JP5182012B2 - Method for determining clogging life of fuel filter of internal combustion engine and internal combustion engine using the same - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の燃料配管に設けた燃料フィルタの目詰まり寿命を下流側に配置した圧力センサの検出圧力により判定する内燃機関のフィルタの目詰まり寿命判定方法及びそれを用いる内燃機関に関する。 The present invention relates to a filter clogging life determination method for an internal combustion engine that determines the clogging life of a fuel filter provided in a fuel pipe of the internal combustion engine based on a pressure detected by a pressure sensor disposed downstream, and an internal combustion engine using the same.
ディーゼルエンジン等の内燃機関においては、燃料タンクから噴射ポンプに流れる燃料をろ過して、燃料内に混入している不純物を除去するために、図1に示すように、燃料配管11の途中に燃料フィルタ14を設けている。従来技術においては、この燃料フィルタは、使われ方や目詰まり状態に関わらず、走行距離や使用年数の経過を判断基準にして定期的に交換を行っていることが多い。そのため、市場の大部分の燃料フィルタは、目詰まり寿命に到達する前に交換されている。
In an internal combustion engine such as a diesel engine, the fuel flowing from the fuel tank to the injection pump and filtered, to remove impurities mixed in the fuel, as shown in FIG. 1, the fuel in the middle of the fuel pipe 11
この内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命の判定に関係して、燃料ポンプの上流側の燃料フィルタにおいて、上流側と下流側に燃料圧センサを設け、燃料フィルタの前後の圧力差が上限閾値より大きいときと下限閾値より小さいときに許容できない目詰まりが生じているとして、警報装置を作動させ、アイドル運転に移る内燃機関の燃料供給制御装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In relation to the determination of the clogging life of the fuel filter of the internal combustion engine, in the fuel filter upstream of the fuel pump, fuel pressure sensors are provided on the upstream side and the downstream side, and the pressure difference before and after the fuel filter is greater than the upper limit threshold value. There has been proposed a fuel supply control device for an internal combustion engine that activates an alarm device and shifts to an idle operation on the assumption that clogging is unacceptable when it is larger and smaller than a lower limit threshold (see, for example, Patent Document 1).
また、燃料フィルタ下流でかつ燃料ポンプの上流側の燃料経路の燃料圧力を検出し、所定の運転条件下で正常負圧範囲よりも低負圧又は高負圧であると警告して、フィルタエレメントの組み付け忘れや目の粗い非純正品のフィルタエレメントの組み付け又は目詰まりを検知する燃料フィルタ異常検知装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
一方、本発明者らは、燃料フィルタの目詰まり寿命に関する実験により、燃料フィルタの出口における圧力特性は、図2に示すような傾向にあることと、次のような、エンジンの運転領域が特定の領域にあるときには、燃料フィルタの下流側のフィルタ出口圧力Poは、エンジン回転数Neと燃料昇圧ポンプの吐出量Vpにより変化するという知見を得た。 On the other hand, the present inventors have conducted an experiment on the clogging life of the fuel filter, and the pressure characteristics at the outlet of the fuel filter tend to be as shown in FIG. In this region, it has been found that the filter outlet pressure Po downstream of the fuel filter varies depending on the engine speed Ne and the discharge amount Vp of the fuel boost pump .
つまり、図2に示すように、燃料フィルタの目詰まり寿命判定に関係するエンジンの運転領域は、フィルタ出口圧力Poとエンジン回転数Neの関係から、大きく分けて三つの第1〜第3の判定領域R1,R2,R3に分けられる。そして、エンジン回転数Neが低い第1の判定領域R1では燃料フィルタが目詰まりしてもフィルタ出口圧力Poは変わらない。そのため、この第1の判定領域R1ではフィルタ出口圧力Poによる目詰まり寿命判定は困難となる。 That is, as shown in FIG. 2, the engine operating region related to the determination of the clogging life of the fuel filter is roughly divided into three first to third determinations based on the relationship between the filter outlet pressure Po and the engine speed Ne. Divided into regions R1, R2 and R3. In the first determination region R1 where the engine speed Ne is low, the filter outlet pressure Po does not change even if the fuel filter is clogged. Therefore, in the first determination region R1, it is difficult to determine the clogging life due to the filter outlet pressure Po.
