(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二元燃料ディーゼルエンジンに使用され、かつ、燃料を噴出する噴孔を有するインジェクタを冷却するインジェクタの冷却システムであって、
前記インジェクタの先端部に装着されたスリーブと、
前記スリーブの内部を通るように設けられ、かつ、前記噴孔の周囲を冷却するための冷却経路と、
前記冷却経路に対して互いに並列に接続されるとともに、切替可能に接続される第１流路および第２流路と、
前記冷却経路に前記第１流路が接続されることにより、エンジンの冷却水よりも温度の低い冷媒が循環する循環経路が形成された第１状態、および前記冷却経路に前記第２流路が接続されることにより、前記エンジンの冷却水が前記冷却経路に流れる第２状態を切り替える切替手段と、
前記第１状態において前記循環経路に前記冷媒を循環させるポンプと、
前記第１流路に配置され、前記冷却経路を通過した前記冷媒を熱交換媒体との間で熱交換させて、前記冷媒の温度を制御する熱交換器と、
前記切替手段の切替動作を制御する制御部と、を備えたインジェクタの冷却システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記噴孔の周囲の温度を推定する温度推定部を含み、
前記制御部は、前記温度推定部によって推定された温度が、設定された閾値以上である場合に、前記第１状態となり、前記温度推定部によって推定された温度が、設定された閾値未満である場合に、前記第２状態となるように、前記切替手段の切替動作を制御する、請求項１に記載のインジェクタの冷却システム。
【請求項３】
前記熱交換媒体が外気であって、前記熱交換器において前記冷媒は外気温に制御される、請求項１または２に記載のインジェクタの冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二元燃料ディーゼルエンジンに使用されるインジェクタを冷却するインジェクタの冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインジェクタの冷却構造が開示された文献として、特開２００４−２８０２０号公報（特許文献１）および特開２００７−１３２２３０号公報（特許文献２）が挙げられる。
【０００３】
特許文献１に開示のインジェクタの冷却システムにあっては、インジェクタと、その周囲を取り囲むガイド部との間に、燃料を噴射する噴孔の周囲を通過可能な冷却水路が設けられた筒状部材が配設されている。
【０００４】
特許文献２に開示のインジェクタの冷却システムにあっては、インジェクタの周囲を冷却可能な冷却経路がシリンダヘッド内に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２８０２０号公報
【特許文献２】特開２００７−１３２２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的に、天然ガスと軽油の２種類の燃料を使用する二元燃料ディーゼルエンジンでは、天然ガスを主燃料として吸気管から吸入し、シリンダ内に生成した予混合気を軽油で着火・燃焼させる方式であるため、通常のディーゼルエンジンと比較して、燃焼温度（発熱量）が高くなる。このため、軽油を噴射するインジェクタの受熱量が増加し、これにより、軽油を噴出するインジェクタの噴孔の周囲の温度も増加する。
【０００７】
一方、エンジンの負荷が大きい条件（高負荷時）においては、エンジンの負荷が小さい条件と比較して、インジェクタから噴射される軽油の流量が増加するため、通常のディーゼルエンジンでは、軽油が通過することによるインジェクタの噴孔の周囲の冷却効果がある程度期待できる。
【０００８】
