JPH07119554A - 圧縮天然ガスエンジンにおける故障診断装置 - Google Patents

圧縮天然ガスエンジンにおける故障診断装置

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JPH07119554A
JPH07119554A JP26266693A JP26266693A JPH07119554A JP H07119554 A JPH07119554 A JP H07119554A JP 26266693 A JP26266693 A JP 26266693A JP 26266693 A JP26266693 A JP 26266693A JP H07119554 A JPH07119554 A JP H07119554A
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達司 宮田
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洋 松田
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寛 高田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】CNGエンジンの空燃比制御装置に設けられた
空燃比センサの故障を診断する装置において、不必要な
故障診断を回避することを目的とする。 【構成】燃料カット弁が作動中であるか否かを判定し
(S11)、燃料カット解除後に一定時間経過したか否
かを判定し(S13)、空燃比センサから出力される電
圧信号が所定範囲(制御範囲)の上限を越えた否かを判
定する(S14)。電圧信号が所定範囲の上限を越えた
と判定されたときには、空燃比センサ3の異常と判定し
(S15)、空燃比センサから出力される電圧信号が所
定範囲(制御範囲)の下限を下回ったか否かを判定する
(S12)。電圧信号が所定範囲の下限を下回ったと判
定されたときには、空燃比センサ3の異常と判定する
(S16)。電圧信号が所定範囲の下限を下回らないと
判定されたときには終了する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧縮天然ガス〔コンプ
レストナチュラルガス(以下、CNGと略称する)〕を
燃料として使用するエンジンに関し、特に、空燃比制御
装置に設けられた空燃比センサの故障を診断する装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、制御装置のアナログ入力信号の
異常判定手法の一つとして、入力電圧が物理的な検出範
囲以下或いは以上となったときに異常と判定する手法が
採られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そして、従来、この手
法を採用して、CNGを燃料として使用するエンジンの
空燃比制御装置に設けられた空燃比センサの故障を診断
するようにした場合、次のような問題点がある。即ち、
CNGエンジンに採用する故障診断装置は、空燃比セン
サから出力される電圧信号が所定範囲の上限を越えた否
かを判定する上限判定手段と、所定範囲の下限を下回っ
たか否かを判定する下限判定手段と、電圧信号が所定範
囲の上限を越えたと判定されたとき或いは下限を下回っ
たと判定された際に、空燃比センサの異常と判定する異
常判定手段と、を設けて構成される。
【0004】CNGエンジンは、燃料供給源としてのガ
スボンベから燃料カット弁を介して燃料供給手段として
のミキサとスロットル弁とを接続した構成であり(実願
平4−57564号参照)、このようなCNGエンジン
にあっては、燃料カット弁を作動して燃料カットを行っ
た際、空燃比センサは純空気を検出することになり、上
述した故障診断装置の構成によって、空燃比センサから
出力される電圧信号が所定範囲の上限を越えるため、空
燃比センサの異常であると誤診断してしまう。
【0005】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、CNGエンジンの空燃比制御装置に設けられ
た空燃比センサの故障を診断する装置において、不必要
な故障診断を回避することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は、図
1に示すように、圧縮天然ガスを燃料として使用するエ
ンジンの空燃比制御装置に設けられた空燃比センサから
出力される電圧信号が所定範囲の上限を越えたか否かを
判定する上限判定手段と、所定範囲の下限を下回ったか
否かを判定する下限判定手段と、電圧信号が所定範囲の
上限を越えたと判定されたとき或いは下限を下回ったと
判定された際に、空燃比センサの異常と判定する異常判
