特開 2023-67498 エンジン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023067498

(43)【公開日】2023-05-16

(54)【発明の名称】エンジン

(51)【国際特許分類】

   F02D 19/08 20060101AFI20230509BHJP

   F02M 25/00 20060101ALI20230509BHJP

【ＦＩ】

F02D19/08 Z

F02M25/00 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021178799

(22)【出願日】2021-11-01

(71)【出願人】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】増田 裕

(72)【発明者】

【氏名】宮内 健太

【テーマコード（参考）】

3G092

【Ｆターム（参考）】

3G092AA05

3G092AA06

3G092AB19

3G092BB06

3G092BB11

3G092DE01S

3G092DE03S

3G092EA01

3G092EA08

3G092HA04Z

3G092HB01Z

(57)【要約】

【課題】燃焼速度を速める。
【解決手段】エンジン１００は、燃焼室１０８と、燃焼室１０８と連通する吸気流路２００または燃焼室１０８に設けられるアンモニア噴射弁１１２と、燃焼室１０８に設けられる非アンモニア燃料噴射弁１１４と、圧縮行程において非アンモニア燃料噴射弁１１４に第１燃料噴射を行わせ、第１燃料噴射の後に非アンモニア燃料噴射弁１１４に第２燃料噴射を行わせる２段噴射制御を実行する制御装置１１６と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼室と、
前記燃焼室と連通する吸気流路または前記燃焼室に設けられるアンモニア噴射弁と、
前記燃焼室に設けられる非アンモニア燃料噴射弁と、
圧縮行程において前記非アンモニア燃料噴射弁に第１燃料噴射を行わせ、前記第１燃料噴射の後に前記非アンモニア燃料噴射弁に第２燃料噴射を行わせる２段噴射制御を実行する制御装置と、
を備える、
エンジン。

【請求項2】

前記制御装置は、吸気温度が基準温度より低い場合に、前記２段噴射制御を実行する、
請求項１に記載のエンジン。

【請求項3】

前記制御装置は、前記燃焼室への空気の供給量に対するアンモニアの供給量の比であるアンモニア当量比が基準当量比より低い場合に、前記２段噴射制御を実行する、
請求項１または２に記載のエンジン。

【請求項4】

前記制御装置は、前記２段噴射制御において、前記燃焼室での燃焼が不安定であると判定される場合、前記燃焼室での燃焼が不安定であると判定されない場合と比べて、前記第１燃料噴射および前記第２燃料噴射の少なくとも一方の噴射量を大きくする、
請求項１から３のいずれか一項に記載のエンジン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、エンジンに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、エンジンに関する種々の提案がなされている。例えば、特許文献１に開示されているように、エンジンの燃料としてアンモニアを用いる技術が提案されている。エンジンの燃料としてアンモニアを用いることによって、二酸化炭素の排出が抑制される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１４８１９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、アンモニアは、他の燃料と比べると燃焼しにくい性質である難燃性を有する。ゆえに、エンジンの燃料としてアンモニアを用いる場合、燃焼速度が遅くなり、筒内圧が低くなってしまうおそれがある。よって、燃焼速度を速めることが望ましい。

【0005】

本開示の目的は、燃焼速度を速めることが可能なエンジンを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本開示のエンジンは、燃焼室と、燃焼室と連通する吸気流路または燃焼室に設けられるアンモニア噴射弁と、燃焼室に設けられる非アンモニア燃料噴射弁と、圧縮行程において非アンモニア燃料噴射弁に第１燃料噴射を行わせ、第１燃料噴射の後に非アンモニア燃料噴射弁に第２燃料噴射を行わせる２段噴射制御を実行する制御装置と、を備える。

【0007】

制御装置は、吸気温度が基準温度より低い場合に、２段噴射制御を実行してもよい。

【0008】

制御装置は、燃焼室への空気の供給量に対するアンモニアの供給量の比であるアンモニア当量比が基準当量比より低い場合に、２段噴射制御を実行してもよい。

【0009】

制御装置は、２段噴射制御において、燃焼室での燃焼が不安定であると判定される場合、燃焼室での燃焼が不安定であると判定されない場合と比べて、第１燃料噴射および第２燃料噴射の少なくとも一方の噴射量を大きくしてもよい。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、燃焼速度を速めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本開示の実施形態に係るエンジンの構成を示す模式図である。

