CN107250515A - 内燃机的控制装置以及具备其的船舶、内燃机的运行方法 - Google Patents

Abstract

一种内燃机的控制装置，具备：在内燃机的运行中至少能够选择燃料气体扩散燃烧方式和燃料气体预混合燃烧方式的燃烧方式选择单元(44)；燃料喷射控制单元(46)，其控制燃料喷射，以使燃料喷射成为与选择的燃烧方式对应的燃料喷射形态；以及实际压缩比改变单元(48)，其基于选择的燃烧方式来改变实际压缩比，在内燃机的运行中，若切换为燃料气体预混合燃烧方式，则实际压缩比改变单元(48)将实际压缩比改变为低压缩比，若切换为燃料气体扩散燃烧方式，则实际压缩比改变单元(48)将所述实际压缩比改变为高压缩比。内燃机在排气限制强化海域中，不使用追加装置就能够抑制NOx的排出，并且在其他的海域中，能够确保内燃机的输出。

Description

内燃机的控制装置以及具备其的船舶、内燃机的运行方法

技术领域

本发明涉及一种使用燃料气体进行预混合燃烧的内燃机的控制装置、具备该内燃机的控制装置的船舶以及内燃机的运行方法。

背景技术

近年，进行了能够应用于船用低速二冲程柴油机的双燃料内燃机(以下，也称为“DF内燃机”。)的开发(参照下述专利文献1以及2)。该DF内燃机的运行模式具备如以往那样的进行燃油的燃烧的燃油运行和进行LNG等的燃料气体的燃烧的燃料气体运行。另外，燃料气体运行一般使用燃油作为点火用的先导燃料。

并且，在这样的DF内燃机中，在燃油运行时一般采用进行燃油的扩散燃烧的燃油扩散燃烧方式，但在燃料气体运行时能够采用进行燃料气体的扩散燃烧的燃料气体扩散燃烧方式和进行燃料气体的预混合燃烧的燃料气体预混合燃烧方式这两个燃烧方式。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5395848号公报

专利文献2：国际公开第2013/183737A1号

发明要解决的技术问题

然而，根据预混合方式，不需要用于减少有害的NOx的排出的EGR、SCR。但是，预混合方式容易产生过早点火、爆震等的异常燃烧，为了避免该问题，不得不相比于通常的柴油机降低压缩比。因此，在预混合方式中，有最大输出被限制的课题。在像这样通过降低了压缩比的DF内燃机进行燃油运行的情况下，也有由于低的压缩比而产生热效率的降低的课题。

另一方面，燃料气体扩散燃烧方式、燃油扩散燃烧方式没有异常燃烧的担忧，因此能够将压缩比提高到与通常的柴油机并列的程度，这一点上也没有了输出限制。但是，在像这样通过提高了压缩比的DF内燃机进行燃油运行的情况下，虽然不产生热效率的降低，但NOx排出量增多，因此在排气限制强化海域，有必须对内燃机追加EGR、SCR等的追加装置的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内燃机的控制装置、具备该内燃机的控制装置的船舶以及内燃机的运行方法，以在排气限制强化海域不使用追加装置就能够抑制NOx的排出，并且能够在其他的海域确保内燃机的输出。

(1)为了达成上述目的，本发明的内燃机的控制装置的特征在于，具备：

燃烧方式选择单元，该燃烧方式选择单元在内燃机的运行中至少能够选择燃料气体扩散燃烧方式和燃料气体预混合燃烧方式；燃料喷射控制单元，该燃料喷射控制单元控制燃料喷射，以使燃料喷射成为与由所述燃烧方式选择单元选择的燃烧方式对应的燃料喷射形态；以及实际压缩比控制单元，该实际压缩比控制单元控制实际压缩比，以使实际压缩比成为与由所述燃烧方式选择单元选择的燃烧方式对应的实际压缩比，若选择为所述燃料气体预混合燃烧方式，则所述实际压缩比控制单元将所述实际压缩比控制为低压缩比，若选择为所述燃料气体扩散燃烧方式，则所述实际压缩比控制单元将所述实际压缩比控制为高压缩比。

(2)优选所述燃料气体预混合燃烧方式包含：使用燃料气体而使燃料气体仅以燃料气体预混合燃烧方式燃烧的燃料气体全部预混合燃烧方式；以及使燃料气体的一部分预混合燃烧且使剩余的燃料气体扩散燃烧的燃料气体部分预混合燃烧方式，所述燃烧方式选择单元在所述内燃机的运行中至少能够选择所述燃料气体扩散燃烧方式、所述燃料气体全部预混合燃烧方式以及所述燃料气体部分预混合燃烧方式，并且若选择为所述燃料气体全部预混合燃烧方式或所述燃料气体部分预混合燃烧方式，则所述实际压缩比控制单元将所述实际压缩比控制为低压缩比，若选择为所述燃料气体扩散燃烧方式，则所述实际压缩比控制单元将所述实际压缩比控制为高压缩比。

(3)优选所述内燃机具备能够改变排气阀关闭时刻的气门传动装置，所述实际压缩比控制单元操作所述排气阀关闭时刻来控制所述实际压缩比，在将所述实际压缩比控制为低压缩比时，所述实际压缩比控制单元将所述排气阀关闭时刻控制到延迟角侧，在将所述实际压缩比控制为高压缩比时，所述实际压缩比控制单元将所述排气阀关闭时刻控制到提前角侧。

(4)优选所述内燃机具备能够增减操作增压量的增压器，并且具备增压控制单元，至少在所述内燃机的负荷大于一定负荷的高负荷状态的情况下，若所述燃烧方式选择单元选择所述燃料气体扩散燃烧方式，则所述增压控制单元将所述增压量设为通常状态，若所述燃烧方式选择单元选择所述燃料气体预混合燃烧方式，则所述增压控制单元将所述增压量设为增加状态。

(5)该情况下，优选所述增压器是能够切换两级增压和单级增压的增压器，

所述增压控制单元在将所述增压量设为通常状态时将所述增压器设为单级增压，而在将所述增压量设为增加状态时将所述增压器设为两级增压。

(6)并且，优选在所述燃烧方式选择单元选择所述燃料气体扩散燃烧方式的情况下，若所述内燃机的负荷为所述一定负荷以下的低负荷状态，则所述增压控制单元将所述增压量设为增加状态。

(7)优选所述内燃机的控制装置具备判定单元，该判定单元判定是否是应限制所述内燃机的排气的排气限制状态，当基于所述判定单元而判定为是排气限制状态时，所述燃烧方式选择单元选择所述燃料气体预混合燃烧方式，当基于所述判定单元而判定为不是排气限制状态时，所述燃烧方式选择单元选择所述燃料气体扩散燃烧方式。

(8)优选所述内燃机是装备于船舶的船用内燃机，若所述船舶正在航行的航行海域在废气限制海域内，则所述判定单元判定为是所述排气限制状态，若所述航行海域在废气限制海域外，则所述判定单元判定为不是所述排气限制状态。

(9)本发明的船舶的特征在于，具有上述(1)～(8)的任一项所述的内燃机的控制装置和由所述控制装置控制的所述内燃机。

(10)本发明的内燃机的运行方法的特征在于，具备：燃烧方式选择工序和压缩比控制工序，在燃烧方式选择工序中，在内燃机的运行中选择至少包含燃料气体扩散燃烧方式和燃料气体预混合燃烧方式的燃烧方式中的一种燃烧方式；在压缩比控制工序中，根据在所述燃烧方式选择工序中选择的燃烧方式来控制所述内燃机的实际压缩比。

