(57)【要約】    【課題】  燃料噴射弁の固着解除処理を適切に実行し、始動性の悪化を回避しつつ、燃料噴射弁の固着状態を確実に解消することができる気体燃料内燃機関の制御装置を提供する。    【解決手段】  機関の始動開始直後に、燃料噴射弁６の駆動コイルに供給するピーク電流ＩＰを増加させるとともにピーク電流ＩＰを持続する時間を長くすることにより、燃料噴射弁の固着（凍結）状態を解除する処理を実行する（Ｓ１５）。固着解除処理実行直後にタイマＴＭＲ２を所定時間Ｔ２にセットしてスタートさせ（Ｓ１６）、所定時間Ｔ２経過前は再度固着解除処理を実行しないようにする（Ｓ１４）。【選択図】  図３
2007303392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁を備えた気体燃料内燃機関の制御装置において、
所定条件が成立するときに前記燃料噴射弁に電力を供給して、前記燃料噴射弁の固着を解除する固着解除手段と、
該固着解除手段の作動後、所定時間内は前記固着解除手段の作動を禁止する作動禁止手段とを備えることを特徴とする気体燃料内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射弁を備える気体燃料内燃機関の制御装置に関し、特に気体燃料内燃機関の始動時に、燃料噴射弁の固着を解除するために、燃料噴射弁に電力を供給する固着解除処理を行う制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射弁により気体燃料、例えば圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を供給する内燃機関では、燃料中に含まれる圧縮時のコンプレッサのオイル分や水分により燃料噴射弁が凍結（固着）して機関の始動性が悪化する場合がある。この点を考慮して特許文献１には、燃料噴射弁の張り付き力を検出し、検出した張り付き力に応じて燃料噴射弁に供給する電流のピーク値を増加させる固着解除処理を行うようにした燃料供給制御装置が示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４４８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の燃料供給制御装置では、機関の始動開始直後に固着解除処理が実行される。そのため、機関始動後すぐにイグニッションスイッチをオフし、再度始動した場合には、既に燃料噴射弁の固着状態は解除されているにもかかわらず、機関温度等は変化していないため、再度固着解除処理が実行される。そのため、燃料噴射弁の開弁時間が長くなって燃料噴射量が増加し、始動性が悪化することがあった。
【０００５】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、燃料噴射弁の固着解除処理を適切に実行し、始動性の悪化を回避しつつ、燃料噴射弁の固着状態を確実に解消することができる気体燃料内燃機関の制御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】
【０００６】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、燃料噴射弁を備えた気体燃料内燃機関の制御装置において、所定条件が成立するときに前記燃料噴射弁に電力を供給して、前記燃料噴射弁の固着を解除する固着解除手段と、該固着解除手段の作動後、所定時間内は前記固着解除手段の作動を禁止する作動禁止手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、所定条件が成立するときに燃料噴射弁に電力を供給することによる固着解除処理が実行され、１度固着解除処理が実行された後所定時間内は固着解除処理が再度実行されないように制御される。例えば始動後すぐにイグニッションスイッチをオフし、直ちに再始動したような場合でも、固着解除処理は実行されない。したがって、燃料噴射弁の開弁時間が長くなり過ぎて始動性を悪化させることを防止することができる。また、所定時間経過後は、固着解除処理が行われるので、機関停止時間が長くなって固着状態が発生した場合には、その固着状態を確実に解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる気体燃料内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。内燃機関（以下「エンジン」という）１は、気体燃料、例えば圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を燃料とする４気筒のエンジンであり、エンジン１の吸気管２には、スロットル弁３が設けられている。スロットル弁３にはスロットル弁開度ＴＨを検出するスロットル弁開度センサ１２が連結されており、スロットル弁開度ＴＨに応じた検出信号を電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に供給する。