【図2】図２は、本開示の実施形態に係る制御装置が行う非アンモニア燃料噴射弁の制御モードの設定に関する第１の処理例の流れを示すフローチャートである。

【図3】図３は、本開示の実施形態に係る制御装置が行う非アンモニア燃料噴射弁の制御モードの設定に関する第２の処理例の流れを示すフローチャートである。

【図4】図４は、本開示の実施形態に係る２段噴射制御における非アンモニア燃料およびアンモニアの噴射タイミングの一例を示す図である。

【図5】図５は、本開示の実施形態に係る２段噴射制御が行われた場合の筒内圧の推移の一例を示す図である。

【図6】図６は、本開示の実施形態に係る制御装置が行う２段噴射制御における第１燃料噴射の噴射量の設定に関する処理の流れ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】

【0012】

以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0013】

図１は、本実施形態に係るエンジン１００の構成を示す模式図である。図１では、理解を容易にするために、１つの気筒のみが示されている。ただし、エンジン１００には、複数の気筒が設けられ得る。図１では、吸気ポート１０４ａ、排気ポート１０４ｂ、アンモニア噴射弁１１２および非アンモニア燃料噴射弁１１４が、同一断面上に図示されている。ただし、吸気ポート１０４ａ、排気ポート１０４ｂ、アンモニア噴射弁１１２および非アンモニア燃料噴射弁１１４は、同一断面上に位置しなくてもよい。

【0014】

図１に示すように、エンジン１００は、シリンダライナ１０２、シリンダヘッド１０４、および、ピストン１０６を備える。ピストン１０６は、シリンダライナ１０２内に収容される。シリンダライナ１０２、シリンダヘッド１０４およびピストン１０６によって、燃焼室１０８が形成される。

【0015】

シリンダヘッド１０４には、吸気ポート１０４ａおよび排気ポート１０４ｂが形成される。吸気ポート１０４ａおよび排気ポート１０４ｂは、燃焼室１０８に開口する。吸気弁１１０ａは、吸気ポート１０４ａのうち、燃焼室１０８側の開口を開閉する。排気弁１１０ｂは、排気ポート１０４ｂのうち、燃焼室１０８側の開口を開閉する。吸気弁１１０ａおよび排気弁１１０ｂの開閉動作は、不図示のカムシャフトの回転に伴って行われる。

【0016】

吸気ポート１０４ａには、吸気流路２００を形成する配管が接続される。吸気流路２００は、エンジン１００の燃焼室１０８と連通する。吸気流路２００には、燃焼室１０８に供給される空気である吸気が流通する。吸気流路２００の上流側の端部には、空気が外部から取り込まれる不図示の吸気口が設けられる。吸気口から吸気流路２００に取り込まれた吸気は、吸気ポート１０４ａを介して、燃焼室１０８に流入する。吸気ポート１０４ａは、吸気流路２００のうちの下流側の端部に相当する。吸気ポート１０４ａは、吸気流路２００に含まれる。

【0017】

排気ポート１０４ｂには、排気流路３００を形成する配管が接続される。排気流路３００は、エンジン１００の燃焼室１０８と連通する。排気流路３００には、燃焼室１０８から排出された排気ガスが流通する。排気流路３００の下流側の端部には、排気ガスが外部に排出される不図示の排気口が設けられる。燃焼室１０８から排気ポート１０４ｂを介して排気ガスが排出される。排気ポート１０４ｂから排出された排気ガスは、排気流路３００を流通し、排気口から排出される。排気ポート１０４ｂは、排気流路３００のうちの上流側の端部に相当する。排気ポート１０４ｂは、排気流路３００に含まれる。

【0018】

アンモニア噴射弁１１２は、燃料として用いられるアンモニアの供給源と接続される。アンモニアの供給源は、例えば、不図示のアンモニアタンク等である。図１の例では、アンモニア噴射弁１１２は、吸気流路２００のうち吸気ポート１０４ａより上流側に設けられる。アンモニア噴射弁１１２の先端部は、吸気ポート１０４ａに臨む。ただし、アンモニア噴射弁１１２は、吸気ポート１０４ａに設けられてもよい。アンモニア噴射弁１１２は、アンモニアを燃料ガスとして吸気ポート１０４ａに噴射する。アンモニア噴射弁１１２からは、気体のアンモニアが噴射される。このように、エンジン１００は、アンモニアを燃料として用いるエンジンである。

