(57)【要約】【課題】燃料への空気混入量を検出する燃料状態検出装置を新規に提供する。【解決手段】燃料ポンプの吐出口から噴孔までの燃料通路中の燃料に対する体積弾性係数Ｋ、及び燃料温度Ｔの関数として空気混入量Ｑａを算出できることに着目して、以下の手段が想起された。すなわち、燃料ポンプから供給された燃料を噴孔から噴射する燃料噴射弁に適用され、燃料ポンプの吐出口から噴孔までの燃料通路中の燃料に対する体積弾性係数Ｋを検出する燃圧センサ２２（体積弾性係数検出手段）と、燃料温度Ｔを検出する燃温センサ２３（燃温検出手段）と、検出された体積弾性係数Ｋ及び燃料温度Ｔに基づき燃料への空気混入量Ｑａ又は空気混入率Ｖａ／Ｖを算出する空気混入状態算出手段Ｓ２２と、を備えることを特徴とする。【選択図】      図４
2011001842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ポンプから供給された燃料を噴孔から噴射する燃料噴射弁に適用され、
前記燃料ポンプの吐出口から前記噴孔までの燃料通路中の燃料に対する体積弾性係数を検出する体積弾性係数検出手段と、
燃料温度を検出する燃温検出手段と、
検出された体積弾性係数及び燃料温度に基づき燃料への空気混入量又は空気混入率を算出する空気混入状態算出手段と、
を備えることを特徴とする燃料状態検出装置。
【請求項２】
前記体積弾性係数検出手段は、
１回の噴射に伴い生じる燃料圧力の低下量を算出する燃圧低下量算出手段、及び１回の噴射量を算出する噴射量算出手段を有するとともに、
算出した前記低下量及び前記噴射量に基づき、前記体積弾性係数を算出することを特徴とする請求項１に記載の燃料状態検出装置。
【請求項３】
前記燃料噴射弁に搭載されて燃料圧力を検出する燃圧センサを備え、
前記燃圧低下量算出手段は、前記燃圧センサによる検出圧力のうち噴射開始前と噴射終了後の圧力差に基づき前記低下量を算出し、
前記噴射量算出手段は、前記燃圧センサによる検出圧力の変動波形に基づき前記噴射量を算出することを特徴とする請求項２に記載の燃料状態検出装置。
【請求項４】
前記燃温検出手段は、前記燃料噴射弁に搭載されて燃料温度を検出する燃温センサであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料状態検出装置。
【請求項５】
算出された前記空気混入量又は前記空気混入率が所定値以上である場合には、燃料タンクから前記噴孔に至るまでの燃料供給経路に目詰まり又はパイプ破損の異常が生じている旨を報知することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃料状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料への空気混入状態を検出するための燃料状態検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃焼に供する燃料供給に関し、タンク内の燃料を高圧ポンプでコモンレール（蓄圧容器）へ供給し、コモンレールで蓄圧した燃料を分配供給して各気筒の燃料噴射弁から噴射させる燃料供給システムが従来より知られている（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２００９−７４５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、タンクから燃料噴射弁に至るまでの燃料供給経路に設けられたフィルタに目詰まりが生じる等、前記燃料供給経路が閉塞気味になってくると、その閉塞気味となっている狭小箇所を通過した燃料中に空気が混入することがある。これは、燃料中に含まれていた空気成分が狭小箇所（目詰まり箇所）を通過することで析出してくることが要因であると考えられる。もしくは、燃料供給経路を構成するパイプに亀裂等の破損が生じている場合に、その破損箇所から空気が混入することが要因であると考えられる。そして、このような空気の析出混入が生じて燃料への空気量が増大してくると、燃料の目標噴射量に対して実際の噴射量が極端に少なくなる等の問題が生じる。
