JP2013104343A - 燃料遮断弁診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガス燃料を燃料とするエンジンにあって、ガス燃料の遮断に用いられる遮断弁の弁状態をより適切に診断することのできる燃料遮断弁診断装置を提供する。
【解決手段】燃料遮断弁診断装置は、燃料タンクからエンジンへのガス燃料の供給を弁の開閉により許可又は禁止する遮断弁の弁機能を、燃料タンクとエンジンとの間に設けられた圧力センサにより検出される燃料圧力に基づいて診断する。燃料遮断弁診断装置は、エンジンの運転中に遮断弁を閉弁するとともに、遮断弁を閉弁したときからエンジンに噴射供給されるガス燃料の累積燃料消費量Ｆ１を監視し、ガス燃料の累積燃料消費量Ｆ１の累積値が所定値としての消費量閾値ＦＴに達することを条件に遮断弁の弁機能を診断する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ガス燃料などを燃料とするエンジンへの燃料の供給を遮断する燃料遮断弁の弁状態を診断する燃料遮断弁診断装置に関する。

従来より、ガス燃料であるＣＮＧ（圧縮天然ガス）を燃料とする車両用エンジンには、燃料タンク内のガス燃料を適切な圧力にして燃料噴射弁であるインジェクタが接続されたデリバリパイプに供給する燃料供給装置が設けられている。そして通常、この燃料供給装置は、デリバリパイプに対するガス燃料の供給圧を調整するプレッシャレギュレータや、燃料タンクからの燃料供給を停止する燃料遮断弁（遮断弁）等が、燃料タンクとデリバリパイプとの間を結ぶ配管に設けられている。ここで、遮断弁は、エンジン停止時や燃料供給系の異常時などに閉弁して燃料供給を強制停止させる弁であり、弁固着などにより閉弁不良が生じるようなことがあると、ガス燃料の強制停止に不都合が生じかねない。ただし、遮断弁にこのような閉弁不良が生じているような場合であっても、燃料圧力がプレッシャレギュレータにより適切に調整されている状態であれば、こうした閉弁不良の判断自体が困難となることも多い。こうしたことから、遮断弁の弁状態を診断する装置として、例えば特許文献１に記載の装置が提案されている。

特許文献１に記載の装置は、上述のような燃料供給装置にあって、遮断弁の弁状態を診断するため、エンジンの運転中に遮断弁を閉じるとともに、遮断弁を閉じた後、所定の診断時間内における配管内の燃料圧力の低下量を検出する。そして、検出された燃料圧力の低下量が所定の基準値を超えた場合、遮断弁が正常に閉弁していると判断する一方、燃料圧力の低下量が所定の基準値以下の場合、遮断弁に閉弁不良が生じていると判断する。こうして遮断弁の弁状態の良否が診断される。

特許第３８５９９２５号公報

特許文献１に記載の装置によれば、確かに遮断弁の閉弁不良を診断できるようにはなる。ただし、エンジンの燃料消費量は負荷の状況などによって変動するため、遮断弁を所定の診断時間の間だけ閉弁する同装置による診断にはいくつか注意すべき点もある。例えば、エンジンの燃料消費量が多い場合には、図７（ａ）に示すように、診断が開始される時刻Ｔｓに遮断弁が閉弁されると、燃料圧力が大きく低下し、診断の終了する時刻Ｔｅには、燃料圧力が閉弁不良の有無を判定する診断用閾値（基準値）ＰＴを大きく下回まわる。これにより、遮断弁は、弁固着のない良好な状態であると判定される。ただしこの場合、燃料圧力が燃料噴射に不十分な圧力である下限圧ＰＢまで低下するおそれもある。逆に、エンジンの燃料消費量が少ない場合には、図７（ｂ）に示すように、開始時刻Ｔｓから終了時刻Ｔｅまでの間に低下する燃料圧力が僅かであるため、終了時刻Ｔｅでの燃料圧力が診断用閾値ＰＴを下回る量は自ずと少なくなる。そのため、診断途中に例えば燃料カットなどの低燃費制御が行われて、燃料消費量がさらに低下するようなことがあると、終了時刻Ｔｅまでに燃料圧力が診断用閾値ＰＴまで低下せず、閉弁不良であると誤判定されるおそれもある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ガス燃料を燃料とするエンジンにあって、ガス燃料の遮断に用いられる遮断弁の弁状態をより適切に診断することのできる燃料遮断弁診断装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果を記載する。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、燃料タンクからエンジンへのガス燃料の供給を弁の開閉により許可又は禁止する遮断弁の弁機能を、前記燃料タンクと前記エンジンとの間に設けられた圧力センサにより検出される燃料圧力に基づいて診断する燃料遮断弁診断装置であって、前記エンジンの運転中に前記遮断弁を閉弁するとともに、該遮断弁を閉弁したときから前記エンジンに噴射供給されるガス燃料の消費量を監視し、該ガス燃料の消費量の累積値が所定値に達することを条件に前記遮断弁の弁機能を診断することを要旨とする。

このような構成によれば、遮断弁が閉弁された後、エンジンに噴射供給された遮断弁からエンジンまで間に残留しているガス燃料の消費量の累積値が所定値に達することで遮断弁の弁機能が判断される。これによって、遮断弁の弁機能の判断に必要とされる燃料消費量の所定値を定量にすることができるため、エンジンの燃料消費量の多少に影響されない診断を行うことができる。このとき、燃料消費量の所定値を、遮断弁からエンジンまでの間に残留するガス燃料の量に対応する適切な値に設定すれば、エンジンによる燃料消費量が多い場合、診断中にエンジンへの燃料供給が不足するようなことや、逆に、燃料消費量が少ない場合、燃料圧力の低下が少なくなって弁機能の診断が適切にできないようなことが防止される。また、遮断弁の弁機能の診断がエンジンによる燃料消費量が多いときには短時間で行なわれるようになる。一方、燃料消費量が少ないときには必要な時間が確保される。つまり遮断弁の弁機能の診断に要する時間がエンジンの燃料消費量に応じて適切に調整される。

