(57)【要約】【課題】燃料中に溶解しない異物による燃料フィルタの目詰りと、ワキシング現象による目詰りとを切り分けて、一気に進行せずに、徐々に進行する燃料フィルタの目詰りを、正確に判断することができる目詰り判断装置、内燃機関、及び目詰り判断方法を提供する。【解決手段】ワキシング現象の発生を推定するワキシング現象推定手段Ｍ２と、燃料が燃料フィルタ８を通過するときの流通抵抗の増加を検知する流通抵抗増加検知手段Ｍ３を備えると共に、ワキシング現象推定手段Ｍ２で、ワキシング現象が発生していないと推定された場合に、流通抵抗増加検知手段Ｍ３が検知した流通抵抗の増加に基づいて、燃料フィルタ８の異常を判定し、燃料フィルタ８が異常であることを連続して判定した場合に、燃料フィルタ８が目詰りしていると判断する目詰り判断手段Ｍ４とを備えて構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を貯留する燃料タンクと内燃機関の燃料噴射装置に燃料を供給する供給ポンプとの間に設けられ、燃料中に含まれる異物を捕集する燃料フィルタの目詰りを検出する目詰り判断装置において、
燃料が前記燃料フィルタを通過するときの流通抵抗の増加を検知する流通抵抗増加検知手段と、
ワキシング現象の発生を推定するワキシング現象推定手段と、
前記ワキシング現象推定手段で、ワキシング現象が発生していないと推定された場合に、前記流通抵抗増加検知手段が検知した流通抵抗の増加に基づいて、前記燃料フィルタの異常を判定し、前記燃料フィルタが異常であることを連続して判定したときに、前記燃料フィルタが目詰りしていると判断する目詰り判断手段とを備えることを特徴とする目詰り判断装置。
【請求項２】
前記ワキシング現象推定手段を、燃料の温度に基づいてワキシング現象を推定する手段とすることを特徴とする請求項１に記載の目詰り判断装置。
【請求項３】
前記ワキシング現象推定手段を、前記内燃機関の運転状況に基づいてワキシング現象を推定する手段とすることを特徴とする請求項１に記載の目詰り判断装置。
【請求項４】
前記流通抵抗増加検知手段を、前記燃料タンクと前記供給ポンプとの間に設けられ、内燃機関の運転状態に基づいて開度が決定され、前記燃料噴射装置に供給される燃料の流量を調整する流量調整弁の開度が、全開側に定められた開始開度以上となるまで、流通抵抗の増加を検知しない手段とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の目詰り判断装置。
【請求項５】
前記目詰り判断手段を、予め定めた判定期間で、前記流通抵抗増加検知手段で検知した流通抵抗の増加の検知結果に応じて、前記燃料フィルタの異常を判定する手段とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の目詰り判断装置。
【請求項６】
前記判定期間を、ドライビングサイクルとすることを特徴とする請求項５に記載の目詰り判断装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の目詰り判断装置を備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項８】
燃料を貯留する燃料タンクと燃料噴射装置に高圧の燃料を供給する供給ポンプとの間に設けられ、燃料中に含まれる異物を捕集する燃料フィルタの目詰りを検出する目詰り判断方法において、
ワキシング現象が発生していないと推定されて場合に、燃料が前記燃料フィルタを通過するときの流通抵抗の増加に基づいて、前記燃料フィルタの異常を判定し、連続して前記燃料フィルタが異常であることを複数回判定したときに、前記燃料フィルタが目詰りしていると判断することを特徴とする目詰り判断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目詰り判断装置、内燃機関、及び目詰り判断方法に関し、より詳細には、燃料中に含まれる異物を捕集する燃料フィルタの目詰りを正確に検出することができる目詰り判断装置、内燃機関、及び目詰り判断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン（内燃機関）の燃料供給装置には、燃料タンクとサプライポンプとの間に、燃料中に含まれる異物を捕集する燃料フィルタが設けられている。この燃料フィルタが目詰まりすると、サプライポンプに吸入される燃料流量の減少、コモンレールにおけるレール圧の低下、及びインジェクタから噴射される燃料量の減少などの問題が生じる。
【０００３】
そこで、燃料フィルタとサプライポンプとの間に負圧センサを設け、その負圧センサが負圧を検知した場合に、燃料フィルタが目詰りしたと判断して、警告ランプなどを点灯させて運転手に燃料フィルタの交換を促している。
【０００４】
しかし、低温環境下の低燃料温度時において、燃料のワキシング現象により一時的に燃料フィルタの抵抗が大きくなり、燃料流量の大きな車両運転パターンにて燃料フィルタとサプライポンプとの間に大きな負圧が発生した場合にも、警告ランプなどを点灯させていた。
【０００５】
これに関して、燃料フィルタの入側又は出側のどちらか一方に設けた圧力センサと、燃料の温度を検出する温度センサを備え、圧力センサが設定圧力を超える大きな変動を示したときに、温度センサの検出した温度が設定温度以上であれば燃料フィルタの目詰りを判定し、且つ設定温度を下回れば燃料のワックス化（ワキシング）を判定する制御装置を備える装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかし、この装置では、圧力センサが設定圧力を超える大きな変動を示したときに、温度センサの検出した温度が設定温度以上であれば燃料フィルタの目詰りと判定することになり、一時的な圧力の変動で警告ランプなどが点灯して、交換する必要のない燃料フィルタが交換される可能性がある。
