JP2009062921A - 目詰まり検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料のワックス化にともなう燃料フィルタの目詰まりを検出する目詰まり検出装置を提供する。
【解決手段】ＥＣＵは、温度センサで検出した燃料フィルタの温度から温度条件が成立、すなわち燃料フィルタがワックス成分の析出温度以下であるかを判定する（Ｓ１０１）。温度条件が成立し、エンジンがアイドル状態であれば（Ｓ１０２）、ＥＣＵはコモンレールの実レール圧と吸入量制御弁に出力する制御電流値とから燃料フィルタの目詰まりを検出する。実レール圧は、コモンレールへ供給する燃料流量、すなわち吸入量制御弁からサプライポンプへの燃料流量によって制御される。そのため、実レール圧は制御電流値に相関する。ノーマリーオープンタイプの吸入量制御弁の場合、ＥＣＵは、実レール圧に対応する制御電流値Ｉが所定値Ｉｍよりも小さいとき（Ｓ１０３）、燃料フィルタにワックス成分による目詰まりが生じていると判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、目詰まり検出装置に関し、特に燃料の温度の低下にともなって析出したワックス成分によって生じる燃料フィルタの目詰まりを検出する目詰まり検出装置に関する。

燃料、特にディーゼルエンジンに使用される軽油は、温度の低下によってワックス成分が析出するという特性を有している。析出したワックス成分は、燃料中の異物を捕集する燃料フィルタに捕集される。そのため、燃料フィルタは析出したワックス成分によって目詰まりを生じ、燃料フィルタを通過する燃料の抵抗が増大する。その結果、サプライポンプに吸入される燃料流量の減少、コモンレールにおけるレール圧の低下、およびインジェクタから噴射される燃料量の減少などを招き、ディーゼルエンジンの運転安定性が低下するおそれがある。

そこで、特許文献１では、サプライポンプ、コモンレールおよびインジェクタで余剰となった燃料を燃料フィルタの上流すなわち入口側に還流している。燃料は、サプライポンプで加圧、およびコモンレールやインジェクタを通過することにより温度が上昇する。そのため、特許文献１では、温度が上昇するとともに余剰となった燃料を燃料フィルタの入口側へ還流させることにより、析出したワックス成分を溶解し、目詰まりの軽減を図っている。また、燃料フィルタをヒータで加熱し、燃料フィルタの温度を上昇させることも公知である。
特開２００３−１７６７６１号公報

しかしながら、特許文献１の場合、析出したワックス成分による燃料フィルタの目詰まりが生じているか否かに関係なく、燃料の温度が低いとき、燃料を常に燃料フィルタの入口側に還流する。一方、燃料のワックス化にともなう燃料フィルタの目詰まりは、頻繁に生じるものではない。例えば、燃料を長期間補給せず、燃料の温度特性が気候に合致しない場合、あるいは燃料の温度特性を超えた外気温の低下など特殊な状況で燃料フィルタの目詰まりが生じるにすぎない。そのため、特許文献１のように燃料の温度が所定値以下のとき常に燃料を燃料フィルタの入口側へ還流したり、例えば燃料フィルタをヒータで加熱すると、消費されるエネルギーのロスが増大する。

また、燃料フィルタを通過する燃料の圧力差や流量の変化から燃料フィルタの目詰まりを検出することも知られている。しかしながら、単に燃料フィルタの目詰まりを検出しただけでは、その目詰まりの原因が異物によるものなのか析出したワックス成分によるものかを判定することは困難である。

そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料のワックス化にともなう燃料フィルタの目詰まりを検出する目詰まり検出装置を提供することにある。

請求項１記載の発明では、温度検出手段で検出した温度が所定値以下であるとき、判定手段は燃料フィルタを通過する燃料の流動抵抗を検出する。そして、燃料フィルタを通過する燃料の流動抵抗が所定以上であれば、判定手段は燃料フィルタに燃料中のワックス成分による目詰まりが生じていると判定する。すなわち、判定手段は、燃料フィルタまたはその周囲の温度を検出するだけでなく、燃料フィルタを通過する燃料の流動抵抗を検出する。これにより、判定手段は、燃料フィルタまたはその周囲の温度が低く、燃料フィルタを通過する燃料の流動抵抗が大きいとき、燃料フィルタにはワックス成分による目詰まりが生じていると判定する。したがって、燃料のワックス化にともなう燃料フィルタの目詰まりを確実に検出することができる。

