(57)【要約】【課題】耐ノック性の向上のためのボイルオフガスを効率的に供給することができる天然ガスエンジンの制御装置を提供する。【解決手段】天然ガスエンジンの制御装置１００は、液化天然ガスを貯蔵する第１タンク２１と、ボイルオフガスを貯蔵する第２タンク２２と、ノックセンサ３の検出結果に基づいてノッキングを認識するノッキング認識部１２と、エンジンの回転数及びエンジンの負荷に基づいて、基準点火時期を算出する点火時期算出部１４と、エンジンの回転数、エンジンの負荷、及びノッキング認識部１２の認識結果に基づいて、燃料ガス供給量Ｑ１、及び、ボイルオフガス供給量Ｑ２を算出する燃料量算出部１３と、を備える。燃料量算出部１３は、ノッキング認識部１２でノッキングが認識された場合、基準点火時期からの進角量に応じて、燃料ガスに対するボイルオフガスの供給比率を当該ノッキングの認識前と比べて増加させる。【選択図】図１
2020056316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ガスを燃料とするエンジンの点火時期及び燃料供給を制御する天然ガスエンジンの制御装置であって、
液化天然ガスを貯蔵する第１タンクと、
前記第１タンクの前記液化天然ガスが自然気化して発生したボイルオフガスを貯蔵する第２タンクと、
前記エンジンに設けられたノックセンサの検出結果に基づいて、前記エンジンのノッキングを認識するノッキング認識部と、
前記エンジンの回転数及び前記エンジンの負荷に基づいて、前記点火時期の進角量の基準となる基準点火時期を算出する点火時期算出部と、
前記エンジンの回転数、前記エンジンの負荷、及び前記ノッキング認識部の認識結果に基づいて、前記第１タンクの前記液化天然ガスを気化させて生成した燃料ガスの前記エンジンへの供給量、及び、前記第２タンクの前記ボイルオフガスの前記エンジンへの供給量を算出する燃料量算出部と、を備え、
前記燃料量算出部は、前記ノッキング認識部でノッキングが認識された場合、前記基準点火時期からの前記進角量に応じて、前記燃料ガスに対する前記ボイルオフガスの供給比率を当該ノッキングの認識前と比べて増加させる、天然ガスエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記点火時期算出部は、前記ノッキング認識部でノッキングが認識されていない場合、及び、前記ノッキング認識部によるノッキングの認識に応じて前記燃料量算出部により前記供給比率が増加された場合、前記進角量を増加させる、請求項１記載の天然ガスエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記燃料量算出部は、
前記エンジンの負荷が所定の負荷閾値以上の高負荷運転状態において前記ノッキング認識部でノッキングが認識された場合、当該ノッキングの認識前と比べて前記供給比率を増加させ、
前記エンジンの負荷が前記負荷閾値未満の低負荷運転状態において、前記供給比率を低減させる、請求項１又は２記載の天然ガスエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天然ガスエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、天然ガスエンジンに関する技術として、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１に記載の技術では、液化天然ガスを貯蔵する貯蔵タンクから排出されるボイルオフガスの一部が、天然ガスエンジンの燃料として使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１２８７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
点火により混合気を燃焼させる天然ガスエンジンにおいては、ボイルオフガスを混合気の一部として供給することで、天然ガスエンジンの耐ノック性の向上を図ることが考えられる。しかしながら、ボイルオフガスが自然気化で発生する量を考慮すると、耐ノック性の向上のためのボイルオフガスを効率的に供給することが望まれる。
【０００５】
本発明は、耐ノック性の向上のためのボイルオフガスを効率的に供給することができる天然ガスエンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る天然ガスエンジンの制御装置は、天然ガスを燃料とするエンジンの点火時期及び燃料供給を制御する天然ガスエンジンの制御装置であって、液化天然ガスを貯蔵する第１タンクと、第１タンクの液化天然ガスが自然気化して発生したボイルオフガスを貯蔵する第２タンクと、エンジンに設けられたノックセンサの検出結果に基づいて、エンジンのノッキングを認識するノッキング認識部と、エンジンの回転数及びエンジンの負荷に基づいて、点火時期の進角量の基準となる基準点火時期を算出する点火時期算出部と、エンジンの回転数、エンジンの負荷、及びノッキング認識部の認識結果に基づいて、第１タンクの液化天然ガスを気化させて生成した燃料ガスのエンジンへの供給量、及び、第２タンクのボイルオフガスのエンジンへの供給量を算出する燃料量算出部と、を備え、燃料量算出部は、ノッキング認識部でノッキングが認識された場合、基準点火時期からの進角量に応じて、燃料ガスに対するボイルオフガスの供給比率を当該ノッキングの認識前と比べて増加させる。
【０００７】
この天然ガスエンジンの制御装置においては、ノッキング認識部でノッキングが認識された場合、燃料量算出部により、基準点火時期からの進角量に応じて、燃料ガスに対するボイルオフガスの供給比率が当該ノッキングの認識前と比べて増加される。よって、耐ノック性の向上によりノッキングの発生を抑制できる蓋然性が高い状況において、ボイルオフガスの供給比率が増加されることとなる。その結果、例えばノッキングを全く発生させないような量のボイルオフガスを予め供給する場合と比較して、耐ノック性の向上のためのボイルオフガスを効率的に供給することができる。
【０００８】
天然ガスエンジンの制御装置では、点火時期算出部は、ノッキング認識部でノッキングが認識されていない場合、及び、ノッキング認識部によるノッキングの認識に応じて燃料量算出部により供給比率が増加された場合、進角量を増加させてもよい。この場合、ノッキング認識部によるノッキングの認識結果を利用して、ノッキングが認識されない場合だけでなく、ノッキングが認識されたとしても耐ノック性を向上させることで、点火時期を進角させることが可能となる。
【０００９】
