(57)【要約】【課題】エンジン本体を安定して運転させることができるエンジン及びエンジン制御方法を提供する。【解決手段】エンジン本体と、エンジン本体の動作を制御するエンジン制御装置と、エンジン本体から排出された排ガスの一部を再循環ガスとしてエンジン本体に再循環するＥＧＲシステムと、を備え、ＥＧＲシステムは、エンジン本体から排出された排ガスの一部を再循環ガスとしてエンジン本体に再循環する排ガス再循環ラインと、排ガス再循環ラインを介してエンジンに供給する再循環ガスを制御し、エンジン制御装置と情報の送受信を行うＥＧＲ制御装置と、時間が経過すると増加する移行係数の情報を出力する移行係数算出装置と、を備え、移行係数算出装置は、排ガス再循環ラインからエンジン本体に排ガスの供給を開始する場合、移行係数の増加を開始し、かつ、移行係数の情報をＥＧＲ制御装置及エンジン制御装置に送信する。【選択図】図２
2018044491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン本体と、
前記エンジン本体の動作を制御するエンジン制御装置と、
前記エンジン本体から排出された排ガスの一部を再循環ガスとして前記エンジン本体に再循環するＥＧＲシステムと、を備え、
前記ＥＧＲシステムは、
排ガス再循環ラインと、
前記排ガス再循環ラインを介して前記エンジン本体に供給する前記再循環ガスの流量を制御するＥＧＲ制御装置と、
時間が経過すると増加する移行係数の情報を出力する移行係数算出装置と、を備え、
前記移行係数算出装置は、前記排ガス再循環ラインから前記エンジン本体に前記再循環ガスの供給を開始する場合、前記移行係数の増加を開始し、かつ、前記移行係数の情報を前記ＥＧＲ制御装置及び前記エンジン制御装置に送信することを特徴とするエンジン。
【請求項２】
前記移行係数算出装置は、設定された設定時間の間、一定速度で前記移行係数を増加させ、一定時間経過後は、一定値とすることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記エンジン制御装置は、前記ＥＧＲシステムを稼働した状態のＥＧＲモードと、前記ＥＧＲシステムを停止した状態のノーマルモードとが切り換え可能であり、前記ノーマルモードから前記ＥＧＲモードに切り換える場合、前記移行係数に基づいて前記ＥＧＲモードの割合を増加させ、かつ、前記移行係数に基づいて前記ノーマルモードの割合を減少させた制御値で制御を実行することを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記ＥＧＲ制御装置は、前記エンジン本体の運転条件に基づいて制御値を算出し、算出した制御値を、取得した前記移行係数の、前記移行係数の最大値に対する割合に基づいて減少させた制御値で制御を実行することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のエンジン。
【請求項５】
前記ＥＧＲ制御装置は、前記移行係数に基づいて、前記排ガス再循環ラインに設けられるＥＧＲブロワの周波数を上昇させることを特徴とする請求項４に記載のエンジン。
【請求項６】
前記ＥＧＲ制御装置は、前記エンジン本体の負荷に対応する前記エンジン本体に供給する燃焼用気体の目標酸素濃度の関係を記憶し、
前記目標酸素濃度と前記移行係数とに基づいて前記排ガス再循環ラインに設けられるＥＧＲブロワを制御することを特徴とする請求項４に記載のエンジン。
【請求項７】
前記移行係数算出装置は、前記排ガス再循環ラインから前記エンジン本体への前記再循環ガスの供給を停止する場合、前記移行係数の減少を開始することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のエンジン。
【請求項８】
前記エンジン制御装置は、前記ＥＧＲシステムを稼働した状態のＥＧＲモードと、前記ＥＧＲシステムを停止した状態のノーマルモードとが切り換え可能であり、前記ＥＧＲモードから前記ノーマルモードに切り換える場合、前記移行係数に基づいて前記ＥＧＲモードの割合を減少させ、かつ、前記移行係数に基づいて前記ノーマルモードの割合を増加させた制御値で制御を実行することを特徴とする請求項７に記載のエンジン。
【請求項９】
エンジン本体と、
前記エンジン本体の動作を制御するエンジン制御装置と、
前記エンジン本体から排出された排ガスの一部を再循環ガスとして前記エンジン本体に再循環するＥＧＲシステムと、を備え、
前記ＥＧＲシステムは、
排ガス再循環ラインと、
前記排ガス再循環ラインを介して前記エンジン本体に供給する前記再循環ガスの流量を制御するＥＧＲ制御装置と、
時間が経過すると減少する移行係数の情報を出力する移行係数算出装置と、を備え、
前記移行係数算出装置は、前記排ガス再循環ラインから前記エンジン本体に前記再循環ガスの供給を停止する場合、前記移行係数の減少を開始し、かつ、前記移行係数の情報を前記ＥＧＲ制御装置及び前記エンジン制御装置に送信することを特徴とするエンジン。
【請求項１０】
エンジン本体の動作を制御するエンジン本体制御工程と、
前記エンジン本体から排出された排ガスの一部を再循環ガスとするＥＧＲモードに切り替え可能であるとともに、前記ＥＧＲモードにおいては前記再循環ガスの流量を調整して前記エンジン本体に供給するＥＧＲ制御工程と、
を備えるエンジン制御方法であって、
時間が経過すると増加する移行係数の情報を出力する移行係数算出工程と、
前記ＥＧＲモードを開始する場合、前記移行係数算出工程により出力された前記移行係数の増加を開始し、かつ、前記移行係数に基づき、前記エンジン本体の動作および前記再循環ガスの流量を制御することを特徴とするエンジン制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン本体とエンジン本体の排ガスをエンジン本体に供給するＥＧＲシステムを有するエンジン及びエンジン制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジン本体から排出される排ガス中のＮＯｘを低減するものとしては、排ガス再循環（ＥＧＲ）システムがある。このＥＧＲシステムは、内燃機関の燃焼室から排出された排ガスの一部を、燃焼用気体として、燃焼室に戻すものである（例えば、特許文献１）。そのため、燃焼用気体は、酸素濃度が低下し、燃料と酸素との反応である燃焼の速度を遅らせることで燃焼温度が低下し、ＮＯｘの発生量を減少させることができる。
【０００３】
また、特許文献２には、石油のみで運転するディーゼルモードと、石油とガスで運転する運転モードとを切り換え可能で、制御部がモードの燃料の供給を制御する二元燃焼機関が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１７４６６１号公報
【特許文献２】特開２０１５−１６５１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エンジン本体とエンジン本体から排出された排ガスをエンジン本体に供給するＥＧＲシステムとを備えるエンジンは、ＥＧＲシステムを稼動させている状態（ＥＧＲモード）と、ＥＧＲシステムを停止させている状態（ノーマルモード）の両方で運転する必要がある。エンジンは、ノーマルモードとＥＧＲモードとで、制御条件が異なる。このため、エンジンは、ノーマルモードからＥＧＲモードに切り換える際に、エンジン本体の運転が不安定になる場合がある。
【０００６】
