(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体燃料供給系において気体燃料タンクの直後に配置された第１遮断弁と、レギュレータの直前に配置された第２遮断弁とを備える燃料供給システムであって、
前記第１遮断弁と前記第２遮断弁との間の燃料圧力を検出する圧力センサと、
前記第１遮断弁の閉弁制御を行った後、所定時間経過後に前記第２遮断弁の閉弁制御を行い、前記第２遮断弁の閉弁制御後における前記燃料圧力の変化傾向に基づいて前記第１及び第２遮断弁の故障診断を行う遮断弁故障診断装置と、
を備えることを特徴とする燃料供給システム。
【請求項２】
前記遮断弁故障診断装置は、前記第２遮断弁の閉弁制御後における前記燃料圧力の変化傾向が上昇傾向にある場合、前記第１遮断弁の故障と判断することを特徴とする請求項１に記載の燃料供給システム。
【請求項３】
前記遮断弁故障診断装置は、前記第２遮断弁の閉弁制御後における前記燃料圧力の変化傾向が下降傾向にある場合、前記第２遮断弁の故障と判断することを特徴とする請求項１に記載の燃料供給システム。
【請求項４】
前記遮断弁故障診断装置は、エンジン運転の停止時に前記第１及び第２遮断弁の故障診断を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料供給システム。
【請求項５】
前記気体燃料供給系に加えて液体燃料供給系を備え、
前記遮断弁故障診断装置は、前記気体燃料供給系による気体燃料の供給から前記液体燃料供給系による液体燃料の供給への切替え時に前記第１及び第２遮断弁の故障診断を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料供給システム。
【請求項６】
気体燃料供給系において気体燃料タンクの直後に配置された第１遮断弁と、レギュレータの直前に配置された第２遮断弁との故障診断を行う遮断弁故障診断装置であって、
前記第１遮断弁の閉弁制御を行った後、所定時間経過後に前記第２遮断弁の閉弁制御を行い、前記第２遮断弁の閉弁制御後における、前記第１遮断弁と前記第２遮断弁との間の燃料圧力の変化傾向に基づいて前記第１及び第２遮断弁の故障診断を行う診断処理部を備えることを特徴とする遮断弁故障診断装置。
【請求項７】
前記診断処理部は、前記第２遮断弁の閉弁制御後における前記燃料圧力の変化傾向が上昇傾向にある場合、前記第１遮断弁の故障と判断することを特徴とする請求項６に記載の遮断弁故障診断装置。
【請求項８】
前記診断処理部は、前記第２遮断弁の閉弁制御後における前記燃料圧力の変化傾向が下降傾向にある場合、前記第２遮断弁の故障と判断することを特徴とする請求項６に記載の遮断弁故障診断装置。
【請求項９】
前記診断処理部は、エンジン運転の停止時に前記第１及び第２遮断弁の故障診断を行うことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の遮断弁故障診断装置。
【請求項１０】
前記診断処理部は、前記気体燃料供給系による気体燃料の供給から液体燃料供給系による液体燃料の供給への切替え時に前記第１及び第２遮断弁の故障診断を行うことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の遮断弁故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料供給システム及び遮断弁故障診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、車両の燃費性能及び環境保護性能を向上させる技術として、ガソリン等の液体燃料と圧縮天然ガス（ＣＮＧ）等の気体燃料とを選択的に切替えて単一エンジンに供給するバイフューエルエンジンシステムの導入が進んでいる。このバイフューエルエンジンシステムでは、気体燃料を使用する場合、ガスタンクに充填された高圧の気体燃料をレギュレータによって所望の圧力まで減圧した後、気体燃料専用の燃料噴射弁に供給することが一般的である。
【０００３】
ガスタンクからレギュレータに至る燃料供給経路には電磁式の遮断弁が介挿されており、この遮断弁の開閉状態を制御装置によって制御することで、気体燃料の供給開始と停止の切替えが可能である。この遮断弁の故障はシステム全体に深刻な悪影響を及ぼすため、従来から様々な遮断弁の故障診断技術が開発されている。例えば、下記特許文献１には、エンジンの運転中に遮断弁の閉弁制御を行い、その後の気体燃料圧力の降下代が所定の診断時間内で基準値を超えた場合、遮断弁は閉弁状態（正常）であると判断する一方、超えなかった場合には、遮断弁が開固着している（異常）と判断する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８５９９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、深刻な燃料漏れを防ぐためには、ガスタンクの直後に遮断弁を１つ設ければ十分であるが、レギュレータの下流側（低圧側）で燃料漏れが発生した場合、上記遮断弁からレギュレータに至る燃料供給経路に存在する高圧気体燃料がレギュレータを介して外部に漏れるため、遮断弁を閉じたとしても多量の燃料漏れが生じることになる。これを防ぐために、近年では、高圧側と低圧側との切替えポイント、つまりレギュレータの直前にもう１つ遮断弁を配置するケースがある。
