JPH0893564A - ガスエンジン車両の燃料系異常検知システム - Google Patents

ガスエンジン車両の燃料系異常検知システム

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JPH0893564A
JPH0893564A JP6225151A JP22515194A JPH0893564A JP H0893564 A JPH0893564 A JP H0893564A JP 6225151 A JP6225151 A JP 6225151A JP 22515194 A JP22515194 A JP 22515194A JP H0893564 A JPH0893564 A JP H0893564A
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Toshiyuki Nishida
俊之 西田
Shigeru Aoki
滋 青木
Yoshikazu Oshima
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスエンジン車両の燃料系の異常を僅かな兆
候で正確に検知する。 【構成】 ガスエンジン2のインジェクタ3…から噴射
される燃料噴射量を圧力補正等を加えて積算(ΣTi)
する一方、燃料タンク1内の圧力と温度を圧力センサ1
0、温度センサ11で測定して所定時間置きに残燃料を
求め、圧力補正等を加えた後、所定時間内の残燃料の差
から燃料消費量(dMREAL)を求める。そして積算値
(ΣTi)と消費量(dMREAL)を比較し、両者の差が
所定量を超えた場合に燃料系の異常と判断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスエンジン車両の燃
料系の異常を検知するシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ガスエンジン車両の燃料供給系統
の異常を検知する技術として燃料供給路に圧力センサを
設け、この圧力センサが検知する圧力変動によって異常
を判断するのが一般的である。また、例えば特開昭61
−272455号公報に示されるように燃料供給路に流
速センサを設け、この流速センサにて検知した燃料ガス
の流速の変化によって燃料系の異常を判断するような技
術も知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧力セ
ンサにて異常を判断する場合は燃圧減少幅がエンジンの
最大消費量以上でないと異常と判断出来ず、圧力変動が
小さい場合には検出不可能である。また、圧力センサで
判断する場合は燃料温度を考慮しないと精度に問題があ
る。また、特開昭61−272455号公報の場合も基
本的に同様な問題がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、燃料噴射式ガスエンジン車両の燃料系の異常
を検知するため、エンジンに対する燃料噴射量を積算す
る手段と、燃料タンク内の圧力と温度からタンク内の燃
料の消費量を推定する手段を設け、これら各手段にて求
めた積算値及び消費量について実在気体を推定する補正
を加えた後両者を比較し、両者の差が所定量を超えた場
合に燃料系の異常を判断するようにした。
【0005】
【作用】タンク側で推定した燃料の消費量と、エンジン
側で積算した燃料噴射量を比較し、両者が一致すれば異
常なし、所定値以上差が出ると異常ありと判断する。
【0006】
【実施例】本発明の実施例について添付した図面に基づ
き説明する。まず図4及び図5に基づきガスエンジン車
両の燃料供給系統の概要を説明する。ここで図4は燃料
供給系統の車体配置図、図5は燃料供給系統のシステム
概要図である。燃料供給系統は、車両後部に配設される
タンク1内のCNG(圧縮天然ガス)を車両前部の水冷
式ガスエンジン2に供給すべく構成され、エンジン2に
はガス燃料を噴射するインジェクタ3が設けられてい
る。
【0007】そして、前記タンク1は実施例ではトラン
クルーム内に2本配設され、またこのタンク1に近傍に
は、タンク1内に約200kg/cm2程度の高圧ガスを充填
する燃料充填口4が設けられている。そしてタンク1、
1と燃料充填口4の間にはタンク配管5を設けており、
このタンク配管5の途中に逆止弁6を設けて充填時にガ
スの逆流を防止するようにしている。
【0008】この逆止弁6の近傍には高圧配管7が接続
されており、この高圧配管7の接続部がタンクガス検知
部8として構成されている。そしてこのタンクガス検知
部8には圧力センサ10と温度センサ11が設けられ、
圧力センサ10にてタンクガス圧P0を測定し、温度セ
ンサ11にてタンクガス温度T0を測定することが出来
るようにしている。また、各タンク1の容器入口には第
1電磁遮断弁12を設けており、ECU(electronic c
ontrol unit)(制御用マイクロコンピュータ)にて開
閉制御することが出来るようにするとともに、各タンク
1の反対側にはリリーフバルブ13を設けている。
【0009】高圧配管7の上流側には手動で開閉制御出
来る手動弁14を設け、下流側にはフィルタ15を設け
ている。そして、このフィルタ15の下流には第2電磁
遮断弁16と一次圧力レギュレータ17を設けており、
第2電磁遮断弁16はECUにて開閉制御出来るように
