(57)【要約】【課題】噴射供給圧の過渡変化時において、応答性と安定性とを両立しながら噴射供給圧を制御する。【解決手段】ガスタンク３０にはガス燃料が高圧状態で蓄えられている。ガスタンク３０は、ガス配管１５を介して燃料噴射弁１４に接続されており、ガスタンク３０内のガス燃料が、ガス通路を通って燃料噴射弁１４に供給される。ガス通路には、該ガス通路の通路開口面積を変更することで燃料噴射弁１４に供給されるガス燃料の圧力（噴射供給圧）を調整する圧力調整手段としての弁体４４が設けられている。ＥＣＵ５０は、噴射供給圧の過渡変化時において、圧力調整手段よりも上流側のガス燃料の圧力（タンク側供給圧）に基づいて、噴射供給圧を目標値にするための圧力調整手段の制御量である過渡時制御量を算出し、該算出した過渡時制御量に基づいて、噴射供給圧の過渡変化時において圧力調整手段の駆動を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス燃料を高圧状態で蓄えるガスタンク（３０）と、該ガスタンクからガス通路を通じて供給されるガス燃料をエンジン（１０）に噴射する燃料噴射手段（１４）と、前記ガス通路に設けられ、該ガス通路の通路開口面積を変更することで前記燃料噴射手段に供給されるガス燃料の圧力である噴射供給圧を調整する圧力調整手段（４４）と、を備える燃料供給システムに適用され、
前記圧力調整手段よりも上流側におけるガス燃料の圧力であるタンク側供給圧を検出する圧力検出手段と、
前記噴射供給圧の過渡変化時において、前記圧力検出手段により検出したタンク側供給圧に基づいて、前記噴射供給圧を目標値にするための前記圧力調整手段の制御量である過渡時制御量を算出する制御量算出手段と、
前記制御量算出手段により算出した過渡時制御量に基づいて、前記噴射供給圧の過渡変化時において前記圧力調整手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
を備えることを特徴とする燃料供給制御装置。
【請求項２】
前記制御量算出手段は、前記噴射供給圧の昇圧側への過渡変化時において、前記圧力検出手段により検出したタンク側供給圧が高いほど前記過渡時制御量を小さくする請求項１に記載の燃料供給制御装置。
【請求項３】
前記噴射供給圧の実際値と目標値との偏差に基づくフィードバック制御により前記圧力調整手段の駆動を制御する燃料供給システムに適用され、
前記制御量算出手段は、前記圧力検出手段により検出したタンク側供給圧に基づいて前記フィードバック制御のゲインを設定し、該設定したゲインに基づいて前記過渡時制御量を算出する請求項１又は２に記載の燃料供給制御装置。
【請求項４】
前記噴射供給圧の過渡変化時に前記通路開口面積の一時的なオーバーシュートを生じさせるオーバーシュート制御の実施時におけるオーバーシュート量を、前記圧力検出手段により検出したタンク側供給圧に基づいて可変に設定する設定手段を備え、
前記制御量算出手段は、前記過渡時制御量を算出するとともに、前記設定手段により設定したオーバーシュート量に基づいて、前記圧力調整手段の制御量としてのオーバーシュート制御量を算出し、
前記駆動制御手段は、前記噴射供給圧の過渡変化時において、前記制御量算出手段により算出した過渡時制御量及びオーバーシュート制御量に基づいて、前記圧力調整手段の駆動を制御する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の燃料供給制御装置。
【請求項５】
前記噴射供給圧の減圧要求があったか否かを判定する要求判定手段と、
前記要求判定手段により減圧要求があったと判定された場合に、前記エンジンでの前記ガス燃料の燃焼を促進させる燃焼促進処理を実施する燃焼促進手段と、を備える請求項１乃至４のいずれか一項に記載の燃料供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料供給制御装置に関し、詳しくは燃料としてガス燃料を使用するエンジンの燃料噴射手段に供給するガス燃料の圧力を制御する燃料供給制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）や液化天然ガス（ＬＰガス）等のガス燃料が、ガソリンに代わる代替燃料として注目されており、ガス燃料を単独で又はガソリン等の液体燃料とともに使用する車両が実用化されている。また、ガス燃料を使用する車両では、一般に、ガス燃料がガスタンク内に高圧状態で貯蔵されており、ガスタンク内の高圧状態のガス燃料が、ガス配管を介してエンジンの燃料噴射弁に供給される。その際、高圧状態のガス燃料は、ガス通路の途中に配置された減圧レギュレータによって減圧されて、エンジンの燃料噴射弁に供給される。