【０００７】
また、温度センサの検出した温度が設定温度以上の場合でも、ワキシング現象が発生する可能性があり、その場合にも警告ランプなどを点灯して、交換する必要のない燃料フィルタが交換される可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−６８１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その課題は、燃料中に溶解しない異物による燃料フィルタの目詰りと、ワキシング現象による目詰りとを切り分けて、一気に進行せずに、徐々に進行する燃料フィルタの目詰りを、正確に判断することができる目詰り判断装置、内燃機関、及び目詰り判断方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するための本発明の目詰り判断装置は、燃料を貯留する燃料タンクと内燃機関の燃料噴射装置に燃料を供給する供給ポンプとの間に設けられ、燃料中に含まれる異物を捕集する燃料フィルタの目詰りを検出する目詰り判断装置において、燃料が前記燃料フィルタを通過するときの流通抵抗の増加を検知する流通抵抗増加検知手段と、ワキシング現象の発生を推定するワキシング現象推定手段と、前記ワキシング現象推定手段で、ワキシング現象が発生していないと推定された場合に、前記流通抵抗増加検知手段が検知した流通抵抗の増加に基づいて、前記燃料フィルタの異常を判定し、前記燃料フィルタが異常であることを連続して判定したときに、前記燃料フィルタが目詰りしていると判断する目詰り判断手段とを備えて構成される。
【００１１】
なお、ここでいう目詰り判断装置は、燃料を噴射する燃料噴射装置に供給される高圧の燃料を蓄えるコモンレールを備えるコモンレール式の内燃機関や、列型噴射ポンプ、分配型噴射ポンプ、及び独立型噴射ポンプなどの噴射ポンプのみで燃料を高圧化する内燃機関などに設けられるものである。
【００１２】
また、ここでいう流通抵抗増加検知手段とは、燃料フィルタと供給ポンプとの間に設けられた負圧センサ、燃料フィルタと供給ポンプとの間に設けられた燃料流量センサ、コモンレール式の内燃機関の場合には、コモンレールのレール圧を検知する圧力センサなどを用いて流通抵抗の増加を検知する手段のことである。
【００１３】
この構成によれば、ワキシング現象が発生していないと推定された場合に、燃料フィルタを通過するときの流通抵抗の増加に基づいて、燃料フィルタに異常があるか否かを判定し、連続して燃料フィルタが異常であることを複数回判定した場合に、燃料フィルタが目詰まりしていると判断する。
【００１４】
これにより、燃料中に溶解しない異物による燃料フィルタの目詰りと、ワキシング現象による目詰りとを切り分けることができるので、燃料の温度が低い場合や、燃料流量が大きな車両運転パターンで一時的に燃料流量が低下する場合などで発生する誤判断を防止して、一気に進行せずに、徐々に進行する燃料中に溶解しない異物による目詰りのみを正確に判断することができる。
【００１５】
例えば、低温環境下の低燃料温度時におけるワキシング現象が発生していると推定した場合は、流通抵抗増加検知手段で、流通抵抗の増加を検知しない。
【００１６】
その後、内燃機関の運転によって燃料の温度が上昇するなどして、ワキシング現象が発生していないと推定した場合は、流通抵抗増加検知手段で流通抵抗の増加を検知した場合は、燃料フィルタが異常であることを判定する。しかし、ワキシング現象推定手段でワキシング現象が発生していないと推定した場合でも、ワキシング現象が発生している可能性もあるため、この時点で燃料フィルタが目詰りしていると判断しない。
【００１７】
そして、再度、燃料フィルタが異常であることを判定したときに、目詰り判断手段で、燃料フィルタが目詰りしていると判断する。これにより、ワキシング現象や一時的な燃料流量の低下などによる誤判断を回避して、燃料フィルタの目詰りを正確に判断することができる。
【００１８】
また、上記の目詰り判断装置において、前記ワキシング現象推定手段を、燃料の温度に基づいてワキシング現象を推定する手段とするように構成すると、ワンキング現象の発生を容易に推定することができる。例えば、燃料の温度が予め定めた温度判定値よりも高くなるか否かを判定して、燃料の温度が温度判定値よりも高い場合に、ワキシング現象が発生していないと推定することができる。
【００１９】
なお、ここでいう燃料の温度とは、燃料噴射装置から噴射される燃料を直接測定したものに限定されずに、例えば、内燃機関の冷却水の温度から推測される燃料の温度も含む。また、温度判定値とは、ワキシング現象が発生していない燃料の温度に設定され、内燃機関の運転状況や燃料の性状などにより定められる温度である。
【００２０】
あるいは、上記の目詰り判断装置において、前記ワキシング現象推定手段を、前記内燃機関の運転状況に基づいてワキシング現象を推定する手段とするように構成すると、ワキシング現象の発生を容易に推定することができる。例えば、内燃機関の運転状況として、内燃機関の運転時間を用いる場合は、内燃機関の運転時間が予め定めた運転時間判定値よりも長いか否かで推定する。内燃機関の運転時間が運転時間判定値よりも長いときに、ワキシング現象が発生していないと推定することができる。
【００２１】
なお、ここでいう内燃機関の運転状況とは、前述の内燃機関の運転時間の他に、内燃機関の負荷や排気温度なども含む。
【００２２】