【0019】

ただし、アンモニア噴射弁１１２は、燃焼室１０８に設けられてもよい。この場合、アンモニア噴射弁１１２は、例えば、燃焼室１０８内に臨むようにシリンダヘッド１０４に設けられ、アンモニアを燃焼室１０８内に直接噴射する。この場合、アンモニア噴射弁１１２からは、気体または液体のアンモニアが噴射される。

【0020】

非アンモニア燃料噴射弁１１４は、アンモニア以外の燃料である非アンモニア燃料の供給源と接続される。非アンモニア燃料としては、例えば、軽油が用いられる。この場合、非アンモニア燃料の供給源は、例えば、不図示の軽油タンク等である。ただし、非アンモニア燃料として重油等の軽油以外の燃料が用いられてもよい。非アンモニア燃料噴射弁１１４は、燃焼室１０８に設けられる。図１の例では、非アンモニア燃料噴射弁１１４は、燃焼室１０８内に臨むようにシリンダヘッド１０４に設けられ、非アンモニア燃料を燃焼室１０８内に直接噴射する。非アンモニア燃料噴射弁１１４からは、例えば、液体の非アンモニア燃料が噴射される。

【0021】

アンモニアは、他の燃料と比べると燃焼しにくい性質である難燃性を有する。ゆえに、エンジン１００では、燃焼室１０８における燃焼性を確保するために、燃料として、アンモニアに加えて非アンモニア燃料が用いられる。

【0022】

エンジン１００は、４サイクルエンジンである。吸気行程において、アンモニア噴射弁１１２からアンモニアが噴射され、吸気弁１１０ａが開弁し、排気弁１１０ｂが閉弁した状態になる。ピストン１０６が下死点に向かい、吸気ポート１０４ａから燃焼室１０８に吸気およびアンモニアが吸入される。圧縮行程において、吸気弁１１０ａおよび排気弁１１０ｂが閉弁した状態になる。ピストン１０６が上死点に向かい、燃焼室１０８内の混合気が圧縮される。ピストン１０６が上死点近傍に到達したタイミングで、非アンモニア燃料噴射弁１１４から非アンモニア燃料が噴射され、燃焼室１０８における燃焼性が高められる。それにより、燃焼室１０８内の混合気が着火されて燃焼する。膨脹行程において、ピストン１０６が下死点側に押圧される。排気行程において、吸気弁１１０ａが閉弁し、排気弁１１０ｂが開弁した状態になる。ピストン１０６が上死点に向かい、燃焼後の排気ガスが排気ポート１０４ｂを通って燃焼室１０８から排出される。

【0023】

エンジン１００では、吸気行程、圧縮行程、膨脹行程および排気行程からなる１燃焼サイクル中に非アンモニア燃料が上記のように１回噴射される１段噴射制御と、１燃焼サイクル中に非アンモニア燃料が２回噴射される２段噴射制御とが切り替えて実行される。２段噴射制御では、圧縮行程において、ピストン１０６が上死点近傍に到達するタイミングに加え、当該タイミングよりも前のタイミングで非アンモニア燃料が噴射される。本実施形態では、２段噴射制御が実行されることによって、後述するように、燃焼速度を速めることができる。

【0024】

エンジン１００は、制御装置１１６を備える。制御装置１１６は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む。制御装置１１６は、エンジン１００の各装置の動作を制御する。例えば、制御装置１１６はアンモニア噴射弁１１２および非アンモニア燃料噴射弁１１４の動作を制御する。

【0025】

また、制御装置１１６は、各センサから情報を取得する。例えば、吸気流路２００には、吸気温度センサ２０２と、吸気圧力センサ２０４とが設けられる。吸気温度センサ２０２は、吸気流路２００における吸気の温度である吸気温度を検出する。吸気温度は外気温と略一致するので、例えば、外気温を検出するセンサが吸気温度センサ２０２として用いられ得る。吸気温度センサ２０２は、吸気流路２００に設けられてもよく、吸気流路２００以外の箇所に設けられてもよい。吸気圧力センサ２０４は、吸気流路２００における吸気の圧力である吸気圧力を検出する。例えば、吸気圧力センサ２０４は、吸気流路２００のうち不図示のインテークマニホールド内に設けられ得る。

