(57)【要約】  本発明は、ＣＮＧと液体燃料を使用可能な多種燃料内燃機関の制御システムにおいて、内燃機関の発生トルクと要求トルクの乖離を抑制することを課題とする。この課題を解決するために、本発明は、内燃機関の要求トルクが閾値以下であるときはＣＮＧのみを使用する第１運転モードにより内燃機関を運転させ、内燃機関の要求トルクが閾値より大きいときはＣＮＧと液体燃料のうち少なくとも液体燃料を使用する第２運転モードにより内燃機関を運転させる多種燃料内燃機関の制御システムにおいて、ＣＮＧに含まれる不活性ガスの濃度に応じて閾値の大きさを変更するようにした。
2013118276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮天然ガスのみを使用して内燃機関が運転される第１運転モードと、圧縮天然ガスと液体燃料のうち少なくとも液体燃料を使用して内燃機関が運転される第２運転モードと、を切り替える多種燃料内燃機関の制御システムにおいて、
圧縮天然ガスに含まれる不活性ガス濃度を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された不活性ガス濃度に応じて、前記第１運転モードと前記第２運転モードの切り替え条件を変更する変更手段と、
を備える多種燃料内燃機関の制御システム。
【請求項２】
請求項１において、前記切り替え条件は、内燃機関の要求トルクが閾値以下であるときは第１運転モードにより内燃機関を運転させ、内燃機関の要求トルクが閾値より大きいときは第２運転モードにより内燃機関を運転させるものであり、
前記変更手段は、前記検出手段により検出される不活性ガス濃度が高いときは低いときに比べ、前記閾値を小さい値に変更する多種燃料内燃機関の制御システム。
【請求項３】
請求項２において、前記閾値は、前記第１運転モードから前記第２運転モードへ切り替える場合に内燃機関の要求トルクと比較される第１閾値と、前記第２運転モードから前記第１運転モードへ切り替える場合に内燃機関の要求トルクと比較される第２閾値と、を含み、
前記第１閾値は、前記第２閾値より大きい値に設定される多種燃料内燃機関の制御システム。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項において、内燃機関が前記第１運転モードにより運転されているときに、該内燃機関で燃焼された混合気の空燃比と目標空燃比の偏差に基づいて燃料噴射量を補正するための空燃比フィードバック制御を実施する制御手段を更に備え、
前記検出手段は、前記空燃比フィードバック制御に用いられる補正値の大きさをパラメータとして、圧縮天然ガスに含まれる不活性ガスの濃度を演算する多種燃料内燃機関の制御システム。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れか１項において、圧縮天然ガスを貯蔵する燃料タンクと、
吸気通路又は気筒内へ圧縮天然ガスを噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料タンクから前記燃料噴射弁へ圧縮天然ガスを導く燃料供給通路の途中に配置され、前記燃料噴射弁へ供給される圧縮天然ガスの圧力が設定圧力と等しくなるように、前記燃料供給通路の通路断面積を調整するレギュレータと、
前記燃料噴射弁による圧縮天然ガスの噴射が実施されているときに、前記レギュレータにより調整された通路断面積を測定する測定手段と、
を更に備え、
前記検出手段は、前記測定手段により測定される通路断面積の大きさをパラメータとして、圧縮天然ガスに含まれる不活性ガスの濃度を演算する多種燃料内燃機関の制御システム。
【請求項６】
請求項１乃至３の何れか１項において、圧縮天然ガスを貯蔵する燃料タンクと、
吸気通路又は気筒内へ圧縮天然ガスを噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料タンクから前記燃料噴射弁へ圧縮天然ガスを導く燃料供給通路の途中に配置され、前記燃料噴射弁へ供給される圧縮天然ガスの圧力が設定圧力と等しくなるように、前記燃料供給通路の通路断面積を変更する弁体を具備するレギュレータと、
を更に備え、
前記検出手段は、前記レギュレータの弁体の開度が第１所定開度から第２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、圧縮天然ガスに含まれる不活性ガスの濃度を演算する多種燃料内燃機関の制御システム。
【請求項７】
請求項１乃至３の何れか１項において、圧縮天然ガスを貯蔵するための燃料タンクと、
前記燃料タンクに圧縮天然ガスを充填するときに開口される充填口と、
前記燃料タンク内の圧力を検出する圧力センサと、
前記燃料タンクに新たな圧縮天然ガスが充填されるときに、前記圧力センサにより検出される圧力の変化量と前記充填口から前記燃料タンクに至る燃料通路の通路断面積とをパラメータとして、前記燃料タンクへ新たに充填される圧縮天然ガスに含まれる不活性ガスの濃度を演算する演算部と、
を更に備え、
前記検出手段は、前記燃料タンクに新たな圧縮天然ガスが充填されるときに該燃料タンクに残っている圧縮天然ガスの量と、燃料タンクに残っている圧縮天然ガスの不活性ガス濃度と、燃料タンクに新たに充填された圧縮天然ガスの量と、燃料タンクに新たに充填された圧縮天然ガスの不活性ガス濃度と、をパラメータとして、燃料タンクに残っている圧縮天然ガスと新たに充填された圧縮天然ガスとの混合燃料に含まれる不活性ガスの濃度を演算する多種燃料内燃機関の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮天然ガス（ＣＮＧ：Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｎａｔｕｒａｌ  Ｇａｓ）と液体燃料を使用可能な多種燃料内燃機関の制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＮＧと液体燃料を使用可能な多種燃料内燃機関において、低負荷時はＣＮＧを使用して内燃機関を運転させ、高負荷時は液体燃料を使用して内燃機関を運転させる技術が知られている（たとえば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４２６８９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、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い。特に、ＣＮＧに含まれる不活性ガス（たとえば、二酸化炭素（ＣＯ２）や窒素（Ｎ２））の量（濃度）は、ＣＮＧの補給場所等によって大きく異なる場合がある。【０００５】
ＣＮＧの不活性ガス濃度が変化すると、ＣＮＧが燃焼した際に発生する熱量が変化する。たとえば、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高いときは低いときに比べ、熱量が少なくなる。そのため、ＣＮＧと液体燃料の切り替え条件がＣＮＧの不活性ガス濃度にかかわらず設定されると、内燃機関の発生トルクが要求トルクと相異する可能性がある。【０００６】
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＣＮＧと液体燃料を使用可能な多種燃料内燃機関の制御システムにおいて、内燃機関の発生トルクと要求トルクの乖離を抑制することができる技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記した課題を解決するために、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）のみを使用して内燃機関を運転させる第１運転モードと、ＣＮＧと液体燃料のうち少なくとも液体燃料を使用して内燃機関を運転させる第２運転モードと、を切り替える多種燃料内燃機関の制御システムにおいて、ＣＮＧの不活性ガス濃度に応じて第１運転モードと第２運転モードの切り替え条件を変更するようにした。【０００８】
詳細には、ＣＮＧのみを使用して内燃機関を運転させる第１運転モードと、ＣＮＧと液体燃料のうち少なくとも液体燃料を使用して内燃機関を運転させる第２運転モードと、を切り替える多種燃料内燃機関の制御システムにおいて、
ＣＮＧに含まれる不活性ガス濃度を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された不活性ガス濃度に応じて、前記第１運転モードと前記第２運転モードの切り替え条件を変更する変更手段と、
を備えるようにした。【０００９】
ＣＮＧのみを使用して内燃機関が運転される場合に該内燃機関が発生し得る最大のトルク（以下、「第１最大トルク」と称する）は、液体燃料のみを使用して内燃機関が運転される場合や液体燃料とＣＮＧの双方を使用して内燃機関が運転される場合に該内燃機関が発生し得る最大のトルク（以下、「第２最大トルク」と称する）より小さくなる傾向がある。特に、ＣＮＧが内燃機関の吸気通路（たとえば、吸気ポート）に噴射される場合は、上記の傾向が顕著となる。【００１０】
そこで、内燃機関の要求トルクが第１最大トルク以下であるときはＣＮＧのみを使用して内燃機関を運転させ、内燃機関の要求トルクが第１最大トルクを上回るときはＣＮＧと液体燃料のうち少なくとも液体燃料を使用して内燃機関を運転させる方法が提案されている。【００１１】
しかしながら、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。燃料タンクにＣＮＧが補給（充填）されると、燃料タンク内に残っているＣＮＧ（以下、「残留ＣＮＧ」と称する）と充填されたＣＮＧ（以下、「充填ＣＮＧ」と称する）が混合する。充填ＣＮＧと残留ＣＮＧの性状が相異する場合は、充填燃料の充填後に燃料タンクから内燃機関へ供給されるＣＮＧ（充填ＣＮＧと残留ＣＮＧが混合したＣＮＧ（以下、「混合ＣＮＧ」と称する））の性状は、残留ＣＮＧの性状と相異する。【００１２】
ＣＮＧの性状変化が内燃機関の運転状態に及ぼす影響としては、理論空燃比の変化やウォッベ指数（ＣＮＧの総発熱量をＣＮＧの比重の２乗根で除算した値）の変化が挙げられる。詳細には、ＣＮＧに含まれる不活性ガスの濃度（たとえば、二酸化炭素（ＣＯ２）や窒素（Ｎ２））が高いときは低いときに比べ、混合気中のＣＮＧと酸素が過不足なく反応する空燃比（理論空燃比）が小さくなるとともにウォッベ指数が小さくなる。【００１３】
ＣＮＧのウォッベ指数が小さいとき（不活性ガス濃度が高いとき）は大きいとき（不活性ガス濃度が低いとき）に比べ、第１最大トルクが小さくなる。そのため、第１運転モードと第２運転モードの切り替え条件がＣＮＧの不活性ガス濃度を考慮せずに設定されると、内燃機関の発生トルクが要求トルクから乖離する可能性がある。【００１４】
たとえば、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高いときに低いときと同様の切り替え条件に従って、第１運転モードと第２運転モードの切り替えが実施されると、第１運転モードにおける発生トルクが要求トルクより小さくなる。そのため、第１運転モードから第２運転モードへ切り替えられたときに内燃機関の発生トルクが急速に増加する可能性がある。また、第２運転モードから第１運転モードへ切り替えられたときは、内燃機関の発生トルクが急速に減少する可能性がある。上記したように、第１運転モードと第２運転モードの切り替え時に内燃機関の発生トルクが変動すると、車両の運転者に違和感を与えるとともに、車両のドライバビリティが低下する可能性がある。【００１５】
一方、ＣＮＧの不活性ガス濃度が低いときに高いときと同様の切り替え条件に従って、第１運転モードと第２運転モードの切り替えが実施されると、第１運転モードにより内燃機関が運転される領域が狭まる可能性がある。たとえば、内燃機関の要求トルクが第１最大トルク以下であるにもかかわらず、第１運転モードから第２運転モードへの切り替えが実施されたり、第２運転モードから第１運転モードへの切り替えが実施されなかったりする可能性がある。【００１６】
これに対し、本発明の多種燃料内燃機関の制御システムは、ＣＮＧの不活性ガス濃度に応じて、第１運転モードと第２運転モードの切り替え条件を変更するため、内燃機関の発生トルクと要求トルクの乖離を抑制することができる。さらに、第１運転モードが実施される運転領域を拡大することも可能となる。【００１７】
ここで、第１運転モードと第２運転モードの切り替え条件としては、内燃機関の要求トルクが閾値以下である否かの判別結果を用いることができる。たとえば、内燃機関の要求トルクが閾値以下であるときは第１運転モードにより内燃機関を運転させ、内燃機関の要求トルクが閾値より大きいときは第２運転モードにより内燃機関を運転させてもよい。【００１８】
