JP6673054B2

JP6673054B2 - 燃料フィルタ目詰まり判定装置

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Publication number: JP6673054B2
Application number: JP2016128186A
Authority: JP
Inventors: 成迫　秀喜; 秀喜成迫
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-06-28
Filing date: 2016-06-28
Publication date: 2020-03-25
Anticipated expiration: 2036-06-28
Also published as: JP2018003636A

Description

本発明は、燃料フィルタに目詰まりが生じたか否かを判定する燃料フィルタ目詰まり判定装置に関する。

従来より、内燃機関の燃焼に用いる燃料をインジェクタへ高圧で供給する高圧ポンプと、燃料タンク内の燃料を高圧ポンプへ低圧で供給するフィードポンプと、を備えた燃料供給装置が知られている。この燃料供給装置では、燃料タンクから高圧ポンプに至るまでの燃料経路に、燃料を濾過する燃料フィルタを設けることが一般的である。なお、この種の燃料フィルタは、燃料中に含まれる異物を捕捉する機能、燃料中の水分を除去する機能を有している。

このような燃料フィルタにおいては、使用時間の経過とともに目詰まりが生じることは避けられず、一定以上の目詰まりが生じた燃料フィルタは寿命であり交換を要する。そこで、特許文献１では、予め設定された第１エンジン回転数よりもエンジン回転数が高い場合に、燃料フィルタよりも下流に設置された燃圧センサにより検出された燃料の圧力が目詰まり寿命閾値以下であるか否かの判定を行う。目詰まり寿命判定閾値は、エンジン回転数と高圧ポンプの吐出量とに基づいて算出される。このため、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個の燃圧センサで行うので、目詰まり寿命判定のためのシステムを単純化できるとともに、エンジン回転数を考慮して目詰まり寿命閾値が算出されるため、正確に目詰まり寿命を判定することができる。

特開２０１０−１０６６８２号公報

特許文献１に記載の技術では、エンジンによって直接に駆動されるフィードポンプ（以下、メカフィードポンプ）を用いている。よって、エンジン回転数が第１エンジン回転数よりも低い場合、燃料フィルタに目詰まりが生じても燃圧センサにより検出される燃料の圧力に変化が見られず、目詰まり寿命判定を実施することができない。つまり、特許文献１に記載の燃料フィルタの目詰まり寿命判定はエンジン回転数の制約があることになる。また、エンジンの運転状態はその時々によって変化し、運転状態の変化に伴いエンジンの回転数や高圧ポンプの吐出量もまた変化する。よって、エンジン回転数を考慮して目詰まり寿命判定を実施したとしても、その時々の寿命判定値を適切に算出することは困難であり、判定精度が低くなるおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、エンジン回転速度に依存しない安定して精度の高い燃料フィルタの目詰まり寿命判定を行うことが可能な燃料フィルタ目詰まり判定装置を提供することにある。

本発明は、燃料フィルタ目詰まり判定装置であって、内燃機関の燃焼に用いる燃料をインジェクタへ高圧で供給する高圧ポンプと、モータにより駆動され、燃料タンク内の燃料を前記高圧ポンプに供給する電動式供給ポンプと、前記燃料タンクから前記高圧ポンプに至るまでの燃料経路に配置されて燃料を濾過する燃料フィルタと、前記燃料フィルタの下流に配置されて燃料の圧力を検出圧力として検出する燃圧センサと、前記電動式供給ポンプから前記燃料フィルタに至るまでの前記燃料経路内を流れる燃料の圧力としての燃圧が所定圧力以上である場合に開弁して前記燃料タンクに燃料を戻すリリーフ弁と、が備えられた燃料供給装置に適用され、前記燃圧が前記所定圧力以上となるように、前記電動式供給ポンプを駆動させる駆動部と、前記駆動部により前記燃圧が前記所定圧力以上となるように、前記電動式供給ポンプを駆動させた状態で、前記燃圧センサにより検出された前記検出圧力に基づいて、前記燃料フィルタに目詰まりが生じたか否かの目詰まり判定を実施する判定部と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、リリーフ弁が備わっており、電動式供給ポンプから燃料フィルタに至るまでの燃料経路内を流れる燃料の圧力が所定圧力以上である場合に開弁して燃料タンクに燃料が戻される。つまり、リリーフ弁が開弁している状態では、電動式供給ポンプから燃料フィルタに至るまでの燃料経路内を流れる燃料の圧力を所定圧力に安定して保つことができる。ひいては、燃料フィルタ下流に配置された燃圧センサにより検出された検出圧力と所定圧力とを比較することで、所定圧力に安定して保たれた燃料が燃料フィルタ通過後に燃料の圧力がどれほど変化したかが分かり、燃料フィルタの目詰まりの度合いを高い精度で推定することができる。よって、本燃料フィルタ目詰まり判定装置では、駆動部により第一燃料圧力が所定圧力以上となるように、電動式供給ポンプを駆動させ、その状態で燃圧センサにより検出された検出圧力に基づいて、燃料フィルタに目詰まりが生じたか否かの目詰まり判定が判定部により実施される。これにより、内燃機関の回転速度に依存せず、必要なときに燃料フィルタの目詰まり判定を実施することが可能となる。

