(57)【要約】【課題】燃料の種類や燃料中の不純物を考慮しつつ、ヒータの駆動を適切に制御して電力を節約すること。【解決手段】本発明は、内燃機関の燃焼室に投入される燃料を加熱するヒータ（１０）の制御装置（１２）に関するものである。制御装置は、燃料フィルタ（１１）を通過する前の燃料の温度及び燃料フィルタ前後の圧力差に基づいて規定されるフィルタ目詰まり判定閾値（Ｌ）を記憶しており、燃料の温度がヒータ駆動閾値を下回る場合、圧力差が第１の所定圧力差（Ｐ１）に下がるまでヒータを駆動し、ヒータを駆動している間に燃料の温度がフィルタ目詰まり判定閾値（Ｌ）を上回る場合、ヒータの駆動を停止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に投入される燃料を加熱するヒータの制御装置であって、
燃料フィルタを通過する前の燃料の温度がヒータ駆動閾値を下回る場合に前記ヒータを駆動し、前記ヒータを駆動している間に前記燃料の温度が前記燃料の温度と前記燃料フィルタの上流及び下流の圧力差とに基づいて規定されるフィルタ目詰まり判定閾値を上回る場合、前記ヒータの駆動を停止することを特徴とするヒータの制御装置。
【請求項２】
前記フィルタ目詰まり判定閾値は、前記圧力差が大きくなるに従って前記燃料の温度が小さくなるように設定されることを特徴とする請求項１に記載のヒータの制御装置。
【請求項３】
前記圧力差が第１の所定圧力差を下回る場合、前記ヒータを駆動しないことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のヒータの制御装置。
【請求項４】
前記ヒータを駆動した後は、前記圧力差が前記第１の所定圧力差に下がるまで前記ヒータの駆動を継続することを特徴とする請求項３に記載のヒータの制御装置。
【請求項５】
前記圧力差が前記第１の所定圧力差より大きい第２の所定圧力差を上回る場合、前記ヒータを駆動しないことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のヒータの制御装置。
【請求項６】
前記フィルタ目詰まり判定閾値は、エンジン始動時に検出される前記燃料の温度及び前記圧力差が、当該フィルタ目詰まり判定閾値によって規定されるヒータ駆動継続領域に含まれるように変更されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のヒータの制御装置。
【請求項７】
前記フィルタ目詰まり判定閾値の変更は、エンジン始動時から前記ヒータを駆動した場合における前記燃料の温度及び前記圧力差の経時変化に基づいて実施されることを特徴とする請求項６に記載のヒータの制御装置。
【請求項８】
内燃機関の燃焼室に投入される燃料を濾過する燃料フィルタと、
前記燃料を加熱するヒータと、
前記燃料フィルタを通過する前の燃料の温度を検出する温度センサと、
前記燃料フィルタの上流及び下流の圧力差を検出する圧力センサと、
前記燃料の温度及び前記圧力差に基づいて前記ヒータの駆動を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記燃料の温度及び前記圧力差に基づいて規定されるヒータ駆動閾値及びフィルタ目詰まり判定閾値を記憶しており、前記燃料の温度が前記ヒータ駆動閾値を下回る場合に前記ヒータを駆動し、前記ヒータを駆動している間に前記燃料の温度が前記フィルタ目詰まり判定閾値を上回る場合、前記ヒータの駆動を停止することを特徴とするヒータの制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒータの制御装置及びヒータの制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の燃料供給系統においては、冷機時のエンジン始動性をよくするために、燃料を加熱することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、燃料噴射弁にヒータを設け、ヒータで燃料噴射弁を積極的に加熱することより、燃料が間接的に加熱される。また、特許文献１では、ヒータの過加熱を防止するため、ヒータに投入された電力量を積算し、積算された電力量が所定値以上となった場合にヒータへの通電量が減少される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１９５１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ディーゼルエンジンに用いられる軽油は、ガソリンに比べて比較的高い温度で固化（ワックス化）するおそれがある。例えば、寒冷地においては、燃料が固化することで燃料を適切に噴射できない場合が想定される。そこで、固化した燃料を溶かすために、特許文献１のように燃料をヒータで加熱することが考えられる。
【０００５】
しかしながら、上記のように特許文献１では、積算電力量に基づいてヒータの通電制御がなされるため、使用される燃料の種類によっては、十分に燃料の加熱がされなかったり、逆に燃料を加熱しすぎて余計に電力を消費してしまうおそれがある。
【０００６】
また、上記のような燃料供給系統においては、燃料供給経路の途中に燃料を濾過する燃料フィルタが設けられる。燃料フィルタは、燃料の固化に伴って目詰まりが生じるが、ヒータが駆動され、固化燃料が溶融することで、当該目詰まりが解消される。
