DE102014107263A1

DE102014107263A1 - Kraftstoffzufuhrsystem

Info

Publication number: DE102014107263A1
Application number: DE201410107263
Authority: DE
Inventors: LTD. Maehara Toyomitsu c/o KYOSAN DENKI CO.; LTD. Uchino Tetsuro c/o KYOSAN DENKI CO.
Original assignee: Kyosan Denki Co Ltd; Denso Corp
Current assignee: Kyosan Denki Co Ltd
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2014-12-04
Also published as: JP2014231763A

Abstract

Ein Kraftstoffzufuhrsystem dient zum Zuführen von Kraftstoff von innerhalb eines Kraftstofftanks (2) zu einem Zufuhrziel (3, 4, 5). Heizelemente (81, 82) sind in einer Kraftstoffströmungspassage (21) angebracht, die von innerhalb des Kraftstofftanks (2) in einen Filterkörper (42) führt, und bei Erregung Wärme erzeugt, um den Kraftstoff zu erwärmen. Schaltvorrichtungen (91, 92) sind entsprechend für die Heizelemente (81, 82) vorgesehen und schalten jeweils die Erregung der Heizelemente (81, 82) ein und aus. Die Schaltvorrichtungen (91, 92) schalten zwischen AN- und AUS-Zuständen entsprechend der Kraftstofftemperatur des Kraftstoffs, der durch einen Teil der Kraftstoffströmungspassage (21) auf einer vorgeschalteten Seite von Anordnungsregionen der Heizelemente (81, 82) in eine Strömungsrichtung des Kraftstoffs strömt. Wenn eine Kraftstofftemperatur niedriger wird, nimmt eine Anzahl eines Teils der Schaltelemente (91, 92) zu, die in dem AN-Zustand sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffzufuhrsystem, das Kraftstoff erwärmen kann bevor er durch einen Filterkörper gefiltert wird.
Herkömmlich gibt es ein Kraftstoffzufuhrsystem, das eine Kraftstofffiltervorrichtung enthält, in der ein Heizelement zum Erzeugen von Wärme bei Erregung vorgesehen ist, für eine zu einem Filterkörper führende Kraftstoffströmungspassage. Wenn eine Kraftstofftemperatur gering ist, erregt die Kraftstofffiltervorrichtung das Heizelement zum Erwärmen des Kraftstoffs, wodurch verhindert wird, dass der Filterkörper als Ergebnis einer Ablagerung einer Wachskomponente des Kraftstoffs verstopft ist (siehe z. B. JP-A-S59-190462 ).
Allerdings ist, wenn die Kraftstofftemperatur eine vorbestimmte Temperatur oder geringer ist, das vorstehende Kraftstoffzufuhrsystem unter Verwendung der herkömmlichen Technik so konfiguriert, dass es die Heizelemente zum Erwärmen des Kraftstoffs bei einer konstanten Ausgabe ungeachtet der Kraftstofftemperatur zu erregt bzw. bestromt, wodurch die Wachskomponente in dem Kraftstoff gelöst wird. Dementsprechend gibt es, selbst wenn der Kraftstoff die vorbestimmte Temperatur oder geringer ist, ein Problem, dass, wenn die Kraftstofftemperatur relativ hoch ist, mehr Kraftstoff als nötig erwärmt wird, so dass eine übermäßig elektrische Leistung konsumiert wird.
Die vorliegende Offenbarung adressiert wenigstens eines der vorstehenden Probleme. Dadurch ist es die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Kraftstoffzufuhrsystem zu schaffen, das einen Leistungsverbrauch während der Zeit des Erwärmens des Kraftstoffs begrenzt.
Um die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung zu lösen, ist ein Kraftstoffzufuhrsystem zum Zuführen von Zufuhrkraftstoff von innerhalb eines Kraftstofftanks zu einem Zufuhrziel vorgesehen. Das Kraftstoffzufuhrsystem enthält einen Filterkörper, eine Mehrzahl von Heizelementen und eine Mehrzahl von Schaltvorrichtungen. Der Filterkörper ist so konfiguriert, dass er den von innerhalb des Kraftstofftanks zu dem Zufuhrziel zugeführten Kraftstoff filtert. Die Mehrzahl der Heizelemente sind in einer Kraftstoffzufuhrpassage angebracht, die von innerhalb des Kraftstofftanks in den Filterkörper führt, und sind so konfiguriert, dass sie bei deren Erregung zum Erwärmen des Zufuhrkraftstoffs Wärme erzeugen. Die Mehrzahl der Schaltvorrichtungen sind entsprechend der Mehrzahl der Heizelemente vorgesehen und sind so konfiguriert, dass sie die Erregung der Mehrzahl der jeweiligen Heizelemente ein- oder ausschalten. Die Mehrzahl der Schaltvorrichtungen sind so konfiguriert, dass sie zwischen AN- und AUS-Zuständen entsprechend einer Kraftstofftemperatur des Zufuhrkraftstoffs schalten, der durch einen Teil der Kraftstoffströmungspassage auf einer vorgeschalteten Seite von Anordnungsregionen der Mehrzahl der Heizelemente in Strömungsrichtung des Zufuhrkraftstoffs strömt. Wenn die Kraftstofftemperatur niedriger wird, nimmt eine Anzahl eines Teils der Mehrzahl der Schaltvorrichtungen zu, die in dem AN-Zustand sind.
Die vorstehenden und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgend detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Figuren ersichtlicher. In den Figuren zeigt:
1 ein Diagramm, das allgemein eine Konfiguration eines Einspritzsystems eines vom Typ einer Common-Rail, das ein Kraftstoffzufuhrsystem entsprechend einer Ausführungsform ist;
2 eine Querschnittsansicht, die eine Konfiguration einer Kraftstofffiltervorrichtung darstellt, die für das Kraftstoffzufuhrsystem der Ausführungsform verwendet wird;
3 eine vergrößerte Querschnittsansicht, die eine Konfiguration einer Mehrzahl der Kraftstofffiltervorrichtung der Ausführungsform darstellt;
4 eine Draufsicht, die Konfigurationen einer oberen Platte und eines ersten und eines zweiten Heizelements gemäß der Ausführungsform darstellt;
5 eine Draufsicht, die eine Konfiguration einer Zwischenplatte gemäß der Ausführungsform darstellt;
6 eine Draufsicht, die eine Konfiguration einer unteren Platte gemäß der Ausführufngsform darstellt;
7 ein Schaltungsdiagramm, das eine Schaltungskonfiguration einer Heizeinheit gemäß der Ausführungsform darstellt;
8 eine Querschnittsansicht, die eine Konfiguration eines Temperaturschalters darstellt und einen nicht erregten Zustand (AUS-Zustand) gemäß der Ausführungsform anzeigt;
9 eine Querschnittsansicht, die die Konfiguration des Temperaturschalters darstellt und einen erregten Zustand (AN-Zustand) gemäß der Ausführungsform anzeigt; und
10 ein Diagramm, das ein Beispiel einer Beziehung der konsumierten elektrischen Leistung der Heizeinheit relativ zu einer Kraftstofftemperatur gemäß der Ausführungsform darstellt.
Eine Ausführungsform und deren Abwandlungen werden nachstehend mit Bezug auf die begleitenden Figuren beschrieben. Bei der Abwandlung kann für eine Komponente entsprechend einen in der vorangegangenen Ausführungsform beschriebenen Gegenstand das gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um auf eine wiederholte Erläuterung zu verzichten. Bei den Abwandlungen kann, wenn lediglich ein Teil der Konfiguration beschrieben ist, die vorangegangene Ausführungsform auf die anderen Teile der Konfiguration angewandt werden. Es kann nicht nur eine Kombination der Teile durchgeführt werden, die spezifisch in der Ausführungsform und den Abwandlungen beschrieben wird, sondern auch eine teilweise Kombination zwischen der Ausführungsform und den Abwandlungen, sofern es gut funktioniert.
Eine Ausführungsform, auf die die vorliegende Offenbarung angewandt wird, wird in Bezug auf die 1 bis 10 beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, ist ein Kraftstoffzufuhrsystem der vorliegenden Ausführungsform ein beispielsweise in einem Fahrzeug angeordnetes Kraftstoffeinspritzsystem vom Typ einer Common-Rail. Das Kraftstoffzufuhrsystem enthält einen Kraftstofftank 2, eine Zufuhrpumpe 3, einen Common-Rail 4, einen Injektor 5 und eine Kraftstofffiltervorrichtung 1, die zwischen dem Kraftstofftank 2 und der Zufuhrpumpe 3 angeordnet ist. Die Zufuhrpumpe 3, die Common-Rail 4 und der Injektor 5 entsprechen ein „Zufuhrziel”.