このように、この燃料遮断弁診断装置によれば、エンジンの燃料消費量の多少にかかわらず遮断弁の弁機能を適切に診断することができるようになる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃料遮断弁診断装置において、前記遮断弁の弁機能の診断が、前記ガス燃料の消費量の累積値が前記所定値に達したときに検出されている燃料圧力と閉弁不良の有無を判定可能な圧力判定値との比較として行われることを要旨とする。

このような構成によれば、前記遮断弁の弁機能に関する良否の診断が、開弁しているときの燃料圧力が閉弁により低下し、その弁機能が正常であれば診断中に通過する燃料圧力の閾値を圧力判定値とする。このような圧力判定値が設定されれば、燃料圧力が圧力判定値まで降下するか否かによって、弁固着などの閉弁不良の有無が診断できるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の燃料遮断弁診断装置において、前記検出されている燃料圧力が前記圧力判定値よりも高いとき、前記遮断弁を弁機能が閉弁不良であると診断することを要旨とする。

このような構成によれば、圧力判定値に対して燃料圧力が高いことにより、開弁したままになる開弁固着などの閉弁機能の不良（閉弁不良）が遮断弁に生じていると診断される。つまり、圧力判定値よりも燃料圧力が高いことから、遮断弁を閉じたにもかかわらず、ガス燃料が燃料タンクから遮断弁を通過して供給されていると判断し、遮断弁が完全に閉弁していないこと、つまり開固着などの閉弁不良が生じていることが検出される。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の燃料遮断弁診断装置において、前記遮断弁の弁機能の診断は、前記燃料圧力が前記圧力判定値よりも高いことを条件に開始されることを要旨とする。

このような構成によれば、遮断弁を閉弁する時点では燃料圧力が圧力判定値よりも高いことから、閉弁による燃料圧力の低下によって燃料圧力が圧力判定値に近づくようになる。これにより、圧力判定値との比較により遮断弁の閉弁機能の良否の診断を行なうことができるようになる。

請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか一項に記載の燃料遮断弁診断装置において、前記ガス燃料の消費量の累積値に対する所定値は、前記遮断弁が閉弁された後、前記遮断弁から前記エンジン側に残留している燃料のみで前記エンジンの運転を維持できる値に設定されていることを要旨とする。

このような構成によれば、エンジンによる燃料消費量が多いときであれ、診断中にエンジンへの燃料供給が不足するようなことが確実に防止されるようになる。これにより、この燃料遮断弁診断装置によれば、エンジンの燃料消費量が多くてもエンジンの運転への影響を最小限に抑えつつ遮断弁の弁機能を診断することができるようになる。

請求項６に記載の発明は、請求項２〜５のいずれか一項に記載の燃料遮断弁診断装置において、前記遮断弁の閉弁は、前記エンジンに噴射供給されるガス燃料に不足を生じさせない燃料圧力として設定された中止圧力以下になると中止されることを要旨とする。

このような構成によれば、燃料圧力が急激に低下するようなことが生じた場合であれ、弁機能の診断が、燃料圧力が中止圧力以下になると中止されるため、遮断弁を開弁させてエンジンへの燃料供給を再開することができるようになる。これにより、この燃料遮断弁診断装置による遮断弁の弁機能の診断がエンジンの運転へ与える影響を小さく抑えることができるようになる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の燃料遮断弁診断装置において、前記燃料圧力が前記圧力判定値以下になったことを条件に前記遮断弁が正常であると診断することを要旨とする。

このような構成によれば、遮断弁が正常に閉弁する場合、弁機能が正常であるとの診断を短時間のうちに終了させることができる。これによっても、このような燃料遮断弁診断装置による遮断弁の弁機能の診断がエンジンの運転へ与える影響を小さく抑えることができるようになる。

請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の燃料遮断弁診断装置において、前記圧力判定値は、前記遮断弁が開弁しているときの燃料圧力と、前記中止圧力との間に設定されることを要旨とする。

このような構成によれば、遮断弁の閉弁が正常であるか否かを適性に判断できるとともに、急激な燃料圧力の低下に対応できるようにもなるため、燃料遮断弁診断装置による遮断弁の弁機能の診断がエンジンの運転へ与える影響を小さく抑えることができるようになる。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の燃料遮断弁診断装置において、前記ガス燃料は、圧縮天然ガスであり、前記燃料タンクと前記エンジンとの間には前記燃料タンクから供給されるガス燃料の燃料圧力を前記エンジンへの噴射供給に適した圧力に調整するプレッシャレギュレータが設けられており、前記圧力センサは、前記遮断弁と前記プレッシャレギュレータとの間に設けられていることを要旨とする。

このような構成によれば、エンジンに供給される圧力よりも高い圧力である燃料タンク内の燃料圧力に基づいて遮断弁の弁機能の診断が行われるようになるため、診断中にエンジンに供給されるガス燃料の燃料圧力がエンジンに供給される圧力よりも低くなってしまうおそれが少なくなる。これにより、このような燃料遮断弁診断装置による遮断弁の弁機能の診断がエンジンの運転へ与える影響を小さく抑えることができるようになる。