【０００７】
しかしながら、燃料フィルタの目詰まりの原因は、燃料の固化のみが原因とは限らない。例えば、軽油などの燃料は、国によってその性状が異なり、場合によっては燃料の中に異物（不純物）が混入していることがある。したがって、この異物が原因となって燃料フィルタが目詰まりすることも想定される。この場合、ヒータを駆動しても燃料フィルタの目詰まりを解消することはできず、無駄にヒータを駆動してしまう要因と成り得る。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、燃料の種類や燃料中の不純物を考慮しつつ、ヒータの駆動を適切に制御して電力を節約することができるヒータの制御装置及びヒータの制御システムを提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るヒータの制御装置は、内燃機関の燃焼室に投入される燃料を加熱するヒータの制御装置であって、燃料フィルタを通過する前の燃料の温度がヒータ駆動閾値を下回る場合に前記ヒータを駆動し、前記ヒータを駆動している間に前記燃料の温度が前記燃料の温度と前記燃料フィルタの上流及び下流の圧力差とに基づいて規定されるフィルタ目詰まり判定閾値を上回る場合、前記ヒータの駆動を停止することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るヒータの制御システムは、内燃機関の燃焼室に投入される燃料を濾過する燃料フィルタと、前記燃料を加熱するヒータと、前記燃料フィルタを通過する前の燃料の温度を検出する温度センサと、前記燃料フィルタの上流及び下流の圧力差を検出する圧力センサと、前記燃料の温度及び前記圧力差に基づいて前記ヒータの駆動を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記燃料の温度及び前記圧力差に基づいて規定されるヒータ駆動閾値及びフィルタ目詰まり判定閾値を記憶しており、前記燃料の温度が前記ヒータ駆動閾値を下回る場合に前記ヒータを駆動し、前記ヒータを駆動している間に前記燃料の温度が前記フィルタ目詰まり判定閾値を上回る場合、前記ヒータの駆動を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、燃料の種類や燃料中の不純物を考慮しつつ、ヒータの駆動を適切に制御して電力を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態に係るヒータの制御システムの全体構成を示す概念図である。
【図２】燃料温度と圧力損失との関係を示すグラフである。
【図３】本実施の形態に係る閾値の変更フローを示す図である。
【図４】本実施の形態に係る閾値変更の具体例を示すグラフである。
【図５】本実施の形態に係る圧力測定条件成立フローを示す図である。
【図６】本実施の形態に係るヒータの駆動制御フローを示す図である。
【図７】本実施の形態に係るヒータの駆動制御フローを示す図である。
【図８】変形例に係る閾値変更を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明に係るヒータの制御装置及びヒータの制御システムを車両用のディーゼルエンジンに適用した例について説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば、本発明に係るヒータの制御装置及び制御システムをガソリンエンジンに適用してもよい。また、車両に限らず、例えば、船外機にも適用可能である。なお、以下の各図では、説明の便宜上、一部の構成を省略している。
【００１４】
図１を参照して、本実施の形態に係るヒータの制御装置及び制御システムの概略構成について説明する。本実施の形態に係るヒータの制御システムの全体構成を示す概念図である。なお、本実施の形態において、車両（例えば、自動四輪車）が通常備えている構成は備えているものとし、説明は省略する。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態に係るヒータ１０の制御システム１は、車両の内燃機関（不図示）に用いられる燃料を加熱するヒータ１０を制御するように構成されている。具体的にヒータ１０の制御システム１は、燃料を濾過する燃料フィルタ１１、燃料フィルタ１１を加熱するヒータ１０、ヒータ１０の駆動を制御する制御装置としてのＥＣＵ１２（Electronic Control Unit）等を含んで構成される。
【００１６】
内燃機関は、例えばディーゼルエンジンであり、燃料噴射装置としてのインジェクタ１３から燃焼室内に燃料を噴射（投入）するように構成されている。内燃機関には、燃料タンク１４及び燃料フィルタ１１が接続されている。燃料タンク１４には、軽油等のディーゼル燃料が貯留されている。燃料タンク１４内には、燃料を汲み上げる低圧ポンプ１５と、燃料の温度を検出する温度センサ１６が設けられている。低圧ポンプ１５の動作は、ＥＣＵ１２によって制御される。
【００１７】
温度センサ１６は、燃料タンク１４内の燃料の温度、すなわち、燃料フィルタ１１を通過する前の燃料の温度を検出する。温度センサ１６の検出値は、ＥＣＵ１２に出力される。燃料フィルタ１１は、燃料タンク１４から汲み上げられた燃料を濾過するものである。燃料フィルタ１１には、燃料を加熱するヒータ１０が内蔵されている。詳細は後述するが、ヒータ１０は、燃料フィルタ１１を加熱することにより、燃料フィルタ１１内の燃料を間接的に加熱する。