するとともに、一次圧力レギュレータ17によって約2
00kg/cm2程度の高圧ガスを約7kg/cm2程度に減圧する
ようにしている。そして、この一次圧力レギュレータ1
7には、水通路18(図5)を設けてエンジン2を循環
した冷却水を導くようにしている。これは、急減圧によ
る断熱膨張によって一次圧力レギュレータ17が急冷さ
れるのを防止するためである。
【0010】また、一次圧力レギュレータ17の下流に
は一次ガス検知部20を設け、この一次ガス検知部20
に一次圧力センサ21を設けて一次ガス圧P1を検知し
得るようにするとともに、この一次ガス検知部20にリ
リーフバルブ22を設け、このリリーフバルブ22にリ
リーフ配管23(図4)を接続して車体の後方に向けて
延出させている。また、一次ガス検知部20の下流には
二次圧力レギュレータ24を設け、この二次圧力レギュ
レータ24にて約7kg/cm2程度のガス圧を最終的にゲー
ジ圧で約2kg/cm2程度まで減圧してエンジン2に供給す
るようにしている。
【0011】そして、二次圧力レギュレータ24によっ
て精密に調圧されたガスは低圧配管25を通ってガスチ
ャンバー26内に送り込まれ、インジェクタ3からエン
ジン2内に噴射される。そして排気ガスはCNG専用の
触媒コンバータ27で処理され、大気に開放される。
尚、ガスチャンバー26内には、二次ガス圧P2を検知
する二次圧力センサ28と二次ガス温度T2を検知する
二次温度センサ30を設けており、この二次圧力センサ
28、二次温度センサ30で検知した圧力、温度をEC
Uに送り、ECUではその他のセンサ、例えば不図示の
エンジン水温TWを検出する水温センサ、吸気温度TA
検出する温度センサ等から各種エンジンデータ等を受け
るようにしており、それらのデータも加味して所定の燃
料噴射量が得られるようインジェクション・ドライバー
(INJ DRIVER)を介してインジェクタ3のバルブ制御を
行う。
【0012】また、車室内のハンドルの下方には所定量
の衝撃(G)値によって作動するイナーシャスイッチ3
1を設けており、このイナーシャスイッチ31はイグニ
ッションスイッチ32とECUを結ぶ配線の途中にノー
マルオープンリレー33と共に設けられている。そし
て、イグニッションスイッチ32がオンでイナーシャス
イッチ31がオン(正常)の時はノーマルオープンリレ
ー33を閉じて前記第1電磁遮断弁12と第2電磁遮断
弁16をオープンにし、イグニッションスイッチ32が
オフ、或いはイナーシャスイッチ31がオフになると各
遮断弁12、16を閉じるようにしている。
【0013】次に、本発明の燃料系異常検知システムに
ついて図1及び図2に基づき説明する。ここに図1は本
発明の燃料系異常検知システムの検知要領の概略を示す
説明図、図2は燃料噴射量を積算する際の処理フローの
構成例図である。上記のような燃料供給系統にあって本
発明の燃料系異常検知システムはインジェクタ3から噴
射される燃料を積算して積算値を求める一方、タンクガ
ス検知部8の圧力センサ10、温度センサ11によって
検知したタンクガス圧P0、タンクガス温度T0から所定
時間置きにタンク1内の残燃料を求める。そして、所定
時間内の燃料消費量を推定し、このタンク1側の燃料消
費量とインジェクタ3から噴射された燃料の積算値とを
比較する。
【0014】ここで、インジェクタ3からの燃料噴射量
の積算要領の一例について図2に基づき説明する。イン
ジェクタ3にはECUから開弁のための電気信号が送ら
れ、この信号が送られている時間(開弁時間Ti)だけ
電磁コイルが励磁されてインジェクタバルブが開いて燃
料が噴射される。そこで、このインジェクタ3の開弁時
間Tiを積算すれば各インジェクタ3から噴射される燃
料量が求まることになる。そして実施例では4本のイン
ジェクタ3について全ての開弁時間(Ti)を累計す
る。因みに、ECUから指令される開弁時間(Ti)に
は、既に二次ガス圧P2、二次ガス温度T2の補正が加え
られている。
【0015】ところで、インジェクタ3の開弁時間Ti
には、開弁信号が流れてからバルブが所定の位置にセッ
トされるまでのトランジェントの時間(インジェクタ無
効時間)を加味する必要があり、このため、図2(A)
に示すような処理を行う。すなわち、実際に電気的信号
が流れている時間に対応する燃料量TOUTNからインジェ
クタ無効時間に対応する燃料量TiVBPを減算し、この減
算した量を順次積算してゆく。そして積算値TiSUMを求
める。
【0016】一方、インジェクタ3から噴射される燃料
に圧力、温度、インジェクタの設計バラツキを補正する
ため(B)のような処理を行うが、この際、気体のモル
数に換算して処理することで精密に算定する。すなわ
ち、インジェクタ3の開弁時間(Ti)と燃料流量
(Q)の関係を表したTi−Q特性から基準圧力、基準
温度のTi1MOL(インジェクタから噴射される燃料1モ
ルの基準値)を求める一方、二次圧力センサ28、二次
温度センサ30にて検知した二次ガス圧P2、二次ガス
温度T2から燃料圧力補正係数KPF、燃料温度補正係数KT
Fを求め、Ti1MOLをこれら燃料圧力補正係数KPF、燃料
温度補正係数KTFにて補正するとともに、設計バラツキ
補正係数KDSによっても補正する。すなわち、最終的の
補正されたTi1MOLがそのインジェクタ3から噴射され
る燃料1モルの基準値となる。