(11)优选所述燃料气体预混合燃烧方式包含：使用燃料气体而使燃料气体仅以燃料气体预混合燃烧方式燃烧的燃料气体全部预混合燃烧方式；以及使燃料气体的一部分预混合燃烧且使剩余的燃料气体扩散燃烧的燃料气体部分预混合燃烧方式，在所述燃烧方式选择工序中，在所述内燃机的运行中选择至少包含所述燃料气体扩散燃烧方式、所述燃料气体全部预混合燃烧方式以及所述燃料气体部分预混合燃烧方式的燃烧方式中的一种燃烧方式。

发明效果

根据本发明，燃料喷射控制单元控制燃料喷射，以使燃料喷射成为与选择的燃烧方式对应的燃料喷射形态，实际压缩比控制单元控制实际压缩比，以使实际压缩比成为与选择的燃烧方式对应的实际压缩比，尤其是，若选择为燃料气体预混合燃烧方式，则实际压缩比控制单元将实际压缩比控制为低压缩比，若选择为燃料气体扩散燃烧方式，则实际压缩比控制单元将所述实际压缩比控制为高压缩比，因此能够稳定地执行NOx排出量少的燃料气体预混合燃烧方式。由此，例如船用内燃机在排气限制强化海域中，能够选择燃料气体预混合燃烧方式且不使用追加装置地抑制NOx的排出，在其他的海域中，能够选择燃料气体扩散燃烧方式而确保内燃机的输出。

并且，若在内燃机的燃料气体预混合燃烧方式中包含：使用燃料气体而以燃料气体预混合燃烧方式燃烧的燃料气体全部预混合燃烧方式；以及使燃料气体的一部分预混合燃烧且使剩余的燃料气体扩散燃烧的燃料气体部分预混合燃烧方式，则当选择为燃料气体全部预混合燃烧方式或燃料气体部分预混合燃烧方式时，实际压缩比控制单元将实际压缩比控制为低压缩比，当选择为燃料气体扩散燃烧方式时，实际压缩比控制单元将所述实际压缩比控制为高压缩比，因此能够稳定地执行NOx排出量少的燃料气体全部预混合燃烧方式或燃料气体部分预混合燃烧方式。由此，例如船用内燃机在排气限制强化海域中，能够选择燃料气体全部预混合燃烧方式或燃料气体部分预混合燃烧方式，不使用追加装置地抑制NOx的排出，在其他的海域中，能够选择燃料气体扩散燃烧方式而确保内燃机的输出。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的内燃机的控制装置的框图。

图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的内燃机的整体结构图。

图3A、图3B是包含图2的气缸套在内的缸内周围的结构的概略图，图3A是俯视图，图3B是纵剖视图。在图3A、图3B中，表示以预混合燃料方式喷射燃料气体的状态。

图4是对基于本发明的第一实施方式所涉及的内燃机的控制装置的控制进行说明的时序图。

图5是表示本发明的第二实施方式所涉及的内燃机的控制装置的框图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明所涉及的实施方式进行说明。

另外，以下所示的实施方式只不过是例示，并不意味着排除在以下的实施方式中未明示的各种变形及技术的应用。以下的实施方式的各结构能够在不脱离其主旨的范围内实施各种变形，并且能够根据需要进行选择取舍，或者能够进行适当组合。

〔第一实施方式〕

〔内燃机的结构〕

对本发明的第一实施方式进行说明。首先，参照图2、图3A、图3B对本实施方式以及后述的第二实施方式所涉及的内燃机的结构进行说明。

如图2所示，本发明的实施方式所涉及的内燃机是十字头型柴油机(以下，简称为内燃机)1。该内燃机1采用作为例如LNG船等的液化气运输船的船用主机所使用的低速二冲程一循环的直流扫气方式。并且，内燃机1构成为除燃油之外还能够使用燃料气体的双燃料内燃机(以下，也称为DF内燃机)。

该内燃机1具备位于下方的台板3、设于台板3上的构架5及设于构架5上的封套7。这些台板3、构架5以及封套7通过沿上下方向延伸的多个拉紧螺栓(未图示)而被紧固而固定成一体。

在封套7设有气缸套9，气缸套9的下端侧形成有多个扫气口10。在气缸套9的上端设有气缸盖11。在气缸盖11设有排气阀12。如此，采用了如下的直流扫气方式：空气作为扫气而从设置于气缸套9的下端侧的扫气口10并从下方被导入缸内，从位于缸内的上方的排气阀12排出燃烧排气。

从排气阀12排出的排气在聚集到排气歧管14之后被送至增压器16。在增压器16中，排气涡轮(在图2中省略图示)通过被导入的排气而旋转，由此，同轴地连接的压缩机(在图2中省略图示)旋转。压缩机压缩从外部引入的空气，并利用空气冷却器18进行冷却之后引导至扫气歧管20。被引导至扫气歧管20的压缩空气被引导至上述的扫气口10。另外，关于增压器16的具体情况后述。

在由气缸套9以及气缸盖11形成的空间内设有能够进行往复移动的活塞13。在活塞13的下端，可转动地安装有活塞棒15的上端。在本实施方式的柴油机1中，设为活塞13的冲程与气缸套9的内径的比即缸径冲程比为3以上的超长冲程。

台板3构成为曲轴箱，且设有曲轴17。从曲轴17输出的旋转输出被向船舶的推进用螺旋桨传递。在曲轴17的上端，可转动地连接有连接棒19的下端。

构架5上设有可转动地连接活塞棒15和连接棒19的十字头21。即，活塞棒15的下端及连接棒19的上端与十字头21连接。沿上下方向延伸的一对滑动板23以固定于构架5侧的状态设置在十字头21的两侧(图2中为左右)。

在图3A、图3B中，示意性地表示柴油机1的缸内周围的结构。如这两图所示，在气缸盖11设有作为第一燃料气体喷射阀的预混合用燃料气体喷射阀(以下称为“预混合气体阀”。)30、作为第二燃料气体喷射阀的扩散用燃料气体喷射阀(以下称为“扩散气体阀”。)32及燃油喷射阀(以下称为“燃油阀”。)34。

预混合气体阀30与未图示的燃料气体供给源连接，并将燃料气体以高压喷射到由气缸套9及气缸盖11形成的缸内。作为燃料气体，使用气化的LNG等烃类气体。

来自预混合气体阀30的气体喷射压力，例如构成为以绝对压为1.0MPa以上且50MPa以下，优选以绝对压为20MPa以上且30MPa以下。设于预混合气体阀30的顶端的喷嘴设有多个喷孔，燃料气体从各喷孔喷射到缸内。例如，在图3B所示的例子中，表示燃料气体从四个喷孔分别喷射的状态。如该图所示，从预混合气体阀30喷射的燃料气体的方向被设为活塞13的方向，更具体而言为朝向通过活塞13而关闭扫气口10之后的活塞13的顶部即活塞13上端的构成为圆形的顶面喷射燃料气体的方向。

另外，预混合气体阀30只要以从至少一个喷孔向活塞13的方向喷射燃料气体的方式设置各喷孔即可，无需设置成所有的喷孔向活塞13的方向喷射燃料气体。

预混合气体阀30在利用基于燃料气体的预混合燃烧(燃料气体预混合燃烧)而使柴油机1动作的情况下启动，在基于燃料气体的扩散燃烧运行(燃料气体扩散燃烧运行)、基于燃油的扩散燃烧运行(燃油扩散燃烧运行)时不启动而停止。预混合气体阀30的启动及停止基于来自后述的控制装置40的指令而进行。

