(57)【要約】【課題】  ノッキングを回避可能にするガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】  燃焼室に臨んで設けられた直噴インジェクタ４１及び点火プラグ１３と、ノッキングの発生を検出または推定するノッキング検出手段としてのノックセンサ１ａとを備えるガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置であって、ノックセンサ１ａによりノッキングの発生が検出または推定されたとき、直噴インジェクタ４１からのガス燃料噴射圧を通常噴射圧よりも高く設定するべく、高圧ガス燃料ライン３４や遮断弁３Ｙを含む高噴射圧設定手段を備えることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に臨んで設けられた直噴インジェクタ及び点火プラグと、ノッキングの発生を検出または推定するノッキング検出手段とを備えるガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置であって、
前記ノッキング検出手段によりノッキングの発生が検出または推定されたとき、前記直噴インジェクタからのガス燃料噴射圧を通常噴射圧よりも高く設定する高噴射圧設定手段を備えることを特徴とするガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置。
【請求項２】
前記高噴射圧設定手段は、燃料タンク内の高圧ガス燃料をレギュレータにより減圧し、デリバリパイプを介して各インジェクタに供給する通常の低圧ガス燃料ラインに加えて設けられ、前記レギュレータを迂回する高圧ガス燃料ラインと、前記低圧ガス燃料ラインと前記高圧ガス燃料ラインとを切替える切替え手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載のガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置。
【請求項３】
前記高噴射圧設定手段は、燃料タンク内の高圧ガス燃料をレギュレータにより減圧し、デリバリパイプを介して各インジェクタに供給する通常の低圧ガス燃料ラインに加えて設けられ、前記レギュレータの下流から分岐され、加圧手段が配設された高圧ガス燃料ラインと、前記低圧ガス燃料ラインと前記高圧ガス燃料ラインとを切替える切替え手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載のガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置。
【請求項４】
前記高噴射圧設定手段により設定された高噴射圧による燃料噴射は、燃料噴射終了時期が運転状態に応じて予め設定された限界噴射終了時期マップから選択された遅角噴射時期となるように実行されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置。
【請求項５】
前記ノッキング検出手段によりノッキングの発生が検出または推定されたとき、燃料タンク内のガス燃料圧が所定値よりも低い場合は、前記高噴射圧設定手段を作動させることなく、前記点火プラグによる点火時期を遅角する点火時期遅角制御を行なうことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室に臨んで設けられた直噴インジェクタ及び点火プラグと、ノッキングの発生を検出または推定するノッキング検出手段とを備えるガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、圧縮天然ガス（以下、ＣＮＧと称す）や水素ガスを燃料とする、いわゆるガス燃料エンジンが開発されている。そして、このガス燃料エンジンにおいて、燃焼室でのガス燃料の燃焼を制御して燃費向上などを図るべく、機関運転領域に基づいて燃焼室へのガス燃料の噴射時期を制御することが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ガス燃料エンジンにおいて、低負荷運転領域では圧縮行程末期にガス燃料が噴射され、高負荷運転領域では圧縮行程初期または吸気行程にガス燃料が噴射されることが述べられている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０７６６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、例えば、ＣＮＧは高オクタン価であってガソリンよりはアンチノック性の点で優れるが、高圧縮比などを採用するとノッキングが発生する可能性は高くなる。