(57)【要約】【課題】燃料フィルタに目詰まりが生じたときに生じうる不具合を回避する。【解決手段】燃料ポンプの吸入口を下流側燃料供給管を介して燃料フィルタに接続し、燃料フィルタを上流側燃料供給管を介して燃料タンクに接続する。上流側燃料供給管及び下流側燃料供給管に燃料圧センサを取り付ける。上流側燃料供給管内の燃料圧ＰＵと、下流側燃料供給管内の燃料圧ＰＤとの差ΔＰ（＝ＰＵ−ＰＤ）を算出する。圧力差ΔＰが上限しきい値ＵＴより大きいとき、又は下限しきい値ＬＴよりも小さいときには、燃料フィルタ内又は上流側及び下流側燃料供給管内に許容できない目詰まりが生じていると判断し、警報装置を作動させ、要求負荷に関わらずアイドル運転を行う。【選択図】　　　図３
2004068763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクから燃料ポンプの吸入口まで延びる燃料通路内に燃料フィルタを配置し、燃料タンクと燃料フィルタ間の燃料通路内に上流側燃料圧センサを取り付けると共に、燃料フィルタと燃料ポンプ間の燃料通路内に下流側燃料圧センサを取り付け、これら燃料圧センサにより検出される燃料圧に基づいて燃料噴射量又は燃料噴射時期を制御するようにした内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項２】
上流側燃料圧センサ及び下流側燃料圧センサにより検出される燃料圧の差が上限しきい値よりも大きくなったとき又は下限しきい値よりも小さくなったときには、要求負荷に関わらず、燃料噴射量が予め定められた上限噴射量を越えないようにするか、又は該上限噴射量以下に設定された目標噴射量に維持されるようにした請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項３】
上流側燃料圧センサ及び下流側燃料圧センサにより検出される燃料圧の差が上限しきい値よりも大きくなったとき又は下限しきい値よりも小さくなったときには、要求負荷に関わらず、機関回転数が予め定められた上限回転数を越えないようにするか、又は該上限回転数以下に設定された目標回転数に維持されるように燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項４】
前記目標回転数がアイドル回転数である請求項３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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の燃料供給制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、燃料タンクから燃料ポンプの吸入口まで延びる燃料通路内に燃料フィルタを配置し、燃料内に含まれる不純物を除去するようにした内燃機関が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、燃料が高粘性燃料であったり不純物が比較的多い燃料であったりすると、燃料フィルタ又は燃料通路に目詰まりが生じやすくなる。燃料フィルタ又は燃料通路に生じた目詰まりの程度が大きくなると、燃料ポンプに供給される燃料量が減少するので燃料ポンプが焼き付く恐れがあり、或いは機関に供給される燃料量が減少するので機関出力が低下し又は失火する恐れがある。
【０００４】
そこで本発明の目的は、燃料フィルタに目詰まりが生じたときに生じうる不具合を回避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にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために１番目の発明によれば、燃料タンクから燃料ポンプの吸入口まで延びる燃料通路内に燃料フィルタを配置し、燃料タンクと燃料フィルタ間の燃料通路内に上流側燃料圧センサを取り付けると共に、燃料フィルタと燃料ポンプ間の燃料通路内に下流側燃料圧センサを取り付け、これら燃料圧センサにより検出される燃料圧に基づいて燃料噴射量又は燃料噴射時期を制御するようにしている。