本実施形態に係るコモンレール式燃料噴射システムの概略構成図である。本実施形態において実施されるＰＩＤ制御の詳細を説明する図である。燃料フィルタの目詰まり判定時の電動フィードポンプの動作（ａ）と、燃料フィルタ通過後の燃料圧力の変化（ｂ）と、説明する図である。本実施形態に係るＥＣＵにより実施される制御フローチャートである。図４に記載のステップＳ１２０のサブルーチン処理である。図４の別例に係るＥＣＵにより実施される制御フローチャートである。燃料の圧力は燃料の温度変化に応じて変動することを示す図である。図５の別例に係るサブルーチン処理である。通過流量に対する燃料の圧力が燃料フィルタの目詰まり度合いに応じて変化することを示す図である。図５の別例に係るサブルーチン処理である。通過流量に対する燃料の圧力が燃料フィルタの目詰まり度合いに応じて変化することを示す図である。図５の別例に係るサブルーチン処理である。

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、車両ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射システムとして本発明を具体化しており、その詳細な構成を以下に説明する。

図１は、コモンレール式燃料噴射システムの概要を示す構成図である。図示されるように、燃料タンク２０内の燃料が電動フィードポンプ２１により汲み上げられ、燃料フィルタ２２を介して高圧ポンプ１３に供給される。

電動フィードポンプ２１から燃料フィルタ２２までの燃料供給経路（以降、第一燃料供給経路２３Ａと呼称）にはリリーフ弁２３が設けられたリリーフ経路１９が分岐している。リリーフ経路１９に設けられるリリーフ弁２３は、第一燃料供給経路２３Ａ内を流れる燃料の圧力（以降、第一燃圧と呼称）がリリーフ圧（所定圧力に相当）以上である場合に開いて、第一燃圧がリリーフ圧に保たれるように、第一燃料供給経路２３Ａ内を流れる燃料の一部を燃料タンク２０へ戻す。

燃料フィルタ２２から高圧ポンプ１３までの燃料供給経路（以降、第二燃料供給経路２３Ｂと呼称）には、燃料フィルタ２２を通過した後の燃料の圧力を検出圧力として検出する燃圧センサ３２が設けられている。また、第二燃料供給経路２３Ｂには、第二燃料供給経路２３Ｂを流れる燃料の温度を検出する温度センサ３３が設けられている。

第二燃料供給経路２３Ｂには、高圧ポンプ１３に供給される燃料の一部を、リターン経路１６を介して燃料タンク２０に戻す第一還流経路２４Ａが分岐している。第一還流経路２４Ａには、第一還流経路２４Ａを流れる燃料を絞るオリフィス５６が設けられている。

高圧ポンプ１３から吐出される燃料は、コモンレール（蓄圧容器に該当）１２に加圧供給（圧送）される。高圧ポンプ１３から圧送された燃料がコモンレール１２内に高圧状態で保持され、そのコモンレール１２内の高圧燃料がインジェクタ１１に供給される。そして、当該インジェクタ１１の開弁動作に伴いエンジン１０の各気筒に燃料が噴射供給される。

高圧ポンプ１３の構造及び動作について簡略的に説明する。

高圧ポンプ１３は、調量弁６０によって調量された燃料を加圧して外部へ吐出（圧送）するプランジャポンプである。

調量弁６０は、常閉式の電磁ソレノイド弁にて構成されており、電磁ソレノイドの通電によってニードルが移動する。そして、そのニードルの移動によって弁開度が調節され、高圧ポンプ１３に吸入される燃料の調量が行われる。

高圧ポンプ１３は、エンジン１０のクランク軸４０の駆動力に基づいて往復駆動されるプランジャ４１と、このプランジャ４１の往復動によって容積が変化する加圧室４２と、加圧室４２とコモンレール１２側とを連通及び遮断する吐出弁４３と、を備える。

プランジャ４１は、クランク軸４０が回転するとプランジャ４１が圧送上死点と圧送下死点との間を往復動する。ここで、プランジャ４１の下降により加圧室４２内の圧力が低下すると、吐出弁４３が閉弁するとともに、調量弁６０を介して燃料フィルタ２２を通過した燃料が加圧室４２内に吸入される。逆に、プランジャ４１の上昇により加圧室４２内の圧力が上昇し、加圧室４２内の圧力が所定圧力を超えて高くなると、吐出弁４３が開弁して加圧室４２内で加圧された高圧燃料がコモンレール１２に向けて吐出（圧送）される。

コモンレール１２には、コモンレール１２内の燃料圧力を調整する電磁駆動式の減圧弁１８が設けられている。減圧弁１８が開弁されることにより、コモンレール１２内から燃料が第二還流経路２４Ｂに排出され、リターン経路１６を介して燃料タンク２０に戻される。

燃料タンク２０内には、電動フィードポンプ２１が設けられているほか、リターン経路１６が接続されている。リターン経路１６は、第一還流経路２４Ａ及び第二還流経路２４Ｂに排出されたリーク燃料を還流するための流路である。

