JP2001193570A

JP2001193570A - 気体燃料エンジンの診断装置

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Publication number: JP2001193570A
Application number: JP2000003767A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Sato; 正博佐藤; Takeshi Kato; 剛加藤; Taku Yamada; 卓山田; Hiroto Nishide; 宏人西出
Original assignee: Hitachi Ltd; Nissan Motor Co Ltd; Nissan Kohki Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Nissan Motor Co Ltd; Nissan Kohki Co Ltd
Priority date: 2000-01-12
Filing date: 2000-01-12
Publication date: 2001-07-17
Anticipated expiration: 2020-01-12
Also published as: JP3859925B2

Abstract

(57)【要約】【課題】気体燃料エンジンの気体燃料タンク直後に介装
される遮断弁によって、燃料配管を遮断できるか否か
を、精度良く、かつ、運転性に影響を与えることなく診
断する。【解決手段】エンジンの運転中に遮断弁を閉じ（Ｓ
８）、該閉じ制御後の燃料配管内の気体燃料圧力Ｖcpの
降下代ΔＶcpが所定の診断時間Ｔｓ内で基準値ΔＶを超
えたときに（Ｓ１７，Ｓ１９）、遮断弁が実際に燃料配
管を閉じていると判断する一方（Ｓ１８）、診断時間Ｔ
ｓ内で降下代ΔＶcpが基準値ΔＶを超えなかったときに
は、遮断弁が開固着していると判断する（Ｓ２０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高圧気体を燃料とす
る気体燃料エンジンにおいて、燃料供給系に介装された
遮断弁の機能異常を診断する診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、高圧気体（ＣＮＧ：コンプレ
スド・ナチュラル・ガス＝圧縮天然ガス）を燃料とする
車両用の気体燃料エンジン（ＣＮＧエンジン）におい
て、気体燃料タンク（気体燃料ボンベ）から気体燃料噴
射弁に至る燃料供給系に電磁弁からなる遮断弁を介装
し、この遮断弁をエンジン停止時に閉弁させたり、或い
は、ガス漏れ発生時に閉弁させたりして、気体燃料の大
気中への放出を防止するようにしていた（特開平９−３
１７５１３号公報等参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の気体燃
料エンジンでは、燃料供給系に介装される遮断弁が閉制
御に対して実際に燃料供給系を遮断しているか否かを診
断する機能がなく、例えば、遮断弁の開閉駆動制御系に
断線・ショート等の異常が無いが、実際には弁体の開固
着等によって閉制御しても遮断弁によって燃料供給系を
遮断することができない機能異常の発生が検知されず、
遮断弁の本来の機能を必要時に発揮させることができな
くなる場合があった。

【０００４】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、気体燃料エンジンの燃料供給系に介装される遮断
弁が、燃料供給系を必要時に遮断するという本来の機能
を発揮し得る状態にあるか否かを診断できる気体燃料エ
ンジンの診断装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そのため、請求項１記載
の発明は、気体燃料エンジンの燃料供給系に設けられた
遮断弁の下流側に気体燃料の圧力を検出する圧力センサ
を設け、エンジンの運転中に遮断弁を閉制御し、該閉制
御後に圧力センサで検出される気体燃料の圧力変化に基
づいて遮断弁の機能診断を行う構成とした。

【０００６】かかる構成によると、エンジンの運転中に
遮断弁が閉じて気体燃料タンク（気体燃料ボンベ）から
の燃料供給系への燃料補給が断たれると、遮断弁の下流
側に残存する燃料がエンジンで消費されることで、遮断
弁下流側の気体燃料圧力が低下するが、遮断弁が全閉に
ならずに燃料補給が継続される場合には、遮断弁下流側
の気体燃料圧力の低下が鈍り、比較的高い圧力で推移す
ることになるので、実際に遮断弁が全閉状態になってい
るか否かが、前記圧力降下の特性から診断できることに
なる。

【０００７】請求項２記載の発明では、遮断弁を閉じて
から所定の診断時間内で気体燃料圧力の降下代が閾値を
超えたときには、遮断弁が正常状態であると判定し、前
記所定の診断時間内での気体燃料圧力の降下代が前記閾
値以下であったときには、遮断弁が異常状態であると判
定するものとした。