【０００３】
ガス燃料車両の燃料供給システムとしては、電磁駆動式の減圧レギュレータを用い、燃料噴射弁に供給されるガス燃料の圧力である噴射供給圧を、エンジン運転状態に応じて可変に制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の燃料供給システムでは、エンジン回転速度やエンジン負荷等が高いほど、噴射供給圧の目標値を高圧側の値に設定するとともに、燃料タンク内のガス燃料の圧力（タンク元圧）の低下時には、噴射供給圧の目標値を所定の低圧値に設定する制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５３４８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エンジン運転状態の変化に伴い、噴射供給圧の目標値が変更された場合や、目標値が一定のままであっても噴射供給圧が目標値から乖離した場合、噴射供給圧を過渡変化させる必要があるが、その際、噴射供給圧の変動を抑制しつつ、できるだけ速やかに行うことが望ましい。しかしながら、上記の特許文献１には、このような噴射供給圧の過渡変化時において、噴射供給圧をどのように制御するかについて考慮されていない。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、噴射供給圧の過渡変化時において、制御の応答性と安定性とを両立しながら噴射供給圧を制御することができる燃料供給制御装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
【０００８】
本発明は、ガス燃料を高圧状態で蓄えるガスタンクと、該ガスタンクからガス通路を通じて供給されるガス燃料をエンジンに噴射する燃料噴射手段と、前記ガス通路に設けられ、該ガス通路の通路開口面積を変更することで前記燃料噴射手段に供給されるガス燃料の圧力である噴射供給圧を調整する圧力調整手段と、を備える燃料供給システムに適用される燃料供給制御装置に関する。また、請求項１に記載の発明は、前記圧力調整手段よりも上流側におけるガス燃料の圧力であるタンク側供給圧を検出する圧力検出手段と、前記噴射供給圧の過渡変化時において、前記圧力検出手段により検出したタンク側供給圧に基づいて、前記噴射供給圧を目標値にするための前記圧力調整手段の制御量である過渡時制御量を算出する制御量算出手段と、前記制御量算出手段により算出した過渡時制御量に基づいて、前記噴射供給圧の過渡変化時において前記圧力調整手段の駆動を制御する駆動制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
エンジン運転状態の変化等に基づいて、噴射供給圧の目標値が変更される場合又は該目標値が一定のままであっても噴射供給圧が所定値以上変化する場合、つまり噴射供給圧の過渡変化時では、噴射供給圧が目標値になるよう、圧力調整手段による通路開口面積の変更が行われる。ここで、燃料としてガス燃料を用いる場合、燃料の圧力に応じて気体密度が相違し、例えばガスタンク内のガス燃料の圧力（タンク元圧）が低いほど、圧力調整手段に供給される気体密度が小さい。かかる場合、圧力調整手段による通路開口面積の変更量に対して、圧力調整手段を通過するガス流量がどれだけ変化するかの変化の度合い（感度）が、タンク元圧に応じて相違する。したがって、噴射供給圧の過渡変化時において、噴射供給圧が目標値になるよう圧力調整手段による通路開口面積の変更を行う際には、気体密度が小さいタンク元圧の低圧時には、気体密度が大きいタンク元圧の高圧時よりも、圧力調整手段による通路開口面積の変更量を多くして、圧力調整手段を通過するガス流量を多くする制御が実施される。
【００１０】
この点に鑑み、本構成では、噴射供給圧の過渡変化時には、圧力調整手段よりも上流側におけるガス燃料の圧力であるタンク側供給圧に基づいて圧力調整手段の制御量を設定するため、圧力調整手段による通路開口面積の変更量に対して、圧力調整手段を通過するガス流量がどれだけ変化するかに応じて、圧力調整手段の駆動を制御することができる。これにより、噴射供給圧の過渡変化時において、制御の応答性と安定性とを両立しながら噴射供給圧を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】エンジンの燃料供給制御システムの全体概略構成図。
【図２】レギュレータの概略構成を示す図。
【図３】タンク元圧の高圧時において噴射供給圧を過渡変化させる場合のレギュレータの動きを示す図。
【図４】タンク元圧の低圧時において噴射供給圧を過渡変化させる場合のレギュレータの動きを示す図。
