JP2015090076A - Abnormality diagnosis device for fuel supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料供給システムの異常診断装置に関し、詳しくは気体燃料と液体燃料とを切り替えて使用する車載内燃機関の燃料供給システムの異常診断装置に関する。 The present invention relates to an abnormality diagnosis device for a fuel supply system, and more particularly to an abnormality diagnosis device for a fuel supply system of an in-vehicle internal combustion engine that uses a gas fuel and a liquid fuel by switching between them.
従来、例えば圧縮天然ガス(CNG)等の気体燃料を燃焼させて駆動する内燃機関を搭載した車両が実用化されている。こうした内燃機関において、気体燃料を燃料噴射弁に供給する燃料供給系の構成としては、気体燃料を高圧状態で貯蔵するガスタンクと、ガスタンクの出口近傍に設けられた遮断弁としてのタンク出口弁と、ガスタンクと燃料噴射弁とを繋ぐ燃料配管の途中に設けられ、ガスタンクから供給される気体燃料の圧力を減圧調整する圧力調整弁と、圧力調整弁より上流側の燃料通路に設けられた通路遮断弁とを備える構成が知られている。 Conventionally, vehicles equipped with an internal combustion engine that is driven by burning gaseous fuel such as compressed natural gas (CNG) have been put into practical use. In such an internal combustion engine, as the configuration of the fuel supply system for supplying gaseous fuel to the fuel injection valve, a gas tank for storing gaseous fuel in a high pressure state, a tank outlet valve as a shutoff valve provided near the outlet of the gas tank, A pressure adjustment valve provided in the middle of the fuel pipe connecting the gas tank and the fuel injection valve to adjust the pressure of the gaseous fuel supplied from the gas tank to a reduced pressure, and a passage cutoff valve provided in the fuel passage upstream of the pressure adjustment valve The structure provided with is known.
こうした気体燃料の供給系を備える車両では、燃料供給系の異常診断が行われている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1には、ガス専用車の燃料供給システムにおけるガス漏れを検出する技術について開示されている。詳しくは、特許文献1に記載の燃料供給システムでは、燃料カット中に第1遮断弁(タンク出口弁)及び第2遮断弁(通路遮断弁)を閉じることにより高圧配管及び低圧配管に気体燃料を封じ込め、圧力の低下が生じた場合にガス漏れがあると判定している。
In a vehicle including such a gaseous fuel supply system, abnormality diagnosis of the fuel supply system is performed (for example, see Patent Document 1). This
気体燃料を用いてエンジンの運転を行っている場合に高圧配管で圧力の低下が生じた場合、その異常発生の要因としては高圧配管からのガス漏れも考えられるが、その他にタンク出口弁の閉異常が考えられる。このとき、タンク出口弁及び高圧配管のいずれで異常が発生しているかを特定できない場合、正常な部品も含めて交換する必要が生じてしまう。 When the engine is operated using gaseous fuel, if a pressure drop occurs in the high-pressure piping, gas leakage from the high-pressure piping may be a possible cause of the abnormality. Abnormalities are considered. At this time, if it is not possible to identify whether an abnormality has occurred in the tank outlet valve or the high-pressure pipe, it is necessary to replace the normal parts as well.
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、気体燃料を内燃機関に供給する燃料供給系で異常が発生した場合に、その異常発生の要因を特定することができる燃料供給システムの異常診断装置を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem. When an abnormality occurs in a fuel supply system that supplies gaseous fuel to an internal combustion engine, a fuel supply system that can identify the cause of the abnormality is provided. The main purpose is to provide an abnormality diagnosis device.
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。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
本発明は、内燃機関に気体燃料を供給する気体燃料供給部(40)と、前記内燃機関に液体燃料を供給する液体燃料供給部(70)とを備え、前記内燃機関の燃料モードが、前記気体燃料供給部により燃料供給する気体燃料モードと前記液体燃料供給部により燃料供給する液体燃料モードとの間で切り替えらえる内燃機関の燃料供給システムに適用される。また、前記気体燃料供給部は、気体燃料を高圧状態で貯留する燃料タンク(42)と、前記気体燃料を噴射する気体噴射手段(21)と、前記燃料タンクと前記気体噴射手段とを繋ぐ燃料通路(41)に設けられ、前記燃料通路内の気体燃料の圧力を減圧調整する圧力調整弁(60、65)と、前記燃料通路における前記燃料タンクの燃料出口近傍に設けられ、前記気体燃料の流通を遮断する遮断機能を有するタンク出口弁(44)と、前記燃料通路における前記燃料タンクと前記圧力調整弁とを接続する高圧配管部(41a)に設けられ、前記遮断機能を有する通路遮断弁(45)と、を備える。 The present invention includes a gaseous fuel supply unit (40) for supplying gaseous fuel to the internal combustion engine and a liquid fuel supply unit (70) for supplying liquid fuel to the internal combustion engine, wherein the fuel mode of the internal combustion engine is the above-described fuel mode. The present invention is applied to a fuel supply system of an internal combustion engine that can be switched between a gas fuel mode in which fuel is supplied by a gaseous fuel supply unit and a liquid fuel mode in which fuel is supplied by the liquid fuel supply unit. The gaseous fuel supply unit includes a fuel tank (42) for storing gaseous fuel in a high pressure state, a gas injection means (21) for injecting the gaseous fuel, and a fuel connecting the fuel tank and the gaseous injection means. A pressure regulating valve (60, 65) provided in the passage (41) for reducing the pressure of the gaseous fuel in the fuel passage; and provided in the vicinity of a fuel outlet of the fuel tank in the fuel passage. A tank outlet valve (44) having a shut-off function for shutting off the flow, and a passage shut-off valve having a shut-off function provided in a high-pressure pipe section (41a) connecting the fuel tank and the pressure regulating valve in the fuel passage. (45).
請求項1に記載の発明は、前記燃料通路において前記通路遮断弁よりも上流側の燃料圧力である高圧側圧力を検出する高圧検出手段(46)と、前記高圧側圧力の挙動が正常時に対して低下傾向を示す圧力低下異常が発生したことを検出する異常検出手段と、前記異常検出手段により前記圧力低下異常が発生したことを検出した場合に、その異常発生の検出時における前記燃料モードと、前記タンク出口弁及び前記通路遮断弁に閉弁指令が出力されている状態で前記高圧検出手段により検出した高圧側圧力の低下の態様とに基づいて、前記圧力低下異常の発生要因が前記タンク出口弁の閉異常によるものか前記高圧配管部の燃料漏れ異常によるものかを特定する異常特定手段と、を備えることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a high pressure detecting means (46) for detecting a high pressure side pressure which is a fuel pressure upstream of the passage shutoff valve in the fuel passage, and a behavior of the high pressure side pressure is normal. An abnormality detecting means for detecting the occurrence of a pressure drop abnormality indicating a decreasing tendency, and when the abnormality detecting means detects that the pressure drop abnormality has occurred, the fuel mode at the time of detecting the occurrence of the abnormality Based on the high pressure side pressure drop detected by the high pressure detection means in a state in which a valve closing command is output to the tank outlet valve and the passage shutoff valve, the cause of occurrence of the pressure drop abnormality is the tank And an abnormality specifying means for specifying whether the outlet valve is caused by a closing abnormality or a fuel leakage abnormality of the high-pressure pipe section.
高圧側圧力の挙動が正常時に対して低下傾向を示す圧力低下異常が生じた場合、バイフューエルエンジンでは、高圧側圧力の低下に基づきその異常発生の要因が一義的に定まるか、あるいはタンク出口弁の閉異常及び高圧配管部の燃料漏れ異常のどちらも想定されるかは燃料モードに応じて異なる。具体的には、液体燃料モードが選択されている場合に検出された圧力低下異常は、高圧配管部の燃料漏れ異常に起因するものと特定できる。これに対し、気体燃料モードが選択されている場合には、タンク出口弁の閉異常及び高圧配管部の燃料漏れ異常のどちらも異常発生の要因として想定される。ただし、この場合にも、タンク出口弁及び通路遮断弁に閉弁指令が出力されている状態での圧力低下の態様をモニタすることによりその異常を切り分け可能である。 In the case of a pressure drop abnormality in which the behavior of the high-pressure side pressure tends to decrease with respect to normal, in the bi-fuel engine, the cause of the abnormality is uniquely determined based on the drop in the high-pressure side pressure, or the tank outlet valve It is different depending on the fuel mode as to whether an abnormal closing of fuel or an abnormal fuel leakage in the high-pressure piping is assumed. Specifically, the pressure drop abnormality detected when the liquid fuel mode is selected can be identified as being caused by the fuel leakage abnormality of the high-pressure piping part. On the other hand, when the gaseous fuel mode is selected, both the abnormality of closing of the tank outlet valve and the abnormality of fuel leakage of the high-pressure piping are assumed as factors of the occurrence of abnormality. However, even in this case, the abnormality can be isolated by monitoring the mode of pressure drop in a state where the valve closing command is output to the tank outlet valve and the passage shut-off valve.