しかしながら、二元燃料ディーゼルエンジンでは、エンジンの負荷が大きい条件であってもインジェクタから噴射される軽油の流量は少量であるため、軽油が通過することによるインジェクタの噴孔の周囲の冷却効果が通常のディーゼルエンジンほど期待できない。このため、二元燃料ディーゼルエンジンにおいては、高負荷時にインジェクタの噴孔が高温となって、噴孔周辺にデポジットが生成しやすくなることを抑制するために、効率よく噴孔の周囲を冷却することが要求される。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示のインジェクタの冷却システムにあっては、エンジンの冷却水を分流してインジェクタの冷却水路に流す構成であるため、温度の高いエンジン冷却水でインジェクタを冷却するので、噴孔の周囲を十分に冷却できなかった。
【００１０】
また、特許文献２に開示のインジェクタの冷却システムにあっては、デポジットが堆積するインジェクタの噴孔から離れた部分を冷却しているため、噴孔の冷却効率が悪くなる。
【００１１】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、燃料を噴出するインジェクタの噴孔の周囲におけるデポジットの生成を抑制することができるインジェクタの冷却システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に基づくインジェクタの冷却システムは、二元燃料ディーゼルエンジンに使用され、かつ、燃料を噴出する噴孔を有するインジェクタを冷却するインジェクタの冷却システムであって、上記インジェクタの先端部に装着されたスリーブと、上記スリーブの内部を通るように設けられ、かつ、上記噴孔の周囲を冷却するための冷却経路と、上記冷却経路に対して互いに並列に接続されるとともに、切替可能に接続される第１流路および第２流路と、上記冷却経路に上記第１流路が接続されることにより、エンジンの冷却水よりも温度の低い冷媒が循環する循環経路が形成された第１状態、および上記冷却経路に上記第２流路が接続されることにより、上記エンジンの冷却水が上記冷却経路に流れる第２状態を切り替える切替手段と、上記第１状態において上記循環経路に上記冷媒を循環させるポンプと、上記第１流路に配置され、上記冷却経路を通過した上記冷媒を熱交換媒体との間で熱交換させて、上記冷媒の温度を制御する熱交換器と、上記切替手段の切替動作を制御する制御部と、を備える。
【００１３】
上記本発明に基づくインジェクタの冷却システムにあっては、上記制御部は、上記噴孔の周囲の温度を推定する温度推定部を含むことが好ましく、上記制御部は、上記温度推定部によって推定された温度が、設定された閾値以上である場合に、上記第１状態となり、上記温度推定部によって推定された温度が、設定された閾値未満である場合に、上記第２状態となるように、上記切替手段の切替動作を制御することが好ましい。
【００１４】
上記本発明に基づくインジェクタの冷却システムにあっては、上記熱交換媒体が外気であって、上記熱交換器において上記冷媒は外気温に制御されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、燃料を噴出するインジェクタの噴孔の周囲におけるデポジットの生成を抑制することができるインジェクタの冷却システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態１に係るシリンダヘッドを示す概略断面図である。
【図２】図１に示すシリンダヘッドに具備されるスリーブの概略斜視図である。
【図３】図１に示すシリンダヘッドに具備されるスリーブの概略平面図である。
【図４】実施の形態１に係るインジェクタの冷却システムの回路構成を示す図である。
【図５】スリーブの内部を通る冷却経路に冷媒が流れる状態を示す図である。
【図６】燃料を噴射する噴孔の周囲の温度とデポジットの生成量との関係を示す図である。
【図７】スリーブの内部を通る冷却経路にエンジンの冷却水が流れる状態を示す図である。
【図８】スリーブの内部を通る冷却経路に冷媒が流れる状態とエンジン冷却水が流れる状態とを切り替える制御フローを示す図である。