【0026】

上述したように、制御装置１１６は、非アンモニア燃料噴射弁１１４の制御モードを、１段噴射制御と２段噴射制御との間で切り替える。１段噴射制御では、制御装置１１６は、圧縮行程において、ピストン１０６が上死点近傍に到達するタイミングで非アンモニア燃料噴射弁１１４に燃料噴射を行わせる。２段噴射制御では、制御装置１１６は、圧縮行程において、ピストン１０６が上死点近傍に到達するタイミングに加え、当該タイミングよりも前のタイミングで非アンモニア燃料噴射弁１１４に燃料噴射を行わせる。２段噴射制御における１回目の燃料噴射を第１燃料噴射と呼び、２段噴射制御における２回目の燃料噴射を第２燃料噴射と呼ぶ。

【0027】

制御装置１１６は、燃焼室１０８内における燃料の着火が起きにくいと判断される場合に、非アンモニア燃料噴射弁１１４の制御モードを２段噴射制御に設定し、２段噴射制御を実行する。一方、制御装置１１６は、燃焼室１０８内における燃料が着火しやすいと判断される場合には、非アンモニア燃料噴射弁１１４の制御モードを１段噴射制御に設定し、１段噴射制御を実行する。以下、図２および図３を参照して、非アンモニア燃料噴射弁１１４の制御モードの設定に関する第１の処理例および第２の処理例を説明する。

【0028】

図２は、本実施形態に係る制御装置１１６が行う非アンモニア燃料噴射弁１１４の制御モードの設定に関する第１の処理例の流れを示すフローチャートである。例えば、図２に示される制御フローは、予め設定された時間間隔で繰り返し実行される。

【0029】

図２に示される制御フローが開始されると、ステップＳ１０１において、制御装置１１６は、吸気温度を取得する。吸気温度は、例えば、吸気温度センサ２０２から取得され得る。

【0030】

次に、ステップＳ１０２において、制御装置１１６は、吸気温度が基準温度より低いか否かを判定する。ここで、吸気温度が低いほど、燃焼室１０８内における燃料の着火が起きにくくなる。基準温度は、燃焼室１０８内における燃料の着火が起きにくいと判断できる程度に低い温度に設定される。吸気温度が基準温度より低い場合、燃焼室１０８内における燃料の着火が起きにくい状況になる。

【0031】

吸気温度が基準温度以上であると判定された場合（ステップＳ１０２／ＮＯ）、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３において、制御装置１１６は、非アンモニア燃料噴射弁１１４の制御モードを１段噴射制御に設定し、図２に示される制御フローは終了する。

【0032】

一方、吸気温度が基準温度より低いと判定された場合（ステップＳ１０２／ＹＥＳ）、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４において、制御装置１１６は、非アンモニア燃料噴射弁１１４の制御モードを２段噴射制御に設定し、図２に示される制御フローは終了する。

【0033】

図３は、本実施形態に係る制御装置１１６が行う非アンモニア燃料噴射弁１１４の制御モードの設定に関する第２の処理例の流れを示すフローチャートである。例えば、図３に示される制御フローは、予め設定された時間間隔で繰り返し実行される。

【0034】

図３の第２の処理例では、上述した図２の第１の処理例と比較して、ステップＳ１０１およびステップＳ１０２がステップＳ２０１およびステップＳ２０２に置き換えられている点が異なる。

【0035】

図３に示される制御フローが開始されると、ステップＳ２０１において、制御装置１１６は、アンモニア当量比を取得する。アンモニア当量比は、エンジン１００の燃焼室１０８への空気の供給量に対するアンモニアの供給量の比である。制御装置１１６は、例えば、吸気圧力センサ２０４の検出結果に基づいて、燃焼室１０８への空気の供給量を推定できる。よって、制御装置１１６は、燃焼室１０８への空気の供給量の推定結果と、アンモニア噴射弁１１２のアンモニア噴射量とに基づいて、アンモニア当量比を算出できる。なお、制御装置１１６は、例えば、エンジン１００の出力に基づいて、アンモニア噴射量を決定する。このように決定したアンモニア噴射量が、アンモニア当量比の算出に用いられ得る。