天然ガスエンジンの制御装置では、燃料量算出部は、エンジンの負荷が所定の負荷閾値以上の高負荷運転状態においてノッキング認識部でノッキングが認識された場合、当該ノッキングの認識前と比べて供給比率を増加させ、エンジンの負荷が負荷閾値未満の低負荷運転状態において、供給比率を低減させてもよい。この場合、高負荷運転状態と比べてノッキングが発生する可能性が低い低負荷運転状態において、ボイルオフガスの供給量を低減させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、耐ノック性の向上のためのボイルオフガスを効率的に供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の天然ガスエンジンの制御装置の概略構成図である。
【図２】図１の天然ガスエンジンの制御装置のブロック図である。
【図３】（ａ）は、燃料ガス供給量及びボイルオフガス供給量の設定例を示す図である。（ｂ）は、（ａ）の設定例における燃料ガスに対するボイルオフガスの供給比率を示す図である。
【図４】天然ガスエンジンのトルクカーブの一例を示す図である。
【図５】天然ガスエンジンの制御装置の動作例を示すタイミングチャートである。
【図６】図２のＥＣＵの燃料制御処理を示すフローチャートである。
【図７】図２のＥＣＵの点火時期制御処理を示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態の天然ガスエンジンの制御装置の概略構成図である。
【図９】図８の天然ガスエンジンの制御装置のブロック図である。
【図１０】図９のＥＣＵの点火時期制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の天然ガスエンジンの制御装置の概略構成図である。図１に示されるように、本実施形態の天然ガスエンジンの制御装置１００は、ＥＣＵ［Electronic  Control  Unit］１０と燃料ガス供給部２０と天然ガスエンジン３０とを備えており、天然ガスエンジン３０の点火時期及び燃料供給を制御する。天然ガスエンジンの制御装置１００は、例えば船舶Ｖに搭載されている。
【００１４】
天然ガスエンジン３０は、天然ガスを含む混合気を燃焼させる内燃機関である。ここでは、天然ガスとして、液化天然ガス（ＬＮＧ：［Liquefied  Natural  Gas］）が用いられる。天然ガスエンジン３０は、エンジン本体３１と、ピストン３２と、吸気流路３３と、排気流路３４とを有している。
【００１５】
エンジン本体３１は、シリンダブロック３１ａ及びシリンダヘッド３１ｂ等で構成された天然ガスエンジン３０の主要部である。エンジン本体３１では、シリンダブロック３１ａ、シリンダヘッド３１ｂ、及びピストン３２により燃焼室３１ｃが画成されている。吸気流路３３は、吸入空気と天然ガスとの混合気を燃焼室３１ｃに導入するための配管である。吸気流路３３では、配管２７ｃ及び配管２７ｄから供給された燃料ガスと、スロットルバルブを含む吸気配管（不図示）から供給された吸入空気と、が混じり合うことにより、混合気が形成される。
【００１６】
エンジン本体３１では、ピストン３２が下死点側に移動することで吸気流路３３から燃焼室３１ｃに天然ガスを含む混合気が供給される。エンジン本体３１におけるシリンダヘッド３１ｂには、点火部６が設けられている。燃焼室３１ｃでは、ピストン３２が上死点側に移動することで、混合気が圧縮される。圧縮された混合気は、点火部６により点火されて燃焼し、排気流路３４から排気ガスとして排出される。なお、図１では、シリンダヘッド３１ｂに設けられた吸気バルブ及び排気バルブの図示が省略されている。
【００１７】
燃料ガス供給部２０は、天然ガスエンジン３０に燃料となるガスを供給するシステムである。燃料ガス供給部２０は、第１タンク２１と、第２タンク２２と、電磁弁２３と、ポンプ２４と、気化器２５と、電磁弁２６と、第１電磁弁７と、第２電磁弁８と、を有している。
【００１８】
第１タンク２１は、液体燃料（液化天然ガス）Ｌを貯蔵するタンクである。第１タンク２１では、液体燃料Ｌが液体の状態を維持できるように冷却されている。液体燃料Ｌの成分は、天然ガスの産出地によって組成が異なるが、少なくとも、メタン、エタン、プロパン、イソブタン、ノルマルブタン、ノルマルペンタン、窒素、二酸化炭素を含む。第１タンク２１は、例えばメタンの沸点（−１６２℃）未満に冷却され、メタンを含む天然ガスを液体燃料Ｌとして維持可能な断熱構造を有していてもよい。
【００１９】
第１タンク２１では、冷却によっても防ぎ切れない自然入熱等により液体燃料Ｌの蒸発が生じ、ボイルオフガスＧＢが生じ得る。ボイルオフガスＧＢは、第１タンク２１の液体燃料Ｌが自然気化して生じたガスである。ここでの自然気化とは、例えば、第１タンク２１への周囲からの自然入熱により液体燃料Ｌが蒸発すること、及び、車両Ｖの車体の揺れに伴って液体燃料Ｌの液面が動くことにより生じる第１タンク２１の内壁面と液体燃料Ｌとの摩擦熱で液体燃料Ｌが蒸発することを含む。ボイルオフガスＧＢは、メタンを主成分としており、天然ガスエンジン３０に供給されることで耐ノック性を向上させ得る。ボイルオフガスＧＢは、エタンを含んでいてもよい。
【００２０】
第１タンク２１は、配管２７ａを介して第２タンク２２と接続されている。配管２７ａは、第１タンク２１から第２タンク２２にボイルオフガスＧＢを導く配管である。配管２７ａの途中には、電磁弁２３及びポンプ２４が設けられている。電磁弁２３は、例えば、第１タンク２１でのボイルオフガスＧＢの発生量等に応じて配管２７ａの連通及び遮断を切り換えてもよい。ポンプ２４は、例えば、電磁弁２６が配管２７ａを連通させている場合に、第１タンク２１から第２タンク２２へボイルオフガスＧＢを圧送してもよい。
【００２１】
第１タンク２１は、配管２７ｂを介して気化器２５と接続されている。配管２７ｂは、第１タンク２１から気化器２５に液体燃料Ｌを導く配管である。配管２７ｂの途中には、電磁弁２６が設けられている。電磁弁２６は、天然ガスエンジン３０の負荷に応じて配管２７ｂの連通及び遮断を切り換えてもよい。
【００２２】
気化器２５は、第１タンク２１から配管２７ｂを介して導かれた液体燃料Ｌを気化させて、燃料ガスＧＦを生成する。燃料ガスＧＦは、天然ガスエンジン３０の主な燃料となるガスである。気化器２５は、配管２７ｃを介し吸気流路３３と接続されている。配管２７ｃは、気化器２５から吸気流路３３に燃料ガスＧＦを導く配管である。配管２７ｃの途中には、後述の第１電磁弁７が設けられている。
【００２３】