【０００６】
このように複数の遮断弁を備えるシステムにおいて、どの遮断弁が故障しているのかを判断するために上記特許文献１の技術を適用することはシステムの複雑化を招く。なぜなら、上記特許文献１の技術は、診断対象の遮断弁が１つであることを前提とした技術であるため、この技術を複数の遮断弁の故障診断に適用しようとすると、各遮断弁に対して１つずつ圧力センサが必要になる（ハードウェアの複雑化）と共に、各遮断弁のそれぞれについて閉制御や故障判断処理を実施しなければならない（ソフトウェアの複雑化）。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、気体燃料供給系において気体燃料タンクの直後に配置された第１遮断弁と、レギュレータの直前に配置された第２遮断弁との故障診断を、ハードウェア及びソフトウェア的に簡易な構成で実現することの可能な燃料供給システム及び遮断弁故障診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明では、燃料供給システムに係る第１の解決手段として、気体燃料供給系において気体燃料タンクの直後に配置された第１遮断弁と、レギュレータの直前に配置された第２遮断弁とを備える燃料供給システムであって、前記第１遮断弁と前記第２遮断弁との間の燃料圧力を検出する圧力センサと、前記第１遮断弁の閉弁制御を行った後、所定時間経過後に前記第２遮断弁の閉弁制御を行い、前記第２遮断弁の閉弁制御後における前記燃料圧力の変化傾向に基づいて前記第１及び第２遮断弁の故障診断を行う遮断弁故障診断装置とを備えることを特徴とする。
上記のように、第１遮断弁の閉弁制御を行った後、所定時間経過後に第２遮断弁の閉弁制御を行うと、第２遮断弁の閉弁制御後における、第１遮断弁と第２遮断弁との間の燃料圧力の変化傾向は、第１及び第２遮断弁の故障状態に応じて異なるものとなる。つまり、第２遮断弁の閉弁制御後における燃料圧力の変化傾向を確認することで、第１及び第２遮断弁の故障診断を行うことが可能となる。この時、圧力センサは１つで足り、また、第１及び第２遮断弁の故障診断を同時に行うことができるため、両遮断弁の故障診断をハードウェア及びソフトウェア的に簡易な構成で実現することが可能となる。
【０００９】
また、本発明では、燃料供給システムに係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記遮断弁故障診断装置は、前記第２遮断弁の閉弁制御後における前記燃料圧力の変化傾向が上昇傾向にある場合、第１遮断弁の故障と判断することを特徴とする。
第１遮断弁に燃料漏れ異常があった場合、第１遮断弁の閉弁制御を行った後では燃料噴射弁によって第２遮断弁の下流側の気体燃料が消費されるため、燃料圧力は一旦下降するが、第２遮断弁の閉弁制御後では第２遮断弁の下流側へ気体燃料が流通しなくなるため、燃料圧力は上昇することになる。つまり、第２遮断弁の閉弁制御後における燃料圧力の変化傾向が上昇傾向にある場合、第１遮断弁の故障と判断することができる。
【００１０】
また、本発明では、燃料供給システムに係る第３の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記遮断弁故障診断装置は、前記第２遮断弁の閉弁制御後における前記燃料圧力の変化傾向が下降傾向にある場合、第２遮断弁の故障と判断することを特徴とする。
第２遮断弁に燃料漏れ異常があった場合、第１遮断弁の閉弁制御を行った後では燃料噴射弁によって第２遮断弁の下流側の気体燃料が消費されるため、燃料圧力は一旦下降するが、第２遮断弁の閉弁制御後では燃料漏れによって第２遮断弁の下流側へ気体燃料が流通し、燃料噴射弁によって消費されてしまうため、燃料圧力は下降することになる。つまり、第２遮断弁の閉弁制御後における燃料圧力の変化傾向が下降傾向にある場合、第２遮断弁の故障と判断することができる。
【００１１】
また、本発明では、燃料供給システムに係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれかの解決手段において、前記遮断弁故障診断装置は、エンジン運転の停止時に前記第１及び第２遮断弁の故障診断を行うことを特徴とする。
エンジン運転中の遮断弁開閉動作は燃料圧力の変動につながり、燃料噴射量のバラツキによるドライバビリティ及びエミッションの悪化を招く虞があるが、上記のように、エンジン運転の停止時に第１及び第２遮断弁の故障診断を行うことで、そのような不具合を回避することができる。
また、通電時に先行して開弁するパイロットバルブと、その開弁後に上流下流間の差圧低下によって開弁するメインバルブとを有する、いわゆるキックパイロット構造の遮断弁を使用する場合、故障診断時に遮断弁の上流下流間に差圧が発生すると、燃料噴射弁による燃料消費量がパイロットバルブからの燃料供給量を上回った場合に、メインバルブが開かなくなる虞があるが、上記のように、エンジン運転の停止時に第１及び第２遮断弁の故障診断を行うことで、メインバルブが開弁しなくともエンジン運転に支障はない。
【００１２】