【0036】

次に、ステップＳ２０２において、制御装置１１６は、アンモニア当量比が基準当量比より低いか否かを判定する。ここで、アンモニア当量比が低いほど、燃焼室１０８内における燃料の着火が起きにくくなる。基準当量比は、燃焼室１０８内における燃料の着火が起きにくいと判断できる程度に低い当量比に設定される。アンモニア当量比が基準当量比より低い場合、燃焼室１０８内における燃料の着火が起きにくい状況になる。

【0037】

アンモニア当量比が基準当量比以上であると判定された場合（ステップＳ２０２／ＮＯ）、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３において、制御装置１１６は、非アンモニア燃料噴射弁１１４の制御モードを１段噴射制御に設定し、図３に示される制御フローは終了する。

【0038】

一方、アンモニア当量比が基準当量比より低いと判定された場合（ステップＳ２０２／ＹＥＳ）、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４において、制御装置１１６は、非アンモニア燃料噴射弁１１４の制御モードを２段噴射制御に設定し、図３に示される制御フローは終了する。

【0039】

図４は、本実施形態に係る２段噴射制御における非アンモニア燃料およびアンモニアの噴射タイミングの一例を示す図である。図４では、１燃料サイクルにおける各行程の期間が、クランク角により示されている。図４の例では、吸気行程の期間は、クランク角度で大凡０°から１８０°までの期間である。圧縮行程の期間は、クランク角度で大凡１８０°から３６０°までの期間である。膨脹行程の期間は、クランク角度で大凡３６０°から５４０°までの期間である。排気行程の期間は、クランク角度で大凡５４０°から７２０°までの期間である。

【0040】

図４中の期間Ｔ１が、アンモニア噴射弁１１２によるアンモニア噴射が行われる期間である。図４に示すように、制御装置１１６は、吸気行程中においてアンモニア噴射弁１１２にアンモニア噴射を行わせる。なお、期間Ｔ１は、例えば、非アンモニア燃料噴射弁１１４の制御モードが１段噴射制御である場合と、２段噴射制御である場合とで、共通である。

【0041】

図４中の期間Ｔ２が、非アンモニア燃料噴射弁１１４による第１燃料噴射が行われる期間である。図４に示すように、制御装置１１６は、圧縮行程において非アンモニア燃料噴射弁１１４に第１燃料噴射を行わせる。期間Ｔ２は、例えば、圧縮行程の前半に含まれる期間である。例えば、期間Ｔ２は、クランク角度で大凡１８０°から２７０°までの期間に含まれる期間である。

【0042】

図４中の期間Ｔ３が、非アンモニア燃料噴射弁１１４による第２燃料噴射が行われる期間である。図４に示すように、制御装置１１６は、第１燃料噴射の後に非アンモニア燃料噴射弁１１４に第２燃料噴射を行わせる。期間Ｔ３は、例えば、圧縮行程のうち、ピストン１０６が上死点近傍に到達するタイミングである。

【0043】

制御装置１１６は、例えば、エンジン１００の出力に基づいて、１燃焼サイクルにおける非アンモニア燃料の総噴射量の目標値を決定する。そして、制御装置１１６は、第１燃料噴射の噴射量と第２燃料噴射の噴射量との合計値が総噴射量の目標値と一致するように、第１燃料噴射の噴射量と、第２燃料噴射の噴射量とをそれぞれ決定する。ここで、第１燃料噴射の噴射量と、第２燃料噴射の噴射量との比率は、適宜設定され得る。例えば、第１燃料噴射の噴射量と、第２燃料噴射の噴射量との比率は、１：１であってもよい。

【0044】

上記のように、本実施形態では、制御装置１１６は、圧縮行程において非アンモニア燃料噴射弁１１４に第１燃料噴射を行わせ、第１燃料噴射の後に非アンモニア燃料噴射弁１１４に第２燃料噴射を行わせる２段噴射制御を実行する。それにより、圧縮行程において、第１燃料噴射が行われることによって、燃焼室１０８内で、吸気およびアンモニアからなる混合気に対して非アンモニア燃料がさらに混合される。そして、第２燃料噴射で噴射される非アンモニア燃料を着火源として、燃焼室１０８内の混合気が着火されて燃焼する。このように、着火される燃焼室１０８内の混合気に非アンモニア燃料が含まれるようにしておくことで、混合気の燃焼性を高め、火炎の伝播にかかる時間を短縮できる。ゆえに、燃焼速度を速めることができる。