また、診断に用いることのできる燃料圧力の減圧幅を広く確保できるようにもなるため診断精度の向上や安定化も期待される。

本発明に係る燃料遮断弁診断装置を備えた燃料供給装置を具体化した第１の実施形態について、その概略構成を示すブロック図。 同実施形態の燃料遮断弁診断装置による診断について示すタイムチャートであって、（ａ）はエンジンの燃料消費量が多い場合のタイムチャート、（ｂ）はエンジンの燃料消費量が少ない場合のタイムチャート。 同実施形態の燃料遮断弁診断装置による診断手順を示すフローチャート。 同実施形態の燃料遮断弁診断装置による診断例を示すタイムチャート。 本発明に係る燃料遮断弁診断装置を具体化した第２の実施形態について、その診断例を示すタイムチャート。 同実施形態の燃料遮断弁診断装置による診断手順を示すフローチャート。 従来の燃料遮断弁診断装置による診断例を示すタイムチャートであって、（ａ）はエンジンの燃料消費量が多い場合のタイムチャート、（ｂ）はエンジンの燃料消費量が少ない場合のタイムチャート。

（第１の実施形態）
以下、本発明の燃料遮断弁診断装置を有する燃料供給装置を、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を燃料として用いる内燃機関の燃料供給装置に具体化した第１実施形態について、図１〜図４に従って説明する。なお、この燃料供給装置は、車両１Ａに搭載されている。

図１に示す内燃機関としてのエンジン１は、ＣＮＧを燃料（ガス燃料）としてインジェクタ２から噴射供給し、そのＣＮＧを燃焼させることで駆動される。そして、エンジン１の駆動時には出力軸であるクランクシャフトの回転が駆動系に伝達されて車両１Ａが駆動される。

エンジン１の燃料供給装置は、インジェクタ２と接続されたデリバリパイプ４にＣＮＧを供給するためのものである。この燃料供給装置は、燃料タンク５に接続された第１の供給配管７Ａと、デリバリパイプ４に接続された第２の供給配管７Ｂと、第１の供給配管７Ａと第２の供給配管７Ｂとの間に配置されるプレッシャレギュレータ６とを備えている。そして、上記燃料供給装置においては、上記第１及び第２の供給配管７Ａ，７Ｂ、デリバリパイプ４、及び、プレッシャレギュレータ６等により、燃料タンク５内のＣＮＧをエンジン１に供給する燃料配管が構成されている。

第１の供給配管７Ａと第２の供給配管７Ｂとは、燃料タンク５内に格納されたＣＮＧからなる燃料をデリバリパイプ４に供給するための配管である。
プレッシャレギュレータ６は、第１の供給配管７Ａから第２の供給配管７Ｂに供給されるＣＮＧの圧力、いわゆる燃料圧力を所定の圧力に調整する調圧器である。プレッシャレギュレータ６は、燃料タンク５から第１の供給配管７Ａに供給されるＣＮＧの圧力（例えば、２０ＭＰａ以下）を、インジェクタ２から適切に噴出させることのできる所定の圧力（例えば、１ＭＰａや０．４ＭＰａ）に減圧させて第２の供給配管７Ｂを介してデリバリパイプ４に供給する。これにより、第２の供給配管７Ｂ内及びデリバリパイプ４内のＣＮＧの圧力は、プレッシャレギュレータ６によって所定の圧力の範囲に保たれる。

第１の供給配管７Ａの燃料タンク５側（上流側）の端部には、燃料タンク５から第１の供給配管７ＡへのＣＮＧの流出を禁止・許可すべく閉弁・開弁する燃料遮断弁としての遮断弁９が設けられている。つまり、遮断弁９が閉弁することで第１の供給配管７Ａは燃料タンク５から遮断され、燃料タンク５から第１及び第２の供給配管７Ａ，７Ｂを介してデリバリパイプ４への燃料の供給が停止される。一方、遮断弁９が開弁することで第１の供給配管７Ａは燃料タンク５に連通され、燃料タンク５から第１及び第２の供給配管７Ａ，７Ｂを介してデリバリパイプ４へ燃料が供給される。この遮断弁９は、例えば、機関運転時には燃料タンク５から第１の供給配管７ＡへのＣＮＧの流出を許容すべく全開状態とされ、機関停止時には燃料タンク５から第１の供給配管７Ａへの不必要なＣＮＧの流出を禁止すべく全閉状態とされるものである。なお、こうした遮断弁９としては、電磁弁を採用することが考えられる。そして、遮断弁９として電磁弁を用いる場合には、同遮断弁９の電磁ソレノイドに対する電圧印加を通じて、遮断弁９の開閉（開弁・閉弁）が行われることとなる。

第１の供給配管７Ａのプレッシャレギュレータ６側には燃料遮断弁診断装置を構成する燃料圧力センサ８が配置されており、当該燃料圧力センサ８により第１の供給配管７Ａ内のＣＮＧの圧力（燃料圧力）が検出される。この燃料圧力センサ８により検出されるＣＮＧの圧力は、ＣＮＧの残量としても検出される。

次に、燃料供給装置の電気的構成について説明する。
燃料供給装置には、燃料遮断弁診断装置を構成する電子制御装置１０が設けられている。電子制御装置１０は、演算装置（ＣＰＵ）や記憶装置（ＲＯＭやＲＡＭ）を備えるマイクロコンピュータを中心に構成されている。電子制御装置１０は、エンジン１の制御にかかる各種演算処理をＣＰＵにて実行するとともに、その制御に必要なプログラムやデータがＲＯＭに記憶され、ＣＰＵの演算結果が一時的にＲＡＭに記憶される。また、電子制御装置１０は、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。

