(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼に用いる高圧燃料を吐出するサプライポンプ（１２）と、前記高圧燃料に比べて低圧の低圧燃料を前記サプライポンプへ吐出するフィードポンプ（１１）と、前記内燃機関の排気通路（１６ａ）へ前記低圧燃料の一部を還元剤として添加する添加弁（１５）と、を備える燃料供給システムに適用された、燃料用フィルタ装置において、
前記フィードポンプから前記サプライポンプに至るまでの燃料通路であるメイン通路（２１ａ）に配置され、前記低圧燃料に含まれる異物を捕捉するメインフィルタ（３１）と、
前記メイン通路のうち前記メインフィルタの上流側部分から分岐して前記添加弁へ前記低圧燃料を供給するサブ通路（２２ａ）に配置され、前記低圧燃料に含まれる異物を捕捉するサブフィルタ（３２）と、
前記メイン通路のうち前記メインフィルタの下流側の燃料圧力であるメイン燃圧を検出するメイン燃圧センサ（４１）と、
前記サブ通路のうち前記サブフィルタの下流側の燃料の圧力であるサブ燃圧を検出するサブ燃圧センサ（４２）と、
前記添加弁の閉弁期間中に検出された前記メイン燃圧および前記サブ燃圧の差分に基づき、前記メインフィルタの圧力損失が閾値以上である異常状態であるか否かを判定するメイン圧損判定手段（Ｓ３６）と、
を備えることを特徴とする燃料用フィルタ装置。
【請求項２】
前記添加弁が閉弁を開始してから所定時間が経過するまでの過渡期間には、前記閉弁期間であっても前記判定を禁止する過渡時禁止手段（Ｓ３１）を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料用フィルタ装置。
【請求項３】
前記低圧燃料の流量が所定値未満である場合には、前記閉弁期間であっても前記判定を禁止する低流量時禁止手段（Ｓ３４）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料用フィルタ装置。
【請求項４】
前記内燃機関に要求される前記高圧燃料の供給量に基づき、前記フィードポンプによる前記低圧燃料の目標流量を算出し、前記目標流量に応じて前記フィードポンプの作動を制御するフィードポンプ制御手段（Ｓ１３）と、
前記低圧燃料の流量を所定値以上にすることを、前記目標流量に拘らず強制的に実行する判定用ポンプ制御手段（Ｓ３２０）と、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料用フィルタ装置。
【請求項５】
内燃機関の燃焼に用いる高圧燃料を吐出するサプライポンプ（１２）と、前記高圧燃料に比べて低圧の低圧燃料を前記サプライポンプへ吐出するフィードポンプ（１１）と、前記内燃機関の排気通路（１６ａ）へ前記低圧燃料の一部を還元剤として添加する添加弁（１５）と、を備える燃料供給システムに適用された、燃料用フィルタ装置において、
前記フィードポンプから前記サプライポンプに至るまでの燃料通路であるメイン通路（２１ａ）に配置され、前記低圧燃料に含まれる異物を捕捉するメインフィルタ（３１）と、
前記メイン通路のうち前記メインフィルタの上流側部分から分岐して前記添加弁へ前記低圧燃料を供給するサブ通路（２２ａ）に配置され、前記低圧燃料に含まれる異物を捕捉するサブフィルタ（３２）と、
前記メイン通路のうち前記メインフィルタの下流側の燃料圧力であるメイン燃圧を検出するメイン燃圧センサ（４１）と、
前記サブ通路のうち前記サブフィルタの下流側の燃料の圧力であるサブ燃圧を検出するサブ燃圧センサ（４２）と、
前記添加弁の開弁期間中に検出された前記メイン燃圧および前記サブ燃圧に基づき、前記サブフィルタの圧力損失が閾値以上である異常状態であるか否かを判定するサブ圧損判定手段（Ｓ４５）と、
を備えることを特徴とする燃料用フィルタ装置。
【請求項６】
内燃機関の燃焼に用いる高圧燃料を吐出するサプライポンプ（１２）と、前記高圧燃料に比べて低圧の低圧燃料を前記サプライポンプへ吐出するフィードポンプ（１１）と、前記内燃機関の排気通路（１６ａ）へ前記低圧燃料の一部を還元剤として添加する添加弁（１５）と、を備える燃料供給システムに適用された、燃料用フィルタ装置において、
前記フィードポンプから前記サプライポンプに至るまでの燃料通路であるメイン通路（２１ａ）に配置され、前記低圧燃料に含まれる異物を捕捉するメインフィルタ（３１）と、
前記メイン通路のうち前記メインフィルタの上流側部分から分岐して前記添加弁へ前記低圧燃料を供給するサブ通路（２２ａ）に配置され、前記低圧燃料に含まれる異物を捕捉するサブフィルタ（３２）と、
前記サブ通路のうち前記サブフィルタの下流側の燃料の圧力であるサブ燃圧を検出するサブ燃圧センサ（４２）と、
前記添加弁の開閉弁作動に伴い生じる前記サブ燃圧の変化に基づき、前記サブフィルタの圧力損失が所定以上である異常状態であるか否かを判定するサブ圧損判定手段（Ｓ５２）と、
を備えることを特徴とする燃料用フィルタ装置。
【請求項７】
前記サブ圧損判定手段は、前記添加弁の開弁期間中かつ開弁開始から所定時間が経過した時点での前記サブ燃圧に基づき、前記判定を実行することを特徴とする請求項６に記載の燃料用フィルタ装置。
【請求項８】
前記内燃機関から排出されるＮＯｘの排出量に基づき、前記添加弁による還元剤の目標添加量を算出し、前記目標添加量に応じて前記添加弁の開弁時間を制御する浄化用添加制御手段（Ｓ２３）と、
前記開弁時間を所定の設定時間以上にすることを、前記目標添加量に拘らず強制的に実行する判定用添加制御手段（Ｓ５２０）と、
を備えることを特徴とする請求項６または７に記載の燃料用フィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料に含まれる異物を捕捉する燃料用フィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内燃機関の燃焼に用いる高圧燃料をコモンレールへ吐出するサプライポンプと、燃料タンク内の燃料をサプライポンプへ低圧燃料として吐出するフィードポンプと、を備える燃料供給システムが記載されている。この種のシステムでは、フィードポンプからサプライポンプに至るまでの燃料経路にフィルタを配置して、低圧燃料に含まれる異物を捕捉することが一般的である。異物捕捉量が多くなるとフィルタでの圧力損失が大きくなるので、フィルタは定期的に交換してメンテナンスすることを要する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
さて、排気中に含まれているＮＯｘを還元して浄化する浄化システムとして、排気通路に設けられて還元触媒を有する触媒装置と、排気通路のうち触媒装置の上流側へ還元剤を添加する添加弁と、を備えるものが知られている。そして、フィードポンプから吐出される燃焼用の燃料を還元剤として用いる場合において、フィードポンプからサプライポンプに至るまでの燃料通路であるメイン通路から、低圧燃料を分岐させて添加弁へ供給させることを本発明者は検討した。
【０００５】