预混合气体阀30的喷射时刻由后述的控制装置40控制，且设为燃料气体不会从排气阀12向系统外部泄露的范围，具体而言，例如设为140以上且20degBTDC以下(BTDC：Before Top Dead Centre，到达上止点之前)，优选设为100以上且60degBTDC以下。在此，作为排气阀12关闭的时刻，例如设为约90degBTDC。

作为喷射燃料气体的期间(即持续喷射燃料气体的期间)，在例如柴油机1的负荷为100％的情况下设为20deg以上且30deg以下。

如图3A所示，在俯视观察气缸盖11的情况下的气缸盖11的外周侧设有两个扩散气体阀32。两个扩散气体阀32配置于隔着气缸盖11的中心(即排气阀12的中心)彼此相对的位置。在本实施方式中，各扩散气体阀32配置在相对于预混合气体阀30沿周向偏离规定角度的位置，但只要扩散气体阀32和预混合气体阀30配置于气缸盖11上即可。另外，扩散气体阀32的数量作为例示而仅设为两个，但可以为一个，也可以为三个以上，但设为与燃油阀34的数量相同。

扩散气体阀32与未图示的燃料气体供给源连接，并将燃料气体喷射到由气缸套9以及气缸盖11形成的缸内。作为燃料气体，与预混合气体阀30同样地使用气化的LNG等烃类气体。

来自扩散气体阀32的气体喷射压力设为高于由活塞13压缩之后的空气(扫气)的压力，且设为50MPa以下，例如设为以绝对压为10MPa以上且30MPa以下。设置于扩散气体阀32的顶端的喷嘴设有多个喷孔，燃料气体从各喷孔喷射到缸内。从扩散气体阀32喷射的燃料气体的方向设为水平方向或从水平方向稍微朝向下方的方向，且设为不朝向活塞13的顶部的方向，以使活塞13上升到上止点附近并在变窄了的燃烧空间内基于燃料气体来进行扩散燃烧。

扩散气体阀32在通过扩散燃烧而使柴油机1动作的情况下启动，在基于燃料气体的预混合燃烧运行、基于燃油的扩散燃烧运行时不启动而停止。扩散气体阀32的启动及停止基于来自后述的控制装置40的指令来进行。

在扩散气体阀32喷射燃料气体的期间(即持续喷射的期间)，由未图示的控制部控制，并在例如柴油机1的负荷为100％的情况下设为20deg以上且30deg以下。

如图3A所示，在俯视观察气缸盖11的情况下，在排气阀12的外周侧且在预混合气体阀30以及扩散气体阀32的内周侧设有两个燃油阀34。两个燃油阀34配置于隔着气缸盖11的中心(即排气阀12的中心)彼此相对的位置。但是，各燃油阀34配置在相对于扩散气体阀32及预混合气体阀30沿周向偏离规定角度的位置。另外，燃油阀34的数量作为例示而仅设为两个，但可以为一个，也以为三个以上。并且，只要是排气阀12的外周侧，则也可以不设在预混合气体阀30及扩散气体阀32的内周侧。

燃油阀34与未图示的燃油供给源连接，并将燃油喷射到由气缸套9以及气缸盖11形成的缸内。作为燃油，例如使用日本的JIS标准所提及的C重油(90％以上为残渣油的重油)等的残渣油的比例较高的重油。

来自燃油阀34的喷射压力设为高于由活塞13压缩之后的空气(扫气)的压力，例如设为以绝对压为30MPa以上且80MPa以下。在设于燃油阀34的顶端的喷嘴设有多个喷孔，燃油从各喷孔喷射到缸内。例如，从燃油阀34喷射的燃油的方向设为水平方向或从水平方向稍微朝向下方的方向，且设为不朝向活塞13的顶部的方向，以使活塞13上升到上止点附近并在变窄了的燃烧空间内进行点火或扩散燃烧。

在通过基于燃油的扩散燃烧而使柴油机1动作的情况下，燃油阀34以喷射用于扩散燃烧的燃油的方式进行动作(即所谓的燃油专烧运行)，并且，在基于燃料气体的预混合燃烧运行以及基于燃料气体的扩散燃烧运行时，燃油阀34以喷射点火用的先导油的方式进行动作。燃油阀34的动作基于来自未图示的控制部的指令来进行。

〔作为双燃料内燃机的动作模式〕

接着，对上述结构的柴油机1的动作模式进行说明。内燃机1适当地切换燃料气体运行和燃油运行来运行，在燃料气体运行中，选择使用燃料气体扩散燃烧方式、燃料气体全部预混合燃烧方式、燃料气体部分预混合燃烧方式这三种燃烧方式，在燃油运行中，使用燃油扩散燃烧方式。

双燃料内燃机有如下动作模式：全部预混合燃料气体模式、扩散燃料气体模式、部分预混合燃料气体模式以及扩散燃油模式(所谓的燃油专烧模式)，在全部预混合燃料气体模式下，实施燃料气体全部预混合燃烧方式，在该方式中，使用燃料气体以预混合燃烧方式进行燃烧的方式，在扩散燃料气体模式下，使用燃料气体以扩散燃烧方式进行燃烧，在部分预混合燃料气体模式下，实施燃料气体部分预混合燃烧方式，在该方式中，使用燃料气体的一部分以预混合燃烧方式进行燃烧，并使用剩余的燃料气体以扩散燃烧方式进行燃烧，在扩散燃油模式下，使用燃油以扩散燃烧方式进行燃烧。另外，在无法区别扩散燃烧或者扩散燃烧方式是燃料气体扩散燃烧还是燃油扩散燃烧的情况下，仅称为扩散燃烧或者扩散燃烧方式。并且，燃料气体预混合燃烧方式是至少将预混合气体阀30作为燃料供给用使用的燃烧方式，包含燃料气体全部预混合燃烧方式和燃料气体部分预混合燃烧方式。即，燃料气体预混合燃烧方式宽泛地表示使用燃料气体以预混合燃烧方式进行燃烧的燃烧方式，表示燃料气体全部预混合燃烧方式和燃料气体部分预混合燃烧方式的任意一方或两方。

在全部预混合燃料气体模式中，将预混合气体阀30作为燃料供给用来使用，将燃油阀34作为先导用来使用。

在扩散燃料气体模式中，将扩散气体阀32作为燃料供给用来使用，将燃油阀34作为先导用来使用。

在部分预混合燃料气体模式中，关于燃料气体预混合燃烧方式的燃烧，将预混合气体阀30作为燃料供给用来使用，并将燃油阀34作为先导用来使用，关于燃料气体扩散燃烧方式的燃烧，将扩散气体阀32作为燃料供给用来使用，并将燃油阀34作为先导用来使用。

在扩散燃油模式中，主要使用燃油阀34。

在全部预混合燃料气体模式下，由于NOx排出量少，因此例如船舶在ECA(大气污染物质排放限制海域，也简称为废气限制海域)内航行时优选。但是，在全部预混合燃料气体模式下容易产生过早点火、爆震等的异常燃烧，为了避免这些问题，与通常的(扩散燃烧方式的)情况相比需要降低压缩比。当降低压缩比时，最大输出被限制。