これらの点に鑑み、高圧側圧力の挙動が正常時に対して低下傾向を示すことを検出した場合に、その異常発生の検出時における燃料モードと、タンク出口弁及び通路遮断弁に閉弁指令が出力されている状態での高圧側圧力の低下の態様とに基づいて、異常発生の要因がタンク出口弁の閉異常によるものか高圧配管部の燃料漏れ異常によるものかを特定する構成とした。この構成によれば、高圧側圧力の挙動が正常時に対して低下傾向を示す圧力低下異常が生じた場合にもその異常発生の要因を特定することができる。したがって、異常発生時において交換するべき部品を特定することができる。 In view of these points, when it is detected that the behavior of the high-pressure side pressure tends to decrease with respect to the normal time, a valve closing command is issued to the fuel mode, the tank outlet valve and the passage shut-off valve at the time of detecting the abnormality occurrence. Based on the aspect of the decrease in the high-pressure side pressure in the output state, it is configured to identify whether the cause of the abnormality is due to an abnormal closing of the tank outlet valve or an abnormal fuel leak in the high-pressure piping section. According to this configuration, even when a pressure drop abnormality in which the behavior of the high-pressure side pressure tends to decrease with respect to the normal time occurs, the cause of the abnormality can be specified. Therefore, it is possible to specify a part to be replaced when an abnormality occurs.
以下、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、気体燃料である圧縮天然ガス(CNG)と液体燃料であるガソリンとを燃焼用の燃料として使用する、いわゆるバイフューエルタイプの車載エンジン(内燃機関)に適用される燃料供給システムとして具体化している。本システムの全体概略図を図1に示す。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. The present embodiment is a fuel supply system applied to a so-called bi-fuel type on-vehicle engine (internal combustion engine) that uses compressed natural gas (CNG) as a gaseous fuel and gasoline as a liquid fuel as combustion fuel. It is materialized. An overall schematic diagram of this system is shown in FIG.
図1に示すエンジン10は、多気筒(例えば直列3気筒)の火花点火式エンジンである。その吸気ポートには吸気マニホールド12を介して吸気管11が接続されており、排気ポートには排気マニホールド13を介して排気管14が接続されている。吸気管11には、空気量調整手段としてのスロットル弁15が設けられている。スロットル弁15は、DCモータ等のスロットルアクチュエータ15aにより開度調節される電子制御式のスロットル弁として構成されている。スロットル弁15の開度(スロットル開度)は、スロットルアクチュエータ15aに内蔵されたスロットル開度センサ15bにより検出される。
An
排気管14には、排気の成分を検出する排気センサ18a,18bと、排気を浄化する触媒19とが設けられている。排気センサ18a,18bとしては、排気中の酸素濃度に応じた検出信号を出力する酸素センサが、触媒19の上流側及び下流側にそれぞれ設けられている。
The
エンジン10の吸気ポート及び排気ポートには、気筒内に導入される空気量を調整する機関バルブとしての吸気バルブ25及び排気バルブ26がそれぞれ設けられている。吸気バルブ25の開動作により空気と燃料との混合気が気筒内に導入され、排気バルブ26の開動作により燃焼後の排気が排気通路に排出される。
An
エンジン10の各気筒には点火プラグ20が設けられている。点火プラグ20には、点火コイル等よりなる点火装置20a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20の対向電極間に火花放電が発生し、気筒内に導入した燃料が着火され燃焼に供される。
A
本システムには、エンジン10の各気筒に対して燃料を噴射供給する燃料噴射手段として、気体燃料(CNG)を噴射する第1噴射弁21と、液体燃料(ガソリン)を噴射する第2噴射弁22とが設けられている。これら各噴射弁21,22は吸気マニホールド12にそれぞれ燃料を噴射する。
In this system, as fuel injection means for supplying fuel to each cylinder of the
各噴射弁21,22は、電磁駆動部が電気的に駆動されることで弁体が閉位置から開位置にシフトされる開閉タイプの制御弁である。これら噴射弁21,22はオン/オフ式の駆動信号によりそれぞれ開弁駆動され、電磁駆動部への通電時間に応じた量の燃料(気体燃料、液体燃料)が各噴射弁21,22から噴射される。第1噴射弁21には気体燃料供給部40により気体燃料が供給され、第2噴射弁22には液体燃料供給部70により液体燃料が供給される。
Each of the
気体燃料供給部40は、気体燃料を高圧状態(例えば最大20MPa)で貯留するガスタンク42と、ガスタンク42と第1噴射弁21とを接続するガス配管41とが設けられている。ガス配管41の途中には、減圧調整機能を有するレギュレータ43が設けられている。レギュレータ43は、ガスタンク42内の高圧状態の気体燃料を減圧調整して、その低圧化した気体燃料を、ガス配管41を通じて第1噴射弁21に供給するものである。ガス配管41において、レギュレータ43よりも上流側が高圧側通路を形成する高圧配管部41a、下流側が低圧側通路を形成する低圧配管部41bとなっている。
The gaseous
気体燃料供給部40には、気体燃料の流通を遮断する遮断機能を有する遮断弁が設けられている。本実施形態では、タンク出口弁44及び通路遮断弁45の2つの遮断弁が設けられている。これらのうち、タンク出口弁44は、ガスタンク42の燃料出口とガス配管41との接続部分に設けられており、ガスタンク42から燃料通路に気体燃料が排出されることを許容又は遮断する遮断弁である。通路遮断弁45は、タンク出口弁44よりも下流側においてガスタンク42よりもレギュレータ43に近い位置、好ましくはレギュレータ43又はその近傍に設けられている。本実施形態ではレギュレータ43に取り付けられた状態となっている。この通路遮断弁45によって、高圧配管部41aから低圧配管部41bへの気体燃料の流通が許容及び遮断される。タンク出口弁44及び通路遮断弁45はいずれも電磁式の開閉弁であり、非通電時に気体燃料の流通を遮断し、通電時に気体燃料の流通を許容する常閉式となっている。
The gaseous
レギュレータ43の具体的構成を、図2を用いて説明する。レギュレータ43は、機械的に定められた所定の圧力値になるように低圧配管部41b内の燃料圧力を調整する機械式の圧力調整装置を構成するものである。
A specific configuration of the
図2において、レギュレータ43は、高圧配管部41aに接続される高圧通路51と、低圧配管部41bに接続される低圧通路52とを有している。高圧通路51には通路遮断弁45が設けられている。高圧通路51における通路遮断弁45よりも上流側には、異物除去用のフィルタ53が配置されている。
In FIG. 2, the
レギュレータ43には、通路遮断弁45の下流側に圧力調整弁60が設けられている。圧力調整弁60は、高圧通路51に設けられた弁体室61と、弁体室61に収容される弁体62とを備えている。弁体室61は低圧通路52に接続されている。弁体62は、低圧通路52の入口部分である弁座部63を開閉する開閉部材である。弁体62が開弁位置にあれば、弁座部63が開かれて高圧通路51と低圧通路52とが連通される。弁体62が閉弁位置にあれば、弁座部63が閉じられて高圧通路51と低圧通路52との連通が遮断される。
The
弁体62は、低圧通路52内の燃料圧力と、弁体作動部65により生じる開弁方向の力とのバランスに応じて開閉される。詳しくは、弁体作動部65は、エンジン10の吸気管11内に連通された空間を有する開放部67と、開放部67の空間部分に設けられた調整ばね66と、開放部67と低圧通路52とを仕切る仕切部材としてのダイアフラム68とを備えている。ダイアフラム68は弁体62に一体に設けられている。ダイアフラム68には、閉弁方向の力として低圧通路52内の燃料圧力が作用し、開弁方向の力として調整ばね66の付勢力と吸気管11内の圧力(吸気管圧力)とが作用する。
The
かかる構成において、「閉弁方向の力>開弁方向の力」であれば、弁体62が閉弁位置で保持される。一方、第1噴射弁21による燃料噴射が行われて低圧通路52内の燃料圧力が低下し、「閉弁方向の力<開弁方向の力」になると、ダイアフラム68の変位に伴い弁体62が開弁方向に変位する。このとき、閉弁方向の力と開弁方向の力との差に応じて弁体62の開弁位置(シフト量)が決まり、その開弁位置に応じて弁座部63の開口面積が変更される。この開口面積の変更により、高圧通路51から低圧通路52に流入する燃料量が調整されて、低圧通路52内の燃料圧力が所定の設定圧(例えば、0.3〜0.4MPa)に調整される。
In such a configuration, if “force in the valve closing direction> force in the valve opening direction”, the
低圧通路52には、圧力調整弁60よりも下流側に異物除去用のフィルタ54が配置されている。また、低圧通路52から分岐した分岐部52aには、低圧通路52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69が設けられている。リリーフ弁69は機械駆動式であり、低圧通路52の燃料圧力が所定のリリーフ圧よりも高くなった場合に開弁する。弁体62や弁体作動部65といった構成部品により圧力調整弁60が構成されている。
In the
高圧配管部41aには、減圧調整前の燃料圧力である高圧側圧力Phを検出する高圧センサ46が設けられている。高圧センサ46は、通路遮断弁45よりも上流側であってタンク出口弁44よりも下流側の燃料通路に設けられている。また、低圧配管部41bには、減圧調整後の燃料圧力である低圧側圧力PLを検出する低圧センサ47と、気体燃料の温度を検出する温度センサ48とが設けられている。低圧センサ47によって第1噴射弁21の噴射圧が検出される。なお、車両においてレギュレータ43及び通路遮断弁45はエンジン10と共に車両前部に設けられ、ガスタンク42は車両後部に設けられている。そのため、通路遮断弁45とガスタンク42との間の高圧通路部は全長が比較的長くなっている。
A
液体燃料供給部70は、液体燃料を貯蔵するタンク(本実施形態ではガソリンタンク)72を備えており、タンク72が燃料配管71を介して第2噴射弁22に接続されている。燃料配管71には、タンク72内の液体燃料を第2噴射弁22に給送する燃料ポンプ73が設けられている。
The liquid
制御部80は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM等を備えており、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。具体的には、制御部80は、上述した各種センサや、本システムに設けられたその他のセンサ類(クランク角センサ81、吸気管圧力センサ82、冷却水温センサ83、車速センサ等)と電気的に接続されており、これらのセンサからの出力(検出信号)が入力される。また、制御部80は、点火装置20a、各噴射弁21,22、エンジン始動装置としてのスタータ(図示略)等の駆動部と電気的に接続されており、駆動信号を各駆動部に向けて出力することにより各駆動部の駆動を制御する。
