特開 2023-96073 ポンプユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023096073

(43)【公開日】2023-07-06

(54)【発明の名称】ポンプユニット

(51)【国際特許分類】

   F02M 37/08 20060101AFI20230629BHJP

   F04B 49/06 20060101ALI20230629BHJP

【ＦＩ】

F02M37/08 D

F04B49/06 321Z

F02M37/08 A

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023081471

(22)【出願日】2023-05-17

(62)【分割の表示】P 2021548386の分割

【原出願日】2020-07-27

(31)【優先権主張番号】P 2019172989

(32)【優先日】2019-09-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000116574

【氏名又は名称】愛三工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】谷藤 之彦

(57)【要約】

【課題】ディーゼル燃料の凍結によって発生するポンプの吐出側に配置されているフィルタの詰まりを低減する技術を提供する。
【解決手段】
ポンプユニットは、ディーゼル燃料を昇圧して、フィルタが配置されている燃料経路に前記ディーゼル燃料を吐出するポンプと、前記ポンプの駆動を制御する制御部と、を備えていてもよい。前記制御部は、前記ディーゼル燃料の凍結による前記フィルタの詰まりの程度を表す指標を用いて前記ポンプの前記駆動を制御する凍結回避制御を実行してもよい。前記制御部は、前記凍結回避制御において、前記指標によって表わされる前記フィルタの前記詰まりの前記程度が高いほど、前記ポンプの負荷を高くしてもよい。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ディーゼル燃料を昇圧して、フィルタが配置されている燃料経路に前記ディーゼル燃料を吐出するポンプと、
前記ポンプの駆動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ディーゼル燃料の凍結による前記フィルタの詰まりの程度を表す指標を用いて前記ポンプの前記駆動を制御する凍結回避制御を実行し、
前記制御部は、前記凍結回避制御において、前記指標によって表わされる前記フィルタの前記詰まりの前記程度が高いほど、前記ポンプの負荷を高くする、ポンプユニット。

【請求項2】

請求項１に記載のポンプユニットであって、
前記ポンプと前記フィルタとの間の前記燃料経路の圧力を取得する圧力取得部を、さらに備え、
前記指標は、取得済みの前記燃料経路の前記圧力を含み、
前記制御部は、前記燃料経路の前記圧力が高いほど、前記ポンプの負荷を高くする、前記ポンプユニット。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のポンプユニットであって、
前記制御部は、前記凍結回避制御を実行してから第１所定期間が経過する前に、前記ポンプによって前記ディーゼル燃料を吐出すべき場合に、前記凍結回避制御を実行してから第１所定期間が経過した後に、前記ポンプによって前記ディーゼル燃料を吐出すべき場合と比較して、前記ポンプの負荷を高くする、前記ポンプユニット。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載のポンプユニットであって、
前記ディーゼル燃料の燃料温度を取得する温度取得部を、さらに備え、
前記制御部は、取得済みの前記燃料温度が第１閾値よりも低い場合に、前記凍結回避制御を実行する、前記ポンプユニット。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載のポンプユニットであって、
前記ディーゼル燃料の燃料温度を取得する温度取得部を、さらに備え、
前記指標は、取得済みの前記燃料温度を含み、
前記制御部は、前記燃料温度が低いほど、前記ポンプの負荷を高くする、前記ポンプユニット。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載のポンプユニットであって、
前記ディーゼル燃料の燃料温度を取得する温度取得部を、さらに備え、
前記制御部は、前記ポンプが駆動している間に、外部から前記ポンプを停止すべき停止要求が取得される場合において、取得済みの前記燃料温度が第２閾値よりも低い場合に、所定期間だけ前記ポンプの負荷を高くして駆動させた後に、前記ポンプを停止する、前記ポンプユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、ポンプとポンプを制御する制御部とを備えるポンプユニットに関する技術を開示する。

【背景技術】

【0002】

日本国特開２００２－７１２２８号公報に、車両用の空調装置に用いられる冷凍サイクルが開示されている。冷凍サイクルは、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機を制御するコントロールユニットと、を備える。コントロールユニットは、圧縮機を駆動させる際に、圧縮機の吐出側の経路の圧力が高い場合に、圧縮機からの吐出量を増大させる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

ポンプを利用して流体を圧縮して流体経路に吐出する構成において、流体経路に詰まりが発生する場合がある。ディーゼル燃料を内燃機関に送出するデバイスでは、例えば環境温度が凝固点温度（例えば－１０℃～－５℃）等で、ディーゼル燃料が凍結する場合がある。この場合、ディーゼル燃料の粘度が上昇する。この結果、ディーゼル燃料がポンプの吐出側に配置されているフィルタを通過できずに、フィルタに詰まりが発生する。

