(57)【要約】【課題】内燃機関の燃料フィルタのフィルタエレメントに堆積されたエステル系化合物を十分に焼失させることができる燃料フィルタ、燃料フィルタの清掃システム、及び燃料フィルタの清掃方法を提供する。【解決手段】内燃機関の燃料Ｆをろ過するフィルタエレメント１１をフィルタケース１２の内部に備えて構成される燃料フィルタ１０において、フィルタエレメント１１に燃料Ｆが流入するまでの燃料流路１３の一部または全部がフィルタケース１２の内壁１４に沿う流路となるように構成するとともに、燃料流路１３に面するフィルタケース１２の内壁１４の一部または全部に加熱装置２０を備えて構成する。【選択図】図１
2018071380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料をろ過するフィルタエレメントをフィルタケースの内部に備えて構成される燃料フィルタにおいて、
前記フィルタエレメントに燃料が流入するまでの燃料流路の一部または全部が前記フィルタケースの内壁に沿う流路となるように構成するとともに、前記燃料流路に面する前記フィルタケースの内壁の一部または全部に加熱装置を備えて構成される燃料フィルタ。
【請求項２】
前記加熱装置の近傍に前記燃料フィルタの圧力増加を検出する圧力検出装置と前記燃料フィルタを流れる燃料の温度を検出する温度検出装置を備えて構成される請求項１に記載の燃料フィルタ。
【請求項３】
請求項２に記載の加熱装置を制御する制御装置を備えて、
該制御装置が、
前記内燃機関の始動の際に、前記温度検出装置の検出値に応じて設定される作動開始時刻に前記加熱装置を作動させるとともに、前記圧力検出装置の検出値に応じて設定される前記加熱装置の作動時間を経過した後に前記加熱装置を停止させる制御を行うように構成される燃料フィルタの清掃システム。
【請求項４】
前記制御装置が、
前記温度検出装置の検出値が予め設定されるワキシング判定閾値以上であるときには、前記加熱装置の作動開始時刻をイグニッションキーのオフからオンへ切り替える時から予め設定された暖機時間を経過した時とし、前記温度検出装置の検出値が前記ワキシング判定閾値未満であるときには、前記加熱装置の作動開始時刻を前記イグニッションキーのオフからオンへ切り替える時とする制御を行うように構成される請求項３に記載の燃料フィルタの清掃システム。
【請求項５】
前記制御装置が、
前記圧力検出装置の検出値が予め設定された第１設定圧力閾値以上であるときには、前記加熱装置の作動時間を予め設定された第１設定時間とし、前記圧力検出装置の検出値が前記第１設定圧力閾値未満であるときには、前記加熱装置の作動時間を前記第１設定時間より短い時間として予め設定された第２設定時間とする制御を行うように構成される請求項３または４に記載の燃料フィルタの清掃システム。
【請求項６】
前記制御装置が、
前記加熱装置の作動時間を経過した後における前記圧力検出装置の検出値が、前記第１設定圧力閾値と同じ値または大きな値として予め設定された第２設定圧力閾値以上であるときには、前記加熱装置を予め設定された第３設定時間だけ作動させるとともに、
該第３設定時間を経過した後における前記圧力検出装置の検出値が前記第２設定圧力閾値以上であるときには、前記燃料フィルタの交換が必要であると判定する制御を行うように構成される請求項５に記載の燃料フィルタの清掃システム。
【請求項７】
内燃機関の燃料をろ過するフィルタエレメントをフィルタケースの内部に備えて構成される燃料フィルタであって、前記フィルタエレメントに燃料が流入するまでの燃料流路の一部または全部が前記フィルタケースの内壁に沿う流路となるように構成するとともに、前記燃料流路に面する前記フィルタケースの内壁の一部または全部に加熱装置を備えて構成される燃料フィルタの清掃方法において、
