JP2013068195A - Abnormality detection apparatus of fuel filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料フィルタの異常検出装置に関するものである。 The present invention relates to a fuel filter abnormality detection device.
一般的に、車両のエンジンにおける燃料の供給系には、燃料中の異物を濾し取る燃料フィルタが介装されており、該燃料フィルタで燃料中の異物を除去することでエンジンに異物が送り込まれてしまう虞れを未然に回避し、安定したエンジン性能が維持されるようになっている。 In general, a fuel filter in a vehicle engine is provided with a fuel filter that filters out foreign matter in the fuel, and the foreign matter is sent to the engine by removing the foreign matter in the fuel with the fuel filter. Therefore, stable engine performance is maintained in advance.
前記燃料フィルタは、長期間に亘る使用により異物が堆積して最終的には目詰まりを起こしてしまうため、このような目詰まりに到る前に交換する必要があるが、従来においては、車両の走行距離や運転時間を目安として燃料フィルタのエレメントの交換を行うようにしており、より具体的には、走行距離が所定のkm数に到達した場合や、運転時間が所定の年数に到達した場合にエレメントの交換を行うようにしている。 Since the fuel filter accumulates foreign matters due to use over a long period of time and eventually becomes clogged, it is necessary to replace the fuel filter before reaching such clogging. The fuel filter elements are exchanged based on the travel distance and operation time of the vehicle. More specifically, when the travel distance reaches a predetermined km number or the operation time reaches a predetermined number of years. In such a case, the element is exchanged.
尚、この種の燃料フィルタの目詰まりに関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献1等がある。
Incidentally, as prior art document information related to clogging of this type of fuel filter, there is
しかしながら、車両の使用形態は様々であり、特にトラック等の運搬車両にあっては、常に舗装道路ばかりを走行しているような使用形態の車両もあれば、未舗装の砂利道ばかりを走行しているような使用形態の車両もあり、更には、粗悪な燃料の使用により燃料フィルタの目詰まりが早まるようなケースもあるため、一律に走行距離や運転時間で交換時期を決めるだけでは、予定よりも早く燃料フィルタに目詰まりが生じてしまう場合があり、燃料フィルタに目詰まりが生じていることを認識しないまま運転し続けることで車両故障を招く虞れがあった。 However, there are various types of usage of vehicles. Especially in the case of transport vehicles such as trucks, there are vehicles with usage types that always run only on paved roads, and only on unpaved gravel roads. In addition, there are cases where the fuel filter is clogged quickly due to the use of poor fuel, so it is only necessary to decide the replacement time based on the distance traveled and the operating time. In some cases, the fuel filter may be clogged earlier, and the vehicle may be damaged by continuing to operate without recognizing that the fuel filter is clogged.
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、走行距離や運転時間を目安とすることなく燃料フィルタの目詰まりを直接的に検出し得るようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to enable direct detection of clogging of a fuel filter without using a travel distance or an operation time as a guide.
本発明は、燃料が燃料フィルタを正常な通過抵抗で通過できなくなった時に前記燃料フィルタの入側及び出側のうちの圧力が大きく変動する側に圧力センサを備えると共に、燃料タンクから燃料フィルタに到る燃料系路の適宜位置に燃料の温度を検出する温度センサを備え、前記圧力センサの検出圧力が設定圧力を超える大きな変動を示した時に前記温度センサの検出温度が設定温度以上であれば燃料フィルタの目詰まりを判定し且つ該設定温度を下まわっていれば燃料のワックス化を判定する制御装置を備えたことを特徴とする燃料フィルタの異常検出装置、に係るものである。 The present invention is provided with a pressure sensor on the side where the pressure largely fluctuates between the inlet side and the outlet side of the fuel filter when the fuel cannot pass through the fuel filter with a normal passage resistance, and from the fuel tank to the fuel filter. A temperature sensor for detecting the temperature of the fuel at an appropriate position in the fuel system to reach, if the detected temperature of the pressure sensor shows a large fluctuation exceeding the set pressure, and the detected temperature of the temperature sensor is equal to or higher than the set temperature The present invention relates to an abnormality detection device for a fuel filter, comprising a control device for determining clogging of the fuel filter and determining whether the fuel is waxed if the temperature is below the set temperature.