【0004】

本明細書は、ディーゼル燃料の凍結によって発生するポンプの吐出側に配置されているフィルタの詰まりを低減する技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書で開示する技術は、ディーゼル燃料に用いられるポンプユニットである。ポンプユニットは、ディーゼル燃料を昇圧して、フィルタが配置されている燃料経路に前記ディーゼル燃料を吐出するポンプと、前記ポンプの駆動を制御する制御部と、を備えていてもよい。前記制御部は、前記ディーゼル燃料の凍結による前記フィルタの詰まりの程度を表す指標を用いて前記ポンプの前記駆動を制御する凍結回避制御を実行してもよい。前記制御部は、前記凍結回避制御において、前記指標によって表わされる前記フィルタの前記詰まりの前記程度が高いほど、前記ポンプの負荷を高くしてもよい。

【0006】

この構成によれば、燃料経路に配置されているフィルタの詰まりの程度が高いと想定される場合に、ポンプの負荷を高くすることによって、フィルタに付着したディーゼル燃料を取り除くことができる。これにより、フィルタの詰まりを低減することができる。

【0007】

ポンプユニットは、前記ポンプと前記フィルタとの間の前記燃料経路の圧力を取得する圧力取得部を、さらに備えていてもよい。前記指標は、取得済みの前記燃料経路の前記圧力を含んでいてもよい。前記制御部は、前記燃料経路の前記圧力が高いほど、前記ポンプの負荷を高くしてもよい。

【0008】

フィルタの詰まりが高いほど、ポンプとフィルタとの間の燃料経路の圧力は高くなる。上記の構成によれば、フィルタの詰まりの程度を表す指標としてポンプとフィルタとの間の燃料経路の圧力を用いることによって、ポンプの負荷を適切に制御することができる。

【0009】

前記制御部は、前記凍結回避制御を実行してから第１所定期間が経過する前に、前記ポンプによって前記ディーゼル燃料を吐出すべき場合に、前記凍結回避制御を実行してから第１所定期間が経過した後に、前記ポンプによって前記ディーゼル燃料を吐出すべき場合と比較して、前記ポンプの負荷を高くしてもよい。

【0010】

凍結回避制御が実行される状況とは、フィルタの詰まりが発生していると想定される状況である。この状況では、凍結回避制御が実行されたとしても、フィルタに付着したディーゼル燃料を完全に除去することができているとは限らない。特に、凍結回避制御からあまり時間が経過していないと、例えば、内燃機関の駆動によって発生する熱によっても、ディーゼル燃料の凍結が解除されていない可能性がある。上記の構成では、このような状況において、ポンプの負荷を通常の負荷よりも高くすることによって、フィルタに残留するディーゼル燃料を除去し得る。

【0011】

ポンプユニットは、前記ディーゼル燃料の燃料温度を取得する温度取得部を、さらに備えていてもよい。前記制御部は、取得済みの前記燃料温度が第１閾値よりも低い場合に、前記凍結回避制御を実行してもよい。

【0012】

この構成によれば、燃料温度がディーゼル燃料の凍結が想定しづらい温度である場合に、凍結回避制御を実行せずに済む。

【0013】

ポンプユニットは、前記ディーゼル燃料の燃料温度を取得する温度取得部を、さらに備えていてもよい。前記指標は、取得済みの前記燃料温度を含んでいてもよい。前記制御部は、前記燃料温度が低いほど、前記ポンプの負荷を高くしてもよい。

【0014】

燃料温度が低いほど、ディーゼル燃料が凍結し、フィルタの詰まりの程度が高い可能性がある。上記の構成によれば、フィルタの詰まりの程度を表す指標としてポンプとフィルタとの間の燃料温度を用いることによって、ポンプの負荷を適切に制御することができる。

【0015】

ポンプユニットは、前記ディーゼル燃料の燃料温度を取得する温度取得部を、さらに備えていてもよい。前記制御部は、前記ポンプが駆動している間に、外部から前記ポンプを停止すべき停止要求が取得される場合において、取得済みの前記燃料温度が第２閾値よりも低い場合に、所定期間だけ前記ポンプの負荷を高くして駆動させた後に、前記ポンプを停止してもよい。

【0016】

内燃機関の停止等によって、ポンプの停止要求が、例えばエンジンコントロールユニット等の外部から取得される状況において、燃料温度が低い場合には、ポンプ停止後に、燃料が凍結する可能性がある。上記の構成によれば、燃料温度が低い場合、ポンプを停止させる前に、ポンプの負荷を上昇させることによって、凍結しているディーゼル燃料がフィルタに付着している場合に、ディーゼル燃料をフィルタから除去することができる。これにより、ポンプ停止後にフィルタの詰まりを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】ポンプユニットの構成を表す図を示す。