Die Zufuhrpumpe 3, deren spezifische Konfiguration nicht gezeigt ist, enthält eine Einspeisepumpe (Niederdruck-Einspeisepumpe), ein elektromagnetisches Ventil, das als Strömungssteuerventil dient, und eine Hochdruckpumpe. Beispielsweise kann eine trochoidartige Pumpe oder eine schaufelartige Pumpe als Einspeisepumpe verwendet werden. Beispielsweise kann eine kolbenartige Pumpe als Hochdruckpumpe verwendet werden.
Wenn die Zufuhrpumpe 3 aktiviert wird, wird ein in dem Kraftstofftank 2 gespeicherter Kraftstoff mit einem normalen Druck angesaugt, um durch eine Kraftstoffleitung 6 durchzuströmen und in die Common-Rail 4 zugeführt zu werden. Mittlerweile ist in der Kraftstofffiltervorrichtung 1 Wasser von dem Kraftstoff getrennt, um Fremdstoffe in den Kraftstoffen aufzufangen.
Die Common-Rail 4 hält darin Kraftstoff, der durch die Hochdruckpumpe der Zufuhrpumpe 3 unter Druck gesetzt wurde, in einen druckangesammelten Zustand. Die Injektoren 5 zum Einspritzen von Kraftstoff in jeden Zylinder einer Maschine sind mit der Common-Rail 4 gemäß der Anzahl der Zylinder verbunden. Der in einem druckangesammelten Zustand in der Common-Rail 4 gehaltene Kraftstoff wird durch den Injektor 5 eingespritzt. Eine Rückführleitung 7 ist mit der Common-Rail 4 verbunden. Der überschüssige Kraftstoff in der Common-Rail 4 strömt zu dem Kraftstofftank 2 durch die Rückführleitung 7 zurück.
Der Kraftstoff, der in eine Steuerdruckkammer jedes Injektors 5 strömt, um für den Injektorbetrieb verwendet zu werden, der von dem Niederdruckanschluss des Injektors 5 abgegebene Niederdruckkraftstoff, wie z. B. ein ausgetretener Kraftstoff, und der Niederdruckkraftstoff, wie z. B. der ausgetretene Kraftstoff, von der Zufuhrpumpe 3 vereinigen sich bei der Rücklaufleitung 7 zum Zurückströmen in den Kraftstofftank 2.
Eine elektronische Steuereinheit (ECU: nicht gezeigt), die eine Steuereinrichtung ist, ist mit dem Kraftstoffeinspritzsystem vom Typ einer Common-Rail der vorliegenden Ausführungsform verbunden. Basierend auf dem Kraftstoffdruck in der Common-Rail 4, auf der Drehzahl Ne der Maschine, auf einem Gaspedalöffnungsgrad α und dergleichen, die in die ECU eingegeben werden, steuert diese ECU optimal eine Strömungsrate des von der Zufuhrpumpe 3 abgegebenen Kraftstoffs. Ferner steuert die ECU einen Öffnungs- und Schließzeitpunkt eines elektromagnetischen Ventils des mit der Common-Rail 4 verbundenen Injektors 5. Demgemäß werden der Zeitpunkt der Einspritzung des Kraftstoffs in jeden Zylinder der Maschine und die Kraftstoffeinspritzmenge gesteuert.
Wie in 2 dargestellt, enthält die Kraftstofffiltervorrichtung 1 ein Gehäuse 10, ein Filterelement 40, eine untere Kappe 60, eine Heizeinheit 70. Eine Kraftstoffpassage 20, die eine Aufnahmekammer des Filterelements 40 enthält, ist in dem Gehäuse 10 ausgebildet.
Das Gehäuse 10 enthält ein Fach 11 und eine Kappe 12. Das Fach 11 ist ein becherförmiger Körper (zylindrischer Körper mit einem Boden) bestehend beispielsweise aus einem metalldünnen Plattenmaterial, das in einer äußeren Hülle des Fachs 11 ausgebildet ist. Die Kappe 12 besteht beispielsweise aus Harz und weist eine Becherform auf, die flacher als das Fach 11 ist. Die Kappe 12 ist an einem oberen Öffnungsende des Gehäuses 11 angebracht.
Insbesondere ist ein Schraubenelement 17, das beispielsweise ein ringförmig geformter Körper bestehend aus Metall ist, einwärts eines Randabschnitts der oberen Endöffnung des Fachs 11 verbunden. An einer inneren Peripherieoberfläche des Schraubenelements 17 ist ein Mutternschraubenteil ausgebildet, das mit einem Schraubenteil verschraubt wird, das an einer äußeren Peripherieoberfläche der Kappe 12 ausgebildet ist. Das Schraubenelement 17 mit einer ringförmigen Form ist mit dem Fach 11 entlang dessen gesamten Umfang beispielsweise durch Laserschweißen verbunden.
Zwischen der Kappe 12 und dem Schraubenelement 17 ist ein O-Ring 18 als Dichtelement unter deren entsprechenden Schraubenausbildungsteile angeordnet. Wenn die Kappe 12 mit dem Schraubenelement 17 verschraubt ist, ist der O-Ring 18 zwischen der Kappe 12 und dem Schraubenelement 17 komprimiert, um eine flüssigkeitsdichte Abdichtstruktur auszubilden.
Die Kraftstofffiltervorrichtung 1 ist in der Vorrichtung beispielsweise an einer unteren Seite in 2 wie die Gravitationsrichtung derart angeordnet, dass die Axialrichtung des Fachs 11 mit der Vertikalrichtung übereinstimmt. Das Fach 11 enthält ein Abstützteil 15, das als gestuftes Teil an einer leicht oberen Seite eines Mittelteils des Fachs 11 in dessen Axialrichtung ausgebildet ist. Eine Öffnung ist bei einem Bodenteil 16 des Fachs 11 ausgebildet und die untere Kappe 60 ist zum Schließen dieser Öffnung angebracht.
Die Kappe 12 enthält einen Einlass 13 bei einem Randabschnitt von deren Deckenteil. Eine von dem Kraftstofftank 2 erstreckende Leitung ist mit dem Einlass 13 verbunden und der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 2 strömt in den Einlass 13. Die Kappe 12 enthält einen Auslass 14 bei einem Mittelteil von deren Deckenteil. Eine in Richtung der Zufuhrpumpe 3 erstreckende Leitung ist mit dem Auslass 14 verbunden und Kraftstoff strömt zu der Kraftstoffpumpe 3 durch den Auslass 14 aus.
Ein Element, für das der Einlass 13 vorgesehen ist, und ein Element, für das der Auslass 14 vorgesehen ist, sind separat von der Kappe 12 ausgebildet und in die Kappe 12 beispielsweise durch Schweißen integriert. Die Kappe 12 enthält ein zylindrischen Teil 122, das von der Mitte des Deckenteils in Richtung der unteren Seite hervorsteht. Der Einlass 13 verbindet einen äußeren Raum des zylindrischen Teils 122. Andererseits verbindet der Auslass 14 einen inneren Raum des zylindrischen Teils 122. Wie in 3 dargestellt, steht zusätzlich zu dem zylindrischen Teil 122, ein Vorsprungsteil 121, einen Bolzen 123 und eine Rippe 124 von einer unteren Oberfläche des Deckenteils der Kappe 12 in Richtung der unteren Seite hervor.
Wie in 2 dargestellt, ist das Filterelement 40 bei einem relativ oberen Teil des Inneren eines zylindrischen Teils des Fachs 11 in dem Gehäuse 10 angeordnet. Bei dem Gehäuse 10 ist ein oberer Raum 10a an einer oberen Seite des Filterelements 40 ausgebildet, und ein unterer Raum 10c, der größer als der obere Raum 10a ist, ist an einer unteren Seite des Filterelements 40 ausgebildet.