しかしながら、内燃機関が高負荷で運転している場合等、排気通路は高圧になる場合があり、その場合には添加弁への還元剤の供給圧力を十分に高くしないと、還元剤を排気通路へ添加できない。
【０００６】
その一方で、メイン通路から低圧燃料を添加弁へ分岐させる場合、フィルタの下流側部分から分岐させることを要するが、フィルタでの異物捕捉量が増えて目詰りによる圧力損失が大きくなっていくと、添加弁への供給圧力が低くなる。したがって、上記検討の如くメイン通路から添加弁へ低圧燃料を分岐させる場合、フィルタ圧損が原因で添加弁への供給圧力が低くなり、還元剤を排気通路へ添加できなくなることが懸念される。
【０００７】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、還元剤としての燃料を排気通路へ添加する添加弁へ燃料を供給するにあたり、供給圧力不足に陥る懸念の低減を図った燃料用フィルタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ここに開示される発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００９】
開示される第１の発明は、内燃機関の燃焼に用いる高圧燃料を吐出するサプライポンプ（１２）と、高圧燃料に比べて低圧の低圧燃料をサプライポンプへ吐出するフィードポンプ（１１）と、内燃機関の排気通路（１６ａ）へ低圧燃料の一部を還元剤として添加する添加弁（１５）と、を備える燃料供給システムに適用された、燃料用フィルタ装置において、フィードポンプからサプライポンプに至るまでの燃料通路であるメイン通路（２１ａ）に配置され、低圧燃料に含まれる異物を捕捉するメインフィルタ（３１）と、メイン通路のうちメインフィルタの上流側部分から分岐して添加弁へ低圧燃料を供給するサブ通路（２２ａ）に配置され、低圧燃料に含まれる異物を捕捉するサブフィルタ（３２）と、メイン通路のうちメインフィルタの下流側の燃料圧力であるメイン燃圧を検出するメイン燃圧センサ（４１）と、サブ通路のうちサブフィルタの下流側の燃料の圧力であるサブ燃圧を検出するサブ燃圧センサ（４２）と、添加弁の閉弁期間中に検出されたメイン燃圧およびサブ燃圧の差分に基づき、メインフィルタの圧力損失が閾値以上である異常状態であるか否かを判定するメイン圧損判定手段（Ｓ３６）と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、サプライポンプへのメイン通路に配置されたメインフィルタとは別に、添加弁へのサブ通路に配置されたサブフィルタを備える。そして、メインフィルタの上流側部分からサブ通路を分岐させている。そのため、メインフィルタの目詰りが原因で添加弁への供給圧力が低くなることを回避できる。
【００１１】
さらに、上記第１の発明では、メイン燃圧センサに加えてサブ燃圧センサを備えるので、検出したサブ燃圧に基づきサブフィルタの圧力損失（サブ圧損）が異常であるかを判定できるようになる。よって、サブフィルタの目詰りが原因で供給圧力不足に陥る前に、サブフィルタを交換するようにユーザに促すことが可能になる。
【００１２】
さらに、上記第１の発明では、添加弁の閉弁期間中に検出されたメイン燃圧およびサブ燃圧の差分に基づき、メインフィルタの圧力損失（メイン圧損）が閾値以上である異常状態であるか否かを判定する。ここで、添加弁の閉弁期間中に検出されたサブ燃圧は、メインフィルタの上流側圧力との相関が高い。特に、サブフィルタはメインフィルタに比べて通過流量が少なく目詰まりが生じにくいので、サブ圧損は小さく、上記相関が高いと言える。そのため、メイン燃圧およびサブ燃圧の差分は、メイン圧損との相関が高い。したがって、上記差分に基づきメイン圧損の異常を判定する上記第１の発明によれば、サブ燃圧を用いること無くメイン燃圧で異常判定する場合に比べて、判定精度を向上できる。
【００１３】
開示される第２の発明は、内燃機関の燃焼に用いる高圧燃料を吐出するサプライポンプ（１２）と、高圧燃料に比べて低圧の低圧燃料をサプライポンプへ吐出するフィードポンプ（１１）と、内燃機関の排気通路（１６ａ）へ低圧燃料の一部を還元剤として添加する添加弁（１５）と、を備える燃料供給システムに適用された、燃料用フィルタ装置において、フィードポンプからサプライポンプに至るまでの燃料通路であるメイン通路（２１ａ）に配置され、低圧燃料に含まれる異物を捕捉するメインフィルタ（３１）と、メイン通路のうちメインフィルタの上流側部分から分岐して添加弁へ低圧燃料を供給するサブ通路（２２ａ）に配置され、低圧燃料に含まれる異物を捕捉するサブフィルタ（３２）と、メイン通路のうちメインフィルタの下流側の燃料圧力であるメイン燃圧を検出するメイン燃圧センサ（４１）と、サブ通路のうちサブフィルタの下流側の燃料の圧力であるサブ燃圧を検出するサブ燃圧センサ（４２）と、添加弁の開弁期間中に検出されたメイン燃圧およびサブ燃圧に基づき、サブフィルタの圧力損失が閾値以上である異常状態であるか否かを判定するサブ圧損判定手段（Ｓ４５）と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、サプライポンプへのメイン通路に配置されたメインフィルタとは別に、添加弁へのサブ通路に配置されたサブフィルタを備える。そして、メインフィルタの上流側部分からサブ通路を分岐させている。そのため、上記第１の発明と同様にして、メインフィルタの目詰りが原因で添加弁への供給圧力が低くなることを回避でき、かつ、サブフィルタが目詰りして添加弁への供給圧力が低くなる懸念を抑制できる。
【００１５】
さらに、上記第２の発明では、添加弁の開弁期間中に検出されたメイン燃圧およびサブ燃圧に基づき、サブ圧損が閾値以上である異常状態であるか否かを判定する。ここで、添加弁の開弁期間中に検出されたメイン燃圧は、サブフィルタの上流側圧力との相関が高い。また、サブフィルタの上流側圧力と下流側圧力（サブ燃圧）との差分は、サブ圧損との相関が高い。そのため、メイン燃圧およびサブ燃圧に基づけば、サブ圧損との相関が高い物理量を算出することができ、その物理量に基づけば、サブ圧損の異常有無を高精度で判定できると言える。したがって、上記第２の発明によれば、メイン燃圧を用いること無くサブ燃圧でサブ圧損の異常を判定する場合に比べて、その判定精度を向上できる。その結果、サブフィルタの目詰りが原因で供給圧力不足に陥る前に、サブフィルタを交換するようにユーザに促すことを、高精度で実現できる。
【００１６】