【００１８】
燃料フィルタ１１とインジェクタ１３との間には、下流側から、高圧ポンプ１７と燃料蓄圧管１８とが設けられている。高圧ポンプ１７は、図示しない動弁機構に連動して動作する。燃料蓄圧管１８は、気筒毎に設けられるインジェクタ１３に接続されている。燃料フィルタ１１で濾過された燃料は、高圧ポンプ１７によって高圧化され、燃料蓄圧管１８に一時的に蓄えられる。各インジェクタ１３が所定のタイミングで開閉されることにより、各インジェクタ１３の先端から高圧の燃料が燃焼室内に噴射される。また、燃料蓄圧管１８及びインジェクタ１３内の一部の燃料は、燃料タンク１４に戻される。
【００１９】
燃料フィルタ１１の上流及び下流（前後）には、第１圧力センサ１９及び第２圧力センサ２０が設けられる。第１圧力センサ１９は、燃料フィルタ１１を通過する前の燃料の圧力を検出する。第２圧力センサ２０は、燃料フィルタ１１を通過した後の燃料の圧力を検出する。第１圧力センサ１９及び第２圧力センサ２０の検出値は、ＥＣＵ１２に出力される。詳細は後述するが、ＥＣＵ１２は、第１圧力センサ１９及び第２圧力センサ２０の検出値から燃料フィルタ１１の前後の圧力損失（圧力差）を算出する。
【００２０】
ＥＣＵ１２は、車両内の各種構成を統括制御するものであり、車両内の各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成されている。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）等の記憶媒体で構成される。メモリには、車両内の各部を制御する制御プログラム等が記憶されている。特に、本実施の形態においてＥＣＵ１２は、燃料の温度や圧力に応じてヒータ１０の駆動を制御するように構成されている。詳細は後述するが、ＥＣＵ１２は、燃料の温度や燃料フィルタ１１の前後の圧力損失に基づいた温度マップ（図２参照）をメモリに記憶している。ＥＣＵ１２は、この温度マップに基づいてヒータ１０の駆動を制御する。
【００２１】
ところで、ディーゼルエンジンの燃料として用いられる軽油は、沸点がおよそ１７０〜３７０℃の炭化水素成分で構成されている。軽油は、例えば、トラックやバス等の車両用ディーゼルエンジン、発電、農業、建設機械のディーゼルエンジン、更にはボイラーの加熱用に用いられる。
【００２２】
上記のように、軽油は、常温下では液体である一方、燃料の特性上、ガソリン等に比べて固化する温度が高い（固化し易い）。また、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｋ  ２２０４）においては、軽油の燃料性状の指標となるパラメータに応じて、燃料の種類が細かく分類されている。具体的に軽油は、「流動点」や「目詰まり点」に応じて、特１号、１号、２号、３号、特３号の５種類に分類されている。
【００２３】
ここで、「流動点」とは、液体の低温流動性を示す数値であり、液体が凝固する直前の温度を示している。具体的には、液体をかき混ぜずに冷却したときに流動可能な最低温度を示している。例えば、特１号の軽油では、流動点が５℃以下に設定され、特３号の軽油では、流動点が−３０℃以下に設定される。このように、流動点は、低温時の燃料の固化（ワックス化）を知るための指標として用いられる。
【００２４】
また、「目詰まり点」とは、流動点と同様に液体の低温流動性を示す数値であり、液体を低温にしたときにフィルタを通して流れ難くなる温度を示している。具体的には、燃料を冷却しながら吸引濾過したときに目詰まりが発生する温度を示している。例えば、１号の軽油では、目詰まり点が−１℃以下に設定され、特３号の軽油では、目詰まり点が−１９℃以下に設定される。このように、目詰まり点は、燃料フィルタの閉塞（目詰まり）を知るための指標として用いられる。
【００２５】
特に日本では、季節や地域によって寒暖差が大きいため、例えば夏期は１号又は特１号の軽油を用い、冬期は２号（寒冷地では３号又は特３号）の軽油を用いるというように、季節や地域に応じて燃料が使い分けられている。すなわち、夏期は流動点が比較的高い軽油が用いられ、冬期は流動点が比較的低い軽油が用いられる。このため、冬期や寒冷地においては、周囲温度によって燃料が固化することがないように対策がなされている。
【００２６】
しかしながら、上記のように燃料が使い分けられているとはいっても、例えば比較的気温の高い地域から寒冷地へ移動するような場合等、必ずしもその地域に適した燃料が用いられるとは限らない。そこで、ヒータで燃料を加熱することにより、燃料の固化を抑制している。
【００２７】
従来のヒータの制御システムにおいては、ヒータに対する積算電力量が監視されており、その積算電力量が所定値を上回ったらヒータへの電力供給を抑制又は停止するものが提案されている。しかしながら、ヒータの駆動が一定の電力量で一律に制御されるため、燃料の種類によっては適切な加熱がなされない場合が想定される。
【００２８】