【０００８】かかる構成によると、遮断弁を閉じた時点
の気体燃料圧力を基準としてその後の気体燃料圧力の降
下代を求め、所定の診断時間内で閾値を超える圧力降下
が発生したときには遮断弁が実際に閉じていると判定
し、前記診断時間内での圧力降下代が閾値以下であった
とき（閾値を超える圧力降下が発生するまでの時間が前
記診断時間よりも長かったとき）には、閉制御に対して
遮断弁が全閉になっていない（開固着している）ものと
判定する。

【０００９】請求項３記載の発明では、診断時間を、遮
断弁を閉じてから下流側に残存する燃料がエンジンで消
費されるまでの時間内に設定する構成とした。かかる構
成によると、遮断弁が正常で閉制御に対して実際に全閉
になる場合、遮断弁の下流側に残存する燃料が全てエン
ジンで消費されると、エンジンに供給できる気体燃料が
なくなってエンジンが停止してしまうので、燃料が無く
なる前に診断を終了させて遮断弁を開状態に戻す。

【００１０】請求項４記載の発明では、診断時間を、エ
ンジンの最小燃料消費量状態での圧力降下を基準に設定
する構成とした。かかる構成によると、エンジンにおけ
る燃料消費量が少ないほど、遮断弁を閉じてからの圧力
降下が遅くなるので、この圧力降下が最も遅い状態で
も、遮断弁が正常であれば閾値を超える圧力降下が発生
する時間を診断時間とする。

【００１１】請求項５記載の発明では、エンジンに対す
る気体燃料の供給が停止される状態での機能診断を禁止
する構成とした。かかる構成によると、エンジンに対し
て気体燃料が供給されない状態（燃料カット状態）で
は、遮断弁の下流側に残存する燃料が消費されずに圧力
が保持され、圧力変化に基づく診断が不能であるとし
て、機能診断を禁止する。

【００１２】請求項６記載の発明では、診断時間内にお
いてエンジンに対する気体燃料の供給停止状態の積算時
間が所定時間以上になったときに診断を中止する構成と
した。

【００１３】かかる構成によると、エンジンに対して気
体燃料が供給されない状態（燃料カット状態）では、遮
断弁の下流側に残存する燃料が消費されずに圧力が保持
され、遮断弁が正常であっても閾値を超える圧力降下が
発生するまでの時間が延びるので、燃料カット状態の積
算時間（圧力保持される時間）が所定時間以上になると
診断を中止する。

【００１４】請求項７記載の発明では、診断時間内にお
いてエンジンに対する気体燃料の供給が停止された時間
だけ診断時間を延長とする構成とした。かかる構成によ
ると、エンジンに対して気体燃料が供給されない状態
（燃料カット状態）では、遮断弁の下流側に残存する燃
料が消費されずに圧力が保持され、遮断弁が正常であっ
ても閾値を超える圧力降下が発生するまでの時間が延び
るので、この延びる時間分だけ診断時間を延長し、該延
長した診断時間内で閾値を超える圧力降下が発生するか
否かを判別させる。

【００１５】請求項８記載の発明では、燃料供給系の途
中に介装されたプレッシャレギュレータの上流側に遮断
弁及び圧力センサを備える構成であって、プレッシャレ
ギュレータの下流側に、エンジンに供給される気体燃料
の圧力を検出する供給圧力センサを設け、この供給圧力
センサで検出される気体燃料の圧力が所定値以下となっ
たときに、機能診断を中止して遮断弁を開制御するよう
構成した。

【００１６】かかる構成によると、エンジンに供給され
る気体燃料の圧力が所定値以下となったときには、その
まま遮断弁を閉制御状態に保持すると、エンジンに供給
できる気体燃料が無くなってしまうものと判断し、診断
を中止して遮断弁を開くことで、気体燃料タンク（気体
燃料ボンベ）からの気体燃料の供給を可能にする。

【００１７】請求項９記載の発明では、燃料供給系の途
中に介装されたプレッシャレギュレータの上流側に遮断
弁及び圧力センサを備え、この圧力センサで検出される
気体燃料の圧力に基づき燃料計における燃料残量表示を
行わせる構成において、機能診断中は、燃料計における
燃料残量表示を機能診断開始直前の値に固定する構成と
した。

【００１８】かかる構成によると、遮断弁の機能診断の
ために遮断弁を閉制御すると、遮断弁下流側に残存する
気体燃料がエンジンに供給され、プレッシャレギュレー
タに供給される気体燃料の圧力が低下することになり、
これに追従して燃料計に表示される残量が実際の残量と
は無関係に低下することになるので、診断中は燃料残量
に変化がないものとして、燃料残量の表示を機能診断開
始直前の値に固定する。