The
制御部80は、エンジン運転状態やタンク内の燃料残量、図示しない燃料選択スイッチからの入力信号等に応じて、エンジン10の運転に使用する燃料を選択的に切り替えている。具体的には、燃料選択スイッチにより気体燃料の使用が選択されている場合又はタンク72内の液体燃料の残存量が所定値を下回った場合には、エンジン10の燃料モードとして、気体燃料供給部40により気体燃料をエンジン10に供給する気体燃料モードを選択する。
The
一方、燃料選択スイッチにより液体燃料の使用が選択されている場合又はガスタンク42内の気体燃料の残存量が所定値を下回った場合には、エンジン10の燃料モードとして、液体燃料供給部70により液体燃料をエンジン10に供給する液体燃料モードを選択する。また、液体燃料モードが選択されている場合には、タンク出口弁44及び通路遮断弁45に閉弁指令を出力することにより、気体燃料供給部40からの気体燃料が漏出されないようにしている。なお、液体燃料モードが選択されている場合には第1噴射弁21の噴射口が閉じており、これにより通路遮断弁45と第1噴射弁21との間に密閉状態が形成されている。
On the other hand, when the use of the liquid fuel is selected by the fuel selection switch or when the remaining amount of the gaseous fuel in the
制御部80は、燃料通路に設けられた圧力センサ(高圧センサ46、低圧センサ47)の検出値に基づいて、気体燃料供給部40の異常診断を実施している。
The
気体燃料供給部40の異常の一態様として、高圧側圧力Phの挙動が正常時に対して低下傾向を示す異常(圧力低下異常)がある。また、圧力低下異常の発生要因としては、タンク出口弁44に対して開弁指令を出力したにも関わらず開弁状態にならない閉異常(閉じっ放し異常)、及び高圧配管部41aの破損等により高圧配管部41aから気体燃料が漏れ出る燃料漏れ異常の2つの要因が想定される。これらのうちいずれの異常が生じても、高圧側圧力Phの挙動が正常時に対して低下傾向を示す。このとき、異常発生の要因を特定できないと、正常な部品も含めて交換する必要が生じてしまう。なお、タンク出口弁44の閉異常の発生要因としては、例えば断線異常、電気回路における抵抗値過大、異物の付着等による弁体の固着などが考えられる。
As an aspect of the abnormality of the gaseous
そこで制御部80は、高圧側圧力Phの挙動が正常時に対して低下傾向を示す圧力低下異常が発生した場合に、その異常発生の要因がタンク出口弁44の閉異常によるものか高圧配管部41aの燃料漏れ異常によるものかを特定する異常診断処理を実施している。
Therefore, the
以下、本実施形態の異常診断処理について詳細に説明する。高圧側圧力Phの圧力低下異常が生じた場合、バイフューエルエンジンでは、その異常発生の要因が一義的に定まるか、それともタンク出口弁44の閉異常及び高圧配管部41aの燃料漏れ異常のどちらも異常発生の要因として考えられるかは燃料モードに応じて異なる。
Hereinafter, the abnormality diagnosis process of this embodiment will be described in detail. In the bi-fuel engine, when the pressure drop abnormality of the high-pressure side pressure Ph occurs, the cause of the abnormality is uniquely determined, or both the closing abnormality of the
具体的には、液体燃料モードが選択されている場合に検出された圧力低下異常は、2つの遮断弁44,45に対して閉弁指令が出力されている状態で、つまり高圧配管部41aが密閉状態のときに検出されたものである。したがって、この場合の圧力低下異常は高圧配管部41aの燃料漏れ異常に起因するものであると特定できる。
Specifically, the pressure drop abnormality detected when the liquid fuel mode is selected is a state in which a valve closing command is output to the two shut-off
一方、気体燃料モードが選択されている場合には、2つの遮断弁44,45に開弁指令が出力されている状態が存在する。また、高圧側圧力Phの圧力低下異常が検出されたときに高圧配管部41aが密閉状態となっていなければ、その圧力低下異常の要因としては、タンク出口弁44の閉異常及び高圧配管部41aの燃料漏れ異常のどちらも想定される。この点につき、本発明者らは、気体燃料モードが選択されている場合にも、タンク出口弁44及び通路遮断弁45に閉弁指令が出力されている状態での圧力低下の態様をモニタすることにより、その異常を切り分けが可能であることに着目した。
On the other hand, when the gaseous fuel mode is selected, there is a state in which a valve opening command is output to the two
すなわち、高圧配管部41aが開放された状態となっている状況では、異常発生の要因にかかわらず高圧配管部41a内の燃料圧力は低下傾向を示す。これに対し、高圧配管部41aが密閉された状態となっている状況では、異常発生の要因に応じて高圧配管部41a内の燃料圧力の変化の態様が異なる。具体的には、高圧配管部41aの燃料漏れ異常時では、高圧配管部41aが密閉された状態となっているときでも高圧配管部41a内の燃料圧力が低下傾向を示す。一方、タンク出口弁44の閉異常時では、高圧配管部41aが密閉された状態となっているときには高圧配管部41a内の燃料圧力が一定に保持された状態となる。
That is, in a situation where the high-pressure pipe portion 41a is in an open state, the fuel pressure in the high-pressure pipe portion 41a tends to decrease regardless of the cause of the abnormality. On the other hand, in the situation where the high-pressure piping part 41a is in a sealed state, the mode of change in the fuel pressure in the high-pressure piping part 41a differs depending on the cause of the abnormality. Specifically, when the fuel leakage of the high pressure pipe 41a is abnormal, the fuel pressure in the high pressure pipe 41a tends to decrease even when the high pressure pipe 41a is sealed. On the other hand, when the
そこで本実施形態では、高圧側圧力Phの挙動が正常時に対して低下傾向を示すことを検出した場合に、その異常発生の検出時における燃料モードと、タンク出口弁44及び通路遮断弁45に閉弁指令を出力している状態での高圧側圧力Phの低下の態様とに基づいて、異常発生の要因がタンク出口弁44の閉異常によるものか高圧配管部41aの燃料漏れ異常によるものかを特定することとしている。
Therefore, in this embodiment, when it is detected that the behavior of the high-pressure side pressure Ph is decreasing with respect to the normal time, the fuel mode, the
また、気体燃料モードが選択されている場合には更に、高圧配管部41aが密閉された状態を積極的に形成するか、あるいは成り行きの状況に合わせて、高圧配管部41aが密閉された状態での高圧側圧力Phの低下の態様に基づいて、異常発生の要因がタンク出口弁44の閉異常か高圧配管部41aの燃料漏れ異常かを特定することとしている。
In addition, when the gaseous fuel mode is selected, a state where the high-pressure pipe portion 41a is positively formed or the high-pressure pipe portion 41a is sealed in accordance with the situation of the situation is further formed. On the basis of the decrease in the high-pressure side pressure Ph, it is determined whether the cause of the abnormality is whether the
具体的には、気体燃料モードでのエンジン運転中に高圧側圧力Phの圧力低下異常が検出された場合、その異常発生の検出後、燃料モードを気体燃料モードから液体燃料モードに切り替え、高圧配管部41aの密閉状態を積極的に形成する。そして、モード切り替え後、タンク出口弁44及び通路遮断弁45に閉弁指令が出力されている状態での高圧側圧力Phの低下の態様に基づいて異常発生の要因を特定する。
Specifically, when a pressure drop abnormality of the high-pressure side pressure Ph is detected during engine operation in the gaseous fuel mode, the fuel mode is switched from the gaseous fuel mode to the liquid fuel mode after the occurrence of the abnormality, and the high-pressure piping The sealed state of the portion 41a is positively formed. Then, after the mode is switched, the cause of the abnormality is specified based on the mode of decrease in the high-pressure side pressure Ph in the state where the valve closing command is output to the
また本実施形態では、気体燃料モードでのエンジン始動要求後に、燃料通路内に気体燃料を充填させる制御(燃料充填制御)を実施している。本実施形態では、エンジン始動要求後の燃料充填制御において高圧配管部41aの密閉状態が成り行きで形成されることを利用し、その密閉状態の期間に異常診断処理を実施している。燃料充填制御について具体的には、気体燃料モードによるエンジン10の始動要求が生じてからスタータによるエンジン10のクランキングを開始するまでの期間を利用して、タンク出口弁44及び通路遮断弁45に所定時間(例えば1〜2秒)だけ開弁指令を出力することにより、燃料通路内に気体燃料を充填させる制御である。この燃料充填制御により、スタータスイッチのオン後、直ちに第1噴射弁21から気体燃料が所望の噴射圧で噴射されるようにし、エンジン10の始動性を高めるようにしている。
Further, in the present embodiment, after the engine start request in the gaseous fuel mode, control (fuel filling control) for filling the fuel passage with gaseous fuel is performed. In the present embodiment, the abnormality diagnosis process is performed during the sealed state by utilizing the fact that the sealed state of the high-pressure pipe 41a is formed in the fuel filling control after the engine start request. Specifically, the fuel filling control uses the period from when the start request of the
