(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクから汲み上げられた燃料を噴射して内燃機関に供給するインジェクタと、
燃料に含まれる金属イオンを除去する金属イオン除去手段と、
前記インジェクタを経由することなく、前記燃料タンクと前記金属イオン除去手段との間を循環するように燃料が流れる循環流路と、
前記燃料タンクから燃料を汲み上げて前記循環流路に燃料を循環させる循環手段と、
前記循環流路に配されて燃料に含まれる金属イオンの濃度を検出する金属イオン濃度検出手段と、
前記金属イオン除去手段による金属イオン除去に対して良否判定を行う金属イオン除去判定手段とを備え、
この金属イオン除去判定手段は、前記循環流路における燃料の循環開始後、前記金属イオン濃度検出手段による検出値が所定の基準値を下回るまでに要する必要循環時間に応じて、金属イオン除去に対する良否判定を行うことを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料供給装置において、
前記金属イオン除去判定手段は、
前記燃料タンクに蓄えられた燃料の量に応じて、前記必要循環時間に対する許容値を設定し、
前記必要循環時間が前記許容値よりも大きくなった場合に、前記金属イオン除去手段による金属イオン除去が不良であると判定することを特徴とする燃料供給装置。
【請求項３】
燃料タンクから汲み上げられた燃料を噴射して内燃機関に供給するインジェクタと、
燃料に含まれる金属イオンを除去する金属イオン除去手段と、
前記インジェクタを経由することなく、前記燃料タンクと前記金属イオン除去手段との間を循環するように燃料が流れる循環流路と、
前記燃料タンクから燃料を汲み上げて前記循環流路に燃料を循環させる循環手段とを備え、
前記循環手段は、前記燃料タンクから燃料を汲み上げて前記インジェクタに供給するポンプとは別のポンプであり、
この別のポンプは、前記循環流路に配されていることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項４】
燃料タンクから汲み上げられた燃料を噴射して内燃機関に供給するインジェクタと、
燃料に含まれる金属イオンを除去する金属イオン除去手段と、
前記インジェクタを経由することなく、前記燃料タンクと前記金属イオン除去手段との間を循環するように燃料が流れる循環流路と、
前記燃料タンクから燃料を汲み上げて前記循環流路に燃料を循環させる循環手段と、
前記燃料タンクから燃料を汲み上げて前記インジェクタに供給するポンプとを備え、
前記循環手段は、燃料の噴射により負圧を発生することで前記燃料タンクから燃料を汲み上げるジェット機構であり、
前記ポンプから吐出された燃料の一部が前記インジェクタに向かう流れから分岐して前記ジェット機構に向かう分岐流路が設けられ、
この分岐流路には開閉弁が配され、この開閉弁が開弁することにより前記ジェット機構で燃料の噴射が生じて、前記ジェット機構によって前記燃料タンクから燃料が汲み上げられることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項５】
燃料タンクから汲み上げられた燃料を噴射して内燃機関に供給するインジェクタと、
燃料に含まれる金属イオンを除去する金属イオン除去手段と、
前記インジェクタを経由することなく、前記燃料タンクと前記金属イオン除去手段との間を循環するように燃料が流れる循環流路と、
前記燃料タンクから燃料を汲み上げて前記循環流路に燃料を循環させる循環手段とを備え、
前記循環手段は、前記燃料タンクから燃料を汲み上げて前記インジェクタに供給するポンプであり、このポンプは前記循環流路に配され、
このポンプの下流側の前記循環流路から、前記インジェクタに燃料を導く供給流路が分岐しており、
前記循環流路と前記供給流路との分岐点には流路切替弁が配され、
この流路切替弁は、前記循環流路を通って前記燃料タンクに燃料を戻す流れと、前記供給流路を通って前記インジェクタに燃料を導く流れとを切り替え、
前記供給流路にはアキュムレータが接続しており、前記ポンプから吐出された燃料が前記流路切替弁により前記燃料タンクに戻されている間、前記インジェクタには前記アキュムレータから燃料が供給されることを特徴とする燃料供給装置。


