(57)【要約】【課題】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】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Ｍ２を備えると共に、流通抵抗増加検知手段Ｍ２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Ｍ３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を備えると共に、該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場合に、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度判定値以上となるまで、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に記載の目詰り判断装置。
【請求項３】
前記流通抵抗増加検知手段を、ワキシング現象が解消されるまで流通抵抗の増加を検知しない、又は流通抵抗の増加を検知した後に、ワキシング現象が解消されるまで次の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又は２に記載の目詰り判断装置。
【請求項４】
前記目詰り判断手段を、予め定めた判定期間内で、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１〜３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４に記載の目詰り判断装置。
【請求項６】
前記流通抵抗増加検知手段を、前記供給ポンプで加圧された燃料を蓄えるコモンレール内のレール圧が内燃機関の運転状態に基づいて決定された目標レール圧よりも低くなる状態を、流通抵抗の増加として検知する手段とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項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、
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、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場合に、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断し、且つ設定温度を下回れば燃料のワックス化を判断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断することになり、一時的な圧力の変動で警告ランプなどを点灯させて、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】
【０００７】
【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】
【０００８】
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、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】
【０００９】
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を備えると共に、該
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場合に、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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
この構成によれば、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、燃料フィルタが異常であることを連続して判定した場合に、燃料フィルタが目詰まりしていると判断するので、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。
【００１３】
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生じた場合で、一時的に燃料の流通抵抗が大きくなったときに、その流通抵抗の増加を検知して、燃料フィルタが異常であることを判定する。しかし、一回の判定では、燃料フィルタが目詰まりしていると判断しない。
【００１４】
その後、内燃機関の運転によって、燃料の温度が上昇しワキシング現象が解消された場合で、流通抵抗の増加を検知して、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、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。
【００１５】
また、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度判定値以上となるまで、流通抵抗の増加を検知しない手段とするように構成されると、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。
【００１６】
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、目詰まりによる流通抵抗の増加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、目詰まりによる流通抵抗の増加を判別することができる。
【００１７】
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、ワキシング現象が解消されるまで流通抵抗の増加を検知しない、又は流通抵抗の増加を検知した後に、ワキシング現象が解消され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と、ワキシング現象による流通抵抗の増加を検知しない、あるいは連続して検知しないので、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。
【００１８】
なお、ワキシング現象が解消される状態は、燃料の温度、又は内燃機関の運転時間により推定することができる。燃料の温度の場合には、燃料フィルタと供給ポンプとの間の温度センサで直接検知したり、内燃機関を冷却する冷却水の温度を検知する水温センサにより推測したりする。また、内燃機関の運転時間の場合には、流通抵抗増加検知手段で流通抵抗の増加の検知を開始するまでに、予め定めた検知間隔を設ける。
【００１９】
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生じた場合に、一時的に燃料の流量の抵抗が大きくなり、流通抵抗増加検知手段で、流通抵抗が増加を検知した後に、検知間隔を空けることで、その間に燃料の温度が上昇しワキシング現象が解消されてから、次の流通抵抗の増加を検知するようにする。これにより、ワキシング現象などの一時的な流通抵抗の増加による誤判断を回避することができる。
【００２０】
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内で、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されると、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。
【００２１】
ここでいう検知結果とは、判定期間内で行われた全て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、複数回の流通抵抗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。
【００２２】
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されると、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。
【００２３】