【００１９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によると、遮断弁が
閉制御に対して実際に閉じ、気体燃料タンク（気体燃料
ボンベ）からの燃料供給が断たれているか否かを診断で
きるという効果がある。

【００２０】請求項２記載の発明によると、遮断弁が閉
制御に対して実際に閉じた場合の圧力変化の特性を基準
にして、実際の圧力変化の特性を判断して、遮断弁が閉
制御に対して実際に閉じているか否かを高精度に診断で
きるという効果がある。

【００２１】請求項３記載の発明によると、エンジンへ
の気体燃料の供給が不能になるまで機能診断が継続して
行われることがなく、エンジン運転性への影響を回避で
きるという効果がある。

【００２２】請求項４記載の発明によると、エンジンの
燃料消費量が少ないために遮断弁を閉じてからの圧力降
下が遅くても、これを遮断弁の異常によるものとして誤
診断することを回避できるという効果がある。

【００２３】請求項５記載の発明によると、エンジンへ
の気体燃料供給の停止によって、遮断弁を閉じても圧力
降下が生じない状態で、遮断弁の機能異常が誤診断され
ることを回避できるという効果がある。

【００２４】請求項６記載の発明によると、エンジンへ
の気体燃料供給の停止時間が長くなり、これに伴って閾
値を超える圧力降下が生じるまでの時間が長くなって
も、係る圧力降下の遅れに基づいて遮断弁の機能異常が
誤診断されることを回避できるという効果がある。

【００２５】請求項７記載の発明によると、エンジンへ
の気体燃料供給の停止によって閾値を超える圧力降下が
生じるまでの時間が長くなることに対応して診断時間を
長くするので、診断途中にエンジンへの気体燃料の供給
が停止されても、精度良く診断を行わせることができる
という効果がある。

【００２６】請求項８記載の発明によると、エンジンに
供給される気体燃料の圧力に基づいて、機能診断によっ
てエンジンへの気体燃料の供給ができなくなる状態を予
測し、未然に気体燃料タンク（気体燃料ボンベ）からの
燃料供給を再開させることができ、機能診断がエンジン
の運転性に影響することを防止できるという効果があ
る。

【００２７】請求項９記載の発明によると、遮断弁の機
能診断に伴ってプレッシャレギュレータに供給される気
体燃料の圧力が低下しても、これが燃料残量の減少とし
て表示されることがなく、誤った残量表示を防止できる
という効果がある。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１は、高圧気体を燃料とする車両
用気体燃料エンジン１のシステム構成図である。

【００２９】図に示すエンジン１において、気体燃料タ
ンク（気体燃料ボンベ）２に充填された高圧の気体燃料
（ＣＮＧ：コンプレスド・ナチュラル・ガス＝圧縮天然
ガス）は、燃料配管３を介して各気筒毎に設けられる気
体燃料噴射弁４に供給され、該気体燃料噴射弁４によっ
てエンジン１の吸気マニホールド５内に噴射される。

【００３０】前記燃料配管３のエンジンルーム内に配設
される部分には、気体燃料の圧力を減圧するプレッシャ
レギュレータ６が介装され、該プレッシャレギュレータ
６の直前には電磁弁からなる第１の遮断弁７が介装され
る。

【００３１】また、気体燃料タンク２の直後に電磁弁か
らなる第２の遮断弁８が介装され、前記第１の遮断弁７
と第２の遮断弁８との間の燃料配管３には、燃料配管３
内の気体燃料の圧力を検出する第１の圧力センサ９、燃
料配管３内の気体燃料の温度を検出する第１の温度セン
サ１０が設けられている。

【００３２】更に、前記プレッシャレギュレータ６と気
体燃料噴射弁４との間の燃料配管３には、燃料配管３内
の気体燃料の圧力を検出する第２の圧力センサ１１、燃
料配管３内の気体燃料の温度を検出する第２の温度セン
サ１２が設けられている。

【００３３】一方、エンジン１には、吸気ダクト１３及
び吸気マニホールド５を介して空気が吸引され、該空気
と前記気体燃料噴射弁４から噴射された気体燃料が混合
されてエンジン１のシリンダ１４内に吸気バルブ１５を
介して吸引され、前記混合気は点火プラグ１６による火
花点火により着火燃焼する。