前記内燃機関の始動の際に、燃料の温度に応じて設定される前記加熱装置の作動開始時刻より前記加熱装置を作動させるとともに、前記燃料フィルタの内部の圧力に応じて設定される前記加熱装置の作動時間を経過した後に前記加熱装置を停止させる制御を行うことを特徴とする燃料フィルタの清掃方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料フィルタ、燃料フィルタの清掃システム、及び燃料フィルタの清掃方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関では、燃料が低温（０℃付近）のときに、ワキシング（ワックス成分の析出）が発生して、燃料から固形物が発生し、この固形物が燃料フィルタのフィルタエレメントに堆積される。フィルタエレメントに堆積された有機物系の固形物については、内燃機関の始動時に、燃料フィルタの上流側に備えたヒーター等により、燃料フィルタに流入する燃料をワキシングが発生しない温度（例えば、２０℃）まで昇温させて、昇温した燃料をフィルタエレメントに通過させることで燃料フィルタの目詰りを防止している。
【０００３】
ここで、周囲にフィルタエレメントを配設した中心円筒の内部に、熱交換パイプを設けて、この熱交換パイプにフィルタエレメントを均一に加熱するための還流燃料を通して、この還流燃料によりフィルタエレメントを均一に加熱するディーゼル燃料フィルタ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２０２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、内燃機関の燃料として、パルミチン酸等のエステル系化合物を含有する燃料（例えばバイオディーゼル燃料）を使用している場合には、燃料が低温（０℃付近）のときに、軽油のワキシングによる固形物とは別に、エステル系化合物の固形物が燃料フィルタのフィルタエレメントに堆積される。このエステル系化合物の融点（６０℃付近）は軽油の固形物の融点より高温であるため、７０℃程度まで昇温させた燃料をフィルタエレメントに通過させる必要があり、上記のワキシング対応の低出力のヒーターでは対応できない。
【０００６】
また、高出力のヒーターを燃料フィルタの上流側に備えても、燃料フィルタに流入した燃料がフィルタエレメントに到達するまでに、放熱等により燃料が低温化するため、フィルタエレメントに高温の燃料を通過させることができず、フィルタエレメントに貯留されたエステル系化合物を十分に溶解させることができない。
【０００７】
本発明の目的は、内燃機関の燃料フィルタのフィルタエレメントに堆積されたエステル系化合物を十分に溶解させて燃料の燃焼と共に焼失させることができる燃料フィルタ、燃料フィルタの清掃システム、及び燃料フィルタの清掃方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明の燃料フィルタは、内燃機関の燃料をろ過するフィルタエレメントをフィルタケースの内部に備えて構成される燃料フィルタにおいて、前記フィルタエレメントに燃料が流入するまでの燃料流路の一部または全部が前記フィルタケースの内壁に沿う流路となるように構成するとともに、前記燃料流路に面する前記フィルタケースの内壁の一部または全部に加熱装置を備えて構成される。さらには、前記加熱装置の近傍に前記燃料フィルタの圧力増加を検出する圧力検出装置と前記燃料フィルタを流れる燃料の温度を検出する温度検出装置を備えて構成される。
【０００９】
また、上記の目的を達成するための本発明の燃料フィルタの清掃システムは、上記の加熱装置を制御する制御装置を備えて、該制御装置が、前記内燃機関の始動の際に、前記温度検出装置の検出値に応じて設定される前記加熱装置の作動開始時刻より前記加熱装置を作動させるとともに、前記圧力検出装置の検出値に応じて設定される前記加熱装置の作動時間を経過した後に前記加熱装置を停止させる制御を行うように構成される。
【００１０】
