JP2006063856A

JP2006063856A - 燃料フィルタ異常検知装置

Info

Publication number: JP2006063856A
Application number: JP2004246227A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kawahara; 博幸河原
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2006-03-09

Abstract

【課題】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（粗悪品）のフィルタエレメントの組み付けを検知することができる燃料フィルタ異常検知装置の提供。
【解決手段】（１）燃料フィルタ下流の燃料経路３に接続する燃料圧力検出部１８、および、運転条件が所定条件にある時に燃料フィルタ下流の検出燃料圧力が正常負圧範囲より低負圧である場合はＯＮとなる第１の異常検出用接点１３と、を有する圧力スイッチ１１と、
運転条件が所定条件にあることを確認するとともに、第１の異常検出用接点１３がＯＮとなった時に警告装置２０をＯＮとしかつ対策を講じる制御装置２１と、
を備えた燃料フィルタ異常検知装置１０。
【選択図】図２

Description

本発明は燃料フィルタ異常検知装置に関し、とくに、フィルタエレメントの組み付け忘れや目が粗い非純正品のフィルタエレメントを組み付けた場合を検知するディーゼル燃料フィルタ異常検知装置に関する。

ディーゼルエンジンは、燃料として軽油を使用し、その軽油を噴射ポンプで高圧に圧縮し、インジェクタからエンジンの燃焼室に噴射させ、燃焼室で自己燃焼させるものである。燃料中の異物による噴射ポンプの磨耗やインジェクタの詰まりを防止するために、燃料中の異物を濾過するための燃料フィルタが燃料タンクと噴射ポンプとの間に設置される。燃料フィルタの下流に目詰まり検出手段が設けられ、目詰まり検出手段が燃料フィルタ下流の燃料圧力が高負圧になったことを検知した時に燃料フィルタのフィルタエレメントの目詰まりが生じたとして、そのフィルタエレメントが交換される（特開２００４−３２４６号公報）。
特開２００４−３２４６号公報

しかし、従来の燃料フィルタの下流の圧力検知装置は目詰まり検出装置であり、その目詰まり検出装置にはつぎの課題がある。
フィルタエレメントが目詰まりを生じた時の燃料フィルタ下流の圧力が正常負圧より高負圧になることを検出するものであるから、燃料フィルタ下流の圧力が正常負圧より低負圧の場合を検出できない。したがって、燃料フィルタにフィルタエレメントを組み付け忘れた場合や、交換で燃料フィルタに組み付けられたフィルタエレメントが目の粗い非純正品（粗悪品）である場合を、検知することができない。
そのような場合には、フィルタエレメントで異物が除去できないため、噴射系部品に異常磨耗が生じたり、インジェクタの詰まりが生じて、正常な噴射が困難になる。その結果、最終的には修理費が高価なものとなる。
本発明の目的は、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（粗悪品）のフィルタエレメントの組み付けを検知することができる燃料フィルタ異常検知装置を提供することにある。

上記課題を解決する、そして上記目的を達成する、本発明はつぎの通りである。
（１）燃料フィルタ下流の燃料経路に接続する燃料圧力検出部、および、運転条件が所定条件にある時に燃料フィルタ下流の検出燃料圧力が正常負圧範囲より低負圧である場合はＯＮとなる第１の異常検出用接点と、を有する圧力スイッチと、
運転条件が所定条件にあることを確認するとともに、前記第１の異常検出用接点がＯＮとなった時に警告装置をＯＮとしかつ対策を講じる制御装置と、
を備えた燃料フィルタ異常検知装置。
（２）前記圧力スイッチが運転条件が所定条件にある時に燃料フィルタ下流の検出燃料圧力が正常負圧範囲より高負圧である場合はＯＮとなる第２の異常検出用接点も有しており、
前記制御装置が前記第２の異常検出用接点がＯＮとなった時にも警告装置をＯＮとする（１）記載の燃料フィルタ異常検知装置。
（３）前記対策はエンジンＥＣＵを制御して車速・エンジン回転数を一定値以下に制御することを含む（１）記載の燃料フィルタ異常検知装置。