【図2】第１実施例の凍結回避処理のフローチャートを示す。

【図3】電圧と基本デューティ比との関係を表すテーブルを示す。

【図4】燃料温度と圧力とデューティ比補正値との関係を表すテーブルを示す。

【図5】第１実施例のポンプ駆動処理のフローチャートを示す。

【図6】ポンプ停止処理のフローチャートを示す。

【図7】第２実施例の凍結回避処理のフローチャートを示す。

【図8】第２実施例のポンプ駆動処理のフローチャートを示す。

【図9】第３実施例の凍結回避処理のフローチャートを示す。

【図10】第３実施例の電圧と圧力と駆動デューティ比との関係を表すテーブルを示す。

【発明を実施するための形態】

【0018】

（ポンプユニットの構成）
図１を参照して、ポンプユニット１００を説明する。ポンプユニット１００は、ディーゼルエンジンが搭載されている車両に設置される。ポンプユニット１００は、燃料タンク３００内のディーゼル燃料を、図示省略したディーゼルエンジンに供給する。ポンプユニット１００は、ポンプ２０と、制御部１０と、インバータ５０と、電圧センサ４０と、ロータ位置検出センサ３０と、圧力センサ２６と、温度センサ４４と、を備える。

【0019】

ポンプ２０は、燃料タンク３００内に配置される。ポンプ２０は、燃料タンク３００内のディーゼル燃料を昇圧して、フィルタ２４が配置されている燃料経路２２に吐出する。フィルタ２４は、ディーゼル燃料に含まれている異物を除去する。燃料経路２２に吐出されたディーゼル燃料は、図示省略したエンジンに供給される。なお、燃料経路２２には、燃料経路２２の圧力が高くなり過ぎないように、燃料タンク３００と連通するリリーフ弁（図示省略）が配置されている。

【0020】

ポンプ２０には、モータが収容されている。モータは、三相交流モータであり、ブラシレスモータである。ポンプ２０には、車両に搭載されているバッテリ１２から、インバータ５０を介して電力が供給される。

【0021】

インバータ５０は、ポンプ２０のモータに接続され、モータに対して駆動電流を供給する。インバータ５０は、直流電力を三相交流電力に変換する。インバータ５０は、バッテリ１２に対して互いに並列に接続されている３個のスイッチング素子対（Ｕ相スイッチング素子対６，Ｖ相スイッチング素子対４，Ｗ相スイッチング素子対２）を含んでいる。各スイッチング素子対２，４，６は、バッテリ１２の高圧側に接続されている上アーム素子（トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨ）と、上アーム素子と直列に接続されており、バッテリ１２の低圧側に接続されている下アーム素子（トランジスタＵＬ，ＶＬ，ＷＬ）を備えている。スイッチング素子対２，４，６のそれぞれは、配線１４，１６，１８のそれぞれを介してポンプ２０のモータに接続されている。

【0022】

インバータ５０は、制御部１０に接続されている。制御部１０は、インバータ５０をＰＷＭ（Pulse Width Modulationの略）制御によって制御することによって、ポンプ２０を制御する。制御部１０は、ＣＰＵ、メモリ及びプリドライバを含む。制御部１０は、トランジスタ（ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬ）のオンオフを切り替えることによって、バッテリ１２から直流電力を交流電力に変換して、ポンプ２０のモータに供給する。制御部１０は、エンジンコントロールユニット２００（以下「ＥＣＵ２００」と呼ぶ）に接続されている。制御部１０は、ＥＣＵ２００から受信される制御信号に基づいて、ポンプ２０を制御する。制御部１０には、ポンプ２０を制御するためのコンピュータプログラム、及び、当該プログラムを実行するための様々な情報が、予め格納されている。制御部１０に格納されるコンピュータプログラムは、後述する各処理を実行するためのコンピュータプログラムを含む。

【0023】

制御部１０は、電圧センサ４０、ロータ位置検出センサ３０、圧力センサ２６、及び温度センサ４４に接続されている。電圧センサ４０は、バッテリ１２の電圧を検出する。ロータ位置検出センサ３０は、ポンプ２０のモータに配置されるロータの位置を検出する。ロータ位置検出センサ３０は、配線１４、１６、１８に接続され、ロータの回転によってロータとステータとの位置変化に起因して発生する誘起電圧を検出することによって、ロータの位置を検出する。圧力センサ２６は、ポンプ２０とフィルタ２４との間の燃料経路２２の圧力を検出する。温度センサ４４は、燃料タンク３００に貯留されるディーゼル燃料の温度を検出する。なお、変形例では、温度センサ４４は、燃料タンク３００とフィルタ２４との間の燃料経路２２に配置されていてもよい。この場合、燃料センサ４４は、燃料タンク３００とフィルタ２４との間の燃料経路２２内の燃料の温度を検出してもよい。制御部１０は、各センサ２６、３０、４０、４４の検出結果を取得する。

【0024】

（凍結回避処理）
次いで、図２を参照して、制御部１０が実行する凍結回避処理について説明する。例えば、寒冷地等では、ディーゼル燃料が凍結する場合がある。ディーゼル燃料が凍結すると、ディーゼル燃料の粘性が上昇する。この結果、フィルタ２４に付着したディーゼル燃料によってフィルタ２４に詰まりが発生する。凍結回避処理では、ポンプ２０によってディーゼル燃料をエンジンに供給すべき状況において、フィルタ２４に詰まりが発生している蓋然性が高い場合に、ポンプユニット１００が、フィルタ２４の詰まりを低減するための凍結回避制御を実行する。