電子制御装置１０の入力ポートには、以下に示す各種センサが接続されている。
・エンジン１のクランクシャフトの回転に対応した信号を出力するクランクポジションセンサ。

・燃料タンク５（詳しくは第１の燃料配管７Ａ）内の燃料圧力を検出する燃料圧力センサ８。
一方、電子制御装置１０の出力ポートには、インジェクタ２、及び、遮断弁９の駆動回路が接続されている。

そして、電子制御装置１０は、上記各センサから入力した検出信号に基づき、機関回転状態、及び、燃料供給系の燃料の圧力状態などを把握し、それらに応じて上記出力ポートに接続された各種駆動回路に指令信号を出力する。こうしてインジェクタ２、及び、遮断弁９の駆動制御が電子制御装置１０を通じて実施される。

例えば、電子制御装置１０は、機関回転状態などに基づいてインジェクタ２に噴出させる燃料噴射量を算出し、当該算出された噴射量に基づいてインジェクタ２を駆動制御する。また、電子制御装置１０は、エンジンブレーキを作動させたり、燃費を向上させる低燃費制御が行なわれるようなことがあると、エンジン１のクランクシャフトが回転していたとしても、インジェクタ２に噴出させる燃料噴射量を「０」にする、いわゆる燃料カットを行うこともある。

また、本実施形態の電子制御装置１０は、遮断弁９の弁機能の診断を行うことによって、遮断弁９の開弁や閉弁の良否、例えば開弁したまま、もしくは完全に閉弁できないなどの閉弁不良を診断する。そのため、電子制御装置１０には、遮断弁９の弁機能の診断を行うプログラムやパラメータなどが設定されている。遮断弁９の閉弁不良には、どのような原因で生じる不良も含まれる。例えば、ＣＮＧに含まれるオイル成分の粘性を要因とする弁の動作不良、いわゆる弁固着や、弁のシール面に付着したオイル成分により閉弁させた弁とシール面との間に隙間が生じるシール不良や、弁機構の機械的な不良や、遮断弁９を駆動させる電磁ソレノイドの動作不良や、配線のショートなどの電気的な不良なども含まれる。

図２に示すように、電子制御装置１０には、上記パラメータとして、エンジン１の累積燃料消費量であって診断終了の判断に用いられる消費量閾値ＦＴや、デリバリパイプ４内の燃料圧力をインジェクタ２からの燃料噴出に適した所定の圧力に維持させることのできる圧力の最低値である中止圧力としての下限圧ＰＢが設定されている。消費量閾値ＦＴは、遮断弁９が閉弁した後、遮断弁９からエンジン１側に残留しているガス燃料のみでエンジン１の運転を維持できる値に設定されている。また、電子制御装置１０には、診断開始するときの燃料圧力である診断開始圧力ＰＡや、診断終了時に測定された燃料圧力と比較することにより遮断弁９の弁機能を正常もしくは異常のいずれか一方に判断することができる圧力判定値としての診断用閾値ＰＴが設定されている。なお、診断用閾値ＰＴは、診断開始圧力ＰＡと下限圧ＰＢの間の値として設定される、つまり、診断開始圧力ＰＡは診断用閾値ＰＴよりも高い圧力である一方、下限圧ＰＢは診断用閾値ＰＴよりも低い圧力である。ところで、診断開始圧力ＰＡはＣＮＧの残量に応じて変化するため、電子制御装置１０には、ＣＮＧの残量に応じて診断用閾値ＰＴが取得できるマップデータが記憶されている。つまりマップデータには、各ＣＮＧ圧力においてＣＮＧが消費量閾値ＦＴだけ消費されたとき、当該消費量閾値ＦＴがＣＮＧ圧力に生じさせる圧力低下量Δ１（Δ２）に基づき遮断弁９の弁機能を適正に判断できる診断用閾値ＰＴがＣＮＧ圧力の別に設定されている。また、診断開始圧力ＰＡは、燃料の圧力が圧力低下量Δ１（Δ２）だけ低下しても下限圧ＰＢに到達しない圧力となるように制限されている。なお、診断用閾値ＰＴは診断開始圧力ＰＡに応じて算出するようにしてもよい。

例えば、図２（ａ）に示すように、電子制御装置１０は、遮断弁９の弁機能の診断を開始時刻Ｔ１ｓに開始すると、インジェクタ２の駆動制御に基づき算出されるインジェクタ２からの燃料噴射量を累積した累積値をエンジン１の累積燃料消費量Ｆ１とする。つまり、電子制御装置１０は、エンジン１の累積燃料消費量Ｆ１を監視する。そして、電子制御装置１０は、累積燃料消費量Ｆ１が消費量閾値ＦＴ以上となる終了時刻Ｔ１ｅになることを条件に燃料圧力Ｐ１を測定する。電子制御装置１０は、測定した燃料圧力Ｐ１が診断用閾値ＰＴよりも高いか低いかを比較・判断し、高ければ遮断弁９の閉弁に異常が生じていると判断する一方、低ければ遮断弁９の閉弁機能は正常であると判断する。つまり、診断用閾値ＰＴよりも燃料圧力Ｐ１が高いということは、遮断弁９を閉じたにもかかわらず、ガス燃料が燃料タンク５から遮断弁９を通過して供給されていると判断されることから、遮断弁９が完全に閉弁していない異常、つまり開固着や閉弁不良が生じていると判断される。

