JP2013019394A - 燃料噴射システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内燃機関の気筒内に開口し、開口側が拡径するように所定のテーパ角を有する燃料噴孔を、複数備える燃料噴射装置と、燃料噴射装置の燃料噴孔における、デポジットの堆積を検出するデポジット堆積検出手段と、デポジット堆積検出手段によってデポジットの体積が検出されると、内燃機関の吸気行程において、燃料噴射装置による気筒内への燃料噴射時期を遅角制御する噴射遅角制御手段と、を備える燃料噴射システムであって、噴射遅角制御手段は、燃料噴孔におけるデポジットの堆積による燃料噴射方向の変化と内燃機関の機関回転数に基づいて、燃料噴射装置による燃料噴射時期の遅角量を決定する。
【選択図】図7
Description
相関関係がデポジットの堆積が無い場合に近づくように、燃料噴射装置からの燃料噴射時期が遅角化されるとともに、その遅角量が当該相関関係に関連性のある燃料噴射方向の変化と内燃機関の機関回転数とに基づいて決定される。これにより、燃料噴孔にデポジットが堆積した場合でも、気筒内への好適な燃料噴射を維持することができる。
本発明に係る内燃機関の燃料噴射システムの実施例について、本願明細書に添付された図に基づいて説明する。図1は、本実施例に係る燃料噴射システム1の概略構成であり、特に燃料噴射装置7の近傍に着目した縦断面の概略構成を示す図である。燃料噴射システ
ム1が搭載される内燃機関は車両駆動用の筒内噴射型の火花点火式内燃機関である。当該内燃機関において、気筒8には吸気ポート2および排気ポート3がつながれている。吸気ポート2は吸気弁3の開閉を通して吸気を気筒8内に送り込み、排気ポート3は排気弁5の開閉を通して燃焼ガス等を排気として内燃機関の排気系へ送り出す。気筒8内にはピストン9が配され、ピストン9に対向する気筒8の頂部には点火プラグ6が、気筒内の混合気に点火可能となるように配されている。
は実際の機関運転状態に即した燃料噴射が行えない場合がある。その一つが、燃料噴射装置7の燃料噴孔11にデポジットが付着して燃料の噴射が正常に行われない場合である。そこで、ECU20による空燃比制御では、デポジット付着による外乱の影響を補償するためのフィードバック制御を行っている。具体的には、ECU20は酸素センサ23の検出信号に基づいて算出される実際の空燃比と理論空燃比との偏差に基づいて補正係数FAF(初期値=「1.0」)を算出し、この補正係数FAFを基本噴射量QBに乗じることにより上記偏差が小さくなるように燃料噴射量を補正する。例えば、排気中の酸素濃度が理論空燃比に対応する基準値よりも低い、いわゆるリッチの状態では燃料噴射量が減量されるように、補正係数FAFはその初期値「1.0」よりも小さな値に設定される。一方、酸素濃度が高い、いわゆるリーンの状態では燃料噴射量が増量されるように、上記補正係数FAFは「1.0」よりも大きな値に設定される。
積することで、噴射方向は、本来の下向きの噴射方向からより外側に離れるように、すなわち、よりピストン9の頂部に近づくように変更されてしまう。また、本出願人は、燃料噴孔11におけるデポジットの堆積次第では、図5に示すように、燃料噴射装置7からの燃料噴霧が複数の方向に分離されてしまう場合もあることを見出した。
いて説明する。図7の左側に示すのは、燃料噴孔11にデポジットが堆積していない状態での、吸気行程における燃料噴霧とピストン9の頂部との相対関係を示す図である。なお、ピストン9は燃料噴射時に点線で示す位置にあったが、燃料噴霧の展開に要する時間経過とともに実線で示す状態に至り、その状態では、ピストン9の頂部のキャビティ9aが燃料噴霧を好適にトラップし得る状態となっている。このようなトラップ状態が、本発明に係る「燃料噴霧がピストンの頂部位置に対応した状態」に相当し、本実施例では、噴霧適合状態というものとする。なお、図7の左側に示す状態では、燃料噴射装置7からの燃料噴射角はθvである。当該燃料噴射角は、燃料噴射装置7の燃料噴孔を通って気筒8の径方向に延在する面と、燃料噴霧の中心軸とがなす角として定義される。
図6に示す燃料噴射制御では、気筒8内の空燃比のフィードバック制御のパラメータを利用して、デポジット堆積の有無が判定されたが、これに代えて、デポジット堆積の検出のためのセンサを利用してもよい。例えば、燃料噴孔11に燃料中の金属(Zn、Mn等)の濃度を検出するセンサを設け、それによって検出される金属濃度と、燃料噴射装置7の先端の温度を他のセンサで検出しその検出温度とに基づいて、デポジット堆積の有無を判断してもよい。
2・・・・吸気ポート
3・・・・排気ポート
4・・・・吸気弁
5・・・・排気弁
6・・・・点火プラグ
7・・・・燃料噴射装置
7a・・・・燃料噴霧
8・・・・気筒
9・・・・ピストン
9a・・・・キャビティ
10・・・・ボデー
11・・・・燃料噴孔
12・・・・ノズルニードル
13・・・・燃料通路
20・・・・ECU
21・・・・エアフローメータ
22・・・・酸素センサ
Claims (3)
- 内燃機関の気筒内に開口し、開口側が拡径するように所定のテーパ角を有する燃料噴孔を、複数備える燃料噴射装置と、
前記燃料噴射装置の前記燃料噴孔における、デポジットの堆積を検出するデポジット堆積検出手段と、
前記デポジット堆積検出手段によってデポジットの堆積が検出されると、前記内燃機関の吸気行程において、前記燃料噴射装置による前記気筒内への燃料噴射時期を遅角制御する噴射遅角制御手段と、を備える燃料噴射システムであって、
前記噴射遅角制御手段は、前記燃料噴孔におけるデポジットの堆積による燃料噴射方向の変化と内燃機関の機関回転数に基づいて、前記燃料噴射装置による燃料噴射時期の遅角量を決定する、
燃料噴射システム。 - 前記燃料噴射方向の変化における燃料噴射角の変化量は、前記燃料噴孔の前記所定のテーパ角の半分以下に設定される、
請求項1に記載の燃料噴射システム。 - 前記噴射遅角制御手段による燃料噴射時期の遅角量は、前記燃料噴射角の変化量が前記所定のテーパ角の半分と想定されるときの前記燃料噴射装置からの燃料噴霧が、前記気筒内のピストンの頂部位置に対応するように、前記内燃機関の機関回転数に基づいて算出されるクランクアングル量として決定される、
請求項2に記載の燃料噴射システム。
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JP2008208811A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-11 | Hitachi Ltd | 筒内噴射式エンジンの制御方法、当該制御方法を実施するための制御装置、当該制御装置に用いられる制御回路装置 |
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