JP2007321624A - エンジンの電子部品確認装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子制御エンジンにおいて、交換するエンジンＥＣＵの適否についての診断確認。
【解決手段】電子制御車両に搭載した電子制御エンジン１のエンジンＥＣＵ２を市場等で交換する際に、前記エンジン１の適宜位置に取付けたＩＣチップ３によって、エンジン１本体とエンジンＥＣＵ２との整合確認を可能とする。また、エンジンＥＣＵ２の識別コード４とエンジン１本体の識別コード５とを診断装置６によって整合確認を可能とする。また、エンジンＥＣＵ２の識別コード４とエンジン１本体の識別コード５とを車両ＥＣＵ７によって整合確認を可能とすることを特徴とするエンジンの電子部品確認装置の構成とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、エンジンの電子部品確認装置に関し、主として電子制御車両に搭載する電子制御エンジンの分野に属する。

従来においては、不正なエンジンの始動操作により車両の盗難を防止するイモビライザ装置により、キーから送られてくるキーＩＤコードをイモビライザＥＣＵを介して内部ＩＤコードと照合を行い、この照合結果に基づきエンジンＥＣＵによりエンジン始動の可否を制御するものにおいて、通常では、正当なキーによるＩＤコードの照合が完了しないときは、イモビライザＥＣＵとの通信によりエンジンＥＣＵがエンジンの始動を禁止して盗難を防止するものであるが、イモビライザＥＣＵ又はエンジンＥＣＵが交換時であることを検出したときは、両ＥＣＵの内部ＩＤコードを一致させるよう記憶エリアの書替えを行うことにより、エンジンの始動を禁止しないよう制御する。（例えば、特許文献１参照）
特開２０００−１０８８４８号公報

しかし、このように、イモビライザＥＣＵ又はエンジンＥＣＵが交換時であることを検出したときは、両ＥＣＵ間で使用している内部ＩＤコードを書替えにより一致させ、エンジンの始動を禁止しないよう制御を行うことかできるが、この制御では、両ＥＣＵ間の内部ＩＤコードをエンジンの始動を禁止しないために一致させるものであり、交換前のエンジンＥＣＵと交換後のエンジンＥＣＵとの適否についての判断は行われていないため、交換後のエンジンＥＣＵが不適の場合は機能上の不具合が発生する恐れがある。

そこで、本発明では、交換するエンジンＥＣＵの適否についての診断確認を行うものである。

請求項１の発明は、電子制御車両に搭載した電子制御エンジン（１）のエンジンＥＣＵ（２）を市場等で交換する際に、前記エンジン（１）の適宜位置に取付けたＩＣチップ（３）によって、エンジン（１）本体とエンジンＥＣＵ（２）との整合確認を可能とすることを特徴とするエンジンの電子部品確認装置の構成とする。

このような構成により、市場等において、何等かの理由により電子制御エンジン（１）に装備したエンジンＥＣＵ（２）を交換する必要が生じた場合、エンジン（１）本体の適宜位置に埋込み等により取り付けたＩＣチップ（３）によって、エンジン（１）本体に対するエンジンＥＣＵ（２）の整合性を識別し適否の診断確認を行うことができ、市場にて出力設定の異なるエンジンＥＣＵ（２）等と交換された場合には運転を不可とする。

請求項２の発明は、前記エンジンＥＣＵ（２）を市場等で交換する際に、エンジンＥＣＵ（２）の識別コード（４）とエンジン（１）本体の識別コード（５）とを診断装置（６）によって整合確認を可能とすることを特徴とする請求項１記載のエンジンの電子部品確認装置の構成とする。

このような構成により、市場等において、何等かの理由により電子制御エンジン（１）に装備したエンジンＥＣＵ（２）を交換する必要が生じた場合、適宜の診断装置（６）の情報によって、エンジン（１）本体の識別コード（５）に対するエンジンＥＣＵ（２）の識別コード（４）の整合性を識別し適否の診断確認を行うことができ、市場にて出力設定の異なるエンジンＥＣＵ（２）等と交換された場合には運転を不可とする。

請求項３の発明は、前記エンジンＥＣＵ（２）を市場等で交換する際に、エンジンＥＣＵ（２）の識別コード（４）とエンジン（１）本体の識別コード（５）とを車両ＥＣＵ（７）によって整合確認を可能とすることを特徴とする請求項１記載のエンジンの電子部品確認装置の構成とする。

このような構成により、市場等において、何等かの理由により電子制御エンジン（１）に装備したエンジンＥＣＵ（２）を交換する必要が生じた場合、前記電子制御車両に装備した車両ＥＣＵ（７）の情報によって、エンジン（１）本体の識別コード（５）に対するエンジンＥＣＵ（２）の識別コード（４）の整合性を識別し適否の診断確認を行うことができ、市場にて出力設定の異なるエンジンＥＣＵ（２）等と交換された場合には運転を不可とする。

請求項１の発明では、上記作用の如く、市場等においてエンジンＥＣＵ（２）を交換する必要が生じた場合、エンジン（１）本体のＩＣチップ（３）によって、エンジン（１）本体に対するエンジンＥＣＵ（２）の整合性を識別し適否の診断確認を行うことにより、誤って出力設定の異なる非整合のエンジンＥＣＵ（２）と交換された場合には運転を不可とすることができるから、予定したエンジン出力の過不足を防止して適正出力を保持することができる。

請求項２の発明では、上記作用の如く、市場等においてエンジンＥＣＵ（２）を交換する必要が生じた場合、適宜の診断装置（６）の情報によって、エンジン（１）本体の識別コード（５）に対するエンジンＥＣＵ（２）の識別コード（４）の整合性を識別し適否の診断確認を行うことにより、誤って出力設定の異なる非整合のエンジンＥＣＵ（２）と交換された場合には運転を不可とすることができるから、予定したエンジン出力の過不足を防止して適正出力を保持することができる。

請求項３の発明では、上記作用の如く、市場等においてエンジンＥＣＵ（２）を交換する必要が生じた場合、前記電子制御車両に装備した車両ＥＣＵ（７）の情報によって、エンジン（１）本体の識別コード（５）に対するエンジンＥＣＵ（２）の識別コード（４）の整合性を識別し適否の診断確認を行うことにより、誤って出力設定の異なる非整合のエンジンＥＣＵ（２）と交換された場合には運転を不可とすることができるから、予定したエンジン出力の過不足を防止して適正出力を保持することができる。

電子制御車両に搭載した電子制御エンジン１のエンジンＥＣＵ２を市場等で交換する際に、前記エンジン１の適宜位置に取付けたＩＣチップ３によってエンジン１本体とエンジンＥＣＵ２との整合確認を可能とする。また、適宜の診断装置６によってエンジンＥＣＵ２の識別コード４とエンジン１本体の識別コード５との整合確認を可能とする。また、車両ＥＣＵ７によってエンジンＥＣＵ２の識別コード４とエンジン１本体の識別コード５との整合確認を可能とする。

以下に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、電子制御車両に搭載する四気筒の電子制御エンジン１の全体構成を示すもので、該エンジン１本体に組付けられるエンジンＥＣＵ２は、燃料噴射ポンプ２３から延設した電子回路用のカプラ８を接続するためのコネクタ接続部９を設けていると共に、シリンダブロック２４の適宜位置にＩＣチップ３を埋設配置させている。

市場等において、何等かの理由によりエンジンＥＣＵ２を交換する必要が生じたときは、先ず、該ＥＣＵ２のコネクタ接続部９からカプラ８を取り外すが、このとき、コネクタ接続部９に設けられているリミットスイッチ９ａによりカプラ８の取り外しを認識できると共に、該ＥＣＵ２をエンジン１本体から取り外し該ＥＣＵ２の交換を行う。

この交換により、エンジン１本体に組付けられたエンジンＥＣＵ２にカプラ８を接続したときは、図２に示す如く、適宜の診断回路を通してエンジン号機の入力を要求し、この要求されたエンジン号機と、ＩＣチップ３の診断用デバイスで読み取り入力されたエンジン号機とが整合していれば通常の運転を可能とし、非整合のときは運転を不可とする。