その場合、変更手段は、検出手段により検出された不活性ガス濃度が高いときは低いときに比べ、前記閾値を小さい値に変更してもよい。このように閾値が変更されると、内燃機関の要求トルクが第１最大トルクより大きいときに内燃機関が第１運転モードにより運転されることがなくなる。その結果、第１運転モードから第２運転モードへの切り替え時に内燃機関の発生トルクが急速に増加したり、第２運転モードから第１運転モードへの切り替え時に内燃機関の発生トルクが急速に減少したりすることがなくなる。また、内燃機関の要求トルクが第１最大トルクより小さいときに内燃機関が第２運転モードにより運転されることもなくなる。その結果、内燃機関の発生トルクと要求トルクとの乖離を抑制しつつ、第１運転モードにより内燃機関が運転される運転領域を拡大させることができる。【００１９】
本発明の多種燃料内燃機関の制御システムにおいて、前記した閾値としては、第１運転モードから第２運転モードへ切り替える場合に内燃機関の要求トルクと比較される第１閾値と、第２運転モードから第１運転モードへ切り替える場合に内燃機関の要求トルクと比較される第２閾値の２通りの閾値が設定されてもよい。その場合、第１閾値は、第２閾値より大きい値に設定されることが好ましい。すなわち、第１閾値と第２閾値との間にヒステリシス幅が設けられることが好ましい。【００２０】
第１運転モードから第２運転モードへの切り替えと第２運転モードから第１運転モードへの切り替えとが同一の閾値を用いて行われると、内燃機関の要求トルクが閾値の近傍で増減するときに、第１運転モードと第２運転モードの切り替えが頻繁に繰り返される可能性がある。その場合、第１運転モードと第２運転モードの切り替え制御に対して、内燃機関の実際の運転状態が追従できなくなる可能性もある。【００２１】
これに対し、第１運転モードから第２運転モードへの切り替え制御に用いられる閾値（第１閾値）と第２運転モードから第１運転モードへの切り替え制御に用いられる閾値（第２閾値）が異なる値に設定されると、第１運転モードと第２運転モードの切り替え制御が頻繁に繰り返されることがなくなる。その結果、第１運転モードと第２運転モードの切り替え制御に対して、内燃機関の実際の運転状態が追従できなくなる事態を回避することができる。【００２２】
次に、本発明の多種燃料内燃機関の制御システムは、内燃機関が第１運転モードにより運転されているときに、該内燃機関で燃焼された混合気の空燃比と目標空燃比の偏差に基づいて燃料噴射量を補正するための空燃比フィードバック制御を実施する制御手段を更に備えるようにしてもよい。その場合、検出手段は、空燃比フィードバック制御に用いられる補正値の大きさをパラメータとして、ＣＮＧに含まれる不活性ガスの濃度を演算してもよい。【００２３】
ＣＮＧの性状変化、言い換えればＣＮＧの不活性ガス濃度の変化は、空燃比フィードバック制御に用いられる補正値に反映される。詳細には、ＣＮＧの性状変化により理論空燃比が変化すると、それに伴って排気の酸素濃度が変化する。酸素濃度センサや空燃比センサの測定値に基づいて空燃比フィードバック制御が実行される内燃機関においては、ＣＮＧの補給によってＣＮＧの性状（不活性ガス濃度）が変化すると、酸素濃度センサや空燃比センサの測定値が変化するため、空燃比フィードバック制御による補正値も変化することになる。【００２４】
たとえば、残留ＣＮＧに比して不活性ガス濃度の高い充填ＣＮＧが補給されると、混合ＣＮＧの不活性ガス濃度が残留ＣＮＧの不活性ガス濃度より高くなる。その場合、混合ＣＮＧの理論空燃比は、残留ＣＮＧの理論空燃比より小さくなる。その結果、酸素濃度センサや空燃比センサの測定値に基づいて特定される空燃比は、目標空燃比よりリーン側にずれることになる。【００２５】
一方、残留ＣＮＧに比して不活性ガス濃度の低い充填ＣＮＧが補給されると、混合ＣＮＧの不活性ガス濃度が残留ＣＮＧの不活性ガス濃度より低くなる。その場合、混合ＣＮＧの理論空燃比は、残留ＣＮＧの理論空燃比より大きくなる。その結果、酸素濃度センサや空燃比センサの測定値に基づいて特定される空燃比は、目標空燃比よりリッチ側にずれることになる。【００２６】
したがって、空燃比フィードバック制御に用いられる補正値の大きさは、ＣＮＧの不活性ガス濃度に相関する。その結果、前記補正値の大きさをパラメータとして、ＣＮＧの不活性ガス濃度を演算することができる。【００２７】
本発明の多種燃料内燃機関の制御システムは、ＣＮＧを貯蔵する燃料タンクと、吸気通路又は気筒内へＣＮＧを噴射する燃料噴射弁と、前記燃料タンクから前記燃料噴射弁へＣＮＧを導く燃料供給通路の途中に配置され、前記燃料噴射弁へ供給されるＣＮＧの圧力が設定圧力と等しくなるように、前記燃料供給通路の通路断面積を調整するレギュレータと、前記燃料噴射弁によるＣＮＧの噴射が実施されているときに、前記レギュレータにより調整された通路断面積を測定する測定手段と、を更に備えるようにしてもよい。その場合、検出手段は、測定手段により測定される通路断面積の大きさをパラメータとして、ＣＮＧに含まれる不活性ガスの濃度を演算してもよい。【００２８】
内燃機関が第１運転モードで運転されているとき（燃料噴射弁がＣＮＧを噴射しているとき）にレギュレータにより調整された通路断面積の大きさ（言い換えれば、レギュレータの開度）は、ＣＮＧの不活性ガス濃度に相関する。詳細には、燃料噴射弁からＣＮＧが噴射されているときは、レギュレータにより調整される通路断面積の大きさは略一定の大きさで安定するとともに、その大きさはＣＮＧの不活性ガス濃度が低いときに比して高いときの方が大きくなる。【００２９】
これは、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高いときは低いときに比べ、ＣＮＧの密度が高くなるためと考えられる。つまり、レギュレータの開度が一定である場合は、ＣＮＧの密度が高くなるほど、該レギュレータを通過するＣＮＧの体積流量が小さくなる。そのため、燃料噴射弁に供給されるＣＮＧの圧力が一定である場合は、ＣＮＧの密度が高くなるほど（ＣＮＧの不活性ガス濃度が高くなるほど）、レギュレータの開度（レギュレータにより調整された通路断面積の大きさ）が大きくなる。【００３０】
したがって、燃料噴射弁がＣＮＧを噴射しているときのレギュレータの開度をパラメータとして、ＣＮＧの不活性ガス濃度を演算することが可能になる。【００３１】
本発明の多種燃料内燃機関の制御システムは、ＣＮＧを貯蔵する燃料タンクと、吸気通路又は気筒内へＣＮＧを噴射する燃料噴射弁と、前記燃料タンクから前記燃料噴射弁へＣＮＧを導く燃料供給通路の途中に配置され、前記燃料噴射弁へ供給されるＣＮＧの圧力が設定圧力と等しくなるように、前記燃料供給通路の通路断面積を変更する弁体を具備するレギュレータと、を更に備えるようにしてもよい。その場合、検出手段は、レギュレータの弁体の開度が第１所定開度から第２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に含まれる不活性ガスの濃度を演算してもよい。【００３２】
燃料噴射弁に供給されるＣＮＧの圧力が設定圧力より低いときは、レギュレータの弁体が開弁する。その場合、燃料タンクから燃料噴射弁へＣＮＧが供給されることになる。その結果、燃料噴射弁に供給されるＣＮＧの圧力が上昇する。燃料噴射弁に供給されるＣＮＧの圧力が設定圧力以上に上昇したときは、レギュレータの弁体が閉弁する。レギュレータの弁体が上記したような開閉動作を繰り返すことにより、燃料噴射弁に供給されるＣＮＧの圧力が設定圧力に調整（減圧）される。【００３３】
前述したように、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高いときは低いときに比べ、ＣＮＧの密度が高くなる。つまり、レギュレータの開度が一定である場合は、ＣＮＧの密度が高くなるほど、該レギュレータを通過するＣＮＧの体積流量が小さくなる。そのため、レギュレータを通して燃料噴射弁へ供給されるＣＮＧの密度が高くなると、レギュレータの弁体が閉弁動作するときに、該弁体の開度が第１所定開度から第２所定開度にまで減少する期間の長さが長くなる。つまり、ＣＮＧの密度が高くなると、弁体の開度が第１所定開度から第２所定開度へ減少する際の閉弁速度が遅くなる。ここで、第１及び第２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２所定開度は第１所定開度よりも小さい開度である。【００３４】
よって、レギュレータの弁体の開度が第１所定開度から第２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に含まれる不活性ガスの濃度を演算することができる。【００３５】
本発明の多種燃料内燃機関の制御システムは、ＣＮＧを貯蔵するための燃料タンクと、前記燃料タンクにＣＮＧを充填するときに開口される充填口と、前記燃料タンク内の圧力を検出する圧力センサと、前記燃料タンクに新たなＣＮＧが充填されるときに、圧力センサにより検出される圧力の変化量と充填口から燃料タンクに至る燃料通路の通路断面積とをパラメータとして、燃料タンクへ新たに充填されるＣＮＧの不活性ガス濃度を演算する演算部と、を更に備えるようにしてもよい。その場合、検出手段は、燃料タンクに新たなＣＮＧが充填されるときに該燃料タンクに残っているＣＮＧの量と、燃料タンクに残っているＣＮＧの不活性ガス濃度と、燃料タンクに新たに充填されたＣＮＧの量と、燃料タンクに新たに充填されたＣＮＧの不活性ガス濃度と、をパラメータとして、燃料タンクに残っているＣＮＧと新たに充填されたＣＮＧとの混合燃料に含まれる不活性ガスの濃度を演算してもよい。【００３６】
ＣＮＧの不活性ガス濃度は、ＣＮＧのガス定数に相関する。ＣＮＧのガス定数は、ＣＮＧが充填されるときの速度（音速）に相関する。ＣＮＧが充填されるときの速度は、単位時間当たりに充填されるＣＮＧの量（流量）と燃料通路の通路断面積との比に相関する。単位時間当たりに充填されるＣＮＧの量は、単位時間当たりにおける燃料タンク内の圧力上昇量に相関する。よって、単位時間当たりにおける圧力センサの変化量と燃料通路の通路断面積とをパラメータにしてＣＮＧのガス定数を演算することができる。その結果、充填ＣＮＧのガス定数をパラメータとして、充填ＣＮＧガスの不活性ガス濃度が演算される。【００３７】
充填ＣＮＧガスの不活性ガス濃度が特定されると、充填ＣＮＧの量、残留ＣＮＧの量、及び残留ＣＮＧの不活性ガス濃度をパラメータとして、混合ＣＮＧの不活性ガスを演算することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、ＣＮＧと液体燃料を使用可能な多種燃料内燃機関の制御システムにおいて、内燃機関の発生トルクと要求トルクの乖離を抑制することができる技術の提供にある。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】第１最大トルクと第２最大トルクの関係を示す図である。
【図３】ＣＮＧの不活性ガス濃度とＣＮＧが燃焼した際に発生する熱量との相関を示す図である。
【図４】ＣＮＧの不活性ガス濃度とＣＮＧの理論空燃比との相関を示す図である。
【図５】不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２とＣＮＧの不活性ガス濃度との相関を示す図である。
【図６】燃料噴射量演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】ＣＮＧの不活性ガス濃度と閾値との関係を示す図である。
【図８】第１閾値と第２閾値の関係を示す図である。
【図９】運転モード切り替え制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】レギュレータの概略構成を示す図である。
【図１１】レギュレータの全閉状態を示す図である。
【図１２】内燃機関の始動前後におけるレギュレータの動作を示す図である。
【図１３】減圧室及び下流側燃料供給管の圧力が一定であるときのＣＮＧの不活性ガス濃度とレギュレータの中間開度θとの相関を示す図である。
【図１４】ＣＮＧの不活性ガス濃度及び減圧室の圧力が一定であるときの上流側圧力とレギュレータの中間開度θとの相関を示す図である。
【図１５】ＣＮＧの不活性ガス濃度と燃料密度との相関を示す図である。
【図１６】ＣＮＧの不活性ガス濃度とレギュレータの開弁期間との相関を示す図である。
【図１７】ＣＮＧの不活性ガス濃度が一定であるときの上流側圧力とレギュレータの開弁期間との相関を示す図である。
【図１８】充填ＣＮＧの不活性ガス濃度を演算するための処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１９】混合ＣＮＧの不活性ガス濃度を演算するための処理ルーチン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】
【００４０】