【0017】以上のような積算値TiSUMと1モル基準値
Ti1MOLに基づき、(C)に示すような処理によって各
インジェクタ3…から噴射された燃料をモルで求める。
すなわち、かかる処理は例えば10msタイマー処理によ
って10ms毎に前記積算値TiSUMが1モル基準値Ti1MO
Lに到達しているか否かが判断され、達していれば1モ
ルを加算し、達していなければその量を次回に繰り越し
て同様の判断を繰り返して行い、モル数積算値Ti1MCを
積算してゆく。尚、実施例では微小量をカウントするた
め多段階のカウントを構成しているが、高性能のCPU
であれば1段のカウンタにしても良い。尚、こうして求
めたモル数積算値Ti1MCを図1の破線で示す。
【0018】一方、タンク1内のガス燃料は残量の減少
とともに圧力が低下し、この圧力と残燃料の間には相関
関係がある。従ってタンクガス圧P0を測定すれば残燃
料を求めることが出来、これをタンクガス温度T0で補
正すればより一層正確な残燃料を知ることが出来る。そ
して、例えば数10ms毎に残燃料をモル数で測定し(M
REAL)、所定時間内の差(dMREAL)を求めれば、この
差(dMREAL)がその間の燃料消費量となる。尚、こう
して求めたモル消費量dMREALを図1の実線で示す。
【0019】そこで、図1に示すように両者を比較して
ゆく。ここで、図1はタンク1側で推定したモル消費量
dMREAL(実線)とインジェクタ3側で積算したモル数
積算値Ti1MC(破線)のモデル例を示す図であるが、例
えばA点でTi積算値(破線)とタンク残燃料(実線)
を一致させるべくリセットしたものとし、B点で積算値
ΣTiとモル消費量dMREALが一致すれば燃料系に異常
はない。また、C点の積算値ΣTiがC´点のモル消費
量dMREALより多くなり、両者に差が生じてもその差が
所定値以内であれば異常なしと判断する。因みにこのよ
うに差が生じる場合は判断終了後リセットし、次回の積
算値ΣTiのスタートポイントをモル消費量dMREAL
に合せる。
【0020】次にD点の積算値ΣTiがD´点のモル消
費量dMREALより少なくなり、両者の差が所定値を超え
ると燃料系に異常がありと判断して、例えば警報灯等に
よって警報を発する。因みに、このような異常検知処理
方法を採用した場合、従来の圧力センサ等によって燃料
系の異常を検知すると配管の圧力変動が9LSB(1
5.38kgf/cm2)程度以上でなければ検知出来なかっ
たのに対して、本発明の手順によると1/4LSB
(0.427kgf/cm2)程度の圧力変動でも検知出来る
ようになる。
【0021】尚、本案ではインジェクタ3に故障が起き
た時、又は各圧力センサ10、温度センサ11等に故障
があった時、又はエンジンが停止している時は異常検知
システムの作動を停止させ、また、誤検知を防止するた
めタンクガス圧P0が所定値以下になった時、又は負荷
変動(dPB)が大きい場合、又はタンクガス圧P0の減
少スピードが所定値以上の時は検知を無効にするか、或
いは停止するか等の処置を採るようにしている。
【0022】ところで、図3はTi1モル基準値を圧
力、温度等で補正する代りに、Ti積算値に圧力、温度
補正を行わない値を採用するようにした構成例の処理フ
ロー図である。すなわち、図3(A)のTi積算値を求
める処理フローにおいて、既に補正されている圧力条件
と温度条件を無効にするため、燃料圧力補正係数KPFと
燃料温度補正係数KTFで補正し直す一方、(B)の処理
フローでTi1モル基準値を設計バラツキ補正値KDSだけ
で補正する。
【0023】そして、前記例と同様に(C)の手順で1
モルづつ加算すれば同じ結果が得られる。尚、処理フロ
ーの略語等は前記例と同様の意味を持つ。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明の燃料系異常検知シ
ステムは、燃料噴射量を積算するとともに、タンク内の
燃料消費を算定し、両者を比較することで燃料系の異常
を検知するようにしたため、微小な異常についても検知
することが出来る。また、検知精度も従来に較べて大幅
に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の燃料系異常検知システムの検知要領の
概略を示す説明図
【図2】燃料噴射量を積算する際の処理フローの構成例
【図3】燃料噴射量を積算する際の処理フローの別構成
例図
【図4】燃料供給系統の車体配置の概要図
【図5】燃料供給系統のシステム概要図
【符号の説明】
1…タンク、2…エンジン、3…インジェクタ、10…
圧力センサ、11…温度センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大嶋 義和 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料噴射式ガスエンジンに対する燃料噴
    射量を積算する手段と、燃料タンク内の圧力と温度から
    タンク内の燃料の消費量を推定する手段を備え、これら
    各手段にて求めた積算値及び消費量について実在気体を
    推定する補正を加えた後両者を比較し、両者の差が所定
    量を超えた場合に燃料系の異常を判断するようにしたガ
    スエンジン車両の燃料系異常検知システム。
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