【０００６】
また、２番目の発明によれば１番目の発明において、上流側燃料圧センサ及び下流側燃料圧センサにより検出される燃料圧の差の絶対値が許容最大値よりも大きくなったときには、要求負荷に関わらず、燃料噴射量が予め定められた上限噴射量を越えないようにするか、又は該上限噴射量以下に設定された目標噴射量に維持されるようにしている。
【０００７】
また、３番目の発明によれば１番目の発明において、上流側燃料圧センサ及び下流側燃料圧センサにより検出される燃料圧の差の絶対値が許容最大値よりも大きくなったときには、要求負荷に関わらず、機関回転数が予め定められた上限回転数を越えないようにするか、又は該上限回転数以下に設定された目標回転数に維持されるように燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する。
【０００８】
また、４番目の発明によれば３番目の発明において、前記目標回転数がアイドル回転数である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示している。しかしながら本発明を火花点火式内燃機関に適用することもできる。
【００１０】
図１を参照すると、１は機関本体、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は電気制御式燃料噴射弁、７は吸気弁、８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気ポートを夫々示す。吸気ポート８は対応する吸気枝管１１を介してサージタンク１２に連結され、サージタンク１２は吸気ダクト１３を介してエアクリーナ１４に連結される。吸気ダクト１３内には吸入空気の質量流量を検出するためのエアフローメータ１５と、ステップモータ１６により駆動されるスロットル弁１７とが配置される。
【００１１】
一方、排気ポート１０は排気マニホルド１８及び排気管１９を介して触媒コンバータ２０に接続される。
【００１２】
各燃料噴射弁６は燃料リザーバ、いわゆるコモンレール２１を介して例えば機関駆動式の燃料ポンプ２２の吐出口に接続される。燃料ポンプ２２の吸入口は下流側燃料供給管２３ｄを介して燃料フィルタ２４に接続され、この燃料フィルタ２４は上流側燃料供給管２３ｕを介して燃料タンク２５に接続される。本発明による実施例では、燃料を濾過するための燃料フィルタ２４は燃料が燃料タンク２５から燃料ポンプ２２に向けてのみ流通可能なフィルタから構成されている。また、コモンレール２１にはコモンレール２１内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ２６が取り付けられ、通常運転時にはコモンレール２１内の燃料圧が目標燃料圧になるように燃料ポンプ２２の燃料吐出量が制御される。
【００１３】
燃料ポンプ２２が作動されると、燃料タンク２５内の燃料が上流側燃料供給管２３ｕを介し燃料フィルタ２４に到って燃料フィルタ２４内を通過し、次いで下流側燃料供給管２３ｄを介し燃料ポンプ２２に到る。次いで燃料ポンプ２２から吐出された燃料はコモンレール２１内に流入し、次いで各燃料噴射弁６に供給される。
【００１４】
電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、常時電源に接続されているＢ−ＲＡＭ（バックアップＲＡＭ）３５、入力ポート３６及び出力ポート３７を具備する。上流側燃料供給管２３ｕには上流側燃料供給管２３ｕ内の燃料圧（以下、上流側燃料圧という）ＰＵを検出するための上流側燃料圧センサ３８ｕが取り付けられ、下流側燃料供給管２３ｄには下流側燃料供給管２３ｄ内の燃料圧（以下、下流側燃料圧という）ＰＤを検出するための下流側燃料圧センサ３８ｄが取り付けられる。また、アクセルペダル（図示しない）には、要求負荷を表すアクセルペダルの踏み込み量を検出するための踏み込み量センサ３９が取り付けられる。エアフローメータ１５、燃料圧センサ２６、上流側燃料圧センサ３８ｕ、下流側燃料圧センサ３８ｄ、及び踏み込み量センサ３９の出力信号はそれぞれ対応するＡＤ変換器４０を介して入力ポート３６に入力される。更に、入力ポート３６にはクランクシャフトが例えば３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ５２が接続される。