【図５】噴射供給圧の調圧制御の処理手順を示すフローチャート。
【図６】燃焼促進処理の処理手順を示すフローチャート。
【図７】噴射供給圧の調圧制御の具体的態様を示すタイムチャート。
【図８】他の実施形態における噴射供給圧の調圧制御の具体的態様を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、ガス燃料である圧縮天然ガスをエンジンの燃料として使用するガス燃料専用の車載多気筒エンジンの燃料供給システムに具体化している。当該システムにおいては、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢としてエンジンの運転状態を制御する。本システムの全体概略図を図１に示す。
【００１３】
図１に示すエンジン１０において、吸気通路１１には、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ１２によって開度調節される空気量調整手段としてのスロットルバルブ１３が設けられている。スロットルバルブ１３の開度（スロットル開度）は、スロットルアクチュエータ１２に内蔵されたスロットル開度センサ（図示略）により検出される。
【００１４】
エンジン１０には、エンジン１０の各気筒に燃料を噴射供給する燃料噴射手段としての燃料噴射弁１４が設けられている。なお、本実施形態では、吸気ポート噴射式エンジンを採用しており、燃料噴射弁１４が吸気ポート近傍に設けられる構成としている。燃料噴射弁１４は、ガス配管１５を介してガスタンク３０に接続されている。ガスタンク３０内には、高圧状態（例えば２０ＭＰａ）のガス燃料が充填されており、この高圧ガスが、ガス配管１５内を通って燃料噴射弁１４に供給され、燃料噴射弁１４から噴射されることで、エンジン１０の気筒内に供給される。なお、ガス燃料としては、圧縮天然ガスの他、例えば液化石油ガスなどを使用できる。
【００１５】
エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートには、それぞれ吸気バルブ１６及び排気バルブ１７が設けられている。吸気バルブ１６の開動作により、空気と燃料との混合気が燃焼室２４内に導入され、排気バルブ１７の開動作により、燃焼後の排ガスが排気通路１８に排出される。
【００１６】
エンジン１０のシリンダヘッドには、気筒毎に点火プラグ１９が取り付けられている。点火プラグ１９には、点火コイル等よりなる点火装置を通じて、所望とする点火時期に高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ１９の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室２４内に導入した混合気が着火され燃焼に供される。
【００１７】
エンジン１０の排気通路１８には、排気中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化するための触媒２１が設けられており、本実施形態では触媒２１として三元触媒が用いられている。触媒２１の上流側には、排気を検出対象として混合気の空燃比（酸素濃度）を検出する空燃比センサ（図示略）が設けられている。
【００１８】
次に、エンジン１０に燃料を供給する燃料供給系について、図１を用いて更に詳しく説明する。図１において、ガス配管１５内に形成されたガス通路には、ガス燃料の圧力を減圧調整するレギュレータ（減圧弁）４０が設けられている。レギュレータ４０は電磁駆動式であり、ガスタンク３０からガス通路を介して燃料噴射弁１４に供給されるガス燃料の圧力である噴射供給圧を可変制御できるようになっている。
【００１９】
図２に、本実施形態のレギュレータ４０の概略構成を示す。図２において、レギュレータ４０は、ガスタンク３０に繋がる高圧通路４１と、燃料噴射弁１４に繋がる低圧通路４２とを有し、それら両通路が、高圧通路４１の一部である弁体室４１ａに形成された開口弁座部４３で連通されている。弁体室４１ａには、コイル４５への通電により軸方向に変位可能な圧力調整手段としての弁体４４が収容されている。弁体４４には、閉弁方向に付勢する向きでバネ４６が取り付けられている。コイル４５の非通電時には、弁体４４が、バネ４６の付勢力によって高圧通路４１と低圧通路４２との連通を遮断する閉弁位置となり、これにより、高圧通路４１から低圧通路４２へのガス燃料の流通が遮断される。一方、コイル４５の通電時には、弁体４４が、バネ４６の付勢力に抗して開口弁座部４３の通路開口面積（弁体４４と開口弁座部４３との間の隙間）を大きくする側に（上昇する方向に）変位する。このときの弁体４４のシフト量に応じて、開口弁座部４３の通路開口面積としてのレギュレータ開度が変更され、これにより、高圧通路４１から低圧通路４２へのガス流量が調整される。具体的には、弁体４４の閉弁位置からのシフト量が大きいほど（弁体４４が上昇するほど）、レギュレータ開度が大きくなり、これにより開口弁座部４３を通過するガス流量が増大する。なお、符号４７は、低圧通路４２内の燃料圧力が異常高圧になった場合にガス抜きをするリリーフ弁である。
