JP2018178749A - Internal combustion engine system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射装置と、燃料噴射装置を制御する制御装置とを備えた内燃機関システムに関する。 The present invention relates to an internal combustion engine system provided with a fuel injection device that injects fuel into a cylinder of an internal combustion engine, and a control device that controls the fuel injection device.
気筒内で燃料を燃焼させることによって動力を取り出す内燃機関システムは、気筒内に燃料を噴射するための燃料噴射装置を備えている。この燃料噴射装置は、先端部に燃料を貯留可能なサック室が形成された中空の噴射装置本体と、噴射装置本体の内部に設けられてサック室を閉止または開放するように上下方向へ移動するニードル弁とを有している。そして、ニードル弁が上昇してサック室を開放すると、噴射装置本体の内部に導入された高圧の燃料がサック室へ流入し、噴射装置本体の先端部に形成された噴孔を通して燃料が気筒内へ噴射される。 An internal combustion engine system that obtains power by burning fuel in a cylinder includes a fuel injection device for injecting fuel into the cylinder. This fuel injection device is provided inside a hollow injection device main body in which a suck chamber capable of storing fuel is formed at the tip end portion, and the injection device main body, and moves up and down so as to close or open the suck chamber. And a needle valve. Then, when the needle valve ascends to open the suck chamber, the high-pressure fuel introduced into the injection device main body flows into the suck chamber, and the fuel flows into the cylinder through the injection hole formed at the tip of the injection device main body. It is injected to.
ここで、燃料噴射装置による燃料噴射の開始時に、燃料で満たされているべきサック室に空気等のガスが存在している場合がある。この場合、サック室に流入する燃料がガスと混ざり合うことにより、サック室内における燃料の流れが不安定になる。これにより、噴孔から噴射される燃料の分布が不均一となり、排気中にスス及び未燃燃料等が排出されるという問題が生じる。 Here, at the start of fuel injection by the fuel injection device, gas such as air may be present in the sac chamber that should be filled with fuel. In this case, the fuel flowing into the suck chamber mixes with the gas, whereby the flow of fuel in the suck chamber becomes unstable. As a result, the distribution of fuel injected from the injection holes becomes uneven, and the problem of exhaustion of soot, unburned fuel and the like into the exhaust gas arises.
そこで、このような問題を解決するべく、燃料の噴射前にニードル弁を一回だけ微小に上昇させてサック室に燃料を導入することにより、サック室からガスを追い出す技術が知られている(例えば、特許文献1を参照)。この燃料噴射装置では、ニードル弁の移動量は、ニードル弁の上流側と下流側の圧力差に応じて、且つ、サック室に導入される燃料の総流量がサック室の体積を超えないように設定されている。なお、サック室に導入された燃料は、その表面張力により、噴孔の出口部から噴射されることなく噴孔内に滞留する。 Therefore, in order to solve such a problem, there is known a technology for removing gas from the suck chamber by slightly raising the needle valve only once and injecting the fuel into the suck chamber before injecting the fuel (see See, for example, Patent Document 1). In this fuel injection device, the amount of movement of the needle valve depends on the pressure difference between the upstream and downstream sides of the needle valve, and the total flow of fuel introduced into the suck chamber does not exceed the volume of the suck chamber. It is set. The fuel introduced into the suck chamber is retained in the injection hole without being injected from the outlet of the injection hole due to the surface tension of the fuel.
しかし、従来の内燃機関システムでは、ニードル弁を一回だけ上昇させることによってサック室内を燃料で満たすために、サック室に流入する燃料の流速が速くなる。そうすると、サック室に導入された燃料が、その表面張力に抗して、噴孔の出口部から気筒内に流出するという問題が生じる。 However, in the conventional internal combustion engine system, the flow rate of the fuel flowing into the suck chamber is increased because the suck chamber is filled with fuel by raising the needle valve only once. As a result, there arises a problem that the fuel introduced into the suck chamber flows out of the outlet of the injection hole into the cylinder against the surface tension.
そこで本発明は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、気筒内への燃料の噴射に先立って燃料噴射装置のサック室に燃料を導入することによってサック室からガスを追い出す場合に、サック室に導入した燃料が噴孔の出口部から流出するのを防止することが可能な内燃機関システムを提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to sack the case where gas is expelled from the sack chamber by introducing the fuel into the sack chamber of the fuel injection device prior to the injection of the fuel into the cylinder. An object of the present invention is to provide an internal combustion engine system capable of preventing the fuel introduced into the chamber from flowing out from the outlet of the injection hole.