【図９】実施の形態２に係るインジェクタの冷却システムの回路構成示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１８】
（実施の形態１）
（シリンダヘッドおよびスリーブ）
図１は、実施の形態１に係るシリンダヘッドを示す概略断面図である。図２は、図１に示すシリンダヘッドに具備されるスリーブの概略斜視図である。図３は、図１に示すシリンダヘッドに具備されるスリーブの概略平面図である。図１から図３を参照して、実施の形態１に係るシリンダヘッド１および当該シリンダヘッド１に具備されるスリーブ１０について説明する。
【００１９】
図１に示すように、実施の形態１に係るシリンダヘッド１は、本体部２、インジェクタ１２、および、スリーブ１０を備える。本体部２は、スリーブ１０を収容可能な収容部３を有する。
【００２０】
図１から図３に示すように、スリーブ１０は、インジェクタ１２の先端部に取り付けられた状態で収容部３に収容されている。スリーブ１０は、略円筒形状を有する。スリーブ１０の下面１０ａは、本体部２の下面２ａと略同一平面上に位置する。
【００２１】
スリーブ１０は、当該スリーブ１０の軸方向に貫通するように設けられたインジェクタ取付部１１を有する。インジェクタ取付部１１にインジェクタ１２が挿入されることにより、スリーブ１０は、インジェクタ１２に取り付けられる。
【００２２】
スリーブ１０には、冷却経路１３が設けられている。冷却経路１３は、スリーブ１０の内部を通るように設けられている。冷却経路１３は、後述するインジェクタ１２の先端側に設けられた噴孔１２ａの周囲を冷却するための冷媒の経路である。冷媒としては、冷却水等が用いられる。冷却経路１３は、導入経路１４、環状流路１５、および導出経路１６を含む。
【００２３】
導入経路１４は、主としてスリーブ１０の軸方向に延在する。導入経路１４の一端側は、スリーブ１０から外部に向けて突出し、冷却経路１３の入口部１３ａ（図４参照）を形成する。導入経路１４の他端側は、環状流路１５の一端１５ａに接続されている。
【００２４】
環状流路１５は、インジェクタ１２の先端側をほぼ取り囲むように設けられている。環状流路１５は、スリーブ１０の下面１０ａ寄りの部分に設けられている。環状流路１５を流れる冷媒が、噴孔１２ａの周囲から吸熱することにより、インジェクタ１２の噴孔１２ａの周囲が冷却される。環状流路１５を噴孔１２ａの近傍に設けることにより、効率よく噴孔１２ａの周囲を冷却することができる。
【００２５】
導出経路１６は、主としてスリーブ１０の軸方向に延在する。導出経路１６の一端側は、スリーブ１０から外部に向けて突出し、冷却経路１３の出口部１３ｂ（図４参照）を形成する。導出経路１６の他端側は、環状流路１５の他端１５ｂに接続されている。
【００２６】
インジェクタ１２は、先端側に軽油等の燃料を噴出する噴孔１２ａを有する。インジェクタ１２は、下方に位置する燃焼室に向けて噴孔１２ａから上記燃料を噴出する。インジェクタ１２が燃料を噴出する際には、天然ガスと空気とが混合された混合気体が圧出された状態で燃焼室に充填されている。天然ガスは、不図示の吸気ポートから吸気されてもよいし、別途設けられた天然ガス用インジェクタから燃焼室に供給されてもよい。
【００２７】
（インジェクタの冷却システム）
図４は、実施の形態１に係るインジェクタの冷却システムの回路構成を示す図である。図４を参照して、実施の形態１に係るインジェクタの冷却システム１００について説明する。
【００２８】
図４に示すように、インジェクタの冷却システム１００は、スリーブ１０と、冷却経路１３と、第１流路２０と、第２流路８０と、切替手段９０と、ポンプ４０と、熱交換器３０と、制御部５０とを備える。
【００２９】
第１流路２０および第２流路８０は、冷却経路１３に対して並列に接続されている。第１流路２０および第２流路８０は、切替手段９０によって切替可能に冷却経路１３に接続されている。
【００３０】