次に、制御部80において実行される異常診断処理について図3〜図7のフローチャートを用いて説明する。図3は、異常診断処理のメインルーチンである。この処理は、制御部80により所定周期で繰り返し実行される。
Next, the abnormality diagnosis process executed in the
図3において、ステップS101では、イグニッションスイッチ(IGスイッチ)がオンされたタイミングが否かを判定する。IGオン後であればステップS102へ進み、IGオン後であってかつスタータスイッチのオン前か否かを判定する。スタータオン後であればステップS103へ進み、IGスイッチがオフされるタイミング前か否かを判定する。IGオフ前であればステップS104へ進み、第1異常診断処理を実行する。この第1異常診断処理は、エンジン10の運転中に高圧側圧力Phの挙動が正常時に対して低下傾向を示す異常が検出された場合に、その異常発生の要因がタンク出口弁44の閉異常によるものか、それとも高圧配管部41aからの燃料漏れ異常によるものかを判定する処理である。同処理の詳細は図4を用いて後述する。
In FIG. 3, in step S <b> 101, it is determined whether there is a timing when the ignition switch (IG switch) is turned on. If the IG is on, the process proceeds to step S102, and it is determined whether the IG is on and before the starter switch is on. If it is after the starter is turned on, the process proceeds to step S103, and it is determined whether or not the timing at which the IG switch is turned off. If it is before IG OFF, it will progress to step S104 and a 1st abnormality diagnosis process will be performed. In the first abnormality diagnosis process, when an abnormality in which the behavior of the high-pressure side pressure Ph tends to decrease with respect to the normal time is detected during the operation of the
一方、IGスイッチがオフされたタイミングである場合にはステップS105へ進み、IGオフ時に高圧センサ46で検出した高圧側圧力Phを停止時圧力Pofとして記憶し、本ルーチンを終了する。
On the other hand, if it is the timing when the IG switch is turned off, the process proceeds to step S105, the high pressure side pressure Ph detected by the
IGON後であってスタータオン信号を入力するまでの期間ではステップS102で肯定判定され、ステップS106へ進む。ステップS106では気体燃料モードが選択されているか否かを判定する。気体燃料モードが選択されている場合にはステップS107へ進み、燃料充填制御及び第2異常診断処理を実行する。この第2異常診断処理は、燃料充填制御による2つの遮断弁44,45への開弁指令の期間及びその後の閉弁指令の期間を利用して実施される異常診断処理である。同処理の詳細は図5を用いて後述する。
In the period after IGON until the starter-on signal is input, an affirmative determination is made in step S102, and the process proceeds to step S106. In step S106, it is determined whether the gaseous fuel mode is selected. When the gaseous fuel mode is selected, the process proceeds to step S107, and fuel filling control and second abnormality diagnosis processing are executed. The second abnormality diagnosis process is an abnormality diagnosis process that is performed using the period of the valve opening command to the two
IGスイッチがオンされたタイミングである場合にはステップS108へ進み、第3異常診断処理を実施する。この第3異常診断処理は、エンジン10の始動要求が生じたタイミングで実施される異常診断処理であり、本実施形態では、第1異常診断処理及び第2異常診断処理の少なくともいずれかで高圧配管部41aの燃料漏れ異常が発生している旨判定された場合に、その判定結果を確定するための処理である。なお、エンジン10の始動要求が生じたタイミングでは、タンク出口弁44及び通路遮断弁45に対して開弁指令が出力される前である。第3異常診断処理は、気体燃料モード及び液体燃料モードのいずれが選択されていてもよい。同処理の詳細は図6を用いて後述する。
When it is the timing when the IG switch is turned on, the process proceeds to step S108, and the third abnormality diagnosis process is performed. The third abnormality diagnosis process is an abnormality diagnosis process performed at the timing when the
次に、第1〜第3異常診断処理についてそれぞれ説明する。まずは、第1異常診断処理について図4のフローチャートを用いて説明する。 Next, the first to third abnormality diagnosis processes will be described respectively. First, the first abnormality diagnosis process will be described with reference to the flowchart of FIG.
図4において、ステップS201では、高圧センサ46により検出された高圧側圧力Phを取得する。続くステップS202では、高圧側圧力Phの低下速度Vdが第1判定値TH1よりも大きい状態が所定時間継続したか否かを判定する(異常検出手段)。ここで低下速度Vdは、高圧側圧力Phの単位時間あたりの低下量であり、本実施形態では低下量が大きいほど正側に大きい値となる。
In FIG. 4, in step S201, the high pressure side pressure Ph detected by the
Vd≦TH1である場合にはそのまま本ルーチンを終了する。一方、Vd>TH1であればステップS203へ進み、エンジン10の燃料モードが気体燃料モードであるか否かを判定する。気体燃料モードであればステップS204へ進み、液体燃料モードに切り替える。詳細には、気体燃料供給部40について、第1噴射弁21からの気体燃料の噴射を停止するとともに、タンク出口弁44及び通路遮断弁45に閉弁指令を出力する。また、液体燃料供給部70について、第1噴射弁21の燃料噴射停止に伴い第2噴射弁22による液体燃料の噴射を開始する。
If Vd ≦ TH1, this routine is terminated as it is. On the other hand, if Vd> TH1, the process proceeds to step S203, and it is determined whether the fuel mode of the
続くステップS205では、低下速度Vdが第2判定値TH2よりも大きいか否かを判定する。第2判定値TH2について本実施形態では、気体燃料の噴射が停止されていることを考慮して第1判定値TH1よりも小さい値に設定されている。なお、第2判定値TH2を第1判定値TH1と同じ値としてもよい。 In a succeeding step S205, it is determined whether or not the decrease speed Vd is larger than the second determination value TH2. In the present embodiment, the second determination value TH2 is set to a value smaller than the first determination value TH1 in consideration of the fact that gaseous fuel injection is stopped. The second determination value TH2 may be the same value as the first determination value TH1.
Vd>TH2である場合には、ステップS206へ進み、高圧配管部41aからの燃料漏れ異常が発生している旨判定する。また、遮断弁異常フラグFsvを0、燃料漏れ異常フラグFbkを1にセットする。一方、Vd≦TH2である場合には、ステップS207へ進み、タンク出口弁44の閉異常(閉じっ放し異常)が発生している旨判定する。また、遮断弁異常フラグFsvを1、燃料漏れ異常フラグFbkを0にセットする。
If Vd> TH2, the process proceeds to step S206, and it is determined that an abnormality in fuel leakage from the high pressure piping section 41a has occurred. Further, the cutoff valve abnormality flag Fsv is set to 0, and the fuel leakage abnormality flag Fbk is set to 1. On the other hand, if Vd ≦ TH2, the process proceeds to step S207, and it is determined that the
ここで、遮断弁異常フラグFsvは、タンク出口弁44に閉異常が生じているか否かを示すフラグであり、タンク出口弁44に閉異常有りと診断された場合に1がセットされる。燃料漏れ異常フラグFbkは、高圧配管部41aからの燃料漏れ異常が生じているか否かを示すフラグであり、高圧配管部41aに燃料漏れ異常有りと診断された場合に1がセットされる。なお、ステップS206では、Vd>TH2の状態が所定時間継続したことを条件に高圧配管部41aからの燃料漏れ異常が発生している旨判定してもよい。また、ステップS207では、Vd≦TH2の状態が所定時間継続したことを条件にタンク出口弁44の閉異常が発生している旨判定してもよい。
Here, the shut-off valve abnormality flag Fsv is a flag indicating whether or not the
Vd>TH1が所定時間以上継続している旨判定されたときの燃料モードが液体燃料モードである場合には、ステップS208へ進み、高圧配管部41aからの燃料漏れ異常が発生している旨判定する。そして、遮断弁異常フラグFsvを0、燃料漏れ異常フラグFbkを1にセットする。 If it is determined that Vd> TH1 has continued for a predetermined time or longer, the fuel mode is the liquid fuel mode, the process proceeds to step S208, and it is determined that an abnormality in fuel leakage from the high-pressure pipe portion 41a has occurred. To do. Then, the cutoff valve abnormality flag Fsv is set to 0, and the fuel leakage abnormality flag Fbk is set to 1.