第２タンク２２は、ボイルオフガスＧＢを貯蔵するタンクである。第２タンク２２は、配管２７ｄを介して吸気流路３３と接続されている。配管２７ｄは、第２タンク２２から吸気流路３３にボイルオフガスＧＢを導く配管である。配管２７ｄの途中には、後述の第２電磁弁８が設けられている。
【００２４】
ＥＣＵ１０は、天然ガスエンジン３０を制御する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ［Central  Processing  Unit］、ＲＯＭ［Read  Only  Memory］、ＲＡＭ［Random  Access  Memory］、通信回路等を有している。ＥＣＵ１０では、例えば、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。ＥＣＵ１０は、複数の電子ユニットから構成されていてもよい。
【００２５】
図２は、図１の天然ガスエンジンの制御装置のブロック図である。図２に示されるように、ＥＣＵ１０は、エンジン回転センサ１、スロットルレバーセンサ２、ノックセンサ３、タンク圧センサ４、点火部６、第１電磁弁７、及び第２電磁弁８と電気的に接続されている。
【００２６】
エンジン回転センサ１は、天然ガスエンジン３０のエンジン回転数を検出する検出器である。エンジン回転センサ１は、検出したエンジン回転数の検出信号をＥＣＵ１０に出力する。スロットルレバーセンサ２は、スロットルレバーの操作量を検出する検出器である。スロットルレバーセンサ２は、検出したスロットルレバーの操作量に対応する検出信号をＥＣＵ１０に出力する。
【００２７】
ノックセンサ３は、例えばエンジン本体３１のシリンダブロック３１ａに取り付けられており、シリンダブロック３１ａの振動を検出する検出器である。ノックセンサ３は、異常燃焼（ノッキング）による振動を含むシリンダブロック３１ａの振動を検出可能であれば、一般的な構成のセンサを採用することができる。ノックセンサ３は、検出したシリンダブロック３１ａの振動の検出信号をＥＣＵ１０に出力する。
【００２８】
タンク圧センサ４は、第２タンク２２に設けられており、第２タンク２２に貯蔵されているボイルオフガスＧＢの圧力を検出する検出器である。ここでは、ボイルオフガスＧＢの圧力は、第２タンク２２に貯蔵されているボイルオフガスＧＢの残量に関する指標として用いられる。タンク圧センサ４は、検出したボイルオフガスＧＢの圧力の検出信号をＥＣＵ１０に出力する。
【００２９】
点火部６は、天然ガスエンジン３０の燃焼室３１ｃの混合気を点火により燃焼させるための装置である。ここでの点火部６は、例えば点火コイル及び点火プラグを含む。点火部６の点火時期は、ＥＣＵ１０によって制御される。以下の説明では、説明の便宜上、「点火時期」を、ピストン３２の上死点を基準（０°）として遅角側を正値とするクランク角度値（単位：°［degree］，ＡＴＤＣ）で表し、「進角量」を、基準となる点火時期から進角させるクランク角度の絶対値（単位：°）表すものとする。
【００３０】
第１電磁弁７は、天然ガスエンジン３０への燃料ガスＧＦの供給量を調整する弁である。第１電磁弁７の動作は、ＥＣＵ１０によって制御される。第１電磁弁７は、例えば、後述の要求燃料量及び供給比率に応じた供給量の燃料ガスＧＦが天然ガスエンジン３０へ供給されるようにＥＣＵ１０により制御される。
【００３１】
第２電磁弁８は、天然ガスエンジン３０へのボイルオフガスＧＢの供給量を調整する弁である。第２電磁弁８の動作は、ＥＣＵ１０によって制御される。第２電磁弁８は、例えば、後述の要求燃料量及び供給比率に応じた供給量のボイルオフガスＧＢが天然ガスエンジン３０へ供給されるようにＥＣＵ１０により制御される。
【００３２】
［ＥＣＵ１０の機能的構成］
次に、ＥＣＵ１０の機能的構成について説明する。ＥＣＵ１０は、吸気負荷率算出部１１と、ノッキング認識部１２と、燃料量算出部１３と、点火時期算出部１４と、燃料制御部１５と、点火制御部１６とを有している。
【００３３】
吸気負荷率算出部１１は、エンジン回転センサ１で検出されたエンジン回転数及びスロットルレバーセンサ２で検出されたスロットルレバーの操作量に基づいて、吸気負荷率を算出する。吸気負荷率は、天然ガスエンジン３０に出力することが要求される負荷（エンジン負荷）を意味し、例えば天然ガスエンジン３０の全負荷に対する比率で表される。吸気負荷率算出部１１は、例えば、試験及びシミュレーション等によってエンジン回転数及びスロットルレバーの操作量と吸気負荷率との関係が予め設定されたマップデータに基づいて、吸気負荷率を算出する。なお、吸気負荷率算出部１１は、吸気負荷率に対応する量の空気を天然ガスエンジン３０が吸気するように、スロットルバルブ等を制御してもよい。
【００３４】
ノッキング認識部１２は、ノックセンサ３の検出結果に基づいて、天然ガスエンジン３０のノッキングを認識する。ノッキング認識部１２は、例えば、ノックセンサ３で検出されたシリンダブロック３１ａの振動の大きさが所定のノック閾値以上の場合、異常燃焼特有の振動が生じたとして、ノッキングを認識する。ノック閾値は、ノッキングしているか否か（異常燃焼が生じているか否か）を判定するためのシリンダブロック３１ａの振動の大きさの閾値である。ノック閾値は、例えば、異常燃焼特有の振動をピストン３２の動き等に起因する振動と区別できるように、試験等により予め設定することができる。
【００３５】
ノッキング認識部１２は、ノッキングを認識した場合、当該ノッキングのノック発生進角量を記憶する。ノック発生進角量は、当該ノッキングが発生したときの進角量である。ノック発生進角量は、例えば、当該ノッキング発生のトリガとなった点火についての基準点火時期からの進角量とすることができる。ノック発生進角量は、当該ノッキングがノッキング認識部１２で認識される前にＥＣＵ１０から点火部６に指令された直近の点火（天然ガスエンジン３０で実際に点火された直近の点火）についての、基準点火時期からの進角量としてもよい。
【００３６】
ノッキング認識部１２は、例えば当該ノッキング発生のトリガとなった点火についての点火時期が基準点火時期であった場合、ノック発生進角量として０°を記憶する。ノッキング認識部１２は、例えば当該ノッキング発生のときの点火時期が、ある進角量だけ基準点火時期よりも進角させた点火時期であった場合、ノック発生進角量として当該進角量を記憶する。
【００３７】
燃料量算出部１３は、エンジン回転数及び吸気負荷率に基づいて、要求燃料量を算出する。要求燃料量は、例えば、天然ガスエンジン３０の吸気負荷率に応じて必要となる燃料ガスＧＦの供給量である。燃料量算出部１３は、例えば、試験及びシミュレーション等によってエンジン回転数及び吸気負荷率と要求燃料量との関係が予め設定されたマップデータに基づいて、要求燃料量を算出する。