本発明は上述した課題を解決するものであり、エンジン本体を安定して運転させることができるエンジン及びエンジン制御方法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】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明は、エンジンであって、エンジン本体と、前記エンジン本体の動作を制御するエンジン制御装置と、前記エンジン本体から排出された排ガスの一部を再循環ガスとして前記エンジン本体に再循環するＥＧＲシステムと、を備え、前記ＥＧＲシステムは、排ガス再循環ラインと、前記排ガス再循環ラインを介して前記エンジン本体に供給する前記再循環ガスの流量を制御するＥＧＲ制御装置と、時間が経過すると増加する移行係数の情報を出力する移行係数算出装置と、を備え、前記移行係数算出装置は、前記排ガス再循環ラインから前記エンジン本体に前記再循環ガスの供給を開始する場合、前記移行係数の増加を開始し、かつ、前記移行係数の情報を前記ＥＧＲ制御装置及び前記エンジン制御装置に送信することを特徴とする。
【０００８】
また、上記の目的を達成するための他の本発明は、エンジン制御方法であって、エンジン本体の動作を制御するエンジン本体制御工程と、前記エンジン本体から排出された排ガスの一部を再循環ガスとするＥＧＲモードに切り替え可能であるとともに、前記ＥＧＲモードにおいては前記再循環ガスの流量を調整して前記エンジン本体に供給するＥＧＲ制御工程と、を備え、時間が経過すると増加する移行係数の情報を出力する移行係数算出工程と、前記ＥＧＲモードを開始する場合、前記移行係数算出工程により出力された前記移行係数の増加を開始し、かつ、前記移行係数に基づき、前記エンジン本体の動作および前記再循環ガスの流量を制御することを特徴とする。
【０００９】
エンジンは、移行係数算出装置で算出した時間に応じて増加する移行係数をエンジン制御装置とＥＧＲ制御装置に出力することで、ＥＧＲ起動時にエンジン制御装置とＥＧＲ制御装置とで連動した制御を実行することができる。これにより、ＥＧＲシステムからの再循環ガスの供給をエンジン本体の制御条件の変動に合わせて実行することができ、エンジン本体を安定して運転させることができる。
【００１０】
前記移行係数算出装置は、設定された設定時間の間、一定速度で前記移行係数を増加させ、一定時間経過後は、一定値とすることが好ましい。このように、移行係数を一定速度で上昇する値とすることで、再循環ガスをエンジン本体に供給開始する際の運転条件の変動を安定して行うことができる。
【００１１】
前記エンジン制御装置は、前記ＥＧＲシステムを稼働した状態のＥＧＲモードと、前記ＥＧＲシステムを停止した状態のノーマルモードとが切り換え可能であり、前記ノーマルモードから前記ＥＧＲモードに切り換える場合、前記移行係数に基づいて前記ＥＧＲモードの割合を増加させ、かつ、前記移行係数に基づいて前記ノーマルモードの割合を減少させた制御値で制御を実行することが好ましい。これにより、エンジン本体の運転条件を徐々に変化させることができ、また、ＥＧＲシステムから供給される再循環ガスの増加に合わせて条件を変化させることができる。以上より、エンジン本体の運転が不安定になることを抑制することができる。
【００１２】
前記ＥＧＲ制御装置は、前記エンジン本体の運転条件に基づいて制御値を算出し、算出した制御値を、取得した前記移行係数の、前記移行係数の最大値に対する割合に基づいて減少させた制御値で制御を実行することが好ましい。これにより、移行係数に基づいてＥＧＲシステムの運転条件を徐々に変化させることができ、また、エンジン本体の運転条件に連動して条件を変化させることができる。以上より、ＥＧＲシステムからエンジン本体に供給する再循環ガスの量が急激に増加することを抑制でき、エンジン本体の運転が不安定になることを抑制することができる。
【００１３】
前記ＥＧＲ制御装置は、前記移行係数に基づいて、前記排ガス再循環ラインに設けられるＥＧＲブロワの周波数を上昇させることが好ましい。これにより、エンジン本体に供給される再循環ガスの量の増加量が急激に増加することを抑制でき、エンジン本体の運転が不安定になることを抑制できる。
【００１４】
前記ＥＧＲ制御装置は、前記エンジン本体の負荷に対応する前記エンジン本体に供給する燃焼用気体の目標酸素濃度の関係を記憶し、前記目標酸素濃度と前記移行係数とに基づいて前記排ガス再循環ラインに設けられるＥＧＲブロワを制御することが好ましい。これにより、目標酸素濃度を徐々に変化させることができる。酸素濃度が徐々に変化することで、エンジン本体に供給される再循環ガスの量の増加量が急激に増加することを抑制でき、エンジン本体の運転が不安定になることを抑制できる。
【００１５】
前記移行係数算出装置は、前記排ガス再循環ラインから前記エンジン本体への前記再循環ガスの供給を停止する場合、前記移行係数の減少を開始することが好ましい。エンジンは、移行係数算出装置で算出した時間に応じて減少する移行係数をエンジン制御装置とＥＧＲ制御装置に出力することで、ＥＧＲ停止時にエンジン制御装置とＥＧＲ制御装置とで連動した制御を実行することができる。これにより、ＥＧＲシステムからの再循環ガスの供給をエンジン本体の制御条件の変動に合わせて実行することができ、エンジン本体を安定して運転させることができる。
【００１６】
また、前記エンジン制御装置は、前記ＥＧＲシステムを稼働した状態のＥＧＲモードと、前記ＥＧＲシステムを停止した状態のノーマルモードとが切り換え可能であり、前記ＥＧＲモードから前記ノーマルモードに切り換える場合、前記移行係数に基づいて前記ＥＧＲモードの割合を減少させ、かつ、前記移行係数に基づいて前記ノーマルモードの割合を増加させた制御値で制御を実行することが好ましい。これにより、エンジン本体の運転条件を徐々に変化させることができ、また、ＥＧＲシステムから供給される再循環ガスの減少に合わせて条件を変化させることができる。以上より、エンジン本体の運転が不安定になることを抑制することができる。
【００１７】
また、上記の目的を達成するための他の本発明は、エンジンであって、エンジン本体と、前記エンジン本体の動作を制御するエンジン制御装置と、前記エンジン本体から排出された排ガスの一部を再循環ガスとして前記エンジン本体に再循環するＥＧＲシステムと、を備え、前記ＥＧＲシステムは、排ガス再循環ラインと、前記排ガス再循環ラインを介して前記エンジン本体に供給する前記再循環ガスの流量を制御するＥＧＲ制御装置と、時間が経過すると減少する移行係数の情報を出力する移行係数算出装置と、を備え、前記移行係数算出装置は、前記排ガス再循環ラインから前記エンジン本体に前記再循環ガスの供給を停止する場合、前記移行係数の減少を開始し、かつ、前記移行係数の情報を前記ＥＧＲ制御装置及び前記エンジン制御装置に送信することを特徴とする。
【００１８】
エンジンは、移行係数算出装置で算出した時間に応じて減少する移行係数をエンジン制御装置とＥＧＲ制御装置に出力することで、ＥＧＲ停止時にエンジン制御装置とＥＧＲ制御装置とで連動した制御を実行することができる。これにより、ＥＧＲシステムからの再循環ガスの供給をエンジン本体の制御条件の変動に合わせて実行することができ、エンジン本体を安定して運転させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、移行係数算出装置で算出した時間に応じて増加する移行係数をエンジン制御装置とＥＧＲ制御装置に出力することで、ＥＧＲ起動時にエンジン制御装置とＥＧＲ制御装置とで連動した制御を実行することができる。これにより、ＥＧＲシステムからの排ガスの供給をエンジン本体の制御条件の変動に合わせて実行することができ、エンジン本体を安定して運転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本実施形態のＥＧＲシステムを備えたディーゼルエンジンを表す概略図である。
【図２】図２は、本実施形態のディーゼルエンジンの各部を表す概略構成図である。