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。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り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。
【００４１】
＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１乃至図９に基づいて説明する。図１は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、複数の気筒を有する火花点火式の内燃機関である。なお、図１において、内燃機関１は、４つの気筒２を有しているが、気筒の数は３以下であってもよく、或いは５つ以上であってもよい。
【００４２】
内燃機関１は、吸気通路３と排気通路４が接続されている。吸気通路３は、大気中から取り込まれた新気（空気）を各気筒２へ導くための通路である。吸気通路３の途中には、エアクリーナ３０が取り付けられている。エアクリーナ３０は、空気中に含まれる塵や埃などを捕集するものである。エアクリーナ３０より下流の吸気通路３には、エアフローメータ３１が取り付けられている。エアフローメータ３１は、吸気通路３を流れる空気の量（質量）に相関する電気信号を出力するものである。エアフローメータ３１より下流の吸気通路３には、スロットル弁３２が取り付けられている。スロットル弁３２は、吸気通路３の通路断面積を変更することにより、内燃機関１へ供給される空気量を変更するものである。
【００４３】
なお、スロットル弁３２より下流の吸気通路３は、４つの枝管に分岐され、各枝管が各気筒２に接続されている。吸気通路３の各枝管には、該枝管内にＣＮＧを噴射する第１燃料噴射弁５と、該枝管内にガソリン（液体燃料）を噴射する第２燃料噴射弁６が取り付けられている。
【００４４】
第１燃料噴射弁５は、第１デリバリパイプ５０に接続されている。第１デリバリパイプ５０は、第１燃料通路５１を介して、第１燃料タンク５２に接続されている。第１燃料タンク５２は、車両の車体に取り付けられた充填口５３とインレットパイプ５４を介して接続されている。充填口５３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５４へ導入する。充填口５３からインレットパイプ５４へ導入されたＣＮＧは、第１燃料タンク５２に貯蔵される。
【００４５】
第１燃料タンク５２に貯蔵されたＣＮＧは、第１燃料通路５１を介して第１デリバリパイプ５０へ供給され、次いで第１デリバリパイプ５０から４つの第１燃料噴射弁５に分配される。なお、第１燃料通路５１の途中には、遮断弁５５が配置される。遮断弁５５は、第１燃料通路５１の導通と遮断を切り替えるものであり、内燃機関１の運転停止中（たとえば、イグニッションスイッチがオフの期間）は閉弁し、内燃機関１の運転中（たとえば、イグニッションスイッチがオンの期間）は開弁する。遮断弁５５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。
【００４６】
遮断弁５５より下流の第１燃料通路５１には、レギュレータ５６が配置される。レギュレータ５６は、第１燃料タンク５２から供給されるＣＮＧの圧力を予め設定された圧力（設定圧力）に減圧するものである。言い換えると、レギュレータ５６は、該レギュレータ５６より下流の第１燃料通路５１における燃料圧力、言い換えれば第１燃料噴射弁５及び第１デリバリパイプ５０に印加される燃料圧力（以下、「燃料噴射圧力」と称する）が設定圧力と等しくなるように、第１燃料通路５１の通路断面積を調整する弁装置である。レギュレータ５６としては、たとえば、ダイヤフラムとスプリングを組み合わせた機械式の弁装置を用いることができる。
【００４７】
遮断弁５５より上流の第１燃料通路５１には、圧力センサ５７が取り付けられている。その際、圧力センサ５７は、可能な限り第１燃料タンク５２に近い位置に配置されることが好ましい。
【００４８】
また、第２燃料噴射弁６は、第２デリバリパイプ６０に接続されている。第２デリバリパイプ６０は、第２燃料通路６１を介して、第２燃料タンク６２に接続されている。第２燃料タンク６２は、ガソリンを貯蔵するタンクである。第２燃料通路６１の途中には、第２燃料タンク６２に貯蔵されているガソリンを汲み上げるための燃料ポンプ６３が取り付けられている。燃料ポンプ６３は、たとえば、電動モータにより駆動されるタービン式のポンプである。燃料ポンプ６３により汲み上げられたガソリンは、第２燃料通路６１を介して第２デリバリパイプ６０へ供給され、次いで第２デリバリパイプ６０から４つの第２燃料噴射弁６に分配される。
【００４９】
次に、排気通路４は、各気筒２から排出される既燃ガス（排気）を排気浄化用触媒４０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４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４１が取り付けられている。
【００５０】
このように構成された内燃機関１には、ＥＣＵ７が搭載されている。ＥＣＵ７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。ＥＣＵ７には、前述したエアフローメータ３１、Ａ／Ｆセンサ４１、及び圧力センサ５７に加え、アクセルポジションセンサ８やクランクポジションセンサ９などの各種センサが電気的に接続されている。なお、アクセルポジションセンサ８は、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）に相関する電気信号を出力するセンサであり、クランクポジションセンサ９は、内燃機関１のクランクシャフトの回転位置に相関する電気信号を出力するセンサである。
【００５１】
ＥＣＵ７には、第１燃料噴射弁５、第２燃料噴射弁６、遮断弁５５、燃料ポンプ６３などの各種機器が電気的に接続されている。ＥＣＵ７は、前記した各種センサの出力信号に基づいて、前記各種機器を制御する。
【００５２】
たとえば、ＥＣＵ７は、内燃機関１の要求トルクに基づいて使用燃料の切り替えを行う。詳細には、ＥＣＵ７は、内燃機関１の要求トルクが閾値以下であるときはＣＮＧを使用燃料として内燃機関１を運転（第１運転モード）させる。また、内燃機関１の要求トルクが前記閾値より大きいときは、ガソリンを使用燃料として内燃機関１を運転（第２運転モード）させ、或いはＣＮＧとガソリンの双方を使用燃料として内燃機関１を運転（第３運転モード）させる。ここでいう「閾値」は、ＣＮＧのみを使用して内燃機関１が運転されたときに該内燃機関１が発生し得る最大のトルク（第１最大トルク）と同等、或いは第１最大トルクからマージンを減算した値である。
【００５３】
ここで、図２に示すように、ＣＮＧのみを使用して内燃機関１が運転される場合に該内燃機関が発生し得る最大のトルク（第１最大トルク、図２中の実線を参照）は、ガソリンのみを使用して内燃機関が運転される場合に該内燃機関１が発生し得る最大のトルク（第２最大トルク、図２中の一点鎖線を参照）や、ガソリンとＣＮＧの双方を使用して内燃機関１が運転される場合に該内燃機関１が発生し得る最大のトルク（第３最大トルク、図２中の破線を参照）より小さくなる。特に、ＣＮＧが内燃機関１の吸気通路に噴射される場合は、上記の傾向が顕著となる。
【００５４】
これに対し、内燃機関１の要求トルクが前記閾値以下であるときはＣＮＧのみを使用して内燃機関を運転させ、内燃機関１の要求トルクが前記閾値を上回るときはＣＮＧとガソリンのうち少なくともガソリンを使用して内燃機関１を運転させることにより、内燃機関１が実際に発生するトルク（以下、「実トルク」と称する）を要求トルクに一致させることができる。
【００５５】
ところで、第１燃料タンク５２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（燃焼）した際に発生する熱エネルギの量は、ＣＮＧの性状によって異なる。特に、ＣＮＧに含まれる不活性ガス（二酸化炭素（ＣＯ２）及び窒素（Ｎ２））の濃度が異なると、熱エネルギの量も相異する。
【００５６】
ここで、ＣＮＧに含まれる不活性ガスの濃度とＣＮＧが燃焼した際に発生する熱量との相関を図３に示す。図３中の横軸はＣＮＧに含まれる不活性ガスの濃度を示し、縦軸はＣＮＧが燃焼した際に発生する熱量を示す。図３において、ＣＮＧと酸素が過不足なく反応した際に発生する熱量は、ＣＮＧの不活性ガス濃度が低いときより高いときの方が少なくなる。言い換えると、ＣＮＧと酸素が過不足なく反応した際に発生する熱量は、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高くなるほど少なくなる。これは、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高くなるほど、不活性ガスの吸熱量が多くなることに因ると考えられる。
【００５７】
そのため、第１燃料タンク５２内に残留しているＣＮＧ（残留ＣＮＧ）と性状の異なるＣＮＧ（充填ＣＮＧ）が充填された場合は、充填後のＣＮＧ（混合ＣＮＧ）の第１最大トルクは、残留ＣＮＧの第１最大トルクと相異する可能性がある。
【００５８】
たとえば、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）の第１最大トルクは、残留ＣＮＧの第１最大トルクより小さくなる。そのため、充填ＣＮＧの充填後において、残留ＣＮＧの性状（不活性ガス濃度）に適した閾値に従って第１運転モードと第２運転モードの切り替え、又は第１運転モードと第３運転モードの切り替えが行われると、実トルクが要求トルクより小さくなったり、或いは運転モードの切り替え時に実トルクが急速に変化したりする可能性がある。
【００５９】
詳細には、要求トルクが混合ＣＮＧの第１最大トルクより大きく、且つ閾値以下であるときは、内燃機関１がＣＮＧのみを使用して運転されるため、実トルクが要求トルクより小さくなる。また、第１運転モードから第２運転モードへの切り替えが実施されたとき、又は第１運転モードから第３運転モードへの切り替えが実施されたときに、実トルクが急速に上昇する。さらに、第２運転モードから第１運転モードへの切り替えが実施されたとき、又は第３運転モードから第１運転モードへの切り替えが実施されたときに、実トルクが急速に低下する。その結果、車両の運転者に違和感を与えたり、車両のドライバビリティが低下したりする可能性がある。
【００６０】
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、充填後のＣＮＧ（混合ＣＮＧ）の第１最大トルクは、残留ＣＮＧの第１最大トルクより大きくなる。そのため、充填ＣＮＧの充填後において、残留ＣＮＧの性状（不活性ガス濃度）に適した閾値に従って第１運転モードと第２運転モードの切り替え、又は第３運転モードと第１運転モードの切り替えが行われると、第１運転モードによって内燃機関１が運転される領域が狭まる可能性がある。
【００６１】
詳細には、内燃機関１の要求トルクが混合ＣＮＧの第１最大トルク以下である場合に、要求トルクが閾値より大きくなると、第１運転モードから第２運転モードへの切り替え、又は第１運転モードから第３運転モードへの切り替えが実施される可能性がある。また、内燃機関１の要求トルクが混合ＣＮＧの第１最大トルク以下である場合に、要求トルクが閾値より大きくなると、第２運転モードから第１運転モードへの切り替え、又は第３運転モードから第１運転モードへの切り替えが実施されない可能性がある。
【００６２】
そこで、本実施例においては、ＥＣＵ７は、ＣＮＧの不活性ガス濃度に応じて閾値を変更することにより、要求トルクと実トルクとの乖離を抑制しつつ、第１運転モードが実施される運転領域を拡大させるようにした。なお、以下では第１運転モードと第２運転モードを切り替える場合の閾値を変更する方法について述べるが、第１運転モードと第３運転モードを切り替える場合の閾値も同様の方法により変更することが可能である。
【００６３】
先ず、ＣＮＧの不活性ガス濃度を求める方法について述べる。ＣＮＧの不活性ガス濃度は、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）と相関する。ここで、ＣＮＧに含まれる不活性ガスの濃度と理論空燃比との相関を図４に示す。図４中の横軸はＣＮＧの不活性ガス濃度を示し、縦軸は理論空燃比を示す。図４に示すように、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高いときは低いときに比べ、ＣＮＧの理論空燃比が小さくなる。言い換えれば、ＣＮＧの理論空燃比は、ＣＮＧに含まれる不活性ガスの濃度が高くなるほど小さくなる。
【００６４】