【００３８】
燃料量算出部１３は、算出した要求燃料量及びノッキング認識部１２の認識結果に基づいて、燃料ガスＧＦの天然ガスエンジン３０への供給量である燃料ガス供給量Ｑ１、及び、ボイルオフガスＧＢの天然ガスエンジン３０への供給量であるボイルオフガス供給量Ｑ２を算出する。燃料量算出部１３は、例えば、試験及びシミュレーション等によってノック発生進角量と燃料ガス供給量Ｑ１及びボイルオフガス供給量Ｑ２との関係が予め設定されたマップデータに基づいて、燃料ガス供給量Ｑ１及びボイルオフガス供給量Ｑ２を算出する。
【００３９】
図３（ａ）は、燃料ガス供給量及びボイルオフガス供給量の設定例を示す図である。図３（ａ）の横軸は、基準点火時期からの進角量を表している。図３（ａ）の横軸では、基準点火時期の「０°［deg.］」よりも左側が進角側である。図３（ａ）の縦軸は、燃料ガスＧＦ及びボイルオフガスＧＢの供給量（例えば質量流量）を表している。
【００４０】
図３（ａ）の例において、進角量が０°のときの燃料ガス供給量Ｑ１は、燃料量算出部１３により算出された要求燃料量に相当する。また、進角量が０°のときのボイルオフガス供給量Ｑ２は、０である。一方、図３（ａ）の例において、進角量が０°よりも進角側の横軸位置に対応する燃料ガス供給量Ｑ１は、進角量が０°のときの燃料ガス供給量Ｑ１よりも減量されている。また、進角量が０°よりも進角側の横軸位置に対応するボイルオフガス供給量Ｑ２は、進角量が０°のときのボイルオフガス供給量Ｑ２よりも増量されている。
【００４１】
図３（ａ）のボイルオフガス供給量Ｑ２の曲線は、下に凸の曲線となっている。例えば、進角量を一定値（例えば１°）だけ増加させたときに連続的なノッキングが発生するか否かの感度（ノッキング感度）は、進角量の増加に従って大きくなる傾向がある。そのため、ボイルオフガス供給量Ｑ２の増加勾配（傾き）は、進角量の増加に従って大きくなるように設定されている。なお、ボイルオフガス供給量Ｑ２は、ボイルオフガスＧＢの発生熱量が燃料ガスＧＦの発生熱量よりも小さいことを考慮して設定されてもよい。
【００４２】
図３（ｂ）は、図３（ａ）の設定例における燃料ガスに対するボイルオフガスの供給比率を示す図である。図３（ｂ）の横軸は、図３（ａ）の横軸と同じものである。図３（ｂ）の縦軸は、燃料ガスＧＦに対するボイルオフガスＧＢの供給比率Ｒを表している。供給比率Ｒは、例えば、図３（ａ）の各横軸位置においてボイルオフガス供給量Ｑ２を燃料ガス供給量Ｑ１で除算して得られる比率として求めることができる。
【００４３】
燃料量算出部１３は、天然ガスエンジン３０の負荷が所定の負荷閾値以上の高負荷運転状態においてノッキング認識部１２でノッキングが認識された場合、ノッキング認識部１２で記憶されたノック発生進角量に応じて、図３（ａ）の関係に従って燃料ガス供給量Ｑ１を低減させると共にボイルオフガス供給量Ｑ２を増加させる。これにより、燃料ガスＧＦに対するボイルオフガスＧＢの供給比率Ｒは、図３（ｂ）の関係に従って当該ノッキングの認識前と比べて増加される。
【００４４】
燃料量算出部１３は、天然ガスエンジン３０の負荷が上記負荷閾値未満の低負荷運転状態において、供給比率Ｒを低減させる。燃料量算出部１３は、低負荷運転状態において、供給比率Ｒを一定の時間変化量で低減させてもよい。
【００４５】
負荷閾値は、天然ガスエンジン３０の運転状態が高負荷運転状態であるか低負荷運転状態であるかを判定するための天然ガスエンジン３０の負荷（例えばスロットルレバーの操作量、吸入空気量等）の閾値である。負荷閾値は、予め設定された一定の負荷の値であってもよいし、エンジン回転数に応じて予め設定されるマップデータであってもよい。
【００４６】
なお、燃料量算出部１３は、例えば、タンク圧センサ４で検出されたボイルオフガスＧＢの圧力が所定の圧力閾値以下となった場合、ボイルオフガスＧＢの残量が少ないとして、燃料ガス供給量Ｑ１を増加させると共にボイルオフガス供給量Ｑ２を低減させることで、供給比率Ｒを低減させる。燃料量算出部１３は、ボイルオフガスＧＢの圧力が圧力閾値以下となった場合、供給比率Ｒを一定の時間変化量で低減させてもよい。
【００４７】
点火時期算出部１４は、エンジン回転数、吸気負荷率、及びノッキング認識部１２の認識結果に基づいて、基準点火時期、基準点火時期からの進角量ΔＳＡ、及びＭＢＴ［Minimum  advanced  for  the  Best  Torque］点火時期を算出する。基準点火時期は、点火時期の進角量の基準となる点火時期である。ＭＢＴ点火時期とは、一定の負荷条件及び燃料条件において天然ガスエンジン３０の出力トルクが最大となる点火時期である。
【００４８】
点火時期算出部１４は、例えば、試験及びシミュレーション等によってエンジン回転数及び吸気負荷率とＭＢＴ点火時期との関係が予め設定されたマップデータに基づいて、ＭＢＴ点火時期を算出する。
【００４９】
点火時期算出部１４は、エンジン回転数及び吸気負荷率に基づいて、基準点火時期を算出する。基準点火時期のマップデータは、例えば、上記出力トルクの計測試験において、連続的にノッキングしてしまう点火時期（ノック限界）よりも遅角側に設定された点火時期として、予め設定することができる。ノック限界とは、点火時期をそれ以上進角させるとノッキングが連続的に有意に発生する点火時期を意味する。基準点火時期のマップデータは、例えば、燃料条件（ボイルオフガス供給量Ｑ２）ごとに予め設定された複数のマップを含んでもよい。
【００５０】
低負荷運転状態では、ノック限界がＭＢＴ点火時期よりも進角側となるため、基準点火時期は、ＭＢＴ点火時期と等しい点火時期とすることができる。また、高負荷運転状態では、ＭＢＴ点火時期がノック限界よりも進角側となるため、基準点火時期は、ノック限界よりも遅角側の点火時期とすることができる。
【００５１】
ノック限界は、ボイルオフガスＧＢの供給比率Ｒの増加によって進角側に移動する。つまり、ボイルオフガス供給量Ｑ２の増加によって、天然ガスエンジン３０の耐ノック性が向上されるため、特に高負荷運転状態において、基準点火時期からの進角量ΔＳＡを増加することが可能となる。
【００５２】
点火時期算出部１４は、ノッキング認識部１２でノッキングが認識されていない場合、進角する余裕があるとして、進角量ΔＳＡを増加させる。また、点火時期算出部１４は、高負荷運転状態においてノッキング認識部１２でノッキングが認識された場合には、ノッキング認識部１２によるノッキングの認識に応じて燃料量算出部１３により供給比率Ｒが増加されたとき（ノック限界が進角側に移動したとき）に、進角する余裕があるとして、進角量ΔＳＡを増加させる。点火時期算出部１４は、進角量ΔＳＡを一定の時間変化量（例えば１°／秒）で増加させてもよい。