【０００５】
しかしながら現状では、このような燃料への空気混入量又は空気混入率を検出する手段がないため、燃料噴射量の制御性が悪化している旨を検出することが困難となっている。
【０００６】
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、その目的は、燃料への空気混入状態を検出する燃料状態検出装置を新規に提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【０００８】
請求項１記載の発明では、燃料ポンプから供給された燃料を噴孔から噴射する燃料噴射弁に適用され、燃料ポンプの吐出口から噴孔までの燃料通路中の燃料に対する体積弾性係数を検出する体積弾性係数検出手段と、燃料温度を検出する燃温検出手段と、検出された体積弾性係数及び燃料温度に基づき燃料への空気混入量又は空気混入率を算出する空気混入状態算出手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明者は、燃料ポンプの吐出口から噴孔までの燃料通路中の燃料に対する体積弾性係数、及び燃料温度の関数として空気混入量又は空気混入率を算出できることを見出した。そこで上記発明では、体積弾性係数検出手段及び燃温検出手段を備え、検出された体積弾性係数及び燃料温度に基づき燃料への空気混入量又は空気混入率を算出するので、空気混入状態の算出が実現可能となる。
【００１０】
なお、上記体積弾性係数とは、燃料の圧力及び体積が変化するにあたり、「ΔＰ＝Ｋ・ΔＶ／Ｖ」（Ｋ：体積弾性係数、ΔＰ：燃料の体積変化に伴う圧力変化量、Ｖ：燃料ポンプの吐出口から噴孔までの燃料通路の体積、ΔＶ：燃料通路の体積変化量）といった関係式を満足させる係数Ｋである。
【００１１】
請求項２記載の発明では、前記体積弾性係数検出手段は、１回の噴射に伴い生じる燃料圧力の低下量（ΔＰに相当）を算出する燃圧低下量算出手段、及び１回の噴射量（ΔＶに相当）を算出する噴射量算出手段を有するとともに、算出した前記低下量（ΔＰ）及び前記噴射量（ΔＶ）に基づき、前記体積弾性係数（Ｋ）を算出することを特徴とする。
【００１２】
本発明者は、「ΔＰ＝Ｋ・ΔＶ／Ｖ」といった上述の関係式が成り立つことに着目し、噴射量（体積変化量ΔＶ）及び燃圧低下量（圧力変化量ΔＰ）を算出することで、上記関係式に基づき体積弾性係数（Ｋ）を算出する上記発明を想起した。これによれば、空気混入量又は空気混入率の算出に用いる体積弾性係数を容易に算出できる。
【００１３】
請求項３記載の発明では、前記燃料噴射弁に搭載されて燃料圧力を検出する燃圧センサを備え、前記燃圧低下量算出手段は、前記燃圧センサによる検出圧力のうち噴射開始前と噴射終了後の圧力差に基づき前記低下量を算出し、前記噴射量算出手段は、前記燃圧センサによる検出圧力の変動波形に基づき前記噴射量を算出することを特徴とする。
【００１４】
燃料噴射弁に搭載された燃圧センサによれば、噴孔に近い位置で燃圧を検出できるので、燃料噴射に伴い生じる燃圧の変動波形を取得することができる。そして、取得した変動波形の面積（図２（ｂ）中の斜線部分参照）は噴射量ΔＶに相当し、燃圧センサによる検出圧力のうち噴射開始前と噴射終了後の圧力差は前記低下量ΔＰに相当するので、上記発明によれば、体積弾性係数の算出に用いる噴射量ΔＶ及び低下量ΔＰを容易に算出できる。