また、上記の目的を達成するための本発明の燃料フィルタの清掃方法は、内燃機関の燃料をろ過するフィルタエレメントをフィルタケースの内部に備えて構成される燃料フィルタであって、前記フィルタエレメントに燃料が流入するまでの燃料流路の一部または全部が前記フィルタケースの内壁に沿う流路となるように構成するとともに、前記燃料流路に面する前記フィルタケースの内壁の一部または全部に加熱装置を備えて構成される燃料フィルタの清掃方法において、前記内燃機関の始動の際に、燃料の温度に応じて設定される前記加熱装置の作動開始時刻より前記加熱装置を作動させるとともに、前記燃料フィルタの内部の圧力に応じて設定される前記加熱装置の作動時間を経過した後に前記加熱装置を停止させる制御を行うことを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の燃料フィルタ、燃料フィルタの清掃システム及び燃料フィルタの清掃方法によれば、燃料フィルタの中で加熱装置を設置するスペースのある内壁に加熱装置を設置して、この加熱装置を設置した内壁に沿うように燃料を移動させて加熱するので、フィルタエレメントに高温の燃料を確実に通過させることができる。その結果、フィルタエレメントに堆積されたエステル系化合物を十分に溶解させて燃料の燃焼と共に焼失させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】燃料フィルタの構成を側面視で模式的に示す図である。
【図２】図１の燃料フィルタの構成を上面視で模式的に示す図である。
【図３】本発明の燃料フィルタの清掃方法の制御フローの一例を示す図である。
【図４】図３の制御フローの終了後に継続して行われる制御フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る実施の形態の燃料フィルタ、燃料フィルタの清掃システム及び燃料フィルタの清掃方法について、図面を参照しながら説明する。なお、図１、図２では、燃料フィルタ１０の幅方向、奥行き方向、上下方向をそれぞれ矢印Ｘ、Ｙ、Ｚで示している。なお、図２では、後述するフィルタエレメント１１用の上部固定部材１５の図示を省略している。
【００１４】
本発明の燃料フィルタ１０は、車両に備わるエンジン（内燃機関）（図示しない）の気筒（シリンダ）内や排気通路に噴射する燃料Ｆに含まれる異物を燃料噴射ノズル（図示しない）に流入させて噴射する前に除去するフィルタであり、燃料Ｆをろ過するフィルタエレメント１１を樹脂製の上面固定部材１５及び下面固定部材１６と一体化させてフィルタケース１２の内部に固定して備えている。
【００１５】
フィルタエレメント１１は、図１、図２に示すように、Ｚ方向を中心軸とする中空の円筒形状の装置であり、この中空部分を燃料Ｆが通過する。フィルタエレメント１１の上面及び下面には、それぞれ、上面固定部材１５及び下面固定部材１６が接続されていて、これらのフィルタエレメント１１、上面固定部材１５及び下面固定部材１６は一体となって、フィルタケース１２の内部に嵌め込まれて固定されている。
【００１６】
図１の燃料フィルタ１０は、フィルタケース１２の上部に雄ねじ及び雌ねじやボルト及びナット等で構成される接続部材１７を介してアルミ製の上部蓋１８が接続されており、接続部材１７による接続を解除することで、フィルタケース１２よりフィルタエレメント１１を脱着可能なフィルタである。すなわち、フィルタエレメント１１の経年等による劣化時には、燃料フィルタ１０全体を新品と交換する必要はなく、フィルタエレメント１１のみを新品と交換するのみで十分な燃料フィルタ１０である。
【００１７】
フィルタエレメント１１の交換方法について説明する。まず、接続部材１７によるフィルタケース１２と上部蓋１８との接続を解除して、フィルタケース１２より上面固定部材１５及び下面固定部材１６と一体となっているフィルタエレメント１１を取り出す。そして、上面固定部材１５及び下面固定部材１６と一体となっている新品のフィルタエレメント１１をフィルタケース１２の内部に嵌め込んで、上部蓋１８をフィルタケース１２に接続部材１７で固定する。以上でフィルタエレメント１１の交換は完了する。
【００１８】