それ故、高圧縮比などを採用するときには、概してノックコントロール制御として点火時期を最適な時期より遅らせる点火時期遅角制御が採用されることになる。しかしながら、上記特許文献１に記載の技術で点火時期遅角制御を適用すると、燃焼圧力が下がることになり、ガス燃料エンジンの性能が低下するという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、ガス燃料エンジンの性能を低下させずに、ノッキングを回避可能にするガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明の一形態に係るガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置は、燃焼室に臨んで設けられた直噴インジェクタ及び点火プラグと、ノッキングの発生を検出または推定するノッキング検出手段とを備えるガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置であって、ノッキング検出手段によりノッキングの発生が検出または推定されたとき、直噴インジェクタからのガス燃料噴射圧を通常噴射圧よりも高く設定する高噴射圧設定手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
ここで、高噴射圧設定手段は、燃料タンク内の高圧ガス燃料をレギュレータにより減圧し、デリバリパイプを介して各インジェクタに供給する通常の低圧ガス燃料ラインに加えて設けられ、レギュレータを迂回する高圧ガス燃料ラインと、低圧ガス燃料ラインと高圧ガス燃料ラインとを切替える切替え手段とを備えることが好ましい。
【０００９】
あるいは、高噴射圧設定手段は、燃料タンク内の高圧ガス燃料をレギュレータにより減圧し、デリバリパイプを介して各インジェクタに供給する通常の低圧ガス燃料ラインに加えて設けられ、レギュレータの下流から分岐され、加圧手段が配設された高圧ガス燃料ラインと、低圧ガス燃料ラインと高圧ガス燃料ラインとを切替える切替え手段とを備えることが好ましい。
【００１０】
さらに、高噴射圧設定手段により設定された高噴射圧による燃料噴射は、燃料噴射終了時期が運転状態に応じて予め設定された限界噴射終了時期マップから選択された遅角噴射時期となるように実行されることが好ましい。
【００１１】
さらに、ノッキング検出手段によりノッキングの発生が検出または推定されたとき、燃料タンク内のガス燃料圧が所定値よりも低い場合は、高噴射圧設定手段を作動させることなく、点火プラグによる点火時期を遅角する点火時期遅角制御を行なうことが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一形態によれば、燃焼室に臨んで設けられた直噴インジェクタ及び点火プラグと、ノッキングの発生を検出または推定するノッキング検出手段とを備えるガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置であって、ノッキング検出手段によりノッキングの発生が検出または推定されたとき、直噴インジェクタからのガス燃料噴射圧を通常噴射圧よりも高く設定する高噴射圧設定手段を備えるので、ノッキングの発生が検出または推定されたとき、高圧でガス燃料が燃焼室に噴射されて、燃焼室内に大きな乱れを発生させることが出来ることとなる。この結果、ガス燃料エンジンの性能を低下させずに燃焼室内での自然着火が抑制されて、ノッキングが回避可能になる。
【００１３】
また、高噴射圧設定手段が、燃料タンク内の高圧ガス燃料をレギュレータにより減圧し、デリバリパイプを介して各インジェクタに供給する通常の低圧ガス燃料ラインに加えて設けられ、レギュレータを迂回する高圧ガス燃料ラインと、低圧ガス燃料ラインと高圧ガス燃料ラインとを切替える切替え手段とを備える形態によれば、ノッキングの発生が検出または推定されたとき、高圧ガス燃料ラインに切替えて、燃料タンク内の高圧のガス燃料が燃焼室に噴射されるので、特別な加圧手段を必要とすることなく簡単な構成で確実にノッキングが回避可能になる。
【００１４】