【0045】

図５は、本実施形態に係る２段噴射制御が行われた場合の筒内圧の推移の一例を示す図である。図５では、図４と同様に、１燃料サイクルにおける各行程の期間が、クランク角により示されている。なお、図５中の破線は、１段噴射制御が行われた場合の筒内圧の推移の一例である。

【0046】

上述したように、２段噴射制御が行われる場合、第２燃料噴射で噴射される非アンモニア燃料を着火源として、燃焼室１０８内の混合気が着火されて燃焼する。ゆえに、図５中で実線により示すように、筒内圧は、圧縮行程の終わり際から上昇し始める。そして、筒内圧は、膨張行程の開始直後付近でピークを取る。ここで、燃焼室１０８内における燃料の着火が起きにくい状況において１段噴射制御が行われた場合、図５中で破線により示すように、筒内圧は、２段噴射制御が行われる場合と比べて、全体的になだらかに上昇および下降する。そして、筒内圧のピークは、２段噴射制御が行われる場合と比べて低くなる。

【0047】

図５中で破線により示すように、燃焼室１０８内における燃料の着火が起きにくい状況では、着火される燃焼室１０８内の混合気に非アンモニア燃料が含まれないと、燃焼速度が遅くなることに起因して筒内圧が低くなる。一方、本実施形態によれば、２段噴射制御が行われることによって、燃焼速度を速めることができるので、図５中で実線により示すように、筒内圧が高まる。

【0048】

上述した図２の第１の処理例では、制御装置１１６は、吸気温度が基準温度より低い場合に、２段噴射制御を実行する。上述した図３の第２の処理例では、制御装置１１６は、アンモニア当量比が基準当量比より低い場合に、２段噴射制御を実行する。第１の処理例および第２の処理例のいずれの例においても、燃焼室１０８内における燃料の着火が起きにくいと判断される場合に、２段噴射制御が行われることによって、燃焼速度を速めることができる。一方、燃焼室１０８内における燃料が着火しやすいと判断される場合には、１段噴射制御が行われることによって、非アンモニア燃料の噴射量が不必要に多くなることが抑制される。それにより、二酸化炭素の排出量を低減できる。

【0049】

なお、制御装置１１６は、２段噴射制御を実行する条件として、吸気温度が基準温度より低いこと、および、アンモニア当量比が基準当量比より低いことの双方を用いてもよい。例えば、制御装置１１６は、吸気温度が基準温度より低く、かつ、アンモニア当量比が基準当量比より低い場合に、２段噴射制御を実行してもよい。例えば、制御装置１１６は、吸気温度が基準温度より低いこと、および、アンモニア当量比が基準当量比より低いことのいずれか一方が満たされている場合に、２段噴射制御を実行してもよい。

【0050】

上記では、図４を参照して、２段噴射制御において、第２燃料噴射が圧縮行程中に行われる例を説明した。ただし、第２燃料噴射は、膨張行程において行われてもよい。例えば、第２燃料噴射は、膨張行程のうち、ピストン１０６が上死点に到達した直後のタイミングで行われてもよい。

【0051】

上記では、図４を参照して、第１燃料噴射が行われる期間Ｔ２の例を説明した。ここで、第１燃料噴射が行われる期間Ｔ２は、ピストン１０６が下死点に到達したタイミングから時間間隔を空けて開始されることが好ましい。それにより、第１燃料噴射により噴射された非アンモニア燃料がシリンダライナ１０２に付着し、燃焼室１０８内で過度に早いタイミングで着火が生じることが抑制される。なお、制御装置１１６は、第１燃料噴射のタイミングを、エンジン１００の出力、吸気温度、または、吸気圧力等の各種パラメータに基づいて変化させてもよい。

【0052】

ここで、制御装置１１６は、燃焼室１０８内での燃焼速度をさらに適正化するために、２段噴射制御における第１燃料噴射および第２燃料噴射の少なくとも一方の噴射量を調整する処理を行ってもよい。以下、図６を参照して、このような処理の例を説明する。