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。
【００２４】
更に、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、前記供給ポンプで加圧された燃料を蓄えるコモンレール内のレール圧が内燃機関の運転状態に基づいて決定された目標レール圧よりも低くなる状態を、流通抵抗の増加として検知する手段とするように構成されると、コモンレール式においては、コモンレールに設けられている圧力センサを利用することで、燃料タンクと供給ポンプとの間に負圧センサなどを設ける必要がなくなるので、センサを廃止することによるコストダウンを図ることができる。
【００２５】
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。
【００２６】
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、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、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場合に、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】
【００２７】
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、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、燃料フィルタが異常であることを連続して判定した場合に、燃料フィルタが目詰まりしていると判断するので、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、燃料中に溶解しない異物による目詰りのみを判断することができる。
【００２８】
これにより、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、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。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る第一〜第三の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一部であり、燃料フィルタの目詰りを判断する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一部であり、燃料フィルタの異常を判定するフローチャートである。
【図５】図４の流通抵抗の増加を検知するフローチャートである。
【図６】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一部であり、燃料フィルタの異常を判定するフローチャートである。
【図７】図６の流通抵抗の増加を検知するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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（流量調整弁；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。
【００３３】
こ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る。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、コモンレール５からインジェクタ３に供給される。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
そこで、このエンジン１は、燃料供給システム４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。
【００３８】
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、圧力センサ（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。
【００３９】
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内のレール圧Ｐを、エンジン１の運転状態に基づいて決定された目標レール圧Ｐ’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。
【００４０】
また、目詰り判断装置２０のＥＣＭ２１は、流量制御手段Ｍ１の他に、流通抵抗増加検知手段Ｍ２、目詰り判断手段Ｍ３、及び警告手段Ｍ４を備える。
【００４１】
以上のエンジン１と目詰り判断装置２０の構成は、第一〜第三の実施の形態で共通の構成となる。
【００４２】
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。
【００４３】
第一の実施の形態の流通抵抗増加検知手段Ｍ２は、高圧ポンプ１２で加圧された燃料を蓄えるコモンレール５内のレール圧Ｐがエンジン１の運転状態に基づいて決定された目標レール圧Ｐ’よりも低くなったときに、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する手段である。
【００４４】
詳しくは、圧力センサ２２が検知したコモンレール５内のレール圧Ｐと、流量制御手段Ｍ１で算出された目標レール圧Ｐ’を比較して、レール圧Ｐが目標レール圧Ｐ’よりも低
くなったときに、流通抵抗の増加を検知する手段である。
【００４５】
この流通抵抗増加検知手段Ｍ２は、流量制御手段Ｍ１により制御されるＳＣＶ１１の開度αが、全開側に定められた開度判定値α’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。この開度判定値α’は、ＳＣＶ１１の開度αが全閉側、全開側、及びその間の中間としたうちの全開側の開度に定められ、全開の開度が望ましい。
【００４６】
また、この流通抵抗増加検知手段Ｍ２は、予め定めた検知期間ｔ１’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。この検知期間ｔ１’は、一時的な流量の変化を除外して、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、実レール圧Ｐと目標レール圧Ｐ’の乖離があ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。
【００４７】
第一の実施の形態の目詰り判断手段Ｍ３は、流通抵抗増加検知手段Ｍ２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が異常であると判定し、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手段である。
【００４８】
詳しくは、流通抵抗増加検知手段Ｍ２で検知した流通抵抗の増加から燃料フィルタの異常を判定し、燃料フィルタ８が異常であることを判定した回数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。
【００４９】
警告手段Ｍ４は、目詰り判断手段Ｍ３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。
【００５０】
そして、第一の実施の形態の目詰り判断方法は、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方法である。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。
【００５１】
図２に示すように、まず、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Ｓ１０を行う。
【００５２】
次に、ステップＳ１０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Ｓ２０を行う。ステップＳ１０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Ｓ３０を行う。ここで、１回をカウントする。