あるいは、高噴射圧設定手段が、燃料タンク内の高圧ガス燃料をレギュレータにより減圧し、デリバリパイプを介して各インジェクタに供給する通常の低圧ガス燃料ラインに加えて設けられ、レギュレータの下流から分岐され、加圧手段が配設された高圧ガス燃料ラインと、低圧ガス燃料ラインと高圧ガス燃料ラインとを切替える切替え手段とを備える形態によれば、一旦減圧されたガス燃料が加圧手段で加圧され得るので、燃料タンク内のガス燃料の圧力に関わらず、ノッキングの発生が検出または推定されたとき、高圧のガス燃料を燃焼室内に噴射して、確実にノッキングを回避可能になる。
【００１５】
さらに、高噴射圧設定手段により設定された高噴射圧による燃料噴射が、燃料噴射終了時期が運転状態に応じて予め設定された限界噴射終了時期マップから選択された遅角噴射時期となるように実行される形態によれば、遅角噴射時期で噴射された高圧ガス燃料が点火プラグ付近に強い乱れを発生させ、その状態で点火が行われるので、ノッキングの発生をより確実に回避することが可能になる。
【００１６】
さらに、ノッキング検出手段によりノッキングの発生が検出または推定されたとき、燃料タンク内のガス燃料圧が所定値よりも低い場合は、高噴射圧設定手段を作動させることなく、点火プラグによる点火時期を遅角する点火時期遅角制御を行なう形態によれば、高圧のガス燃料を噴射することが難しいときにも、ノッキング回避のための制御が確実に行えるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しつつ説明する。
まず、図１及び図２に基づいて、本発明に係るガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置の第一の実施形態を説明する。なお、図１は第一の実施形態のガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置１０１を説明するための概略図であり、図２は図１におけるガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置１０１を制御するためのフローチャートの一例である。
【００１８】
エンジン１の吸気ポートは吸気マニフォルド２に接続されていて、エンジン１の排気ポートは排気マニフォルド５に接続されている。図１のエンジン１は、ガス燃料としてＣＮＧを用いるガス燃料供給システム３を備えている。このガス燃料供給システム３は、筒内の燃焼室１１に噴射口を介して噴射可能に配置されたガス燃料の直噴インジェクタとしてのＣＮＧ直噴インジェクタ４１にデリバリパイプ４を介して連通されている。なお、エンジン１には、シリンダブロックに伝わるノッキングによる高周波振動を検出するためのノッキング検出手段としてのノックセンサ１ａが配置されている。さらに、エンジン１においては、ＣＮＧ直噴インジェクタ４１からの噴射方向に適合されたピストンキャビティ１２が、吸気ポート側にオフセットされて形成されていて、このガス燃料のガス燃料噴射圧を検出する圧力センサ４ａがデリバリパイプ４に配置されている。また、各燃焼室１１の上部中央には、点火プラグ１３がそれぞれ配置されている。
【００１９】
車載されたガス燃料容器としての燃料タンク３１は、高圧ガス燃料送出ライン３２に接続されている。この高圧ガス燃料送出ライン３２は、燃料タンク３１内の高圧ガス燃料を減圧して低圧ガス燃料にするレギュレータ３ｂ、低圧ガス燃料ライン３３を介して、デリバリパイプ４に接続されている。高圧ガス燃料送出ライン３２には、燃料タンク３１内の高圧ガス燃料のガス燃料圧を検出する圧力センサ３ａ、及び低圧ガス燃料ライン３３に低圧ガス燃料を流すか否かの切替え制御を後述するように行うための遮断弁３Ｘが配置されていて、これらの下流にレギュレータ３ｂが接続されている。そして、レギュレータ３ｂの下流に接続されている低圧ガス燃料ライン３３には、低圧ガス燃料の逆流を防止する逆止弁３ｃが配置されている。なお、遮断弁３Ｘは、後述のＥＣＵ３００からの出力信号に基づいて制御可能にされている。ここで、レギュレータ３ｂにより減圧されたガス燃料を低圧ガス燃料と、これに対して燃料タンク３１内などの高圧のガス燃料を高圧ガス燃料と称している。
【００２０】
一方、高圧ガス燃料ライン３４は、高圧ガス燃料送出ライン３２から、より詳しくは圧力センサ３ａの下流であって遮断弁３Ｘの上流の分岐点Ｊから分岐されている。高圧ガス燃料ライン３４は、さらに逆止弁３ｃ下流の低圧ガス燃料ライン３３に合流される。つまり、この高圧ガス燃料ライン３４は、レギュレータ３ｂを迂回するように低圧ガス燃料ライン３３に並列に設けられていて、燃料タンク３１からの高圧ガス燃料をそのままデリバリパイプ４に流すことを可能にする流路を形成している。そして、分岐点Ｊ下流の高圧ガス燃料ライン３４には、高圧ガス燃料を流すか否かの切替え制御を行うための遮断弁３Ｙが配置されている。なお、この遮断弁３Ｙは、後述のＥＣＵ３００からの出力信号に基づいて制御可能にされていること上述の遮断弁３Ｘと同じである。