【００１５】
請求項４記載の発明では、前記燃温検出手段は、前記燃料噴射弁に搭載されて燃料温度を検出する燃温センサであることを特徴とする。
【００１６】
これによれば、空気混入量又は空気混入率の算出に用いる燃料温度を、燃料噴射弁に搭載された燃温センサにより検出するので、燃料ポンプの吐出口から遠い位置の燃料の温度を検出することができる。よって、燃料噴射弁の外部（例えば蓄圧容器内部、又は燃料ポンプの吐出口）に設置した燃温センサを用いる場合に比べて、燃料ポンプで燃料を圧縮する時に発生する熱影の影響が小さい箇所で温度検出することとなるので、空気混入量又は空気混入率を高精度で算出できる。
【００１７】
請求項５記載の発明では、算出された前記空気混入量又は空気混入率が所定値以上である場合には、燃料タンクから前記噴孔に至るまでの燃料供給経路に目詰まり又はパイプ破損の異常が生じている旨を報知することを特徴とする。
【００１８】
上記発明に反し、フィルタの前後差圧を計測してその計測値に基づき目詰まり異常を検出しようとすると、前後差圧を計測するセンサが必要となる。これに対し上記発明によれば、そのようなセンサを不要にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる燃料状態検出装置が搭載された、内燃機関の燃料噴射システムの概略を示す図。
【図２】（ａ）は図１に示す燃料噴射弁への指令信号、（ｂ）は指令信号に伴い変化する噴射率、（ｃ）は図１に示す燃圧センサにより検出された検出圧力を示すタイムチャート。
【図３】体積弾性係数を算出する手順を示すフローチャート。
【図４】燃料への空気混入量を算出する手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本実施形態のセンサシステムは、車両用のエンジン（内燃機関）に搭載されたものであり、当該エンジンには、複数の気筒＃１〜＃４について高圧燃料を噴射して圧縮自着火燃焼させるディーゼルエンジンを想定している。
【００２１】
図１は、上記エンジンの各気筒に搭載された燃料噴射弁１０、燃料噴射弁１０に搭載されたセンサ装置２０、及び車両に搭載された電子制御ユニット（ＥＣＵ３０）等を示す模式図である。
【００２２】
先ず、燃料噴射弁１０を含むエンジンの燃料噴射系について説明する。燃料タンク４０内の燃料は、フィルタ４１を通じて高圧ポンプ４２（燃料ポンプ）により吸入され、コモンレール４３（蓄圧容器）に圧送される。そしてコモンレール４３で蓄圧された燃料は、各気筒の燃料噴射弁１０へ分配供給される。
【００２３】
燃料噴射弁１０は、以下に説明するボデー１１、ニードル１２（弁体）及びアクチュエータ１３等を備えて構成されている。ボデー１１は、内部に高圧通路１１ａを形成するとともに、燃料を噴射する噴孔１１ｂを形成する。ニードル１２は、ボデー１１内に収容されて噴孔１１ｂを開閉する。アクチュエータ１３は、ニードル１２を開閉作動させる。
【００２４】
そして、ＥＣＵ３０がアクチュエータ１３の駆動を制御することで、ニードル１２の開閉作動が制御される。これにより、コモンレール４３から高圧通路１１ａへ供給された高圧燃料は、ニードル１２の開閉作動に応じて噴孔１１ｂから噴射される。例えばＥＣＵ３０は、エンジン出力軸の回転速度及びエンジン負荷等に基づき、噴射開始時期、噴射終了時期及び噴射量等の噴射態様を算出し、算出した噴射態様となるよう、アクチュエータ１３の駆動を制御する。
【００２５】
次に、センサ装置２０のハード構成について説明する。
【００２６】
センサ装置２０は、以下に説明するステム２１（起歪体）、燃圧センサ２２（体積弾性係数検出手段）、燃温センサ２３（燃温検出手段）、モールドＩＣ２４等を備えて構成されている。ステム２１はボデー１１に取り付けられており、ステム２１に形成されたダイヤフラム部２１ａが高圧通路１１ａを流通する高圧燃料の圧力を受けて弾性変形する。