【００５３】
ただし、点火時期算出部１４は、基準点火時期から進角量ΔＳＡだけ進角させた点火時期がＭＢＴ点火時期を超えないように、進角量ΔＳＡを制限する。点火時期算出部１４は、例えば、基準点火時期から進角量ΔＳＡだけ進角させた点火時期がＭＢＴ点火時期よりも進角側となる場合、進角する余裕がないとして、進角量ΔＳＡの増加を行わず、進角量ΔＳＡの増加を制限する。一方、点火時期算出部１４は、例えば、基準点火時期から進角量ΔＳＡだけ進角させた点火時期がＭＢＴ点火時期よりも進角側とはならない場合、進角する余裕があるとして、進角量ΔＳＡを制限せず、上述したような進角量ΔＳＡの増加を実行する。
【００５４】
点火時期算出部１４は、低負荷運転状態においては、進角量ΔＳＡを低減させる。点火時期算出部１４は、低負荷運転状態において、進角量ΔＳＡを一定の時間変化量で低減させてもよい。この進角量ΔＳＡの時間変化量は、供給比率Ｒの時間変化量よりも速くてもよい。
【００５５】
なお、点火時期算出部１４は、例えば、タンク圧センサ４で検出されたボイルオフガスＧＢの圧力が所定の圧力閾値以下となった場合、ボイルオフガスＧＢの残量が少ないとして、進角量ΔＳＡを低減させる。点火時期算出部１４は、ボイルオフガスＧＢの圧力が圧力閾値以下となった場合、進角量ΔＳＡを一定の時間変化量で低減させてもよい。この進角量ΔＳＡの時間変化量は、供給比率Ｒの時間変化量よりも速くてもよい。
【００５６】
燃料制御部１５は、燃料量算出部１３により算出された燃料ガス供給量Ｑ１の燃料ガスＧＦを天然ガスエンジン３０へ供給するように、第１電磁弁７を制御する。燃料制御部１５は、燃料量算出部１３により算出されたボイルオフガス供給量Ｑ２のボイルオフガスＧＢを天然ガスエンジン３０へ供給するように、第２電磁弁８を制御する。
【００５７】
点火制御部１６は、点火時期算出部１４により算出された進角量ΔＳＡに応じた点火時期で天然ガスエンジン３０への点火を行うように、点火部６を制御する。
【００５８】
次に、燃料量算出部１３による供給比率Ｒの増加及び点火時期算出部１４による進角量ΔＳＡの算出の詳細について、図３〜図５を参照しつつ説明する。ここでは、基準点火時期ＳＡ１からの進角量ΔＳＡが、進角量ｄＳＡ１，ｄＳＡ２，ｄＳＡ３と徐々に増加されていく状況を一例として、説明する。
【００５９】
図４は、天然ガスエンジンのトルクカーブの一例を示す図である。トルクカーブとは、一定の吸入空気量及び燃料供給量の条件において点火時期を変化させた場合の天然ガスエンジンの出力トルク特性を、点火時期を横軸とし出力トルクを縦軸として表した特性曲線である。図４に示されるように、トルクカーブは、上に凸の曲線（例えば放物線）となり、トルクカーブの頂点位置に対応する点火時期がＭＢＴ点火時期である（例えばトルクカーブＴＣ３における点火時期ＳＡ２）。
【００６０】
図４において、トルクカーブＴＣ１〜ＴＣ３の負荷条件（吸入空気量）は、高負荷運転状態で略同じとされている。トルクカーブＴＣ１の燃料条件は、図３における「進角量＝０°」の横軸位置での燃料条件に相当しており、燃料ガスＧＦの供給量は要求燃料量と等しく、ボイルオフガスＧＢの供給量は０である。トルクカーブＴＣ２では、図３における「進角量＝ｄＳＡ１」の横軸位置での燃料条件に相当しており、燃料ガスＧＦの供給量は燃料ガス供給量Ｑ１１と等しく、ボイルオフガスＧＢの供給量はボイルオフガス供給量Ｑ２１と等しい。トルクカーブＴＣ３では、図３における「進角量＝ｄＳＡ１＋ｄＳＡ２」の横軸位置での燃料条件に相当しており、燃料ガスＧＦの供給量は燃料ガス供給量Ｑ１２と等しく、ボイルオフガスＧＢの供給量はボイルオフガス供給量Ｑ２２と等しい。
【００６１】
図５は、天然ガスエンジンの制御装置の動作例を示すタイミングチャートである。図４及び図５に示されるように、まず、時刻ｔ１まで、天然ガスエンジン３０が、トルクカーブＴＣ１においてノック限界ＫＮ１よりも遅角側の基準点火時期（点火時期ＳＡ１）で運転されているとする（図４の点Ｐ１）。次に、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで、進角する余裕があるとして、点火時期算出部１４により、点火時期ＳＡ１から進角量ｄＳＡ１だけ一定の時間変化量で点火時期が進角されて、ノック限界ＫＮ１に至ったとする（図４の点Ｐ２’）。
【００６２】
ノック限界ＫＮ１に至ったため、時刻ｔ２においてノッキングが発生し、ノッキング認識部１２によりノッキングが認識される。ノッキング認識部１２により、進角量ｄＳＡ１がノック発生進角量として記憶される。また、燃料量算出部１３により、図３の進角量ｄＳＡ１の横軸位置に応じて、燃料ガスＧＦの供給量が燃料ガス供給量Ｑ１１に低減されると共に、ボイルオフガスＧＢの供給量がボイルオフガス供給量Ｑ２１に増加され、供給比率ＲがＲ１に増加される。その結果、ノック限界が進角側のノック限界ＫＮ２に移動したトルクカーブＴＣ２に移行する（図４の点Ｐ２）。
【００６３】
次に、時刻ｔ２でボイルオフガスＧＢの供給比率ＲがＲ１に増加されてから、時刻ｔ２から時刻ｔ３まで、点火時期算出部１４により、進角する余裕があるとして、トルクカーブＴＣ２において点火時期が更に進角される。点火時期が、点火時期ＳＡ１から進角量ｄＳＡ１＋ｄＳＡ２だけ一定の時間変化量で進角されて、ノック限界ＫＮ２に至ったとする（図４の点Ｐ３’）。
【００６４】
ノック限界ＫＮ２に至ったため、時刻ｔ３においてノッキングが発生し、ノッキング認識部１２によりノッキングが認識される。ノッキング認識部１２により、進角量ｄＳＡ１＋ｄＳＡ２がノック発生進角量として記憶される。また、燃料量算出部１３により、図３の進角量ｄＳＡ１＋ｄＳＡ２の横軸位置に応じて、燃料ガスＧＦの供給量が燃料ガス供給量Ｑ１２に低減されると共に、ボイルオフガスＧＢの供給量がボイルオフガス供給量Ｑ２２に増加され、供給比率ＲがＲ２に増加される。その結果、ノック限界が進角側のノック限界ＫＮ３に移動したトルクカーブＴＣ３に移行する（図４の点Ｐ３）。
【００６５】
次に、時刻ｔ３でボイルオフガスＧＢの供給比率ＲがＲ２に増加されてから、時刻ｔ３から時刻ｔ４まで、点火時期算出部１４により、進角する余裕があるとして、トルクカーブＴＣ３において点火時期が更に進角される。点火時期が、点火時期ＳＡ１から進角量ｄＳＡ１＋ｄＳＡ２＋ｄＳＡ３だけ一定の時間変化量で進角されて、点火時期ＳＡ２に至ったとする（図４の点Ｐ４）。