また、第1の判定領域R1よりもエンジン回転数Neが高い第2の判定領域R2では、フィルタ出口圧力Poは、燃料昇圧ポンプの吐出量Vpとエンジン回転数Neの影響を受けて特性が変化する。この第2の判定領域R2では、燃料フィルタが目詰まりした時には、燃料昇圧ポンプが無吐出(点線)であれば、エンジン回転数Neが高いほどフィルタ出口圧力Poが低下し、燃料昇圧ポンプが全吐出(実線)であれば、フィルタ出口圧力Poは低下しない。つまり、燃料昇圧ポンプの吐出量Vpによりフィルタ出口圧力Poが大きく変動する。更に、第2の判定領域R2よりもエンジン回転数Neが高い第3の判定領域R3では、燃料昇圧ポンプの吐出量Vpによるフィルタ出口圧力Poの変化は小さく、燃料フィルタの目詰まりの進行に従って、フィルタ出口圧力Poは低下する。 In the second determination region R2 where the engine speed Ne is higher than the first determination region R1, the characteristics of the filter outlet pressure Po change due to the influence of the fuel boost pump discharge amount Vp and the engine speed Ne. To do. In the second determination region R2, when the fuel filter is clogged, if the fuel booster pump is continuously discharged (dotted line), the filter outlet pressure Po is reduced the higher the engine speed Ne, the fuel booster pump is full If it is discharge (solid line), the filter outlet pressure Po does not decrease. That is, the filter outlet pressure Po varies greatly depending on the discharge amount Vp of the fuel boost pump . Further, in the third determination region R3 where the engine speed Ne is higher than the second determination region R2, the change in the filter outlet pressure Po due to the discharge amount Vp of the fuel boost pump is small, and as the fuel filter clogging progresses, The filter outlet pressure Po decreases.
また、第2の判定領域R2よりもエンジン回転数Neが高い第3の判定領域R3では、フィルタ出口圧力Poは、燃料昇圧ポンプの吐出量Vpによる変動が少なく、エンジン回転数Neの影響を受けて特性が変化する。 Further, in the third determination region R3 where the engine speed Ne is higher than the second determination region R2, the filter outlet pressure Po is less fluctuated due to the discharge amount Vp of the fuel boost pump, and is affected by the engine speed Ne. Changes its characteristics.
なお、ここでは、エンジン回転数は燃料を燃料噴射圧力以上に高める燃料昇圧ポンプ(高圧ポンプ)の回転数に関係し、通常のエンジンの制御に用いられているので、燃料昇圧ポンプの回転数の代わりにエンジン回転数を用いている。 Here, the engine speed is related to the speed of a fuel boost pump (high pressure pump) that raises the fuel to a level higher than the fuel injection pressure, and is used for normal engine control. The engine speed is used instead.
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の燃料配管に設けた燃料フィルタの目詰まり寿命を、燃料フィルタの下流側に設けた1個の圧力センサの検出圧力により、正確に判定することができる内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命判定方法及びこれを用いる内燃機関を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a clogging life of a fuel filter provided in a fuel pipe of an internal combustion engine and a pressure sensor provided on the downstream side of the fuel filter. An object of the present invention is to provide a method for determining the clogging life of a fuel filter of an internal combustion engine that can be accurately determined by a detected pressure, and an internal combustion engine using the same.
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命判定方法は、燃料タンクから燃料噴射ノズルに燃料を供給する燃料配管に設けた燃料フィルタの目詰まり寿命の判定で、前記燃料フィルタの下流側に配置された圧力センサの検出圧力が、予め設定された目詰まり寿命判定閾値以下になった時に、前記燃料フィルタが目詰まり寿命に到達したと判定する制御装置を備えた内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命判定方法において、エンジン回転数が予め設定した第1エンジン回転数以下の場合は、目詰まり寿命の判定を行わず、エンジン回転数が予め設定した前記第1エンジン回転数よりも大きい場合は、前記目詰まり寿命判定閾値をエンジン回転数と前記圧力センサの下流側の前記燃料配管に設けた燃料昇圧ポンプの吐出量に基づいて算出して、目詰まり寿命の判定を行うことを特徴とする方法である。 A method for determining the clogging life of a fuel filter of an internal combustion engine according to the present invention for achieving the above object is to determine the clogging life of a fuel filter provided in a fuel pipe for supplying fuel from a fuel tank to a fuel injection nozzle. And a control device that determines that the fuel filter has reached the clogging life when a detected pressure of a pressure sensor disposed on the downstream side of the fuel filter is equal to or less than a preset clogging life determination threshold value. In the method for determining a clogging life of a fuel filter of an internal combustion engine, when the engine speed is equal to or lower than a preset first engine speed, the clogging life is not determined, and the first engine having a preset engine speed is determined. If greater than the rotational speed, the fuel booster Pont provided with the plugging life determination threshold to the fuel piping downstream of the pressure sensor and the engine speed Calculated based on the discharge amount, a method which is characterized in that the determination of clogging life.
この方法によれば、燃料フィルタの前後の差圧によらず、燃料フィルタの下流側の1個の圧力センサで行うので、目詰まり寿命判定のためのシステムを単純化することができる。また、エンジンの回転数により、目詰まり寿命の判定基準である目詰まり寿命判定閾値を算出するので、目詰まり寿命の判定のアルゴリズムが比較的単純なものになると共に、正確に目詰まり寿命を判定できるようになる。 According to this method, since it is performed by one pressure sensor on the downstream side of the fuel filter regardless of the differential pressure before and after the fuel filter, the system for determining the clogging life can be simplified. In addition, the clogging life judgment threshold, which is the criteria for clogging life, is calculated based on the engine speed, so the clogging life judgment algorithm is relatively simple and the clogging life is accurately determined. become able to.
