(57)【要約】【課題】気体燃料を内燃機関に供給する燃料供給系に設けられたフィルタの目詰まり異常の有無を適正に診断する。【解決手段】燃料供給システムは、気体燃料を高圧状態で貯蔵するガスタンク４２と、気体燃料を噴射する第１噴射弁２１と、噴射圧を減圧調整する圧力調整弁６０と、高圧通路５１に設けられ気体燃料の流通を遮断する遮断機能を有する遮断弁４５と、低圧通路５２に設けられた異物除去用のフィルタ５４とを備える。制御部８０は、遮断弁４５を閉弁した状態で第１噴射弁２１による燃料噴射を実施している場合に遮断弁４５を開弁状態に切り替えた後、高圧通路５１における遮断弁４５よりも下流側の燃料圧力が所定以上になった場合に低圧センサ４７により検出した燃料圧力に基づいて、第２フィルタ５４の目詰まり異常についての異常診断を実施する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体燃料を高圧状態で貯蔵する燃料タンク（４２）と、前記燃料タンクから燃料通路（４１）を通じて供給される前記気体燃料を噴射する燃料噴射手段（２１）と、前記燃料通路に設けられ、前記燃料噴射手段に供給される気体燃料の圧力を減圧調整する圧力調整手段（６０、６５）と、前記燃料通路において前記燃料タンクと前記圧力調整手段との間の高圧通路部（４１ａ、５１）に設けられ、前記気体燃料の流通を遮断する遮断機能を有する遮断弁（４５）と、前記燃料通路において前記圧力調整手段と前記燃料噴射手段との間の低圧通路部（４１ｂ、５２）に設けられた異物除去用のフィルタ（５４）と、を備える内燃機関（１０）の燃料供給システムに適用され、
前記低圧通路部における前記フィルタよりも下流側の燃料圧力を検出する低圧検出手段（４７）と、
前記遮断弁を閉弁した状態で前記燃料噴射手段による燃料噴射を実施している場合に前記遮断弁を開弁した状態に切り替える開弁手段と、
前記開弁手段により前記遮断弁を開弁状態に切り替えた後、前記高圧通路部における前記遮断弁よりも下流側の燃料圧力が所定以上になったか否かを判定する圧力判定手段と、
前記圧力判定手段により前記所定以上になったと判定された場合に前記低圧検出手段により検出した燃料圧力に基づいて、前記フィルタの目詰まり異常についての異常診断を実施する異常診断手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項２】
前記圧力調整手段は、前記内燃機関の吸気管圧力に応じて、前記燃料噴射手段に供給される燃料の圧力である噴射圧を減圧調整するものであり、
前記吸気管圧力を検出する吸気圧検出手段（８２）を備え、
前記異常診断手段は、前記圧力判定手段により前記所定以上になったと判定された場合に前記低圧検出手段により検出した燃料圧力及び前記吸気圧検出手段により検出した吸気管圧力の両者の差分である第１相対圧力に基づいて前記異常診断を実施する請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項３】
前記低圧通路部において前記遮断弁の閉弁に伴う圧力低下が生じる前に前記低圧検出手段により検出した燃料圧力及び前記吸気圧検出手段により検出した吸気管圧力の両者の差分を第２相対圧力として算出する手段を備え、
前記異常診断手段は、前記第１相対圧力と前記第２相対圧力との比較結果に基づいて前記異常診断を実施する請求項２に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項４】
前記高圧通路部における前記遮断弁よりも下流側の燃料圧力を検出する高圧検出手段（４６）を備え、
前記異常診断手段は、前記圧力判定手段により前記所定以上になったと判定された場合に前記低圧検出手段により検出した燃料圧力及び前記高圧検出手段により検出した燃料圧力の両者の差分に基づいて前記異常診断を実施する請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項５】
前記遮断弁を開弁した状態で前記燃料噴射手段による燃料噴射を実施している場合に前記遮断弁を閉弁した状態に切り替える閉弁手段を備え、
前記異常診断手段は、前記気体燃料を用いた前記内燃機関の運転状態において、前記閉弁手段により前記遮断弁を閉弁状態に切り替えてから所定の閉鎖時間が経過した後に前記開弁手段により前記遮断弁を開弁状態に切り替え、その後、前記圧力判定手段により前記所定以上になったと判定された場合に前記異常診断を実施し、
前記所定の閉鎖時間を、前記内燃機関の運転状態に応じて可変に設定する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料供給制御装置に関し、詳しくは気体燃料を使用する車載内燃機関の燃料供給システムに適用される燃料供給制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば圧縮天然ガス（ＣＮＧ）等の気体燃料を燃焼させて駆動する内燃機関が実用化されている。こうした内燃機関において、気体燃料を燃料噴射弁に供給する燃料供給系の構成としては、気体燃料を高圧状態で貯蔵するガスタンクと、ガスタンクと燃料噴射弁とを繋ぐ燃料配管の途中に設けられ、ガスタンクから供給される気体燃料の圧力を減圧調整する圧力調整弁と、圧力調整弁よりも上流側に設けられ、圧力調整弁に対する気体燃料の流通を遮断する遮断弁とを備える構成が知られている。