また、本発明では、燃料供給システムに係る第５の解決手段として、上記第１〜第３のいずれかの解決手段において、前記気体燃料供給系に加えて液体燃料供給系を備え、前記遮断弁故障診断装置は、前記気体燃料供給系による気体燃料の供給から前記液体燃料供給系による液体燃料の供給への切替え時に前記第１及び第２遮断弁の故障診断を行うことを特徴とする。
このように、気体燃料供給系による気体燃料の供給から液体燃料供給系による液体燃料の供給への切替え時に第１及び第２遮断弁の故障診断を行うことにより、上記のエンジン停止時に故障診断を行う場合と同様の効果を得ることができる。また、故障診断中において燃料噴射弁は作動状態であり、エンジンに気体燃料が供給されているため、エンジン停止時に故障診断を行うと気体燃料が無駄になってしまうが、気体燃料の供給から液体燃料の供給への切替え時に故障診断を行うことで、その無駄を回避することができる。
【００１３】
一方、本発明では、遮断弁故障診断装置に係る第１の解決手段として、気体燃料供給系において気体燃料タンクの直後に配置された第１遮断弁と、レギュレータの直前に配置された第２遮断弁との故障診断を行う遮断弁故障診断装置であって、前記第１遮断弁の閉弁制御を行った後、所定時間経過後に前記第２遮断弁の閉弁制御を行い、前記第２遮断弁の閉弁制御後における、前記第１遮断弁と前記第２遮断弁との間の燃料圧力の変化傾向に基づいて前記第１及び第２遮断弁の故障診断を行う診断処理部を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明では、遮断弁故障診断装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記診断処理部は、前記第２遮断弁の閉弁制御後における前記燃料圧力の変化傾向が上昇傾向にある場合、前記第１遮断弁の故障と判断することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明では、遮断弁故障診断装置に係る第３の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記診断処理部は、前記第２遮断弁の閉弁制御後における前記燃料圧力の変化傾向が下降傾向にある場合、前記第２遮断弁の故障と判断することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明では、遮断弁故障診断装置に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれかの解決手段において、前記診断処理部は、エンジン運転の停止時に前記第１及び第２遮断弁の故障診断を行うことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明では、遮断弁故障診断装置に係る第５の解決手段として、上記第１〜第３のいずれかの解決手段において、前記診断処理部は、前記気体燃料供給系による気体燃料の供給から液体燃料供給系による液体燃料の供給への切替え時に前記第１及び第２遮断弁の故障診断を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、気体燃料供給系において気体燃料タンクの直後に配置された第１遮断弁と、レギュレータの直前に配置された第２遮断弁との故障診断を、ハードウェア及びソフトウェア的に簡易な構成で実現することの可能な燃料供給システム及び遮断弁故障診断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態におけるバイフューエルエンジンシステムＡ（燃料供給システム）の構成概略図である。
【図２】本実施形態における１ｓｔ−ＥＣＵ５のブロック構成図である。
【図３】本実施形態における２ｎｄ−ＥＣＵ６（遮断弁故障診断装置）のブロック構成図である。
【図４】第１遮断弁４１及び第２遮断弁４２の各故障ケースについて推測される燃料圧力値Ｐｆの時間的変化を示したものである。
【図５】ＣＰＵ６７が遮断弁故障診断機能を実現するために実行する遮断弁故障診断処理を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下では、本発明に係る燃料供給システムとして、ガソリン等の液体燃料と圧縮天然ガス（ＣＮＧ）等の気体燃料とを選択的に切替えて単一エンジンに供給するバイフューエルエンジンシステムを例示して説明する。また、本発明に係る遮断弁故障診断装置として、そのバイフューエルエンジンシステムで使用されるＥＣＵ（Electronic Control Unit）を例示して説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態におけるバイフューエルエンジンシステムＡの構成概略図である。この図１に示すように、本実施形態におけるバイフューエルエンジンシステムＡは、エンジン１と、液体燃料供給系２と、気体燃料供給系３と、燃料切替スイッチ４と、１ｓｔ−ＥＣＵ５と、２ｎｄ−ＥＣＵ６（遮断弁故障診断装置）とから概略構成されている。
【００２２】