例えば、流動点や目詰まり点の高い燃料が固化した場合、固定の電力量でヒータの駆動が制御されると、固化した燃料が完全に溶融する前にヒータが停止してしまうことがあり、燃料フィルタの目詰まりが解消されないおそれがある。一方、流動点や目詰まり点の低い燃料が固化した場合、ヒータの熱によって燃料が完全に溶融して燃料フィルタの目詰まりが解消された後であっても、所定の積算電力量に至るまで更にヒータが加熱されることで、余計に電力を消費してしまうおそれがある。
【００２９】
また、燃料フィルタの目詰まりの原因は、燃料の固化成分のみが原因とは限らない。例えば、軽油などの燃料は、国によってその性状が異なり、場合によっては燃料の中に不純物が混入していることがある。したがって、この不純物が原因となって燃料フィルタが目詰まりすることも考えられる。このような不純物が燃料フィルタに蓄積している場合、ヒータの加熱によって燃料の固化成分が十分に溶融したとしても、不純物自体は残存するため、燃料フィルタの目詰まりを解消することはできない。この場合は、燃料フィルタ自体を交換する必要があり、これ以上ヒータで燃料を加熱しても無意味であると考えられる。したがって、上記のように、ヒータの駆動が一定の電力量で一律に制御されると、無駄にヒータを駆動してしまう結果となる。
【００３０】
以上の点を鑑みて、本件発明者は、燃料フィルタ前後の圧力損失に着目し、燃料の固化成分の溶融状態（燃料の粘度）が当該圧力損失に相関することを見出した。具体的に本実施の形態では、圧力損失と燃料温度とに基づいてヒータ１０の駆動を制御する構成とした。
【００３１】
例えば、燃料が固化したと想定される燃料温度を検出した、すなわち、燃料の温度が所定の温度を下回った場合、ヒータ１０を駆動することで燃料が温められ、燃料の固化成分が溶融する。これに伴って、燃料の粘度（圧力損失）が徐々に低下すると共に、燃料の温度は徐々に上昇する。このように、燃料フィルタ１１の目詰まりの原因が燃料の固化成分であれば、ヒータ１０で燃料を加熱することで当該固化成分を溶融させることができる。
【００３２】
一方、燃料フィルタ１１の目詰まり原因が燃料の固化成分ではなく燃料中の不純物である場合、ヒータ１０の駆動に伴って燃料の温度が上昇したとしても、燃料フィルタ前後の圧力差は変化しない（又は変化し難い）。そこで、本実施の形態では、燃料の温度及び圧力損失に基づく「フィルタ目詰まり判定閾値」を規定し、ヒータ１０の駆動中に燃料の温度が「フィルタ目詰まり判定閾値」を上回る場合、ヒータ１０の駆動を停止するように構成した。
【００３３】
これにより、燃料中に固化成分がある場合は、ヒータ１０の熱によって当該固化成分を溶融させることができ、エンジンの始動性を向上することができる。また、燃料中に不純物が混入している場合は、ヒータ１０の駆動を停止することができるため、必要以上にヒータ１０が駆動されるのを防止することが可能である。このように、「フィルタ目詰まり判定閾値」を設定したことにより、燃料フィルタ１１の目詰まり原因が燃料の固化成分によるものか、それとも燃料中の不純物によるものなのかを適切に判断することができる。したがって、燃料の種類や燃料中の不純物を考慮しつつ、ヒータ１０の駆動を適切に制御して電力を節約することが可能になった。
【００３４】
次に、図２を参照して、本実施の形態に係るヒータの駆動制御に用いられる「フィルタ目詰まり判定閾値」について説明する。図２は、燃料温度と圧力損失との関係を示すグラフである。図２に示すグラフにおいて、横軸は燃料フィルタ前後の圧力損失（圧力差）を表し、縦軸は燃料温度を示している。
【００３５】
上記したように、ＥＣＵ１２（図１参照）は、燃料温度と、燃料フィルタ１１（図１参照）の上流及び下流の圧力損失に基づく温度マップをメモリに記憶している。図２に示すように、温度マップでは、ヒータの駆動範囲を規定する第１の所定圧力差Ｐ１（以下、圧力損失Ｐ１と記すことがある）、第２の所定圧力差Ｐ２（以下、圧力損失Ｐ２と記すことがある）、及びフィルタ目詰まり判定閾値Ｌ（以下、単に閾値Ｌと記すことがある）が示されている。
【００３６】
本実施の形態では、所定タイミングで検出される燃料温度及び圧力損失に基づいてグラフ上にプロットされる点（ΔＰ，Ｔ）、すなわち、燃料温度及び圧力損失に基づいて規定されるパラメータが、直線Ｐ１、Ｐ２、Ｌに囲まれる領域（図２のドットハッチング部参照）内に存在する場合に、ヒータ１０を継続的に駆動するように制御される。この領域をヒータ駆動継続領域Ｒ１とする。
【００３７】
具体的に圧力損失Ｐ１は、燃料フィルタ１１の目詰まりに影響がない燃料粘度に対応する圧力損失を表している。圧力損失Ｐ１を下回る領域では、燃料の固化成分は十分に溶融しており、燃料フィルタ１１の目詰まりは解消されているものと判断することができる。すなわち、燃料フィルタ１１の状態は良好であると判断することができる。したがって、検出された圧力損失ΔＰが圧力損失Ｐ１を下回る場合、ＥＣＵ１２は、ヒータ１０を駆動しない（ヒータ１０が駆動中であれば、ヒータ１０の駆動を停止する）。これにより、不要なヒータ駆動を防止することができる。
【００３８】
ここで、圧力Ｐ１を下回る領域を、エンジンの始動を適切に行うことができる「通常運転領域Ｒ２」とする。なお、圧力損失Ｐ１は、燃料の固化成分が完全に溶融した場合の圧力損失に限らず、燃料フィルタ１１の目詰まりに影響が出ない（エンジンの始動性に影響が出ない）程度に適宜変更が可能である。
【００３９】