【００２０】
図１の説明に戻り、ガス配管１５には、ガス通路におけるガス燃料の流通を許容又は遮断する遮断弁が設けられている。本実施形態では、ガス通路において複数の遮断弁が設けられている。具体的には、ガスタンク３０の近傍に配置されたタンク主止弁３１と、タンク主止弁３１とレギュレータ４０との間に配置された第１遮断弁３２と、レギュレータ４０と燃料噴射弁１４との間に配置された第２遮断弁３３とが設けられている。これらの遮断弁は電磁駆動式であり、非通電時においてガス通路におけるガス燃料の流通を遮断し、通電時においてガス通路におけるガス燃料の流通を許容する常閉式となっている。
【００２１】
ガス配管１５には更に、ガス配管１５内のガス燃料の圧力を検出するセンサとして、レギュレータ４０よりもガスタンク３０側に配置された第１圧力センサ３４と、レギュレータ４０よりも燃料噴射弁１４に近い側に配置された第２圧力センサ３５とが設けられている。また、ガス配管１５内のガス燃料の温度を検出するセンサとして、レギュレータ４０よりもガスタンク３０側に配置された第１温度センサ３６と、レギュレータ４０よりも燃料噴射弁１４に近い側に配置された第２温度センサ３７とが設けられている。本システムでは、第１圧力センサ３４の検出値に基づいて、ガスタンク３０内のガス燃料の圧力であるタンク元圧が算出され、第２圧力センサ３５の検出値に基づいて、噴射供給圧が算出される。なお、本システムでは、ガス配管１５に設けられた第１圧力センサ３４によりタンク元圧を検出したが、ガスタンク３０内に圧力センサを設け、該圧力センサによりタンク元圧を検出してもよい。
【００２２】
その他、本システムには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２２や、エンジンの所定クランク角毎に矩形状のクランク角信号を出力するクランク角度センサ２３等の各種センサ等が取り付けられている。
【００２３】
ＥＣＵ５０は、周知の通りＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）を主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、都度のエンジン運転状態に応じてエンジン１０の各種制御を実施する。すなわち、ＥＣＵ５０のマイコンは、前述した各種センサなどから各々検出信号を入力するとともに、それらの各種検出信号に基づいて、エンジン１０の燃料噴射量や点火時期等を演算し、燃料噴射弁１４や点火装置の駆動を制御する。
【００２４】
また、ＥＣＵ５０のマイコンは、噴射供給圧を調整する調圧制御として、エンジン運転状態（例えばエンジン回転速度やエンジン負荷）に基づいて、噴射供給圧の目標値である目標供給圧を算出し、噴射供給圧の実際値が目標供給圧に一致するようレギュレータ４０（弁体４４）の駆動を制御する。本システムでは特に、噴射供給圧の調圧制御として、第２圧力センサ３５により検出した噴射供給圧である実噴射供給圧と目標供給圧との偏差に基づくフィードバック制御を実施する。具体的には、ＥＣＵ５０のマイコンは、目標供給圧と実噴射供給圧との偏差に応じて、レギュレータ４０の制御量（コイル４５の通電量）を算出し、その算出したレギュレータ制御量に基づいてコイル４５への通電を実施する。この通電制御によりレギュレータ開度を調整し、開口弁座部４３を通過するガス流量を調整することで、噴射供給圧の実際値が目標供給圧になるように制御する。なお、目標供給圧は、エンジン１０の運転状態に応じて上限値Ｔ１〜下限値Ｔ２の調圧範囲内（例えば、０．３〜１．３ＭＰａの範囲内）で可変に設定される。
【００２５】
例えば、噴射供給圧が目標供給圧又はその付近で制御されている定常状態では、噴射供給圧の高低に応じてレギュレータ開度が異なり、噴射供給圧が高いほど、開口弁座部４３を通過するガス流量が多くなるように、レギュレータ開度を大きくする制御が実施される。より具体的には、図３に示すように、噴射供給圧Ｐｉｎｊを所定の低圧値Ｐ１で制御している状態では、弁体４４が第１シフト位置Ｈ１で保持されるのに対し、噴射供給圧Ｐｉｎｊを低圧値Ｐ１よりも高い所定の高圧値Ｐ２で制御している状態では、第１シフト位置Ｈ１よりも閉弁位置から離れた第２シフト位置Ｈ２で弁体４４が保持されることにより、レギュレータ開度がより大きくなる。なお、本実施形態において、噴射供給圧の定常時では、レギュレータ制御量は所定の定常値で保持される。
