(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体燃料を圧縮した状態で貯蔵するための気体燃料タンクと、該気体燃料タンク内の気体燃料の圧力を下げるための減圧手段と、該減圧された気体燃料を内燃機関に供給するための気体燃料供給手段と、該気体燃料供給手段に気体燃料を供給するための燃料通路と、前記減圧手段よりも下流の前記燃料通路に配置された第一の遮断弁と、該第一の遮断弁よりも下流の前記燃料通路内の気体燃料の圧力を検出する圧力検出手段と、前記減圧手段よりも上流の前記燃料通路に配置された第二の遮断弁とを具備し、前記第一の遮断弁の開閉と前記第二の遮断弁の開閉とが前記圧力検出手段によって検出される圧力に基づいて制御される気体燃料供給装置において、前記圧力検出手段によって検出される圧力が第一の値よりも低くなると前記第一の遮断弁が開弁せしめられ、前記圧力検出手段によって検出される圧力が前記第一の値よりも低い第二の値よりも低くなると前記第二の遮断弁が開弁せしめられる気体燃料供給装置。
【請求項２】
前記圧力検出手段によって検出される圧力が前記第二の値よりも高い第三の値よりも高くなると前記第二の遮断弁が閉弁せしめられる請求項１に記載の気体燃料供給装置。
【請求項３】
前記圧力検出手段によって検出される圧力が前記第一の値よりも高い第四の値よりも高くなると前記第一の遮断弁が閉弁せしめられる請求項１に記載の気体燃料供給装置。
【請求項４】
前記圧力検出手段によって検出される圧力が前記第二の値よりも高い第三の値よりも高くなると前記第二の遮断弁が閉弁せしめられ、前記圧力検出手段によって検出される圧力が前記第一の値よりも高く且つ前記第三の値よりも高い第四の値よりも高くなると前記第一の遮断弁が閉弁せしめられる請求項１に記載の気体燃料供給装置。
【請求項５】
前記第一の値および前記第二の値の少なくとも一方を内燃機関の運転状態に基づいて変更するようにした請求項１に記載の気体燃料供給装置。
【請求項６】
前記第一の遮断弁の開弁回数および閉弁回数の少なくとも一方、或いは、前記第二の遮断弁の開弁回数および閉弁回数の少なくとも一方に基づいて気体燃料供給装置の異常を検出する請求項１に記載の気体燃料供給装置。
【請求項７】
前記減圧手段によって減圧された気体燃料の圧力の変動に基づいて気体燃料供給装置の異常を検出する請求項１に記載の気体燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は気体燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
気体燃料を内燃機関に供給するための気体燃料供給装置が従来公知である。この気体燃料供給装置は一般的には気体燃料を貯蔵するための気体燃料タンクと、気体燃料を内燃機関に供給するための気体燃料供給弁と、これら気体燃料タンクと気体燃料供給弁とを連結するための燃料通路とを具備する。また気体燃料は圧縮された状態で気体燃料タンク内に貯蔵されている。そして気体燃料タンク内の気体燃料はかなり高い圧力で圧縮されているため気体燃料を燃料通路を介して気体燃料供給弁に供給するときには気体燃料の圧力を下げる必要がある。そこで燃料通路には気体燃料タンク内の気体の圧力を下げるための減圧装置が配置される。
【０００３】
ところで上記気体燃料供給装置では減圧装置が作動不良となり、比較的高い圧力の気体燃料が気体燃料供給弁に供給されてしまうことがある。この場合、気体燃料供給弁が作動しなかったり、気体燃料供給装置から気体燃料が漏れてしまう可能性がある。そこで特公平７−１８３８４号公報に開示されている気体燃料供給装置では燃料通路に該燃料通路を遮断するための遮断弁を配置し、減圧装置により減圧された気体燃料の圧力が予め定められた値より高くなると上記遮断弁を閉弁することにより予め定められた値より高い圧力の気体燃料が気体燃料供給弁に供給されてしまうことを防止している。また上記公報には明記されていないが一般的には減圧装置により減圧された気体燃料の圧力が予め定められた値より低くなったときには遮断弁を開弁する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した気体燃料供給装置によれば遮断弁は減圧された気体燃料の圧力が予め定められた値より高くなると閉弁せしめられ、そして減圧された気体燃料の圧力が予め定められた値より低くなると開弁せしめられる。ところで遮断弁が閉弁せしめられたときには遮断弁下流側の燃料通路への気体燃料の供給が急に停止し、そして遮断弁が開弁せしめられたときには遮断弁下流側の燃料通路への気体燃料の供給が急に始まる。このため遮断弁の開弁時および閉弁時では遮断弁下流側の燃料通路内において気体燃料の圧力が素早く変動する。即ち気体燃料の圧力が短時間の間に高くなったり、低くなったりを繰り返す。このため気体燃料の圧力が短時間の間に予め定められた値より高くなったり、低くなったりする。従って上述した気体燃料供給装置では短時間の間に遮断弁の開弁と閉弁とが繰り返されることとなるため、気体燃料の圧力の変動回数がさらに増大し、場合によっては気体燃料の圧力の変動幅も大きくなる。このことは正確に予め定められた量の気体燃料を気体燃料供給弁から内燃機関に供給するという観点から好ましくない。また遮断弁の作動回数が非常に多くなるので遮断弁の寿命が短くなってしまう。