而して、このようにすれば、燃料が燃料フィルタを正常な通過抵抗で通過できなくなった時に前記燃料フィルタの入側及び出側の何れかで起こる過剰な圧力の変動を圧力センサで捕えて異常を判定することが可能となり、しかも、その過剰な圧力の変動を捕えた際における燃料の温度を温度センサにより検出して参酌し、燃料の温度が設定温度を下まわっている時には燃料のワックス化により一時的な通過抵抗の上昇が生じているものと判定し、燃料の温度が設定温度以上となっていて燃料のワックス化が想定されない条件下での圧力の過剰な上昇が検出された時にだけ、燃料フィルタに堆積した異物による目詰まりを要因として持続的な通過抵抗の上昇が生じているものと判定することが可能となる。 Thus, in this way, when the fuel cannot pass through the fuel filter with a normal passage resistance, an excessive pressure fluctuation that occurs on either the inlet side or the outlet side of the fuel filter is captured by the pressure sensor. Abnormality can be determined, and the temperature of the fuel when the excessive pressure fluctuation is detected is detected by a temperature sensor. When the fuel temperature falls below the set temperature, the wax of the fuel When it is determined that there is a temporary increase in passage resistance due to liquefaction, and an excessive increase in pressure is detected under conditions where the fuel temperature is higher than the set temperature and fuel is not expected to be waxed Therefore, it is possible to determine that a continuous increase in passage resistance occurs due to clogging caused by foreign matter accumulated on the fuel filter.
更に、本発明においては、制御装置が燃料フィルタの目詰まりを判定した時にエンジンの出力制限を指示するように構成したり、燃料のワックス化を判定した時にエンジンの一時的な出力制限を指示するように構成することが好ましく、このようにすれば、燃料フィルタが目詰まりを起こしていたり、燃料がワックス化しているような場合に、エンジンの出力を制限することで車両故障を回避することが可能となる。 Further, in the present invention, the control device is configured to instruct the engine output limitation when it is determined that the fuel filter is clogged, or it is instructed to temporarily limit the engine output when it is determined that the fuel is waxed. In this case, when the fuel filter is clogged or the fuel is waxed, it is possible to avoid vehicle failure by limiting the engine output. It becomes possible.
また、本発明においては、制御装置が判定結果を報知手段により運転者に報知するように構成されていることが好ましく、このようにすれば、運転者に異常を報知して無理な運転を自制させると共に、燃料フィルタのエレメントの交換等の対応を促すことが可能となる。 Further, in the present invention, it is preferable that the control device is configured to notify the driver of the determination result by the notification means, and in this way, the driver is notified of the abnormality and the unreasonable driving is restrained. In addition, it is possible to promote measures such as replacement of fuel filter elements.
尚、燃料フィルタが正圧型である場合には、該燃料フィルタの入側に圧力センサが備えられていることが好ましく、燃料フィルタが負圧型である場合には、該燃料フィルタの出側に圧力センサが備えられていることが好ましい。 When the fuel filter is a positive pressure type, a pressure sensor is preferably provided on the inlet side of the fuel filter. When the fuel filter is a negative pressure type, a pressure sensor is provided on the outlet side of the fuel filter. A sensor is preferably provided.
上記した本発明の燃料フィルタの異常検出装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。 According to the fuel filter abnormality detection device of the present invention described above, various excellent effects as described below can be obtained.
(I)本発明の請求項1に記載の発明によれば、圧力センサの検出圧力と温度センサの検出温度とに基づき、走行距離や運転時間を目安とすることなく燃料フィルタの目詰まりを直接的に検出することができ、しかも、燃料のワックス化による一時的な圧力変動を目詰まりと混同せずに区別して検出することもできるので、燃料フィルタのエレメントの適切な交換時期を把握することができ、燃料フィルタに目詰まりが生じていることを認識しないまま運転し続けることで車両故障を招くといった不具合を未然に防ぐことができる。
(I) According to the invention described in
(II)本発明の請求項2,3に記載の発明によれば、燃料フィルタが目詰まりを起こしていたり、燃料がワックス化しているような場合に、エンジンの出力を制限することで更に確実に車両故障を回避することができる。 (II) According to the second and third aspects of the present invention, when the fuel filter is clogged or the fuel is waxed, the output of the engine is limited to make it more reliable. In addition, vehicle failure can be avoided.
(III)本発明の請求項4に記載の発明によれば、運転者に異常を報知して無理な運転を自制させることができると共に、燃料フィルタのエレメントの交換等の対応を促すことができるので、より一層確実に車両故障を回避することができる。 (III) According to the invention described in claim 4 of the present invention, it is possible to notify the driver of abnormality and to restrain the unreasonable driving, and to promote measures such as replacement of the elements of the fuel filter. Therefore, a vehicle failure can be avoided more reliably.
(IV)本発明の請求項5,6に記載の発明によれば、燃料フィルタが正圧型であるか負圧型であるかに応じ、燃料が燃料フィルタを正常な通過抵抗で通過できなくなった時に圧力が大きく変動する側に圧力センサを配置して確実に異常な圧力変動を捕えることができる。
(IV) According to the invention described in
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明を実施する形態の一例を示すもので、コモンレール式の燃料噴射装置に適用した燃料フィルタの場合で例示しており、燃料タンク1内の燃料が、サプライポンプ2のカム軸で駆動されるフィードポンプ3により吸い上げられ、燃料フィルタ4を介し異物等が濾過された後にサプライポンプ2へと送られるようになっており、該サプライポンプ2により所定圧力に昇圧された燃料がコモンレール5に供給されて蓄圧されるようになっている。
FIG. 1 shows an example of an embodiment for carrying out the present invention, which is illustrated in the case of a fuel filter applied to a common rail type fuel injection device. The fuel in the
前記燃料フィルタ4には、オーバーフローバルブ6が備えられていて、前記燃料フィルタ4における内部圧力が所定値以上となったときに、オーバーフローバルブ6が開いて燃料がオーバーフローパイプ7及びスルーフィードパイプ8を介して燃料タンク1へ戻されるようになっている。
The fuel filter 4 is provided with an
また、前記サプライポンプ2には、コモンレール5における燃料圧を所定圧力に維持するためのスルーフィードバルブ9が備えられ、前記サプライポンプ2における内部圧力が所定値以上となったときに、スルーフィードバルブ9が開いて燃料がスルーフィードパイプ8を介して燃料タンク1へ戻されるようになっている。
The
更に、コモンレール5内の高圧の燃料は、インジェクションパイプ10を介しエンジンの各気筒毎に装備された複数のインジェクタ11に向け供給され、該インジェクタ11のノズルから前記各気筒内に噴射されるようになっており、各インジェクタ11に供給された燃料のうち、各気筒内への噴射に費やされなかった燃料は、各インジェクタ11からリーク燃料としてリーケージパイプ12に集められてスルーフィードパイプ8を介し燃料タンク1へ戻されるようになっている。
Further, the high-pressure fuel in the
また、コモンレール5には、プレッシャリミッタ13が取り付けられており、前記コモンレール5内の圧力が所定値以上となると、プレッシャリミッタ13が開いてオーバーフローパイプ7及びスルーフィードパイプ8を介し燃料が燃料タンク1に戻され、コモンレール5の圧力が所定圧に保たれるようになっている。
Further, a
そして、本形態例においては、前記燃料フィルタ4の入側に燃料の圧力を検出する圧力センサ14が設けられていると共に、前記フィードポンプ3の入側に燃料の温度を検出する温度センサ15が設けられており、これら圧力センサ14及び温度センサ15からの検出信号14a,15aが制御装置16に入力されるようになっている。
