JP6068781B2 - ガス燃料供給システムのインジェクタ診断方法およびその装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＰＧ等の液化ガス燃料を減圧気化し所定圧力の気体燃料にしてエンジンに供給するガス燃料供給システムにおいて、インジェクタ系の故障を判定するためのインジェクタ診断方法およびその装置に関する。

従前より液化ガス燃料は火花点火エンジンの燃料に用いられているが、例えば図１に示すもののように、電子制御ユニット１０Ｂによる各種制御のもと、ベーパライザ２０でＬＰＧ等の液化ガス燃料を加熱・気化させるとともに所定圧力に調整し、エンジン１の吸気通路２に噴射してガス燃料を供給するガス燃料供給システムが広く普及している。

このシステムにおいては、例えばインジェクタへの駆動電流供給配線であるワイヤハーネス７がＧＮＤショートした場合は、インジェクタ５に内蔵したコイルや電流測定回路１０ａに過電流が流れることになり、その状態が長時間継続することにより、これらが破損する心配がある。

これに対し、特開２００２−２２７６９８号公報や特開２００４−３６０６３３号公報に記載されているように、電流測定回路１０ａを有した電子制御ユニット１０Ｂにインジェクタ診断方法を実行する制御プログラムによるインジェクタ診断手段を設けて、異常電流を検出した場合にインジェクタ系に故障が生じた判断するものとして、故障と判定したインジェクタ５について駆動電流を停止したり燃料供給路を遮断したりすることが行われている。

図４はインジェクタ駆動時の各種波形を示すグラフであって、上段が燃料噴射信号、中段が正常時のインジェクタ駆動電流、下段が故障時のインジェクタ駆動電流を示しているが、正常時ではピーク後の電流保持区間において時間とともに電流値が低下しているのに対し、インジェクタ５への駆動電流供給配線であるワイヤハーネス７がＧＮＤショートした故障時には、電流保持区間の電流値は時間とともに低下していない。

そこで、図５のグラフに示すように、ピーク後の電流保持区間における所定のタイミングを電流測定ポイント（１）として、電流測定回路１０ａを用いて１回測定し、この測定結果を所定の閾値を基準としてインジェクタ診断手段が比較・判定することでインジェクタ系における故障の診断を行うものとして、電子制御ユニット１０Ｂがインジェクタ診断装置を兼ねるようにしている。

ところが、斯かるインジェクタ診断方法においては、その判定基準を所定の閾値としていることから、例えば電流測定回路１０ａにバラツキがあった場合には、インジェクタ診断装置が誤診断を行ってしまう心配がある。一方、このようなバラツキを予め完全に解消しておくことは過剰なコストと手間を要することから現実的ではない。

特開２００２−２２７６９８号公報 特開２００４−３６０６３３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、ガス燃料供給システムにおけるインジェクタ系の故障診断について、過剰なコストを要することなく誤診断を確実に回避できるようにすることを課題とする。

そこで、本発明は、ベーパライザで加熱・気化し所定圧力に調整した液化ガス燃料をインジェクタによりエンジンに供給するガス燃料供給システムに配置された電子制御ユニットがインジェクタ系の故障を診断するためのインジェクタ診断方法において、電流測定回路およびインジェクタ診断手段を有した前記電子制御ユニットが、前記電流測定回路による前記電子制御ユニットと前記インジェクタ間に配線されたインジェクタへの駆動電流供給配線であるワイヤハーネスに流れるインジェクタ駆動電流値の測定を１つのインジェクタ駆動電流保持区間中に２回行い、その測定結果を前記インジェクタ診断手段で比較し、先に測定した前記インジェクタ駆動電流値と後に測定した前記インジェクタ駆動電流値との比較だけに基づいてインジェクタ系に故障が生じているか否かを判定することを特徴とするインジェクタ診断方法であって、前記先に測定した前記インジェクタ駆動電流値と前記後に測定した前記インジェクタ駆動電流値との比較に基づく判定は、前記先に測定した前記インジェクタ駆動電流値の方が大きい場合は前記インジェクタへの駆動電流供給配線であるワイヤハーネスが正常であり、そうでない場合は前記ワイヤハーネスがＧＮＤショートしていると判定することを特徴とするものとした。

従来のインジェクタ診断方法においては、インジェクタ駆動電流の測定を１回だけ行ない、所定の閾値と比較することにより判定する構成であるため、電流測定回路のバラツキ等で誤診断を生じるおそれがあったが、本発明においてこの測定を少なくとも２回行った測定結果を比較して判定する構成としたことにより、電流測定回路にバラツキがあってもこれを吸収できるようになるため、誤診断を確実に回避することができる。