また、燃料配管の途中には、気体燃料に混入される不純物を取り除くためのフィルタが設けられている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２８２９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料配管の途中に配置されたフィルタが目詰まりした状態になった場合、該フィルタよりも下流側への燃料供給が制限されてしまい、エンジンの気筒内に供給される燃料量が不足することが考えられる。こうしたフィルタにおける目詰まり異常が生じているにもかかわらず内燃機関の運転を継続すると、例えばエンジンの高負荷領域でリーン失火が発生する等の不都合が生じることが懸念される。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、気体燃料を内燃機関に供給する燃料供給系に設けられたフィルタの目詰まり異常の有無を適正に診断することができる内燃機関の燃料供給制御装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
【０００７】
本発明は、気体燃料を高圧状態で貯蔵する燃料タンク（４２）と、前記燃料タンクから燃料通路（４１）を通じて供給される前記気体燃料を噴射する燃料噴射手段（２１）と、前記燃料通路に設けられ、前記燃料噴射手段に供給される気体燃料の圧力を減圧調整する圧力調整手段（６０、６５）と、前記燃料通路において前記燃料タンクと前記圧力調整手段との間の高圧通路部（４１ａ、５１）に設けられ、前記気体燃料の流通を遮断する遮断機能を有する遮断弁（４５）と、前記燃料通路において前記圧力調整手段と前記燃料噴射手段との間の低圧通路部（４１ｂ、５２）に設けられた異物除去用のフィルタ（５４）と、を備える内燃機関（１０）の燃料供給システムに適用される。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、前記低圧通路部における前記フィルタよりも下流側の燃料圧力を検出する低圧検出手段（４７）と、前記遮断弁を閉弁した状態で前記燃料噴射手段による燃料噴射を実施している場合に前記遮断弁を開弁した状態に切り替える開弁手段と、前記開弁手段により前記遮断弁を開弁状態に切り替えた後、前記高圧通路部における前記遮断弁よりも下流側の燃料圧力が所定以上になったか否かを判定する圧力判定手段と、前記圧力判定手段により前記所定以上になったと判定された場合に前記低圧検出手段により検出した燃料圧力に基づいて、前記フィルタの目詰まり異常についての異常診断を実施する異常診断手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
気体燃料の燃料通路において圧力調整手段よりも下流側に配置されたフィルタに目詰まりが生じると、遮断弁を閉弁状態から開弁状態に切り替えた後での燃料通路内の燃料圧力の変化の態様が正常時とは異なるものとなる。具体的には、減圧調整手段よりも上流側であって遮断弁よりも下流側の燃料通路内の燃料圧力（高圧側ガス圧）は正常時と同じ変化の態様を示すのに対し、フィルタよりも下流側の燃料通路内の燃料圧力（低圧側ガス圧）は、圧力上昇が正常時よりも緩慢になる。こうした事象に着目し、本構成では、遮断弁を閉弁状態から開弁状態に切り替えた後、高圧側ガス圧が所定以上に回復した場合の低圧側ガス圧に基づいてフィルタの目詰まり異常についての異常診断を実施する。これにより、気体燃料供給系に設けられたフィルタについて目詰まり異常の有無を適正に診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】エンジンの燃料供給制御システムの全体概略構成図。
【図２】レギュレータの概略構成を示す図。
【図３】正常時の圧力推移を示すタイムチャート。
【図４】第２フィルタ５４の目詰まり異常時の圧力推移を示すタイムチャート。
【図５】フィルタ異常診断処理の処理手順を示すフローチャート。
【図６】他の実施形態のフィルタ異常診断処理を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、気体燃料である圧縮天然ガス（ＣＮＧ）と液体燃料であるガソリンとを燃焼用の燃料として使用する、いわゆるバイフューエルタイプの車載多気筒エンジン（多気筒内燃機関）に適用される燃料供給システムとして具体化されている。本システムの全体概略図を図１に示す。
【００１２】
図１に示すエンジン１０は、多気筒（例えば直列３気筒）の火花点火式エンジンよりなり、その吸気ポートには吸気マニホールド１２を介して吸気管１１が接続されており、排気ポートには排気マニホールド１３を介して排気管１４が接続されている。吸気管１１には、空気量調整手段としてのスロットル弁１５が設けられている。このスロットル弁１５は、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ１５ａにより開度調節される電子制御式のスロットル弁として構成されている。スロットル弁１５の開度（スロットル開度）は、スロットルアクチュエータ１５ａに内蔵されたスロットル開度センサ１５ｂにより検出される。
【００１３】
排気管１４には、排気の成分を検出する排気センサ１８ａ，１８ｂと、排気を浄化する触媒１９とが設けられている。排気センサ１８ａ，１８ｂとしては、排気中の酸素濃度に応じた検出信号を出力する酸素センサが、触媒１９の上流側及び下流側にそれぞれ設けられている。
【００１４】
エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートには、気筒内に導入される空気量を調整する機関バルブとしての吸気バルブ２５及び排気バルブ２６がそれぞれ設けられている。吸気バルブ２５の開動作により空気と燃料との混合気が気筒内に導入され、排気バルブ２６の開動作により燃焼後の排気が排気通路に排出される。
