JP2013148079A - 内燃機関の制御システム及び圧縮天然ガスの不活性ガス濃度検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を燃料とする内燃機関において、ＣＮＧの不活性ガス濃度が変化した場合であっても該内燃機関を適正に運転させることに貢献できる技術を提供することを目的とする。
【解決手段】燃料噴射弁にＣＮＧを供給する蓄圧部と、蓄圧部内の圧力を設定圧力に調整するレギュレータであって、蓄圧部にＣＮＧを供給するときは開弁し、蓄圧部へのＣＮＧの供給を遮断するときは閉弁する弁体を有するレギュレータと、を備えた制御システムにおいて、レギュレータによって蓄圧部内の圧力が前記設定圧力に向けて調整されている時に弁体の開度が第一所定開度から第二所定開度にまで減少する期間の長さに基づいて、内燃機関での燃焼状態に関わる制御パラメータを制御する。
【選択図】図８

Description

本発明は、圧縮天然ガス（ＣＮＧ：Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ）を燃料とする内燃機関の制御システム及びＣＮＧの不活性ガス濃度検出装置に関する。

特許文献１には、ＣＮＧを燃料とする内燃機関において、燃料性状に応じて燃料噴射量を補正する技術が開示されている。この特許文献１では、気筒内の圧力を測定する筒内圧センサの測定値に基づいて燃料性状を特定する。そして、特定された燃料性状に応じて燃料噴射量を補正する。

特許文献２には、ガソリンとＣＮＧとを燃料としてそれぞれ独立に供給可能なバイフューエルエンジンにおける始動制御に関する技術が開示されている。

特開２００４−３４６９１１号公報 特開２００４−３４６８４２号公報

内燃機関の燃料として使用されるＣＮＧの性状は必ずしも一様ではなく、ＣＮＧに含まれる不活性ガス（例えば、二酸化炭素（ＣＯ_２）や窒素（Ｎ_２））の量が、ＣＮＧの補給場所等によって大きく異なる場合がある。内燃機関での燃焼に供されるＣＮＧの不活性ガス濃度が変化すると、その燃焼状態が不安定となったり、排気特性が悪化したりする虞がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、ＣＮＧを燃料とする内燃機関において、ＣＮＧの不活性ガス濃度が変化した場合であっても該内燃機関を適正に運転させることに貢献できる技術を提供することを目的とする。

第一の発明に係る内燃機関の制御システムは、
圧縮天然ガスを燃料とする内燃機関の制御システムであって、
内燃機関の燃料噴射弁から噴射されるべき圧縮天然ガスを、所定の設定圧力にその圧力を維持した状態で貯留すると共に、燃料噴射弁に圧縮天然ガスを供給する蓄圧部と、
前記蓄圧部に圧縮天然ガスを導く燃料供給通路の途中に配置され、前記蓄圧部内の圧力を前記設定圧力に調整するレギュレータであって、前記蓄圧部に圧縮天然ガスを供給するときは開弁し、前記蓄圧部への圧縮天然ガスの供給を遮断するときは閉弁する弁体を有するレギュレータと、
前記レギュレータによって前記蓄圧部内の圧力が前記設定圧力に向けて調整されている時に前記弁体の開度が第一所定開度から第二所定開度にまで減少する期間の長さ、又は、該期間の長さと相関のあるパラメータに基づいて、内燃機関での燃焼状態に関わる制御パラメータを制御する制御部と、
を備える。

本発明では、レギュレータによって蓄圧部内の圧力が所定の設定圧力に調整される。つまり、蓄圧部内の圧力が設定圧力より低いときは該蓄圧部にＣＮＧを供給すべくレギュレ
ータの弁体が開弁状態となる。そして、蓄圧部内の圧力の上昇に伴って、レギュレータの弁体の開度は徐々に減少し、蓄圧部内の圧力が設定圧力に達すると、該蓄圧部へのＣＮＧの供給を遮断すべく該弁体が閉弁状態となる。

ここで、ＣＮＧは、その不活性ガス濃度に応じてその密度が変化する。つまり、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高いほど、該ＣＮＧの密度は高くなる。そして、ＣＮＧの密度が高くなると、該ＣＮＧの流路断面積を同一とした場合の該ＣＮＧの体積流量は小さくなる。そのため、レギュレータを通して蓄圧部に供給されるＣＮＧの密度が高くなると、該レギュレータによる蓄圧部内の圧力の調整が開始されてから、その圧力が設定圧力に達するまでの期間、即ち、弁体が閉弁するまでの期間が長くなる。

従って、ＣＮＧの密度が高いほど、即ち、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高いほど、レギュレータによって蓄圧部内の圧力が設定圧力に向けて調整されている時に弁体の開度が第一所定開度から第二所定開度にまで減少する期間の長さは長くなる。ここで、第一及び第二所定開度は、弁体が全開状態の時の開度以下且つ弁体が全閉状態の開度以上の開度である。また、第二所定開度は第一所定開度よりも小さい開度である。

そこで、本発明では、制御部によって、レギュレータによって蓄圧部内の圧力が設定圧力に向けて調整されている時に弁体の開度が第一所定開度から第二所定開度にまで減少する期間の長さ、又は、該期間の長さと相関のあるパラメータに基づいて、内燃機関での燃焼状態に関わる制御パラメータを制御する。

これにより、内燃機関での燃焼状態に関わる制御パラメータを、実際に内燃機関での燃焼に供されるＣＮＧの不活性ガス濃度に応じた値に制御することができる。そのため、新たなＣＮＧの補給等によりＣＮＧの不活性ガス濃度が変化した場合であっても、内燃機関を適正に運転させることができる。

また、本発明によれば、内燃機関の始動時においては、混合気を燃焼させる前の時点（燃料噴射弁からＣＮＧを噴射する前の時点）で、内燃機関での燃焼状態に関わる制御パラメータをＣＮＧの不活性ガス濃度に応じた適正値に設定することができる。そのため、内燃機関の始動直後から、該内燃機関を適正に運転させることができる。つまり、内燃機関の始動直後から、燃焼状態を安定化させることができ、また、排気特性を向上させることができる。

ここで、レギュレータを通して蓄圧部に供給されるＣＮＧの密度が同一であっても、ＣＮＧの流路の断面積を同一とした場合のＣＮＧの体積流量は、レギュレータより上流側のＣＮＧの圧力に応じて変化する。つまり、レギュレータより上流側のＣＮＧの圧力が高いと、該ＣＮＧの圧力が低い場合に比べて、ＣＮＧの流路の断面積を同一とした場合のＣＮＧの体積流量は大きくなる。そのため、レギュレータを通して蓄圧部に供給されるＣＮＧの密度が同一であっても、レギュレータより上流側のＣＮＧの圧力が高くなると、該レギュレータによる蓄圧部内の圧力の調整が開始されてから、その圧力が設定圧力に達するまでの期間、即ち、弁体が閉弁するまでの期間が短くなる。

そこで、本発明において、制御部は、レギュレータの弁体の開度が第一所定開度から第二所定開度にまで減少する期間の長さ、又は、該期間の長さと相関のあるパラメータに加え、レギュレータより上流側のＣＮＧの圧力、又は、該ＣＮＧの圧力と相関のあるパラメータに基づいて、内燃機関での燃焼状態に関わる制御パラメータを制御してもよい。これによれば、内燃機関を適正に運転させることができる。