加えて、上記の目詰り判断装置において、前記流通抵抗増加検知手段を、前記燃料タンクと前記供給ポンプとの間に設けられ、内燃機関の運転状態に基づいて開度が決定され、前記燃料噴射装置に供給される燃料の流量を調整する流量調整弁の開度が、全開側に定められた開始開度以上となるまで、流通抵抗の増加を検知しない手段とするように構成すると、燃料フィルタの目詰りによる燃料の流量の変化が小さくても、その目詰まりを判断することができる。
【００２３】
例えば、流量調節弁の開度が全閉側の場合で、且つ、目詰まりの度合いが少しのときには、目詰まりによる流量の変化を判別することは難しいが、流量調節弁の開度が全開側の場合で、且つ、目詰まりの度合いが少しのときには、目詰まりによる流量の変化が判別することができる。
【００２４】
更に、上記の目詰り判断装置において、前記目詰り判断手段を、予め定めた判定期間で、前記流通抵抗増加検知手段で検知した流通抵抗の増加の検知結果に応じて、前記燃料フィルタの異常を判定する手段とするように構成すると、判定期間内の検知結果で燃料フィルタの異常を判定するので、一気に進行せずに、徐々に進行する燃料フィルタの目詰りを、ワキシング現象などにより発生する燃料フィルタの一時的な流通抵抗の増加などによる誤判断を回避して、正確に判断することができる。
【００２５】
ここでいう検知結果とは、判定期間内の流通抵抗の増加の検知結果であり、判定期間内で、流通抵抗増加検知手段で、複数回の燃料流量の増加が検知された場合には、流通抵抗の増加の検知回数、流通抵抗増加検知手段が実施された回数に対する流通抵抗の増加の検知回数の割合、又は、流通抵抗の増加の検知が連続した状態のことをいう。
【００２６】
その上、上記の目詰り判断装置において、前記判定期間を、ドライビングサイクルとするように構成すると、ドライビングサイクルという長い判定期間が少なくとも二回経過してから、燃料フィルタの目詰りを判断することで、一時的な燃料流量の変化による判定結果を除外して、目詰まりを正確に判断することができる。
【００２７】
なお、ここでいうドライビングサイクルとは、イグニションスイッチをオンして内燃機関を始動し、目的地などに到着してイグニションスイッチがオフされて内燃機関を停止するまでの時間として定義する。
【００２８】
そして、上記の課題を解決するための本発明の内燃機関は、上記に記載の目詰り判断装
置を備えて構成される。この構成によれば、一時的な低燃料温度、及び燃料流量が大きな車両運転パターンでの燃料フィルタの目詰りの誤判断を回避して、正確に燃料フィルタの目詰りを判断するので、交換する必要のない燃料フィルタが交換されてしまうことを防止することができる。
【００２９】
そして、上記の課題を解決するための本発明の目詰り判断方法は、燃料を貯留する燃料タンクと燃料噴射装置に高圧の燃料を供給する供給ポンプとの間に設けられ、燃料中に含まれる異物を捕集する燃料フィルタの目詰りを検出する目詰り判断方法において、ワキシング現象が発生していないと推定されて場合に、燃料が前記燃料フィルタを通過するときの流量抵抗の増加に基づいて、前記燃料フィルタの異常を判定し、連続して前記燃料フィルタが異常であることを複数回判定したときに、前記燃料フィルタが目詰りしていると判断することを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の目詰り判断装置、内燃機関、及び目詰り判断方法によれば、ワキシング現象が発生していないと推定された場合に、燃料フィルタを通過するときの流通抵抗の増加に基づいて、燃料フィルタに異常があるか否かを判定し、連続して燃料フィルタが異常であることを複数回判定した場合に、燃料フィルタが目詰まりしていると判断して、燃料中に溶解しない異物による燃料フィルタの目詰りと、ワキシング現象による目詰りとを切り分けることができるので、一気に進行せずに、徐々に進行する燃料中に溶解しない異物による目詰りのみを正確に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る実施の形態の内燃機関と目詰り判断装置の構成を示す図である。
【図２】本発明に係る第一の実施の形態の目詰り判断方法を示すフローチャートの燃料フィルタの目詰りを判断する部分を示すフローチャートである。
【図３】図２の流通抵抗の増加を検知して、燃料フィルタの異常を判定する部分を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る第二の実施の形態の目詰り判断方法を示すフローチャートの燃料フィルタの目詰りを判断する部分を示すフローチャートである。
【図５】図４の燃料フィルタの異常を判定する部分を示すフローチャートである。
【図６】図５の流通抵抗の増加を検知する部分を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る第三の実施の形態の目詰り判断方法を示すフローチャートの流通抵抗の増加を検知する部分を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明に係る第一〜第三の実施の形態の目詰り判断装置、内燃機関、及び目詰り判断方法について説明する。
【００３３】
まず、第一〜第三の実施の形態の目詰り判断装置とエンジン（内燃機関）の構成について、図１を参照しながら説明する。図１に示すように、第一〜第三の実施の形態のエンジン１は、エンジン本体２のインジェクタ（燃料噴射装置）３に燃料を供給する燃料供給システム４にコモンレール５を備え、そのコモンレール５にサプライポンプ６で加圧された高圧な燃料を蓄えるコモンレール式のエンジンである。
【００３４】
燃料供給システム４には、コモンレール５とサプライポンプ６の他に、燃料タンク７、燃料フィルタ８、及び燃料クーラー９を設ける。サプライポンプ６には、フィードポンプ（移送ポンプ）１０、サクションコントロールバルブ（流量調節弁；以下、ＳＣＶという）１１、高圧ポンプ１２、及びレギュレータ（圧力調整弁）１３を設ける。