Der obere Raum 10a ist ein Kraftstoffeinführraum auf der oberen Seite des Filterelements 40 sowie außerhalb des zylindrischen Teils 122. Der untere Raum 10c ist als Wasserspeicherkammer (Speicherteil, Speicherraum) zum Speichern von Wasser konfiguriert, die von dem in das Gehäuse 10 geströmten Zufuhrkraftstoffs getrennt ist. Ein seitlicher Raum 10b, der den oberen Raum 10a und den unteren Raum 10c verbindet, ist an der äußeren Peripherieseite des Filterelements 40 ausgebildet, d. h. zwischen dem Filterelement 40 und dem zylindrischen Teil des Fachs 11.
Das Filterelement 40 enthält einen Filterkörper 42 und einen Abstützkörper 41, der den Filterkörper 42 abstützt. Der Abstützkörper 41 besteht beispielsweise aus Harz und enthält eine obere Endplatte 43, einen äußeren Zylinder 44, einen Mittelzylinder 45 und eine untere Endplatte 46. Der äußere Zylinder 44 steht von einem äußeren Peripherierandabschnitt der oberen Endplatte 43 in Richtung der unteren Seite hervor. Der mittlere Zylinder 45 steht von einem Peripherierandteil einer Mittelöffnung der oberen Endplatte 43 in Richtung der oberen Seite hervor. Die obere Endplatte 43, der äußere Zylinder 44 und der Mittelzylinder 45 sind beispielsweise durch integrales Gießen ausgebildet.
Ein unteres Ende des äußeren Zylinders 44 steht mit dem Abstützteil 15 des Fachs 11 so in Eingriff, dass das Filterelement 40 bei einer vorbestimmten Position in dem Gehäuse 10 angeordnet ist. Der äußere Zylinder 44 enthält Fehlteile bzw. nicht vorhandene Teile, die an mehr als einer Position in dessen Umfangsrichtung ausgebildet sind. Der obere Raum 10a und der seitliche Raum 10b sind miteinander über diese Fehlteile verbunden. Der Mittelzylinder 45 ist an einer äußeren Peripherieseite des zylindrischen Teils 122 der Kappe 12 über einen O-Ring angeordnet, der ein Abdichtelement ist.
Ein chrysanthemgeformter Filter, der durch Zurückfalten eines porösen Blattkörpers bestehend beispielsweise aus Faserholz oder Fließstoff ausgebildet ist, kann für den Filterkörper 42 verwendet werden, der ein Staubsammelfilter ist. Durch Ausbilden einer wasserabweisenden Schicht auf einer Oberfläche des porösen Blattkörpers, der den Filterkörper 42 bildet, können feste Fremdstoffe durch den Filterkörper 42 aufgefangen werden, und darüber hinaus können in dem Kraftstoff enthaltene Wassertropfen vom Durchströmen durch den Filterkörper 42 gehindert werden. Ein oberes Ende und ein unteres Ende des Filterkörpers 42 sind mit dem Abstützkörper 41 beispielsweise durch eine Klebeverbindung verbunden.
Die Kraftstoffpassage 20 zum Zuführen von Kraftstoff, der von dem Einlass 13 in Richtung des Auslasses 14 strömt, ist in dem Gehäuse 10 ausgebildet. Der obere Raum 10a und der seitliche Raum 10b bilden eine vorgeschaltete Passage 21 der Kraftstoffpassage 20 auf einer vorgeschalteten Seite des Filterkörpers 42 in Strömungsrichtung des Kraftstoffs. Die vorgeschaltete Passage 21 ist ein Teil einer Strömungspassage, die von dem Inneren des Kraftstofftanks 2 zu dem Filterkörper 42 führt.
Die untere Kappe 60 enthält einen Hauptkörperteil 61 bestehend beispielsweise aus Harz und einen Wasserniveausensor 63, der teilweise mit dem Hauptkörperteil 61 integriert ist. Ein O-Ring 62, der ein Abdichtelement ist, ist zwischen dem Hauptkörperteil 61 und dem Fach 11 angeordnet, um die Öffnung des Bodenteils 16 des Fachs 11 zu schließen.
Der Wasserniveausensor 63 zum Erfassen eines Wasserniveaus des unteren Raums 10c ist ein Schwimmersensor, und enthält ein Schaftelement 64, ein Schaltteil 65, einen Schwimmer 66 und einen Anschlag 67. Das Hauptkörperteil 61 enthält das Schaftelement 64 mit einer hohlen Form, das in Richtung der oberen Seite hervorsteht, und das Schaltteil 65 ist in dem hohlen Teil des Schaftelements 64 angeordnet.
Der Schwimmer 66 ist ein hohlgeformtes Element bestehend beispielsweise aus Harz und enthält ein Durchgangsloch bei dessen Mitte. Das Schaftelement 64 ist in dem Durchgangsloch des Schwimmers 66 angebracht und der Schwimmer 66 kann eine Auf- und Abbewegung entlang des Schaftelements 64 ausführen. Für den Schwimmer 66 ist ein Magnet mit einer Ringform bei einer relativ niedrigen Position vorgesehen, die dessen Durchgangsloch zugewandt ist. Der Schwimmer 66 wird mit dem Wasserniveau des unteren Raums 10c verschoben und, wenn der Schwimmer 66 eine Position in Kontakt stehend mit dem Anschlag 67 erreicht, setzt der Magnet ein Kontaktpaar des Schaltteils 65 in einen Kontaktzustand. Basierend auf einem als Ergebnis dieses Betriebs des Schaltteils 65 ausgegebenen Signal wird beispielsweise eine Warneinrichtung betrieben, die bei einem Fahrersitz des Fahrzeugs vorgesehen ist.
Ein proximales Endteil (unteres Teil) des Anschlags 67, dessen distales Endteil einen Abschnitt zum Begrenzen der Verschiebung des Schwimmers 66 enthält, ist in einer Ringform ausgebildet. Auf einer inneren Peripherieoberfläche dieses proximalen Endteils ist ein Mutternschraubenteil ausgebildet, das auf das Schraubenteil 61a aufgeschraubt wird, das auf einer äußeren Peripherieoberfläche des Hauptkörperteils 61 ausgebildet ist. Wenn das Hauptkörperteil 61 auf den Anschlag 67 geschraubt wird, ist das Hauptkörperteil 61 mit dem Fach 11 fixiert, und der O-Ring 62 ist zwischen dem Hauptkörperteil 61 und dem Fach 11 komprimiert, um eine flüssigkeitsdichte Abdichtstruktur auszubilden.
Ein Schraubenteil 61a des Hauptkörperteils 61 ist nicht entlang dessen gesamten Umfang in Umfangsrichtung ausgebildet, so dass ein Nicht-Ausbildungsteil vorgesehen ist. Wenn ein Schraubzustand zwischen dem Hauptkörperteil 61 und dem Anschlag 67 gelockert wird, wird eine Abdichtfunktion durch den O-Ring 62 durch das Schraubenteil-Nicht-Ausbildungsteil des Hauptkörperteils 61 verringert, um einen Abflussweg zum Abgeben des in den unteren Raum 10c gespeicherten Wassers zu dem Äußeren des Gehäuses 10 auszubilden.
Die Heizeinheit 70 ist in dem oberen Raum 10a in dem Gehäuse 10 angeordnet. Wie in 3 dargestellt, enthält die Heizeinheit 70 eine obere Platte 71, eine Zwischenplatte 72, eine untere Platte 73, ein erstes Heizelement 61, ein zweites Heizelement 62, einen ersten Temperaturschalter 91 und einen zweiten Temperaturschalter 92. Das zweite Heizelement 82 und der zweite Temperaturschalter 92 sind in 3 nicht gezeigt, da sie vor einer Ebene des Papiers positioniert sind.
Sowohl die obere Platte 71, die Zwischenplatte 72 als auch die untere Platte 73 ist aus einem dünnen Plattenmaterial bestehend beispielsweise aus Metall ausgebildet. Wie in 4 dargestellt, weist die obere Platte 71 eine Form auf, die größer als ein Halbkreis ist und ist durch lineares Entfernen eines Teils einer kreisförmigen Scheibe ausgebildet. Demgemäß enthält die Kontur der oberen Platte 71 einen kreisförmigen Bogen, der größer als ein Halbkreis ist, und eine Sehne (Liniensegment) verbindet beide Enden dieses kreisförmigen Bogens.
