JP2014227867A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料のワックス化によるフィルタの目詰まりを防止するようにした燃料噴射装置において、還流燃料の流れが燃料タンク側に早期に切り換えられることによる燃料フィルタの目詰まりを防止する。【解決手段】コモンレール１６内の高圧燃料を還流路４０に排出する減圧弁２０、および還流路４０を流通する還流燃料の温度が低いときには還流燃料をフィルタ１２に還流させ、還流燃料の温度が高いときには還流燃料を燃料タンク１０に還流させる還流弁２２を備え、還流燃料の温度が目標温度未満のときには、還流燃料の温度と還流燃料目標温度との差に基づいて、減圧弁２０から排出される燃料の流量の目標値を算出し、減圧弁排出流量がその目標値になるように減圧弁２０を駆動し、還流燃料の温度が還流燃料目標温度に達したときには減圧弁２０を閉弁させる。【選択図】図１

Description

本発明は、燃料のワックス化によるフィルタの目詰まりを防止するようにした燃料噴射装置に関するものである。

従来の燃料噴射装置は、駆動信号を受けたときに開弁してコモンレール内の高圧燃料を低圧部に排出する減圧弁を備えている。そして、減圧弁の開弁によるコモンレールの排出燃料、燃料供給ポンプのオーバーフロー燃料、さらにはインジェクタのリーク燃料を、還流路を介して燃料タンクまたはフィルタに還流させるようになっている。この還流燃料は、内燃機関からの受熱や減圧時に発生する熱によって温度上昇する。

また、還流路には還流路を流通する還流燃料の温度に応じて流路を切り換える還流弁が配置されている。そして、還流燃料の温度が設定温度未満のときには、還流弁の作動により還流燃料をフィルタに還流させて燃料のワックス化によるフィルタの目詰まりを防止し、還流燃料の温度が設定温度以上のときには還流弁の作動により還流燃料を燃料タンクに還流させてコモンレールシステムを保護するようにしている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００３−１７６７６１号公報 特開昭６０−１６４６５７号公報

しかしながら、フィルタへの還流燃料の流量を増やし過ぎて還流燃料の温度が過剰に上昇すると、還流燃料の流れが燃料タンク側に早期に切り換えられてしまい、次のような問題が発生する。

すなわち、例えば低温ソーク後に内燃機関を始動した場合には、燃料タンク内の燃料温度は低くなっており、上記のように還流燃料の流れが燃料タンク側に早期に切り換わった場合、その時点では燃料タンク内の燃料温度は低いままである。

したがって、還流燃料の流れが燃料タンク側に早期に切り換えられると、還流燃料は燃料フィルタに還流されず、燃料タンク内の低温の燃料が燃料フィルタに供給され、燃料のワックス化を抑制することができずに燃料フィルタの目詰まりを引き起こしてしまう。

本発明は上記点に鑑みて、還流燃料の流れが燃料タンク側に早期に切り換えられることによる燃料フィルタの目詰まりを防止することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、燃料を蓄える燃料タンク（１０）と、燃料タンクから吸入した燃料を高圧化して圧送する燃料供給ポンプ（１４）と、燃料供給ポンプから圧送された高圧燃料を蓄えるコモンレール（１６）と、コモンレールに蓄えられた高圧燃料を内燃機関に噴射するインジェクタ（１８）と、燃料タンクと燃料供給ポンプとの間に配置されて燃料を濾過するフィルタ（１２）と、駆動信号を受けたときに開弁してコモンレール内の高圧燃料を低圧部に排出する減圧弁（２０）と、燃料供給ポンプのオーバーフロー燃料、インジェクタのリーク燃料、および減圧弁の開弁時にコモンレールから排出される減圧弁排出燃料を、燃料タンクおよびフィルタに還流させる還流路（４０、４１、４２）と、還流路に配置され、還流路を流通する還流燃料の温度が還流弁設定温度未満のときには還流燃料をフィルタに還流させ、還流燃料の温度が還流弁設定温度以上のときには還流燃料を燃料タンクに還流させる還流弁（２２）と、還流燃料の温度を取得する還流燃料温度算出手段（Ｓ１０１）と、還流弁設定温度よりも低い値に設定された還流燃料目標温度が記憶されており、還流燃料の温度が還流燃料目標温度未満のときに、還流燃料の温度と還流燃料目標温度との差に基づいて減圧弁排出燃料の流量の目標値である排出燃料流量目標値を算出するとともに、還流燃料の温度が還流燃料目標温度に達したときに、排出燃料流量目標値を０にする排出燃料流量目標値算出手段（Ｓ１０２〜１０５、Ｓ１１０）と、減圧弁排出燃料の量が排出燃料流量目標値になるように減圧弁に駆動信号を出力する減圧弁制御手段（Ｓ１０９）とを備えることを特徴とする。

これによると、減圧弁排出燃料の過剰な流通が防止されて還流燃料の過剰な温度上昇が防止されるため、還流燃料の流れが燃料タンク側に早期に切り換えられることによる燃料フィルタの目詰まりを防止することができる。

また、還流燃料の温度と目標温度との差に基づいて排出燃料流量目標値を算出しているため、減圧弁排出燃料の量を適切に制御して、還流燃料をフィルタに還流させる状態を長く維持することができる。