上記（１）の燃料フィルタ異常検知装置によれば、圧力スイッチと制御装置とを備えているので、圧力スイッチの第１の異常検出用接点がＯＮとなった時には、運転条件が所定条件にある時に、制御装置が警告装置をＯＮとするので、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（粗悪品）のフィルタエレメントの組み付けによる燃料フィルタ異常を検出することができる。
上記（２）の燃料フィルタ異常検知装置によれば、圧力スイッチが第２の異常検出用接点も有しているので、一つの燃料フィルタ異常検知装置で、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（粗悪品）のフィルタエレメントの組み付けによる燃料フィルタ異常検出と、フィルタエレメントの目詰まりによる燃料フィルタの異常検出との両方を行うことができる。
上記（３）の燃料フィルタ異常検知装置によれば、対策はエンジンＥＣＵを制御して車速・エンジン回転数を一定値以下に制御することを含むので、燃料の流量が制限され、車両をディーラにもっていくまでの間の、異物が多量流れることによる噴射ポンプの磨耗やインジェクタの詰まりの発生を防止することができる。

以下に、本発明の燃料フィルタ異常検知装置を図１〜図４を参照して説明する。
図中、図１は本発明の実施例１、実施例２の両方に適用できる本発明の燃料フィルタ異常検知装置の作動内容をブロック線図で示したものであり、図２、図３は本発明の実施例１を示し、図４は本発明の実施例２を示す。
本発明の実施例１、２にわたって共通する部分には、本発明の実施例１、２にわたって同じ符号を付してある。

まず、本発明の実施例１、２にわたって共通する部分の構成を、図１〜図３を参照して、説明する。
本発明の燃料フィルタ異常検知装置１０は、ディーゼルエンジンの燃料フィルタの異常検知装置である。燃料フィルタ異常検知装置１０は、圧力スイッチ１１を含み、圧力スイッチ１１は燃料圧力検出部１８を有する。
燃料タンク４から噴射ポンプ５までの燃料通路の途中に燃料フィルタ１が設けられる。燃料フィルタ１はフィルタエレメント２を有し、燃料フィルタ１のフィルタエレメント２より下流の燃料通路３に、燃料フィルタ異常検知装置１０の圧力スイッチ１１の燃料圧力検出部１８が連通している。

燃料フィルタ異常検知装置１０は、圧力スイッチ１１と、制御装置２１とを有する。
圧力スイッチ１１は、燃料フィルタ下流の燃料経路３に接続する燃料圧力検出部１８、および、運転条件が所定条件にある時（たとえば、ディーゼルエンジンの回転数が２０００〜２５００ｒｐｍにある時など）に燃料フィルタ下流の検出燃料圧力が正常負圧範囲より低負圧（負圧が正常負圧範囲より大気圧に近い負圧）である場合はＯＮとなる第１の異常検出用接点１３と、を有する。第１の異常検出用接点１３は、燃料フィルタ１へのフィルタエレメント２の組み付け忘れや、組み付けたフィルタエレメント２が目が粗すぎて異物を通過させてしまう粗悪品の非純正品である場合を検出する接点である。
制御装置２１は、運転条件が所定条件にあること（たとえば、ディーゼルエンジンの回転数が２０００〜２５００ｒｐｍにある時など）を確認するとともに、第１の異常検出用接点１３がＯＮとなった時に警告装置２０をＯＮとし（図１のステップ１０５、たとえば、ウォーニングランプを点灯したり、ブザーを鳴らすなど）、かつ、対策（図１のステップ１０６、１０７）を講じる。
第１の異常検出用接点１３がＯＮとなった時の対策は、図１において、エンジンＥＣＵを制御して（ステップ１０６）、車速・エンジン回転数を一定値以下に制御すること（ステップ１０７）を含む。

圧力スイッチ１１は、運転条件が所定条件にある時（たとえば、ディーゼルエンジンの回転数が２０００〜２５００ｒｐｍにある時など）に燃料フィルタ下流の検出燃料圧力が正常負圧範囲より高負圧である場合はＯＮとなる第２の異常検出用接点１４も有していてもよい。第２の異常検出用接点１４は、フィルタエレメント２の異物による目詰まりが生じた場合を検出する接点である。
制御装置２１は、第２の異常検出用接点１４がＯＮとなった時にも警告装置２０をＯＮとする（図１のステップ１０５、たとえば、ウォーニングランプを点灯したり、ブザーを鳴らすなど）。ただし、第２の異常検出用接点１４がＯＮとなった時には、図１のステップ１０６、１０７の対策は講じない。

たとえば、圧力スイッチ１１、制御装置２１は、つぎのように構成してもよい。
圧力スイッチ１１は、ダイヤフラム式で、ダイヤフラム１５の一側に燃料室からなる燃料圧力検出部１８を設け、ダイヤフラム１５の他側に大気開放室１７を設ける。燃料室１８にはスプリング１８を配置してダイヤフラム１５を大気開放室１７側に付勢する。大気開放室１７には第１の異常検出用接点１３、第２の異常検出用接点１４を固定配置し（第１の異常検出用接点１３は第２の異常検出用接点１４よりもダイヤフラム１５から遠い位置に配置される）、その間に可動接点１２を設け、可動接点１２をダイヤフラム１５に固定した押し棒１６で押すようにする。

