値を超えない範囲で近づけた状態において燃費を最良化することができる。   Thus, fuel consumption can be optimized in a state where the concentration of nitrogen oxide (NOx) is close within a range not exceeding the reference value.

なお、ステップＳ２０〜Ｓ３０の処理において、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度の代りに最高筒内圧に基づいて制御を行うものとしてもよい。最高筒内圧は排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度と相関関係があるので、圧力センサ１０２で取得できる最高筒内圧が上限値を超えず、上限値に最も近づく状態となるように主燃料の噴射（又は、副燃料の第２の噴射）を制御すればよい。例えば、排気ガスセンサ１０４が設けられていない場合等に有効である。また、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を測定するためには時間が掛かるので、より測定に時間が掛からない最高筒内圧を用いることで制御の時間を短縮することができる。   In the processing of steps S20 to S30, control may be performed based on the maximum in-cylinder pressure instead of the concentration of nitrogen oxide (NOx). Since the maximum in-cylinder pressure has a correlation with the concentration of nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas, the main fuel is such that the maximum in-cylinder pressure that can be acquired by the pressure sensor 102 does not exceed the upper limit value and is closest to the upper limit value. (Or the second injection of sub fuel) may be controlled. For example, this is effective when the exhaust gas sensor 104 is not provided. Further, since it takes time to measure the concentration of nitrogen oxide (NOx), the control time can be shortened by using the maximum in-cylinder pressure that does not take much time for measurement.

また、ステップＳ３２〜Ｓ３６の処理において、燃費の代りに排気温度に基づいて制御を行うものとしてもよい。排気温度は燃費と相関関係があるので、温度センサ５３ｂで取得できる排気温度に基づいて主燃料の噴射（又は、副燃料の第２の噴射）を制御すればよい。例えば、出力センサ５３ｃが設けられていない場合等に有効である。また、燃費を測定及び算出するためには時間が掛かるので、より測定に時間が掛からない排気温度を用いることで制御の時間を短縮することができる。   Moreover, in the process of step S32-S36, it is good also as what controls based on exhaust temperature instead of a fuel consumption. Since the exhaust gas temperature has a correlation with the fuel consumption, the main fuel injection (or the secondary fuel second injection) may be controlled based on the exhaust gas temperature that can be acquired by the temperature sensor 53b. For example, this is effective when the output sensor 53c is not provided. In addition, since it takes time to measure and calculate the fuel consumption, the control time can be shortened by using the exhaust temperature that does not take much time for measurement.

＜変形例＞
上記処理におけるステップＳ２０〜Ｓ３６の代りに、以下のようにディーゼル機関１０の筒内圧を目標の波形に近づける処理としてもよい。本実施の形態における変形例について図９のフローチャートを参照して説明する。 <Modification>
Instead of steps S20 to S36 in the above process, the in-cylinder pressure of the diesel engine 10 may be approximated to a target waveform as follows. A modification of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

ステップＳ４０では、ディーゼル機関１０の筒内圧の目標波形が設定される。目標波形は、ディーゼル機関１０のクランク角度に対する筒内圧の変化として設定される。本変形例において、目標波形は、ディーゼル機関１０の排気ガス中の窒化酸化物（ＮＯｘ）を基準値以下にしつつ、燃費（燃料の噴射量／エンジンの出力値）を最良とする運転モード（エコモード）に応じて設定されるものとする。目標波形は、ディーゼル機関１０が搭載される船舶等の運転状況（船舶の種類、負荷、運転地域等）に応じて予め定められ、運転条件算出部１２８のメモリ等に登録しておけばよい。システム制御部１１４は、運転状況に応じた目標波形を読み出して設定する。   In step S40, a target waveform of the in-cylinder pressure of the diesel engine 10 is set. The target waveform is set as a change in the in-cylinder pressure with respect to the crank angle of the diesel engine 10. In this modified example, the target waveform is an operation mode (eco-mode) that optimizes the fuel consumption (fuel injection amount / engine output value) while keeping the nitrided oxide (NOx) in the exhaust gas of the diesel engine 10 below the reference value. Mode). The target waveform may be determined in advance according to the operation status of the ship or the like on which the diesel engine 10 is mounted (the type of ship, load, operation region, etc.), and may be registered in the memory or the like of the operation condition calculation unit 128. The system control unit 114 reads and sets the target waveform corresponding to the driving situation.

ステップＳ４２では、所定のクランク角度におけるディーゼル機関１０の現在の筒内圧を測定して取得する。ディーゼル機関１０の筒内圧は、圧力センサ１０２により測定することができる。システム制御部１１４は、ディーゼル機関１０の所定のクランク角度における現在のディーゼル機関１０の筒内圧を圧力センサ１０２から取得する。   In step S42, the current in-cylinder pressure of the diesel engine 10 at a predetermined crank angle is measured and acquired. The in-cylinder pressure of the diesel engine 10 can be measured by the pressure sensor 102. The system control unit 114 acquires the current in-cylinder pressure of the diesel engine 10 at the predetermined crank angle of the diesel engine 10 from the pressure sensor 102.

ここで、所定のクランク角度は、主燃料の燃焼期間における任意のクランク角度であればよい。特に、所定のクランク角度は、主燃料の燃焼期間において筒内圧が最高となるクランク角度とすることが好適である。すなわち、主燃料の燃焼期間において筒内圧が最高となるクランク角度においてディーゼル機関１０の筒内圧の現在値を取得することが好適である。または、少なくとも主燃料の燃焼期間に亘ってディーゼル機関１０の筒内圧を測定しておき、その中から最高筒内圧を抽出してもよい。   Here, the predetermined crank angle may be an arbitrary crank angle during the combustion period of the main fuel. In particular, the predetermined crank angle is preferably a crank angle at which the in-cylinder pressure becomes maximum during the combustion period of the main fuel. That is, it is preferable to acquire the current value of the in-cylinder pressure of the diesel engine 10 at the crank angle at which the in-cylinder pressure becomes maximum during the main fuel combustion period. Alternatively, the in-cylinder pressure of the diesel engine 10 may be measured at least over the combustion period of the main fuel, and the maximum in-cylinder pressure may be extracted therefrom.