第１流路２０は、切替手段９０によって冷却経路１３に接続されることにより、冷却経路１３とともに冷媒が循環する循環経路２５（図５参照）を形成する。第１流路２０は、冷媒導入流路２１および冷媒導出流路２２を有する。
【００３１】
冷媒導入流路２１は、熱交換器３０と冷却経路１３の入口部１３ａとを切替手段９０を介して接続し、熱交換器３０によって熱交換された冷媒を冷却経路１３に導入可能に設けられている。
【００３２】
冷媒導出流路２２は、冷却経路１３の出口部１３ｂと熱交換器３０とを切替手段９０を介して接続し、冷却経路１３を通過した冷媒を熱交換器３０に向けて導出可能に設けられている。
【００３３】
熱交換器３０は、第１流路２０上に設けられている。熱交換器３０は、冷却経路１３を通過した冷媒を熱交換媒体としての外気との間で熱交換させて、冷媒の温度を制御する。冷却経路１３を通過した冷媒と外気との熱交換によって、冷媒が冷却される。冷却経路１３を通過した冷媒は、熱交換器３０によって外気温に制御される。
【００３４】
ポンプ４０は、第１流路２０上に設けられている。ポンプ４０は、切替手段９０によって第１流路２０と冷却経路１３とが接続された状態において、循環経路２５に冷媒を循環させる。ポンプ４０は、制御部５０によって駆動される。
【００３５】
第２流路８０は、切替手段９０によって冷却経路１３に接続されることにより、冷却経路１３にエンジンの冷却水を流すための流路である。
【００３６】
第２流路８０は、エンジンを冷却するためのエンジン冷却回路８５に接続されている。具体的には、第２流路８０の一端８０ａ側は、外気によって冷却されたエンジン冷却水をシリンダブロック６０等に向けて導出するラジエータ７０の導出口７０ａよりも下流側であって、エンジン冷却後のエンジン冷却水が導入されるラジエータ７０の導入口７０ｂよりも上流側において、エンジン冷却回路８５に接続されている。
【００３７】
第２流路８０の他端８０ｂ側は、一端８０ａ側が接続された位置よりも下流側であって、シリンダブロック６０等を冷却後のエンジン冷却水が導入されるラジエータ７０の導入口７０ｂよりも上流側の位置において、エンジン冷却回路８５に接続されている。
【００３８】
第２流路８０には、シリンダブロック６０等のエンジンの少なくとも一部を冷却したエンジンの冷却水が流れてもよいし、ラジエータ７０によって冷却された後でありシリンダブロック６０等を冷却する前のエンジンの冷却水が流れてもよい。
【００３９】
第２流路８０は、エンジン冷却水導入流路８１およびエンジン冷却水導出流路８２を有する。
【００４０】
エンジン冷却水導入流路８１は、第２流路８０の一端８０ａ側を構成する。エンジン冷却水導入流路８１は、エンジン冷却回路８５から分岐し、切替手段９０によってエンジンの冷却水を冷却経路１３に導入可能に、冷却経路１３の入口部１３ａに接続されている。
【００４１】
エンジン冷却水導出流路８２は、第２流路８０の他端８０ｂ側を構成する。エンジン冷却水導出流路８２は、切替手段９０によって冷却経路１３の出口部１３ｂに接続され、冷却経路１３を通過したエンジンの冷却水をエンジン冷却回路８５に向けて導出可能に、エンジン冷却回路８５に合流する。
【００４２】
切替手段９０は、冷却経路１３の入口部１３ａおよび冷却経路１３の出口部１３ｂに設けられている。切替手段９０は、たとえば三方電磁弁によって構成されている。切替手段９０は、上述のように、冷却経路１３に第１流路２０が接続されることにより、冷媒が循環する循環経路２５（図５参照）が形成された状態（第１状態）と、冷却経路１３に第２流路８０が接続されることにより、エンジンの冷却水が冷却経路１３に流れる状態（第２状態）とを切り替える。切替手段９０の切替動作は、制御部５０によって制御される。
【００４３】
制御部５０は、たとえばＥＣＵ（Engine Control Unit）によって構成されている。制御部５０は、上述のポンプ４０、切替手段９０に電気的に接続されている。また、制御部５０は、エンジンの運転状態を検出するためのセンサ群（不図示）に電気的に接続されている。制御部５０は、エンジンの運転状態に応じて、ポンプ４０、切替手段９０を動作させる。