上記の内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命判定方法において、エンジン回転数が予め設定した前記第1エンジン回転数よりも大きく、予め設定した第2エンジン回転数以下の場合は、エンジン回転数と前記燃料昇圧ポンプの吐出量に基づいて算出した前記目詰まり寿命判定閾値を総給油燃料の増加に従って大きくする補正を行う。 Wherein the clogging life determination method for a fuel filter of the internal combustion engine, greater than the first engine speed the engine speed preset in the second case follows the engine speed set in advance, the engine speed Correction is performed to increase the clogging life determination threshold calculated based on the discharge amount of the fuel booster pump as the total fuel supply fuel increases.
この方法によれば、燃料昇圧ポンプの吐出量が大きく変動するようなエンジンの運転状態であっても総給油燃料の増加に伴って目詰まり寿命判定閾値を大きくしていくので、正確に目詰まり寿命であるか否かの判定を行うことができるようになる。 According to this method, the clogging life determination threshold value is increased with the increase in the total fuel supply even in an engine operating state in which the discharge amount of the fuel boost pump greatly fluctuates. It becomes possible to determine whether or not the lifetime is reached.
上記の内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命判定方法において、前記目詰まり寿命の判定で、前記燃料フィルタが目詰まり寿命に到達したとの判定を行った後に、前記圧力センサの検出圧力が、前記目詰まり寿命判定閾値よりも大きい予め設定したフィルタ交換判定閾値以上になった場合に、前記総給油燃料の値をリセットするように構成する。 In the method for determining the clogging life of the fuel filter of the internal combustion engine, after determining that the fuel filter has reached the clogging life in the clogging life determination, the detected pressure of the pressure sensor is When the predetermined filter replacement determination threshold value that is larger than the clogging life determination threshold value is reached, the total fuel supply value is reset.
この構成によれば、燃料フィルタが目詰まり寿命に到達しているとの判定を行った後でも、燃料フィルタが交換されて、フィルタ出口圧力が復帰したことを確認してから、自動的に積算燃料量の値をリセットすることになるので、リセット作業が不要になるとともに、リセット忘れによる目詰まり寿命の誤判定を防止できる。 According to this configuration, even after determining that the fuel filter has reached the clogging life, it is automatically integrated after confirming that the fuel filter has been replaced and the filter outlet pressure has been restored. Since the value of the fuel amount is reset, it is not necessary to perform the resetting operation, and it is possible to prevent erroneous determination of the clogging life due to forgetting to reset.
上記の内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命判定方法において、前記エンジン回転数の代わりに、前記燃料フィルタの上流側の前記燃料配管に設けた燃料供給ポンプの回転数を用いるように構成する。この構成によれば、燃料噴射ノズルにおける燃料噴射量、即ち、燃料フィルタを通過する燃料量に密接な関係を持つ燃料供給ポンプの回転数を、このエンジン回転数の代わりに用いるので、より目詰まり寿命判定の精度を向上することができる。なお、エンジン回転数を用いる場合は、通常のエンジン運転制御でエンジン回転数が用いられているので、新たに燃料供給ポンプの回転数を検出したり、制御に組み入れたりする必要がない。 In the method for determining the clogging life of the fuel filter of the internal combustion engine, the speed of the fuel supply pump provided in the fuel pipe upstream of the fuel filter is used instead of the engine speed. According to this configuration, the fuel injection amount at the fuel injection nozzle, that is, the rotation speed of the fuel supply pump that is closely related to the fuel volume that passes through the fuel filter is used instead of the engine rotation speed, so that the clogging is further performed. The accuracy of life determination can be improved. When the engine speed is used, it is not necessary to newly detect the speed of the fuel supply pump or incorporate it into the control because the engine speed is used in normal engine operation control.