【００３５】
このエンジン１の燃料供給システム４においては、インジェクタ３から噴射される燃料が、サプライポンプ６のフィードポンプ１０の負圧により燃料タンク７から燃料フィルタ８を経由し、燃料フィルタ８で燃料中に含まれる異物が捕集されてから、高圧ポンプ１２に移送される。そのとき、燃料がＳＣＶ１１でエンジン１の運転状況に基づいた燃料流量に調節され、そして、燃料が高圧ポンプ１２で高圧に加圧されてから、コモンレール５に送られて、コモンレール５に蓄えられる。
【００３６】
この燃料供給システム４は、燃料フィルタ８の他に、燃料タンク７とサプライポンプ６にそれぞれガーゼフィルタ１４及び１５を設ける。
【００３７】
燃料フィルタ８は、燃料中に溶解しない異物、例えば、燃料タンク７への給油の際に混入する微小なごみ、燃料タンク７に何かが衝突した際に剥がれ落ちる燃料タンク７内の塗料片、燃料に混入する水分が原因の錆などを捕集する装置である。また、この燃料フィルタ８は、水が石油よりも比重が重い性質を利用して水分の分離を行うようになっており、ある程度まで水分が溜まった場合、堆積した水分は図示しないバルブを開くことで排出するようになっている。
【００３８】
この燃料フィルタ８は、捕集した異物により、除々に詰まっていき、燃料フィルタ８を通過するときの流通抵抗が増加する。流通抵抗が増加すると、サプライポンプ６に吸入される燃料流量の減少、コモンレール５におけるコモンレール圧の低下、及びインジェクタ３から噴射される燃料量の減少などの問題が生じる。
【００３９】
そこで、このエンジン１は、燃料供給システム４に、ワキシング現象が発生していないと推定された場合に、燃料が燃料フィルタ８を通過するときの流通抵抗の増加に基づいて、燃料フィルタ８の異常を判定し、燃料フィルタ８の異常を連続して複数回判定した場合に、燃料フィルタ８が目詰りしていると判断する目詰り判断装置２０を設けて構成される。
【００４０】
この目詰り判断装置２０は、エンジンコントロールモジュール（制御装置；以下、ＥＣＭという）２１、負圧センサ（圧力検知装置）２２、温度センサ２３、及び警告ランプ（警告装置）２４を備える。
【００４１】
ＥＣＭ２１は、電気回路によってエンジン１の制御を担当している電気的な制御を総合的に行うマイクロコントローラである。このＥＣＭ２１は、エンジン１の運転状況に基づいて、インジェクタ３から噴射される燃料噴射量を制御して、エンジン１の出力を制御している。ＥＣＭ２１は、この燃料噴射量の制御の一環として、コモンレール５内のコモンレール圧を、エンジン１の運転状態に基づいて決定された目標コモンレール圧となるように、サプライポンプ６のＳＣＶ１１の開度を調節して、燃料の流量を制御する流量制御手段Ｍ１を備える。
【００４２】
また、このＥＣＭ２１は、流量制御手段Ｍ１の他に、ワキシング現象推定手段Ｍ２、流通抵抗増加検知手段Ｍ３、目詰り判断手段Ｍ４、及び警告手段Ｍ５を備える。
【００４３】
以上の目詰り判断装置２０とエンジン１の構成は、第一〜第三の実施の形態で共通の構成となる。
【００４４】
次に、第一の実施の形態の目詰り判断装置２０と目詰り判断方法について説明する。
【００４５】
第一の実施の形態のワキシング現象推定手段Ｍ２は、燃料の温度に基づいてワキシング現象を推定する手段であり、詳しくは、温度センサ２３の検知する燃料の温度Ｔが予め定
めた温度判定値Ｔ’よりも大きくなった場合に、ワキシング現象が発生していないと推定し、燃料の温度Ｔが温度判定値Ｔ’以下の場合に、ワキシング現象が発生していると推定する手段である。
【００４６】
この温度判定値Ｔ’は、ワキシング現象が発生しない温度に設定される。この温度判定値Ｔ’は、エンジン１の構成、燃料の性状、及び外気温に基づくため、例えば、目詰り判断装置２０を搭載したエンジン１を試験的に運転して、ワキシング現象が発生しない温度を測定し、その温度に設定するとよい。
【００４７】
第一の実施の形態の流通抵抗増加検知手段Ｍ３は、負圧センサ２２で検知された燃料フィルタ８とサプライポンプ６との間の負圧Ｐが、予め定められた負圧判定値Ｐ’よりも低い場合に、流通抵抗の増加を検知する手段である。
【００４８】
この負圧判定値Ｐ’は、燃料フィルタ８に目詰りが進行し、流通抵抗が増加した場合の値に設定される。よって、燃料フィルタ８の捕集性能などを考慮し、燃料フィルタ８の目詰りによって、コモンレール圧に影響がないような値が望ましく、例えば、目詰り判断装置２０を搭載したエンジン１を試験的に運転して、目詰りした燃料フィルタ８によるコモンレール圧への影響を測定し、その結果に基づいて設定するとよい。
【００４９】
この流通抵抗増加検知手段Ｍ３は、流量制御手段Ｍ１により制御されるＳＣＶ１１の開度が、全開側に定められた開始開度以上となるまで、流通抵抗の増加を検知しないように構成される。
【００５０】
また、この流通抵抗増加検知手段Ｍ３は、予め定めた検知時間内で継続された流通抵抗の増加を検知するように構成される。この検知時間は、流通抵抗の増加を確実に検知することができる期間とするとよい。例えば、５秒程度、負圧センサ２２で検知された負圧Ｐが負圧判定値Ｐ’よりも低ければ異常と判定できので、燃料流量が大きな車両運転パターンでの誤判定防止することができ、また、加速による一時的な流量変化を除外することができる。
【００５１】
第一の実施の形態の目詰り判断手段Ｍ４は、流通抵抗増加検知手段Ｍ３で、燃料が燃料フィルタ８を通過するときの流通抵抗の増加を検知した場合に、燃料フィルタ８に異常があると判定し、燃料フィルタ８の異常を連続して判定した場合に、燃料フィルタ８が目詰りしていると判断する手段である。
【００５２】