【図３】図３は、エンジンの各制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、移行係数を示すグラフである。
【図５】図５は、移行係数を示すグラフである。
【図６】図６は、移行係数算出装置の制御の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、エンジン制御装置の制御の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、エンジン制御装置で算出する制御パラメータを説明するための説明図である。
【図９】図９は、ＥＧＲ制御装置で算出する制御パラメータを説明するための説明図である。
【図１０】図１０は、移行係数と各部の動作との関係を示すタイムチャートである。
【図１１】図１１は、移行係数算出装置の制御の一例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】
【００２１】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００２２】
図１は、ＥＧＲシステムを備えたディーゼルエンジンを表す概略図、図２は、ディーゼルエンジンの各部を表す概略構成図である。図３は、エンジンの各制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の舶用ディーゼルエンジン１０は、エンジン本体（エンジン）１１と、過給機１２と、ＥＧＲシステム１３と、を備えている。
【００２４】
図２に示すように、エンジン本体１１は、図示しないが、プロペラ軸を介して推進用プロペラを駆動回転させる推進用の機関（主機関）である。このエンジン本体１１は、ユニフロー掃排気式のディーゼルエンジンであって、２ストロークディーゼルエンジンであり、シリンダ内の吸排気の流れを下方から上方への一方向とし、排気の残留を無くすようにしたものである。エンジン本体１１は、ピストンが上下移動する複数のシリンダ（燃焼室）２１と、各シリンダ２１に連通する掃気トランク２２と、各シリンダ２１に連通する排気マニホールド２３とを備えている。そして、各シリンダ２１と掃気トランク２２との間に掃気ポート２４が設けられ、各シリンダ２１と排気マニホールド２３との間に排気流路２５が設けられている。そして、エンジン本体１１は、掃気トランク２２に給気ラインＧ１が連結され、排気マニホールド２３に排気ラインＧ２が連結されている。
【００２５】
エンジン本体１１には、回転数検出部６２と、燃料投入量検出部６４とが配置されている。回転数検出部６２は、エンジン本体１１の回転数（プロペラ軸と接続された回転軸の回転数）を検出する。回転数検出部６２は、エンジン本体１１に挿入された回転軸の回転数を検出してもよいが、プロペラ軸の回転数を検出してもよい。燃料投入量検出部６４は、エンジン本体１１の燃料投入量を検出する。
【００２６】
エンジン制御装置２６は、エンジン本体１１の運転を制御する。エンジン制御装置２６は、図３に示すように、運転制御部８０と、ノーマルモードテーブル８２と、ＥＧＲモードテーブル８４と、パラメータ設定部８６と、を有する。運転制御部８０は、パラメータ設定部８６が設定したパラメータ（運転条件）に基づいて、エンジン本体１１の運転を制御する。エンジン制御装置２６は、シリンダ２１への燃料の噴射タイミングや、噴射量を制御して、エンジン本体１１の燃料投入量や回転数を制御する。エンジン制御装置２６は、燃料投入量や回転数を制御することで、エンジン本体１１の出力を制御する。ノーマルモードテーブル８２は、ＥＧＲシステム１３を停止している状態（ノーマルモード）に対して設定されたパラメータが記憶されている。ＥＧＲモードテーブル８４は、ＥＧＲシステム１３を稼動している状態（ＥＧＲモード）に対して設定されたパラメータが記憶されている。ここで、パラメータは、各部の制御値やセンサで検出する値に対応して設定されている。各部の制御値やセンサで検出する値としては、エンジン本体１１の負荷（出力、算出馬力）がある。また、パラメータが設定される対象としては、シリンダ２１への燃料の噴射タイミングや噴射量、エンジン本体１１の各種弁の開閉タイミング等がある。ノーマルモードのパラメータと、ＥＧＲモードのパラメータとは、一部同一の値の部分があってもよい。パラメータ設定部８６は、後述する移行係数算出装置６１で算出された移行係数と、要求負荷等の各種入力条件及び回転数検出部６２と燃料投入量検出部６４等の各種センサで検出した結果とに基づいて、各種パラメータを設定する。パラメータ設定部８６は、設定したパラメータを運転制御部８０に送る。
【００２７】
過給機１２は、コンプレッサ３１とタービン３２とが回転軸３３により一体に回転するように連結されて構成されている。この過給機１２は、エンジン本体１１の排気ラインＧ２から排出された排ガスによりタービン３２が回転し、タービン３２の回転が回転軸３３により伝達されてコンプレッサ３１が回転し、このコンプレッサ３１が空気及び／または再循環ガスを圧縮して給気ラインＧ１からエンジン本体１１に供給する。コンプレッサ３１は外部（大気）から空気を吸入する吸入ラインＧ６に接続されている。
【００２８】
過給機１２は、タービン３２を回転した排ガスを排出する排気ラインＧ３が連結されており、この排気ラインＧ３は、図示しない煙突（ファンネル）に連結されている。また、排気ラインＧ３から給気ラインＧ１までの間にＥＧＲシステム１３が設けられている。
【００２９】
ＥＧＲシステム１３は、排ガス再循環ラインＧ４、Ｇ５、Ｇ７と、スクラバ４２と、デミスタユニット１４と、ＥＧＲブロワ（送風機）４７と、ＥＧＲ制御装置６０と、を備えている。このＥＧＲシステム１３は、舶用ディーゼルエンジン１０から排出された排ガスの一部である再循環ガスを空気と混合した後、過給機１２により圧縮して燃焼用気体として舶用ディーゼルエンジン１０に再循環させることで、燃焼によるＮＯｘの生成を抑制するものである。なお、ここでは、タービン３２の下流側から排ガスの一部を抽気したが、タービン３２の上流側から排ガスの一部を抽気してもよい。
【００３０】
なお、以下の説明にて、排ガスとは、エンジン本体１１から排気ラインＧ２に排出された後、排気ラインＧ３から外部に排出されるものであり、再循環ガスとは、排気ラインＧ３から分離された一部の排ガスが排ガス再循環ラインＧ４、Ｇ５、Ｇ７によりエンジン本体１１に戻されるものである。
【００３１】
排ガス再循環ラインＧ４は、一端が排気ラインＧ３の中途部に接続されている。排ガス再循環ラインＧ４は、ＥＧＲ入口バルブ（開閉弁）４１Ａが設けられており、他端がスクラバ４２に接続されている。ＥＧＲ入口バルブ４１Ａは、排ガス再循環ラインＧ４を開閉することで、排気ラインＧ３から排ガス再循環ラインＧ４に分流する排ガスの流入をＯＮ／ＯＦＦする。なお、ＥＧＲ入口バルブ４１Ａを流量調整弁とし、排ガス再循環ラインＧ４を通過する排ガスの流量を調整するようにしてもよい。
【００３２】
スクラバ４２は、ベンチュリ式のスクラバであり、中空形状をなすスロート部４３と、再循環ガスが導入されるベンチュリ部４４と、元の流速に段階的に戻す拡大部４５とを備えている。スクラバ４２は、ベンチュリ部４４に導入された再循環ガスに対して水を噴射する水噴射部４６を備えている。スクラバ４２は、ＳＯｘや煤塵などの微粒子（ＰＭ）といった有害物質が除去された再循環ガス及び有害物質を含む排水を排出する排ガス再循環ラインＧ５が連結されている。なお、本実施形態では、スクラバとしてベンチュリ式を採用しているが、この構成に限定されるものではない。
【００３３】
排ガス再循環ラインＧ５は、デミスタユニット１４とＥＧＲブロワ４７が設けられている。
【００３４】