定手段と、を含んで構成される故障診断装置において、
燃料供給源と燃料供給手段との間に設けられた燃料カッ
ト弁の燃料カット動作を検出する手段と、該手段により
燃料カット動作が検出された際に前記上限判定手段によ
る判定を禁止する禁止手段を設けた構成とする。
【0007】
【作用】かかる構成において、燃料カット弁の燃料カッ
ト動作が検出された際に上限判定手段による判定を禁止
することにより、燃料カット動作により、空燃比センサ
から出力される電圧信号が所定範囲の上限を越えた場合
に、誤って空燃比センサの異常と判定することがなくな
り、不必要な故障診断を回避できる。
【0008】
【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。図2において、エンジン1には排気マニホール
ド2が取り付けられ、該排気マニホールドにはエンジン
の空燃比制御装置に設けられた空燃比センサ3、排気シ
ャッタ4及びマフラ5を介装して排気管6が設けられて
いる。前記排気シャッタ4はエアシリンダ装置7によっ
て駆動され、このエアシリンダ装置7には図示しないエ
アリザーバが排気ブレーキバルブ8を介して接続され
る。吸入混合気通路を構成する吸気マニホールド9に
は、アクセルペダルと連動するメインスロットル弁10
と該メインスロットル弁10と直列に介装され、該メイ
ンスロットル弁10とは独立して駆動手段としてのモー
タ11により駆動されるサブスロットル弁12とミキサ
13とを介装して同じく吸入混合気通路を構成する吸気
管14が設けられ、該吸気管14には空気ダクト15が
取り付けられ、該空気ダクト15にはエアクリーナ16
が取り付けられている。吸気管14には前記メインスロ
ットル弁10をバイパスするバイパス通路17が設けら
れており、該バイパス通路17にはアイドルスピード制
御弁18が介装されている。吸気マニホールド9とメイ
ンスロットル弁10との間の吸気管14と空気ダクト1
5との間には吸気バイパス管19が設けられ、該吸気バ
イパス管19には吸気制御弁20が介装されている。前
記ミキサ13には、吸気管14に設けられたベンチュリ
21とデューティ制御されるフィードバックソレノイド
により駆動が制御される電子燃料制御弁22と燃料カッ
ト弁23と導入燃料流量を調整するオリフィス24とが
設けられている。そして、図示しないCNGボンベに接
続されたレギュレータ25からの燃料供給管26は2つ
に分岐され、一方の分岐管26Aは前記燃料カット弁2
3に接続され、他方の分岐管26Bは前記電子燃料制御
弁22に接続される。
【0009】前記吸気制御弁20と燃料カット弁23と
は夫々バキュームエアにより駆動され、該吸気制御弁2
0と燃料カット弁23にはバキュームエア配管27A,
27Bが夫々接続される。このバキューム配管27A,
27Bには夫々各バキューム配管27A,27Bの開閉
を行うソレノイド28A,28Bが介装される。一方、
前記メインスロットル弁10には、該メインスロットル
弁10が全閉となったときにONになるアイドルスイッ
チ29が設けられている。
【0010】又、エンジン回転速度検出手段としてのク
ランク角センサ30が設けられている。次に、コントロ
ールユニット31には、前記空燃比センサ3、クランク
角センサ30及びアイドルスイッチ29から夫々出力さ
れる検出信号が入力される。又、コントロールユニット
31からは、前記排気ブレーキバルブ8、モータ11、
ソレノイド28A,28B、電子燃料制御弁22及びア
イドルスピード制御弁18に制御信号が出力される。
【0011】尚、前記空燃比センサ3からの出力信号
は、図3に示すように、コントロールユニット31内の
空燃比−酸素濃度変換アンプ32に入力され、該変換ア
ンプ32からの出力信号はA/D変換器33に入力され
る。ここで、コントロールユニット31には、空燃比セ
ンサ3により検出された空燃比に基づいて前記電子燃料
制御弁22を制御して空燃比フィードバック制御を行う
空燃比フィードバック制御手段がソフトウェア的に装備
される。
【0012】又、コントロールユニット31には、クラ
ンク角センサ30とアイドルスイッチ29と図示しない
トランスミッションのシフト位置検出センサと排気ブレ
ーキバルブ8を作動する図示しない排気ブレーキスイッ
チとから出力される検出信号に基づいて燃料カット弁2
3の作動を制御する燃料カット弁制御手段がソフトウェ
ア的に装備されている。
【0013】更に、コントロールユニット31には、空
燃比センサ3から出力される電圧信号が所定範囲の上限
を越えた否かを判定する上限判定手段と、所定範囲の下
限を下回ったか否かを判定する下限判定手段と、電圧信
号が所定範囲の上限を越えたと判定されたとき或いは下
限を下回ったと判定された際に、空燃比センサ3の異常