扩散燃料气体模式的燃烧稳定性高于预混合燃料气体模式，因此能够采用高的压缩比，但另一方面，与预混合燃料气体模式相比，扩散燃料气体模式的NOx产生量多，因此例如船舶在ECA外航行时使用。但是，扩散燃料气体模式的SOx产生量同扩散燃油模式一样少，因此即使在ECA内只要在不超过NOx限制量的范围且在规定时间内，则能够在要求燃烧稳定性的情况下代替预混合燃料气体模式来使用。

扩散燃油模式由于燃烧稳定性更高而能够采用高的压缩比，但与使用燃料气体的情况相比，源自燃油的SOx产生地更多。因此，例如在SOx排出限制相对缓和的海域航行时，在要求更高的燃烧稳定性的情况下、相比于燃料气体使用燃油更好的情况下使用扩散燃油模式。

(全部预混合燃料气体模式)

对全部预混合燃料气体模式进行说明。

如图3A、图3B所示，在排气阀12关闭进而活塞13关闭扫气口10之后的压缩冲程的初期，通过控制部的指令，从预混合气体阀30朝向活塞13的顶部喷射以绝对压为1.0MPa以上且50MPa以下，优选以绝对压为20MPa以上且30MPa以下的高压的燃料气体。另外，在全部混合燃料气体模式中，扩散气体阀32关闭，燃料气体主要从预混合气体阀30喷射。但是，有时并用扩散气体阀32。

另外，作为来自预混合气体阀30的燃料气体的喷射时刻，在活塞13关闭扫气口10之后且在燃料气体不会从排气阀12泄露到系统外部的范围内选定，例如在140以上且20degBTDC以下，优选在100以上且60degBTDC以下之间选定。该情况下，排气阀12关闭的时刻约为90degBTDC。燃料气体从预混合气体阀30持续喷射的喷射期间在例如内燃机的负荷为100％的情况下设为20deg以上且30deg以下。

预混合气体阀30从上方的气缸盖11朝向下方的活塞13的顶部喷射，因此，能够有效地利用通过活塞13关闭扫气口10之后的构成为纵长的燃烧空间的长度方向而能够将燃料气体喷射到整体，可促进燃料气体与空气(扫气；氧化剂气体)的混合。尤其是，本实施方式的柴油机1构成为超长冲程，因此基于长度方向的燃料气体喷射的混合更加有效。

通过从预混合气体阀30喷射的燃料气体而在缸内形成预混合气体之后，活塞13向上方移动并压缩预混合气体。然后，当到达上止点附近时，从燃油阀34喷射先导油并进行点火。由该点火形成的火焰一边在预混合气体内传播，一般进行预混合燃烧，进行燃烧及膨胀冲程(此时，来自燃油阀34的先导油的喷射停止)，活塞13向下方移动。

(扩散燃料气体模式)

对扩散燃料气体模式进行说明。

在排气阀12关闭进而活塞13关闭扫气口10之后的压缩冲程中，仅压缩从扫气口10导入的空气。然后，当活塞13到达上止点附近时，从燃油阀34喷射燃油作为先导油，并且，与该先导油同时或紧随其后从扩散气体阀32喷射压缩时的缸内压以上，且50MPa(绝对压)以下，更优选以绝对压为10MPa以上且30MPa以下的高压的气体燃料。由此，根据燃料气体的喷射而在缸内进行扩散燃烧(此时，来自燃油阀34的先导油的喷射停止)，通过膨胀冲程，活塞13被推压向下方。

另外，在扩散燃料气体模式中，预混合气体阀30始终关闭。

(部分预混合燃料气体模式)

对部分预混合燃料气体模式进行说明。

在部分预混合燃料气体模式中，燃料气体的一部分以与所述全部预混合燃料气体模式相同的绝对压以及时刻，从预混合气体阀30朝向活塞13的顶部喷射。此时，扩散气体阀32关闭。并且，其后，剩余的燃料气体以与所述扩散燃料气体模式相同的绝对压以及时刻从扩散气体阀32喷射。此时，预混合气体阀30关闭。

(扩散燃油模式)

关于扩散燃油模式(即燃油专烧模式)，虽未图示，但与使用一般燃油的扩散燃烧相同。具体而言，关闭排气阀12并在活塞13的上升的同时进行空气压缩，在上止点附近从燃油阀34以高压喷射燃油并进行扩散燃烧，通过基于该扩散燃烧的膨胀冲程使活塞13下降。

像这样，通过具备扩散燃油模式，能够使柴油机1作为并用使用燃料气体的运行的双燃料发动机(DF发动机)成立。

另外，在扩散燃油模式中，预混合气体阀30及扩散气体阀32始终关闭。

(预混合过渡控制)

本实施方式的内燃机1还具备在从扩散燃料气体模式或扩散燃油模式过渡到全部预混合燃料气体模式或部分预混合燃料气体模式时进行的预混合过渡控制。

在从使用燃料气体的扩散燃料气体模式切换到全部预混合燃料气体模式或部分预混合燃料气体模式时，减少从扩散气体喷射阀32喷射的燃料气体，并且增加从预混合气体阀30喷射的燃料气体。即，在从扩散燃料气体模式向预混合燃料气体模式切换时，喷射的全部燃料气体中从预混合气体阀30喷射的燃料气体的比例即预混合比例从0％(仅进行燃料气体扩散燃烧的扩散燃料气体模式)向规定比例(在仅进行预混合燃烧的全部预混合燃料气体模式的情况下为100％，在预混合燃烧以及扩散燃烧并用的部分预混合燃料气体模式的情况下为设定的规定％)逐渐增加。此时，通过基于控制部的预混合过渡控制，在紧接着从扩散燃料气体模式切换到预混合燃料气体模式之后的最初的循环中的燃烧冲程中，增加从预混合气体阀30喷射的燃料气体量并不停地提高预混合比例，直至成为从预混合气体阀30喷射的燃料气体完全燃烧的浓度。具体而言，在模式切换时的最初的循环中，将预混合比例从0％不停地提高到40％以上且60％以下。然后，在紧接着切换模式之后的最初的循环中成为40％以上且60％以下的预混合比例之后，在后续的多个循环中逐渐使预混合比例朝向规定比例增大。

由此，在从扩散燃料气体模式向预混合燃料气体模式切换时，从最初的循环进行预混合燃料的完全燃烧，由此能够防止未燃烧气体从排气阀12排出。即，在紧接着切换模式之后经多个循环而使预混合比例从0％逐渐增加，则能够避免在预混合比例较小的初期的循环中，从预混合气体阀30喷射的燃料气体量较少且预混合浓度过低而无法使燃料气体完全燃烧，从而导致从排气阀12排出未燃烧的燃料气体即烃(HC)的不良情况。

并且，从使用燃油的扩散燃油模式向预混合燃料气体模式切换时，也进行相同的控制。即，在从扩散燃油模式切换到混合燃料气体模式时，减少从燃油阀34喷射的燃油，并且增加从预混合气体阀30喷射的燃料气体。即，在从扩散燃油模式向预混合燃料气体模式切换时，使喷射的全部燃料中的从预混合气体阀30喷射的燃料气体的发热量比例即预混合比例从0％(仅进行燃油扩散燃烧的扩散燃油模式)朝向规定比例(在仅进行预混合燃烧的预混合燃料气体模式的情况下为100％，在预混合燃烧以及扩散燃烧并用的部分预混合燃料气体模式的情况下为设定的规定％)逐渐增加。此时，通过基于控制部的预混合过渡控制，在紧接着从扩散燃油模式切换到预混合燃料气体模式之后的最初的循环中的燃烧冲程中，增加从预混合气体阀30喷射的燃料气体量并不断地提高预混合比例，直至成为从预混合气体阀30喷射的燃料气体完全燃烧的浓度。具体而言，在模式切换时的最初的循环中，将预混合比例从0％不断地提高到40％以上且60％以下。然后，在紧接着切换模式之后的最初的循环中成为40％以上且60％以下的预混合比例之后，在后续的多个循环中逐渐增加预混合比例。