【０００５】
そこで本発明の目的は気体燃料供給装置の燃料通路に配置された遮断弁の不要な開弁および閉弁動作を排除することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために一番目の発明によれば、気体燃料を圧縮した状態で貯蔵するための気体燃料タンクと、該気体燃料タンク内の気体燃料の圧力を下げるための減圧手段と、該減圧された気体燃料を内燃機関に供給するための気体燃料供給手段と、該気体燃料供給手段に気体燃料を供給するための燃料通路と、前記減圧手段よりも下流の前記燃料通路に配置された第一の遮断弁と、該第一の遮断弁よりも下流の前記燃料通路内の気体燃料の圧力を検出する圧力検出手段と、前記減圧手段よりも上流の前記燃料通路に配置された第二の遮断弁とを具備し、前記第一の遮断弁の開閉と前記第二の遮断弁の開閉とが前記圧力検出手段によって検出される圧力に基づいて制御される気体燃料供給装置において、前記圧力検出手段によって検出される圧力が第一の値よりも低くなると前記第一の遮断弁が開弁せしめられ、前記圧力検出手段によって検出される圧力が前記第一の値よりも低い第二の値よりも低くなると前記第二の遮断弁が開弁せしめられる。
【０００７】
二番目の発明によれば一番目の発明において、前記圧力検出手段によって検出される圧力が前記第二の値よりも高い第三の値よりも高くなると前記第二の遮断弁が閉弁せしめられる。
三番目の発明によれば一番目の発明において、前記圧力検出手段によって検出される圧力が前記第一の値よりも高い第四の値よりも高くなると前記第一の遮断弁が閉弁せしめられる。
四番目の発明によれば一番目の発明において、前記圧力検出手段によって検出される圧力が前記第二の値よりも高い第三の値よりも高くなると前記第二の遮断弁が閉弁せしめられ、前記圧力検出手段によって検出される圧力が前記第一の値よりも高く且つ前記第三の値よりも高い第四の値よりも高くなると前記第一の遮断弁が閉弁せしめられる。
【０００８】
五番目の発明によれば一番目の発明において、前記第一の値および前記第二の値の少なくとも一方を内燃機関の運転状態に基づいて変更する。
六番目の発明によれば一番目の発明において、前記第一の遮断弁の開弁回数および閉弁回数の少なくとも一方、或いは、前記第二の遮断弁の開弁回数および閉弁回数の少なくとも一方に基づいて気体燃料供給装置の異常を検出する。
【０００９】
七番目の発明によれば一番目の発明において、前記減圧手段によって減圧された気体燃料の圧力の変動に基づいて気体燃料供給装置の異常を検出する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の気体燃料供給装置を４ストローク内燃機関に適用した場合を示している。
図１を参照すると、１は機関本体、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は点火プラグ、７は一対の吸気弁、８は吸気ポート、９は一対の排気弁、１０は排気ポートを夫々示す。吸気ポート８は吸気通路１１に連結され、この吸気通路１１を介してエアクリーナ１２に連結される。また吸気通路１１内にはステップモータ２０により駆動されるスロットル弁２１が配置される。またスロットル弁２１上流の吸気通路１１内には吸入空気の温度を検出するための吸気温センサ２２が配置される。またスロットル弁２１上流の吸気通路１１とスロットル弁２１下流の吸気通路１１とはバイパス通路２７を介して連結される。このバイパス通路２７内には当該バイパス通路２７を遮断するための開閉弁２８が配置される。この開閉弁２８はスロットル弁２１が完全に閉弁せしめられたときに開弁せしめられ、スロットル弁２１が僅かながらでも開弁せしめられたときに閉弁せしめられる。これによりスロットル弁２１が完全に閉弁せしめられたとき、即ちアイドリング運転時にはバイパス通路２７を介して空気が機関本体１へと供給される。さらにスロットル弁２１上流の吸気通路１１には吸気音を低減するためのリゾネータ６３が配置される。一方、排気ポート１０は排気通路１３に連結される。排気通路１３には排ガスを浄化するための排気浄化装置１４が配置される。この排気浄化装置は排気通路１３内に直列に配置された二つの三元触媒１４ａ，１４ｂを具備する。
【００１１】
図１に示したように排気浄化装置１４上流の排気通路１３内には空燃比センサ１５が配置される。また排気浄化装置１４下流の排気通路１３内には酸素センサ２９が配置される。さらに排気浄化装置１４上流の排気通路１４とスロットル弁２１上流の吸気通路１１とは排ガス再循環（以下、ＥＧＲ）通路１６を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路１６内にはステップモータ２３により駆動されるＥＧＲ制御弁１７と、吸気通路１１に導入されるＥＧＲガスの圧力を調節する圧力調節装置１８とが配置される。またＥＧＲ通路１６周りにはＥＧＲ通路１６内を流れるＥＧＲガスを冷却するためのインタークーラ１９が配置される。図１に示した実施例ではシリンダブロック２内には冷却水通路２４が形成され、この冷却水通路２４内を機関冷却水が流され、またこの機関冷却水がインタークーラ１９内に導かれ、この機関冷却水によりＥＧＲガスが冷却される。尚、シリンダブロック２には機関冷却水の温度を検出するための水温センサ２５と、機関本体１の振動を検出するためのノックセンサ２６とが取り付けられる。