圧力損失Ｐ２は、圧力損失Ｐ１より大きく設定される。圧力損失Ｐ２は、燃料フィルタ１１に目詰まりが生じており、ヒータ１０を駆動しても燃料フィルタ１１の目詰まりが解消できないと想定される圧力損失を表している。圧力損失Ｐ２を上回る領域では、燃料フィルタ１１に燃料の固化成分以外の異物（不純物）が蓄積していると予測することができる。すなわち、燃料フィルタ１１の状態は悪化（劣化）しており、燃料フィルタ１１の交換が必要であると予測することができる。したがって、検出された圧力損失ΔＰがＰ２を上回る場合、ヒータ１０を駆動しない（ヒータ１０が駆動中であれば、ヒータ１０の駆動を停止する）。これにより、不要なヒータ駆動を防止することができる。
【００４０】
ここで、圧力損失Ｐ２を上回る領域を、ヒータ１０の駆動有無に関係なく燃料フィルタ１１の目詰まりが解消されない「フィルタ目詰まり領域Ｒ３」とする。なお、圧力損失Ｐ２は、圧力損失Ｐ１と同様に適宜変更が可能である。このように、通常運転領域Ｒ２及びフィルタ目詰まり領域Ｒ３では、燃料温度Ｔによらず、圧力損失ΔＰによってのみ、ヒータ１０の停止が判定される。
【００４１】
「フィルタ目詰まり判定閾値Ｌ」は、ＥＣＵ１２が燃料温度Ｔに応じてヒータ１０を駆動するか否かを判定し、ヒータ駆動後に燃料フィルタ１１の目詰まり原因を判定するための閾値である。閾値Ｌは、圧力損失Ｐ１−Ｐ２間で燃料温度がＴ２−Ｔ１に下がる直線（破線部分含む）で表される。すなわち、閾値Ｌは、圧力損失が大きくなるに従って燃料温度が小さくなるように設定される。
【００４２】
エンジン始動時においては、燃料温度Ｔが閾値Ｌを下回るとヒータ１０が駆動される。ヒータ駆動後は、所定タイミングで検出される燃料温度及び圧力損失に基づいてグラフ上にプロットされる点（ΔＰ，Ｔ）が、ヒータ駆動継続領域Ｒ１内に存在するか否かで、ヒータ駆動の継続有無が判定される。具体的に、グラフ上にプロットされる点（ΔＰ，Ｔ）がヒータ駆動継続領域Ｒ１内に存在する場合はヒータ１０の駆動が継続され、点（ΔＰ，Ｔ）がヒータ駆動継続領域Ｒ１内に存在しない場合はヒータ１０の駆動が停止される。なお、具体的なヒータ１０の駆動制御フローについては後述する。
【００４３】
上記の閾値Ｌは、予め実験等により求められ、ＥＣＵ１２に記憶される。例えば、新品の燃料フィルタ１１と、不純物を含まず燃料性状が良い燃料とを用い、ヒータ１０を駆動して圧力損失ΔＰ及び燃料温度Ｔを実測することにより、閾値Ｌが求められる。
【００４４】
このように、予め条件の良い状態でヒータ１０を駆動したときの圧力損失及び燃料温度の変化の傾向をＥＣＵ１２に学習させることにより、燃料の固化成分が溶融する際の圧力損失及び温度の変化の傾向を予測することが可能である。
【００４５】
すなわち、不純物が少なく燃料性状が良い燃料であれば、閾値Ｌを上回るような点（ΔＰ，Ｔ）の変化は起こらない（図２中の実線矢印参照）。このため、圧力損失ΔＰがＰ１に達するまで継続的にヒータ１０を駆動させることができる。これにより、適切に燃料の固化成分を溶融させることができ、エンジンの始動性が向上される。
【００４６】
一方、不純物を含み燃料性状が悪い燃料であれば、燃料フィルタ１１に不純物が蓄積している可能性がある。この場合、ヒータ１０の駆動によって燃料温度Ｔが高められたとしても、圧力損失ΔＰは変化（低下）しない、又は圧力損失ΔＰの変化の度合いが小さくなる。すなわち、閾値Ｌを上回るような点（ΔＰ，Ｔ）の変化（移動）が起こる（図２中の破線矢印参照）。
【００４７】
この場合、燃料フィルタ１１には、不純物が蓄積しており、それ以上ヒータ１０を駆動しても燃料フィルタ１１の目詰まりを解消することができないと判断することが可能である。このように、閾値Ｌを設けたことで、燃料フィルタ１１の目詰まり原因が燃料の固化成分によるものか、それとも燃料中の不純物によるものなのかを適切に判断することができる。この結果、燃料フィルタ１１の交換タイミングを適切に判断することが可能である。
【００４８】
また、閾値Ｌを上回るような点（ΔＰ，Ｔ）の変化が起こった場合にヒータ１０の駆動が停止されることで、不要なヒータ駆動を抑制することが可能である。したがって、燃料の種類や燃料中の不純物を考慮しつつ、ヒータ１０の駆動を適切に制御して電力を節約することが可能である。
【００４９】
次に、図３から図７を参照して、本実施の形態に係る各種制御フローについて説明する。図３は、本実施の形態に係る閾値の変更フローを示す図である。図４は、本実施の形態に係る閾値変更の具体例を示すグラフであり、グラフの縦軸横軸は図２のグラフに対応している。図５は、本実施の形態に係る圧力測定条件成立フローを示す図である。図６及び図７は、本実施の形態に係るヒータの駆動制御フローを示す図である。以下の各フローにおいて、判定の主体は、特に明記がない限り、ＥＣＵとする。なお、図３で変更の対象となる「閾値」とは、図２で説明した「フィルタ目詰まり判定閾値Ｌ」を表している。
【００５０】
先ず、閾値の変更フローについて説明する。閾値の変更は、例えば、燃料の種類が変わった場合や、燃料フィルタ１１（図１参照）を新品に交換した場合等、ヒータ１０の駆動条件を変える必要があると想定される場合に適宜実施される。図３に示すように、制御が開始されると、ステップＳＴ１０１において、イグニッションがＯＮされているか否かが判定される。イグニッションがＯＮされている場合（ステップＳＴ１０１：ＹＥＳ）、ステップＳＴ１０２の処理に進む。イグニッションがＯＮされていない場合（ステップＳＴ１０１：ＮＯ）、ステップＳＴ１０１の処理が繰り返される。