【００３４】燃焼排気は、排気バルブ１７，排気マニホ
ールド１８，排気ダクト１９を介して大気中に放出され
る。前記排気マニホールド１８の直下には、第１触媒２
０が介装され、更に、車両の床下部分に第２触媒２１が
介装され、これらの触媒２０，２１で排気が浄化される
ようになっている。また、前記第２触媒２１の下流側に
は、マフラー２２が設けられている。

【００３５】前記吸気ダクト１３には、スロットルバル
ブ２３が介装され、該スロットルバルブ２３によってエ
ンジン１の吸入空気量が調整される。また、前記スロッ
トルバルブ２３をバイパスするバイパス吸気管２４が設
けられ、該バイパス吸気管２４に介装される電磁弁から
なる補助空気量制御弁２５により、アイドル時の空気量
が調整される。そして、エンジン１の吸入空気量は、ス
ロットルバルブ２３上流側に設けられたエアフローメー
タ２６で検出される。

【００３６】前記吸気マニホールド５には、シリンダ内
にスワールを発生させるためのスワールコントロールバ
ルブ２７が介装され、該スワールコントロールバルブ２
７は、ダイヤフラム式のアクチュエータ２８で開閉駆動
される。３方弁２９は、スロットルバルブ２３下流側の
吸入負圧と、スロットルバルブ２３上流側の大気圧とを
入力し、前記アクチュエータ２８に供給される圧力を制
御する。

【００３７】また、吸気マニホールド５に排気の一部を
還流させるための排気還流管３０が、第１触媒２０上流
側の排気マニホールド１８と、スワールコントロールバ
ルブ２７上流側の吸気マニホールド５とを連通させるよ
うに設けれ、該排気還流管３０の途中には、排気還流量
を制御する電磁弁からなる排気還流制御弁３１が介装さ
れる。

【００３８】マイクロコンピュータを含んで構成される
コントロールユニット３２は、各種信号を入力し、これ
らの信号に基づいて前記気体燃料噴射弁４，遮断弁７，
遮断弁８，点火プラグ１６，補助空気量制御弁２５，３
方弁２９，排気還流制御弁３１を制御する。

【００３９】前記コントロールユニット３２に入力され
る各種信号には、イグニッションスイッチ（図示省略）
のオン・オフ信号の他、前記圧力センサ９，温度センサ
１０，圧力センサ１１，温度センサ１２，エアフローメ
ータ２６からの検出信号が含まれ、更に、前記第１触媒
２０の上流側で排気空燃比を検出する第１空燃比センサ
３３、前記第１触媒２０の下流側で排気空燃比を検出す
る第２空燃比センサ３４からの検出信号も入力される。

【００４０】通常のエンジン運転状態（イグニッション
スイッチのＯＮ状態）では、前記コントロールユニット
３２が、前記遮断弁７，遮断弁８を共に開制御し、各気
筒の吸気行程にタイミングを合わせた気体燃料噴射弁４
の開閉制御によりエンジン１に気体燃料を供給すると共
に、点火時期制御，スワール制御，アイドル空気量制
御，排気還流量制御等を行う。また、エンジンの運転を
停止させる場合（イグニッションスイッチのＯＦＦ状
態）には、前記気体燃料噴射弁４，遮断弁７，遮断弁８
を共に閉制御して、エンジン１に対する気体燃料の供給
を停止させる。

【００４１】更に、コントロールユニット３２は、エン
ジンの運転中に、前記遮断弁８が燃料配管３を遮断する
機能を正常に発揮するか否か、換言すれば、前記遮断弁
８が開固着しているか否かを診断する機能診断を行うよ
うになっている。

【００４２】図２，３に示すフローチャートは、前記機
能診断の詳細を示すものであり、ステップＳ１では、イ
グニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）がＯＮ状態であるか
否かを判別する。

【００４３】イグニッションスイッチがＯＦＦ状態であ
るときには、エンジンの停止状態であって気体燃料の消
費がなく、後述する機能診断が行えないので、ステップ
Ｓ７へ進み、診断不許可とする。

【００４４】一方、イグニッションスイッチがＯＮ状態
であれば、ステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、ス
タートスイッチをＯＮにしてからエンジンが始動される
までに要した始動時間が予め記憶された基準時間ｔ１以
下であったか否かを判別する。

【００４５】始動時間が基準時間ｔ１を超えた場合に
は、診断対象とする遮断弁８の開固着故障以外の故障・
劣化が発生している可能性があり、機能診断の精度が確
保できないものと判断し、ステップＳ７へ進み、診断不
許可とする。