詳しくは、流通抵抗増加検知手段Ｍ３で流通抵抗の増加を検知し、その検知結果により燃料フィルタの異常を判定した回数Ｎが連続して、予め定めた回数判定値Ｎ’以上の場合に、燃料フィルタ８が目詰りしていると判断する手段である。この回数判定値Ｎ’は、燃料フィルタ８の性能などから定められる数値とし、特に限定されない。
【００５３】
警告手段Ｍ５は、目詰り判断手段Ｍ４で燃料フィルタ８が目詰りしていると判断された場合に、警告ランプ２４を点灯する手段である。これにより、燃料中に融解しない異物により燃料フィルタ８が目詰りしていることを運転手に警告して、燃料フィルタ８の交換を促すことができる。
【００５４】
そして、第一の実施の形態の目詰り判断方法は、ワキシング現象の発生を推定し、ワキシング現象が発生していないと推定された場合に、燃料が燃料フィルタ８を通過するときの流通抵抗の増加に基づいて、燃料フィルタ８の異常を判定し、燃料フィルタ８の異常を連続して判定した場合に、燃料フィルタ８が目詰りしていると判断する方法である。
【００５５】
この目詰り判断方法について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。なお、ここでは、回数判定値Ｎ’を２回とする。
【００５６】
図２に示すように、まず、温度センサ２３で検知した燃料の温度Ｔが温度判定値Ｔ’よりも高いか否かを判定するステップＳ１０を行う。このステップＳ１０で燃料の温度Ｔが温度判定値Ｔ’よりも高い場合に、ステップＳ２０へ進み、燃料の温度Ｔが温度判定値Ｔ’以下の場合は、スタートへリターンする。
【００５７】
ステップＳ１０で燃料の温度Ｔが温度判定値Ｔ’よりも高い場合には、次に、燃料が燃料フィルタ８を通過するときの流通抵抗の増加を検知し、検知された流通抵抗の増加に基づいて、燃料フィルタ８の異常を判定するステップＳ２０を行う。なお、このステップＳ２０については後述する。
【００５８】
次に、ステップＳ２０で燃料フィルタ８が異常であることを判定したか否かを判定するステップＳ３０を行う。ステップＳ２０で燃料フィルタ８が異常であることを判定した場合は、燃料フィルタ８が異常であることを判定した回数ＮをカウントするステップＳ４０を行う。ここで、１回をカウントする。
【００５９】
次に、判定した回数Ｎが回数判定値Ｎ’以上か否かを判断するステップＳ５０を行う。ここで、判定した回数Ｎは１回であるため、ステップＳ１０へ戻り、ステップＳ１０〜ステップＳ５０を順次行う。
【００６０】
途中、ステップＳ３０を行って、ステップＳ２０で燃料フィルタ８が異常であることを判定していない場合には、ステップＳ４０でカウントした燃料フィルタ８が異常であることを判定した回数ＮをリセットするステップＳ６０を行って、スタートへリターンする。
【００６１】
このように、ステップＳ１０〜ステップＳ６０を繰り返して判定した回数Ｎが回数判定値Ｎ’以上となるまでは、ステップＳ５０からステップＳ７０には進まないようにする。
【００６２】
ステップＳ１０〜ステップＳ６０を繰り返して、ステップＳ５０で判定した回数Ｎが回数判定値Ｎ’以上となった場合は、燃料フィルタ８が異常であることを連続して判定したことになり、次に、燃料フィルタ８が目詰りしていると判断するステップＳ７０を行う。
【００６３】
ステップＳ７０で、燃料フィルタ８が目詰りしていると判断されると、警告ランプ２４を点灯するステップＳ８０を行って、この目詰り判断方法は完了する。
【００６４】
このように、第一の実施の形態の目詰り判断方法では、燃料フィルタ８が異常であることを連続して判定した場合に、燃料フィルタ８が目詰りしていると判断する。
【００６５】
この図２に示すフローチャートのステップＳ１０がワキシング現象推定手段Ｍ２に相当し、ステップＳ２０の一部が流通抵抗増加検知手段Ｍ３に相当し、ステップＳ２０の一部からステップＳ７０までが目詰り判断手段Ｍ４に相当し、ステップＳ８０が警告手段Ｍ５に相当する。
【００６６】
次に、ステップＳ２０の詳細について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。
【００６７】
図３に示すように、ステップＳ２０は、まず、流量制御手段Ｍ１で制御されたＳＣＶ１１の開度αが開度判定値α’以上か否かを判定するステップＳ１００を行う。ステップＳ１００で、ＳＣＶ１１の開度αが全開側に定められた開度判定値α’以上の場合に、負圧センサ２２の検知した負圧Ｐが、負圧判定値Ｐ’より小さいか否かを判定するステップＳ１１０を行う。
【００６８】
ステップＳ１１０で負圧Ｐが負圧判定値Ｐ’よりも小さいと判定すると、検知した時間ｔ１をカウントするステップＳ１２０を行う。次に、検知した時間ｔ１が検知時間ｔ１’以上か否かを判定するステップＳ１３０を行う。なお、検知した時間ｔ１はステップＳ１１０に掛かる総時間のことであり、ここでは、検知時間ｔ１’よりも小さいため、ステップＳ１００へ戻る。次に、ステップＳ１００〜ステップＳ１３０を順次行う。
【００６９】
途中、ステップＳ１００でＳＣＶ１１の開度αが開度判定値α’よりも小さい、あるいはステップＳ１１０で負圧Ｐが負圧判定値Ｐ’以上の場合は、検知した時間ｔ１をリセットするステップＳ１４０を行って、図２のステップＳ３０へ進む。
【００７０】
このように、検知した時間ｔ１が検知時間ｔ１’以上となるまで、ステップＳ１００〜ステップＳ１４０が繰り返される。
【００７１】
次に、ステップＳ１３０で検知した時間ｔ１が検知時間ｔ１’以上と判定すると、流通抵抗の増加を検知するステップＳ１５０を行う。次に、燃料フィルタ８が異常であることを判定するステップＳ１６０を行って、図２のステップＳ３０へ進む。
【００７２】
このように、第一の実施の形態の目詰り判断方法では、ＳＣＶ１１の開度αが開度判定値α’以上で、且つ負圧Ｐが負圧判定値Ｐ’よりも小さい状態を、検知時間ｔ１’以上となるまで検知した場合に、流通抵抗の増加を検知する。