開示される第３の発明は、内燃機関の燃焼に用いる高圧燃料を吐出するサプライポンプ（１２）と、高圧燃料に比べて低圧の低圧燃料をサプライポンプへ吐出するフィードポンプ（１１）と、内燃機関の排気通路（１６ａ）へ低圧燃料の一部を還元剤として添加する添加弁（１５）と、を備える燃料供給システムに適用された、燃料用フィルタ装置において、フィードポンプからサプライポンプに至るまでの燃料通路であるメイン通路（２１ａ）に配置され、低圧燃料に含まれる異物を捕捉するメインフィルタ（３１）と、メイン通路のうちメインフィルタの上流側部分から分岐して添加弁へ低圧燃料を供給するサブ通路（２２ａ）に配置され、低圧燃料に含まれる異物を捕捉するサブフィルタ（３２）と、サブ通路のうちサブフィルタの下流側の燃料の圧力であるサブ燃圧を検出するサブ燃圧センサ（４２）と、添加弁の開閉弁作動に伴い生じるサブ燃圧の変化に基づき、サブフィルタの圧力損失が所定以上である異常状態であるか否かを判定するサブ圧損判定手段（Ｓ５２）と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、サプライポンプへのメイン通路に配置されたメインフィルタとは別に、添加弁へのサブ通路に配置されたサブフィルタを備える。そして、メインフィルタの上流側部分からサブ通路を分岐させている。そのため、上記第１の発明と同様にして、メインフィルタの目詰りが原因で添加弁への供給圧力が低くなることを回避でき、かつ、サブフィルタが目詰りして添加弁への供給圧力が低くなる懸念を抑制できる。
【００１８】
ここで、以下に説明するように、添加弁を開閉弁作動させるとサブ燃圧に脈動が生じる。すなわち、添加弁を開弁作動または閉弁作動させると、添加弁の噴孔からサブフィルタに至るまでの通路内で燃圧の脈動が生じる。例えば、添加弁の開弁作動を開始させた直後には、添加弁から添加された量（添加量）の分だけサブ通路へ低圧燃料が直ぐに供給される訳ではないので、開弁作動開始直後にはサブ燃圧が一時的に低下する。また、添加弁の閉弁作動を開始させた直後には、低圧燃料の供給量が直ぐに減る訳ではなく慣性で供給され続けるので、閉弁作動開始直後にはサブ燃圧が一時的に上昇する。そして、その時のサブ圧損の大きさに応じて、上述した一時的な低下および上昇の速度や期間等が異なってくるので、サブ圧損と上記波形と相関が高い。
【００１９】
この点を鑑み、上記第３の発明では、添加弁の開閉弁作動に伴い生じるサブ燃圧の変化に基づきサブ圧損が所定以上の異常状態であるか否かを判定するので、サブ圧損の異常有無を高精度で判定できる。その結果、サブフィルタの目詰りが原因で供給圧力不足に陥る前に、サブフィルタを交換するようにユーザに促すことを、高精度で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料用フィルタ装置、およびその装置が用いられる燃焼システムを示す模式図。
【図２】第１実施形態において、サプライポンプおよびフィードポンプの制御の処理手順を示すフローチャート。
【図３】第１実施形態において、添加弁の制御の処理手順を示すフローチャート。
【図４】第１実施形態において、メイン燃圧とサブ燃圧の差分が、時間経過とともに変化していく様子を示す図。
【図５】第１実施形態において、メイン圧損の異常有無を診断する処理の手順を示すフローチャート。
【図６】本発明の第２実施形態において、メイン圧損の異常有無を診断する処理の手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の第３実施形態において、サブ圧損の異常有無を診断する処理の手順を示すフローチャート。
【図８】本発明の第４実施形態において、添加弁の開閉弁作動に伴い生じるサブ燃圧の変化を示す図。
【図９】第４実施形態において、サブ圧損の異常有無を診断する処理の手順を示すフローチャート。
【図１０】本発明の第５実施形態において、サブ圧損の異常有無を診断する処理の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。
【００２２】
（第１実施形態）
図１は、車両に搭載された内燃機関の燃焼に用いる燃料を供給する燃料供給システム、および内燃機関から排出されるＮＯｘを還元浄化する浄化システムを示す。上記内燃機関には、圧縮自着火式のディーゼルエンジンが採用されており、燃焼に用いる燃料には、軽油等の圧縮自着火性を有するものが用いられる。
【００２３】
燃料供給システムは、燃料タンク１０、フィードポンプ１１、サプライポンプ１２、コモンレール１３および燃料噴射弁１４等を備える。燃料タンク１０内の液体燃料は、燃料タンク１０内に配置されたフィードポンプ１１により汲み上げられて、サプライポンプ１２へ供給される。その供給された燃料は、サプライポンプ１２により圧縮されて、コモンレール１３へ圧送される。例えば、フィードポンプ１１には歯車ポンプが用いられている。具体的には、トロコイド式またはベーン式の内接歯車ポンプが用いられている。サプライポンプ１２にはピストン式のポンプが用いられている。
【００２４】
また、フィードポンプ１１は図示しない電動モータを駆動源として作動し、サプライポンプ１２は内燃機関の出力軸の回転力を駆動源として作動する。サプライポンプ１２から吐出される燃料（高圧燃料）は、フィードポンプ１１から吐出される燃料（低圧燃料）に比べて高圧である。サプライポンプ１２は図示しない調量弁を有する。この調量弁は、低圧燃料のピストンへ吸入させる量（吸入量）を調整する。これにより、ピストンから吐出される高圧燃料の吐出量が調整される。なお、フィードポンプ１１から供給される燃料の、吸入量に対する余剰分は、リターン配管２４を通じて燃料タンク１０へ戻される。
【００２５】
サプライポンプ１２から吐出された高圧燃料は、コモンレール１３で蓄圧され、複数の燃料噴射弁１４へ分配供給される。分配された高圧燃料は、燃料噴射弁１４が開弁作動することに伴い、燃料噴射弁１４の噴孔から内燃機関の燃焼室へ噴射される。噴射された燃料は、燃焼室で吸気と混合して混合気を形成し、圧縮されて自着火燃焼する。燃焼で生じた排気は、先述した浄化システムにより浄化される。
【００２６】
浄化システムは、添加弁１５および浄化装置１７等を備える。排気管１６に取り付けられた浄化装置１７は還元触媒を有する。添加弁１５は、排気管１６のうち浄化装置１７の排気流れ上流側部分に取り付けられ、排気通路１６ａへ還元剤を添加する。添加弁１５は、電気アクチュエータ１５ａおよび弁体１５ｂを有する。電気アクチュエータ１５ａへの通電オンに伴い弁体１５ｂは開弁作動し、添加弁１５の噴孔から還元剤が排気通路１６ａへ噴射（添加）される。通電オフに伴い弁体１５ｂは閉弁作動し、噴孔からの噴射が停止される。添加された還元剤は、排気とともに浄化装置１７へ流入し、排気中に含まれるＮＯｘを還元触媒上で還元する。添加弁１５から排気通路１６ａへ添加される還元剤には、内燃機関の燃焼に用いる燃料、つまり燃料タンク１０内の燃料が用いられる。
【００２７】
さて、以下の説明では、フィードポンプ１１からサプライポンプ１２に至るまでの燃料通路をメイン通路２１ａと呼び、メイン通路２１ａを内部に形成する配管をメイン配管２１と呼ぶ。メイン配管２１には、低圧燃料に含まれる異物を捕捉するメインフィルタ３１が取り付けられている。
【００２８】
メイン配管２１のうちメインフィルタ３１の上流側部分には、サブ通路２２ａを内部に形成する分岐配管２２が接続されている。これにより、フィードポンプ１１から吐出された低圧燃料の一部は、メイン通路２１ａから分岐してサブ通路２２ａを流れる。分岐配管２２には、低圧燃料に含まれる異物を捕捉するサブフィルタ３２が取り付けられている。分岐配管２２のうちサブフィルタ３２の下流側部分には、先述した添加弁１５が接続されている。