【０００９】
燃料噴射弁６は、吸気管２の途中であってエンジン１とスロットル弁３との間の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられている。燃料噴射弁６には、図示しない調圧装置により調圧された天然ガスが供給される。
燃料噴射弁６はＥＣＵ５に電気的に接続され、該ＥＣＵ５からの信号により開弁時期及び開弁時間が制御される。吸気管２のスロットル弁３の下流側には吸気圧ＰＢＡを検出する吸気圧センサ１３、及び吸気温ＴＡを検出する吸気温センサ１４が装着されている。さらに燃料噴射弁６に供給される燃料の温度ＴＦを検出する燃料温度センサ１７が設けられている。これらのセンサの検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。
【００１０】
エンジン１の図示しないクランク軸周囲にはエンジン回転数（エンジン回転速度）を検出するエンジン回転数センサ１５が取付けられている。エンジン回転数センサ１５はエンジン１のクランク軸の１８０度回転毎に所定のクランク角度位置でパルス（ＴＤＣパルス）を出力し、ＥＣＵ５に供給する。エンジン１の本体にはエンジン冷却水温ＴＷを検出するエンジン冷却水温センサ１６が装着されており、その検出信号はＥＣＵ５に供給される。
【００１１】
ＥＣＵ５にはイグニッションスイッチ２１、及び燃料噴射弁６に駆動電力を供給するバッテリ（図示せず）の出力電圧ＶＢを検出するバッテリ電圧センサ２２が接続されており、イグニッションスイッチ２１の切換信号及びバッテリ電圧センサ２２の検出信号がＥＣＵ５に供給される。
【００１２】
ＥＣＵ５は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」という）、該ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路、前記燃料噴射弁６に駆動信号を供給する出力回路等から構成される。
【００１３】
ＥＣＵ５のＣＰＵは、上述したセンサの検出信号に基づいて、燃料噴射時間ＴＯＵＴを算出し、燃料噴射時間ＴＯＵＴに応じた燃料噴射弁６の駆動信号を出力する。さらに、ＥＣＵ５のＣＰＵは、以下に説明するようにエンジン１の始動開始直後に、燃料噴射弁６の固着解除処理を実行する。
【００１４】
図２は、燃料噴射弁６の固着解除処理の手法を説明するためのタイムチャートである。同図（ａ）は、燃料噴射弁６の駆動タイミングを示すパルスを示し、同図（ｂ）は燃料噴射弁６の駆動コイルに流れる通常時の電流波形を示し、同図（ｃ）は、固着解除処理を行うときの電流波形を示す。このように通常時に比べて、ピーク電流ＩＰを増加させるとともに、ピーク電流ＩＰの持続時間が長くなるように制御することにより、固着解除処理が行われる。
【００１５】
図３は、固着解除処理を実行するメインルーチンのフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５のＣＰＵで所定時間（例えば１０ミリ秒）毎に実行される。この処理は、エンジン１の始動用の燃料噴射制御とは別に実行される。
ステップＳ１１ではイグニッションスイッチがオンされているか否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、第１タイマＴＭＲ１を第１所定時間Ｔ１（例えば３分）にセットしてスタートさせる（ステップＳ１２）。ステップＳ１３では、エンジン回転数ＮＥが所定下限回転数ＮＥＬ（例えば３００ｒｐｍ）より低いか否かを判別する。エンジン１の始動開始直後は、この答は肯定（ＹＥＳ）であるので、ステップＳ１４に進み、後述するステップＳ１６でスタートされる第２タイマＴＭＲ２の値が「０」であるか否かを判別する。最初はこの答は肯定（ＹＥＳ）であるので、図４に示す固着解除処理を実行する（ステップＳ１５）。その後、第２タイマＴＭＲ２を第２所定時間Ｔ２（例えば１〜２分）にセットしてスタートさせ（ステップＳ１６）、本処理を終了する。
【００１６】
ステップＳ１３またはＳ１４の答が否定（ＮＯ）であるとき、すなわちＮＥ≧ＮＥＬであるときまたはＴＭＲ２＞０であるときは、固着解除処理を実行することなく、本処理を終了する。
ステップＳ１１の答が否定（ＮＯ）、すなわちイグニッションスイッチ２１がオフであるときは、ステップＳ１７に進み、図５に示すセルフシャットダウン処理を実行する。
【００１７】
図４は、図３のステップＳ１５で実行される固着解除処理のフローチャートである。
ステップＳ２１では、所定の実行条件が成立するか否かを判別する。例えば、吸気温ＴＡまたはエンジン冷却水温ＴＷが０℃以下であるとき、または燃料温度ＴＦが０℃以下であるとき、所定実行条件が成立する。ステップＳ２１の答が否定（ＮＯ）であるときは直ちに本処理を終了する。