【0025】

凍結回避処理は、ポンプ２０がディーゼル燃料をエンジンに供給する前のタイミングで実行される。即ち、凍結回避処理が開始される時点では、ポンプ２０は停止している。ＥＣＵ２００は、エンジンを始動すべき状況が予測される場合に、制御部１０に凍結回避処理を実行させるための信号を送信する。ＥＣＵ２００は、例えば、乗車者によってドアが開かれたことが検知される場合、車両のキーがイグニションスイッチに挿入されたことが検知される場合、車両のセンサが車両のキーを検知する場合等に、エンジンを始動すべき状況が予測される場合であると判断する。

【0026】

制御部１０は、ＥＣＵ２００から信号を受信すると、Ｓ１２において、圧力センサ２６から、ポンプ２０とフィルタ２４との間の燃料経路２２の圧力を取得する。次いで、Ｓ１４において、制御部１０は、電圧センサ４０から、バッテリ１２の電圧を取得する。次いで、Ｓ１６において、制御部１０は、温度センサ４４から、燃料タンク３００内のディーゼル燃料の温度を取得する。Ｓ１８では、制御部１０は、基本デューティ比を特定する。具体的には、図３に示すように、制御部１０には、バッテリ１２の電圧と、基本デューティ比と、の関係を表すテーブル４００が予め格納されている。基本デューティ比は、ＰＷＭ制御におけるポンプ２０に供給される電力を決定するためのデューティ比である。テーブル４００は、車両の製造者によって予め制御部１０に格納されている。バッテリ１２の電圧は、車両に搭載されるバッテリの仕様によって決定される。車両では、通常電圧１２Ｖのバッテリが用いられるが、寒冷地等、車両において使用される電力が比較的高い場合には、電圧２４Ｖ以上のバッテリが用いられる場合がある。テーブル４００では、バッテリ１２の電圧によって、ポンプ２０の負荷が変動しないように、バッテリ１２の電圧に応じた基本デューティ比が設定されている。このため、テーブル４００では、電圧Ｅ１よりも大きい電圧Ｅ２に対して、基本デューティ比Ｄ１よりも小さい基本デューティ比Ｄ２が対応付けられている。

【0027】

制御部１０は、テーブル４００を用いて、Ｓ１４で取得済みの電圧に対応する基本デューティ比を特定する。次いで、制御部１０は、デューティ比補正値を特定する。具体的には、図４に示すように、制御部１０には、燃料タンク３００内のディーゼル燃料の温度と、ポンプ２０とフィルタ２４との間の燃料経路２２の圧力と、に対応づけて、基本デューティ比を補正するためのデューティ比補正値が記録されているテーブル４１０が予め格納されている。テーブル４１０は、車両の製造者によって予め制御部１０に格納されている。燃料温度は、車両の周辺温度や前回の車両の使用後の経過期間等に応じて変動する。ポンプ２０とフィルタ２４との間の燃料経路２２の圧力は、フィルタ２４の詰まりの程度に応じて変動する。例えば、フィルタ２４に詰まりの程度が低い場合、ポンプ２０が停止されると、ポンプ２０によって昇圧された燃料はフィルタ２４を通過するため、ポンプ２０とフィルタ２４との間の燃料経路２２の圧力は低下する。フィルタ２４に詰まりの程度が高いほど、ポンプ２０が停止されても、ポンプ２０によって昇圧された燃料がフィルタ２４を通過し難くなる。この結果、フィルタ２４に詰まりの程度が高いほど、ポンプ２０とフィルタ２４との間の燃料経路２２の圧力は高くなる。

【0028】

テーブル４１０では、フィルタ２４に詰まりが発生していない場合のポンプ２０とフィルタ２４との間の燃料経路２２の圧力Ｐ１ｋＰａでは、デューティ比補正値として０％が記録されている。また、ディーゼル燃料が凍結することが想定されない温度Ｔ３℃では、デューティ比補正値として０％が記録されている。なお、凍結が想定されない閾値ＴＺ０℃以上の温度範囲では、ポンプ２０とフィルタ２４との間の燃料経路２２の圧力に関わらず、デューティ比補正値として０％が記録されている。ポンプ２０とフィルタ２４との間の燃料経路２２の圧力Ｐ１ｋＰａからＰ２ｋＰａに向かって高くなるほど、デューティ比補正値として高い値が記録される。また、燃料温度がＴ１℃からＴ２℃、Ｔ３℃に向かって低くなるほど、デューティ比補正値として高い値が記録される。即ち、ｄ１は、ｄ２よりも高い値である。テーブル４１０は、車両の製造者等によって実行される実験又はシミュレーションに基づいて決定される。