請求項６に記載の発明では、燃料を蓄える燃料タンク（１０）と、燃料タンクから吸入した燃料を高圧化して圧送する燃料供給ポンプ（１４）と、燃料供給ポンプから圧送された高圧燃料を蓄えるコモンレール（１６）と、コモンレールに蓄えられた高圧燃料を内燃機関に噴射するインジェクタ（１８）と、燃料タンクと燃料供給ポンプとの間に配置されて燃料を濾過するフィルタ（１２）と、駆動信号を受けたときに開弁してコモンレール内の高圧燃料を低圧部に排出する減圧弁（２０）と、燃料供給ポンプのオーバーフロー燃料、インジェクタのリーク燃料、および減圧弁の開弁時にコモンレールから排出される減圧弁排出燃料を、燃料タンクおよびフィルタに還流させる還流路（４０、４１、４２）と、還流路に配置され、還流路を流通する還流燃料の温度が還流弁設定温度未満のときには還流燃料をフィルタに還流させ、還流燃料の温度が還流弁設定温度以上のときには還流燃料を燃料タンクに還流させる還流弁（２２）と、減圧弁に駆動信号を出力する駆動信号出力手段（Ｓ２０７）と、内燃機関の運転開始から現在までの減圧弁の累積駆動時間を算出する累積駆動時間算出手段（ステップＳ２０１）と、減圧弁の累積駆動時間が設定時間未満のときには、駆動信号出力手段による駆動信号の出力を許可し、減圧弁の累積駆動時間が設定時間以上になると、駆動信号出力手段による駆動信号の出力を禁止する駆動制限手段（Ｓ２０２）とを備えることを特徴とする。

これによると、減圧弁の累積駆動時間が設定時間以上になるとコモンレールからの燃料排出が停止されて還流燃料の過剰な温度上昇が防止されるため、還流燃料の流れが燃料タンク側に早期に切り換えられることによる燃料フィルタの目詰まりを防止することができる。また、還流燃料の温度を検出または推定する手段がない場合でも実施することができる。

請求項７に記載の発明では、燃料を蓄える燃料タンク（１０）と、燃料タンクから吸入した燃料を高圧化して圧送する燃料供給ポンプ（１４）と、燃料供給ポンプから圧送された高圧燃料を蓄えるコモンレール（１６）と、コモンレールに蓄えられた高圧燃料を内燃機関に噴射するインジェクタ（１８）と、燃料タンクと燃料供給ポンプとの間に配置されて燃料を濾過するフィルタ（１２）と、駆動信号を受けたときに開弁してコモンレール内の高圧燃料を低圧部に排出する減圧弁（２０）と、燃料供給ポンプのオーバーフロー燃料、インジェクタのリーク燃料、および減圧弁の開弁時にコモンレールから排出される減圧弁排出燃料を、燃料タンクおよびフィルタに還流させる還流路（４０、４１、４２）と、還流路に配置され、還流路を流通する還流燃料の温度が還流弁設定温度未満のときには還流燃料をフィルタに還流させ、還流燃料の温度が還流弁設定温度以上のときには還流燃料を燃料タンクに還流させる還流弁（２２）と、減圧弁に駆動信号を出力する駆動信号出力手段（Ｓ３０７）と、内燃機関の運転開始から現在までの減圧弁排出燃料の累積流量を算出する累積流量算出手段（Ｓ３０１）と、減圧弁排出燃料の累積流量が設定流量未満のときには、駆動信号出力手段による駆動信号の出力を許可し、減圧弁排出燃料の累積流量が設定流量以上になると、駆動信号出力手段による駆動信号の出力を禁止する駆動制限手段（Ｓ３０２）とを備えることを特徴とする。

これによると、減圧弁排出燃料の累積流量が設定流量以上になるとコモンレールからの燃料排出が停止されて還流燃料の過剰な温度上昇が防止されるため、還流燃料の流れが燃料タンク側に早期に切り換えられることによる燃料フィルタの目詰まりを防止することができる。また、還流燃料の温度を検出または推定する手段がない場合でも実施することができる。

請求項８に記載の発明では、燃料を蓄える燃料タンク（１０）と、燃料タンクから吸入した燃料を高圧化して圧送する燃料供給ポンプ（１４）と、燃料供給ポンプから圧送された高圧燃料を蓄えるコモンレール（１６）と、コモンレールに蓄えられた高圧燃料を内燃機関に噴射するインジェクタ（１８）と、燃料タンクと燃料供給ポンプとの間に配置されて燃料を濾過するフィルタ（１２）と、駆動信号を受けたときに開弁してコモンレール内の高圧燃料を低圧部に排出する減圧弁（２０）と、燃料供給ポンプのオーバーフロー燃料、インジェクタのリーク燃料、および減圧弁の開弁時にコモンレールから排出される減圧弁排出燃料を、燃料タンクおよびフィルタに還流させる還流路（４０、４１、４２）と、還流路に配置され、還流路を流通する還流燃料の温度が還流弁設定温度未満のときには還流燃料をフィルタに還流させ、還流燃料の温度が還流弁設定温度以上のときには還流燃料を燃料タンクに還流させる還流弁（２２）と、減圧弁に駆動信号を出力する駆動信号出力手段（Ｓ４０７）と、内燃機関の運転開始から現在までの減圧弁排出燃料の累積熱量を算出する累積熱量算出手段（Ｓ４０１）と、減圧弁排出燃料の累積熱量が設定熱量未満のときには、駆動信号出力手段による駆動信号の出力を許可し、減圧弁排出燃料の累積熱量が設定熱量以上になると、駆動信号出力手段による駆動信号の出力を禁止する駆動制限手段（Ｓ４０２）とを備えることを特徴とする。