【００２９】
要するに、フィードポンプ１１から汲み上げられた燃料の一部は、メイン通路２１ａを通じて燃料噴射弁１４へ供給されて燃焼用の燃料として用いられ、他の一部は、サブ通路２２ａを通じて添加弁１５へ供給されて還元剤として用いられる。燃料噴射弁１４からの燃料噴射量に比べて添加弁１５からの燃料添加量は少ない。そのため、分岐配管２２にはメイン配管２１よりも細い配管が用いられており、また、サブフィルタ３２にはメインフィルタ３１よりも小さいフィルタが用いられている。具体的には、サブフィルタ３２のフィルタ面積は、メインフィルタ３１のフィルタ面積よりも小さい。また、サブフィルタ３２による異物の捕捉可能量は、メインフィルタ３１の捕捉可能量よりも少ない。メインフィルタ３１は、燃料に含まれる水分を除去する機能を有するのに対し、サブフィルタ３２は水分除去機能を有していない。
【００３０】
メイン配管２１のうちメインフィルタ３１の下流側部分にはメイン燃圧センサ４１が取り付けられ、分岐配管２２のうちサブフィルタ３２の下流側部分にはサブ燃圧センサ４２が取り付けられている。メイン通路２１ａのうちメインフィルタの下流側の燃料圧力をメイン燃圧Ｐ１と呼び、このメイン燃圧Ｐ１をメイン燃圧センサ４１は検出する。また、サブ通路２２ａのうちサブフィルタ３２の下流側の燃料圧力をサブ燃圧Ｐ２と呼び、このサブ燃圧Ｐ２をサブ燃圧センサ４２は検出する。
【００３１】
電子制御装置であるＥＣＵ５０は、メモリおよびＣＰＵを有するマイクロコンピュータ（マイコン）を備える。メモリに記憶されたプログラムにしたがってＣＰＵが演算処理することにより、ＥＣＵ５０は、フィードポンプ１１、サプライポンプ１２、燃料噴射弁１４および添加弁１５の作動を制御する。また、ＥＣＵ５０には、メイン燃圧センサ４１、サブ燃圧センサ４２、レール圧センサ１３ａおよび排気温度センサ１６ｂによる検出値の信号が入力される。レール圧センサ１３ａは、コモンレール１３に蓄圧された燃料の圧力を検出する。排気温度センサ１６ｂは、排気通路１６ａ内の温度である排気温度を検出する。
【００３２】
図２は、サプライポンプ１２およびフィードポンプ１１の作動を制御する、マイコンの処理手順を示す。該図２の処理は、内燃機関の運転期間中、所定周期で繰返し実行される。
【００３３】
先ず、図２のステップＳ１０において、内燃機関の運転状態を表わす物理量を取得する。該物理量には、例えば内燃機関の出力軸の回転速度を表したエンジン回転数ＮＥや、アクセルペダル踏込量等のエンジン負荷等が挙げられる。続くステップＳ１１では、ステップＳ１０で取得したエンジン回転数ＮＥに基づき、目標レール圧ＰＣｔｒｇを算出する。例えば、高ＮＥ、高負荷であるほど、目標レール圧ＰＣｔｒｇを高い値に設定する。
【００３４】
続くステップＳ１２では、レール圧センサ１３ａの検出値である実レール圧ＰＣａｃｔを取得し、実レール圧ＰＣａｃｔが目標レール圧ＰＣｔｒｇに一致するよう、サプライポンプ１２をフィードバック制御する。具体的には、先述した調量弁による目標吸入量を、実レール圧ＰＣａｃｔと目標レール圧ＰＣｔｒｇの偏差に基づき算出する。そして、ＥＣＵ５０が目標吸入量となるように調量弁の作動を制御することで、サプライポンプ１２からの高圧燃料の吐出量が制御され、実レール圧ＰＣａｃｔが目標レール圧ＰＣｔｒｇに制御される。
【００３５】
続くステップＳ１３では、サプライポンプ１２の制御内容に応じてフィードポンプ１１の作動を制御する。具体的には、調量弁に対する目標吸入量に基づき、フィードポンプ１１への電力供給量を制御する。例えば、ＥＣＵ５０は、目標吸入量に基づきフィードポンプ１１の目標フィード量を算出し、目標フィード量に応じたデューティ信号をドライバ５３へ出力する。ドライバ５３は、デューティ信号に基づきフィードポンプ１１への通電を制御することで、電力供給量を制御する。
【００３６】
図３は、添加弁サプライポンプ１２の作動を制御する、マイコンの処理手順を示す。該図３の処理は、内燃機関の運転期間中、還元触媒の温度が活性化温度以上であることを条件として、所定周期で繰返し実行される。なお、還元触媒の温度は、排気温度センサ１６ｂにより検出される排気温度に基づき推定すればよい。
【００３７】
先ず、図３のステップＳ２０において、エンジン回転数ＮＥやエンジン負荷等の、内燃機関の運転状態を表わす物理量を取得する。続くステップＳ２１では、ステップＳ２０で取得した物理量に基づき、所定時間当りに排出される排気中のＮＯｘ量を推定する。続くステップＳ２２では、ステップＳ２１で推定したＮＯｘ量に基づき、還元剤の目標添加量Ｑｔｒｇを算出する。続くステップＳ２３では、ステップＳ２２で算出した目標添加量Ｑｔｒｇに基づき、添加弁１５の作動を制御する。具体的には、先述した電気アクチュエータ１５ａへの通電オン時間を、目標添加量Ｑｔｒｇに応じてＥＣＵ５０が制御することで、所定時間当りの還元剤の添加量が制御される。
【００３８】
ＥＣＵ５０は、メインフィルタ３１の圧力損失（メイン圧損ΔＰ１）およびサブフィルタ３２の圧力損失（サブ圧損ΔＰ２）を、メイン燃圧センサ４１およびサブ燃圧センサ４２により検出されたメイン燃圧Ｐ１およびサブ燃圧Ｐ２に基づき推定する。なお、メイン圧損ΔＰ１を推定している時のマイコンは、メイン圧損推定手段５１として機能する（図１参照）。サブ圧損ΔＰ２を推定している時のマイコンは、サブ圧損推定手段５２として機能する。
【００３９】
サブ圧損推定手段５２は、添加弁１５の開弁期間における、フィードポンプ１１からサブフィルタ３２へ送り込まれる燃料の流量（分岐流量）を取得する。分岐流量は、サプライポンプ１２およびフィードポンプ１１の作動状態に基づき推定される。具体的には、ＥＣＵ５０からドライバ５３へ出力されるデューティ信号（指令信号）に基づき、フィードポンプ１１からの吐出量を算出する。一方、ＥＣＵ５０から調量弁へ出力される指令信号に基づき、サプライポンプ１２への吸入量を算出する。そして、上記吐出量から上記吸入量を減算することで、サブフィルタ３２へ送り込まれる燃料流量を算出する。
【００４０】
さらに、サブ圧損推定手段５２は、添加弁１５の開弁期間における、サブ燃圧センサ４２で検出されたサブ燃圧Ｐ２を取得する。そして、これら取得した分岐流量およびサブ燃圧Ｐ２に基づき、サブ圧損ΔＰ２を推定する。例えば、分岐流量およびサブ燃圧Ｐ２に対するサブ圧損ΔＰ２の値を予め試験してマップ化しておき、取得した分岐流量およびサブ燃圧Ｐ２に対応するサブ圧損ΔＰ２を、マップを参照して算出する。或いは、分岐流量およびサブ燃圧Ｐ２からサブ圧損ΔＰ２を演算する演算式を予め記憶させておき、取得した分岐流量およびサブ燃圧Ｐ２を演算式に代入してサブ圧損ΔＰ２を演算する。
【００４１】
ＥＣＵ５０は、サブ圧損推定手段５２により推定したサブ圧損ΔＰ２が、予め設定しておいた所定の閾値以上である場合には、サブフィルタ３２の異物捕捉による目詰り度合いが限界に達している異常状態であるとみなす。そして、このように異常判定された場合には、警告ランプを点灯させたり警告音を出力させたりして、サブフィルタ３２の交換をユーザに促す。