ステップＳ４４では、ステップＳ４２で測定されたディーゼル機関１０の現在の筒内圧が目標波形における値から所定の基準範囲内にあるか、基準範囲より大きいか小さいかが判定される。システム制御部１１４は、ステップＳ４２の所定のクランク角度における目標波形における筒内圧を中心値として、その上下に所定の圧力範囲を設定し、その範囲を所定の基準範囲とする。そして、システム制御部１１４は、ステップＳ４２で測定されたディーゼル機関１０の現在の筒内圧が設定した基準範囲より大きければステップＳ４６へ処理を移行させ、小さければステップＳ４８へ処理を移行させる。また、基準範囲内にあれば処理を終了させる。   In step S44, it is determined whether the current in-cylinder pressure of the diesel engine 10 measured in step S42 is within a predetermined reference range from the value in the target waveform, or larger or smaller than the reference range. The system control unit 114 sets a predetermined pressure range above and below the in-cylinder pressure in the target waveform at the predetermined crank angle in step S42 as a center value, and sets the range as a predetermined reference range. Then, the system control unit 114 shifts the process to step S46 if the current in-cylinder pressure of the diesel engine 10 measured in step S42 is larger than the set reference range, and shifts the process to step S48 if smaller. If it is within the reference range, the process is terminated.

ステップＳ４６では、現時点より筒内圧を低下させるように主燃料の噴射の制御が行われる。ここでは、システム制御部１１４は、主燃料の噴射タイミングを変更する処理が行われる。具体的には、燃料噴射弁２６を開くタイミングを現在値より予め定められた変更ステップ（指定時間）分だけ遅くする。   In step S46, the main fuel injection is controlled so as to lower the in-cylinder pressure from the present time. Here, the system control unit 114 performs a process of changing the injection timing of the main fuel. Specifically, the timing for opening the fuel injection valve 26 is delayed by a predetermined change step (specified time) from the current value.

ステップＳ４８では、現時点より筒内圧を増加させるように主燃料の噴射の制御が行われる。ここでは、システム制御部１１４は、主燃料の噴射タイミングを変更する処理が行われる。具体的には、燃料噴射弁２６を開くタイミングを現在値より予め定められた変更ステップ（指定時間）分だけ進める。   In step S48, the main fuel injection is controlled so as to increase the in-cylinder pressure from the present time. Here, the system control unit 114 performs a process of changing the injection timing of the main fuel. Specifically, the timing for opening the fuel injection valve 26 is advanced by a predetermined change step (specified time) from the current value.

なお、主燃料の噴射タイミングの代りに、副燃料の第２の噴射の噴射圧（コモンレール圧）、副燃料の噴射タイミング及び副燃料の噴射量の少なくとも１つを制御するものとしてもよい。副燃料の第２の噴射の噴射圧（コモンレール圧）を制御する場合、ステップＳ４６では第２の噴射の噴射圧を高くし、ステップＳ４８では第２の噴射の噴射圧を低くする。副燃料の噴射タイミングを制御する場合、ステップＳ４６ではタイミングを遅らせ、ステップＳ４８ではタイミングを早める。副燃料の噴射量を制御する場合、ステップＳ４６では副燃料の噴射量を増加し、ステップＳ４８では副燃料の噴射量を低減させる。このとき、制御対象以外は適切な量において固定しておけばよい。   Instead of the main fuel injection timing, at least one of the second fuel injection pressure (common rail pressure), the sub fuel injection timing, and the sub fuel injection amount may be controlled. When controlling the injection pressure (common rail pressure) of the second injection of the auxiliary fuel, the injection pressure of the second injection is increased in step S46, and the injection pressure of the second injection is decreased in step S48. When controlling the injection timing of the auxiliary fuel, the timing is delayed in step S46, and the timing is advanced in step S48. When controlling the injection amount of the auxiliary fuel, the injection amount of the auxiliary fuel is increased in step S46, and the injection amount of the auxiliary fuel is reduced in step S48. At this time, other than the control target, it may be fixed in an appropriate amount.

このようにして、ステップＳ４２において測定されたディーゼル機関１０の現在の筒内圧が目標波形における値から所定の基準範囲内となるまでステップＳ４２〜Ｓ４８の処理が繰り返される。   In this way, the processes in steps S42 to S48 are repeated until the current in-cylinder pressure of the diesel engine 10 measured in step S42 falls within a predetermined reference range from the value in the target waveform.

図１１は、上記処理を行った具体例を示す。図１１のスタートの波形から主噴射の噴射タイミングを変更する。このとき、目標波形が最大筒内圧となるクランク角度における筒内圧を測定し、その筒内圧が目標波形の最大筒内圧に近づくようにステップ１からステップ３へと徐々に主噴射の噴射タイミングを変更する。これにより、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を基準値に近づけた状態において燃費を最良化することができる。   FIG. 11 shows a specific example in which the above processing is performed. The injection timing of the main injection is changed from the start waveform in FIG. At this time, the cylinder pressure at the crank angle at which the target waveform becomes the maximum cylinder pressure is measured, and the injection timing of the main injection is gradually changed from step 1 to step 3 so that the cylinder pressure approaches the maximum cylinder pressure of the target waveform. To do. Thereby, fuel consumption can be optimized in a state where the concentration of nitrogen oxide (NOx) is close to the reference value.

なお、本実施の形態では、燃費を重視する設定（エコモード）における主燃料及び副燃料の噴射の制御について説明したが、環境を重視する設定（環境モード）においても同様に制御を行うことができる。環境を重視する設定（環境モード）では、燃費を所定値以下になるような条件で、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を最小となるように主燃料（又は副燃料の第２の噴射）を制御すればよい。また、環境を重視する設定（環境モード）に適した筒内圧の目標波形を設定し、その目標波形に近づけるように主燃料（又は副燃料の第２の噴射）を制御すればよい。   In the present embodiment, the control of the injection of the main fuel and the auxiliary fuel in the setting that emphasizes the fuel consumption (eco mode) has been described. However, the same control can be performed in the setting that emphasizes the environment (environment mode). it can. In the environment-oriented setting (environment mode), the main fuel (or the second injection of sub fuel) is set so that the nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas is minimized under the condition that the fuel consumption becomes a predetermined value or less. Can be controlled. In addition, a target waveform of in-cylinder pressure suitable for a setting that places importance on the environment (environment mode) may be set, and the main fuel (or the second injection of sub fuel) may be controlled so as to approach the target waveform.