【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関に供給される燃料には、不純物として極微量の金属イオンが含まれる一方、潤滑剤としてオレイン酸等の脂肪酸が添加されている。このため、燃料中で、これら金属イオンと脂肪酸との間に塩反応が起こり、脂肪酸金属塩が生成する可能性がある。そして、脂肪酸金属塩は、一般的に燃料に不溶であるため、例えば、インジェクタの摺動部等に析出して作動不良を引き起こす虞がある。
【０００３】
そこで、燃料供給装置では、燃料タンクからインジェクタに至る燃料の供給路に、燃料中の金属イオンを除去する金属イオン除去手段を配する技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の燃料供給装置によれば、例えば、キレート樹脂を金属イオンの吸着材として利用したり、燃料流路に陽極および陰極を配して陰極に金属イオンを引き寄せることで電気化学的に金属イオンを除去したりしている。
【０００４】
しかし、燃料の性状は多種多様であるため、燃料における金属イオン濃度も様々である。よって、金属イオン除去手段の能力以上に金属イオン濃度が大きい燃料を使用すると、上記のような作動不良を引き起こす虞が高くなってしまう。
【０００５】
また、キレート樹脂のような金属イオンの吸着材は、金属イオンを捕捉することができる活性部位が存在することにより、金属イオンの吸着が可能となっているものである。このため、吸着材の使用経時に応じて金属イオンを捕捉した活性部位が増大していくと、金属イオンの除去能力が低下していく。また、電気化学的に金属イオンを除去する場合でも、陰極に引き寄せた金属イオンの量が多くなると、陰極が金属イオンを引き寄せにくくなって金属イオンの除去能力が低下していく。
【０００６】
以上により、燃料供給装置では、金属イオン濃度が大きい燃料を使用する場合や、使用経時により金属イオン除去手段の除去能力が低下する場合のように、金属イオン除去手段の能力不足が発生する事態を想定して装置構成を組み立てる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１０５０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、燃料供給装置において、金属イオン除去手段の能力不足が発生しても、内燃機関に供給する燃料の金属イオン濃度を下げることができるように装置構成を組み立てることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の燃料供給装置は、燃料タンクから汲み上げられた燃料を噴射して内燃機関に供給するインジェクタと、燃料に含まれる金属イオンを除去する金属イオン除去手段と、インジェクタを経由することなく、燃料タンクと金属イオン除去手段との間を循環するように燃料が流れる循環流路と、燃料タンクから燃料を汲み上げて循環流路に燃料を循環させる循環手段とを備える。
【００１０】
これにより、燃料供給装置では、インジェクタによる内燃機関への燃料供給とは係わりなく、燃料タンクと金属イオン除去手段との間で燃料を循環させることができる。このため、金属イオン除去手段が能力不足になっても、例えば循環時間を長くすることで、金属イオンの濃度を下げることができる。
【００１１】
また、請求項１に記載の燃料供給装置は、循環流路に配されて燃料に含まれる金属イオンの濃度を検出する金属イオン濃度検出手段と、金属イオン除去手段による金属イオン除去に対して良否判定を行う金属イオン除去判定手段とを備える。そして、金属イオン除去判定手段は、循環流路における燃料の循環開始後、金属イオン濃度検出手段による検出値が所定の基準値を下回るまでに要する必要循環時間に応じて、金属イオン除去に対する良否判定を行う。
【００１２】
これにより、金属イオン除去手段が能力不足になると必要循環時間が長くなるので、金属イオン除去に対する良否判定を精度よく行うことができる。また、金属イオン濃度検出手段により金属イオン濃度を直接的に検出することから、能力不足の原因が、金属イオン濃度の大きい燃料の使用にあるのか、使用経時による金属イオン除去手段の除去能力低下にあるのかを判別することもできる。