次に、燃料充填制御及び第2異常診断処理について図5を用いて説明する。 Next, the fuel filling control and the second abnormality diagnosis process will be described with reference to FIG.
図5において、ステップS301では、高圧センサ46により検出した高圧側圧力Phを取得する。続くステップS302では、燃料充填制御が完了したか否かを判定する。ここでは、エンジン10の始動要求が発生してから所定の充填時間が経過したか否かを判定する。燃料充填制御の完了前では、ステップS302で否定判定されてステップS303へ進む。ステップS303では、タンク出口弁44及び通路遮断弁45に開弁指令を出力する。また、ステップS304では、その開弁期間中における高圧側圧力Phの低下速度Vdを算出する。そして一旦本ルーチンを終了する。
In FIG. 5, in step S301, the high pressure side pressure Ph detected by the
燃料充填制御の完了後では、ステップS302で肯定判定されてステップS305へ進む。ステップS305では、タンク出口弁44及び通路遮断弁45に閉弁指令を出力する。その後、ステップS306〜S309では第2異常診断処理を実行する。
After completion of the fuel filling control, an affirmative determination is made in step S302 and the process proceeds to step S305. In step S305, a valve closing command is output to the
具体的には、ステップS306で開弁指令期間の低下速度Vdが第3判定値TH3よりも大きいか否かを判定する(異常検出手段)。Vd≦TH3であればそのまま本ルーチンを終了する。一方、Vd>TH3である場合にはステップS307へ進み、2つの遮断弁44,45に閉弁指令を出力した後の低下速度Vdが第4判定値TH4よりも大きいか否かを判定する。Vd>TH4である場合にはステップS308へ進み、高圧配管部41aからの燃料漏れ異常が発生している旨判定する。また、遮断弁異常フラグFsvを0、燃料漏れ異常フラグFbkを1にセットする。このとき、Vd>TH4の状態が所定時間継続したことを条件に燃料漏れ異常が発生している旨判定してもよい。
Specifically, in step S306, it is determined whether or not the rate of decrease Vd during the valve opening command period is greater than the third determination value TH3 (abnormality detection means). If Vd ≦ TH3, this routine is terminated as it is. On the other hand, if Vd> TH3, the routine proceeds to step S307, where it is determined whether the rate of decrease Vd after the valve closing command is output to the two
一方、Vd≦TH4である場合にはステップS309へ進み、タンク出口弁44の閉異常(閉じっ放し異常)が発生している旨判定する。そして、遮断弁異常フラグFsvを1、燃料漏れ異常フラグFbkを0にセットする。
On the other hand, if Vd ≦ TH4, the process proceeds to step S309, and it is determined that the
なお、第3判定値TH3及び第4判定値TH4は、第1判定値TH1又は第2判定値TH2と同じであっても異なっていてもよい。 Note that the third determination value TH3 and the fourth determination value TH4 may be the same as or different from the first determination value TH1 or the second determination value TH2.
次に、第3異常診断処理について図6のフローチャートを用いて説明する。 Next, the third abnormality diagnosis process will be described using the flowchart of FIG.
図6において、ステップS401では、IGスイッチのオン時に高圧センサ46により検出した高圧側圧力Phを始動時圧力Ponとして取得する。続くステップS402では、前回のエンジン停止時に記憶した停止時圧力Pofを読み出し、その読み出した停止時圧力Pofからの始動時圧力Ponの低下量(Pof−Pon)を算出する。
In FIG. 6, in step S401, the high pressure side pressure Ph detected by the
ステップS403では、低下量(Pof−Pon)と低下判定値TH5とを比較し、(Pof−Pon)<TH5であればそのまま本ルーチンを終了する。一方、(Pof−Pon)≧TH5であればステップS403へ進み、前回運転時に第1異常診断処理及び第2異常診断処理の少なくともいずれかで燃料漏れ異常フラグFbkに1がセットされたか否かを判定する。ステップS403で肯定判定された場合には、ステップS404へ進み、高圧配管部41aからの燃料漏れ異常が発生している旨を本判定する。 In step S403, the amount of decrease (Pof−Pon) is compared with the decrease determination value TH5. If (Pof−Pon) <TH5, this routine is terminated as it is. On the other hand, if (Pof−Pon) ≧ TH5, the process proceeds to step S403, and it is determined whether or not 1 is set in the fuel leakage abnormality flag Fbk in at least one of the first abnormality diagnosis process and the second abnormality diagnosis process during the previous operation. judge. When an affirmative determination is made in step S403, the process proceeds to step S404, and a main determination is made that a fuel leakage abnormality from the high-pressure piping section 41a has occurred.
本実施形態では、第1異常診断処理によりタンク出口弁44の閉異常有りと判定(仮判定)された場合に図7の判定後処理を実行する。これにより、タンク出口弁44の閉異常有りの判定を確定する(本判定)。この処理は、制御部80により所定周期毎に実行される。
In the present embodiment, the post-determination process of FIG. 7 is executed when it is determined (provisionally determined) that the
図7において、ステップS501では、第1異常診断処理によりタンク出口弁44の閉異常有りと仮判定されているか否かを判定する。ここでは、第1異常診断処理によって遮断弁異常フラグFsvが1にセットされたか否かを判定する。ステップS501で肯定判定された場合にはステップS502へ進み、液体燃料モードとしたままタンク出口弁44に開弁指令を出力する。なお、このとき通路遮断弁45に対しては閉弁指令を出力したままとする。
In FIG. 7, in step S <b> 501, it is determined whether or not it is temporarily determined that the
続くステップS503では、タンク出口弁44に開弁指令を出力した後に高圧センサ46により検出した高圧側圧力Phの上昇速度Vuが確定判定値TH6以下の状態が所定時間継続したか否かを判定する。ステップS503でVu>TH6の場合にはタンク出口弁44の閉異常有りと確定せず、遮断弁異常フラグFsvを0にリセットして本ルーチンを終了する。一方、Vu≦TH6の場合にはステップS504へ進み、タンク出口弁44の閉異常有りと本判定する。この場合には、遮断弁異常フラグFsvを1のままとする。そして本ルーチンを終了する。
In the subsequent step S503, it is determined whether or not the state in which the increase speed Vu of the high-pressure side pressure Ph detected by the high-
なお、上記異常診断処理の実施後では、車両の修理等の際に遮断弁異常フラグFsv及び燃料漏れ異常フラグFbkを参照することにより、通路遮断弁45及び高圧配管部41aのいずれに異常が生じているかを識別できる。したがって、高圧通路部の燃料圧力の挙動が正常時よりも低圧傾向を示す異常が発生した場合に、交換すべき部品を特定することが可能となる。
After the abnormality diagnosis process is performed, an abnormality occurs in either the
次に、タンク出口弁44の閉異常及び高圧配管部41aの燃料漏れ異常に関する異常診断処理について図8〜図12のタイムチャートを用いて説明する。
Next, abnormality diagnosis processing relating to the abnormality of closing of the
まず、第1異常診断処理について説明する。図8は、気体燃料モードでのエンジン運転中に、高圧側圧力Phの挙動が正常時に対して低下傾向を示す異常が発生した場合を想定している。図8中、(a)はIGスイッチのオン/オフの推移、(b)は燃料モードの推移、(c)はタンク出口弁44に対する開弁指令/閉弁指令の切り替えの推移、(d)は通路遮断弁45に対する開弁指令/閉弁指令の切り替えの推移、(e)は高圧側圧力Phの推移、(f)は高圧側圧力Phの低下速度Vdの推移、(g)は遮断弁異常フラグFsvの推移、(h)は燃料漏れ異常フラグFbkの推移を示す。(e)〜(h)中、破線は正常時を示し、実線はタンク出口弁44の閉異常時を示し、一点鎖線は高圧配管部41aの燃料漏れ異常時を示す。
First, the first abnormality diagnosis process will be described. FIG. 8 assumes a case where an abnormality in which the behavior of the high-pressure side pressure Ph tends to decrease with respect to the normal time occurs during engine operation in the gaseous fuel mode. In FIG. 8, (a) is a transition of ON / OFF of the IG switch, (b) is a transition of the fuel mode, (c) is a transition of switching of the valve opening command / closing command to the