電動フィードポンプ２１は、図示しないＤＣモータを動力源とする電動式のフィードポンプである。電動フィードポンプ２１には電動ポンプドライバ２８が接続され、電動ポンプドライバ２８にはＥＣＵ３０が接続されている。電動ポンプドライバ２８は、ＥＣＵ３０の制御によりＤＣモータを駆動させ、必要に応じて高圧ポンプ１３へと燃料を供給する。

ＥＣＵ３０は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ３０には、燃圧センサ３２、温度センサ３３の検出値が入力され、ＲＡＭは各種センサの検出値を記憶する。ＲＯＭには、この他各種プログラムが記憶されており、ＣＰＵはＲＯＭに記憶されたプログラムを実施することにより、インジェクタ１１の燃料噴射制御、電動フィードポンプ２１の駆動制御、減圧弁１８の開閉制御を含む制御が実施される。本実施形態において、ＥＣＵ３０は、駆動部と、判定部と、積分項算出部と、に該当する。

ＥＣＵ３０が行う電動フィードポンプ２１の駆動制御を説明する。ＥＣＵ３０は、第二燃料供給経路２３Ｂ内の燃料の圧力が目標圧Ｐｃｔｇとなるように、電動フィードポンプ２１の駆動を制御する。詳細を以下に説明する。

第二燃料供給経路２３Ｂ内の燃料の圧力が目標圧Ｐｃｔｇとなるように、電動フィードポンプ２１のポンプ回転速度が調節される。電動フィードポンプ２１のポンプ回転速度の調節では、ＰＩＤ制御が行われ、電動フィードポンプ２１のポンプ回転速度の補正量Ｕが算出される。具体的な補正量Ｕの算出法を、図２を参照して説明する。

ＥＣＵ３０は、入力された運転情報に基づいて最適な燃料噴射時期及び噴射量を算出するとともに、算出した燃料噴射量（以降、要求噴射量と呼称）に基づいて、第二燃料供給経路２３Ｂ内の燃料の目標圧Ｐｃｔｇを算出する。

目標圧Ｐｃｔｇに対する燃圧センサ３２により検出される現在の検出圧力の圧力偏差ΔＰに基づいて、補正量の比例項Ｕｐ、積分項Ｕｉ、及び微分項Ｕｄが求められる。そして、これらの各項Ｕｐ，Ｕｉ，Ｕｄの和によって補正量Ｕが求められる（Ｕ＝Ｕｐ＋Ｕｉ＋Ｕｄ）。目標圧Ｐｃｔｇは、算出された補正量Ｕが加えられることで補正される。

高圧ポンプ１３へと流れる燃料の圧力を高く制御するためには、電動フィードポンプ２１が吐出することで高圧ポンプ１３へと流れる燃料の流量（以下、電動フィードポンプ２１の吐出量と呼称）を多くする必要がある。また、電動フィードポンプ２１の吐出量は、電動フィードポンプ２１のポンプ回転速度が高いほど多くなる。このような相関関係に基づいて、電動フィードポンプ２１の回転速度が、電動フィードポンプ２１の吐出量及び目標圧Ｐｃｔｇに応じて変動するマップを予め予め作成しておく。これにより、補正した目標圧Ｐｃｔｇと電動フィードポンプ２１の目標吐出量とから、マップを参照して駆動すべき電動フィードポンプ２１のポンプ回転速度を求めることができる。

算出される補正量Ｕが大きい場合、目標圧Ｐｃｔｇと燃圧センサ３２により検出される検出圧力とに大きな差異があることになり、この差異は燃料フィルタ２２の目詰まり度合いが大きいことで生じた可能性が高い。目標圧Ｐｃｔｇと燃圧センサ３２により検出される検出圧力とに定常的な差異がある場合、比例項Ｕｐ、積分項Ｕｉ、及び微分項Ｕｄの内、積分項Ｕｉが大きな値として算出される。したがって、本実施形態では、上記に記載のＰＩＤ制御実施中に算出される積分項Ｕｉが第一判定値以上である場合に、燃料フィルタ２２に目詰まりが生じている可能性が高いとして、燃料フィルタ２２の目詰まり判定を行う。

本実施形態に係る燃料フィルタ２２の目詰まり判定では、リリーフ弁２３を開弁させることで第一燃料供給経路２３Ａを流れる燃料の第一燃圧を一定に調整した上で、燃料フィルタ２２を通過した後の燃料圧力が第一燃圧と比較してどれほど低下したか、その比較判定が実施される。

具体的には、図３（ａ）に記載されるように、燃料フィルタ２２の目詰まり判定を行う際、ＥＣＵ３０は、目標圧Ｐｃｔｇをリリーフ圧以上となるように設定し、電動フィードポンプ２１のポンプ回転速度を上昇させる（時間ｔ１参照）。それに伴い、燃料フィルタ２２を通過する燃料量が多くなり、燃圧センサ３２により検出される検出圧力が高くなる。第一燃料供給経路２３Ａを流れる燃料の第一燃圧がリリーフ圧を越えて高くなると、リリーフ弁２３が開弁してリリーフ経路１９を介して燃料の一部が燃料タンク２０に戻される（時間ｔ２参照）。これにより、電動フィードポンプ２１の回転速度をいかに上昇させようと、リリーフ経路１９に流出する燃料量が多くなるのみで、第一燃料供給経路２３Ａ内の燃圧はリリーフ圧で一定となるため、燃圧センサ３２により検出される検出圧力もまた略一定となる。