【００１２】
第一実施例の気体燃料供給装置は吸気ポート８の直ぐ上流の吸気通路１１に取り付けられる気体燃料供給弁（気体燃料噴射弁）３０と、この気体燃料供給弁３０に燃料通路３１を介して連結される気体燃料タンク３２とを具備する。尚、気体燃料を吸気通路内へ供給する手段としては気体燃料供給弁の他に燃料通路内と吸気通路内の圧力差に基づいて気体燃料が供給されるタイプのものでもよい。気体燃料は圧縮されたかなり高圧の状態で気体燃料タンク３２内に貯蔵される。燃料通路３１には気体燃料タンク３２内に貯蔵されている高圧の気体燃料の圧力を下げるための圧力レギュレータ３３が配置される。圧力レギュレータ３３は圧力レギュレータ３３内の圧力が予め定められた圧力以上となったときに自動的に開弁して内部の気体燃料を安全管６４を介して大気に放出する安全弁（図示せず）を有する。また圧力レギュレータ３３上流の燃料通路３１には当該燃料通路３１を遮断するための遮断弁３４が配置され、圧力レギュレータ３３下流の燃料通路３１には当該燃料通路３１を遮断するための遮断弁３５が配置される。尚、以下の説明において圧力レギュレータ３３上流の遮断弁３４を上流側遮断弁と称し、圧力レギュレータ３３下流の遮断弁３５を下流側遮断弁と称す。
【００１３】
下流側遮断弁３５下流の燃料通路３１には当該燃料通路３１内の気体燃料の圧力を検出するための圧力センサ３６と、当該燃料通路３１内の気体燃料の温度を検出するための温度センサ３７とが配置される。これら圧力センサ３６と温度センサ３７とにより検出されるパラメータは気体燃料供給弁３０から噴射される気体燃料の量を算出するのに用いられる。即ち単位体積当りに含まれている気体燃料の量は圧力および温度により異なる。また単位開弁時間当りに気体燃料供給弁３０から噴射される体積は気体燃料の圧力により異なる。従って気体燃料の圧力と温度とに基づいて単位開弁時間当りに気体燃料供給弁３０から噴射される気体燃料の量を算出することができる。この算出された単位開弁時間当りの気体燃料噴射量に基づいて所望の量の気体燃料が気体燃料噴射弁３０から噴射されるように気体燃料供給弁３０の開弁時間が決定される。
【００１４】
一方、上流側遮断弁３４上流の燃料通路３１には当該燃料通路３１内の気体燃料の圧力を検出するための圧力センサ３８と、当該燃料通路３１内の気体燃料の温度を検出するための温度センサ３９とが配置される。これら圧力センサ３８と温度センサ３９とにより検出されるパラメータは気体燃料タンク３２内に残っている気体燃料の量を検出するのに用いられる。即ち上流側遮断弁３４上流の気体燃料の圧力および温度は気体燃料タンク３２内の気体燃料の圧力および温度を示している。そして気体燃料タンク３２の内容積は一定であるので気体燃料タンク３２内に残存する気体燃料量が多いほど検出される燃圧は高い。また気体燃料の圧力はその温度が高いほど高くなる。従って圧力センサ３８と温度センサ３９とにより検出されるパラメータに基づいて気体燃料タンク３２内に残存する気体燃料量を算出することができる。
【００１５】
尚、以下の説明において下流側遮断弁３５下流の圧力センサ３６を下流側圧力センサと称し、上流側遮断弁３４上流の圧力センサ３８を上流側圧力センサと称す。また下流側遮断弁３５下流の温度センサ３７を下流側温度センサと称し、上流側遮断弁３４上流の温度センサ３９を上流側温度センサと称す。
さらに上流側遮断弁３４上流の燃料通路３１にはフィルタ４０が配置される。また気体燃料タンク３２には当該気体燃料タンク３２内へ気体燃料を導入するための導入管４１が連結される。この導入管４１には当該導入管４１を介して気体燃料タンク３２から大気へと気体燃料が流出することを防止するための逆止弁４２が取り付けられる。
【００１６】
電子制御ユニット５０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス５１により互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）５２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）５３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）５４、入力ポート５５および出力ポート５６を具備する。空燃比センサ１５の出力信号は対応するＡＤ変換器５７を介して入力ポート５５に入力され、吸気温センサ２２、水温センサ２５、ノックセンサ２６、酸素センサ２９、下流側圧力センサ３６、下流側温度センサ３７、上流側圧力センサ３８、および上流側圧力センサ３９の出力信号も夫々対応するＡＤ変換器５７を介して入力ポート５５に入力される。アクセルペダル６０には当該アクセルペダル６０の踏込量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷センサ６１が接続され、負荷センサ６１の出力電圧は対応するＡＤ変換器５７を介して入力ポート５５に入力される。また入力ポート５５にはクランクシャフトが例えば３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ６２が接続される。一方、出力ポート５６は対応する駆動回路５８を介して点火プラグ６、ＥＧＲ制御弁１７、スロットル弁制御用ステップモータ２０、ＥＧＲ制御弁制御用ステップモータ２３、開閉弁２８、気体燃料供給弁３０、上流側遮断弁３４、および下流側遮断弁３５に接続される。