【００２７】
燃圧センサ２２は、ダイヤフラム部２１ａに取り付けられた感圧抵抗素子を含むブリッジ回路を有して構成され、ステム２１の歪量つまり高圧燃料の圧力（燃圧）に応じて感圧抵抗素子の抵抗値が変化することで、そのブリッジ回路（燃圧センサ２２）は燃圧に応じた圧力検出信号を出力する。
【００２８】
燃温センサ２３は、ダイヤフラム部２１ａに取り付けられた感温抵抗素子を含むブリッジ回路を有して構成され、燃料の温度に依存して変化するステム２１の温度（燃温）に応じて感温抵抗素子の抵抗値が変化することで、そのブリッジ回路（燃温センサ２３）は燃温に応じた温度検出信号を出力する。
【００２９】
モールドＩＣ２４は、ステム２１とともに燃料噴射弁１０に搭載されており、圧力検出信号及び温度検出信号を増幅する増幅回路や、燃圧センサ２２及び燃温センサ２３のブリッジ回路へ電圧印加する電源供給回路、メモリ２５（記憶手段）等の電子部品を樹脂モールドして形成されており、ステム２１とともに燃料噴射弁１０に搭載されている。ボデー１１上部にはコネクタ１４が設けられており、コネクタ１４に接続されたハーネス１５によりモールドＩＣ２４とＥＣＵ３０とは電気接続される。
【００３０】
センサ装置２０は、各気筒の燃料噴射弁１０の各々に搭載されており、ＥＣＵ３０へは、各センサ装置２０から圧力検出信号及び温度検出信号が入力される。ここで、圧力検出信号は、燃圧のみならずセンサ温度（燃温）にも依存して変化する。つまり、実際の燃料圧力が同じであっても、その時の燃圧センサ２２の温度が異なれば圧力検出信号は異なる値となる。この点を鑑みＥＣＵ３０は、取得した燃料温度に基づき、取得した燃料圧力を補正して温度補償を行う。以下、このように温度補償が為された燃料圧力を、単に「検出圧力」と記載する。さらにＥＣＵ３０は、このように算出された検出圧力を用いて、噴孔１１ｂからの燃料の噴射開始時期、噴射時間及び噴射量等の噴射態様を算出する処理を行う。
【００３１】
以下、噴射態様の算出手法について、図２を用いて説明する。
【００３２】
図２（ａ）は、燃料噴射弁１０のアクチュエータ１３へＥＣＵ３０から出力される噴射指令信号を示しており、この指令信号のパルスオンによりアクチュエータ１３が作動して噴孔１１ｂが開弁する。つまり、噴射指令信号のパルスオン時期ｔ１により噴射開始が指令され、パルスオフ時期ｔ２により噴射終了が指令される。よって、指令信号のパルスオン期間（噴射指令期間）により噴孔１１ｂの開弁時間Ｔｑを制御することで、噴射量Ｑを制御している。
【００３３】
図２（ｂ）は、上記噴射指令に伴い生じる噴孔１１ｂからの燃料噴射率の変化（推移）を示し、図２（ｃ）は、噴射率の変化に伴い生じる検出圧力の変化（変動波形）を示す。検出圧力の変動と噴射率の変化とは以下に説明する相関があるため、検出圧力の変動波形から噴射率の推移波形を推定することができる。
【００３４】
すなわち、先ず、図２（ａ）に示すように噴射開始指令がなされたｔ１時点の後、噴射率がＲ１の時点で上昇を開始して噴射が開始される。一方、検出圧力は、Ｒ１の時点で噴射率が上昇を開始したことに伴い変化点Ｐ１にて下降を開始する。その後、Ｒ２の時点で噴射率が最大噴射率に到達したことに伴い、検出圧力の下降は変化点Ｐ２にて停止する。次に、Ｒ２の時点で噴射率が下降を開始したことに伴い、検出圧力は変化点Ｐ２にて上昇を開始する。その後、Ｒ３の時点で噴射率がゼロになり実際の噴射が終了したことに伴い、検出圧力の上昇は変化点Ｐ３にて停止する。
【００３５】