【００２１】
燃料タンク３１内に、充填圧力（例えば、２０ＭＰａ）で充填されている高圧ガス燃料は、レギュレータ３ｂにより一定の高調節圧（例えば、５ＭＰａ）まで減圧されて低圧ガス燃料とされ、この高調節圧でもってＣＮＧ直噴インジェクタ４１から燃焼室１１に例えば圧縮行程で噴射される。この高調節圧は、運転状態にかかわらず概して圧縮行程で筒内噴射が可能な圧力である。なお、このＣＮＧ直噴インジェクタ４１は、後述のＥＣＵ３００からの出力信号に基づいて制御可能にされている。
【００２２】
遮断弁３Ｘ、３Ｙの他、ＣＮＧ直噴インジェクタ４１の制御等の基本制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３００を本発明に係るガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置１０１は、備えている。ＥＣＵ３００は、ＣＰＵと、種々のプログラムやデータを記録するメモリと、入力インタフェース回路と、出力インタフェース回路とを備える、例えばマイクロコンピュータで構成されている。入力インタフェース回路には、シリンダブロックに伝わるノッキングによる高周波振動を検出するためのノックセンサ１ａ、燃料タンク３１内の高圧ガス燃料のガス燃料圧を検出する圧力センサ３ａ、ＣＮＧ直噴インジェクタ４１からの噴射ガス燃料のガス燃料噴射圧を検出する圧力センサ４ａ、さらにエンジンの回転数や負荷などのエンジンの運転状態を検出する手段である負荷センサ３０１や回転数センサ３０２などが電気配線を介して接続されている。そして、ＥＣＵ３００の出力インタフェース回路は、遮断弁３Ｘ、３Ｙを開閉可能にする駆動用のステップモータＳＭ１、ＳＭ２などに接続されていて、これら各種センサなどにより得られたデータに基づき、その開閉が制御可能にされている。
【００２３】
次に、上記構成のガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置１０１の制御の一例について、図２のフローチャートを用いて説明する。なお、図２の制御ルーチンは、所定時間毎に実行されるルーチンである。
【００２４】
上記構成であるガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置１０１において、ノッキングが発生しないで正常に燃焼が行われている状態では、通常、低圧ガス燃料ライン３３を介して、低圧ガス燃料３３がデリバリパイプ４に送られてＣＮＧ直噴インジェクタ４１から低圧ガス燃料が噴射されている。すなわち、低圧ガス燃料ライン３３へ低圧ガス燃料を流すべく遮断弁３Ｘが開かれているのに対し、高圧ガス燃料ライン３４への高圧ガス燃料を遮断すべく遮断弁３Ｙは閉じられている。
【００２５】
ここで制御がスタートすると、ステップＳ２０１で、ノッキングを回避する制御をするのかを調べるために、ノッキングが発生したか否かが判別される。すなわち、ノックセンサ１ａによりノッキングによる高周波振動が検出され、例えばそれがある閾値を超えるとノッキングが発生したと判別されてステップＳ２０２へ進む。なお、ノッキングが発生したか否かは、筒内圧センサなどの他の手段により検出または推定するようにしても良い。あるいは、ノッキング発生をノッキング発生前に事前に推測して、以下の制御を行っても良い。
【００２６】
そして、ステップＳ２０２では、ノッキングを回避する手段として、ガス燃料噴射圧を通常噴射圧よりも高く設定する制御を行うことと、従来から行われているように点火時期を遅角側に変更する点火時期遅角制御を行うことのどちらを選ぶか調べるために、燃料タンク３１内の圧力が所定圧より高いか否かが判別される。すなわち、本第一の実施形態では、燃料タンク３１内の圧力が所定圧より高く、ＣＮＧ直噴インジェクタ４１から高圧ガス燃料を噴射可能であるときにはガス燃料噴射圧を通常噴射圧よりも高く設定する制御が選択され、そうでないときには点火時期遅角制御が選択されて、ノッキングが回避されるようにされている。ここでは圧力センサ３ａにより検出される高圧ガス燃料のガス燃料圧が、例えば１０ＭＰａとされている所定圧より高いか否か判別される。そして、その結果１０ＭＰａより高いと判別されると、ステップＳ２０３へ進む。なお、燃料タンク３１内の圧力が所定圧より高くないときには、ステップＳ２１４へ進み、点火時期遅角制御が行われる。
【００２７】