本発明の一の態様によれば、
内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射装置と、
前記燃料噴射装置を制御するように構成された制御装置と、
を備え、
前記燃料噴射装置は、
燃料を貯留可能なサック室と、前記サック室と前記気筒内とを連通する噴孔とを有する中空の噴射装置本体と、
前記サック室を閉止または開放するように前記噴射装置本体の内部を移動可能に設けられたニードル弁と、を有し、
前記制御装置は、
前記気筒内に燃料を噴射する前に、前記サック室を開放してその内部に燃料を導入するように前記ニードル弁を移動させるガス追い出し処理を実行し、
前記ガス追い出し処理を実行する際に、前記ニードル弁と前記噴射装置本体の隙間を通過する燃料の流速が所定の閾値を超えないように、且つ、前記隙間を通過する燃料の総流量が前記サック室及び前記噴孔の体積の合計値を超えないように、前記ニードル弁の移動距離及び移動回数を決定する
ことを特徴とする内燃機関システムが提供される。
According to one aspect of the invention,
A fuel injection device for injecting fuel into a cylinder of an internal combustion engine;
A control device configured to control the fuel injection device;
Equipped with
The fuel injection device
A hollow injection device main body having a suck chamber capable of storing fuel, and an injection hole communicating the suck chamber and the inside of the cylinder;
A needle valve movably provided inside the injector main body so as to close or open the suck chamber;
The controller is
Before injecting the fuel into the cylinder, a gas ejection process is performed to move the needle valve so as to open the suck chamber and introduce the fuel into the cylinder;
When performing the gas ejection process, the total flow rate of the fuel passing through the gap is controlled so that the flow velocity of the fuel passing through the gap between the needle valve and the injector main body does not exceed a predetermined threshold. An internal combustion engine system is provided, characterized in that the moving distance and the number of movements of the needle valve are determined so as not to exceed the sum of the volume of the chamber and the injection hole.
なお、本発明の一の態様に係る内燃機関システムは、
前記制御装置が、前記隙間を通過する燃料の流速が所定の閾値を超えない範囲において、前記ニードル弁の上流側と下流側の圧力差に応じて前記ニードル弁の移動距離を決定してもよい。
In the internal combustion engine system according to one aspect of the present invention,
The control device may determine the moving distance of the needle valve in accordance with the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the needle valve within a range in which the flow velocity of the fuel passing through the gap does not exceed a predetermined threshold. .
また、本発明の一の態様に係る内燃機関システムは、
前記制御装置が、前記隙間を通過する燃料の流速をハーゲン・ポアズイユの式に基づいて算出してもよい。
In the internal combustion engine system according to one aspect of the present invention,
The controller may calculate the flow velocity of the fuel passing through the gap based on the Hagen-Poiseuille equation.
また、本発明の一の態様に係る内燃機関システムは、
前記制御装置が、前記内燃機関のコールドスタート時またはフューエルカットからの復帰時に前記ガス追い出し処理を実行してもよい。
In the internal combustion engine system according to one aspect of the present invention,
The control device may execute the gas removal process upon cold start of the internal combustion engine or upon recovery from fuel cut.