Ein zylindrisches Einführloch 715, durch das der Mittelzylinder 45 des Filterelements 40 eingeführt wird, ist für die obere Platte 71 bei der Mitte dessen äußeren peripheren Kreisbogens vorgesehen. Ferner sind die Positionierlöcher 711, durch die jeweils die von dem Deckenteil der Kappe 12 hervorstehenden Vorsprungsteile 121 eingeführt, für die obere Platte 71 vorgesehen. Das Positionierungsloch 711 positioniert die obere Platte 71 in Radialrichtung sowie in Umfangsrichtung der Kappe 12. Darüber hinaus sind Bolzeneinführlöcher 713, durch die jeweils die von dem Deckenteil der Kappe 12 hervorstehenden Bolzens 123 eingeführt, für die obere Platte 71 vorgesehen. Durch den durch das Bolzeneinführloch 713 eingeführten und in Richtung einer unteren Seite einer unteren Oberfläche der oberen Platte 71 positionierten Bolzen 123 wird das Positionieren der ersten und zweiten Heizelemente 81, 82, die an einer unteren Oberflächenseite der oberen Platte 71 angeordnet sind, ausgeführt.
Die obere Platte 71 enthält ein Anschlussteil 714, das zur Rechten in 4 von der Mitte eines linearen Seitenteils (Sehnenteils) auf einer rechten Seite in 4 hervorsteht. Außerdem sind für die obere Platte 71 auf oberen und unteren Seiten des hervorstehenden Teils des Anschlussteils 714 in 4 Aussparungen 712 vorgesehen, die jeweils eine Halbkreisform aufweisen und nach links in 4 von dem linearen Seitenteil auf der rechten Seite in 4 vertieft sind.
Wie in 5 dargestellt, weist die Zwischenplatte 72 eine Form auf, die durch Teilen einer Halbkreisplatte mit einer fast ähnlichen Kontur wie die obere Platte 71 durch eine gerade Linie erhalten wird, die sich von Seite zu Seite in 5 in die oberen und unteren Teile in 5 erstreckt. Demgemäß enthält die Zwischenplatte 72 ein Plattenelement 72a auf der oberen Seite in 5, und ein Plattenelement 72b auf der unteren Seite in 5. Ein Schlitz zum Verhindern einer gegenseitigen Kontinuität ist zwischen dem Plattenelement 72a und dem Plattenelement 72b ausgebildet.
Für die Zwischenplatte 72 ist bei der Mitte von deren äußeren peripheren Kreisbogen ein Paar von Zylinderanordnungsteilen 725 mit halbkreisförmigen Aussparungsformen vorgesehen, durch die der Mittelzylinder 45 eingeführt ist. Darüber hinaus sind die Positionierungslöcher 721, durch die jeweils die von dem Deckenteil der Kappe 12 hervorstehenden Vorsprungsteile 121 eingeführt, für die Zwischenplatte 72 vorgesehen. Das Positionierungsloch 721 positioniert die Zwischenplatte 72 in Radialrichtung sowie in Umfangsrichtung der Kappe 12. Ferner sind für die Zwischenplatte 72 halbkreisförmige Aussparungen 722 vorgesehen, die von den entsprechenden kreisförmigen bogenartigen Seitenteilen der Plattenelemente 72a, 72b in Richtung der Mitte vertieft sind.
Die Zwischenplatte 72 enthält Leiter 723, die sich von den linearen Seitenteilen auf einer rechten Seite in 5 heraus erstrecken. Die Leiter 723 erstrecken sich jeweils aus dem Paar der Plattenelemente 72a, 72b, um mit dem gemeinsamen Anschlussteil 724 verbunden zu sein. Der erste Temperaturschalter 91 ist an dem Leiter 723 angeordnet, die das Plattenelement 72a und das Anschlussteil 724 verbindet, um diesen Erregungsweg bzw. Erregungspfad öffnen oder schließen zu können. Andererseits ist der zweite Temperaturschalter 92 bei dem Leiter 723 angeordnet, der das Plattenelement 72b und das Anschlussteil 724 verbindet, um diesen Erregungspfad öffnen oder schließen zu können.
Wie in 6 dargestellt, weist ähnlich wie die Zwischenplatte 72 die untere Platte 73 eine Form auf, die durch Teilen einer halbkreisförmigen Platte mit einer fast ähnlichen Kontur wie die obere Platte 71 durch eine gerade Linie erhalten wird, die sich von Seite zu Seite in 6 in obere und untere Teile in 6 erstreckt. Demgemäß enthält die untere Platte 73 ein Plattenelement 73a auf der oberen Seite in 6 und ein Plattenelement 73b auf der unteren Seite in 6. Ein Schlitz zum Verhindern einer gegenseitigen Kontinuität ist zwischen dem Plattenelement 73a und dem Plattenelement 73b ausgebildet.
Für die untere Platte 73 ist bei der Mitte von deren äußeren peripheren Kreisbogen ein Paar von Zylinderanordnungsteilen 735 mit halbkreisförmigen Aussparungsformen vorgesehen, durch die der zentrale Zylinder 45 eingeführt ist. Darüber hinaus sind Positionierlöcher 731, durch die jeweils von dem Deckenteil der Kappe 12 hervorstehenden Vorsprungsteile 121 eingeführt werden, für die untere Platte 73 vorgesehen. Das Positionierungsloch 731 positioniert die untere Platte 73 in Radialrichtung sowie in Umfangsrichtung der Kappe 12.
Außerdem sind für die untere Platte 73 Drängteile 732 vorgesehen, die in Richtung einer Vorderseite einer Ebene eines Papiers in 6 (obere Seite in den 2 und 3) ausgeschnitten und erhöht sind. Beim Zeitpunkt des Stapelns der drei Platten 71, 72, 73 ist das Drängteil 732 unter dem ersten Heizelement 81 und dem zweiten Heizelement 82 positioniert, um die Zwischenplatte 72 in Richtung der oberen Seite zu drängen.
Wie in 3 dargestellt, sind die drei Platten 71, 72, 73 in der Reihenfolge der oberen Platte 71, der Zwischenplatte 72 und der unteren Platte 73 von der oberen Seite zu der unteren Seite gestapelt. Das erste Heizelement 81 und das zweite Heizelement 82 sind zwischen der oberen Platte 71 und der Zwischenplatte 72 angebracht.
Insbesondere ist das erste Heizelement 81 zwischen der oberen Platte 71 und dem Plattenelement 72a angebracht, und das zweite Heizelement 82 ist zwischen der oberen Platte 71 und dem Plattenelement 72b angebracht. In der vorliegenden Ausführungsform enthält das erste Heizelement 81 und das zweite Heizelement 82 jeweils zwei Heizelemente 80.
Jedes der Heizelemente 80 weist beispielsweise eine Scheibenform auf und ist ein Element, das bei Erregung Wärme erzeugt. Das Heizelement 80 weist beispielsweise einen positiven Temperaturwiderstandskoeffizienten auf und weist solche Eigenschaften auf, die dessen Widerstandswert rasch bei einer spezifischen Temperatur erhöht. Das Heizelement 80 ist beispielsweise aus Keramik mit Bariumtitanat als dessen Hauptkomponente. Doppelstruktur(Ni-Ag)-Elektroden sind für beide Oberflächen des Heizelements 80 vorgesehen (Oberflächen in Druckkontakt mit der oberen Platte 71 und der Zwischenplatte 72). Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Heizelemente 80 hauptsächlich bei einer Temperatur verwendet, die geringer als die vorstehende spezifische Temperatur ist.
Der Mittelzylinder 45 ist in dem zylindrischen Einführloch 715 und jeweils den zylindrischen Anordnungsteilen 725, 735 der Platten 71, 72, 73 angeordnet. Die Vorsprungsteile 121 sind in den Positionierungslöchern 711, 721, 731 eingeführt. Schrauben 74, die als Eingriffselemente dienen, sind in entsprechende Enden der Vorsprungsteile 121 eingeschraubt, und ein Kopfteil der Schraube 74 stützt die untere Platte 73 von der unteren Seite ab.