請求項２記載の発明では、判定手段は、吸入量制御弁に出力する制御電流値とレール圧検出手段で検出したコモンレールにおける実レール圧との関係に基づいて、燃料フィルタにおける流動抵抗を検出する。吸入量制御弁はサプライポンプに吸入される燃料の流量を制御するため、燃料フィルタに目詰まりが生じていない、すなわち通常の運転時には制御電流値と実レール圧との間には所定の相関がある。一方、燃料フィルタに目詰まりが生じているとき、吸入量制御弁の開度すなわち制御電流値と実レール圧とのずれが大きくなる。これにより、判定手段は、制御電流値と実レール圧との関係から燃料の流動抵抗を検出可能である。また、コモンレールにおけるレール圧は、吸入量制御弁によるサプライポンプへ吸入される燃料の流量によって制御される。そのため、レール圧検出手段で検出した実レール圧は、吸入量制御弁による燃料流量の制御のためにフィードバックされる。これにより、レール圧を検出するレール圧検出手段は、コモンレール式の燃料噴射装置が通常備えている。したがって、吸入量制御弁に出力する制御電流値とレール圧検出手段で検出した実レール圧との関係に基づいて燃料フィルタにおける燃料の流動抵抗を検出することにより、部品の追加および構造の複雑化を招くことなく、析出したワックス成分による燃料フィルタの目詰まりを確実に検出することができる。

請求項３記載の発明では、吸入量制御弁はノーマリーオープンタイプである。ノーマリーオープンタイプの吸入量制御弁は、制御電流が供給されていないとき、全開となり、通過する燃料の流量は最大となる。そして、制御電流が増加するにつれて燃料の通過量が減少する。そのため、レール圧検出手段で検出した実レール圧に対し、制御電流に出力する制御電流値が小さいとき、吸入量制御弁の開度は通常よりも大きいことになる。すなわち、ワックス成分の析出によって燃料フィルタに目詰まりが生じているとき、燃料フィルタを通過する燃料の流量は減少する。そのため、吸入量制御弁の開度が増大し、制御電流値は低下する。これにより、判定手段は、制御電流値と実レール圧との関係から燃料フィルタの目詰まりを検出する。したがって、燃料フィルタの目詰まりを確実に検出することができる。

請求項４記載の発明では、ディーゼルエンジンの操作者に燃料の特性が気候に適合していないことを警告し、燃料の補給や入れ換えを促すことができる。
請求項５記載の発明では、温度が上昇し余剰となった燃料を燃料フィルタの入口側に還流させる。燃料還流手段は、判定手段がワックス成分の析出によって燃料フィルタの目詰まりを判定したとき、燃料回収部で回収した燃料を戻す。そのため、燃料フィルタの周囲の温度が低くても、ワックス成分の析出による燃料フィルタの目詰まりが生じていないとき、燃料還流手段は燃料フィルタの入口側に燃料を戻さない。したがって、無用な燃料の還流を低減し、エネルギー効率を高めることができる。

以下、本発明による目詰まり検出装置の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による目詰まり検出装置を適用したディーゼルエンジンの燃料噴射システムを図２に示す。第１実施形態の場合、目詰まり検出装置１０は、コモンレール式の燃料噴射システム２０により燃料の噴射が制御されるディーゼルエンジン２１に適用される。燃料噴射システム２０は、燃料タンク２２、吸入量制御弁３０、サプライポンプ２４、コモンレール２５およびインジェクタ４０を備えている。目詰まり検出装置１０は、エンジン制御装置（以下、「ＥＣＵ：Engine Control Unit」という。）１１から構成されている。吸入量制御弁３０およびサプライポンプ２４は、一体のポンプユニット２７を構成している。