また、図２（ｂ）には、診断に要する時間（時刻Ｔ２ｓから時刻Ｔ２ｅまで）が、図２（ａ）の場合に診断に要する時間（時刻Ｔ１ｓから時刻Ｔ１ｅまで）に比べて長い場合を示している。つまり、図２（ｂ）に示すように、エンジン１の燃料消費量が図２（ａ）の場合に比べて少ない場合、電子制御装置１０は、遮断弁９の弁機能の診断を開始時刻Ｔ２ｓに開始すると、上述と同様にインジェクタ２からの燃料噴射量を累積し、この累積された燃料噴射量を累積燃料消費量Ｆ２とする。そして電子制御装置１０は、累積燃料消費量Ｆ２を消費量閾値ＦＴと比較し、累積燃料消費量Ｆ２が消費量閾値ＦＴ以上となる終了時刻Ｔ２ｅになることを条件に燃料圧力Ｐ２を測定する。電子制御装置１０は、この測定した燃料圧力Ｐ２が診断用閾値ＰＴよりも高いか低いかを比較・判断し、高ければ遮断弁９の閉弁に上述のような異常が生じていると判断する一方、低ければ遮断弁９の弁機能は正常であると判断する。

このように、電子制御装置１０は、開始時刻Ｔ１ｓ（Ｔ２ｓ）から終了時刻Ｔ１ｅ（Ｔ２ｅ）までの診断時間が累積燃料消費量Ｆ１（Ｆ２）により規定されるため、燃料圧力Ｐ１（Ｐ２）は、随時変動するエンジン１の燃料消費量にかかわらず、累積燃料消費量Ｆ１（Ｆ２）に対応する燃料圧力の低下のみを生じる。例えば、開始時刻Ｔ１ｓ（Ｔ２ｓ）の燃料圧力Ｐ１（Ｐ２）が同じであれば、エンジン１の燃料消費量の多少にかかわらず、診断時間中に低下する圧力低下量Δ１（Δ２）は同様となるため、終了時刻Ｔ１ｅ（Ｔ２ｅ）の燃料圧力Ｐ１（Ｐ２）は同様の値となる。このため、燃料消費量の多いときには、累積燃料消費量Ｆ１が短時間で消費量閾値ＦＴに達し、短時間の診断時間で診断終了時Ｔ１ｅの燃料圧力Ｐ１が得られ、この得られた燃料圧力Ｐ１を診断用閾値ＰＴと比較して遮断弁の弁機能を判断する。逆に、燃料消費量が少ないときには、累積燃料消費量Ｆ２が消費量閾値ＦＴに達するまで診断が継続され、消費量閾値ＦＴに達した時点を診断終了時Ｔ２ｅとして燃料圧力Ｐ２を得て、この得られた燃料圧力Ｐ２を診断用閾値ＰＴと比較して遮断弁の弁機能を判断する。また、いずれの場合であれ、遮断弁９の弁機能の診断中に燃料圧力Ｐ１（Ｐ２）が下限圧ＰＢ以下になった場合、診断を中止し、遮断弁９を開弁させることでエンジン１へ供給する燃料が不足することを防止することができる。

なお、遮断弁９が閉弁したときの第１の供給配管７Ａ内の容量などからなる燃料配管内の容量は定まっているため、ガス燃料が消費量閾値ＦＴだけ消費されたことにより低下する圧力低下量Δ１（Δ２）が定まり、予めその圧力低下量Δ１（Δ２）が下限圧ＰＢより低下しないように設定されている。

続いて、燃料供給装置の動作（作用）について図３を参照して説明する。
本実施形態では、所定の時間間隔や、所定の車両条件などに基づいて適時、遮断弁９の弁機能の診断が開始されるようになっている。なお、遮断弁９の弁機能の診断は、電子制御装置１０の演算処理などに余裕があるときに実行してもよい。

図３に示すように、遮断弁９の弁機能の診断が開始されると、電子制御装置１０は、燃料圧力Ｐ１が診断開始圧力ＰＡ以上か否かを判断する（ステップＳ１０）。なお、診断開始圧力ＰＡは、診断用閾値ＰＴよりも高い圧力である。燃料圧力Ｐ１が診断開始圧力ＰＡ以上ではないと判断された場合（ステップＳ１０でＮＯ）、電子制御装置１０は、遮断弁９の弁機能の診断を終了する。一方、燃料圧力Ｐ１が診断開始圧力ＰＡ以上であると判断された場合（ステップＳ１０でＹＥＳ）、電子制御装置１０は、遮断弁９を閉弁する（ステップＳ１１）とともに、燃料圧力Ｐ１を測定する（ステップＳ１２）。それから電子制御装置１０は、累積燃料消費量Ｆ１が消費量閾値ＦＴ以上か否かを判断する（ステップＳ１３）。累積燃料消費量Ｆ１が消費量閾値ＦＴ以上ではないと判断された場合（ステップＳ１３でＮＯ）、電子制御装置１０は、所定間隔をおいてステップＳ１２に戻り、燃料圧力Ｐ１を再度測定する（ステップＳ１２）とともに累積燃料消費量Ｆ１が消費量閾値ＦＴ以上か否かを判断する（ステップＳ１３）ことを繰り返す。

一方、累積燃料消費量Ｆ１が消費量閾値ＦＴ以上であると判断された場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、電子制御装置１０は、最後に測定された燃料圧力Ｐ１は診断用閾値ＰＴ以下か否かを判断する（ステップＳ１４）。最後に測定された燃料圧力Ｐ１は診断用閾値ＰＴ以下であると判断された場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、電子制御装置１０は、遮断弁９は正常に閉弁したと判断する（ステップＳ１５）とともに、遮断弁９を開弁させて（ステップＳ１６）、遮断弁９の弁機能の診断を終了する。逆に、最後に測定された燃料圧力Ｐ１は診断用閾値ＰＴ以下ではないと判断された場合（ステップＳ１４でＮＯ）、電子制御装置１０は、遮断弁９の閉弁は不良であると判断する（ステップＳ１７）とともに、遮断弁９を開弁させて（ステップＳ１６）遮断弁９の弁機能の診断を終了する。