【００４６】始動時間が基準時間ｔ１以下であれば、ス
テップＳ３へ進み、始動から予め記憶された基準時間ｔ
２以上経過しているか否かを判別する。始動からの経過
時間が基準時間ｔ２よりも短いときには、エンジンが不
安定であるものと推定し、ステップＳ７へ進み、診断不
許可とする。

【００４７】始動からの経過時間が基準時間ｔ２以上に
なっているときには、ステップＳ４へ進み、圧力センサ
９で検出される気体燃料の圧力Ｖcpが、予め記憶された
基準圧力Ｖ１以上であるか否かを判別する。

【００４８】前記圧力センサ９で検出される気体燃料圧
力Ｖcpは、気体燃料タンク２内の気体燃料の残量に対応
するから、上記ステップＳ４の判別は、気体燃料タンク
２内の気体燃料の残量が基準量以上あるか否かを判別す
ることになる。

【００４９】圧力センサ９で検出される気体燃料の圧力
Ｖcpが基準圧力Ｖ１よりも小さく、気体燃料タンク２内
の気体燃料の残量が基準量よりも少ないと判断されると
きには、後述する気体燃料の圧力変化に基づく診断精度
が悪化するので、ステップＳ７へ進み、診断不許可とす
る。

【００５０】圧力センサ９で検出される気体燃料の圧力
Ｖcpが基準圧力Ｖ１以上であれば、ステップＳ５へ進
み、各センサ（圧力センサ９，１１及び温度センサ１
０，１２）、及び、デバイス（遮断弁８，９）におい
て、断線の発生が診断されていないかを判別する。

【００５１】各センサ・デバイスのいずれか１つにでも
断線が発生しているときには、これらを用いた機能診断
が行えないので、ステップＳ７へ進み、診断不許可とす
る。各センサ・デバイスのいずれにも断線が発生してい
ないときには、ステップＳ６へ進んで、遮断弁８の機能
診断許可を設定する。

【００５２】ステップＳ６で、機能診断許可の設定がな
されると、ステップＳ８へ進み、遮断弁８を閉制御す
る。これにより、気体燃料タンク２からの燃料補給が断
たれる一方、遮断弁７及び気体燃料噴射弁４は開状態を
保持するのでエンジンへの燃料供給は継続され、遮断弁
８の下流側に残存する気体燃料量の減少に伴って圧力セ
ンサ９で検出される気体燃料圧力が減少することになる
（図４参照）。

【００５３】ステップＳ９では、車両のメータパネルに
設置される燃料計（図示省略）の残量表示を、遮断弁８
が閉制御される直前の値に固定する設定を行う。本実施
形態においては、圧力センサ９で検出される気体燃料圧
力が燃料残量に対応するので、圧力センサ９の検出結果
に基づいて前記燃料計の残量表示を行わせる構成として
ある。従って、診断のために気体燃料タンク２からの燃
料補給が断たれることで、圧力センサ９で検出される気
体燃料圧力が減少すると、実際の残量とは異なる値を燃
料計が表示することになってしまう。そこで、診断中は
診断開始前の値に残量表示を固定し、診断によって実際
とは大きく異なる残量表示がなされることを防止する。

【００５４】次のステップＳ１０では、診断時間Ｔｓの
設定を行う（図４参照）。前記診断時間Ｔｓは、前記遮
断弁８を閉制御して、圧力センサ９で検出される気体燃
料圧力をモニタする期間を示すものである。後述するよ
うに、遮断弁８を閉制御する直前に圧力センサ９で検出
された気体燃料圧力と、遮断弁８を閉制御した後に圧力
センサ９で検出された気体燃料圧力との差圧（圧力降下
代）が、診断時間Ｔｓ内で基準値ΔＶを超えるか否かに
基づいて、遮断弁８による燃料配管３の遮断機能が正常
に発揮され得る状態であるか否かが診断される。

【００５５】前記圧力降下は、前述のように、気体燃料
タンク２からの燃料補給が断たれた状態で、エンジン１
が燃料を消費することで発生するから、エンジンの燃料
消費量が少ない時には、圧力降下の速度が遅くなる。そ
こで、アイドル時等の最小燃料消費量のときでも診断時
間Ｔｓ内で基準値ΔＶを超える圧力降下が発生するよう
に、最小燃料消費量のときの圧力降下を基準に、前記診
断時間Ｔｓを設定してある。

