JP2007205218A

JP2007205218A - ガソリン代替ｌｐｇ噴射システムの断線検出方法およびその断線検出装置

Info

Publication number: JP2007205218A
Application number: JP2006024106A
Authority: JP
Inventors: Kunitoshi Inao; 州俊稲生
Original assignee: Nikki Co Ltd
Current assignee: Nikki Co Ltd
Priority date: 2006-02-01
Filing date: 2006-02-01
Publication date: 2007-08-16
Also published as: KR20070079286A

Abstract

【課題】ガソリン代替ＬＰＧ噴射システムについて、コストの高騰を招くことなくガソリン噴射信号線の断線を気筒毎に確実に検出できるようにする。
【解決手段】ガソリン噴射制御装置およびエンジン運転状態検出手段が配設されたエンジン既設のガソリン噴射制御システムに、エンジン運転状態検出手段の出力信号に応じて出力されるガソリン噴射信号を気筒毎にガソリン噴射信号線を介して受信してＬＰＧ燃料の噴射量を算出するＬＰＧ噴射制御装置とＬＰＧ用インジェクタを増設してなるガソリン代替ＬＰＧ噴射システムにおいて、ＬＰＧ噴射制御装置がエンジン運転検出手段の出力信号でエンジンが運転状態であることを検知してから予め定めた時間を経過するまでの間に、ガソリン噴射制御装置からのガソリン噴射信号を受信しなかった場合に、その気筒のガソリン噴射信号線が断線していると判定して出力するものとした。
【選択図】図３

Description

本発明は、既設のガソリン噴射システムを利用してＬＰＧを所定の正圧ガスに調整して電子制御されるインジェクタを用いてエンジンに供給するガソリン代替ＬＰＧ噴射システムにおいて、ガソリン噴射制御装置からＬＰＧ噴射制御装置に出力されるガソリン噴射信号線の断線を気筒毎に検出する方法およびその装置に関するものである。

ＬＰＧを火花点火エンジンの燃料に使用することは広く知られており、レギュレータ（ベーパライザ）とミキサとを用いて大気圧程度の圧力に調整した気化ガスを吸気管路に吸引させてエンジンに供給する、という従前から行なわれている周知の方式に代えて、特開平６−１７７０９号公報などに記載されているように、所定圧力に調整した正圧ガスを吸気管路に噴射させてエンジンに供給する方式が知られている。

このようなＬＰＧ燃料を供給する噴射システムをエンジンに搭載するにあたって、新規のエンジンに対しては、エンジン運転状態に応じて最適の燃料供給量を与える噴射量を設定する電子式制御装置を使用してインジェクタを制御するように最初からシステムを設計・構築すればよい。しかし、ガソリン噴射システムを搭載している既存のエンジンに対しては、エンジンの運転状態に応じて最適の燃料供給量を与える噴射量としてガソリン噴射システムを構成する電子制御装置に設定されているので、例えば特開２００４―１０８１４８号公報に記載されているように、ガソリン噴射量に基いてこれと同等の混合気を与えるＬＰＧ噴射量を、種々のデータに基づいて所定の計算式で算出する、というきわめて簡単な機能をもたせたＬＰＧ燃料用の電子制御装置を増設し、且つＬＰＧの噴射に適した弁口径、ダイナミックレンジをもつインジェクタを使用することにより既存のガソリン噴射システムをそのまま利用してＬＰＧ噴射システムを構築し、ＬＰＧ燃料使用のエンジンに改造することができる。

このようなガソリン代替ＬＰＧ燃料噴射システムは、図１に示すようにエンジン１の運転状態を各センサ５〜９で検出し、ガソリン噴射信号ｌ１〜ｌｎを出力するガソリン噴射制御装置としてのＥＣＵ１０と、ガソリン噴射信号をＬＰＧ燃料用に補正適合してＬＰＧ噴射信号Ｏ１〜Ｏｎとして、各気筒に設けたインジェクタ２へ出力するガソリン代替用のＬＰＧ噴射制御装置であるＥＣＵ１１とを備えている。