【００４２】
メイン圧損推定手段５１は、添加弁１５の閉弁期間中に検出されたメイン燃圧Ｐ１およびサブ燃圧Ｐ２の差分ΔＰ１に基づき、メイン圧損ΔＰ１を推定する。添加弁１５の閉弁期間におけるサブ燃圧Ｐ２は、メインフィルタ３１の上流側圧力Ｐｕと略同一とみなすことができる。そのため、上記差分ΔＰ１がメイン圧損ΔＰ１であると推定できる。
【００４３】
図４（ａ）欄の実線がサブ燃圧Ｐ２を示し、点線がメイン燃圧Ｐ１を示し、これらの差分がメイン圧損ΔＰ１に相当する。図４（ｂ）欄は添加弁１５の開弁開始時期ｔｓおよび閉弁時期ｔｅを示しており、開弁開始時期ｔｓから閉弁時期ｔｅまでの期間が開弁時間に相当する。
【００４４】
図５は、メイン圧損ΔＰ１が閾値以上である異常状態である場合にユーザへ警告する、マイコンの処理手順を示す。該図５の処理は、内燃機関の運転期間中、所定周期で繰返し実行される。
【００４５】
先ず、図５のステップＳ３０において、添加弁１５を開弁させる要求の有無を判定する。例えば、図３のステップＳ２３にて添加弁１５を開弁させる制御を実行している場合に、添加要求有りと判定する。添加要求が無いと判定された場合、つまり添加弁１５が閉弁状態である場合には、続くステップＳ３１において、閉弁直後の過渡期間であるか否かを判定する。
【００４６】
ここで、図４（ａ）欄の符号Ｔａに示すように、添加弁１５を開閉弁作動させるとサブ燃圧Ｐ２に脈動が生じる。すなわち、添加弁１５を開閉弁作動させると、添加弁１５の噴孔からサブフィルタ３２に至るまでの通路内で燃圧の脈動が生じる。例えば、添加弁の開弁作動を開始させた直後には、添加弁１５から添加された量（添加量）の分だけサブ通路２２ａへ低圧燃料が直ぐに供給される訳ではないので、開弁開始時期ｔｓの直後にはサブ燃圧が一時的に低下する。また、閉弁時期ｔｅの直後には、低圧燃料の供給量が直ぐに減る訳ではなく慣性で供給され続けるので、閉弁時期ｔｅの直後にはサブ燃圧が一時的に上昇する。このようにして、符号Ｔａの期間（過渡期間）にはサブ燃圧Ｐ２に脈動が生じる。この過渡期間Ｔａは、開弁開始時期ｔｓから閉弁時期ｔｅまでの添加期間と、閉弁時期ｔｅから所定時間が経過するまでの期間とを含む期間であり、上記脈動が顕著に現れる期間である。
【００４７】
この点を鑑み、ステップＳ３１では、上記過渡期間Ｔａであるか否かを判定する。過渡期間Ｔａでないと判定された場合に、続くステップＳ３２において、フィードポンプ１１からの吐出流量Ｑｆ、メイン燃圧Ｐ１およびサブ燃圧Ｐ２を取得する。メイン燃圧Ｐ１およびサブ燃圧Ｐ２については、メイン燃圧センサ４１およびサブ燃圧センサ４２の検出値を用いる。吐出流量Ｑｆについては、図２のステップＳ１３によるフィードポンプ１１の制御内容に基づき推定する。
【００４８】
ここで、図４（ｃ）欄は吐出流量Ｑｆの変化を示しており、メインフィルタ３１の目詰り度合いが同じであっても、吐出流量Ｑｆが異なればメイン圧損ΔＰ１の値も異なることを示す。つまり、図４（ａ）（ｃ）に示すように、吐出流量Ｑｆが少ないほど、メイン燃圧Ｐ１とサブ燃圧Ｐ２との差分が小さい値になる。よって、吐出流量Ｑｆが少ないほど、メイン圧損ΔＰ１の推定精度が悪くなる。
【００４９】
この点を鑑み、ステップＳ３３では、ステップＳ３２で推定した吐出流量Ｑｆが閾値Ｑｔｈ以上であるか否かを判定する。閾値Ｑｔｈ以上であると判定された場合に、続くステップＳ３４において、吐出流量Ｑｆに基づき閾値ＴＨ１を設定する。続くステップＳ３５では、ステップＳ３２で取得したサブ燃圧Ｐ２およびメイン燃圧Ｐ１の差分ΔＰ１（メイン圧損）を算出する。続くステップＳ３６では、ステップＳ３５で算出した差分が、ステップＳ３４で設定した閾値ＴＨ１以上であるか否かを判定する。ΔＰ１≧ＴＨ１であると判定された場合には、続くステップＳ３７において、メインフィルタ３１の異物捕捉による目詰り度合いが限界に達している異常状態であるとみなし、メイン圧損の異常フラグをオンに設定する。続くステップＳ３８では、警告ランプを点灯させたり警告音を出力させたりして、メインフィルタ３１の交換をユーザに促す。
【００５０】
メインフィルタ３１が新品に交換されると、ステップＳ３６にてΔＰ１＜ＴＨ１と判定されることとなり、この場合には、ステップＳ３９にてメイン圧損の異常フラグをオフに設定し、ユーザへの警告が為されなくなる。なお、以下の場合には、ステップＳ３４〜Ｓ３９の処理を実施することなく図５の処理を終了する。ステップＳ３０にて添加要求ありと判定された場合、ステップＳ３１にて過渡期間Ｔａであると判定された場合、ステップＳ３３にて吐出流量Ｑｆ＜閾値Ｑｔｈと判定された場合である。
【００５１】
以上により、本実施形態に係る燃料用フィルタ装置は、メインフィルタ３１、サブフィルタ３２、メイン燃圧センサ４１、サブ燃圧センサ４２およびメイン圧損判定手段を備える。要するに、サプライポンプ１２へのメイン通路２１ａに配置されたメインフィルタ３１とは別に、添加弁１５へのサブ通路２２ａに配置されたサブフィルタ３２を備える。そして、メインフィルタ３１の上流側部分からサブ通路２２ａを分岐させている。そのため、メインフィルタ３１の目詰りが原因で添加弁１５への供給圧力が低くなることを回避できる。
【００５２】
なお、一般的な内燃機関の場合、サプライポンプ１２へ供給される燃料、つまり燃焼に用いる燃料の消費量は、還元剤として用いる燃料の消費量に比べて格段に多い。そして、本実施形態によれば、サプライポンプ１２へ供給される燃料はサブフィルタ３２を通過しなくなる。よって、サブフィルタ３２が目詰りする懸念はメインフィルタ３１に比べて低い。つまり、メインフィルタ３１については従来と同等の頻度で交換することを要するが、その交換頻度に比べてサブフィルタ３２の交換頻度を少なくできる。そして、メインフィルタ３１を交換する機会に、サブフィルタ３２を点検することが期待されるようになる。よって、サブフィルタ３２を点検していないことが原因で目詰りによる供給圧力不足に陥る懸念を低減できる。
【００５３】
さらに本実施形態では、メイン燃圧センサ４１に加えてサブ燃圧センサ４２を備えるので、検出したサブ燃圧に基づきサブフィルタ３２の圧力損失（サブ圧損）が異常であるかを判定できるようになる。よって、サブフィルタ３２の目詰りが原因で供給圧力不足に陥る前に、サブフィルタ３２を交換するようにユーザに促すことが可能になる。
【００５４】
さらに本実施形態では、添加弁１５の閉弁期間中に検出されたメイン燃圧Ｐ１およびサブ燃圧Ｐ２の差分ΔＰ１に基づき、メイン圧損ΔＰ１が閾値ＴＨ１以上である異常状態であるか否かを判定するメイン圧損判定手段を備える。このメイン圧損判定手段は、図５のステップＳ３６の処理を実行している時のマイコンにより提供される。添加弁１５の閉弁期間中に検出されたサブ燃圧Ｐ２は、メインフィルタ３１の上流側圧力Ｐｕとの相関が高い。そのため、メイン燃圧Ｐ１およびサブ燃圧Ｐ２の差分は、メイン圧損ΔＰ１との相関が高い。したがって、上記差分ΔＰ１に基づきメイン圧損の異常を判定する本実施形態によれば、サブ燃圧Ｐ２を用いること無くメイン燃圧Ｐ１で異常判定する場合に比べて、異常判定精度を向上できる。