【００１７】
次に第一実施例の気体燃料供給装置の動作を図２のタイムチャートを参照して説明する。圧力レギュレータ３３が正常に作動している時には圧力レギュレータ３３下流の下流側圧力センサ３６により検出される気体燃料の圧力（以下、燃圧）Ｐは略予め定められた値ＰＰに維持される。即ち図２では時刻ｔ0 までは圧力レギュレータ３３が正常に機能しており、燃圧Ｐは略予め定められた値ＰＰ付近に維持される。そしてこの時には上流側遮断弁３４と下流側遮断弁３５とは共に開弁されている。このように上流側遮断弁３４と下流側遮断弁３５とは通常は開弁されている。一方、圧力レギュレータ３３が正常に作動しないと燃圧Ｐが徐々に増大する。即ち図２では時刻ｔ0 が圧力レギュレータ３３が正常に作動しなくなった時である。そして燃圧Ｐは時刻ｔ1 において予め定められた第一の最大値Ｐmax Ｉを越える。第一実施例では燃圧Ｐが第一の最大値Ｐmax Ｉを越えてから予め定められた時間が経過した後に時刻ｔ2 において上流側遮断弁３４が閉弁せしめられる。上流側遮断弁３４が閉弁せしめられると高圧の気体燃料は圧力レギュレータ３３下流には供給されず、圧力レギュレータ３３下流の気体燃料は気体燃料供給弁３０から噴射されて徐々に少なくなるので燃圧Ｐは時刻ｔ2 から徐々に低下し始める。
【００１８】
燃圧Ｐが低下し続け、時刻ｔ3 において予め定められた第一の最小値Ｐmin Ｉより低くなる。第一実施例では燃圧Ｐが第一の最小値Ｐmin Ｉより低くなってから予め定められた時間が経過した後に時刻ｔ4 において上流側遮断弁３４が開弁せしめられる。すると再び圧力レギュレータ３３から下流へ比較的高圧の気体燃料が燃料通路３１に流入する。
【００１９】
このように本実施例では上流側遮断弁３４が開弁せしめられる燃圧と閉弁せしめられる燃圧とが異なる。こうすることにより上流側遮断弁３４の開弁回数および閉弁回数が少なくなり、燃圧の不要な変動を防止し、且つ上流側遮断弁の寿命を長期化するという観点から好ましい。即ち本実施例で用いる燃料は気体であるためその圧力は外的な要因、例えばノイズやチャタリング等に非常に影響され、変動しやすい。このため上流側遮断弁を開弁しせめる燃圧と閉弁せしめる燃圧とが等しいと、外的な要因による燃圧の変動により上流側遮断弁を開弁したり閉弁したりすることとなる。しかしながら外的な要因による燃圧の上昇は一時的なものであり、本来、上流側遮断弁を閉弁する必要はない。また外的な要因による燃圧の下降は一時的なものであり、本来、上流側遮断弁を開弁してはならない。従って本実施例のように上流側遮断弁の開弁または閉弁を制御することにより外的要因による上流側遮断弁の開弁または閉弁が防止されるので全体として上流側遮断弁の開弁回数および閉弁回数が少なくなる。ここで上流側遮断弁は比較的高い圧力下にある気体燃料の流通を遮断するので当該遮断弁を開弁または閉弁した際に当該遮断弁下流の気体燃料の圧力が非常に素早く変動を繰り返す。ところが本実施例では遮断弁の開弁回数および閉弁回数が少ないので、燃圧の不要な変動を防止できる。さらに本実施例では遮断弁の開弁回数および閉弁回数が少ない、即ち遮断弁の動作回数が少ないので遮断弁の寿命を長期化できる。
【００２０】
また図２を参照すると再び圧力レギュレータ３３が正常に作動しなくなり、燃圧Ｐが時刻ｔ5 において第一の最大値Ｐmax Ｉを越える。このとき上述したように予め定められた時間が経過した後に時刻ｔ6 において上流側遮断弁３４が閉弁される。このとき燃圧Ｐの上昇速度が比較的大きいので圧力レギュレータ３３内の高圧の気体燃料が僅かではあるが供給される。このため燃圧Ｐはその後も上昇し続け、時刻ｔ7 において予め定められた第二の最大値Ｐmax IIを越えてしまう。このとき第一実施例では燃圧Ｐが第二の最大値Ｐmax IIを越えてから予め定められた時間が経過した後に時刻ｔ8 において下流側遮断弁３５が閉弁せしめられる。これにより下流側遮断弁３５下流へ高圧の気体燃料が流入することはなく、気体燃料供給弁３０へ高圧の気体燃料が流入することはない。下流側遮断弁３５が閉弁せしめられると下流側遮断弁３５下流の気体燃料は気体燃料供給弁３０から噴射されて徐々に少なくなるので燃圧Ｐは時刻ｔ8 から徐々に低下し始める。
【００２１】
このように上流側遮断弁の閉弁圧が下流側遮断弁の閉弁圧より低いことには下流側遮断弁の損傷を防止できるという利点がある。即ち通常、下流側遮断弁の作動環境における燃圧は上流側遮断弁の作動環境における燃圧より低い。このため下流側遮断弁としては上流側遮断弁の耐久可能圧よりも耐久可能圧が低い弁が用いられる。ところで本実施例では上流側遮断弁が閉弁した後には高圧の気体燃料はもはや上流側遮断弁下流には流入しないため、上流側遮断弁が閉弁されてから下流側遮断弁が閉弁されるまでに気体燃料が吸気通路へ供給されたぶんだけ下流側遮断弁の作動時の燃圧は低くなる。一方、下流側遮断弁が初めに閉弁する場合にはその後に高圧の気体燃料が上流側遮断弁下流へと流入するため下流側遮断弁の作動中の燃圧は高くなる。従って本実施例において下流側遮断弁の作動環境における燃圧は下流側遮断弁が上流側遮断弁より早く閉弁する場合の燃圧に比較して低い。このため下流側遮断弁の損傷が防止される。