【００５３】
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Ｓ４０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Ｓ４０を順次行う。
【００５４】
途中、ステップＳ２０を行って、ステップＳ１０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Ｓ３０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Ｓ５０を行って、スタートへリターンする。
【００５５】
このように、ステップＳ１０〜ステップＳ５０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Ｓ４０からステップＳ６０には進まないようにする。
【００５６】
ステップＳ１０〜ステップＳ５０を繰り返して、ステップＳ４０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Ｓ６０を行う。
【００５７】
ステップＳ６０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Ｓ７０を行って、この目詰り判断方法は完了する。
【００５８】
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。
【００５９】
この図２に示すフローチャートのステップＳ１０の一部が流通抵抗増加検知手段Ｍ２に相当し、ステップＳ１０の一部からステップＳ６０までが目詰り判断手段Ｍ３に相当し、ステップＳ７０が警告手段Ｍ４に相当する。
【００６０】
次に、ステップＳ１０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。
【００６１】
図３に示すように、ステップＳ１０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、圧力センサ２２の検知したレール圧Ｐが、目標レール圧Ｐ’より小さいか否かを判定するステップＳ１１０を行う。
【００６２】
ステップＳ１１０でレール圧Ｐが目標レール圧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。
【００６３】
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でレール圧Ｐが目標レール圧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Ｓ２０へ進む。
【００６４】
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。
【００６５】
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Ｓ２０へ進む。
【００６６】
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、且つコモンレール５のレール圧Ｐが目標レール圧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。
【００６７】
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Ｍ２に相当し、ステップＳ１６０が目詰り判断手段Ｍ３に相当する。
【００６８】
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の誤判断を防止して、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。
【００６９】
これにより、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。
【００７０】
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Ｐ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。
【００７１】
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、レール圧Ｐと目標レール圧Ｐ’の差を検知することは難しいが、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、レール圧Ｐと目標レール圧Ｐ’の差を検知することが可能となる。
【００７２】
加えて、検知した時間ｔ１が検知時間ｔ１’以上となるまで、レール圧Ｐが目標レール圧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を検知することを回避することができる。
【００７３】
更に、コモンレール式のエンジン１であれば設けられている圧力センサ２２を用いることで、別途負圧センサを設ける必要がなく、センサを廃止することによるコストダウンを図ることができる。
【００７４】
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。
【００７５】
第二の実施の形態の目詰り判断装置２０の構成は、流通抵抗増加検知手段Ｍ２が、第一の実施の形態の流通抵抗増加検知手段Ｍ２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ｔ２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。
【００７６】
この検知間隔ｔ２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、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。
【００７７】
また、この流通抵抗増加検知手段Ｍ２は、検知期間ｔ１’よりも長く設定された判定期間ｔ３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Ｍ２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。
【００７８】
この判定期間ｔ３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。
【００７９】
第二の実施の形態の目詰り判断手段Ｍ３は、第一の目詰り判断手段Ｍ３の特徴に加えて、判定期間ｔ３内で、流通抵抗増加検知手段Ｍ２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。
【００８０】
ここでいう、流通抵抗の増加の検知結果とは、判定期間ｔ３内での流通抵抗増加検知手段Ｍ２で検知した流通抵抗の増加の検知回数、又は判定時間ｔ３内での流通抵抗増加検知手段Ｍ２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ｔ３内での流通抵抗増加検知手段Ｍ２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。
【００８１】
次に、第二の実施の形態の目詰り判断方法について、図２、図４、及び、図５を参照しながら説明する。この第二の実施の形態では、図４及び図５に示す燃料フィルタ８の異常を判定するまでが第一の実施の形態と異なり、図２については前述した通りのため、説明は省略する。
【００８２】
第二の実施の形態のステップＳ１０は、まず、判定期間ｔ３の開始を行うステップＳ２００を行う。次に、流通抵抗の増加を検知するステップＳ２１０を行う。次に、ステップＳ２１０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Ｓ２２０を行う。
【００８３】
ステップＳ２１０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Ｓ２３０を行う。このステップＳ２３０は、流通抵抗の増加を複数回検知すれば、その結果を順次記憶していく。
【００８４】