これによると、減圧弁排出燃料の累積熱量が設定熱量以上になるとコモンレールからの燃料排出が停止されて還流燃料の過剰な温度上昇が防止されるため、還流燃料の流れが燃料タンク側に早期に切り換えられることによる燃料フィルタの目詰まりを防止することができる。また、還流燃料の温度を検出または推定する手段がない場合でも実施することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態に係る燃料噴射装置の構成を示す図である。 図１のＥＣＵにて実行される還流燃料制御処理のフローチャートである。 図１の減圧弁を流れる燃料流量およびレール圧と減圧弁を流れる燃料の熱量との関係を示す特性図である。 本発明の第２実施形態に係る燃料噴射装置のＥＣＵにて実行される還流燃料制御処理のフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る燃料噴射装置のＥＣＵにて実行される還流燃料制御処理のフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係る燃料噴射装置のＥＣＵにて実行される還流燃料制御処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態の燃料噴射装置は、図示しない車両用内燃機関（より詳細には、ディーゼルエンジン）に燃料を噴射するものである。

図１に示すように、燃料タンク１０に燃料が蓄えられており、その燃料はフィルタ１２により濾過されるようになっている。

燃料供給ポンプ１４は、燃料タンク１０からフィルタ１２を介して燃料を吸入し、吸入した燃料を高圧に加圧してコモンレール１６に圧送するようになっている。また、燃料供給ポンプ１４の燃料入口部には、フィルタ１２を通過して燃料供給ポンプ１４に流入する燃料の温度を検出する燃料温度センサ１４０が配置されている。そして、この燃料温度センサ１４０によって検出された温度に応じた信号が、ＥＣＵ２４（詳細後述）に入力されるようになっている。

燃料供給ポンプ１４から圧送された高圧燃料は、コモンレール１６に蓄えられる。このコモンレール１６は、コモンレール１６内の燃料圧力（以下、レール圧という）を検出するレール圧センサ１６０を備えている。そして、このレール圧センサ１６０によって検出されたレール圧に応じた信号が、ＥＣＵ２４に入力されるようになっている。

また、燃料供給ポンプ１４からコモンレール１６に圧送される高圧燃料の量は、レール圧が目標レール圧になるように、ＥＣＵ２４により制御される。この目標レール圧は、例えば、車両のアクセル踏み込み量やエンジン回転数等の、内燃機関の運転状態に基づいて、ＥＣＵ２４によって決定される。

コモンレール１６には複数のインジェクタ１８が接続され、インジェクタ１８は、ＥＣＵ２４に制御されて所定の時期に所定の時間開弁して、コモンレール１６に蓄えられた高圧燃料を内燃機関の各気筒内に噴射する。

なお、燃料タンク１０とフィルタ１２間、フィルタ１２と燃料供給ポンプ１４間、燃料供給ポンプ１４とコモンレール１６間、およびコモンレール１６とインジェクタ１８間は、供給側燃料配管３０〜３３によって接続されている。

コモンレール１６には、コモンレール１６内の高圧燃料を低圧部に排出する減圧弁２０が装着されている。この減圧弁２０は、電磁弁にて構成され、ＥＣＵ２４から駆動信号を受けたときに開弁して、コモンレール１６内の高圧燃料を還流弁２２側に排出するようになっている。より詳細には、車両の減速時や内燃機関停止時にレール圧を速やかに低下させる際、車両の加速時にレール圧がオーバーシュートした際、および、燃料のワックス化によるフィルタ１２の目詰まりを防止する必要があるときに、減圧弁２０は開弁する。

減圧弁２０の開弁時にコモンレール１６から排出される燃料（以下、減圧弁排出燃料という）は、上流側還流配管４０を介して還流弁２２に導かれるようになっている。また、燃料供給ポンプ１４のオーバーフロー燃料、およびインジェクタ１８のリーク燃料も、上流側還流配管４０を介して還流弁２２に導かれるようになっている。なお、上流側還流配管４０を介して還流弁２２に導かれる燃料を、以下、還流燃料という。

還流弁２２は、還流燃料の流路を切り換えるものであって、タンク側還流配管４１を介して燃料タンク１０に接続され、フィルタ側還流配管４２を介してフィルタ１２に接続されている。

この還流弁２２は、バイメタルからなる弁体２２０を備えており、還流燃料の温度が還流弁設定温度Ｔｓｅｔ未満のときには、弁体２２０が実線で示す位置にあって還流燃料をフィルタ側還流配管４２を介してフィルタ１２に還流させる。

また、還流弁２２は、還流燃料の温度が還流弁設定温度Ｔｓｅｔ以上のときには、弁体２２０が破線で示す位置にあって還流燃料をタンク側還流配管４１を介して燃料タンク１０に還流させるようになっている。

因みに、高温になって粘度が低下した燃料が燃料供給ポンプ１４に供給されると、燃料供給ポンプ１４やインジェクタ１８の耐久性に影響があるため、還流弁設定温度Ｔｓｅｔは、コモンレールシステムの耐久性確保の観点から適宜な温度に設定される。