【００２６】
ここで、タンク元圧が高圧である場合と低圧である場合とでは、レギュレータ４０に供給されるガス燃料の気体密度が相違し、タンク元圧が低いほど気体密度が小さい。そのため、エンジン運転状態の変化等に伴い、噴射供給圧を変化させる過渡変化時では、開口弁座部４３の通路開口面積の変更量に対して、開口弁座部４３を通過するガス流量がどれだけ変化するかの変化の度合い（感度）がタンク元圧に応じて相違し、タンク元圧の高圧時では感度が高く、タンク元圧の低圧時では感度が低い。したがって、噴射供給圧の過渡変化時において、噴射供給圧が目標値になるよう弁体４４のシフト位置の変更を行う際には、気体密度が小さいタンク元圧の低圧時には、気体密度が大きいタンク元圧の高圧時よりも、弁体４４のシフト位置の変更量が多くなる制御が実施される。例えば、エンジン運転状態の変化等に基づいて、噴射供給圧の目標値が変更された場合、タンク元圧の高圧時（例えば２０ＭＰａ）では、図３に示すように、弁体４４が第１シフト位置Ｈ１から第２シフト位置Ｈ２にΔＨｈ（＝Ｈ２−Ｈ１）だけ変位され、タンク元圧の低圧時（例えば１〜数ＭＰａ）では、図４に示すように、弁体４４が第３シフト位置Ｈ３から第４シフト位置Ｈ４にΔＨｌ（＝Ｈ４−Ｈ３）だけ変位される。この場合、タンク元圧の低圧時でのシフト位置の変更量ΔＨｌは、タンク元圧の高圧時での変更量ΔＨｈに比べて大きくなる。つまり、タンク元圧に応じて、開口弁座部４３の通路開口面積を変更する際の弁体４４の変更量（通路開口面積の変更量）が相違する。
【００２７】
そこで、本実施形態では、噴射供給圧の過渡変化時における調圧制御として、タンク元圧に基づいてレギュレータ制御量を設定することとしており、特に本実施形態では、噴射供給圧の実際値と目標供給圧とに基づくフィードバック制御のゲイン（ＦＢゲイン）をタンク元圧に応じて可変に設定している。こうすることにより、開口弁座部４３の通路開口面積を変更する際の弁体４４の変更量に応じて、レギュレータ制御量を設定することができる。したがって、気体密度が小さいタンク元圧の低圧時では、通路開口面積の変更量が大きいことに起因して生じ得る応答遅れを抑制することができ、また逆に、気体密度が大きいタンク元圧の高圧時では、通路開口面積の変更量が小さいことに起因して生じ得る噴射供給圧の過剰応答を抑制することができる。
【００２８】
図５は、噴射供給圧の調圧制御における処理手順を示すフローチャートである。本処理は、ＥＣＵ５０のマイコンにより所定周期毎に実行される。
【００２９】
図５において、ステップＳ１０１では、第２圧力センサ３５の検出値に基づいて、噴射供給圧の実際値（実噴射供給圧Ｐｉｎｊ）を算出し、ステップＳ１０２では、エンジン運転状態（例えば、エンジン回転速度やエンジン負荷）に基づいて、目標供給圧Ｐｔｇを算出する。続くステップＳ１０３では、第１圧力センサ３４の検出値に基づいて、タンク元圧の実際値（実タンク元圧Ｐｔｎｋ）を算出し、ステップＳ１０４で、実タンク元圧Ｐｔｎｋに基づいて、レギュレータ制御用のＦＢゲイン（第１ＦＢゲインＫ１）を算出する。本実施形態では、タンク元圧Ｐｔｎｋと第１ＦＢゲインＫ１との関係がマップとして記憶されている。このマップによれば、タンク元圧Ｐｔｎｋが高いほど、第１ＦＢゲインＫ１が小さい値に設定される。なお、本実施形態では、噴射供給圧のフィードバック制御として比例制御を実施しており、ここでは比例ゲインを算出する。
【００３０】
ステップＳ１０５では、噴射供給圧の過渡変化時であるか否かを判定する。具体的には、エンジン運転状態の変化に伴い、目標供給圧が変更された場合や、目標供給圧が一定のままであっても噴射供給圧が目標供給圧に対して所定値以上乖離している場合など、レギュレータ４０の開口弁座部４３を通過するガス流量（単位時間当たりのガス燃料量）を現在よりも所定以上増加又は減少する必要がある場合に、噴射供給圧の過渡変化時であると判定する。噴射供給圧の過渡変化時でない、つまり定常時である場合には、ステップＳ１０５で否定判定され、ステップＳ１０６へ進む。ステップＳ１０６では、噴射供給圧Ｐｉｎｊを目標供給圧で制御するべくレギュレータ制御量Ｖｎを算出する。ここでは、目標供給圧Ｐｔｇと実噴射供給圧Ｐｉｎｊとの偏差ΔＰ及び第１ＦＢゲインＫ１に基づくフィードバック制御を実施する。なお、ＥＣＵ５０のマイコンは、図示しない別ルーチンにより、算出したレギュレータ制御量Ｖｎに基づいてコイル４５の通電制御を実施することにより、噴射供給圧を調整する（以下のステップＳ１０９についても同じ）。
【００３１】