また、前記の如く、エンジンＥＣＵ２を交換する際に、該ＥＣＵ２のコネクタ接続部９からカプラ８を取り外したときに、適宜の診断回路を通してエンジン号機の入力を要求し、交換前に、適宜の診断装置６から該ＥＣＵ２の情報としてエンジン１本体の識別コード５であるエンジン号機と、該ＥＣＵ２の識別コード４とを入手し、図３に示す如く、交換前と交換後の該ＥＣＵ２の識別コード４を比較することにより、適否の診断を行い整合性を確認し整合していれば通常の運転を可能とし、非整合のときは運転を不可とする。

また、前記の如く、エンジンＥＣＵ２を交換する際に、該ＥＣＵ２のコネクタ接続部９からカプラ８を取り外したときに、適宜の診断回路を通してエンジン号機の入力を要求し、工場出荷時に該ＥＣＵ２は、エンジン１本体の識別コード５であるエンジン号機と、該ＥＣＵ２の識別コード４及び電子制御車両に装備した車両ＥＣＵ７の情報がメモリーに書き込まれており、図４に示す如く、これらの適否の診断を行い整合性を確認し整合していれば通常の運転を可能とし、非整合のときは始動，軽負荷運転のみ可能な制限モードとする。

また、蓄圧式燃料噴射ディーゼルエンジンについて、図５に示す如きシステム図によりその概要を説明する。蓄圧式燃料噴射とは、各気筒へ燃料を噴射する燃料噴射装置への燃料供給を要求された圧力とするコモンレール１０（蓄圧室）を介して行うものである。

燃料タンク１１内の燃料は吸入通路により燃料フィルタ１２を介してエンジンで駆動される高圧ポンプ１３に吸入され、この高圧ポンプ１３によって加圧された高圧燃料は吐出通路１４によりコモンレール１０に導かれ蓄えられる。

該コモンレール１０内の高圧燃料は各高圧燃料供給通路１６により気筒数分の燃料噴射弁１７に供給され、エンジンコントロールユニット１８（以下ＥＣＵという）からの指令に基づき、各気筒毎に燃料噴射弁１７が開弁作動して、高圧燃料がエンジンの各燃焼室内に噴射供給される。

各燃料噴射弁１７での余剰燃料（リターン燃料）は各リターン通路１９により共通のリターン通路２０へ導かれ、このリターン通路２０によって燃料タンク１１へ戻される。
また、コモンレール１０内の燃料圧力（コモンレール圧力）を制御するため高圧ポンプ１３に圧力制御弁２１が設けられている。

この圧力制御弁２１はＥＣＵ１８からのデューティ信号によって、高圧ポンプ１３から燃料タンク１１への余剰燃料のリターン通路２０の流路面積を調整するものであり、これによりコモンレール１０側への燃料吐出量を調整してコモンレール圧力を制御することができる。

具体的には、エンジン運転条件に応じて目標コモンレール圧力を設定し、コモンレール圧センサ２２により検出されるコモンレール圧力が目標コモンレール圧力と一致するよう、圧力制御弁２１を介してコモンレール圧力をフィードバック制御する。

農作業機の蓄圧式燃料噴射ディーゼルエンジンのＥＣＵ１８は、図６に示す如く、回転数と出力トルクの関係において走行モードＭ１と通常作業モードＭ２及び重作業モードＭ３の三種類の制御モードを設けている。

走行モードＭ１は、回転数の変動で出力も変動するドループ制御として、農作業を行わず移動走行する場合に使用するものであり、例えば、ブレーキを掛けて走行速度を減速したり停止したりすると、この走行負荷の増大に伴ってエンジン回転数が低下するため走行速度の減速や停止を安全に行うことができる。

通常作業モードＭ２は、負荷が変動しても回転数が一定で出力を負荷に応じて変更するアイソクロナス制御として、通常の農作業を行う場合に使用するものであり、例えば、トラクターであれば耕耘作業時に耕地が固く耕耘刃に抵抗が掛かるとき、コンバインであれば収穫作業時に収穫物が多く負荷が増大したときでも、出力が変動して回転数を維持するので運転作業者が楽に操縦できる。