【００５１】
ステップＳＴ１０２では、圧力測定条件が成立しているか否かが判定される。圧力測定条件成立については後の図４で説明する。圧力測定条件が成立している場合（ステップＳＴ１０２：ＹＥＳ）、ステップＳＴ１０３の処理に進む。圧力測定条件が成立していない場合（ステップＳＴ１０２：ＮＯ）、閾値の変更はなされず、制御が終了する。ステップＳＴ１０３では、閾値が初期化される。ここでは、予めＥＣＵ１２（図１参照）に記憶されている閾値Ｌに初期化されるものとする。閾値が初期化されると、ステップＳＴ１０４に進む。
【００５２】
ステップＳＴ１０４では、エンジンが停止中である、又は、燃料流量が安定しているか否かが判定される。すなわち、エンジンが始動可能であるか、又は、燃料の固化やフィルタ詰まりによりエンジンが始動不能であるかどうかが判定される。例えば、イグニッションがＯＮになった状態からスタータ駆動前の期間や、アイドリングストップ中、又は、アイドリング時の燃料流量が安定している状態かどうかが判定される。エンジンが停止中である、又は、燃料流量が安定している場合（ステップＳＴ１０４：ＹＥＳ）、ステップＳＴ１０５に処理に進む。一方、エンジンが停止中でなく、燃料流量も安定していない場合（ステップＳＴ１０４：ＮＯ）、閾値の変更はなされず、制御が終了する。
【００５３】
ステップ１０５では、低圧ポンプ１５が駆動される。これにより、燃料タンク１４から燃料フィルタ１１に向かって燃料が供給される。次のステップＳＴ１０６では、燃料フィルタ１１の前後の圧力損失及び燃料温度が検出（測定）される。例えば、圧力損失は、第１圧力センサ１９及び第２圧力センサ２０のそれぞれの検出値の差に基づいてＥＣＵ１２が算出する。
【００５４】
次にステップＳＴ１０６で検出した圧力損失及び燃料温度に基づいて閾値の変更が実施される（ステップＳＴ１０７）。ステップＳＴ１０７では、図４に示すように、圧力損失及び燃料温度が検出されることにより、燃料温度−圧力損失グラフ上に点（ΔＰ，Ｔ）をプロットすることが可能になる。例えば、図４では、初期化された閾値Ｌより上側の領域に点（ΔＰ，Ｔ）がプロットされている。すなわち、ヒータ駆動継続領域Ｒ１（図２参照）の外側に点（ΔＰ，Ｔ）がプロットされている。
【００５５】
このように、初期化された閾値Ｌの状態でヒータ１０の駆動制御が実施されると、エンジン始動時最初のヒータ駆動が実施されない可能性がある。このため、本実施の形態では、エンジン始動時で最初にプロットされる点（ΔＰ，Ｔ）がヒータ駆動条件となるヒータ駆動閾値（閾値Ｌ）を下回るように、すなわち、点（ΔＰ，Ｔ）がヒータ駆動継続領域内に含まれるように閾値が閾値Ｌから閾値Ｌ１に変更（補正）される。
【００５６】
具体的には、図４に示すように、閾値は、初期化時の閾値Ｌと同じ傾きの直線上に点（ΔＰ，Ｔ）が含まれるように、閾値Ｌを上側（燃料温度が高くなる方向）に平行移動した閾値Ｌ１に変更される。ここで、変更後の閾値Ｌ１の下側の領域を新たなヒータ駆動継続領域Ｒ４とする。このように、閾値Ｌを平行移動させることで、新たな条件でヒータ１０の駆動制御を実施することが可能になる。ＥＣＵ１２は、変更後の閾値Ｌ１をメモリに記憶し、以後のヒータ駆動制御に当該閾値Ｌ１を用いる。以上により、閾値の変更フローが終了する。
【００５７】
なお、図４では、点（ΔＰ，Ｔ）が閾値Ｌ１上に乗るように閾値が変更される場合について説明したが、これに限定されず、適宜変更が可能である。点（ΔＰ，Ｔ）は、ヒータ駆動継続領域に含まれればよく、例えば、点（ΔＰ，Ｔ）が閾値Ｌ１より下側の領域に位置するように閾値を変更（閾値Ｌを平行移動）してもよい。
【００５８】
次に、圧力測定条件成立フローについて説明する。なお、制御開始時においては、後述する給油フラグ及び冷機フラグは立てられていないものとする（給油フラグ０、冷機フラグ０）。図５に示すように、先ず、ステップＳＴ２０１において、イグニッションがＯＮされているか否かが判定される。イグニッションがＯＮされている場合（ステップＳＴ２０１：ＹＥＳ）、ステップＳＴ２０２の処理に進む。イグニッションがＯＮされていない場合（ステップＳＴ２０１：ＮＯ）、ステップＳＴ２０１の処理が繰り返される。
【００５９】
ステップＳＴ２０２では、燃料タンク１４に燃料が十分に給油されているか否かが判定される。燃料タンク１４に燃料が十分に給油されているか否かは、燃料タンク１４内に設けられるフロートや燃料センサ（共に不図示）からＥＣＵ１２が判断することができる。
【００６０】
燃料タンク１４に燃料が十分に給油されている場合（ステップＳＴ２０２：ＹＥＳ）、ステップＳＴ２０３において給油フラグ１が立てられ、ステップＳＴ２０４の処理に進む。燃料タンク１４に燃料が十分に給油されていない場合（ステップＳＴ２０２：ＮＯ）、ステップＳＴ２０４の処理に進む。
【００６１】
ステップＳＴ２０４では、エンジンが冷機状態であるか否かが判定される。冷機状態であるか否かは、例えば、エンジンの温度や冷却水温度等からＥＣＵ１２が判断することができる。
【００６２】
エンジンが冷機状態である場合（ステップＳＴ２０４：ＹＥＳ）、ステップＳＴ２０５において冷機フラグ１が立てられ、ステップＳＴ２０６の処理に進む。エンジンが冷機状態でない場合（ステップＳＴ２０４：ＮＯ）、ステップＳＴ２０６の処理に進む。