【００１５】
エンジン１０の各気筒には点火プラグ２０が設けられている。点火プラグ２０には、点火コイル等よりなる点火装置２０ａを通じて、所望とする点火時期に高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ２０の対向電極間に火花放電が発生し、気筒内に導入した燃料が着火され燃焼に供される。
【００１６】
本システムには、エンジン１０の各気筒に対して燃料を噴射供給する燃料噴射手段として、気体燃料（ＣＮＧ燃料）を噴射する第１噴射弁２１と、液体燃料（ガソリン）を噴射する第２噴射弁２２とが設けられている。これら各噴射弁２１，２２は吸気マニホールド１２にそれぞれ燃料を噴射する。
【００１７】
各噴射弁２１，２２は、電磁駆動部が電気的に駆動されることで弁体が閉位置から開位置にシフトされる開閉タイプの制御弁である。これら噴射弁２１，２２はオン／オフ式の開弁駆動信号によりそれぞれ開弁駆動され、電磁駆動部への通電時間に応じた量の燃料（気体燃料、液体燃料）が各噴射弁２１，２２から噴射される。
【００１８】
次に、第１噴射弁２１に対して気体燃料を供給する気体燃料供給部４０について説明する。気体燃料供給部４０において、第１噴射弁２１にはガス配管４１を介してガスタンク４２が接続されている。ガス配管４１の途中には、第１噴射弁２１に供給される気体燃料の圧力を減圧調整する圧力調整機能を有するレギュレータ４３が設けられている。レギュレータ４３は、ガスタンク４２内に貯蔵された高圧状態（例えば最大２０ＭＰａ）の気体燃料を、第１噴射弁２１の噴射圧である所定の設定圧（例えば０．３〜０．４ＭＰａ、以下、レギュレータ設定圧Ｐｒｇともいう。）になるように減圧調整するものである。減圧調整後の気体燃料は、ガス配管４１を通って第１噴射弁２１に供給される。なお、ガス配管４１において、レギュレータ４３よりも上流側が高圧側通路を形成する高圧配管部４１ａ、下流側が低圧側通路を形成する低圧配管部４１ｂとなっている。
【００１９】
ガス配管４１等により形成される燃料通路には更に、ガスタンク４２の燃料出口の付近に配置されたタンク主止弁４４と、タンク主止弁４４よりも下流側であってレギュレータ４３の燃料入口の付近に配置された遮断弁４５とが設けられている。これら各弁４４，４５によって、ガス配管４１における気体燃料の流通が許容及び遮断される。タンク主止弁４４及び遮断弁４５はいずれも電磁式の開閉弁であり、非通電時に気体燃料の流通を遮断し、通電時に気体燃料の流通を許容する常閉式となっている。
【００２０】
本システムにおいて、レギュレータ４３には、減圧調整前の燃料圧力（高圧配管部４１ａの燃料圧力）を検出する圧力センサとしての高圧センサ４６が一体に設けられている。また、低圧配管部４１ｂには、燃料圧力を検出する圧力センサとして低圧センサ４７が設けられている。また本システムにおいて、第２噴射弁２２に液体燃料を供給する液体燃料供給部７０は、液体燃料を貯蔵する燃料タンク７２を備えており、当該燃料タンク７２が、燃料配管７１を介して第２噴射弁２２に接続されている。燃料配管７１には、燃料タンク７２内の液体燃料を第２噴射弁２２に給送する燃料ポンプ７３が設けられている。
【００２１】
レギュレータ４３の具体的構成を、図２を用いて説明する。レギュレータ４３は、機械的に定められた所定範囲の圧力値（レギュレータ設定圧）になるよう低圧配管部４１ｂ内の燃料圧力を調整する機械式の圧力調整装置を構成するものである。
【００２２】
図２において、レギュレータ４３は、高圧配管部４１ａ（すなわちガスタンク４２側）に接続される高圧通路５１と、低圧配管部４１ｂ（すなわち第１噴射弁２１側）に接続される低圧通路５２とを有しており、高圧通路５１には遮断弁４５と高圧センサ４６とが設けられている。高圧センサ４６は、高圧通路５１において遮断弁４５よりも下流側で気体燃料の圧力を検出する。また、高圧通路５１において、遮断弁４５よりも上流側には異物除去用の第１フィルタ５３が配置されている。
【００２３】
レギュレータ４３において、遮断弁４５の下流側には圧力調整弁６０が設けられている。圧力調整弁６０は、高圧通路５１に弁体室６１を備えており、弁体室６１には弁体６２が収容されている。弁体６２は低圧通路５２の入口部分である弁座部６３を開閉する開閉部材である。弁体６２が開位置にあれば、弁座部６３が開かれて高圧通路５１と低圧通路５２とが連通され、弁体６２が閉位置にあれば、弁座部６３が閉じられて高圧通路５１と低圧通路５２との連通が遮断される。
【００２４】
弁体６２は、低圧通路５２内の燃料圧力（噴射圧に相当）と、弁体作動部６５により生じる開弁方向の力とのバランスに応じて開閉される。詳しくは、弁体作動部６５は、エンジン１０の吸気管１１内に連通された空間を有する開放部６７と、開放部６７の空間部分に設けられた調整ばね６６と、開放部６７と低圧通路５２とを仕切る仕切部材としてのダイアフラム６８とを備えている。ダイアフラム６８は弁体６２に一体に設けられている。ダイアフラム６８には、閉弁方向の力として低圧通路５２内の燃料圧力が作用し、開弁方向の力として調整ばね６６の付勢力と吸気管１１内の圧力（吸気管圧力）とが作用する。
【００２５】