第二の発明に係る圧縮天然ガスの不活性ガス濃度検出装置は、
圧縮天然ガスを燃料とする内燃機関において圧縮天然ガスの不活性ガス濃度を検出する不活性ガス濃度検出装置であって、
内燃機関の燃料噴射弁から噴射されるべき圧縮天然ガスを、所定の設定圧力にその圧力を維持した状態で貯留すると共に、燃料噴射弁に圧縮天然ガスを供給する蓄圧部と、
前記蓄圧部に圧縮天然ガスを導く燃料供給通路の途中に配置され、前記蓄圧部内の圧力を前記設定圧力に調整するレギュレータであって、前記蓄圧部に圧縮天然ガスを供給するときは開弁し、前記蓄圧部への圧縮天然ガスの供給を遮断するときは閉弁する弁体を有するレギュレータと、
前記レギュレータによって前記蓄圧部内の圧力が前記設定圧力に向けて調整されている時に前記弁体の開度が第一所定開度から第二所定開度まで減少する期間の長さ、又は、該期間の長さと相関のあるパラメータに基づいて、圧縮天然ガスの不活性ガス濃度を推定する推定部と、
を備える。

上述したように、ＣＮＧの密度は該ＣＮＧの不活性ガス濃度に応じて変化する。そして、レギュレータによって蓄圧部内の圧力が設定圧力に向けて調整されている時に弁体の開度が第一所定開度から第二所定開度にまで減少する期間の長さは、ＣＮＧの密度に応じて変化する。

そこで、本発明では、推定部によって、レギュレータによって蓄圧部内の圧力が設定圧力に向けて調整されている時に弁体の開度が第一所定開度から第二所定開度にまで減少する期間の長さ、又は、該期間の長さと相関のあるパラメータに基づいて、ＣＮＧの不活性ガス濃度を推定する。

これによれば、新たなＣＮＧの補給等によりＣＮＧの不活性ガス濃度が変化した場合であっても、実際に内燃機関での燃焼に供されるＣＮＧの不活性ガス濃度を検出することができる。また、内燃機関の始動時においては、混合気を燃焼させる前の時点（燃料噴射弁からＣＮＧを噴射する前の時点）で、ＣＮＧの不活性ガス濃度を検出することができる。

また、上述したように、レギュレータを通して蓄圧部に供給されるＣＮＧの密度が同一であっても、即ち、該ＣＮＧの不活性ガス濃度が同一であっても、レギュレータより上流側のＣＮＧの圧力に応じて、レギュレータによって蓄圧部内の圧力が設定圧力に向けて調整されている時に弁体の開度が第一所定開度から第二所定開度にまで減少する期間の長さは変化する。

そこで、本発明において、推定部は、レギュレータの弁体の開度が第一所定開度から第二所定開度にまで減少する期間の長さ、又は、該期間の長さと相関のあるパラメータに加え、レギュレータより上流側のＣＮＧの圧力、又は、該ＣＮＧの圧力と相関のあるパラメータに基づいて、ＣＮＧの不活性ガス濃度を推定してもよい。これによれば、ＣＮＧの不活性ガス濃度をより高精度で推定することができる。

第三の発明に係る内燃機関の制御システムは、
第二の発明に係る圧縮天然ガスの不活性ガス濃度検出装置と、
前記推定部によって推定された圧縮天然ガスの不活性ガス濃度に基づいて、内燃機関での燃焼状態に関わる制御パラメータを制御する制御部と、
を備える。

本発明によれば、第一の発明と同様、内燃機関での燃焼状態に関わる制御パラメータを、実際に内燃機関での燃焼に供されるＣＮＧの不活性ガス濃度に応じた値に制御することができる。そのため、新たなＣＮＧの補給等によりＣＮＧの不活性ガス濃度が変化した場
合であっても、内燃機関を適正に運転させることができる。

また、上述したように、第二の発明に係る圧縮天然ガスの不活性ガス濃度検出装置によれば、内燃機関の始動時には、混合気を燃焼させる前の時点（燃料噴射弁からＣＮＧを噴射する前の時点）で、ＣＮＧの不活性ガス濃度を検出することができる。そのため、本発明によれば、第一の発明と同様、内燃機関の始動直後から、該内燃機関を適正に運転させることができる。

本発明によれば、ＣＮＧを燃料とする内燃機関において、ＣＮＧの不活性ガス濃度が変化した場合であっても該内燃機関を適正に運転させることに貢献することができる。

実施例１に係る、ＣＮＧを燃料とする内燃機関を搭載した車両の概略構成を示す図である。 実施例１に係るレギュレータの概略構成を示す第１の図である。 実施例１に係るレギュレータの概略構成を示す第２の図である。 ＣＮＧの不活性ガス濃度と理論空燃比との関係を示す図である。 ＣＮＧの不活性ガス濃度とＣＮＧの密度との関係を示す図である。 実施例１に係る、内燃機関の始動時におけるレギュレータのバルブの開度とデリバリパイプ内の圧力との推移を示すタイムチャートである。 実施例１に係る、ＣＮＧの不活性ガス濃度とレギュレータのバルブの開弁期間の比との関係を示す図である。 実施例１に係る燃料噴射量の演算フローを示すフローチャートである。 実施例１に係る、レギュレータのバルブの開弁期間の長さΔｔｖと補正係数ｆ（Δｔｖ）との関係を示す図である。 実施例２に係る燃料噴射量の演算フローを示すフローチャートである。 実施例２に係る、ＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃｉｇと補正係数ｆ（Ｃｉｇ）との関係を示す図である。 実施例３に係る燃料噴射量の演算フローを示すフローチャートである。 実施例３に係る、燃料タンク内の圧力Ｐｕと補正係数ｇ（Ｐｕ）との関係を示す図である。 実施例４に係る燃料噴射量の演算フローを示すフローチャートである。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施例１＞
［概略構成］
ここでは、本発明を、車両駆動用の内燃機関に適用した場合を例に挙げて説明する。図１は、本実施例に係る、ＣＮＧを燃料とする内燃機関を搭載した車両の概略構成を示す図である。

図１において、車両１００には、内燃機関１と燃料タンク２が搭載されている。内燃機関１は、複数の気筒３と、各気筒３内に燃料を噴射する燃料噴射弁４と、を備えている。また、内燃機関１には、吸気通路５と排気通路６が接続されている。

吸気通路５は、大気中から取り込まれた新気（空気）を内燃機関１の気筒３へ導くため
の通路である。吸気通路５の途中には、該吸気通路５の通路断面積を変更するための吸気絞り弁７と、新気（空気）の温度（外気温度）を測定する吸気温度センサ８が取り付けられている。

排気通路６は、気筒３から排出される既燃ガス（排気）を排気浄化用触媒や消音器などの経由後に大気中へ排出するための通路である。排気通路６の途中には、空燃比に相関する電気信号を出力するＡ／Ｆセンサ９が取り付けられている。

燃料タンク２は、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を貯蔵するタンクである。燃料タンク２には、該燃料タンク２内の圧力を測定するための第１圧力センサ１０が取り付けられている。また、燃料タンク２は、燃料供給管１１を介してデリバリパイプ１８と連通している。燃料供給管１１は、燃料タンク２内のＣＮＧをデリバリパイプ１８へ導くための通路である。デリバリパイプ１８は各燃料噴射弁４と連通している。デリバリパイプ１８は、燃料噴射弁４から噴射されるべきＣＮＧを、所定の設定圧力にその圧力を維持した状態で貯留すると共に、各燃料噴射弁４にＣＮＧを供給する。デリバリパイプに１８には、該デリバリパイプ１８内の圧力を測定するための第２圧力センサ１９が取り付けられている。