【００６３】
ステップＳＴ２０６では、給油フラグ１かつ冷機フラグ１が立てられているか否かが判定される。給油フラグ１かつ冷機フラグ１が立てられている場合（ステップＳＴ２０６：ＹＥＳ）、ステップＳＴ２０７において圧力測定条件が成立したものと判断される。給油フラグ１かつ冷機フラグ１が立てられていない場合（ステップＳＴ２０６：ＮＯ）、圧力測定条件は成立しないものとして、ステップＳＴ２０９の処理に進む。
【００６４】
ステップＳＴ２０８では、給油フラグ１及び冷機フラグ１がリセットされ（給油フラグ１→０、冷機フラグ１→０）、制御が終了する。ステップＳＴ２０９では、冷機フラグがリセットされ（冷機フラグ→０）、制御が終了する。このように、図５のフローによれば、燃料の給油状態及びエンジンの冷機状態に基づいて、圧力を測定するか否かを判定することが可能である。
【００６５】
なお、図５のフローでは、給油フラグ１かつ冷機フラグ１が立てられている場合に圧力測定条件が成立するとしたが、これに限定されない。例えば、給油フラグ１及び冷機フラグ１のいずれか一方が立てられた場合に、圧力測定条件が成立してもよい。
【００６６】
次に、ヒータ１０の駆動制御フローについて説明する。なお図６及び図７に示すフローでは、閾値として閾値Ｌを用いるものとする。また、エンジン始動時最初のヒータ駆動の判定に用いる「ヒータ駆動閾値」は、「フィルタ目詰まり判定閾値Ｌ」と同じ値を示すものとし、ステップＳＴ３０２でのみ用いるものとする。なお、ヒータ駆動閾値は、フィルタ目詰まり判定閾値Ｌと必ずしも同じ値である必要はなく、別途専用の値を規定してもよい。
【００６７】
図６に示すように、先ずステップＳＴ３０１でエンジン（図１参照）が始動され、ステップＳＴ３０２において、燃料温度Ｔがヒータ駆動閾値を下回るか否かが判定される。すなわち、ＥＣＵ１２は、燃料温度−圧力損失グラフ（以下、単にグラフと記す）上にプロットされる点（ΔＰ，Ｔ）がヒータ駆動継続領域Ｒ１、通常運転領域Ｒ２、フィルタ目詰まり領域Ｒ３のいずれかの領域内に含まれるか否かを判定する。燃料温度Ｔが閾値Ｌより小さい、すなわち、点（ΔＰ，Ｔ）が上記３つの領域内に含まれる場合（ステップＳＴ３０２：ＹＥＳ）、ステップＳＴ３０３の処理に進む。この場合、燃料が固化している可能性が有ると判断することができる。燃料の温度が閾値Ｌ以上の場合（ステップＳＴ３０２：ＮＯ）、ヒータ１０の駆動は不要であるとして、制御は終了する。
【００６８】
ステップＳＴ３０３では、ヒータ１０が駆動される。これにより、燃料が温められ、燃料の温度が徐々に高められると共に、燃料の固化も徐々に解消される。ステップＳＴ３０４では、圧力損失ΔＰが圧力損失Ｐ１より大きく、かつ圧力損失Ｐ２より小さいか否かが判定される。すなわち、ＥＣＵ１２は、グラフ上にプロットされる点（ΔＰ，Ｔ）がヒータ駆動継続領域Ｒ１内に含まれるか否かを判定する。
【００６９】
圧力損失ΔＰが圧力損失Ｐ１より大きく、かつ圧力損失Ｐ２より小さい、すなわち、点（ΔＰ，Ｔ）がヒータ駆動継続領域Ｒ１内に含まれる場合（ステップＳＴ３０４：ＹＥＳ）、ステップＳＴ３０５の処理に進む。圧力損失ΔＰが圧力損失Ｐ１以下、又は圧力損失Ｐ２以上、すなわち、点（ΔＰ，Ｔ）がヒータ駆動継続領域Ｒ１内に含まれない場合（ステップＳＴ３０４：ＮＯ）、ステップＳＴ３０８（図７参照）の処理に進む。
【００７０】
ステップＳＴ３０５では、ヒータ１０の駆動が継続される。この場合、燃料中の固化成分は溶融途中であると判断することができる。次に、ステップＳＴ３０６において、圧力損失ΔＰが圧力損失Ｐ１を下回った、又は燃料温度Ｔが閾値Ｌを上回ったか否かが判定される。すなわち、ＥＣＵ１２は、グラフ上にプロットされる点（ΔＰ，Ｔ）がヒータ駆動継続領域Ｒ１から外れたか否かを判定する。圧力損失ΔＰが圧力損失Ｐ１を下回った、又は燃料温度Ｔが閾値Ｌを上回った、すなわち、点（ΔＰ，Ｔ）がヒータ駆動継続領域Ｒ１から外れた場合（ステップＳＴ３０６：ＹＥＳ）、ステップＳＴ３０７の処理に進む。ステップＳＴ３０７では、ヒータ１０の駆動が停止され、制御が終了する。
【００７１】
例えば、圧力損失ΔＰが圧力損失Ｐ１を下回った場合は、燃料中の固化成分が十分に溶融した、すなわち、燃料フィルタ１１の目詰まりが解消されたと判断することができる。また、燃料温度Ｔが閾値Ｌを上回った場合は、燃料中の固化成分は十分に溶融したが、燃料フィルタ１１に不純物が蓄積しており、これ以上ヒータ１０を駆動しても燃料フィルタ１１の目詰まりは解消できないと判断することができる。この場合、例えば、ＥＣＵ１２は、メータにランプ点灯することで、フィルタ交換を促すようにしてもよい。このように、点（ΔＰ，Ｔ）がヒータ駆動継続領域Ｒ１を外れた場合、ヒータ１０の駆動が停止されることで、不要なヒータ駆動を防止することができる。なお、ステップ３０６において、圧力損失ΔＰが圧力損失Ｐ１を下回らず、かつ、燃料温度Ｔが閾値Ｌを上回らない、すなわち、点（ΔＰ，Ｔ）がヒータ駆動継続領域Ｒ１にある場合（ステップＳＴ３０６：ＮＯ）、ヒータ駆動を継続したまま、ステップＳＴ３０６の処理が繰り返される。
【００７２】