噴射供給圧の過渡変化時である場合には、ステップＳ１０５で肯定判定され、ステップＳ１０７〜Ｓ１０９へ進み、通路開口面積の一時的なオーバーシュートが生じるようレギュレータ４０の駆動を制御するオーバーシュート制御を実施する。すなわち、ステップＳ１０７では、オーバーシュート制御によりレギュレータ開度のオーバーシュートを生じさせる際のオーバーシュート量の目標値として目標オーバーシュート量Ｓｔｇを算出する。目標オーバーシュート量Ｓｔｇは、偏差ΔＰの解消後のレギュレータ開度（目標開度）に対して、どれだけオーバーシュートさせるかを示すものであり、タンク元圧に基づいて算出される。本実施形態では、タンク元圧と目標オーバーシュート量Ｓｔｇとの関係がマップとして記憶されている。このマップによれば、タンク元圧Ｐｔｎｋが低いほど目標オーバーシュート量Ｓｔｇが大きい値に設定される。
【００３２】
ステップＳ１０８では、タンク元圧Ｐｔｎｋに基づいて、オーバーシュート制御用のＦＢゲイン（第２ＦＢゲインＫ２）を算出する。本実施形態では、タンク元圧Ｐｔｎｋと第２ＦＢゲインＫ２との関係がマップとして記憶されている。このマップによれば、タンク元圧Ｐｔｎｋが高いほど、第２ＦＢゲインＫ２が小さい値に設定される。続くステップＳ１０９では、レギュレータ制御量Ｖｎを算出する。具体的には、偏差ΔＰ及び第１ＦＢゲインＫ１に基づいて、噴射供給圧を目標供給圧にするためのレギュレータ制御量である過渡時制御量を算出するとともに、目標オーバーシュート量Ｓｔｇ及び第２ＦＢゲインに基づいて、オーバーシュート分のレギュレータ制御量に相当するオーバーシュート制御量を算出する。また、これら過渡時制御量及びオーバーシュート制御量に基づいて、レギュレータ制御量Ｖｎを算出する。そして本ルーチンを終了する。
【００３３】
また、本実施形態では、噴射供給圧の減圧要求があった場合に、エンジン１０でのガス燃料の燃焼が促進されるようエンジン１０の運転状態を制御する燃焼促進処理を実施する。つまり、この燃焼促進処理では、噴射供給圧の減圧要求があった場合に、レギュレータ４０と燃料噴射弁１４との間のガス通路内に充填されているガス燃料を積極的に消費する。これにより、噴射供給圧を減圧側へ変化させる際の応答性を高めることができる。
【００３４】
図６は、燃焼促進処理の処理手順を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０のマイコンにより所定周期毎に実行される。
【００３５】
図６において、ステップＳ２０１では、噴射供給圧の減圧要求があった後であるか否かを判定する。ここでは、実噴射供給圧Ｐｉｎｊが目標供給圧Ｐｔｇよりも高い場合に肯定判定される。ステップＳ２０１で肯定判定された場合、ステップＳ２０２へ進み、燃料カット禁止フラグをＯＮにし、燃料噴射弁１４からのガス燃料の噴射を停止させる燃料カット処理を禁止する。また、ステップＳ２０３では、実噴射供給圧Ｐｉｎｊと目標供給圧Ｐｔｇとの乖離量が閾値よりも大きいか否かを判定する。乖離量が閾値よりも大きい場合、ステップＳ２０４へ進み、点火時期を、エンジン運転状態に基づき算出される最適点火時期（例えばＭＢＴ）よりも遅角側に変更してエンジン１０の発生トルクを抑えるとともに、ステップＳ２０５で、スロットル開度を開き側に補正して混合気量を増加させる。また、噴射供給圧の減圧要求がなくなると、ステップＳ２０１で否定判定され、ステップＳ２０６へ進み、燃料カット禁止フラグをＯＦＦにする。
【００３６】
次に、エンジン１０の過渡運転時での噴射供給圧の調圧制御について、その具体的態様を図７のタイムチャートを用いて説明する。図７では、噴射供給圧の過渡変化時の具体例として、目標供給圧Ｐｔｇが変更された場合を一例に挙げて説明する。
【００３７】
図７において、タイミングｔ１１でアクセル操作量が大きくなったのに伴い、目標供給圧Ｐｔｇが低圧値Ｐ１から高圧値Ｐ２に変更された場合、その偏差ΔＰが打ち消されるようレギュレータ開度が変更される。本実施形態では、噴射供給圧Ｐｉｎｊを上昇させる場合には、レギュレータ開度が、現在の偏差ΔＰを打ち消すために必要とされる開度、つまり噴射供給圧が定常状態に移行した後のレギュレータ開度よりも一時的に開き側に変更される（オーバーシュート制御）。また、その際のオーバーシュート量はタンク元圧に応じて異なり、タンク元圧の低圧時（図中の実線）では、高圧時（図中の一点鎖線）に比べてオーバーシュート量が大きくなるようにレギュレータ開度が変更される。例えば、図７では、タンク元圧の高圧時では、噴射供給圧の偏差ΔＰを打ち消すために必要な開度（Ｈ２）に対してＳ１だけ開き側となるのに対し、タンク元圧の低圧時では、偏差ΔＰを打ち消すために必要な開度（Ｈ４）に対して、Ｓ１よりも大きいＳ２だけ開き側に変更される。