燃料タンク２は、車両１００の車体に取り付けられた充填口１２とインレットパイプ１３を介して接続されている。充填口１２は、ガスステーションなどに配置された充填ノズルが差し込まれたときに開口し、充填ノズルから供給されるＣＮＧをインレットパイプ１３へ導入する。

燃料供給管１１の途中には、遮断弁１４とレギュレータ１５が配置されている。遮断弁１４は、内燃機関１の運転停止中は閉弁されるとともに、内燃機関１の運転中は開弁される弁装置である。遮断弁１４としては、たとえば、駆動電力が印加されたときに開弁し、駆動電力が印加されないときは閉弁する電磁式の弁装置を用いることができる。レギュレータ１５は、燃料タンク２から供給されるＣＮＧの圧力を減圧し、デリバリパイプ１８内の圧力を所定の設定圧力に調整する機械式の弁装置である。

ここで、レギュレータ１５の概略構成について、図２及び３に基づいて説明する。図２及び３は、レギュレータ１５の概略構成を示す図である。図２は、後述するバルブ１６０が開弁した全開した状態を示しており、図３は、該バルブ１６０が全閉した状態を示している。レギュレータ１５のハウジング１５０には、１次室１５１と２次室１５２が形成される。１次室１５１と２次室１５２は、連通路１５３により相互に連通している。

１次室１５１は、該１次室１５１へＣＮＧを取り入れるためのインレット１５４と通路１５５を介して連通している。インレット１５４は、レギュレータ１５より上流の燃料供給管１１（燃料タンク２からレギュレータ１５に至る燃料供給管１１）と接続される。

２次室１５２は、該２次室１５２からＣＮＧを排出するためのアウトレット１５６と通路１５７を介して連通している。アウトレット１５６は、レギュレータ１５より下流の燃料供給管１１（レギュレータ１５からデリバリパイプ１８に至る燃料供給管１１）と接続される。

なお、以下では、燃料タンク２からレギュレータ１５に至る燃料供給管１１を「上流側燃料供給管１１ａ」と称し、レギュレータ１５からデリバリパイプ１８に至る燃料供給管１１を「下流側燃料供給管１１ｂ」と称する。

連通路１５３には、ポペット型のバルブ１６０のバルブステム１６０ｂが収容されている。バルブステム１６０ｂの先端側は１次室１５１に突出し、その端部には円錐状のバル
ブボディ１６０ａが取り付けられている。なお、バルブステム１６０ｂの外径は連通路１５３の内径よりも小さく形成され、バルブステム１６０ｂの外周面と連通路１５３の内周面との間の環状の隙間をＣＮＧが流通可能になっている。また、１次室１５１における連通路１５３の開口端にはバルブシート１５８が取り付けられ、バルブボディ１６０ａがバルブシート１５８に着座したときに連通路１５３の開口端が閉じられるようになっている。

バルブステム１６０ｂの基端側は２次室１５２に延出し、その端部はホルダ１６１に接続されている。ホルダ１６１の外周面とハウジング１５０の内周面との間には、環状のダイヤフラム１６２が架設されている。ここで、２次室１５２は、ダイヤフラム１６２により２つの部屋１５２ａ，１５２ｂに区画される。以下では、２つの部屋１５２ａ，１５２ｂのうち、アウトレット１５６と連通する部屋１５２ａを減圧室１５２ａと称し、もう一方の部屋１５２ｂを大気室１５２ｂと称する。

ホルダ１６１の基端には、スプリングリテーナ１６３が取り付けられている。スプリングリテーナ１６３と対向する部分には、ハウジング１５０に螺合されたアジャストボルト１６５が配置される。スプリングリテーナ１６３とアジャストボルト１６５との間には、コイルスプリング１６４が配置されている。コイルスプリング１６４は、スプリングリテーナ１６３、ホルダ１６１及びバルブ１６０を２次室１５２側から１次室１５１側へ付勢するものである。コイルスプリング１６４からスプリングリテーナ１６３、ホルダ１６１及びバルブ１６０に作用する付勢力は、アジャストボルト１６５により調整されるようになっている。

このように構成されたレギュレータ１５によれば、減圧室１５２ａの圧力がコイルスプリング１６４の付勢力より小さいときは、スプリングリテーナ１６３及びホルダ１６１がコイルスプリング１６４の付勢力を受けて２次室１５２側から１次室１５１側へ変位する。その場合、ダイヤフラム１６２及びバルブ１６０も、２次室１５２側から１次室１５１側へ変位する。その結果、バルブボディ１６０ａがバルブシート１５８から離間する（即ち、バルブ１６０が開弁する）ため、１次室１５１と減圧室１５２ａが連通路１５３を介して導通する。

尚、ホルダ１６１の外径は、減圧室１５２ａにおける連通路１５３の開口端の内径より大きく形成される。そのため、ダイヤフラム１６２及びバルブが２次室１５２側から１次室１５１側へ変位する場合において、これらダイヤフラム１６２及びバルブ１６０が到達し得る位置は、ホルダ１６１の先端が前記開口端周縁のハウジング１５０に当接する位置に制限される。よって、図２に示すように、ホルダ１６１の先端が前記開口端周縁のハウジング１５０に当接したときに、バルブ１６０の開度（連通路１５３の開口面積）が最大となる。

バルブ１６０が開弁しているときは、上流側燃料供給管１１ａからインレット１５４を通って通路１５５に流入したＣＮＧが、１次室１５１及び連通路１５３を順次経由して減圧室１５２ａに流入する。減圧室１５２ａに流入したＣＮＧは、通路１５７、アウトレット１５６、及び下流側燃料供給管１１ｂを介してデリバリパイプ１８に供給される。

１次室１５１から減圧室１５２ａへＣＮＧが供給され続けると、減圧室１５２ａ及び下流側燃料供給管１１ｂの圧力が上昇する。減圧室１５２ａ及び下流側燃料供給管１１ｂの圧力がコイルスプリング１６４の付勢力より大きくなると、ダイヤフラム１６２が１次室１５１側から２次室１５２側へ変位（減圧室１５２ａ側から大気室１５２ｂ側へ変位）する。ダイヤフラム１６２が１次室１５１側から２次室１５２側へ変位すると、バルブ１６０も１次室１５１側から２次室１５２側へ変位するため、バルブ１６０の開度（連通路１
５３の開口面積）が減少する。そして、図３に示すように、バルブボディ１６０ａがバルブシート１５８に着座（バルブ１６０が閉弁）すると、バルブ１６０が全閉（連通路１５３の開口面積が零）になる。その場合、１次室１５１から減圧室１５２ａへのＣＮＧの流れが遮断される。これにより、デリバリパイプ１８へのＣＮＧの供給が遮断される。

そして、レギュレータ１５は、デリバリパイプ１８内の圧力が設定圧力以上のときは、バルブ１６０が閉弁状態となるよう調整されている。つまり、デリバリパイプ１８内の圧力が設定圧力より低いときは該デリバリパイプ１８にＣＮＧを供給すべくバルブ１６０が開弁状態となる。そして、デリバリパイプ１８内の圧力の上昇に伴って、バルブ１６０の開度（リフト量）が徐々に減少し、デリバリパイプ１８内の圧力が設定圧力に達すると、デリバリパイプ１８へのＣＮＧの供給を遮断すべくバルブ１６０が閉弁状態となる。