【００１３】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の燃料供給装置によれば、金属イオン除去判定手段は、燃料タンクに蓄えられた燃料の量に応じて、必要循環時間に対する許容値を設定し、必要循環時間が許容値よりも大きくなった場合に、金属イオン除去手段による金属イオン除去が不良であると判定する。
これにより、燃料タンクに蓄えられた燃料の多寡に係わらず、精度よく金属イオン除去に対する良否判定を行うことができる。
【００１４】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の燃料供給装置によれば、循環手段は、燃料タンクから燃料を汲み上げてインジェクタに供給するポンプとは別のポンプであり、別のポンプは、循環流路に配されている。
【００１５】
この手段は、金属イオン除去手段の能力不足に対応できる装置構成の一態様を示すものである。
また、この手段によれば、例えば、金属イオン濃度の検出値に応じて別のポンプのオンオフを制御することで、別のポンプのオン時間を必要循環時間として利用することができる。
【００１６】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載の燃料供給装置は、燃料タンクから燃料を汲み上げてインジェクタに供給するポンプを備える。そして、循環手段は、燃料の噴射により負圧を発生することで燃料タンクから燃料を汲み上げるジェット機構である。また、ポンプから吐出された燃料の一部がインジェクタに向かう流れから分岐してジェット機構に向かう分岐流路が設けられている。そして、分岐流路には開閉弁が配され、開閉弁が開弁することによりジェット機構で燃料の噴射が生じて、ジェット機構によって燃料タンクから燃料が汲み上げられる。
【００１７】
この手段は、金属イオン除去手段の能力不足に対応できる装置構成の一態様を示すものである。
また、この手段によれば、例えば、金属イオン濃度の検出値に応じて開閉弁の開閉を制御することで、開閉弁の開弁時間を必要循環時間として利用することができる。
【００１８】
〔請求項５の手段〕
請求項５に記載の燃料供給装置によれば、循環手段は、燃料タンクから燃料を汲み上げてインジェクタに供給するポンプであり、ポンプは循環流路に配されている。また、ポンプの下流側の循環流路から、インジェクタに燃料を導く供給流路が分岐しており、循環流路と供給流路との分岐点には流路切替弁が配されている。そして、流路切替弁は、循環流路を通って燃料タンクに燃料を戻す流れと、供給流路を通ってインジェクタに燃料を導く流れとを切り替える。また、供給流路にはアキュムレータが接続しており、ポンプから吐出された燃料が流路切替弁により燃料タンクに戻されている間、インジェクタにはアキュムレータから燃料が供給される。
【００１９】
この手段は、金属イオン除去手段の能力不足に対応できる装置構成の一態様を示すものである。
また、この手段によれば、例えば、金属イオン濃度の検出値に応じて流路切替弁による流路切替を制御することで、流路切替弁により燃料タンクに燃料を戻す流れが選択されている時間を必要循環時間として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】燃料供給装置の構成図である（実施例１）。
【図２】燃料供給装置における金属イオン除去判定のフローを示すフローチャートである（実施例１）。
【図３】循環手段オン後の燃料の金属イオン濃度の推移を示すタイムチャートである（実施例１）。
【図４】燃料供給装置の構成図である（実施例２）。
【図５】燃料供給装置の構成図である（実施例３）。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施形態１の燃料供給装置は、燃料タンクから汲み上げられた燃料を噴射して内燃機関に供給するインジェクタと、燃料に含まれる金属イオンを除去する金属イオン除去手段と、インジェクタを経由することなく、燃料タンクと金属イオン除去手段との間を循環するように燃料が流れる循環流路と、燃料タンクから燃料を汲み上げて循環流路に燃料を循環させる循環手段とを備える。
【００２２】
また、燃料供給装置は、循環流路に配されて燃料に含まれる金属イオンの濃度を検出する金属イオン濃度検出手段と、金属イオン除去手段による金属イオン除去に対して良否判定を行う金属イオン除去判定手段とを備える。そして、金属イオン除去判定手段は、循環流路における燃料の循環開始後、金属イオン濃度検出手段による検出値が所定の基準値を下回るまでに要する必要循環時間に応じて、金属イオン除去に対する良否判定を行う。