以上により、検出圧力の変動のうち変化点Ｐ１及びＰ３を検出することで、これらと相関のある噴射率の上昇開始時点Ｒ１（実噴射開始時点）及び下降終了時点Ｒ３（実噴射終了時点）を算出することができる。また、検出圧力の変動から圧力下降率Ｐα、圧力上昇率Ｐγ及び圧力下降量Ｐβを検出することで、これらと相関のある噴射率上昇率Ｒα、噴射率下降率Ｒγ及び噴射率上昇量Ｒβを算出することができる。
【００３６】
さらに、実噴射開始から終了までの噴射率の積分値（斜線を付した符号Ｓに示す部分の面積）は噴射量Ｑに相当する。そして、検出圧力の変動波形のうち実噴射開始から終了までの噴射率変化に対応する部分（変化点Ｐ１〜Ｐ３の部分）の圧力の積分値と、噴射率の積分値Ｓとは相関がある。よって、検出圧力の変動から圧力積分値を算出することで、噴射量Ｑに相当する噴射率積分値Ｓを算出することができる。
【００３７】
ところで、フィルタ４１の目詰まりが進行した場合や、高圧ポンプ４２内部の燃料通路や配管中に異物が引っ掛かる場合等により、燃料タンク４０から噴孔１１ｂに至るまでの燃料供給経路が閉塞気味になることがある。この場合、その閉塞気味となっている狭小箇所（目詰まり箇所）を燃料が通過することで、燃料中に含まれていた空気成分が析出して燃料中に空気が混入することがある。或いは、前記燃料供給経路を構成するパイプに亀裂等の損傷（パイプ異常）が生じている場合には、その損傷箇所からパイプ内に空気が混入することで燃料中に空気が混入することがある。
【００３８】
そして、このような空気の混入が生じて燃料への空気混入量が増大してくると、燃料の目標噴射量に対して実噴射量が極端に少なくなったり、実噴射量がばらついたりするといった問題が生じる。すると、ＥＣＵ３０が、上述の如く検出圧力から算出した実噴射量Ｑを目標噴射量に近づけるようフィードバック制御するにあたり、その精度良く制御できなくなる。
【００３９】
そこで本実施形態では、以下に説明する体積弾性係数Ｋ及び燃料温度Ｔの関数として空気混入量Ｑａを算出できることに着目し、燃圧センサ２２による圧力検出値を用いて体積弾性係数Ｋを算出し、燃温センサ２３による温度検出値を用いて燃料温度Ｔを算出し、これらの算出結果Ｋ，Ｔから空気混入量Ｑａを算出する。
【００４０】
なお、体積弾性係数Ｋとは、高圧ポンプ４２の吐出口４２ａから各々の燃料噴射弁１０の噴孔１１ｂに至るまでの燃料経路内全体の燃料を対象とした燃料の体積弾性係数である。また、体積弾性係数Ｋは、所定の流体における圧力変化について、「ΔＰ＝Ｋ・ΔＶ／Ｖ」（Ｋ：体積弾性係数、ΔＰ：流体の体積変化に伴う圧力変化量、Ｖ：体積、ΔＶ：体積Ｖからの体積変化量）なる関係式を満足させる係数Ｋであり、この係数Ｋの逆数は圧縮率に相当する。
【００４１】
次に、ＥＣＵ３０に設けられたマイコンが体積弾性係数Ｋを算出する手順について、図３のフローチャートを用いて説明する。
【００４２】
先ず、ステップＳ１０において、燃圧センサ２２による検出圧力を取得する。続くステップＳ１１（燃圧低下量算出手段）では、取得した検出圧力の推移を表す変動波形（図２（ｃ）参照）から、１回の噴射に伴い生じる燃料圧力の低下量ΔＰを算出する。具体的には、変化点Ｐ１での検出圧力から変化点Ｐ３での検出圧力を減算することで、噴射開始時点から終了時点までに生じた燃料圧力の低下量ΔＰを算出する。
【００４３】
続くステップＳ１２（噴射量算出手段）では、前記変動波形から噴射量Ｑを算出する。具体的には先述したように、図２（ｃ）に示す変動波形から図２（ｂ）に示す噴射率の推移波形を算出し、その推移波形を用いて実噴射開始から終了までの噴射率の積分値Ｓ（噴射量Ｑ）を算出する。
【００４４】
続くステップＳ１３では、ステップＳ１１で算出した低下量ΔＰ及びステップＳ１２で算出した噴射量Ｑに基づき、体積弾性係数Ｋを算出する。具体的には、上記関係式「ΔＰ＝Ｋ・ΔＶ／Ｖ」中のΔＰは低下量ΔＰに相当し、関係式中のΔＶは噴射量Ｑに相当する。また、関係式中のＶは、予め計測した値であってメモリ２５に記憶させておいた値を用いる。以上により、低下量ΔＰ、噴射量Ｑ（ΔＶ）及び計測値Ｖを上記関係式に代入することで、体積弾性係数Ｋを算出する。