【0053】

図６は、本実施形態に係る制御装置１１６が行う２段噴射制御における第１燃料噴射の噴射量の設定に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。例えば、図６に示される制御フローは、上述した図２に示される制御フロー、または、図３に示される制御フローに対して、並列的または逐次的に実行される。例えば、図６に示される制御フローは、予め設定された時間間隔で繰り返し実行される。

【0054】

図６に示される制御フローが開始されると、ステップＳ３０１において、制御装置１１６は、燃焼室１０８での燃焼が不安定であるか否かを判定する。例えば、制御装置１１６は、エンジン１００の回転数または出力が過度に大きく変動している場合に、燃焼室１０８での燃焼が不安定であると判定してもよい。例えば、制御装置１１６は、吸気温度が過度に低い場合に、燃焼室１０８での燃焼が不安定であると判定してもよい。このように、制御装置１１６は、エンジン１００の回転数もしくは出力等のエンジン１００の運転状態、または、吸気温度に基づいて、燃焼室１０８での燃焼が不安定であるか否かを判定し得る。

【0055】

燃焼室１０８での燃焼が不安定であると判定されない場合（ステップＳ３０１／ＮＯ）、ステップＳ３０２に進む。ステップＳ３０２において、制御装置１１６は、第１燃料噴射の噴射量を第１の量に設定し、図６に示される制御フローは終了する。

【0056】

一方、燃焼室１０８での燃焼が不安定であると判定された場合（ステップＳ３０１／ＹＥＳ）、ステップＳ３０３に進む。ステップＳ３０３において、制御装置１１６は、第１燃料噴射の噴射量を第２の量に設定し、図６に示される制御フローは終了する。

【0057】

上記の第２の量は、上記の第１の量よりも大きい。例えば、第１燃料噴射の噴射量によらず第２燃料噴射の噴射量が一定である場合、第１燃料噴射の噴射量が第２の量に設定されている時の非アンモニア燃料の総噴射量は、第１燃料噴射の噴射量が第１の量に設定されている時の非アンモニア燃料の総噴射量と比べて大きくなる。

【0058】

上記のように、図６の例では、制御装置１１６は、２段噴射制御において、燃焼室１０８での燃焼が不安定であると判定される場合、燃焼室１０８での燃焼が不安定であると判定されない場合と比べて、第１燃料噴射の噴射量を大きくする。それにより、燃焼室１０８での燃焼が不安定であると判定される場合に、着火される燃焼室１０８内の混合気に含まれる非アンモニア燃料の量が多くなる。ゆえに、このような場合に、混合気の燃焼性をより高め、燃焼速度をより適切に速めることができる。

【0059】

上記では、２段噴射制御において、燃焼室１０８での燃焼が不安定であると判定される場合、燃焼室１０８での燃焼が不安定であると判定されない場合と比べて、第１燃料噴射の噴射量が大きくなる例を説明した。ただし、制御装置１１６は、２段噴射制御において、燃焼室１０８での燃焼が不安定であると判定される場合、燃焼室１０８での燃焼が不安定であると判定されない場合と比べて、第１燃料噴射の噴射量ではなく第２燃料噴射の噴射量を大きくしてもよく、第１燃料噴射および第２燃料噴射の双方を大きくしてもよい。つまり、制御装置１１６は、２段噴射制御において、燃焼室１０８での燃焼が不安定であると判定される場合、燃焼室１０８での燃焼が不安定であると判定されない場合と比べて、第１燃料噴射および第２燃料噴射の少なくとも一方を大きくしてもよい。それにより、燃焼室１０８での燃焼が不安定であると判定される場合に、燃焼室１０８内に供給される非アンモニア燃料の量が多くなる。ゆえに、混合気の燃焼性をより高め、燃焼速度をより適切に速めることができる。

【0060】

以上、添付図面を参照しながら本開示の実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

【0061】

本開示は、例えば、国際連合が主導する持続可能な開発目標（Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｇｏａｌｓ：ＳＤＧｓ）の目標７．「手ごろで信頼でき、持続可能かつ近代的なエネルギーへのアクセスを確保する。」に貢献することができる。

【符号の説明】

【0062】

１００ エンジン
１０８ 燃焼室
１１２ アンモニア噴射弁
１１４ 非アンモニア燃料噴射弁
１１６ 制御装置
２００ 吸気流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】