と判定する異常判定手段と、空燃比センサ3の異常と判
定された際には前記空燃比センサ3による空燃比フィー
ドバック制御を中止して、前記電子燃料制御弁22を一
定のデューティ比で制御する(オープンループ制御)を
行うオープンループ制御手段と、燃料カット弁23の燃
料カット動作を検出する手段と、該手段により燃料カッ
ト動作が検出された際に前記上限判定手段による判定を
禁止する禁止手段とがソフトウェア的に装備されてい
る。
【0014】かかるコントロールユニット31による制
御内容を図4〜図6のフローチャートに基づいて説明す
る。図4は、燃料カット弁23の制御内容を説明するフ
ローチャートであり、ステップ1(図ではS1と略記す
る。以下同様)においては、エンジン回転速度Nが最高
回転速度NMAX を越えたか否かを判定し、越えればステ
ップ2に進んで燃料カット弁23を作動して燃料カット
を実行する。越えなければ、ステップ3に進む。このス
テップ3では、トランスミッションのシフト位置がニュ
ートラルであるか否かを判定し、ニュートラルであれ
ば、ステップ4に進んで、燃料カット弁23の作動を停
止して燃料カットを停止する。ニュートラルでなけれ
ば、ステップ5に進んでアイドルスイッチ29がONで
あるか否かを判定し、ONであれば、ステップ6に進
み、ONでなければ、ステップ4に進んで、上記のよう
に燃料カットを停止する。ステップ6では、エンジン回
転速度Nが第1の所定回転速度N1 を越えたか否かを判
定し、越えれば、ステップ2に進んで、上記のように燃
料カットを実行する。越えなければ、ステップ7に進
む。このステップ7では、エンジン回転速度Nが第2の
所定回転速度N2 を越えたか否かを判定し、越えれば、
ステップ8に進み、越えなければ、ステップ4に進ん
で、上記のように燃料カットを停止する。ステップ8で
は、排気ブレーキスイッチがONであるか否かを判定
し、ONであれば、ステップ2に進んで、燃料カットを
実行し、OFFであれば、ステップ4に進んで、燃料カ
ットを停止する。
【0015】かかるフローチャートによると、燃料カッ
トは、次の(1)〜(3)の条件で行われる。 (1)エンジン回転速度が最高回転速度NMAX を越えた
とき。 (2)エンジン回転速度が第1の所定回転速度N1
下、かつアイドルスイッチ29がONで、トランスミッ
ションがニュートラルでないとき。
【0016】(3)エンジン回転速度が第2の所定回転
速度N2 以下、かつアイドルスイッチ29がONで、ト
ランスミッションがニュートラルでなく、排気ブレーキ
スイッチがONされたとき。 尚、最高回転速度NMAX と第1の所定回転速度N1 と第
2の所定回転速度N2の関係は、N2 <N1 <NMAX
ある。又、燃料カットが実行されている間は、空燃比セ
ンサ3により検出された空燃比に基づいて空燃比フィー
ドバック制御を行う電子燃料制御弁22は必然的に燃料
の供給が0となる。
【0017】図5は、空燃比センサ3の異常判定の制御
内容を説明するフローチャートであり、ステップ11に
おいては、燃料カット弁23が作動中であるか否かを判
定し、作動中であれば、ステップ12に進み、作動中で
なければ(燃料カット解除)、ステップ13に進む。こ
のステップ13では、燃料カット解除後に一定時間経過
したか否かを判定し、一定時間経過したならば、ステッ
プ14に進み。一定時間経過していないならば、ステッ
プ12に進む。前記ステップ14では、空燃比センサ3
の入力、即ち、空燃比センサ3から出力される電圧信号
が図7に示す所定範囲(制御範囲)の上限を越えた否か
を判定する。電圧信号が所定範囲の上限を越えたと判定
されたときには、ステップ15に進んで、空燃比センサ
3の異常と判定して、ステップ12に進む。電圧信号が
所定範囲の上限を越えないと判定されたときには、ステ
ップ12に進む。ステップ12では、空燃比センサ3か
ら出力される電圧信号が図に示す所定範囲(制御範囲)
の下限を下回ったか否かを判定する。電圧信号が所定範
囲の下限を下回ったと判定されたときには、ステップ1
6に進んで、空燃比センサ3の異常と判定する。電圧信
号が所定範囲の下限を下回らないと判定されたときには
終了する。
【0018】図6は、空燃比センサ3の異常判定時の空
燃比制御内容を説明するフローチャートであり、ステッ
プ21においては、空燃比センサ3の異常の有無を判定
し、異常無しでは、ステップ22に進んで、空燃比セン
サ3による空燃比フィードバック制御を実行し、異常有
りでは、ステップ23に進んで空燃比センサ3による空
燃比フィードバック制御を中止して、電子燃料制御弁2
2を一定のデューティ比で制御する(オープンループ制
御)を実行する。
【0019】かかる構成によると、燃料カット弁23の
燃料カット動作が検出された際に上限判定手段による判