【００７３】
この図３に示すフローチャートのステップＳ１００〜ステップＳ１５０までが流通抵抗増加検知手段Ｍ３に相当し、ステップＳ１６０が目詰り判断手段Ｍ４に相当する。
【００７４】
第一の実施の形態の目詰り判断装置２０、エンジン１、及び目詰り判断方法によれば、燃料の温度Ｔによりワキシング現象が発生していないことを推定してから、燃料フィルタ８を通過するときの流通抵抗の増加を検知し、燃料フィルタ８に異常があるか否かを判定し、燃料フィルタ８が異常であることを連続して判定した場合に、燃料フィルタ８が目詰まりしていると判断する。
【００７５】
これにより、燃料中に溶解しない異物による燃料フィルタ８の目詰りと、ワキシング現象による燃料フィルタ８の目詰りとを切り分けることができるので、燃料の温度が低い場合や、燃料流量が大きな車両運転パターンで一時的に燃料流量が低下する場合などで発生する誤判断を防止して、一気に進行せずに、徐々に進行する燃料中に溶解しない異物による目詰りのみを正確に判断し、警告ランプ２４を点灯することができる。
【００７６】
よって、誤判断によって、交換する必要のない燃料フィルタ８が交換されてしまうことを回避することができる。
【００７７】
また、ＳＣＶ１１の開度αが全開側に定められた開度判定値α’以上になるまで、コモンレール５のレール圧を検知しないので、燃料フィルタ８の目詰りによる燃料の流量の変化が小さい、つまり流通抵抗の増加が小さくても、その流通抵抗の増加を検知することができる。
【００７８】
例えば、水道の蛇口の上流側で配管が詰まっていた場合に、蛇口を小さく捻った状態では、配管の詰まりによる流量の変化に気付くことは難しい。しかし、蛇口を大きく捻った状態では、配管の詰まりによる流量の変化に容易に気付くことができる。これと同様に、
ＳＣＶ１１の開度が全閉側の状態では、燃料フィルタ８に目詰まりが生じていても、負圧Ｐが負圧判定値Ｐ’よりも小さくなることがなく、ＳＣＶ１１の開度が全開側の状態では、燃料フィルタ８の目詰まりの度合いが少しの場合でも、負圧Ｐが負圧判定値Ｐ’よりも小さくなり、燃料フィルタ８の流通抵抗の増加を検知することが可能となる。
【００７９】
加えて、検知した時間ｔ１が検知時間ｔ１’以上となるまで、負圧Ｐが負圧判定値Ｐ’よりも低くなる状態を検知することにより、短時間における流通抵抗の増加の影響を回避して、燃料フィルタ８の目詰りによる流通抵抗を正確に検知することができる。
【００８０】
次に、本発明に係る第二の実施の形態の目詰り判断装置２０、エンジン１、及び目詰まり判断方法について説明する。
【００８１】
第二の実施の形態の目詰り判断装置２０の構成は、ワキシング現象推定手段Ｍ２、流通抵抗増加検知手段Ｍ３、及び目詰り判断手段Ｍ４が、第一の実施の形態と異なる。
【００８２】
この第二の実施の形態のワキシング現象推定手段Ｍ２は、エンジン１の運転時間ｔ２に基づいてワキシング現象を推定する手段である。詳しくは、エンジン１の運転時間ｔ２が予め定めた運転時間判定値ｔ２’よりも長くなった場合に、ワキシング現象が発生していないと推定し、運転時間ｔ２が運転時間判定値ｔ２’以下の場合に、ワキシング現象が発生していると推定する手段するように構成される。
【００８３】
このエンジン１の運転時間ｔ２とは、エンジン１が始動してからの経過時間のことであり、アイドリングストップなどによりエンジン１が停止した場合には、エンジン１が再始動してからの経過時間となる。
【００８４】
また、運転時間判定値ｔ２’とは、エンジン１が始動してからワキシング現象が解消されるまでの時間に設定される。この運転時間判定値ｔ２’は、エンジン１の構成、燃料の性状、及び外気温に基づくため、例えば、目詰り判断装置２０を搭載したエンジン１を試験的に運転して、エンジン１を始動してからワキシング現象が発生しなくなるまでの経過時間を測定し、その経過時間に設定するとよい。例えば、市場の実車測定データによれば、１０分程度で燃料温度はワキシング現象が解消される温度まで上がる。この検知間隔ｔ２は、運転状況によってその時間が変わる。
【００８５】
この第二の実施の形態の流通抵抗増加検知手段Ｍ３は、第一の実施の形態の流通抵抗増加検知手段Ｍ３の特徴に加えて、流通抵抗の増加を検知した後に、予め定めた検知間隔ｔ３が経過するまで次の流通抵抗の増加を検知しない手段とするように構成される。
【００８６】
この検知間隔ｔ３は、エンジン１の性能や燃料の性状などにより定めることができる。好ましくは、燃料の温度が、ワキシング現象が生じるような低温状態から、ワキシング現象が解消されるような状態になるまでのエンジン１の運転時間とするとよい。例えば、運転時間判定値ｔ２’と同様に１０分以上に設定する。
【００８７】
また、この流通抵抗増加検知手段Ｍ３は、検知時間ｔ１’よりも長く設定された判定期間ｔ４内で、流通抵抗の増加を検知するための条件が満たされれば、流通抵抗の増加を複数回検知するように構成されると共に、流通抵抗増加検知手段Ｍ３で検知した流通抵抗の増加の検知結果が記憶されるように構成される。
【００８８】
この判定期間ｔ４は、検知時間ｔ１’よりも長い時間に設定され、例えば、１時間〜２時間に設定される。
【００８９】
第二の実施の形態の目詰り判断手段Ｍ４は、第一の目詰り判断手段Ｍ４の特徴に加えて、判定期間ｔ４内で、流通抵抗増加検知手段Ｍ３で検知した流通抵抗の増加の検知結果に応じて、燃料フィルタ８の異常を判定するように構成される。
【００９０】
ここでいう、流通抵抗の増加の検知結果とは、判定期間ｔ４内での流通抵抗増加検知手段Ｍ３で検知した流通抵抗の増加の検知回数、又は判定期間ｔ４内での流通抵抗増加検知手段Ｍ３の総検知回数に対する流通抵抗の増加の検知回数の割合、又は判定期間ｔ４内での流通抵抗増加検知手段Ｍ３で検知された流通抵抗の増加が連続している状態などのことをいう。