そのため、第１燃料タンク５２内の残留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。
【００６５】
たとえば、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の理論空燃比より小さくなる。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大きく（リーン）なる。
【００６６】
また、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の理論空燃比より大きくなる。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小さく（リッチ）なる。
【００６７】
これに対し、ＥＣＵ７は、内燃機関１が第１運転モードにより運転されているときに、以下の式（１）に従って、燃料噴射量（燃料噴射時間）ｅｔａｕを演算する。
ｅｔａｕ＝ｅｔｐ＊ｅｋａｆ＊ｅｋｉｎ＊ｋ・・・（１）
【００６８】
前記式（１）中の「ｅｔｐ」は、吸入空気量や機関回転数等を引数とするマップから導き出される基本噴射量である。ここでいうマップは、予め実験などを利用した適合処理によって求められ、ＥＣＵ７のＲＯＭに記憶されている。
【００６９】
前記式（１）中の「ｅｋａｆ」は、目標空燃比と実際の空燃比（Ａ／Ｆセンサ４１により検出される空燃比）との乖離を解消するための補正係数（空燃比フィードバック補正係数）である。ｅｋａｆは、たとえば、以下の式（２）に従って演算される。
ｅｋａｆ＝（ｅｆａｆ＋ｅｆｇａｆ＋１００）／１００・・・（２）
【００７０】
前記式（２）中の「ｅｆａｆ」は、目標空燃比と実際の空燃比との差に基づいて決定される補正値（空燃比フィードバック補正値）である。ｅｆｇａｆは、目標空燃比と実際の空燃比との恒常的な乖離（第１燃料噴射弁５の噴射特性の経時変化などに起因した乖離）を補償するための空燃比学習値である。
【００７１】
また、前記式（１）中の「ｅｋｉｎ」は、ＣＮＧの不活性ガス濃度の変化に伴う理論空燃比の変化を補償するための補正係数（以下、「不活性ガス濃度学習補正係数」と称する）である。前記式（１）中の「ｋ」は、冷却水温度やアクセル開度に応じて決定される増量補正係数である。
【００７２】
なお、前記不活性ガス濃度学習補正数ｅｋｉｎは、以下の式（３）に基づいて演算される。
ｅｋｉｎ＝（ｅｋｎｃｏ２＋１００）／１００・・・（３）
【００７３】
前記式（３）中の「ｅｋｎｃｏ２」は、ＣＮＧの不活性ガス濃度に起因した目標空燃比と実際の空燃比の恒常的な乖離を補償するための学習値（以下、「不活性ガス濃度学習値」と称する）であり、本発明における「空燃比フィードバック制御に用いられる補正値」に相当する。
【００７４】
ここで、不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２の決定方法について述べる。ＣＮＧの性状変化は、第１燃料タンク５２内にＣＮＧが補給されたときに発生する。そのため、充填ＣＮＧの補給により混合ＣＮＧの性状が変化すると、充填ＣＮＧの充填後において空燃比フィードバック制御が開始されたときに、空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆが変化する。
【００７５】
たとえば、残留ＣＮＧより不活性ガス濃度の高い充填ＣＮＧが補給された場合は、混合ＣＮＧの理論空燃比は、残留ＣＮＧの理論空燃比より小さくなる。そのため、Ａ／Ｆセンサ４１により検出される空燃比は、目標空燃比よりリーン側にずれる。その場合、空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆは、燃料噴射量を増量させる値（正値）になるとともに、その絶対値の大きさはＣＮＧの性状が一定であるときに該補正値の絶対値が取り得る最大値より大きくなる。
【００７６】
また、残留ＣＮＧに比して不活性ガス濃度の低い充填ＣＮＧが補給された場合は、混合ＣＮＧの理論空燃比は、残留ＣＮＧの理論空燃比より大きくなる。そのため、Ａ／Ｆセンサ４１により検出される空燃比は、目標空燃比よりリッチ側にずれる。その場合、空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆは、燃料噴射量を減量させる値（負値）になるとともに、その絶対値の大きさはＣＮＧの性状が一定であるときに該補正値の絶対値が取り得る最大値より大きくなる。
【００７７】
したがって、充填ＣＮＧの補給後において空燃比フィードバック制御が開始されたときに、空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆの絶対値が閾値以上になると、ＣＮＧの性状が変化したとみなすことができる。なお、ここでいう「閾値」は、たとえば、ＣＮＧの性状が一定となる条件下において、空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆの絶対値が取り得る最大値にマージンを加算した値である。
【００７８】
そこで、ＥＣＵ７は、内燃機関１の始動後において空燃比フィードバック制御が開始されたときに、空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆの絶対値が閾値以上であれば、不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２を更新する。詳細には、ＥＣＵ７は、不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２に所定値ａを加算する。所定値ａは、空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆが正値である場合は正の値に設定され、空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆが負値である場合は負の値に設定される。なお、所定値ａの絶対値の大きさは、空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆの絶対値の大きさ（若しくは、空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆの絶対値と前記閾値との差）に応じて決定される可変値であってもよく、又は予め実験などを利用した適合処理によって決定される固定値であってもよい。
【００７９】
ＥＣＵ７は、不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２を更新した場合に、空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆから不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２の更新分（所定値ａ）を差し引くものとする。これは、ＣＮＧの性状変化に伴う補正分は、不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２と空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆの双方に含まれるためである。
【００８０】
なお、不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２の学習処理は、空燃比学習値ｅｆｇａｆの学習処理より優先して実行されるものとする。これは、充填ＣＮＧの補給後において、不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２の学習処理より先に空燃比学習値ｅｆｇａｆの学習処理が実施されると、ＣＮＧの性状が変化している場合であっても空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆの絶対値が閾値未満になってしまうからである。
【００８１】
また、充填ＣＮＧの不活性ガス濃度と残留ＣＮＧの不活性ガス濃度との差が小さい場合、又は残留ＣＮＧの量に対して充填ＣＮＧの量が少ない場合は、混合ＣＮＧと残留ＣＮＧとの性状の差が小さくなる可能性がある。また、空燃比学習値ｅｆｇａｆの値は、負荷の大きさなどによって区分けされた複数の運転領域のそれぞれに設定される。そのため、運転領域によってはＣＮＧの性状変化が空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆの大きさに表れにくい場合もある。
【００８２】
これに対し、ＥＣＵ７は、空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆの絶対値が閾値を超えない場合であっても、全運転領域における空燃比学習値ｅｆｇａｆの平均値ｅｆｇａｆａｖｅの絶対値が閾値を超える場合は、ＣＮＧの性状が変化したとみなして不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２を更新するようにしてもよい。
【００８３】
具体的には、ＥＣＵ７は、前記平均値ｅｆｇａｆａｖｅの絶対値が閾値以上であるときに、不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２に所定値ｂを加算すればよい。所定値ｂは、前記平均値ｅｆｇａｆａｖｅが正値である場合は正の値に設定され、前記平均値ｅｆｇａｆａｖｅが負値である場合は負の値に設定される。所定値ｂの絶対値の大きさは、前記平均値ｅｆｇａｆａｖｅの絶対値の大きさに応じて決定される可変値であってもよく、又は予め実験などを利用した適合処理によって決定される固定値であってもよい。ただし、所定値ｂの絶対値の大きさは、前記所定値ａの絶対値より小さい値に設定されるものとする。
【００８４】
また、前記平均値ｅｆｇａｆａｖｅと比較される閾値は、ＣＮＧの性状が一定である場合に前記平均値ｅｆｇａｆａｖｅの絶対値が取り得る最大値にマージンを加算した値である。以下では、空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆの絶対値と比較される閾値を閾値Ａと称し、空燃比学習値ｅｆｇａｆの平均値の絶対値と比較される閾値を閾値Ｂと記す。
【００８５】
前記平均値ｅｆｇａｆａｖｅの絶対値が閾値Ｂ以上であることを条件として、不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２が更新された場合は、ＥＣＵ７は、空燃比学習値ｅｆｇａｆから不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２の更新分（所定値ｂ）を減算するものとする。その際、ＥＣＵ７は、全運転領域の空燃比学習値ｅｆｇａｆから不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２の更新分を減算する。
【００８６】
以上述べた方法により不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２が決定（更新）されると、前記式（１）に従って演算される燃料噴射量（燃料噴射時間）ｅｔａｕは、ＣＮＧの性状変化に伴う理論空燃比の変化を補償可能な値になる。その結果、ＣＮＧの性状が変化した場合に、混合気の空燃比を速やかに目標空燃比に収束させることができる。
【００８７】
なお、前記不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２は、ＣＮＧの不活性ガス濃度に起因した目標空燃比と実際の空燃比の恒常的な乖離を補償するための学習値であるため、ＣＮＧの不活性ガス濃度と相関する。詳細には、不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２は、図５に示すように、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高くなるほど大きくなる。すなわち、不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２は、ＣＮＧの不活性ガス濃度に比例する。
【００８８】
したがって、不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２と不活性ガス濃度との関係を予め求めておくことにより、不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２から不活性ガス濃度を求めることが可能になる。
【００８９】
ここで、不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２を決定する手順について図６に沿って説明する。図６は、内燃機関１が第１運転モードで運転されているときに、ＥＣＵ７によって実行される燃料噴射量演算ルーチンを示すフローチャートである。燃料噴射量演算ルーチンは、予めＥＣＵ７のＲＯＭに記憶されており、イグニッションスイッチがオンにされたときに実行される。