【００５５】
なお、本実施形態では、サブ燃圧センサ４２を備えるので、検出したサブ燃圧Ｐ２に基づきサブ圧損ΔＰ２の異常有無を判定できる。つまり、サブ圧損異常判定に用いるサブ燃圧Ｐ２の検出値を利用して、メイン圧損の異常判定精度を向上させているとも言える。
【００５６】
さらに本実施形態では、添加弁１５が閉弁を開始してから所定時間が経過するまでの過渡期間Ｔａには、閉弁期間であっても上記異常判定を禁止する過渡時禁止手段を備える。この過渡時禁止手段は、図５のステップＳ３１の処理を実行している時のマイコンにより提供される。これによれば、過渡期間Ｔａにおけるサブ燃圧Ｐ２の脈動の影響が大きい状態で上記差分ΔＰ１を取得して異常判定することが禁止されるので、異常判定精度をより一層向上できる。
【００５７】
さらに本実施形態では、低圧燃料の流量が所定値未満である場合には、閉弁期間であっても上記異常判定を禁止する低流量時禁止手段を備える。この低流量時禁止手段は、図５のステップＳ３４の処理を実行している時のマイコンにより提供される。これによれば、フィードポンプ１１の吐出流量Ｑｆが少ない低流量の状態で上記差分ΔＰ１を取得して異常判定することが禁止されるので、異常判定精度をより一層向上できる。
【００５８】
（第２実施形態）
本実施形態は、上記第１実施形態に係る図５のフローチャートを、図６に示すフローチャートに変形させたものである。なお、上記第１実施形態に係る図２および図３の制御については、本実施形態においても同じ制御を実行する。
【００５９】
先ず図６のステップＳ３１０において、メイン圧損ΔＰ１が異常状態であるか否かを診断することが要求されているか否かを判定する。例えば、前回の診断実行からの車両の累積走行距離を記憶更新させていき、その累積走行距離が所定値に達した場合に診断実行を要求する。診断実行がなされたら累積走行距離をゼロにリセットする。或いは、前回の診断実行からの還元剤の累積添加量を記憶更新させていき、その累積添加量が所定値に達した場合に診断実行を要求してもよい。
【００６０】
診断要求が有ると判定された場合には、図５のステップＳ３０、Ｓ３１と同様にして、添加要求が無く、かつ、過渡期間で無いと判定された場合に、ステップＳ３２０の処理へ進む。ステップＳ３２０では、フィードポンプ１１に係る目標フィード量を、図２のステップＳ１３で設定した目標フィード量の値に拘らず、予め設定しておいた所定値（判定用制御値）以上に強制的に変更する。つまり、サプライポンプ１２の調量弁の目標吸入量の値に拘らず、判定用制御値以上の吐出量となるようにフィードポンプ１１を制御する。判定用制御値は十分に高い値に設定する必要があり、例えば、フィードポンプ１１の仕様の最大値に設定されている。
【００６１】
ステップＳ３２０の処理後は、図５のステップＳ３５〜Ｓ３９と同様にして、メイン圧損ΔＰ１を算出し、ΔＰ１≧閾値ＴＨ１であれば異常判定してユーザへ警告する。図５の処理では、上記判定に用いる閾値ＴＨ１を吐出流量Ｑｆに応じて変更させている。これに対し、本実施形態の上記判定に用いる閾値ＴＨ１は、判定用制御値に対応する値に設定されており、吐出流量Ｑｆに応じた変更は為されない。
【００６２】
以上により、本実施形態では、内燃機関に要求される高圧燃料の供給量に基づき、フィードポンプ１１による低圧燃料の目標流量を算出し、目標流量に応じてフィードポンプ１１の作動を制御するフィードポンプ制御手段を備える。そして、低圧燃料の流量を所定値以上にすることを、フィードポンプ制御手段に係る目標流量に拘らず強制的に実行する判定用ポンプ制御手段を備える。フィードポンプ制御手段は、図２のステップＳ１３の処理を実行している時のマイコンにより提供される。また、判定用ポンプ制御手段は、図２のステップＳ３２０の処理を実行している時のマイコンにより提供される。
【００６３】
ここで、フィードポンプ１１の吐出流量Ｑｆが少ないほど、メイン圧損ΔＰ１の推定精度が悪くなることは、図４を用いて先述した通りである。この点を鑑み、本実施形態によれば、サプライポンプ１２に要求される高圧燃料の供給量が少なく、フィードポンプ１１による目標フィード量が少ない場合であっても、異常診断時には強制的にフィードポンプ１１の吐出量を所定値以上に制御する。そのため、異常判定精度をより一層向上できる。
【００６４】
（第３実施形態）
上記第１実施形態に係るサブ圧損推定手段５２は、添加弁１５の開弁期間における分岐流量およびサブ燃圧Ｐ２に基づき、サブ圧損ΔＰ２を推定してサブフィルタ３２の異常有無を診断している。これに対し、本実施形態では、添加弁１５の開弁期間中に検出されたメイン燃圧Ｐ１およびサブ燃圧Ｐ２に基づき、サブ圧損ΔＰ２を推定してサブフィルタ３２の異常有無を診断する。具体的には、以下に説明する図７の処理をマイコンが実行する。該図７の処理は、内燃機関の運転期間中、所定周期で繰返し実行される。なお、上記第１実施形態に係る図２および図３の制御については、本実施形態においても同じ制御を実行する。
【００６５】
先ず、図７のステップＳ４０において、添加弁１５を開弁させる要求の有無を判定する。例えば、図５のステップＳ３０と同様に判定する。添加要求が有ると判定された場合、つまり添加弁１５が開弁状態である場合には、続くステップＳ４１において、メインフィルタ３１を流れる流量（メイン流量Ｑ１）、メイン燃圧Ｐ１およびメイン圧損ΔＰ１を取得する。メイン燃圧Ｐ１についてはメイン燃圧センサ４１の検出値を用いる。メイン流量Ｑ１については、図２のステップＳ１２によるサプライポンプ１２の制御内容に基づき推定する。例えば、先述した調量弁による目標吸入量をメイン流量Ｑ１とみなす。或いは、図２のステップＳ１３によるフィードポンプ１１の制御内容に基づき推定する。例えば、目標フィード量から添加量を減算して得られた値をメイン流量Ｑ１とみなす。メイン圧損ΔＰ１については、上記第１実施形態と同様にして、添加弁１５の閉弁期間中に検出されたメイン燃圧Ｐ１およびサブ燃圧Ｐ２の差分ΔＰ１に基づき推定すればよい。
【００６６】
続くステップＳ４２では、ステップＳ４１で取得したメイン燃圧Ｐ１、メイン圧損ΔＰ１およびメイン流量Ｑ１に基づき、メインフィルタ３１の上流側圧力Ｐｕを算出する。例えば、メイン燃圧Ｐ１、メイン圧損ΔＰ１およびメイン流量Ｑ１から上流側圧力Ｐｕを演算する演算式を予め記憶させておき、取得したメイン燃圧Ｐ１、メイン圧損ΔＰ１およびメイン流量Ｑ１を演算式に代入して上流側圧力Ｐｕを演算する。
【００６７】
続くステップＳ４３では、サブ燃圧Ｐ２および分岐流量Ｑ２を取得する。サブ燃圧Ｐ２についてはサブ燃圧センサ４２の検出値を用いる。分岐流量Ｑ２については、添加弁１５の噴孔の開口面積およびサブ燃圧Ｐ２に基づき算出する。
【００６８】
続くステップＳ４４では、ステップＳ４３で取得したサブ燃圧Ｐ２および分岐流量Ｑ２と、ステップＳ４２で算出した上流側圧力Ｐｕとに基づき、サブ圧損ΔＰ２を算出する。例えば、サブ燃圧Ｐ２、分岐流量Ｑ２および上流側圧力Ｐｕからサブ圧損ΔＰ２を演算する演算式を予め記憶させておき、取得したサブ燃圧Ｐ２、分岐流量Ｑ２および上流側圧力Ｐｕを演算式に代入してサブ圧損ΔＰ２を演算する。