また、このインジェクタ診断方法において、その測定結果の比較は、先に測定したインジェクタ駆動電流の電流値が前記後に測定したインジェクタ駆動電流の駆動電流値の変化に基づく判定は、前記先の電流値の方が大きい場合は前記インジェクタへの駆動電流供給配線であるワイヤハーネスが正常であり、そうでない場合は前記ワイヤハーネスがＧＮＤショートしていると判定する、ことを特徴とするもとのとすれば、電子制御ユニットの処理負担を過剰にすることなく容易にインジェクタ系の故障を診断することができる。

さらに、ベーパライザで液化ガス燃料を加熱・気化し所定圧力に調整してインジェクタでエンジンに供給するガス燃料供給システム中に配置される電子制御ユニットであって、インジェクタ駆動電流値を測定するための電流測定回路を備えているとともにインジェクタの故障を診断するための制御プログラムによるインジェクタ診断手段を備えており、前述したインジェクタ診断方法を実施することを特徴とするインジェクタ診断装置とすれば、これをガス燃料供給システム中に追加して配置したり既存の燃料噴射制御装置等が兼ねるものとしたりするだけで、上述したインジェクタ診断方法を確実に実施できるものとなる。

インジェクタ駆動電流の測定を２回とした本発明によると、過剰なコストを要することなく電流測定回路のバラツキを吸収して、誤診断を確実に回避できるものである。

本発明による実施の形態のインジェクタ診断装置を兼ねた電子制御ユニット又は従来例によるインジェクタ診断装置を兼ねた電子制御ユニットを配置してなるガス燃料供給システムの配置図である。 図１の本発明の実施の形態によるインジェクタ駆動電流の測定状況を示すグラフであって、（Ａ）はワイヤハーネス正常時の測定ポイント、（Ｂ）はワイヤハーネスＧＮＤショート時の測定ポイントである。 図１の本発明の実施の形態によるインジェクタ診断手段の動作手順を示すフローチャートである。 図１のガス燃料供給システムにおけるインジェクタ駆動電流の各種波形を示すグラフであって、上段が燃料噴射信号、中段が正常時のインジェクタ駆動電流、下段が故障時のインジェクタ駆動電流である。 従来例によるワイヤハーネス正常時のインジェクタ駆動電流のグラフおよびその測定ポイントである。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を説明する。尚、以下の説明において使用する液化ガス燃料はＬＰＧであり、これを加熱・気化して所定圧力に調整した気体燃料をＬＰＧエンジンに供給するガス燃料供給システムとした場合を説明するものとする。

図１は、本実施の形態の電子制御ユニット１０Ａを配設してなるガス燃料供給システムの配置図を示している。このシステムでは、燃料タンク３から延設された液体燃料用の供給配管が接続するとともにエンジン冷却水の熱を利用する加熱気化手段に加えＰＴＣヒータユニット２１を有して液体燃料を加熱・気化するベーパライザ２０と、これから延設された気体燃料の供給配管と、その先端側に設けたインジェクタ５（複数）と、このシステムにおける各種制御を行う電子制御装置である電子制御ユニット１０Ａを備えている。

電子制御ユニット１０Ａは、ベーパライザ２０のＰＴＣヒータユニット２１への通電を制御するとともに、各種センサ１２，１３，１４，１５，１６による検出信号を検知してこれらのデータを基に燃料噴射量を算出し、インジェクタへの駆動電流供給配線であるワイヤハーネス７を介しインジェクタ５を開閉制御することにより、エンジン１が要求する流量の気体燃料を供給するようになっている。

また、この電子制御ユニット１０Ａは、複数のインジェクタ５毎にインジェクタ駆動電流を測定する電流測定回路１０ａを有しているともに、その測定によりインジェクタへの駆動電流供給配線であるワイヤハーネス７のＧＮＤショートによる過電流の発生を検知してインジェクタ系の故障を診断する制御プログラムによるインジェクタ診断手段を備えたことにより、インジェクタ診断装置を兼ねたものとなっており、このこと自体は従来の電子制御ユニット１０Ｂと共通している。

そして、インジェクタ診断装置を兼ねた従来の電子制御ユニット１０Ｂにおけるインジェクタ診断手段は、図５に示したようにインジェクタ駆動電流を１回測定するだけで判定する構成であるため、電流測定回路１０ａのバラツキにより誤判定を行う畏れがあったのに対し、本発明においては、図２のグラフに示すように、インジェクタ診断手段が１つの電流保持区間内で電流測定を少なくとも２回実施する構成としたことにより、電流測定回路１０ａのバラツキを解消可能とした点を特徴としている。