このような状態においては、図３（ｂ）に記載されるように、燃料フィルタ２２が目詰まりしていない場合（新品時）と、燃料フィルタ２２が目詰まりしている場合とで、燃圧センサ３２により検出される検出圧力に差異が生じる。よって、燃料フィルタ２２が目詰まりしていない場合の検出圧力の下限値以下、且つ、燃料フィルタ２２が目詰まりしている場合の検出圧力の上限値以上に、予め第一閾値を設ける。そして、リリーフ弁２３の開弁後の検出圧力が第一閾値以下である場合に、燃料フィルタ２２が目詰まりしていると判定する。

本実施形態では、ＥＣＵ３０により後述する図４に記載の燃料フィルタ２２の目詰まり判定の実施判定制御を実施する。図４に示す燃料フィルタ２２の目詰まり判定の実施判定制御は、ＥＣＵ３０が電源オンしている期間中にＥＣＵ３０によって所定周期で繰り返し実施される。

まず、ステップＳ１００にて、第二燃料供給経路２３Ｂ内の燃料の圧力が目標圧Ｐｃｔｇとなるように、フィードバック（ＰＩＤ制御）を実施する。そして、ステップＳ１１０では、ステップＳ１００にて実施されたＰＩＤ制御中に算出された積分項Ｕｉが第一判定値以上であるか否かを判定する。積分項Ｕｉが第一判定値以下であると判定した場合には（Ｓ１１０：ＮＯ）、本制御を終了する。積分項Ｕｉが第一判定値以上であると判定した場合には（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１２０に進み、燃料フィルタ２２の目詰まり判定を実施し、本制御を終了する。

次に、ＥＣＵ３０により後述する図５に記載の燃料フィルタ２２の目詰まり判定制御を実施する。当該制御は、図５に記載のステップＳ１２０に相当するサブルーチン処理である。

まず、ステップＳ１２１にて、目標圧Ｐｃｔｇをリリーフ圧以上となるように設定する。ステップＳ１２２では、高く設定した目標圧Ｐｃｔｇに基づいて、電動フィードポンプ２１の回転速度を上昇させる。ステップＳ１２３では、燃圧センサ３２により検出される検出圧力を取得する。

ステップＳ１２４では、電動フィードポンプ２１の回転速度を上昇させてから所定時間が経過したか否かを判定する。このとき、所定時間は、第一燃料供給経路２３Ａ内の燃圧がリリーフ圧に到達したことを推定することができる時間に設定される。電動フィードポンプ２１の回転速度を上昇させてから所定時間が経過していないと判定した場合には（Ｓ１２４：ＮＯ）、ステップＳ１２２に戻る。電動フィードポンプ２１の回転速度を上昇させてから所定時間が経過したと判定した場合には（Ｓ１２４：ＹＥＳ）、ステップＳ１２５に進む。
ステップＳ１２５では、検出圧力が第一閾値以下であるか否かを判定する。検出圧力が第一閾値以下であると判定した場合には（Ｓ１２５：ＹＥＳ）、ステップＳ１２６に進み、燃料フィルタ２２の交換が必要であることを示すランプなどを点灯させ、ドライバに燃料フィルタ２２の交換を報知し、本制御を終了する。検出圧力が第一閾値以上である場合には（Ｓ１２５：ＮＯ）、ステップＳ１２７に進み、リリーフ圧以上となるように設定していた目標圧Ｐｃｔｇを通常の目標圧Ｐｃｔｇに戻し、本制御を終了する。

上記構成により、本実施形態は、以下の効果を奏する。

・燃料フィルタ２２の目詰まり判定を行う際、目標圧Ｐｃｔｇをリリーフ圧以上となるように設定することで、電動フィードポンプ２１の回転速度を上昇させる。これにより、リリーフ弁２３を開弁させ、第一燃料供給経路２３Ａを流れる燃料の圧力を一定とした状態で燃圧センサ３２により検出された検出圧力に基づいて、燃料フィルタ２２の目詰まり判定が実施される。これにより、エンジン１０の回転速度に依存せず、必要なときに燃料フィルタ２２の目詰まり判定を実施することが可能となる。

・ＰＩＤ制御の実施時に算出された積分項Ｕｉが第一判定値以上であることを条件として、燃料フィルタ２２の目詰まり判定が実施される。これにより、燃料フィルタ２２に目詰まりが生じている可能性が高い状況において燃料フィルタ２２の目詰まり判定を実施することができるので、燃料フィルタ２２の目詰まり判定の実施頻度を抑えることが可能となる。

・燃料フィルタ２２の上流側と下流側との間の差圧を検出するためのセンサを不要にでき、構成の簡素化を図ることができる。

上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。

・上記実施形態では、ＰＩＤ制御実施中に算出される積分項Ｕｉが第一判定値以上であることを条件として、燃料フィルタ２２の目詰まり判定を行っていた。このことについて、例えば、ＰＩＤ制御実施中に算出される補正量Ｕが第二判定値以上であることを条件として、燃料フィルタ２２の目詰まり判定を行ってもよい。