ステップＳ２０３へ進むと、高圧ガス燃料ライン３４へ高圧ガス燃料を流すべく、遮断弁３Ｙが開かれ、次いでステップＳ２０４では低圧ガス燃料の流路を遮断すべく、遮断弁３Ｘが閉じられる。これにより、低圧ガス燃料ライン３３と高圧ガス燃料ライン３４とが切替えられ、高圧ガス燃料ライン３４へ高圧ガス燃料を流して、高圧ガス燃料をＣＮＧ直噴インジェクタ４１から噴射することが可能になる。
【００２８】
次に、ステップＳ２０５で、予め実験により求めて記憶されている限界噴射終了時期マップから、噴射終了時期が抽出される。具体的には、負荷センサ３０１や回転数センサ３０２より検知されるエンジンの負荷や回転数に基づき限界噴射終了時期マップを検索することで、噴射終了時期が求められる。なお、ここにいう限界噴射終了時期とは、遅角噴射する際に、点火プラグ１３付近に確実に乱れを発生できるようにするために許容される最大の遅角噴射終了時期である。なお、限界噴射終了時期マップは、エンジンの負荷や回転数のみならず、ガス燃料圧またはガス燃料噴射圧をも考慮して作成されても良い。
【００２９】
次に、ステップＳ２０６で、そのときのエンジンの負荷及び回転数、並びにガス燃料噴射圧から、噴射開始時期が抽出される。より詳しくは、ステップＳ２０５で検知されたエンジンの負荷及び回転数からその運転状態に対応して必要とされる燃料噴射量が、予め実験により求めて記憶されているマップデータを検索して、求められる。そして、この燃料噴射量と、圧力センサ４ａにより求めたガス燃料噴射圧とに基づき、予め実験により求めて記憶されているデータを検索して燃料噴射期間が求められ、既に抽出されている噴射終了時期との関係から、噴射開始時期が求められることになる。なお、燃料噴射期間を求めるにあたり、本第一の実施形態ではガス燃料噴射圧を用いることとしたが、例えば高圧ガス燃料の燃料温度をも用いても良い。
【００３０】
そして、上記の如く、噴射開始時期と噴射終了時期が求められると、これらに従って高圧ガス燃料がＣＮＧ直噴インジェクタ４１から噴射されて、点火プラグ１３より点火されることで燃焼室１１内で燃焼が行われることとなる。ところで、このような制御は、ノッキングを回避すべくなされたものであるので、ノッキングがこれで回避されたのか否か確認すべく、次のステップＳ２０７で、上記ステップＳ２０１と同様にして、ノッキングが発生したか否かが判別される。そして、ノッキングが発生していない、すなわちノッキングが回避されたと判別されたときには、ステップＳ２０８へ進み通常の制御に戻ることとなる。
【００３１】
すなわち、通常の制御状態に戻すべく、ステップＳ２０８で低圧ガス燃料が流れるように遮断弁３Ｘがまず開かれ、ステップＳ２０９で高圧ガス燃料が遮断されるように遮断弁３Ｙが閉じられることとなる。これにより、低圧ガス燃料のガス燃料圧に相当する通常噴射圧（例えば、５ＭＰａ）での噴射制御に戻され、低圧ガス燃料を用いて燃焼室１１での燃焼が行われることになる。このような制御の切換えはノッキングが回避できるようになったと判別されると、直ちに行われるので急激にエンジンの運転状態が変化するような場合でも、適切に対応する燃焼制御を行うことが可能になる。
【００３２】
一方、上記の如く制御を切替えてノッキングを回避することが行われるが、ステップＳ２０７でノッキングが発生していると判別されたときには、すなわちノッキングが回避できなかったと判別されたときには、ステップＳ２１０へ進む。
【００３３】
ステップＳ２１０では、上記制御によりノッキングを回避できたかを調べるべく、ガス燃料噴射圧を高くして燃焼制御している高圧噴射期間が所定期間経過したか否か判別される。具体的には、遮断弁３Ｙへの開信号によりスタートされる不図示のタイマ装置により計測され始めた高圧噴射期間が、所定期間を超えたか否かが判別され、越えていないときはステップＳ２０５に戻り、再度ステップＳ２０５乃至ステップＳ２０７及びステップＳ２１０が繰り返し行われる。高圧噴射期間が所定期間を超えたときには、上記高噴射圧制御によってもノッキングが回避できなかったと判別され、次のステップＳ２１１へ進む。なお、このときタイマ装置で計測中の高圧噴射期間はリセットされて、「０」にされる。
【００３４】
そして、ステップＳ２１１では、ノッキングを回避すべく、点火時期遅角制御への切替え制御が行われることとなる。そして、この点火時期遅角制御が行われると共に上記高噴射圧制御が停止されるように、ステップＳ２１２で遮断弁３Ｘが開かれ、ステップＳ２１３で遮断弁３Ｙが閉じられる。なお、ステップＳ２１１乃至ステップＳ２１３はほぼ同時に行われ、円滑に点火時期遅角制御への切換えが行われる。なお、上記ステップＳ２１４及びステップＳ２１１で点火時期遅角制御が行われることを述べたが、この制御によりノッキングが回避されると、通常の最適な点火時期での制御に戻されることになる。