【００９０】
燃料噴射量演算ルーチンでは、ＥＣＵ７は、先ずＳ１０１において、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ＝ＯＮ）にされたか否かを判別する。Ｓ１０１において否定判定された場合（ＩＧ＝ＯＦＦ）は、ＥＣＵ７は、本ルーチンの実行を終了する。Ｓ１０１において肯定判定された場合（ＩＧ＝ＯＮ）は、ＥＣＵ７は、Ｓ１０２へ進む。
【００９１】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ７は、空燃比フィードバック制御の実行条件が成立しているか否かを判別する。空燃比フィードバック制御の実行条件は、Ａ／Ｆセンサ４１が活性していることである。Ａ／Ｆセンサ４１の活性は、Ａ／Ｆセンサ４１の温度が活性温度以上であること、冷却水温度が所定温度（Ａ／Ｆセンサ４１の温度が活性温度以上になるときの冷却水温度）以上であること、或いはＡ／Ｆセンサ４１より下流の排気温度が所定温度（Ａ／Ｆセンサ４１の温度が活性温度以上になるときの排気温度）以上であること等を条件として判定される。
【００９２】
前記Ｓ１０２において否定判定された場合は、ＥＣＵ７は、前記Ｓ１０２の処理を繰り返し実行する。一方、前記Ｓ１０２において肯定判定された場合は、ＥＣＵ７は、Ｓ１０３へ進む。
【００９３】
Ｓ１０３では、ＥＣＵ７は、空燃比フィードバック制御の実行を開始する。その際、ＥＣＵ７は、別途設定されるサブルーチンに従って空燃比フィードバック制御を実行する。前記サブルーチンでは、ＥＣＵ７は、先ず、Ａ／Ｆセンサ４１により検出される空燃比と目標空燃比との差に基づいて空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆを演算する。次いで、ＥＣＵ７は、空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆを前記式（２）に代入することにより、空燃比フィードバック補正係数ｅｋａｆを演算する。さらに、ＥＣＵ７は、空燃比フィードバック補正係数ｅｋａｆを前記式（１）に代入することにより燃料噴射量（燃料噴射時間）ｅｔａｕを演算する。なお、前記サブルーチンは、空燃比フィードバック制御実行条件が成立する限り、繰り返し実行される。
【００９４】
Ｓ１０４では、ＥＣＵ７は、前記Ｓ１０３において算出された空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆの絶対値（｜ｅｆａｆ｜）が閾値Ａ以上であるか否かを判別する。
【００９５】
空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆの絶対値（｜ｅｆａｆ｜）が閾値Ａ以上になる場合は、残留ＣＮＧと異なる性状のＣＮＧが充填されたことにより、混合ＣＮＧの不活性ガス濃度が変化したことになる。そこで、ＥＣＵ７は、前記Ｓ１０４において肯定判定された場合（｜ｅｆａｆ｜≧Ａ）は、Ｓ１０５へ進み、不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２の学習処理を実行する。詳細には、ＥＣＵ７は、先ず、前記空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆの正負、及び該空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆの絶対値の大きさに応じて所定値ａを決定する。次いで、ＥＣＵ７は、不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２に前記所定値ａを加算し、その演算結果（＝ｅｋｎｃｏ２＋ａ）を新たな不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２に設定する。
【００９６】
ＥＣＵ７は、前記Ｓ１０５の処理を実行した後にＳ１０６へ進み、前記空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆから前記所定値ａを減算する。ＥＣＵ７は、前記Ｓ１０６の処理を実行し終えると、前記Ｓ１０４へ戻る。すなわち、ＥＣＵ７は、空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆの絶対値が閾値Ａ未満になるまで、Ｓ１０５及びＳ１０６の処理を繰り返し実行する。
【００９７】
前記Ｓ１０５及び前記Ｓ１０６の処理を繰り返し実行することにより、前記空燃比フィードバック補正値ｅｆａｆが閾値Ａ未満になると、ＥＣＵ７は、Ｓ１０４において否定判定（｜ｅｆａｆ｜＜Ａ）することになる。Ｓ１０４において否定判定すると、ＥＣＵ７は、Ｓ１０７乃至Ｓ１１２において、空燃比学習値ｅｆｇａｆの学習処理を実行する。
【００９８】
Ｓ１０７では、ＥＣＵ７は、空燃比学習値ｅｆｇａｆの学習条件（空燃比学習条件）が成立しているか否かを判別する。空燃比学習条件は、内燃機関１が暖機状態にある（冷却水温度が暖機判定温度以上である）こと、空燃比フィードバック補正係数ｅｋａｆの大きさが予め規定された範囲から逸脱する状態が一定期間継続していること等である。前記Ｓ１０７において否定判定された場合は、ＥＣＵ７は、該Ｓ１０７の処理を繰り返し実行する。
【００９９】
前記Ｓ１０７において肯定判定された場合は、ＥＣＵ７は、Ｓ１０８へ進む。Ｓ１０８では、ＥＣＵ７は、空燃比学習値ｅｆｇａｆの学習処理を開始する。その際、ＥＣＵ７は、既知の方法により空燃比学習値ｅｆｇａｆの学習処理を実行する。
【０１００】
Ｓ１０９では、ＥＣＵ７は、前記Ｓ１０８で求められた空燃比学習値ｅｆｇａｆが零以外の値であるか否かを判別する。記Ｓ１０８で求められた空燃比学習値ｅｆｇａｆが零である場合（ｅｆｇａｆ＝０）は、ＥＣＵ７は、前記Ｓ１０７へ戻る。一方、記Ｓ１０８で求められた空燃比学習値ｅｆｇａｆが零以外の値である場合（ｅｆｇａｆ≠０）は、ＥＣＵ７は、Ｓ１１０へ進む。
【０１０１】
Ｓ１１０では、ＥＣＵ７は、内燃機関１の全運転領域における空燃比学習値ｅｆｇａｆの平均値ｅｆｇａｆａｖｅを演算し、前記平均値ｅｆｇａｆａｖｅの絶対値が閾値Ｂ以上であるか否かを判別する。前記Ｓ１１０において否定判定された場合（｜ｅｆｇａｆａｖ｜＜Ｂ）は、ＥＣＵ７は、前記Ｓ１０７へ戻る。一方、前記Ｓ１１０において肯定判定された場合（｜ｅｆｇａｆａｖ｜≧Ｂ）は、ＥＣＵ７は、Ｓ１１１へ進む。
【０１０２】
Ｓ１１１では、ＥＣＵ７は、不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２の学習処理を実行する。詳細には、ＥＣＵ７は、先ず、前記平均値ｅｆｇａｆａｖｅの正負、及び該平均値ｅｆｇａｆａｖｅの絶対値の大きさに応じて所定値ｂを決定する。次いで、ＥＣＵ７は、不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２に前記所定値ｂを加算し、その演算結果（＝ｅｋｎｃｏ２＋ｂ）を新たな不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２に設定する。
【０１０３】
ＥＣＵ７は、前記Ｓ１１１の処理を実行した後にＳ１１２へ進み、空燃比学習値ｅｆｇａｆから前記所定値ｂを減算する。その際、ＥＣＵ７は、内燃機関１の運転領域毎に設定された空燃比学習値ｅｆｇａｆの全てについて前記所定値ｂの減算処理を行う。
【０１０４】
ＥＣＵ７は、前記Ｓ１１２の処理を実行し終えると、Ｓ１１３へ進み、イグニッションスイッチがオフ（ＩＧ＝ＯＦＦ）にされた否かを判別する。Ｓ１１３において否定判定された場合は、ＥＣＵ７は、前記Ｓ１０７以降の処理（又は前記Ｓ１０４以降の処理）を再度実行する。一方、Ｓ１１３において肯定判定された場合は、ＥＣＵ７は、本ルーチンの実行を終了する。
【０１０５】
以上述べたように、燃料噴射量演算ルーチンが実行されると、ＣＮＧの不活性ガス濃度に適合した不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２が決定される。その結果、不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２と図５に示すようなマップを利用して、ＣＮＧの不活性ガス濃度を算出することが可能になる。
【０１０６】
次に、ＥＣＵ７は、ＣＮＧの不活性ガス濃度に応じて、第１運転モードと第２運転モードの切り替え制御に用いられる閾値を変更する方法について述べる。前述したように、第１運転モードにおいて内燃機関１が発生し得る最大のトルク（第１最大トルク）は、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高くなるほど小さくなる。よって、第１運転モードと第２運転モードの切り替え制御に用いられる閾値は、図７に示すように、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高くなるほど小さい値にされることが好ましい。
【０１０７】
このような方法により閾値が変更されると、充填ＣＮＧの充填によって混合ＣＮＧの不活性ガス濃度が残留ＣＮＧの不活性ガス濃度より高くなった場合（混合ＣＮＧの第１最大トルクが充填ＣＮＧの第１最大トルクより小さくなった場合）に、充填ＣＮＧの充填後の閾値は、充填ＣＮＧの充填前より小さい値に変更される。よって、要求トルクが混合ＣＮＧの第１最大トルクより大きいときに、内燃機関１が第１運転モードで運転されることがなくなる。その結果、内燃機関１の実トルクが要求トルクより小さくなる事態、第１運転モードから第２運転モードへの切り替え時に実トルクが急速に増加する事態、及び第２運転モードから第１運転モードへの切り替え時に実トルクが急速に低下する事態を回避することができる。
【０１０８】
また、充填ＣＮＧの充填によって混合ＣＮＧの不活性ガス濃度が残留ＣＮＧの不活性ガス濃度より低くなった場合（混合ＣＮＧの第１最大トルクが充填ＣＮＧの第１最大トルクより大きくなった場合）に、充填ＣＮＧの充填後の閾値は、充填ＣＮＧの充填前より大きな値に変更される。よって、要求トルクが混合ＣＮＧの第１最大トルクより小さいときに、第１運転モードから第２運転モードへの切り替えが実施される事態や、第２運転モードから第１運転モードへの切り替えが実施されない事態を回避することができる。その結果、実トルクと要求トルクとの乖離を抑制しつつ、第１運転モードが実施される運転領域を拡大することができる。
【０１０９】
ところで、第１運転モードから第２運転モードへ切り替える場合の判定基準になる閾値と、第２運転モードから第１運転モードへ切り替える場合の判定基準になる閾値とが同値に設定されると、要求トルクが閾値の近傍で増減したときに第１運転モードと第２運転モードの切り替えが頻繁に繰り返される可能性がある。そのような場合は、第１運転モードと第２運転モードの切り替え制御に対して、内燃機関１の実際の運転状態が追従できなくなる可能性もある。
【０１１０】
これに対し、本実施例では、第１運転モードから第２運転モードへ切り替える場合の判定基準になる閾値（第１閾値）と、第２運転モードから第１運転モードへ切り替える場合の判定基準になる閾値（第２閾値）は、互いに異なる値に設定されるようにした。
【０１１１】
具体的には、図８に示すように、第１閾値は第１最大トルクからマージンを差し引いた値に設定され、第２閾値は第１閾値から所定値（ヒステリシス幅）を差し引いた値に設定される。なお、ここでいう「所定値」は、実験などを利用して適合処理によって求められる値である。たとえば、所定値は、要求トルクが第１閾値又は第２閾値の近傍で増減したときに、第１運転モードと第２運転モードの切り替え制御に対して、内燃機関１の実際の運転状態が追従することができる最小の値に設定されてもよい。
【０１１２】
このように、第１閾値と第２閾値が互いに異なる値に設定されると、実トルクが要求トルクより小さくなる事態を回避しつつ、第１運転モードと第２運転モードの切り替えが頻繁に実施される事態を回避することができる。
【０１１３】
以下、第１運転モードと第２運転モードの切り替え手順について、図９に沿って説明する。図９は、運転モード切り替え制御ルーチンを示すフローチャートである。この運転モード切り替え制御ルーチンは、予めＥＣＵ７のＲＯＭに記憶されており、イグニッションスイッチがオンにされたときに実行される。
【０１１４】
図９の運転モード切り替え制御ルーチンでは、ＥＣＵ７は、Ｓ２０１において、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ＝ＯＮ）にされたか否かを判別する。Ｓ２０１において否定判定された場合（ＩＧ＝ＯＦＦ）は、ＥＣＵ７は、本ルーチンの実行を終了する。Ｓ２０１において肯定判定された場合（ＩＧ＝ＯＮ）は、ＥＣＵ７は、Ｓ２０２へ進む。