かかる構成において、「閉弁方向の力＞開弁方向の力」であれば、弁体６２が閉弁位置で保持される。一方、第１噴射弁２１による燃料噴射が行われて低圧通路５２内の燃料圧力が低下し、「閉弁方向の力＜開弁方向の力」になると、ダイアフラム６８の変位に伴い弁体６２が開弁方向に変位する。このとき、閉弁方向の力と開弁方向の力との差に応じて弁体６２の開弁位置（弁体シフト量）が決まり、その開弁位置に応じて弁座部６３の開口面積が変更される。この開口面積の変更により、高圧通路５１から低圧通路５２に流入する燃料量が調整され、低圧通路５２内の燃料圧力がレギュレータ設定圧で保持される。なお、レギュレータ設定圧は吸気管圧力に応じた値を示し、吸気管圧力が正側に大きいほど（エンジン負荷が大きいほど）弁体６２が開弁方向に変位することにより高圧側となる。
【００２６】
低圧通路５２には、圧力調整弁６０よりも下流側に異物除去用の第２フィルタ５４が配置されており、第２フィルタ５４の更に下流側に、気体燃料の圧力を検出する低圧センサ４７と、気体燃料の温度を検出する温度センサ４８とが設けられている。なお、第１フィルタ５３及び第２フィルタ５４としては紙性のフィルタを用いている。また、低圧通路５２から分岐した分岐部５２ａには、低圧通路５２内の燃料圧力が異常高圧になった場合にガス抜きをするリリーフ弁６９が設けられている。リリーフ弁６９は機械駆動式であり、低圧通路５２の燃料圧力が所定のリリーフ圧Ｐよりも高くなった場合に開弁する。弁体６２や弁体作動部６５といった構成部品からなる圧力調整弁６０により圧力調整手段が構成されている。
【００２７】
制御部８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等を備えており、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、都度のエンジン運転状態に応じてエンジン１０の各種制御を実施する。具体的には、制御部８０は、上述した各種センサや、本システムに設けられたその他のセンサ類（クランク角センサ８１、吸気管圧力センサ８２、冷却水温センサ８３、車速センサ等）と電気的に接続されており、これらのセンサからの出力（検出信号）が入力される。また、制御部８０は、点火装置２０ａ、各噴射弁２１，２２等の駆動部と電気的に接続されており、駆動信号を各駆動部に向けて出力することにより各駆動部の駆動を制御する。
【００２８】
点火装置２０ａや各噴射弁２１，２２等の駆動部には、制御部８０から駆動信号が入力されるようになっており、その入力した駆動信号に応じて各駆動部が駆動される。具体的には、点火装置２０ａは、制御部８０からの点火信号に応じて高電圧を出力し点火プラグに点火火花を生じさせる。第１噴射弁２１は、制御部８０からの噴射信号に応じた量の気体燃料を吸気ポートに噴射し、第２噴射弁２２は、制御部８０からの噴射信号に応じた量の液体燃料を吸気ポートに噴射する。
【００２９】
制御部８０は、エンジン運転状態やタンク内の燃料残量、図示しない燃料選択スイッチからの入力信号等に応じて、使用燃料を選択的に切り替えている。具体的には、ガスタンク４２内の気体燃料の残存量が所定値を下回った場合又は燃料選択スイッチにより液体燃料の使用が選択されている場合には、液体燃料を優先的に使用し、燃料タンク７２内の液体燃料の残存量が所定値を下回った場合又は燃料選択スイッチにより気体燃料の使用が選択されている場合には、気体燃料を優先的に使用する。
【００３０】
ところで、ガスタンク４２内に充填される気体燃料の中には通常、水やオイル成分などの不純物が混入している。また、圧力調整弁６０では、弁座部６３を通過する際の減圧作用によって液化が生じることでオイル成分を含む粘性の高い異物が析出し、その析出物がガス配管４１内を流通することがある。このような異物は、第１噴射弁２１に供給されるまでの間に第２フィルタ５４によって除去されるが、かかる異物によって第２フィルタ５４で目詰まりが生じることがある。また、第２フィルタ５４で目詰まりが生じた場合、第２フィルタ５４で気体燃料の通過が阻害され、第１噴射弁２１から気筒内に供給される燃料量が不足する結果、例えばエンジン高負荷状態でリーン失火が発生したり出力低下を招いたりするおそれがある。そこで本実施形態では、第２フィルタ５４で目詰まり異常が生じているか否かの異常診断を実施することとしている。
【００３１】
以下、本実施形態のフィルタ異常診断処理について詳しく説明する。本システムでは、第２フィルタ５４で目詰まり異常が生じた場合、第１噴射弁２１による燃料噴射を実施している期間に遮断弁４５を開弁状態→閉弁状態→開弁状態の順に切り替えた際のガス配管４１の圧力推移が正常時とは異なる変化態様であることに着目し、制御部８０は、高圧センサ４６で検出した燃料圧力（高圧側検出値）と、低圧センサ４７で検出した燃料圧力（低圧側検出値）とに基づいてフィルタ異常診断を実施することとしている。
【００３２】
本実施形態のフィルタ異常診断処理の具体的態様について、図３及び図４のタイムチャートを用いて説明する。まず、気体燃料供給部４０が正常である場合について図３を用いて説明する。この図３では、圧力推移として高圧通路５１において遮断弁４５よりも下流側の燃料圧力（高圧側ガス圧Ｐｔ）、低圧通路５２において第２フィルタ５４よりも下流側の燃料圧力（低圧側ガス圧Ｐｆ）及び吸気管圧力Ｐｉｎを示している。なお、図３及び図４では、第１噴射弁２１による気体燃料の噴射が実施されている期間を想定している。
【００３３】
気体燃料を用いてエンジン１０の運転を行っている状態では、通常、遮断弁４５に開指令を出力して遮断弁４５を開弁した状態にしておく。これにより、高圧通路５１から低圧通路５２への気体燃料の流通が許容され、第１噴射弁２１による燃料噴射を実施している期間では噴射圧がレギュレータ設定圧Ｐｒｇで保持される（〜ｔ１１）。このとき、高圧側ガス圧Ｐｔはガスタンク４２内の気体燃料の残存量に応じた値（例えば〜２０ＭＰａ）となり、低圧側ガス圧Ｐｆはレギュレータ設定圧Ｐｒｇとなる。