【００３５】
上述の本第一の実施形態によれば、上記ガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置１０１は、ＣＮＧ直噴インジェクタ４１からのガス燃料噴射圧を通常噴射圧よりも高く設定する高噴射圧設定手段を備えている。そして、この高噴射圧設定手段は、燃料タンク３１内の高圧ガス燃料をレギュレータ３ｂにより減圧し、デリバリパイプ４を介して各ＣＮＧ直噴インジェクタ４１に供給する通常の低圧ガス燃料ライン３３に加えて設けられ、レギュレータ３ｂを迂回する高圧ガス燃料ライン３４と、低圧ガス燃料ライン３３と高圧ガス燃料ライン３４とを切替える切替え手段としての遮断弁３Ｘ、３Ｙとを備えているので、ノッキングの発生が検出等されたときに、原則として高圧ガス燃料が直接に燃焼室１１に噴射されることになる。そして燃焼室１１内に大きな乱れが発生されることになる。特に、ガス燃料が遅角噴射されるので、燃焼室１１内の点火プラグ１３付近に大きな乱れが発生させられた状態で点火され、この結果、例えばピストンが上死点に到達する以前にガス燃料の燃焼が行われるので、このノッキング回避のための制御によりガス燃料直噴エンジンの性能が低下することがなくなる。また、燃焼室、特に点火プラグ付近の乱れにより燃焼室内での自然着火が抑制されて、ノッキングが回避可能にされる。さらに、かかる構成によれば、高圧ガス燃料と低圧ガス燃料とを切替える制御を行うべく並列な流路と電磁制御可能な遮断弁３Ｘ、３Ｙを設けるのみであるので、簡単な構成で確実にノッキングを回避することが可能になる。
【００３６】
次に、本発明に係るガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置の第二の実施形態について、図３及び図４に基づいて説明する。なお、図３は第二の実施形態のガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置１０２を説明するための概略図であり、図４は図３におけるガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置１０２を制御するためのフローチャートの一例である。なお、説明の理解を容易にするため、上記第一の実施形態と同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付し、重複する説明を避ける。
【００３７】
本第二の実施形態では、燃料タンク３１からの高圧ガス燃料は全てレギュレータ３ｂを介して減圧される点が、上記第一の実施形態と相違する。その代わり、本第二の実施形態では、レギュレータ３ｂ下流の低圧ガス燃料ライン３３から分岐され、その後低圧ガス燃料ライン３３の逆止弁３ｃを迂回して該低圧ガス燃料ライン３３に合流されるように構成され、低圧ガス燃料の圧力を高めるべくコンプレッサ３Ｚが備えられている高圧ガス燃料ライン３５が設けられている。コンプレッサ３Ｚ下流の高圧ガス燃料ライン３５には、さらにサージタンク３ｄ、圧力センサ３ｅ、遮断弁３Ｙが、この順序で配置されている。このサージタンク３ｄは、コンプレッサ３Ｚにより高圧にされたガス燃料の脈動を抑制するべく、また圧力センサ３ｅは、コンプレッサ３Ｚによって加圧されたガス燃料の圧力を検出可能にすべく設けられている。なお、コンプレッサ３Ｚはモータ駆動とされている。また、高圧ガス燃料送出ライン３２には燃料タンク３１近傍に圧力センサ３ａが配置されているのみである。
【００３８】
次に、本第二の実施形態のガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置１０２の制御の一例について、図４のフローチャートを用いて説明する。なお、図４の制御ルーチンは、所定時間毎に実行されるルーチンである。なお、図４のフローチャートのステップＳ４０５乃至ステップＳ４１３は、前実施の形態における図２のフローチャートのステップＳ２０１、ステップＳ２０３、ステップＳ２０５乃至ステップＳ２０７、ステップＳ２０９乃至ステップＳ２１１、及びステップＳ２１３に対応するので、これらの説明は省略する。
【００３９】