重作業モードＭ３は、通常作業モードＭ２と同様に負荷が変動しても回転数一定で出力を負荷に応じて変更するアイソクロナス制御に、負荷限界近くになると回転数を上昇させて出力を上げる重負荷制御を加えた制御で、特に、負荷限界近くで農作業を行う場合に使用するものであり、例えば、トラクターで耕耘作業を行っている際に、特に、固い耕地に遭遇してもエンジン出力が通常の限界を越えて増大するので作業を中断することがない。

これらの作業モードＭ１，Ｍ２，Ｍ３は、作業モード切替スイッチの操作、又は走行変速レバーの変速操作、作業クラッチの入り切り操作等によって切り替わるように構成する。

従来、ディーゼルエンジンでは、メイン噴射に先立って少量の燃料をパルス的に噴射するパイロット噴射を行うことにより、着火遅れを短縮してディーゼルエンジン特有の、所謂ノック音を低減することが知られている。

このパイロット噴射は、メイン噴射の前に１回乃至２回に固定して行われるものであったが、前記コモンレール１０のシステムを用いることで、エンジンの状況に応じてパイロット噴射の状態を変化させ、騒音の低減や不完全燃焼による白煙又は黒煙の発生を抑制できる。

該コモンレール１０のシステムを用いたエンジン２５において、市場で、前記ＥＣＵ１８を交換する場合、図７に示す如く、入力端末２６でインターネットにより生産用データーベース２７にアクセスし、生産時に入力された情報と照合した後、ＣＡＮ通信により噴射系情報としてのノズルナンバー，ポンプナンバー，レールナンバーやエンジン情報等をＥＣＵ１８のＲＡＭ上に入力可能とするもので、この情報を入力しないとエンジン２５の運転を不可とするものであり、生産時に入力された情報を基にＥＣＵ１８の識別を行い、出力の異なるＥＣＵ１８を除外して誤組防止を可能とするものである。

また、前記コモンレール１０のシステムを用いたエンジン２５において、市場で、ＥＣＵ１８を交換する場合、図８に示す如く、予め交換情報を基にオフラインで、噴射系情報とエンジン情報等の生産用データーベース２７にアクセスして生産情報を入力したＥＣＵ１８を現地へ送付し、現地では、ＥＣＵ１８の交換時に入力端末２６で噴射系情報とエンジン情報等を照合した後、ＣＡＮ通信によりＥＣＵ１８に入力可能とするもので、この情報を入力しないとエンジン２５の運転を不可とするものであり、生産時に入力された情報を基にＥＣＵ１８の識別を行い、出力の異なるＥＣＵ１８を除外して誤組防止を可能とするものである。

また、前記コモンレール１０のシステムを用いたエンジン２５において、図９に示す如く、エンジン２５には、クランク軸２８によりベルト駆動される吸込みファン２９と、吸込みファン２９に対し逆転する吐出しファン３０とを設け、吐出しファン３０を駆動するファンプーリ３１にファンクラッチ３２とクラッチセンサ３３を作用可能に係合させると共に、ＥＣＵ１８にパイロットマップ１８ａ及びレール圧マップ１８ｂを配して構成させる。

このような構成により、通常は、ファンクラッチ３２がＯＦＦで吸込みファン２９のみ作動しているが、該クラッチ３２がＯＮの場合、吐出しファン３０が吸込みファン２９より高い回転数で作動し風向きが逆転すると共に、吐出しファン３０の騒音が大きく耳ざわりとなっていた。このため、クラッチセンサ３３の信号が入力されると、ＥＣＵ１８内でパイロットマップ１８ａ及びレール圧マップ１８ｂを切り替えることにより、パイロット噴射及びレール圧を低減してエンジン音を下げ、耳ざわりな騒音を抑えることができる。

また、前記コモンレール１０のシステムを用いたエンジン２５において、気筒の内圧を検出する筒内圧センサを設け、ＥＣＵ１８のクランク角度センサの信号を利用して、図１０のフローチャートに示す如く、所定のクランク角度における筒内圧値の測定を行い、筒内圧値が正常であるかどうかをＥＣＵ１８に判断させ、正常値でないとき、つまり、失火しているときは筒内圧は通常時より低めの値となっているから、噴射タイミングを進角させて失火を防ぐか、又はレール圧の上昇により燃料の霧化を促進させて失火を防ぐ制御を行わせるが、これらの制御を行っても筒内圧が上昇しないときは、何等かの異常により噴射が行われていないと判断し、オペレータに警告し点検を促す。