なお、上流側還流配管４０、タンク側還流配管４１、およびフィルタ側還流配管４２は、本発明の還流路を構成する。

ＥＣＵ２４は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等からなる周知のマイクロコンピュータを備え、マイクロコンピュータに記憶したプログラムに従って演算処理を行うものである。ＥＣＵ２４には、各種センサから種々の情報が随時入力される。そして、ＥＣＵ２４は、内燃機関や車両の運転状態に応じて、燃料供給ポンプ１４、インジェクタ１８、および減圧弁２０の作動を制御する。

次に、還流燃料の制御について、図２に基づいて説明する。図２に示す還流燃料制御処理は、内燃機関の運転を行うためにキースイッチがＩＧオン位置に操作されると、所定時間毎に周期的に実行され、内燃機関を停止させるためにキースイッチがＩＧオフ位置に操作されると終了される。

図２に示すように、処理が開始されると、還流燃料温度算出手段としてのステップＳ１０１では、現在の還流燃料の温度Ｔ（以下、還流燃料温度Ｔという）を取得する。本実施形態では、燃料温度センサ１４０にて検出した燃料の温度に基づいて、現在の還流燃料の温度Ｔを推定する。なお、燃料温度センサ１４０を備えていない場合は、他の温度センサにて検出した温度（例えば、冷却水温）に基づいて、現在の還流燃料の温度Ｔを推定してもよい。

続いて、ステップＳ１０２では、下式（１）にて上昇可能温度ΔＴを算出する。この上昇可能温度ΔＴは、還流燃料の温度を現在よりもどの程度上昇させてもよいか、すなわち、還流燃料の温度上昇許容範囲に相当する。

ΔＴ＝Ｔｏ−Ｔ…（１）
但し、Ｔｏは、還流弁設定温度Ｔｓｅｔよりも低い値に設定された還流燃料の目標温度（以下、還流燃料目標温度という）であり、ＥＣＵ２４に予め記憶されている。

続いて、ステップＳ１０３では、上昇可能温度ΔＴが０℃を超えているか否かを判定し、換言すると、還流燃料温度Ｔが還流燃料目標温度Ｔｏ未満か否かを判定し、ステップＳ１０３がＹＥＳの場合はステップＳ１０４に進む。

続いて、ステップＳ１０４では、下式（２）にて増加可能熱量Ｑを算出する。この増加可能熱量Ｑは、還流燃料の温度を還流燃料目標温度Ｔｏまで上昇させる熱量に相当する。

Ｑ＝Ｖａ×ｃ×ρ×ΔＴ…（２）
但し、Ｖａは、還流弁２２に導かれる全ての還流燃料の単位時間当たりの流量であり、以下、還流燃料流量Ｖａという。ここで、Ｖａ＝減圧弁排出燃料＋オーバーフロー燃料＋リーク燃料、である。そして、還流燃料流量Ｖａを求める際の減圧弁排出燃料の値は、初期値は０で、以後はステップＳ１０７で特定した減圧弁排出流量の目標値を用いる。また、オーバーフロー燃料およびリーク燃料は、エンジン回転数、レール圧、および燃料温度センサ１４０にて検出した燃料の温度から、燃料供給ポンプ１４およびインジェクタ１８の特性に基づいて算出した値を用いる。

また、ｃは燃料の比熱、ρは燃料の密度である。そして、比熱ｃおよび密度ρは、ＥＣＵ２４に予め記憶されている。

続いて、ステップＳ１０５では、還流燃料温度Ｔが還流燃料目標温度Ｔｏを超えない範囲になるように、減圧弁排出燃料の単位時間当たりの流量Ｖｖ（以下、減圧弁排出流量Ｖｖという）の目標値を算出する。なお、減圧弁排出流量Ｖｖの目標値は、本発明の排出燃料流量目標値に相当する。

具体的には、図３に示す減圧弁排出流量Ｖｖおよびレール圧と減圧弁２０を流れる燃料の熱量Ｑｖとの関係は、予め実験により求められ、関数データとしてＥＣＵ２４に記憶されている。そして、図３に示す減圧弁２０を流れる燃料の熱量Ｑｖの特性線のうち、増加可能熱量Ｑと同熱量の特性線を選択し、その選択した特性線とレール圧とに基づいて減圧弁排出流量Ｖｖを求め、その求めた減圧弁排出流量Ｖｖを減圧弁排出流量の目標値とする。ここで、上昇可能温度ΔＴが大きいほど増加可能熱量Ｑが大きくなり、ひいては減圧弁排出流量Ｖｖが大きくなる。

続いて、ステップＳ１０６では、運転状態に応じた減圧弁排出流量Ｖｖのガード値を取得する。このガード値は、レール圧の制御性や燃料供給ポンプ１４の信頼性を確保する観点から適宜な値に設定され、ＥＣＵ２４に予め記憶されている。

続いて、ステップＳ１０７では、ステップＳ１０５で算出した減圧弁排出流量の目標値と、ステップＳ１０６で取得したガード値とを比較し、値が小さい方を減圧弁排出流量の目標値として特定する。

続いて、ステップＳ１０８では、ステップＳ１０７で特定した減圧弁排出流量の目標値に相当する分と内燃機関に噴射する分の燃料が、燃料供給ポンプ１４から圧送されるように、燃料供給ポンプ１４の燃料吐出量を制御する。