デミスタユニット１４は、水噴射により有害物質が除去された再循環ガスとミスト（排水）を分離するものである。デミスタユニット１４は、排水をスクラバ４２の水噴射部４６に循環する排水循環ラインＷ１が設けられている。そして、この排水循環ラインＷ１は、排水を一時的に貯留するホールドタンク４９とポンプ５０が設けられている。
【００３５】
ＥＧＲブロワ４７は、スクラバ４２内の再循環ガスを排ガス再循環ラインＧ５からデミスタユニット１４に導くものである。ＥＧＲブロワ４７は、デミスタユニット４７を通過した排ガスをコンプレッサ３１に送る。
【００３６】
排ガス再循環ラインＧ７は、一端がＥＧＲブロワ４７に接続されると共に、他端が混合器（図示略）を介してコンプレッサ３１に接続されており、ＥＧＲブロワ４７により再循環ガスがコンプレッサ３１に送られる。排ガス再循環ラインＧ７は、ＥＧＲ出口バルブ（開閉弁または流量調整弁）４１Ｂが設けられている。吸入ラインＧ６からの空気と、排ガス再循環ラインＧ７からの再循環ガスは、混合器で混合されることで燃焼用気体が生成される。なお、この混合器は、サイレンサと別に設けられてもよいし、混合器を別途設けることなく、再循環ガスと空気を混合する機能を付加するようにサイレンサを構成してもよい。そして、過給機１２は、コンプレッサ３１が圧縮した燃焼用気体を給気ラインＧ１からエンジン本体１１に供給可能であり、給気ラインＧ１にエアクーラ（冷却器）４８が設けられている。このエアクーラ４８は、コンプレッサ３１により圧縮されて高温となった燃焼用気体と冷却水とを熱交換することで、燃焼用気体を冷却するものである。また、ＥＧＲシステム１３は、給気ラインＧ１に酸素濃度検出部６６が配置されている。本実施形態の酸素濃度検出部６６は、エアクーラ４８よりもエンジン本体１１側に配置されている。酸素濃度検出部６６は、エンジン本体１１に供給される空気の酸素濃度、つまりＥＧＲシステム１３が稼働している場合は、再循環ガスと空気を混合した燃焼用気体の酸素濃度を検出する。
【００３７】
ＥＧＲ制御装置６０は、ＥＧＲシステム１３の各部の動作を制御する。以下、図３を用いて、ＥＧＲ制御装置６０について説明する。図３は、ＥＧＲ制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【００３８】
ＥＧＲ制御装置６０は、回転数取得部７２と、燃料投入量取得部７４と、酸素濃度取得部７６と、ＥＧＲ制御部７８と、を有する。回転数取得部７２は、回転数検出部６２からエンジン本体１１の回転数の情報を取得する。燃料投入量取得部７４は、燃料投入量検出部６４からエンジン本体１１の燃料投入量の情報を取得する。酸素濃度取得部７６は、酸素濃度検出部６６からエンジン本体１１に供給される燃焼用気体の酸素濃度の情報を取得する。回転数取得部７２と、燃料投入量取得部７４と、酸素濃度取得部７６と、は、取得した情報をＥＧＲ制御部７８に送る。
【００３９】
ＥＧＲ制御部７８は、回転数取得部７２と、燃料投入量取得部７４と、酸素濃度取得部７６とで取得した、エンジン本体１１の回転数と燃料投入量と、エンジン本体１１に供給される燃焼用気体の酸素濃度とに基づいて、ＥＧＲブロワ４７の運転状態、具体的にはコンプレッサ３１を回転させるモータの周波数を制御して、ＥＧＲシステム１３からエンジン本体１１に供給する再循環ガスの量を制御する。
【００４０】
ＥＧＲ制御部７８は、運転制御部９０と、パラメータ設定部９２と、を有する。
【００４１】
運転制御部９０は、パラメータ設定部９２で設定したパラメータに基づいて、ＥＧＲシステム１３の運転を制御する。運転制御部９０は、例えば、エンジン本体１１の負荷と酸素濃度の目標値との関係を記憶しており、負荷に応じて酸素濃度の目標値（目標酸素濃度）を算出する。運転制御部９０は、エンジン本体１１の回転数と燃料投入量とに基づいて、エンジン本体１１の負荷（出力）を算出する。運転制御部９０は、エンジン本体１１の負荷と目標酸素濃度との関係とに基づいて目標酸素濃度を算出し、算出した目標酸素濃度と取得した酸素濃度との関係と現在のＥＧＲブロワ４７の周波数とに基づいて、ＥＧＲブロワ４７の周波数（運転周波数）を算出する。運転制御部９０は、算出したＥＧＲブロワ４７の周波数でＥＧＲブロワ４７を回転させる。運転制御部９０は、算出したＥＧＲブロワ４７の周波数が、設定したリミット値を超える場合、リミット値の周波数でＥＧＲブロワ４７を回転させる。なお、リミット値は、エンジン本体１１の負荷（出力）、エンジン本体１１の回転数及びエンジン本体１１の燃料投入量の少なくとも１つに基づいて変動する値としてもよいし、一定の値としてもよい。本実施形態の運転制御部９０は、ＥＧＲブロワ４７のモータの周波数を制御するとしたが、モータの回転数を制御し、コンプレッサ３１の回転数を制御してもよい。なお、上記実施形態ではＥＧＲ制御部７８の運転制御部９０がＥＧＲブロワ４７を制御する場合について説明したが、ＥＧＲブロワ４７以外の各部、例えば、ＥＧＲ入口バルブ４１Ａ、ＥＧＲ出口バルブ４１Ｂの開閉や、スクラバ４２の運転、エアクーラ４８の運転も制御する。
【００４２】
パラメータ設定部９２は、エンジン本体１１の回転数と燃料投入量と、エンジン本体１１に供給される燃焼用気体の酸素濃度等のエンジンの運転状態や、制御値及び後述する移行係数算出装置６１が算出した移行係数に基づいて、ＥＧＲシステム１３の各部の制御パラメータを設定する。パラメータ設定部９２は、例えば、エンジンの運転状態や、制御値に基づいて、制御パラメータを算出し、移行係数が設定されている場合は、エンジンの運転状態や、制御値に基づいて算出した制御パラメータに移行係数を乗算して算出した制御パラメータを適用する制御パラメータとし、運転制御部９０に出力する。
【００４３】
以下、本実施形態のＥＧＲシステムの作用を説明する。
【００４４】
図２に示すように、エンジン本体１１は、掃気トランク２２からシリンダ２１内に燃焼用気体が供給されると、ピストンによってこの燃焼用気体が圧縮され、この高温の燃焼用気体に対して燃料が噴射することで自然着火し、燃焼する。そして、発生した燃焼ガスは、排ガスとして排気マニホールド２３から排気ラインＧ２に排出される。エンジン本体１１から排出された排ガスは、過給機１２におけるタービン３２を回転した後、排気ラインＧ３に排出され、ＥＧＲ入口バルブ４１Ａ及びＥＧＲ出口バルブ４１Ｂが閉止しているときは、全量が排気ラインＧ３から外部に排出される。
【００４５】
一方、ＥＧＲ入口バルブ４１Ａ及びＥＧＲ出口バルブ４１Ｂが開放しているとき、排ガスは、その一部が再循環ガスとして排気ラインＧ３から排ガス再循環ラインＧ４に流れる。排ガス再循環ラインＧ４に流れた再循環ガスは、スクラバ４２により、有害物質が除去される。即ち、スクラバ４２は、排ガスがベンチュリ部４４を高速で通過するとき、水噴射部４６から水を噴射することで、この水により再循環ガスを冷却すると共に、有害物質を水と共に落下させて除去する。そして、有害物質を含む排水は、ＥＧＲガスと共にデミスタユニット１４に流入する。
【００４６】
スクラバ４２により有害物質が除去された再循環ガスは、排ガス再循環ラインＧ５に排出され、デミスタユニット１４によりミスト（排水）が分離された後、排ガス再循環ラインＧ７により過給機１２に送られる。そして、この再循環ガスは、吸入ラインＧ６から吸入された空気と混合されて燃焼用気体となり、過給機１２のコンプレッサ３１で圧縮された後、エアクーラ４８で冷却され、給気ラインＧ１からエンジン本体１１に供給される。
【００４７】
