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公開番号
2025023488
公報種別
公開特許公報(A)
公開日
2025-02-17
出願番号
2023127638
出願日
2023-08-04
発明の名称
内燃機関の燃料噴射制御装置
出願人
トヨタ自動車株式会社
代理人
弁理士法人あーく事務所
主分類
F02D
19/02 20060101AFI20250207BHJP(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】燃料消費率の悪化や排気エミッションの悪化を可及的に抑えながらもインジェクタのニードルの摩耗の抑制を図ることができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供する。
【解決手段】インジェクタの温度が所定温度以上であり(ステップST2でYES判定)、且つニードルに作用している背圧としてのガス燃料の圧力が所定圧力以上である(ステップST3でYES判定)ことを条件として、インジェクタの燃料噴射タイミングを遅角側に制御する。このため、燃料消費率の悪化や排気エミッションの悪化を可及的に抑えながらもインジェクタのニードルの摩耗の抑制を図ることが可能になる。
【選択図】図3
特許請求の範囲
【請求項1】
ニードルが後退移動することによって噴射口が開放されて燃焼室内に向けてガス燃料を噴射する開弁状態と、前記ニードルが前進移動することによって前記噴射口が閉鎖されて前記ガス燃料の噴射を停止する閉弁状態とが切り替え可能な構成とされた燃料噴射弁の燃料噴射制御装置において、
内燃機関の圧縮行程において前記燃焼室内に向けて前記ガス燃料を噴射する場合に、推定または検知された前記燃料噴射弁の温度が所定温度以上であること、および、前記ニードルに作用している背圧として推定または検知された前記ガス燃料の圧力が所定圧力以上であることのうち少なくとも一方が成立していることを条件として、前記燃料噴射弁の燃料噴射タイミングを遅角側に制御する燃料噴射タイミング制御部を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明はガスエンジンに代表される内燃機関に備えられる燃料噴射制御装置に係る。
続きを表示(約 2,000 文字)
【背景技術】
【0002】
従来、特許文献1に開示されているように、水素等のガスを燃料とするガスエンジンにあっては、燃料供給系から供給されるガス燃料を燃焼室内に向けて噴射するインジェクタ(直噴インジェクタ)が配設されている。
【0003】
この種のインジェクタの一般的な構成としては、ボディ内に、スプリングによって閉弁方向に付勢されたニードルが往復移動可能に収容されている。ボディの先端部にはニードルが当接可能なシートが取り付けられている。シートには噴射口が形成されている。このように構成されたインジェクタは、電磁ソレノイドの電磁力によってニードルがシートから後退移動することで噴射口が開放されて燃焼室内に向けて燃料を噴射する開弁状態と、電磁力が解除されることによってスプリングの付勢力によりニードルが前進移動してシートに当接することで噴射口が閉鎖されて燃料噴射を停止する閉弁状態とが切り替えられるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2021-105350号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ガソリン等の液体燃料を使用するエンジンにあっては、この液体燃料が潤滑剤や衝撃緩和剤として機能することになり、閉弁時にニードルがシートに衝突することによる衝撃荷重に起因する摩耗を抑制することが可能である。
【0006】
しかしながら、ガスエンジンにあっては、燃料を潤滑剤や衝撃緩和剤として利用することができない(ドライで駆動する)ため、閉弁時にニードルがシートに衝突することによる衝撃荷重に起因する摩耗が懸念される。
【0007】
特に、燃料消費率や排気エミッションの改善を考慮した場合、インジェクタからの燃料噴射(圧縮行程での燃料噴射)を早期に完了して燃焼室内でのガス燃料と空気との混合時間を長く確保することが好ましいが、この場合、筒内圧力(燃焼室内の圧力)が低い(ニードルの背圧として作用しているガス燃料の圧力と筒内圧力との差が大きい)ことに起因してニードルの閉弁方向への移動速度が高くなりやすく、前記摩耗が懸念される状況となる。言い換えると、ニードルの閉弁方向への移動速度を低くするべく、インジェクタの燃料噴射を遅角させることが考えられるが、常時遅角させてしまうと燃料消費率や排気エミッションの改善を図ることができなくなってしまう。このようにニードルの摩耗の抑制と燃料消費率や排気エミッションの改善とは背反の関係にある。
【0008】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、燃料消費率の悪化や排気エミッションの悪化を可及的に抑えながらもインジェクタのニードルの摩耗の抑制を図ることができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、ニードルが後退移動することによって噴射口が開放されて燃焼室内に向けてガス燃料を噴射する開弁状態と、前記ニードルが前進移動することによって前記噴射口が閉鎖されて前記ガス燃料の噴射を停止する閉弁状態とが切り替え可能な構成とされた燃料噴射弁の燃料噴射制御装置を前提とする。そして、この燃料噴射制御装置は、内燃機関の圧縮行程において前記燃焼室内に向けて前記ガス燃料を噴射する場合に、推定または検知された前記燃料噴射弁の温度が所定温度以上であること、および、前記ニードルに作用している背圧として推定または検知された前記ガス燃料の圧力が所定圧力以上であることのうち少なくとも一方が成立していることを条件として、前記燃料噴射弁の燃料噴射タイミングを遅角側に制御する燃料噴射タイミング制御部を備えていることを特徴とする。
【0010】
燃料噴射弁の温度が所定温度以上である場合や、ニードルに作用しているガス燃料の圧力が所定圧力以上である場合には、閉弁時にニードルに作用する衝撃荷重に起因する摩耗が懸念される状況となるが、本解決手段では、このような状況において、燃料噴射弁の燃料噴射タイミングを遅角側に制御することにより、燃焼室内の圧力(筒内圧)が比較的高い状況において燃料噴射弁の閉弁動作を行わせるようにしている。つまり、摩耗が懸念される状況においてのみ燃料噴射弁の燃料噴射タイミングを遅角側に制御してニードルの閉弁方向への移動速度が低くなるようにし、ニードルの摩耗の抑制効果が得られるようにしている。これにより、燃料消費率の悪化や排気エミッションの悪化を可及的に抑えながらもインジェクタのニードルの摩耗の抑制を図ることが可能になる。
【発明の効果】
(【0011】以降は省略されています)
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