【００３４】
遮断弁４５を開弁した状態で第１噴射弁２１による燃料噴射を実施している期間に遮断弁４５を閉弁状態に切り替えると（ｔ１１）、第１噴射弁２１による燃料噴射によって気体燃料が消費されるのに伴い、気体燃料が高圧通路５１から低圧通路５２に供給される。これにより、高圧側ガス圧Ｐｔが徐々に低下していく。また、低圧側ガス圧Ｐｆは、タイミングｔ１１から暫くの間は高圧通路５１から気体燃料が供給されることによりレギュレータ設定圧Ｐｒｇで保持される。そして、高圧側ガス圧Ｐｔがレギュレータ設定圧Ｐｒｇを下回ると（ｔ１２）、高圧側ガス圧Ｐｔと同じ変化態様で低圧側ガス圧Ｐｆが徐々に低下していく。
【００３５】
遮断弁４５に閉指令してから所定の閉鎖時間ｔａが経過したタイミングｔ１３では、遮断弁４５を開弁させる開指令を出力し、遮断弁４５を開弁状態に切り替える。これにより、遮断弁４５の上流側から下流側への気体燃料の流通が許容され、高圧側ガス圧Ｐｔ及び低圧側ガス圧Ｐｆが上昇に転じる。このとき、低圧側ガス圧Ｐｆは、レギュレータ設定圧Ｐｒｇまで上昇し（ｔ１４）、その後、レギュレータ設定圧Ｐｒｇで保持される。また、高圧側ガス圧Ｐｔは、レギュレータ設定圧Ｐｒｇになるまでは低圧側ガス圧Ｐｆと同じ挙動を示すが（ｔ１４）、レギュレータ設定圧Ｐｒｇに達した後も更に圧力上昇し、ガスタンク４２内の気体燃料の残存量に応じた値、すなわち遮断弁４５を閉弁状態に切り替える前の燃料圧力Ｐ１に戻る（ｔ１５）。
【００３６】
一方、第２フィルタ５４で目詰まり異常が発生した場合には、図４に示すように、高圧側ガス圧Ｐｔは圧力変化の態様が正常時と同じになるのに対し、低圧側ガス圧Ｐｆは圧力変化の態様が正常時と異なる。具体的には、第１噴射弁２１による燃料噴射の実施期間に遮断弁４５に閉指令を出力した場合、その出力タイミングｔ２１から暫くの間は、第２フィルタ５４の目詰まりの程度に応じた燃料圧力で（図４では、正常時のレギュレータ設定圧Ｐｒｇよりも僅かに低圧側で）低圧側ガス圧Ｐｆが保持される。ところが、高圧側ガス圧Ｐｔが低圧側ガス圧Ｐｆまで低下した後では、第２フィルタ５４の目詰まりによって第２フィルタ５４よりも下流側への燃料供給が制限される。これにより、低圧側ガス圧Ｐｆは高圧側ガス圧Ｐｔよりも大きい減圧速度で低下する。そのため、遮断弁４５の開指令を出力するタイミングｔ２３では、低圧側ガス圧Ｐｆは高圧側ガス圧Ｐｔよりも低圧側となる。
【００３７】
遮断弁４５の開指令に伴い遮断弁４５が開弁したｔ２３以降では、第２フィルタ５４の目詰まりによって第２フィルタ５４よりも下流側への燃料供給が制限されるため、圧力上昇が高圧側ガス圧Ｐｔよりも緩慢となる。また、高圧側ガス圧Ｐｔと低圧側ガス圧Ｐｆとの圧力差について、時刻ｔ２３で遮断弁４５を開弁させる前と後で比較すると、遮断弁４５を開弁状態に切り替えた時刻ｔ２３以降の方がその圧力差が顕著に現れる。
【００３８】
上記の点に着目し、制御部８０は、遮断弁４５を閉弁した状態で第１噴射弁２１による燃料噴射を実施している場合に遮断弁４５を開弁した状態に切り替え、その開弁状態への切り替え後、高圧側ガス圧Ｐｔが所定値以上になった場合に低圧センサ４７で検出した燃料圧力（低圧側ガス圧Ｐｆの検出値）に基づいて、第２フィルタ５４の目詰まり異常についての異常診断を実施することとしている。
【００３９】
また、本実施形態の圧力調整弁６０は、エンジン１０の吸気管圧力に応じて噴射圧を可変調整しており、吸気管圧力が正側に大きいほど噴射圧（低圧側ガス圧Ｐｆ）が高圧側となる。そのため、第１噴射弁２１による燃料噴射の実施期間に遮断弁４５を開弁／閉弁した場合の低圧側ガス圧Ｐｆは、圧力変化の態様は同じであるものの、吸気管圧力が正側に大きいほど高圧側にシフトする。この点を考慮し、本実施形態では、遮断弁４５を開弁状態に切り替え後、高圧側ガス圧Ｐｔが所定値以上になった時点で低圧センサ４７により検出した低圧側ガス圧Ｐｆ（低圧側検出値）と、吸気管圧力センサ８２により検出した吸気管圧力Ｐｉｎとの差分ΔＰａ１（第１相対圧力に相当）に基づいて、第２フィルタ５４の目詰まり異常の診断を実施することとしている。
【００４０】
より具体的には、図４に示すように、閉弁状態の遮断弁４５を開弁状態に切り替えた後、高圧側ガス圧Ｐｔが所定以上（高圧判定値Ｋ１以上）になった時刻で低圧センサ４７により検出した低圧側ガス圧Ｐｆと、同時刻に吸気管圧力センサ８２により検出した吸気管圧力Ｐｉｎとを取得し、それらの差分ΔＰａ１（＝Ｐｆ−Ｐｉｎ）を求める。また、その差分ΔＰａ１と判定値とを比較する。判定値について本実施形態では、低圧通路５２において遮断弁４５の閉弁に伴う圧力低下が生じる前に低圧センサ４７で検出した低圧側ガス圧Ｐｆと、その時の吸気管圧力Ｐｉｎとの差分ΔＰｂ１（第２相対圧力に相当）を用いる（図３，４参照）。そして、第１相対圧力ΔＰａ１と第２相対圧力ΔＰｂ１とを比較し、その比較結果に基づいて第２フィルタ５４の目詰まり異常診断を実施する。このとき、遮断弁４５を閉弁状態に切り替える前の燃料圧力Ｐ１又はそれよりも僅かに低圧側の値が高圧判定値Ｋ１に設定されている場合であれば、第２フィルタ５４の正常時では第１相対圧力ΔＰａ１と第２相対圧力ΔＰｂ１とが略等しくなる（図３参照）。一方、第２フィルタ５４の目詰まり異常時には、第１相対圧力ΔＰａ１が第２相対圧力ΔＰｂ１に対して小さくなる。
【００４１】
次に、本実施形態のフィルタ異常診断処理の処理手順を図５のフローチャートを用いて説明する。この処理は制御部８０のＣＰＵにより所定周期毎に実行される。
【００４２】