【００４５】
次に、ＥＣＵ３０に設けられたマイコンが空気混入量Ｑａを算出する手順について、図４のフローチャートを用いて説明する。
【００４６】
先ず、ステップＳ２０において、図３のステップＳ１３で算出した体積弾性係数Ｋを取得する。続くステップＳ２１では、燃温センサ２３による検出温度Ｔを取得する。
【００４７】
続くステップＳ２２（空気混入状態算出手段）では、ステップＳ２０で取得した体積弾性係数Ｋ及びステップＳ２１で取得した検出温度Ｔに基づき、空気混入量Ｑａを算出する。以下、体積弾性係数Ｋ及び検出温度Ｔから空気混入量Ｑａを算出する手法について説明する。
【００４８】
先ず、空気が混入した状態の燃料（空気混入燃料）の音速ａは、以下の数式１で表される。
【００４９】
【数１】
2011001842.tif 000003
γｗ：空気が混入していない状態の燃料の比重、γａ：空気の比重、Ｖａ：燃料に混入している空気の体積（空気混入量Ｑａに相当）、Ｖ：空気混入燃料の体積、ｇ：重力加速度、Ｋｗ：空気が混入していない状態の燃料の体積弾性係数、Ｋａ：空気の体積弾性係数。
【００５０】
ここで、γｗ、γａ、ｇは既知の数値であり、Ｖは、燃料経路（例えば高圧ポンプ４２の吐出口４２ａから噴孔１１ｂに至るまでの経路）の体積に相当し、予め取得しておくことができる。また、Ｋｗ及びＫａの値は、予め試験により取得しておくことができる。但し、温度によって異なる値となるため、温度毎に取得しておくことを要する。したがって、これらＫｗ及びＫａの値を特定するために上記検出温度Ｔが必要となる。
【００５１】
また、上記音速ａは、以下の数式２でも表すことができ、数式２中のρｗａは以下の数式３で表すことができ、数式３中のγｗａは数式４で表すことができる（Ｋｗａ：空気混入燃料の体積弾性係数、ρｗａ：空気混入燃料の密度、γｗａ：空気混入燃料の比重）。
【００５２】
【数２】
2011001842.tif 000004
【００５３】
【数３】
2011001842.tif 000005
【００５４】
【数４】
2011001842.tif 000006
したがって、数式３中のγｗａに数式４を代入して得られた数式を、数式２中のρｗａに代入すれば、空気混入燃料の音速ａを、Ｋｗａ、ｇ、γａ、γｗ、Ｖ、Ｖａ（空気混入量Ｑａに相当）で表すことができる。つまり、音速ａをＶａとＫｗａの関数で表すことができる。
【００５５】
一方、数式１は音速ａをＶａの関数で表した式であるため、数式２〜４から得られた方程式と数式１との連立方程式を解けば、Ｖａ（空気混入量Ｑａに相当）をＫｗａの関数で表すことができる。以上により、検出温度Ｔが分かれば数式１中のＫｗ及びＫａの値を特定することができ、体積弾性係数Ｋ（空気混入燃料の体積弾性係数Ｋｗａに相当）が分かれば、Ｖａ（空気混入量Ｑａに相当）を算出できる。
【００５６】
図４の説明に戻り、続くステップＳ２３では、ステップＳ２２で算出した空気混入量Ｑａが閾値ＴＨ以上であるか否かを判定し、Ｑａ＜ＴＨであれば図４の処理を終了する。一方、Ｑａ≧ＴＨであれば、続くステップＳ２４において燃料供給経路中に目詰まり異常又はパイプ損傷が生じていると異常判定する。この場合、異常である旨のダイアグ信号を出力するとともに、異常である旨を内燃機関の運転者に報知する。
【００５７】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００５８】
（１）体積弾性係数Ｋ及び燃料温度Ｔを検出し、検出した体積弾性係数Ｋ及び燃料温度Ｔを関数ｆ（Ｋ，Ｔ）に代入して空気混入量Ｑａを算出する。そのため、空気混入量Ｑａの算出が実現可能となる。