【００３８】
本実施形態では、レギュレータ制御量の算出の際に用いるＦＢゲイン（Ｋ１、Ｋ２）が、タンク元圧の高圧時と低圧時とで異なる値に設定され、タンク元圧が高いほどＦＢゲインが小さい値に設定される。したがって、図７に示すように、噴射供給圧Ｐｉｎｊの上昇側への過渡変化時では、レギュレータ制御量Ｖｎが、タンク元圧の低圧時では高圧時に比べて大きい値が設定される。なお、本実施形態では、噴射供給圧が定常状態である場合には、レギュレータ制御量Ｖｎが所定値Ｖｏで一定に制御される。
【００３９】
次に、アクセル操作量が小さくなったのに伴い、目標供給圧Ｐｔｇが高圧値Ｐ２から低圧値Ｐ１に変更された場合を考える。この場合、タイミングｔ１２以降において、レギュレータ開度が、現在の偏差ΔＰを打ち消すために必要とされる開度よりも一時的に閉じ側に変更される。減圧時の場合にも、オーバーシュート量はタンク元圧に応じて異なり、タンク元圧の低圧時では、高圧時に比べてオーバーシュート量が大きくなるようにレギュレータ開度が変更される。また、燃焼促進処理として、タイミングｔ１２で噴射供給圧の減圧要求があった場合、燃料カット禁止フラグがＯＮされ、燃料カットの実施が禁止される。また、噴射供給圧Ｐｉｎｊが目標供給圧Ｐｔｇに一致されるまでの期間では、スロットル開度について、アクセル操作量に対応する開度θ１よりも開き側で制御されるとともに、点火時期について、エンジン１０から最も効率よくトルクを出せる最適点火時期ＭＢＴよりも遅角側で制御される。
【００４０】
以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。
【００４１】
噴射供給圧の過渡変化時において、タンク元圧に基づいてレギュレータ制御量Ｖｎを算出する構成としたため、より具体的には、噴射供給圧の実際値と目標値との偏差に基づくフィードバック制御によりレギュレータ４０の駆動を制御するシステムにおいて、タンク元圧に応じて、フィードバック制御のゲインである第１ＦＢゲインＫ１を可変に設定する構成としたため、レギュレータ４０による通路開口面積の変更量に対して噴射供給圧がどれだけ変化するかの感度に応じて、レギュレータ４０の駆動を制御することができる。これにより、噴射供給圧の過渡変化時において、制御の応答性と安定性とを両立しながら噴射供給圧を制御することができる。
【００４２】
噴射供給圧の過渡変化時において、タンク元圧の低圧時には、通路開口面積の変更量が比較的大きい。この点を考慮し、本実施形態では、タンク元圧の低圧時には、フィードバック制御のゲインＫ１を大きく設定する構成としたため、通路開口面積の変更量が大きくても応答性を確保することができる。一方、噴射供給圧の過渡変化時において、タンク元圧の高圧時には、通路開口面積の変更量が比較的小さい。この点を考慮し、本実施形態では、タンク元圧の高圧時には、フィードバック制御のゲインＫ１を小さく設定する構成としたため、通路開口面積の変更量が小さくても噴射供給圧の過剰応答を抑制することができる。
【００４３】
噴射供給圧の過渡時において、開口弁座部４３における通路開口面積の一時的なオーバーシュートを発生させる構成としたため、噴射供給圧の制御の応答性を高めることができる。また特に、本実施形態では、タンク元圧に応じて、通路開口面積の変更を行う際の変更量が相違することに着目し、オーバーシュート制御の際のオーバーシュート量をタンク元圧に応じて設定する構成としたため、通路開口面積の変更量が大きいことに対する応答性と、通路開口面積の変更量が小さいことに対する噴射供給圧の過剰応答とのバランスを保つことができる。
【００４４】
噴射供給圧の減圧要求があった場合に、エンジン１０でのガス燃料の燃焼が促進されるようエンジン１０の運転状態を制御する燃焼促進処理を実施する構成とした。この燃焼促進処理により、レギュレータ４０と燃料噴射弁１４との間のガス通路内に充填されているガス燃料を積極的に消費することができ、その結果、噴射供給圧を減圧側へ変化させる際の応答性を高めることができる。
【００４５】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
【００４６】
・上記実施形態では、レギュレータ４０の開口弁座部４３を通過するガス流量を変更する場合に、レギュレータ開度の一時的なオーバーシュートを生じさせるオーバーシュート制御を実施したが、本実施形態では、オーバーシュートを発生させることなくレギュレータ開度を変更する構成とする。図８に、本実施形態における噴射供給圧の調圧制御についての具体的態様を示す。なお、図８では、噴射供給圧の過渡変化時の具体例として、目標供給圧が変更された場合を一例に挙げて示す。