【０１１５】
Ｓ２０２では、ＥＣＵ７は、ＣＮＧの不活性ガス濃度を演算する。詳細には、ＥＣＵ７は、前述した燃料噴射量演算ルーチンにおいて算出された不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２と図５に示すようなマップとに基づいて、ＣＮＧの不活性ガス濃度を算出する。ＥＣＵ７がＳ１０２の処理を実行することにより、本発明に係わる検出手段が実現される。
【０１１６】
Ｓ２０３では、ＥＣＵ７は、前記Ｓ２０２で算出された不活性ガス濃度をパラメータとして、第１最大トルクＴｒｑ１ｍａｘを演算する。詳細には、ＥＣＵ７は、前記Ｓ２０２で算出された不活性ガス濃度と図７に示すようなマップとに基づいて、第１最大トルクＴｒｑ１ｍａｘを演算する。
【０１１７】
Ｓ２０４では、ＥＣＵ７は、前記Ｓ２０３で算出された第１最大トルクＴｒｑ１ｍａｘからマージンｍを減算することにより、第１閾値Ｔｈｒｅ１を算出する。
【０１１８】
Ｓ２０５では、ＥＣＵ７は、前記Ｓ２０４で算出された第１閾値Ｔｈｒｅ１から所定値ΔＴｒｑを減算することにより、第２閾値Ｔｈｒｅ２を算出する。
【０１１９】
Ｓ２０６では、ＥＣＵ７は、内燃機関１の要求トルクＴｒｑｔｒｇを演算する。具体的には、ＥＣＵ７は、アクセルポジションセンサ８の出力信号（アクセル開度）と、スロットル弁３２の開度（スロットル開度）と、エアフローメータ３１の出力信号（吸入空気量）のうち、少なくとも１つをパラメータとして、要求トルクＴｒｑｔｒｇを演算する。その際、ＥＣＵ７は、アクセル開度とスロットル開度と吸入空気量の少なくとも１つを引数とする演算モデル或いはマップを用いて要求トルクＴｒｑｔｒｇを演算してもよい。
【０１２０】
Ｓ２０７では、ＥＣＵ７は、内燃機関１の運転モードが第１運転モードであるか否かを判別する。Ｓ２０７において肯定判定された場合は、ＥＣＵ７は、Ｓ２０８へ進む。一方、Ｓ２０７において否定判定された場合は、ＥＣＵ７は、Ｓ２１０へ進む。
【０１２１】
Ｓ２０８では、ＥＣＵ７は、前記Ｓ２０６で算出された要求トルクＴｒｑｔｒｇが第１閾値Ｔｈｒｅ１より大きいか否かを判別する。Ｓ２０８において肯定判定された場合（Ｔｒｑｔｒｇ＞Ｔｈｒｅ１）は、ＥＣＵ７は、Ｓ２０９へ進み、内燃機関１の運転モードを第１運転モードから第２運転モードへ切り替える。ＥＣＵ７は、Ｓ２０９の処理を実行した後に、Ｓ２１２へ進む。なお、Ｓ２０８において否定判定された場合（Ｔｒｑｔｒｇ≦Ｔｈｒｅ１）は、ＥＣＵ７は、Ｓ２０９の処理をスキップして、Ｓ２１２へ進む。
【０１２２】
一方、Ｓ２１０では、ＥＣＵ７は、前記Ｓ２０６で算出された要求トルクＴｒｑｔｒｇが第２閾値Ｔｈｒｅ２以下であるか否かを判別する。Ｓ２１０において肯定判定された場合（Ｔｒｑｔｒｇ≦Ｔｈｒｅ２）は、ＥＣＵ７は、Ｓ２１１へ進み、内燃機関１の運転モードを第２運転モードから第１運転モードへ切り替える。ＥＣＵ７は、Ｓ２１１の処理を実行した後に、Ｓ２１２へ進む。なお、Ｓ２１０において否定判定された場合（Ｔｒｑｔｒｇ＞Ｔｈｒｅ２）は、ＥＣＵ７は、Ｓ２１１の処理をスキップして、Ｓ２１２へ進む。
【０１２３】
Ｓ２１２では、ＥＣＵ７は、イグニッションスイッチがオフにされたか否かを判別する。Ｓ２１２において肯定判定された場合は、ＥＣＵ７は、本ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ２１２において否定判定された場合は、ＥＣＵ７は、Ｓ２０６移行の処理を再度実行する。
【０１２４】
なお、ＥＣＵ７がＳ２０８乃至Ｓ２１１の処理を実行することにより、本発明に係わる変更手段が実現される。
【０１２５】
以上述べた実施例によれば、残留ＣＮＧと異なる性状の充填ＣＮＧが充填された場合に、内燃機関１の実トルクと要求トルクが乖離する事態を回避しつつ、第１運転モードが実施される運転領域を拡大することができる。
【０１２６】
なお、本実施例では、ＣＮＧの不活性ガス濃度に応じて第１閾値及び第２閾値を変更する例について述べたが、不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２に応じて第１閾値及び第２閾値を変更してもよい。
【０１２７】
また、多種燃料内燃機関を搭載した車両は、運転者が運転モードを任意に選択するためのスイッチを備える場合がある。そのような場合は、運転者が第１運転モードを選択している場合に限り、第１閾値Ｔｈｒｅ１と第２閾値Ｔｈｒｅ２に基づく運転モードの切り替えが実施されればよい。
【０１２８】
＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例について図１０乃至図１４に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１２９】
前述した第１の実施例と本実施例の相違点は、ＣＮＧの不活性ガス濃度を検出する方法にある。前述した第１の実施例では、空燃比フィードバック制御に用いられる補正値（不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２）をパラメータとしてＣＮＧの不活性ガス濃度を求める方法について述べたが、本実施例では、レギュレータ５６の開度をパラメータとしてＣＮＧの不活性ガス濃度を求める方法について述べる。
【０１３０】
ＣＮＧの補給後に初めて内燃機関１が始動されるときにＡ／Ｆセンサ４１が活性していなければ、空燃比フィードバック制御を直ちに開始することはできない。そのため、ＣＮＧの補給後において内燃機関１が初めて運転されるときにＡ／Ｆセンサ４１が活性していなければ、不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２に基づいて不活性ガス濃度を演算することは困難となる。
【０１３１】
これに対し、ＥＣＵ７は、ＣＮＧの補給後に初めて内燃機関１が始動されるときにＡ／Ｆセンサ４１が活性していなければ、レギュレータ５６の開度に基づいて不活性ガス濃度を演算するようにした。
【０１３２】
ここで、レギュレータ５６の概略構成について、図１０に基づいて説明する。図１０は、レギュレータ５６の概略構成を示す断面図である。レギュレータ５６のハウジング５００には、１次室５０１と２次室５０２が形成される。１次室５０１と２次室５０２は、連通路５０３により相互に連通している。
【０１３３】
前記１次室５０１は、該１次室５０１へＣＮＧを取り入れるためのインレット５０４と通路５０５を介して連通している。インレット５０４は、レギュレータ５６より上流の第１燃料通路５１（第１燃料タンク５２からレギュレータ５６に至る第１燃料通路５１）と接続される。
【０１３４】
前記２次室５０２は、該２次室５０２からＣＮＧを排出するためのアウトレット５０６と通路５０７を介して連通している。アウトレット５０６は、レギュレータ５６より下流の第１燃料通路５１（レギュレータ５６から第１デリバリパイプ５０に至る第１燃料通路５１）と接続される。
【０１３５】
なお、以下では、図１０に示すように、第１燃料タンク５２からレギュレータ５６に至る第１燃料通路５１を「上流側燃料通路５１ａ」と称し、レギュレータ５６から第１デリバリパイプ５０に至る第１燃料通路５１を「下流側燃料通路５１ｂ」と称する。
【０１３６】
前記連通路５０３には、ポペット型のバルブ５１０のバルブステム５１０ｂが収容されている。バルブステム５１０ｂの先端側は１次室５０１に突出し、その端部には円錐状のバルブボディ５１０ａが取り付けられている。なお、バルブステム５１０ｂの外径は連通路５０３の内径よりも小さく形成され、バルブステム５１０ｂの外周面と連通路５０３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５０１における連通路５０３の開口端にはバルブシート５０８が取り付けられ、バルブボディ５１０ａがバルブシート５０８に着座したときに連通路５０３の開口端が閉じられるようになっている。
【０１３７】
前記バルブステム５１０ｂの基端側は２次室５０２に延出し、その端部はホルダ５１１の先端に連結されている。ホルダ５１１の外周面とハウジング５００の内周面との間には、環状のダイヤフラム５１２が架設されている。ここで、２次室５０２は、前記ダイヤフラム５１２により２つの部屋５０２ａ，５０２ｂに区画される。以下では、２つの部屋５０２ａ，５０２ｂのうち、前記アウトレット５０６と連通する部屋５０２ａを減圧室５０２ａと称し、もう一方の部屋５０２ｂを大気室５０２ｂと称する。
【０１３８】
前記ホルダ５１１の基端には、スプリングリテーナ５１３が取り付けられている。スプリングリテーナ５１３と対向する部分には、ハウジング５００に螺合されたアジャストボルト５１５が配置される。スプリングリテーナ５１３とアジャストボルト５１５との間には、コイルスプリング５１４が配置されている。コイルスプリング５１４は、スプリングリテーナ５１３及びホルダ５１１を介して、ダイヤフラム５１２及びバルブ５１０を２次室５０２側から１次室５０１側へ付勢するものである。コイルスプリング５１４からスプリングリテーナ５１３に作用する付勢力は、アジャストボルト５１５により調整されるようになっている。
【０１３９】
このように構成されたレギュレータ５６によれば、減圧室５０２ａの圧力がコイルスプリング５１４の付勢力（設定圧）より小さいときは、スプリングリテーナ５１３及びホルダ５１１がコイルスプリング５１４の付勢力を受けて２次室５０２側から１次室５０１側へ変位する。その場合、ダイヤフラム５１２及びバルブ５１０も、２次室５０２側から１次室５０１側へ変位する。その結果、バルブボディ５１０ａがバルブシート５０８から離間（バルブ５１０が開弁）し、１次室５０１と減圧室５０２ａが連通路５０３を介して導通する。
【０１４０】
なお、ホルダ５１１の外径は、減圧室５０２ａにおける連通路５０３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５１２及びバルブが２次室５０２側から１次室５０１側へ変位する場合において、これらダイヤフラム５１２及びバルブ５１０が到達し得る位置は、ホルダ５１１の先端が前記開口端周縁のハウジング５００に当接する位置に制限される。よって、図１０に示すように、ホルダ５１１の先端が前記開口端周縁のハウジング５００に当接したときに、バルブ５１０の開度（連通路５０３の開口面積（通路断面積））が最大となる。
【０１４１】
バルブ５１０が開弁しているときは、上流側燃料通路５１ａからインレット５０４へ流入したＣＮＧが通路５０５、１次室５０１及び連通路５０３を順次経由して減圧室５０２ａに流入する。減圧室５０２ａに流入したＣＮＧは、通路５０７、アウトレット５０６、及び下流側燃料通路５１ｂを介して第１デリバリパイプ５０に供給される。
【０１４２】
１次室５０１から減圧室５０２ａへＣＮＧが供給され続けると、減圧室５０２ａ及び下流側燃料通路５１ｂの圧力が上昇する。減圧室５０２ａ及び下流側燃料通路５１ｂの圧力がコイルスプリング５１４の付勢力（設定圧）より大きくなると、ダイヤフラム５１２が１次室５０１側から２次室５０２側へ変位（減圧室５０２ａ側から大気室５０２ｂ側へ変位）する。ダイヤフラム５１２が１次室５０１側から２次室５０２側へ変位すると、バルブ５１０も１次室５０１側から２次室５０２側へ変位するため、バルブ５１０の開度（連通路５０３の開口面積）が減少する。そして、バルブボディ５１０ａがバルブシート５０８に着座（バルブ５１０が閉弁）すると、図１１に示すように、バルブ５１０の開度（連通路５０３の開口面積（通路断面積））が最小（零）になる。その場合、１次室５０１から減圧室５０２ａへのＣＮＧの流れが遮断される。
【０１４３】
ここで、内燃機関１の始動前後におけるバルブ５１０の動作を図１２に示す。図１２中の横軸は時間を示し、縦軸はバルブ５１０の開度を示す。内燃機関１の運転停止中は、前記遮断弁５５が閉じられるとともに、下流側燃料通路５１ｂ及び減圧室５０２ａに残留しているＣＮＧが第１燃料噴射弁５から徐々に漏出するため、減圧室５０２ａの圧力がコイルスプリング５１４の付勢力（設定圧）より低くなる。その結果、内燃機関１の運転停止中は、バルブ５１０の開度が最大（全開）となる。
【０１４４】
イグニッションスイッチがオンにされると（図１２中のｔ０）、前記遮断弁５５が開弁されるため、第１燃料タンク５２に貯蔵されていたＣＮＧが上流側燃料通路５１ａを介してレギュレータ５６のインレット５０４へ流入する。インレット５０４へ流入したＣＮＧは、通路５０５、１次室５０１、及び連通路５０３を順次経て減圧室５０２ａに流入する。その結果、減圧室５０２ａの圧力が上昇し、それに伴ってバルブ５１０の開度が減少する。そして、減圧室５０２ａの圧力が設定圧（コイルスプリング５１４の付勢力）以上に達すると（図１２中のｔ１）、バルブ５１０の開度が零（全閉）になる。