・上記実施形態では、ＰＩＤ制御の実施時に算出された積分項Ｕｉが第一判定値以上であることを条件として、燃料フィルタ２２の目詰まり判定が実施されていた。このことについて、燃料フィルタ２２の目詰まり判定を任意に実施可能な構成としてもよく、例えば、ディーラモードスイッチ（受信部に該当）を設け、スイッチをＯＮにした場合に、燃料フィルタ２２の目詰まり判定を実施してもよい。また、スイッチをＯＮにしたことを条件として、燃料フィルタ２２の目詰まり判定を実施してもよい。

具体的には、ＥＣＵ３０により後述する図６に記載の燃料フィルタ２２の目詰まり判定の実施判定制御を実施する。

まず、ステップＳ２００にて、ディーラモードスイッチがＯＮであるか否かを判定する。ディーラモードスイッチがＯＦＦであると判定した場合には（Ｓ２００：ＮＯ）、本制御を終了する。ディーラモードスイッチがＯＮであると判定した場合には（Ｓ２００：ＹＥＳ）、ステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０では、燃料フィルタ２２の目詰まり判定を実施し、本制御を終了する。なお、ステップＳ２１０の処理は、図４に記載されるステップＳ１２０と同じ処理である。

このような構成とすることで、例えばディーラ等の修理工場に車両が搬送された際に行われる検査工程などにおいて、任意に燃料フィルタ２２の目詰まり判定を実施することが可能となる。

・上記実施形態では、燃圧センサ３２により検出される検出圧力が第一閾値以下である場合に、燃料フィルタ２２に目詰まりが生じたと判定していた。このことについて、温度センサ３３により検出される第二燃料供給経路２３Ｂを流れる燃料の温度に基づいて第一閾値を補正した上で、燃料フィルタ２２の目詰まり判定を実施してもよい。

第一燃料供給経路２３Ａを流れる燃料の温度が所定温度以下となると、燃料の粘度増加度合いが顕著に大きくなり、それに伴って燃料フィルタ通過時の燃料の圧力損失が大きくなる。実際、図７に記載されるように、第一燃料供給経路２３Ａを流れる燃料の温度が所定温度以上である状態では、燃圧センサ３２により検出される検出圧力に大きな差異は見受けられなかった。一方で、第一燃料供給経路２３Ａを流れる燃料の温度が所定温度以下である状態では、燃圧センサ３２により検出される検出圧力に大きな差異が見受けられた。このため、温度センサ３３により検出される燃料の温度が所定温度以下である場合に、第一閾値は燃料の温度が低いほど低く設定する。

図８は、図５のフローチャートの一部を変容したものである。すなわち、ステップＳ１２４に該当するステップＳ３２４と、ステップＳ１２５に該当するステップＳ３２５との間に、ステップＳ３２４２と、ステップＳ３２４４と、ステップＳ３２４６とが挿入される。

ステップＳ３２４による判定処理にてＹＥＳ判定であった場合には、ステップＳ３２４２に進む。ステップＳ３２４２では、温度センサ３３により検出される第二燃料供給経路２３Ｂを流れる燃料の温度を取得する。そして、ステップＳ３２４４にて、取得した燃料の温度が所定温度以下であると判定した場合には（Ｓ３２４４：ＹＥＳ）、ステップＳ３２４６に進み、第一閾値を燃料の温度に応じて低く補正し、ステップＳ１２５に該当するステップＳ３２５に進む。一方で、燃料の温度が所定温度以上であると判定した場合には（Ｓ３２４４：ＮＯ）、ステップＳ３２５に進む。

それ以外のステップについて、図８の各ステップＳ３２１，３２２，３２３，３２６，及び３２７の処理は、それぞれ、図５の各ステップＳ１２１，１２２，１２３，１２６，及び１２７の処理と同一である。

上記制御を行なう事で、燃料の粘度増加による燃料フィルタ２２通過時の燃料の圧力損失の増大を考慮することができ、精度の高い燃料フィルタ２２の目詰まり判定を実施することが可能となる。

［１］本別例では、燃料フィルタ２２の目詰まり判定の別例を示す。第一燃料供給経路２３Ａ内の燃圧がリリーフ圧で一定の状態では、燃料フィルタ２２を通過する燃料の流量（以降、通過流量と呼称）が多いほど、燃料フィルタ２２通過時の燃料の圧力損失は大きくなる。更に、この圧力損失は、燃料フィルタ２２の目詰まりの度合いが大きいほどより大きくなる関係にある。この関係を利用して、燃料フィルタ２２の目詰まり判定を行う。