由此，在从扩散燃油模式向预混合燃料气体模式切换时，从最初的循环进行预混合燃料的完全燃烧，由此能够防止未燃烧气体从排气阀12排出。即，在紧接着切换模式之后经多个循环而使预混合比例从0％逐渐增加，则能够避免在预混合比例较小的初期的循环中从预混合气体阀30喷射的燃料气体量较少且预混合浓度过低而无法使燃料气体完全燃烧，从而导致从排气阀12排出未燃烧的燃料气体即烃(HC)的不良情况。

〔基于双燃料内燃机的控制装置的控制〕

在此，参照图1对本实施方式所涉及的基于双燃料内燃机的控制装置40的控制进行说明。

如图1所示，本控制装置40具备作为功能要素的判定部(判定单元)42、工作模式选择部(燃烧方式选择单元)44、燃料喷射控制部(燃料喷射控制单元)46、实际压缩比控制部(实际压缩比控制单元)48以及增压控制部(增压控制单元)50，判定部42判定内燃机1是否处于应限制排气的排气限制状态，工作模式选择部44在内燃机1的运行中适当地选择并设定工作模式(燃烧方式)，燃料喷射控制部46将燃料喷射控制为与选择设定的工作模式对应的燃料喷射形态，实际压缩比控制部48将实际压缩比控制为与选择设定的工作模式对应的实际压缩比，增压控制部50控制增压器16的增压量。

首先，对基于判定部42的判定进行说明。判定部42判定搭载了内燃机1的船舶所航行的海域是否是废气限制海域，若航行海域是废气限制海域，则判定为内燃机1处于应限制排气的状态，该航行海域的判定能够从例如GPS等取得船舶的位置信息，并基于该位置信息和预先存储的废气限制海域的信息而执行。

若判定部42判定为该船舶的航行海域是废气限制海域(内燃机1处于排气限制状态)，则工作模式选择部44选择全部预混合燃料气体模式或部分预混合燃料气体模式，若判定部42判定为该船舶的航行海域不是废气限制海域(内燃机1不处于排气限制状态)，则工作模式选择部44选择扩散燃油模式或扩散燃料气体模式。

燃料喷射控制部46将燃料喷射控制为与由工作模式选择部44设定的工作模式对应的燃料喷射形态。即，若设定为全部预混合燃料气体模式，则如前所述，将预混合气体阀30作为燃料供给用来使用并将燃油阀34作为先导用使用来进行燃料喷射。若设定为部分预混合燃料气体模式，则如前所述，将预混合气体阀30、扩散气体阀32作为燃料供给用使用并将燃油阀34作为先导用使用来进行燃料喷射。并且，若设定为扩散燃料气体模式，则如前所述，将扩散气体阀32作为燃料供给用使用，并将燃油阀34作为先导用使用来进行燃料喷射。若设定为扩散燃油模式，则如前所述，使用燃油阀34来进行燃料喷射。

实际压缩比控制部48将实际压缩比控制为与由工作模式选择部44设定的工作模式对应。即，若设定为全部预混合燃料气体模式或部分预混合燃料气体模式，则将实际压缩比控制为低压缩比，若设定为扩散燃料气体模式或扩散燃油模式，则将实际压缩比控制为高压缩比。

在此，对基于实际压缩比控制部48的实际压缩比的控制进行说明。

如上所述，在全部预混合燃料气体模式或部分预混合燃料气体模式中，使用预混合气体阀30来朝向通过活塞13关闭扫气口10之后的活塞13(例如，从上方朝向下方)喷射燃料气体，由此，能够有效地利用通过活塞13关闭扫气口10之后的燃烧空间的活塞往复运动方向(例如上下方向)而能够将燃料气体喷射到整体，并且，能够促进燃料气体与氧化剂气体的混合。

因此，能够增大局部燃料气体浓度变高的局部最小λ(λ是空气过剩率)，并且通过尽可能地避免过早点火、爆震等的异常燃烧，能够提高燃烧稳定性。并且，由于能够尽可能地避免过早点火、爆震等的异常燃烧，因此与以往的预混合内燃机相比能够减小压缩比的下降量，能够使热效率的降低最小化，也能够在较高Pme(缸内平均有效压力)的高负荷下运行。

但是像这样，即使与以往的预混合内燃机相比能够减小压缩比的下降量，但在扩散燃油模式、扩散燃料气体模式中，为了提高内燃机1的热效率，并得到较大的输出，全部预混合燃料气体模式或部分预混合燃料气体模式所能够采用的压缩比并不足够，必须使用更高的压缩比。

因此，内燃机1构成为在内燃机1的运行中能够改变实际压缩比。

在本实施方式中，通过改变排气阀12的关闭时刻来实现该实际压缩比的改变。即，通过推迟排气阀12的关闭时刻(即，成为延迟角)，内燃机1的实质上的压缩开始时的缸内容积变小，能够减小实际压缩比。相反，通过推进排气阀12的关闭时刻(即，成为提前角)，内燃机1的实质上的压缩开始时的缸内容积变大，能够增大实际压缩比。

因此，内燃机1具备至少能够改变排气阀12的关闭时刻的气门传动装置(可变气门式气门传动装置)12A。该气门传动装置12A是通过致动器(省略图示)来控制排气阀12的所谓无凸轮方式的气门传动装置，并且该气门传动装置12A通过控制装置40控制致动器的动作，由此，能够容易地改变排气阀12的关闭时刻。但可变气门式气门传动装置也可以用使用了内燃机1的机械式的可变气门机构的装置。

在增压控制部50中，与由工作模式选择部44设定的工作模式对应地控制增压量。即，至少在内燃机1的负荷大于一定负荷的高负荷状态的情况下，若设定为扩散燃料气体模式或扩散燃油模式，则将增压量设为通常状态，若设定为全部预混合燃料气体模式或部分预混合燃料气体模式，则将增压量设为增加状态。

如前所述，这会导致在设定为全部预混合燃料气体模式或部分预混合燃料气体模式时，当通过排气阀12的关闭时刻的改变而减小实际压缩比时，被捕获到缸内的空气量减少，从而内燃机1的最大输出被限制，因此在本实施方式中，通过使增压器16的增压量增加而使被捕获到缸内的空气量增大，能够实现内燃机1的最大输出的提高。

图4是例示排气阀12的关闭时刻的改变的时序图，并且将扫气口10的开闭时刻、排气阀12的开闭时刻、对应于此的缸内压与燃料喷射的时刻一并表示。如图4所示，随着活塞13从上止点TDC向下止点BDC移动，缸内压降低，且当在时间点t1排气阀12打开时，缸内压进一步降低，但其后，当在时间点t2扫气口10打开时，缸内压一边稍稍恢复，活塞13一边逼近下止点BDC。当在时间点t3扫气口10关闭且其后在时间点t4排气阀12关闭之后，随着活塞13朝向上止点TDC，缸内压增大。