上記のように構成された車両１００には、ＥＣＵ１６が搭載されている。ＥＣＵ１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどから構成される電子制御ユニットである。ＥＣＵ１６には、吸気温度センサ８、Ａ／Ｆセンサ９、第１圧力センサ１０、第２圧力センサ１９などの各種センサが電気的に接続されている。また、ＥＣＵ１６には、燃料噴射弁４、吸気絞り弁７、遮断弁１４などの各種機器が電気的に接続されている。ＥＣＵ１６は、前記各種センサから入力される信号に基づいて、前記各種機器を制御する。

例えば、ＥＣＵ１６は、内燃機関１の機関負荷及び機関回転速度等に応じて目標燃料噴射量を演算する。そして、ＥＣＵ１６は、算出された目標燃料噴射量に従って燃料噴射弁４を制御する。これにより、気筒３内で燃焼される混合気の空燃比を目標空燃比に一致させることができる。その結果、内燃機関１の出力を運転者の要求出力に一致させたり、或いは排気の性状を排気浄化装置の浄化能力に適した性状にしたりすることができる。

また、ＥＣＵ１６は、車両１００のイグニッションスイッチ（図示略）のＯＮ／ＯＦＦ動作に応じて遮断弁１４を制御する。つまり、ＥＣＵ１６は、イグニッションスイッチがＯＦＦとなると遮断弁１４を閉弁し、イグニッションスイッチがＯＮとなると遮断弁１４を開弁する。これにより、遮断弁１４は、内燃機関１の運転停止中は閉弁状態となり、内燃機関１の運転中は開弁状態となる。

遮断弁１４が閉弁状態とのときは、レギュレータ１５へのＣＮＧの供給が遮断された状態となる。そのため、デリバリパイプ１８へのＣＮＧの供給も遮断された状態となる。デリバリパイプ１８へのＣＮＧの供給が遮断されると、該デリバリパイプ１８内に残留したＣＮＧは燃料噴射弁４から徐々に抜けていくため、該デリバリパイプ１８内の圧力は低下する。その結果、内燃機関１の運転停止中は、デリバリパイプ１８内の圧力が設定圧力を下回り、レギュレータ１５のバルブ１６０が全開した状態となる。

そして、イグニッションスイッチがＯＮとなると、レギュレータ１５へのＣＮＧの供給が開始される。これにより、デリバリパイプ１８へのＣＮＧの供給も開始され、該デリバリパイプ１８内の圧力が上昇し始める。そして、デリバリパイプ１８内の圧力の上昇に伴って、レギュレータ１５のバルブ１６０の開度が徐々に減少し、デリバリパイプ１８内の圧力が設定圧力に達するとバルブ１６０が全閉した状態となる。

［ＣＮＧの不活性ガス濃度と理論空燃比との関係］
ところで、燃料タンク２内に充填されるＣＮＧの性状は、必ずしも一様ではなく、ＣＮＧの補給場所（充填場所）毎に異なる場合がある。また、混合気中のＣＮＧと酸素が過不足なく反応する際の空燃比（理論空燃比）は、ＣＮＧの不活性ガス濃度によって異なる。

図４は、ＣＮＧの不活性ガス濃度と理論空燃比との関係を示す図である。図４に示すよ
うに、ＣＮＧを燃料とした場合の理論空燃比は、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高いほど低くなる。そのため、燃料タンク２内に残留しているＣＮＧ（残留ＣＮＧ）と性状の異なるＣＮＧ（充填ＣＮＧ）が充填された場合に、充填後の燃料噴射量や吸入空気量が残留ＣＮＧの理論空燃比に従って制御されると、実際の空燃比が所望の目標空燃比と相異する可能性がある。

例えば、残留ＣＮＧより不活性ガス濃度の高い充填ＣＮＧが充填されたときは、充填後のＣＮＧ（混合ＣＮＧ）の理論空燃比は、残留ＣＮＧの理論空燃比より低くなる。そのため、充填ＣＮＧの充填後における燃料噴射量が残留ＣＮＧの理論空燃比に従って制御されると、実際の空燃比が目標空燃比より高くなる。その結果、排気特性の悪化や機関出力の低下などを招く可能性がある。

一方、残留ＣＮＧより不活性ガス濃度の低い充填ＣＮＧが充填されたときは、混合ＣＮＧの理論空燃比は、残留ＣＮＧの理論空燃比より高くなる。そのため、充填ＣＮＧの充填後における燃料噴射量が残留ＣＮＧの理論空燃比に従って制御されると、実際の空燃比が目標空燃比より低くなる。その結果、排気特性の悪化、機関出力の増加、失火などを招く可能性がある。

［燃料噴射量の補正方法］
そのため、ＣＮＧの不活性ガス濃度が変化した場合は、理論空燃比の変化を補償するために、燃料噴射量を補正する必要がある。以下、本実施例に係る燃料噴射量の補正方法について図５から７に基づいて説明する。

図５は、ＣＮＧの不活性ガス濃度とＣＮＧの密度との関係を示す図である。図６は、内燃機関１の始動時におけるレギュレータ１５のバルブ１６０の開度とデリバリパイプ１８内の圧力との推移を示すタイムチャートである。図７は、ＣＮＧの不活性ガス濃度と後述するレギュレータ１５のバルブ１６０の開弁期間の比との関係を示す図である。

図５に示すように、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高いほど、該ＣＮＧの密度は高くなる。ここで、ＣＮＧの流路断面積とＣＮＧの体積流量との関係は下記式（１）のように表される。

尚、上記式（１）において、Ｑは体積流量であり、Ｃは流量係数であり、Ａは流路断面積であり、ｇは重力加速度であり、γは比重はであり、ΔＰは差圧である。

そのため、不活性ガスを含んでいないＣＮＧ（即ちメタンのみ）と不活性ガスを含んだＣＮＧとの体積流量を同一とする場合の、両者の流路断面積比と比重比との関係は下記式（２）のように表される。

尚、上記（２）において、Ａ１、γ１は、不活性ガスを含んでいないＣＮＧの流路断面積及び比重であり、Ａ２、γ２は、不活性ガスを含んだＣＮＧの流路断面積及び比重である。つまり、γ２＞γ１の関係が成立している。

従って、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高いほど、同一の体積流量を得るために必要な流路断面積は大きくなる。換言すれば、流路断面積が同一の場合、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高いほど、体積流量は小さくなる。

ここで、本実施例では、内燃機関１の始動時は、デリバリパイプ１８内の圧力上昇に応じてレギュレータ１５のバルブ１６０が全開状態から全閉状態に変化する。即ち、ＣＮＧの流路断面積が可変であり、イグニッションスイッチがＯＮとなった時点からデリバリパイプ１８内の圧力が設定圧力に達するまでの間徐々に減少する。

このとき、デリバリパイプ１８内の圧力を設定圧力にまで上昇させるために必要な該デリバリパイプ１８へのＣＮＧの総供給量は、ＣＮＧの不活性ガス濃度に関わらず同一である。従って、レギュレータ１５のバルブ１６０が全開状態から全閉状態に変化するまでの間の、ＣＮＧの流路断面積の積算値、即ち、バルブ１６０の開度の積算値は、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高いほど大きくなる。つまり、図６に示すように、レギュレータ１５のバルブ１６０が全開状態から全閉状態となるまでの期間（以下、この期間を開弁期間と称する）が、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高いほど長くなる。