また、副燃料をプレ噴射する際には、主燃料の噴射前に副燃料を噴射するタイミングを主燃料の噴射時のクランク角度に対して所定範囲内に設定するとよい。すなわち、副燃料をプレ噴射する際に主燃料の噴射に対応するクランク角度に対して所定範囲内に設定することによって、内燃機関のノッキングを抑制することができ、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、スモーク及び全炭化水素（ＴＨＣ）等の濃度を抑制することができる。これらにより、ノッキング振動の抑制による聴感的な騒音の低減やスモークの抑制による視覚的な黒煙の低減等が図れる。   In addition, when pre-injecting auxiliary fuel, the timing of injecting auxiliary fuel before injection of main fuel may be set within a predetermined range with respect to the crank angle at the time of main fuel injection. That is, when the auxiliary fuel is pre-injected, by setting the crank angle corresponding to the main fuel injection within a predetermined range, knocking of the internal combustion engine can be suppressed, and nitrogen oxide (NOx), Concentrations of carbon oxide (CO), smoke, total hydrocarbons (THC) and the like can be suppressed. As a result, it is possible to reduce audible noise by suppressing knocking vibration and to reduce visual black smoke by suppressing smoke.

ここで、副燃料を噴射するタイミングは、副燃料の着火限界のクランク角度から主燃料の噴射時のクランク角度の範囲とするとよい。着火限界のクランク角度を超え副燃料の噴射を早く行い過ぎると筒内圧が不足して着火しなかったり、着火しても主燃料の着火前に燃え尽きたりしてしまう。一般的なディーゼル機関では、クランク角度の上死点を０°（３６０°）としてクランク角度が−２５°から主燃料の噴射時のクランク角度までの範囲で副燃料を噴射するとさらによい。すなわち、クランク角度が上死点に到達する２５°前から主燃料を噴射するまでの間に副燃料をプレ噴射するとよい。所定範囲は、例えば、クランク角度において上死点に対して−２５°から−１５°までの範囲である。   Here, the timing of injecting the auxiliary fuel may be in the range of the crank angle at the time of main fuel injection from the crank angle at the ignition limit of the auxiliary fuel. If the crank angle of the ignition limit is exceeded and the auxiliary fuel is injected too quickly, the in-cylinder pressure will be insufficient and will not ignite, or even if ignited, it will burn out before the main fuel is ignited. In a typical diesel engine, it is further preferable to inject auxiliary fuel in a range from a crank angle of −25 ° to a crank angle at the time of main fuel injection, with the top dead center of the crank angle being 0 ° (360 °). That is, the auxiliary fuel may be pre-injected before the main fuel is injected from 25 ° before the crank angle reaches top dead center. The predetermined range is, for example, a range from −25 ° to −15 ° with respect to the top dead center at the crank angle.

図１２は、副燃料のプレ噴射のタイミング（クランク角度）と窒素酸化物（ＮＯｘ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の排出濃度との関係を解析した結果を示す。図１２の横軸は上死点を０°（３６０°）として副燃料のプレ噴射のタイミングをクランク角度で示し、縦軸は窒素酸化物（ＮＯｘ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の排出濃度を示す。また、図１２において、棒グラフが窒素酸化物（ＮＯｘ）及び折れ線グラフが一酸化炭素（ＣＯ）の排出濃度を示す。副燃料のプレ噴射のタイミングは上死点前４０°（−４０°と示す）から上死点前１０°（−１０°と示す）までの範囲とした。また、解析に使用した燃料はセタン価３０とし、エンジン負荷率は２５％とした。また、以下の説明では、主燃料の噴射のタイミングは上死点前１０°（−１０°と示す）とした。   FIG. 12 shows a result of analyzing the relationship between the pre-injection timing (crank angle) of the auxiliary fuel and the exhaust concentrations of nitrogen oxide (NOx) and carbon monoxide (CO). The horizontal axis of FIG. 12 shows the top fuel dead point at 0 ° (360 °) and the timing of pre-injection of the auxiliary fuel as a crank angle, and the vertical axis shows the emission concentrations of nitrogen oxide (NOx) and carbon monoxide (CO). Show. Further, in FIG. 12, the bar graph shows the emission concentration of nitrogen oxide (NOx) and the line graph shows the carbon monoxide (CO) emission concentration. The timing of the auxiliary fuel pre-injection was in the range from 40 ° before top dead center (shown as −40 °) to 10 ° before top dead center (shown as −10 °). The fuel used for the analysis was a cetane number of 30 and the engine load factor was 25%. In the following description, the timing of main fuel injection is 10 ° before top dead center (denoted as −10 °).

図１２から、副燃料のプレ噴射のタイミングを上死点から−３０°から−１５°と−１０°との間とすることが好ましいが、上死点から−２５°から−１５°とすることによって、窒素酸化物（ＮＯｘ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の排出を抑制することができることがわかる。   From FIG. 12, it is preferable to set the timing of pre-injection of the auxiliary fuel between −30 ° to −15 ° and −10 ° from the top dead center, but from −25 ° to −15 ° from the top dead center. This shows that emission of nitrogen oxides (NOx) and carbon monoxide (CO) can be suppressed.

図１３〜図１６は、副燃料のプレ噴射のクランク角度に対する筒内圧、燃料噴射圧及び熱発生率の変化を示す。図１３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ副燃料のプレ噴射をしなかった場合及びクランク角度−１０°でした場合の結果を示す。図１４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ副燃料のプレ噴射をクランク角度−１５°及び−２０°でした場合の結果を示す。図１５（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ副燃料のプレ噴射をクランク角度−２５°及び−３０°でした場合の結果を示す。図１６（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ副燃料のプレ噴射をクランク角度−３５°及び−４０°でした場合の結果を示す。   13 to 16 show changes in the in-cylinder pressure, the fuel injection pressure, and the heat generation rate with respect to the crank angle of the auxiliary fuel pre-injection. FIGS. 13A and 13B show the results when the sub fuel is not pre-injected and when the crank angle is −10 °, respectively. FIGS. 14A and 14B show the results when the sub fuel pre-injection was performed at crank angles of −15 ° and −20 °, respectively. FIGS. 15A and 15B show the results when the sub fuel pre-injection was performed at crank angles of −25 ° and −30 °, respectively. FIGS. 16A and 16B show the results when the sub fuel pre-injection was performed at crank angles of −35 ° and −40 °, respectively.