【0029】

制御部１０は、Ｓ１２で取得済みの圧力と、Ｓ１６で取得済みの燃料温度と、に対応づけて記録されているデューティ比補正値を、テーブル４１０から特定する。次いで、Ｓ２２において、制御部１０は、Ｓ１８で特定済みの基本デューティ比に、Ｓ２０で特定済みのデューティ比補正値を加算することによって、ポンプ２０を駆動する際の駆動デューティ比を算出する。例えば、Ｓ２０で特定済みのデューティ比補正値が０％である場合、駆動デューティ比は、Ｓ１８で特定済みの基本デューティ比と一致する。駆動デューティ比は、ポンプ２０とフィルタ２４との間の燃料経路２２の圧力が高くなる程高くなり、燃料温度が低くなる程高くなる。

【0030】

次いで、Ｓ２４では、制御部１０は、Ｓ２２で算出済みの駆動デューティ比を用いて、インバータ５０を駆動させる。これにより、ポンプ２０に電力が供給され、ポンプ２０が駆動する。次いで、Ｓ２６では、制御部１０は、ロータ位置検出センサ３０において、ポンプ２０に搭載されているロータの位置が検出可能か否かを判断する。モータの誘起電圧を用いてロータの位置を検出する構成では、モータの駆動開始直後では、起電力が小さいために、誘起電圧を検出することができない。このため、ロータの位置を検出することができない。Ｓ２６では、ポンプ２０に搭載されているロータの位置が検出可能か否かを判断することによって、ポンプ２０が駆動しているか否かを判断する。制御部１０は、ロータ位置検出センサ３０からロータの位置を示す信号（即ち誘起電圧）を受信する場合に、ロータの位置が検出可能であると判断する。制御部１０は、ロータの位置が検出可能になるまで待機し（Ｓ２６でＮＯ）、ロータの位置が検出可能である場合に（Ｓ２６でＹＥＳ）、Ｓ２８に進む。

【0031】

Ｓ２８では、制御部１０は、Ｓ２２で算出済みの駆動デューティ比が、Ｓ１８で特定済みの基本デューティ比よりも大きいか否かを判断する。駆動デューティ比が基本デューティ比よりも大きい場合（Ｓ２８でＹＥＳ）、Ｓ３０において、制御部１０は、制御部１０に格納されている高負荷フラグをＯＦＦからＯＮに切り替えて、凍結回避処理を終了する。なお、高負荷フラグは、エンジンが停止されると、ＯＦＦにリセットされる。一方、駆動デューティ比が基本デューティ比に等しい場合（Ｓ２８でＮＯ）、即ち、Ｓ２０で特定済みのデューティ比補正値が０％である場合、Ｓ３０をスキップして、凍結回避処理を終了する。

【0032】

凍結回避処理では、Ｓ２０において、０％よりも大きいデューティ比補正値が特定される場合に、ポンプ２０が、基本デューティ比よりも高いデューティ比で駆動される。これにより、凍結されたディーゼル燃料によるフィルタ２４の詰まりを低減する凍結回避制御が実行される。

【0033】

凍結回避制御では、ポンプ２０の駆動デューティ比が、ポンプ２０とフィルタ２４との間の燃料経路２２の圧力が高くなる程大きくなり、燃料温度が低くなる程大きくなる。駆動デューティ比が高いほど、ポンプ２０に印加される電圧が高くなり、ポンプ２０の負荷が高くなる。また、ポンプ２０とフィルタ２４との間の燃料経路２２の圧力が高くなるほど、ディーゼル燃料の凍結によってフィルタ２４が詰まっている可能性が高くなる。同様に、燃料温度が低くなるほど、ディーゼル燃料の凍結によってフィルタ２４が詰まっている可能性が高くなる。即ち、凍結回避処理では、ポンプ２０とフィルタ２４との間の燃料経路２２の圧力と燃料温度とが、フィルタ２４の詰まりの程度を表す指標として用いられる。凍結回避処理によれば、フィルタ２４の詰まりの程度が高いと想定される場合に、ポンプ２０の負荷を高くすることによって、フィルタ２４に付着したディーゼル燃料を取り除くことができる。これにより、フィルタ２４の詰まりを低減することができる。

【0034】

一方で、テーブル４１０では、燃料温度が閾値ＴＺ０℃以上の温度範囲において、デューティ比補正値が０％に設定されている。このため、閾値ＴＺ０℃以上の温度範囲では、凍結回避制御が実行されない。言い換えると、ディーゼル燃料の温度が閾値ＴＺ０℃よりも低い場合に、凍結回避制御が実行される。これにより、ディーゼル燃料の凍結が想定されない状況において、凍結回避制御が実行される事態を回避することができる。