【００４４】
エンジンの運転状態を検出するためのセンサ群としては、エンジンの回転数を検出するためのクランク角度センサ、加速要求等に応じて燃料の噴出量を決定するためのアクセル開度センサや、シリンダヘッド１を流れるエンジンの冷却水の温度を検知する温度センサ、冷却経路１３を流れる冷媒の温度を検知する温度センサ等の各種のセンサが挙げられる。
【００４５】
制御部５０は、温度推定部５１を含み、各種センサによって検知された情報等を利用して、エンジンの筒内の平均温度、および噴孔１２ａの周囲の温度を推定可能に構成されている。
【００４６】
図５は、スリーブの内部を通る冷却経路に冷媒が流れる状態を示す図である。図５を参照して、スリーブ１０の内部を通る冷却経路１３に冷媒が流れる状態について説明する。
【００４７】
図５に示すように、切替手段９０によって第１流路２０が冷却経路１３に接続された状態においては、循環経路２５が形成される。この状態においては、ポンプ４０が駆動され、図中の矢印ＡＲ１に示すように、循環経路２５内を冷媒が循環する。
【００４８】
循環経路２５に配置される熱交換器３０は、ラジエータ７０とは別体に構成されている。また、循環経路２５には、シリンダブロック６０等を冷却するためにエンジン冷却回路８５を循環するエンジン冷却水とは、別の冷媒が循環する。
【００４９】
これにより、インジェクタ１２の噴孔１２ａの周囲を冷却した冷媒のみを、熱交換器３０によって外気と熱交換させて冷却させることができ、冷媒の温度をエンジン冷却水の温度よりも低くすることができる。
【００５０】
エンジンの冷却水の温度は、暖機運転の後は、８０℃前後若しくは８０℃以上となる。冷媒の温度は、熱交換器３０を通過後において、６０℃以下となることが好ましく、冷却効率をさらに向上させるため４０℃以下となることが好ましい。一方で、過度の冷却を防止するため、冷媒の温度は、２０℃以上となることが好ましい。
【００５１】
冷媒の温度をエンジンの冷却水の温度よりも低くすることにより、インジェクタ１２の噴孔１２ａの周囲を効率よく冷却することができる。
【００５２】
図６は、燃料を噴射する噴孔の周囲の温度とデポジットの生成量との関係を示す図である。図６を参照して、燃料を噴射する噴孔の周囲の温度とデポジットの生成量との関係について説明する。
【００５３】
図６に示すように、噴孔の周囲の温度が増加すると、噴孔の周囲に生成されるデポジットの量が増加する。
【００５４】
また、図６においては、エンジンの高負荷時において、噴孔１２ａの周囲をエンジンの冷却水で冷却した場合の噴孔１２ａの周囲の温度を温度Ｂとし、噴孔１２ａの周囲を冷媒で冷却した場合の噴孔１２ａの周囲の温度を温度Ａとしている。
【００５５】
第１流路２０および冷却経路１３を接続し、冷媒によって噴孔１２ａの周囲を冷却した場合の上記温度Ａは、第２流路８０および冷却経路１３を接続し、エンジンの冷却水によって噴孔１２ａの周囲を冷却した場合の上記温度Ｂよりも低くなっている。
【００５６】
この結果、燃料を噴出するインジェクタ１２の噴孔１２ａの周囲におけるデポジットの生成を抑制することができ、ひいては、燃料流量の低下や噴霧形状の変化による燃焼状態の悪化が抑制される。
【００５７】
図７は、スリーブの内部を通る冷却経路にエンジンの冷却水が流れる状態を示す図である。図７を参照して、スリーブ１０の内部を通る冷却経路１３にエンジンの冷却水が流れる状態について説明する。
【００５８】
図７に示すように、切替手段９０によって、第２流路８０が冷却経路１３に接続された状態においては、図中の矢印ＡＲ２に示すように、エンジンの冷却水が、冷却経路１３を流れる。一方で、ポンプ４０の駆動は停止され、第１流路２０の冷媒の流動は停止する。
【００５９】
エンジン６０の負荷が低い場合には、エンジンの冷却水を用いた場合であっても、噴孔１２ａの周囲を十分に冷却することができる。これにより、噴孔１２ａの周囲に堆積するデポジットの量を抑制することができる。加えて、ポンプ４０等を駆動する必要がないため、エネルギーの損失を抑制することができる。