Als Ergebnis der vorstehend beschriebenen gestapelten Konfiguration drängt das Drängteil 732 der unteren Platte 73 die Zwischenplatte 72 in Richtung der oberen Seite. Demgemäß werden das erste Heizelement 81 und das zweite Heizelement 82 in Druckkontakt mit der oberen Platte 71 und der Zwischenplatte 72 gebracht. Insbesondere drängt das Drängteil 732 des Plattenelements 73a das Plattenelement 72a in Richtung der oberen Seite. Folglich wird das erste Heizelement 81 in Druckkontakt mit der oberen Platte 71 und den Plattenelement 72a gebracht. Außerdem drängt das Drängteil 732 das Plattenelement 72b in Richtung der oberen Seite. Demgemäß wird das zweite Heizelement 82 in Druckkontakt mit der oberen Platte 71 und mit dem Plattenelement 72b gebracht.
Beim Zeitpunkt der Stapelanordnung der drei Platten 71, 72, 73, wie in den 4 bis 6 dargestellt, sind die drei Platten 71, 72, 73 derart angebracht, dass bei Betrachtung von der Axialrichtung des Gehäuses 10 deren entsprechende Mittelpunkte AA miteinander übereinstimmen, deren entsprechende Eckenteile BB miteinander übereinstimmen und deren entsprechende Eckenteile CC miteinander übereinstimmen.
Die für die Kappe 12 vorgesehene Rippe 124 erstreckt sich in Front-Rück-Richtung der Ebene des Papiers in den 2 und 3. Die Rippe 124 hängt von dem Deckenteil der Kappe 12 derart herunter, dass deren unteres Ende (Ende auf der unteren Seite in 3) entlang dem linearen Seitenteil der oberen Platte 71 positioniert ist (Sehnenteil, siehe 4).
Für die Kappe 12 ist ein Paar von externen Verbindungsanschlüssen 19 zum Einspeisen von elektrischer Leistung zur Heizeinheit 70 von dem Äußeren der Kraftstofffiltervorrichtung 1 vorgesehen. Das Anschlussteil 714 der oberen Platte 71 ist mit einem des Paars der externen Verbindungsanschlüsse 19 über ein Leiterelement verbunden. Das Anschlussteil 724 der Zwischenplatte 72 ist mit dem anderen des Paars von externen Verbindungsanschlüssen 19 über ein Leiterelement verbunden. Als Ergebnis der vorstehenden Konfiguration ist, wenn ein externer Verbindungsanschluss 19 elektrisch beispielsweise mit einer fahrzeugseitigen Speicherbatterie verbunden ist, eine in 7 dargestellte elektrische Schaltung ausgebildet. Ein Hauptschalter zum Einspeisen von elektrischer Leistung von der Speicherbatterie ist, lediglich wenn ein Zündschalter des Fahrzeugs beispielsweise in einem AN-Zustand ist, nicht in 7 gezeigt.
Wie in 8 dargestellt, enthält der erste Temperaturschalter 91 ein Fach 901, eine Kappe 902, ein Leitelement 903, eine Bi-Metallplatte 904, eine Stange, ein erstes Kontaktstück 906 und ein zweites Kontaktstück 907. Das Fach 901 besteht beispielsweise aus Harz und ist in einer zylindrischen Form mit einem Boden ausgebildet. Beispielsweise ist die plattenförmige Metallplatte in der Kappe 902 ausgebildet. Die Kappe 902 ist an dem Fach 901 zum Schließen einer Endöffnung des Fachs 901 auf der rechten Seite in 8 angebracht. Das Leitelement 903 besteht beispielsweise aus Harz und ist bei einer vorbestimmten Position in einem kreisförmigen Teil des Fachs 901 angeordnet.
Die Bi-Metallplatte 904 wird durch Stapeln und Integrieren beispielsweise von unterschiedlichen Metallschichten erhalten, und weist eine Form einer kreisförmigen Scheibe auf. Die Bi-Metallplatte 904 ist zwischen der Kappe 902 und dem Leitelement 903 einwärts des Fachs 901 angeordnet. Ein peripheres Randteil der Bi-Metallplatte 904 wird leicht durch das Gehäuse 901 und die Kappe 902 abgestützt, und die Bi-Metallplatte 904 verändert deren Krümmungszustand entsprechend der Temperatur. Die Bi-Metallplatte 904 ist ein Verformungselement, das entsprechend der Temperatur verformt wird.
Die Stange 905 ist ein zylindrisches Element bestehend beispielsweise aus Metall und ist koaxial zu dem zylindrischen Teil des Fachs 901 angebracht. Ein rechter Endabschnitt der Stange 905 in 8 steht mit einem Mittelteil der Bi-Metallplatte 904 in Kontakt. Die Stange 905 ist in einem Führungsloch, das durch die Mitte des Führungselements 903 durchgeht. Wenn die Bi-Metallplatte 904 verformt wird, verschiebt sich die Stange 905 in Axialrichtung (rechte und linke Richtungen in 8) synchron mit dieser Verformung.
Beispielsweise ist ein dünnes plattenförmiges Metallbandelement sowohl in dem ersten Kontaktstück 906 als auch in dem zweiten Kontaktstück 907 ausgebildet. Die ersten und zweiten Kontaktstücke 906, 907 sind angebracht, um durch das Bodenteil des Gehäuses 901 an Positionen durchzugehen, die zueinander mit deren Mitte dazwischen gegenüberliegen. Die Leiter 723 sind mit Abschnitten des ersten Kontaktstücks 906 und des zweiten Kontaktstücks 907 verbunden, die außerhalb des Fachs 901 positioniert sind. Die Leiter 723 sind mit Abschnitten des ersten Kontaktstücks 906 und des zweiten Kontaktstücks 907 verbunden, die außerhalb des Fachs 901 positioniert sind.
Gebogene Teile des ersten Kontaktstücks 906 und des zweiten Kontaktstücks 907, die innerhalb des Fachs 901 positioniert sind, werden durch das Leitelement 903 abgestützt. Abschnitte an der Leitendseite dieser gebogenen Teile des ersten Kontaktstücks 906 und des zweiten Kontaktstücks 907 erstrecken sich radial nach innen. Die ersten und zweiten Kontaktstücks 906, 907 sind derart angebracht, dass deren Endabschnitte miteinander überlappen bei Betrachtung von der Axialrichtung des Fachs 901.
Ein linkes Ende der Stange 905 in 8 steht mit der Nähe des Endabschnitts des ersten Kontaktstücks 906 in Kontakt (insbesondere den Abschnitt, der nicht mit dem zweiten Kontaktstück 907 überlappt, bei Betrachtung in Axialrichtung). Demgemäß drückt, wie in 8 dargestellt, wenn das Mittelteil der Bi-Metallplatte 904 gekrümmt ist, um in Richtung der linken Seite in 8 aufzuschwellen, die Bi-Metallplatte 904 an der Nähe des Endabschnitts des ersten Kontaktstücks 906 über die Stange 905 in Richtung der linken Seite in 8. Dadurch wird der Abschnitt auf der Leitendseite des gebogenen Teils des ersten Kontaktstücks 906 elastisch verformt und gebogen, so dass das erste Kontaktstück 906 und das zweite Kontaktstück 907 getrennt werden, um voneinander entfernt zu sein.
Andererseits wird, wie in 9 dargestellt, wenn die linke angeschwollene Höhe bzw. Menge des Mittelteils der Bi-Metallplatte 904 verringert wird, oder wenn das Mittelteil der Platte 904 gekrümmt wird, um in Richtung der rechten Seite in 9 anzuschwellen, das Pressen in der Nähe des Endabschnitts des ersten Kontaktstücks 906 über die Stange 905 gestoppt. Dadurch wird die Biegung des Abschnitts auf der Leitendseite des gebogenen Teils des ersten Kontaktstücks 906 abgebaut bzw. beseitigt, wodurch das erste Kontaktstück 906 und das zweite Kontaktstück 907 in Kontakt miteinander gebracht werden.
Beispielsweise verändert, wenn die Temperatur des außerhalb des Fachs 901 strömenden Kraftstoffs geringer als 5°C wird, der erste Temperaturschalter 91 von einem AUS-Zustand in 8 zu einem AN-Zustand in 9. Der erste Temperaturschalter 91 wird festgelegt, um sich beispielsweise von einem AN-Zustand in 9 zu dem AUS-Zustand in 8 zu verändern, wenn die Kraftstofftemperatur 10°C oder höher ist.