【0035】

（ポンプ駆動処理）
次いで、図５を参照して、制御部１０が実行するポンプ駆動処理を説明する。ポンプ駆動処理は、イグニションスイッチがオンに切り替えられるタイミング、即ち、ポンプ２０を駆動して、ディーゼル燃料をエンジンに供給すべきタイミングで実行される。このため、凍結回避処理が実行されてから、ポンプ駆動処理が実行されるまでの期間は変動する。制御部１０は、ＥＣＵ２００から、ポンプ２０がディーゼル燃料を吐出する際の吐出圧力を表す指示燃圧を示す信号を取得すると、ポンプ駆動処理を実行する。ポンプ駆動処理は、ポンプ２０が駆動している間、繰り返し実行される。

【0036】

ポンプ駆動処理では、まず、Ｓ４２において、制御部１０は、温度センサ４４から、燃料温度を取得する。次いで、Ｓ４４において、制御部１０は、高負荷フラグがＯＮであるか否かを判断する。高負荷フラグがＯＮであると判断される場合（Ｓ４４でＹＥＳ）、Ｓ４６に進み、高負荷フラグがＯＮでないと判断される場合（Ｓ４４でＮＯ）、Ｓ５０に進む。

【0037】

Ｓ４６では、制御部１０は、ポンプ２０の駆動後、即ち、凍結回避処理のＳ２４において、ポンプ２０が駆動されてから、所定期間（例えば数μ秒）が経過したか否かを判断する。ポンプ２０の駆動後に所定期間が経過していると判断される場合（Ｓ４６でＹＥＳ）、Ｓ５０に進み、所定期間が経過していないと判断される場合（Ｓ４６でＮＯ）、Ｓ４８に進む。Ｓ４６の所定期間は、凍結回避制御によって、凍結したディーゼル燃料がフィルタ２４から離脱するまでの期間であってもよい。Ｓ４６の所定期間は、実験等によって予め決定され、制御部１０に格納されている。

【0038】

Ｓ４８では、制御部１０は、駆動デューティ比を、フェールセーフデューティ比（以下「ＦＳデューティ比」と呼ぶ）に設定して、Ｓ５６に進む。フェールセーフデューティ比は、ディーゼル燃料の凍結によって、ポンプ２０からディーゼル燃料が正常に供給されない事態（即ちフェール）を回避するために、高負荷でポンプ２０を駆動させるためのデューティ比である。ＦＳデューティ比は、通常の燃料供給のために用いられるデューティ比よりも大きい。ＦＳデューティ比は、例えば、１００％であってもよく、ポンプ２０等の機器の性能によって許容される最大のデューティ比であってもよい。

【0039】

一方、Ｓ５０では、制御部１０は、Ｓ４２で取得済みの燃料温度が閾値ＴＺ１未満であるか否かを判断する。閾値ＴＺ１は、ディーゼル燃料が凍結する可能性がある温度（例えば－１０℃）である。あるいは、閾値ＴＺ１は、ディーゼル燃料が凍結する可能性がある温度よりも高くてもよいし、低くてもよい。燃料温度が閾値ＴＺ１未満であると判断される場合（Ｓ５０でＹＥＳ）、Ｓ５２において、制御部１０は、ポンプ２０から吐出されるディーゼル燃料の目標の圧力である目標燃圧を、ＥＣＵ２００から取得される目標燃圧よりもαｋＰａだけ大きく設定して、Ｓ５６に進む。一方、燃料温度が閾値ＴＺ１未満でないと判断される場合（Ｓ５０でＮＯ）、Ｓ５４において、制御部１０は、目標燃圧を、ＥＣＵ２００から取得される目標燃圧に設定して、Ｓ５６に進む。

【0040】

Ｓ５６では、制御部１０は、ポンプ２０を制御する。具体的には、Ｓ４８においてＦＳデューティ比が特定される場合、Ｓ５６において、制御部１０は、特定済みのＦＳデューティ比でポンプ２０を制御する。一方、Ｓ５２又はＳ５４において目標燃圧が特定される場合、Ｓ５６において、制御部１０は、圧力センサ２６から現在のディーゼル燃料の圧力を取得する。次いで、制御部１０は、取得済みの燃料圧力と目標燃圧とを比較して、目標燃圧が取得済みの燃料圧力よりも大きい場合、デューティ比を予め決められた値だけ下げる。また、制御部１０は、目標燃圧が取得済みの燃料圧力よりも小さい場合、デューティ比を予め決められた値だけ上げる。これにより、ポンプ駆動処理が繰り返し実行されることによって、燃料圧力が目標燃圧に近似する。