【００２３】
また、金属イオン除去判定手段は、燃料タンクに蓄えられた燃料の量に応じて、必要循環時間に対する許容値を設定し、必要循環時間が許容値よりも大きくなった場合に、金属イオン除去手段による金属イオン除去が不良であると判定する。
さらに、循環手段は、燃料タンクから燃料を汲み上げてインジェクタに供給するポンプとは別のポンプであり、別のポンプは、循環流路に配されている。
【００２４】
実施形態２の燃料供給装置は、燃料タンクから燃料を汲み上げてインジェクタに供給するポンプを備える。そして、循環手段は、燃料の噴射により負圧を発生することで燃料タンクから燃料を汲み上げるジェット機構である。また、ポンプから吐出された燃料の一部がインジェクタに向かう流れから分岐してジェット機構に向かう分岐流路が設けられている。そして、分岐流路には開閉弁が配され、開閉弁が開弁することによりジェット機構で燃料の噴射が生じて、ジェット機構によって燃料タンクから燃料が汲み上げられる。
【００２５】
実施形態３の燃料供給装置によれば、循環手段は、燃料タンクから燃料を汲み上げてインジェクタに供給するポンプであり、ポンプは循環流路に配されている。また、ポンプの下流側の循環流路から、インジェクタに燃料を導く供給流路が分岐しており、循環流路と供給流路との分岐点には流路切替弁が配されている。そして、流路切替弁は、循環流路を通って燃料タンクに燃料を戻す流れと、供給流路を通ってインジェクタに燃料を導く流れとを切り替える。また、供給流路にはアキュムレータが接続しており、ポンプから吐出された燃料が流路切替弁により燃料タンクに戻されている間、インジェクタにはアキュムレータから燃料が供給される。
【実施例】
【００２６】
〔実施例１の構成〕
実施例１の燃料供給装置１の構成を、図面に基づいて説明する。
燃料供給装置１は、内燃機関２に燃料を供給するものであり、例えば、図１に示すように、燃料タンク３から燃料を汲み上げ高圧化して吐出するサプライポンプ４と、サプライポンプ４から吐出された燃料を高圧状態で蓄圧するコモンレール５と、内燃機関２の気筒毎に搭載され、コモンレール５から燃料の分配を受けて気筒内に燃料を噴射するインジェクタ６とを備え、燃料タンク３からサプライポンプ４およびコモンレール５を経てインジェクタ６に至る燃料の供給流路７を形成している。
【００２７】
また、燃料供給装置１は、サプライポンプ４やインジェクタ６等を駆動制御する電子制御装置（以下、ＥＣＵと呼ぶ。）８を備えており、ＥＣＵ８は、ＣＰＵ等を有する周知のマイコンと、サプライポンプ４やインジェクタ６等に給電するための各種の駆動回路とを含んで構成されている
【００２８】
サプライポンプ４は、例えば、燃料タンク３から燃料を汲み上げる低圧ポンプ１１、低圧ポンプ１１により汲み上げた燃料を高圧化して吐出する高圧ポンプ１２、低圧ポンプ１１から高圧ポンプ１２に向かう流路に配されて高圧ポンプ１２に吸入される燃料を調量する調量弁１３等から構成される。そして、サプライポンプ４は、調量弁１３の開度がＥＣＵ８により制御されることで、吐出量を可変する。また、燃料タンク３と低圧ポンプ１１との間の供給流路７には、燃料に含まれる異物を除去するフィルタ１４が配され、異物除去済みの燃料がサプライポンプ４に供給される。
【００２９】
インジェクタ６は、例えば、電磁ソレノイド（図示せず）への通電により開弁して高圧の燃料を噴射するものであり、電磁ソレノイドへの通電がＥＣＵ８により制御される。そして、電磁ソレノイドへの通電制御によって、インジェクタ６による噴射時期や噴射量が制御され、噴射されなかった余剰の燃料はインジェクタ６から燃料タンク３に戻される。
【００３０】
ここで、インジェクタ６内には、コモンレール５から高圧の燃料が導入される各種の燃料室が形成されており、例えば、噴孔（図示せず）を開閉する弁体（図示せず）のように燃料噴射の開始および停止に係わる部材は、これらの燃料室を高圧状態に維持しながらインジェクタ６内で変位する。このため、これらの各種部材は、クリアランスの狭い摺動部等を形成しており、このような摺動部等に脂肪酸金属塩が析出するとインジェクタ６の作動不良を引き起こす虞がある。
【００３１】