In this embodiment, a
ここで、フィードポンプ3の入側で温度センサ15により燃料の温度を監視することは従来から行われているので、この温度センサ15には既存の装備品を流用することが可能であり、一般的なコモンレール式の燃料噴射装置に対しては、実質的に燃料フィルタ4の入側に新たに圧力センサ14を設けるだけで良い。
Here, since the temperature of the fuel is monitored by the
また、前記制御装置16では、圧力センサ14及び温度センサ15からの検出信号14a,15aに基づき、燃料フィルタ4の異常が判定されるようになっており、より具体的には、図2にフローチャートで示す如く、ステップS1において、圧力センサ14により検出された圧力が所定の設定圧力以上となっているか否かが判定され、この設定圧力を下まわっている限りは「NO」に進んで判定が繰り返される。
Further, in the
ここで、ステップS1における設定圧力は、フィードポンプ3の信頼性を保証するための許容可能な上限圧力として決められており、燃料が燃料フィルタ4を正常な通過抵抗で通過できなくなった時に前記燃料フィルタ4の入側で起こる過剰な圧力上昇を捕えて異常を判定するようにしている。
Here, the set pressure in step S1 is determined as an allowable upper limit pressure for assuring the reliability of the
一方、検出された圧力が所定の設定圧力以上となっていれば「YES」に進み、次のステップS2において、温度センサ15により検出された温度が所定の設定温度以上となっているか否かが判定され、この設定温度を下まわっていれば「NO」に進んでステップS3に到り、ここで燃料のワックス化が判定され、次のステップS4に進んでインジケータランプ17(報知手段)の点滅と一時的なエンジンの出力制限が指示されるようになっている。
On the other hand, if the detected pressure is equal to or higher than the predetermined set pressure, the process proceeds to “YES”, and whether or not the temperature detected by the
即ち、燃料が燃料フィルタ4を正常な通過抵抗で通過できなくなって前記燃料フィルタ4の入側で過剰な圧力上昇が検出されたとしても、それが必ずしも燃料フィルタ4に堆積した異物による目詰まりであるとは決めつけられない。 That is, even if the fuel cannot pass through the fuel filter 4 with a normal passage resistance and an excessive pressure rise is detected on the inlet side of the fuel filter 4, it is not always clogged with foreign matter accumulated on the fuel filter 4. It cannot be determined that there is.
なぜなら、外気温度が低い条件下で走行すると、燃料タンク1から燃料フィルタ4に到る燃料系路が走行風により冷やされることにより燃料がワックス化して粘度の高い状態となり、燃料の流動性が著しく低下して燃料フィルタ4を正常に通過し難くなることがあるからである。
This is because, when the vehicle travels under a condition where the outside air temperature is low, the fuel system path from the
従って、圧力センサ14の検出圧力が設定圧力以上となり且つ温度センサ15の検出温度が設定温度を下まわっている場合に燃料のワックス化が制御装置16にて判定され、インストルメントパネルのインジケータランプ17と、インジェクタ11による燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置18(燃料フィルタ4の異常を検出する制御装置16が兼ねていても良い)とに向け指令信号17a,18aが出力されてインジケータランプ17の点滅と一時的なエンジンの出力制限が指示され、運転者への異常の報知と車両故障の回避が図られることになる。尚、燃料のワックス化は、燃料の温度上昇に伴い解消されるものなので、この場合のエンジンの出力制限は一時的なもので良い。
Therefore, when the detected pressure of the
また、先のステップS2において、温度センサ15により検出された温度が所定の設定温度以上となっていれば「YES」に進み、ステップS5において、燃料フィルタ4の目詰まりが判定され、次のステップS6に進んでインジケータランプ17の点灯とエンジンの出力制限が指示されるようになっている。
If the temperature detected by the