エンジン１は、液体燃料と気体燃料とを選択的に使用可能な４サイクルエンジンであり、シリンダ１０、ピストン１１、コンロッド１２、クランクシャフト１３、吸気バルブ１４、排気バルブ１５、点火プラグ１６、点火コイル１７、吸気管１８、排気管１９、エアクリーナ２０、スロットルバルブ２１、液体燃料噴射弁２２、気体燃料噴射弁２３、吸気圧センサ２４、吸気温センサ２５、スロットル開度センサ２６、冷却水温センサ２７及びクランク角度センサ２８を備えている。
【００２３】
シリンダ１０は、内部に設けられたピストン１１を、吸気、圧縮、燃焼（膨張）、排気の４行程を繰り返すことによって往復運動させるための中空の円筒形状部材であり、空気と燃料との混合気を燃焼室１０ｂに供給するための流路である吸気ポート１０ａ、上記混合気を留め、圧縮行程において圧縮された混合気を燃焼行程において燃焼させるための空間である燃焼室１０ｂ、排気行程において燃焼室１０ｂから排気ガスを外部に排出するための流路である排気ポート１０ｃが設けられている。また、このシリンダ１０の外壁には、冷却水を循環させるための冷却水路１０ｄが設けられている。
【００２４】
ピストン１１には、ピストン１１の往復運動を回転運動に変換するためのクランクシャフト１３がコンロッド１２を介して連結されている。クランクシャフト１３は、ピストン１１の往復方向と直交する方向に延在しており、不図示のフライホイール、ミッションギア等と連結されている。また、このクランクシャフト１３には、クランク角度を検出するために用いられるロータ１３ａが同軸接続されている。このロータ１３ａの外周には、複数の突起が回転方向に対して、各突起の後端が等角度間隔（例えば２０°間隔）になるように設けられている。
【００２５】
吸気バルブ１４は、吸気ポート１０ａにおける燃焼室１０ｂ側の開口部を開閉するための弁部材であり、不図示のカムシャフトと連結されており、当該カムシャフトによって各行程に応じて開閉駆動される。排気バルブ１５は、排気ポート１０ｃにおける燃焼室１０ｂ側の開口部を開閉するための弁部材であり、不図示のカムシャフトと連結されており、当該カムシャフトによって各行程に応じて開閉駆動される。
【００２６】
点火プラグ１６は、燃焼室１０ｂの内側に電極が露出するように燃焼室１０ｂの上部に設置されており、点火コイル１７から供給される高電圧信号によって電極間に火花を発生する。点火コイル１７は、１次巻線と２次巻線からなるトランスであり、１ｓｔ−ＥＣＵ５から１次巻線に供給される点火用電圧信号を昇圧して２次巻線から点火プラグ１６に供給する。
【００２７】
吸気管１８は、空気供給用の配管であり、内部の吸気流路１８ａが吸気ポート１０ａと連通するようにシリンダ１０に連結されている。排気管１９は、排気ガス排出用の配管であり、内部の排気流路１９ａが排気ポート１０ｃと連通するようにシリンダ１０に連結されている。エアクリーナ２０は、吸気管１８の上流側に設けられており、外部から取り込まれる空気を清浄化して吸気流路１８ａに送り込む。
【００２８】
スロットルバルブ２１は、吸気流路１８ａの内部に設けられており、スロットル操作（もしくはアクセル操作）に応じて回動する。つまり、スロットルバルブ２１の回動によって吸気流路１８ａの断面積が変化し、吸気量が変化する。液体燃料噴射弁２２は、吸気ポート１０ａ側に噴射口が露出するように吸気管１８に設置された電磁弁（例えばソレノイドバルブ等）であり、１ｓｔ−ＥＣＵ５から供給される燃料噴射弁駆動信号に応じて、液体燃料供給系２から供給される液体燃料（ガソリン等）を噴射口から噴射する。
【００２９】
気体燃料噴射弁２３は、吸気ポート１０ａ側に噴射口が露出するように吸気管１８に設置された電磁弁（例えばソレノイドバルブ等）であり、２ｎｄ−ＥＣＵ６から供給される燃料噴射弁駆動信号に応じて、気体燃料供給系３から供給される気体燃料（ＣＮＧ等）を噴射口から噴射する。吸気圧センサ２４は、例えばピエゾ抵抗効果を利用した半導体圧力センサであり、スロットルバルブ２１の下流側において吸気流路１８ａ側に感度面が露出するように吸気管１８に設置されており、吸気管１８内の吸気圧に応じた吸気圧信号を１ｓｔ−ＥＣＵ５に出力する。
【００３０】
吸気温センサ２５は、スロットルバルブ２１の上流側において吸気流路１８ａ側に感部が露出するように吸気管１８に設置されており、吸気管１８内の吸気温度に応じた吸気温信号を１ｓｔ−ＥＣＵ５に出力する。スロットル開度センサ２６は、スロットルバルブ２１の開度に応じたスロットル開度信号を１ｓｔ−ＥＣＵ５に出力する。冷却水温センサ２７は、冷却水路１０ｄ側に感部が露出するようにシリンダ１０に設置されており、冷却水路１０ｄを流れる冷却水の温度に応じた冷却水温信号を１ｓｔ−ＥＣＵ５に出力する。
【００３１】
クランク角度センサ２８は、例えば電磁式ピックアップセンサであり、ロータ１３ａの外周に設けられた各突起がセンサ近傍を通過する毎に極性の異なる１対のパルス状の信号を１ｓｔ−ＥＣＵ５に出力する。より詳細には、このクランク角度センサ２８は、回転方向に対して各突起の前端が通過した場合、負極性の振幅を有するパルス状の信号を出力し、回転方向に対して各突起の後端が通過した場合、正極性の振幅を有するパルス状の信号を出力する。
【００３２】
液体燃料供給系２は、液体燃料タンク３０及び燃料ポンプ３１から構成されている。液体燃料タンク３０は、例えばガソリン燃料、或いはアルコール燃料などの液体燃料を貯留する容器である。燃料ポンプ３１は、１ｓｔ―ＥＣＵ５から供給されるポンプ駆動信号に応じて、液体燃料タンク３０内の液体燃料を汲み出して液体燃料噴射弁２２の燃料入口に圧送する。