しかし、ＥＣＵ１０より、エンジン１の運転状態に応じて補正を行ったガソリン噴射信号を、各気筒にＬＰＧ燃料の噴射制御を行うＥＣＵ１１へ出力し、ガソリンに代替するＬＰＧ噴射量として補正適合を行うが、ガソリン噴射信号線が断線してガソリン噴射信号をＥＣＵ１１に送れない場合、その断線した気筒のＬＰＧ噴射量の補正適合が出来なくなる。ところが、ＬＰＧ噴射制御用のＥＣＵ１１ではその断線を検出することができない点が問題である。

この問題に対し、特開２００４−１３７９３８号公報には、ＬＰＧ噴射制御用のＥＣＵがガソリン噴射制御装置からガソリン噴射信号を受信する際、その受信の有無を表す履歴フラグを発生してメモリにストアし、順次的な気筒毎の受信した燃料噴射信号の履歴フラグに対応する１つ前の履歴フラグが、メモリにストアされているかどうかを履歴フラグが得られる度に検出するようにして、ストアされていれば、履歴フラグをメモリから消去し、ストアされていなければ、＋１ずつインクリメントして計数動作を行うものとして、計数値が予め定める値に達したとき、その計数手段に対応した気筒の燃料噴射信号を伝送する信号線が断線しているものと判定する技術が提案されている。

この技術により、ＬＰＧ噴射制御装置側でガソリン噴射信号線の断線を気筒毎に判定することができるようになる。しかしながら、このように複数の手順をエンジン運転中に繰り返すものとした断線検出方法を、ＬＰＧ噴射制御を実行する電子制御ユニットで行う場合、安価で汎用的な電子制御ユニットでは処理能力の関係で制御に影響を及ぼすことがあり、そのため処理能力の高さに余裕のある電子制御ユニットを配設するとコストが嵩んでしまうことになる。
特開平６−１７７０９号公報特開２００４―１０８１４８号公報特開２００４−１３７９３８号公報

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、ガソリン噴射システムを利用したＬＰＧ噴射システムについて、コストを招くことなくＬＰＧ噴射制御装置を用いてガソリン噴射信号線の断線を気筒毎に確実に検出できるようにすることを課題とする。

そこで、本発明はガソリン噴射制御装置およびエンジン運転状態検出手段が配設されたエンジン既設のガソリン噴射制御システムに、そのエンジン運転状態検出手段の出力信号に応じてガソリン噴射制御装置が出力するガソリン噴射信号を気筒毎に配設したガソリン噴射信号線を介して受信してＬＰＧ燃料の噴射量を算出するＬＰＧ噴射制御装置とこれに接続されたＬＰＧ用インジェクタを増設してなるガソリン代替ＬＰＧ噴射システムにおいて、ＬＰＧ噴射制御装置が、エンジン運転検出手段の出力信号でエンジンが運転状態であることを検知してから予め定めた時間を経過するまでの間にガソリン噴射制御装置からのガソリン噴射信号を受信しなかった場合に、噴射信号を検知しなかった気筒のガソリン噴射信号線が断線していると判定するものとして、気筒毎にガソリン噴射信号線の断線を検出して出力するものとした。

このようにすることで、新たにガソリン噴射信号線の断線を検出するための検出装置を設けることなく、ガソリン代替用のＬＰＧ噴射制御装置を機能的に利用することで断線を判定できることに加え、極めて簡単な処理内容で気筒毎の信号線の断線を確実に検出できるものとなる。

また、所定の記憶手段およびタイマ機能を備えた電子制御装置であって、ガソリン代替ＬＰＧ噴射システムに配設され、ガソリン噴射制御装置からの気筒毎のガソリン噴射信号線が接続されてＬＰＧ噴射制御装置として機能し、且つ、エンジン運転状態検出手段からの検出信号が入力されるとともに上述した断線検出方法を実行するためのプログラムがその記憶手段に記憶されている、ことを特徴とするガソリン代替ＬＰＧ噴射システムの断線検出装置とする。