【００６０】
図８は、スリーブの内部を通る冷却経路に冷媒が流れる状態とエンジン冷却水が流れる状態とを切り替える制御フローを示す図である。図８を参照して、制御部５０が切替手段９０の切替動作を制御する制御フローについて説明する。
【００６１】
図８に示すように、制御部５０が切替手段９０の切替動作を制御するに際して、まず、ステップ１にて、制御部５０は、温度推定部５１によってエンジンの筒内の平均温度を推定する。具体的には、制御部５０は、エンジンの回転数および燃料噴射量等のエンジンの運転条件からエンジンの筒内の平均温度を推定する。
【００６２】
なお、エンジンの回転数は、上記クランク角度センサによって検知され、燃料噴射量は、上記アクセル開度センサによって検知された検知情報等に基づいて決定される。
【００６３】
次に、ステップ２にて、制御部５０は、温度推定部５１によってインジェクタ１２の噴孔１２ａの周囲の温度を推定する。具体的には、制御部５０は、ステップ１にて推定されたエンジンの筒内の平均温度、エンジンの冷却水の温度、燃料噴射量、燃料噴射タイミング、および冷却経路１３を通過している冷媒の温度等からインジェクタ１２の噴孔１２ａの周囲の温度を推定する。
【００６４】
なお、エンジンの冷却水の温度、および冷媒の温度等は、上述の各種センサによって検知され、燃料噴射量、および燃料噴射タイミングは、たとえばインジェクタ１２に設けられた電磁弁への通電時間から決定される。
【００６５】
続いて、ステップ３にて、制御部５０は、ステップ２にて推定されたインジェクタ１２の噴孔１２ａの周囲の温度が、設定された所定の閾値以上であるか否かを判断する。なお、所定の閾値は、予め実験等によって設定される値である。所定の閾値は、たとえば、エンジンの冷却水にてインジェクタ１２の噴孔１２ａの周囲を冷却する場合に、十分な冷却が見込めず、噴孔１２ａの噴孔に堆積するデポジットの量が増加すると想定される温度と同等かそれよりも低い温度に設定される。
【００６６】
上記噴孔１２ａの周囲の温度が、設定された所定の閾値以上であると判断された場合（ステップ３；ＹＥＳ）の場合には、ステップ４が実施される。一方、上記噴孔１２ａの周囲の温度が、設定された所定の閾値より低いと判断された場合（ステップ３；ＮＯ）の場合には、ステップ５が実施される。
【００６７】
ステップ４においては、制御部５０は、第１流路２０と冷却経路１３とが接続されるように、切替手段９０の動作を制御する。この際、循環経路２５が形成され、上述のように循環経路２５を冷媒が循環する。上述のように、温度の低い冷媒によって、噴孔１２ａの周囲を効率よく冷却することができ、デポジットの生成を抑制することができる。
【００６８】
ステップ５においては、制御部５０は、第２流路８０と冷却経路１３とが接続されるように、切替手段９０の動作を制御する。エンジン冷却回路８５から分流したエンジンの冷却水が冷却経路１３を流れることとなり、温度の高いエンジンの冷却水によって噴孔１２ａの周囲が冷却される。上述のように、噴孔１２ａの周囲の温度が比較的低い温度領域において、十分に噴孔１２ａの周囲を冷却でき、デポジットの生成を抑制することができる。加えて、循環経路２５のポンプ４０等を駆動する必要がないため、エネルギーの損失を抑制することができる。
【００６９】
このように、所定の閾値を設定し、推定される噴孔１２ａの周囲の温度と所定の閾値とを比較して、冷却経路１３に第１流路２０が接続される状態と、冷却経路１３に第２流路８０が接続される状態とを適宜切り替えることにより、デポジットの生成をより確実に抑制することができる。
【００７０】