燃料タンク２２は、常圧の燃料を蓄えている。燃料タンク２２の内部の燃料は、図示しない低圧ポンプにより吸入配管部５１を経由して吸入量制御弁３０へ供給される。吸入配管部５１は、特許請求の範囲の燃料供給経路を構成している。サプライポンプ２４は、図示しないプランジャが往復移動することにより、図示しない加圧室に吸入した燃料を加圧する。サプライポンプ２４では、加圧室へ吸入される燃料の量に応じて吐出される燃料の量が変化する。プランジャは、ディーゼルエンジン２１のクランクシャフト２８から駆動力が伝達される。サプライポンプ２４で加圧された燃料は、コモンレール２５へ吐出される。サプライポンプ２４の吐出側には、燃料配管部５２が接続している。燃料配管部５２は、サプライポンプ２４とコモンレール２５とを接続している。

燃料タンク２２とポンプユニット２７とを接続する吸入配管部５１には、燃料フィルタ５３が設けられている。燃料フィルタ５３は、吸入配管部５１を経由して燃料タンク２２からポンプユニット２７へ流れる燃料に含まれる異物を捕集する。燃料フィルタ５３は、図示しないフィルタエレメントおよびフィルタケースを有している。フィルタエレメントは、例えば濾紙などで形成されている。フィルタケースは、内部にフィルタエレメントを収容している。燃料フィルタ５３に流入した燃料は、フィルタエレメントを通過することにより、異物が除去される。

コモンレール２５は、燃料配管部５２に接続され、サプライポンプ２４で加圧された燃料を蓄圧状態で蓄える。コモンレール２５には、ディーゼルエンジン２１の各気筒２９へ燃料を噴射するインジェクタ４０が接続している。インジェクタ４０は、各気筒２９にそれぞれ設けられている。コモンレール２５に蓄圧状態で蓄えられた燃料は、インジェクタ４０から各気筒２９に形成されている燃料室へ噴射される。サプライポンプ２４、コモンレール２５およびインジェクタ４０には、還流配管部５４が接続している。サプライポンプ２４、コモンレール２５およびインジェクタ４０で余剰となった燃料は、還流配管部５４を経由して燃料タンク２２へ戻される。

ＥＣＵ１１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを有するマイクロコンピュータで構成されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されているコンピュータプログラムにしたがって燃料噴射システム２０の全体を制御する。ＥＣＵ１１は、特許請求の範囲の判定手段として機能する。ＥＣＵ１１は、入力側の回路に圧力センサ１３、アクセルセンサ１４、回転センサ１５および温度センサ１６などが接続している。圧力センサ１３は、コモンレール２５に設けられている。

圧力センサ１３は、コモンレール２５に蓄えられている燃料の圧力を検出する。圧力センサ１３は、検出したコモンレール２５における燃料の圧力、すなわち実レール圧を電気信号としてＥＣＵ１１へ出力する。これにより、圧力センサ１３は、ＥＣＵ１１とともに特許請求の範囲のレール圧検出手段を構成している。アクセルセンサ１４は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量を電気信号としてＥＣＵ１１へ出力する。回転センサ１５は、ディーゼルエンジン２１のクランクシャフト２８の回転を検出する。回転センサ１５は、検出したクランクシャフト２８の回転を電気信号としてＥＣＵ１１へ出力する。

温度センサ１６は、燃料フィルタ５３の温度を検出する。温度センサ１６は、燃料フィルタ５３に設けられ、燃料フィルタ５３の温度を直接検出する。また、温度センサ１６は、燃料フィルタ５３の温度を直接検出するのではなく、燃料の温度を推定する基礎となる温度を検出する構成としてもよい。例えば、温度センサ１６は、燃料タンク２２に蓄えられている燃料の温度を検出してもよい。また、温度センサ１６は、吸入配管部５１を流れる燃料の温度、特に燃料フィルタ５３の入口側における燃料の温度を検出してもよい。さらに、温度センサ１６は、外気温やディーゼルエンジン２１の冷却水の温度を検出してもよい。温度センサ１６は、検出した温度を電気信号としてＥＣＵ１１へ出力する。ＥＣＵ１１は、温度センサ１６から出力された電気信号に基づいて燃料フィルタ５３の温度を直接、またはその周囲の温度から間接的に検出する。これにより、温度センサ１６は、ＥＣＵ１１とともに特許請求の範囲の温度検出手段を構成している。