図５において、ステップＳ１００では、第２フィルタ５４の異常診断を実行するための所定の診断条件が成立しているか否かを判定する。当該診断条件としては、エンジン始動から所定時間が経過していること、使用燃料として気体燃料が選択されていること、エンジン１０が定常運転状態であること、遮断弁４５及びタンク主止弁４４が正常であること、第１噴射弁２１が正常であること、高圧センサ４６及び低圧センサ４７が正常であること等を含む。なお、遮断弁４５、タンク主止弁４４、第１噴射弁２１、高圧センサ４６及び低圧センサ４７が正常であるか否かは、図示しない別ルーチンによる異常診断の結果を入力することにより判定する。
【００４３】
所定の診断条件が成立している場合には、ステップＳ１０１へ進み、遮断弁４５を閉弁させる閉指令の出力後であるか否かを判定する。閉指令の出力前であればステップＳ１０１で否定判定されてステップＳ１０２へ進み、遮断弁４５を閉弁状態にしておく閉鎖時間ｔａを設定する（時間設定手段）。本実施形態では、エンジン運転状態に応じて閉鎖時間ｔａを設定しており、エンジン負荷が高いほど又はエンジン回転速度が高いほど、閉鎖時間ｔａを短い時間に設定している。
【００４４】
都度のエンジン運転状態に応じて閉鎖時間ｔａを可変設定する理由は以下の通りである。すなわち、第１噴射弁２１から噴射する燃料噴射量は都度異なり、エンジン１０が高負荷であるほど又は高回転であるほど、第１噴射弁２１から噴射する燃料量としては大きな値が設定される。そのため、第１噴射弁２１による燃料噴射の実施期間に遮断弁４５を開弁状態から閉弁状態に切り替えた場合、その切り替え後の噴射圧の変化態様はエンジン運転状態に応じて異なる。具体的には、エンジン１０が高負荷であるほど又は高回転であるほど噴射圧の低下速度が大きくなる。また、噴射圧の低下速度が大きいほど、遮断弁４５の閉弁後の所定時間における噴射圧の落ち込み量が大きくなる。そのため、気筒内に供給される燃料量が不足してエンストするおそれがある。そこで本実施形態では、都度のエンジン運転状態に応じて閉鎖時間ｔａを可変設定することとしている。なお、本実施形態では、エンジン負荷とエンジン回転速度と閉鎖時間ｔａとの関係をマップとして予め定めておき、制御部８０は、都度のエンジン負荷及びエンジン回転速度に対応する閉鎖時間ｔａを同マップから読み出すことにより閉鎖時間ｔａを設定する。
【００４５】
続くステップＳ１０３では、第２フィルタ５４の目詰まり異常の判定タイミングを定めるための圧力判定値として高圧判定値Ｋ１を設定する。ここでは、遮断弁４５に閉指令を出力する直前のタイミングで高圧センサ４６により検出した高圧側ガス圧Ｐｔを取得し、その取得したセンサ検出値Ｐ１又はＰ１よりも低圧側の近傍値を高圧判定値Ｋ１に設定する。ステップＳ１０４では、遮断弁４５を閉弁させる閉指令を出力する（閉弁手段）。
【００４６】
ステップＳ１０５では、第２相対圧力ΔＰｂ１を算出する。ここでは、遮断弁４５に対する閉指令の出力後の低圧側ガス圧Ｐｆの圧力変化をモニタし、低圧センサ４７により検出された低圧側ガス圧Ｐｆが前回値に対して所定値以上小さくなったタイミングを検出する。そして、そのタイミングの直前で低圧センサ４７により検出した低圧側ガス圧Ｐｆ及び吸気管圧力センサ８２により検出した吸気管圧力Ｐｉｎを用い、低圧側ガス圧Ｐｆから吸気管圧力Ｐｉｎを差し引くことにより第２相対圧力ΔＰｂ１を算出する。なお、第２相対圧力ΔＰｂ１の算出に用いる低圧側ガス圧Ｐｆ及び吸気管圧力Ｐｉｎは上記に限らず、例えば遮断弁４５の閉指令の出力タイミングで低圧センサ４７により検出した低圧側ガス圧Ｐｆ及びその時の吸気管圧力Ｐｉｎとしてもよい。あるいは、遮断弁４５の閉指令の出力タイミングよりも前で低圧センサ４７により検出した低圧側ガス圧Ｐｆ及びその時の吸気管圧力Ｐｉｎとしてもよい。
【００４７】
ステップＳ１０６では、遮断弁４５の閉指令の出力タイミングから閉鎖時間ｔａが経過したか否かを判定する。そして、閉鎖時間ｔａが経過したことを条件にステップＳ１０７へ進み、遮断弁４５を開弁させる開指令を出力する（開弁手段）。
【００４８】
遮断弁４５の閉指令の出力後ではステップＳ１０１で肯定判定され、ステップＳ１０８へ進む。ステップＳ１０８では遮断弁４５の開指令の出力後であるか否かを判定し、肯定判定された場合にはステップＳ１０９へ進む。ステップＳ１０９では、高圧センサ４６により検出された高圧側ガス圧Ｐｔが高圧判定値Ｋ１以上になったか否かを判定し（圧力判定手段）、Ｐｔ≧Ｋ１の場合にはステップＳ１１０へ進む。
【００４９】
ステップＳ１１０では、第１相対圧力ΔＰａ１を算出する。ここでは、Ｐｔ＝Ｋ１になった時刻で低圧センサ４７により検出した低圧側ガス圧Ｐｆ及びその時の吸気管圧力Ｐｉｎを取得し、低圧側ガス圧Ｐｆから吸気管圧力Ｐｉｎを差し引いた値を第１相対圧力ΔＰａ１とする。続くステップＳ１１１では、ステップＳ１０５で算出した第２相対圧ΔＰｂ１を取得し、ΔＰｂ１が所定値以上であるか否かを判定する。ΔＰｂ１≧所定値の場合、ステップＳ１１２へ進み、第１相対圧力ΔＰａ１と第２相対圧力ΔＰｂ１とを比較する。そして、第１相対圧力ΔＰａ１が第２相対圧力ΔＰｂ１に対して、その差が所定値Ｋ２未満である場合にはステップＳ１１３へ進み、第２フィルタ５４は正常であると判定する。
【００５０】
一方、第２相対圧力ΔＰｂ１が所定値未満であるか、又は第２相対圧力ΔＰｂ１が所定値以上であってかつ第１相対圧力ΔＰａ１が第２相対圧力ΔＰｂ１に対して所定値Ｋ２以上小さい場合にはステップＳ１１４へ進み、第２フィルタ５４の目詰まり異常有りと判定する（異常診断手段）。第２フィルタ５４の目詰まり異常有りと判定された場合には、その旨をランプ表示やメッセージ表示等で運転者に通知する。また、上記通知に代えて又は上記通知と共に、エンジン１０の出力制限を実施するか又は使用燃料を液体燃料に切り替えてもよい。