続いて、減圧弁制御手段としてのステップＳ１０９では、減圧弁排出流量Ｖｖが、ステップＳ１０７で特定した減圧弁排出流量の目標値になるように、減圧弁２２に駆動信号を出力する。

以上のステップＳ１０１〜１０９により、減圧弁排出燃料の過剰な流通が防止されて還流燃料の過剰な温度上昇が防止されるため、還流燃料の流れが燃料タンク１０側に早期に切り換えられることによる燃料フィルタ１２の目詰まりが防止される。

一方、ステップＳ１０３がＮＯの場合、すなわち、上昇可能温度ΔＴが０℃以下、換言すると、還流燃料温度Ｔが還流燃料目標温度Ｔｏに達した場合は、ステップＳ１１０に進む。そして、ステップＳ１１０では、上昇可能温度ΔＴを０℃にし、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１１０で上昇可能温度ΔＴを０℃にしているため、ステップＳ１０４で算出される増加可能熱量Ｑは０になり、ステップＳ１０５で算出される減圧弁排出流量の目標値も０になる。

したがって、ステップＳ１０３がＮＯの場合は、ステップＳ１０９での減圧弁２２への駆動信号の出力が禁止され、コモンレール１６から還流弁２２側への燃料の排出が停止される。

このときは、コモンレール１６から還流弁２２側への燃料の排出に伴う燃料供給ポンプ１４の吐出量増加を停止することで、圧力制御性を確保する。

なお、ステップＳ１０２〜１０５、およびステップＳ１１０は、本発明の排出燃料流量目標値算出手段を構成する。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

本実施形態は、第１実施形態の燃料噴射装置の燃料温度センサ１４０を廃止している。それに伴い、還流燃料制御処理が変更されている。

図４に示すように、還流燃料制御処理が開始されると、累積駆動時間算出手段としてのステップＳ２０１では、内燃機関の運転開始から現在までの減圧弁２０の累積駆動時間を算出する。なお、例えば内燃機関の運転を行うためにキースイッチがＩＧオン位置に操作された時を、内燃機関の運転開始とする。

続いて、駆動制限手段としてのステップＳ２０２では、ステップＳ２０１で算出した減圧弁２０の累積駆動時間が設定時間未満か否かを判定し、ステップＳ２０２がＹＥＳの場合はステップＳ２０３に進む。

続いて、ステップＳ２０３では、還流燃料温度Ｔが還流燃料目標温度Ｔｏを超えない範囲になるように、例えば内燃機関の回転数およびレール圧に基づいて、減圧弁排出流量Ｖｖの目標値を算出する。

具体的には、内燃機関の回転数およびレール圧と減圧弁排出流量Ｖｖとの関係は、予め実験により求められ、関数データとしてＥＣＵ２４に記憶されている。そして、ＥＣＵ２４はこの関数データを参照して減圧弁排出流量Ｖｖの目標値を算出する。

続いて、ステップＳ２０４では、運転状態に応じた減圧弁排出流量Ｖｖのガード値を取得する。このガード値は、レール圧の制御性や燃料供給ポンプ１４の信頼性を確保する観点から適宜な値に設定され、ＥＣＵ２４に予め記憶されている。

続いて、ステップＳ２０５では、ステップＳ２０３で算出した減圧弁排出流量の目標値と、ステップＳ２０４で取得したガード値とを比較し、値が小さい方を減圧弁排出流量の目標値として特定する。

続いて、ステップＳ２０６では、ステップＳ２０５で特定した減圧弁排出流量の目標値に相当する分と内燃機関に噴射する分の燃料が、燃料供給ポンプ１４から圧送されるように、燃料供給ポンプ１４の燃料吐出量を制御する。

続いて、駆動信号出力手段としてのステップＳ２０７では、減圧弁排出流量Ｖｖが、ステップＳ２０５で特定した減圧弁排出流量の目標値になるように、減圧弁２２に駆動信号を出力する。

以上のステップＳ２０１〜２０７により、減圧弁排出燃料の過剰な流通が防止されて還流燃料の過剰な温度上昇が防止されるため、還流燃料の流れが燃料タンク１０側に早期に切り換えられることによる燃料フィルタ１２の目詰まりが防止される。

一方、ステップＳ２０２がＮＯの場合、すなわち、減圧弁２０の累積駆動時間が設定時間以上の場合は、ステップＳ２０３〜２０７を実行することなく、本処理を終了する。

したがって、ステップＳ２０２がＮＯの場合は、減圧弁２２への駆動信号の出力が禁止され、コモンレール１６から還流弁２２側への燃料の排出が停止される。

このときは、コモンレール１６から還流弁２２側への燃料の排出に伴う燃料供給ポンプ１４の吐出量増加を停止することで、圧力制御性を確保する。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。以下、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

本実施形態は、第１実施形態の燃料噴射装置の燃料温度センサ１４０を廃止している。それに伴い、還流燃料制御処理が変更されている。

図５に示すように、還流燃料制御処理が開始されると、累積流量算出手段としてのステップＳ３０１では、内燃機関の運転開始から現在までに減圧弁２０から排出された燃料の累積流量を算出する。