すなわち、内燃機関２に供給される燃料には、不純物として極微量の金属イオンが含まれる一方、潤滑剤としてオレイン酸等の脂肪酸が添加されている。このため、燃料中で、これら金属イオンと脂肪酸との間に塩反応が起こり、脂肪酸金属塩が生成される可能性がある。そして、脂肪酸金属塩は、一般的に燃料に不溶であるため、インジェクタ６の摺動部等に析出すると作動不良を引き起こす虞がある。
【００３２】
なお、コモンレール５を介してインジェクタ６により燃料を噴射する場合、上記の燃料室における燃料圧は１００ＭＰａを超えるような高圧になるので、摺動部等におけるクリアランスを極めて狭くする必要がある。したがって、このように狭いクリアランスを形成する摺動部等に脂肪酸金属塩が析出すると、インジェクタ６の作動不良を引き起こす虞はより高いものになってしまう。
【００３３】
そこで、燃料噴射装置１は、燃料に含まれる金属イオンを除去する金属イオン除去手段１６と、インジェクタ６を経由することなく、燃料タンク３と金属イオン除去手段１６との間を循環するように燃料が流れる循環流路１７と、燃料タンク３から燃料を汲み上げて循環流路１７に燃料を循環させる循環手段１８とを備え、金属イオンを積極的に除去する。
【００３４】
金属イオン除去手段１６は、イオン交換樹脂、キレート樹脂または活性炭のように金属イオンを捕捉することができる活性部位を有する吸着材を充填した吸着材充填層、もしくは、吸着材を担持した繊維からなる吸着材担持層、または、陽極および陰極を有して陰極に金属イオンを引き寄せることで電気化学的に金属イオンを除去する電解槽等である。
【００３５】
循環流路１７は、供給流路７との共通流路を有さず供給流路７から独立して設けられている。
循環手段１８は、サプライポンプ４とは別のポンプであり、金属イオン除去手段１６とともに循環流路１７に配され、例えば、ＥＣＵ８の指令信号によりオンオフするように設定されている。なお、金属イオン除去手段１６は、循環流路１７において循環手段１８としてのポンプの吸引側（上流側）に組み込まれている。また、循環手段１８としてのポンプは、羽根車等の回転により燃料の吸引と吐出とを繰り返す周知構造を有するものである。
【００３６】
また、燃料供給装置１は、循環流路１７に配されて燃料に含まれる金属イオンの濃度を検出する金属イオン濃度検出手段１９と、金属イオン除去手段１６による金属イオン除去に対して良否判定を行う金属イオン除去判定手段とを備える。
【００３７】
金属イオン濃度検出手段１９は、赤外線吸収等により金属イオンの濃度を検出する周知の構成を有するものであり、循環流路１７において金属イオン除去手段１６とともに循環手段１８の上流側に組み込まれている。そして、金属イオン濃度検出手段１９は、燃料の金属イオン濃度を示す検出信号をＥＣＵ８に出力しており、ＥＣＵ８は、金属イオン濃度検出手段１９から入力された検出信号により、燃料の金属イオン濃度を把握する。なお、金属イオン濃度検出手段１９は、循環流路１７において金属イオン除去手段１６と循環手段１８との間に配されている。
【００３８】
金属イオン除去判定手段は、ＥＣＵ８の機能の一部として設けられており、循環流路１７における燃料の循環開始後、金属イオン濃度検出手段１９による検出値が所定の基準値を下回るまでに要する必要循環時間に応じて、金属イオン除去に対する良否判定を行うものである（図３参照）。
【００３９】
また、金属イオン除去判定手段は、燃料タンク３に蓄えられた燃料の量に応じて、必要循環時間に対する許容値を設定し、必要循環時間が許容値よりも大きくなった場合に、金属イオン除去手段１６による金属イオン除去が不良であると判定する。なお、燃料タンク３には、燃料の量を検出するための燃料量検出手段２０が付設されている。そして、燃料量検出手段２０は、燃料タンク３内の燃料の量を示す検出信号をＥＣＵ８に出力しており、ＥＣＵ８は、燃料量検出手段２０から入力された検出信号により、燃料タンク３内の燃料の量を把握する。
【００４０】
〔実施例１の作用〕
実施例１の燃料供給装置１の作用を図２に示すフローチャート、および、図３に示す濃度推移に基づいて説明する。
まず、図２に示すフローチャートを、例えば、内燃機関２の始動と同時にスタートさせる。なお、フローチャートのスタートは、内燃機関２の停止中に行ってもよく、内燃機関２の運転中に行ってもよい。
【００４１】
まず、ステップＳ１で循環手段１８をオンする。これにより、循環流路１７を燃料が流れ、燃料タンク３と金属イオン除去手段１６との間を燃料が循環する。このため、燃料に含まれる金属イオンは金属イオン除去手段１６により徐々に除去されるので、燃料の金属イオン濃度は低下していき、金属イオン濃度検出手段１９による検出値も低下していく。