【００３３】
気体燃料供給系３は、気体燃料タンク４０、第１遮断弁４１、第２遮断弁４２、レギュレータ４３及び圧力センサ４４から構成されている。気体燃料タンク４０は、例えばＣＮＧ等の高圧の気体燃料が充填された耐圧容器である。第１遮断弁４１は、気体燃料タンク４０からレギュレータ４３に至る燃料供給経路において、気体燃料タンク４０の直後に配置された遮断弁であり、２ｎｄ−ＥＣＵ６から供給される第１遮断弁駆動信号に応じて開弁動作及び閉弁動作を行うことで、気体燃料タンク４０からの気体燃料の供給開始と停止を切替える役割を担っている。
【００３４】
第２遮断弁４２は、気体燃料タンク４０からレギュレータ４３に至る燃料供給経路において、レギュレータ４３の直前に配置された遮断弁であり、２ｎｄ−ＥＣＵ６から供給される第２遮断弁駆動信号に応じて開弁動作及び閉弁動作を行うことで、レギュレータ４３以降への気体燃料の供給開始と停止を切替える役割を担っている。レギュレータ４３は、第２遮断弁４２の下流側直後に配置された調圧弁であり、第１遮断弁４１及び第２遮断弁４２の開弁時に気体燃料タンク４０から供給される高圧の気体燃料を所望の圧力まで減圧した後、減圧後の気体燃料を気体燃料噴射弁２３の燃料入口に送出する。燃圧センサ４４は、第１遮断弁４１と第２遮断弁４２との間の燃料圧力を検出する圧力センサであり、その検出結果を表す圧力検出信号を２ｎｄ−ＥＣＵ６に出力する。
【００３５】
燃料切替スイッチ４は、手動操作による燃料の切替えを可能とするスイッチであり、そのスイッチの状態、つまりエンジン１で使用する燃料として液体燃料が指定されているのか、気体燃料が指定されているのかを示す燃料指定信号を２ｎｄ−ＥＣＵ６に出力する。
【００３６】
１ｓｔ−ＥＣＵ５は、主に液体燃料によるエンジン１の運転制御を担当するものであり、図２に示すように、波形整形回路５０、回転数カウンタ５１、Ａ／Ｄ変換器５２、点火回路５３、燃料噴射弁駆動回路５４、ポンプ駆動回路５５、ＲＯＭ(Read Only Memory)５６、ＲＡＭ(Random Access Memory)５７、通信回路５８及びＣＰＵ（Central Processing Unit）５９を備えている。
【００３７】
波形整形回路５０は、クランク角度センサ２８から入力されるクランク信号を、方形波のパルス信号（例えば負極性のクランク信号をハイレベルとし、正極性及びグランドレベルのクランク信号をローレベルとする）に波形整形し、回転数カウンタ５１及びＣＰＵ５９に出力する。つまり、この方形波のパルス信号は、クランクシャフト１３が２０°回転する際に要した時間を周期とする信号である。以下では、この波形整形回路５０から出力される方形波のパルス信号をクランクパルス信号と称す。
【００３８】
回転数カウンタ５１は、上記波形整形回路５０から入力されるクランクパルス信号に基づいてエンジン回転数を算出し、その算出結果をＣＰＵ５９に出力する。Ａ／Ｄ変換器５２は、吸気圧センサ２４から入力される吸気圧信号、吸気温センサ２５から入力される吸気温信号、スロットル開度センサ２６から入力されるスロットル開度信号、及び冷却水温センサ２７から入力される冷却水温信号を、デジタル信号（吸気圧値、吸気温値、スロットル開度値、冷却水温値）に変換してＣＰＵ５９に出力する。
【００３９】
点火回路５３は、不図示のバッテリから供給される電源電圧を蓄積するコンデンサを備え、ＣＰＵ５９からの要求に応じて、コンデンサに蓄積された電荷を点火用電圧信号として点火コイル１７の１次巻線に放電する。燃料噴射弁駆動回路５４は、ＣＰＵ５９からの要求に応じて燃料噴射弁駆動信号を生成し、当該燃料噴射弁駆動信号を液体燃料噴射弁２２に出力する。ポンプ駆動回路５５は、ＣＰＵ５９からの要求に応じてポンプ駆動信号を生成し、当該ポンプ駆動信号を燃料ポンプ３１に出力する。
【００４０】
ＲＯＭ５６は、ＣＰＵ５９の各種機能を実現するためのエンジン制御プログラムや各種設定データを予め記憶している不揮発性メモリである。ＲＡＭ５７は、ＣＰＵ５９がエンジン制御プログラムを実行して各種動作を行う際に、データの一時保存先に用いられる揮発性のワーキングメモリである。通信回路５８は、ＣＰＵ５９による制御の下、１ｓｔ−ＥＣＵ５と２ｎｄ−ＥＣＵ６とのデータ通信を実現する通信インターフェイスであり、通信ケーブルを介して２ｎｄ−ＥＣＵ６と接続されている。
【００４１】
ＣＰＵ５９は、ＲＯＭ５６に記憶されているエンジン制御プログラムに従い、波形整形回路５０から入力されるクランクパルス信号と、回転数カウンタ５１から得られるエンジン回転数と、Ａ／Ｄ変換器５２から得られる吸気圧値、吸気温値、スロットル開度値及び冷却水温値と、通信回路５８を介して２ｎｄ−ＥＣＵ６から得られる各種情報に基づいて、液体燃料によるエンジン１の運転制御を行う。
【００４２】
具体的には、ＣＰＵ５９は、波形整形回路５０から入力されるクランクパルス信号に基づいてクランクシャフト１３の回転状態（換言すれば、シリンダ１０内におけるピストン１１の位置）を監視し、ピストン１１が点火時期に対応する位置に到達した時点で、点火制御信号を点火回路５３に出力することにより、点火プラグ１６をスパークさせる。