【０１４５】
その後、スタータスイッチがオンにされ、次いで第１燃料噴射弁５からの燃料噴射が開始されると（図１２中のｔ２）、バルブ５１０の開度が略一定の中間開度（図１２中のθ）に安定する。その際、レギュレータ５６のバルブ５１０は、第１燃料噴射弁５からの燃料噴射によって減圧室５０２ａの圧力が設定圧未満に低下したときに開弁し、１次室５０１から減圧室５０２ａへのＣＮＧの供給によって減圧室５０２ａの圧力が設定圧以上に上昇したとき閉弁するという動作を繰り返すのであるが、ダイヤフラム５１２及びバルブ５１０の変位速度が燃料噴射周期に追従しきれないため、バルブ５１０の開度が略一定の中間開度θで安定する。
【０１４６】
前記した一定の中間開度θは、ＣＮＧに含まれる不活性ガスの濃度に応じて変化する。ここで、減圧室５０２ａ及び下流側燃料通路５１ｂの圧力が一定であるときのバルブ５１０の中間開度θとＣＮＧに含まれる不活性ガスの濃度との相関を図１３に示す。図１３中の横軸は、ＣＮＧに含まれる不活性ガスの濃度を示し、縦軸はバルブ５１０の中間開度θを示す。
【０１４７】
図１３に示すように、減圧室５０２ａ及び下流側燃料通路５１ｂの圧力が一定であるときの中間開度θは、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高くなるほど大きくなる。つまり、前記した一定の中間開度θは、ＣＮＧの不活性ガス濃度に比例する。
【０１４８】
したがって、前記中間開度θが検出されれば、図１３に示すような相関関係を利用してＣＮＧの不活性ガス濃度を演算することができる。すなわち、ＣＮＧの補給後において内燃機関１が初めて運転されるときにＡ／Ｆセンサ４１が活性していなくても、ＣＮＧの不活性ガス濃度を特定することができる。
【０１４９】
ここで、レギュレータ５６のバルブ５１０の開度を検出する方法としては、バルブ５１０のリフト量（バルブ５１０が全閉位置から変位した量）を検出する方法が考えられる。そこで、本実施例では、バルブ５１０のリフト量を検出するためのリフトセンサ５２０をレギュレータ５６に取り付けている。リフトセンサ５２０は、図１０，１１に示すように、スプリングリテーナ５１３におけるアジャストボルト５１５と対向する面に取り付けられた板状のターゲット５２２と、アジャストボルト５１５におけるスプリングリテーナ５１３と対向する部位に取り付けられたギャップセンサ５２１と、を備えている。
【０１５０】
前記リフトセンサ５２０によれば、ターゲット５２２がバルブ５１０と一体的に変位し、ギャップセンサ５２１がターゲット５２２と該ギャップセンサ５２１の相対距離に相関した電気信号を出力する。よって、バルブ５１０が全閉状態にあるときのギャップセンサ５２１の出力信号値を予め記憶しておき、その出力信号値と現時点におけるギャップセンサ５２１の出力信号値との偏差を算出することにより、バルブ５１０のリフト量（開度）を特定することができる。
【０１５１】
したがって、ＥＣＵ７は、第１燃料噴射弁５による燃料噴射が実施されているときのリフトセンサ５２０の出力信号（中間開度θ）と、図１３に示すような相関関係を利用することにより、ＣＮＧの不活性ガス濃度を演算することができる。
【０１５２】
ところで、前記中間開度θは、ＣＮＧの不活性ガス濃度に加え、レギュレータ５６より上流におけるＣＮＧの圧力（以下、「上流側圧力」と称する）によっても変化する。たとえば、ＣＮＧの不活性ガス濃度が一定である場合は、上流側圧力が高くなるほど、該レギュレータを通過するＣＮＧの体積流量が大きくなる。そのため、ＣＮＧの不活性ガス濃度及び減圧室５０２ａの圧力が一定である場合は、図１４に示すように、上流側圧力が高くなるほど、前記中間開度θが小さくなる。
【０１５３】
したがって、ＥＣＵ７は、前記中間開度θとＣＮＧの不活性ガス濃度との相関に加え、前記中間開度θと上流側圧力との相関を利用して、ＣＮＧの不活性ガス濃度を演算することが望ましい。具体的には、ＥＣＵ７は、上流側圧力から補正係数を演算する。補正係数は、１以上の整数であって、上流側圧力が高くなるほど大きな値に設定される値である。補正係数と上流側圧力との関係は、予め実験的に求めておくとともに、ＥＣＵ７のＲＯＭなどにマップとして記憶されていてもよい。ＥＣＵ７は、リフトセンサ５２０の出力信号（中間開度θ）と前記補正係数を乗算し、その演算結果と図１３の相関関係から不活性ガス濃度を演算すればよい。
【０１５４】
なお、前記上流側圧力としては、前記圧力センサ５７の出力信号を用いてもよい。また、前記上流側圧力は上流側燃料通路５１ａの温度や第１燃料タンク５２の温度に相関するため、吸気温度センサや外気温センサなどの出力信号を上流側圧力の相関値として用いてもよい。
【０１５５】
以上述べた方法によりＣＮＧの不活性ガス濃度が検出されると、ＣＮＧの補給後において内燃機関１が初めて運転されるときにＡ／Ｆセンサ４１が活性していなくても、第１閾値Ｔｈｒｅ１及び第２閾値Ｔｈｒｅ２の値がＣＮＧの性状に適した値になる。その結果、Ａ／Ｆセンサ４１が活性していないときであっても、内燃機関１の実トルクと要求トルクの乖離を抑制しつつ、第１運転モードが実施される運転領域を拡大することができる。
【０１５６】
＜実施例３＞
次に、本発明の第３の実施例について図１５乃至図１７に基づいて説明する。ここでは、前述した第２の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１５７】
前述した第２の実施例では、第１燃料噴射弁５からＣＮＧが噴射されているときのレギュレータ５６のバルブ５１０の開度（中間開度θ）をパラメータとしてＣＮＧの不活性ガス濃度を求める方法について述べたが、本実施例では、レギュレータ５６のバルブ５１０の開弁期間の長さをパラメータとしてＣＮＧの不活性ガス濃度を求める方法について述べる。ここでいう「開弁期間」は、内燃機関１の始動時において、レギュレータ５６のバルブ５１０が全開位置から全閉位置へ変位するまでの期間（すなわち、前述した図１２中のｔ０からｔ１までの期間）である。
【０１５８】
図１５に示すように、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高いときは低いときに比べ、ＣＮＧの密度が高くなる。そのため、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バルブ５１０の開度（連通路５０３の開口面積（通路断面積））が大きくなる。言い換えれば、バルブ５１０の開度が一定であるときは、ＣＮＧの密度が高くなるほど、レギュレータ５６を通過するＣＮＧの体積流量が小さくなる。
【０１５９】
ここで、内燃機関１の始動時（遮断弁５５が開弁されたとき）は、第１デリバリパイプ５０内の圧力上昇に伴い、レギュレータ５６のバルブ５１０が全開位置から全閉位置へ徐々に変位する。詳細には、イグニッションスイッチがＯＮになった時点から第１デリバリパイプ５０内の圧力が設定圧力に達する時点までの期間において、バルブ５１０の開度が徐々に減少する。
【０１６０】
なお、第１デリバリパイプ５０内の圧力を設定圧力にまで上昇させるために必要なＣＮＧの量は、ＣＮＧの不活性ガス濃度に関わらず同一である。よって、バルブ５１０が全開位置から全閉位置へ変位する期間における連通路５０３の開口面積の積算値は、ＣＮＧの不活性ガス濃度が高いほど大きくなる。そのため、レギュレータ５６のバルブ５１０の開弁期間は、図１６に示すように、不活性ガス濃度が高くなるほど長くなる。
【０１６１】
そこで、本実施例では、図１６に示すような開弁期間とＣＮＧの不活性ガス濃度との相関関係を予め求めておくとともに、内燃機関１の始動時における開弁期間の長さを計測することにより、ＣＮＧの不活性ガス濃度を演算するようにした。
【０１６２】
開弁期間の長さは、リフトセンサ５２０の出力信号が第１所定開度を示す時点から第２所定開度を示す時点までの時間を計測してもよく、或いは遮断弁５５が開弁された時点から第１デリバリパイプ５０の圧力が設定圧力と等しくなる時点までの時間を計測してもよい。前記第１所定開度は全開であってもよく、或いは全閉より大きく且つ全開より小さい開度であってもよい。また、前記第２所定開度は全閉であってもよく、或いは全閉より大きく且つ前記第１所定開度より小さな開度であってもよい。
【０１６３】
ところで、前記開弁期間の長さは、ＣＮＧの不活性ガス濃度に加え、レギュレータ５６より上流におけるＣＮＧの圧力（上流側圧力）によっても変化する。たとえば、ＣＮＧの密度が一定である場合は、上流側圧力が高くなるほど、該レギュレータを通過するＣＮＧの体積流量が大きくなる。言い換えると、ＣＮＧの不活性ガス濃度が一定である場合は、図１７に示すように、上流側圧力が高くなるほど、前記開弁期間の長さが短くなる。
【０１６４】
したがって、ＥＣＵ７は、前記開弁期間とＣＮＧの不活性ガス濃度との相関に加え、前記開弁期間と上流側圧力との相関を利用して、ＣＮＧの不活性ガス濃度を演算することが望ましい。具体的には、ＥＣＵ７は、上流側圧力から補正係数を演算する。補正係数は、１以上の整数であって、上流側圧力が高くなるほど大きな値に設定される値である。補正係数と上流側圧力との関係は、予め実験的に求めておくとともに、ＥＣＵ７のＲＯＭなどにマップとして記憶されていてもよい。ＥＣＵ７は、開弁期間の計測値と前記補正係数を乗算し、その演算結果と図１６の相関関係から不活性ガス濃度を演算すればよい。
【０１６５】
前記上流側圧力としては、前記圧力センサ５７の出力信号を用いてもよく、或いは吸気温度センサや外気温センサなどの出力信号を上流側圧力の相関値として用いてもよい。
【０１６６】
以上述べた方法によりＣＮＧの不活性ガス濃度が検出されると、ＣＮＧの補給後において内燃機関１が初めて運転されるときにＡ／Ｆセンサ４１が活性していなくても、第１閾値Ｔｈｒｅ１及び第２閾値Ｔｈｒｅ２の値がＣＮＧの性状に適した値になる。その結果、Ａ／Ｆセンサ４１が活性していないときであっても、内燃機関１の実トルクと要求トルクの乖離を抑制しつつ、第１運転モードが実施される運転領域を拡大することができる。
【０１６７】
なお、バルブ５１０の開弁期間の長さの代わりに、バルブ５１０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５１０の開度の減少量（すなわち、閉弁動作速度）、バルブ５１０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５１０の開度、又は、バルブ５１０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５１０の開度の積算値などをパラメータとして、ＣＮＧの不活性ガス濃度を演算してもよい。
【０１６８】
＜実施例４＞
次に、本発明の第４の実施例について図１８乃至図１９に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１６９】
前述した第１の実施例と本実施例の相違点は、ＣＮＧの不活性ガス濃度を検出する方法にある。前述した第１の実施例では、空燃比フィードバック制御に用いられる補正値（不活性ガス濃度学習値ｅｋｎｃｏ２）をパラメータとしてＣＮＧの不活性ガス濃度を求める方法について述べたが、本実施例では、ＣＮＧの充填時に充填ＣＮＧのガス定数を演算し、充填ＣＮＧのガス定数から混合ＣＮＧの不活性ガス濃度を求めるようにした。
【０１７０】
以下、充填ＣＮＧの不活性ガス濃度を特定する方法について述べる。ＣＮＧに含まれる不活性ガスの濃度は、ＣＮＧのガス定数と相関する。そのため、ＣＮＧのガス定数を求めることにより、ＣＮＧの不活性ガス濃度を特定することが可能になる。
【０１７１】
ＣＮＧのガス定数は、以下の式（４）で表すことができることが知られている。
Ｒ＝Ｓｓ２／（γ＊Ｔ）・・・（４）
前記式（４）中のＲはガス定数、Ｓｓは気体の音速、γは気体の比熱比、Ｔは気体の温度である。
【０１７２】
前記式（４）は、充填ＣＮＧが充填口５３から第１燃料タンク５２へ移動する速度が音速以上であるときに成立する。すなわち、充填口５３からインレットパイプ５４を介して第１燃料タンク５２へ至る経路のうち、通路断面積が最も小さい部分（以下、「最小径部」と称する）において充填ＣＮＧの移動速度が音速以上になるときに、前記式（４）が成立する。
【０１７３】
充填ＣＮＧの移動速度は、以下の条件が成立するときに音速以上になる。すなわち、充填ＣＮＧの充填直前（充填口５３が開口されたとき）における第１燃料タンク５２内の圧力Ｐｔａｎｋと充填ノズルから噴射される充填ＣＮＧの噴射圧力Ｐｄｉｓとの比（＝Ｐｔａｎｋ／Ｐｄｉｓ）が閾値Ｐｔｈｒｅ未満であるとき（（Ｐｔａｎｋ／Ｐｄｉｓ）＜Ｐｔｈｒｅ）に、充填ＣＮＧの移動速度が音速以上になる。
【０１７４】