【００４２】
次に、ステップＳ２で許容値を設定する。この許容値は、金属イオン濃度検出手段１９による検出値が所定の基準値を下回るまでに要する必要循環時間に対するものであり、例えば、燃料タンク３に蓄えられた燃料の量（つまり、燃料量検出手段２０による検出値）に応じて設定される。
【００４３】
そして、ステップＳ３で、金属イオン濃度検出手段１９による検出値が基準値よりも小さくなるまで、循環手段１８による燃料の循環を続ける。つまり、検出値が基準値よりも小さくなれば（ＹＥＳ）、ステップＳ４に進んで循環手段１８をオフして循環手段１８による燃料の循環を停止し、検出値が基準値以上であれば（ＮＯ）、検出値が基準値よりも小さくなるまで循環手段１８による燃料の循環を続ける。
【００４４】
次に、ステップＳ５で、循環手段１８がオンしていた時間に基づいて必要循環時間を決定する。なお、必要循環時間の決定には、循環手段１８のオン時間を利用する以外に様々な方法が考えられる。例えば、金属イオン濃度検出手段１９による検出値が基準値を下回った時間を、直接、利用して必要循環時間を決定してもよい。
【００４５】
そして、ステップＳ６で、必要循環時間が許容値よりも大きいか否かを判断する。つまり、ステップＳ６は、金属イオン除去手段１６による金属イオン除去に対して良否判定を行うものである。そして、必要循環時間が許容値よりも大きい場合（ＹＥＳ）、金属イオン除去が不良であると判定してステップＳ７に進み、金属イオン除去が不良である旨を乗員に通知する。また、必要循環時間が許容値以下である場合（ＮＯ）、金属イオン除去が良好であると判定してフローチャートを終了する。
以上により、ＥＣＵ８は、図２に示すフローチャートを実行することで、金属イオン除去判定手段として機能する。
【００４６】
続いて、図３の経時線Ｌ１〜Ｌ３を用いて、金属イオン除去が良好または不良である場合の金属イオン濃度の推移を説明する。
金属イオン除去の不良は、使用経時により金属イオン除去手段１６の除去能力が低下したときや、金属イオン濃度が大きい燃料を使用したときに生じるものと考えられる。
【００４７】
そして、経時線Ｌ１は、金属イオン除去が良好であるときに、循環手段１８をオンして金属イオンの除去を行った場合の金属イオン濃度の推移を示すものである。また、経時線Ｌ２、Ｌ３は、金属イオン除去が不良であるときに、循環手段１８をオンして金属イオンの除去を行った場合の金属イオン濃度の推移を示すものであり、経時線Ｌ２は、使用経時により金属イオン除去手段１６の除去能力が低下して金属イオン除去不良に陥った場合の推移を示し、経時線Ｌ３は、金属イオン濃度が大きい燃料を使用して金属イオン除去不良に陥った場合の推移を示す。
【００４８】
なお、経時線Ｌ１〜Ｌ３では、循環すべき燃料の量（燃料タンク３に蓄えられた燃料の量）が同一であって、必要循環時間に対する許容値が同一に設定されている。また、経時線Ｌ１、Ｌ２では、循環手段１８のオン時における金属イオン濃度の検出値が同一である。
【００４９】
ここで、金属イオン除去手段１６がイオン交換樹脂、キレート樹脂または活性炭の充填層等である場合、使用経時に応じて金属イオンを捕捉した活性部位が増大していくことで金属イオンの除去能力が低下していき、金属イオン除去の不良が発生する。また、金属イオン除去手段１６が電気化学的に金属イオンを除去する電解槽等である場合、使用経時に応じて陰極に引き寄せた金属イオンの量が多くなることで陰極が金属イオンを引き寄せにくくなって金属イオンの除去能力が低下していき、金属イオン除去の不良が発生する。
【００５０】
よって、金属イオン除去手段１６の除去能力が低下した場合、図３の経時線Ｌ１、Ｌ２に示すように、循環手段１８のオン時における金属イオン濃度の検出値が両方とも同じであっても、検出値の下がり方は経時線Ｌ２の方が経時線Ｌ１よりも緩やかになる。このため、経時線Ｌ２において検出値が基準値よりも低くなる時間Ｔ２は、経時線Ｌ１において検出値が基準値よりも低くなる時間Ｔ１よりも大きくなり、許容値を超えてしまう。
【００５１】
さらに、燃料の性状は多種多様であるため、燃料における金属イオン濃度も様々である。よって、金属イオン除去手段１６の能力以上に金属イオン濃度が大きい燃料が使用されると、金属イオン除去の不良が発生する。