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関は、燃料タンクから燃料噴射ノズルに燃料を供給する燃料配管に設けた燃料フィルタの目詰まり寿命の判定で、前記燃料フィルタの下流側に配置された圧力センサの検出圧力が、予め設定された目詰まり寿命判定閾値以下になった時に、前記燃料フィルタが目詰まり寿命に到達したと判定する制御装置を備えた内燃機関において、前記制御装置が、エンジン回転数が予め設定した第1エンジン回転数以下の場合は、目詰まり寿命の判定を行わず、エンジン回転数が予め設定した前記第1エンジン回転数よりも大きい場合は、前記目詰まり寿命判定閾値をエンジン回転数と前記圧力センサの下流側の前記燃料配管に設けた燃料昇圧ポンプの吐出量に基づいて算出して、目詰まり寿命の判定を行うように構成される。 In order to achieve the above object, an internal combustion engine of the present invention is arranged downstream of the fuel filter in determining the clogging life of a fuel filter provided in a fuel pipe for supplying fuel from a fuel tank to a fuel injection nozzle. In the internal combustion engine provided with the control device that determines that the fuel filter has reached the clogging life when the detected pressure of the pressure sensor is equal to or less than a preset clogging life determination threshold, the control device includes: When the engine speed is equal to or lower than the preset first engine speed, the clogging life is not determined. When the engine speed is greater than the preset first engine speed, the clogging life is determined. the threshold value is calculated based on the discharge amount of the fuel booster pump provided in the fuel pipe on the downstream side of the pressure sensor and the engine speed, and determines clogging life Configured.
また、上記の内燃機関において、前記制御装置が、エンジン回転数が予め設定した前記第1エンジン回転数よりも大きく、予め設定した第2エンジン回転数以下の場合は、エンジン回転数と前記燃料昇圧ポンプの吐出量に基づいて算出した前記目詰まり寿命判定閾値を総給油燃料の増加に従って大きくする補正を行うように構成される。 In the internal combustion engine, when the engine speed is larger than the first engine speed set in advance and equal to or lower than the second engine speed set in advance, the engine speed and the fuel pressure increase are set. The clogging life determination threshold calculated based on the discharge amount of the pump is corrected so as to increase as the total fuel supply increases.
また、上記の内燃機関において、前記制御装置が、前記目詰まり寿命の判定で、前記燃料フィルタが目詰まり寿命に到達したとの判定を行った後に、前記圧力センサの検出圧力が、前記目詰まり寿命判定閾値よりも大きい予め設定したフィルタ交換判定閾値以上になった場合に、前記総給油燃料の値をリセットするように構成される。 In the internal combustion engine, after the control device determines that the fuel filter has reached the clogging life in the clogging life determination, the detected pressure of the pressure sensor is changed to the clogging life. It is configured to reset the value of the total fuel supply fuel when a predetermined filter replacement determination threshold value that is larger than the life determination threshold value is reached.
また、上記の内燃機関において、前記エンジン回転数の代わりに、前記燃料フィルタの上流側の前記燃料配管に設けた燃料供給ポンプの回転数を用いるように構成する。 In the internal combustion engine described above, the rotational speed of the fuel supply pump provided in the fuel pipe upstream of the fuel filter is used instead of the engine rotational speed.
これらの内燃機関によれば、上記の内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命判定方法を実施することができ、同様の作用効果を奏することができる。 According to these internal combustion engines, the method for determining the clogging life of the fuel filter of the internal combustion engine described above can be implemented, and the same effects can be achieved.
本発明に係る内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命判定方法及びこれを用いる内燃機関によれば、内燃機関の燃料配管に設けた燃料フィルタの目詰まり寿命の判定において、エンジン回転数により、目詰まり寿命判定閾値の算出方法を変化させ、予め設定した範囲では、目詰まり寿命判定閾値を、エンジン回転数だけでなく、燃料昇圧ポンプの吐出量も用いて算出しているので、燃料フィルタの下流側に設けた1個の圧力センサの検出圧力でも、燃料フィルタの目詰まり寿命を正確に判定することができる。従って、燃料フィルタの目詰まり状態を正確に判定して、警告灯等で使用者に告知することにより、燃料フィルタが寿命になるまで使用できるようになる。 According to the fuel filter clogging life determination method and the internal combustion engine using the same according to the present invention, the clogging life of the fuel filter provided in the fuel pipe of the internal combustion engine is determined depending on the engine speed. By changing the calculation method of the life judgment threshold value, the clogging life judgment threshold value is calculated using not only the engine speed but also the discharge amount of the fuel boost pump in the preset range. The clogging life of the fuel filter can be accurately determined even with the pressure detected by one pressure sensor provided in the fuel filter. Therefore, it is possible to use the fuel filter until it reaches the end of its life by accurately determining the clogged state of the fuel filter and notifying the user with a warning light or the like.