【００５６】また、圧力センサ９には製造ばらつきや経
時劣化があり、実際の圧力変化に対して検出値には誤差
を生じるので、前記最小燃料消費量のときに圧力検出値
の最大誤差を見込んでも、正常・異常を的確に判断でき
るように基準値ΔＶを設定し、正常時であれば前記基準
値ΔＶを確実に上回るような診断時間Ｔｓを設定してあ
る。

【００５７】更に、診断時間Ｔｓを長くし、それに見合
った比較的大きな基準値ΔＶを設定すれば、それだけ検
出誤差等の影響を回避でき、診断精度は向上するもの
の、診断時間Ｔｓ内では遮断弁８を閉じて気体燃料タン
ク２からの燃料補給を断つので、診断時間Ｔｓが長すぎ
ると、遮断弁８の下流側に残存していた気体燃料を使い
果たし、エンジン１に供給できる気体燃料が無くなって
エンジンが停止してしまう。従って、前記診断時間Ｔｓ
の最大を、遮断弁８の下流側に残存する気体燃料が全て
エンジン１で消費される時間内に制限してある。

【００５８】このように、最小燃料消費量のときでかつ
検出誤差があっても、診断時間Ｔｓ内で基準値ΔＶを超
える圧力降下が生じ、かつ、残存燃料がなくならないよ
うな診断時間Ｔｓを予め設定して記憶させてあり、ステ
ップＳ８では、係る記憶値（固定値）の読み出しを行
う。

【００５９】尚、上記条件を満たす診断時間Ｔｓを一律
に設定できないときには、診断を行う運転条件を限定
し、例えば燃料消費量（エンジン負荷）が所定範囲内の
ときに限って診断を行わせる構成としても良い。

【００６０】また、遮断弁８の下流側に残存する気体燃
料の量は、遮断弁８からプレッシャレギュレータ６まで
の燃料配管容積とその間における気体燃料圧力、更に、
プレッシャレギュレータ６から気体燃料噴射弁４までの
燃料配管容積とその間における気体燃料圧力から求めら
れ、前記プレッシャレギュレータ６から気体燃料噴射弁
４までの燃料配管における圧力は、診断開始時にはプレ
ッシャレギュレータ６の調整圧になっているから、圧力
センサ９で検出される気体燃料圧力から遮断弁８の下流
側に残存する気体燃料量が推定されることになる。

【００６１】そこで、診断開始時に圧力センサ９で検出
された気体燃料圧力に応じて診断時間Ｔｓ（及び基準値
ΔＶ）を異なる値に設定しても良い。更に、同じ残存量
でも燃料消費量によって残存燃料が無くなる時間が変化
するので、診断開始時に圧力センサ９で検出された気体
燃料圧力に応じて診断時間Ｔｓ（及び基準値ΔＶ）を異
なる値に設定しつつ、診断を行わせる運転条件を限定す
るか、又は、診断開始時に圧力センサ９で検出された気
体燃料圧力及び運転条件に応じて診断時間Ｔｓ（及び基
準値ΔＶ）を異なる値に設定させることも可能である。

【００６２】更に、遮断弁８を閉制御してから圧力セン
サ９で検出される気体燃料圧力の降下速度をモニタし、
該降下速度からエンジン運転に最低必要な燃料圧力に到
達するタイミングを推定し、該推定結果から診断時間Ｔ
ｓ（及び基準値ΔＶ）を変更することも可能である。

【００６３】ステップＳ１１では、圧力センサ９で検出
された気体燃料圧力Ｖcpを読み込み、ステップＳ１２で
は、温度センサ１０で検出された気体燃料の温度Ｖctを
読み込む。

【００６４】そして、ステップＳ１３では、前記気体燃
料圧力Ｖcpを温度Ｖctに応じて補正して、標準温度状態
での気体燃料圧力Ｖcpに変換する。ステップＳ１４で
は、診断時間Ｔｓ内における燃料カット積算時間tfcが
基準時間ｔ３以下であるか否かを判別する。

【００６５】前記燃料カットとは、気体燃料噴射弁４を
閉じてエンジンへの気体燃料の供給を停止させることを
示し、例えば減速時などに行われるようになっている。
この燃料カット時には、エンジン１の燃料消費が停止
し、圧力降下も停止するので、燃料カットの時間が長く
なると、診断時間Ｔｓ内で所期の圧力降下が得られなく
なり、遮断弁８の機能異常を誤診断することになってし
まう。