この場合は、圧力センサ14の検出圧力が設定圧力以上となり且つ温度センサ15の検出温度が設定温度以上となっており、燃料のワックス化が想定されない条件下での圧力の過剰な上昇であるため、燃料フィルタ4に堆積した異物による目詰まりが原因であると判定され、インジケータランプ17と燃料噴射制御装置18とに向け指令信号17a,18aが出力されてインジケータランプ17の点灯とエンジンの出力制限が指示され、運転者への異常の報知と車両故障の回避が図られることになる。
In this case, since the pressure detected by the
而して、このようにすれば、燃料が燃料フィルタ4を正常な通過抵抗で通過できなくなった時に前記燃料フィルタ4の入側で起こる過剰な圧力の変動を圧力センサ14で捕えて異常を判定することが可能となり、しかも、その過剰な圧力の変動を捕えた際における燃料の温度を温度センサ15により検出して参酌し、燃料の温度が設定温度を下まわっている時には燃料のワックス化により一時的な通過抵抗の上昇が生じているものと判定し、燃料の温度が設定温度以上となっていて燃料のワックス化が想定されない条件下での圧力の過剰な上昇が検出された時にだけ、燃料フィルタ4に堆積した異物による目詰まりを要因として持続的な通過抵抗の上昇が生じているものと判定することが可能となる。
Thus, in this way, when the fuel cannot pass through the fuel filter 4 with a normal passage resistance, the
従って、上記形態例によれば、圧力センサ14の検出圧力と温度センサ15の検出温度とに基づき、走行距離や運転時間を目安とすることなく燃料フィルタ4の目詰まりを直接的に検出することができ、しかも、燃料のワックス化による一時的な圧力変動を目詰まりと混同せずに区別して検出することもできるので、燃料フィルタ4のエレメントの適切な交換時期を把握することができ、燃料フィルタ4に目詰まりが生じていることを認識しないまま運転し続けることで車両故障を招くといった不具合を未然に防ぐことができる。
Therefore, according to the above embodiment, the clogging of the fuel filter 4 is directly detected based on the detected pressure of the
また、特に本形態例においては、制御装置16が燃料フィルタ4の目詰まりや燃料のワックス化を判定した時にエンジンの出力を制限するように構成されているので、燃料フィルタ4が目詰まりを起こしていたり、燃料がワックス化しているような場合に、エンジンの出力を制限することで更に確実に車両故障を回避することができる。
Further, particularly in the present embodiment, since the
更に、制御装置16が燃料フィルタ4の目詰まりや燃料のワックス化を判定した時には、運転者に対しインジケータランプ17の点灯や点滅で異常を報知して無理な運転を自制させることができると共に、燃料フィルタ4のエレメントの交換等の対応を促すことができるので、より一層確実に車両故障を回避することができる。
Furthermore, when the
尚、以上に述べた形態例においては、燃料フィルタ4の上流側からフィードポンプ3で燃料を押し込んで濾過させるようにした正圧型の場合で説明しているが、フィードポンプ3と燃料タンク1との間に燃料フィルタ4を介装し、燃料フィルタ4の下流側からフィードポンプ3で燃料を吸い込んで濾過させるようにした負圧型の場合には、燃料が燃料フィルタ4を正常な通過抵抗で通過できなくなった時に前記燃料フィルタ4の出側で起こる過剰な圧力降下(負圧)を捕えて異常を判定するようにしても良い。
In the embodiment described above, the case of the positive pressure type in which the fuel is pushed from the upstream side of the fuel filter 4 by the
また、本発明の燃料フィルタの異常検出装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、報知手段は警報ブザー等であっても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 Further, the fuel filter abnormality detection device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the notification means may be an alarm buzzer or the like, and other within the scope not departing from the gist of the present invention. Of course, various changes can be made.
1 燃料タンク
4 燃料フィルタ
14 圧力センサ
14a 検出信号
15 温度センサ
15a 検出信号
16 制御装置
17 インジケータランプ(報知手段)
17a 指令信号
18 燃料噴射制御装置
18a 指令信号
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Legal Events
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150610 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20151020 |