以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命判定方法及びこれを用いる内燃機関について、図面を参照しながら説明する。図1に、本発明の実施の形態の内燃機関の燃料ライン及び燃料フィルタの目詰まり寿命判定システムの構成を示す。 Hereinafter, a method for determining a clogging life of a fuel filter of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention and an internal combustion engine using the same will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of a clogging life determination system for a fuel line and a fuel filter of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、内燃機関の燃料ライン10は、燃料配管11で、燃料タンク12と燃料噴射ノズル(インジェクタ)18とを連結するラインであり、燃料配管11に、燃料タンク12側から順に、燃料供給ポンプ(フィードポンプ)13、燃料フィルタ14、圧力センサ15、燃料昇圧ポンプ(高圧ポンプ)16、コモンレール17が配置されている。
As shown in FIG. 1, a
圧力センサ15で検出された圧力信号は内燃機関の運転を制御するECU(エンジンコントロールユニット)と呼ばれる制御装置20に入力される。この制御装置20に組み込まれた目詰まり寿命判定手段により、この圧力信号から得られる検出圧力Pfがフィルタ目詰まり寿命判定閾値Pc1と比較され、燃料フィルタ14の目詰まり寿命の判定が行われる。この判定で燃料フィルタ14が目詰まり寿命に到達しているとの判定が下された場合には、警告用信号を出力しメータパネル21で警告灯21aを点滅させる等して、燃料フィルタ14が目詰まり寿命となったことを使用者(ドライバー)に警告する。なお、制御装置20は噴射指示信号を出力して、シリンダ内に設けられた燃料噴射ノズル18における燃料噴射を制御する。
The pressure signal detected by the
次に、制御装置20に組み込まれた目詰まり寿命判定手段の目詰まり寿命判定方法について、図2〜図4を参照しながら説明する。
Next, a clogging life determination method of the clogging life determination means incorporated in the
図2〜図4では、エンジン回転数Ne(横軸)をベースに、フィルタ出口圧力Po(縦軸)を示し、このフィルタ出口圧力Poが燃料昇圧ポンプ16の吐出量Vpと目詰まりの影響を受けて変化することを、4つの線で示している。Po1で示す細い点線は、無吐出時でかつ新品時を示し、Po2で示す細い実線は、全吐出でかつ新品時を示す。また、Po3で示す太い点線は、無吐出時でかつ目詰まり寿命時を示し、Po4で示す太い実線は、全吐出でかつ目詰まり寿命時を示す。
2 to 4, the filter outlet pressure Po (vertical axis) is shown based on the engine speed Ne (horizontal axis). The filter outlet pressure Po affects the discharge amount Vp of the
なお、この図2〜図4では、第1の判定領域R1において、実際にはPo1とPo3、Po2とPo4とが、また、第3の判定領域R3において、実際にはPo1とPo2、Po3とPo4とが略重なるが、分かり易くするため、その差を大きく拡大して模式的に示してある。また、第2の判定領域R2におけるPo2とPo4についても同様である。 2 to 4, in the first determination region R1, actually Po1 and Po3, Po2 and Po4, and in the third determination region R3, actually Po1, Po2, and Po3. Although Po4 substantially overlaps, the difference is greatly enlarged and schematically shown for easy understanding. The same applies to Po2 and Po4 in the second determination region R2.
この目詰まり寿命判定方法では、図2及び図3に示すように、エンジン回転数Neにより、内燃機関の運転領域を目詰まり寿命判定用の第1〜第3の判定領域R1,R2,R3に分ける。エンジン回転数Neが予め設定した第1エンジン回転数Ne1以下の場合は、第1の判定領域R1とする。また、エンジン回転数Neが予め設定した第1エンジン回転数Ne1よりも大きく、予め設定した第2エンジン回転数Ne2以下の場合は、第2の判定領域R2とする。更に、エンジン回転数Neが第2エンジン回転数Ne2よりも大きい場合には、第3の判定領域R3とする。 In this clogging life determination method, as shown in FIGS. 2 and 3, the operating range of the internal combustion engine is changed to the first to third determination regions R1, R2, and R3 for clogging life determination based on the engine speed Ne. Divide. When the engine speed Ne is equal to or lower than the first engine speed Ne1 set in advance, the first determination region R1 is set. Further, when the engine speed Ne is larger than the preset first engine speed Ne1 and is equal to or less than the preset second engine speed Ne2, the second determination region R2 is set. Furthermore, when the engine speed Ne is larger than the second engine speed Ne2 , the third determination region R3 is set.