燃料フィルタ１０の内部における燃料Ｆの移動方向について説明する。燃料Ｆは、上部蓋１８に形成された燃料流入口（図示しない）より流入後、フィルタエレメント１１の中空部分をＺ方向上側から下側に移動し、さらに下側の下面固定部材１６とフィルタケース１２の間に形成された第１空間まで移動する。この第１空間まで到達した燃料Ｆは、ＸＹ平面でフィルタケース１２の内壁１４に向って放射状に拡散する。内壁１４まで到達した燃料Ｆは、Ｚ方向下側からＺ方向上側に移動して、内壁１４とフィルタエレメント１１の外縁部（燃料入口）の間に形成された第２空間に到達後、随時フィルタエレメント１１の外縁部に流入する。そして、フィルタエレメント１１を通過後の燃料Ｆは、フィルタエレメント１１の上面より流出し、Ｚ方向上側の上部蓋１８に形成された燃料流出口（図示しない）を経由して燃料フィルタ１０の外部へと流出する。
【００１９】
すなわち、燃料フィルタ１０の内部に形成された燃料流路１３は、上流側より順に、燃料フィルタ１０の内部に流入した燃料ＦがＺ方向上側より流入するフィルタエレメント１１の中空部分で構成される第１燃料流路１３ａと、第１燃料流路１３ａを通過して第１空間に到達した燃料Ｆが内壁１４に向ってＸＹ平面で放射状に拡散する第２燃料流路１３ｂと、第２燃料流路１３ｂを通過して内壁１４に到達した燃料ＦがＺ方向上側の第２空間に移動してフィルタエレメント１１に流入するまでの第３燃料流路１３ｃと、フィルタエレメント１１を通過後の燃料Ｆがフィルタエレメント１１の上面よりＺ方向上側の燃料流出口に移動するまでの第４燃料流路１３ｄとで構成される。
【００２０】
本発明の燃料フィルタ１０では、フィルタエレメント１１に燃料Ｆが流入するまでの燃料流路１３の一部または全部がフィルタケース１２の内壁１４に沿う流路となるように構成するとともに、燃料流路１３に面するフィルタケース１２の内壁１４の一部または全部にシリコンカバーヒーター等の電熱ヒーター（加熱装置）２０を備えて構成する。図１では、燃料流路１３ｂ、１３ｃを内壁１４に沿う流路となるように構成して、燃料流路１３ｂ、１３ｃに面する内壁１４の大部分に電熱ヒーター２０を貼り付けている。
【００２１】
また、電熱ヒーター２０の設置場所の近傍のフィルタケース１２に、フィルタエレメント１１の目詰まり検出用の燃料フィルタ１０の圧力増加を検出する圧力センサ（圧力検出装置）３０と燃料フィルタ１０を流れる燃料Ｆの温度を検出する温度センサ（温度検出装置）３１を設けるとともに、この圧力センサ３０及び温度センサ３１の検出信号等に応じて電熱ヒーター２０を制御する制御装置４０を備える。
【００２２】
この電熱ヒーター２０では、温度センサ３１の検出値が指定した加熱目標温度（例えば、９０℃、８０℃、７０℃、６０℃、５０℃）になるように燃料Ｆを加熱し、この加熱目標温度を維持するように加熱度合いを調整することができる。そして、予め設定された経過時間毎に電熱ヒーター２０で燃料Ｆを加熱しても良いが、エネルギー効率を考えるとあまり効率が良くないので、圧力増加に対応させることが好ましい。
【００２３】
そのため、圧力センサ３０の検出値（例えば、２５ｋＰａ〜２０ｋＰａ、２０ｋＰａ〜１０ｋＰａ、１０ｋＰａ以下）に応じて、この加熱目標温度と加熱時間のいずれか一方又は両方を変化させることで、燃料フィルタの目詰り度合いに応じて、最適な（例えば、加熱エネルギーが少なくて済むような）加熱度合いと加熱時間とで、電熱ヒーター２０による燃料Ｆの加熱を行う。
【００２４】
この加熱度合いと加熱時間とを、圧力増加量に対応させて、予め実験などにより設定し、マップデータなどにしておくことで、容易に、圧力センサ３０の検出値に応じて、加熱度合いと加熱時間を算出して、電熱ヒーター２０で燃料Ｆを加熱することができる。
【００２５】
上記の燃料フィルタ１０を基にした、本発明に係る実施の形態の燃料フィルタの清掃システム１では、制御装置４０は、エンジンの始動の際に、温度センサ３１の検出値Ｔに応じて設定される電熱ヒーター２０の作動開始時刻より電熱ヒーター２０を作動させる制御を行うように構成する。また、制御装置４０は、電熱ヒーター２０の作動を開始して、圧力センサ３０の検出値Ｐに応じて設定される電熱ヒーター２０の作動時間ｔを経過した後に電熱ヒーター２０を停止させる制御を行うように構成する。
【００２６】
