JP3627578B2 - 気体燃料車の燃料漏検出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、気体燃料の漏れを検出することができる気体燃料車の燃料漏検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
気体燃料車は、気体燃料と空気とを混合した混合気を内燃機関のシリンダ内で燃焼させることによって駆動力を得るもので、圧縮天然ガス(CNG:Compressed Natural Gas)を用いたCNG車が一般に知られている。CNG車は、車載されたタンク内にCNGを圧縮状態(約200〜250kgf/cm2程度)で貯蔵し、これを数kgf/cm2に減圧した後、インジェクタから吸気ポートの内部に供給して混合気を生成させている。
【0003】
従来、CNG車における燃料漏れの検出は、車両停止時の燃料供給管内の燃料量と車両始動時の燃料量を比較することにより行われている(特開平11−107860号公報参照)。即ち、エンジン停止時の燃料圧力と燃料温度から算出した燃料供給系の燃料量と、エンジン始動直前の燃料圧力と燃料温度から算出した燃料供給系の燃料量とを比較して燃料漏れの有無を判定している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のCNG車における燃料漏れ検出方法では、燃料供給通路内の燃料圧力が十分に高くない場合には燃料漏れを検出することができず、また車両走行中においては燃料漏れを検出することができないという問題があった。
【0005】
この発明の課題は、車両走行中においても燃料漏れを検出することが可能な気体燃料車の燃料漏検出装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の気体燃料車の燃料漏検出装置は、燃料タンクから燃料噴射弁までの燃料供給通路内の燃料圧力を検出する燃料圧力検出手段と、内燃機関駆動時に前記燃料噴射弁による燃料噴射を所定期間停止する燃料停止手段と、前記燃料圧力検出手段により検出された燃料停止中の前記燃料供給通路内の燃料圧力を検出することにより前記燃料供給通路における燃料漏れを検出する燃料漏れ検出手段とを備える。
【0007】
そして、前記燃料漏れ検出手段は、燃料停止後所定期間以後の前記燃料供給通路内の燃料圧力が所定値以上とならない場合に燃料漏れを検出することを特徴とする。
【0008】
この請求項1記載の気体燃料車の燃料漏検出装置によれば、燃料停止手段により内燃機関駆動時、即ち車両走行中の減速時等において燃料噴射弁による燃料噴射を所定期間停止することから、燃料停止時における燃料供給管内の燃料圧力を検出することにより車両走行中においても燃料漏れを検出することができる。また、燃料漏れが発生している場合には、燃料停止後所定期間以後の燃料供給通路内の燃料圧力が変動することから、この燃料圧力の変動を検出することにより燃料漏れを検出することができる。
【0009】
請求項2記載の気体燃料車の燃料漏検出装置は、燃料タンクから燃料噴射弁までの燃料供給通路内の燃料圧力を検出する燃料圧力検出手段と、内燃機関駆動時に前記燃料噴射弁による燃料噴射を所定期間停止する燃料停止手段と、前記燃料圧力検出手段により検出された燃料停止中の前記燃料供給通路内の燃料圧力を検出することにより前記燃料供給通路における燃料漏れを検出する燃料漏れ検出手段とを備える。
【0010】
そして、前記燃料漏れ検出手段は、燃料停止後所定期間以後の前記燃料供給通路内の燃料圧力が所定値以上とならない場合に燃料漏れを検出することを特徴とする。
【0011】
この請求項2記載の気体燃料車の燃料漏検出装置によれば、燃料停止手段により内燃機関駆動時、即ち車両走行中の減速時等において燃料噴射弁による燃料噴射を所定期間停止することから、燃料停止時における燃料供給管内の燃料圧力を検出することにより車両走行中においても燃料漏れを検出することができる。また、燃料漏れが発生している場合には、燃料停止後の所定期間以後においても燃料供給通路内の燃料圧力が所定値以上とならないことから、燃料供給通路内の燃料圧力を検出することにより燃料漏れを検出することができる。
【0012】
請求項3記載の気体燃料車の燃料漏検出装置は、燃料タンクから燃料噴射弁までの燃料供給通路内の燃料圧力を検出する燃料圧力検出手段と、内燃機関駆動時に前記燃料噴射弁による燃料噴射を所定期間停止する燃料停止手段と、前記燃料圧力検出手段により検出された燃料停止中の前記燃料供給通路内の燃料圧力を検出することにより前記燃料供給通路における燃料漏れを検出する燃料漏れ検出手段とを備える。
【0013】
そして、前記燃料漏れ検出手段は、燃料停止後、第1の所定期間以後の前記燃料供給通路内の燃料圧力が所定値以上とならず、かつその後、第2の所定期間以後の前記燃料供給通路内の燃料圧力が前記所定値以上とならない場合に燃料漏れを検出することを特徴とする。