副燃料のプレ噴射のクランク角度が早くなるにつれて、燃料噴射圧の上昇のタイミングも早くなる。また、副燃料のプレ噴射をクランク角度で−２５°から−１５°の範囲で行った場合には上死点（０°）付近において熱発生率の急激な上昇がみられない。一方、副燃料のプレ噴射を行わなかった場合、副燃料のプレ噴射をクランク角度で−１０°で行った場合及び−３５°と−４５°で行った場合では、上死点（０°）付近において熱発生率の急激な上昇がみられた。熱発生率の急激な上昇は、これらの結果から−１０°と−１５°との間、また−３０°を超えたクランク角度で発生するものと推定されるが、熱発生率の急激な上昇は内燃機関のノッキングを招くので、副燃料のプレ噴射はクランク角度で−２５°から−１５°の範囲で行うことが好ましい。   As the crank angle of the auxiliary fuel pre-injection becomes earlier, the timing for increasing the fuel injection pressure becomes earlier. Further, when the pre-injection of the auxiliary fuel is performed in a crank angle range of −25 ° to −15 °, no rapid increase in the heat generation rate is observed near the top dead center (0 °). On the other hand, when the secondary fuel pre-injection is not performed, when the secondary fuel pre-injection is performed at −10 ° as the crank angle, and at −35 ° and −45 °, the top dead center (0 °) A rapid increase in the heat generation rate was observed in the vicinity. From these results, it is estimated that the rapid increase in the heat generation rate occurs at a crank angle between −10 ° and −15 ° and more than −30 °. Causes knocking of the internal combustion engine, so that the pre-injection of the auxiliary fuel is preferably performed in the range of -25 ° to -15 ° in crank angle.

また、図１７は、燃料としてＣ重油を用いた場合の副燃料のプレ噴射のクランク角度と窒素酸化物（ＮＯｘ）及び全炭化水素（ＴＨＣ）の排出濃度との関係を示す。図１７の横軸は上死点を０°（３６０°）として副燃料のプレ噴射のタイミングをクランク角度で示し、縦軸は窒素酸化物（ＮＯｘ）及び全炭化水素（ＴＨＣ）の排出濃度を示す。また、図１７において、棒グラフが窒素酸化物（ＮＯｘ）及び折れ線グラフが全炭化水素（ＴＨＣ）の排出濃度を示す。また、図１８は、菜種油５０％及びＡ重油５０％の混合油を用いた場合の副燃料のプレ噴射のクランク角度（プレ噴射のタイミング）と窒素酸化物（ＮＯｘ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の排出濃度との関係を示す。図１８の横軸は上死点を０°（３６０°）として副燃料のプレ噴射のタイミングをクランク角度で示し、縦軸は窒素酸化物（ＮＯｘ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の排出濃度を示す。また、図１８において、棒グラフが窒素酸化物（ＮＯｘ）及び折れ線グラフが一酸化炭素（ＣＯ）の排出濃度を示す。   FIG. 17 shows the relationship between the crank angle of the secondary fuel pre-injection and the exhaust concentrations of nitrogen oxides (NOx) and total hydrocarbons (THC) when C heavy oil is used as the fuel. The horizontal axis of FIG. 17 indicates the top fuel dead point at 0 ° (360 °) and the timing of pre-injection of auxiliary fuel as a crank angle, and the vertical axis indicates the emission concentrations of nitrogen oxides (NOx) and total hydrocarbons (THC). Show. In FIG. 17, the bar graph indicates the emission concentration of nitrogen oxide (NOx) and the line graph indicates the total hydrocarbon (THC) emission concentration. FIG. 18 shows the crank angle (pre-injection timing) of the secondary fuel, nitrogen oxide (NOx), and carbon monoxide (CO) when the mixed oil of rapeseed oil 50% and A heavy oil 50% is used. It shows the relationship with the discharge concentration. The horizontal axis in FIG. 18 indicates the top fuel dead point as 0 ° (360 °) and the timing of the pre-injection of the auxiliary fuel as a crank angle, and the vertical axis indicates the emission concentrations of nitrogen oxide (NOx) and carbon monoxide (CO). Show. In FIG. 18, the bar graph shows the nitrogen oxide (NOx) and the line graph shows the carbon monoxide (CO) emission concentration.

図１７及び図１８に示されるように、副燃料のプレ噴射をクランク角度で−２５°から−１０°の範囲、特に−２５°から−１５°の範囲において窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、スモーク及び全炭化水素（ＴＨＣ）等の排出濃度を抑制することができる。   As shown in FIGS. 17 and 18, nitrogen oxide (NOx) and monoxide are pre-injected in the auxiliary fuel in the crank angle range of −25 ° to −10 °, particularly in the range of −25 ° to −15 °. Emission concentrations of carbon (CO), smoke and total hydrocarbons (THC) can be suppressed.

次に、図１９のフローチャートに沿って内燃機関の運転開始の初期において、副燃料の噴射量及び噴射のタイミング（プレ噴射クランク角度）の最適化処理について説明する。   Next, a process for optimizing the injection amount of auxiliary fuel and the injection timing (pre-injection crank angle) will be described along the flowchart of FIG.

ステップＳ５０では、初期設定が行われる。初期設定は、上記ステップＳ１０と同様に行うことができる。すなわち、運転操作盤１２０から操作者により少なくとも熱発生率の勾配の基準値及びプレ噴射の噴射量及び噴射タイミングの初期値が設定される。また、プレ噴射の副燃料の噴射圧（コモンレール圧）、主噴射の噴射条件の初期値も設定される。ステップＳ５２では、副燃料のプレ噴射の噴射量の調整処理を開始する。ここでは、副燃料のプレ噴射のタイミングをクランク角度で−２５°から−１５°の範囲内、例えば−２０°に固定し、副燃料の噴射量を所定のステップで増加させる。ステップＳ５４では、熱発生率の勾配を取得する。これは、上記ステップＳ１４と同様に行うことができる。ステップＳ５６では、熱発生率の勾配が基準値以下であるか否かが判定される。システム制御部１１４は、ステップＳ５４で算出された熱発生率の勾配がステップＳ５０で設定された熱発生率の勾配の基準値以下であればプレ噴射の噴射量の調整処理を終了し、そうでなければステップＳ５２へ処理を戻し、ステップＳ５２以降の処理を繰り返す。このようにして、まず副燃料のプレ噴射に適した噴射量を決定する。   In step S50, initialization is performed. The initial setting can be performed in the same manner as in step S10. That is, at least the reference value of the gradient of the heat release rate, the pre-injection injection amount, and the initial value of the injection timing are set by the operator from the operation control panel 120. In addition, the injection pressure (common rail pressure) of auxiliary fuel for pre-injection and the initial value of the injection conditions for main injection are also set. In step S52, the adjustment process of the injection amount of the auxiliary fuel pre-injection is started. Here, the auxiliary fuel pre-injection timing is fixed to a crank angle within a range of -25 ° to -15 °, for example, -20 °, and the injection amount of the auxiliary fuel is increased in a predetermined step. In step S54, the gradient of the heat release rate is acquired. This can be performed in the same manner as in step S14. In step S56, it is determined whether or not the gradient of the heat generation rate is equal to or less than a reference value. If the slope of the heat release rate calculated in step S54 is equal to or less than the reference value of the slope of the heat release rate set in step S50, the system control unit 114 ends the adjustment process for the injection amount of the pre-injection. If not, the process returns to step S52, and the processes after step S52 are repeated. In this way, first, an injection amount suitable for the pre-injection of the auxiliary fuel is determined.