Der zweite Temperaturschalter 92 weist eine Konfiguration ähnlich wie der erste Temperaturschalter 91 auf. Allerdings sind die Temperaturcharakteristika bei der Verformung der Bi-Metallplatte 904 unterschiedlich zu dem ersten Temperaturschalter 91. Beispielsweise verändert sich, wenn die Temperatur des außerhalb des Fachs 901 strömenden Kraftstoffs geringer als –7,5°C wird, der zweite Temperaturschalter 92 von einem AUS-Zustand in 8 zu einem AN-Zustand in 9. Der zweite Temperaturschalter 92 wird festgelegt, um sich beispielsweise von dem AN-Zustand in 9 zu dem AUS-Zustand in 8 zu verändern, wenn die Kraftstofftemperatur –2,5°C oder höher erreicht.
Daher sind der erste Temperaturschalter 91 und der zweite Temperaturschalter 92 Schaltvorrichtungen, die zwischen den AN- und AUS-Zuständen entsprechend der Kraftstofftemperatur schalten. Der erste Temperaturschalter 91 und der zweite Temperaturschalter 92 schalten zwischen den AN- und AUS-Zuständen bei Temperaturen, die unterschiedlich zueinander sind.
Das erste Kontaktstück 906 und das zweite Kontaktstück 907 können einem „Kontaktpaar” bei der vorliegenden Ausführungsform entsprechen. Der erste Temperaturschalter 91 und der zweite Temperaturschalter 92 können eine „temperaturempfindliche Schaltvorrichtung” entsprechen, die das Kontaktpaar entsprechend der Verformung der Bi-Metallplatte 904 öffnet oder schließt, die das Verformungselement ist.
Bei der Kraftstofffiltervorrichtung 1 mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird, wenn die Zufuhrpumpe 3 in 1 angetrieben wird, Zufuhrkraftstoff von dem Einlass 13 in dem oberen Raum 10a in dem Gehäuse 10 eingeführt. Der eingeführte Kraftstoff strömt zunächst auf die obere Seite der oberen Platte 71 der Heizeinheit 70 rechts von der linken Seite in 3, und weist dessen Kraftstoffrichtung auf, die durch die Rippe 124 verändert wird, um in die Aussparung 712 der oberen Platte 71 zu strömen. Der Kraftstoff, der durch die Aussparungen 712 durchgeströmt ist, strömt zwischen der oberen Platte 71 und der Zwischenplatte 72 links von der rechten Seite in 3 und weist dessen Strömungsrichtung auf, die sich durch ein Seitenwandteil der Kappe 12 verändert, um die Aussparungen 722 der Zwischenplatte 72 und in den Schlitz zwischen den Plattenelementen 72a, 72b zu strömen.
Der zwischen der oberen Platte 71 und der Zwischenplatte 72 strömende Kraftstoff strömt um eine von dem ersten Heizelement 81 und dem zweiten Heizelement 82 herum. Mittlerweile wird, wenn das erste Heizelement 81 und/oder das zweite Heizelement 82 erregt wird (werden), Wärme erzeugt, der herumströmende Kraftstoff erwärmt.
Der Kraftstoff, der durch die Aussparungen 722 und den Schlitz zwischen den Plattenelemente 72a, 72b geströmt ist, strömt zwischen der Zwischenplatte 72 und der unteren Platte 73, und wird anschließend zu einer oberen Seite der oberen Endplatte 43 des Filterelements 40 zugeführt. Der zu der oberen Seite des Filterelements 40 durch die Heizeinheit 70 zugeführte Kraftstoff wird von dem oberen Raum 10a in den seitlichen Raum 10b geführt, und anschließend strömt er radial einwärts durch den Filterkörper 42. Während der Kraftstoff durch den Filterkörper 42 durchgeht, werden Fremdstoffe im Kraftstoff aufgefangen und entfernt.
Bei dem seitlichen Raum 10b wird der Wasserinhalt des Kraftstoffs in Wassertropfen kondensiert, und die Wassertropfen lagern sich aufgrund der Gravitation ab, um in dem unteren Raum 10c von der Seite des Bodenteils 16 des Fachs 11 gespeichert zu werden. Da der Filterkörper 42 die wasserabweisende Schicht enthält, die an dessen Oberfläche ausgebildet ist, werden selbst feine Wassertropfen durch die wasserabweisende Schicht abgewiesen und es ist dadurch schwierig, durch den Filterkörper 42 durchzuströmen, so dass sie von dem Kraftstoff getrennt werden, um in dem unteren Raum 10c aufgesammelt zu werden. Andererseits strömt der Kraftstoff, der durch den Filterkörper 42 durchgeströmt ist, durch einen inneren Raum des Filterkörpers 42 herauf, um von dem Inneren des Mittelzylinders 45 durch das Innere des zylindrischen Teils 122 zu strömen. Anschließend wird der Kraftstoff aus dem Gehäuse 10 durch den Auslass 14 geführt.
Wie vorstehend beschrieben, wenn der Zufuhrkraftstoff in das Gehäuse 10 in dem oberen Raum 10a geströmt ist, strömt der Kraftstoff hauptsächlich umgehend nachdem er durch die Aussparung 712 der oberen Platte 71 durchgeströmt ist um den ersten Temperaturschalter 91 und den zweiten Temperaturschalter 92 herum. Demgemäß schalten der erste Temperaturschalter 91 und der zweite Temperaturschalter 92 zwischen dem AN- und AUS-Zustand entsprechend der Temperatur des Zufuhrkraftstoffs bevor er um die ersten und zweiten Heizelemente 81, 82 strömt.
Beispielsweise wurden, wenn der Zündschalter des Fahrzeugs in einem AN-Zustand gestellt wird und die Zufuhrpumpe 3 startet, der AN- und AUS-Zustand des ersten Temperaturschalters 91 und des zweiten Temperaturschalters 92 bereits entsprechend der Kraftstofftemperatur des Zufuhrkraftstoffs in dem oberen Raum 10a eingestellt.
Beispielsweise ist bei dem Zeitpunkt einer unteren Außenlufttemperatur oder dergleichen, wenn die Kraftstofftemperatur kleiner als eine erste vorbestimmte Temperatur (5°C in der vorliegenden Ausführungsform) ist und gleich oder höher als eine zweite vorbestimmte Temperatur (7,5°C in der vorliegenden Ausführungsform) ist, der erste Temperaturschalter 91 in einem AN-Zustand und der zweite Temperaturschalter 92 in einem AUS-Zustand. Demgemäß wird das erste Heizelement 81 erregt, so dass das erste Heizelement 81 Wärme erzeugt, um den herumströmenden Kraftstoff zu erwärmen. Zu diesem Zeitpunkt wird das zweite Heizelement 82 nicht erregt, so dass das zweite Heizelement 82 keine Wärme erzeugt. Dadurch erwärmt die Heizeinheit 70 lediglich den Kraftstoff durch das erste Heizelement 81.
Zum Zeitpunkt einer noch niedrigeren Außenlufttemperatur oder dergleichen, wenn die Kraftstofftemperatur geringer als die zweite vorbestimmte Temperatur ist (–7,5°C in der vorliegenden Ausführungsform) sind sowohl der erste Temperaturschalter 91 als auch der zweite Temperaturschalter 92 in einem AN-Zustand. Demgemäß werden das erste Heizelement 81 und das zweite Heizelement 82 derart erregt, dass die beiden Heizelemente 81 und 82 Wärme erzeugen, um den herumströmenden Kraftstoff zu erwärmen. Daher erwärmt die Heizeinheit 70 den Kraftstoff sowohl durch das erste Heizelement 81 als auch durch das zweite Heizelement 82.
Wenn die Zufuhrpumpe 3 weiter angetrieben wird und der rezirkulierte Kraftstoff mit einer relativ hohen Temperatur zurück in den Kraftstofftank 2 strömt, steigt die Temperatur des Zufuhrkraftstoffs allmählich an. Die Kraftstofftemperatur des Zufuhrkraftstoffs, der von dem Inneren des Kraftstofftanks 2 in den oberen Raum 10a eingeführt wird, erhöht sich, und wenn sich die Kraftstofftemperatur erhöht, um gleich oder höher als eine dritte vorbestimmte Temperatur (–2,5°C in der vorliegenden Ausführungsform) zu sein, die höher als die zweite vorbestimmte Temperatur ist, schaltet der zweite Temperaturschalter 82 von einem AN-Zustand in einen AUS-Zustand, so dass die Erregung des zweiten Heizelements 82 gestoppt wird.