電熱ヒーター２０の作動開始時刻については、例えば、次のように設定する。制御装置４０が、温度センサ３１の検出値Ｔが予め設定されるワキシング判定閾値Ｔ１以上であるときには、燃料Ｆのワキシングが発生する懸念がなく、燃料Ｆを早期に昇温させる必要がないため、電熱ヒーター２０の作動開始時刻をイグニッションキー（図示しない）のオフからオンへ切り替える時から予め設定された暖機時間を経過した時とする。一方、温度センサ３１の検出値Ｔがワキシング判定閾値Ｔ１未満であるときには、燃料Ｆのワキシングが発生する懸念があり、燃料Ｆをワキシングが発生しない温度（２０℃程度）まで早期に昇温させる必要があるため、電熱ヒーター２０の作動開始時刻をイグニッションキーのオフからオンへ切り替える時とする。なお、ワキシング判定閾値Ｔ１については、実験等により最適値に設定されるが、例えば、８℃〜１２℃、好ましくは１０℃に設定される。
【００２７】
このように電熱ヒーター２０の作動開始時を設定することで、燃料Ｆが低温でワキシングが発生する懸念があるときには、電熱ヒーター２０の即時作動による燃料Ｆの昇温により、ワキシングの発生を抑制するとともに、ワキシングによる固形物を焼失させることができる。また、燃料Ｆが高温でワキシングが発生する懸念がないときには、エンジンの暖機が完了するまでは、電熱ヒーター２０を作動させないので、例えば、エンジンの動力を電力に変換して、この変換された電力により電熱ヒーター２０を作動させる構成の場合には、エンジンの動力の一部を電熱ヒーター２０に使用することなく、エンジンの暖機を最優先とすることができる。その結果、エンジンの暖機時間を短くすることができる。
【００２８】
電熱ヒーター２０の作動時間ｔについては、例えば、次のように設定する。制御装置４０が、圧力センサ３０の検出値Ｐが予め設定された第１設定圧力閾値Ｐ１以上であるときには、電熱ヒーター２０の作動時間ｔを予め設定された第１設定時間ｔ１とする。一方、圧力センサ３０の検出値Ｐが第１設定圧力閾値Ｐ１未満であるときには、電熱ヒーター２０の作動時間ｔを第１設定時間ｔ１より短い時間として予め設定された第２設定時間ｔ２とする。
【００２９】
なお、第１設定圧力閾値Ｐ１については、フィルタエレメント１１の交換が推奨される圧力値（圧力増加）に安全係数を乗算して算出される値であり、例えば、１０ｋＰａ〜１４ｋＰａ、好ましくは１２ｋＰａに設定される。また、第１設定時間ｔ１、第２設定時間ｔ２については、実験等により最適値に設定されるが、例えば、第１設定時間ｔ１は３分〜５分、第２設定時間ｔ２は３０秒〜１分３０秒、好ましくは１分に設定される。
【００３０】
このように電熱ヒーター２０の作動時間ｔを設定することで、圧力センサ３０の検出値Ｐが大きく、フィルタエレメント１１へのエステル系化合物の堆積がある程度進行している懸念があるときには、圧力センサ３０の検出値Ｐが小さく、フィルタエレメント１１へのエステル系化合物の堆積があまり進行していないときと比較して、電熱ヒーター２０の作動時間ｔを長くするので、フィルタエレメント１１に堆積するエステル系化合物を燃料Ｆの燃焼とともにより確実に焼失させることができる。
【００３１】
なお、制御装置４０は、電熱ヒーター２０を燃料Ｆの温度Ｔが目標温度となるように制御するが、この目標温度はエステル系化合物を焼失可能な温度（７０℃程度）に通常設定する。また、制御装置４０は、電熱ヒーター２０の作動中に逐次圧力センサ３０による測定を行い、圧力センサ３０の検出値Ｐに応じて電熱ヒーター２０の目標温度を変更する制御を行っても良い。例えば、電熱ヒーター２０の作動開始直後には、圧力センサ３０の検出値Ｐが大きく、フィルタエレメント１１に堆積したエステル系化合物を確実に焼失させる必要があるため、目標温度を７０℃程度に設定していたが、作動時間ｔが半分程度経過したときにおける圧力センサ３０の検出値Ｐが小さくなり、フィルタエレメント１１に堆積したエステル系化合物の大部分が焼失したときには、目標温度を６０℃程度に設定し直す。この場合、その後の圧力センサ３０の検出値Ｐがさらに小さくなったときには、目標温度を５０℃程度に再設定し直してもよい。
【００３２】
このように電熱ヒーター２０の作動中に、圧力センサ３０の検出値Ｐに応じて電熱ヒーター２０の目標温度を変更する制御を行うことで、電熱ヒーター２０の消費電力量を、フィルタエレメント１１に堆積したエステル系化合物の焼失状況に応じた最適値に設定することができる。