【００６６】そこで、診断時間Ｔｓ内において燃料カッ
トが行われた時間を積算し、この積算時間tfcが基準時
間ｔ３を超えたときには、誤診断の可能性があると判断
して、ステップＳ１６へ進んで診断を中止し、遮断弁８
を開制御する。

【００６７】一方、積算時間tfcが基準時間ｔ３以下で
あれば、診断可能と判断し、ステップＳ１５へ進む。上
記ステップＳ１４では、燃料カット積算時間tfcが基準
時間ｔ３以下であるか否かを判別させる構成としたが、
このような処理に代えて、診断時間Ｔｓ内で燃料カット
が行われたときに直ちに診断を中止させる構成とするこ
とができる。

【００６８】また、燃料カット積算時間tfcだけ診断時
間Ｔｓを延長させる構成とすることもできる。燃料カッ
ト中は圧力降下が停止し、所期の圧力降下代が得られる
タイミングが燃料カットした時間だけ遅くなるから、診
断時間Ｔｓを燃料カットされていた時間だけ延長すれ
ば、該延長した診断時間Ｔｓ内で所期の圧力降下が発生
することになる。このように、燃料カット積算時間tfc
だけ診断時間Ｔｓを延長させる構成であれば、診断時間
Ｔｓ内で燃料カットが行われても診断を行わせることが
でき、診断機会を確保できる。

【００６９】ステップＳ１５では、圧力センサ１１（供
給圧力センサ）で検出される気体燃料圧力Ｖgpが基準圧
力Ｖ２以下であるか否かを判別する。前記基準圧力Ｖ２
は、エンジンに対する気体燃料の供給が可能な最低圧で
あり、この基準圧力Ｖ２以下に気体燃料の圧力が低下す
ると、エンジン１に気体燃料を供給できなくなって、エ
ンジン１が停止してしまう。

【００７０】そこで、診断時間Ｔｓ内で圧力センサ１１
（供給圧力センサ）で検出される気体燃料圧力Ｖgpが基
準圧力Ｖ２以下になったときには、ステップＳ１６へ進
んで診断を直ちに中止し、遮断弁８を開制御して、気体
燃料タンク２からの燃料補給が再開されるようにする。

【００７１】一方、ステップＳ１５で気体燃料圧力Ｖgp
が基準圧力Ｖ２を超えていると判断されるときには、エ
ンジンを運転させつつ診断を継続できるので、ステップ
Ｓ１７へ進む。

【００７２】ステップＳ１７では、遮断弁８を閉制御し
た直前に圧力センサ９で検出された気体燃料圧力Ｖcp
と、最新の検出値Ｖcpとの偏差として、診断開始後の気
体燃料圧力の降下代ΔＶcpを算出し、該降下代ΔＶcpが
基準値ΔＶを超えたか否かを判別する。

【００７３】降下代ΔＶcpが基準値ΔＶを超えた場合に
は、遮断弁８が燃料配管３を遮断する機能が正常に働い
ていると判断し、ステップＳ１８へ進んで、遮断弁８の
機能が正常であると判定する。

【００７４】一方、ステップＳ１７で降下代ΔＶcpが基
準値ΔＶ以下であると判断されると、ステップＳ１９へ
進んで、遮断弁８をステップＳ８で閉制御してから診断
時間Ｔｓ以上に経過したか否かを判別する。

【００７５】遮断弁８を閉制御してから診断時間Ｔｓが
既に経過している場合には、遮断弁８を閉制御したにも
関わらず、実際には遮断弁８が開固着していて、燃料配
管３が遮断されず、気体燃料タンク２からの燃料補給が
継続されたため、所期の圧力降下が発生しなかったもの
と判断し、ステップＳ２０へ進んで、遮断弁８の機能が
異常であると判定する。

【００７６】前記機能異常の判定結果に基づき、警報装
置（警告灯など）によって燃料供給系（遮断弁８）に異
常が発生したことが運転者に警告されると共に、異常の
診断結果を、バックアップＲＡＭに格納し、外部（診断
テスター等）から要求があった場合に、診断情報を出力
できるようにする。

【００７７】尚、本実施形態における気体燃料エンジン
１は、気体燃料のみを用いる構成としたが、気体燃料と
液体燃料とを選択的に用いる構成のエンジンであっても
良い。