【００５２】
すなわち、金属イオン濃度が大きい燃料が使用された場合、図３の経時線Ｌ１、Ｌ３に示すように、循環手段１８のオン時における金属イオン濃度の検出値は、経時線Ｌ３の方が経時線Ｌ１よりも大きい。このため、検出値の下がり方が両方とも同じであっても、経時線Ｌ３において検出値が基準値よりも低くなる時間Ｔ３は、時間Ｔ１よりも大きくなって許容値を超えてしまう。
【００５３】
〔実施例１の効果〕
実施例１の燃料供給装置１は、燃料に含まれる金属イオンを除去する金属イオン除去手段１６と、インジェクタ６を経由することなく、燃料タンク３と金属イオン除去手段１６との間を循環するように燃料が流れる循環流路１７と、燃料タンク３から燃料を汲み上げて循環流路１７に燃料を循環させる循環手段１８とを備える。
【００５４】
これにより、燃料供給装置１では、インジェクタ６による内燃機関２への燃料供給とは係わりなく、燃料タンク３と金属イオン除去手段１６との間で燃料を循環させることができる。このため、金属イオン除去手段１６が能力不足になっても、循環時間を長くすること等により金属イオン濃度を下げることができる。
【００５５】
また、燃料供給装置１は、循環流路１７に配されて燃料に含まれる金属イオンの濃度を検出する金属イオン濃度検出手段１９を備え、ＥＣＵ８は、金属イオン除去手段１６による金属イオン除去に対して良否判定を行う金属イオン除去判定手段としての機能を備える。そして、金属イオン除去判定手段は、循環流路１７における燃料の循環開始後、金属イオン濃度検出手段１９による検出値が所定の基準値を下回るまでに要する必要循環時間に応じて、金属イオン除去に対する良否判定を行う。
【００５６】
これにより、金属イオン除去手段１６が能力不足になると必要循環時間が長くなるので、金属イオン除去に対する良否判定を精度よく行うことができる。また、金属イオン濃度検出手段１９により金属イオン濃度を直接的に検出することから、能力不足の原因が、金属イオン濃度の大きい燃料の使用にあるのか、使用経時による金属イオン除去手段１６の除去能力低下にあるのかを判別することもできる。
【００５７】
また、金属イオン除去判定手段は、燃料タンク３に蓄えられた燃料の量に応じて、必要循環時間に対する許容値を設定し、必要循環時間が許容値よりも大きくなった場合に、金属イオン除去手段１６による金属イオン除去が不良であると判定する。
これにより、燃料タンク３に蓄えられた燃料の多寡に係わらず、精度よく金属イオン除去に対する良否判定を行うことができる。
【００５８】
また、循環手段１８は、サプライポンプ４とは別のポンプであり、この別のポンプは循環流路１７に配されている。
これにより、循環手段１８としてのポンプのオン時間を必要循環時間として利用することができる。
【００５９】
〔実施例２〕
実施例２の燃料供給装置１によれば、循環手段１８はジェット機構であり、ジェット機構は、燃料の噴射により負圧を発生することで燃料タンク３から循環流路１７に燃料を汲み上げる。つまり、図４に示すように、サプライポンプ４の低圧ポンプ１１から吐出された燃料の一部が調量弁１３に向かう流れから分岐して循環手段１８に向かう分岐流路２３が設けられている。そして、分岐流路２３を通じて循環手段１８に供給された燃料が、循環手段１８としてのジェット機構内で噴射されて負圧を発生する。
【００６０】
また、分岐流路２３には開閉弁２４が配され、ＥＣＵ８からの指令に応じて開閉弁２４が開弁することにより、低圧ポンプ１１から循環手段１８に燃料が供給されて循環手段１８としてのジェット機構内で燃料の噴射が生じる。そして、ジェット機構内での燃料噴射により負圧が発生して燃料タンク３から循環流路１７に燃料が汲み上げられ、燃料タンク３と金属イオン除去手段１６との間で燃料が循環する。
【００６１】
これにより、図２に示すフローチャートにおいて、開閉弁２４の開弁時間を「必要循環時間」として利用することができる。また、開閉弁２４が開弁したときをステップＳ１の「循環手段オン」とし、開閉弁２４が閉弁したときをステップＳ４の「循環手段オフ」として利用することができる。
【００６２】
〔実施例３〕