ＥＣＵ１１は、例えば回転センサ１５で検出したディーゼルエンジン２１の回転状態に関する電気信号、およびアクセルセンサ１４で検出したアクセルペダルの踏み込み量などから、ディーゼルエンジン２１の運転状態を検出する。ＥＣＵ１１は、検出したディーゼルエンジン２１の運転状態に応じて、インジェクタ４０から噴射される燃料の噴射量を設定する。ＥＣＵ１１は、設定した燃料の噴射量に基づいてコモンレール２５における目標レール圧を設定する。

ＥＣＵ１１は、出力側の回路に吸入量制御弁３０および電子駆動装置（以下、電子駆動装置を「ＥＤＵ：Electronic Drive Unit」という。）１２などが接続している。吸入量制御弁３０は、ＥＣＵ１１から出力された制御電流に基づいてサプライポンプ２４へ吸入される燃料の流量を制御する。ＥＤＵ１２は、インジェクタ４０の電磁弁４１に接続している。ＥＤＵ１２は、ＥＣＵ１１から出力された駆動信号に基づいてインジェクタ４０の電磁弁４１へパルス状の駆動信号を出力する。インジェクタ４０は、ＥＤＵ１２から出力されたパルス状の駆動信号に基づいて電磁弁４１が駆動され、燃料の噴射が断続される。その結果、インジェクタ４０は、コモンレール２５に蓄えられている燃料を、ディーゼルエンジン２１の各気筒２９に形成されている燃焼室へ噴射する。

吸入量制御弁３０は、図３に示すように筒部材３１、弁部材３２および駆動部３３を有している。弁部材３２は、駆動部３３によって筒部材３１の内側を軸方向へ往復移動する。筒部材３１および弁部材３２は、ともに筒状に形成され、それぞれ側壁を貫く開口３４、３５を有している。弁部材３２は、駆動部３３によって軸方向へ駆動される。駆動部３３は、ソレノイド３６と弾性部材３７とから構成されている。ソレノイド３６は、ＥＣＵ１１から出力された制御電流によって電磁力を発生し、弁部材３２を吸引する。弾性部材３７は、弁部材３２がソレノイド３６から力を受ける方向と逆方向へ弁部材３２を押し付ける。これにより、弁部材３２は、ＥＣＵ１１から出力される制限電流値に応じてソレノイド３６から受ける力と弾性部材３７から受ける力とが均衡する位置で停止する。その結果、筒部材３１の開口３４と弁部材３２の開口３５とが重なり合う面積が変化する。したがって、制御電流値の大きさに応じて吸入量制御弁３０を通過する燃料の流量が制御される。

第１実施形態の場合、吸入量制御弁３０は、制御電流値が０のとき筒部材３１の開口３４と弁部材３２の開口３５とが重なり合う面積が最大となる。すなわち、吸入量制御弁３０は、いわゆるノーマリーオープンタイプである。これにより、吸入量制御弁３０は、図４に示すように制御電流値が増大するにしたがって、開口３４と開口３５とが重なり合う面積および通過する燃料の流量が減少する。

ＥＣＵ１１には、図２に示すように警告部１７が接続している。警告部１７は、例えば表示ランプなどの視覚的な警告手段やブザーなどの聴覚的な警告手段を有している。ＥＣＵ１１は、燃料フィルタ５３に目詰まりが生じていると判定すると、警告部１７に駆動信号を出力する。警告部１７は、ＥＣＵ１１から出力された駆動信号に基づいて、ディーゼルエンジン２１が搭載されている車両に搭乗者に警告を発する。なお、警告部１７は、上述のように視覚的あるいは聴覚的な警告手段に限らず、例えば振動などによって触覚的に警告するなど、搭乗者の感覚に訴える手段であれば任意に選択することができる。