用实线表示通常的排气阀12的开闭时刻，当将排气阀12的关闭时刻从时间点t4向时间点t5推迟时，能够降低实际压缩比。但与此同时，缸内压从实线所示的通常的关闭时刻的程度(扩散燃烧)如双点划线所示那样地降低(预混合燃烧2)。因此，被捕获到缸内的空气量减少。与此相对，通过使增压器16的增压量增加，被捕获到缸内的空气量增大，其结果是，缸内压如虚线所示的那样恢复(预混合燃烧1)。

对基于该增压控制部50的增压器16的增压量的控制进行具体地说明。

在本实施方式中，装备于内燃机1的增压器16设为以直线排列的方式连接两个增压器16A、16B，并通过阀的切换而切换两级增压和单级增压的结构。

即，在扫气通路的上流侧且在排气通路的下流侧的第一增压器16A的压缩机16AC与在扫气通路的下流侧且在排气通路的上流侧的第二增压器16B的压缩机16BC之间，设有扫气用连接通路161a，在第一增压器16A的排气涡轮16AT与第二增压器16B的排气涡轮16BT之间，设有排气用连接通路162a。并且，在第一增压器16A的压缩机16AC与扫气歧管20(参照图2)之间设有扫气用连接通路161b，在第一增压器16A的排气涡轮16AT与排气歧管14(参照图2)之间设有排气用连接通路162b。此外，在第二增压器16B的压缩机16BC与扫气歧管20之间设有扫气用连接通路161c，在第二增压器16B的排气涡轮16BT与排气歧管14之间设有排气用连接通路162c。

另外，在各扫气用连接通路161b、161c设有空气冷却器18。该扫气用连接通路161b、161c的空气冷却器18能够兼用。

并且，在各扫气用连接通路161a～161c插装有开闭阀163a～163c，在各排气用连接通路163a～163c插装有开闭阀164a～164c。

当关闭开闭阀163b以及164b并打开开闭阀163a、163c以及164a、164c时，从内燃机1排出的排气一边从排气歧管14经由第二增压器16B的排气涡轮16BT、第一增压器16A的排气涡轮16AT排出，一边旋转驱动排气涡轮16BT、16AT。由此，压缩机16AC、16BC被旋转驱动并通过两级增压来对扫气用空气加压。

当关闭开闭阀163a、163c以及164a、164c时，打开开闭阀163b以及164b，从内燃机1排出的排气一边从排气歧管14经由第一增压器16A的排气涡轮16AT排出，一边旋转驱动排气涡轮16AT。由此，压缩机16AC被旋转驱动，通过单级增压来对扫气用空气加压。

如此，在设定为全部预混合燃料气体模式或部分预混合燃料气体模式时，通过排气阀12的关闭时刻的改变来减小实际压缩比并抑制过早点火、爆震等的异常燃烧，并且由此，通过基于两级增压的增压压力的增大来补偿被捕获到缸内的空气量的减少，能够实现内燃机1的最大输出的提高。

另外，在增压控制部50中，在设定为扩散燃料气体模式或扩散燃油模式时，在内燃机1的负荷为高负荷状态时，通过单级增压来将增压量设为通常状态，但这是由于在高负荷时难以基于二级增压来增加增压量，而在内燃机1的负荷为一定负荷以下的低负荷状态时，能够预计通过二级增压来增加增压量，因此执行二级增压。

本发明的第一实施方式所涉及的双燃料内燃机的控制装置以及具备该控制装置的船舶如上述那样构成，因此若船舶进入废气限制海域，则能够选择全部预混合燃料气体模式或部分预混合燃料气体模式，以NOx排出量少的状态而解除排气限制的状态使船舶运行。并且，若船舶脱离废气限制海域，则能够选择扩散燃料气体模式或扩散燃油模式，以高效率地得到较大的最大输出的状态使船舶运行。

在本控制装置中，尤其是在全部预混合燃料气体模式或部分预混合燃料气体模式中使实际压缩比降低，在扩散燃料气体模式或扩散燃油模式中提高实际压缩比，因此能够执行稳定的预混合燃料气体模式下的运行和提高实际压缩比并高效率地得到较大的最大输出的扩散燃料气体模式或扩散燃油模式下的运行。

而且，在设定为全部预混合燃料气体模式或部分预混合燃料气体模式时，若通过排气阀12的关闭时刻的改变来减小实际压缩比，则导致被捕获到缸内的空气量减少，从而内燃机1的最大输出被限制，但在本实施方式中，使增压器16的增压量增加而使被捕获到缸内的空气量增大，因此能够提高全部预混合燃料气体模式或部分预混合燃料气体模式中的内燃机1的最大输出。

〔第二实施方式〕

接着对本发明的第二实施方式进行说明。

本实施方式仅在能够对增压量进行增减操作的增压器16的结构上与第一实施方式不同。

如图5所示，本增压器16的第一增压器16C和第二增压器16D以并排排列的方式设置。在第一增压器16C的压缩机16CC与扫气歧管20之间设有扫气用连接通路165a，在第一增压器16C的排气涡轮16CT与排气歧管14之间设有排气用连接通路166a。此外，在第二增压器16D的压缩机16DC与扫气歧管20之间设有扫气用连接通路165b，在第二增压器16D的排气涡轮16DT与排气歧管14之间设有排气用连接通路166b。

另外，在各扫气用连接通路165a、165b设有空气冷却器18。

并且，在扫气用连接通路165b以及排气用连接通路166b插装有开闭阀167、168。

第一增压器16C总是动作，但第二增压器16D在将开闭阀167以及168打开时动作，并在关闭开闭阀167以及168时停止。

在内燃机1的低负荷时排气压低，因此仅通过第一增压器16C来集中地使用排气压，在内燃机1的高负荷时排气压高，因此能够使用第一增压器16C和第二增压器16D这两方来有效地使用排气压而使增压量增大。

在本实施方式中，在设定为全部预混合燃料气体模式或部分预混合燃料气体模式时，为了对被捕获到缸内的空气量减少的情况进行补偿，在全部预混合燃料气体模式或部分预混合燃料气体模式下的内燃机1的高负荷时，使用第一增压器16C和第二增压器16D这两方来使增压量增大。另外，在扩散燃料气体模式或扩散燃油模式中，若使用第一增压器16C和第二增压器16D这两方则增压量变得过剩，因此即使在内燃机1的高负荷时也仅使用第一增压器16C。

本发明的第二实施方式所涉及的双燃料内燃机的控制装置以及具备该控制装置的船舶如上述那样构成，因此与第一实施方式相同，若船舶进入废气限制海域，则能够选择全部预混合燃料气体模式或部分预混合燃料气体模式，以NOx排出量少的状态而解除排气限制的状态使船舶运行，若船舶脱离废气限制海域，则能够选择扩散燃料气体模式或扩散燃油模式，以高效率地得到较大的最大输出的状态使船舶运行。

并且，在全部预混合燃料气体模式或部分预混合燃料气体模式中使实际压缩比降低，在扩散燃料气体模式或扩散燃油模式中提高实际压缩比，因此与第一实施方式相同，能够使稳定的全部预混合燃料气体模式或部分预混合燃料气体模式下的运行，与提高实际压缩比并高效率地得到较大的最大输出的扩散燃料气体模式或扩散燃油模式下的运行这两者同时成立。

并且，在设定为全部预混合燃料气体模式或部分预混合燃料气体模式时，使增压器16的增压量增加而使被捕获到缸内的空气量增大，由此能够提高预混合燃料气体模式或部分预混合燃料气体模式中的内燃机1的最大输出。