舶用ディーゼルエンジン１０は、さらに移行係数算出装置６１を有する。ここで、図２では、移行係数算出装置６１をエンジン制御装置２６、ＥＧＲ制御装置６０と別体としたが、移行係数算出装置６１をエンジン制御装置２６またはＥＧＲ制御装置６０と一体としてもよい。つまり、移行係数算出装置６１は、エンジン制御装置２６またはＥＧＲ制御装置６０と１つの機能として、エンジン制御装置２６またはＥＧＲ制御装置６０に含めてもよい。移行係数算出装置６１は、図３に示すように、計時部１０２と、条件テーブル１０４と、係数算出部１０６と、を有する。計時部１０２は、時間を計測する機器である。条件テーブル１０４は、移行係数と時間の関係を記憶している。図４及び図５は、それぞれ移行係数を示すグラフである。図４に示す関係は、時間に比例して値が増加する移行係数の情報を記憶している。図５に示す関係は、時間に比例して値が減少する移行係数の情報を記憶している。本実施形態の移行係数は、最大値が１であり、単位時間当たり一定の量、つまり一定速度で０から１まで増加し、１に到達した後は値が変わらない関係である。移行係数は、設定時間で０から１に増加する。設定時間は、数分、例えば、１分以上１０分以下とすることが好ましい。係数算出部１０６は、条件テーブル１０４に記憶されている関係と、計時部１０２で算出した時間に基づいて、算出時点での移行係数を算出する。なお、係数算出部１０６は、ノーマルモードからＥＧＲモードに切り換わるか、ＥＧＲモードからノーマルモードに切り換わるかで適用する条件テーブル１０４に記憶されている関係を切り換える。具体的には、係数算出部１０６は、ノーマルモードからＥＧＲモードに切り換わる場合、図４に示す関係を用いる。係数算出部１０６は、ＥＧＲモードからノーマルモードに切り換わる場合、図５に示す関係を用いる。なお、図４の関係と、図５の関係の変化率（傾き）は同じでもよいし、異なっていてもよい。
【００４８】
次に、図６を用いて、移行係数検出装置による移行係数の算出動作について説明する。図６は、移行係数算出装置の制御の一例を示すフローチャートである。なお、図６では、ＥＧＲシステム１３の運転開始時、つまりＥＧＲシステム１３が起動される場合の処理を示している。
【００４９】
移行係数算出装置６１は、ＥＧＲシステムの運転開始の信号を受信した（ステップＳ１２）場合、計時部１０２による時間の計測を開始し、開始時間と現在の時間とに基づいて、移行係数を算出する（ステップＳ１４：移行係数算出工程）。つまり、図４に示す関係に基づいて、現時点での移行係数を算出する。移行係数算出装置６１は、移行係数を算出したら、算出した移行係数を出力する（ステップＳ１６）。具体的には、移行係数算出装置６１は、パラメータ設定部８６、９２に算出した移行係数の情報を出力する。移行係数算出装置６１は、移行係数を算出したら、算出した移行係数が１に到達したかを判定する（ステップＳ１８）。
【００５０】
移行係数算出装置６１は、移行係数が１に到達していない（ステップＳ１８でＮｏ）、つまり、移行係数が１未満であると判定した場合、ステップＳ１４に戻る。移行係数算出装置６１は、移行係数が１に到達するまで、移行係数の算出と出力を繰り返す。移行係数算出装置６１は、移行係数が１に到達した（ステップＳ１８でＹｅｓ）と判定した場合、移行係数の出力を固定する（ステップＳ２０）。つまり、移行係数算出装置６１は、図４の関係に基づいて、移行係数として１を出力し続ける。
【００５１】
次に、図７を用いて、エンジン制御装置２６による制御（エンジン制御方法）の一例を説明する。図７は、エンジン制御装置の制御の一例を示すフローチャートである。図７に示す処理は、エンジン制御装置２６が各部の動作を制御するエンジン本体制御工程を実行することで実現することができる。
【００５２】
エンジン制御装置２６は、ＥＧＲシステムの運転開始の信号を受信した（ステップＳ３２）場合、つまり、ノーマルモードからＥＧＲモードに切り換えて、エンジン本体１１に供給する再循環ガスの流量を制御するＥＧＲ制御工程を実行する場合、移行係数を取得する（ステップＳ３４）。つまり、エンジン制御装置２６は、移行係数算出装置６１（移行係数算出工程Ｓ１４）で算出され出力された、現時点での移行係数を取得する。エンジン制御装置２６は、移行係数を取得したら、移行係数に基づいて、パラメータを設定する。（ステップＳ３６）。具体的には、エンジン制御装置２６は、各種条件からノーマルモードでのパラメータ（ノーマルパラメータ）とＥＧＲモードでのパラメータ（ＥＧＲパラメータ）とを算出する。次に、エンジン制御装置２６は、ノーマルパラメータとＥＧＲパラメータとを移行係数を用いて比例配分することで、制御に用いるパラメータを算出する。一例としては、制御に用いるパラメータ＝ノーマルパラメータ×（１−移行係数）＋ＥＧＲパラメータ×（移行係数）で算出する。エンジン制御装置２６は、各種パラメータに対して同様の処理を行い、制御対象のパラメータを、ノーマルパラメータとＥＧＲパラメータと移行係数とに基づいて算出する。エンジン制御装置２６は、算出したパラメータを用いて各部の動作を制御する。
【００５３】
エンジン制御装置２６は、移行係数を算出したら、算出した移行係数が１に到達したかを判定する（ステップＳ３８）。エンジン制御装置２６は、移行係数が１に到達していない（ステップＳ３８でＮｏ）、つまり、移行係数が１未満であると判定した場合、ステップＳ３４に戻る。エンジン制御装置２６は、移行係数が１に到達するまで、移行係数の算出と出力を繰り返す。エンジン制御装置２６は、移行係数が１に到達した（ステップＳ３８でＹｅｓ）と判定した場合、ＥＧＲモードで運転する（ステップＳ４０）。
【００５４】
図８は、エンジン制御装置で算出する制御パラメータを説明するための説明図である。図８は、エンジン制御装置２６が制御するパラメータの１つのエンジン負荷とパラメータの値との関係を示している。図８に示すように、エンジン制御装置２６は、１つのパラメータに対して、ノーマルモードにおける関係と、ＥＧＲモードにおける関係を記憶している。エンジン制御装置２６は、移行係数に基づいて、ノーマルモードの値とＥＧＲモードの値の間の値を適用するパラメータ値として算出する。エンジン制御装置２６は、移行係数の値は徐々に大きくなるので、ＥＧＲシステム１３の起動を開始してからの時間が長くなるほど、適用するパラメータ値は、ＥＧＲモードの値に近くなる。また、図８に示すパラメータは、エンジン負荷に対してパラメータ値が比例で変化する場合を示したが、エンジン負荷とパラメータとの関係は、比例関係に限定されず、種々の関係とすることができる。また、パラメータとしては、エンジン本体１１の回転数、燃料噴射量、燃料の噴射タイミング等が例示される。また、パラメータとしては、各種弁の開閉のタイミング等の実際の制御対象の制御値を用いることもできる。
【００５５】
また、図７及び図８では、エンジン制御装置２６の動作を説明したが、ＥＧＲ制御装置６０も同様に移行係数に基づいて、適用するパラメータ値を算出する。図９は、ＥＧＲ制御装置で算出する制御パラメータを説明するための説明図である。ＥＧＲ制御装置６０は、１つのパラメータに対して、運転条件に対応するパラメータを記憶している。ここで、ＥＧＲ制御装置６０は、ＥＧＲシステム１３の運転を制御するものであるため、エンジン制御装置２６のように、ノーマルモードとＥＧＲモードのパラメータは記憶していない。ＥＧＲモードにおける関係を記憶している。ＥＧＲ制御装置６０は、移行係数に基づいて、０と記憶しているパラメータ値の間の値を適用するパラメータ値として算出する。ここで、説明のため、図９では、パラメータ値が０の場合をノーマルモードとし、記憶されているパラメータとエンジン負荷との関係をＥＧＲモードとして示す。ＥＧＲ制御装置６０は、ＥＧＲシステム１３が起動していない状態、つまりエンジン制御装置２６がノーマルモードで運転している状態では、各部が運転されていないので、ノーマルモードのパラメータを常に０として、同様の処理を行う。具体的には、ＥＧＲ制御装置６０は、制御に用いるパラメータ＝（エンジン本体１１の運転条件に基づいて算出したパラメータ、図９に示すＥＧＲモードのパラメータ値）×（移行係数）で算出してもよい。エンジン本体１１の運転条件に基づいてパラメータは、移行係数以外の条件で算出したパラメータであり、ＥＧＲシステム１３を運転して安定して稼働されている状態で舶用ディーゼルエンジン１０を目的の条件で運転することができる値である。また、ＥＧＲ制御装置６０は、ノーマルモードのパラメータが０ではない値が設定されている場合、（エンジン本体１１の運転条件に基づいて算出したパラメータ）×（移行係数）＋（ノーマルモードのパラメータ）×（１−移行係数）で算出してもよい。ＥＧＲ制御装置６０が制御するパラメータとしては、目標酸素濃度、ＥＧＲ入口バルブ４１Ａ、ＥＧＲ出口バルブ４１Ｂの開閉タイミング、スクラバ４２の運転条件及びＥＧＲブロワ４７の運転条件が例示される。