次に、第１実施形態の構成による目詰まり検出装置１０の作動を図１に基づいて説明する。
図１に示すように、ＥＣＵ１１は、まず燃料フィルタ５３の目詰まり検出を実施する温度条件が成立しているか否かを判定する（Ｓ１０１）。ＥＣＵ１１は、燃料フィルタ５３、燃料フィルタ５３を通過する燃料の温度、または外気温もしくはディーゼルエンジン２１の冷却水の温度などを検出し、温度条件の判定を実施する。ワックス成分の析出による燃料フィルタ５３の目詰まりは、燃料の温度が当該成分の析出温度以下であるときに限られる。そのため、ＥＣＵ１１は、ワックス成分の析出による燃料フィルタ５３の目詰まりを検出する場合、燃料の温度を検出する。

ＥＣＵ１１は、温度センサ１６により上述のように燃料フィルタ５３の温度を直接検出してもよいし、燃料フィルタ５３を流れる燃料の温度、外気温あるいは水温などから燃料フィルタ５３の温度を間接的に検出してもよい。また、例えば燃料フィルタ５３の温度と燃料の温度など、これらを複数組み合わせることにより、温度条件を判定してもよい。なお、燃料の温度低下にともなうワックス成分の析出は、始動時などディーゼルエンジン２１自体の温度が低いときに生じやすい。そのため、ＥＣＵ１１は、ディーゼルエンジン２１の始動時に目詰まりの検出を実施することが望ましい。ＥＣＵ１１は、検出した温度が燃料のワックス成分析出温度以下であるとき、温度条件が成立していると判定する。

ＥＣＵ１１は、ステップＳ１０１において判定した温度条件が成立すると、ディーゼルエンジン２１がアイドル状態であるか否かを検出する（Ｓ１０２）。例えば加速あるいは減速時などのように、ディーゼルエンジン２１の運転状態が変化するとき、コモンレール２５において目標となる目標レール圧はディーゼルエンジン２１の運転状態に応じて変化する。このように目標レール圧が変化するとき、吸入量制御弁３０に出力する制御電流値も変化し、制御電流値と実レール圧との関係は一定にならない。本実施形態の場合、ＥＣＵ１１は、吸入量制御弁３０に出力する制御電流値と圧力センサ１３で検出したコモンレール２５の実レール圧との関係に基づいて燃料フィルタ５３の目詰まりを検出する。そのため、制御電流値と実レール圧との関係が一定でない場合、燃料フィルタ５３の目詰まりの検出が困難になる。そこで、ＥＣＵ１１は、ディーゼルエンジン２１の運転状態を検出し、安定しているアイドル状態であるか否かを検出する。

ＥＣＵ１１は、アクセルセンサ１４で検出したアクセルペダルの踏み込み量、回転センサ１５で検出したクランクシャフト２８の回転速度からディーゼルエンジン２１の運転状態を検出する。ＥＣＵ１１は、例えばアクセルペダルの踏み込み量が「０」であり、クランクシャフト２８の回転速度が一定であれば、ディーゼルエンジン２１がアイドル状態であると判定する。なお、ＥＣＵ１１は、アクセルペダルの踏み込み量およびクランクシャフト２８の回転速度だけでなく、例えばディーゼルエンジン２１を搭載した車両の速度や加速度の変化など、任意の指標からディーゼルエンジン２１がアイドル状態にあるか否かを検出してもよい。

ＥＣＵ１１は、ステップＳ１０２においてディーゼルエンジン２１がアイドル状態であると判定すると、吸入量制御弁３０に出力する制御電流値Ｉが所定値Ｉｍよりも小さいかを判定する（Ｓ１０３）。コモンレール２５におけるレール圧は、ディーゼルエンジン２１の運転状態に基づいて設定された目標レール圧と圧力センサ１３で検出した実レール圧とに基づいて制御される。すなわち、ＥＣＵ１１は、コモンレール２５が目標レール圧となるように、圧力センサ１３で検出した実レール圧に基づいて吸入量制御弁３０を通過する燃料の流量をフィードバック制御する。