また、このような燃料供給装置によれば、遮断弁９の弁機能の診断中に、燃費を向上させる燃料カットなどの機関制御（低燃費制御）が行われた場合であっても、遮断弁９の弁機能の診断を適切に行うことができる。

すなわち、図４に示すように、弁機能の診断が開始時刻Ｔ３ｓに開始されてから、累積燃料消費量Ｆ３が消費量閾値ＦＴに達する前である、時間Ｃ１１から時間Ｃ１２の間に燃料カットが行われた場合、時間Ｃ１１から時間Ｃ１２の間は累積燃料消費量Ｆ３が増加しない。これによって、弁機能の診断に要する時間が長くはなるものの、エンジン１は燃料を消費していないことから燃料の供給不足などは生じない。すなわち、遮断弁９が閉弁されているものの、燃料圧力Ｐ３も一定に維持されていることからも燃料供給に不都合は生じてない。

そして、時間Ｃ１２に燃料カットが終了されると、累積燃料消費量Ｆ３が増加して消費量閾値ＦＴに達し、この消費量閾値ＦＴに達した終了時刻Ｔ３ｅにおける燃料圧力Ｐ３が測定される。このとき、弁機能の診断に長時間を要したものの、診断開始圧力ＰＡに対する圧力の低下は、燃料カットされていないときと同様の燃料低下量Δ３である。そして、測定された燃料圧力Ｐ３を診断用閾値ＰＴと比較することにより弁機能の診断がなされるようになる。このように、終了時刻Ｔ３ｅが消費量閾値ＦＴにより定められるため、診断にかかる時間的な制約や、エンジン１の運転制御にかかる制約などの影響を最小限に抑えて遮断弁９の弁機能の診断を行うことができる。

以上説明したように、本実施形態の燃料遮断弁診断装置を有する燃料供給装置によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）遮断弁９が閉弁された後、エンジン１に噴射供給された遮断弁９からエンジン１まで間に残留しているガス燃料の累積燃料消費量（Ｆ１）が所定値である消費量閾値ＦＴに達することで遮断弁９の弁機能を判断する。これによって、遮断弁９の弁機能の判断に必要とされる消費量閾値ＦＴを定量にすることができるため、エンジン１の燃料消費量の多少に影響されない診断を行うことができる。このとき、消費量閾値ＦＴを、遮断弁９からエンジン１のまで間に残留するガス燃料の量、特に第１の供給配管７Ａに収容されている量に対応する適切な値に設定する。そうすれば、エンジン１による燃料消費量が多い場合、診断中にエンジン１への燃料供給が不足するようなことや、逆に、燃料消費量が少ない場合、燃料圧力の低下が少なくなって弁機能の診断が適切にできないようなことが防止される。また、遮断弁９の弁機能の診断がエンジン１による燃料消費量が多いときには短時間で行なわれるようになる。一方、燃料消費量が少ないときには必要な時間が確保される。つまり遮断弁の弁機能の診断に要する時間がエンジンの燃料消費量に応じて適切に調整される。

このように、この燃料遮断弁診断装置によれば、エンジン１の燃料消費量の多少にかかわらず遮断弁９の弁機能を適切に診断することができるようになる。
（２）遮断弁９の弁機能に関する良否の診断が、開弁しているときの燃料圧力（Ｐ１，Ｐ２）が閉弁により低下し、その弁機能が正常であれば診断中に通過する燃料圧力の閾値を診断用閾値ＰＴとする。このような診断用閾値ＰＴが設定されれば、燃料圧力が診断用閾値ＰＴまで降下するか否かによって、弁固着などの閉弁不良の有無が診断できるようになる。

（３）診断用閾値ＰＴに対して燃料圧力（Ｐ１，Ｐ２）が高いことにより、開弁したままになる開弁固着などの閉弁機能の不良（閉弁不良）が遮断弁９に生じていると診断する。つまり、診断用閾値ＰＴよりも燃料圧力が高いことから、遮断弁９を閉じたにもかかわらず、ガス燃料が燃料タンク５から遮断弁９を通過して供給されていると判断し、遮断弁９が完全に閉弁していないこと、つまり開固着などの閉弁不良が生じていることが検出される。

（４）遮断弁９を閉弁する時点では燃料圧力（Ｐ１，Ｐ２）が診断用閾値ＰＴよりも高いことから、閉弁による燃料圧力（Ｐ１，Ｐ２）の低下によって燃料圧力（Ｐ１，Ｐ２）が診断用閾値ＰＴに近づくようになる。これにより、診断用閾値ＰＴとの比較により遮断弁９の閉弁機能の良否の診断を行なうことができる。

（５）消費量閾値ＦＴを遮断弁９からエンジン１側に残留している燃料のみでエンジン１の運転を維持できる値に設定することから、エンジン１による燃料消費量が多いときであれ、診断中にエンジン１への燃料供給が不足するようなことが確実に防止されるようになる。これにより、この燃料遮断弁診断装置によれば、エンジン１の燃料消費量が多くてもエンジンの運転への影響を最小限に抑えつつ遮断弁の弁機能を診断することができるようになる。