図8において、気体燃料モードでのエンジン運転中の時刻t11以前では、気体燃料供給部40が正常であれば、高圧側圧力Phはガスタンク42内の燃料圧力又はその近傍の一定値P1で保持される。
In FIG. 8, before time t11 during engine operation in the gaseous fuel mode, if the gaseous
気体燃料モードでのエンジン運転中に、高圧側圧力Phの挙動が正常時に対して低下傾向を示す異常が発生した場合には、まず、燃料モードを気体燃料モードから液体燃料モードに切り替える(時刻t11)。この燃料モードの切り替えに伴い、タンク出口弁44及び通路遮断弁45に閉弁指令を出力するとともに、第1噴射弁21による気体燃料の噴射から第2噴射弁22による液体燃料の噴射に切り替える。
When an abnormality in which the behavior of the high-pressure side pressure Ph tends to decrease with respect to the normal state occurs during engine operation in the gaseous fuel mode, first, the fuel mode is switched from the gaseous fuel mode to the liquid fuel mode (time t11). ). Along with this switching of the fuel mode, a valve closing command is output to the
時刻t11以前の圧力低下の原因がタンク出口弁44の閉異常によるものである場合には、時刻t11でタンク出口弁44及び通路遮断弁45に閉弁指令を出力することにより、高圧配管部41aが密閉した空間になる。そのため、時刻t11以降では、高圧側圧力Phが低下しなくなり、タンク内圧力P1よりも低圧側の圧力で一定に保持される。この場合、タンク出口弁44及び通路遮断弁45の閉弁指令から所定時間が経過した後の時刻t12で遮断弁異常フラグFsvに1がセットされる。
When the cause of the pressure drop before the time t11 is due to the abnormal closing of the
一方、時刻t11以前の圧力低下の原因が高圧配管部41aからの燃料漏れ異常によるものである場合には、時刻t11でタンク出口弁44及び通路遮断弁45に閉弁指令を出力しても高圧配管部41aが密閉した空間にならない。そのため、時刻t11以降では、高圧側圧力Phの低下が継続される。この場合、時刻t12で燃料漏れ異常フラグFbkに1がセットされる。
On the other hand, if the cause of the pressure drop before time t11 is due to an abnormal fuel leak from the high-pressure pipe 41a, the high pressure is output even if a valve closing command is output to the
図9は、液体燃料モードでのエンジン運転中に、高圧側圧力Phの挙動が正常時に対して低下傾向を示す異常が検出された場合を想定している。図9中、(a)〜(h)は上記図8の説明と同じである。(e)〜(h)中、破線は正常時を示し、実線は高圧配管部41aの燃料漏れ異常時を示す。 FIG. 9 assumes a case where an abnormality indicating that the behavior of the high-pressure side pressure Ph tends to decrease with respect to the normal time is detected during engine operation in the liquid fuel mode. In FIG. 9, (a) to (h) are the same as those in FIG. In (e) to (h), a broken line indicates a normal time, and a solid line indicates a fuel leak abnormality of the high-pressure pipe portion 41a.
液体燃料モードでのエンジン運転中では、第1噴射弁21による気体燃料の噴射は停止された状態となっている。また、気体燃料供給部40のタンク出口弁44及び通路遮断弁45には閉弁指令が出力されている。このような状況下で高圧側圧力Phの圧力低下異常が発生した要因としては、高圧配管部41aが密閉状態にならない異常、つまり高圧配管部41aからの燃料漏れ異常であると特定でき、時刻t21では燃料漏れ異常フラグFbkが1にセットされる。
During engine operation in the liquid fuel mode, the injection of gaseous fuel by the
次に、第2異常診断処理について図10を用いて説明する。図10は、気体燃料モードでのエンジン始動要求が発生した場合を想定している。図10中、(a)は燃料モードの推移、(b)はIGスイッチのオン/オフの推移、(c)はスタータスイッチのオン/オフの推移、(d)はタンク出口弁44に対する開弁指令/閉弁指令の切り替えの推移、(e)は通路遮断弁45に対する開弁指令/閉弁指令の切り替えの推移、(f)は高圧側圧力Phの低下速度Vdの推移、(g)は遮断弁異常フラグFsvの推移、(h)は燃料漏れ異常フラグFbkの推移を示す。(f)〜(h)中、破線は正常時を示し、実線はタンク出口弁44の閉異常時を示し、一点鎖線は高圧配管部41aの燃料漏れ異常時を示す。
Next, the second abnormality diagnosis process will be described with reference to FIG. FIG. 10 assumes a case where an engine start request is generated in the gaseous fuel mode. In FIG. 10, (a) is a transition of the fuel mode, (b) is a transition of the IG switch on / off, (c) is a transition of the starter switch on / off, and (d) is a valve opening with respect to the
図10において、IGスイッチがオフからオンに切り替えられ、気体燃料モードでのエンジン始動要求が生じると、タンク出口弁44及び通路遮断弁45に開弁指令が出力される(時刻t31)。開弁指令は所定時間継続され、これにより燃料通路内に気体燃料が充填される。時刻t31から閉弁指令が出力される時刻t32までの期間では、気体燃料供給部40が正常であれば高圧側圧力Phが僅かに上昇するか又は略一定となる。したがって、高圧側圧力Phの低下速度Vdは、略ゼロか又は負の値となる。
In FIG. 10, when the IG switch is switched from OFF to ON and an engine start request in the gaseous fuel mode is generated, a valve opening command is output to the
これに対し、タンク出口弁44の閉異常及び高圧配管部41aの燃料漏れ異常のいずれかが生じた場合、時刻t31〜t32の期間では高圧側圧力Phが低下傾向を示す。なお、高圧側圧力Phが低下傾向を示すのは、タンク出口弁44の閉異常時には、2つの遮断弁44,45への開弁指令によりタンク出口弁44が閉弁状態、通路遮断弁45が開弁状態となり、高圧通路部の燃料圧力が低下するためである。高圧配管部41aの燃料漏れ異常時には、2つの遮断弁44,45への開弁指令により、タンク出口弁44及び通路遮断弁45が共に開弁状態にはなるが、高圧配管部41aの破損部分から燃料漏れが生じるためである。
On the other hand, when either the abnormality of closing of the
時刻t32で各遮断弁44,45に閉弁指令が出力された後では、異常発生の要因に応じて高圧側圧力Phが異なる挙動を示す。具体的には、タンク出口弁44の閉異常が発生している場合には、時刻t32でタンク出口弁44及び通路遮断弁45に閉弁指令が出力されることにより、高圧配管部41aが密閉した空間になる。そのため、時刻t32以降では高圧側圧力Phが低下しなくなり、略一定の圧力で保持される。この場合、タンク出口弁44及び通路遮断弁45への閉弁指令から所定時間が経過した後の時刻t33で遮断弁異常フラグFsvに1がセットされる。
After the valve closing command is output to the shut-off
一方、高圧配管部41aからの燃料漏れ異常が発生している場合には、時刻t32でタンク出口弁44及び通路遮断弁45に閉弁指令が出力されても高圧配管部41aが密閉した空間にならない。そのため、時刻t32以降では高圧側圧力Phの低下が継続される。この場合、時刻t33で燃料漏れ異常フラグFbkに1がセットされる。
On the other hand, if there is an abnormality in fuel leakage from the high pressure piping section 41a, even if a valve closing command is output to the
なお、第2異常診断処理は、IGスイッチがオンされてからスタータスイッチがオンされるまでの間の時間が十分にあり、燃料充填制御に要する時間が確保された場合に実施可能である。 The second abnormality diagnosis process can be performed when there is sufficient time from when the IG switch is turned on to when the starter switch is turned on, and the time required for fuel filling control is secured.
次に、第3異常診断処理について図11を用いて説明する。図11中、(a)〜(e)は上記図8の説明と同じである。(f)は遮断弁異常フラグFsvの推移、(g)は燃料漏れ異常フラグFbkの推移を示す。 Next, the third abnormality diagnosis process will be described with reference to FIG. In FIG. 11, (a) to (e) are the same as those in FIG. (F) shows the transition of the cutoff valve abnormality flag Fsv, and (g) shows the transition of the fuel leakage abnormality flag Fbk.