なお、例えば内燃機関の運転を行うためにキースイッチがＩＧオン位置に操作された時を、内燃機関の運転開始とする。また、減圧弁２０を１回駆動した際の駆動時間とレール圧とに基づいて、減圧弁１回駆動毎の減圧弁２０の流量を算出し、その減圧弁１回駆動毎の減圧弁２０の流量を積算して累積流量を算出する。

続いて、駆動制限手段としてのステップＳ３０２では、ステップＳ３０１で算出した累積流量が設定流量未満か否かを判定し、ステップＳ３０２がＹＥＳの場合はステップＳ３０３に進む。

続いて、ステップＳ３０３では、還流燃料温度Ｔが還流燃料目標温度Ｔｏを超えない範囲になるように、例えば内燃機関の回転数およびレール圧に基づいて、減圧弁排出流量Ｖｖの目標値を算出する。

具体的には、内燃機関の回転数およびレール圧と減圧弁排出流量Ｖｖとの関係は、予め実験により求められ、関数データとしてＥＣＵ２４に記憶されている。そして、ＥＣＵ２４はこの関数データを参照して減圧弁排出流量Ｖｖの目標値を算出する。

続いて、ステップＳ３０４では、運転状態に応じた減圧弁排出流量Ｖｖのガード値を取得する。このガード値は、レール圧の制御性や燃料供給ポンプ１４の信頼性を確保する観点から適宜な値に設定され、ＥＣＵ２４に予め記憶されている。

続いて、ステップＳ３０５では、ステップＳ３０３で算出した減圧弁排出流量の目標値と、ステップＳ３０４で取得したガード値とを比較し、値が小さい方を減圧弁排出流量の目標値として特定する。

続いて、ステップＳ３０６では、ステップＳ３０５で特定した減圧弁排出流量の目標値に相当する分と内燃機関に噴射する分の燃料が、燃料供給ポンプ１４から圧送されるように、燃料供給ポンプ１４の燃料吐出量を制御する。

続いて、駆動信号出力手段としてのステップＳ３０７では、減圧弁排出流量Ｖｖが、ステップＳ３０５で特定した減圧弁排出流量の目標値になるように、減圧弁２２に駆動信号を出力する。

以上のステップＳ３０１〜３０７により、減圧弁排出燃料の過剰な流通が防止されて還流燃料の過剰な温度上昇が防止されるため、還流燃料の流れが燃料タンク１０側に早期に切り換えられることによる燃料フィルタ１２の目詰まりが防止される。

一方、ステップＳ３０２がＮＯの場合、すなわち、累積流量が設定流量以上の場合は、ステップＳ３０３〜３０７を実行することなく、本処理を終了する。

したがって、ステップＳ３０２がＮＯの場合は、減圧弁２０への駆動信号の出力が禁止され、コモンレール１６から還流弁２２側への燃料の排出が停止される。

このときは、コモンレール１６から還流弁２２側への燃料の排出に伴う燃料供給ポンプ１４の吐出量増加を停止することで、圧力制御性を確保する。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。以下、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

本実施形態は、第１実施形態の燃料噴射装置の燃料温度センサ１４０を廃止している。それに伴い、還流燃料制御処理が変更されている。

図６に示すように、還流燃料制御処理が開始されると、累積熱量算出手段としてのステップＳ４０１では、内燃機関の運転開始から現在までに減圧弁２０から排出された燃料の累積熱量を算出する。

なお、例えば内燃機関の運転を行うためにキースイッチがＩＧオン位置に操作された時を、内燃機関の運転開始とする。また、レール圧によって排出燃料の温度が異なるため、減圧弁１回駆動毎の減圧弁２０の流量とレール圧とに基づいて、減圧弁１回駆動毎の排出燃料の熱量を算出し、その減圧弁１回駆動毎の排出燃料の熱量を積算して累積熱量を算出する。

続いて、駆動制限手段としてのステップＳ４０２では、ステップＳ４０１で算出した累積熱量が設定熱量未満か否かを判定し、ステップＳ４０２がＹＥＳの場合はステップＳ４０３に進む。

続いて、ステップＳ４０３では、還流燃料温度Ｔが還流燃料目標温度Ｔｏを超えない範囲になるように、例えば内燃機関の回転数およびレール圧に基づいて、減圧弁排出流量Ｖｖの目標値を算出する。

具体的には、内燃機関の回転数およびレール圧と減圧弁排出流量Ｖｖとの関係は、予め実験により求められ、関数データとしてＥＣＵ２４に記憶されている。そして、ＥＣＵ２４はこの関数データを参照して減圧弁排出流量Ｖｖの目標値を算出する。

続いて、ステップＳ４０４では、運転状態に応じた減圧弁排出流量Ｖｖのガード値を取得する。このガード値は、レール圧の制御性や燃料供給ポンプ１４の信頼性を確保する観点から適宜な値に設定され、ＥＣＵ２４に予め記憶されている。

続いて、ステップＳ４０５では、ステップＳ４０３で算出した減圧弁排出流量の目標値と、ステップＳ４０４で取得したガード値とを比較し、値が小さい方を減圧弁排出流量の目標値として特定する。

続いて、ステップＳ４０６では、ステップＳ４０５で特定した減圧弁排出流量の目標値に相当する分と内燃機関に噴射する分の燃料が、燃料供給ポンプ１４から圧送されるように、燃料供給ポンプ１４の燃料吐出量を制御する。

