(57)【要約】【課題】内燃機関の燃料噴射装置において、燃料がシリンダ壁面に付着することを抑制できる技術を提供する。【解決手段】内燃機関１の気筒２内に燃料を噴射する燃料噴射弁４と、燃料噴射弁４からの燃料噴射の終了時期が規定時期よりも遅い場合には、規定時期よりも早い場合と比較して燃料噴射圧力を高くする燃料噴射圧力上昇手段１０と、を具備する。燃料噴射圧力を高くすることにより燃料の蒸発が促進される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁からの燃料噴射の終了時期が規定時期よりも遅い場合には、規定時期よりも早い場合と比較して燃料噴射圧力を高くする燃料噴射圧力上昇手段と、
を具備することを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項２】
前記燃料噴射圧力上昇手段は、燃料噴射の終了時期が遅いほど燃料噴射圧力を高くすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記燃料噴射圧力上昇手段は、前記燃料噴射弁からの主噴射の後の副噴射を行なうときに燃料噴射圧力を高くすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の気筒内に燃料の主噴射が行なわれた後の膨張行程又は排気行程に副噴射を行なうことで、触媒へ高温の排気を供給してフィルタの再生等を行なうことができる。そして、燃料噴射圧を低くして副噴射を行なうことにより、燃焼を緩慢化させて排気の温度をより上昇させることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２７８８５号公報
【特許文献２】特開２００２−３０３１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、燃料の主噴射は上死点近傍で行なわれるため、副噴射が行なわれるときにはピストンが下降を始めている。そして、副噴射の時期が遅くなると、燃料噴射弁から噴射された燃料がピストンに形成された燃焼室に入らなくなるためシリンダ壁面に付着する虞がある。また、燃料噴射圧力を低くすると燃料が蒸発しにくくなるため、燃料がシリンダ壁面に付着する虞がある。このように燃料がシリンダ壁面に付着すると潤滑油が希釈されるため、内燃機関の潤滑が不十分となる虞がある。
【０００４】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の燃料噴射装置において、燃料がシリンダ壁面に付着することを抑制できる技術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】
【０００５】
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の燃料噴射装置は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明による内燃機関の燃料噴射装置は、
内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁からの燃料噴射の終了時期が規定時期よりも遅い場合には、規定時期よりも早い場合と比較して燃料噴射圧力を高くする燃料噴射圧力上昇手段と、
を具備することを特徴とする。
【０００６】
ここで、燃料噴射圧力を高くすると、噴射された燃料の微粒化が促進されるため、燃料の蒸発が促進される。そのため、燃料がシリンダ壁面に付着することが抑制される。ただし、燃料噴射圧力を常に高くしていると、燃料が一気に燃焼することにより騒音が発生する虞がある。そのため、燃料がシリンダ壁面に付着するおそれがあるときに燃料噴射圧力を高くする。つまり規定時期とは、燃料がシリンダ壁面に付着する虞のある時期の閾値であり、例えばピストンに形成された燃焼室よりも外側へ燃料が噴射される時期としてもよい。
【０００７】
なお、燃料噴射の終了時期が規定時期よりも遅い場合には、燃料噴射の開始から燃料噴射圧力を高くしてもよいし、規定時期以降の燃料噴射圧力のみを高くしてもよい。
【０００８】
本発明においては、前記燃料噴射圧力上昇手段は、燃料噴射の終了時期が遅いほど燃料噴射圧力を高くすることができる。
【０００９】
つまり、燃料噴射弁から噴射された燃料はシリンダ壁面の他にピストン等にも付着する
が、燃料噴射時期が遅いほど、シリンダ壁面に直接到達する燃料が多くなる。これに対し、燃料噴射の終了時期が遅いほど燃料噴射圧力を高くすることにより、シリンダ壁面に燃料が付着し易い時期であるほど、燃料の蒸発を促進させることにより、シリンダ壁面への燃料の付着を抑制することができる。なお、燃料噴射圧力は徐々に高くしても、また段階的に高くしてもよい。
【００１０】
本発明においては、前記燃料噴射圧力上昇手段は、前記燃料噴射弁からの主噴射の後の副噴射を行なうときに燃料噴射圧力を高くすることができる。