ステップＳ５８では、副燃料のプレ噴射のタイミングの調整処理を開始する。ここでは、副燃料のプレ噴射の噴射量をステップＳ５６までの処理で決定した値に設定し、副燃料の噴射のタイミングを所定のステップで遅らせる（上死点に近づける）。このとき、副燃料のプレ噴射のタイミングは上死点から−２５°から−１５°の範囲で変化させる。ステップＳ６０では、熱発生率の勾配を取得する。これは、上記ステップＳ１４と同様に行うことができる。ステップＳ６２では、熱発生率の勾配が基準値以下であるか否かが判定される。システム制御部１１４は、ステップＳ６０で算出された熱発生率の勾配がステップＳ５０で設定された熱発生率の勾配の基準値以下であればステップＳ５８へ処理を戻し、ステップＳ５８以降の処理を繰り返し、そうでなければステップＳ６４へ処理を移行させる。ステップＳ６４では、プレ噴射のタイミングを１つ前のステップの値に戻す。このようにして、熱発生率の勾配が基準値以下となるタイミングであって、できるだけ上死点に近い副燃料のプレ噴射のタイミングに決定する。以上のように、副燃料のプレ噴射の噴射量及び噴射のタイミングを設定することができる。   In step S58, the adjustment process of the sub fuel pre-injection timing is started. Here, the injection amount of the auxiliary fuel pre-injection is set to the value determined in the process up to step S56, and the auxiliary fuel injection timing is delayed by a predetermined step (closer to the top dead center). At this time, the pre-injection timing of the auxiliary fuel is changed in a range of −25 ° to −15 ° from the top dead center. In step S60, the gradient of the heat release rate is acquired. This can be performed in the same manner as in step S14. In step S62, it is determined whether or not the gradient of the heat generation rate is equal to or less than a reference value. The system control unit 114 returns the process to step S58 if the gradient of the heat generation rate calculated in step S60 is equal to or less than the reference value of the gradient of the heat generation rate set in step S50, and repeats the processing after step S58. Otherwise, the process proceeds to step S64. In step S64, the pre-injection timing is returned to the value of the previous step. In this way, it is determined at the timing at which the gradient of the heat generation rate becomes equal to or less than the reference value and the pre-injection timing of the auxiliary fuel as close to the top dead center as possible. As described above, the injection amount and the injection timing of the pre-injection of the auxiliary fuel can be set.

なお、副燃料のプレ噴射の噴射量及び噴射のタイミングを決定する処理は上記処理に限定されるものでない。   In addition, the process which determines the injection quantity of pre-injection of sub fuel and the timing of injection is not limited to the said process.

副燃料のプレ噴射は内燃機関の負荷に応じて行ったり、停止させたりしてもよい。図２０は、内燃機関の負荷に対する窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出濃度の変化を示す。図２１は、内燃機関の負荷に対するスモークの排出濃度の変化を示す。図２２は、内燃機関の負荷に対する一酸化炭素（ＣＯ）の排出濃度の変化を示す。図２０〜図２２において、黒丸が副燃料のプレ噴射無し、白抜き丸が副燃料のプレ噴射有りを示す。   The pre-injection of the auxiliary fuel may be performed according to the load of the internal combustion engine or may be stopped. FIG. 20 shows the change in the nitrogen oxide (NOx) emission concentration with respect to the load of the internal combustion engine. FIG. 21 shows the change in smoke emission concentration with respect to the load of the internal combustion engine. FIG. 22 shows a change in the emission concentration of carbon monoxide (CO) with respect to the load of the internal combustion engine. 20 to 22, black circles indicate that no auxiliary fuel is pre-injected, and white circles indicate that auxiliary fuel is pre-injected.

なお、使用した内燃機関（エンジン）は、船用中速４ストロークディーゼル機関（３気筒、過給機付、最大出力２５７．４ｋＷ／４２０ｒｐｍ、ボア×ストローク：２３０ｍｍ×３８０ｍｍ、圧縮比１３：松井鉄工所製）である。また、燃料はＬＣＯ（分解軽質軽油）を用いた。副燃料のプレ噴射は上死点前２０°（−２０°）で行った。   The internal combustion engine used was a medium-speed 4-stroke diesel engine (3 cylinders, with supercharger, maximum output 257.4 kW / 420 rpm, bore x stroke: 230 mm x 380 mm, compression ratio 13: Matsui Iron Works Made). Further, LCO (decomposed light diesel oil) was used as the fuel. The secondary fuel pre-injection was performed at 20 ° (−20 °) before top dead center.

図２０〜図２２に示されるように、内燃機関の負荷率が７５％以上となると窒素酸化物（ＮＯｘ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の排出濃度はプレ噴射を行わない方が低くなり、スモークの排出濃度はプレ噴射を行った場合とほぼ変わりがなくなる。すなわち、内燃機関の負荷率が７５％未満では、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）及びスモークの排出濃度の低減効果があり、特に負荷率が５０％以下では低減効果が顕著となる。そこで、内燃機関の負荷率が７５％未満では副燃料のプレ噴射を実行し、それ以下ではプレ噴射を実行しないようにしてもよい。   As shown in FIG. 20 to FIG. 22, when the load factor of the internal combustion engine becomes 75% or more, the emission concentration of nitrogen oxide (NOx) and carbon monoxide (CO) becomes lower without pre-injection, and smoke The discharge concentration is almost the same as when pre-injection is performed. That is, when the load factor of the internal combustion engine is less than 75%, there is an effect of reducing the exhaust concentration of nitrogen oxide (NOx), carbon monoxide (CO) and smoke, and particularly when the load factor is 50% or less, the reduction effect is remarkable. Become. Therefore, pre-injection of auxiliary fuel may be executed when the load factor of the internal combustion engine is less than 75%, and pre-injection may not be executed below that.