回路可動接点１２は電源３０に回路３３によって接続されている。第１の接点１３は回路３４、制御装置２１を介してアース３１に接続されており、第２の接点１４は回路３５、制御装置２１を介してアース３１に接続されている。
電源３０は、回路３３と並列の回路３２、警告灯２０、制御装置２１を介してアース３１に接続されている。

制御装置２１は、ディーゼルエンジンの運転条件（運転条件入力）４０が所定条件にある時（たとえば、ディーゼルエンジンの回転数が２０００〜２５００ｒｐｍにある時など）にスイッチ２８を有している。これはディーゼルエンジンの運転条件が所定条件にある時にだけ制御装置２１を作動させるためである。
制御装置２１は、第１の接点１３がＯＮの時にＯＮとなるとともに警告灯２０を点灯するリレー２２を有し、リレー２２はスイッチ２３とコイル２４を有する。制御装置２１は、第２の接点１４がＯＮの時にＯＮとなるとともに警告灯２０を点灯するリレー２５を有し、リレー２５はスイッチ２６とコイル２７を有する。
制御装置２１は、図３ではリレー２２、２５を有する回路からなる場合を示したが、これを図２に示すように、同じ作動を行うコンピュータから構成してもよい。

制御装置２１の作動を、図１を参照して説明する。図１は、制御装置２１が第１の異常検出用接点１３と第２の異常検出用接点１４の両方を有している場合の作動を示す。
図１において、ステップ１０１ではフィルタ目詰まりウォーニングが作動しているが、ステップ１０２でウォーニングをリセットする。たとえば、制御装置２１の回路切替えスイッチ２９を回路３２、リレー２２側に切り替える。ついで、ステップ１０３で運転条件が所定条件にあるか否か（たとえば、ディーゼルエンジンの回転数が２０００〜２５００ｒｐｍにある時など、この時には燃料流量が所定量あってフィルタエレメント２の下流に可動接点１２を第１、第２の異常検出用接点１３、１４間に作動させる負圧が生じる）を確認し、運転条件が所定条件にあればスイッチ２８をＯＮにして、ステップ１０４に進む。ステップ１０４で燃料室１８の圧力が所定の負圧範囲にあるか否かを判定する。燃料室１８の圧力が所定の負圧範囲にあれば、可動接点１２は第１、第２の異常検出用接点１３、１４間にあり、どちらの接点１３、１４からも離れている。

燃料室１８の圧力が所定の負圧範囲になく、燃料室１８の燃料負圧が低い（フィルタエレメント２の組み付け忘れや、フィルタエレメント２の目が異常に粗いために、フィルタエレメント２での圧損が小さく、フィルタエレメント２下流の負圧が大気圧に近い）と、ダイヤフラム１５と押し棒１６はスプリング１９で押し上げられて、可動接点１２が第１の異常検出用接点１３に接触し、回路３４に電流が流れ、リレー２２がＯＮ、スイッチ２３がＯＮとなり、ステップ１０５に示すように、回路３２に電流が流れて警告灯２０が点灯する、またはブザーが鳴る。それと同時に、ステップ１０６、１０７に示すように、エンジンＥＣＵを制御して（ステップ１０６）、車速・エンジン回転数を一定値以下に制御する（ステップ１０７）。これによって、フィルタエレメント２の組み付け忘れや、フィルタエレメント２の目が異常に粗い場合に、通路３に多量の燃料が流れることを防止し、噴射ポンプ５の磨耗や、インジェクタの異物による目詰まり発生を抑制する。警告灯２０が点灯していても、車は走るので、警告灯２０が点灯してフィルタエレメント２に異常があることを知った運転者は、車をディーラに持っていき、純正品のフィルタエレメント２に交換するか、組み付け忘れであった場合は組み付ける。メンテナンス終了後、ステップ１０８で目詰まりウォーニングを再点灯する（たとえば、回路切替えスイッチ２９を回路３５側に切り替える）。

これによって、つぎの効果が得られる。
圧力スイッチ１１と制御装置２１とを備えているので、圧力スイッチ１１の第１の異常検出用接点１３がＯＮとなった時には、運転条件が所定条件にある時（たとえば、ディーゼルエンジンの回転数が２０００〜２５００ｒｐｍにある時など）に、制御装置２１が警告装置２０をＯＮとするので、フィルタエレメント２の組み付け忘れや、目の粗い非純正品（粗悪品）のフィルタエレメント２の組み付けによる、燃料フィルタ１の異常を検出することができる。