図11において、時刻t41にIGスイッチのオンからオフへの切り替えに伴い、タンク出口弁44及び通路遮断弁45に閉弁指令が出力される。IGオフのタイミングの時刻t41では、そのタイミングでの高圧側圧力Phが停止時圧力Pofとして記憶される。
In FIG. 11, a valve closing command is output to the
その後、時刻t42でIGスイッチがオンされてエンジン始動要求が生じると、その時刻での高圧側圧力Phを始動時圧力Ponとして取得する。そして、停止時圧力Pofに対する始動時圧力Ponの乖離量(低下量)が低下判定値TH5以上である場合に、燃料漏れ異常が生じている旨が本判定される。 Thereafter, when the IG switch is turned on at time t42 and an engine start request is generated, the high-pressure side pressure Ph at that time is acquired as the start-up pressure Pon. And when the deviation | shift amount (decrease amount) of the starting pressure Pon with respect to the stop time pressure Pof is more than the fall determination value TH5, this determination is made that the fuel leakage abnormality has occurred.
次に、第1異常診断処理によりタンク出口弁44の閉異常有りと判定された場合の判定後処理について図12のタイムチャートを用いて説明する。図12中、(a)〜(h)は上記図8の説明と同じである。(e)〜(h)中、破線は正常時を示し、実線はタンク出口弁44の閉異常の発生時を示す。図12では、気体燃料モードでのエンジン運転中に、高圧側圧力Phの挙動が正常時に対して低下傾向を示す異常が発生した場合を想定している。
Next, post-determination processing when it is determined by the first abnormality diagnosis processing that the
図12において、時刻t52以前については図8の時刻t12以前と同じである。時刻t52でタンク出口弁44の閉異常有りと判定(仮判定)され、遮断弁異常フラグFsvに1がセットされた後、タンク出口弁44に対して開弁指令が出力される(時刻t53)。タンク出口弁44に閉異常が生じている場合、このときの開弁指令によって開弁状態とはならず、高圧側圧力Phは圧力一定の状態が継続される。この状態が所定時間継続した後の時刻t54で、タンク出口弁44の閉異常が発生している旨が本判定される。
In FIG. 12, the time before time t52 is the same as that before time t12 in FIG. At time t52, it is determined that there is an abnormality in the closing of the tank outlet valve 44 (temporary determination), and 1 is set in the shutoff valve abnormality flag Fsv, and then a valve opening command is output to the tank outlet valve 44 (time t53). . When the
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。 According to the embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
高圧側圧力Phの挙動が正常時に対して低下傾向を示すことが検出された場合に、その異常発生の検出時における燃料モードと、タンク出口弁44及び通路遮断弁45に閉弁指令が出力されている状態での高圧側圧力Phの低下の態様とに基づいて、異常発生の要因がタンク出口弁44の閉異常によるものか高圧配管部41aの燃料漏れ異常によるものかを特定する構成とした。この構成によれば、高圧側圧力Phの圧力低下異常が生じた場合にもその異常発生の要因を特定することができる。したがって、異常発生時において交換するべき部品を特定することができる。
When it is detected that the behavior of the high-pressure side pressure Ph tends to decrease with respect to the normal time, a valve closing command is output to the fuel mode at the time of detecting the occurrence of the abnormality, and to the
具体的には、第1異常診断処理として、気体燃料モードでのエンジン運転中に高圧側圧力Phの圧力低下異常が検出された場合には、燃料モードを気体燃料モードから液体燃料モードに切り替え、その切り替えに伴いタンク出口弁44及び通路遮断弁45に閉弁指令が出力されている状態での高圧側圧力Phの低下の態様に基づいて、圧力低下異常の発生要因を特定する構成とした。気体燃料供給部40の異常が疑われる状況下で気体燃料による走行を継続した場合、タンク出口弁44の閉異常時では燃料の供給不足によりエンジンストップを起こすおそれがある。また、高圧配管部41aの燃料漏れ異常時では燃料が放出されることが考えられる。この点、上記構成とすることにより、気体燃料供給系の異常発生が疑われる状況での気体燃料による運転を回避することができる。したがって、上記不都合を回避しつつ、異常発生の要因を特定することができる。
Specifically, as a first abnormality diagnosis process, when a pressure drop abnormality of the high-pressure side pressure Ph is detected during engine operation in the gaseous fuel mode, the fuel mode is switched from the gaseous fuel mode to the liquid fuel mode, In accordance with the switching, the cause of occurrence of the pressure drop abnormality is specified based on the manner of lowering the high-pressure side pressure Ph in a state where the valve closing command is output to the
第1異常診断処理で液体燃料モードへの切り替え後に高圧側圧力Phの低下が停止した場合に圧力低下異常の発生要因がタンク出口弁44の閉異常によるものと判定された場合、その判定(仮判定)の後に液体燃料モードのままタンク出口弁44に開弁指令を出力し、その出力後において高圧側圧力Phが変化しない場合に、圧力低下異常の発生要因がタンク出口弁44の閉異常によるものと本判定した。この構成によれば、タンク出口弁44に開弁指令を出力しても動作しないことを実際に確かめ、その結果によって異常内容を確定することにより、タンク出口弁44の閉異常に関する診断精度を高めることができる。
In the first abnormality diagnosis process, when the decrease in the high-pressure side pressure Ph is stopped after switching to the liquid fuel mode, if it is determined that the cause of the pressure decrease abnormality is due to the closing abnormality of the
燃料充填制御によりタンク出口弁44及び通路遮断弁45に開弁指令を出力している期間中に高圧側圧力Phの圧力低下異常が検出された場合、その異常発生の要因としては、タンク出口弁44の閉異常と高圧配管部41aの燃料漏れ異常とが考えられる。本実施形態では、第2異常診断処理として、燃料充填制御の終了に伴い2つの遮断弁44,45に閉弁指令が出力されている状態での高圧側圧力Phの低下の態様をモニタすることにより、圧力低下異常の要因が、タンク出口弁44の閉異常かによるものか高圧配管部41aの燃料漏れ異常によるものかを特定する構成とした。この構成によれば、成り行きの状況下で異常診断を実施することができる。また、エンジン10の始動要求が生じた直後の期間に異常診断を実施するため、エンジン始動時に既に生じている異常について、エンジン10の始動後速やかにその異常発生を検出することができる。
When a pressure drop abnormality of the high-pressure side pressure Ph is detected during the period when the valve opening command is output to the
液体燃料モードでのエンジン運転中では気体燃料供給部40における2つの遮断弁44,45に対して閉弁指令が出力されていることに着目し、第1異常診断処理として、液体燃料モードでのエンジン運転中に高圧側圧力Phの圧力低下異常が検出された場合には、高圧配管部41aの燃料漏れ異常によるものと特定した。この構成によれば、液体燃料モードでのエンジン運転中にタンク出口弁44の閉異常及び高圧配管部41aの燃料漏れ異常を検出することができる。また、液体燃料モードでのエンジン運転中に異常発生を検出できれば、気体燃料モードへの切り替え要求が生じる前に事前にその異常を把握することができる。したがって、気体燃料供給系の異常発生が疑われる状況での気体燃料による運転を回避することができる。
Focusing on the fact that the valve closing command is output to the two
第1異常診断処理及び第2異常診断処理の少なくともいずれかにより高圧配管部41aの燃料漏れ異常が発生している旨が判定された場合に、第3異常診断処理の診断結果に基づいて燃料漏れ異常が発生している旨の本判定を実施する構成とした。この構成によれば、異なる複数のエンジン運転状態で同じ異常要因が特定された場合に異常有りと確定することで、異常判定の精度を高めることができる。 When it is determined by at least one of the first abnormality diagnosis process and the second abnormality diagnosis process that a fuel leakage abnormality has occurred in the high pressure pipe portion 41a, the fuel leakage is performed based on the diagnosis result of the third abnormality diagnosis process. The main determination that an abnormality has occurred is implemented. According to this configuration, it is possible to improve the accuracy of abnormality determination by determining that there is an abnormality when the same abnormality factor is specified in a plurality of different engine operating states.
(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。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be implemented as follows, for example.
・上記実施形態では、第1異常診断処理及び第2異常診断処理の少なくともいずれかで高圧配管部41aの燃料漏れ異常が発生している旨が判定された場合に第3異常診断処理により本判定する構成としたが、第3異常診断処理を実施しない構成としてもよい。 In the above-described embodiment, when it is determined in at least one of the first abnormality diagnosis process and the second abnormality diagnosis process that a fuel leakage abnormality of the high-pressure piping portion 41a has occurred, this determination is performed by the third abnormality diagnosis process. However, the third abnormality diagnosis process may not be performed.
・上記実施形態では、制御部80が第1異常診断処理及び第2異常診断処理を実施する構成としたが、第1異常診断処理のみを実施するものとしてもよいし、第2異常診断処理のみを実施する構成としてもよい。あるいは、第1異常診断処理及び第3異常診断処理を実施する構成や、第2異常診断処理及び第3異常診断処理を実施する構成としてもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態の第1異常診断処理において、図4のステップS208の処理を実施しない構成としてもよい。また、ステップS208の処理を実施し、ステップS204〜S207の処理を実施しない構成としてもよい。 -It is good also as a structure which does not implement the process of FIG.4 S208 in the 1st abnormality diagnosis process of the said embodiment. Moreover, it is good also as a structure which implements the process of step S208 and does not implement the process of step S204-S207.
