(57)【要約】【課題】燃料噴射弁に異常電流が流れた場合には、燃料噴射弁に通電される駆動電流を自動的に遮断し、また、燃料噴射弁に何らかの異常が発生した場合には、燃料噴射弁に供給されるＬＰＧ燃料を自動的に遮断するようにした燃料噴射弁の保護装置を提供する。【解決手段】燃料噴射弁２の駆動電流供給線７の途中に可溶式電流ヒューズ８を挿入するととともに、電子制御装置４内には燃料噴射弁駆動回路３から送り返されてくる駆動電流のチェック信号ＣＨＫを監視することにより、燃料噴射弁２の異常を検出する異常診断プログラム４１を内蔵し、規定以上の駆動電流が流れた時は可溶性ヒューズ８を溶断し、異常診断プログラム４１によって燃料噴射弁２の異常が検出された時は、ＬＰＧボンベ５とベーパライザー６間を結ぶＬＰＧ供給ラインに接続された燃料遮断弁９を遮断し、ＬＰＧ燃料を停止するようにした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＰＧボンベから送給される液化ＬＰＧをベーパライザーで気化し、所定圧力のＬＰＧガスに変換してＬＰＧ燃料噴射弁に供給するとともに、電子制御装置によって燃料噴射弁駆動回路を制御することにより、燃料噴射弁駆動回路から燃料噴射弁に駆動電流を通電し、該駆動電流によって燃料噴射弁の燃料噴射口を開閉制御することにより、ＬＰＧ燃料を吸気マニホールド内へ噴射するようにしたＬＰＧ噴射式エンジンにおいて、
前記燃料噴射弁駆動回路と燃料噴射弁との間を結ぶ駆動電流供給線の途中に可溶式電流ヒューズを挿入するととともに、前記電子制御装置内には燃料噴射弁駆動回路から送り返されてくる駆動電流のチェック信号を監視することにより、燃料噴射弁の異常を検出する異常診断プログラムを内蔵し、
燃料噴射弁に規定以上の駆動電流が流れた時に、前記可溶性ヒューズが溶断して燃料噴射弁への駆動電流を遮断し、また、前記電子制御装置の異常診断プログラムによって燃料噴射弁の異常が検出された時は、前記ＬＰＧボンベとベーパライザー間を結ぶＬＰＧ供給ラインに接続された燃料遮断弁を遮断してＬＰＧ燃料の供給を停止することによってエンジンを停止させるとともに、電子制御装置から燃料噴射弁駆動回路への制御信号を停止して燃料噴射弁の駆動も停止させるようにしたことを特徴とするＬＰＧ噴射式エンジンの燃料噴射弁保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＰＧを燃料とする噴射式エンジンにおいて、燃料噴射弁に過大な駆動電流が流れたり、何らかの異常が発生した時に、燃料噴射弁を保護するための燃料噴射弁保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＬＰＧ噴射式エンジンでは、燃料噴射弁には異常電流の保護手段や保護機構は何ら設けられていなかった。このため、燃料噴射弁に過大電流などの異常電流が流れたり、何らかの異常が発生した場合、燃料噴射弁を保護することができなかった。一般に、ＬＰＧ噴射式エンジンの燃料噴射弁は、コイルの発生する磁力でニードル弁を引き付け、燃料噴射口を開くことにより、燃料噴射口からＬＰＧ燃料を吸気マニホールド内に噴射しているが、コイルに過大な電流が流れたような場合、コイルが異常発熱し、コイルの巻かれたボビンなどの樹脂製部品に損傷を与える恐れがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、ＬＰＧ噴射式エンジンにおいて、燃料噴射弁に異常電流が流れた場合には、燃料噴射弁に通電される駆動電流を自動的に遮断し、また、燃料噴射弁に何らかの異常が発生した場合には、燃料噴射弁に供給されるＬＰＧ燃料を自動的に遮断してエンジンを停止させるとともに、電子制御装置からの制御信号も停止させるようにした燃料噴射弁の保護装置を提供することを課題とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の燃料噴射弁保護装置は、ＬＰＧボンベから送給される液化ＬＰＧをベーパライザーで気化し、所定圧力のＬＰＧガスに変換してＬＰＧ燃料噴射弁に供給するとともに、電子制御装置によって燃料噴射弁駆動回路を制御することにより、燃料噴射弁駆動回路から燃料噴射弁に駆動電流を通電し、該駆動電流によって燃料噴射弁の燃料噴射口を開閉制御することにより、ＬＰＧ燃料を吸気マニホールド内へ噴射するようにしたＬＰＧ噴射式エンジンにおいて、前記燃料噴射弁駆動回路と燃料噴射弁との間を結ぶ駆動電流供給線の途中に可溶式電流ヒューズを挿入するととともに、前記電子制御装置内には燃料噴射弁駆動回路から送り返されてくる駆動電流のチェック信号を監視することにより、燃料噴射弁の異常を検出する異常診断プログラムを内蔵し、燃料噴射弁に規定以上の駆動電流が流れた時に、前記可溶性ヒューズが溶断して燃料噴射弁への駆動電流を遮断し、また、前記電子制御装置の異常診断プログラムによって燃料噴射弁の異常が検出された時は、前記ＬＰＧボンベとベーパライザー間を結ぶＬＰＧ供給ラインに接続された燃料遮断弁を遮断してＬＰＧ燃料の供給を停止することによってエンジンを停止させるとともに、電子制御装置から燃料噴射弁駆動回路への制御信号を停止して燃料噴射弁の駆動も停止させるようにしたものである。
【０００５】
このような構成とした場合、燃料噴射弁に過大電流が流れた時は、可溶式電流ヒューズが溶断して燃料噴射弁に流れる駆動電流を遮断し、また、燃料噴射弁に何らかの異常が発生した時は、電子制御装置に内蔵された異常診断プログラムによってＬＰＧ燃料を遮断するとともに、燃料噴射弁の駆動電流も停止させることができ、燃料噴射弁をハードウェア的な可溶式電流ヒューズとソフトウェア的な異常診断プログラムによって二重に保護することができる。このため、燃料噴射弁の異常加熱などによる内部部品の損傷などを確実に防止することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１および図２に本発明の第１の実施の形態を示す。図１は燃料噴射弁保護装置の全体構成を示すブロック図、図２は燃料噴射弁の構造を示す一部拡大断面図である。
【０００７】
図１において、１はＬＰＧエンジンの吸気マニホールド、２は吸気マニホールド１の適宜位置に設けられた燃料噴射弁、３は燃料噴射弁２の開閉動作を駆動する燃料噴射弁駆動回路、４はエンジン全体の制御を司る電子制御装置（ＥＣＭ）、５はＬＰＧボンベ、６は液化ＬＰＧを所定圧力のＬＰＧガスに変換し、燃料噴射弁２に送給するベーパライザーである。
【０００８】
前記燃料噴射弁２は、図２にその詳細を示すように、コイル２１を巻かれたつば付き円筒状のボビン２２の内部中心位置に鉄心（ヨーク）２３が固定配置されており、この鉄心２３の下端面（図において）と所定の間隙を置いて、弁体２４が向き合うように対向配置されている。この弁体２４は、円板状をした板ばね２５の中心位置に取り付けられており、円盤状をした板ばね２５は、その周縁部を上側の固定部材２６と下側の噴射ノズル部材２７の間に気密に挟まれて固定されており、弁体２４は板ばね２５の弾性によって上下動可能とされている。
【０００９】
下側の噴射ノズル部材２７には、周縁のつば部部分にベーパライザー６から送られてくるＬＰＧ燃料を供給するための燃料供給口２８が形成されているとともに、その中心位置には燃料供給口２８から供給されたＬＰＧ燃料を吸気マニホールド１内へ噴射するための燃料噴射口２９が形成されている。そして、この燃料噴射口２９の上部位置には、弁体２４と対向させて弁座３０が固定配置されている。弁体２５は、燃料噴射弁２が作動していない状態において弁座３０に気密に接しており、燃料供給口２８から供給されたＬＰＧ燃料が燃料噴射口２９側に送られることがないようにされている。なお、３１はケース（外筒）、３２，３３は気密保持のためのＯリング、３４は駆動電流供給線７の引き込み口を塞ぐゴムブッシュである。
【００１０】