【００１１】
燃料噴射弁からの主噴射は、上死点またはその近傍で行なわれることが多い。その後に副噴射が行なわれるため、そのときにはピストンが下降を始めている。つまり、副噴射による燃料は、主噴射による燃料と比較してシリンダ壁面に付着し易い。この副噴射を行なうときに燃料噴射圧力を高くすれば、副噴射による燃料の蒸発を促進させることができるため、シリンダ壁面への燃料の付着を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る内燃機関の燃料噴射装置は、燃料がシリンダ壁面に付着することを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る内燃機関の燃料噴射装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本実施例に係る内燃機関の燃料噴射装置の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、水冷式の４サイクル・ディーゼルエンジンである。
【００１５】
内燃機関１にはシリンダ２が備えられ、該シリンダ２内にはピストン３が挿入されている。このピストン３はシリンダ壁面２１と接している。ピストン３の燃料噴射弁４側の面であるピストン上面３１の中央部には凹状の燃焼室３２が形成されている。
【００１６】
また、内燃機関１には、シリンダ２内に燃料を噴射する燃料噴射弁４が取り付けられている。燃料噴射弁４は、燃料を貯留するための燃料タンク５と燃料パイプ６を介して接続されている。燃料パイプ６の途中には、燃料の圧力を上昇させ、さらに燃料の圧力を調節する燃料ポンプ７が設けられている。この燃料ポンプ７は、燃料を少なくとも２通り以上の圧力に調節することができる。燃料ポンプ７により燃料の圧力が変えられると、燃料噴射弁４からシリンダ２内に噴射される燃料の圧力が変わる。
【００１７】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。
【００１８】
ＥＣＵ１０には、各種センサ等が電気配線を介して接続され、該センサ等の出力信号が入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ１０には、燃料噴射弁４及び燃料ポンプ７が電気配線を介して接続され、該ＥＣＵ１０により燃料噴射弁４の開閉時期及び燃料ポンプ７における燃料圧力の上昇度合いが制御される。
【００１９】
そして本実施例では、燃料噴射弁４から噴射された燃料がシリンダ壁面２１に付着する虞のあるときに、燃料噴射弁４から噴射される燃料の圧力を高くする。
【００２０】
ここで、図２は、ピストン３の位置と燃料の到達位置との関係を示した図である。図２（Ａ）は燃料噴射弁４から噴射された燃料４１が主に燃焼室３２の壁面に到達する場合を示し、図２（Ｂ）は燃料噴射弁４から噴射された燃料４１が主に燃焼室３２の上端部壁面に到達する場合を示し、図２（Ｃ）は燃料噴射弁４から噴射された燃料４１が主にピストン上面３１に到達する場合を示し、図２（Ｄ）は燃料噴射弁４から噴射された燃料４１が主にシリンダ壁面２１に到達する場合を示している。
【００２１】
図２（Ａ）に示すようにピストンが上死点近傍の位置にあるときに燃料噴射弁４から燃料が噴射されていると、その噴射された燃料の多くは燃焼室３２内に留まる。そのため、シリンダ壁面２１に付着する燃料は少ない。
【００２２】
また、図２（Ｂ）に示すように、ピストン３が下降を始め、燃料噴射弁４から噴射された燃料４１が燃焼室３２とピストン上面３１との境に到達するようになると、それ以降に噴射される燃料はピストン上面３１に到達することになる。
【００２３】
そして、図２（Ｃ）に示すように、ピストン３がさらに下降したときに燃料噴射弁４から燃料が噴射されていると、噴射された燃料４１はピストン上面３１に到達する。ピストン上面３１に到達した燃料の一部は、シリンダ壁面２１に付着することがある。
【００２４】
さらに図２（Ｄ）に示すように、ピストン３がさらに下降すると、燃料噴射弁４から噴射された燃料４１の殆どがシリンダ壁面２１に直接到達するようになる。
【００２５】
このように、燃料噴射弁４から噴射された燃料４１がピストン上面３１またはシリンダ壁面２１に到達するようになると、シリンダ壁面２１に燃料が付着するため、潤滑油が希釈される虞がある。
【００２６】
そこで、本実施例では、燃料４１がピストン上面３１またはシリンダ壁面２１に到達する時期に燃料噴射弁４からの燃料噴射が終了する場合には、燃料ポンプ７を操作してそれまでよりも燃料の圧力を上昇させる。つまり、燃料噴射弁４から噴射された燃料４１が燃焼室３２の外部へ直接到達するときに、燃料の圧力を上昇させる。ここで、燃焼室３２の上端部に燃料４１が到達する時期のことを規定時期とする。すなわち、燃料噴射弁４からの燃料噴射の終了時期が規定時期よりも遅い場合には、燃料の圧力が上昇される。
【００２７】