【0014】
この請求項3記載の気体燃料車の燃料漏検出装置によれば、燃料停止手段により内燃機関駆動時、即ち車両走行中の減速時等において燃料噴射弁による燃料噴射を所定期間停止することから、燃料停止時における燃料供給管内の燃料圧力を検出することにより車両走行中においても燃料漏れを検出することができる。また、燃料停止後、所定期間燃料供給通路内の燃料圧力が所定値以上とならない状態が継続した場合に燃料漏れを検出することから、燃料停止直前の内燃機関の状況、電気ノイズ等の外乱の影響がある場合においても精度良く燃料漏れを検出することができる。
【0015】
請求項4記載の気体燃料車の燃料漏検出装置は、請求項1〜3のいずれかに記載の気体燃料車の燃料漏検出装置の前記燃料タンクと前記燃料噴射弁との間に燃料減圧手段を有し、前記燃料圧力検出手段は、減圧後の燃料圧力を検出することを特徴とする。この請求項4記載の気体燃料車の燃料漏検出装置によれば、燃料減圧手段により燃料供給通路内の燃料圧力を一定の圧力に減圧することから燃料供給通路内の燃料圧力の変化を検出することにより燃料漏れを検出することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の第1の実施の形態について説明する。図1は、第1の実施の形態にかかる気体燃料車の燃料漏検出装置の構成図である。
【0017】
この燃料漏検出装置は、気体燃料車であるCNG車に搭載されている。内燃機関であるエンジン1は、基本的には通常のガソリンエンジンと同様の構成を有しているが、その燃料系のみがCNGを供給するために異なった構成を有している。CNGは、車輌に搭載されたタンク2内に充填されており、タンク2からエンジン1にかけて配設された配管3を介してエンジン1に供給される。
【0018】
また、タンク2には充填口4も接続されており、タンク2へのCNGの充填は充填口4から行われる。タンク2と充填口4の間のには逆止弁5が取り付けられている。逆止弁5は、充填口4からのCNGの放出を防止する。タンク2との配管3との接続部分には、遮断弁6が内蔵されている。遮断弁6は、配管3の破損時などにタンク2からCNGが放出されるのを防止する。
【0019】
タンク2とエンジン1との間の配管3上には、タンク2側からガスフィルタ7及びレギュレータ8が配設されている。ガスフィルタ7は、CNG内の塵などの不純物を除去する。レギュレータ8は、タンク2内に高圧下で貯蔵されているCNGの圧力を減圧してエンジン1側に供給する。CNGは、貯蔵容積効率を高めるために高圧下に圧縮された状態でタンク2内に貯蔵されるが(残量と共に圧力は減少するが充填初期は高圧力である)、実際にエンジン1に対して供給する際には、制御のし易さなどからレギュレータ8により数kgf/cm2にまで減圧される。
【0020】
なお、このレギュレータ8は、遮断弁としての機能も兼ねており、エジン1の停止時などにはエンジン1へのCNGの供給を遮断する役目も有している。また、レギュレータ8は、気体燃料中に含まれるオイル成分を除去するオイルトラッパとしての役目も有している。ガスステーションなどでCNGを圧縮してタンク2内に充填する行程で不可避的に混入するオイルが、CNGが減圧されることによってCNG中にミスト状に現れるので、レギュレータ8はこのオイルを捕集する。
【0021】
配管3の最もエンジン1側は、エンジン1の各シリンダ毎に取り付けられたインジェクタ9にCNGを配分するデリバリ10に接続されている。デリバリ10には、CNGの圧力を検出する圧力センサ11が取り付けられている。CNGは、その圧力によってエネルギー温度が変化するので、圧力センサ11の検出値からこの密度変化を検出し、燃料噴射量を補正することができる。インジェクタ9から吸気管12(吸気ポート)内に供給されたCNGは、空気と混合されて混合気を生成し、エンジン1のシリンダ内で点火プラグ13によって点火されて燃焼する。混合気の燃焼によってエンジン1は駆動力を発生する。
【0022】
混合気が燃焼された後の排気ガスは、排気管14に排出され、排気浄化触媒15,16によって浄化された後に大気に放出される。ここでのエンジン1は、二つの排気浄化触媒15,16を有している。排気管14のエンジン1に近い側には、始動時触媒15が配設されている。始動時触媒15は、エンジン1の排気熱によって早期に活性化温度にまで昇温され、より早期にその触媒機能を発現する。一方、排気管14の始動時触媒15より下流側には、アンダーフロア触媒16が配設されている。アンダーフロア触媒16は車輌の床下に配設されており、始動時触媒15によって浄化しきれない排気ガスを浄化する。
【0023】