【００５１】
以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。
【００５２】
遮断弁４５を閉弁状態から開弁状態に切り替えた後、高圧側ガス圧Ｐｔが所定以上に回復した場合に低圧センサ４７により検出した低圧側ガス圧Ｐｆに基づいて、第２フィルタ５４の目詰まり異常についての異常診断を実施する構成とした。これにより、気体燃料供給系に設けられた第２フィルタ５４について目詰まり異常の有無を適正に診断することができる。
【００５３】
遮断弁４５を閉弁状態から開弁状態に切り替えた後、高圧側ガス圧Ｐｔが所定以上に回復したか否かの判定を高圧センサ４６により検出した実際値に基づいて実施する構成としたため、当該判定を精度良く実施することができ、ひいては目詰まり異常診断を高精度に実施することができる。
【００５４】
気体燃料を用いたエンジン運転状態において、低圧側ガス圧Ｐｆ（噴射圧）はエンジン運転状態に応じて変化する。具体的には、エンジン負荷が高いほど又はエンジン回転速度が高いほど吸気管圧力が正側に大きくなり、圧力調整弁６０の弁体６２が開弁側にシフトする結果、低圧側ガス圧Ｐｆは高圧側となる。その点に鑑み、上記構成では、低圧側ガス圧Ｐｆと吸気管圧力Ｐｉｎとの差分ΔＰａ１に基づいて第２フィルタ５４の目詰まり異常の有無を診断する構成としたため、エンジン運転状態の相違による誤判定を回避することができる。
【００５５】
また、低圧側ガス圧Ｐｆと吸気管圧力Ｐｉｎとの差分ΔＰａ１に基づいて異常診断を実施する場合、差分ΔＰａ１と比較する判定値として、低圧通路５２において遮断弁４５の閉弁に伴う圧力低下が生じる前に低圧センサ４７により検出した低圧側ガス圧Ｐｆ及び吸気管圧力センサ８２により検出した吸気管圧力Ｐｉｎの両者の差分ΔＰｂ１を用いる構成とした。遮断弁４５を閉弁状態に切り替える前のレギュレータ設定圧Ｐｒｇと吸気管圧力Ｐｉｎとの関係はエンジン運転状態や経時的変化等によって異なることが考えられるが、上記構成によればそれらを加味して判定値を設定することができ、診断精度を向上させることができる。
【００５６】
遮断弁４５を閉弁状態にしておく期間での燃料圧力の低下速度はエンジン運転状態に応じて異なり、エンジン１０が高負荷であるほど又は高回転であるほど燃料噴射量が多くなり、燃料圧力（噴射圧）の低下速度が大きくなる。また、噴射圧の低下速度が大きいほど、遮断弁４５の閉弁後の所定時間における噴射圧の落ち込み量が大きくなる結果、失火によりエンストするおそれがある。その点、上記構成では、都度のエンジン運転状態に応じて閉鎖時間ｔａを可変設定するため、第２フィルタ５４の異常診断に際してエンストしないようにすることができる。
【００５７】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
【００５８】
・上記実施形態では、第１相対圧力ΔＰａ１と第２相対圧力ΔＰｂ１との比較結果に基づいて異常診断を実施したが、第１相対圧力ΔＰａ１と、予め定めた判定値Ｋ３との比較結果に基づいて異常診断を実施してもよい。この場合、第１相対圧力ΔＰａ１が判定値Ｋ３よりも大きい場合には正常であると判定し、一方、第１相対圧力ΔＰａ１が判定値Ｋ３以下である場合には第２フィルタ５４で目詰まり異常有りと判定する。
【００５９】
・上記実施形態では、遮断弁４５を閉弁状態に切り替える前の燃料圧力Ｐ１又はＰ１よりも低圧側の近傍値を高圧判定値Ｋ１に設定したが、更に低圧側の燃料圧力を高圧判定値Ｋ１に設定してもよい。例えば、レギュレータ設定圧Ｐｒｇを高圧判定値Ｋ１に設定してもよいし、レギュレータ設定圧Ｐｒｇよりも低圧側の燃料圧力を高圧判定値Ｋ１に設定してもよい。後者の場合、第２フィルタ５４の正常時では第１相対圧力ΔＰａ１が第２相対圧力ΔＰｂ１よりもα１だけ小さい値となるのに対し、第２フィルタ５４の目詰まり異常時には、第１相対圧力ΔＰａ１が第２相対圧力ΔＰｂ１に対してα１よりも更に小さい値となる。
【００６０】
・上記実施形態では、高圧側ガス圧Ｐｔが所定以上になったか否かを判定する圧力判定手段について、高圧センサ４６により検出した高圧側ガス圧Ｐｔが判定値以上になった場合に高圧側ガス圧Ｐｔが所定以上になったと判定する構成としたが、高圧側ガス圧Ｐｔを直接検出する構成に代えて、遮断弁４５の開指令を出力してから所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過した場合に高圧側ガス圧Ｐｔが所定以上になったと判定する構成としてもよい。
【００６１】
・上記実施形態では、閉弁状態の遮断弁４５を開弁状態に切り替えた後、高圧側ガス圧Ｐｔが所定以上になった場合に低圧センサ４７により検出した低圧側ガス圧Ｐｆ及び吸気管圧力センサ８２により検出した吸気管圧力Ｐｉｎの両者の差分ΔＰａ１を求め、その差分ΔＰａ１と判定値との比較結果に基づいて第２フィルタ５４の目詰まり異常の診断を実施した。これに対し、本実施形態では、閉弁状態の遮断弁４５を開弁状態に切り替えた後、高圧側ガス圧Ｐｔが所定以上になった場合に低圧センサ４７により検出した低圧側ガス圧Ｐｆと判定値Ｋ４との比較結果に基づいて第２フィルタ５４の目詰まり異常の診断を実施する構成とする。第２フィルタ５４の目詰まりが生じている場合、第１噴射弁２１による燃料噴射の実施期間で遮断弁４５を開弁状態→閉弁状態→開弁状態に切り替えた場合、低圧側ガス圧Ｐｆが正常時とは異なる変化態様を示し、特に閉弁状態→開弁状態の切り替え後において正常時との相違が顕著に現れる（図４参照）。したがって、遮断弁４５を閉弁状態から開弁状態に切り替えた後の低圧側ガス圧Ｐｆによれば、第２フィルタ５４の目詰まり異常が生じていることを特定することができる。