実施例３の燃料供給装置１によれば、循環手段１８は、図５に示すように、サプライポンプ４の低圧ポンプ１１である。そして、供給流路７は、低圧ポンプ１１の下流側で循環流路１７から分岐しており、循環流路１７と供給流路７との分岐点には流路切替弁２６が配されている。そして、流路切替弁２６は、ＥＣＵ８からの指令に応じて、循環流路１７を通って燃料タンク３に燃料を戻す流れと、供給流路７を通って調量弁１３や高圧ポンプ１２等を経てインジェクタ６に燃料を導く流れとを切り替える。
【００６３】
また、供給流路７にはアキュムレータ２７が接続しており、低圧ポンプ１１から吐出された燃料が流路切替弁２６により燃料タンク３に戻されている間、コモンレール５およびインジェクタ６にはアキュムレータ２７から燃料が供給される。また、フィルタ１４は、循環流路１７の燃料タンク３から低圧ポンプ１１に向かう部分において、金属イオン除去手段１６と金属イオン濃度検出手段１９との間に配されている。
【００６４】
これにより、図２に示すフローチャートにおいて、流路切替弁２６により燃料タンク３に燃料を戻す流れが選択されている時間を「必要循環時間」として利用することができる。また、流路切替弁２６によりインジェクタ６に燃料を導く流れから燃料タンク３に燃料を戻す流れに切り替えられたときを、ステップＳ１の「循環手段オン」とし、流路切替弁２６により燃料タンク３に燃料を戻す流れからインジェクタ６に燃料を導く流れに切り替えられたときを、ステップＳ４の「循環手段オフ」として利用することができる。
【００６５】
〔変形例〕
燃料供給装置１の態様は、実施例１〜３に限定されず種々の変形例を考えることができる。例えば、実施例３の燃料供給装置１のように供給流路７が循環流路１７から分岐している場合、フィルタ１４と金属イオン除去手段１６とを一体に設けてもよい。
また、実施例１〜３の燃料供給装置１によれば、燃料はコモンレール５を経てインジェクタ６に供給されていたが、コモンレール５を経由することなく、サプライポンプ４からインジェクタ６に燃料を供給するようにしてもよい。
【００６６】
また、実施例１〜３の燃料供給装置１によれば、サプライポンプ４の調量弁１３は、低圧ポンプ１１から高圧ポンプ１２に向かう流路に配されて高圧ポンプ１２に吸入される燃料を調量することで、サプライポンプ４の吐出量を可変するものであったが、高圧ポンプ１２の下流側に調量弁１３を配して高圧ポンプ１２から吐出される燃料を調量することで、サプライポンプ４の吐出量を可変するようにしてもよい。
【００６７】
また、実施例１〜３の燃料供給装置１によれば、インジェクタ６は、電磁ソレノイドへの通電により開弁して高圧の燃料を噴射するものであったが、インジェクタ６を、ピエゾ素子への電圧印加により開弁して高圧の燃料を噴射するものとしてもよい。
また、循環手段１８をオンして金属イオン除去手段１６により金属イオン濃度を下げる期間を、アイドル運転時のように燃料の消費量が少ない期間に限定してもよい。
【００６８】
また、循環手段１８のオン直後の金属イオン濃度検出手段１９による検出値に対して閾値を設定しておき、循環手段１８のオン直後の検出値が閾値よりも大きい場合には、金属イオン除去手段１６の除去能力不足が金属イオン濃度の大きい燃料の使用に起因して生じていると判定し、その旨を乗員に通知するようにしてもよい。
【００６９】
さらに、循環手段１８のオン直後の検出値が閾値よりも小さいにもかかわらず必要循環時間が許容値を超えた場合には、金属イオン除去手段１６の除去能力不足が使用経時による金属イオン除去手段１６の除去能力低下に起因して生じていると判定し、その旨を乗員に通知するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１  燃料供給装置
２  内燃機関
３  燃料タンク
６  インジェクタ
８  ＥＣＵ（金属イオン除去判定手段）
１１  低圧ポンプ（燃料タンクから燃料を汲み上げてインジェクタに供給するポンプ）
１６  金属イオン除去手段
１７  循環流路
１８  循環手段
１９  金属イオン濃度検出手段
２３  分岐流路
２４  開閉弁
２６  流路切替弁
２７  アキュムレータ
【図１】
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【図２】
0005520120.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005520120.tif 000005
【図５】
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