【００１５】
一方、出力ポート３７は対応する駆動回路４２を介して燃料噴射弁６、スロットル弁駆動用ステップモータ１７、及び燃料ポンプ２２にそれぞれ接続される。また、出力ポート３７は対応する駆動装置４２を介して警報装置４３に接続される。この警報装置４３は燃料供給管２３ｕ，２３ｄ又は燃料フィルタ２４に異常が生じたときにこの異常をユーザに知らせるためのものであり、例えばランプから構成される。
【００１６】
さて、冒頭で述べたように、燃料フィルタ２４又は燃料供給管２３ｕ，２３ｄに目詰まりが生じ、目詰まりの程度が大きくなると様々な不具合が生ずる恐れがある。燃料フィルタ２４又は燃料供給管２３ｕ，２３ｄに目詰まりが生じたか否か、又は目詰まりの程度は上流側燃料圧ＰＵ及び下流側燃料圧ＰＤの挙動から判断することができる。次に、このことを図２を参照しながら詳しく説明する。なお、図２においてＣＬＧは目詰まりの程度を示しており、ＣＬＧ＝０は目詰まりがないことを表している。また、ＡＴＭは大気圧を示している。
【００１７】
図２（Ａ）は通常運転が継続される場合に、図１に示される領域Ａ、即ち上流側燃料圧センサ３８ｕと下流側燃料圧センサ３８ｄとの間に位置する燃料供給管２３ｕ，２３ｄ及び燃料フィルタ２４内に目詰まりが生じたときの上流側燃料圧ＰＵ及び下流側燃料圧ＰＤの変化を示している。この場合、目詰まりが生じて目詰まりの程度ＣＬＧが大きくなると上流側燃料圧ＰＵ及び下流側燃料圧ＰＤがそれぞれ低下する。目詰まりの程度ＣＬＧが更に大きくなると、下流側燃料圧ＰＤが大気圧ＡＴＭを越えて更に低下し、しかしながら上流側燃料圧ＰＵは概ね大気圧ＡＴＭに維持される。即ち、この場合には、目詰まりの程度ＣＬＧが大きくなるにつれて圧力差ΔＰ（＝ＰＤ−ＰＵ）が大きくなるということになる。
【００１８】
図２（Ｂ）は通常運転が継続される場合に、図１に示される領域Ｂ、即ち燃料タンク２５から上流側燃料圧センサ３８ｕまでの上流側燃料供給管２３ｕ内に目詰まりが生じたときの上流側燃料圧ＰＵ及び下流側燃料圧ＰＤの変化を示している。この場合も、目詰まりが生じて目詰まりの程度ＣＬＧが大きくなると上流側燃料圧ＰＵ及び下流側燃料圧ＰＤがそれぞれ低下する。目詰まりの程度ＣＬＧが更に大きくなると、下流側燃料圧ＰＤと上流側燃料圧ＰＵとが互いに概ね等しくなる。即ち、この場合には、目詰まりの程度ＣＬＧが大きくなるにつれて圧力差ΔＰが小さくなるということになる。
【００１９】
図２（Ｃ）は通常運転が継続される場合に、図１に示される領域Ｃ、即ち下流側燃料圧センサ３８ｄから燃料ポンプ２２までの下流側燃料供給管２３ｄ内に目詰まりが生じたときの上流側燃料圧ＰＵ及び下流側燃料圧ＰＤの変化を示している。この場合、目詰まりが生じて目詰まりの程度ＣＬＧが大きくなると上流側燃料圧ＰＵが低下し、しかしながら下流側燃料圧ＰＤはほとんど変化しない。目詰まりの程度ＣＬＧが更に大きくなると、上流側燃料圧ＰＵを越えて低下する。即ち、この場合にも、目詰まりの程度ＣＬＧが大きくなるにつれて圧力差ΔＰが小さくなるということになる。
【００２０】
従って、領域Ａにおける目詰まりの程度が許容できる最大程度のときの圧力差ΔＰを上限しきい値ＵＴと称すると、圧力差ΔＰが上限しきい値ＵＴよりも大きいときには領域Ａ内に許容できない程度の目詰まりが生じていると判断できることになる。同様に、領域Ｂ又はＣにおける目詰まりの程度が許容できる最大程度のときの圧力差ΔＰを下限しきい値ＬＴと称すると、圧力差ΔＰが下限しきい値ＬＴよりも小さいときには領域Ｂ又はＣ内に許容できない程度の目詰まりが生じていると判断できることになる。
【００２１】
そこで本発明による実施例では、圧力差ΔＰを検出し、圧力差ΔＰが上限しきい値ＵＴよりも大きいとき又は下限しきい値ＬＴよりも小さいときには、燃料タンク２５から燃料ポンプ２２までの燃料供給管２３ｕ，２３ｄ又は燃料フィルタ２４に目詰まりが生じていると判断するようにしている。この場合、警報装置４３（図１）が作動される。
