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公開番号2025059687
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023169928
出願日2023-09-29
発明の名称内燃機関の吸気装置
出願人株式会社豊田自動織機
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類F02D 19/02 20060101AFI20250403BHJP(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】水素を燃料とする内燃機関において吸気ポートを含む吸気通路における燃料の逆流を抑制することができる内燃機関の吸気装置を提供する。
【解決手段】内燃機関の吸気装置100は、水素を燃料とする4サイクルの内燃機関1の吸気装置であって、内燃機関1の吸気バルブ3aが下流端に設けられた吸気ポート3cを含む管8と、管8に設けられ、吸気ポート3cに向けて燃料を噴射するインジェクタ11と、管8においてインジェクタ11よりも上流側に設けられた可変バルブ12と、内燃機関1の運転状態に基づいて可変バルブ12を制御するECU10と、を備える。ECU10は、吸気バルブ3aが開弁してから閉弁するまでの期間に可変バルブ12の全開状態よりも小さく且つ可変バルブの全閉状態よりも大きい開度となるように、可変バルブ12を制御する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
水素を燃料とする４サイクルの内燃機関の吸気装置であって、
前記内燃機関の吸気バルブが下流端に設けられた吸気ポートを含む吸気通路と、
前記吸気通路に設けられ、前記吸気ポートに向けて前記燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記吸気通路において前記燃料噴射弁よりも上流側に設けられた可変バルブと、
前記内燃機関の運転状態に基づいて前記可変バルブを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記吸気バルブが開弁してから閉弁するまでの期間に前記可変バルブの全開状態よりも小さく且つ前記可変バルブの全閉状態よりも大きい開度となるように、前記可変バルブを制御する、内燃機関の吸気装置。
続きを表示（約 560 文字）【請求項２】
水素を燃料とする内燃機関の吸気装置であって、
前記内燃機関の吸気バルブが下流端に設けられた吸気ポートを含む吸気通路と、
前記吸気通路に設けられ、前記吸気ポートに向けて前記燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記吸気通路において前記燃料噴射弁よりも上流側に設けられた可変バルブと、
前記内燃機関の運転状態に基づいて前記可変バルブを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記吸気バルブが閉弁している期間に前記可変バルブが全閉状態となるように、前記可変バルブを制御する、内燃機関の吸気装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記吸気バルブが開弁してから前記燃料噴射弁が噴射開始するまでの期間に前記可変バルブが全開状態となるように、前記可変バルブを制御する、請求項１又は２に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記吸気バルブが閉弁している期間に前記燃料噴射弁が噴射開始すると共に前記吸気バルブが開弁した後に前記燃料噴射弁が噴射終了する場合、前記吸気バルブが開弁してから前記燃料噴射弁が噴射終了するまでの期間に前記可変バルブが全閉状態となるように、前記可変バルブを制御する、請求項１又は２に記載の内燃機関の吸気装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、吸気ポートに燃料噴射弁が設けられ、燃料が吸気ポート内に噴射されるポート噴射式の内燃機関が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１１－０５８４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
昨今、水素を燃料とする内燃機関が検討されている。水素の体積当たりの熱量を考慮すると、例えば互いに等しい熱量を発生させるために、他の気体燃料よりも噴射すべき気体の体積を大きくする必要がある。しかしながら、水素を燃料とするポート噴射の内燃機関にあっては、吸気ポート内を占める燃料の体積が大きくなると、例えば吸気バルブの開弁初期のオーバーラップ期間に燃料が吹き戻されたり、吸気バルブの閉弁時に吸気ポート内に収まりきらない燃料が吸気ポートの上流側に溢れる等、吸気ポートを含む吸気通路において燃料の逆流が生じる可能性がある。
【０００５】
本発明は、水素を燃料とする内燃機関において吸気ポートを含む吸気通路における燃料の逆流を抑制することができる内燃機関の吸気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、水素を燃料とする４サイクルの内燃機関の吸気装置であって、内燃機関の吸気バルブが下流端に設けられた吸気ポートを含む吸気通路と、吸気通路に設けられ、吸気ポートに向けて燃料を噴射する燃料噴射弁と、吸気通路において燃料噴射弁よりも上流側に設けられた可変バルブと、内燃機関の運転状態に基づいて可変バルブを制御する制御部と、を備え、制御部は、吸気バルブが開弁してから閉弁するまでの期間に可変バルブの全開状態よりも小さく且つ可変バルブの全閉状態よりも大きい開度となるように、可変バルブを制御する。
【０００７】
本発明の一態様に係る内燃機関の吸気装置では、吸気バルブが開弁してから閉弁するまでの期間に全開状態よりも小さく且つ全閉状態よりも大きい開度となるように、可変バルブが制御される。これにより、可変バルブは、吸気通路における吸気の流通を許容しつつ、燃料の吹き戻しを抑制する。したがって、本発明の一態様に係る内燃機関の吸気装置によれば、水素を燃料とする内燃機関において吸気ポートを含む吸気通路における燃料の逆流を抑制することができる。
【０００８】
本発明の他の態様は、水素を燃料とする内燃機関の吸気装置であって、内燃機関の吸気バルブが下流端に設けられた吸気ポートを含む吸気通路と、吸気通路に設けられ、吸気ポートに向けて燃料を噴射する燃料噴射弁と、吸気通路において燃料噴射弁よりも上流側に設けられた可変バルブと、内燃機関の運転状態に基づいて可変バルブを制御する制御部と、を備え、制御部は、吸気バルブが閉弁している期間に可変バルブが全閉状態となるように、可変バルブを制御する。
【０００９】
本発明の他の態様に係る内燃機関の吸気装置では、吸気バルブが閉弁している期間に可変バルブが全閉状態となるように、可変バルブが制御される。これにより、可変バルブは、吸気バルブが閉弁している期間に、吸気ポート内に残留している燃料が吸気ポートを含む吸気通路の上流側に溢れることを抑制する。したがって、本発明の他の態様に係る内燃機関の吸気装置によれば、水素を燃料とする内燃機関において吸気ポートを含む吸気通路における燃料の逆流を抑制することができる。
【００１０】
一実施形態において、制御部は、吸気バルブが開弁してから燃料噴射弁が噴射開始するまでの期間に可変バルブが全開状態となるように、可変バルブを制御してもよい。この場合、可変バルブは、燃料噴射弁が噴射開始するまでに、吸気通路における吸気の流通を最大限許容することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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