排気管14の始動時触媒15の上流側とアンダーフロア触媒16の下流側とには、空燃比センサであるO2センサ17,18がそれぞれ取り付けられている。O2センサ17,18は、排ガス中の酸素濃度から混合気の空燃比を検出する。即ち、O2センサ17,18は、空燃比検出手段として機能する。特に、エンジン1側のO2センサ17は、ヒーター付きのO2センサであり、バッテリーから供給される電力によってより早期に活性温度にまで昇温され、より早期にその検出機能を発現する。
【0024】
上述したレギュレータ8、圧力センサ11、点火プラグ13及びO2センサ17,18はエンジン1の運転を総合的に制御する電子制御ユニット(ECU)19に接続されている。レギュレータ8内の燃料遮断弁の開閉は、ECU19からの開閉信号に基づいて行われる。圧力センサ11及びO2センサ17,18の検出結果は、ECU19に送出されている。
【0025】
また、ECU19には、吸気管12上に取り付けられた負圧センサ20も接続されている。負圧センサ20は吸気管内圧力(負圧)を検出し、検出された吸気管内圧力から吸入空気量を検出するためのものである。
【0026】
ECU19は、各種センサからの出力に基づいて、燃料噴射量や点火時期、吸排気弁の開閉時期などの最適値を算出し、算出した値に基づいて、エンジン1を制御する。
【0027】
次に、図2を参照して、この燃料漏れ検出装置における燃料漏れ検出処理を説明する。まず、ECU19は、インジェクタ9によるCNGの噴射が停止されているか、即ちフューエルカットの状態にあるか否かの判断を行う(ステップS10)。減速時、高速走行時等においてフューエルカットの状態にある場合には、メモリにフューエルカットフラグが記憶されていることから、フューエルカットフラグの有無によりCNGの噴射が停止されているか否かの判断を行う。
【0028】
ここで、CNGの噴射が停止されていると判断した場合には、CNGの噴射が停止された時点からの時間(tFC)が所定時間(α)を超えているか否かの判断を行い(ステップS11)、tFC>αの場合には、圧力センサ11により検出された配管(燃料供給通路)3内の圧力(P)が所定の圧力(PA)よりも大きいか否かの判断を行う(ステップS12)。
【0029】
このステップS12において、P>PAでないと判断された場合に、ガス漏れが発生していると判断してガス漏れの発生を検出する(ステップS13)。即ち、燃料漏れが発生していない場合には、図3に示すようにCNGの噴射が停止されると(フューエルカットフラグがハイ)、配管3内の圧力は、CNGの噴射停止から所定時間経過後に、タンク2内に高圧で貯蔵されているCNGの圧力をレギュレータ8により減圧した所定の圧力になる。
【0030】
しかしながら、燃料漏れが発生している場合には、CNGの噴射停止から所定時間が経過した場合においても配管3内の圧力は、所定の圧力(PA)を超えないことから、燃料漏れを検出することができる。また、燃料漏れが発生している場合には、CNGの噴射停止から所定時間が経過した場合においても配管3内の圧力が所定の圧力(PA)付近において変動するため燃料漏れを検出することができる。なお、燃料漏れが検出された場合には、警告ランプを点灯させると共に、CNGのエンジン1への供給を抑制(エンジン1を駆動するのに最低限必要な量に抑制)する等の処理が行われる。
【0031】
この燃料漏検出装置においては、車両走行中に行われるCNGの噴射の停止時における配管3内の燃料圧力に基づいて燃料漏れを検出することから、車両走行中においても燃料漏れの検出を行うことができる。
【0032】
次に、第2の実施の形態にかかる気体燃料車の燃料漏検出装置の説明を行う。この第2の実施の形態にかかる気体燃料車の燃料漏検出装置は、第1の実施の形態にかかる気体燃料車の燃料漏検出装置と同一の構成を有し(図1参照)、図4に示すフローチャートに示す処理により燃料漏れの検出を行う。
【0033】
まず、ECU19は、メモリにフューエルカットフラグが記憶されているか否かにより、フューエルカットの状態にあるか否かの判断を行う(ステップS20)。
【0034】
ここで、フューエルカットの状態にあると判断された場合には、CNGの噴射が停止された時点からの時間(tFC)が所定時間(α)を超えているか否かの判断を行い(ステップS21)、tFC>αの場合には、圧力センサ11により検出された配管(燃料供給通路)3内の圧力(P)が所定の圧力(PA)よりも大きいか否かの判断を行う(ステップS22)。このステップS22において、P>PAと判断した場合には、燃料漏れが発生しいていないとしてカウンタをクリアして(C=0)、ステップS20に戻る。
【0035】