〔其他〕

以上，对本发明的方式进行了说明，但本发明能够在不脱离其主旨的范围内对上述实施方式实施各种变形。

例如，在全部预混合燃料气体模式时或部分预混合燃料气体模式时，作为能够使增压量增加的增压器16，例如能够应用电动辅助式的增压器，并在预混合燃料气体模式时使用电动辅助来使增压量增加。并且，也能够应用容量可变式的增压器，并在预混合燃料气体模式时使容量增大并使增压量增加。

并且，在上述实施方式中，控制装置40判定船舶正在航行的航行海域是否是废气限制海域内，并自动选择内燃机1的动作模式(燃烧方式)，但也可以人为判定船舶正在航行的航行海域是否是废气限制海域内，在是废气限制海域内的情况下，手动对控制装置40的燃烧模式选择部(燃烧方式选择单元)发出选择全部预混合燃料气体模式(燃料气体全部预混合燃烧方式)或部分预混合燃料气体模式(燃料气体部分预混合燃烧方式)的指令，在不是废气限制海域内的情况下，手动对控制装置40的燃烧模式选择部(燃烧方式选择单元)发出选择扩散燃料气体模式或扩散燃油模式(燃料气体扩散燃烧方式)的指令。

并且，在上述实施方式中，本发明例示双燃料内燃机作为内燃机，但本发明所涉及的内燃机只要是在运行中至少能够选择燃料气体扩散燃烧方式和燃料气体预混合燃烧方式的内燃机，或，在运行中至少能够选择燃料气体扩散燃烧方式、燃料气体全部预混合燃烧方式以及燃料气体部分预混合燃烧方式的内燃机即可，而不限定于双燃料内燃机，也可以是仅通过燃料气体来运行的内燃机(燃气发动机)。

并且，在这样的内燃机的运行中，通过执行燃烧方式选择工序和压缩比控制工序，能够基于实际压缩比的控制来向抵消方向操作伴随燃烧方式的改变的内燃机的性能变化量，燃烧方式选择工序选择至少包含燃料气体扩散燃烧方式和燃料气体预混合燃烧方式的燃烧方式中的一种燃烧方式，或至少包含燃料气体扩散燃烧方式、燃料气体全部预混合燃烧方式以及燃料气体部分预混合燃烧方式的燃烧方式中的一种燃烧方式，压缩比控制工序根据在燃烧方式选择工序中选择了的燃烧方式来控制内燃机的实际压缩比。

符号的说明

1 双燃料内燃机(内燃机)

9 气缸套

10 扫气口

11 气缸盖

12 排气阀

13 活塞

14 排气歧管

16 增压器

30 预混合气体阀(第一燃料气体喷射阀)

32 扩散气体阀(第二燃料气体喷射阀)

34 燃油阀(燃油喷射阀)

40 控制装置

42 判定部(判定单元)

44 工作模式选择部(燃烧方式选择单元)

46 燃料喷射控制部(燃料喷射控制单元)

48 实际压缩比控制部(实际压缩比控制单元)

50 增压控制部(增压控制单元)

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(修改后)一种内燃机的控制装置，其特征在于，具备：

燃烧方式选择单元，该燃烧方式选择单元在内燃机的运行中至少能够选择燃料气体扩散燃烧方式和燃料气体预混合燃烧方式；

燃料喷射控制单元，该燃料喷射控制单元控制燃料喷射，以使燃料喷射成为与由所述燃烧方式选择单元选择的燃烧方式对应的燃料喷射方式；

实际压缩比控制单元，该实际压缩比控制单元控制实际压缩比，以使实际压缩比成为与由所述燃烧方式选择单元选择的燃烧方式对应的实际压缩比；

判定单元，该判定单元判定是否是应限制所述内燃机的排气的排气限制状态，

当基于所述判定单元而判定为是排气限制状态时，所述燃烧方式选择单元选择所述燃料气体预混合燃烧方式，当基于所述判定单元而判定为不是排气限制状态时，所述燃烧方式选择单元选择所述燃料气体扩散燃烧方式，

若选择为所述燃料气体预混合燃烧方式，则所述实际压缩比控制单元将所述实际压缩比控制为比所述燃料气体扩散燃烧方式时低的低压缩比，若选择为所述燃料气体扩散燃烧方式，则所述实际压缩比控制单元将所述实际压缩比控制为比所述燃料气体预混合燃烧方式时高的高压缩比。

2.(修改后)根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述燃料气体预混合燃烧方式包含：使用燃料气体而仅以燃料气体预混合燃烧方式燃烧的燃料气体全部预混合燃烧方式；以及使燃料气体的一部分预混合燃烧且使剩余的燃料气体扩散燃烧的燃料气体部分预混合燃烧方式，

所述燃烧方式选择单元在所述内燃机的运行中至少能够选择所述燃料气体扩散燃烧方式、所述燃料气体全部预混合燃烧方式以及所述燃料气体部分预混合燃烧方式，并且

若选择为所述燃料气体全部预混合燃烧方式或所述燃料气体部分预混合燃烧方式，则所述实际压缩比控制单元将所述实际压缩比控制为所述低压缩比，若选择为所述燃料气体扩散燃烧方式，则所述实际压缩比控制单元将所述实际压缩比控制为所述高压缩比。

3.(修改后)根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述内燃机具备能够改变排气阀关闭时刻的气门传动装置，

所述实际压缩比控制单元操作所述排气阀关闭时刻来控制所述实际压缩比，在将所述实际压缩比控制为所述低压缩比时，所述实际压缩比控制单元将所述排气阀关闭时刻控制到所述高压缩比时的延迟角侧，在将所述实际压缩比控制为所述高压缩比时，所述实际压缩比控制单元所述排气阀关闭时刻控制到所述低压缩比时的提前角侧。

4.(修改后)根据权利要求1～3中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述内燃机具备能够增减操作增压量的增压器，

并且具备增压控制单元，至少在所述内燃机的负荷大于一定负荷的高负荷状态的情况下，若所述燃烧方式选择单元选择所述燃料气体扩散燃烧方式，则所述增压控制单元将所述增压量设为通常状态，若所述燃烧方式选择单元选择所述燃料气体预混合燃烧方式，则所述增压控制单元将所述增压量设为相比于所述通常状态增加的增加状态。

5.(修改后)根据权利要求4所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述增压器是能够切换两级增压和单级增压的增压器，

所述增压控制单元在将所述增压量设为所述通常状态时将所述增压器设为单级增压，而在将所述增压量设为所述增加状态时将所述增压器设为两级增压。

6.根据权利要求4或5所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

在所述燃烧方式选择单元选择所述燃料气体扩散燃烧方式的情况下，若所述内燃机的负荷为所述一定负荷以下的低负荷状态，则所述增压控制单元将所述增压量设为增加状态。

7.(删除)

8.(修改后)根据权利要求1～6中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述内燃机是装备于船舶的船用内燃机，

若所述船舶的正在航行的航行海域为废气限制海域内则所述判定单元判定为是所述排气限制状态，若所述航行海域为废气限制海域外则所述判定单元判定为不是所述排气限制状态。

9.(修改后)一种船舶，其特征在于

具有权利要求1～6、8的任一项所述的内燃机的控制装置和由所述控制装置控制的所述内燃机。

10.(修改后)一种内燃机的运行方法，其特征在于，具备：

判定单工序、燃烧方式选择工序以及压缩比控制工序，

在判定工序中，判定是否是应限制内燃机的排气的排气限制状态；

在燃烧方式选择工序中，在内燃机的运行中选择至少包含燃料气体扩散燃烧方式和燃料气体预混合燃烧方式的燃烧方式中的一种燃烧方式，当基于所述判定工序而判定为是排气限制状态时，选择所述燃料气体预混合燃烧方式，当基于所述判定工序而判定为不是排气限制状态时，选择所述燃料气体扩散燃烧方式，