次に、目詰まり寿命判定を行おうとしている時の内燃機関の運転領域が、エンジン回転数Neにより、第1の判定領域R1にあると判定されたときには、燃料フィルタ14が目詰まりしても検出圧力Pfは変わらず、目詰まり寿命判定をすることができないので、目詰まり寿命の判定を行わずに、内燃機関の運転領域が第2の判定領域R2又は第3の判定領域R3に入るのを待つ。
Next, when it is determined that the operating region of the internal combustion engine when the clogging life determination is to be performed is in the first determination region R1 based on the engine speed Ne, the
また、内燃機関の運転領域が、エンジン回転数Neにより、第2の判定領域R2にあると判定されたときには、目詰まり寿命判定閾値Pc1をエンジン回転数Neと燃料昇圧ポンプ16の吐出量Vpに基づいて算出し、この目詰まり寿命判定閾値Pc1を総給油燃料(総燃料噴射量:積算燃料流量)Qsに従って補正して、目詰まり寿命の判定を行う。この目詰まり寿命の判定では、圧力センサ15で検出された検出圧力Pfが、目詰まり寿命判定閾値Pc1以下(Pf≦Pc1)の場合に目詰まり寿命であると判定し、その他(Pf>Pc1)の場合は目詰まり寿命ではないと判定する。
When it is determined that the operating region of the internal combustion engine is in the second determination region R2 based on the engine speed Ne, the clogging life determination threshold value Pc1 is set to the engine speed Ne and the discharge amount Vp of the
この判定を行う理由について説明する。この第2の判定領域2では、図2に示すように、フィルタ出口圧力Poは、燃料昇圧ポンプ16の吐出量Vp、エンジン回転数Neによって変化の仕方が異なる。燃料フィルタ14が目詰まり寿命の場合では、燃料昇圧ポンプ16が無吐出、即ち、燃料昇圧ポンプ16の吐出量Vpがゼロのときには(点線)、エンジン回転数Neが高回転であるほどフィルタ出口圧力Poが低下し、燃料昇圧ポンプ16が全吐出、即ち、燃料昇圧ポンプ16の吐出量Vpが全量であるときには(実線)、フィルタ出口圧力Poは低下しない。つまり、燃料昇圧ポンプ16の吐出量Vpによってフィルタ出口圧力Poの低下量が大きく変動する。
The reason for making this determination will be described. In the second determination region 2, as shown in FIG. 2, the manner in which the filter outlet pressure Po changes varies depending on the discharge amount Vp of the
従って、図3に示すように、フィルタ目詰まり寿命時のフィルタ出口圧力(図2の太線)Po3、Po4と燃料昇圧ポンプ16の吐出量Vpを考慮して、目詰まり寿命判定閾値Pc1を算出し、それ以下に検出圧力Pfが低下した場合、燃料フィルタ14は目詰まり寿命に達したと判定する。
Therefore, as shown in FIG. 3, the clogging life judgment threshold value Pc1 is calculated in consideration of the filter outlet pressures (thick lines in FIG. 2) Po3, Po4 and the discharge amount Vp of the
但し、この第2の判定領域R2では、燃料昇圧ポンプ16の吐出量Vpによりフィルタ出口圧力Poが大きく変化するため、燃料昇圧ポンプ16の吐出量Vpが大きく変動する運転時等では、燃料フィルタ14が新品の時(細線)であっても、燃料昇圧ポンプ16の吐出量Vpによってフィルタ出口圧力Poが低下するため、目詰まり寿命に達したと判定されてしまう可能性があるので、これを回避するため、図3に示すように、燃料フィルタ14を通過した燃料量(燃料噴射量)Qを積算した総給油燃料Qsに従って、目詰まり寿命判定閾値Pc1の値を大きくする補正を行う。
However, in the second determination region R2, the filter outlet pressure Po greatly varies depending on the discharge amount Vp of the
つまり、燃料フィルタ14に捕捉される物には、エンジン内で発生した異物も存在するが、大部分は給油燃料に含まれるものであるので、燃料フィルタ14を新品に交換した後に、供給される燃料量、言い換えれば、燃料フィルタ14がろ過する燃料の総量(積算燃料流量、総燃料噴射量)である総給油燃料Qsが増えるほど目詰まりが進行すると考えられる。従って、総給油燃料Qsが増加するほど目詰まり寿命に到達していると判定し易くなるように、総給油燃料Qsの増加につれて目詰まり寿命判定閾値Pc1の値が大きくなるように、目詰まり寿命判定閾値Pc1を補正する。
In other words, foreign matter generated in the engine is also present in the thing captured by the
次に、内燃機関の運転領域が、エンジン回転数Neにより、第3の判定領域R3にあると判定されたときには、目詰まり寿命判定閾値Pc1をエンジン回転数Neと燃料昇圧ポンプ16の吐出量Vpに基づいて算出して、目詰まり寿命の判定を行う。この目詰まり寿命の判定では、圧力センサ15で検出された検出圧力Pfが、目詰まり寿命判定閾値Pc1以下(Pf≦Pc1)の場合に目詰まり寿命であると判定し、その他(Pf>Pc1)の場合は、目詰まり寿命ではないと判定する。
Next, when it is determined that the operation region of the internal combustion engine is in the third determination region R3 based on the engine speed Ne, the clogging life determination threshold value Pc1 is set to the engine speed Ne and the discharge amount Vp of the
この第3の判定領域R3では、燃料フィルタ14が目詰まりするとフィルタ出口圧力Poが低下する。この第3の判定領域R3では、燃料昇圧ポンプ16の吐出量Vpによるフィルタ出口圧力Poの影響が少なく、燃料昇圧ポンプ16の吐出量Vpの変化によるフィルタ出口圧力Poの変化は小さい。そのため、燃料フィルタ14の目詰まり寿命時のフィルタ出口圧力(図3の細線)Po3、Po4に合わせ、目詰まり寿命判定閾値Pc1を設定し(太線)、これに基づいて算出する。
In the third determination region R3, when the
これらの目詰まり寿命判定で、燃料フィルタ14の状態が目詰まり寿命であると判定された場合には、図1に示すように、制御装置20からメータパネル21に警告用の信号を出力し、警告灯21aを点滅させる等して、使用者に対して、燃料フィルタ14が目詰まり寿命に到達しており、交換が必要であるとの警告を行う。
In these clogging life determinations, when it is determined that the state of the