【００５６】
舶用ディーゼルエンジン１０は、移行係数算出装置６１で算出した移行係数に基づいてエンジン制御装置２６及びＥＧＲ制御装置６０で各部を制御することで、ノーマルモードからＥＧＲモードへの切り換え時に、舶用ディーゼルエンジン１０の各部の運転条件を律速して変化させることができる。
【００５７】
図１０は、移行係数と各部の動作との関係を示すタイムチャートである。図１０は、ノーマルモードからＥＧＲモードへの切り替え時の移行係数、ＥＧＲブロワ４７の周波数、ＥＧＲ入口バルブ４１Ａの開度、エンジン本体１１の排気弁の閉タイミング及びＥＧＲ出口バルブ４１Ｂの開閉タイミングの関係を示す。ここで、ＥＧＲブロワ４７の周波数、ＥＧＲ入口バルブ４１Ａの開度ＥＧＲ出口バルブ４１Ｂの開閉タイミングは、ＥＧＲ制御装置６０が制御し、エンジン本体１１の排気弁の閉タイミングは、エンジン制御装置２６が制御する。
【００５８】
舶用ディーゼルエンジン１０は、図１０に示すように、ノーマルモードで運転している状態から時間ｔ１にＥＧＲモードへの切り換えを開始し、時間ｔ２でＥＧＲモードへの切り換えを完了する舶用ディーゼルエンジン１０は、時間ｔ１から時間ｔ２の間の移行期間に移行係数が０（０％）から１（１００％）に増加する。舶用ディーゼルエンジン１０は、ＥＧＲブロワ４７の周波数、ＥＧＲ入口バルブ４１Ａの開度、エンジン本体１１の排気弁の閉タイミングを、上述したように移行係数に基づいて運転条件を調整することで、時間ｔ１から時間ｔ２の間の移行期間に移行係数に比例して運転条件が変化する。ここで、ＥＧＲブロワ４７の周波数、ＥＧＲ入口バルブ４１Ａの開度は、移行係数が上昇すると制御値が上昇する。エンジン本体１１の排気弁の閉タイミングは、移行係数が上昇すると制御値が下降する。
【００５９】
ＥＧＲ出口バルブ４１Ｂの開閉タイミングも移行係数に基づいて制御が実行されるが、開閉の切り換えのみであり、移行係数が０より大きい場合、開という条件となるため、時間ｔ１で閉から開に切り換わり、その後開状態が維持される。なお、ＥＧＲ出口バルブ４１Ｂの開閉タイミングのように開閉の切り換えのみ、ＯＮ／ＯＦＦの切り換えのみの制御対象は、移行係数を用いずに制御してもよい。
【００６０】
このように舶用ディーセルエンジン１０は、ＥＧＲシステム１３の運転開始時、移行係数算出装置６１で算出した時間に応じて増加する移行係数をエンジン制御装置２６とＥＧＲ制御装置６０に出力することで、ＥＧＲシステム１３の起動時にエンジン制御装置２６とＥＧＲ制御装置６０とで連動した制御を実行することができる。これにより、燃焼用気体の一部である、ＥＧＲシステム１３からの再循環ガスの供給をエンジン本体１１の制御条件の変動に合わせて実行することができ、エンジン本体１１を安定して運転させることができる。より具体的には、舶用ディーゼルエンジン１０は、移行係数を用いて、ＥＧＲシステム１３の運転開始時の各種条件を制御することで、各種制御条件が急激に変化し、エンジン性能が変化することを抑制できる。
【００６１】
舶用ディーゼルエンジン１０は、移行係数算出装置６１で算出した移行係数に基づいて、ＥＧＲブロワ４７の周波数、ＥＧＲ入口バルブ４１Ａの開度及びエンジン本体１１の排気弁の閉タイミングを制御することで、舶用ディーゼルエンジン１０の運転条件を安定して変化させることができ、ノーマルモードからＥＧＲモードへの移行時に舶用ディーゼルエンジン１０の運転が不安定になること、一部機器に負荷が集中することを抑制できる。
【００６２】
舶用ディーゼルエンジン１０は、上述したように移行係数に基づいて動作を制御するパラメータはこれに限定されない。例えば、エンジン本体１１の排気弁の閉タイミング、燃料を噴射するタイミング、作動油圧、燃料の噴射パターン等も移行係数に基づいて、ノーマルモードの設定からＥＧＲモードの設定に徐々に移行させることができる。
【００６３】
舶用ディーゼルエンジン１０は、少なくともＥＧＲブロワ４７の周波数及びエンジン制御装置２６の各種制御パラメータを移行係数に基づいて、制御することが好ましい。エンジン制御装置２６は、ノーマルモードとＥＧＲモードのそれぞれで最適な燃焼状態にするパラメータが記憶されている。また、ＥＧＲブロワ４７は、エンジン制御装置２６で設定されたパラメータの運転に対して、適切なＥＧＲブロア４７の周波数（つまり、再循環ガスの供給量）がある。舶用ディーゼルエンジン１０は、少なくともＥＧＲブロワ４７の周波数及びエンジン制御装置２６の各種制御パラメータを移行係数に基づいて制御することで、ＥＧＲブロア４７の周波数の変化（再循環ガスの供給量の変化）と同時にエンジン本体１１の各種制御パラメータを変化させることができ、エンジン本体１１の燃焼状態を維持しながらノーマルモードからＥＧＲモードまたはＥＧＲモードからノーマルモードに切り換えることができる。これにより、異常燃焼、失火等の燃焼によるトラブルの発生をより確実に防止できる。
【００６４】
また、舶用ディーゼルエンジン１０は、少なくともＥＧＲブロワ４７の周波数と、エンジン制御装置２６の各種制御パラメータと、ＥＧＲシステム１３のＥＧＲ入口バルブ４１Ａの制御を移行係数に基づいて、制御することが好ましい。移行係数を用いずにＥＧＲ入口バルブ４１Ａを閉から開に動作させる場合、ＥＧＲ入口バルブ４１Ａから排ガス再循環ラインＧ４内に排ガス（再循環ガス）が流れ込み、その再循環ガスの勢いによりＥＧＲブロア４７が誘転されることによるＥＧＲブロア４７の制御不良が生じる恐れがある。これに対して、少なくともＥＧＲブロワ４７の周波数と、エンジン制御装置２６の各種制御パラメータと、ＥＧＲシステム１３のＥＧＲ入口バルブ４１Ａの制御を移行係数に基づいて、制御し、移行係数を用いてＥＧＲ入口バルブ４１Ａを閉から開に動作させることで、意図しないタイミングでＥＧＲ入口バルブ４１Ａから排ガス再循環ラインＧ４内に排ガス（再循環ガス）が流れ込むことを抑制し、ＥＧＲブロア４７の制御不良が生じることを防止できる。
【００６５】
移行係数算出装置６１は、設定された設定時間の間、一定速度で前記移行係数を増加させ、一定時間経過後は、一定値とすることが好ましい。このように、移行係数を一定速度で上昇する値とすることで、燃焼用気体の一部である、再循環ガスをエンジン本体１１に供給開始する際の運転条件の変動を安定して行うことができる。これにより、ＥＧＲ制御装置６０は、設定時間経過後に、ＥＧＲシステム１３が運転している状態、つまりＥＧＲモードの条件で運転することができる。これにより、エンジン本体１１に供給する燃焼用気体の酸素濃度を適切な濃度とすることができ、窒素酸化物の発生を抑制することができる。また、ＥＧＲモードの目標酸素濃度に基づいたＥＧＲブロワ４７の周波数の制御を設定時間経過後とすることで、現状の酸素濃度と目標の酸素濃度との差を小さくすることができ、制御により、供給する再循環ガスの量が過剰となることを抑制できる。
【００６６】
エンジン制御装置２６は、ＥＧＲモードと、ノーマルモードとが切り換え可能であり、ノーマルモードからＥＧＲモードに切り換える場合、移行係数に基づいてＥＧＲモードの割合を増加させ、かつ、移行係数に基づいてノーマルモードの割合を減少させた制御値で制御を実行する。これにより、エンジン本体１１の運転条件を徐々に変化させることができ、また、燃焼用気体の一部である、ＥＧＲシステム１３から供給される再循環ガスの増加に合わせて条件を変化させることができる。以上より、エンジン本体１１の運転が不安定になることを抑制することができる。