【００６９】
続くステップＳ４５では、ステップＳ４４で算出したサブ圧損ΔＰ２が、所定の閾値ＴＨ２以上であるか否かを判定する。ΔＰ２≧ＴＨ２であると判定された場合には、続くステップＳ４６において、サブフィルタ３２の異物捕捉による目詰り度合いが限界に達している異常状態であるとみなし、サブ圧損の異常フラグをオンに設定する。続くステップＳ４７では、警告ランプを点灯させたり警告音を出力させたりして、サブフィルタ３２の交換をユーザに促す。
【００７０】
サブフィルタ３２が新品に交換されると、ステップＳ４５にてΔＰ２＜ＴＨ２と判定されることとなり、この場合には、ステップＳ４８にてサブ圧損の異常フラグをオフに設定し、ユーザへの警告が為されなくなる。なお、ステップＳ４０にて添加要求ありと判定された場合には、ステップＳ４１〜Ｓ４８の処理を実施することなく図７の処理を終了する。
【００７１】
以上により、本実施形態に係る燃料用フィルタ装置は、メインフィルタ３１、サブフィルタ３２、メイン燃圧センサ４１、サブ燃圧センサ４２およびサブ圧損判定手段を備える。このサブ圧損判定手段は、図７のステップＳ４５の処理を実行している時のマイコンにより提供され、添加弁１５の開弁期間中に検出されたメイン燃圧Ｐ１およびサブ燃圧Ｐ２に基づき、サブ圧損ΔＰ２が閾値ＴＨ２以上である異常状態であるか否かを判定する。
【００７２】
さて、添加弁１５の開弁期間中に検出されたメイン燃圧Ｐ１は、メインフィルタ３１の上流側圧力Ｐｕ、つまりサブフィルタ３２の上流側圧力Ｐｕとの相関が高い。また、その上流側圧力Ｐｕとサブ燃圧Ｐ２との差分は、サブ圧損ΔＰ２との相関が高い。そのため、メイン燃圧Ｐ１およびサブ燃圧Ｐ２に基づけば、サブ圧損ΔＰ２を高精度で推定でき、ひいては、サブ圧損の異常有無を高精度で判定できる。したがって、本実施形態によれば、メイン燃圧Ｐ１を用いること無くサブ燃圧Ｐ２でサブ圧損ΔＰ２の異常を判定する場合に比べて、その判定精度を向上できる。
【００７３】
なお、本実施形態では、メイン燃圧センサ４１を備えるので、検出したメイン燃圧Ｐ１に基づきメイン圧損ΔＰ１の異常有無を判定できる。つまり、メイン圧損異常判定に用いるメイン燃圧Ｐ１の検出値を利用して、サブ圧損の異常判定精度を向上させているとも言える。
【００７４】
（第４実施形態）
図４（ａ）欄の符号Ｔａに示すように、添加弁１５を開閉弁作動させるとサブ燃圧Ｐ２に脈動が生じることは先述した通りである。本実施形態では、この脈動を表した燃圧波形に基づき、サブ圧損ΔＰ２が所定以上の異常状態であるか否かを判定する。なお、本実施形態では、サブ圧損ΔＰ２の推定は実施しない。また、上記第１実施形態に係る図２および図３の制御については、本実施形態においても同じ制御を実行する。
【００７５】
図８（ａ）欄はエンジン回転数ＮＥの変化を示し、（ｂ）欄は上記脈動つまりサブ燃圧Ｐ２の燃圧波形を示し、（ｃ）欄は添加弁１５の開弁開始時期ｔｓおよび閉弁時期ｔｅを示す。図８の例では、内燃機関の始動に伴い符号Ｔｃに示す期間でエンジン回転数ＮＥが上昇し、その後、符号Ｔｄに示す期間が経過して還元触媒温度が活性化温度に達した時点（開弁開始時期ｔｓ）で、還元剤の添加を開始させている。
【００７６】
燃圧波形中の変化点Ａ１では、添加弁１５の弁体１５ｂが開弁作動（リフトアップ）を開始したことに伴い燃圧が下降を開始する。その後、弁体１５ｂのリフトアップ量が最大になった後の変化点Ａ２では、燃圧が下降から上昇に反転する。その後、変化点Ａ３では燃圧上昇が終了し、変化点Ａ４までは燃圧が一定値に保持される。その後、弁体１５ｂが閉弁作動（リフトダウン）を開始したことに伴い、燃圧が上昇を開始する。その後、弁体１５ｂのリフトアップ量がゼロになり閉弁した後の変化点Ａ５では、燃圧が上昇から下降に反転する。その後、変化点Ａ１の時の燃圧に保持される。
【００７７】
変化点Ａ１から変化点Ａ２の期間では、添加弁１５の噴孔から燃料噴射されたことに伴い燃圧が一時的に低下する現象を表わす。これは、フィードポンプ１１から吐出された燃料が噴孔近傍まで直ぐに供給されないことに起因した現象である。変化点Ａ２から変化点Ａ３の期間では、噴孔からの噴射分の燃料がフィードポンプ１１から補われたことに起因して燃圧が上昇する現象である。変化点Ａ３から変化点Ａ４の期間では、噴孔からの燃料噴射分とフィードポンプ１１からの燃料供給分とが釣り合って燃圧が一定値（保持燃圧Ｐｂ）に保持される現象である。
【００７８】
しかし、サブ圧損ΔＰ２が大きい場合には、噴孔からの噴射分の燃料がフィードポンプ１１から補われる速度が遅くなるので、図８中の点線に示すように、変化点Ａ２からの燃圧上昇が緩やかになる。したがって、変化点Ａ３から変化点Ａ４に相当する期間で検出されるサブ燃圧Ｐ２である保持燃圧Ｐｂを、基準値Ｐａと比較すれば、サブ圧損ΔＰ２の大きさを推定できる。この点に着目した本実施形態では、上記保持燃圧Ｐｂを検出し、保持燃圧Ｐｂと基準値Ｐａとの差分が閾値ＴＨ３以上である場合に、サブ圧損ΔＰ２が所定以上である異常状態であると判定し、ユーザに警告する。
【００７９】
具体的には、以下に説明する図９の処理をマイコンが実行する。該図９の処理は、内燃機関の運転期間中、所定周期で繰返し実行される。
【００８０】
先ず、図９のステップＳ５０において、添加弁１５を開弁させる要求の有無を判定する。例えば、図５のステップＳ３０と同様に判定する。添加要求が有ると判定された場合、つまり添加弁１５が開弁状態である場合には、続くステップＳ５１において、上述した保持燃圧Ｐｂを取得する。例えば、添加弁１５への通電開始を指令してから所定時間が経過した時点でのサブ燃圧Ｐ２を、変化点Ａ３から変化点Ａ４に相当する期間の保持燃圧Ｐｂとみなして取得する。
【００８１】
なお、通電オンの指令時間、つまり開弁指令時間が上記所定時間よりも短い場合には、保持燃圧Ｐｂを取得できない。この場合には、ステップＳ５１以降の処理を実行できず、図９の処理を一端終了する。
【００８２】
続くステップＳ５２では、保持燃圧の基準値Ｐａと、ステップＳ５１で取得した保持燃圧Ｐｂとの差分が、閾値ＴＨ３以上であるか否かを判定する。基準値Ｐａは、開弁直前のサブ燃圧Ｐ２に基づき設定すればよい。例えば、添加弁１５への通電オン指令時にサブ燃圧Ｐ２を取得し、そのサブ燃圧Ｐ２に所定の係数を乗算したり、所定の定数を減算したりして、基準値Ｐａを算出すればよい。
【００８３】
閾値ＴＨ３以上と判定された場合には、続くステップＳ５３において、サブフィルタ３２の異物捕捉による目詰り度合いが限界に達している異常状態であるとみなし、サブ圧損の異常フラグをオンに設定する。続くステップＳ５４では、警告ランプを点灯させたり警告音を出力させたりして、サブフィルタ３２の交換をユーザに促す。
【００８４】
サブフィルタ３２が新品に交換されると、ステップＳ５２にて閾値ＴＨ３未満と判定されることとなり、この場合には、ステップＳ５５にてサブ圧損の異常フラグをオフに設定し、ユーザへの警告が為されなくなる。なお、ステップＳ５０にて添加要求ありと判定された場合には、ステップＳ５１〜Ｓ５５の処理を実施することなく図９の処理を終了する。