【００２２】
燃圧Ｐが低下し続け、時刻ｔ9 において予め定められた第二の最小値Ｐmin IIより低くなる。第一実施例では燃圧Ｐが第二の最小値Ｐmin IIより低くなってから予め定められた時間が経過した後に時刻ｔ10において下流側遮断弁３５が開弁せしめられる。すると圧力レギュレータ３３下流の比較的高圧の気体燃料が下流側遮断弁３５下流へ流入する。このため一時的に燃圧Ｐが上昇するが直ぐに燃圧Ｐは低下し始める。さらに燃圧Ｐが低下し続け、時刻ｔ11において第一の最小値Ｐmin Ｉより低くなる。第一実施例では燃圧Ｐが第一の最小値Ｐmin Ｉより低くなってから予め定められた時間が経過した後に時刻ｔ12において上流側遮断弁３４が開弁せしめられる。すると再び圧力レギュレータ３３から下流へ比較的高圧の気体燃料が燃料通路３１に流入する。
【００２３】
このように上流側遮断弁の開弁圧を下流側遮断弁の開弁圧より低く設定することにより突然、高い圧力の気体燃料が気体燃料供給弁に供給されることが防止される。即ち上流側遮断弁が開弁した後に下流側遮断弁が開弁せしめられると、上流側遮断弁が開弁した後に上流側遮断弁下流に高圧の気体燃料が流入するため下流側遮断弁が開弁した時に突然、高い圧力の気体燃料が気体燃料供給弁に供給されてしまう。ところが本実施例のように下流側遮断弁を先に開弁することにより突然、高い圧力の気体燃料が気体燃料供給弁に供給されることが防止される。このため気体燃料供給弁の損傷が防止される。
【００２４】
次に図３および図４のフローチャートを参照して第一実施例の上流側および下流側遮断弁の開閉制御を説明する。初めにステップ１００において今回のルーチンにおける燃圧Ｐn が第二の最小値Ｐmin IIより大きいか否か、即ちＰn ＞Ｐmin IIであるか否かが判別される。ステップ１００においてＰn ＞Ｐmin IIであると判別された時にはステップ１０１に進む。一方、ステップ１００においてＰn ≦Ｐmin IIであると判別された時にはステップ１０２に進んで前回のルーチンにおける燃圧Ｐn-1 が第二の最小値Ｐmin IIより大きいか、即ちＰn-1 ＞Ｐmin IIであるか否かが判別される。ステップ１０２においてＰn-1 ＞Ｐmin IIであると判別された時には燃圧Ｐが今回のルーチンにおいて初めて第二の最小値Ｐmin IIより小さくなったと判断し、ステップ１０３に進んで予め定められた時間だけ待機する制御を行った後にステップ１０３ａに進んで再び今回のルーチンにおける燃圧Ｐn が第二の最小値Ｐmin II以下であるか否か、即ちＰn ≦Ｐmin IIであるか否かが判別される。ステップ１０３ａにおいてＰn ≦Ｐmin IIであると判別された時にはステップ１０４に進んで上流側遮断弁３４および下流側遮断弁３５が開弁せしめられる。次いでステップ１０５に進んで上流側遮断弁３４が開弁または閉弁せしめられた回数を示す第一のカウンタＣＩと、下流側遮断弁３５が開弁または閉弁せしめられた回数を示す第二のカウンタＣIIとがカウントアップされる。これらカウンタＣＩ，ＣIIは後述する気体燃料供給装置の異常を検出するのに用いられる。一方、ステップ１０３ａにおいてＰn ＞Ｐmin IIであると判別された時には一時的な圧力低下であったと判断し、処理を終了する。尚、ステップ１０２においてＰn-1 ≦Ｐmin IIであると判別された時には上流側遮断弁３４および下流側遮断弁３５は既に開弁せしめられていると判断し、処理を終了する。
【００２５】
ステップ１０１では今回のルーチンにおける燃圧Ｐn が第一の最小値Ｐmin Ｉより大きいか否か、即ちＰn ＞Ｐmin Ｉであるか否かが判別される。ステップ１０２においてＰn ＞Ｐmin Ｉであると判別された時にはステップ１１０に進む。一方、ステップ１０２においてＰn ≦Ｐmin Ｉであると判別された時にはステップ１０６に進んで前回のルーチンにおける燃圧Ｐn-1 が第一の最小値Ｐmin Ｉより大きいか、即ちＰn-1 ＞Ｐmin Ｉであるか否かが判別される。ステップ１０６においてＰn-1 ＞Ｐmin Ｉであると判別された時には燃圧Ｐが今回のルーチンにおいて初めて第一の最小値Ｐmin Ｉより小さくなったと判断し、ステップ１０７に進んで予め定められた時間だけ待機する制御を行った後にステップ１０７ａに進んで再び今回のルーチンにおける燃圧Ｐn が第一の最小値Ｐmin Ｉ以下であるか否か、即ちＰn ≦Ｐmin Ｉであるか否かが判別される。ステップ１０７ａにおいてＰn ≦Ｐmin Ｉであると判別された時にはステップ１０８に進んで上流側遮断弁３４が開弁せしめられる。次いでステップ１０９に進んで第一のカウンタＣＩがカウントアップされる。一方、ステップ１０７ａにおいてＰn ＞Ｐmin Ｉであると判別された時には一時的な圧力低下であったと判断し、処理を終了する。尚、ステップ１０６においてＰn-1 ≦Ｐmin IIであると判別された時には上流側遮断弁３４は既に開弁せしめられていると判断し、処理を終了する。
【００２６】