（６）診断を中止させる下限圧ＰＢを設定することにより、燃料圧力が急激に低下するようなことが生じた場合であれ、弁機能の診断が、燃料圧力が下限圧ＰＢ以下になると中止されるため、遮断弁９を開弁させてエンジン１への燃料供給を再開することができるようになる。これにより、この燃料遮断弁診断装置による遮断弁９の弁機能の診断がエンジン１の運転へ与える影響を小さく抑えることができるようになる。

（７）遮断弁９が開弁しているときの燃料圧力（開始圧力ＰＡ）と下限圧ＰＢとの間に、診断用閾値ＰＴを設定する。このことから、遮断弁９の閉弁が正常であるか否かを適性に判断できるとともに、急激な燃料圧力（Ｐ１，Ｐ２）の低下に対応できるようにもなるため、燃料遮断弁診断装置による遮断弁９の弁機能の診断がエンジン１の運転へ与える影響を小さく抑えることができるようになる。

（８）燃料圧力センサ８を第１の供給配管７Ａに設けることにより、エンジン１に供給される圧力よりも高い圧力である燃料タンク５内の燃料圧力に基づいて遮断弁９の弁機能の診断が行われるようになるため、診断中にエンジン１に供給されるガス燃料の燃料圧力がエンジン１に供給される圧力よりも低くなるおそれが少ない。これにより、このような燃料遮断弁診断装置による遮断弁９の弁機能の診断がエンジン１の運転へ与える影響を小さく抑えることができるようになる。

また、診断に用いることのできる燃料圧力の減圧幅を広く確保できるようにもなるため診断精度の向上や安定化も期待される。
（第２の実施形態）
本発明にかかる燃料遮断弁診断装置を有する燃料供給装置を具体化した第２の実施形態について、図５及び図６に従って説明する。

本実施形態は、遮断弁９の弁機能の診断にかかる手順の一部が上記第１の実施形態の手順と相違するものの、その他の構成については同様である。このことから、本実施形態では上記相違点を中心に説明し、説明の便宜上、第１の実施形態と同様の構成などについては同様の符号を付しその詳細な説明を割愛する。

図５に示すように、弁機能の診断が開始時刻Ｔ４ｓに開始されてから、累積燃料消費量Ｆ４が消費量閾値ＦＴに達する前である、時間Ｃ２１から時間Ｃ２２の間に燃料カットが行われ、時間Ｃ２１から時間Ｃ２２の間は累積燃料消費量Ｆ４が増加しない。そして、時間Ｃ２２に燃料カットが終了されると、累積燃料消費量Ｆ４が増加して消費量閾値ＦＴに達する以前の時刻Ｔ４ｅに、燃料圧力Ｐ４が圧力低下量Δ４だけ低下して診断用閾値ＰＴに達する。このとき、本実施形態では、測定された燃料圧力Ｐ４を診断用閾値ＰＴと比較し、燃料圧力Ｐ４が診断用閾値ＰＴ以下であることから遮断弁９は正常に閉弁すると判断して遮断弁９の弁機能の診断を終了するようにする。

このとき、たとえ時刻Ｔ４ｅ以降、遮断弁９の弁機能の診断を継続したとしても、圧力低下量Δ４が多くなるものの、測定された燃料圧力Ｐ４は診断用閾値ＰＴ以下であることには変わりがないため、時刻Ｔ４ｅのときに遮断弁９が正常に閉弁すると診断してもよいこととなる。このように、遮断弁９が正常である場合には時刻Ｔ４ｅの時点で診断を完了することで、累積燃料消費量Ｆ４が消費量閾値ＦＴに達するときに診断を行うようにすることに比較して、遮断弁９の弁機能の診断に要する時間を短くすることができる。

続いて、燃料供給装置の動作（作用）について図６を参照して説明する。
図６に示すように、遮断弁９の弁機能の診断が開始されると、電子制御装置１０は、燃料圧力Ｐ４が診断開始圧力ＰＡ以上か否かを判断する（ステップＳ２０）。燃料圧力Ｐ４が診断開始圧力ＰＡ以上ではないと判断された場合（ステップＳ２０でＮＯ）、電子制御装置１０は、遮断弁９の弁機能の診断を終了する。一方、燃料圧力Ｐ４が診断開始圧力ＰＡ以上であると判断された場合（ステップＳ２０でＹＥＳ）、電子制御装置１０は、遮断弁９を閉弁する（ステップＳ２１）とともに、燃料圧力Ｐ４を測定する（ステップＳ２２）。

それから電子制御装置１０は、最後に測定された燃料圧力Ｐ４は診断用閾値ＰＴ以下か否かを判断する（ステップＳ２３）。最後に測定された燃料圧力Ｐ４は診断用閾値ＰＴ以下であると判断された場合（ステップＳ２３でＹＥＳ）、電子制御装置１０は、遮断弁９の閉弁は正常であると判断する（ステップＳ２４）とともに、遮断弁９を開弁させて（ステップＳ２５）遮断弁９の弁機能の診断を終了する。

一方、最後に測定された燃料圧力Ｐ４は診断用閾値ＰＴ以下ではないと判断された場合（ステップＳ２３でＮＯ）、電子制御装置１０は、累積燃料消費量Ｆ４が消費量閾値ＦＴ以上か否かを判断する（ステップＳ２６）。累積燃料消費量Ｆ４が消費量閾値ＦＴ以上ではないと判断された場合（ステップＳ２６でＮＯ）、電子制御装置１０は、所定間隔をおいてステップＳ２２に戻り、燃料圧力Ｐ４を再度測定する（ステップＳ２２）とともにそれ以降のステップを繰り返す。逆に、最後に測定された燃料圧力Ｐ４は診断用閾値ＰＴ値以下であると判断された場合（ステップＳ２６でＹＥＳ）、電子制御装置１０は、遮断弁９の閉弁は不良であると判断する（ステップＳ２７）とともに、遮断弁９を開弁させて（ステップＳ２５）遮断弁９の弁機能の診断を終了する。