このように、筒内圧センサを用いることにより、直接燃焼状態を把握することができ失火等を防止することが可能であると共に、何かの原因により異常な噴射が行われたり、或いは噴射が行われていないときには、オペレータに異常を警告することが可能であり、エンジン２５に重大なダメージを与えることを防止することができる。

また、通常のエンジン又は前記コモンレール１０のシステムを用いたエンジン２５において、特に、噴射系装置の劣化等により燃焼終了時期が変化する場合が考えられるが、この燃焼終了時期が遅延したときは、排気ガスの温度が上昇しエンジン２５の耐久性に影響を及ぼすことになるため、排気ガスの温度を測定し、この温度が上限リミット値以上になる場合は、図１１に示す如く、レール圧を高めて噴射圧力を高める補正を行うことによって、燃焼期間が短縮されることにより排気ガスの温度を低下させることが可能となる。

また、前記燃焼終了時期が遅延とは逆に進角したときは、排気ガスの温度が低下し触媒活性等に影響を及ぼすことになるため、排気ガスの温度を測定し、この温度が下限リミット値以下になる場合は、図１１に示す如く、レール圧を低下させて噴射圧力を低下させる補正を行うことによって、燃焼期間が延長されることにより排気ガスの温度を上昇させることが可能となる。

なお、前記レール圧を高める代わりに噴射タイミングを進角させたり、レール圧を低下させる代わりに噴射タイミングを遅角させるよう構成してもよい。
また、通常のエンジン又は前記コモンレール１０のシステムを用いたエンジン２５において、従来の始動サイクルにおける燃料噴射量は固定されており、サイクル初期の燃焼に至らない状況下では、噴射された燃料は白煙となり排出されると共に、燃焼室の温度を低下させ着火の阻害要因ともなっているため、図１２に示す如く、低温始動時のエンジンクランキング時間の経過に対し、燃料噴射量を従来制御の一定値から、初期には少なく、時間の経過と共に徐々に増加させる制御を行うことにより、低温始動時の初期サイクルにおいて燃料噴射を抑えて白煙の吐出を抑制し、燃焼室の温度上昇を促進して着火性を高めることができる。

また、前記の如き状況下では、白煙の排出と共に着火の阻害要因ともなっているため、図１３に示す如く、低温始動時のエンジンクランキング時間の経過に対し、燃料噴射量を従来制御の一定値から、初期には少なく、時間の経過と共に段階的に増加させる制御を行うことにより、低温始動時の初期サイクルにおいて燃料噴射を抑えて白煙の吐出を抑制し、燃焼室の温度上昇を促進して着火性を高めることができる。

また、前記の如き状況下では、白煙の排出と共に着火の阻害要因ともなっているため、図１４に示す如く、低温始動時のエンジンクランキング時間の経過に対し、燃料噴射量を従来制御の一定値から、初期には少なく、時間の経過と共に上昇する気筒内の空気温度を排気管に設けた温度センサで検出し、燃料噴射量を増加させる制御を行うことにより、低温始動時の初期サイクルにおいて燃料噴射を抑えて白煙の吐出を抑制し、燃焼室の温度上昇を促進して着火性を高めることができる。

また、前記の如き状況下では、白煙の排出と共に着火の阻害要因ともなっているため、図１５に示す如く、低温始動時のエンジンクランキング時間の経過に対し、燃料噴射量を従来制御の一定値から、時間の経過と共に上昇する気筒内の空気温度を排気管に設けた温度センサで検出し、気筒内の空気温度が基準値を超えた時点で燃料を噴射するよう制御を行うことにより、低温始動時の初期サイクルにおいて燃料噴射を抑えて白煙の吐出を抑制し、燃焼室の温度上昇を促進して着火性を高めることができる。