通過流量は、入力された運転情報に基づいて算出される要求噴射量に基づいて調量弁６０により調量される高圧ポンプ１３への燃料の吸入量と、燃圧センサ３２により検出される検出圧力に基づいて推定される第一還流経路２４Ａへと流れる燃料量との和から算出される。図９に記載されるように、リリーフ弁２３を開弁させ、第一燃料供給経路２３Ａを流れる燃料の圧力を一定とした状態で、算出された通過流量に対する燃圧センサ３２により検出される検出圧力が、所定期間データとして複数記憶される。記憶された複数のデータを直線フィッティングすることで近似直線が求められ、近似直線の傾きが算出される。

ただし、コモンレール１２内の燃料の圧力が目標とする圧力に達している場合、電動フィードポンプ２１の吐出量を増加させる必要がなくなるため、電動フィードポンプ２１のポンプ回転速度が一定に制御されることが想定される。このような状態では、電動フィードポンプ２１の吐出量もまた一定に保持されるため、所定期間において記憶される複数のデータにおける通過流量の最大値から最小値までの幅が狭くなり、本来求めたかった近似直線と異なる傾きの近似直線を算出するおそれがある。このように、所定期間において記憶される複数のデータにおける通過流量の最大値から最小値までの幅が狭い場合には、コモンレール１２に備わる減圧弁１８を開弁させる。これにより、コモンレール１２内の燃料の圧力変化を大きくすることとなり、コモンレール１２内の燃料圧力を目標圧Ｐｃｔｇに制御しようと、電動フィードポンプ２１のポンプ回転速度を上昇させることになる。つまり、燃料フィルタ２２を通過する燃料の通過流量が変動することになる。この状態で、所定期間においてデータが複数記憶される。記憶し直された複数のデータに基づいて近似直線が算出され、近似直線の傾きが算出される。

以上の方法で算出された近似直線の傾きの絶対値が第二閾値以上である場合には、燃料フィルタ２２に目詰まりが生じたと判定される。

図１０は、図５のフローチャートの一部を変容したものである。すなわち、ステップＳ１２５に代わってステップＳ４２５が挿入され、ステップＳ１２４に該当するステップＳ４２４と、ステップＳ４２５との間に、ステップＳ４２４１と、ステップＳ４２４２と、ステップＳ４２４３と、ステップＳ４２４４と、ステップＳ４２４５とが挿入される。

ステップＳ４２４による判定処理にてＹＥＳ判定であった場合には、ステップＳ４２４１に進む。ステップＳ４２４１では、通過流量に対する燃圧センサ３２により検出される検出圧力を、所定期間データとして複数記憶する。ステップＳ４２４２では、ステップＳ４２４１でサンプリングした複数のデータにおける通過流量の最大値から最小値までの幅が所定幅よりも狭いか否かを判定する。通過流量の最大値から最小値までの幅が所定幅よりも広いと判定した場合には（Ｓ４２４２：ＮＯ）、後述のステップＳ４２４３に進む。通過流量の最大値から最小値までの幅が所定幅よりも狭いと判定した場合には（Ｓ４２４２：ＹＥＳ）、ステップＳ４２４４に進む。

ステップＳ４２４４では、コモンレール１２に備わる減圧弁１８を開弁させ、ステップＳ４２４５に進む。ステップＳ４２４５では、再度、通過流量に対する燃圧センサ３２により検出される検出圧力を、所定期間データとして複数記憶する。そして、ステップＳ４２４３に進む。

ステップＳ４２４３では、サンプリングした複数のデータから、近似直線を求め、その近似直線の傾きを算出する。ステップＳ４２５では、算出した傾きの絶対値が第二閾値以上であるか否かを判定する。算出した傾きの絶対値が第二閾値以上であると判定した場合には（Ｓ４２５：ＹＥＳ）、ステップＳ１２６に該当するステップＳ４２６に進む。算出した傾きの絶対値が第二閾値以下であると判定した場合には（Ｓ４２５：ＮＯ）、ステップＳ１２７に該当するステップＳ４２７に進む。

それ以外のステップについて、図１０の各ステップＳ４２１，４２２，及び４２３の処理は、それぞれ、図５の各ステップＳ１２１，１２２，及び１２３の処理と同一である。

上記制御によっても、精度の高い燃料フィルタ２２の目詰まり判定を実施することが可能となる。

［１］に係る別例では、所定期間において記憶される複数のデータにおける通過流量の最大値から最小値までの幅が所定幅よりも狭い場合に、減圧弁１８を開弁させていた。このことについて、所定期間において記憶される複数のデータにおける通過流量の最大値から最小値までの幅が所定幅よりも狭くても、減圧弁１８を開弁しない構成としてもよい。より具体的には、図１０のフローチャートにて、ステップＳ４２４２、ステップＳ４２４４、及びステップＳ４２４５を削除し、ステップＳ４２４１の処理後は、ステップＳ４２４３に進む構成としてもよい。

［１］に係る別例では、燃圧センサ３２による検出圧力の通過流量に対する傾きを算出し、算出された傾きの絶対値が第二閾値以上である場合に、燃料フィルタ２２に目詰まりが生じたと判定した。このことについて、図１１に記載されるように、第三閾値を設け、算出された通過流量に対する燃圧センサ３２により検出される検出圧力が第三閾値以下である場合に、燃料フィルタ２２に目詰まりが生じたと判定してもよい。このとき、前述したように、燃料フィルタ２２を通過する燃料の流量が多いほど、燃料フィルタ２２通過時の燃料の圧力損失は大きくなることから、第三閾値は通過流量が大きいほど小さく補正される。