上記したＬＰＧボンベ５、ベーパライザー６、燃料噴射弁２、燃料噴射弁駆動回路３、電子制御装置４から構成される機構は、従来公知の燃料供給系を構成している。本発明は、このような従来公知の燃料供給系において、燃料噴射弁２に駆動電流を供給する駆動電流供給線７の途中に可溶式電流ヒューズ８を接続するとともに、電子制御装置４には異常診断プログラム４１を内蔵させたもので、燃料噴射弁２に規定以上の過大な駆動電流が流れた時は、可溶式電流ヒューズ８を溶断させて駆動電流を遮断するとともに、異常診断プログラム４１によって燃料噴射弁の何らかの異常を検出した時は、燃料遮断弁９を遮断して燃料噴射弁２へのＬＰＧ燃料の供給を停止するようにしたものである。
【００１１】
次に、上記構成になる燃料噴射弁保護装置の動作を説明する。
まず、可溶式電流ヒューズ８による駆動電流の遮断動作について説明する。
いま何らかの原因により、駆動電流供給線７を流れる駆動電流が増大し、可溶式電流ヒューズ８の溶断設定電流値を超えるような過大な電流になると、可溶式電流ヒューズが溶断して駆動電流供給線７を切断し、燃料噴射弁２の駆動電流を自動的に遮断する。
【００１２】
燃料噴射弁２の駆動電流が遮断されると、過大電流によるコイル２１の発熱が回避される。これによって、燃料噴射弁２内部の温度上昇が抑えられ、燃料噴射弁２の内部部品、例えば樹脂製になるボビン２２の溶融などを防ぐことができる。また、駆動電流供給線７が切断されると、コイル２１による磁力も無くなるので、弁体２４は板ばね２５の復帰力によって下方へ移動して弁座３０に密着し、燃料噴射口２９を閉鎖する。これにより、ＬＰＧ燃料の噴射も停止される。
【００１３】
次に、図３の波形図を参照して、電子制御装置４に内蔵された異常診断プログラム４１による燃料噴射弁の異常発生の診断動作について説明する。
通常、電子制御装置４から燃料噴射弁駆動回路３に向けて、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すようなＴｉ信号，Ｔｉｐ信号，ＰＷＭ信号という３種類の制御信号が所定のタイミングで送られており、燃料噴射弁駆動回路３は、この３種類の制御信号を用いて（ｄ）に示すようなＯＮ／ＯＦＦ制御信号を生成する。そして、燃料噴射弁駆動回路３は、この生成したＯＮ／ＯＦＦ制御信号を用いて、駆動電流供給線７に接続されている駆動電源をＯＮ／ＯＦＦ制御し、（ｅ）に示すような波形からなる駆動電流を燃料噴射弁２のコイル２１に通電する。
【００１４】
コイル２１に（ｅ）のような波形の駆動電圧を印加すると、コイルの発生する磁界によって鉄心２３が電磁石化し、弁体２４を吸引して弁座３０から引き離す。弁体２４が弁座３０から引き離されると、ベーパライザー６から送られてくるＬＰＧ燃料が弁座３０部分の隙間を通って燃料噴射口２９へ送られ、、吸気ホールド１内に噴射される。
【００１５】
なお、燃料噴射弁２に、（ｅ）に示すような波形の駆動電圧を印加する理由は、次の通りである。弁座３０に密着している弁体２４をコイル２１の発生する磁力によって鉄心２３の下端面に吸引するには、極めて大きな磁力、すなわち極めて大きな駆動電流が必要である。一方、一旦鉄心２３に吸着された後は、吸着状態を保持するだけの小さな駆動電流を流せば十分である。そこで、（ｅ）に示すように、駆動開始時には駆動電圧を一定時間流し続けて弁体２４を吸着し、吸着後は吸着保持に必要な小さな電流とするために、所定のデューティ比でＯＮ／ＯＦＦされるＰＷＭ信号形式の駆動電圧としたものである。このようにＰＷＭ信号形式の駆動電圧とすることにより、駆動電流の平均値をＯＮ／ＯＦＦ時間の比率に従って変えることができる。
【００１６】
燃料噴射弁駆動回路３は、上記のような駆動電圧によって燃料噴射弁２を駆動するとともに、コイル２１に印可される電圧に応じて（ｆ）に示すようなチェック信号ＣＨＫを作成し、電子制御装置４へと送り返す。このチェック信号ＣＨＫは、（ｅ）示す駆動電圧のＰＷＭ信号波形の幅に相当する信号である。
【００１７】