また、圧力スイッチ１１が第２の異常検出用接点１４も有している場合は、一つの燃料フィルタ異常検知装置１０で、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（粗悪品）のフィルタエレメントの組み付けによる燃料フィルタ異常検出と、フィルタエレメントの目詰まりによる燃料フィルタ１の異常検出との両方を行うことができる。

また、フィルタ異常がある場合の対策はエンジンＥＣＵを制御して（ステップ１０６）、車速・エンジン回転数を一定値以下に制御する（ステップ１０７）ことを含むので、燃料通路３を流れる燃料の流量が制限され、車両をディーラにもっていくまでの間の、異物が多量流れることによる噴射ポンプ５の磨耗やインジェクタの詰まりの発生を防止することができる。

つぎに、本発明の各実施例に特有な部分を説明する。
本発明の実施例１では、図２、図３に示すように、制御装置２１がコンピュータからなる。
その作用・効果については、制御装置２１がコンピュータからなるため、制御装置２１が図１の制御を円滑に行うことができる。

本発明の実施例２では、図４に示すように、燃料フィルタ異常検知装置１０が、圧力スイッチ１１と、リレー式の制御装置２１と、２つの警告灯２０Ａ、２０Ｂを有する構造となっている。制御装置２１はコンピュータではないが、図３に示したような、所定運転条件でＯＮとなるスイッチ２８を有することが望ましい。
その作用・効果については、２つの警告灯２０Ａ、２０Ｂを有するため、どちらの警告灯２０Ａ、２０Ｂが点灯しているかで、燃料フィルタ１の異常が、フィルタエレメントの組み付け忘れや目の粗いフィルタエレメントによるものか（警告灯２０Ａが点灯している場合）、あるいはフィルタエレメントの目詰まりによるものか（警告灯２０Ｂが点灯している場合）を容易に判断することができる。

本発明の実施例１、実施例２の燃料フィルタ異常検知装置に共通に適用可能な作動制御ブロック図である。本発明の実施例１の燃料フィルタ異常検知装置の制御系統図である。図２のうち制御装置の作動をリレー回路で示した制御系統図である。本発明の実施例２の燃料フィルタ異常検知装置の制御系統図である。

符号の説明

１燃料フィルタ
２フィルタエレメント
３燃料フィルタ下流の燃料通路
４燃料タンク
５燃料噴射ポンプ
１０燃料フィルタ異常検知装置
１１圧力スイッチ
１２可動接点
１３第１の異常検知用接点
１４第２の異常検知用接点
１５ダイヤフラム
１６押し棒
１７大気開放室（ダイヤフラムの一側）
１８燃料圧力検出部（ダイヤフラムの他側の燃料室）
１９スプリング
２０、２０Ａ、２０Ｂ警告灯
２１制御装置（コンピュータである場合を含む）
２２リレー
２３スイッチ
２４コイル
２５リレー
２６スイッチ
２７コイル
２８スイッチ
２９回路切替えスイッチ
３０電源
３１アース（接地）
３２、３３、３４、３５回路
４０運転条件入力

Claims

燃料フィルタ下流の燃料経路に接続する燃料圧力検出部、および、運転条件が所定条件にある時に燃料フィルタ下流の検出燃料圧力が正常負圧範囲より低負圧である場合はＯＮとなる第１の異常検出用接点と、を有する圧力スイッチと、
運転条件が所定条件にあることを確認するとともに、前記第１の異常検出用接点がＯＮとなった時に警告装置をＯＮとしかつ対策を講じる制御装置と、
を備えた燃料フィルタ異常検知装置。
前記圧力スイッチが運転条件が所定条件にある時に燃料フィルタ下流の検出燃料圧力が正常負圧範囲より高負圧である場合はＯＮとなる第２の異常検出用接点も有しており、
前記制御装置が前記第２の異常検出用接点がＯＮとなった時にも警告装置をＯＮとする請求項１記載の燃料フィルタ異常検知装置。
前記第１の異常検出用接点はフィルタエレメントの組み付け忘れおよび目の粗い非純正品のエレメントが組み付けられていることを検出する接点であり、
前記第２の異常検出用接点はフィルタエレメントの目詰まりを検出する接点であり、
前記対策はエンジンＥＣＵを制御して車速・エンジン回転数を一定値以下に制御することを含む請求項１記載の燃料フィルタ異常検知装置。