上記構成であるガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置１０２において、ノッキングが発生しないで正常に燃焼が行われている状態では、低圧ガス燃料ライン３３を介して、低圧ガス燃料はデリバリパイプ４に送られて、ＣＮＧ直噴インジェクタ４１から低圧ガス燃料は噴射されている。すなわち、コンプレッサ３Ｚにより加圧された高圧ガス燃料が、高圧ガス燃料ライン３５から低圧ガス燃料ライン３３へ流れるのを遮断すべく遮断弁３Ｙは閉じられている。
【００４０】
ここで制御がスタートすると、まずステップＳ４０１で、高圧ガス燃料ライン３５のガス燃料が高圧ガス燃料であるか調べるべく、サージタンク３ｄ内圧が下限所定圧より高いか否かが判別される。本第二の実施形態では、例えば低圧ガス燃料の圧力がおよそ５ＭＰａであるのに対して、この下限所定圧はそれより大きな圧力の例えば１０ＭＰａとされている。そして、圧力センサ３ｅにより検出されたサージタンク３ｄ内圧、すなわちコンプレッサ３Ｚにより加圧されたガス燃料の圧力が１０ＭＰａ以下と判別されるとステップＳ４０２へ進み、コンプレッサ３ＺがＯＮにされる。これにより、高圧ガス燃料ライン３５内のガス燃料は昇圧されて高圧ガス燃料となる。
【００４１】
次に、ステップＳ４０３で、コンプレッサ３Ｚを止めるべく、サージタンク３ｄ内圧が目標所定圧より高いか否か判別される。本第二の実施形態では、この目標所定圧は、例えば２０ＭＰａとされていて、圧力センサ３ｅにより検出されるサージタンク３ｄ内圧が２０ＭＰａより高いか否か判別される。そして、ステップＳ４０２及びステップＳ４０３が、サージタンク３ｄ内圧が２０ＭＰａより高いと判別されるまで繰り返される。その結果、サージタンク３ｄ内圧が２０ＭＰａより高いと判別されるようになると、ステップＳ４０４でコンプレッサ３ＺはＯＦＦにされる。その後、ステップＳ４０５へ進み、以下、上記の如く制御が行われることとなる。なお、下限所定圧と目標所定圧とは異なる圧力としたが、同じ圧力としても良い。
【００４２】
上述の本第二の実施形態によれば、高噴射圧設定手段として、燃料タンク３１内の高圧ガス燃料をレギュレータ３ｂにより減圧し、デリバリパイプ４を介して各ＣＮＧ直噴インジェクタ４１に供給する通常の低圧ガス燃料ライン３３に加えて、レギュレータ３ｂの下流から分岐され、コンプレッサ３Ｚが配設された高圧ガス燃料ライン３５と、低圧ガス燃料ライン３３と高圧ガス燃料ライン３５とを切替える遮断弁３Ｙとが備えられる。これにより、まず、予めレギュレータ３ｂにより減圧された低圧ガス燃料が、コンプレッサ３Ｚにより昇圧されて高圧ガス燃料とされる。そして、燃料タンク３１内のガス燃料の圧力に関わらず、ノッキングの発生が検出または推定されたとき、高圧ガス燃料は高圧ガス燃料ライン３５を介してデリバリパイプ４に送られ、ＣＮＧ直噴インジェクタ４１から燃焼室１１内に噴射されることとなる。この結果、上記第一の実施形態と同様に、確実にノッキングを回避することが可能になる。特に、燃料が遅角噴射されるので、燃焼室１１内の点火プラグ１３付近に大きな乱れが発生させられた状態で点火が行われ、さらにノッキングを回避することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第一の実施形態のガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置を説明するための概略図である。
【図２】図１におけるガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置を制御するためのフローチャートの一例である。
【図３】第二の実施形態のガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置を説明するための概略図である。
【図４】図３におけるガス燃料直噴エンジンのノッキング制御装置を制御するためのフローチャートの一例である。
【符号の説明】
【００４４】
１  エンジン本体
１１  燃焼室
１２  ピストンキャビティ
１３  点火プラグ
２  吸気マニフォルド
２１  燃料通路
３  ガス燃料供給システム
３１  燃料タンク
３２  高圧ガス燃料送出ライン
３３  低圧ガス燃料ライン
３４、３５  高圧ガス燃料ライン
３ａ  圧力センサ
３ｂ  レギュレータ
３ｃ  逆止弁
３ｄ  サージタンク
３ｅ  圧力センサ
３Ｘ  遮断弁
３Ｙ  遮断弁
３Ｚ  コンプレッサ
４  デリバリパイプ
４１  ＣＮＧ直噴インジェクタ
５  排気マニフォルド
３００  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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