尚、図６において、上段は、イグニッションスイッチがＯＮとなってからのレギュレータ１５のバルブ１６０の開度の推移を示しており、下段は、イグニッションスイッチがＯＮとなってからのデリバリパイプ１８内の圧力の推移を示している。また、図６において、破線は、ＣＮＧが不活性ガスを含んでいない場合の推移を示しており、実線は、ＣＮＧが不活性ガスを含んでいる場合の推移を示している。上述したように、図６において、ＣＮＧが不活性ガスを含んでいる場合の開弁期間Δｔ２は、ＣＮＧが不活性ガスを含んでいない場合の開弁期間Δｔ１よりも長くなっている。

また、図７において、横軸は、デリバリパイプ１８に供給されるＣＮＧ（実際に燃焼に供されるＣＮＧ）の不活性ガス濃度を表しており、縦軸は、該ＣＮＧに対応する開弁期間Δｔ２の長さの、不活性ガスを含んでいないＣＮＧに対応する開弁期間Δｔ１の長さに対する比（開弁期間比）を表している。図７に示すように、デリバリパイプ１８に供給されるＣＮＧの不活性ガス濃度が高いほど、開弁期間比（Δｔ２／Δｔ１）は大きくなる。

そこで、本実施例においては、内燃機関１の始動時にバルブ１６０の開弁期間の長さを検出する。そして、検出された開弁期間の長さに基づいて、燃料噴射弁４からの燃料噴射を実施する際の燃料噴射量を補正する。つまり、機関始動時のバルブ１６０の開弁期間が長いほど、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高いと判断できるため、燃料噴射量を増量する。

［燃料噴射量の演算フロー］
図８は、本実施例に係る燃料噴射量の演算フローを示すフローチャートである。尚、燃料噴射量は、燃料噴射を実施する際の燃料噴射弁４の開弁時間（燃料噴射時間）によって規定される。そのため、本フローでは、燃料噴射量が燃料噴射時間として算出される。本フローは、ＥＣＵ１６に予め記憶されており、ＥＣＵ１６によって繰り返し実行される。

本フローでは、先ずステップＳ１０１において、イグニッションスイッチがＯＮ（ＩＧ
ＯＮ）にされたか否かが判別される。ステップＳ１０１において、否定判定された場合は本フローの実行が一旦終了され、肯定判定された場合は、次にステップＳ１０２の処理が実行される。

尚、上述したように、イグニッションスイッチがＯＮにされた場合、ＥＣＵ１６によって本フローとは別のフローが実行されることによって遮断弁１４が開弁される。これにより、レギュレータ１５を介したデリバリパイプ１８へのＣＮＧの供給が開始される。その結果、図６に示すように、全開状態にあったレギュレータ１５のバルブ１６０の開度が減少し始める。

ステップＳ１０２においては、レギュレータ１５のバルブ１６０が全閉状態となったか否かが判別される。ここでは、第２圧力センサ１９によって検出されるデリバリパイプ１８内の圧力が設定圧力に達した時に、バルブ１６０が全閉状態となったと判定してもよい。また、バルブ１６０の開度（リフト量）を検出するセンサを別途設け、該センサの検出値に基づいて、バルブ１６０が全閉状態となったか否かを判別してもよい。

ステップＳ１０２において、否定判定された場合は、該ステップＳ１０２の処理が再度実行され、肯定判定された場合は、次にステップＳ１０３の処理が実行される。ステップＳ１０３では、バルブ１６０の開弁期間の長さΔｔｖが算出される。ここで、開弁期間の長さΔｔｖは、ステップＳ１０１においてイグニッションスイッチがＯＮとなったと判定された時点から、ステップＳ１０２においてバルブ１６０が全閉状態となったと判定された時点までの期間の長さとして算出される。

次に、ステップＳ１０４において、ステップＳ１０３で算出されたバルブ１６０の開弁期間の長さΔｔｖに基づいて、燃料噴射時間を補正するための補正係数ｆ（Δｔｖ）が算出される。図９は、バルブ１６０の開弁期間の長さΔｔｖと補正係数ｆ（Δｔｖ）との関係を示す図である。図９に示すように、補正係数ｆ（Δｔｖ）は１以上の値であって、開弁期間が長いほど大きい値となる。尚、補正係数ｆ（Δｔｖ）＝１に対応する開弁期間は、ＣＮＧが不活性ガスを含んでいない場合の開弁期間Δｔ１である。

図９に示すような、バルブ１６０の開弁期間の長さΔｔｖと補正係数ｆ（Δｔｖ）との関係は、実験等に基づいて予め定めることができ、マップ又は関数としてＥＣＵ１６に記憶されている。ステップＳ１０４では、このマップ又は関数を用いて補正係数ｆ（Δｔｖ）が算出される。

次に、ステップＳ１０５において、基準燃料噴射時間ｅｔａｕｂａｓｅに、ステップＳ１０４で算出された補正係数ｆ（Δｔｖ）を乗算することで、燃料噴射時間ｅｔａｕが算出される。これにより、バルブ１６０の開弁期間が長いほど燃料噴射時間ｅｔａｕは長くなる（即ち、燃料噴射量が多くなる）。尚、基準燃料噴射時間ｅｔａｕｂａｓｅは、内燃機関１の機関負荷及び機関回転速度等に基づいて算出される燃料噴射時間の基準値である。

上記フローによれば、内燃機関１の始動時におけるバルブ１６０の開弁期間が長いほど、即ち、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高いほど、燃料噴射弁４からの燃料噴射を実施する際の燃料噴射量が増量される。そのため、混合気の空燃比を、実際に内燃機関１での燃焼に供されるＣＮＧの不活性ガス濃度に応じた理論空燃比に制御することができる。従って、新たなＣＮＧの補給等によりＣＮＧの不活性ガス濃度が変化した場合であっても、内燃機関１を適正に運転させることができる。

さらに、上記フローによれば、内燃機関１の始動時において、燃料噴射弁４からの燃料噴射を開始する前の時点、即ち、混合気を燃焼させる前の時点で、燃料噴射量をＣＮＧの不活性ガス濃度に応じた適正値に設定することができる。そのため、内燃機関１の始動直後から、該内燃機関１を適正に運転させることができる。つまり、内燃機関１の始動直後から、燃焼状態を安定化させることができ、また、排気特性を向上させることができる。

尚、必ずしも、内燃機関１の始動毎に上記フローを実行する必要はない。実際に内燃機関１での燃焼に供されるＣＮＧの不活性ガス濃度が最も大きく変化するのは、燃料タンク２に新たなＣＮＧが補給されたときである。そのため、燃料タンク２に新たなＣＮＧが補給された後、最初に内燃機関１が始動される時に、上記フローを実行し、その時に算出された燃料噴射時間の補正係数ｆ（Δｔｖ）をＥＣＵ１６に記憶してよい。そして、次に燃
料タンク２に新たなＣＮＧが補給されるまでは、ＥＣＵ１６に記憶された補正係数ｆ（Δｔｖ）によって燃料噴射時間を補正してもよい。