【００６６】
次に、時刻ｔ４から時刻ｔ５まで、点火時期ＳＡ２がＭＢＴ点火時期となったため、点火時期算出部１４により、進角する余裕がないとして、これ以上の進角量ΔＳＡの増加は行われず、進角量ΔＳＡがｄＳＡ１＋ｄＳＡ２＋ｄＳＡ３のままで制限される。
【００６７】
次に、例えば時刻ｔ５において、タンク圧センサ４で検出されたボイルオフガスＧＢの圧力が所定の圧力閾値以下となったとすると、時刻ｔ５から時刻ｔ６まで、ボイルオフガスＧＢの残量が少ないとして、進角量ΔＳＡ及び供給比率Ｒが低減される。ここでは、進角量ΔＳＡの時間変化量は、供給比率Ｒの時間変化量よりも速くされており、時刻ｔ６において進角量ΔＳＡが０°となるのに対して、供給比率Ｒは、時刻ｔ６よりも後で０に至るように低減される。
【００６８】
次に、第１実施形態の天然ガスエンジンの制御装置１００による処理の一例について、図６及び図７を参照して説明する。なお、ノッキング認識部１２によるノッキングの認識は、図６及び図７の処理と並行して行われる。
【００６９】
図６は、ＥＣＵ１０の燃料制御処理を示すフローチャートである。図６に示されるように、ＥＣＵ１０は、Ｓ１１において、吸気負荷率算出部１１により、吸気負荷率の算出を行う。吸気負荷率算出部１１は、エンジン回転数及びスロットルレバーの操作量に基づいて、吸気負荷率を算出する。ＥＣＵ１０は、Ｓ１２において、燃料量算出部１３により、要求燃料量の算出を行う。燃料量算出部１３は、エンジン回転数及び吸気負荷率に基づいて、要求燃料量を算出する。
【００７０】
ＥＣＵ１０は、Ｓ１３において、燃料量算出部１３により、第２タンク残量があるか否かの判定を行う。燃料量算出部１３は、タンク圧センサ４で検出されたボイルオフガスＧＢの圧力が所定の圧力閾値以下となっているか否かに基づいて、第２タンク２２の残量が十分にある（第２タンク残量あり）か否かを判定する。
【００７１】
ＥＣＵ１０は、Ｓ１３において、タンク圧センサ４で検出されたボイルオフガスＧＢの圧力が所定の圧力閾値を超えており、第２タンク残量ありと判定される場合、Ｓ１４において、燃料量算出部１３により、天然ガスエンジン３０の運転状態が高負荷運転状態であるか否かの判定を行う。
【００７２】
ＥＣＵ１０は、Ｓ１４において、天然ガスエンジン３０の運転状態が高負荷運転状態であると判定される場合、Ｓ１５において、燃料量算出部１３により、ノッキング認識部１２でノッキングが認識された（ノッキングあり）か否かの判定を行う。
【００７３】
ＥＣＵ１０は、Ｓ１５において、ノッキングありと判定された場合、Ｓ１６において、燃料量算出部１３により、ノック発生進角量に応じて燃料ガス供給量Ｑ１が低減されると共にボイルオフガス供給量Ｑ２が増加される。これにより、燃料ガスＧＦに対するボイルオフガスＧＢの供給比率Ｒが、当該ノッキングの認識前と比べて増加される。
【００７４】
ＥＣＵ１０は、Ｓ１７において、燃料制御部１５により、燃料量算出部１３で算出された燃料ガス供給量Ｑ１の燃料ガスＧＦを天然ガスエンジン３０へ供給するように、第１電磁弁７が制御され、また、燃料量算出部１３により算出されたボイルオフガス供給量Ｑ２のボイルオフガスＧＢを天然ガスエンジン３０へ供給するように、第２電磁弁８が制御される。その後、ＥＣＵ１０は、図６の処理を終了する。
【００７５】
一方、ＥＣＵ１０は、Ｓ１３において、タンク圧センサ４で検出されたボイルオフガスＧＢの圧力が所定の圧力閾値以下であり、ボイルオフガスＧＢの残量が少ない（第２タンク残量なし）と判定される場合、Ｓ１８において、燃料量算出部１３により、燃料ガス供給量Ｑ１が増加されると共にボイルオフガス供給量Ｑ２が低減されることで、供給比率Ｒが低減される。その後、上記Ｓ１７の処理に移行される。その後、ＥＣＵ１０は、図６の処理を終了する。また、ＥＣＵ１０は、Ｓ１４において、天然ガスエンジン３０の運転状態が低負荷運転状態であると判定される場合、上記Ｓ１８の処理が行われ、その後、上記Ｓ１７の処理に移行される。その後、ＥＣＵ１０は、図６の処理を終了する。
【００７６】
図７は、ＥＣＵ１０の点火時期制御処理を示すフローチャートである。図７の処理は、例えば図６の処理の後に行われる。図７に示されるように、ＥＣＵ１０は、Ｓ２１において、点火時期算出部１４により、ＭＢＴ点火時期の算出を行う。点火時期算出部１４は、エンジン回転数及び吸気負荷率に基づいて、ＭＢＴ点火時期を算出する。ＥＣＵ１０は、Ｓ２２において、点火時期算出部１４により、基準点火時期の算出を行う。点火時期算出部１４は、エンジン回転数及び吸気負荷率に基づいて、基準点火時期を算出する。
【００７７】
ＥＣＵ１０は、Ｓ２３において、点火時期算出部１４により、第２タンク残量があるか否かの判定を行う。点火時期算出部１４は、図６のＳ１３の判定結果に基づいて、第２タンク残量ありか否かを判定してもよい。
【００７８】
ＥＣＵ１０は、Ｓ２３において、第２タンク残量ありと判定される場合、Ｓ２４において、点火時期算出部１４により、天然ガスエンジン３０の運転状態が高負荷運転状態であるか否かの判定を行う。点火時期算出部１４は、図６のＳ１４の判定結果に基づいて、高負荷運転状態か否かを判定してもよい。
【００７９】
ＥＣＵ１０は、Ｓ２４において、天然ガスエンジン３０の運転状態が高負荷運転状態であると判定される場合、Ｓ２５において、点火時期算出部１４により、進角余裕があるか否かの判定を行う。点火時期算出部１４は、例えば、ノッキング認識部１２でノッキングが認識されていない場合、進角する余裕があると判定する。また、点火時期算出部１４は、ノッキング認識部１２でノッキングが認識された場合であって、図６で燃料量算出部１３によって供給比率Ｒが増加されたとき（ノック限界が進角側に移動したとき）に、進角する余裕があると判定する。また、点火時期算出部１４は、下記のＳ２６の処理で進角量ΔＳＡを増加させた点火時期がＭＢＴ点火時期よりも進角側とはならない場合、進角する余裕があると判定する。
【００８０】
ＥＣＵ１０は、Ｓ２５において進角余裕ありと判定された場合、Ｓ２６において、点火時期算出部１４により、進角量ΔＳＡが増加される。ＥＣＵ１０は、Ｓ２７において、点火制御部１６により、点火時期算出部１４で算出された進角量ΔＳＡに応じた点火時期で天然ガスエンジン３０への点火を行うように、点火部６が制御される。その後、ＥＣＵ１０は、図７の処理を終了する。
【００８１】
一方、ＥＣＵ１０では、Ｓ２５において進角余裕なしと判定された場合、点火時期算出部１４により、Ｓ２６の進角量ΔＳＡの増加が行われず、進角量ΔＳＡの増加が制限される。
【００８２】