Die Kraftstofftemperatur des Zufuhrkraftstoffs, der von dem Inneren des Kraftstofftanks 2 in den oberen Raum 10a eingebracht wird, erhöht sich weiter, und wenn die Kraftstofftemperatur sich erhöht, um gleich oder höher als eine vierte vorbestimmte Temperatur (10°C bei dem vorliegenden Beispiel) zu sein, die höher als die erste vorbestimmte Temperatur ist, schaltet neben dem zweiten Temperaturschalter 92 der erste Temperaturschalter 91 von einem AN-Zustand in einem AUS-Zustand, so dass die Erregung des ersten Heizelements 81 sowie des zweiten Heizelements 82 gestoppt wird.
Bei dem die Kraftstofffiltervorrichtung 1 mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration enthaltenden Kraftstoffzufuhrsystem sind das erste Heizelement 81 und das zweite Heizelement 82 in der Heizeinheit 70 in der vorgeschalteten Passage 21 vorgesehen, die zu dem Filterkörper 42 führt. Die Heizeinheit 70 enthält den ersten Temperaturschalter 91 und den zweiten Temperaturschalter 92, die entsprechend dem ersten Heizelement 81 und dem zweiten Heizelement 82 vorgesehen sind, um die entsprechenden Erregungen des ersten Heizelements 81 und des zweiten Heizelements 82 ein- oder auszuschalten.
Der erste Temperaturschalter 91 und der zweite Temperaturschalter 92 schalten entsprechend der Kraftstofftemperatur des Zufuhrkraftstoffs, der bei einem Teil der vorgeschalteten Passage 21 auf der stromaufwärts gelegenen Seite der Anordnungsregionen des ersten Heizelements 81 und des zweiten Heizelements 82 strömt, zwischen dem AN- und dem AUS-Zustand. Die Temperaturen, bei denen zwischen den AN- und AUS-Zustanden geschaltet wird, sind in dem ersten Temperaturschalter 91 und dem zweiten Temperaturschalter 92 unterschiedlich. Da die Kraftstofftemperatur geringer wird, nimmt die Anzahl der Temperaturschaltungen in einem AN-Zustand zu.
Demgemäß kann, wenn der Zufuhrkraftstoff durch die ersten und zweiten Heizelemente 81, 82 erwärmt wird bevor er durch den Filterkörper 42 gefiltert wird, da die Temperatur des Zufuhrkraftstoffs geringer wird, die Anzahl der erregten Heizelemente erhöht werden. Dadurch kann, wenn die zum Lösen der Wachskomponente in dem Kraftstoff notwendige Wärmemenge relativ klein ist, die Anzahl der Wärme erzeugenden Heizelemente begrenzt werden. Auf diese Weise wird ein elektrischer Leistungsverbrauch begrenzt, wenn der Zufuhrkraftstoff erwärmt wird bevor er durch den Filterkörper 42 gefiltert wird, und ein Verstopfen des Filterkörpers 42 durch Wachs kann zuverlässig verhindert werden.
Ein Beispiel der Ausgabe von beiden Heizelementen 81 und 82, d. h. konsumierte elektrische Leistung der Heizeinheit 70, wird mit durchgezogenen Linien in 10 angezeigt. Bei dem vorliegenden Beispiel werden bei einem Temperaturbereich, der in dem Diagramm gezeigt ist, solche Heizelemente 80, die die Ausgaben der entsprechenden Heizelemente 90 W sind, verwendet. Durch kurze gestrichelte Linien ist ein Vergleichsbeispiel mit einer Heizeinheit angezeigt, die beide Heizelemente 81 und 82 durch einen einzelnen Temperaturschalter ein- oder ausschalten.
Vorausgesetzt, dass eine Temperatur, bei der die Wachskomponente aufgelöst werden kann, so dass der Filterkörper 42 nicht verstopft wird, 5°C oder höher bezüglich des Kraftstoffs mit einer Temperatur unter 5°C ist, wie durch eine abwechselnd lange und zwei kurze Strichlinie gezeigt, wird die für das Erwärmen des Kraftstoffs notwendige Wärmemenge erhöht, wenn die Kraftstofftemperatur niedriger wird. Andererseits kann bei der vorliegenden Ausführungsform in einem Bereich, der größer als die für die Erwärmung des Kraftstoffs notwendige Wärmemenge ist, die Ausgabe erhöht werden, wenn die Kraftstofftemperatur geringer wird. Dadurch kann ein Energieeinsparen durch einen Unterschied des Vergleichsbeispiels erreicht werden. Insbesondere kann bei dem in 10 dargestellten Beispiel, wenn die Kraftstofftemperatur geringer als 5°C ist und –7,5°C oder höher ist, die konsumierte elektrische Leistung von 180 W verringert werden.
Der erste Temperaturschalter 91 und der zweite Temperaturschalter 92 sind temperaturempfindliche Schaltvorrichtungen, die jeweils die Bi-Metallplatte 904 enthalten, die sich entsprechend der Temperatur des Zufuhrkraftstoffs verformen und die ersten und zweiten Kontaktstücke 906, 907 öffnen oder schließen, die ein Kontaktpaar als Ergebnis der Verformung der Bi-Metallplatte 904 bilden.
Demgemäß können durch temperaturempfindliche Schaltvorrichtungen zum Öffnen und Schließen des Kontaktpaars mit der Bi-Metallplatte 904, die die zu verformende Temperatur des Zufuhrkraftstoffs fühlt, die AN- und AUS-Zustände der Erregungen der Heizelemente entsprechend der Kraftstofftemperatur des Zufuhrkraftstoffs geschaltet werden. Dadurch besteht kein Bedarf einen Temperatursensor oder eine Steuervorrichtung vorzusehen, die den Betrieb eines Schalters durch ein Ausgabesignal von einem Temperatursensor steuert. Dadurch kann eine Konfiguration zum Begrenzen des elektrischen Leistungsverbrauchs zum Zeitpunkt des Erwärmens des Zufuhrkraftstoffs vereinfacht werden.
Die Öffnungstemperatur und Schließtemperatur des Kontaktpaars in den Temperaturschaltungen 91 und 92 sind unterschiedlich. Insbesondere sind bei den Temperaturschaltungen 91, 92 die Temperatur, bei der von einem AUS-Zustand in einen AN-Zustand verändert wird, und die Temperatur, bei der von einem AN-Zustand in einen AUS-Zustand verändert wird, unterschiedlich. Demgemäß weisen die Temperatureigenschaften beim Schalten zwischen den AN- und AUS-Zuständen eine Hysterese auf. Als Folge kann ein Klappern des Kontaktpaars verhindert werden.
Das erste Heizelement 81 und das zweite Heizelement 82 sind in dem Gehäuse 10 angebracht, das darin den Filterkörper 42 aufnimmt. Demgemäß kann der Zufuhrkraftstoff bevor er durch den Filterkörper 42 gefiltert wird durch die Heizelemente innerhalb des Gehäuses 10 erwärmt werden, in dem der Filterkörper 42 aufgenommen ist. Dadurch kann eine Wärmefreigabe durch den Zufuhrkraftstoff begrenzt werden nachdem er erwärmt wird bevor er durch den Filterkörper 42 gefiltert wird und ein Abkühlen des Zufuhrkraftstoffs kann begrenzt werden bevor er durch den Filterkörper 42 gefiltert wird. Schließlich kann das Verstopfen des Filterkörpers 42 durch das Wachs noch zuverlässiger verhindert werden.
Die Ausführungsform wurde vorstehend beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist nicht durch eine Einrichtung auf die vorstehende Ausführungsform begrenzt, und kann in verschiedenen Abwandlungen ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen verkörpert werden.
Abwandlungen der vorstehenden Ausführungsform werden nachstehend beschrieben. Bei der vorstehenden Ausführungsform sind das erste Heizelement 81 und das zweite Heizelement 82 entsprechend als eine elektrische parallele Verbindung der zwei Heizelemente 80 konfiguriert. Allerdings ist dies nicht darauf beschränkt. Die Heizelemente können entsprechend eines Heizelements oder drei oder mehrerer Heizelemente konfiguriert sein. Allerdings kann die Anzahl der Heizelemente zwischen den Heizelementen unterschiedlich sein.