これを以下に詳細に説明すると、図２（Ａ）は、本実施の形態のインジェクタ診断手段によるインジェクタへの駆動電流供給配線であるワイヤハーネス正常時のインジェクタ駆動電流の波形における測定ポイントを示したものである。図のように電流保持区間内では電流値がピーク時から次第に低下しているため、電流測定ポイント（１）の電流値はその後の電流測定ポイント（２）の電流値よりも高くなっている。

一方、図２（Ｂ）はインジェクタへの駆動電流供給配線であるワイヤハーネス７がＧＮＤショート時のインジェクタ駆動電流の波形における測定ポイントを示しているが、この場合、電流保持区間内において電流値は時間とともに低下しないフラットな状態となることから、電流測定ポイント（１）の電流値は電流測定ポイント（２）の電流値とほぼ同じになる。そこで、インジェクタ診断手段はこの２つの測定結果を比較することにより、インジェクタへの駆動電流供給配線であるワイヤハーネス７がＧＮＤショートとなっているか否かを確実に判定できる。

このインジェクタ診断方法を実行する電子制御ユニット１０Ａのインジェクタ診断手段
による動作手順を図３のフローチャートを参照しながら説明すると、予め定めた電流測定ポイント（１）（Ａ１）になることでその電流値を測定し（Ａ２）、その後、予め定めた電流測定ポイント（２）（Ａ３）になることで、その電流値も測定（Ａ４）する。

そして、電流測定ポイント（１）の測定結果が電流測定ポイント（２）の測定結果よりも大か否かを判断し（Ａ５）、電流測定ポイント（１）の測定結果が大きい場合はインジェクタへの駆動電流供給配線であるワイヤハーネスが正常であると判定し（Ａ６）、そうでない場合はインジェクタへの駆動電流供給配線であるワイヤハーネスがＧＮＤショートを生じていると判定し（Ａ７）、手順を終了する。

以上のような診断方法を実行することにより、電流測定回路１０ａにバラツキがあってもこれを吸収して正確に故障を診断することが可能なものとなる。また、図示は省略したが、インジェクタへの駆動電流供給配線であるワイヤハーネス７がＧＮＤショートとなっている場合は、そのままでは電流測定回路１０ａやインジェクタ５のコイルが破損する等のトラブルを生じる畏れがあるため、その故障が生じているインジェクタ５の系統については、電子制御ユニット１０Ａが所定の対処方法を実行するようになっている。

以上、述べたように、ガス燃料供給システムのインジェクタ系の故障診断について、本発明により、過剰なコストを要することなく誤診断を確実に回避できるようになった。

１ エンジン、２ 吸気通路、５ インジェクタ、７ ワイヤハーネス、１０Ａ 電子制御ユニット、１０ａ 電流測定回路、２０ ベーパライザ

Claims (2)

1. ベーパライザで加熱・気化し所定圧力に調整した液化ガス燃料をインジェクタによりエンジンに供給するガス燃料供給システムに配置された電子制御ユニットがインジェクタ系の故障を診断するためのインジェクタ診断方法において、電流測定回路およびインジェクタ診断手段を有した前記電子制御ユニットが、前記電流測定回路による前記電子制御ユニットと前記インジェクタ間に配線されたインジェクタへの駆動電流供給配線であるワイヤハーネスに流れるインジェクタ駆動電流値の測定を１つのインジェクタ駆動電流保持区間中に２回行い、その測定結果を前記インジェクタ診断手段で比較し、先に測定した前記インジェクタ駆動電流値と後に測定した前記インジェクタ駆動電流値との比較だけに基づいてインジェクタ系に故障が生じているか否かを判定することを特徴とするインジェクタ診断方法であって、前記先に測定した前記インジェクタ駆動電流値と前記後に測定した前記インジェクタ駆動電流値との比較に基づく判定は、前記先に測定した前記インジェクタ駆動電流値の方が大きい場合は前記インジェクタへの駆動電流供給配線であるワイヤハーネスが正常であり、そうでない場合は前記ワイヤハーネスがＧＮＤショートしていると判定することを特徴とするインジェクタ診断方法。
2. ベーパライザで液化ガス燃料を加熱・気化し所定圧力に調整してインジェクタでエンジンに供給するガス燃料供給システム中に配置される電子制御ユニットであって、インジェクタ駆動電流値を測定するための電流測定回路を備えているとともにインジェクタの故障を診断するための制御プログラムによるインジェクタ診断手段を備えており請求項１に前述したインジェクタ診断方法を実施することを特徴とするインジェクタ診断装置。

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