また、上記フローのステップＳ１０２からＳ１０５の処理を実行することで燃料噴射時間を算出するタイミングは、必ずしも内燃機関の始動時でなくてもよい。例えば、ＣＮＧの他にガソリンン等の液体燃料を燃料としてＣＮＧの供給経路とは別の経路で内燃機関に供給することが可能な所謂バイフューエルエンジンの場合、液体燃料を燃料として内燃機関１の運転が行われている時に、上記フローのステップＳ１０２からＳ１０５の処理を実施してもよい。この場合、液体燃料を燃料として内燃機関が運転されている時に、遮断弁１４を閉弁させてデリバリパイプ１８内のＣＮＧを一旦抜き、その後、遮断弁１４を開弁させて、上記フローのステップＳ１０２からＳ１０５の処理を実行する。

［変形例］
上記においては、レギュレータ１５のバルブ１６０が全開状態から全閉状態となるまでの期間である開弁期間の長さに基づいて燃料噴射量を補正したが、該開弁期間の長さと相関のある他のパラメータに基づいて燃料噴射量を補正してもよい。例えば、レギュレータ１５にバルブ１６０の開度（リフト量）を検出するセンサが設けられている場合は、バルブ１６０が全開状態の時から、その開度が全閉状態の時の開度よりも大きい所定開度にまで減少する期間の長さ、又は、バルブ１６０の開度が全開状態の時の開度よりも小さい所定開度の時から、バルブ１６０が全閉状態となるまでの期間の長さを検出し、これらの期間の長さに基づいて、燃料噴射量を補正してもよい。或いは、全開状態の時の開度よりも小さく且つ全閉状態の時の開度よりも大きい第一及び第二所定開度を予め設定し、バルブ１６０の開度が、第一所定開度から第二所定開度にまで減少する期間の長さに基づいて、燃料噴射量を補正してもよい。

さらに、バルブ１６０の開弁期間の長さと相関のあるパラメータとしては、バルブ１６０が全開状態から全閉状態となるまでの間における単位時間当たりの該バルブ１６０の開度の減少量（即ち、開度変化の傾き）、バルブ１６０の開度が減少し始めた時点（イグニッションスイッチがＯＮとなった時点）から所定時間が経過した時点における該バルブ１６０の開度、又は、バルブ１６０が全開状態から全閉状態となるまでの間における該バルブ１６０の開度の積算値等を例示することができる。

また、レギュレータのバルブの開弁期間の長さ又は該期間の長さと相関のあるパラメータに基づいて、燃料噴射量以外の内燃機関での燃焼状態に関わる制御パラメータを補正してもよい。ここで、燃料噴射量以外の内燃機関での燃焼状態に関わる制御パラメータとしては、点火タイミング、ＥＧＲシステムを備えた内燃機関におけるＥＧＲガス量、或いは、可変動弁機構を備えた内燃機関における吸気弁又は排気弁の少なくともいずれかのバルブタイミング等を例示することができる。

例えば、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高いときは低いときに比べて、混合気の燃焼速度が低下する。そこで、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高いほど、即ちレギュレータのバルブの開弁期間が長いほど、点火タイミングを進角させてもよい。これによれば、ＣＮＧの不活性ガス濃度が変化した場合であっても、混合気の燃焼終了時期が変化することを抑制することができる。

また、ＥＧＲシステムを備えた内燃機関においては、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高いほど、即ちレギュレータのバルブの開弁期間が長いほど、ＥＧＲガス量が少なくなるようにＥＧＲ弁の開度を補正してもよい。また、可変動弁機構を備えた内燃機関においては、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高いほど、即ちレギュレータのバルブの開弁期間が長いほど、気筒３内に残留する既燃ガス（内部ＥＧＲガス）が少なくなるように、吸気弁又は排気弁の
少なくともいずれかのバルブタイミングを補正してもよい。これらによれば、ＣＮＧの不活性ガス濃度が変化した場合であっても、混合気の燃焼速度が変化することを抑制することができる。

＜実施例２＞
［燃料噴射量の補正方法］
本実施例に係る、ＣＮＧを燃料とする内燃機関を搭載した車両の概略構成は実施例１と同様である。以下、本実施例に係る燃料噴射量の補正方法について実施例１と異なる点を説明する。

上述したように、レギュレータ１５のバルブ１６０の開弁期間の長さは、ＣＮＧの不活性ガス濃度に応じて変化する。そこで、本実施例では、レギュレータ１５のバルブ１６０の開弁期間の長さに基づいてＣＮＧの不活性ガス濃度を推定する。そして、推定されたＣＮＧの不活性ガス濃度に基づいて、燃料噴射弁４からの燃料噴射を実施する際の燃料噴射量を補正する。つまり、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高いほど、燃料噴射量を増量する。

［燃料噴射量の演算フロー］
図１０は、本実施例に係る燃料噴射量の演算フローを示すフローチャートである。本フローは、ＥＣＵ１６に予め記憶されており、ＥＣＵ１６によって繰り返し実行される。尚、本フローは、図８に示すフローのステップＳ１０４及びＳ１０５をステップＳ２０４からＳ２０６に置き換えたものである。そのため、ステップＳ２０４からＳ２０６以外のステップにおける処理についての説明は省略する。

本フローでは、ステップ１０３においてバルブ１６０の開弁期間の長さΔｔｖが算出されると、次にステップＳ２０４の処理が実行される。ステップＳ２０４においては、ステップＳ１０３で算出されたバルブ１６０の開弁期間の長さΔｔｖに基づいて、今回デリバリパイプ１８に供給されたＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃｉｇが算出される。

上述したように、ＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃｉｇが高いほど、バルブ１６０の開弁期間は長くなる。このようなＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃｉｇと、バルブ１６０の開弁期間の長さΔｔｖとの関係は、マップ又は関数としてＥＣＵ１６に記憶されている。ステップＳ２０４では、このマップ又は関数を用いてＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃｉｇが算出される。

次に、ステップＳ２０５において、ステップＳ２０４で算出されたＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃｉｇに基づいて、燃料噴射時間を補正するための補正係数ｆ（Ｃｉｇ）が算出される。図１１は、ＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃｉｇと補正係数ｆ（Ｃｉｇ）との関係を示す図である。図１１に示すように、補正係数ｆ（Ｃｉｇ）は１以上の値であって、開弁期間が長いほど大きい値となる。尚、ＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃｉｇが零の場合（即ち、ＣＮＧが不活性ガスを含んでいない場合）、補正係数ｆ（Ｃｉｇ）＝１となる。

図１１に示すような、ＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃｉｇと補正係数ｆ（Ｃｉｇ）との関係は、実験等に基づいて予め定めることができ、マップ又は関数としてＥＣＵ１６に記憶されている。ステップＳ２０５では、このマップ又は関数を用いて補正係数ｆ（Ｃｉｇ）が算出される。

次に、ステップＳ２０６において、基準燃料噴射時間ｅｔａｕｂａｓｅに、ステップＳ２０５で算出された補正係数ｆ（Ｃｉｇ）を乗算することで、燃料噴射時間ｅｔａｕが算出される。これにより、ＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃｉｇが高いほど燃料噴射時間ｅｔａｕは長くなる（即ち、燃料噴射量が多くなる）。

上記フローによれば、実施例１に係る燃料噴射量の演算フローと同様、混合気の空燃比を、実際に内燃機関１での燃焼に供されるＣＮＧの不活性ガス濃度に応じた理論空燃比に制御することができる。従って、新たなＣＮＧの補給等によりＣＮＧの不活性ガス濃度が変化した場合であっても、内燃機関１を適正に運転させることができる。また、内燃機関１の始動時において、燃料噴射弁４からの燃料噴射を開始する前の時点、即ち、混合気を燃焼させる前の時点で、燃料噴射量をＣＮＧの不活性ガス濃度に応じた適正値に設定することができる。そのため、内燃機関１の始動直後から、該内燃機関１を適正に運転させることができる。