本発明の一の態様に係る内燃機関システムによれば、気筒内への燃料の噴射に先立って燃料噴射装置のサック室に燃料を導入することによってサック室からガスを追い出す場合に、サック室に導入した燃料が噴孔の出口部から流出するのを防止することができる。 According to the internal combustion engine system according to one aspect of the present invention, when the gas is expelled from the suck chamber by introducing the fuel into the suck chamber of the fuel injection device prior to the injection of the fuel into the cylinder, It is possible to prevent the introduced fuel from flowing out from the outlet of the injection hole.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(内燃機関システムの構成)
図1は、本発明の実施形態に係る内燃機関システム1を示す模式図である。内燃機関システム1は、内燃機関2と、外部から吸引した吸気を内燃機関2に供給する吸気通路3と、内燃機関2から排出された排気を外部へ排出する排気通路4と、排気通路4内の排気の一部を吸気通路3内に還流させるEGR装置5と、排気通路4を流通する排気を浄化する排気浄化装置6と、各種センサ等から取得した検出結果に基づいて各部の動作を制御する制御装置7と、を備えている。
(Configuration of internal combustion engine system)
FIG. 1 is a schematic view showing an internal
内燃機関2は、車両に搭載された4気筒の圧縮着火式内燃機関、すなわちディーゼルエンジンである。内燃機関2は、図1に示すように、内燃機関本体8と、燃料噴射ユニット9と、を有している。なお、図示例は直列4気筒の内燃機関2を示すが、内燃機関2のシリンダ配置形式、気筒数等は任意である。
The
内燃機関本体8は、図に詳細は示さないが、シリンダヘッド、シリンダブロック、クランクケース等の構造部品と、その内部に収容されたピストン、クランクシャフト、バルブ等の可動部品とを含んでいる。この内燃機関本体8の内部には、図1に示すように、4つの気筒81が形成されている。
The internal
燃料噴射ユニット9は、いわゆるコモンレール式燃料噴射ユニットであって、気筒81の内部に燃料を噴射する役割を果たす。この燃料噴射ユニット9は、図1に示すように、気筒81それぞれに設けられた燃料噴射装置10と、燃料噴射装置10に供給すべき燃料Fを高圧状態で貯留するコモンレール11と、コモンレール11の内部圧力を検出するコモンレール圧センサ12と、気筒81の内部圧力を検出する筒内圧センサ13と、を有している。
The
図2は、燃料噴射装置10の構成を示す概略縦断面図である。燃料噴射装置10は、中空の噴射装置本体14と、この噴射装置本体14の内部における基端側に収容されたソレノイド15と、同じく噴射装置本体14の内部における先端側に収容されたニードル弁16と、噴射装置本体14とニードル弁16との間に介在されたニードルスプリング17と、を備えている。
FIG. 2 is a schematic vertical sectional view showing the configuration of the
噴射装置本体14は、気筒内に噴射すべき燃料Fを内部に貯留する役割を果たす。この噴射装置本体14は、図2に示すように、先端部が円錐状の外形を有する略円筒形状の部材である。噴射装置本体14は、その基端側に形成された基端側空洞部18と、先端側に形成された先端側空洞部19と、先端側空洞部19と外部とを連通する導入路20と、基端側空洞部18と先端側空洞部19とを連通する排出路21と、基端側空洞部18と外部とを連通する回収路22と、先端部に形成された2個の噴孔23と、を有している。そして、先端側空洞部19は、図2に示すように、最上部を構成する断面略矩形の圧力制御室191と、中央部を構成する断面略五角形の燃料室192と、最下部を構成する断面略半円形のサック室193と、を有している。
The injector
ソレノイド15は、噴射装置本体14の排出路21を閉止または開放する役割を果たす。このソレノイド15は、図2に示すように、基端側空洞部18の内部に固定して設けられた固定用コア24と、この固定用コア24の内部に設けられたソレノイドコイル25と、固定用コア24の下方に離間して設けられた導電性材料からなるアーマチャ26と、固定用コア24とアーマチャ26との間に介在して設けられたリターンスプリング27と、を有している。
The
このように構成されるソレノイド15によれば、ソレノイドコイル25に電流が印加されていない時は、リターンスプリング27から付勢力を受けるアーマチャ26が、排出路21を閉止する位置で停止している。一方、ソレノイドコイル25に電流が印加されると、ソレノイドコイル25から電磁力を付与された固定用コア24がアーマチャ26を吸引することにより、アーマチャ26はリターンスプリング27の付勢力に抗して上方へ移動する。これにより、排出路21が開放される。
According to the
ニードル弁16は、噴射装置本体14のサック室193を閉止または開放する役割を果たす。このニードル弁16は、図2に示すように、略円柱形状の部材であって、基端部を径方向に突出させて設けられたサーボピストン部28と、軸方向中間部を径方向に突出させて設けられたノズルピストン部29と、先端部を略円錐台形状に形成して設けられたコーン部30と、このコーン部30の基端部に設けられた着座面31と、を有している。
The
ニードルスプリング17は、ニードル弁16を噴射装置本体14の先端側へ付勢する役割を果たす。このニードルスプリング17は、いわゆる圧縮バネであって、図2に示すように、噴射装置本体14の内側面に径方向に突出して設けられたバネ受け部33と、ニードル弁16のノズルピストン部29との間に圧縮状態で介在されている。