なお、制御部５０は、噴孔１２ａの周囲の温度を推定し、推定された温度と所定の値とを比較して切替手段９０の動作を制御する場合を例示したが、これに限定されない。制御部５０が、たとえば燃焼室に吸入される空気の量等の他の条件に基づいてエンジンが高負荷時であると判断した場合に、冷却経路１３に第１流路２０が接続され、上記他の条件に基づいてエンジンが低負荷時であると判断した場合に、冷却経路１３に第２流路８０が接続されるように、切替手段９０の動作を制御してもよい。
【００７１】
上述のように、噴孔１２ａの周囲の温度を推定することにより、デポジットの生成されやすい条件に柔軟に対応して、切替手段９０の動作を制御することができる。これにより、デポジットの生成をより確実に抑制することができる。
【００７２】
また、上述の所定の閾値とは別に、他の閾値を設定してもよい。他の閾値とは、たとえば、露点温度よりも相当程度高い値である。
【００７３】
推定された噴孔１２ａの周囲の温度が、他の閾値よりも高い場合には、制御部５０は、第１流路２０と冷却経路１３とが接続されるように、切替手段９０の動作を制御する。これにより、噴孔１２ａの周囲の温度が比較的高温である場合に、温度の低い冷媒にて、噴孔１２ａの周囲の温度を効率よく冷却することができる。
【００７４】
一方、推定された噴孔１２ａの周囲の温度が、他の閾値よりも低い場合には、制御部５０は、第２流路８０と冷却経路１３とが接続されるように、切替手段９０の動作を制御する。これにより、エンジン冷却回路８５から分流したエンジンの冷却水が冷却経路１３を流れる。
【００７５】
エンジンの冷却水は、冷媒の温度よりも高いため、噴孔１２ａの周囲の温度が露点温度以下となることを抑制することができる。この結果、インジェクタ１２の先端部に凝縮水が発生することを抑制でき、噴孔１２ａが凝縮水によって酸性腐食することを抑制することができる。
【００７６】
以上のように、実施の形態１に係るインジェクタの冷却システム１００にあっては、切替手段９０によって、冷却経路１３に第１流路２０が接続されることにより、冷媒が循環する循環経路２５が形成された第１状態、および冷却経路１３に第２流路８０が接続されることにより、エンジンの冷却水が冷却経路１３に流れる第２状態を切り替えることができる。エンジンの高負荷時に、第１状態とすることにより、より低い温度の冷媒によって噴孔１２ａの周囲を冷却することができ、この結果、噴孔１２ａの周囲におけるデポジットの生成を抑制することができる。
【００７７】
（実施の形態２）
図９は、実施の形態２に係るインジェクタの冷却システムの回路構成示す図である。図９を参照して、実施の形態２に係るインジェクタの冷却システム１００Ａについて説明する。
【００７８】
図９に示すように、実施の形態２に係るインジェクタの冷却システム１００Ａは、実施の形態１に係るインジェクタの冷却システム１００と比較した場合に、ヒートポンプサイクル２００がさらに設けられている点において相違する。なお、その他の構成については、ほぼ同様である。
【００７９】
このため、実施の形態２に係るインジェクタの冷却システム１００Ａでは、ヒートポンプサイクル２００を構成するヒートポンプ回路１４０を流れる熱交換媒体としての冷媒と冷却経路１３を通過した冷媒との間で熱交換が行なわれるように構成されている。なお、熱交換媒体としての冷媒としては、ＨＣ（ハイドロカーボン）やＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）を採用することができる。
【００８０】
ヒートポンプサイクル２００は、圧縮機１１０、熱交換器１２０、膨張弁１３０、熱交換器３０Ａ、およびヒートポンプ回路１４０を備える。圧縮機１１０、熱交換器１２０、膨張弁１３０および熱交換器３０Ａは、ヒートポンプ回路１４０上に順次設けられている。
【００８１】
圧縮機１１０は、冷媒を吸入し、かつ、断熱的に圧縮して過熱状態冷媒ガスとし、高温高圧の気相冷媒を吐出する。圧縮機１１０は、冷媒を吸入および吐出することによって、ヒートポンプサイクル２００に冷媒を循環させる。圧縮機１１０の動作は、制御部５０によって制御される。
【００８２】
熱交換器１２０は、圧縮機１１０の冷媒出力側に接続されている。熱交換器１２０は、その内部を流動する冷媒と外気との間で熱交換する。