【００５９】
（２）ここで、燃料噴射弁１０を内燃機関に搭載して市場に出荷する前の段階では、試験により体積弾性係数Ｋを取得することができる。しかしながら、その時に使用している燃料の粘度、比重等の燃料性情や燃料の温度等に応じて、体積弾性係数Ｋは変化する。よって、市場出荷前の試験により取得した体積弾性係数Ｋをそのまま用いると、実際の体積弾性係数Ｋからずれることが懸念される。
【００６０】
これに対し本実施形態によれば、燃圧センサ２２による検出圧力を用いて体積弾性係数Ｋをオンボードで検出（算出）するので、市場出荷後においても体積弾性係数Ｋを所定時間毎（又は所定走行距離毎）に算出することができる。よって、実際の体積弾性係数Ｋを精度良く算出できるので、空気混入量Ｑａの算出精度向上を図ることができる。
【００６１】
（３）空気混入量Ｑａの算出に用いる燃料温度Ｔを、燃料噴射弁１０に搭載された燃温センサ２３により検出するので、高圧ポンプ４２の吐出口４２ａに設置した燃温センサを用いる場合に比べて、高圧ポンプ４２で燃料を圧縮する時に発生する熱による影響が小さい箇所で温度検出することとなるので、空気混入量Ｑａを高精度で算出できる。
【００６２】
（４）本実施形態では、空気混入量Ｑａが所定の閾値ＴＨ以上である場合に異常判定するが、これに反し、フィルタ４１の前後差圧に基づき目詰まり異常判定しようとすると、前後差圧を計測する差圧センサが必要となる。これに対し本実施形態では、燃料噴射制御に用いる燃圧センサ２２及び燃温センサ２３の検出値を利用して、空気混入量Ｑａを算出できるので、上記差圧センサを不要にしつつフィルタ４１の目詰まり異常やパイプ損傷異常を判定できる。
【００６３】
（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、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
【００６４】
・上記実施形態では、図４のステップＳ２２にて空気混入量Ｑａ（数式１中のＶａに相当）を算出しているが、空気混入燃料の体積に対する燃料に混入している空気の体積Ｖ（空気混入量Ｑａ）の割合である、空気混入率Ｖａ／Ｖを算出するようにしてもよい。体積弾性係数Ｋ及び検出温度Ｔ及び先述の数式１〜数式４を用いれば、空気混入率Ｖａ／Ｖを算出することができる。なお、この場合には、図４のステップＳ２３において、Ｖａ／Ｖ≧ＴＨ１であれば、目詰まり異常又はパイプ損傷が生じていると異常判定すればよい。
【００６５】
・空気混入量Ｑａの算出に用いる燃料温度Ｔを、燃料噴射弁１０に搭載された燃温センサ２３により検出することに換え、例えば高圧ポンプ４２の吐出口４２ａ又は吸入口に設置した燃温センサにより検出するようにしてもよい。
【００６６】
・空気混入量Ｑａの算出に用いる体積弾性係数Ｋ（低下量ΔＰ及び噴射量Ｑ（ΔＶ））を、燃料噴射弁１０に搭載された燃圧センサ２２により検出することに換え、例えばコモンレール４３に設置した燃圧センサにより検出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１０…燃料噴射弁、１１ｂ…噴孔、２２…燃圧センサ（体積弾性係数検出手段）、２３…燃温センサ（燃温検出手段）、４０…燃料タンク、４２…高圧ポンプ（燃料ポンプ）、４２ａ…吐出口、Ｓ１１…燃圧低下量算出手段、Ｓ１２…噴射量算出手段、Ｓ２２…空気混入状態算出手段。
【図１】
2011001842.tif 000007
【図２】
2011001842.tif 000008
【図３】
2011001842.tif 000009
【図４】
2011001842.tif 000010