【００６７】
次に、図１１を用いて、移行係数検出装置による移行係数の算出動作について説明する。図１１は、移行係数算出装置の制御の一例を示すフローチャートである。なお、図１１では、ＥＧＲシステム１３が運転停止される場合、つまりＥＧＲシステム１３が稼動している状態から停止する状態に切り換わる場合の処理である。
【００６８】
移行係数算出装置６１は、ＥＧＲシステム１３の停止の信号を受信した（ステップＳ５２）場合、計時部１０２による時間の計測を開始し、開始時間と現在の時間とに基づいて、移行係数を算出する（ステップＳ５４）。つまり、図５に示す関係に基づいて、現時点での移行係数を算出する。この場合、移行係数は時間が経過するとともに減少する。移行係数算出装置６１は、移行係数を算出したら、算出した移行係数を出力する（ステップＳ５６）。具体的には、移行係数算出装置６１は、パラメータ設定部８６、９２に算出した移行係数の情報を出力する。移行係数算出装置６１は、移行係数を算出したら、算出した移行係数が０に到達したかを判定する（ステップＳ５８）。
【００６９】
移行係数算出装置６１は、移行係数が０に到達していない（ステップＳ５８でＮｏ）、つまり、移行係数が０より大きいと判定した場合、ステップＳ５４に戻る。移行係数算出装置６１は、移行係数が０に到達するまで、移行係数の算出と出力を繰り返す。移行係数算出装置６１は、移行係数が０に到達した（ステップＳ５８でＹｅｓ）と判定した場合、移行係数の出力を固定する（ステップＳ６０）。つまり、移行係数算出装置６１は、図５の関係に基づいて、移行係数として０を出力し続ける。
【００７０】
ＥＧＲシステム１３が運転停止される場合、つまりＥＧＲシステム１３が稼動している状態から停止する状態に切り換わる場合、エンジン制御装置２６及びＥＧＲ制御装置６０は、図１１で算出した移行係数に基づいて、図６に示す処理を同様の処理を実行し、移行係数が０になった場合、ノーマルモードで運転する。
【００７１】
このように舶用ディーセルエンジン１０は、ＥＧＲシステム１３の停止時に、移行係数算出装置６１で算出した時間に応じて減少する移行係数をエンジン制御装置２６とＥＧＲ制御装置６０に出力することで、ＥＧＲシステム１３の停止時にエンジン制御装置２６とＥＧＲ制御装置６０とで連動した制御を実行することができる。これにより、ＥＧＲシステム１３からの再循環ガスの供給をエンジン本体１１の制御条件の変動に合わせて実行することができ、エンジン本体１１を安定して運転させることができる。より具体的には、舶用ディーゼルエンジン１０は、移行係数を用いて、ＥＧＲシステム１３の運転停止時の各種条件を制御することで、各種制御条件が急激に変化することを抑制できる。
【００７２】
また、エンジン制御装置２６は、ＥＧＲモードからノーマルモードに切り換える場合、移行係数に基づいてＥＧＲモードの割合を減少させ、かつ、移行係数に基づいてノーマルモードの割合を増加させた制御値で制御を実行する。これにより、エンジン本体１１の運転条件を徐々に変化させることができ、また、ＥＧＲシステム１３から供給される再循環ガスの減少に合わせて条件を変化させることができる。以上より、エンジン本体１１の運転が不安定になることを抑制することができる。
【００７３】
また、ＥＧＲ制御装置６０は、エンジン本体１１の運転条件に基づいて制御値を算出し、算出した制御値を、取得した移行係数の移行係数の最大値に対する割合に基づいて減少させた制御値で制御を実行する、つまり、移行係数の最大値を１とした場合、算出したパラメータ×（移行係数）で算出することが好ましい。これにより、移行係数に基づいてＥＧＲシステム１３の運転条件を徐々に変化させることができ、また、エンジン本体１１の運転条件に連動して条件を変化させることができる。以上より、燃焼用気体の一部である、ＥＧＲシステム１３からエンジン本体１１に供給する再循環ガスの量が急激に増加することを抑制でき、エンジン本体１１の運転が不安定になることを抑制することができる。
【００７４】
また、ＥＧＲ制御装置６０は、例えば、パラメータとして、ＥＧＲブロワ４７の回転数を用いることができる。ＥＧＲ制御装置６０は、移行係数に基づいて、ＥＧＲブロワ４７の周波数を上昇させることで、燃焼用気体の一部である、エンジン本体１１に供給される再循環ガスの量の増加量が急激に増加することを抑制でき、エンジン本体１１の運転が不安定になることを抑制できる。
【００７５】
ＥＧＲ制御装置６０は、例えば、パラメータとして、酸素濃度を用いることができる。ＥＧＲ制御装置６０は、エンジン本体１１の負荷に対応するエンジン本体１１に供給する燃焼用気体の目標酸素濃度との関係を記憶し、目標酸素濃度に前記移行係数を乗算した値に基づいてＥＧＲブロワ４７を制御する。これにより、目標酸素濃度を徐々に変化させることができる。酸素濃度が徐々に変化することで、燃焼用気体の一部である、エンジン本体１１に供給される再循環ガスの量の増加量が急激に増加することを抑制でき、エンジン本体１１の運転が不安定になることを抑制できる。
【００７６】
このように、舶用ディーゼルエンジン１０は、酸素濃度またはＥＧＲブロワ４７の回転数を移行係数に基づいて調整することで、起動時のＥＧＲブロワ４７の上昇速度を制限し、酸素濃度が急激に変化し、酸素濃度が目標酸素濃度よりも低くなることを抑制することができる。目標酸素濃度と現在酸素濃度との差が大きくなり、酸素濃度がオーバーシュートし、酸素濃度が低くることを抑制できる。つまり、燃焼用気体の一部である、再循環ガスの供給が過剰となり、エンジン本体１１での燃焼状態が悪化することを抑制できる。また、酸素濃度のオーバーシュートが生じた後、酸素濃度が振動するハンチングが生じ、ＥＧＲブロワ４７の回転数の変動が大きくなることも抑制できる。また、移行係数が変化する時間を設定時間とすることで、酸素濃度が目標酸素濃度となるまでにかかる時間が長くなることを抑制でき、窒素酸化物を低減できる運転条件に到達するまでの時間が長くなることを抑制できる。以上より、ＥＧＲ制御装置６０は、起動時のＥＧＲブロワの周波数の上昇速度を移行係数で制限することで、起動時にエンジン本体１１に燃焼用気体の一部である再循環ガスが過剰に供給されることを抑制することができる。これにより、エンジン本体１１を安定して運転させることができる。舶用ディーゼルエンジン１０は、酸素濃度またはＥＧＲブロワ４７の回転数を移行係数に基づいて調整することで、ＥＧＲシステム１３の停止時も同様に、ＥＧＲブロワ４７の下降速度を制限し、酸素濃度が急激に変化し、酸素濃度が目標酸素濃度よりも低くなることを抑制することができる。
【００７７】
また、上記実施形態では、移行係数が１に到達した場合または０に到達した場合、切換終了として各モードでの運転を行う制御としたが、移行係数を１または０の情報に基づいて、移行係数を加味して制御を行うようにしてもよい。
【００７８】
また、移行係数算出装置６１は、エンジン制御装置２６及びＥＧＲ制御装置６０の少なくとも一方から取得した各部の制御状態に基づいて、移行係数の上昇速度または下降速度を変更してもよい。移行係数算出装置６１は、エンジン制御装置２６及びＥＧＲ制御装置６０の少なくとも一方から、移行係数に追従した制御ができていない情報を取得した場合、移行係数の上昇を一時的に停止してもよく、移行係数の上昇速度を減速させてもよい。また、移行係数算出装置６１は、エンジン制御装置２６及びＥＧＲ制御装置６０の少なくとも一方から、移行係数に追従した制御ができていない情報を取得した場合、ＥＧＲシステム１３を停止する指示を各部に出力してもよい。