尚、上記フローにおけるステップＳ１０１からＳ１０３及びＳ２０４によって、ＣＮＧの不活性ガス濃度を検出するための不活性ガス濃度検出装置を構成することができる。

［変形例］
実施例１の変形例において、レギュレータ１５のバルブ１６０の開弁期間の長さと相関のある他のパラメータに基づいて燃料噴射量を補正したように、本実施例においても、該開弁期間の長さと相関のある他のパラメータに基づいてＣＮＧの不活性ガス濃度を算出してもよい。また、ＣＮＧの不活性ガス濃度に基づいて、燃料噴射量以外の内燃機関での燃焼状態に関わる制御パラメータを補正してもよい。

＜実施例３＞
［燃料噴射量の補正方法］
本実施例に係る、ＣＮＧを燃料とする内燃機関を搭載した車両の概略構成は実施例１と同様である。以下、本実施例に係る燃料噴射量の補正方法について実施例１と異なる点を説明する。

燃料タンク２内の圧力は、該燃料タンク２内に貯蔵されているＣＮＧの量に応じて変化する。つまり、燃料タンク２内に貯蔵されているＣＮＧの量が減少すると、該燃料タンク２内の圧力が低下する。そして、新たなＣＮＧが補給されることで、燃料タンク２内に貯蔵されているＣＮＧの量が増加すると、該燃料タンク２内の圧力が上昇する。

ここで、レギュレータ１５を通してデリバリパイプ１８に供給されるＣＮＧの密度が同一であっても、ＣＮＧの流路の断面積を同一とした場合のＣＮＧの体積流量は、レギュレータ１５より上流側のＣＮＧの圧力、即ち燃料タンク２内の圧力に応じて変化する。つまり、燃料タンク２内の圧力が高いと、該燃料タンク２内の圧力が低い場合に比べて、ＣＮＧの流路の断面積を同一とした場合のＣＮＧの体積流量は大きくなる。そのため、レギュレータ１５を通してデリバリパイプ１８に供給されるＣＮＧの密度が同一であっても、即ち、ＣＮＧの不活性ガス濃度が同一であっても、燃料タンク２内の圧力が高くなると、レギュレータ１５のバルブ１６０の開弁期間は短くなる。

そこで、本実施例では、レギュレータ１５のバルブ１６０の開弁期間の長さに加えて、燃料タンク２内の圧力に基づいて、燃料噴射弁４からの燃料噴射を実施する際の燃料噴射量を補正する。つまり、実施例１と同様、機関始動時のバルブ１６０の開弁期間が長いほど燃料噴射量を増量すると共に、燃料タンク２内の圧力が高いほど燃料噴射量を増量する（バルブ１６０の開弁期間の長さに対する燃料噴射量の増量分を、燃料タンク２内の圧力が高いほど大きくする）。

［燃料噴射量の演算フロー］
図１２は、本実施例に係る燃料噴射量の演算フローを示すフローチャートである。本フローは、ＥＣＵ１６に予め記憶されており、ＥＣＵ１６によって繰り返し実行される。尚、本フローは、図８に示すフローのステップＳ１０５をステップＳ３０５からＳ３０７に
置き換えたものである。そのため、ステップＳ３０５からＳ３０７以外のステップにおける処理についての説明は省略する。

本フローでは、ステップ１０４において、バルブ１６０の開弁期間の長さΔｔｖに基づいて補正係数ｆ（Δｔｖ）が算出されると、次にステップＳ３０５の処理が実行される。ステップＳ３０５においては、第一圧力センサ１０によって検出される燃料タンク２内の圧力Ｐｕが読み込まれる。

次に、ステップＳ３０６において、ステップＳ３０５で読み込まれた燃料タンク２内の圧力Ｐｕに基づいて、燃料噴射時間を補正するための補正係数ｇ（Ｐｕ）が算出される。図１３は、燃料タンク２内の圧力Ｐｕと補正係数ｇ（Ｐｕ）との関係を示す図である。図１３に示すように、補正係数ｇ（Ｐｕ）は零より大きい値であって、燃料タンク２内の圧力Ｐｕが高いほど大きい値となる。

図１３に示すような、燃料タンク２内の圧力Ｐｕと補正係数ｇ（Ｐｕ）との関係は、実験等に基づいて予め定めることができ、マップ又は関数としてＥＣＵ１６に記憶されている。ステップＳ３０６では、このマップ又は関数を用いて補正係数ｇ（Ｐｕ）が算出される。

次に、ステップＳ３０７において、基準燃料噴射時間ｅｔａｕｂａｓｅに、ステップＳ１０４で算出された補正係数ｆ（Δｔｖ）、及び、ステップＳ３０６で算出された補正係数ｇ（Ｐｕ）を乗算することで、燃料噴射時間ｅｔａｕが算出される。これにより、開弁期間が長いほど燃料噴射時間ｅｔａｕは長くなり（即ち、燃料噴射量が多くなる）、燃料タンク２内の圧力が高いほど燃料噴射時間ｅｔａｕは長くなる（即ち、燃料噴射量が多くなる）。

上記フローによれば、内燃機関１の始動時におけるバルブ１６０の開弁期間のみならず、燃料タンク２内の圧力をも考慮して、燃料噴射弁４からの燃料噴射を実施する際の燃料噴射量が決定される。そのため、混合気の空燃比を、実際に内燃機関１での燃焼に供されるＣＮＧの不活性ガス濃度に応じた理論空燃比により高精度で制御することができる。

［変形例］
上記においては、レギュレータ１５のバルブ１６０の開弁期間の長さに加え、燃料タンク２内の圧力に基づいて燃料噴射量を補正したが、該圧力と相関のある他のパラメータを用いて燃料噴射量を補正してもよい。例えば、上流側燃料供給管１１ａ内の圧力を検出する圧力センサを設け、該圧力を用いて燃料噴射量を補正してもよい。また、燃料タンク２内のＣＮＧの温度が上昇すると、必然的に燃料タンク２内の圧力が上昇する。そのため、燃料タンク２内のＣＮＧの温度を検出する温度センサを設け、該温度を用いて燃料噴射量を補正してもよい。

また、本実施例においても、実施例１の変形例と同様、レギュレータ１５のバルブ１６０の開弁期間の長さに代えて、該開弁期間の長さと相関のある他のパラメータを用いて燃料噴射量を補正してもよい。また、レギュレータ１５のバルブ１６０の開弁期間の長さ又は該開弁期間と相関のあるパラメータと、燃料タンク２内の圧力又は該圧力と相関のあるパラメータとに基づいて、燃料噴射量以外の内燃機関での燃焼状態に関わる制御パラメータを補正してもよい。

＜実施例４＞
［燃料噴射量の補正方法］
本実施例に係る、ＣＮＧを燃料とする内燃機関を搭載した車両の概略構成は実施例１と
同様である。以下、本実施例に係る燃料噴射量の補正方法について実施例２と異なる点を説明する。

上述したように、レギュレータ１５のバルブ１６０の開弁期間の長さは、ＣＮＧの不活性ガス濃度のみならず、燃料タンク２内の圧力に応じて変化する。そこで、本実施例では、レギュレータ１５のバルブ１６０の開弁期間の長さに加え、燃料タンク２内の圧力に基づいてＣＮＧの不活性ガス濃度を推定する。そして、推定されたＣＮＧの不活性ガス濃度に基づいて、燃料噴射弁４からの燃料噴射を実施する際の燃料噴射量を補正する。