続いて、駆動信号出力手段としてのステップＳ４０７では、減圧弁排出流量Ｖｖが、ステップＳ４０５で特定した減圧弁排出流量の目標値になるように、減圧弁２０に駆動信号を出力する。

以上のステップＳ４０１〜４０７により、減圧弁排出燃料の過剰な流通が防止されて還流燃料の過剰な温度上昇が防止されるため、還流燃料の流れが燃料タンク１０側に早期に切り換えられることによる燃料フィルタ１２の目詰まりが防止される。

一方、ステップＳ４０２がＮＯの場合、すなわち、累積熱量が設定熱量以上の場合は、ステップＳ４０３〜４０７を実行することなく、本処理を終了する。

したがって、ステップＳ４０２がＮＯの場合は、減圧弁２０への駆動信号の出力が禁止され、コモンレール１６から還流弁２２側への燃料の排出が停止される。

このときは、コモンレール１６から還流弁２２側への燃料の排出に伴う燃料供給ポンプ１４の吐出量増加を停止することで、圧力制御性を確保する。

（他の実施形態）
上記各実施形態では、バイメタルからなる弁体２２０にて還流燃料の流路を切り換える還流弁２２を用いたが、還流弁２２は、ＥＣＵ２４にて作動が制御される電磁弁を用いることができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。

また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。

また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

１０ 燃料タンク
１２ フィルタ
１４ 燃料供給ポンプ
１６ コモンレール
１８ インジェクタ
２０ 減圧弁
２２ 還流弁
４０ 還流路
４１ 還流路
４２ 還流路

Claims (8)