【００６２】
具体的には、閉弁状態の遮断弁４５を開弁状態に切り替えた後（図４のｔ２３）、高圧側ガス圧Ｐｔが高圧判定値Ｋ１以上になった時刻で低圧センサ４７により検出した低圧側ガス圧Ｐｆを取得する。そして、取得した低圧側ガス圧Ｐｆと判定値Ｋ４とを比較し、低圧側ガス圧Ｐｆが判定値Ｋ４よりも小さい場合に第２フィルタ５４の目詰まり異常有りと判定する。なお、判定値Ｋ４は、レギュレータ設定圧Ｐｒｇ又はこれよりも所定の僅少値だけ低圧側の値に設定しておくとよい。
【００６３】
・閉弁状態の遮断弁４５を開弁状態に切り替えた後、高圧センサ４６により検出した高圧側ガス圧Ｐｔが所定以上になった時点の高圧側ガス圧Ｐｔと、同時点で低圧センサ４７により検出した低圧側ガス圧Ｐｆとの差分ΔＰｔｆを求め、その差分ΔＰｔｆと判定値との比較により異常診断を実施する構成としてもよい。閉弁状態の遮断弁４５を開弁状態に切り替えた後、高圧側ガス圧Ｐｔがレギュレータ設定圧Ｐｒｇに達するまでの期間において、第２フィルタ５４の目詰まりが生じていない正常時には、図６に破線で示すように、低圧側ガス圧Ｐｆと高圧側ガス圧Ｐｔとが同じ圧力値を示す（ｔ３３〜ｔ３４）。これに対し、第２フィルタ５４の目詰まり異常時には、図６に実線で示すように、低圧側ガス圧Ｐｆが高圧側ガス圧Ｐｔよりも低圧側の値を示す。したがって、期間ｔ３３〜ｔ３４において低圧側ガス圧Ｐｆが高圧側ガス圧Ｐｔよりも所定値Ｋ５以上低い場合には、第２フィルタ５４の目詰まり異常有りと特定することができる。なお、所定値Ｋ５については、エンジン１０の吸気管圧力に応じて噴射圧（レギュレータ設定圧Ｐｒｇ）が相違することを考慮し、吸気管圧力に応じて可変に設定してもよい。その場合、吸気管圧力が正側に大きいほど所定値Ｋ５を小さくするとよい。
【００６４】
・差分ΔＰｔｆと判定値との比較により異常診断を実施する場合、高圧側ガス圧Ｐｔが、開弁状態の遮断弁４５を閉弁状態に切り替える前の燃料圧力まで回復した後の差分ΔＰａ２（図６参照）を用いてもよい。この場合、差分ΔＰａ２と比較する判定値としては、高圧通路５１において遮断弁４５の閉弁に伴う圧力低下が生じる前に低圧センサ４７で検出した低圧側ガス圧Ｐｆ及び高圧センサ４６で検出した高圧側ガス圧Ｐｔの両者の差分ΔＰｂ２（＝Ｐｔ−Ｐｆ）を用いるとよい。このとき、第２フィルタ５４の正常時ではΔＰａ２とΔＰｂ２とが略等しくなるのに対し、第２フィルタ５４の目詰まり異常時にはΔＰａ２がΔＰｂ２に対して大きくなる。
【００６５】
・上記実施形態では、レギュレータ４３の構成を機械式の圧力調整装置としたが、通電制御により低圧配管部４１ｂ内の燃料圧力を可変調整する電磁式の圧力調整装置としてもよい。電磁式のレギュレータ４３を備えるシステムの場合、第２フィルタ５４の目詰まり異常診断時にはレギュレータ４３に通電して圧力調整弁を所定の開位置にシフトさせておく。あるいは、レギュレータ４３として、レギュレータ４３よりも下流側の圧力変化に応じて機械的に定められた所定の設定圧になるように低圧配管部４１ｂ内の燃料圧力を調整する機械式の圧力調整機構と、通電制御により低圧配管部４１ｂ内の燃料圧力を可変調整する電磁式の圧力調整機構とを備える圧力調整装置を用いてもよい。
【００６６】
・上記実施形態では、ガスタンク４２から第１噴射弁２１までの燃料通路において圧力調整弁６０を１つ配置したレギュレータ４３を用いる構成としたが、当該燃料通路において複数の圧力調整弁６０を配置したレギュレータ４３を備えるシステムに本発明を適用してもよい。
【００６７】
・上記実施形態では、気体燃料（ＣＮＧ燃料）と液体燃料（ガソリン燃料）とを燃焼用の燃料として使用するバイフューエルエンジンに本発明を具体化する場合について説明したが、燃焼用の燃料として気体燃料のみを使用するガスエンジンに本発明を具体化してもよい。あるいは、気体燃料と液体燃料とを併用して使用するエンジンに本発明を具体化してもよい。
【００６８】
・上記実施形態では気体燃料をＣＮＧ燃料としたが、標準状態で気体状態の他の気体燃料を用いることもでき、例えばメタン、エタン、プロパン、ブタン、水素、ジメチルエーテルなどを主成分とする燃料を用いる構成としてもよい。また、液体燃料についてもガソリン燃料に限定しない。例えば燃焼用の燃料として軽油を用いるディーゼルエンジンに対して気体燃料の供給系を搭載したシステムに本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１０…エンジン（内燃機関）、２１…第１噴射弁（燃料噴射手段）、４１…ガス配管（燃料通路）、４１ａ…高圧配管部（高圧通路部）、４１ｂ…低圧配管部（低圧通路部）、４２…ガスタンク、４５…遮断弁、４６…高圧センサ（高圧検出手段）、４７…低圧センサ（低圧検出手段）、５１…高圧通路（高圧通路部）、５２…低圧通路（低圧通路部）、５４…第２フィルタ、６０…圧力調整弁（圧力調整手段）、６５…弁体作動部（圧力調整手段）、８０…制御部（開弁手段、異常診断手段、閉弁手段）、８２…吸気管圧力センサ（吸気圧検出手段）。
【図１】
2014169662.tif 000003
【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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