以上説明したように、本実施形態の燃料遮断弁診断装置を有する燃料供給装置によれば、上記第１の実施形態にて記載した（１）〜（８）の効果に加えて、以下に列記するような効果が得られるようになる。

（９）遮断弁９が正常に閉弁する場合、弁機能が正常であるとの診断を短時間のうちに終了させることができる。これによっても、このような燃料遮断弁診断装置による遮断弁９の弁機能の診断がエンジン１の運転へ与える影響を小さく抑えることができるようになる。

（その他の実施形態）
なお上記各実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
・上記各実施形態において、燃料として液化石油ガス（ＬＰＧ）やガソリンを用いるエンジン１の燃料供給装置に本発明を適用してもよい。加圧した燃料をインジェクタ２に供給する装置であれば、燃料タンクからエンジンへの燃料供給を遮断弁を閉じて止めることで燃料配管内の燃料圧力は低下することから、その圧力低下に基づいて遮断弁の弁機能の良否を判断することができる。

・上記各実施形態では、消費量閾値ＦＴが一定である場合について例示したが、診断開始圧力などに応じて、変化させるようにしてもよい。これにより、弁機能の診断に要する時間や精度などを適切に調整できるようになる。

・上記各実施形態では、遮断弁９が第１の供給配管７Ａに設けられている場合について例示したが、これに限らず、遮断弁は燃料タンクとプレッシャレギュレータとの間に設けられていればよい。例えば、遮断弁は燃料タンクに取り付けられていたり、内装されていてもよい。これにより、このような燃料遮断弁診断装置の構成の自由度が高められる。

・上記各実施形態では、エンジン１に供給される燃料の累積燃料消費量をインジェクタ２からの燃料噴射量を累積して求める場合について例示した。しかしこれに限らず、累積燃料消費量を、プレッシャレギュレータよりも下流側で測定や算出される流量などに基づいて算出してもよい。これにより、このような燃料遮断弁診断装置の構成の自由度が高められる。

１…エンジン、１Ａ…車両、２…インジェクタ、４…デリバリパイプ、５…燃料タンク、６…プレッシャレギュレータ、７Ａ…第１の供給配管、７Ｂ…第２の供給配管、８…燃料圧力センサ、９…遮断弁、１０…電子制御装置、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４…累積燃料消費量、ＦＴ…消費量閾値、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４…燃料圧力、ＰＡ…診断開始圧力、ＰＢ…下限圧、ＰＴ…診断用閾値、Ｔｅ，Ｔ１ｅ，Ｔ２ｅ，Ｔ３ｅ，Ｔ４ｅ…終了時刻、Ｔｓ，Ｔ１ｓ，Ｔ２ｓ，Ｔ３ｓ，Ｔ４ｓ…開始時刻。

Claims (9)

1. 燃料タンクからエンジンへのガス燃料の供給を弁の開閉により許可又は禁止する遮断弁の弁機能を、前記燃料タンクと前記エンジンとの間に設けられた圧力センサにより検出される燃料圧力に基づいて診断する燃料遮断弁診断装置であって、
   前記エンジンの運転中に前記遮断弁を閉弁するとともに、該遮断弁を閉弁したときから前記エンジンに噴射供給されるガス燃料の消費量を監視し、該ガス燃料の消費量の累積値が所定値に達することを条件に前記遮断弁の弁機能を診断する
   ことを特徴とする燃料遮断弁診断装置。
2. 前記遮断弁の弁機能の診断が、前記ガス燃料の消費量の累積値が前記所定値に達したときに検出されている燃料圧力と閉弁不良の有無を判定可能な圧力判定値との比較として行われる
   請求項１に記載の燃料遮断弁診断装置。
3. 前記検出されている燃料圧力が前記圧力判定値よりも高いとき、前記遮断弁を弁機能が閉弁不良であると診断する
   請求項２に記載の燃料遮断弁診断装置。
4. 前記遮断弁の弁機能の診断は、前記燃料圧力が前記圧力判定値よりも高いことを条件に開始される
   請求項２又は３に記載の燃料遮断弁診断装置。
5. 前記ガス燃料の消費量の累積値に対する所定値は、前記遮断弁が閉弁された後、前記遮断弁から前記エンジン側に残留している燃料のみで前記エンジンの運転を維持できる値に設定されている
   請求項２〜４のいずれか一項に記載の燃料遮断弁診断装置。
6. 前記遮断弁の閉弁は、前記エンジンに噴射供給されるガス燃料に不足を生じさせない燃料圧力として設定された中止圧力以下になると中止される
   請求項２〜５のいずれか一項に記載の燃料遮断弁診断装置。
7. 前記燃料圧力が前記圧力判定値以下になったことを条件に前記遮断弁が正常であると診断する
   請求項６に記載の燃料遮断弁診断装置。
8. 前記圧力判定値は、前記遮断弁が開弁しているときの燃料圧力と、前記中止圧力との間に設定される
   請求項６又は７に記載の燃料遮断弁診断装置。
9. 前記ガス燃料は、圧縮天然ガスであり、
   前記燃料タンクと前記エンジンとの間には前記燃料タンクから供給されるガス燃料の燃料圧力を前記エンジンへの噴射供給に適した圧力に調整するプレッシャレギュレータが設けられており、
   前記圧力センサは、前記遮断弁と前記プレッシャレギュレータとの間に設けられている
   請求項１〜８のいずれか一項に記載の燃料遮断弁診断装置。

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