在压缩比控制工序中，根据在所述燃烧方式选择工序中选择的燃烧方式来控制所述内燃机的实际压缩比。

11.根据权利要求10所述的内燃机的运行方法，其特征在于，

所述燃料气体预混合燃烧方式包含：使用燃料气体而仅以燃料气体预混合燃烧方式燃烧的燃料气体全部预混合燃烧方式；以及使燃料气体的一部分预混合燃烧且使剩余的燃料气体扩散燃烧的燃料气体部分预混合燃烧方式，

在所述燃烧方式选择工序中，在所述内燃机的运行中选择至少包含所述燃料气体扩散燃烧方式、所述燃料气体全部预混合燃烧方式以及所述燃料气体部分预混合燃烧方式的燃烧方式中的一种燃烧方式。

12.(增加)根据权利要求10或11所述的内燃机的运行方法，其特征在于，

所述内燃机是装备于船舶的船用内燃机，

在所述判定工序中，若所述船舶的正在航行的航行海域为废气限制海域内则判定为是所述排气限制状态，若所述航行海域为废气限制海域外则判定为不是所述排气限制状态。

说明或声明(按照条约第19条的修改)

关于修改后的权利要求1，利用修改前的权利要求7对修改前的权利要求1进行进一步限定，并以说明书第0068段的记载为依据明确“低压缩比”与“高压缩比”均是相对关系。

关于修改后的权利要求2，明确“低压缩比”及“高压缩比”为上述的“低压缩比”和“高压缩比”。

关于修改后的权利要求3，明确“低压缩比”及“高压缩比”为上述的“低压缩比”和“高压缩比”，并以说明书第0072段的记载为依据明确“延迟角侧”与“提前角侧”均是相对关系。

关于修改后的权利要求4，以说明书第0074、0075段的记载为依据明确“通常状态”与“增加状态”均是相对关系。

关于修改后的权利要求5，明确“通常状态”及“增加状态”为上述的“通常状态”和“增加状态”。

删除修改前的权利要求7

关于修改后的权利要求8、9，修改了引用关系。

关于修改后的权利要求10，利用与修改前的权利要求7对应的特征对修改前的权利要求10进行进一步限定。

修改后的权利要求12是基于修改前的权利要求8新增加的。

Claims (11)

1.一种内燃机的控制装置，其特征在于，具备：

燃烧方式选择单元，该燃烧方式选择单元在内燃机的运行中至少能够选择燃料气体扩散燃烧方式和燃料气体预混合燃烧方式；

燃料喷射控制单元，该燃料喷射控制单元控制燃料喷射，以使燃料喷射成为与由所述燃烧方式选择单元选择的燃烧方式对应的燃料喷射形态；以及

实际压缩比控制单元，该实际压缩比控制单元控制实际压缩比，以使实际压缩比成为与由所述燃烧方式选择单元选择的燃烧方式对应的实际压缩比，

若选择为所述燃料气体预混合燃烧方式，则所述实际压缩比控制单元将所述实际压缩比控制为低压缩比，若选择为所述燃料气体扩散燃烧方式，则所述实际压缩比控制单元将所述实际压缩比控制为高压缩比。

2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述燃料气体预混合燃烧方式包含：使用燃料气体而使燃料气体仅以燃料气体预混合燃烧方式燃烧的燃料气体全部预混合燃烧方式；以及使燃料气体的一部分预混合燃烧且使剩余的燃料气体扩散燃烧的燃料气体部分预混合燃烧方式，

所述燃烧方式选择单元在所述内燃机的运行中至少能够选择所述燃料气体扩散燃烧方式、所述燃料气体全部预混合燃烧方式以及所述燃料气体部分预混合燃烧方式，并且

若选择为所述燃料气体全部预混合燃烧方式或所述燃料气体部分预混合燃烧方式，则所述实际压缩比控制单元将所述实际压缩比控制为低压缩比，若选择为所述燃料气体扩散燃烧方式，则所述实际压缩比控制单元将所述实际压缩比控制为高压缩比。

3.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述内燃机具备能够改变排气阀关闭时刻的气门传动装置，

所述实际压缩比控制单元操作所述排气阀关闭时刻来控制所述实际压缩比，在将所述实际压缩比控制为低压缩比时，所述实际压缩比控制单元将所述排气阀关闭时刻控制到延迟角侧，在将所述实际压缩比控制为高压缩比时，所述实际压缩比控制单元将所述排气阀关闭时刻控制到提前角侧。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述内燃机具备能够增减操作增压量的增压器，

并且具备增压控制单元，至少在所述内燃机的负荷大于一定负荷的高负荷状态的情况下，若所述燃烧方式选择单元选择所述燃料气体扩散燃烧方式，则所述增压控制单元将所述增压量设为通常状态，若所述燃烧方式选择单元选择所述燃料气体预混合燃烧方式，则所述增压控制单元将所述增压量设为增加状态。

5.根据权利要求4所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述增压器是能够切换两级增压和单级增压的增压器，

所述增压控制单元在将所述增压量设为通常状态时将所述增压器设为单级增压，而在将所述增压量设为增加状态时将所述增压器设为两级增压。

6.根据权利要求4或5所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

在所述燃烧方式选择单元选择所述燃料气体扩散燃烧方式的情况下，若所述内燃机的负荷为所述一定负荷以下的低负荷状态，则所述增压控制单元将所述增压量设为增加状态。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

具备判定单元，该判定单元判定是否是应限制所述内燃机的排气的排气限制状态，当基于所述判定单元而判定为是排气限制状态时，所述燃烧方式选择单元选择所述燃料气体预混合燃烧方式，当基于所述判定单元而判定为不是排气限制状态时，所述燃烧方式选择单元选择所述燃料气体扩散燃烧方式。

8.根据权利要求7所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述内燃机是装备于船舶的船用内燃机，

若所述船舶正在航行的航行海域在废气限制海域内，则所述判定单元判定为是所述排气限制状态，若所述航行海域在废气限制海域外，则所述判定单元判定为不是所述排气限制状态。

9.一种船舶，其特征在于，

具有权利要求1～8的任一项所述的内燃机的控制装置和由所述控制装置控制的所述内燃机。

10.一种内燃机的运行方法，其特征在于，具备：

燃烧方式选择工序和压缩比控制工序，

在燃烧方式选择工序中，在内燃机的运行中选择至少包含燃料气体扩散燃烧方式和燃料气体预混合燃烧方式的燃烧方式中的一种燃烧方式；

在压缩比控制工序中，根据在所述燃烧方式选择工序中选择的燃烧方式来控制所述内燃机的实际压缩比。

11.根据权利要求10所述的内燃机的运行方法，其特征在于，

所述燃料气体预混合燃烧方式包含：使用燃料气体而使燃料气体仅以燃料气体预混合燃烧方式燃烧的燃料气体全部预混合燃烧方式；以及使燃料气体的一部分预混合燃烧且使剩余的燃料气体扩散燃烧的燃料气体部分预混合燃烧方式，

在所述燃烧方式选择工序中，在所述内燃机的运行中选择至少包含所述燃料气体扩散燃烧方式、所述燃料气体全部预混合燃烧方式以及所述燃料气体部分预混合燃烧方式的燃烧方式中的一种燃烧方式。