［燃料噴射量の演算フロー］
図１４は、本実施例に係る燃料噴射量の演算フローを示すフローチャートである。本フローは、ＥＣＵ１６に予め記憶されており、ＥＣＵ１６によって繰り返し実行される。尚、本フローは、図１０に示すフローのステップＳ２０４をステップＳ４０４及びＳ４０５に置き換えたものである。そのため、ステップＳ４０４及びＳ４０５以外のステップにおける処理についての説明は省略する。

本フローでは、ステップ１０３においてバルブ１６０の開弁期間の長さΔｔｖが算出されると、次にステップＳ４０４の処理が実行される。ステップＳ４０４においては、第一圧力センサ１０によって検出される燃料タンク２内の圧力Ｐｕが読み込まれる。

次に、ステップＳ４０５において、ステップＳ１０３で算出されたバルブ１６０の開弁期間の長さΔｔｖ、及び、ステップＳ４０４で読み込まれた燃料タンク２内の圧力Ｐｕに基づいて、今回デリバリパイプ１８に供給されたＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃｉｇが算出される。

上述したように、ＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃｉｇが高いほど、バルブ１６０の開弁期間は長くなる。また、ＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃｉｇが同一であっても、燃料タンク２内の圧力Ｐｕが高いほど、バルブ１６０の開弁期間は短くなる。このようなＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃｉｇと、バルブ１６０の開弁期間の長さΔｔｖ及び燃料タンク２内の圧力Ｐｕとの関係は、マップ又は関数としてＥＣＵ１６に記憶されている。ステップＳ４０５では、このマップ又は関数を用いてＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃｉｇが算出される。その後、ステップＳ２０５及びＳ２０６の処理が実行される。

上記フローによれば、内燃機関１の始動時におけるバルブ１６０の開弁期間のみならず、燃料タンク２内の圧力をも考慮して、ＣＮＧの不活性ガス濃度が算出される。そのため、ＣＮＧの不活性ガス濃度をより高精度で算出することができる。その結果、実施例３に係る燃料噴射量の演算フローと同様、混合気の空燃比を、実際に内燃機関１での燃焼に供されるＣＮＧの不活性ガス濃度に応じた理論空燃比により高精度で制御することができる。

尚、上記フローにおけるステップＳ１０１からＳ１０３、Ｓ４０４、及びＳ４０５によって、ＣＮＧの不活性ガス濃度を検出するための不活性ガス濃度検出装置を構成することができる。

［変形例］
実施例３の変形例において、燃料タンク２内の圧力と相関のある他のパラメータを用いて燃料噴射量を補正したように、本実施例においても、該圧力と相関のある他のパラメータを用いてＣＮＧの不活性ガス濃度を算出してもよい。

また、本実施例においても、実施例２の変形例と同様、レギュレータ１５のバルブ１６
０の開弁期間の長さに代えて、該開弁期間の長さと相関のある他のパラメータを用いてＣＮＧの不活性ガス濃度を算出してもよい。また、ＣＮＧの不活性ガス濃度に基づいて、燃料噴射量以外の内燃機関での燃焼状態に関わる制御パラメータを補正してもよい。

１・・・内燃機関
２・・・燃料タンク
３・・・気筒
４・・・燃料噴射弁
５・・・吸気通路
６・・・排気通路
１０・・第１圧力センサ
１１・・燃料供給管
１２・・充填口
１３・・インレットパイプ
１４・・遮断弁
１５・・レギュレータ
１６・・ＥＣＵ
１８・・デリバリパイプ
１９・・第２圧力センサ
１００・・車両
１５０・・ハウジング
１５１・・１次室
１５２・・２次室
１５２ａ・・減圧室
１５２ｂ・・大気室
１５３・・連通路
１６０・・バルブ
１６２・・ダイヤフラム
１６４・・コイルスプリング

Claims (5)

1. 圧縮天然ガスを燃料とする内燃機関の制御システムであって、
   内燃機関の燃料噴射弁から噴射されるべき圧縮天然ガスを、所定の設定圧力にその圧力を維持した状態で貯留すると共に、燃料噴射弁に圧縮天然ガスを供給する蓄圧部と、
   前記蓄圧部に圧縮天然ガスを導く燃料供給通路の途中に配置され、前記蓄圧部内の圧力を前記設定圧力に調整するレギュレータであって、前記蓄圧部に圧縮天然ガスを供給するときは開弁し、前記蓄圧部への圧縮天然ガスの供給を遮断するときは閉弁する弁体を有するレギュレータと、
   前記レギュレータによって前記蓄圧部内の圧力が前記設定圧力に向けて調整されている時に前記弁体の開度が第一所定開度から第二所定開度にまで減少する期間の長さ、又は、該期間の長さと相関のあるパラメータに基づいて、内燃機関での燃焼状態に関わる制御パラメータを制御する制御部と、
   を備える内燃機関の制御システム。
2. 前記制御部が、前記レギュレータの前記弁体の開度が前記第一所定開度から前記第二所定開度にまで減少する期間の長さ、又は、該期間の長さと相関のあるパラメータに加え、前記レギュレータより上流側の圧縮天然ガスの圧力、又は、該圧縮天然ガスの圧力と相関のあるパラメータに基づいて、内燃機関での燃焼状態に関わる制御パラメータを制御する請求項１に記載の内燃機関の制御システム。
3. 圧縮天然ガスを燃料とする内燃機関において圧縮天然ガスの不活性ガス濃度を検出する不活性ガス濃度検出装置であって、
   内燃機関の燃料噴射弁から噴射されるべき圧縮天然ガスを、所定の設定圧力にその圧力を維持した状態で貯留すると共に、燃料噴射弁に圧縮天然ガスを供給する蓄圧部と、
   前記蓄圧部に圧縮天然ガスを導く燃料供給通路の途中に配置され、前記蓄圧部内の圧力を前記設定圧力に調整するレギュレータであって、前記蓄圧部に圧縮天然ガスを供給するときは開弁し、前記蓄圧部への圧縮天然ガスの供給を遮断するときは閉弁する弁体を有するレギュレータと、
   前記レギュレータによって前記蓄圧部内の圧力が前記設定圧力に向けて調整されている時に前記弁体の開度が第一所定開度から第二所定開度まで減少する期間の長さ、又は、該期間の長さと相関のあるパラメータに基づいて、圧縮天然ガスの不活性ガス濃度を推定する推定部と、
   を備える圧縮天然ガスの不活性ガス濃度検出装置。
4. 前記推定部が、前記レギュレータの前記弁体の開度が前記第一所定開度から前記第二所定開度にまで減少する期間の長さ、又は、該期間の長さと相関のあるパラメータに加え、前記レギュレータより上流側の圧縮天然ガスの圧力、又は、該圧縮天然ガスの圧力と相関のあるパラメータに基づいて、圧縮天然ガスの不活性ガス濃度を推定する請求項３に記載の圧縮天然ガスの不活性ガス濃度検出装置。
5. 請求項３又は４に係る圧縮天然ガスの不活性ガス濃度検出装置と、
   前記推定部によって推定された圧縮天然ガスの不活性ガス濃度に基づいて、内燃機関での燃焼状態に関わる制御パラメータを制御する制御部と、
   を備える内燃機関の制御システム。

Images