【００９１】
次に、第二の実施の形態の目詰り判断方法について、図４、図５、及び、図６を参照しながら説明する。なお、図４に示すステップＳ２０’とステップＳ３０’はそれぞれ、第一の実施の形態のステップＳ２０とステップＳ３０に相当するものとする。
【００９２】
第二の実施の形態では、図４に示すように、ステップＳ２０’の前に、運転時間ｔ２が運転時間判定値ｔ２’よりも長いか否かを判定するステップＳ２００を行う。このステップＳ２００で運転時間ｔ２が運転時間判定値ｔ２’よりも長い場合に、ステップＳ２０’へ進み、運転時間ｔ２が運転時間判定値ｔ２’以下の場合は、スタートへリターンする。
【００９３】
ステップＳ２００以外については、第一の実施の形態と同様のため、その説明は省略する。
【００９４】
図５に示すように、第二の実施の形態のステップＳ２０’は、まず、判定期間ｔ４の開始を行うステップＳ３００を行う。次に、流通抵抗の増加を検知するステップＳ３１０を行う。次に、ステップＳ３１０で、流通抵抗の増加を検知したか否かを判定するステップＳ３２０を行う。
【００９５】
ステップＳ３１０で、流通抵抗の増加を検知した場合は、流通抵抗の増加の検知結果を記憶するステップＳ３３０を行う。このステップＳ３３０は、ステップＳ３１０の流通抵抗の増加の検知結果を順次記憶していく。
【００９６】
次に、判定期間ｔ４が終了したか否かを判定するステップＳ３４０を行う。この判定期間ｔ４は、ステップＳ３００〜ステップＳ３３０までに掛かる時間とは別にカウントされている時間である。ここでは、判定期間ｔ４が終了していないものとして、次に、検知間隔ｔ３が経過するステップＳ３５０を行って、ステップＳ３１０へ戻る。このように判定期間ｔ４が終了するまで、ステップＳ３１０〜ステップＳ３５０を順次繰り返し行って、ステップＳ３３０の検知結果を順次記憶していく。
【００９７】
途中、ステップＳ３１０で流通抵抗の増加を検知しない場合は、ステップＳ３２０から流通抵抗の増加の未検知結果を記憶するステップＳ３６０を行う。このステップＳ３６０は、ステップＳ３３０で記憶した検知結果に続けて記憶される。
【００９８】
ステップＳ３４０で判定期間ｔ４が終了したと判定すると、次に、ステップＳ３３０とステップＳ３６０で記憶された検知結果と未検知結果のうち検知結果が連続しているか否かを判定するステップＳ３７０を行う。このステップＳ３７０では、検知結果が連続している、つまり流通抵抗の増加が続いているか否かを判定している。
【００９９】
ステップＳ３７０で検知結果が連続していると判定すると、燃料フィルタ８が異常であることを判定するステップＳ１６０を行って図４のステップＳ３０’へ進む。一方、検知結果が連続していないと判定するとそのまま図４のステップＳ３０’へ進む。
【０１００】
このように、第二の実施の形態の目詰り判断方法は、判定期間ｔ４内の流通抵抗の増加状況に応じて、燃料フィルタ８の異常を判定している。
【０１０１】
なお、図４のステップＳ２００がワキシング現象推定手段Ｍ２に相当し、ステップＳ３００〜ステップＳ３６０までが流通抵抗増加検知手段Ｍ３に相当し、ステップＳ３７０とステップＳ１６０が目詰り判断手段Ｍ４に相当する。
【０１０２】
次に、ステップＳ３１０の詳細については、図６に示すように、図３のフローチャートからステップＳ１６０を削除したものとなる。
【０１０３】
第二の実施の形態の目詰り判断装置２０、エンジン１、及び目詰り判断方法によれば、エンジン１の運転時間ｔ２によりワキシング現象が発生していないことを推定してから、燃料フィルタ８を通過するときの流通抵抗の増加を検知し、燃料フィルタ８に異常があるか否かを判定し、燃料フィルタ８が異常であることを連続して判定した場合に、燃料フィルタ８が目詰まりしていると判断する。これにより、第一の実施の形態と同様に、燃料中に溶解しない異物による燃料フィルタ８の目詰りと、ワキシング現象による燃料フィルタ８の目詰りとを切り分けることができるので、燃料中に溶解しない異物による目詰りのみを判断し、警告ランプ２４を点灯することができる。
【０１０４】
また、判定期間ｔ４内での流通抵抗の増加の検知結果から燃料フィルタ８の異常を判定するので、一気に進行せずに、徐々に進行する燃料フィルタ８の目詰りを、ワキシング現象などにより発生する燃料フィルタ８の一時的な流通抵抗の増加などによる誤判断を回避して、正確に判断することができる。
【０１０５】
また、検知間隔ｔ３を設けることで、一回目にワキシング現象による流通抵抗の増加を検知しても、二回目以降は、検知間隔ｔ３により燃料の温度が上昇するので、ワキシング現象による流通抵抗の増加を連続して検知することを除外することができる。
【０１０６】
次に、第三の実施の形態の目詰り判断装置２０、エンジン１、及び、目詰り判断方法について説明する。
【０１０７】
第三の実施の形態の目詰り判断装置２０は、流通抵抗増加検知手段Ｍ３と目詰り判断手段Ｍ４が、第一の実施の形態と異なる。また、第二の実施の形態の判定期間ｔ４をドライビングサイクルとするように構成される。
【０１０８】
なお、ここでいうドライビングサイクルとは、図示しないイグニションスイッチをオンしてエンジン１を始動し、目的地などに到着してイグニションスイッチがオフされてエンジン１を停止するまでの時間として定義する。つまり、イグニッションスイッチをオンしたときに、判定期間ｔ４が開始され、イグニッションスイッチがオフされたときに、判定期間ｔ４が終了する。このとき、アイドリングストップなどでエンジン１を停止した場合は、判定期間ｔ４は終了しない。
【０１０９】
次に、第三の実施の形態の目詰り判断方法について、図２、図６、及び、図７を参照しながら説明する。図２及び図６については前述した通りのため、説明は省略する。
【０１１０】