したがって、充填ＣＮＧの充填直前における第１燃料タンク５２内の圧力Ｐｔａｎｋが充填ノズルの噴射圧力Ｐｄｉｓと閾値Ｐｔｈｒｅとの乗算値未満になるとき（Ｐｔａｎｋ＜（Ｐｔｈｒｅ＊Ｐｄｉｓ））に、前記式（４）が成立する。
【０１７５】
前記閾値Ｐｔｈｒｅは、充填ノズルの噴射圧力と最小径部の通路断面積に応じて変化する。ただし、充填ノズルの噴射圧力Ｐｄｉｓは、予め統計的に求めておくことができる。その際、噴射圧力Ｐｄｉｓとしては、統計的に求められた噴射圧力Ｐｄｉｓのうち、最も低い噴射圧力Ｐｄｉｓｍｉｎからマージンを差し引いた値を用いてもよい。最小径部の通路断面積は、予め求めておくことができる。よって、噴射圧力Ｐｄｉｓと閾値Ｐｔｈｒｅとの乗算値は、予め固定値として求めておくことが可能である（以下、前記乗算値を「臨界圧力Ｐｃｒｉ」と称する）。
【０１７６】
ＥＣＵ７は、充填ＣＮＧの充填直前における第１燃料タンク５２内の圧力Ｐｔａｎｋが前記臨界圧力Ｐｃｒｉ未満であるときに、前記式（４）に従って充填ＣＮＧのガス定数Ｒを演算する。なお、既存の車載機器を用いて充填ＣＮＧの音速Ｓｓを計測することは困難である。そのため、ＥＣＵ７は、以下の方法により充填ＣＮＧの音速Ｓｓを演算する。
【０１７７】
充填ＣＮＧの速度（音速）Ｓｓは、以下の式（５）で表すことができる。
Ｓｓ＝Ｑ／Ｃｓ・・・（５）
前記式（５）中のＱは単位時間当たりに充填される充填ＣＮＧの量（流量）であり、Ｃｓは最小径部の通路断面積である。
【０１７８】
充填ＣＮＧの流量Ｑは、第１燃料タンク５２内の圧力が一定時間Δｔ当たりに上昇する量ΔＰｔａｎｋに比例する。よって、充填ＣＮＧの流量Ｑは、以下の式（６）で表すことができる。
Ｑ＝ｋ＊（ΔＰｔａｎｋ／Δｔ）・・・（６）
前記式（６）中のｋは係数であり、第１燃料タンク５２の容積などに基づいて決定される適合値である。
【０１７９】
前記式（５）、（６）によれば、充填ＣＮＧの音速Ｓｓは、以下の式（７）で表すことができる。
Ｓｓ＝｛ｋ＊（ΔＰｔａｎｋ／Δｔ）｝／Ｃｓ・・・（７）
【０１８０】
前記式（４）、（７）によれば、ガス定数Ｒは、以下の式（８）で表すことができる。
Ｒ＝［｛ｋ＊（ΔＰｔａｎｋ／Δｔ）｝／Ｃｓ］２／（γ＊Ｔ）・・・（８）
【０１８１】
ＥＣＵ７は、充填ＣＮＧの充填直前における圧力センサ５７の測定値（第１燃料タンク５２内の圧力）Ｐｔａｎｋが前記臨界圧力Ｐｃｒｉ未満であるときに、前記式（８）に基づいて充填ＣＮＧのガス定数Ｒを演算することができる。
【０１８２】
なお、前記式（８）中の比熱比としては、二酸化炭素（ＣＯ２）の比熱比（１．２９）、窒素（Ｎ２）の比熱比（１．４０）、及びＣＮＧの主成分であるメタンの比熱比（１．３１）に基づいて決定される適合値（たとえば、１．３前後）を用いる。また、前記式（８）中の温度Ｔとしては、吸気温度センサや外気温度センサの測定値を用いる。なお、充填口５３から第１燃料タンク５２に至る経路に温度センサが取り付けられる場合は、該温度センサの測定値を前記温度Ｔとして用いてもよい。
【０１８３】
このような方法により充填ＣＮＧのガス定数Ｒが求められると、充填ＣＮＧの充填終了時に直ちに充填ＣＮＧのガス定数Ｒを特定することができる。その結果、充填ＣＮＧのガス定数Ｒをパラメータとして充填ＣＮＧに含まれる不活性ガス濃度を求めることがことも可能になる。ガス定数Ｒと不活性ガス濃度との関係は、予め実験的に求めておくものとする。その際、ガス定数Ｒと不活性ガス濃度との関係は、マップの形態でＥＣＵ７のＲＯＭに記憶しておくようにしてもよく、若しくは関数式の形態でＥＣＵ７のＲＯＭに記憶しておくようにしてもよい。
【０１８４】
ここで、充填ＣＮＧの不活性ガス濃度を特定する手順について図１８に沿って説明する。図１８は、充填ＣＮＧの不活性ガス濃度を特定する際にＥＣＵ７が実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。
【０１８５】
図１８の処理ルーチンでは、ＥＣＵ７は、先ずＳ３０１において不活性ガス濃度の検出条件が成立しているか否かを判別する。ここでいう検出条件は、たとえば、内燃機関１が運転停止状態にあり、且つ、充填口５３を覆うフューエルリッドが開いているときに成立する条件である。Ｓ３０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ７は、本ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ３０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ７は、Ｓ３０２へ進む。
【０１８６】
Ｓ３０２では、ＥＣＵ７は、圧力センサ５７の測定値Ｐｔａｎｋを読み込む。このときの測定値Ｐｔａｎｋは、充填ＣＮＧの充填直前における第１燃料タンク５２内の圧力に相当する。
【０１８７】
Ｓ３０３では、ＥＣＵ７は、前記Ｓ３０２で読み込まれた測定値Ｐｔａｎｋが前記臨界圧力Ｐｃｒｉ未満であるか否かを判別する。Ｓ３０３において否定判定された場合は、ＥＣＵ７は、本ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ３０３において肯定判定された場合は、ＥＣＵ７は、Ｓ３０４へ進む。
【０１８８】
Ｓ３０４では、ＥＣＵ７は、第１燃料タンク５２内の圧力が一定時間Δｔあたりに増加する量を演算する。たとえば、ＥＣＵ７は、前記Ｓ３０２において圧力センサ５７の測定値Ｐｔａｎｋを読み込んだ時点から一定時間Δｔが経過した時点で圧力センサ５７の測定値Ｐｔａｎｋ’を読み込み、それらの差ΔＰｔａｎｋ（＝Ｐｔａｎｋ’−Ｐｔａｎｋ）を一定時間Δｔで除算する。
【０１８９】
Ｓ３０５では、ＥＣＵ７は、充填ＣＮＧの温度Ｔを読み込む。その際、ＥＣＵ７は、吸気温度センサや外気温センサの測定値を充填ＣＮＧの温度Ｔとして読み込んでもよい。
【０１９０】
Ｓ３０６では、ＥＣＵ７は、前記Ｓ３０４で算出された値（＝ΔＰｔａｎｋ／Δｔ）と前記Ｓ３０５で測定された温度Ｔを前述した式（８）に代入することにより、充填ＣＮＧのガス定数Ｒを演算する。
【０１９１】
Ｓ３０７では、ＥＣＵ７は、前記Ｓ３０６で算出されたガス定数Ｒをパラメータとして、充填ＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃを演算する。
【０１９２】
以上述べたように、ＥＣＵ７が図１８の処理ルーチンを実行することにより、本発明に係わる演算部が実現される。その結果、充填ＣＮＧの充填が終了したときに、充填ＣＮＧの不活性ガス濃度を速やかに特定することが可能になる。
【０１９３】
次に、ＥＣＵ７は、充填ＣＮＧの不活性ガス濃度を利用して、混合ＣＮＧの不活性ガス濃度を演算する。具体的には、ＥＣＵ７は、以下の式（９）に従って、混合ＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃａｌｌを演算する。
Ｃａｌｌ＝｛Ｃ１＊Ｐ１＋Ｃ２＊（Ｐ２−Ｐ１）｝／Ｐ２・・・（９）
前記式（９）中のＣ１は残留ＣＮＧの不活性ガス濃度、Ｐ１は充填ＣＮＧの充填直前における第１燃料タンク５２内の圧力、Ｃ２は充填ＣＮＧの不活性ガス濃度、Ｐ２は充填ＣＮＧの充填終了時における第１燃料タンク５２内の圧力である。
【０１９４】
なお、第１燃料タンク５２内の圧力は、該第１燃料タンク５２内に貯蔵されているＣＮＧの量に相関する。よって、前記式（９）中のＰ１は残留ＣＮＧの量に相当し、Ｐ２からＰ１を減算した値（＝Ｐ２−Ｐ１）は充填ＣＮＧの量に相当する。
【０１９５】
ここで、混合ＣＮＧの不活性ガス濃度を特定する手順について図１９に沿って説明する。図１９は、混合ＣＮＧの不活性ガス濃度を特定する際にＥＣＵ７が実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。
【０１９６】
図１９の処理ルーチンでは、ＥＣＵ７は、先ずＳ４０１において、充填ＣＮＧの充填が終了したか否かを判別する。たとえば、ＥＣＵ７は、圧力センサ５７の測定値が単位時間当たりに増加する量が予め定められた下限値を下回ったときに、充填ＣＮＧの充填が終了したと判定してもよい。また、ＥＣＵ７は、充填口５３が閉じられ、或いはフューエルリッドが閉じられたことを条件として、充填ＣＮＧの充填が終了したと判定してもよい。前記した「下限値」は、充填ＣＮＧの充填が行われていないときに、第１燃料タンク５２内の圧力の最大上昇量にマージンを加算した値である。
【０１９７】
前記Ｓ４０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ７は、該Ｓ４０１の処理を繰り返し実行する。一方、前記Ｓ４０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ７は、Ｓ４０２へ進む。Ｓ４０２では、ＥＣＵ７は、圧力センサ５７の測定値Ｐｔａｎｋを読み込む。Ｓ４０２で読み込まれる測定値Ｐｔａｎｋは、充填ＣＮＧの充填終了時における第１燃料タンク５２内の圧力Ｐ２に相当する。
【０１９８】
Ｓ４０３では、ＥＣＵ７は、残留ＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃ１と、充填ＣＮＧの充填直前における第１燃料タンク５２内の圧力Ｐ１と、充填ＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃ２と、充填ＣＮＧの充填終了時における第１燃料タンク５２内の圧力Ｐ２と、を前記式（９）に代入することにより、混合ＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃａｌｌを演算する。その際、ＥＣＵ７は、充填ＣＮＧの充填直前における第１燃料タンク５２内の圧力Ｐ１として、図１８の処理ルーチンのＳ３０２で読み込まれた測定値Ｐｔａｎｋを用いる。ＥＣＵ７は、充填ＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃ２として、図１８の処理ルーチンのＳ３０７で算出された不活性ガス濃度Ｃを用いる。また、ＥＣＵ７は、充填ＣＮＧの充填終了時における第１燃料タンク５２内の圧力Ｐ２として、前記Ｓ４０２で読み込まれた測定値Ｐｔａｎｋを用いる。
【０１９９】
以上述べたように、ＥＣＵ７が図１９の処理ルーチンを実行することにより、充填ＣＮＧの充填が終了した時点で混合ＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃａｌｌを特定することができる。その結果、充填ＣＮＧの充填終了後において内燃機関１が初めて始動されるときに、ＥＣＵ７は、混合ＣＮＧの不活性ガス濃度Ｃａｌｌに見合った第１閾値Ｔｈｒｅ１及び第２閾値Ｔｈｒｅ２を設定することが可能となる。
【符号の説明】
【０２００】
１     内燃機関
２     気筒
３     吸気通路
４     排気通路
５     第１燃料噴射弁
６     第２燃料噴射弁
７     ＥＣＵ
４１   Ａ／Ｆセンサ
５０   第１デリバリパイプ
５１   第１燃料通路
５１ａ 上流側燃料通路
５１ｂ 下流側燃料通路
５２   第１燃料タンク
５３   充填口
５４   インレットパイプ
５５   遮断弁
５６   レギュレータ
５７   圧力センサ
６０   第２デリバリパイプ
６１   第２燃料通路
６２   第２燃料タンク
６３   燃料ポンプ
５００ ハウジング
５０１ １次室
５０２ ２次室
５０２ａ      減圧室
５０２ｂ      大気室
５０３ 連通路
５１０ バルブ
５１２ ダイヤフラム
５１３ スプリングリテーナ
５１４ コイルスプリング
５２０ リフトセンサ
【図１】
2013118276.tif 000003
【図２】
2013118276.tif 000004
【図３】
2013118276.tif 000005
【図４】
2013118276.tif 000006
【図５】
2013118276.tif 000007
【図６】
2013118276.tif 000008
【図７】
2013118276.tif 000009
【図８】
2013118276.tif 000010
【図９】
2013118276.tif 000011
【図１０】
2013118276.tif 000012
【図１１】
2013118276.tif 000013
【図１２】
2013118276.tif 000014
【図１３】
2013118276.tif 000015
【図１４】
2013118276.tif 000016
【図１５】
2013118276.tif 000017
【図１６】
2013118276.tif 000018
【図１７】
2013118276.tif 000019
【図１８】
2013118276.tif 000020
【図１９】
2013118276.tif 000021
【国際調査報告】
2013118276.tif 000022
2013118276.tif 000023
2013118276.tif 000024