【００４７】
図８において、タイミングｔ２１で目標供給圧Ｐｔｇが低圧値Ｐ１から高圧値Ｐ２に変更された場合、噴射供給圧の偏差ΔＰが打ち消されるよう、フィードバック制御によりレギュレータ開度が調整される。本実施形態では、ＦＢゲイン（Ｋ１）が、タンク元圧の高低に応じて異なる値に設定されており、タンク元圧の高圧時ほどＦＢゲインが小さい値に設定されている。したがって、噴射供給圧Ｐｉｎｊの上昇側への過渡変化時では、レギュレータ制御量Ｖｎとして、図８に示すように、タンク元圧の低圧時（実線）には高圧時（一点鎖線）に比べて大きい値が設定される。また、タイミングｔ２２で目標供給圧Ｐｔｇが高圧値Ｐ２から低圧値Ｐ１に変更され、これに伴い噴射供給圧Ｐｉｎｊを減圧させる場合、レギュレータ制御量Ｖｎは、タンク元圧の低圧時において、高圧時に比べて小さい値が設定される。
【００４８】
・上記実施形態では、噴射供給圧の実際値と目標値との偏差に基づくフィードバック制御を実施し、該フィードバック制御のゲインをタンク元圧に応じて可変にする構成とした。これに対し、本実施形態では、フィードフォワード制御により噴射供給圧を目標値に制御し、該フィードフォワード制御のゲインをタンク元圧に応じて可変にする。具体的には、例えば外気温やガス通路内の温度をパラメータとするフィードフォワード制御により、噴射供給圧が目標供給圧に一致されるようレギュレータ制御量を算出する構成とし、その際、タンク元圧が低いほど、フィードフォワード制御のゲインを大きくする。これにより、噴射供給圧の過渡変化時における制御の応答性と安定性との両立を図ることができる。
【００４９】
・上記実施形態では、噴射供給圧のフィードバック制御として比例制御（Ｐ制御）を実施し、この比例制御における比例ゲインをタンク元圧に応じて可変にする構成とした。これに対し、本実施形態では、フィードバック制御としてＰＩ制御を実施するとともに、このＰＩ制御における比例ゲイン及び積分ゲインをタンク元圧に応じて可変にする。この場合にも、タンク元圧が高いほど比例ゲイン及び積分ゲインを小さくすることにより、噴射供給圧の過渡変化時における制御の応答性と安定性との両立を図ることができる。
【００５０】
・上記実施形態では、レギュレータ制御用のＦＢゲイン（第１ＦＢゲインＫ１）及びオーバーシュート制御用のＦＢゲイン（第２ＦＢゲインＫ２）の両者をタンク元圧に応じて可変にしたが、第１ＦＢゲインＫ１のみをタンク元圧に応じて可変にしてもよい。
【００５１】
・上記実施形態では、噴射供給圧の過渡変化時にオーバーシュート制御を実施し、その際、タンク元圧に応じてオーバーシュート量を可変にしたが、タンク元圧にかかわらずオーバーシュート量を一定にする制御としてもよい。
【００５２】
・上記実施形態では、噴射供給圧が定常状態である場合に、レギュレータ制御量Ｖｎが所定値Ｖｏで一定に制御される構成としたが、噴射供給圧の定常状態において、レギュレータ開度に応じてレギュレータ制御量Ｖｎが可変に設定される構成であってもよい。
【００５３】
・上記実施形態では、噴射供給圧の定常時及び過渡変化時において、タンク元圧に応じて設定した第１ＦＢゲインＫ１を用いてレギュレータ制御量Ｖｎを算出したが、これを変更し、噴射供給圧の過渡変化時において、第１ＦＢゲインＫ１を用いてレギュレータ制御量Ｖｎを算出し、噴射供給圧の定常時において、フィードバック制御のゲインとして固定値を用いてレギュレータ制御量Ｖｎを算出する構成としてもよい。
【００５４】
・上記実施形態では、燃料としてガス燃料を使用するガス燃料専用のエンジンに適用する場合を説明したが、燃料としてガス燃料とガス燃料以外のその他の燃料（例えばガソリンなど）とを使用するエンジンにも適用することができる。例えば、予備燃料としてガソリンを用い、ガス燃料とガソリンとを切り替えて使用するバイフューエル車用のエンジンや、エンジン運転状態等に応じてガス燃料とガソリンとの使用割合を変更するデュアルフューエル車用のエンジンに本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０…エンジン、１４…燃料噴射弁（燃料噴射手段）、１５…ガス配管、１９ａ…高圧側通路、１９ｂ…低圧側通路、３０…ガスタンク、３４…第１圧力センサ（圧力検出手段）、４０…レギュレータ、４１ａ…弁体室、４３…開口弁座部、４４…弁体（圧力調整手段）、４５…コイル、５０…ＥＣＵ（制御量算出手段、駆動制御手段、設定手段、要求判定手段、燃焼促進手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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