ステップ１１０では今回のルーチンにおける燃圧Ｐn が第二の最大値Ｐmax IIより小さいか否か、即ちＰn ＜Ｐmax IIであるか否かが判別される。ステップ１１０においてＰn ＜Ｐmax IIであると判別された時にはステップ１１１に進む。一方、ステップ１１０においてＰn ≧Ｐmax IIであると判別された時にはステップ１１２に進んで前回のルーチンにおける燃圧Ｐn-1 が第二の最大値Ｐmax IIより小さいか、即ちＰn-1 ＜Ｐmax IIであるか否かが判別される。ステップ１１２においてＰn-1 ＜Ｐmax IIであると判別された時には燃圧Ｐが今回のルーチンにおいて初めて第二の最大値Ｐmax IIより大きくなったと判断し、ステップ１１３に進んで予め定められた時間だけ待機する制御を行った後にステップ１１３ａに進んで再び今回のルーチンにおける燃圧Ｐn が第二の最大値Ｐmax II以上であるか否か、即ちＰn ≧Ｐmax IIであるか否かが判別される。ステップ１１３ａにおいてＰn ≧Ｐmax IIであると判別された時にはステップ１１４に進んで上流側遮断弁３４および下流側遮断弁３５が閉弁せしめられる。次いでステップ１１５に進んで第一のカウンタＣＩと第二のカウンタＣIIとがカウントアップされる。一方、ステップ１１３ａにおいてＰn ≧Ｐmax IIであると判別された時には一時的な圧力上昇であったと判断し、処理を終了する。尚、ステップ１１２においてＰn-1 ≧Ｐmax IIであると判別された時には上流側遮断弁３４および下流側遮断弁３５は既に閉弁せしめられていると判断し、処理を終了する。
【００２７】
ステップ１１１では今回のルーチンにおける燃圧Ｐn が第一の最大値Ｐmax Ｉより小さいか否か、即ちＰn ＜Ｐmax Ｉであるか否かが判別される。ステップ１１１においてＰn ＜Ｐmax Ｉであると判別された時には処理を終了する。一方、ステップ１１１においてＰn ≧Ｐmax Ｉであると判別された時にはステップ１１６に進んで前回のルーチンにおける燃圧Ｐn-1 が第一の最大値Ｐmax Ｉより小さいか、即ちＰn-1 ＜Ｐmax Ｉであるか否かが判別される。ステップ１１６においてＰn-1 ＜Ｐmax Ｉであると判別された時には燃圧Ｐが今回のルーチンにおいて初めて第一の最大値Ｐmax Ｉより大きくなったと判断し、ステップ１１７に進んで予め定められた時間だけ待機する制御を行った後にステップ１１７ａに進んで再び今回のルーチンにおける燃圧Ｐn が第一の最大値Ｐmax Ｉ以上であるか否か、即ちＰn ≧Ｐmax Ｉであるか否かが判別される。ステップ１１７ａにおいてＰn ≧Ｐmax Ｉであると判別された時にはステップ１１８に進んで上流側遮断弁３４が閉弁せしめられる。次いでステップ１１９に進んで第一のカウンタＣＩがカウントアップされる。一方、ステップ１１７ａにおいてＰn ≧Ｐmax Ｉであると判別された時には一時的な圧力上昇であったと判断し、処理を終了する。尚、ステップ１１６においてＰn-1 ≧Ｐmax Ｉであると判別された時には上流側遮断弁３４は既に閉弁せしめられていると判断し、処理を終了する。
【００２８】
次に第一実施例の待機制御を説明する。図３および図４のフローチャートに示すように第一実施例では上流側遮断弁３４または下流側遮断弁３５が実際に開弁または閉弁せしめられる前に次の理由により待機制御が行われる。即ち本実施例では気体の燃料を利用するのでこの気体燃料の圧力は例えばノイズやチャタリング等の外部的要因の影響を受けやすい。このため燃圧は一時的に上昇したり低下したりし易い。そこで本実施例では燃圧が上流側遮断弁３４または下流側遮断弁３５を開弁または閉弁すべき圧力となった時でも或る時間だけ待ってから再びこれら遮断弁３４または３５を開弁または閉弁すべきか否かを判断するようにしている。これによればこれら遮断弁３４または３５を不要に開弁または閉弁することが防止されるので燃圧が不要に変動することが防止され、またこれら遮断弁３４または３５の寿命を延ばすことができる。
【００２９】
次に図５のフローチャートを参照して上記待機制御を説明する。尚、この制御は図３および図４のステップ１０３，１０７，１１３，１１７に適用される。図５を参照すると初めにステップ２００において待機時間を示すタイマｔがカウントアップされる。次いでステップ２０１においてタイマｔが予め定められた値ｔＰを越えたか否か、即ちｔ＞ｔＰであるか否かが判別される。ステップ２０１においてｔ＞ｔＰであると判別された時にはステップ２０２に進んでタイマｔがクリアされ、処理が終了する。一方、ステップ２０１においてｔ≦ｔＰであると判別された時にはステップ２００に戻り、タイマｔがカウントアップされる。この処理はステップ２０１においてｔ＞ｔＰであると判別されるまで繰り返される。
【００３０】