図４に示すように、吸入量制御弁３０に出力する制御電流値と、吸入量制御弁３０を通過する燃料の流量、すなわちサプライポンプ２４からコモンレール２５へ吐出される燃料の流量とは相関している。そのため、コモンレール２５における実レール圧と制御電流値との間にも、所定の相関が生じる。その結果、燃料供給系すなわち燃料タンク２２からコモンレール２５までの間の燃料の流れに障害が生じていないとき、圧力センサ１３で検出した実レール圧に対する制御電流値は所定値Ｉｍとほぼ一致する。

一方、燃料フィルタ５３に目詰まりが生じているとき、燃料フィルタ５３を通過して吸入量制御弁３０へ流入する燃料の流量は減少する。言い換えると、燃料フィルタ５３に目詰まりが生じているとき、吸入量制御弁３０を通過する燃料の流動抵抗は大きくなる。そのため、吸入量制御弁３０は、流動抵抗を低減し、通過する燃料の流量を増大させるために、開度を拡大する必要がある。ノーマリーオープンタイプの吸入量制御弁３０の場合、開度を拡大し燃料の流量を増加させるためには制御電流値を減少させる必要がある。その結果、制御電流値Ｉは、所定値Ｉｍよりも小さくなる。したがって、ＥＣＵ１１は、制御電流値Ｉが実レール圧に対応する所定値Ｉｍよりも小さいとき、吸入量制御弁３０に流入する燃料が不足、すなわち燃料フィルタ５３に目詰まりが生じ、燃料フィルタ５３を通過する燃料の流動抵抗が所定値以上になっていると判定する。
ＥＣＵ１１は、ステップＳ１０３で燃料フィルタ５３に目詰まりが生じていると判定すると、目詰まりが生じている旨の警告を指示する（Ｓ１０４）。ＥＣＵ１１は、警告部１７に駆動信号を出力することにより、警告部１７から搭乗者へ警告を発する。搭乗者は、警告にしたがって例えば温度特性の異なる燃料を補給したり、車両の運転を中止するなど、安全性を高める措置を講じることができる。

以上説明したように、第１実施形態では、所定の温度条件が成立するとき、ＥＣＵ１１は圧力センサ１３で検出した実レール圧と吸入量制御弁３０に出力する制御電流値とから燃料フィルタ５３の目詰まりを検出している。ワックス成分の析出による燃料フィルタ５３の目詰まりは、外気温が低い場合など限られた条件で生じる。そのため、ＥＣＵ１１は、目詰まりの検出に先立って温度条件の成立を判定している。したがって、ワックス成分の析出による燃料フィルタ５３の目詰まりを確実に検出することができる。

また、第１実施形態では、ＥＣＵ１１は、圧力センサ１３で検出した実レール圧と吸入量制御弁３０に出力する制御電流値とから燃料フィルタ５３の目詰まりを検出している。圧力センサ１３は、コモンレール２５における実レール圧を検出するためにコモンレール式の燃料噴射システム２０が通常備えている。また、温度センサ１６は、直接燃料フィルタ５３に設けなくても、サプライポンプ２４など燃料の供給経路のいずれかに通常設けられている。そのため、特別な部品を追加することなく、燃料フィルタ５３の温度が直接または間接的に検出されるとともに、燃料フィルタ５３の目詰まりの検出が行われる。したがって、部品点数の増大および構造の複雑化を招くことなく、燃料フィルタ５３の目詰まりを確実に検出することができる。
さらに、第１実施形態では、ＥＣＵ１１は、燃料フィルタ５３の目詰まりを検出すると、警告部１７から搭乗者に警告を発する。そのため、車両の搭乗者は、燃料フィルタ５３の目詰まりを容易に認識する。したがって、燃料の入れ換えや車両の運転の中断など、燃料フィルタ５３の目詰まりに対し適切な対応を容易に取ることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による目詰まり検出装置を適用した燃料噴射システムを図５に示す。