このことにより、この断線検出装置をエンジン既設のガソリン噴射システムに増設することだけで、ガソリン代替ＬＰＧ噴射システムを構築できると同時にガソリン噴射信号線の気筒毎の断線が容易且つ確実に検出できるようになる。

本発明によると、コストの高騰を招くことなくＬＰＧ噴射制御装置を用いてガソリン噴射信号線の断線を気筒毎に確実に検出できることができるものである。

以下に、図面を参照しながら本発明における最良の実施の形態を説明する。図１は、エンジン既設のガソリン噴射システムにＬＰＧ噴射制御装置としての電子制御ユニット１１とＬＰＧ燃料用のインジェクタ２を増設してなるガソリン代替ＬＰＧ噴射システムを示す配置図であって、図示しないＬＰＧを充填したボンベの液相部分から延びた図示しない送出管路が所定の気化手段を経由してインジェクタ２に接続されており、そのインジェクタ２を電子制御ユニット１１が駆動制御するものである。

本発明は、ガソリン噴射制御装置である電子制御ユニット１０と図示しないガソリン用インジェクタとを具えたガソリン噴射システムを搭載していた既存のガソリンエンジンを、ＬＰＧ使用エンジンに改造する場合に適用されるものである。そして、ガソリン噴射制御装置としての電子制御ユニット１０は、スロットル開度センサ８、ＭＡＰセンサ９、Ｏ２センサ６、水温センサ７、クランク角センサ５により検出したエンジン運転状態に基いて算出したガソリン噴射信号を出力し、図示しないガソリン用インジェクタをこの駆動信号に応じたデューティサイクルで開閉動作させ、エンジン要求流量のガソリンを噴射してエンジンに供給し、点火栓４を所定のタイミングで点火させるものであって、このこと自体は周知である。

本実施の形態においては、ＬＰＧ噴射制御装置としての電子制御ユニット１１とＬＰＧ用のインジェクタ２とが前記のガソリン噴射システムを残置させて増設され、ＬＰＧ燃料噴射システムを構成する。この場合、図示しないガソリン用インジェクタを撤去してＬＰＧ用のインジェクタ２とつけ替えればよく、電子制御ユニット１０からガソリン用インジェクタに至る気筒毎の信号線をそのまま電子制御ユニット１１につけ替え接続して入力信号線とすればよい。

ここで、ガソリン用インジェクタをＬＰＧの噴射に使用することが考えられるが、エンジン要求燃料流量に対応する容積流量はガソリンに比べてＬＰＧの方が各段に大きいので、本発明ではＬＰＧの適正な噴射が可能な弁口径、ダイナミックレンジをもつ専用のＬＰＧ用のインジェクタ２を使用することとした。

図２の機能ブロック図を参照して、電子制御ユニット１１はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，入出力インターフェース等を備えた汎用の電子制御装置であり、そのＲＯＭにガソリン代替のＬＰＧ噴射制御方法を実行するプログラムに加え、後述する断線検出方法を実行するプログラムを記憶している点を特徴としている。

電子制御ユニット１１は、ガソリン噴射制御装置である電子制御ユニット１０によりエンジン運転状態に応じて出力されガソリン噴射信号線を介して入力したガソリン噴射信号ｌ１〜ｌｎに基いて、所定の補正係数を掛ける等してＬＰＧの適正な噴射量を算出し、この算出されたＬＰＧ噴射量を与えるＬＰＧ噴射信号Ｏ１〜Ｏ２を駆動信号線を介して気筒毎にインジェクタ２に出力する。

加えて、電子制御ユニット１１は、所定の入力線を介したエンジンの運転状態を検出するための少なくとも１つ以上の信号Ｐを検知するようになっている。これは、各センサ５，６，７，８，９からの信号を受信した電子制御ユニット１０を経由して入力するものとしてもよく、或いは電子制御ユニット１１に各センサ５，６，７，８，９等からエンジン運転状態を検出するために最低限必要とされる少なくとも１以上の信号を直接入力するようにしてもよい。