【0041】

ポンプ駆動処理は、凍結回避処理の後に実行される。凍結回避処理において、高負荷フラグがＯＮに設定される状況とは、フィルタ２４の詰まりが発生していると想定される状況である。この状況では、ポンプ２０の負荷を高くして、凍結回避制御が実行されたとしても、フィルタ２４に付着したディーゼル燃料を完全に除去することができているとは限らない。特に、凍結回避制御が実行されてからあまり時間が経過していないと、例えば、エンジンの駆動によって発生する熱によっても、ディーゼル燃料の凍結が解除されていない可能性がある。ポンプ駆動処理では、このような状況、即ちＳ４４でＹＥＳであり、Ｓ４６でＮＯの状況において、Ｓ４８において、駆動デューティ比を、ＦＳデューティ比に設定して、ポンプ２０の負荷を通常の負荷よりも高くすることによって、フィルタ２４に残留するディーゼル燃料を除去することができる。

【0042】

また、凍結回避制御が実行されてから時間が経過していたとしても、ディーゼル燃料の温度が低いと、ディーゼル燃料の凍結が発生する可能性がある。ポンプ駆動処理では、このような状況、即ち、Ｓ４６及びＳ５０でＹＥＳである状況において、Ｓ５２において、目標燃圧を指示燃圧よりも高くして、ポンプ２０の負荷を通常の負荷よりも高くすることによって、ディーゼル燃料が凍結することを回避することができる。

【0043】

（ポンプ停止処理）
続いて、図６を参照して、制御部１０が実行するポンプ停止処理を説明する。ポンプ停止処理は、例えば、イグニションスイッチをＯＮからＯＦＦに切り替える場合やアイドリングを停止する場合等、エンジンが停止されるタイミングで実行される。具体的には、制御部１０は、ＥＣＵ２００からポンプ２０の停止要求を取得すると、ポンプ停止処理を実行する。

【0044】

ポンプ停止処理では、まず、Ｓ６２において、制御部１０は、温度センサ４４から燃料温度を取得する。次いで、Ｓ６４において、制御部１０は、Ｓ６２で取得済みの燃料温度が閾値ＴＺ２未満であるか否かを判断する。閾値ＴＺ２は、閾値ＴＺ１と同様に、閾値ＴＺ１は、ディーゼル燃料が凍結する可能性がある温度（例えば－１０℃）である。あるいは、閾値ＴＺ２は、ディーゼル燃料が凍結する可能性がある温度よりも高くてもよいし、低くてもよい。閾値ＴＺ２は、閾値ＴＺ１と同一であってもよいし、異なっていてもよい。

【0045】

燃料温度が閾値ＴＺ２未満でない場合（Ｓ６４でＮＯ）、Ｓ７２に進む。一方、燃料温度が閾値ＴＺ２未満である場合（Ｓ６４でＹＥＳ）、Ｓ６６において、制御部１０は、Ｓ４８と同様に、ＦＳデューティ比を特定する。次いで、Ｓ６８において、制御部１０は、Ｓ６６で特定済みのＦＳデューティ比で、ポンプ２０を制御する。次いで、Ｓ７０では、Ｓ６８でポンプ２０を制御してから所定期間が経過するまで待機する。Ｓ７０の所定期間とは、例えば、凍結してフィルタ２４に詰まっているディーゼル燃料を除去することができる期間である。Ｓ７０の所定期間は、例えば、実験によって決定される。

【0046】

Ｓ７０において、所定期間が経過すると（Ｓ７０でＹＥＳ）、Ｓ７２に進む。Ｓ７２では、制御部１０は、ポンプ２０を停止して、ポンプ停止処理を実行する。

【0047】

ポンプ２０を停止すべき状況において、燃料温度が低い場合には、ポンプ２０の停止後に、ディーゼル燃料が凍結する可能性がある。ポンプ停止処理では、燃料温度が低い場合、ポンプ２０を停止させる前に、駆動デューティ比をＦＳデューティ比に設定して、ポンプ２０の負荷を上昇させることによって、凍結しているディーゼル燃料をフィルタから除去することができる。これにより、ポンプ２０の停止後にフィルタ２４の詰まりを抑制することができる。この結果、次に、エンジンを駆動すべき際に、凍結によるフィルタ２４の詰まりを低減し得る。

【0048】

（第２実施例）
第１実施例と異なる点を説明する。本実施例では、凍結回避処理及びポンプ駆動処理のそれぞれが、第１実施例の回避処理及びポンプ駆動処理のそれぞれと異なる。図７に示すように、凍結回避処理では、Ｓ１２～Ｓ２６の処理が実行され、処理が終了する。第１実施例と異なり、Ｓ２８～Ｓ３０の処理は実行されない。制御部１０は、高負荷フラグを格納していなくてもよい。

【0049】

図８に示すように、ポンプ駆動処理では、Ｓ４２の処理の後、Ｓ５０の処理が実行される。Ｓ５０でＹＥＳの場合にＳ５２の処理が実行され、Ｓ５０でＮＯの場合にＳ５４の処理が実行される。Ｓ５２又はＳ５４の処理の後、Ｓ５６において、ポンプ２０が制御される。

【0050】

（第３実施例）
第１実施例と異なる点を説明する。本実施例では、凍結回避処理及びポンプ駆動処理のそれぞれが、第１実施例の回避処理及びポンプ駆動処理のそれぞれと異なる。本実施例のポンプ駆動処理は、第２実施例のポンプ駆動処理と同様である。