【００７９】
また、エンジン制御装置２６及びＥＧＲ制御装置６０は、移行係数が最大値または０に到達する以前に、移行係数に基づいた制御を終了してもよい。また、移行係数算出装置６１は、ＥＧＲシステム１３を運転している状態で、異常が発生しＥＧＲシステム１３を停止させると判定した場合は、移行係数の減少速度を、通常の停止制御よりも速くすることが好ましい。また、エンジン制御装置２６は、ＥＧＲシステム１３が急停止または制御信号の送受信ができなくなった場合、移行係数を用いずに、エンジン制御装置２６の制御で、ＥＧＲモードからノーマルモードに移行してもよい。
【００８０】
また、上述した実施形態では、舶用ディーゼルエンジンとして、主機関を用いて説明したが、発電機として用いられるディーゼルエンジンにも適用することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１０  舶用ディーゼルエンジン
１１  エンジン本体
１２  過給機
１３  ＥＧＲシステム
１４  デミスタユニット
２６  エンジン制御装置
４１Ａ  ＥＧＲ入口バルブ
４１Ｂ  ＥＧＲ出口バルブ
４２  スクラバ
４７  ＥＧＲブロワ
４８  エアクーラ（冷却器）
６０  ＥＧＲ制御装置
６１  移行係数算出装置
６２  回転数検出部
６４  燃料投入量検出部
６６  酸素濃度検出部
７２  回転数取得部
７４  燃料投入量取得部
７６  酸素濃度取得部
７８  ＥＧＲ制御部
８０  運転制御部
８２  ノーマルモードテーブル
８４  ＥＧＲモードテーブル
８６  パラメータ設定部
９０  運転制御部
９２  パラメータ設定部
１０２  計時部
１０４  条件テーブル
１０６  係数算出部
Ｇ４，Ｇ５，Ｇ７  排ガス再循環ライン
Ｇ６  吸入ライン
Ｗ１  排水循環ライン
【図１】
2018044491.tif 000003
【図２】
2018044491.tif 000004
【図３】
2018044491.tif 000005
【図４】
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【図５】
2018044491.tif 000007
【図６】
2018044491.tif 000008
【図７】
2018044491.tif 000009
【図８】
2018044491.tif 000010
【図９】
2018044491.tif 000011
【図１０】
2018044491.tif 000012
【図１１】
2018044491.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月14日(2017.3.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン本体と、
前記エンジン本体の動作を制御するエンジン制御装置と、
前記エンジン本体から排出された排ガスの一部を再循環ガスとして前記エンジン本体に再循環するＥＧＲシステムと、を備え、
前記ＥＧＲシステムは、
排ガス再循環ラインと、
前記排ガス再循環ラインを介して前記エンジン本体に供給する前記再循環ガスの流量を制御するＥＧＲ制御装置と、
時間が経過すると増加する移行係数の情報を出力する移行係数算出装置と、を備え、
前記移行係数算出装置は、前記排ガス再循環ラインから前記エンジン本体に前記再循環ガスの供給を開始する場合、前記移行係数の増加を開始し、かつ、前記移行係数の情報を前記ＥＧＲ制御装置及び前記エンジン制御装置に送信し、
前記エンジン制御装置は、前記移行係数に基づいて動作を制御し、
前記ＥＧＲ制御装置は、前記移行係数に基づいて、前記再循環ガスの流量を制御することを特徴とするエンジン。
【請求項２】
前記移行係数算出装置は、設定された設定時間の間、一定速度で前記移行係数を増加させ、一定時間経過後は、一定値とすることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記エンジン制御装置は、前記ＥＧＲシステムを稼働した状態のＥＧＲモードと、前記ＥＧＲシステムを停止した状態のノーマルモードとが切り換え可能であり、前記ノーマルモードから前記ＥＧＲモードに切り換える場合、前記移行係数に基づいて前記ＥＧＲモードの割合を増加させ、かつ、前記移行係数に基づいて前記ノーマルモードの割合を減少させた制御値で制御を実行することを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記ＥＧＲ制御装置は、前記エンジン本体の運転条件に基づいて制御値を算出し、算出した制御値を、取得した前記移行係数の、前記移行係数の最大値に対する割合に基づいて減少させた制御値で制御を実行することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のエンジン。
【請求項５】
前記ＥＧＲ制御装置は、前記移行係数に基づいて、前記排ガス再循環ラインに設けられるＥＧＲブロワの周波数を上昇させることを特徴とする請求項４に記載のエンジン。
【請求項６】
前記ＥＧＲ制御装置は、前記エンジン本体の負荷に対応する前記エンジン本体に供給する燃焼用気体の目標酸素濃度の関係を記憶し、
前記目標酸素濃度と前記移行係数とに基づいて前記排ガス再循環ラインに設けられるＥＧＲブロワを制御することを特徴とする請求項４に記載のエンジン。
【請求項７】
前記移行係数算出装置は、前記排ガス再循環ラインから前記エンジン本体への前記再循環ガスの供給を停止する場合、前記移行係数の減少を開始することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のエンジン。
【請求項８】
前記エンジン制御装置は、前記ＥＧＲシステムを稼働した状態のＥＧＲモードと、前記ＥＧＲシステムを停止した状態のノーマルモードとが切り換え可能であり、前記ＥＧＲモードから前記ノーマルモードに切り換える場合、前記移行係数に基づいて前記ＥＧＲモードの割合を減少させ、かつ、前記移行係数に基づいて前記ノーマルモードの割合を増加させた制御値で制御を実行することを特徴とする請求項７に記載のエンジン。
【請求項９】
エンジン本体と、
前記エンジン本体の動作を制御するエンジン制御装置と、
前記エンジン本体から排出された排ガスの一部を再循環ガスとして前記エンジン本体に再循環するＥＧＲシステムと、を備え、
前記ＥＧＲシステムは、
排ガス再循環ラインと、
前記排ガス再循環ラインを介して前記エンジン本体に供給する前記再循環ガスの流量を制御するＥＧＲ制御装置と、
時間が経過すると減少する移行係数の情報を出力する移行係数算出装置と、を備え、
前記移行係数算出装置は、前記排ガス再循環ラインから前記エンジン本体に前記再循環ガスの供給を停止する場合、前記移行係数の減少を開始し、かつ、前記移行係数の情報を前記ＥＧＲ制御装置及び前記エンジン制御装置に送信し、
前記エンジン制御装置は、前記移行係数に基づいて動作を制御し、
前記ＥＧＲ制御装置は、前記移行係数に基づいて、前記再循環ガスの流量を制御することを特徴とするエンジン。
【請求項１０】
エンジン本体の動作を制御するエンジン本体制御工程と、
前記エンジン本体から排出された排ガスの一部を再循環ガスとするＥＧＲモードに切り替え可能であるとともに、前記ＥＧＲモードにおいては前記再循環ガスの流量を調整して前記エンジン本体に供給するＥＧＲ制御工程と、
を備えるエンジン制御方法であって、
時間が経過すると増加する移行係数の情報を出力する移行係数算出工程と、
前記ＥＧＲモードを開始する場合、前記移行係数算出工程により出力された前記移行係数の増加を開始し、かつ、前記移行係数に基づき、前記エンジン本体の動作および前記再循環ガスの流量を制御することを特徴とするエンジン制御方法。