次に、図３のフローチャートを用いて、本実施の形態における断線検出方法を実行するための断線検出装置である電子制御ユニット１１の動作について説明する。

電子制御ユニット１１は、エンジン運転状態を検出するために必要なセンサから受信した検出信号を基に、エンジンが運転状態であるか否かを判断し（Ａ１）、運転状態でなければ、最初に戻ってこれを繰り返し、運転状態であれば、運転状態を検知してから予め定めた所定の時間を経過しているか否かを判断する（Ａ２）。

予め定めた時間を経過していなければ、最初に戻り、経過していれば噴射信号を検出していない気筒があるか否かを気筒毎のガソリン噴射信号線について判断し（Ａ３）、検出していない気筒がなければ断線なしと判定して（Ａ５）終了し、検出していない気筒があれば、その気筒のガソリン噴射信号線を断線と判定して（Ａ４）終了する。

以上述べたように、本実施の形態の電子制御ユニット１１は、比較的簡易な手順による方法で断線の検出を実行するものであり、そのＣＰＵにおいて過大な処理負荷を要することなく、また、記憶手段に過大な記憶容量を要することもなく、気筒毎のガソリン噴射信号線の断線を確実に検出することができるものである。尚、断線検出後は、例えば、運転者に所定の表示手段で断線を知らせるものとすればよく、或いは、断線した信号線の気筒についてのインジェクタ２の噴射制御を、他の気筒の噴射タイミング及び噴射時間から適宜好ましい噴射タイミングおよび噴射時間を予測して、出力するように制御するものとすればよい。

本発明における実施の形態を示す配置図。図１のガソリン噴射制御装置としての電子制御ユニットとＬＰＧ噴射制御装置としての電子制御ユニットとの接続および機能を示す機能ブロック図。図１のＬＰＧ噴射制御装置としての電子制御ユニットの動作を示すフローチャート。

符号の説明

１エンジン、２インジェクタ、５クランク角センサ、６Ｏ２センサ、７水温センサ、８スロットル開度センサ、９ＭＡＰセンサ、１０，１１電子制御ユニット

Claims

ガソリン噴射制御装置およびエンジン運転状態検出手段が配設されたエンジン既設のガソリン噴射制御システムに、前記エンジン運転状態検出手段の出力信号に応じて前記ガソリン噴射制御装置が出力するガソリン噴射信号を気筒毎に配設したガソリン噴射信号線を介して受信しＬＰＧ燃料の噴射量を算出するＬＰＧ噴射制御装置と該ＬＰＧ噴射制御装置に接続されたＬＰＧ用のインジェクタを増設してなるガソリン代替ＬＰＧ噴射システムにおいて、前記ＬＰＧ噴射制御装置が、前記エンジン運転検出手段の出力信号でエンジンが運転状態であることを検知してから予め定めた時間を経過するまでの間に前記ガソリン噴射制御装置からのガソリン噴射信号を受信しなかった場合に、検知しなかった気筒の前記ガソリン噴射信号線が断線していると判定して、気筒毎にガソリン噴射信号線の断線を検出し出力することを特徴とするガソリン代替ＬＰＧ噴射システムの断線検出方法。
所定の記憶手段およびタイマ機能を備えた電子制御装置であって、前記ガソリン代替ＬＰＧ噴射システムに配設され、前記ガソリン噴射制御装置から気筒毎のガソリン噴射信号線が接続されて前記ＬＰＧ噴射制御装置として機能し、且つ、前記エンジン運転状態検出手段からの検出信号が入力されるとともに、前記エンジン運転検出手段の出力信号でエンジンが運転状態であることを検知してから予め定めた時間を経過するまでの間に前記ガソリン噴射制御装置からのガソリン噴射信号を受信しなかった場合に、検知しなかった気筒の前記ガソリン噴射信号線が断線していると判定して、気筒毎にガソリン噴射信号線の断線を検出し出力する断線検出方法を実行するためのプログラムが前記記憶手段に記憶されていることを特徴とするガソリン代替ＬＰＧ噴射システムの断線検出装置。