【００１８】
所定実行条件が成立するときは、燃料噴射弁６の駆動時間ＴＤ及び駆動コイルの通電量ＩＤの設定を行う（ステップＳ２２）。具体的には、吸気温ＴＡ、エンジン冷却水温ＴＷ、燃料温度ＴＦなどに応じて固着力ＦＳＴＫを算出する。吸気温ＴＡまたはエンジン冷却水温ＴＷが低いほど、あるいは燃料温度ＴＦが低いほど、燃料噴射弁６の固着力ＦＳＴＫはより大きな値に設定される。さらに固着力ＦＳＴＫ及びバッテリ電圧ＶＢに応じて無効時間ＴＳＤを算出し、予め決められている駆動時間ＴＳＴに無効時間ＴＳＤを加算することにより、駆動時間ＴＤが算出される。また、通電量ＩＤは、図２で説明したように通常時よりピーク電流ＩＰを増加させるとともに、ピーク電流ＩＰの持続時間が長くなるように設定される。
【００１９】
ステップＳ２３では、算出された駆動時間ＴＤ及び通電量ＩＤに応じた駆動信号により燃料噴射弁６の駆動が行われる。燃料噴射弁６の駆動は、全気筒一斉に実行される。このとき、ピーク電流ＩＰを確実に確保するために、スタータ（図示せず）への通電を停止させるようにしてもよい。
【００２０】
図５は、図３のステップＳ１７で実行されるセルフシャットダウン処理のフローチャートである。
ステップＳ３１では、故障診断などイグニッションスイッチ２１がオフされた直後に実行すべき処理をすべて終了したか否かを判別する。その答が否定（ＮＯ）である間は直ちに本処理を終了する。ステップＳ３１の答が肯定（ＹＥＳ）となると、図３のステップＳ１２でスタートした第１タイマＴＭＲ１の値が「０」であるか否かを判別する（ステップＳ３２）。最初はこの答は否定（ＮＯ）であるので、直ちに本処理を終了する。
【００２１】
ステップＳ３２の答が肯定（ＹＥＳ）となると、ＥＣＵ５の電源をオフし（ステップＳ３３）、本処理を終了する。
【００２２】
以上のように本実施形態では、イグニッションスイッチ２１がオフされた後も、第１所定時間Ｔ１が経過するまでは、ＥＣＵ５のオン状態が維持されて必要な処理が実行される。その間に再度イグニッションスイッチ２１がオンされても、第２タイマＴＭＲ２の値が「０」となっていないとき、すなわち固着処理実行後第２所定時間Ｔ２が経過していないときは、固着処理が再実行されない。したがって、燃料噴射弁６の開弁時間が長くなり過ぎて始動性を悪化させることを防止することができる。また、第２所定時間Ｔ２経過後は、固着解除処理が行われるので、エンジン停止時間が長くなって固着状態が発生した場合には、その固着状態を確実に解消することができる。
【００２３】
第１所定時間Ｔ１は第２所定時間Ｔ２より長く設定されているので、第２タイマＴＭＲ２の値が「０」となった後にＥＣＵ５の電源がオフされる。したがって、ＥＣＵ５の電源がオフされたときは、次の始動時には固着解除処理が確実に実行される。
【００２４】
本実施形態では、ＥＣＵ５が固着解除手段及び作動禁止手段を構成する。具体的には、図３のステップＳ１５が固着解除手段に相当し、ステップＳ１４及びＳ１６が作動禁止手段に相当する。
【００２５】
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、燃料噴射弁６の固着解除処理は、始動用の燃料噴射とは別に実行するようにしたが、始動用の燃料噴射時に、燃料噴射弁６の開弁時間及びコイルの通電量を、上述した固着解除を考慮した値に設定することにより、始動用の燃料噴射制御と固着解除処理とを同時に実行するようにしてもよい。また、第１タイマＴＭＲ１を削除し、図５のステップＳ３２で第２タイマＴＭＲ２の値が「０」であるか否かを判別し、「０」である場合に、ＥＣＵ電源をオフするようにしてもよい。
【００２６】
また本発明は、ＣＮＧだけでなく、他の気体燃料、例えば水素などを燃料とする内燃機関の制御にも適用可能である。さらにクランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどの制御にも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。
【図２】燃料噴射弁の固着解除処理を説明するためのタイムチャートである。
【図３】燃料噴射弁の固着解除処理を実行するメインルーチンのフローチャートである。
【図４】図３の処理で実行される固着解除処理のフローチャートである。
【図５】図３の処理で実行されるセルフシャットダウン処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００２８】
１  内燃機関
５  電子制御ユニット（固着解除手段、作動禁止手段）
６  燃料噴射弁
【図１】
2007303392.tif 000003
【図２】
2007303392.tif 000004
【図３】
2007303392.tif 000005
【図４】
2007303392.tif 000006
【図５】
2007303392.tif 000007