以上の実施形態においては、船舶用のディーゼル機関に関連して説明したが、他の移動体、例えば鉄道車両、自動車等の内燃機関についても本発明を適用することができる。また、ディーゼル機関以外の間欠燃焼を行う機関（直噴式のオットー機関等）についても適用することができる。さらに、陸上に設置される発電システム等においても本発明を適用することができる。   In the above embodiment, although it demonstrated in relation to the diesel engine for ships, this invention is applicable also to other moving bodies, for example, internal combustion engines, such as a rail vehicle and a motor vehicle. The present invention can also be applied to an engine (such as a direct injection type Otto engine) that performs intermittent combustion other than a diesel engine. Furthermore, the present invention can be applied to a power generation system installed on land.

１０ ディーゼル機関、２６ 燃料噴射弁、４８ 燃料供給系、５０ 機械式燃料噴射ポンプ、５１ 逆止弁、５３ インジケータコック、５３ａ 管路、１０２ 圧力センサ、６０ コモンレール、６３ 逆止弁、６４ 副燃料供給弁、６５ 合流部、１０４ 排気ガスセンサ、１１０ エンジン状態推定部、１１２ 運転条件設定部、１１４ システム制御部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Diesel engine, 26 Fuel injection valve, 48 Fuel supply system, 50 Mechanical fuel injection pump, 51 Check valve, 53 Indicator cock, 53a Pipe line, 102 Pressure sensor, 60 Common rail, 63 Check valve, 64 Sub fuel supply Valve, 65 Junction unit, 104 Exhaust gas sensor, 110 Engine state estimation unit, 112 Operating condition setting unit, 114 System control unit.

Claims (22)