そして、使用者等により燃料フィルタ14の交換が行われた場合には、第2の判定領域R2の目詰まり寿命判定閾値Pc1の補正で使用されている総給油燃料Qsをリセットする必要がある。そのため、交換後には、フィルタ出口圧力Poが新品時の圧力Po1〜Po2に復帰するので、燃料フィルタ14の交換後のフィルタ目詰まり寿命判定後に、検出圧力Pfのチェックを行う。
When the
この場合には、図4に示すような新品時の圧力Po1〜Po2に合わせて、エンジン回転数Neと燃料昇圧ポンプ16の吐出量Vpに対してフィルタ交換判定閾値Pc2を予め設定しておく。この設定データから、そのエンジン回転数Neと燃料昇圧ポンプ16の吐出量Vpに基づいてフィルタ交換判定閾値Pc2を算出して、検出圧力Pfがこの算出されたフィルタ交換判定閾値Pc2以上に上昇している(Pf≧Pc2)場合には、フィルタ交換されたと判定し、総給油燃料Qsをゼロにしてリセットする。その他(Pf<Pc2)の場合には、リセットしない。
In this case, the filter replacement determination threshold value Pc2 is set in advance for the engine speed Ne and the discharge amount Vp of the
このフィルタ交換判定閾値Pc2の設定は、エンジン回転数Neにより、2つの第1〜第2の判定領域R1a、R2aに分けて行う。 The filter replacement determination threshold value Pc2 is set in two first to second determination regions R1a and R2a according to the engine speed Ne.
これらの一連の判定のプロセスを図5にロジック回路で示す。S1では、目詰まり寿命判定の精度を向上させるため、燃料フィルタ14を通過した燃料流量である総給油燃料Qsを燃料噴射量Qの積算で算出する。
A series of determination processes is shown by a logic circuit in FIG. In S1, in order to improve the accuracy of the clogging life determination, the total refueling fuel Qs that is the fuel flow rate that has passed through the
S2では、エンジン回転数Neと燃料昇圧ポンプ16の吐出量Vpによって、フィルタ出口圧力Poが変化するため、エンジン回転数Ne等から、予め設定したデータマップ等を参照して、目詰まり寿命判定閾値Pc1を算出する。なお、このS2では、エンジンの運転領域が第2の判定領域R2にある場合には、エンジン回転数Neと燃料昇圧ポンプ16の吐出量Vpに基づいて算出した目詰まり寿命判定閾値Pc1の値を、S1で算出した総給油燃料Qsが増加するに従って徐々に上げていく補正を行う。
In S2, since the filter outlet pressure Po changes depending on the engine speed Ne and the discharge amount Vp of the
S3では、検出圧力Pfが目詰まり寿命判定閾値Pc1以下に下がった場合に(YES:Pf≦Pc1)、燃料フィルタ14が目詰まり寿命まで達したと判定し、S4及びS5に行く。S4では、この目詰まり寿命であるとの判定を受けて、メータパネル21に警告灯21aを点灯させる信号を出力する。使用者はこの警告を受けて燃料フィルタ14を交換する。また、S3で、検出圧力Pfが目詰まり寿命判定閾値Pc1より大きい場合には(NO:Pf>Pc1)、燃料フィルタ14が目詰まり寿命まで達していないと判定し、S1に行く。
In S3, when the detected pressure Pf falls below the clogging life determination threshold value Pc1 (YES: Pf ≦ Pc1), it is determined that the
S5では、フィルタ交換後は総給油燃料Qsをリセットする必要があるため、フィルタ交換判定閾値Pc2を算出する。この後、S6に行き、検出圧力Pfがフィルタ交換判定閾値Pc2以上に上がった場合に(YES:Pf≧Pc2)、フィルタが交換されたと判定し、S7で総給油燃料Qsのリセットを自動で行う。その後、S1に戻る。また、検出圧力Pfがフィルタ交換判定閾値Pc2よりも小さい場合には(NO:Pf<Pc2)、フィルタが交換されていないと判定し、そのままS1に戻る。なお、この場合には、S4の警告灯21aを点灯させる信号がフィルタ交換がなされるまで、繰り返し出力されることになる。
In S5, since it is necessary to reset the total fuel supply fuel Qs after the filter replacement, the filter replacement determination threshold value Pc2 is calculated. Thereafter, the process goes to S6, and when the detected pressure Pf rises above the filter replacement determination threshold value Pc2 (YES: Pf ≧ Pc2), it is determined that the filter has been replaced, and the total fuel supply Qs is automatically reset in S7. . Thereafter, the process returns to S1 . If the detected pressure Pf is smaller than the filter replacement determination threshold value Pc2 (NO: Pf <Pc2), it is determined that the filter has not been replaced, and the process directly returns to S1 . In this case, the signal for turning on the
なお、上記の説明では、エンジン回転数Neを使用して、エンジンの運転領域を区分したり、このエンジン回転数Neに基づいて、目詰まり寿命判定閾値Pc1とフィルタ交換判定閾値Pc2を算出したりしているが、フィルタ出口圧力に密接な関係を持つ燃料供給ポンプ(フィードポンプ)13の回転数を、このエンジン回転数Neの代わりに用いることもできる。 In the above description, the engine rotation speed Ne is used to classify the engine operating range, and the clogging life determination threshold value Pc1 and the filter replacement determination threshold value Pc2 are calculated based on the engine rotation speed Ne. However, the rotational speed of the fuel supply pump (feed pump) 13 that is closely related to the filter outlet pressure can be used instead of the engine rotational speed Ne.