【００７８】また、本実施形態では、気体燃料タンク２
の直後に遮断弁８を備えると共に、プレッシャレギュレ
ータ６の直前に遮断弁７を備える構成としたが、遮断弁
７が備えない構成であっても、同様にして遮断弁８の診
断を行えることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態における気体燃料エンジンのシステ
ム構成図。

【図２】実施の形態における遮断弁の機能診断処理を示
すフローチャート。

【図３】実施の形態における遮断弁の機能診断処理を示
すフローチャート。

【図４】上記機能診断処理の実行時における圧力変化の
特性を示すタイムチャート。

【符号の説明】

１…エンジン２…気体燃料タンク３…燃料配管４…気体燃料噴射弁５…吸気マニホールド６…プレッシャレギュレータ７，８…遮断弁９，１１…圧力センサ１０，１２…温度センサ３２…コントロールユニット

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 19/02 Ｆ０２Ｄ 19/02 Ｄ (72)発明者佐藤正博茨城県ひたちなか市高場2520 株式会社日立製作所内 (72)発明者加藤剛神奈川県高座郡寒川町岡田６−６−１日産工機株式会社内 (72)発明者山田卓神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者西出宏人神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3G092 AA01 AA05 AA10 AA17 AB08 BB10 DC01 DC04 DC06 DE09S DF03 DF08 DG06 DG09 EA01 EA08 EA13 EA14 EA17 EA28 FA44 FB03 FB06 HA01Z HA04Z HB03Z HB09Z HD05Z HF19Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高圧気体を燃料とする気体燃料エンジンに
おいて、燃料供給系に設けられた遮断弁の機能診断を行
う診断装置であって、前記遮断弁の下流側に気体燃料の圧力を検出する圧力セ
ンサを設け、エンジンの運転中に前記遮断弁を閉制御
し、該閉制御後に前記圧力センサで検出される気体燃料
の圧力変化に基づいて、前記遮断弁の機能診断を行うこ
とを特徴とする気体燃料エンジンの診断装置。
【請求項２】前記遮断弁を閉じてから所定の診断時間内
で気体燃料圧力の降下代が閾値を超えたときに前記遮断
弁の正常状態を判定し、前記所定の診断時間内での気体
燃料圧力の降下代が前記閾値以下であったときに前記遮
断弁の異常状態を判定することを特徴とする請求項１記
載の気体燃料エンジンの診断装置。
【請求項３】前記診断時間を、前記遮断弁を閉じてから
前記遮断弁の下流側に残存する燃料がエンジンで消費さ
れるまでの時間内に設定することを特徴とする請求項２
記載の気体燃料エンジンの診断装置。
【請求項４】前記診断時間を、エンジンの最小燃料消費
量状態での圧力降下を基準に設定することを特徴とする
請求項２記載の気体燃料エンジンの診断装置。
【請求項５】前記エンジンに対する気体燃料の供給が停
止される状態での前記機能診断を禁止することを特徴と
する請求項１〜４のいずれか１つに記載の気体燃料エン
ジンの診断装置。
【請求項６】前記診断時間内においてエンジンに対する
気体燃料の供給停止状態の積算時間が所定時間以上にな
ったときに診断を中止することを特徴とする請求項２〜
４のいずれか１つに記載の気体燃料エンジンの診断装
置。
【請求項７】前記診断時間内においてエンジンに対する
気体燃料の供給が停止された時間だけ、前記診断時間を
延長とすることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１
つに記載の気体燃料エンジンの診断装置。
【請求項８】前記燃料供給系の途中に介装されたプレッ
シャレギュレータの上流側に前記遮断弁及び圧力センサ
を備える構成であって、前記プレッシャレギュレータの
下流側に、エンジンに供給される気体燃料の圧力を検出
する供給圧力センサを設け、該供給圧力センサで検出さ
れる気体燃料の圧力が所定値以下となったときに、前記
機能診断を中止し、前記遮断弁を開制御するよう構成し
たことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載
の気体燃料エンジンの診断装置。
【請求項９】前記燃料供給系の途中に介装されたプレッ
シャレギュレータの上流側に前記遮断弁及び圧力センサ
を備え、前記圧力センサで検出される気体燃料の圧力に
基づき燃料計における燃料残量表示を行わせる構成であ
って、前記機能診断中は、前記燃料計における燃料残量
表示を機能診断開始直前の値に固定することを特徴とす
る請求項１〜８のいずれか１つに記載の気体燃料エンジ
ンの診断装置。