【００２２】
ところで、通常運転時には、概略的に言うと、燃料噴射弁６から内燃機関に供給された燃料の量だけ、燃料ポンプ２２からコモンレール２１に燃料が供給される。ところが、上述したような許容できない目詰まりが生ずると燃料ポンプ２２に供給される燃料の量が減少するので、このとき通常運転が継続されると、内燃機関に供給された燃料の量だけ、燃料ポンプ２２からコモンレール２１に燃料を供給することができなくなる。
【００２３】
そこで本発明による実施例では、許容できない目詰まりが生じたときには、要求負荷に関わらず、機関に供給される燃料量が通常運転時に比べて少なくなるようにしている。
【００２４】
これを達成するために、燃料噴射時間が予め定められた上限噴射時間を越えないようにすることもできるし、又はこの上限噴射時間以下に設定された目標噴射時間に維持されるようにすることもできる。或いは、機関回転数が予め定められた上限回転数を越えないように燃料噴射時間及び燃料噴射時期を制御することもできるし、又はこの上限回転数以下に設定された目標回転数に維持されるように燃料噴射時間及び燃料噴射時期を制御することもできる。いずれにしても、このようにすると燃料ポンプ２２が焼き付くのを阻止することができる。
【００２５】
本発明による実施例では、許容できない目詰まりが生じたときにはアイドル運転を行うようにしている。即ち、上述した目標噴射時間が機関回転数をアイドル回転数に維持するのに必要なアイドル噴射時間とされ、目標回転数がアイドル回転数とされる。
【００２６】
図３は本発明による実施例の運転制御ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
【００２７】
図３を参照すると、まずステップ１００では警報装置４３が停止しているか否か、即ち許容できない目詰まりが生じていないか否かが判別される。警報装置４３が停止しているときには次いでステップ１０１に進み、上流側燃料圧ＰＵと下流側燃料圧ＰＤとの圧力差ΔＰが算出される（ΔＰ＝ＰＤ−ＰＵ）。続くステップ１０２では圧力差ΔＰが上述した上限しきい値ＵＴよりも高いか否か又は下限しきい値ＬＴよりも低いか否かが判別される。ΔＰ≦ＵＴ又はΔＰ≧ＬＴのときには次いでステップ１０３に進み、通常運転が行われる。これに対し、ΔＰ＞ＵＴ又はΔＰ＜ＬＴのときには次いでステップ１０４に進み、警報装置４３が作動される。続くステップ１０５では、アイドル運転が行われる。具体的には、スロットル弁１６の開度がアイドル開度に保持され、燃料噴射時間が機関回転数をアイドル回転数に維持するのに必要なアイドル噴射時間に保持され、燃料噴射時期がアイドル噴射時間に対し最適なアイドル噴射時期に保持される。警報装置４３が一旦作動されるとステップ１００からステップ１０４及び１０５に進んでアイドル運転が継続される。
【００２８】
なお、許容できない目詰まりが生じていると判断されたときに直ちにアイドル運転を開始すると、機関出力が急激に低下する恐れがある。そこで、許容できない目詰まりが生じていると判断されたときには、上述した目標噴射時間又は目標回転数をアイドル噴射時間又はアイドル回転数まで徐々に低下させるようにすることもできる。
【００２９】
【発明の効果】
燃料フィルタに目詰まりが生じたときに生じうる不具合を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】燃料圧の挙動を示す図である。
【図３】本発明による実施例の運転制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…機関本体
２２…燃料ポンプ
２３ｕ，２３ｄ…燃料供給管
２４…燃料フィルタ
２５…燃料タンク
３８ｕ，３８ｄ…燃料圧センサ
４３…警報装置
【図１】
2004068763.tif 000003
【図２】
2004068763.tif 000004
【図３】
2004068763.tif 000005