第２実施形態による燃料噴射システム２０は、還流配管部５４の途中に切換バルブ５５を備えている。切換バルブ５５は、ＥＣＵ１１からの指令により、還流配管部５４における燃料の流れをタンク通路部５６またはフィルタ通路部５７へ切り換える。すなわち、サプライポンプ２４、コモンレール２５およびインジェクタ４０から回収された燃料は、還流配管部５４を経由して切換バルブ５５へ流れる。切換バルブ５５は、この燃料の流れをタンク通路部５６またはフィルタ通路部５７へ切り換える。タンク通路部５６は、還流配管部５４と燃料タンク２２とを接続し、回収した燃料を燃料タンク２２へ戻す。一方、フィルタ通路部５７は、還流配管部５４と燃料フィルタ５３の入口側とを接続している。これにより、回収された燃料は、フィルタ通路部５７を経由して燃料フィルタ５３の入口側に戻される。以上のように、還流配管部５４は、特許請求の範囲の燃料回収部を構成している。また、切換バルブ５５およびフィルタ通路部５７は、特許請求の範囲の燃料還流手段を構成している。

燃料は、サプライポンプ２４で加圧されることにより温度が上昇する。また、燃料は、ディーゼルエンジン２１の近傍に配置され可動部を有するインジェクタ４０を通過することにより加熱される。そのため、サプライポンプ２４、コモンレール２５およびインジェクタ４０から回収される燃料は、燃料タンク２２からサプライポンプ２４へ直接流入する燃料に比較して温度が高い。

そこで、第２実施形態の場合、ＥＣＵ１１は、図１におけるステップＳ１０３で燃料フィルタ５３に目詰まりが生じていると判定すると、切換バルブ５５により還流配管部５４からフィルタ通路部５７へ燃料の流れを形成する。すなわち、ＥＣＵ１１は。タンク通路部５６を経由して燃料タンク２２へ燃料を戻すのではなく、フィルタ通路部５７を経由して燃料フィルタ５３の入口側へ燃料を戻す。これにより、燃料フィルタ５３には、サプライポンプ２４、コモンレール２５およびインジェクタ４０を通過した温度の高い燃料が流入する。ワックス成分による燃料フィルタ５３の目詰まりは、燃料の温度の低下にともなって生じる。そのため、比較的温度の高い燃料を燃料フィルタ５３の入口側へ戻すことにより、目詰まりの原因となる析出したワックス成分は融解する。その結果、燃料フィルタ５３の目詰まりの解消が促進される。

また、燃料噴射システム２０は、コモンレール２５にチェックバルブ１８を有している。チェックバルブ１８は、コモンレール２５の圧力が上限を超えると開放し、コモンレール２５の内部に蓄えられた燃料を排出する。これにより、コモンレール２５の耐圧性が確保されている。チェックバルブ１８はＥＣＵ１１に接続されており、ＥＣＵ１１からの指示にしたがって開閉する。ＥＣＵ１１は、図１におけるステップＳ１０３で燃料フィルタ５３に目詰まりが生じていると判定すると、切換バルブ５５による燃料の経路の変更に加え、チェックバルブ１８を開放する。チェックバルブ１８を開放することにより、コモンレール２５に蓄えられた燃料は還流配管部５４へ排出される。そのため、比較的温度の高い燃料がコモンレール２５から積極的に排出され、還流配管部５４を経由して燃料フィルタ５３の入口側へ供給される。

第２実施形態では、サプライポンプ２４、コモンレール２５およびインジェクタ４０を通過して温度が上昇した燃料が燃料フィルタ５３の入口側へ供給される。そのため、燃料フィルタ５３の目詰まりの原因となる燃料中のワックス成分は、温度が上昇した燃料によって溶融する。したがって、燃料フィルタ５３の目詰まりを早期に解消することができる。
また、チェックバルブ１８を開放することによってコモンレール２５からの燃料の排出を促進することにより、比較的温度の高い燃料が積極的に燃料フィルタ５３の入口側へ戻される。そのため、燃料中のワックス成分の溶融はさらに促進される。したがって、燃料フィルタ５３の目詰まりの解消をさらに促進することができる。