また、通常のエンジン又は前記コモンレール１０のシステムを用いたエンジン２５において、シリンダブロック３４とヘッド３５の締付け時に剛性が不足し、ヘッドガスケット３６部位より水洩れ，ガス洩れ，油洩れ等が生じるため、図１６に示す如く、シリンダブロック３４とヘッド３５の側面部に亘り、補強用のポンプスペーサ３７を介してウォータポンプ３８を共締めとすることにより、シリンダブロック３４とヘッド３５の締付け剛性を確保することができる。

なお、該ポンプスペーサ３７の上端側に、エンジン２５を吊り上げる吊孔３７ａを設けることにより、エンジンハンガーとしての兼用が可能となり部品点数を削減することができる。

また、通常のエンジン又は前記コモンレール１０のシステムを用いたエンジン２５において、寒冷時に始動を行う際には、現行ではグロープラグの作用により一時的に燃焼室を暖め始動性を向上させているが、グロープラグが各気筒へ必要となるためコスト高になると共に性能にも支障を生じている。このため、図１７に示す如く、前記シリンダヘッド３５とインレットマニホールド３９の間に、エアヒーター４０を組み込んだインレットガスケット４１を用いて締め付け構成させる。４０ａは接続端子を示す。

このように、各気筒に設けているグロープラグを廃止し、空気の吸入口であるインレットポート部に、インレットガスケット４１と一体化したエアヒーター４０をグローヒーターとして配置することによって、低温時の始動性の改善を図ることができる。

一般車両を始めトラクタやコンバイン等の農作業車に利用可能である。

電子制御車両に搭載する電子制御エンジンにおける全体構成を示す斜視図。 エンジン本体と交換ＥＣＵのエンジン号機整合状態を確認するブロック図。 エンジン本体と交換ＥＣＵの識別コードの整合状態を確認するブロック図。 エンジン本体と交換ＥＣＵの識別コードの整合状態を確認するブロック図。 コモンレールによる蓄圧式燃料噴射ディーゼルエンジンを示すシステム図。 三種類の制御モードによるエンジン回転数と出力トルクの関係を示す線図。 ＥＣＵの交換時に生産情報をインターネットを介して遠隔確認を行う展開図。 ＥＣＵの交換時に生産情報をオフライン送付により遠隔確認を行う展開図。 吸込みファンに対し逆転の吐出しファンを駆動するエンジンの概略側面図。 気筒の内圧を検出して失火を防ぐ制御を行う手順を示すフローチャート。 排気ガスの温度を測定しレール圧による燃焼期間の調節状態を示す線図。 低温始動時のクランキング時間に対し燃料噴射量の制御状態を示す線図。 低温始動時のクランキング時間に対し燃料噴射量の制御状態を示す線図。 低温始動時のクランキング時間に対し燃料噴射量の制御状態を示す線図。 低温始動時のクランキング時間に対し燃料噴射量の制御状態を示す線図。 ウォータポンプをスペーサを介してシリンダとヘッドへ締付ける斜視図。 インレットポート部のガスケットに一体化したエアーヒータ示す斜視図。

符号の説明

１ 電子制御エンジン
２ エンジンＥＣＵ
３ ＩＣチップ
４ 識別コード
５ 識別コード
６ 診断装置
７ 車両ＥＣＵ

Claims (3)

1. 電子制御車両に搭載した電子制御エンジン（１）のエンジンＥＣＵ（２）を市場等で交換する際に、前記エンジン（１）の適宜位置に取付けたＩＣチップ（３）によって、エンジン（１）本体とエンジンＥＣＵ（２）との整合確認を可能とすることを特徴とするエンジンの電子部品確認装置。
2. 前記エンジンＥＣＵ（２）を市場等で交換する際に、エンジンＥＣＵ（２）の識別コード（４）とエンジン（１）本体の識別コード（５）とを診断装置（６）によって整合確認を可能とすることを特徴とする請求項１記載のエンジンの電子部品確認装置。
3. 前記エンジンＥＣＵ（２）を市場等で交換する際に、エンジンＥＣＵ（２）の識別コード（４）とエンジン（１）本体の識別コード（５）とを車両ＥＣＵ（７）によって整合確認を可能とすることを特徴とする請求項１記載のエンジンの電子部品確認装置。

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