他方、ＥＣＵ１０は、Ｓ２３において、第２タンク残量なしと判定される場合、Ｓ２８において、点火時期算出部１４により、進角量ΔＳＡが低減される。その後、上記Ｓ２７の処理に移行される。その後、ＥＣＵ１０は、図７の処理を終了する。また、ＥＣＵ１０は、Ｓ２４において、天然ガスエンジン３０の運転状態が低負荷運転状態であると判定される場合、上記Ｓ２８の処理が行われ、その後、上記Ｓ２７の処理に移行される。その後、ＥＣＵ１０は、図７の処理を終了する。
【００８３】
［第１実施形態の作用及び効果］
以上説明したように、天然ガスエンジンの制御装置１００では、ノッキング認識部１２でノッキングが認識された場合、燃料量算出部１３により、基準点火時期からの進角量（ノック発生進角量）に応じて、燃料ガスＧＦに対するボイルオフガスＧＢの供給比率Ｒが当該ノッキングの認識前と比べて増加される。よって、耐ノック性の向上によりノッキングの発生を抑制できる蓋然性が高い状況において、ボイルオフガスＧＢの供給比率Ｒが増加されることとなる。その結果、例えばノッキングを全く発生させないような量のボイルオフガスＧＢを予め供給する場合と比較して、耐ノック性の向上のためのボイルオフガスＧＢを効率的に供給することができる。
【００８４】
天然ガスエンジンの制御装置１００では、点火時期算出部１４は、ノッキング認識部１２でノッキングが認識されていない場合、及び、ノッキング認識部１２によるノッキングの認識に応じて燃料量算出部１３により供給比率Ｒが増加された場合、進角量ΔＳＡを増加させる。これにより、ノッキング認識部１２によるノッキングの認識結果を利用して、ノッキングが認識されない場合だけでなく、ノッキングが認識されたとしても耐ノック性を向上させることで、点火時期を進角させることが可能となる。
【００８５】
天然ガスエンジンの制御装置１００では、燃料量算出部１３は、天然ガスエンジン３０の負荷が所定の負荷閾値以上の高負荷運転状態においてノッキング認識部１２でノッキングが認識された場合、供給比率Ｒを当該ノッキングの認識前と比べて増加させ、天然ガスエンジン３０の負荷が上記負荷閾値未満の低負荷運転状態において、供給比率Ｒを低減させる。これにより、高負荷運転状態と比べてノッキングが発生する可能性が低い低負荷運転状態において、ボイルオフガスＧＢの供給量を低減させることができる。
【００８６】
なお、点火時期算出部１４は、進角量ΔＳＡを一定の時間変化量で増加させ、ボイルオフガス供給量Ｑ２の増加勾配（傾き）は、進角量ΔＳＡの増加に従って大きくなるように設定されている。これにより、進角量ΔＳＡが徐々に増加するのに従って、進角量ΔＳＡでのノッキング感度に応じた供給比率ＲでボイルオフガスＧＢが供給されるため、ボイルオフガス供給量Ｑ２の増加を抑えつつ耐ノック性を向上することができる。よって、ボイルオフガス供給量Ｑ２の増加を抑えつつ、例えば点火時期がＭＢＴ点火時期となるまで進角量ΔＳＡを増加させることができる。その結果、第２タンク２２の大型化及び製造コスト増加を抑制でき、第２タンク２２の搭載性を向上させることができる。また、天然ガスの産出地の相違により液体燃料Ｌの性状がばらついたとしても、進角量ΔＳＡの増加におけるロバスト性を向上させることができる。
【００８７】
［第２実施形態］
次に、天然ガスエンジンの制御装置１００の他の形態について、図８〜図１０を参照しつつ説明する。第２実施形態の天然ガスエンジンの制御装置１００Ａは、天然ガスエンジン３０に筒内圧力センサ５が設けられている点、及び、一部の機能的構成が異なるＥＣＵ１０Ａを備えている点で、第１実施形態と異なっており、その他の構成は、第１実施形態の天然ガスエンジンの制御装置１００と同様に構成されている。
【００８８】
図８に示されるように、筒内圧力センサ５は、天然ガスエンジン３０の燃焼室の圧力を筒内圧力として検出する検出器である。筒内圧力センサ５は、天然ガスエンジン３０の燃焼室付近（例えばシリンダブロック３１ａ又はシリンダヘッド３１ｂ）に設けられている。筒内圧力センサ５は、検出した筒内圧力の検出信号をＥＣＵ１０Ａに出力する。
【００８９】
図９に示されるように、ＥＣＵ１０Ａは、点火時期算出部１４に代えて、点火時期算出部１４Ａを備えている。点火時期算出部１４Ａは、マップデータに基づいてＭＢＴ点火時期を算出することに代えて、筒内圧力センサ５の検出結果に基づいて、出力トルクが最大となる点火時期を認識する点で、点火時期算出部１４と異なっている。
【００９０】
点火時期算出部１４Ａは、筒内圧力センサ５により検出された筒内圧力に基づいて、出力トルクを検出すると共に出力トルクを記憶する。点火時期算出部１４Ａは、例えば、点火制御部１６により点火部６が制御されて天然ガスエンジン３０への点火が行われるたびに、筒内圧力センサ５により検出されている筒内圧力を出力トルクに換算すると共に記憶する。点火時期算出部１４Ａは、例えば、筒内圧力センサ５により検出された筒内圧力を出力トルクに換算すると共に、当該検出の際の天然ガスエンジン３０の負荷条件及び燃料条件と関連付けて記憶する。
【００９１】
点火時期算出部１４Ａは、ある負荷条件及び燃料条件で進角量ΔＳＡを増加していく過程において、当該負荷条件及び燃料条件と関連付けて記憶した複数の出力トルクが増加傾向から減少傾向に転じた場合、出力トルクが増加傾向を示す最大の進角量ΔＳＡで出力トルクが最大となったと認識する。
【００９２】
つまり、点火時期算出部１４Ａは、上記進角量ΔＳＡを増加していく過程において、記憶した複数の出力トルクが増加傾向から減少傾向に転じた場合、進角する余裕がないとして、進角量ΔＳＡの増加を行わず、出力トルクが最大となった進角量で進角量ΔＳＡの増加を制限する。一方、点火時期算出部１４Ａは、上記進角量ΔＳＡを増加していく過程において、記憶した複数の出力トルクが増加傾向となっている場合、進角する余裕があるとして、進角量ΔＳＡを増加させる。
【００９３】
次に、第２実施形態の天然ガスエンジンの制御装置１００Ａの点火時期制御処理の一例について、図１０を参照して説明する。なお、点火時期算出部１４Ａ以外の処理は、図６及び図７の処理と同様に行われる。
【００９４】
図１０は、ＥＣＵ１０Ａの点火時期制御処理を示すフローチャートである。図１０の処理は、例えば図６の処理の後に行われる。図１０に示されるように、ＥＣＵ１０Ａは、Ｓ３１において、点火時期算出部１４Ａにより、出力トルクの検出及び記憶を行う。点火時期算出部１４Ａは、筒内圧力センサ５の検出結果に基づいて出力トルクを検出し、点火時期算出部１４Ａは、筒内圧力センサ５により検出された出力トルクを、当該検出の際の天然ガスエンジン３０の負荷条件及び燃料条件と関連付けて記憶する。