Bei der vorstehenden Ausführungsform sind der erste Temperaturschalter 91 und der zweite Temperaturschalter 92 entsprechend dem ersten Heizelement 81 und dem zweiten Heizelement 82 vorgesehen, und die Ausgaben von den Heizelementen werden in zwei Stufen entsprechend der Kraftstofftemperatur verändert. Allerdings kann sie stattdessen beispielsweise in drei oder mehreren Stufen verändert werden. Ferner ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die Ausgabe beschränkt, die schrittweise entsprechend der Kraftstofftemperatur verändert wird, und die Ausgabe kann kontinuierlich verändert werden.
Bei der vorstehenden Ausführungsform wird der Zufuhrkraftstoff durch die Heizeinheit 70 erwärmt, die in dem Gehäuse 10 der Kraftstofffiltervorrichtung 1 vorgesehen ist. Allerdings kann stattdessen irgendeine Einheit verwendet werden solange sie den Kraftstoff durch die Kraftstoffströmungspassage erwärmen kann, die von dem Inneren des Kraftstofftanks 2 zu dem Filterkörper 42 führt. Beispielsweise können die Heizelemente in der Kraftstoffleitung 6 auf einer stromaufwärts gelegenen Seite der Kraftstofffiltervorrichtung 1 vorgesehen sein.
Bei der vorstehenden Ausführungsform ist das Verformungselement die Bi-Metallplatte. Allerdings kann stattdessen beispielsweise eine Stange bzw. Stab durch Verformung (insbesondere eine Volumenveränderung) von Wachs verschoben werden, das in einem Containerkörper abgedichtet ist.
Bei der vorstehenden Ausführungsform schalten der erste Temperaturschalter 91 und der zweite Temperaturschalter 92, die die temperaturempfindlichen Schaltvorrichtungen sind, zwischen Ein- und Ausschalten der Erregung des ersten Heizelements 81 und des zweiten Heizelements 82. Allerdings kann stattdessen beispielsweise basierend auf einem Erfassungswert durch einen Temperatursensor, wie z. B. einem Temperaturfühler, eine Steuervorrichtung zwischen AN- und AUS-Zuständen der Schaltvorrichtungen entsprechend der Heizelemente schalten, um Erregungen der Heizelemente zu steuern.
Bei der vorstehenden Ausführungsform ist das Kraftstoffzufuhrsystem ein Kraftstoffeinspritzsystem vom Typ einer Common-Rail, und der Zufuhrkraftstoff wird zu der Zufuhrpumpe 3 usw. zugeführt. Allerdings kann stattdessen beispielsweise der Zufuhrkraftstoff zu einer Pumpeneinrichtung, wie z. B. einer Kraftstoffeinspritzpumpe vom Typ eines Verteilers, zugeführt werden.
Zusammengefasst kann das Kraftstoffzufuhrsystem der vorstehenden Ausführungsform wie folgt beschrieben werden.
Ein Kraftstoffzufuhrsystem dient zum Zuführen von Zufuhrkraftstoff von innerhalb eines Kraftstofftanks 2 zu einem Zufuhrziel 3, 4, 5. Das Kraftstoffzufuhrsystem enthält einen Filterkörper 42, eine Mehrzahl von Heizelementen 81, 82 und eine Mehrzahl von Schaltvorrichtungen 91, 92. Der Filterkörper 42 ist so konfiguriert, dass er den vom Inneren des Kraftstofftanks 2 zu dem Zufuhrziel 3, 4, 5 zugeführten Kraftstofftank filtert. Die Mehrzahl der Heizelemente 81, 82 sind in der Kraftstoffströmungspassage 21 angebracht, die von dem Inneren des Kraftstofftanks 2 in den Filterkörper 42 führt, und sind so konfiguriert, dass sie bei deren Erregung Wärme erzeugen, um den Zufuhrkraftstoff zu erwärmen. Die Mehrzahl der Schaltvorrichtungen 91, 92 sind jeweils für die Mehrzahl der Heizelemente 81, 82 vorgesehen und so konfiguriert, dass sie die Erregung der Mehrzahl der jeweiligen Heizelemente 81, 82 ein- oder ausschalten. Die Mehrzahl der Schaltvorrichtungen 91, 92 sind so konfiguriert, dass sie zwischen AN- und AUS-Zuständen entsprechend der Kraftstofftemperatur des Zufuhrkraftstoffs geschaltet werden, der durch einen Teil der Kraftstoffzufuhrpassage 21 auf der stromaufwärts gelegenen Seite der Anordnungsregion der Mehrzahl der Heizelemente 81, 82 in Strömungsrichtung des Zufuhrkraftstoffs strömt. Wenn die Kraftstofftemperatur gering wird, nimmt eine Anzahl eines Teils der Mehrzahl der Schaltvorrichtungen 91, 92 zu, die in dem AN-Zustand sind.
Demgemäß kann, wenn der Zufuhrkraftstoff durch die Heizelemente 81, 82 erwärmt wird bevor er durch den Filterkörper 42 gefiltert wird, wenn die Temperatur des Zufuhrkraftstoffs gering wird, die Anzahl der erregten Heizelemente 81, 82 erhöht werden. Dadurch kann, wenn die für das Lösen der Wachskomponente in dem Kraftstoff notwendige Wärmemenge relativ klein ist, die Anzahl der Heizelemente 81, 82 begrenzt werden, die Wärme erzeugen können. Auf diese Weise kann der elektrische Leistungsverbrauch begrenzt werden, wenn der Zufuhrkraftstoff erwärmt wird bevor er gefiltert wird.
Während die vorliegende Offenbarung bezüglich deren Ausführungsform beschrieben wurde ist zu verstehen, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsform und Konstruktionen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung ist beabsichtigt verschiedene Abwandlungen und äquivalente Anordnungen abzudecken. Außerdem sind während verschiedene Kombinationen und Konfigurationen andere Kombinationen und Konfigurationen, die mehr, weniger oder lediglich ein einzelnes Element enthalten, auch innerhalb des Umfangs und Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 59-190462 A [0002]

Claims

Kraftstoffzufuhrsystem zum Zuführen von Zufuhrkraftstoff von innerhalb eines Kraftstofftanks (2) zu einem Zufuhrziel (3, 4, 5), wobei das Kraftstoffzufuhrsystem aufweist: einen Filterkörper (42), der so konfiguriert ist, dass er den von innerhalb des Kraftstofftanks (2) zu dem Zufuhrziel (3, 4, 5) zugeführten Zufuhrkraftstoff filtert; eine Mehrzahl von Heizelementen (81, 82), die in einer Kraftstoffströmungspassage (21) angebracht sind, die von innerhalb des Kraftstofftanks (2) in den Filterkörper (42) führen, und die so konfiguriert sind, dass sie bei deren Erregung zum Erwärmen des Zufuhrkraftstoffs Wärme erzeugen; und eine Mehrzahl von Schaltvorrichtungen (91, 92), die jeweils für die Mehrzahl der Heizelemente (81, 82) vorgesehen sind und die so konfiguriert sind, dass sie jeweils die Erregung der Mehrzahl der Heizelemente (81 82) ein- oder ausschalten, wobei: die Mehrzahl der Schaltvorrichtungen (91, 92) so konfiguriert sind, dass sie zwischen AN- und AUS-Zuständen entsprechend einer Kraftstofftemperatur des Zufuhrkraftstoffs schalten, der durch einen Teil der Kraftstoffströmungspassage (21) auf einer vorgeschalteten Seite Anordnungsregionen der Mehrzahl der Heizelemente (81, 82) in Strömungsrichtung des Zufuhrkraftstoffs strömt; und wenn die Kraftstofftemperatur geringer wird, nimmt eine Anzahl eines Teils der Mehrzahl der Schaltelemente (91, 92) zu, die in dem AN-Zustand sind.
Kraftstoffzufuhrsystem nach Anspruch 1, wobei jede der Mehrzahl der Schaltvorrichtungen (91, 92) eine temperaturempfindliche Schaltvorrichtung (91, 92) ist, die ein Kontaktpaar (906, 907) und ein Verformungselement (904) enthält, das entsprechend der Kraftstofftemperatur verformt wird, und die so konfiguriert ist, dass sie das Kontaktpaar (906, 907) synchron mit der Verformung des Verformungselements (904) öffnet oder schließt.
Kraftstoffzufuhrsystem nach Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend ein Gehäuse (10), das darin den Filterkörper (42) aufnimmt, wobei die Mehrzahl der Heizelemente (81, 82) in dem Gehäuse (10) angebracht sind.