・エンジン10の負荷のばらつきが所定範囲内である場合に、上記図3の異常診断処理を実施する構成としてもよい。これにより、エンジン負荷のばらつきに起因する圧力変動の影響が少ない状況下で診断することができ、診断精度を高めることができる。
-It is good also as a structure which implements the abnormality diagnosis process of the said FIG. 3 when the dispersion | variation in the load of the
・上記実施形態の圧力調整弁60は、弁体作動部65の開放部67がエンジン10の吸気管11内に連通されている構成としたが、大気に連通されている構成としてもよい。つまり、ダイアフラム68に大気圧が作用する構成としてもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、圧力調整弁60の構成を機械式の圧力調整装置としたが、通電制御により低圧配管部41b内の燃料圧力を可変調整する電磁式の圧力調整装置としてもよい。あるいは、圧力調整弁60として、圧力調整弁60よりも下流側の圧力変化に応じて機械的に定められた所定の設定圧になるように低圧配管部41b内の燃料圧力を調整する機械式の圧力調整機構と、通電制御により低圧配管部41b内の燃料圧力を可変調整する電磁式の圧力調整機構とを備える圧力調整装置を用いてもよい。
In the above-described embodiment, the configuration of the
・上記実施形態では気体燃料をCNG燃料としたが、標準状態で気体状態の他の気体燃料を用いることもでき、例えばメタン、エタン、プロパン、ブタン、水素、ジメチルエーテルなどを主成分とする燃料を用いる構成としてもよい。また、液体燃料についてもガソリン燃料に限定しない。例えば燃焼用の燃料として軽油を用いるディーゼルエンジンに対して気体燃料の供給系を搭載したシステムに本発明を適用してもよい。 In the above embodiment, the gaseous fuel is CNG fuel, but other gaseous fuels in a gaseous state can be used in the standard state, for example, a fuel mainly composed of methane, ethane, propane, butane, hydrogen, dimethyl ether, etc. It is good also as a structure to use. Further, liquid fuel is not limited to gasoline fuel. For example, you may apply this invention to the system which mounts the supply system of gaseous fuel with respect to the diesel engine which uses light oil as a fuel for combustion.
10…エンジン(内燃機関)、21…第1噴射弁(気体噴射手段)、22…第2噴射弁、40…気体燃料供給部、41…ガス配管(燃料通路)、41a…高圧配管部(高圧通路部)、41b…低圧配管部(低圧通路部)、42…ガスタンク、43…レギュレータ、44…タンク出口弁、45…通路遮断弁、46…高圧センサ(高圧検出手段)、47…低圧センサ、51…高圧通路、52…低圧通路、60…圧力調整弁、62…弁体、65…弁体作動部、70…液体燃料供給部、80…制御部(異常検出手段、異常特定手段、燃料充填手段、記憶手段、取得手段)。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記気体燃料供給部は、
気体燃料を高圧状態で貯留する燃料タンク(42)と、前記気体燃料を噴射する気体噴射手段(21)と、前記燃料タンクと前記気体噴射手段とを繋ぐ燃料通路(41)に設けられ、前記燃料通路内の気体燃料の圧力を減圧調整する圧力調整弁(60、65)と、前記燃料通路における前記燃料タンクの燃料出口近傍に設けられ、前記気体燃料の流通を遮断する遮断機能を有するタンク出口弁(44)と、前記燃料通路における前記燃料タンクと前記圧力調整弁とを接続する高圧配管部(41a)に設けられ、前記遮断機能を有する通路遮断弁(45)と、を備え、
前記燃料通路において前記通路遮断弁よりも上流側の燃料圧力である高圧側圧力を検出する高圧検出手段(46)と、
前記高圧側圧力の挙動が正常時に対して低下傾向を示す圧力低下異常が発生したことを検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段により前記圧力低下異常が発生したことを検出した場合に、その異常発生の検出時における前記燃料モードと、前記タンク出口弁及び前記通路遮断弁に閉弁指令が出力されている状態で前記高圧検出手段により検出した高圧側圧力の低下の態様とに基づいて、前記圧力低下異常の発生要因が前記タンク出口弁の閉異常によるものか前記高圧配管部の燃料漏れ異常によるものかを特定する異常特定手段と、
を備えることを特徴とする燃料供給システムの異常診断装置。 A gaseous fuel supply unit (40) for supplying gaseous fuel to the internal combustion engine; and a liquid fuel supply unit (70) for supplying liquid fuel to the internal combustion engine, wherein the fuel mode of the internal combustion engine is the gaseous fuel supply unit. Applied to a fuel supply system of an internal combustion engine that can be switched between a gas fuel mode in which fuel is supplied by and a liquid fuel mode in which fuel is supplied by the liquid fuel supply unit,
The gaseous fuel supply unit is
Provided in a fuel tank (42) for storing gaseous fuel in a high-pressure state, a gas injection means (21) for injecting the gaseous fuel, and a fuel passage (41) connecting the fuel tank and the gas injection means, A pressure regulating valve (60, 65) for reducing the pressure of the gaseous fuel in the fuel passage, and a tank provided in the vicinity of the fuel outlet of the fuel tank in the fuel passage and having a shut-off function for shutting off the flow of the gaseous fuel An outlet valve (44), and a passage shut-off valve (45) provided in a high-pressure pipe portion (41a) connecting the fuel tank and the pressure regulating valve in the fuel passage, and having the shut-off function,
High-pressure detection means (46) for detecting a high-pressure side pressure that is a fuel pressure upstream of the passage shut-off valve in the fuel passage;
An abnormality detection means for detecting that a pressure drop abnormality has occurred, the behavior of the high-pressure side pressure showing a tendency to decrease with respect to normal time;
When the abnormality detecting means detects that the pressure drop abnormality has occurred, a state in which a valve closing command is output to the fuel mode and the tank outlet valve and the passage shut-off valve at the time of detecting the abnormality occurrence Whether the cause of the pressure drop abnormality is due to the closing abnormality of the tank outlet valve or the fuel leakage abnormality of the high-pressure piping section. An abnormality identification means to identify;
An abnormality diagnosis device for a fuel supply system, comprising:
前記異常検出手段は、前記燃料充填制御により前記タンク出口弁及び前記通路遮断弁に開弁指令を出力している期間中に前記圧力低下異常が発生したことを検出し、
前記異常特定手段は、前記燃料充填制御の終了に伴い前記タンク出口弁及び前記通路遮断弁に閉弁指令を出力している状態で前記高圧検出手段により検出した燃料圧力に基づいて前記発生要因を特定する請求項1〜4のいずれか一項に記載の燃料供給システムの異常診断装置。 When a request to start the internal combustion engine in the gaseous fuel mode occurs, a valve opening command is output to the tank outlet valve and the passage shut-off valve within a predetermined time after the start request, and the gas is put into the fuel passage. Comprising fuel filling means for performing fuel filling control for filling the fuel;
The abnormality detection means detects that the pressure drop abnormality has occurred during a period in which a valve opening command is output to the tank outlet valve and the passage shut-off valve by the fuel filling control,
The abnormality specifying means determines the generation factor based on the fuel pressure detected by the high pressure detecting means in a state in which a valve closing command is output to the tank outlet valve and the passage shut-off valve upon completion of the fuel filling control. The abnormality diagnosis device for a fuel supply system according to any one of claims 1 to 4, which is specified.
前記停止要求後の次回の前記内燃機関の始動要求時に前記高圧検出手段により検出した燃料圧力である始動時圧力を取得する取得手段と、を備え、
前記始動時圧力の前記停止時圧力からの乖離量に基づいて、前記異常特定手段により特定された異常が発生している旨の本判定を実施する請求項1〜6のいずれか一項に記載の燃料供給システムの異常診断装置。 Storage means for storing a stop-time pressure that is a fuel pressure detected by the high-pressure detection means when the stop request for the internal combustion engine in the gaseous fuel mode occurs;
Obtaining means for obtaining a starting pressure which is a fuel pressure detected by the high pressure detecting means at the next start request of the internal combustion engine after the stop request;
7. The main determination according to claim 1, wherein the determination that the abnormality specified by the abnormality specifying unit has occurred is performed based on a deviation amount of the start-up pressure from the stop-time pressure. An abnormality diagnosis device for a fuel supply system.
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CN109312674A (en) * | 2016-06-21 | 2019-02-05 | 斯堪尼亚商用车有限公司 | The method for determining the normal operating of the valve in tank system |
CN111350598A (en) * | 2020-02-21 | 2020-06-30 | 吉利汽车研究院(宁波)有限公司 | Dual-fuel leakage diagnosis system and diagnosis method thereof |
CN113775428A (en) * | 2020-06-09 | 2021-12-10 | 丰田自动车株式会社 | Abnormality diagnosis system, abnormality diagnosis device, and data transmission device |
DE102023134700A1 (en) | 2022-12-19 | 2024-06-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | ANOMALY DETECTION DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
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