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公開番号2024102531
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-31
出願番号2023006482
出願日2023-01-19
発明の名称気体燃料供給装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類F02D 19/00 20060101AFI20240724BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】内燃機関の運転を適切に行わせつつも、筒内噴射弁の温度が高くなることを抑制できるようにすること。
【解決手段】気体燃料供給装置20は、筒内噴射弁21と遮断弁25とを制御する処理回路51を備えている。処理回路51は、供給流路23から筒内噴射弁21に供給される気体燃料の圧力に基づいて筒内噴射弁21への通電時間を決定する。処理回路51は、筒内噴射弁21の温度が温度判定値よりも高くなると、遮断弁25を閉弁状態にすることと、遮断弁25を開弁状態にすることとを繰り返す開閉処理を開始する。開閉処理は、筒内噴射弁21に供給される気体燃料の圧力が圧力下限値よりも高い場合には遮断弁25を閉弁状態とし、当該気体燃料の圧力が圧力下限値以下になると遮断弁25を開弁状態とする処理である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
気筒を有する内燃機関に適用される気体燃料供給装置であって、
前記気筒内に気体燃料を噴射する筒内噴射弁と、
気体燃料を貯留する貯留タンクと、
前記貯留タンク内の気体燃料を前記筒内噴射弁に導く供給流路と、
前記供給流路に設けられ、前記貯留タンク内から前記供給流路に流出した気体燃料の圧力を減圧する減圧弁と、
前記供給流路における前記減圧弁よりも下流の部分に配置された弁であって、前記筒内噴射弁への気体燃料の供給を許容する開弁状態と、前記筒内噴射弁への気体燃料の供給を停止する閉弁状態とに切り替え可能に構成された遮断弁と、
前記筒内噴射弁と前記遮断弁とを制御する処理回路と、を備え、
前記処理回路は、
前記供給流路から前記筒内噴射弁に供給される気体燃料の圧力と、前記筒内噴射弁の気体燃料の噴射量の要求値と、に基づいて前記筒内噴射弁への通電時間を決定し、
前記内燃機関の運転中に前記筒内噴射弁の温度が温度判定値よりも高くなると、前記遮断弁を前記閉弁状態にすることと、前記遮断弁を前記開弁状態にすることと、を繰り返す開閉処理を開始し、
前記開閉処理は、前記供給流路から前記筒内噴射弁に供給される気体燃料の圧力が圧力下限値よりも高い場合には前記遮断弁を前記閉弁状態とし、前記筒内噴射弁に供給される気体燃料の圧力が前記圧力下限値以下になると前記遮断弁を前記開弁状態とする処理である
気体燃料供給装置。
続きを表示（約 180 文字）【請求項２】
前記処理回路は、前記開閉処理の実行に伴って前記遮断弁が前記閉弁状態になった時間の積算値が所定の判定時間に達すると、当該開閉処理を終了する
請求項１に記載の気体燃料供給装置。
【請求項３】
前記処理回路は、前記筒内噴射弁の温度が前記温度判定値以下になると、前記開閉処理を終了する
請求項１に記載の気体燃料供給装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の気筒内に気体燃料を供給する気体燃料供給装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、筒内噴射弁から気筒内に気体燃料が噴射される内燃機関を開示している。気筒内には、気体燃料と空気とを含む燃焼ガスが燃焼される燃焼室が区画されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１４５８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
筒内噴射弁の先端部は燃焼室の高温の燃焼ガスから受熱するため、筒内噴射弁の先端部は非常に高温となる。その結果、筒内噴射弁の寿命が短くなりやすい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための気体燃料供給装置は、気筒を有する内燃機関に適用される装置である。当該気体燃料供給装置は、前記気筒内に気体燃料を噴射する筒内噴射弁と、気体燃料を貯留する貯留タンクと、前記貯留タンク内の気体燃料を前記筒内噴射弁に導く供給流路と、前記供給流路に設けられ、前記貯留タンク内から前記供給流路に流出した気体燃料の圧力を減圧する減圧弁と、前記供給流路における前記減圧弁よりも下流の部分に配置された弁であって、前記筒内噴射弁への気体燃料の供給を許容する開弁状態と、前記筒内噴射弁への気体燃料の供給を停止する閉弁状態とに切り替え可能に構成された遮断弁と、前記筒内噴射弁と前記遮断弁とを制御する処理回路と、を備えている。前記処理回路は、前記供給流路から前記筒内噴射弁に供給される気体燃料の圧力と、前記筒内噴射弁の気体燃料の噴射量の要求値と、に基づいて前記筒内噴射弁への通電時間を決定し、前記内燃機関の運転中に前記筒内噴射弁の温度が温度判定値よりも高くなると、前記遮断弁を前記閉弁状態にすることと、前記遮断弁を前記開弁状態にすることと、を繰り返す開閉処理を開始する。前記開閉処理は、前記供給流路から前記筒内噴射弁に供給される気体燃料の圧力が圧力下限値よりも高い場合には前記遮断弁を前記閉弁状態とし、前記筒内噴射弁に供給される気体燃料の圧力が前記圧力下限値以下になると前記遮断弁を前記開弁状態とする処理である。
【０００６】
上記気体燃料供給装置では、気筒内での燃焼ガスの燃焼によって筒内噴射弁の温度が高くなる。当該温度が温度判定値よりも高くなると、開閉処理が開始される。すると、遮断弁が閉弁状態になる。その結果、上記圧力が低くなるため、筒内噴射弁への通電時間が長くなる。これにより、筒内噴射弁の先端部を気体燃料が流れる時間が長くなるため、筒内噴射弁の温度が高くなることを抑制できる。その一方で、遮断弁を閉弁状態とすることによって上記圧力が圧力下限値以下になると、遮断弁が開弁状態になる。すなわち、処理回路は、上記圧力と圧力下限値とを比較することによって、遮断弁を閉弁状態にすることと、遮断弁を開弁状態にすることとを繰り返す。これにより、当該圧力が低くなりすぎることが抑制されるため、筒内噴射弁から気筒内に適量の気体燃料が供給される。
【０００７】
したがって、上記気体燃料供給装置は、内燃機関の運転を適切に行わせつつも、筒内噴射弁の温度が高くなることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１実施形態の気体燃料供給装置と、同気体燃料供給装置が適用される内燃機関との概略構成を示す模式図である。
図２は、図１の気体燃料供給装置が備える筒内噴射弁を示す模式図である。
図３は、図１の気体燃料供給装置が備える制御装置で実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。
図４は、図１の気体燃料供給装置が備える制御装置で実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。
図５は、第２実施形態の気体燃料供給装置が備える制御装置で実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、気体燃料供給装置の第１実施形態を図１から図４に従って説明する。
図１は、気体燃料供給装置２０と、気体燃料供給装置２０から気体燃料が供給される内燃機関１０とを示している。気体燃料供給装置２０は、気体燃料として水素ガスを内燃機関１０に供給する。すなわち、内燃機関１０は、水素ガスを燃料とする水素ガスエンジンである。
【００１０】
＜内燃機関＞
内燃機関１０は、１つ以上の気筒１１を備えている。気筒１１内には、往復動自在な状態でピストン１２が収容されている。気筒１１内にはピストン１２によって燃焼室１３が形成されている。また、気筒１１には、燃焼室１３に供給された水素ガスを点火する点火プラグ１４が設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

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