【００８３】
膨張弁１３０は、熱交換器１２０と熱交換器３０Ａとを接続する部分のヒートポンプ回路１４０に設けられる。膨張弁１３０は、熱交換器１２０から送られる冷媒を減圧して、低温・低圧の気液混合状態の湿り蒸気に変化させる。
【００８４】
熱交換器３０Ａは、膨張弁１３０と圧縮機１１０とを接続する部分のヒートポンプ回路１４０に設けられている。熱交換器３０Ａは、ヒートポンプ回路１４０上および循環経路２５上に設けられている。熱交換器３０Ａは、ヒートポンプ回路１４０を流動する冷媒と循環経路２５を流動する冷媒との間で熱交換が行われるように構成されている。
【００８５】
熱交換器３０Ａ内においては、ヒートポンプ回路１４０を流動する冷媒が、循環経路２５を循環する冷媒から吸熱することにより、循環経路２５を循環する冷媒が冷却される。
【００８６】
熱交換器３０Ａと圧縮機１１０とを接続する部分のヒートポンプ回路１４０（圧縮機１１０の吸入側）には、不図示のアキュムレータが設けられている。当該アキュムレータは、液相冷媒と気相冷媒とを分離し、気体状の冷媒のみを圧縮機１１０に吸入させる。
【００８７】
なお、圧縮機１１０は、第１流路２０と冷却経路１３とが接続されるように切替手段９０の切替動作が行なわれる際に、制御部５０によって駆動され、これにより、ヒートポンプ回路１４０内を冷媒が循環する。この結果、ヒートポンプサイクル２００によって、循環経路２５を流れる冷媒を冷却することができる。
【００８８】
実施の形態２に係るインジェクタの冷却システム１００Ａにあっても、実施の形態１に係るインジェクタの冷却システム１００同様に、冷却経路１３に第１流路２０が接続されることにより、冷媒が循環する循環経路２５が形成された第１状態、および冷却経路１３に第２流路８０が接続されることにより、エンジンの冷却水が冷却経路１３に流れる第２状態を切り替えることができる。
【００８９】
この結果、実施の形態２に係るインジェクタの冷却システム１００Ａにおいても、実施の形態１に係るインジェクタの冷却システム１００とほぼ同様の効果が得られる。
【００９０】
上述した実施の形態１および２においては、冷却経路１３が設けられたスリーブ１０が、インジェクタ１２と別体に構成され、かつ、インジェクタ１２の先端部に装着される場合を例示して説明したが、これに限定されず、インジェクタ１２の内部に冷却経路が設けられていてもよい。スリーブ１０に冷却経路１３を設けた場合には、インジェクタ１２の内部に冷却経路を設ける場合と比較して、インジェクタの構成を簡易にすることができ、製造性および信頼性を向上させることができる。
【００９１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００９２】
１  シリンダヘッド、２  本体部、２ａ  下面、３  収容部、１０  スリーブ、１０ａ  下面、１１  インジェクタ取付部、１２  インジェクタ、１２ａ  噴孔、１３  冷却経路、１３ａ  入口部、１３ｂ  出口部、１４  導入経路、１５  環状流路、１５ａ  一端、１５ｂ  他端、１６  導出経路、２０  第１流路、２１  冷媒導入流路、２２  冷媒導出流路、２５  循環経路、３０，３０Ａ  熱交換器、４０  ポンプ、５０  制御部、６０  シリンダブロック、７０  ラジエータ、７０ａ  導出口、７０ｂ  導入口、８０  第２流路、８０ａ  一端、８０ｂ  他端、８１  エンジン冷却水導入流路、８２  エンジン冷却水導出流路、８５  エンジン冷却回路、９０  切替手段、１００，１００Ａ  冷却システム、１１０  圧縮機、１２０  熱交換器、１３０  膨張弁、１４０  ヒートポンプ回路、２００  ヒートポンプサイクル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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