チェック信号ＣＨＫを受け取った電子制御装置４は、内蔵した異常診断プログラム４１によってチェック信号ＣＨＫの長さやタイミング位置をＴｉ信号やＴｉｐ信号と比較照合し、指示通りの波形からなる駆動電圧が印加されているか否かを診断する。指示通りの波形からなる駆動電圧が印加されていると判定した場合には、ＬＰＧ燃料の噴射制御を続行する。一方、駆動電圧の波形が指示通りのものでない場合には、燃料噴射弁２に何らかの障害が発生したものと判定する。
【００１８】
例えば、図３の波形図中、駆動電圧（ｅ）の後半部分に描いたように、駆動電圧中にＰＷＭ信号形式のＯＮ／ＯＦＦ部分がわずかしか存在しないような場合、弁体２４が鉄心２３に吸着された後もコイル２１には保持電流よりもかなり大きな駆動電流が相当の間流れ続けていることを意味している。このため、このまま燃料噴射を継続すると、コイル２１の発熱によって燃料噴射弁２の内部が異常に高温となり、例えばコイル２１を巻いた樹脂製のボビン２２が溶融するおそれもある。このような駆動電圧が印加されている場合、（ｅ）に示すように駆動電圧中にはＰＷＭ信号形式の部分がわずかに存在刷るだけであるため、チェック信号ＣＨＫは（ｆ）に示すようにわずかに発生するだけとなる。したがって、このチェック信号ＣＨＫを電子制御装置４においてＴｉ信号およびＴｉｐ信号と比較照合すれば、燃料噴射弁２に異常が発生していることを検出することができる。
【００１９】
また、図示は略すが、例えば、燃料噴射弁２に印可される駆動電圧がＰＷＭ信号形式の波形だけからなる場合には、全区間にわたって弁体２４の吸着保持に必要なだけの小電流しか流れておらず、吸着開始時の電流が不足して弁体２４が鉄心２３に吸着されていないおそれがある。このような波形の駆動電電圧が印加されているような場合には、燃料噴射時間の全幅にわたってチェック信号ＣＨＫが発生し続けるので、Ｔｉ信号およびＴｉｐ信号と比較照合することにより、燃料噴射弁２に異常が発生していることを検出することができる。このように、チェック信号ＣＨＫをＴｉ信号およびＴｉｐ信号と比較照合することにより、燃料噴射弁２に発生する様々な異常をソフトウェア的に検出することができる。
【００２０】
上記のようにして、電子制御装置４に内蔵した異常診断プログラム４１によって、燃料噴射弁２に何らかの異常が発生したと判定されると、電子制御装置４はＬＰＧボンベ５とベーパライザー６との間に接続されている燃料遮断弁９に制御信号を送り、燃料遮断弁９を遮断してＬＰＧ燃料の供給を停止し、エンジンを停止させるとともに、電子制御装置から燃料噴射弁駆動回路３への制御信号も停止してエンジンを停止させることにより、燃料噴射弁２を異常発生から保護する。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の燃料噴射弁保護装置は、可溶式電流ヒューズによる機械的な安全手段と、電子制御装置に内蔵した異常診断プログラムによるソフトウェア的な安全手段によって燃料噴射弁を二重に保護するようにしたので、異常発熱などによる燃料噴射弁の損傷などを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料噴射弁保護装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】燃料噴射弁の構造を示す一部拡大断面図である。
【図３】電子制御装置に内蔵された異常診断プログラムによる燃料噴射弁の異常発生の診断動作説明のための波形図である。
【符号の説明】
１    吸気マニホールド
２    燃料噴射弁
３    燃料噴射弁駆動回路
４    電子制御装置（ＥＣＭ）
５    ＬＰＧボンベ
６    ベーパライザー
７    駆動電流供給線
８    可溶式電流ヒューズ
９    燃料遮断弁
２１  コイル
２２  ボビン
２３  鉄心
２４  弁体
２５  円板状の板ばね
２８  燃料供給口
２９  燃料噴出口
３０  弁座
４１  異常診断プログラム
【図１】
2004360633.tif 000003
【図２】
2004360633.tif 000004
【図３】
2004360633.tif 000005