1. 燃料を蓄える燃料タンク（１０）と、
   前記燃料タンクから吸入した燃料を高圧化して圧送する燃料供給ポンプ（１４）と、
   前記燃料供給ポンプから圧送された高圧燃料を蓄えるコモンレール（１６）と、
   前記コモンレールに蓄えられた高圧燃料を内燃機関に噴射するインジェクタ（１８）と、
   前記燃料タンクと前記燃料供給ポンプとの間に配置されて燃料を濾過するフィルタ（１２）と、
   駆動信号を受けたときに開弁して前記コモンレール内の高圧燃料を低圧部に排出する減圧弁（２０）と、
   前記燃料供給ポンプのオーバーフロー燃料、前記インジェクタのリーク燃料、および前記減圧弁の開弁時に前記コモンレールから排出される減圧弁排出燃料を、前記燃料タンクおよび前記フィルタに還流させる還流路（４０、４１、４２）と、
   前記還流路に配置され、前記還流路を流通する還流燃料の温度が還流弁設定温度未満のときには前記還流燃料を前記フィルタに還流させ、前記還流燃料の温度が前記還流弁設定温度以上のときには前記還流燃料を前記燃料タンクに還流させる還流弁（２２）と、
   前記還流燃料の温度を取得する還流燃料温度算出手段（Ｓ１０１）と、
   前記還流弁設定温度よりも低い値に設定された還流燃料目標温度が記憶されており、前記還流燃料の温度が前記還流燃料目標温度未満のときに、前記還流燃料の温度と前記還流燃料目標温度との差に基づいて前記減圧弁排出燃料の流量の目標値である排出燃料流量目標値を算出するとともに、前記還流燃料の温度が前記還流燃料目標温度に達したときに、前記排出燃料流量目標値を０にする排出燃料流量目標値算出手段（Ｓ１０２〜１０５、Ｓ１１０）と、
   前記減圧弁排出燃料の量が前記排出燃料流量目標値になるように前記減圧弁に前記駆動信号を出力する減圧弁制御手段（Ｓ１０９）とを備えることを特徴とする燃料噴射装置。
2. 前記排出燃料流量目標値算出手段は、前記還流燃料の温度が前記還流燃料目標温度未満のときに、前記還流燃料の温度と前記還流燃料目標温度との差が大きいほど、前記排出燃料流量目標値を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
3. 前記排出燃料流量目標値算出手段は、前記還流燃料の温度が前記還流燃料目標温度未満のときに、前記還流燃料の温度が前記還流燃料目標温度を超えない範囲になるように前記排出燃料流量目標値を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射装置。
4. 前記コモンレール内の燃料圧力を検出するレール圧センサ（１６０）を備え、
   前記排出燃料流量目標値算出手段は、前記還流燃料の温度が前記還流燃料目標温度未満のときに、前記還流燃料の温度を前記還流燃料目標温度まで上昇させる熱量である増加可能熱量を算出し、前記レール圧センサにて検出した前記コモンレール内の燃料圧力と前記増加可能熱量とに基づいて前記排出燃料流量目標値を算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の燃料噴射装置。
5. 前記フィルタを通過して前記燃料供給ポンプに流入する燃料の温度を検出する燃料温度センサ（１４０）を備え、
   前記還流燃料温度算出手段は、前記燃料温度センサにて検出した燃料の温度に基づいて前記還流燃料の温度を推定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の燃料噴射装置。
6. 燃料を蓄える燃料タンク（１０）と、
   前記燃料タンクから吸入した燃料を高圧化して圧送する燃料供給ポンプ（１４）と、
   前記燃料供給ポンプから圧送された高圧燃料を蓄えるコモンレール（１６）と、
   前記コモンレールに蓄えられた高圧燃料を内燃機関に噴射するインジェクタ（１８）と、
   前記燃料タンクと前記燃料供給ポンプとの間に配置されて燃料を濾過するフィルタ（１２）と、
   駆動信号を受けたときに開弁して前記コモンレール内の高圧燃料を低圧部に排出する減圧弁（２０）と、
   前記燃料供給ポンプのオーバーフロー燃料、前記インジェクタのリーク燃料、および前記減圧弁の開弁時に前記コモンレールから排出される減圧弁排出燃料を、前記燃料タンクおよび前記フィルタに還流させる還流路（４０、４１、４２）と、
   前記還流路に配置され、前記還流路を流通する還流燃料の温度が還流弁設定温度未満のときには前記還流燃料を前記フィルタに還流させ、前記還流燃料の温度が前記還流弁設定温度以上のときには前記還流燃料を前記燃料タンクに還流させる還流弁（２２）と、
   前記減圧弁に前記駆動信号を出力する駆動信号出力手段（Ｓ２０７）と、
   前記内燃機関の運転開始から現在までの前記減圧弁の累積駆動時間を算出する累積駆動時間算出手段（ステップＳ２０１）と、
   前記減圧弁の累積駆動時間が設定時間未満のときには、前記駆動信号出力手段による前記駆動信号の出力を許可し、前記減圧弁の累積駆動時間が前記設定時間以上になると、前記駆動信号出力手段による前記駆動信号の出力を禁止する駆動制限手段（Ｓ２０２）とを備えることを特徴とする燃料噴射装置。
7. 燃料を蓄える燃料タンク（１０）と、
   前記燃料タンクから吸入した燃料を高圧化して圧送する燃料供給ポンプ（１４）と、
   前記燃料供給ポンプから圧送された高圧燃料を蓄えるコモンレール（１６）と、
   前記コモンレールに蓄えられた高圧燃料を内燃機関に噴射するインジェクタ（１８）と、
   前記燃料タンクと前記燃料供給ポンプとの間に配置されて燃料を濾過するフィルタ（１２）と、
   駆動信号を受けたときに開弁して前記コモンレール内の高圧燃料を低圧部に排出する減圧弁（２０）と、
   前記燃料供給ポンプのオーバーフロー燃料、前記インジェクタのリーク燃料、および前記減圧弁の開弁時に前記コモンレールから排出される減圧弁排出燃料を、前記燃料タンクおよび前記フィルタに還流させる還流路（４０、４１、４２）と、
   前記還流路に配置され、前記還流路を流通する還流燃料の温度が還流弁設定温度未満のときには前記還流燃料を前記フィルタに還流させ、前記還流燃料の温度が前記還流弁設定温度以上のときには前記還流燃料を前記燃料タンクに還流させる還流弁（２２）と、
   前記減圧弁に前記駆動信号を出力する駆動信号出力手段（Ｓ３０７）と、
   前記内燃機関の運転開始から現在までの前記減圧弁排出燃料の累積流量を算出する累積流量算出手段（Ｓ３０１）と、
   前記減圧弁排出燃料の累積流量が設定流量未満のときには、前記駆動信号出力手段による前記駆動信号の出力を許可し、前記減圧弁排出燃料の累積流量が前記設定流量以上になると、前記駆動信号出力手段による前記駆動信号の出力を禁止する駆動制限手段（Ｓ３０２）とを備えることを特徴とする燃料噴射装置。
8. 燃料を蓄える燃料タンク（１０）と、
   前記燃料タンクから吸入した燃料を高圧化して圧送する燃料供給ポンプ（１４）と、
   前記燃料供給ポンプから圧送された高圧燃料を蓄えるコモンレール（１６）と、
   前記コモンレールに蓄えられた高圧燃料を内燃機関に噴射するインジェクタ（１８）と、
   前記燃料タンクと前記燃料供給ポンプとの間に配置されて燃料を濾過するフィルタ（１２）と、
   駆動信号を受けたときに開弁して前記コモンレール内の高圧燃料を低圧部に排出する減圧弁（２０）と、
   前記燃料供給ポンプのオーバーフロー燃料、前記インジェクタのリーク燃料、および前記減圧弁の開弁時に前記コモンレールから排出される減圧弁排出燃料を、前記燃料タンクおよび前記フィルタに還流させる還流路（４０、４１、４２）と、
   前記還流路に配置され、前記還流路を流通する還流燃料の温度が還流弁設定温度未満のときには前記還流燃料を前記フィルタに還流させ、前記還流燃料の温度が前記還流弁設定温度以上のときには前記還流燃料を前記燃料タンクに還流させる還流弁（２２）と、
   前記減圧弁に前記駆動信号を出力する駆動信号出力手段（Ｓ４０７）と、
   前記内燃機関の運転開始から現在までの前記減圧弁排出燃料の累積熱量を算出する累積熱量算出手段（Ｓ４０１）と、
   前記減圧弁排出燃料の累積熱量が設定熱量未満のときには、前記駆動信号出力手段による前記駆動信号の出力を許可し、前記減圧弁排出燃料の累積熱量が前記設定熱量以上になると、前記駆動信号出力手段による前記駆動信号の出力を禁止する駆動制限手段（Ｓ４０２）とを備えることを特徴とする燃料噴射装置。

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