【００９５】
ＥＣＵ１０Ａは、Ｓ３２において、Ｓ２２と同様にして、点火時期算出部１４Ａにより、基準点火時期の算出を行う。ＥＣＵ１０Ａは、Ｓ３３において、Ｓ２３と同様にして、点火時期算出部１４Ａにより、第２タンク残量があるか否かの判定を行う。ＥＣＵ１０Ａは、Ｓ３４において、Ｓ２４と同様にして、点火時期算出部１４Ａにより、天然ガスエンジン３０の運転状態が高負荷運転状態であるか否かの判定を行う。
【００９６】
ＥＣＵ１０Ａは、Ｓ３４において、天然ガスエンジン３０の運転状態が高負荷運転状態であると判定される場合、Ｓ３５において、点火時期算出部１４Ａにより、進角余裕があるか否かの判定を行う。点火時期算出部１４Ａは、記憶した複数の出力トルクが増加傾向となっている場合、進角する余裕があると判定する。点火時期算出部１４Ａは、Ｓ２５において点火時期算出部１４が進角する余裕があると判定する場合に、進角する余裕があると判定してもよい。
【００９７】
ＥＣＵ１０Ａは、Ｓ３５において進角余裕ありと判定された場合、Ｓ３６において、Ｓ２６と同様にして、点火時期算出部１４により、進角量ΔＳＡが増加される。ＥＣＵ１０Ａは、Ｓ３７において、Ｓ２７と同様にして、点火制御部１６により、進角量ΔＳＡに応じて点火部６が制御される。その後、ＥＣＵ１０Ａは、図１０の処理を終了する。
【００９８】
一方、ＥＣＵ１０Ａでは、Ｓ３５において、記憶した複数の出力トルクが増加傾向から減少傾向に転じること等で進角余裕なしと判定された場合、点火時期算出部１４Ａにより、Ｓ２６の進角量ΔＳＡの増加が行われず、出力トルクが最大となった進角量で進角量ΔＳＡの増加が制限される。
【００９９】
他方、ＥＣＵ１０Ａは、Ｓ３３において第２タンク残量なしと判定される場合、あるいはＳ３４において天然ガスエンジン３０の運転状態が低負荷運転状態であると判定される場合、Ｓ３８において、Ｓ２８と同様にして、点火時期算出部１４Ａにより、進角量ΔＳＡが低減される。その後、上記Ｓ３７の処理に移行される。その後、ＥＣＵ１０Ａは、図１０の処理を終了する。
【０１００】
［第２実施形態の作用及び効果］
天然ガスエンジンの制御装置１００Ａによれば、天然ガスエンジンの制御装置１００と同様の作用効果が奏される。また、天然ガスエンジンの制御装置１００Ａによれば、筒内圧力センサ５により検出された出力トルクに応じて進角する余裕があるか否かを判定するため、例えばＭＢＴ点火時期を予めマップデータとして設定することを省くことができる。
【０１０１】
［変形例］
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、上述した各実施形態に限られるものではない。
【０１０２】
上記実施形態では、ノックセンサとして、例えばエンジン本体３１のシリンダブロック３１ａに取り付けられて、シリンダブロック３１ａの振動を検出するノックセンサ３を例示したが、これに限定されない。天然ガスエンジン３０の異常燃焼（ノッキング）を検出可能なノックセンサであればよく、例えば、燃焼室３１ｃのイオン電流を検知することでノッキングを検出可能なノックセンサ、及び、燃焼室３１ｃの筒内圧を検知することでノッキングを検出可能なノックセンサなどを用いることができる。この場合、ノック発生進角量は、当該ノッキングが認識された気筒での直近の点火についての基準点火時期からの進角量であってもよい。
【０１０３】
上記実施形態では、点火部６として点火コイル及び点火プラグを例示したが、例えば、軽油を着火油として用いるＤＤＦ［Diesel  Dual  Fuel］方式の点火部６であってもよい。また、燃焼室３１ｃは単室として図示されていたが、燃焼用の主室と着火用の副室に分かれていてもよい。
【０１０４】
上記実施形態では、燃料ガスＧＦの供給量を調整する第１電磁弁７及びボイルオフガスＧＢの供給量を調整する第２電磁弁８を例示したが、電磁弁に代えてインジェクタを用いてもよい。
【０１０５】
上記実施形態において、図４，図５で示した動作例では、進角量ΔＳＡが増加されながらノッキング認識部１２によりノッキングが認識された場合に、燃料量算出部１３が供給比率Ｒを増加させたが、例えば、進角量ΔＳＡが増加されずに維持されながらノッキング認識部１２によりノッキングが認識された場合に、燃料量算出部１３が供給比率Ｒを増加させてもよい。
【０１０６】
上記実施形態では、天然ガスエンジン３０の負荷が高負荷運転状態か低負荷運転状態かに応じて、燃料量算出部１３及び点火時期算出部１４，１４Ａの処理を変更したが、必ずしも処理を変更しなくてもよい。例えば、燃料量算出部１３及び点火時期算出部１４，１４Ａでは、図６のＳ１４，図７のＳ２４，図１０のＳ３４の処理が省略されてもよい。
【０１０７】
上記実施形態では、天然ガスエンジンの制御装置１００は、船舶Ｖに搭載されていたが、これに限定されるものではなく、その他、車両等を含む移動体に搭載されていてもよい。また、天然ガスエンジンの制御装置１００は、必ずしも移動体に搭載されていなくてもよい。
【０１０８】
上記実施形態では、基準点火時期と等しい点火時期を進角量の基準としていたが、基準点火時期から所定量だけ遅角させた点火時期を進角量の基準としてもよい。また、上記第１実施形態では、ＭＢＴ点火時期と等しい点火時期を実質的な進角量の上限としていたが、基準点火時期から所定量だけ進角させた点火時期を実質的な進角量の上限として、ＭＢＴ点火時期の算出を省略してもよい。
【０１０９】
上記実施形態では、「点火時期」を、ピストン３２の上死点を基準（０°）として遅角側を正値とするクランク角度値（単位：°［degree］，ＡＴＤＣ）で表し、「進角量」を、基準となる点火時期から進角させるクランク角度の絶対値（単位：°）表すものとしたが、これに限定されない。「進角量」は、絶対値ではなく、遅角側を正値とするクランク角度値で表されてもよい。「点火時期」は、ピストン３２の上死点を基準（０°）として進角側を正値とするクランク角度値であってもよい。
【符号の説明】
【０１１０】
３…ノックセンサ、１２…ノッキング認識部、１３…燃料量算出部、１４，１４Ａ…点火時期算出部、２１…第１タンク、２２…第２タンク、３０…天然ガスエンジン（エンジン）、１００，１００Ａ…天然ガスエンジンの制御装置、ＧＢ…ボイルオフガス、ＧＦ…燃料ガス、Ｌ…液体燃料（液化天然ガス）、Ｒ…供給比率、ΔＳＡ…進角量。
【図１】
2020056316.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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