内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射装置であって、
主燃料を噴射する主燃料噴射手段と、
副燃料を噴射する副燃料噴射手段と、
前記主燃料の噴射前に前記副燃料を噴射すると共に、前記副燃料の噴射の初期燃焼の変化に基づき前記副燃料噴射手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする燃料噴射装置。 A fuel injection device for injecting fuel into a cylinder of an internal combustion engine,
Main fuel injection means for injecting main fuel;
Sub fuel injection means for injecting sub fuel;
Control means for injecting the auxiliary fuel before injection of the main fuel and controlling the auxiliary fuel injection means based on a change in initial combustion of the injection of the auxiliary fuel;
A fuel injection device comprising: 請求項１に記載の燃料噴射装置であって、
前記制御手段は、前記初期燃焼の変化に基づいて前記副燃料の噴射条件を制御することを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 1,
The fuel injection device according to claim 1, wherein the control means controls an injection condition of the auxiliary fuel based on a change in the initial combustion. 請求項１又は２に記載の燃料噴射装置であって、
前記気筒内の圧力を測定する圧力測定手段を備え、
前記制御手段は、前記初期燃焼の変化を前記圧力測定手段によって測定された前記気筒内の圧力を基に得られた熱発生率の立ち上がり勾配に基づいて定めることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 1 or 2,
Pressure measuring means for measuring the pressure in the cylinder,
The fuel injection device according to claim 1, wherein the control means determines the change in the initial combustion based on a rising gradient of a heat generation rate obtained based on the pressure in the cylinder measured by the pressure measuring means. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料噴射装置であって、
前記制御手段は、前記主燃料の噴射前に前記副燃料を噴射するタイミングを前記主燃料の噴射時のクランク角度に対して所定範囲内とすることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to any one of claims 1 to 3,
The fuel injection device according to claim 1, wherein the control means sets a timing at which the auxiliary fuel is injected before the main fuel is injected within a predetermined range with respect to a crank angle when the main fuel is injected. 請求項４に記載の燃料噴射装置であって、
前記副燃料を噴射するタイミングは、前記クランク角度において、前記副燃料の着火限界から前記主燃料の噴射時までの範囲であることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 4,
The fuel injection device according to claim 1, wherein the timing of injecting the auxiliary fuel is a range from the ignition limit of the auxiliary fuel to the time of injection of the main fuel at the crank angle. 請求項４又は５に記載の燃料噴射装置であって、
前記内燃機関の運転開始の初期において、前記制御手段は、前記副燃料の噴射量の最適化処理を行うことを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 4 or 5,
The fuel injection device according to claim 1, wherein the control means performs an optimization process of an injection amount of the auxiliary fuel at an initial stage of operation start of the internal combustion engine. 請求項４〜６のいずれか１項に記載の燃料噴射装置であって、
前記内燃機関の運転開始の初期において、前記制御手段は、前記副燃料を噴射するクランク角度の最適化処理を行うことを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to any one of claims 4 to 6,
The fuel injection device according to claim 1, wherein the control means performs a crank angle optimization process for injecting the auxiliary fuel at an initial stage of the start of operation of the internal combustion engine. 請求項４〜７のいずれか１項に記載の燃料噴射装置であって、
前記所定範囲は、前記クランク角度において上死点に対して−２５度から−１５度までの範囲であることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to any one of claims 4 to 7,
The fuel injection device according to claim 1, wherein the predetermined range is a range from -25 degrees to -15 degrees with respect to a top dead center at the crank angle. 内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射装置であって、
主燃料を噴射する主燃料噴射手段と、
副燃料を噴射する副燃料噴射手段と、
前記内燃機関の排ガス中の窒素酸化物の濃度を計測する窒素酸化物濃度計測手段と、
前記排ガス中の窒素酸化物濃度が窒素酸化物濃度限界値以下となるように前記主燃料噴射手段又は前記副燃料噴射手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする燃料噴射装置。 A fuel injection device for injecting fuel into a cylinder of an internal combustion engine,
Main fuel injection means for injecting main fuel;
Sub fuel injection means for injecting sub fuel;
Nitrogen oxide concentration measuring means for measuring the concentration of nitrogen oxide in the exhaust gas of the internal combustion engine;
Control means for controlling the main fuel injection means or the sub fuel injection means so that the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas is equal to or lower than the nitrogen oxide concentration limit value;
A fuel injection device comprising: 内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射装置であって、
主燃料を噴射する主燃料噴射手段と、
副燃料を噴射する副燃料噴射手段と、
前記気筒内の圧力を計測する気筒内圧力計測手段と、
前記気筒内圧力が気筒内圧力目標値となるように前記主燃料噴射手段又は前記副燃料噴射手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする燃料噴射装置。 A fuel injection device for injecting fuel into a cylinder of an internal combustion engine,
Main fuel injection means for injecting main fuel;
Sub fuel injection means for injecting sub fuel;
An in-cylinder pressure measuring means for measuring the pressure in the cylinder;
Control means for controlling the main fuel injection means or the sub fuel injection means so that the cylinder pressure becomes a cylinder pressure target value;
A fuel injection device comprising: 請求項１０に記載の燃料噴射装置であって、
前記制御手段は、前記気筒内圧力の最高気筒内圧力を前記気筒内圧力目標値に近づけるように前記主燃料噴射手段又は前記副燃料噴射手段を制御することを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 10,
The fuel injection device characterized in that the control means controls the main fuel injection means or the sub fuel injection means so that a maximum cylinder pressure of the cylinder pressure approaches a cylinder pressure target value. 請求項１１に記載の燃料噴射装置であって、
前記制御手段は、前記気筒内圧力と前記内燃機関のクランク角度との関係において、所定のクランク角度における前記気筒内圧力が前記気筒内圧力目標値に最も近づくように前記主燃料噴射手段又は前記副燃料噴射手段を制御することを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 11,
The control means is configured to cause the main fuel injection means or the sub-injection means so that the cylinder pressure at a predetermined crank angle is closest to the cylinder pressure target value in the relationship between the cylinder pressure and the crank angle of the internal combustion engine. A fuel injection device that controls fuel injection means. 請求項１２に記載の燃料噴射装置であって、
前記所定のクランク角度は、前記気筒内圧力目標値の最高気筒内圧力値におけるクランク角度であることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 12,
The fuel injection device according to claim 1, wherein the predetermined crank angle is a crank angle at a maximum cylinder pressure value of the cylinder pressure target value. 請求項９〜１３のいずれか１項に記載の燃料噴射装置であって、
前記内燃機関の燃料消費量を計測する燃料消費量計測手段と、
前記内燃機関の出力を導出する出力導出手段と、
をさらに備え、
前記燃料消費量と前記出力との関係に基づいて前記主燃料噴射手段又は前記副燃料噴射手段を制御することを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to any one of claims 9 to 13,
Fuel consumption measuring means for measuring the fuel consumption of the internal combustion engine;
Output deriving means for deriving the output of the internal combustion engine;
Further comprising
A fuel injection apparatus that controls the main fuel injection means or the sub fuel injection means based on a relationship between the fuel consumption and the output. 請求項９〜１４のいずれか１項に記載の燃料噴射装置であって、
前記内燃機関の排ガスの温度を計測する排ガス温度計測手段と、
をさらに備え、
前記排ガスの温度が最低となるように前記主燃料噴射手段又は前記副燃料噴射手段を制御することを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to any one of claims 9 to 14,
Exhaust gas temperature measuring means for measuring the temperature of the exhaust gas of the internal combustion engine;
Further comprising
The fuel injection device, wherein the main fuel injection means or the sub fuel injection means is controlled so that the temperature of the exhaust gas becomes a minimum. 請求項９〜１５にいずれか１項に記載の燃料噴射装置であって、
前記主燃料噴射手段による前記主燃料の噴射開始以降に前記副燃料噴射手段による前記副燃料の噴射を行うことを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to any one of claims 9 to 15,
A fuel injection apparatus, wherein the auxiliary fuel is injected by the auxiliary fuel injection means after the main fuel injection means starts the injection of the main fuel. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料噴射装置と、請求項９〜１６のいずれか１項に記載の燃料噴射装置と、を組み合わせたことを特徴とする燃料噴射装置。   A fuel injection device comprising a combination of the fuel injection device according to any one of claims 1 to 8 and the fuel injection device according to any one of claims 9 to 16. 請求項１６に記載の燃料噴射装置であって、
前記主燃料の噴射圧力と、前記副燃料の噴射圧力と、を異ならせたことを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 16, wherein
A fuel injection device characterized in that an injection pressure of the main fuel and an injection pressure of the sub fuel are made different. 請求項１〜１８のいずれか１項に記載の燃料噴射装置であって、
前記主燃料及び前記副燃料は、セタン価が４５以下又はＣＣＡＩが８１０以上の燃料であることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to any one of claims 1 to 18,
The fuel injection apparatus according to claim 1, wherein the main fuel and the sub fuel are fuels having a cetane number of 45 or less or a CCAI of 810 or more. 請求項１〜１９のいずれか１項に記載の燃料噴射装置であって、
前記内燃機関は、ディーゼル機関であり、
前記主燃料噴射手段は、機械的制御により前記主燃料を噴射し、
前記副燃料噴射手段は、加圧された燃料を蓄えるコモンレールを含む蓄圧部を有し、電気的制御により前記副燃料を噴射することを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to any one of claims 1 to 19,
The internal combustion engine is a diesel engine;
The main fuel injection means injects the main fuel by mechanical control,
The auxiliary fuel injection means has a pressure accumulating portion including a common rail for storing pressurized fuel, and injects the auxiliary fuel by electrical control. 請求項１〜２０のいずれか１項に記載の燃料噴射装置を搭載した陸舶産業用内燃機関。   An internal combustion engine for the land and marine industry equipped with the fuel injection device according to any one of claims 1 to 20. 請求項２１に記載の陸舶産業用内燃機関であって、
前記陸舶産業用内燃機関の低負荷時に前記副燃料を噴射することを特徴とする陸舶産業用内燃機関。 An internal combustion engine for land and marine industry according to claim 21,
An internal combustion engine for land and marine industry, wherein the auxiliary fuel is injected at a low load of the internal combustion engine for land and marine industry.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014227918A (en) * 2013-05-22 2014-12-08 三菱重工業株式会社 Ship sailing method, and ship sailing system
JP2016186259A (en) * 2015-03-27 2016-10-27 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 Controller of internal combustion engine and internal combustion engine for land and marine industry using the same
EP3441597A1 (en) * 2017-08-11 2019-02-13 Continental Automotive GmbH Control method and combustion engine
JP2019094906A (en) * 2015-03-27 2019-06-20 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 Control device of internal combustion engine, and internal combustion engine for land and marine industry using the same
CN110030102A (en) * 2018-01-12 2019-07-19 日本碍子株式会社 The method for controlling combustion and mobile engine system of mobile engine
CN110030104A (en) * 2018-01-12 2019-07-19 日本碍子株式会社 The method for controlling combustion and mobile engine system of mobile engine
JP2020148096A (en) * 2019-03-11 2020-09-17 株式会社Ihi engine

Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06159182A (en) * 1992-11-25 1994-06-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Dual fuel type injection system
JP2000054889A (en) * 1998-08-12 2000-02-22 Hitachi Ltd Engine combustion control device
JP2002138889A (en) * 2000-11-02 2002-05-17 Toyota Motor Corp Control device for vehicle and recording medium
JP2002327633A (en) * 2001-02-23 2002-11-15 Clean Air Partners Inc Gas-fueled compression ignition engine with maximized pilot ignition intensity and pilot fuel injection method
JP2003120392A (en) * 2001-10-19 2003-04-23 Toyota Motor Corp Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP2003148222A (en) * 2001-11-15 2003-05-21 Isuzu Motors Ltd Compression ignition type internal combustion engine
JP2004100566A (en) * 2002-09-09 2004-04-02 Toyota Motor Corp Fuel injection control device of internal combustion engine
US20050229903A1 (en) * 2002-09-09 2005-10-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device of internal combustion engine
JP2005290041A (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Idemitsu Kosan Co Ltd Fuel oil for diesel engine having multi-stage injection mechanism and diesel engine having multi-stage injection mechanism
JP2005320872A (en) * 2004-05-06 2005-11-17 Denso Corp Fuel injection system
JP2007071181A (en) * 2005-09-09 2007-03-22 Toyota Motor Corp Fuel supply device for internal combustion engine
US20070084435A1 (en) * 2005-10-13 2007-04-19 Honda Motor Co., Ltd Control system for internal combustion engine
JP2007187148A (en) * 2005-10-13 2007-07-26 Honda Motor Co Ltd Controller for internal combustion engine
JP2008111404A (en) * 2006-10-31 2008-05-15 Iseki & Co Ltd Diesel engine
US20080172169A1 (en) * 2007-01-17 2008-07-17 Denso Corporation Apparatus for controlling injection of fuel into engine and apparatus for controlling combustion in engine
JP2009007966A (en) * 2007-06-27 2009-01-15 Honda Motor Co Ltd Control device for internal combustion engine
US20090151697A1 (en) * 2007-06-27 2009-06-18 Honda Motor Co., Ltd. Control System for Internal Combustion Engine
JP2010100559A (en) * 2008-10-23 2010-05-06 Masao Ando Hair restoring method
JP2010133391A (en) * 2008-12-08 2010-06-17 National Maritime Research Institute Fuel injection device for coping with multiple kinds of fuel
JP2010270719A (en) * 2009-05-22 2010-12-02 National Maritime Research Institute Fuel injection device applicable to various fuels

Patent Citations (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06159182A (en) * 1992-11-25 1994-06-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Dual fuel type injection system
JP2000054889A (en) * 1998-08-12 2000-02-22 Hitachi Ltd Engine combustion control device
JP2002138889A (en) * 2000-11-02 2002-05-17 Toyota Motor Corp Control device for vehicle and recording medium
US20040098190A1 (en) * 2000-11-02 2004-05-20 Shigeki Nakayama Control apparatus for motor vehicle and storage meduim
JP2002327633A (en) * 2001-02-23 2002-11-15 Clean Air Partners Inc Gas-fueled compression ignition engine with maximized pilot ignition intensity and pilot fuel injection method
US20030024246A1 (en) * 2001-02-23 2003-02-06 Beck Niels J. Gas-fueled, compression ignition engine with maximized pilot ignition intensity
JP2003120392A (en) * 2001-10-19 2003-04-23 Toyota Motor Corp Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP2003148222A (en) * 2001-11-15 2003-05-21 Isuzu Motors Ltd Compression ignition type internal combustion engine
JP2004100566A (en) * 2002-09-09 2004-04-02 Toyota Motor Corp Fuel injection control device of internal combustion engine
US20050229903A1 (en) * 2002-09-09 2005-10-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device of internal combustion engine
JP2005290041A (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Idemitsu Kosan Co Ltd Fuel oil for diesel engine having multi-stage injection mechanism and diesel engine having multi-stage injection mechanism
JP2005320872A (en) * 2004-05-06 2005-11-17 Denso Corp Fuel injection system
JP2007071181A (en) * 2005-09-09 2007-03-22 Toyota Motor Corp Fuel supply device for internal combustion engine
US20070084435A1 (en) * 2005-10-13 2007-04-19 Honda Motor Co., Ltd Control system for internal combustion engine
JP2007187148A (en) * 2005-10-13 2007-07-26 Honda Motor Co Ltd Controller for internal combustion engine
JP2008111404A (en) * 2006-10-31 2008-05-15 Iseki & Co Ltd Diesel engine
US20080172169A1 (en) * 2007-01-17 2008-07-17 Denso Corporation Apparatus for controlling injection of fuel into engine and apparatus for controlling combustion in engine
JP2008175101A (en) * 2007-01-17 2008-07-31 Denso Corp Fuel injection control device and combustion equipment of engine
JP2009007966A (en) * 2007-06-27 2009-01-15 Honda Motor Co Ltd Control device for internal combustion engine
US20090151697A1 (en) * 2007-06-27 2009-06-18 Honda Motor Co., Ltd. Control System for Internal Combustion Engine
JP2010100559A (en) * 2008-10-23 2010-05-06 Masao Ando Hair restoring method
JP2010133391A (en) * 2008-12-08 2010-06-17 National Maritime Research Institute Fuel injection device for coping with multiple kinds of fuel
JP2010270719A (en) * 2009-05-22 2010-12-02 National Maritime Research Institute Fuel injection device applicable to various fuels

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014227918A (en) * 2013-05-22 2014-12-08 三菱重工業株式会社 Ship sailing method, and ship sailing system
JP2016186259A (en) * 2015-03-27 2016-10-27 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 Controller of internal combustion engine and internal combustion engine for land and marine industry using the same
JP2019094906A (en) * 2015-03-27 2019-06-20 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 Control device of internal combustion engine, and internal combustion engine for land and marine industry using the same
EP3441597A1 (en) * 2017-08-11 2019-02-13 Continental Automotive GmbH Control method and combustion engine
CN110030102A (en) * 2018-01-12 2019-07-19 日本碍子株式会社 The method for controlling combustion and mobile engine system of mobile engine
CN110030104A (en) * 2018-01-12 2019-07-19 日本碍子株式会社 The method for controlling combustion and mobile engine system of mobile engine
JP2019124140A (en) * 2018-01-12 2019-07-25 日本碍子株式会社 Combustion control method in engine for vehicle and engine system for vehicle
JP2019124141A (en) * 2018-01-12 2019-07-25 日本碍子株式会社 Combustion control method in engine for vehicle and engine system for vehicle
CN110030102B (en) * 2018-01-12 2023-01-10 日本碍子株式会社 Combustion control method for vehicle engine and vehicle engine system
CN110030104B (en) * 2018-01-12 2023-01-10 日本碍子株式会社 Combustion control method for vehicle engine and vehicle engine system
JP2020148096A (en) * 2019-03-11 2020-09-17 株式会社Ihi engine
JP7369532B2 (en) 2019-03-11 2023-10-26 株式会社三井E&S Du engine

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