定を禁止することにより、燃料カット動作により、空燃
比センサ3から出力される電圧信号が所定範囲の上限を
越えた場合に、誤って空燃比センサ3の異常と判定する
ことがなくなり、不必要な故障診断を回避できる。以上
のように、特定の実施例を参照して本発明を説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、当該技術
分野における熟練者等により、本発明に添付された特許
請求の範囲から逸脱することなく、種々の変更及び修正
が可能であるとの点に留意すべきである。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧縮天然
ガスエンジンにおける故障診断装置によると、空燃比セ
ンサから出力される電圧信号所定範囲の上限を越えたと
判定されたとき或いは下限を下回ったと判定された際
に、空燃比センサの異常と判定するものにおいて、燃料
カット弁の燃料カット動作が検出された際に上限判定手
段による判定を禁止する構成としたから、燃料カット弁
を作動して燃料カットを行った際に空燃比センサが純空
気を検出することにより空燃比センサの異常であると誤
診断してしまう事態がなくなり、不必要な故障診断を回
避することができる有用性大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の構成図
【図2】 本発明に係る圧縮天然ガスエンジンにおける
故障診断装置の一実施例を示すシステム図
【図3】 同上実施例における空燃比センサの出力構造
を示す図
【図4】 同上実施例の制御内容を説明するフローチャ
ート
【図5】 同上実施例の制御内容を説明するフローチャ
ート
【図6】 同上実施例の制御内容を説明するフローチャ
ート
【図7】 同上実施例における空燃比センサの制御範囲
を説明する図
【符号の説明】
1 エンジン 3 空燃比センサ 23 燃料カット弁 31 コントロールユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 寛 埼玉県上尾市大字壱丁目1番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (72)発明者 浜崎 延雄 埼玉県上尾市大字壱丁目1番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧縮天然ガスを燃料として使用するエンジ
    ンの空燃比制御装置に設けられた空燃比センサから出力
    される電圧信号が所定範囲の上限を越えたか否かを判定
    する上限判定手段と、所定範囲の下限を下回ったか否か
    を判定する下限判定手段と、電圧信号が所定範囲の上限
    を越えたと判定されたとき或いは下限を下回ったと判定
    された際に、空燃比センサの異常と判定する異常判定手
    段と、を含んで構成される故障診断装置において、燃料
    供給源と燃料供給手段との間に設けられた燃料カット弁
    の燃料カット動作を検出する手段と、該手段により燃料
    カット動作が検出された際に前記上限判定手段による判
    定を禁止する禁止手段を設けたことを特徴とする圧縮天
    然ガスエンジンにおける故障診断装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006052985A1 (de) * 2006-11-10 2008-05-15 Volkswagen Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit bivalenter Brennstoffzufuhr
JP2012211764A (ja) * 2012-08-08 2012-11-01 Miura Co Ltd 燃焼装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006052985A1 (de) * 2006-11-10 2008-05-15 Volkswagen Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit bivalenter Brennstoffzufuhr
DE102006052985B4 (de) * 2006-11-10 2015-08-06 Volkswagen Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit bivalenter Brennstoffzufuhr
JP2012211764A (ja) * 2012-08-08 2012-11-01 Miura Co Ltd 燃焼装置

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