【００３３】
また、制御装置４０は、電熱ヒーター２０の作動時間ｔを経過後における圧力センサ３０の検出値Ｐが、第１設定圧力閾値Ｐ１と同じ値または大きな値として予め設定された第２設定圧力閾値Ｐ２以上であるときには、電熱ヒーター２０を予め設定された第３設定時間ｔ３だけ作動させるとともに、この第３設定時間ｔ３を経過後における圧力センサ３０の検出値Ｐが第２設定圧力閾値Ｐ２以上であるときには、燃料フィルタ１０（フィルタエレメント１１）の交換が必要であると判定する制御を行うように構成してもよい。
【００３４】
なお、第２設定圧力閾値Ｐ２は、例えば、１０ｋＰａ〜１６ｋＰａに設定される。また、第３設定時間ｔ３は、第１設定時間ｔ１及び第２設定時間ｔ２より長い時間に設定されるのが好ましく、例えば、４分〜６分、より好ましくは５分に設定される。また、燃料フィルタ１０の交換が必要であると判定したときには、車両の運転席に備えた専用の警告灯を点灯または点滅させること等により、運転者に燃料フィルタ１０の早期交換を促す。
【００３５】
このように電熱ヒーター２０による加熱を２回連続して行うことで、フィルタエレメント１１に堆積したエステル系化合物の焼失を十分に行うことができる。また、電熱ヒーター２０による加熱を２回連続して行っても、圧力センサ３０の検出値Ｐが十分に低下しないときには、燃料フィルタ１０（フィルタエレメント１１）の経年劣化が新品との交換が必要な状態まで進行していると判定するので、運転者に燃料フィルタ１０の早期の交換を促して、燃料フィルタ１０の不良に起因する各種事故を未然に防止することができる。
【００３６】
なお、上記の制御では、圧力センサ３０の検出値Ｐが第１設定圧力閾値Ｐ１未満であるときには、電熱ヒーター２０の作動時間ｔを第２設定時間ｔ２に設定するが、このときはフィルタエレメント１１へのエステル系化合物の堆積量が少ない。そこで、さらに、車両の走行距離の積算値（走行時間の積算値）が前回の電熱ヒーター２０の作動時の走行距離の積算値（走行時間の積算値）より予め設定された設定走行距離増加閾値（設定走行時間増加閾値）だけ増加する条件が成立したときに限り、電熱ヒーター２０を第２設定時間ｔ２だけ作動させる制御を行うようにしてもよい。
【００３７】
設定走行距離増加閾値（設定走行時間増加閾値）については、予め実験等により最適値に設定される。このようにすることで、フィルタエレメント１１にエステル系化合物が堆積しにくい走行環境下で、エンジン始動の際に毎回電熱ヒーター２０による加熱を行う必要がない場合に、電熱ヒーター２０の消費電力量を抑制しつつ、フィルタエレメント１１に堆積されたエステル系化合物を十分に溶解させて燃料Ｆの燃焼と共に焼失させることができる。
【００３８】
次に、本発明に係る実施の形態の燃料フィルタの清掃方法について図３、図４の制御フローを参照しながら説明する。図３の制御フローは、運転者によりイグニッションキーがオンされて、エンジンが始動するとき（エンジンの始動の際）に上級の制御フローより呼ばれてスタートする制御フローである。図４の制御フローは、図３の制御フローを終了後に上級の制御フローより呼ばれてスタートする制御フローである。
【００３９】
図３の制御フローについて説明する。図３の制御フローがスタートすると、ステップＳ１０にて、燃料Ｆの温度Ｔがワキシング判定閾値Ｔ１以上であるか否かを判定する。燃料Ｆの温度Ｔがワキシング判定閾値Ｔ１以上である場合（ＹＥＳ）には、燃料Ｆ中の成分が燃料フィルタ２０に堆積する可能性が低いので、ステップＳ２０に進み、ステップＳ２０にて、電熱ヒーター２０の作動開始時をイグニッションキー（図示しない）のオフからオンへ切り替える時から予め設定された暖機時間を経過した時に、すなわち、エンジンの暖機完了後に設定する。設定後、ステップＳ５０に進む。一方、燃料Ｆの温度Ｔがワキシング判定閾値Ｔ１未満である場合（ＮＯ）には、燃料Ｆ中の成分が燃料フィルタＦに堆積する可能性が高いので、ステップＳ３０に進み、ステップＳ３０にて、電熱ヒーター２０の作動開始時刻をイグニッションキーのオフからオンへ切り替える時に、すなわち、エンジンの始動直後に設定する。設定後、ステップＳ４０に進み、ステップＳ４０にて、電熱ヒーター２０の作動を開始する。開始後、ステップＳ５０に進む。