【００８５】
以上により、本実施形態では、添加弁１５を開閉弁作動させることに伴い生じるサブ燃圧Ｐ２の脈動とサブ圧損ΔＰ２との相関が高いことに着目し、その燃圧波形に基づきサブ圧損ΔＰ２が所定以上の異常状態であるか否かを判定するサブ圧損判定手段を備える。このサブ圧損判定手段は、図９のステップＳ５２の処理を実行している時のマイコンにより提供される。そのため、サブ圧損の異常有無を高精度で判定できる。その結果、サブフィルタ３２の目詰りが原因で還元剤の供給圧力不足に陥る前に、サブフィルタ３２を交換するようにユーザに促すことを、高精度で実現できる。
【００８６】
先述した通り、添加弁１５への通電オンを指令してから通電オフを指令するまでの所定期間に、図８に示す変化点Ａ３から変化点Ａ４において、燃圧が一定値（保持燃圧Ｐｂ）に保持される。そして、開弁開始に伴い低下したサブ燃圧Ｐ２が変化点Ａ２から上昇に転ずるが、その時の上昇は、サブ圧損ΔＰ２が大きいほど緩慢になるため、サブ圧損ΔＰ２が大きいほど直ぐには正常な保持燃圧値（基準値Ｐａ）にまで上昇しなくなる。この点を鑑みた本実施形態では、添加弁１５の開弁時間中かつ開弁開始から所定時間が経過した時点でのサブ燃圧Ｐ２に基づき、サブ圧損判定手段による判定を実行する。そのため、保持燃圧Ｐｂが直ぐに正常値にまで上昇しているか否かに基づきサブ圧損の異常有無を判定することとなり、脈動に基づくサブ圧損の異常判定を容易に実現できる。
【００８７】
（第５実施形態）
本実施形態は、上記第４実施形態に係る図９のフローチャートを、図１０に示すフローチャートに変形させたものである。なお、上記第１実施形態に係る図２および図３の制御については、本実施形態においても同じ制御を実行する。
【００８８】
先ず図１０のステップＳ５１０において、サブ圧損ΔＰ２が異常状態であるか否かを診断することが要求されているか否かを判定する。例えば、図６のステップＳ３１０と同様にして、累積走行距離や累積添加量に基づき診断実行が要求される。
【００８９】
診断要求が有ると判定された場合には、続くステップＳ５０において、添加弁１５を開弁させる要求の有無を判定する。例えば、図５のステップＳ３０と同様に判定する。添加要求が有ると判定された場合、つまり添加弁１５が開弁状態である場合には、次のステップＳ５２０へ進む。ステップＳ５２０では、添加弁１５の目標添加量Ｑｔｒｇを、図３のステップＳ２２で設定した目標添加量の値に拘らず、予め設定しておいた所定値（判定用添加量）以上に強制的に変更する。つまり、添加弁１５の目標添加量Ｑｔｒｇの値に拘らず、判定用添加量以上の添加量となるように添加弁１５の開弁時間、つまり通電オン時間を制御する。
【００９０】
ステップＳ５２０の処理後は、図１０のステップＳ５１〜Ｓ５５と同様にして、添加弁１５への通電開始を指令してから所定時間が経過した時点でのサブ燃圧Ｐ２を、保持燃圧Ｐｂとして取得する。そして、取得した保持燃圧Ｐｂと基準値Ｐａとの差分が閾値ＴＨ３以上であれば、異常判定してユーザへ警告する。
【００９１】
ここで、開弁時間が長いほど、図８に示す変化点Ａ３から変化点Ａ４までの期間が長くなるので、その期間から外れたタイミングのサブ燃圧Ｐ２を取得してしまう懸念を低減できる。この点を鑑みた、本実施形態では、浄化用添加制御手段および判定用添加制御手段を備える。浄化用添加制御手段は、ＮＯｘ排出量に基づき添加弁１５による還元剤の目標添加量Ｑｔｒｇを算出する。判定用添加制御手段は、開弁時間を所定の設定時間以上にすることを、目標添加量Ｑｔｒｇに拘らず強制的に実行する。したがって、本実施形態によれば、診断要求時には変化点Ａ３から変化点Ａ４までの期間が強制的に長くされるので、上記懸念を低減できる。
【００９２】
なお、浄化用添加制御手段は、図３のステップＳ２３の処理を実行している時のマイコンにより提供され、判定用添加制御手段は、図１０のステップＳ５２０の処理を実行している時のマイコンにより提供される。
【００９３】
（他の実施形態）
以上、発明の好ましい実施形態について説明したが、発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、以下に例示するように種々変形して実施することが可能である。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００９４】
上記第４実施形態では、添加弁１５を開閉弁作動させることに伴い生じるサブ燃圧Ｐ２の脈動に基づきサブ燃圧異常を診断するにあたり、脈動中に出現する保持燃圧Ｐｂの値に基づき診断している。これに対し、図８に示す変化点Ａ２から変化点Ａ３の期間に燃圧が上昇する速度（上昇傾きＢ１）が、サブ圧損ΔＰ２が大きいほど遅くなることに着目し、上昇傾きＢ１に基づき診断してもよい。また、変化点Ａ１から変化点Ａ２の期間に燃圧が下降する速度（下降傾きＢ２）が、サブ圧損ΔＰ２が大きいほど速くなることに着目し、下降傾きＢ２に基づき診断してもよい。
【００９５】
図５、７、１０において圧損診断するにあたり、図６のステップＳ３１０と同様にして、累積走行距離や累積添加量に基づき診断実行が要求されたことをトリガとして、圧損診断を実行してもよい。
【００９６】
図１に示すフィードポンプ１１は燃料タンク１０の内部に配置されているが、燃料タンク１０の外部に配置されていてもよい。
【００９７】
図２のステップＳ１３では、目標吸入量に基づきフィードポンプ１１の目標フィード量を算出しているが、還元剤の添加が要求されている場合には、その分を目標吸入量に加算して目標フィード量を算出してもよい。
【００９８】
上記第１、第２実施形態では、メイン圧損異常判定に加えてサブ圧損異常判定も実施しているが、サブ圧損異常判定を廃止してもよい。また、上記第３〜第５実施形態では、サブ圧損異常判定に加えてメイン圧損異常判定も実施しているが、メイン圧損異常判定を廃止してもよい。また、上記第１、第２実施形態に係るメイン圧損異常判定と、上記第３〜第５実施形態に係るサブ圧損異常判定とを組み合わせて実施してもよい。
【００９９】
ＥＣＵ５０（制御装置）が提供する手段および／または機能は、実体的な記憶媒体に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置がハードウェアである回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１１…フィードポンプ、１２…サプライポンプ、１５…添加弁、１６ａ…排気通路、２１ａ…メイン通路、２２ａ…サブ通路、３１…メインフィルタ、３２…サブフィルタ、４１…メイン燃圧センサ、４２…サブ燃圧センサ、Ｓ３６…メイン圧損判定手段、Ｓ４５、Ｓ５２…サブ圧損判定手段。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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