【００４３】
また、このＣＰＵ５９は、通信回路５８を介して２ｎｄ−ＥＣＵ６から液体燃料による運転指示を受信した場合、燃料供給制御信号をポンプ駆動回路５５に出力することで燃料ポンプ３１を駆動させて、液体燃料噴射弁２２への液体燃料の供給を開始すると共に、ピストン１１が燃料噴射時期に対応する位置に到達した時点で、燃料噴射制御信号を燃料噴射弁駆動回路５４に出力することにより、液体燃料噴射弁２２による液体燃料の噴射を実施する。なお、このＣＰＵ５９は、自身が認識しているピストン１１の位置、エンジン回転数、吸気圧値、吸気温値、スロットル開度値及び冷却水温値を、通信回路５８を介して２ｎｄ−ＥＣＵ６に送信する機能も有している。
【００４４】
一方、２ｎｄ−ＥＣＵ６は、主に気体燃料によるエンジン１の運転制御を担当するものであり、図３に示すように、通信回路６０、Ａ／Ｄ変換器６１、燃料噴射弁駆動回路６２、第１遮断弁駆動回路６３、第２遮断弁駆動回路６４、ＲＯＭ６５、ＲＡＭ６６、及びＣＰＵ６７を備えている。
【００４５】
通信回路６０は、ＣＰＵ６７による制御の下、１ｓｔ−ＥＣＵ５と２ｎｄ−ＥＣＵ６とのデータ通信を実現する通信インターフェイスであり、通信ケーブルを介して１ｓｔ−ＥＣＵ５（詳細には通信回路５８）と接続されている。Ａ／Ｄ変換器６１は、燃圧センサ４４から入力される圧力検出信号を、デジタル信号に変換してＣＰＵ６７に出力する。なお、このデジタル信号は第１遮断弁４１と第２遮断弁４２との間の燃料圧力を示す信号であるため、以下ではこのデジタル信号を燃料圧力値と称す。
【００４６】
燃料噴射弁駆動回路６２は、ＣＰＵ６７からの要求に応じて生成した燃料噴射弁駆動信号を気体燃料噴射弁２３に出力する。第１遮断弁駆動回路６３は、ＣＰＵ６７からの要求応じて生成した第１遮断弁駆動信号を第１遮断弁４１に出力する。第２遮断弁駆動回路６４は、ＣＰＵ６７からの要求応じて生成した第２遮断弁駆動信号を第２遮断弁４２に出力する。ＲＯＭ６５は、ＣＰＵ６７の各種機能を実現するためのエンジン制御プログラムや各種設定データを予め記憶している不揮発性メモリである。ＲＡＭ６６は、ＣＰＵ６７がエンジン制御プログラムを実行して各種動作を行う際に、データの一時保存先に用いられる揮発性のワーキングメモリである。
【００４７】
ＣＰＵ６７（診断処理部）は、ＲＯＭ６５に記憶されているエンジン制御プログラムに従い、燃料切替スイッチ４から入力される燃料指定信号と、通信回路６０を介して１ｓｔ−ＥＣＵ５から得られるピストン１１の位置、エンジン回転数、吸気圧値、吸気温値、スロットル開度値及び冷却水温値と、Ａ／Ｄ変換器６１から得られる燃料圧力値とに基づいて、気体燃料によるエンジン１の運転制御を行う。
【００４８】
具体的には、このＣＰＵ６７は、燃料切替スイッチ４から入力される燃料指定信号の解析の結果、エンジン１で使用する燃料として液体燃料が指定されていると判断した場合、通信回路６０を介して液体燃料による運転指示を１ｓｔ−ＥＣＵ５（詳細には通信回路５８）に送信する。
【００４９】
一方、このＣＰＵ６７は、燃料切替スイッチ４から入力される燃料指定信号の解析の結果、エンジン１で使用する燃料として気体燃料が指定されていると判断した場合、第１遮断弁駆動回路６３及び第２遮断弁駆動回路６４に対して第１及び第２遮断弁駆動信号の生成を要求する。これにより、第１遮断弁４１及び第２遮断弁４２は開弁状態となり、気体燃料タンク４０から気体燃料噴射弁２３への気体燃料供給が開始される。また、このＣＰＵ６７は、ピストン１１が燃料噴射時期に対応する位置に到達した時点で、燃料噴射弁駆動回路６２に対して燃料噴射弁駆動信号の生成を要求することにより、気体燃料噴射弁２３による気体燃料の噴射を実施する。
【００５０】
さらに、このＣＰＵ６７は、本実施形態における特徴的な機能として、ユーザによる燃料切替スイッチ４の操作によって、気体燃料から液体燃料への切替え要求を受けた場合において（気体燃料供給系３による気体燃料の供給から液体燃料供給系２による液体燃料の供給への切替え時において）、第１遮断弁４１の閉弁制御を行った後、所定時間経過後に第２遮断弁４２の閉弁制御を行い、第２遮断弁４２の閉弁制御後における燃料圧力値の変化傾向に基づいて第１遮断弁４１及び第２遮断弁４２の故障診断を行う遮断弁故障診断機能を有している。以下では、このＣＰＵ６７が有する遮断弁故障診断機能について詳細に説明する。
【００５１】
まず、本実施形態における第１遮断弁４１及び第２遮断弁４２の故障診断原理は次の通りである。すなわち、第１遮断弁４１の閉弁制御を行った後、所定時間経過後に第２遮断弁４２の閉弁制御を行うと、第２遮断弁４２の閉弁制御後における、第１遮断弁４１と第２遮断弁４２との間の燃料圧力値の変化傾向は、第１遮断弁４１及び第２遮断弁４２の故障状態に応じて異なるものとなる。つまり、第２遮断弁４２の閉弁制御後における燃料圧力値の変化傾向を確認することで、第１遮断弁４１及び第２遮断弁４２の故障診断を行うことが可能となる。
【００５２】
図４は、第１遮断弁４１及び第２遮断弁４２が共に正常の場合（第１のケース）と、第１遮断弁４１に燃料漏れ異常があった場合（第２のケース）と、第２遮断弁４２に燃料漏れ異常があった場合（第３のケース）との、それぞれのケースについて推測される燃料圧力値Ｐｆの時間的変化を示したものである。