次に本実施例の最小値設定制御を説明する。本実施例では上流側遮断弁３４および下流側遮断弁３５を開弁すべき第一の最小値Ｐmin Ｉおよび第二の最小値Ｐmin IIを内燃機関の運転状態に応じて変動する。即ち本実施例では以下の理由により吸気圧ＰＭが低いほど、且つ機関回転数ＮＥが小さいほど第一の最小値Ｐmin Ｉおよび第二の最小値Ｐmin IIが小さくなるように変更する。即ち吸気圧ＰＭが低い時、そして機関回転数ＮＥが小さい時とは気体燃料供給弁３０から噴射すべき気体燃料の量が少ない時である。また第一の最小値Ｐmin Ｉおよび第二の最小値Ｐmin IIを小さくするということはいったん閉弁せしめられた上流側遮断弁３４および下流側遮断弁３５が開弁せしめられる機会が減少することを意味する。そしてこれら遮断弁３４および３５が開弁せしめられないということはこれら遮断弁３４および３５下流へ新たな気体燃料が供給されないことを意味する。しかしながら上述したように第一の最小値Ｐmin Ｉおよび第二の最小値Ｐmin IIが小さくされるのは噴射すべき気体燃料量が少ない時なので燃圧が相当に低くなるまで新たな気体燃料が供給されなくても内燃機関の運転には影響はない。そして遮断弁３４および３５の開弁または閉弁動作の回数が少なくなるので不要な燃圧の変動の防止および遮断弁の寿命の長期化という観点から好ましい。さらに吸気圧ＰＭが低く、機関回転数ＮＥが小さい時、特にアイドリング運転時では燃圧はノイズやチャタリング等の外的な影響を受けて変動しやすい。従って上記最小値設定制御は燃圧がこのような外的な影響を受けて変動しやすいことに起因する不要な遮断弁の開弁または閉弁を防止するという観点から好ましい。尚、吸気圧ＰＭの代わりに吸気量を用いてもよい。
【００３１】
次に図６のフローチャートを参照して上記最小値設定制御を説明する。図６を参照すると初めにステップ３００において吸気圧ＰＭに基づいて第一の補正係数Ｋ１が算出され、機関回転数ＮＥに基づいて第二の補正係数Ｋ２が算出される。これら第一の補正係数Ｋ１と第二の補正係数Ｋ２とは図７に示したように夫々吸気圧ＰＭ、機関回転数ＮＥの関数としてマップの形で予めＲＯＭ５２に記憶されている。次にステップ３０１においてこれら第一の補正係数Ｋ１と第二の補正係数Ｋ２とに基づいてＰmin Ｉが算出され、次いでステップ３０２において第一の補正係数Ｋ１と第二の補正係数Ｋ２とに基づいてＰmin IIが算出される。
【００３２】
次に本実施例の気体燃料供給装置の異常検出制御を説明する。本実施例では遮断弁３４，３５の開弁回数と閉弁回数とに基づいて気体燃料供給装置の異常を検出する。即ち単位時間当たりの遮断弁３４，３５の開弁回数と閉弁回数との総和が予め定められた値より多い時に気体燃料供給装置が異常であると判定する。即ち単位時間当りの遮断弁３４，３５の開弁回数と閉弁回数との総和が比較的多いということは単位時間当りに燃圧が第一の最大値Ｐmax Ｉまたは第二の最大値Ｐmax IIを越えて大きくなった回数が多いことを意味する。このことはとりもなおさず気体燃料供給装置、特に圧力レギュレータの調圧機能が正常に働いていないことを意味する。従って上述のように遮断弁３４，３５の開弁回数と閉弁回数との総和が予め定められた値より多い時に気体燃料供給装置が異常であると判定することができる。
【００３３】
尚、遮断弁の開弁回数と閉弁回数との総和の代わりに燃圧の変動幅を用いて当該変動幅が予め定められた値より大きくなったときに異常であると判定したり、単位時間当りに燃圧が予め定められた値を越えて変動した回数を用いて当該回数が予め定められた回数より多くなった時に異常であると判定したりしてもよい。次に図８のフローチャートを参照して上記気体燃料供給装置の異常検出を説明する。図８を参照すると初めにステップ４００において上流側遮断弁３４が開弁および閉弁せしめられた回数を示す第一のカウンタＣＩを下流側遮断弁３５が開弁および閉弁せしめられた回数を示す第二のカウンタＣIIとの総和が予め定められた値ＣＰより大きいか否か、即ちＣＩ＋ＣII＞ＣＰであるか否かが判別される。ステップ４００においてＣＩ＋ＣII＞ＣＰであると判別された時にはステップ４０１に進んで警報装置を作動して気体燃料供給装置の異常を知らせる。一方、ステップ４００においてＣＩ＋ＣII≦ＣＰであると判別された時には処理を終了する。尚、第一のカウンタＣＩと第二のカウンタＣIIとは図３および図４に示したルーチンにおいてカウントアップされるカウンタである。
【００３４】
尚、減速運転時に燃料の供給を一時的に停止するタイプの内燃機関においては上流側遮断弁または下流側遮断弁が閉弁せしめられているときには燃料の供給を一時的に停止すべきときであっても上流側遮断弁および下流側遮断弁が開弁するまで燃料の供給を続ける。
次に第一実施例よりも簡便な例としての第二実施例を図９を参照して説明する。即ち第一実施例では開弁または閉弁すべき最大値または最小値は上流側遮断弁３４および下流側遮断弁３５の夫々に対して与えられる。しかしながら第二実施例では開弁または閉弁すべき最大値または最小値は上流側遮断弁３４と下流側遮断弁３５とで共通とする。こうすることにより例えば図９に示したように時刻ｔ13において燃圧Ｐが上昇し、時刻ｔ14において共通の最大値Ｐmax を越えると、予め定められた時間だけ待機した後に上流側遮断弁３４と下流側遮断弁３５とが同時に閉弁せしめられる。ところが実際には図９に示したように上流側遮断弁３４は高圧環境下で閉弁せしめられるため下流側遮断弁３５よりも閉弁が遅くなる。このため時刻ｔ15において初めに下流側遮断弁３５が閉弁し、この時から燃圧Ｐが低下し始め、次いで時刻ｔ16において上流側遮断弁３４が閉弁する。その後、燃圧Ｐが低下し続け、共通の最小値Ｐmin より低くなると、予め定められた時間だけ待機した後に上流側遮断弁３４と下流側遮断弁３５とが開弁せしめられる。このとき上述したのと同様の理由により、初めに時刻ｔ18において下流側遮断弁３５が開弁し、この時に一時的ではあるが燃圧の低下が止まり、次いで時刻ｔ19において上流側遮断弁３４が開弁する。
【００３５】