【００４０】
ステップＳ５０にて、燃料フィルタ１０の内部の圧力Ｐが第１設定圧力閾値Ｐ１以上であるか否かを判定する。燃料フィルタ１０の内部の圧力Ｐが第１設定圧力閾値Ｐ１以上である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ６０に進み、ステップＳ６０にて、電熱ヒーター２０の作動時間ｔを第１設定時間ｔ１とする。設定後、ステップＳ８０に進む。一方、燃料フィルタ１０の内部の圧力Ｐが第１設定圧力閾値Ｐ１未満である場合（ＮＯ）には、ステップＳ７０に進み、ステップＳ７０にて、電熱ヒーター２０の作動時間ｔを第２設定時間ｔ２とする。設定後、ステップＳ８０に進む。
【００４１】
ステップＳ８０にて、ステップＳ２０を経由してステップＳ８０に到達した場合は、ステップＳ２０で設定した作動開始時刻に電熱ヒーター２０の作動を開始する。開始後、リターンに進んで、図３の制御フローを終了する。一方、ステップＳ３０を経由してステップＳ８０に到達した場合は、ステップＳ４０で電熱ヒーター２０を既に作動させているので、そのままリターンに進んで、図３の制御フローを終了する。
【００４２】
なお、ステップＳ５０による判定時間は第１設定時間ｔ１及び第２設定時間ｔ２と比較して非常に短時間であるので、ステップＳ４０で電熱ヒーター２０の作動を開始した場合でステップＳ５０による判定が終了した後に、電熱ヒーター２０の作動時間ｔが第１設定時間ｔ１または第２設定時間ｔ２を超えることはない。
【００４３】
図４の制御フローについて説明する。図４の制御フローがスタートすると、ステップＳ９０にて、燃料フィルタ１０の内部の圧力Ｐが第２設定圧力閾値Ｐ２以上であるか否かを判定する。燃料フィルタ１０の内部の圧力Ｐが第２設定圧力閾値Ｐ２以上である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１００に進み、ステップＳ１００にて、電熱ヒーター２０を第３設定時間ｔ３だけ作動させる。第３設定時間ｔ３を経過した後にステップＳ１１０に進む。一方、ステップＳ９０にて、燃料フィルタ１０の内部の圧力Ｐが第２設定圧力閾値Ｐ２未満である場合（ＮＯ）には、リターンに進んで、図４のフローを終了する。
【００４４】
ステップＳ９０からステップＳ１１０に進んだ場合、ステップＳ１１０にて、ステップＳ９０と同様に、燃料フィルタ１０の内部の圧力Ｐが第２設定圧力閾値Ｐ２以上であるか否かを再判定する。燃料フィルタ１０の内部の圧力Ｐが第２設定圧力閾値Ｐ２以上である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１２０に進み、燃料フィルタ１０（フィルタエレメント１１）の交換が必要であるとして、運転者に早期の交換を促す。一方、ステップＳ１１０にて、燃料フィルタ１０の内部の圧力Ｐが第２設定圧力閾値Ｐ２未満である場合（ＮＯ）には、燃料フィルタ１０（フィルタエレメント１１）の交換が不要であるとして、リターンに進んで、図４の制御フローを終了する。
【００４５】
以上より、本発明に係る実施の形態の燃料フィルタの清掃方法は、内燃機関の燃料Ｆをろ過するフィルタエレメント１１をフィルタケース１２の内部に備えて構成される燃料フィルタ１０であって、フィルタエレメント１１に燃料Ｆが流入するまでの燃料流路１３の一部または全部がフィルタケース１２の内壁１４に沿う流路となるように構成するとともに、燃料流路１３に面するフィルタケース１２の内壁１４の一部または全部に加熱装置２０を備えて構成される燃料フィルタの清掃方法において、内燃機関の始動の際に、燃料Ｆの温度Ｔに応じて設定される加熱装置２０の作動開始時刻より加熱装置２０を作動させるとともに、燃料フィルタ１０の内部の圧力に応じて設定される加熱装置２０の作動時間ｔを経過した後に加熱装置２０を停止させる制御を行うことを特徴とする方法となる。
【００４６】