【００５３】
この図４に示すように、第１のケースでは、第１遮断弁４１の閉弁制御を行うと、気体燃料タンク４０から第１遮断弁４１の下流側への燃料供給が遮断されるが、気体燃料噴射弁２３によって第２遮断弁４２の下流側の気体燃料が消費されるため、燃料圧力値Ｐｆは下降する。そして、所定時間Ｔ１の経過後に第２遮断弁４２の閉弁制御を行うと、第２遮断弁４２の下流側へ気体燃料が流通しなくなるため、燃料圧力値Ｐｆは所定時間Ｔ１の経過後の値で安定することになる。
【００５４】
また、第２のケースでは、第１遮断弁４１の閉弁制御を行っても、燃料漏れにより第１遮断弁４１の下流側へ気体燃料が供給されるが、気体燃料噴射弁２３によって第２遮断弁４２の下流側の気体燃料が消費されるため、燃料圧力値Ｐｆは一旦下降する。一方、所定時間Ｔ１の経過後に第２遮断弁４２の閉弁制御を行うと、第２遮断弁４２の下流側へ気体燃料が流通しなくなるため、燃料圧力値Ｐｆは上昇することになる。つまり、第２遮断弁４２の閉弁制御後における燃料圧力値Ｐｆの変化傾向が上昇傾向にある場合、第１遮断弁４１の故障と判断することができる。
【００５５】
また、第３のケースでは、第１遮断弁４１の閉弁制御を行うと、気体燃料タンク４０から第１遮断弁４１の下流側への燃料供給が遮断されるが、気体燃料噴射弁２３によって第２遮断弁４２の下流側の気体燃料が消費されるため、燃料圧力値Ｐｆは下降する。一方、所定時間Ｔ１の経過後に第２遮断弁４２の閉弁制御を行うと、燃料漏れによって第２遮断弁４２の下流側へ気体燃料が流通し、気体燃料噴射弁２３によって消費されてしまうため、燃料圧力値Ｐｆは下降することになる。つまり、第２遮断弁４２の閉弁制御後における燃料圧力値Ｐｆの変化傾向が下降傾向にある場合、第２遮断弁４２の故障と判断することができる。
【００５６】
以上のような本実施形態における第１遮断弁４１及び第２遮断弁４２の故障診断原理に基づき、以下ではＣＰＵ６７が遮断弁故障診断機能を実現するために実行する遮断弁故障診断処理について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。
【００５７】
図５に示すように、ＣＰＵ６７は、気体燃料によるエンジン１の運転制御中において、ユーザによる燃料切替スイッチ４の操作によって、気体燃料から液体燃料への切替え要求を受けたか否かを判定し（ステップＳ１）、「Ｎｏ」の場合には遮断弁故障診断処理を終了する（気体燃料によるエンジン１の運転制御を継続する）。
【００５８】
一方、このステップＳ１において「Ｙｅｓ」の場合、つまり気体燃料から液体燃料への切替え要求を受けた場合、ＣＰＵ６７は、第１遮断弁駆動回路６３を介して第１遮断弁４１の閉弁制御を行う（ステップＳ２）。そして、ＣＰＵ６７は、第１遮断弁４１の閉弁制御を行った後、所定時間Ｔ１（図４参照）が経過したか否かを判定し（ステップＳ３）、「Ｙｅｓ」の場合には所定時間Ｔ１経過後にＡ／Ｄ変換器６１から得られた燃料圧力値Ｐｆを前回燃料圧力値ＰｆＸとしてセットする（ステップＳ４）。
【００５９】
そして、ＣＰＵ６７は、第２遮断弁駆動回路６４を介して第２遮断弁４２の閉弁制御を行い（ステップＳ５）、所定時間Ｔ２（図４参照）が経過したか否かを判定する（ステップＳ６）。このステップＳ６において「Ｙｅｓ」の場合、ＣＰＵ６７は、所定時間Ｔ２経過後にＡ／Ｄ変換器６１から得られた燃料圧力値Ｐｆから前回燃料圧力値ＰｆＸを減算し、その減算結果が第１閾値ＤＰＣ１より大きいか否かを判定する（ステップＳ７）。
【００６０】
このステップＳ７において「Ｙｅｓ」の場合、つまり第２遮断弁４２の閉弁制御後における燃料圧力値Ｐｆの変化傾向が上昇傾向にある場合（図４に示す第２のケース）、ＣＰＵ６７は、第１遮断弁４１の故障と判断して遮断弁故障診断処理を終了する（ステップＳ８）。この時、ＣＰＵ６７は、遮断弁故障診断処理の終了後、気体燃料噴射弁２３の作動を停止し、液体燃料によるエンジン１の運転制御に切替える（図４参照）。
【００６１】
一方、上記ステップＳ７において「Ｎｏ」の場合、ＣＰＵ６７は、所定時間Ｔ２経過後にＡ／Ｄ変換器６１から得られた燃料圧力値Ｐｆから前回燃料圧力値ＰｆＸを減算し、その減算結果が第２閾値ＤＰＣ２より小さいか否かを判定する（ステップＳ９）。このステップＳ９において「Ｙｅｓ」の場合、つまり第２遮断弁４２の閉弁制御後における燃料圧力値Ｐｆの変化傾向が下降傾向にある場合（図４に示す第３のケース）、ＣＰＵ６７は、第２遮断弁４２の故障と判断して遮断弁故障診断処理を終了する（ステップＳ１０）。この時、ＣＰＵ６７は、遮断弁故障診断処理の終了後、気体燃料噴射弁２３の作動を停止し、液体燃料によるエンジン１の運転制御に切替える（図４参照）。
【００６２】
また、上記ステップＳ９において「Ｎｏ」の場合（図４に示す第１のケース）、ＣＰＵ６７は、第１遮断弁４１及び第２遮断弁４２が共に正常であると判断して遮断弁故障診断処理を終了する。この時、ＣＰＵ６７は、遮断弁故障診断処理の終了後、気体燃料噴射弁２３の作動を停止し、液体燃料によるエンジン１の運転制御に切替える（図４参照）。
【００６３】