次に、判定期間ｔ３が終了したか否かを判定するステップＳ２４０を行う。この判定期間ｔ３は、ステップＳ２００〜ステップＳ２３０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ｔ３が終了していないものとして、次に、検知間隔ｔ２が経過するステップＳ２５０を行って、ステップＳ２１０へ戻る。このように判定期間ｔ３が終了するまで、ステップＳ２１０〜ステップＳ２５０を順次繰り返し行って、ステップＳ２３０で流通抵抗の増加の検知結果を順次記憶していく。
【００８５】
途中、ステップＳ２１０で流通抵抗の増加を検知しない場合は、ステップＳ２２０から流通抵抗の増加の未検知結果を記憶するステップＳ２６０を行う。このステップＳ２６０は、ステップＳ２３０で記憶した検知結果に続けて記憶される。
【００８６】
ステップＳ２４０で判定期間ｔ３が終了したと判定すると、次に、ステップＳ２３０とステップＳ２６０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Ｓ２７０を行う。このステップＳ２７０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。
【００８７】
ステップＳ２７０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２のステップＳ２０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２のステップＳ２０へ進む。
【００８８】
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ｔ３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。
【００８９】
なお、ステップＳ２００〜ステップＳ２６０までが流通抵抗増加検知手段Ｍ２に相当し、ステップＳ２７０とステップＳ１６０が目詰り判断手段Ｍ３に相当する。
【００９０】
次に、ステップＳ２１０の詳細については、図５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。
【００９１】
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、第一の実施の形態の効果に加えて、判定期間ｔ３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。
【００９２】
また、検知間隔ｔ２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ｔ２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。
【００９３】
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。
【００９４】
第三の実施の形態の目詰り判断装置２０は、第二の実施の形態の判定期間ｔ３をドライビングサイクルとするように構成される。
【００９５】
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ｔ３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、判定時間ｔ３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、判定時間ｔ３は終了しない。
【００９６】
加えて、第三の実施の形態の流通抵抗増加検知手段Ｍ２は、温度センサ２３の検知する燃料の温度Ｔが温度判定値Ｔ’以上になるまで、流通抵抗の増加を検知しないように構成される。この温度判定値Ｔ’は、ワキシング現象が解消される温度に設定される。
【００９７】
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。この第三の実施の形態では、図２については前述した通りのため、説明は省略する。また、図６及び図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、図６では、第二の実施の形態のステップＳ２００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Ｓ３００を行う。また、ステップＳ２４０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Ｓ３１０を行う。それ以外のステップについては、図４と同様のため説明は省略する。
【００９８】
図７では、ステップＳ１００を行う前に、温度センサ２３で検知した燃料の温度Ｔが温度判定値Ｔ’以上か否かを判定するステップＳ３２０を行う。このステップＳ３２０で燃料の温度Ｔが温度判定値Ｔ’以上になると、ステップＳ１００へ進み、燃料の温度Ｔが温度判定値Ｔ’よりも小さい場合は、ステップＳ１４０へ進む。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。
【００９９】
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。
【０１００】
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、ワキシング現象の発生による一時的な燃料流量の変化による判定結果を除外して、誤判断を防止することができる。
【０１０１】
加えて、燃料の温度Ｔが温度判定値Ｔ’以上になるまでは、流通抵抗の増加の検知を行わないことで、ワキシング現象が発生していない環境下で、流通抵抗の増加の検知、燃料フィルタ８が目詰りしている判断を行うことで、ワキシング現象による燃料フィルタ８が目詰りを検出することを回避することができる。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
加えて、流通抵抗増加検知手段Ｍ２として、コモンレール５のレール圧Ｐを検知する圧力センサ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、燃料フィルタ８とサプライポンプ６との間に設けた負圧センサを用いてもよい。また、燃料流量を検知する流量センサを用いてもよい。
【０１０５】
更に、第一の実施の形態に、検知間隔ｔ２や、燃料の温度Ｔの判定を行うようにしたり、第二の実施の形態に、燃料の温度Ｔの判定を行うようにしたり、第三の実施の形態の検知間隔ｔ２や、燃料の温度Ｔの判定のどちらか一方を行わないようにしたりすることもできる。
【０１０６】
この検知間隔ｔ２を、一回目の流通抵抗の増加の検知の際に用いることもできる。例えば、判定期間ｔ３を開始するステップＳ２００の後に検知間隔ｔ２が経過するステップＳ２５０を行うようにすると、第三の実施の形態においては、イグニッションキーをオンにしてから検知間隔ｔ２が経過してから、流通抵抗の増加を検知するようになるので、低燃料温度時に検知することを回避することができる。
【０１０７】
また、燃料の温度Ｔをサプライポンプ６に設けられた温度センサ２３で検知するように構成したが、燃料の温度Ｔをエンジン１の冷却水の温度を検知する水温センサで検知した水温から推定するように構成してもよい。更に、エンジン１の運転状況から燃料の温度Ｔを推定するようにしてもよい。
【０１０８】
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】
【０１０９】
本発明の目詰り判断装置は、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、燃料フィルタが異常であることを連続して判定した場合に、燃料フィルタが目詰まりしていると判断するので、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、燃料中に溶解しない異物による目詰りのみを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】
【０１１０】
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  圧力センサ
２３  温度センサ
２４  警告ランプ
Ｍ１  流量制御手段
Ｍ２  流通抵抗増加検知手段
Ｍ３  判断手段
Ｍ４  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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