以上説明した複数の実施形態では、実施形態ごとに個別に説明したが、複数の実施形態を組み合わせて適用してもよい。例えば第１実施形態に第２実施形態または第３実施形態を組み合わせてもよい。

以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

本発明の第１実施形態による目詰まり検出装置の作動の流れを示す概略図 本発明の第１実施形態による目詰まり検出装置を適用した燃料噴射システムを示す概略図 本発明の第１実施形態による燃料噴射システムの吸入量制御弁の概略を示す断面図 図３に示す吸入量制御弁において制御電流と燃料の流量との関係を示す概略図 本発明の第２実施形態による目詰まり検出装置を適用した燃料噴射システムを示す概略図

符号の説明

図面中、１０は目詰まり検出装置、１１はＥＣＵ（温度検出手段、判定手段、レール圧検出手段）、１３は圧力センサ（レール圧検出手段）、１６は温度センサ（温度検出手段）、１７は警告部（警告手段）、２０は燃料噴射システム（燃料噴射装置）、２１はディーゼルエンジン、２２は燃料タンク、２４はサプライポンプ、２５はコモンレール、３０は吸入量制御弁、４０はインジェクタ、５１は吸入配管部（燃料供給経路）、５３は燃料フィルタ、５４は還流配管部（燃料回収部）、５５は切換バルブ（燃料還流手段）、５７はフィルタ通路部（燃料還流手段）を示す。

Claims (5)

1. 燃料タンクに蓄えられた燃料を加圧するサプライポンプと、前記サプライポンプで加圧された燃料を蓄えるコモンレールと、前記燃料タンクと前記サプライポンプとを接続する燃料供給経路に設けられ燃料中に含まれる異物を捕集する燃料フィルタとを備える燃料噴射装置において、析出した燃料中のワックス成分による前記燃料フィルタの目詰まりを検出する目詰まり検出装置であって、
   前記燃料フィルタまたは前記燃料フィルタの周囲における温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段により検出した温度が所定値以下であり、前記燃料フィルタを通過する燃料の流動抵抗が所定値以上のとき、前記燃料フィルタに燃料中のワックス成分による目詰まりが生じていると判定する判定手段と、
   を備えることを特徴とする目詰まり検出装置。
2. 前記サプライポンプに吸入される燃料の流量を制御する吸入量制御弁と、前記コモンレールに蓄えられた燃料の圧力を実レール圧として検出するレール圧検出手段と、をさらに備え、
   前記判定手段は、前記吸入量制御弁に出力する制御電流値と前記レール圧検出手段で検出した実レール圧との関係に基づいて、前記燃料フィルタにおける燃料の流動抵抗を検出することを特徴とする請求項１記載の目詰まり検出装置。
3. 前記吸入量制御弁は、制御電流が増加するにつれて燃料の通過量が減少するノーマリーオープンタイプであって、
   前記判定手段は、前記レール圧検出手段で検出した実レール圧に対し前記吸入量制御弁に出力する制御電流値が小さいとき、前記燃料フィルタに目詰まりが生じていると判定することを特徴とする請求項２記載の目詰まり検出装置。
4. 前記判定手段が前記燃料フィルタに目詰まりが生じていると判定したとき、前記燃料フィルタの目詰まりを警告する警告手段をさらに備えることを特徴とする請求項１、２または３記載の目詰まり検出装置。
5. 前記サプライポンプ、前記コモンレール、またはコモンレールに蓄えられている燃料を噴射するインジェクタで余剰となった燃料を前記燃料タンクへ回収する燃料回収部と、
   前記判定手段が前記燃料フィルタに目詰まりが生じていると判定したとき、前記燃料回収部で回収した燃料を前記燃料フィルタの入口側へ戻す燃料還流手段と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項記載の目詰まり検出装置。

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