以上のように、本実施形態によれば、第１遮断弁４１及び第２遮断弁４２の故障診断を行うに当って、燃圧センサ４４（圧力センサ）は１つで足り、また、第１遮断弁４１及び第２遮断弁４２の故障診断を図５のフローチャートに従って同時に行うことができるため、第１遮断弁４１及び第２遮断弁４２の故障診断をハードウェア及びソフトウェア的に簡易な構成で実現することが可能となる。
【００６４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が挙げられる。
（１）上記実施形態では、気体燃料供給系３による気体燃料の供給から液体燃料供給系２による液体燃料の供給への切替え時に第１遮断弁４１及び第２遮断弁４２の故障診断を行う場合を例示して説明したが、これに限らず、エンジン１の運転停止時に故障診断を行うようにしても良い。エンジン１の運転中の遮断弁開閉動作は燃料圧力の変動につながり、燃料噴射量のバラツキによるドライバビリティ及びエミッションの悪化を招く虞があるが、上記のように、エンジン１の運転停止時に故障診断を行うことで、そのような不具合を回避することができる。
【００６５】
また、通電時に先行して開弁するパイロットバルブと、その開弁後に上流下流間の差圧低下によって開弁するメインバルブとを有する、いわゆるキックパイロット構造の遮断弁を使用する場合、例えばエンジン始動時など故障診断時に遮断弁の上流下流間に差圧が発生するような場合だと、気体燃料噴射弁２３による燃料消費量がパイロットバルブからの燃料供給量を上回った場合に、メインバルブが開かなくなる虞があるが、上記のように、エンジン１の運転停止時に故障診断を行うことで、メインバルブが開弁しなくともエンジン１の運転に支障はない。
【００６６】
なお、気体燃料供給系３による気体燃料の供給から液体燃料供給系２による液体燃料の供給への切替え時に第１遮断弁４１及び第２遮断弁４２の故障診断を行うことにより、上記のエンジン１の運転停止時に故障診断を行う場合と同様の効果を得ることができる。また、故障診断中において気体燃料噴射弁２３は作動状態であり、エンジン１に気体燃料が供給されているため、エンジン１の運転停止時に故障診断を行うと気体燃料が無駄になってしまうが、気体燃料の供給から液体燃料の供給への切替え時に故障診断を行うことで、その無駄を回避することができる。
一方、ドライバビリティ及びエミッション悪化の懸念がない場合や、キックパイロット構造の遮断弁を使用しない場合には、エンジン１の運転中において図５のステップＳ２〜Ｓ１０の処理を実行することで、第１遮断弁４１及び第２遮断弁４２の故障診断を行うようにしても良い。
【００６７】
（２）上記実施形態では、所定時間Ｔ２経過後にＡ／Ｄ変換器６１から得られた燃料圧力値Ｐｆから前回燃料圧力値ＰｆＸを減算し、その減算結果が第１閾値ＤＰＣ１より大きいか否かを判定することで、第２遮断弁４２の閉弁制御後における燃料圧力値Ｐｆの変化傾向が上昇傾向にあるか否かを判定する場合を例示したが、燃料圧力値Ｐｆの変化傾向が上昇傾向にあるか否かを判定する手法はこれに限定されない。例えば、両者（Ｐｆ、ＰｆＸ）の大小比較を行い、前回燃料圧力値ＰｆＸの方が小さかった場合に上昇傾向にあると判定しても良い。
【００６８】
（３）上記実施形態では、所定時間Ｔ２経過後にＡ／Ｄ変換器６１から得られた燃料圧力値Ｐｆから前回燃料圧力値ＰｆＸを減算し、その減算結果が第２閾値ＤＰＣ２より小さいか否かを判定することで、第２遮断弁４２の閉弁制御後における燃料圧力値Ｐｆの変化傾向が下降傾向にあるか否かを判定する場合を例示したが、燃料圧力値Ｐｆの変化傾向が下降傾向にあるか否かを判定する手法はこれに限定されない。例えば、両者（Ｐｆ、ＰｆＸ）の大小比較を行い、前回燃料圧力値ＰｆＸの方が大きかった場合に下降傾向にあると判定しても良い。
【００６９】
（４）上記実施形態では、液体燃料による運転制御を担う１ｓｔ−ＥＣＵ５と、気体燃料による運転制御に加えて第１遮断弁４１及び第２遮断弁４２の故障診断を担う２ｎｄ−ＥＣＵ６とを別個に備えたバイフューエルエンジンシステムＡを例示したが、これら２つのＥＣＵの機能を１つのＥＣＵに統合するような構成を採用しても良い。
【００７０】
（５）上記実施形態では、本発明に係る燃料供給システムとして、バイフューエルエンジンシステムＡを例示して説明したが、本発明はこれに限定されず、気体燃料のみを単一エンジンに供給するモノフューエルエンジンシステムであっても、第１遮断弁４１及び第２遮断弁４２に相当する２つの遮断弁を備える燃料供給システムであれば、それらの遮断弁の故障診断について本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
Ａ…バイフューエルエンジンシステム、１…エンジン、２…液体燃料供給系、３…気体燃料供給系、４…燃料切替スイッチ、５…１ｓｔ−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）、６…２ｎｄ−ＥＣＵ（遮断弁故障診断装置）、２３…気体燃料噴射弁、４０…気体燃料タンク、４１…第１遮断弁、４２…第２遮断弁、４３…レギュレータ、４４…燃圧センサ（圧力センサ）、６７…ＣＰＵ（診断処理部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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