図１２は、図５のフローチャートの一部を変容したものである。すなわち、ステップＳ１２５に代わってステップＳ５２５が挿入され、ステップＳ１２４に該当するステップＳ５２４と、ステップＳ５２５との間に、ステップＳ５２４２と、ステップＳ５２４４とが挿入される。

ステップＳ５２４による判定処理にてＹＥＳ判定であった場合には、ステップＳ５２４２に進む。ステップＳ５２４２では、燃料フィルタ２２を通過する通過流量を算出する。ステップＳ５２４４では、算出した通過流量に基づいて第三閾値を補正する。そして、ステップＳ５２５にて、通過流量に対する検出圧力が補正した第三閾値以下であるか否かを判定する。通過流量に対する検出圧力が補正した第三閾値以下であると判定した場合には（Ｓ５２５：ＹＥＳ）、ステップＳ１２６に該当するステップＳ５２６に進む。通過流量に対する検出圧力が補正した第三閾値以上であると判定した場合には（Ｓ５２５：ＮＯ）、ステップＳ１２７に該当するステップＳ５２７に進む。

それ以外のステップについて、図１２の各ステップＳ５２１，５２２，及び５２３の処理は、それぞれ、図５の各ステップＳ１２１，１２２，及び５２３の処理と同一である。

上記制御によれば、燃圧センサ３２による検出圧力の通過流量に対する傾きを算出することなく、精度の高い目詰まり判定を実施することが可能となる。

・上記実施形態、［１］、及び［１］に適用される別例に記載の燃料フィルタ２２の目詰まり判定はそれぞれ独立して実施する必要はなく、任意に組み合わせて実行してもよい。この場合、燃料フィルタ２２の目詰まり判定の精度を高めることが可能となる。

１０…エンジン、１１…インジェクタ、１３…高圧ポンプ、２０…燃料タンク、２１…電動フィードポンプ、２２…燃料フィルタ、２３…リリーフ弁、３０…ＥＣＵ、３２…燃圧センサ。

