近年、ディーゼル機関に対し、低燃料消費、低公害排気、信頼性等の両立の難しい特性が厳しく要求されるようになり、この解決法としてコンピュータを搭載した電子制御システムを採用するエンジンが急激に増えている。

　特に、NOx低減など、環境保護に対する規制が先行している、トラック、建設機械用エンジン等、車両分野は、この革新的な技術の導入にいち早く取り組んできた。コンピュータ搭載の電子制御システムは、この分野で、大量生産技術、振動、環境変化など、実用化に伴う課題を解決してきている。

　こうして、先行した車両搭載エンジン市場での経験と技術は、直ちに舶用エンジンに導入されたが、格段に優れたエンジン性能と、確立された信頼性が認められ、急速に舶用市場に進出している。

　とくに、最近になり国際海洋汚染防止法(IMO規制)が動きだしたため、NOx低減や、燃料費低減にとりわけ有利な電子制御エンジンが、ますます注目されるようになった。

　さらに、電子制御エンジンは、コンピュータの能力を活用し、エンジンの保護、故障予知、故障診断機能を充実させることにより、エンジンの総合的な信頼性向上を実現している。

　ここでは、エンジンの電子制御化に、積極的に取り組んでいるメーカーの一つで、最新のコンピュータ搭載電子制御システムを導入している、キャタピラー社のエンジンを例にして説明する。

電子制御エンジンの例

　補・80図は、電子制御エンジンによるNOxと燃料消費低減効果の例を示すもので、横軸にNOx、その時点の燃料消費率を縦軸プロットしたものである。

　通常NOxを下げると、燃料消費率が悪化する関係にあり、両者を同時に低減することは難しく、この組み合わせで比較することが重要である。

　同図によると、同一NOx値の条件で比較して、電子制御エンジンの燃料消費率は、5−10％の大幅低減となっている。

　同じく、補・80図の例では、同じ燃料消費率レベルで見ると、NOxが50％以上低減している。

　また、補・81図の例では、黒煙、白煙のもとである粒状排出物質(パーティキュレート)が50％以上の減少となっており、全ての使用条件で、黒煙、白煙の発生が少ない。

この結果、極めて厳しいIMO規制にも、余裕を持って対応可能となった。

　熱効率の増大等により、機械式制御に比べ約10−30％程度の出力向上が得られる。

　荒天時などに粘りを示す強力なトルクアップ、低温始動、長時間低速運転モード等水温が低い状態での減筒運転、トローリングや低船速モードなど、舶用特有の要求に応える、独特な性能特性を持たせることができる。

　異常、不具合の事前警報と保護、その診断を出すことにより確実に事故予防をはかるようになっている。不具合や整備履歴は記録蓄積され、新たに開発されたサービスツールにより、記録をもとに原因の解析をし、確実な診断をして効率のよい整備が可能となった。

　エンジンの電子制御には、ガバナのみを電子制御する段階から、各種噴射系メカニズムと組み合わせて電子制御をするさまざまな段階があり、電子制御の可能性を最大限に利用し、出来るだけ高圧のもとで、燃料噴射のタイミングや噴射のパターンを、理想的な形に近ずける努力が盛んになっている。

　補・82図は、エンジン電子制御の段階を、燃料噴射系のハード面に注目し、代表的なケースを例として分類したものである。

　キャタピラー社の例では、補・82図のNo.4、No.5の電子制御が主力となっており、いずれも電磁制御弁組込式ユニットインジェクターを使用している。

　これには、インジェクターのプランジャーをカムで駆動して高圧燃料を得るEUI方式と蓄圧室の油圧で駆動するHEUI方式がある。

　いずれも、ほとんど同じ構成の電子制御システムを使用するが、今回は主としてEUI方式の電子制御エンジンを例として説明する。