なお、この加熱装置２０の作動による燃料Ｆの加熱は、燃料フィルタ２０における圧力増加の防止のためであるので、短時間ではエステル系化合物などの堆積が進んで圧力の増加が起こらないので、加熱処理後において、予め設定されたエンジン運転の累積時間を経過するまでは、あるいは、車両が予め設定された走行距離を超えるまでは、次の加熱処理後を行わないようにしても良い。
【００４７】
上記の本発明に係る実施の形態の燃料フィルタ、燃料フィルタの清掃システム、及び燃料フィルタの清掃方法によれば、燃料フィルタ１０の中で加熱装置２０を設置するスペースのある内壁１４に加熱装置２０を設置して、この加熱装置２０を設置した内壁１４に沿うように燃料Ｆを移動させて加熱するので、フィルタエレメント１１に高温の燃料Ｆを確実に通過させることができる。その結果、フィルタエレメント１１に堆積されたエステル系化合物を十分に溶解させて燃料の燃焼と共に焼失させることができる。
【００４８】
また、燃料フィルタ１０の内部に備えた加熱装置２０による燃料Ｆの加熱により、ワキシングによる固形物を焼失させることができるので、従来、燃料フィルタ１０の上流側に配置していたワキシング対応のヒーターを設ける必要がなくなり、低コスト化することができる。
【００４９】
また、加熱装置２０の近傍に燃料フィルタ１０の圧力増加を検出する圧力検出装置３０及び燃料フィルタを流れる燃料の温度を検出する温度検出装置３１を備えることで、制御装置４０に圧力検出装置３０及び温度検出装置３１の検出信号を送信するためのハーネス３１の一部を加熱装置２０への電力供給用として容易に用いることができるので、加熱装置２０専用の電力供給用ハーネスを新たに増設する必要がなく、低コスト化することができる。
【００５０】
また、上記の本発明に係る実施の形態の燃料フィルタの清掃システム及び燃料フィルタの清掃方法によれば、燃料Ｆの温度Ｔに応じて加熱装置２０の作動開始時を設定することで、燃料Ｆのワキシングの発生を抑制できるとともに、ワキシングによる固形物を十分に焼失させることができる。また、燃料フィルタ１０の内部の圧力Ｐに応じて加熱装置２０の作動時間ｔを設定することで、フィルタエレメント１１に堆積するエステル系化合物を燃料Ｆの燃焼とともにより確実に焼失させることができる。
【００５１】
なお、エステル系化合物とは、例えば、パルミチン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸等の飽和脂肪酸や、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等の不飽和脂肪酸のことである。特に、バイオディーゼル燃料を本発明の燃料として用いる場合、このエステル系化合物が軽油等と比較して多く含有されているため、上記の本発明の効果をより一層発揮することができる。
【００５２】
また、エンジンを停止後直ぐに再始動する場合には、エンジンから燃料フィルタ１０に還流されてくる燃料Ｆの温度が高温（例えば１００℃以上）であるので、このような場合には、電熱ヒーター２０の加熱による熱量に代えて、還流されてくる燃料Ｆの熱量によりフィルタエレメント１１を加熱するようにすると、より一層電熱ヒーター２０の消費電力を最適化することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  燃料フィルタの清掃システム
１０  燃料フィルタ
１１  フィルタエレメント
１２  フィルタケース
１３  燃料流路
１３ａ  第１燃料流路
１３ｂ  第２燃料流路
１３ｃ  第３燃料流路
１３ｄ  第４燃料流路
１４  フィルタケースの内壁
２０  電熱ヒーター（加熱装置）
３０  圧力センサ（圧力検出装置：圧力増加）
３１  温度センサ（温度検出装置）
３２  ハーネス
４０  制御装置
Ｐ  圧力センサの検出値
Ｐ１  第１設定圧力閾値
Ｐ２  第２設定圧力閾値
Ｔ  温度センサの検出値
Ｔ１  ワキシング判定閾値
ｔ  作動時間
ｔ１  第１設定時間
ｔ２  第２設定時間
Ｆ  燃料
【図１】
2018071380.tif 000003
【図２】
2018071380.tif 000004
【図３】
2018071380.tif 000005
【図４】
2018071380.tif 000006