Claims

内燃機関（１０）の燃焼に用いる燃料をインジェクタ（１１）へ高圧で供給する高圧ポンプ（１３）と、
モータにより駆動され、燃料タンク（２０）内の燃料を前記高圧ポンプに供給する電動式供給ポンプ（２１）と、
前記電動式供給ポンプから前記高圧ポンプに至るまでの燃料経路に配置されて燃料を濾過する燃料フィルタ（２２）と、
前記燃料フィルタの下流に配置されて燃料の圧力を検出圧力として検出する燃圧センサと（３２）、
前記電動式供給ポンプから前記燃料フィルタに至るまでの前記燃料経路内を流れる燃料の圧力としての燃圧が所定圧力以上である場合に開弁して前記燃料タンクに燃料を戻すリリーフ弁（２３）と、
前記内燃機関の運転状態に関する情報である運転情報に基づいて、前記燃料の目標圧を算出する算出部（３０）と、
が備えられた燃料供給装置に適用され、
前記目標圧が前記所定圧力以上に設定されると、前記燃圧が前記所定圧力以上となるように、前記電動式供給ポンプを駆動させる駆動部（３０）と、
前記目標圧を前記所定圧力以上に設定し、且つ、前記駆動部により前記燃圧が前記所定圧力以上となるように、前記電動式供給ポンプを駆動させたことを条件に、前記燃圧センサにより検出された前記検出圧力に基づいて、前記燃料フィルタに目詰まりが生じたか否かの目詰まり判定を実施する判定部（３０）と、
を備えることを特徴とする燃料フィルタ目詰まり判定装置。
前記燃圧センサにより検出される前記検出圧力と前記高圧ポンプに供給される燃料の目標燃圧との偏差に基づき、フィードバック制御を行なう際の前記偏差の積分項を算出する積分項算出部（３０）を備え、
前記判定部は、前記積分項算出部により算出される前記偏差の積分項が所定値以上であることを条件として、前記目詰まり判定を実施することを特徴とする請求項１に記載の燃料フィルタ目詰まり判定装置。
内燃機関（１０）の燃焼に用いる燃料をインジェクタ（１１）へ高圧で供給する高圧ポンプ（１３）と、
モータにより駆動され、燃料タンク（２０）内の燃料を前記高圧ポンプに供給する電動式供給ポンプ（２１）と、
前記電動式供給ポンプから前記高圧ポンプに至るまでの燃料経路に配置されて燃料を濾過する燃料フィルタ（２２）と、
前記燃料フィルタの下流に配置されて燃料の圧力を検出圧力として検出する燃圧センサと（３２）、
前記電動式供給ポンプから前記燃料フィルタに至るまでの前記燃料経路内を流れる燃料の圧力としての燃圧が所定圧力以上である場合に開弁して前記燃料タンクに燃料を戻すリリーフ弁（２３）と、
が備えられた燃料供給装置に適用され、
前記燃圧が前記所定圧力以上となるように、前記電動式供給ポンプを駆動させる駆動部（３０）と、
前記駆動部により前記燃圧が前記所定圧力以上となるように、前記電動式供給ポンプを駆動させた状態で、前記燃圧センサにより検出された前記検出圧力に基づいて、前記燃料フィルタに目詰まりが生じたか否かの目詰まり判定を実施する判定部（３０）と、
を備え、
前記燃圧センサにより検出される前記検出圧力と前記高圧ポンプに供給される燃料の目標燃圧との偏差に基づき、フィードバック制御を行なう際の前記偏差の積分項を算出する積分項算出部（３０）を備え、
前記判定部は、前記積分項算出部により算出される前記偏差の積分項が所定値以上であることを条件として、前記目詰まり判定を実施することを特徴とする燃料フィルタ目詰まり判定装置。
前記電動式供給ポンプから前記高圧ポンプまでの前記燃料経路に配置されて、燃料の温度を検出する温度センサ（３３）を備え、
前記判定部は、前記燃圧センサにより検出される前記検出圧力が第一閾値以下である場合に、前記燃料フィルタに目詰まりが生じたと判定し、
前記第一閾値は、前記温度センサにより検出される前記燃料の温度が所定温度以下である場合に、前記燃料の温度が低いほど低く設定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の燃料フィルタ目詰まり判定装置。
前記燃料フィルタを通過する燃料の流量を通過流量として算出する流量算出部（３０）と、
前記流量算出部により算出される前記通過流量に対する前記燃圧センサにより検出される前記検出圧力をデータとして複数記憶し、記憶した複数の前記データに基づいて、前記検出圧力の前記通過流量に対する傾きを算出する傾き算出部（３０）と、を備え、
前記判定部は、前記傾き算出部により算出された前記傾きの絶対値が第二閾値以上である場合に、前記燃料フィルタに目詰まりが生じたと判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の燃料フィルタ目詰まり判定装置。
内燃機関（１０）の燃焼に用いる燃料をインジェクタ（１１）へ高圧で供給する高圧ポンプ（１３）と、
モータにより駆動され、燃料タンク（２０）内の燃料を前記高圧ポンプに供給する電動式供給ポンプ（２１）と、
前記電動式供給ポンプから前記高圧ポンプに至るまでの燃料経路に配置されて燃料を濾過する燃料フィルタ（２２）と、
前記燃料フィルタの下流に配置されて燃料の圧力を検出圧力として検出する燃圧センサと（３２）、
前記電動式供給ポンプから前記燃料フィルタに至るまでの前記燃料経路内を流れる燃料の圧力としての燃圧が所定圧力以上である場合に開弁して前記燃料タンクに燃料を戻すリリーフ弁（２３）と、
が備えられた燃料供給装置に適用され、
前記燃圧が前記所定圧力以上となるように、前記電動式供給ポンプを駆動させる駆動部（３０）と、
前記駆動部により前記燃圧が前記所定圧力以上となるように、前記電動式供給ポンプを駆動させた状態で、前記燃圧センサにより検出された前記検出圧力に基づいて、前記燃料フィルタに目詰まりが生じたか否かの目詰まり判定を実施する判定部（３０）と、
前記燃料フィルタを通過する燃料の流量を通過流量として算出する流量算出部（３０）と、
前記流量算出部により算出される前記通過流量に対する前記燃圧センサにより検出される前記検出圧力をデータとして複数記憶し、記憶した複数の前記データに基づいて、前記検出圧力の前記通過流量に対する傾きを算出する傾き算出部（３０）と、を備え、
前記判定部は、前記傾き算出部により算出された前記傾きの絶対値が第二閾値以上である場合に、前記燃料フィルタに目詰まりが生じたと判定することを特徴とする燃料フィルタ目詰まり判定装置。
前記燃料供給装置は、
前記高圧ポンプにより高圧化された燃料が導入される蓄圧部（１２）と、
前記蓄圧部内の高圧燃料を前記燃料タンク内に排出して前記蓄圧部内を減圧する減圧弁（１８）と、
を備え、
前記傾き算出部は、所定期間において記憶した複数の前記データにおける前記通過流量の最大値から最小値までの幅が所定幅よりも狭い場合に、前記減圧弁を開弁した上で、前記データを複数記憶し直し、記憶し直した複数の前記データに基づいて、前記検出圧力の前記通過流量に対する前記傾きを算出することを特徴とする請求項５又は６に記載の燃料フィルタ目詰まり判定装置。
前記燃料フィルタを通過する燃料の流量を通過流量として算出する流量算出部（３０）を備え、
前記判定部は、前記流量算出部により算出される前記通過流量に対する前記燃圧センサにより検出される前記検出圧力が第三閾値以下である場合に、前記燃料フィルタに目詰まりが生じたと判定し、
前記第三閾値は、前記流量算出部により算出される前記通過流量が大きいほど低く設定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の燃料フィルタ目詰まり判定装置。
外部からの開始信号を受信する受信部を備え、
前記判定部は、前記受信部により前記外部からの前記開始信号が受信されたことを条件として、前記目詰まり判定を実施することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の燃料フィルタ目詰まり判定装置。