図７に示すように、ステップＳＴ３０８では、ヒータ１０の駆動が停止され、ステップＳＴ３０９の処理に進む。ステップＳＴ３０９では、圧力損失ΔＰが圧力損失Ｐ１を下回るか否か、すなわち、点（ΔＰ，Ｔ）が通常運転領域Ｒ２に含まれているか否かが判定される。圧力損失ΔＰが圧力損失Ｐ１を下回る場合（ステップＳＴ３０９：ＹＥＳ）、ステップＳＴ３１０に進む。圧力損失ΔＰが圧力損失Ｐ１を下回らない場合（ステップＳＴ３０９：ＮＯ）、すなわち、圧力損失でΔＰが圧力損失Ｐ２より大きい場合（点（ΔＰ，Ｔ）がフィルタ目詰まり領域Ｒ３に含まれている場合）、ステップＳＴ３１１の処理に進む。
【００７３】
ステップＳＴ３１０において、ＥＣＵ１２は、燃料フィルタ１１は正常である、すなわち、燃料フィルタ１１に目詰まりは生じていない、又は解消されたと判断し、制御を終了する。ステップＳＴ３１１において、ＥＣＵ１２は、燃料フィルタ１１は異常である、すなわち、燃料フィルタ１１に目詰まりが生じていると判断し、ステップＳＴ３１２の処理に進む。ステップＳＴ３１２において、ＥＣＵ１２は、運転者等に報知を実施する。例えば、ＥＣＵ１２は、メータにランプ点灯することで、運転者にフィルタ交換を促す。以上により、制御が終了する。
【００７４】
なお、上記実施の形態において、添付図面に図示される各構成の大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明は、その目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００７５】
例えば、上記の実施の形態においては、閾値を変更する際に閾値Ｌを平行移動して新たな閾値Ｌ１とする構成としたが、この構成に限定されない。例えば、図８に示す構成も可能である。図８は、変形例に係る閾値変更を示すグラフである。図８に示すグラフの縦軸及び横軸は、図２及び図４に対応している。
【００７６】
図８に示すように、グラフ上に点（ΔＰ，Ｔ）をプロットし、実際にヒータ１０を駆動して燃料を加熱しながら、複数のタイミング（図８では２回）において圧力損失及び燃料温度を検出する。そして、複数の点（点１、点２）をグラフ上にプロットする。ＥＣＵ１２は、複数の点から閾値の近似曲線を算出し、当該近似曲線を新たな閾値Ｌ２としてメモリに記憶する。なお、閾値Ｌ２によって規定される領域（閾値Ｌ２の下方領域）を新たなヒータ駆動継続領域Ｒ５とする。
【００７７】
このように、初期化時の閾値Ｌとは点の移動傾向が異なる閾値Ｌ２に変更してもよい。この場合であっても、新たな条件でヒータ１０の駆動制御を実施することが可能になる。これにより、実際の圧力損失及び燃料温度の経時変化に対応したヒータ制御を実施することが可能である。なお、ＥＣＵ１２は、例えば図３のステップＳＴ１０７で近似曲線の算出を実施することが可能である。
【００７８】
また、上記の実施の形態では、燃料フィルタ１１にヒータ１０が内蔵される構成としたが、この構成に限定されない。ヒータ１０は、他の場所に配置されてもよく、例えば、燃料タンク１４に設けられてもよい。
【００７９】
また、上記の実施の形態では、温度センサ１６が燃料タンク１４に配置され、燃料タンク１４内の燃料の温度を検出する構成としたが、この構成に限定されない。温度センサ１６は、燃料フィルタ１１に配置されてもよい。
【００８０】
また、上記の実施の形態では、第１、第２圧力センサの検出値から圧力損失（圧力差）を算出する構成としたが、この構成に限定されない。例えば、単一の圧力センサ（差圧センサ）で圧力損失を検出する構成としてもよい。
【００８１】
また、上記の実施の形態では、燃料の温度に基づいてヒータ１０の駆動制御を実施しているが、この構成に限定されない。例えば、内燃機関（エンジン）の暖機状態におけるエンジン水温や、潤滑油の温度に基づいてヒータ１０の駆動制御を実施してもよい。
【００８２】
また、上記の実施の形態では、燃料温度Ｔでヒータ１０の駆動有無を判定した後、圧力損失ΔＰでヒータ１０の継続駆動、又は駆動停止を判定する構成としたが、判定の順序はこれに限定されず、適宜変更が可能である。例えば、ＥＣＵ１２は、先に圧力損失ΔＰでヒータ１０の駆動有無を判定してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、燃料の種類や燃料中の不純物を考慮しつつ、ヒータの駆動を適切に制御して電力を節約することができるという効果を有し、特に、車両用エンジンにおけるヒータの制御装置及びヒータの制御システムに有用である。
【符号の説明】
【００８４】
１  制御システム
１０  ヒータ
１１  燃料フィルタ
１２  ＥＣＵ（制御装置）
１６  温度センサ
１９  第１圧力センサ（圧力センサ）
２０  第２圧力センサ（圧力センサ）
Ｌ、Ｌ１、Ｌ２  フィルタ目詰まり判定閾値
Ｐ１  第１の所定圧力差（圧力損失）
Ｐ２  第２の所定圧力差（圧力損失）
ΔＰ  圧力損失（圧力差）
Ｔ  燃料温度（燃料の温度）
Ｒ１、Ｒ４、Ｒ５  ヒータ駆動継続領域
Ｒ２  通常運転領域
Ｒ３  フィルタ目詰まり領域
【図１】
2018076816.tif 000003
【図２】
2018076816.tif 000004
【図３】
2018076816.tif 000005
【図４】
2018076816.tif 000006
【図５】
2018076816.tif 000007
【図６】
2018076816.tif 000008
【図７】
2018076816.tif 000009
【図８】
2018076816.tif 000010