この目詰り判断方法は、図７に示す燃料フィルタ８の異常を判定するまでにおいて、第二の実施の形態のステップＳ３００に代えて、イグニッションキーがオンになり、ドライビングサイクルが開始されるステップＳ４００を行う。また、ステップＳ３４０に代えて、イグニッションキーがオフになり、ドライビングサイクルが終了するステップＳ４１０を行う。それ以外のステップについては、図５と同様のため説明は省略する。
【０１１１】
第三の実施の形態の目詰り判断装置２０、エンジン１、及び目詰り判断方法によれば、第一及び第二の実施の形態の効果に加えて、ドライビングサイクルという長い判定期間を用いて、燃料フィルタ８の目詰りを判断することで、一時的な燃料流量の変化による判定結果を除外して、目詰まりを正確に判断することができる。
【０１１２】
また、一回のドライビングサイクルで燃料フィルタ８の目詰りを判断するのではなく、二回以上のドライビングサイクルで燃料フィルタ８が異常であることを判定した場合に、燃料フィルタ８の目詰りを判断することで、燃料の温度Ｔやエンジン１の運転時間ｔ２などでは完全に推定することが難しいワキシング現象の発生による誤判断を防止することができる。
【０１１３】
上記の第一、第二、第三の実施の形態の目詰り判断装置２０、エンジン１、及び目詰り判断方法は、第一に、燃料の温度Ｔや運転時間ｔ２により、ワキシング現象が発生しているか否かを推定する。しかし、燃料の温度Ｔや運転時間ｔ２などだけでは、ワキシング現象が発生しているか否かを完全には推定することは難しい。例えば、燃料の温度が同じであってもワキシング現象が発生する場合と発生しない場合がある。
【０１１４】
そこで、第二に、燃料フィルタ８に異常があることを判定した場合でも、一度判定しただけでは燃料フィルタ８が異物により目詰りしているとは判断せずに、複数のドライビングサイクルに渡って燃料フィルタ８に異常があることを判定したときに、燃料中に溶解しない異物による目詰りが発生したと判断する。
【０１１５】
以上により、異物による燃料フィルタ８の目詰まりと、ワキシング現象による燃料フィルタ８の目詰りを切り分けることができるので、ワキシング現象によって、警告ランプ２４が点灯することを防止することができる。
【０１１６】
なお、上記の実施の形態のエンジン１と目詰り判断装置２０は、車両に搭載されるものとして説明したが、必ずしも、車両に搭載されるものに限定されない。また、エンジン１は、直列四気筒のディーゼルエンジンとして説明するが、本発明は、ガソリンエンジンでも適用することができ、その気筒の数や配列は特に限定されない。
【０１１７】
また、燃料供給システム４として、コモンレール式のものを例として説明したが、本発明はこれに限定されずに、例えば、列型噴射ポンプ、分配型噴射ポンプ、及び独立型噴射ポンプなどの噴射ポンプのみで燃料を高圧化するものにも適用することができる。
【０１１８】
加えて、ワキシング現象推定手段Ｍ２として、燃料の温度Ｔ、又はエンジン１の運転時間ｔ２に基づいてワキシング現象が発生しているか否かを推定する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、エンジン１の冷却水の温度や、エンジン１の負荷からワキシング現象が発生しているか否かを推定してもよい。
【０１１９】
更に、流通抵抗増加検知手段Ｍ３として、負圧センサ２２を用いたものを例に説明したが、本発明はこれに限定されずに、例えば、コモンレール５のレール圧を検知する圧力センサを用いて、レール圧と目標レール圧を比較して流通抵抗の増加を検知してもよい。また、燃料流量を検知する流量センサを用いてもよい。
【０１２０】
その上、上記の実施の形態では、回数判定値Ｎ’を２回としたが、この回数判定値Ｎ’は３回以上であってもよく、エンジン１の性能や燃料フィルタ８の性能などにより適切な回数に設定するとよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明の目詰り判断装置は、ワキシング現象が発生していないと推定された場合に、燃料フィルタを通過するときの流通抵抗の増加に基づいて、燃料フィルタに異常があるか否かを判定し、連続して燃料フィルタが異常であることを複数回判定した場合に、燃料フィルタが目詰まりしていると判断して、燃料中に溶解しない異物による燃料フィルタの目詰りと、ワキシング現象による目詰りとを切り分けることができるので、一気に進行せずに、徐々に進行する燃料中に溶解しない異物による目詰りのみを正確に判断することができるので、燃料供給システムに燃料フィルタを設けたディーゼルエンジンに利用することができる。
【符号の説明】
【０１２２】
１  エンジン（内燃機関）
２  エンジン本体
３  インジェクタ（燃料噴射装置）
４  燃料供給システム
５  コモンレール
６  サプライポンプ
７  燃料タンク
８  燃料フィルタ
９  燃料クーラー
１０  フィードポンプ（移送ポンプ）
１１  ＳＣＶ（流量調整弁）
１２  高圧ポンプ（供給ポンプ）
２０  目詰り判断装置
２１  ＥＣＭ（制御装置）
２２  負圧センサ
２３  温度センサ
２４  警告ランプ
Ｍ１  流量制御手段
Ｍ２  ワキシング現象推定手段
Ｍ３  流通抵抗増加検知手段
Ｍ４  判断手段
Ｍ５  警告手段
【図１】
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【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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【図７】
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