次に図１０のフローチャートを参照して上記第二実施例における遮断弁の開閉弁の制御を説明する。図１０を参照すると初めにステップ５００において今回のルーチンにおける燃圧Ｐn が最小値Ｐmin より大きいか否か、即ちＰn ＞Ｐmin であるか否かが判別される。ステップ５００においてＰn ＞Ｐmin であると判別された時にはステップ５０１に進む。一方、ステップ５００においてＰn ≦Ｐmin であると判別された時にはステップ５０２に進んで前回のルーチンにおける燃圧Ｐn-1 が最小値Ｐmin より大きいか、即ちＰn-1 ＞Ｐmin であるか否かが判別される。ステップ５０２においてＰn-1 ＞Ｐmin であると判別された時には燃圧Ｐが今回のルーチンにおいて初めて最小値Ｐmin より小さくなったと判断し、ステップ５０３に進んで予め定められた時間だけ待機する制御を行った後にステップ５０３ａに進んで再び今回のルーチンにおける燃圧Ｐn が最小値Ｐmin 以下であるか否か、即ちＰn ≦Ｐmin であるか否かが判別される。ステップ５０３ａにおいてＰn ≦Ｐmin であると判別された時にはステップ５０４に進んで上流側遮断弁３４および下流側遮断弁３５が開弁せしめられる。次いでステップ５０５に進んで上流側遮断弁３４が開弁または閉弁せしめられた回数を示す第一のカウンタＣＩと、下流側遮断弁３５が開弁または閉弁せしめられた回数を示す第二のカウンタＣIIとがカウントアップされる。一方、ステップ５０３ａにおいてＰn ＞Ｐmin であると判別された時には一時的な圧力低下であったと判断し、処理を終了する。尚、ステップ５０２においてＰn-1 ≦Ｐmin であると判別された時には上流側遮断弁３４および下流側遮断弁３５は既に開弁せしめられていると判断し、処理を終了する。
【００３６】
ステップ５０１では今回のルーチンにおける燃圧Ｐn が最大値Ｐmax より小さいか否か、即ちＰn ＜Ｐmax であるか否かが判別される。ステップ５０１においてＰn ＜Ｐmax であると判別された時には処理を終了する。一方、ステップ５０１においてＰn ≧Ｐmax であると判別された時にはステップ５０６に進んで前回のルーチンにおける燃圧Ｐn-1 が最大値Ｐmax より小さいか、即ちＰn-1 ＜Ｐmax であるか否かが判別される。ステップ５０６においてＰn-1 ＜Ｐmax であると判別された時には燃圧Ｐが今回のルーチンにおいて初めて最大値Ｐmax より大きくなったと判断し、ステップ５０７に進んで予め定められた時間だけ待機する制御を行った後にステップ５０７ａに進んで再び今回のルーチンにおける燃圧Ｐn が最大値Ｐmax 以上であるか否か、即ちＰn ≧Ｐmax であるか否かが判別される。ステップ５０７ａにおいてＰn ≧Ｐmax であると判別された時にはステップ５０８に進んで上流側遮断弁３４および下流側遮断弁３５が閉弁せしめられる。次いでステップ５０９に進んで第一のカウンタＣＩと第二のカウンタＣIIとがカウントアップされる。一方、ステップ５０７ａにおいてＰn ≧Ｐmax であると判別された時には一時的な圧力上昇であったと判断し、処理を終了する。尚、ステップ５０６においてＰn-1 ≧Ｐmax であると判別された時には上流側遮断弁３４および下流側遮断弁３５は既に閉弁せしめられていると判断し、処理を終了する。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、気体燃料供給手段の損傷が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施例の気体燃料供給装置を備えた内燃機関を示す図である。
【図２】第一実施例の遮断弁の開弁および閉弁制御を説明するためのタイムチャートである。
【図３】第一実施例の遮断弁制御のフローチャートの一部である。
【図４】第一実施例の遮断弁制御を示すフローチャートである。
【図５】第一実施例の待機制御を示すフローチャートである。
【図６】第一実施例の最小値設定制御を示すフローチャートである。
【図７】第一および第二の補正係数を算出するためのマップである。
【図８】第一実施例の異常検出を示すフローチャートである。
【図９】第二実施例の遮断弁の開弁および閉弁制御を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】第二実施例の遮断弁制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１…機関本体
３０…気体燃料供給弁
３１…燃料通路
３２…気体燃料タンク
３３…圧力レギュレータ
３４…上流側遮断弁
３５…下流側遮断弁
３８…下流側圧力センサ
【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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【図６】
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【図７】
0003675213.tif 000008
【図８】
0003675213.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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