ここで、燃料噴射弁４から噴射される燃料はある程度の広がりがあるため、噴射された燃料の中心部が燃焼室３２内にあっても、燃料の一部はピストン上面３１に直接到達することがある。そのため、規定時期は実験により求めてもよい。例えば燃料が実際にシリンダ壁面２１に付着し始める噴射時期を予め実験等により求めて、この時期を規定時期としてもよい。さらに、シリンダ壁面２１に付着した燃料により潤滑油が希釈される時期を実験等により求めて規定時期を定めてもよい。また、規定時期には余裕を持たせて、ある程度早めに設定してもよい。
【００２８】
燃料噴射の終了時期は、燃料噴射の開始時期と、燃料の単位時間あたりの噴射量と、噴射すべき燃料量と、から求めることができる。燃料噴射の開始時期と、燃料の単位時間あたりの噴射量と、噴射すべき燃料量とは、夫々内燃機関１の運転状態（例えば機関回転数及び機関負荷）に応じて決定される。そして、燃料噴射の終了時期が規定時期よりも遅いと判定された場合には、規定時期以前であっても燃料噴射の開始時から燃料の圧力を上昇させてもよい。また燃料噴射の途中で規定時期となったときから燃料の圧力を上昇させてもよい。
【００２９】
ここで、燃料の圧力が高くなるほど蒸発が促進されると考えられる。しかし本実施例で
は、上昇後の燃料の圧力を、シリンダ壁面２１に付着する燃料量が減少し且つ燃焼騒音を低減するように決定する。つまり、燃料の圧力は、シリンダ壁面２１への燃料の付着の抑制と、燃焼騒音の低減と、のどちらをどれだけ優先させるのかに基づいて決定される。
【００３０】
次に、図３は、本実施例における燃料噴射圧力を上昇させるフローを示したフローチャートである。本ルーチンは所定の時間毎に繰り返し実行される。
【００３１】
ステップＳ１０１では、燃料噴射の終了時期が規定時期よりも遅いか否か判定される。前述のように、燃料噴射の終了時期が算出され、この終了時期が規定時期よりも遅いか否か判定される。
【００３２】
ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方否定判定がなされた場合には燃料がシリンダ壁面２１に付着するおそれはないので本ルーチンを一旦終了させる。
【００３３】
ステップＳ１０２では、燃料噴射弁４からの燃料噴射圧力が上昇される。
【００３４】
ここで、図４は、燃料噴射の終了時期と燃料噴射圧力との関係を示した図である。燃料噴射時期が遅くなるほどシリンダ壁面２１へ直接到達する燃料が多くなると考えられるため、燃料噴射圧力をより高くして燃料の蒸発を促進させる。この関係は、シリンダ壁面２１への燃料の付着量と、燃焼騒音とを考慮して予め実験等により求める。なお、燃料噴射圧力は、燃料噴射の終了時期に応じて段階的に上昇させてもよい。また、本実施例ではステップＳ１０２を実行するＥＣＵ１０が、本発明における燃料噴射圧力上昇手段に相当する。
【００３５】
このようにして、燃料噴射弁４から噴射された燃料がシリンダ壁面２１へ付着することを抑制できるため、燃料による潤滑油の希釈を抑制することができる。
【００３６】
なお、本実施例では、燃料噴射の終了時期を求めているが、これに代えて、副噴射を行なうときには常に燃料噴射圧力を上昇させてもよい。この場合、主噴射のときから燃料噴射圧力を上昇させてもよく、副噴射のみの燃料噴射圧力を上昇させてもよい。また、副噴射以外の例えば主噴射の時期を遅延させる遅延噴射を行なうときに燃料噴射圧力を上昇させてもよい。さらに、１サイクルで複数回の燃料噴射を行なうときに、燃料噴射圧力を上昇させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施例に係る内燃機関の燃料噴射装置の概略構成を示す図である。
【図２】ピストンの位置と燃料の到達位置との関係を示した図である。図２（Ａ）は燃料噴射弁から噴射された燃料が主に燃焼室の壁面に到達する場合を示し、図２（Ｂ）は燃料噴射弁から噴射された燃料が主に燃焼室の上端部壁面に到達する場合を示し、図２（Ｃ）は燃料噴射弁から噴射された燃料が主にピストン上面に到達する場合を示し、図２（Ｄ）は燃料噴射弁から噴射された燃料が主にシリンダ壁面に到達する場合を示している。
【図３】実施例における燃料噴射圧力を上昇させるフローを示したフローチャートである。
【図４】燃料噴射の終了時期と燃料噴射圧力との関係を示した図である。
【符号の説明】
【００３８】
１     内燃機関
２     シリンダ
３     ピストン
４     燃料噴射弁
５     燃料タンク
６     燃料パイプ
７     燃料ポンプ
２１   シリンダ壁面
３１   ピストン上面
３２   燃焼室
４１   燃料
【図１】
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【図２】
2008232102.tif 000004
【図３】
2008232102.tif 000005
【図４】
2008232102.tif 000006