【0051】

図９に示すように、凍結回避処理では、Ｓ１２～Ｓ１４の処理が実行された後、Ｓ１２２において、制御部１０は、図１０に示すテーブル５００を用いて、駆動デューティ比を特定する。テーブル５００は、バッテリ１２の電圧と、ポンプ２０とフィルタ２４との間の燃料経路２２の圧力と、駆動デューティ比と、が対応付けて記録されている。テーブル５００は、車両の製造者等によって実行される実験又はシミュレーションに基づいて決定され、制御部１０に予め格納されている。次いで、Ｓ２４～Ｓ２６の処理が実行され、凍結回避処理が終了する。

【0052】

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

【0053】

（変形例）
（１）上記した各実施例における凍結回避処理、ポンプ駆動処理、ポンプ停止処理のそれぞれにおいて実行される処理のステップの順序は、上記した実施例の順序に限られない。例えば、図２に示す第１実施例の凍結回避処理では、Ｓ２０の処理とＳ２２の処理との間に、Ｓ２８とＳ３０の処理を実行してもよい。あるいは、図５に示す第１実施例のポンプ駆動処理において、Ｓ４６でＹＥＳの場合に、Ｓ４２の処理を実行してもよい。

【0054】

（２）上記した各実施例では、ポンプ２０とフィルタ２４との間の燃料経路２２の圧力と燃料温度とが、フィルタ２４の詰まりの程度を表す指標として用いられる。しかしながら、ポンプ２０とフィルタ２４との間の燃料経路２２の圧力と燃料温度とのいずれか一方が、フィルタ２４の詰まりの程度を表す指標として用いられてもよい。この場合、指標によって表わされるフィルタ２４の詰まりの程度が高い、即ち、ポンプ２０とフィルタ２４との間の燃料経路２２の圧力が高いほど、あるいは、燃料温度が低いほど、駆動デューティ比が高くなるようなテーブルが制御部１０に格納されていてもよい。

【0055】

（３）上記した各実施例では、ポンプ駆動処理及びポンプ停止処理を実行しなくてもよい。この場合、制御部１０は、ポンプ２０を駆動すべき場合に、ポンプ２０から吐出される燃料の圧力が指示燃圧になるように、駆動デューティ比を決定してもよい。あるいは、制御部１０は、ポンプ２０を停止すべき場合に、直ちにポンプ２０を停止してもよい。

【0056】

また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0057】

１０：制御部
１２：バッテリ
２０：ポンプ
２２：燃料経路
２４：フィルタ
２６：圧力センサ
３０：ロータ位置検出センサ
４０：電圧センサ
４４：温度センサ
５０：インバータ
１００：ポンプユニット
２００：エンジンコントロールユニット
３００：燃料タンク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【手続補正書】

【提出日】2023-05-17

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ディーゼル燃料を昇圧して、フィルタが配置されている燃料経路に前記ディーゼル燃料を吐出するポンプと、
前記ポンプの駆動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ディーゼル燃料の凍結による前記フィルタの詰まりの程度を表す指標であって、前記ポンプが駆動していない間に取得される前記指標を用いて前記ポンプの前記駆動を制御する凍結回避制御を実行し、
前記制御部は、前記凍結回避制御において、前記指標によって表わされる前記フィルタの前記詰まりの前記程度が高いほど、前記ポンプの負荷を高くする、ポンプユニット。

【請求項2】

請求項１に記載のポンプユニットであって、
前記ポンプと前記フィルタとの間の前記燃料経路の圧力を取得する圧力取得部を、さらに備え、
前記指標は、取得済みの前記燃料経路の前記圧力を含み、
前記制御部は、前記燃料経路の前記圧力が高いほど、前記ポンプの負荷を高くする、前記ポンプユニット。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のポンプユニットであって、
前記ディーゼル燃料の燃料温度を取得する温度取得部を、さらに備え、
前記制御部は、取得済みの前記燃料温度が第１閾値よりも低い場合に、前記凍結回避制御を実行する、前記ポンプユニット。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載のポンプユニットであって、
前記ディーゼル燃料の燃料温度を取得する温度取得部を、さらに備え、
前記指標は、取得済みの前記燃料温度を含み、
前記制御部は、前記燃料温度が低いほど、前記ポンプの負荷を高くする、前記ポンプユニット。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載のポンプユニットであって、
前記制御部は、前記凍結回避制御の直前に取得される前記指標を用いて前記ポンプの前記駆動を制御する前記凍結回避制御を実行する、前記ポンプユニット。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載のポンプユニットであって、
前記制御部は、前記ポンプによって吐出される前記ディーゼル燃料によって駆動される内燃機関の始動前に取得される前記指標を用いて前記ポンプの前記駆動を制御する前記凍結回避制御を実行する、前記ポンプユニット。