一方、ステップS22において、P>PAでない判断した場合には、カウンタをインクリメントし(C=C+1)(ステップS24)、カウンタの値が所定値βより大きいか否かの判断を行う(ステップS25)。即ち、C>βの場合には、CNGの噴射が停止された時点から所定時間経過後に、配管3内の圧力が所定の圧力以上とならない時間が所定時間以上継続している場合(S22の処理において複数回継続してP>PAと判断された場合)であるため、この場合には、ガス漏れが発生していると判断してガス漏れを検出し(ステップS26)、警告ランプを点灯させると共に、CNGのエンジン1への供給を抑制する等の処理を行なう。
【0036】
この燃料漏検出装置においては、CNGの噴射が停止された時点から所定時間経過後に、配管3内の圧力が所定の圧力以上とならない時間が所定時間以上継続している場合にガス漏れが発生していると判断してガス漏れを検出するため、エンジン条件、電気ノイズ等の外乱の影響がある場合においても精度良く燃料漏れを判断することができる。
【0037】
なお、上述の各実施の形態のおいては、エンジン1が吸気管12(吸気ポート)に対して燃料を供給するものであったが、エンジン1のシリンダ内に直接燃料を供給する筒内噴射型のエンジンであってもよい。また、この発明の燃料漏れ検出装置は、CNG車以外の気体燃料車に用いられてもよい。
【0038】
【発明の効果】
この発明によれば、燃料停止手段により内燃機関駆動時、即ち車両走行中の減速時等において燃料噴射弁による燃料噴射を所定期間停止することから、燃料停止時における燃料供給管内の燃料圧力を検出することにより車両走行中においても燃料漏れを検出することができる。
【0039】
また、この発明によれば、燃料停止後、所定期間燃料供給通路内の燃料圧力が所定値以上とならない状態が継続した場合に燃料漏れを検出することから、燃料停止直前の内燃機関の状況、電気ノイズ等の外乱の影響がある場合においても精度良く燃料漏れを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態にかかる気体燃料車の燃料漏検出装置の構成図である。
【図2】第1の実施の形態にかかる気体燃料車の燃料漏検出装置における燃料漏検出処理を示すフローチャートである。
【図3】第1の実施の形態にかかる燃料停止時における燃料圧力の状態を示すグラフである。
【図4】第2の実施の形態にかかる気体燃料車の燃料漏検出装置における燃料漏検出処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…エンジン、2…タンク、3…配管、9…インジェクタ、11…圧力センサ、13…点火プラグ、17,18…O2センサ、19…ECU。
Claims (4)
- 燃料タンクから燃料噴射弁までの燃料供給通路内の燃料圧力を検出する燃料圧力検出手段と、
内燃機関駆動時に前記燃料噴射弁による燃料噴射を所定期間停止する燃料停止手段と、
前記燃料圧力検出手段により検出された燃料停止中の前記燃料供給通路内の燃料圧力を検出することにより前記燃料供給通路における燃料漏れを検出する燃料漏れ検出手段と、を備え、
前記燃料漏れ検出手段は、燃料停止後所定期間以後の前記燃料供給通路内の燃料圧力が変動する場合に燃料漏れを検出することを特徴とする気体燃料車の燃料漏検出装置。 - 燃料タンクから燃料噴射弁までの燃料供給通路内の燃料圧力を検出する燃料圧力検出手段と、
内燃機関駆動時に前記燃料噴射弁による燃料噴射を所定期間停止する燃料停止手段と、
前記燃料圧力検出手段により検出された燃料停止中の前記燃料供給通路内の燃料圧力を検出することにより前記燃料供給通路における燃料漏れを検出する燃料漏れ検出手段と、を備え、
前記燃料漏れ検出手段は、燃料停止後所定期間以後の前記燃料供給通路内の燃料圧力が所定値以上とならない場合に燃料漏れを検出することを特徴とする気体燃料車の燃料漏検出装置。 - 燃料タンクから燃料噴射弁までの燃料供給通路内の燃料圧力を検出する燃料圧力検出手段と、
内燃機関駆動時に前記燃料噴射弁による燃料噴射を所定期間停止する燃料停止手段と、
前記燃料圧力検出手段により検出された燃料停止中の前記燃料供給通路内の燃料圧力を検出することにより前記燃料供給通路における燃料漏れを検出する燃料漏れ検出手段と、を備え、
前記燃料漏れ検出手段は、燃料停止後、第1の所定期間以後の前記燃料供給通路内の燃料圧力が所定値以上とならず、かつその後、第2の所定期間以後の前記燃料供給通路内の燃料圧力が前記所定値以上とならない場合に燃料漏れを検出することを特徴とする気体燃料車の燃料漏検出装置。 - 前記燃料タンクと前記燃料噴射弁との間に燃料減圧手段を有し、前記燃料圧力検出手段は、減圧後の燃料圧力を検出することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の気体燃料車の燃料漏検出装置。
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