上記の内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命判定方法及びこれを用いる内燃機関によれば、内燃機関の燃料配管11に設けた燃料フィルタ14の目詰まり寿命の判定において、エンジン回転数Neにより、目詰まり寿命判定閾値Pc1の算出方法を変化させているので、燃料フィルタ14の下流側に設けた1個の圧力センサ15の検出圧力Pfでも、燃料フィルタ14の目詰まり寿命を正確に判定することができる。従って、燃料フィルタ14の目詰まり状態を正確に判定して、警告灯21a等で使用者に告知することにより、燃料フィルタ14を寿命が来るまで使用できるようになる。
According to the method for determining the clogging life of the fuel filter of the internal combustion engine and the internal combustion engine using the same, in the determination of the clogging life of the
10 燃料ライン
11 燃料配管
12 燃料タンク
13 燃料供給ポンプ(フィードポンプ)
14 燃料フィルタ
15 圧力センサ
16 燃料昇圧ポンプ
17 コモンレール
18 燃料噴射ノズル(インジェクタ)
20 制御装置(ECU)
DESCRIPTION OF
14
20 control unit (ECU)
Claims (8)
エンジン回転数が予め設定した第1エンジン回転数以下の場合は、目詰まり寿命の判定を行わず、エンジン回転数が予め設定した前記第1エンジン回転数よりも大きい場合は、前記目詰まり寿命判定閾値をエンジン回転数と前記圧力センサの下流側の前記燃料配管に設けた燃料昇圧ポンプの吐出量に基づいて算出して、目詰まり寿命の判定を行うことを特徴とする内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命判定方法。 In the determination of the clogging life of the fuel filter provided in the fuel pipe for supplying fuel from the fuel tank to the fuel injection nozzle, the pressure detected by the pressure sensor arranged on the downstream side of the fuel filter is set to the clogging life set in advance. In a method for determining a clogging life of a fuel filter of an internal combustion engine, comprising a control device that determines that the fuel filter has reached a clogging life when the fuel filter is below a determination threshold,
When the engine speed is equal to or lower than the preset first engine speed, the clogging life is not determined. When the engine speed is greater than the preset first engine speed, the clogging life is determined. A fuel filter for an internal combustion engine characterized in that a threshold value is calculated based on an engine speed and a discharge amount of a fuel boost pump provided in the fuel pipe downstream of the pressure sensor, and a clogging life is determined. Clogging life judgment method.
前記制御装置が、エンジン回転数が予め設定した第1エンジン回転数以下の場合は、目詰まり寿命の判定を行わず、エンジン回転数が予め設定した前記第1エンジン回転数よりも大きい場合は、前記目詰まり寿命判定閾値をエンジン回転数と前記圧力センサの下流側の前記燃料配管に設けた燃料昇圧ポンプの吐出量に基づいて算出して、目詰まり寿命の判定を行うことを特徴とする内燃機関。 In the determination of the clogging life of the fuel filter provided in the fuel pipe for supplying fuel from the fuel tank to the fuel injection nozzle, the pressure detected by the pressure sensor arranged on the downstream side of the fuel filter is set to the clogging life set in advance. In an internal combustion engine provided with a control device for determining that the fuel filter has reached the clogging life when the determination threshold value or less is reached,
When the engine speed is equal to or lower than the first engine speed set in advance, the clogging life is not determined, and when the engine speed is higher than the first engine speed set in advance, An internal combustion engine characterized in that the clogging life determination threshold value is calculated based on an engine speed and a discharge amount of a fuel booster pump provided in the fuel pipe on the downstream side of the pressure sensor to determine a clogging life. organ.
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