The
このように構成される燃料噴射装置10では、図2に示すアーマチャ26が排出路21を閉止した状態において、コモンレール11(図1参照)に貯留された高圧の燃料Fが導入路20を介して燃料室192と圧力制御室191の内部に導入される。そうすると、圧力制御室191の内部の燃料Fがサーボピストン部28を先端側へ押圧する力と、ニードルスプリング17がノズルピストン部29を先端側へ付勢する力との合計が、燃料室192の内部の燃料Fがノズルピストン部29を基端側へ押圧する力よりも大きくなる。これにより、先端側空洞部19の内部において、ニードル弁16が降下するすなわち先端側へ移動する。
In the
ここで、図3は、燃料噴射装置10の先端部を拡大した部分拡大断面図である。ニードル弁16が降下すると、噴射装置本体14の内側面の一部を構成するシート面34に対し、ニードル弁16の着座面31が密着する。これにより、シート面34より先端側に設けられたサック室193が閉止される。
Here, FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view in which the front end portion of the
そして、サック室193が閉止された状態において、図2に破線で示すようにアーマチャ26が固定用コア24に吸引されることによって排出路21を開放すると、圧力制御室191に導入された燃料Fが排出路21を介して基端側空洞部18へ排出されることにより、圧力制御室191の内部圧力が低下する。そうすると、燃料室192の内部の燃料Fがノズルピストン部29を基端側へ押圧する力が、圧力制御室191の内部の燃料Fがサーボピストン部28を先端側へ押圧する力と、ニードルスプリング17がノズルピストン部29を先端側へ付勢する力との合計よりも大きくなる。これにより、先端側空洞部19の内部において、ニードル弁16が上昇するすなわち基端側へ移動する。なお、基端側空洞部18へ排出された燃料Fは、回収路22を介して不図示の燃料タンクに回収される。
Then, with the
ここで、図4は、燃料噴射装置10の先端部における噴孔23の周辺を拡大した部分拡大断面図である。先端側空洞部19の内部においてニードル弁16が上昇すると、ニードル弁16の着座面31が噴射装置本体14のシート面34から離間することにより、サック室193が開放される。これにより、燃料室192の内部の燃料Fが、ニードル弁16の着座面31と噴射装置本体14のシート面34との間に生じた隙間Cを通って、先端側へ流出する。流出した燃料Fは、図4に実線の矢印で示すようにサック室193を経ることなく入口部231から噴孔23へ直接流入することにより、或いは二点鎖線の矢印で示すように一旦サック室193へ流入してその内部で渦流を形成した後に噴孔23へ流入することにより、出口部232から気筒81(図1に示す)の内部へ噴射される。
Here, FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view in which the periphery of the
制御装置7は、図1に示すように、燃料噴射装置10、コモンレール圧センサ12、及び筒内圧センサ13に対して電気的にそれぞれ接続されている。このように構成される制御装置7は、コモンレール圧センサ12及び筒内圧センサ13から出力される検出結果に応じて、燃料噴射装置10の動作を制御する。
As shown in FIG. 1, the
(ガス追い出し処理の流れ)
次に、制御装置7が実行するガス追い出し処理について説明する。図5は、燃料噴射装置10の先端部を拡大した部分拡大断面図である。燃料噴射装置10から気筒81内へ燃料噴射を開始する際に、燃料Fで満たされているべきサック室193に空気等のガスGが存在している場合がある。この場合、サック室193に流入する燃料FがガスGと混ざり合うことにより、サック室193内における燃料Fの流れが不安定になる。これにより、噴孔23から噴射される燃料Fの分布が不均一となり、排気中にスス及び未燃燃料等が排出されるという問題が生じる。そこで、このような問題を解決するべく、燃料Fの噴射に先立って、ニードル弁16を微小に上昇させてサック室193に燃料Fを導入することによりサック室193からガスGを追い出す処理、すなわちガス追い出し処理が実行される。
(Flow of gas removal process)
Next, the gas purge process performed by the
なお、このガス追い出し処理を実行するタイミングは特に限定されず、任意のタイミングで実行することが可能である。しかし、サック室193内にガスGが溜まる可能性が高いタイミング、例えばコールドスタート時、すなわち長期間に亘って停止した状態の内燃機関2を始動させる時、或いはフューエルカットからの復帰時、すなわち減速時に燃費向上のために燃料噴射を停止した後に不図示のアクセルが踏まれることによって燃料噴射を再開する時、等のタイミングでガス追い出し処理を実行すれば特に効果的である。但し、内燃機関2の定常状態においてもサック室193にガスGが溜まる可能性はあるため、このような定常状態においてガス追い出し処理を実行してもよい。
In addition, the timing which performs this gas ejection process is not specifically limited, It is possible to perform at arbitrary timings. However, there is a possibility that the gas G is likely to be accumulated in the
図6は、ガス追い出し処理の流れを示すフローチャートである。任意のタイミングでガス追い出し処理の開始に伴い、制御装置7は、まずニードル弁16の上昇距離決定処理を実行する(S1)。ここで、図7は、ニードル弁16の上昇距離決定処理の流れを示すフローチャートである。上昇距離決定処理の開始に伴い、制御装置7は、まずニードル弁16の上流側の圧力及び下流側の圧力をそれぞれ取得する(S4)。本実施形態では、制御装置7は、上流側の圧力として図1に示すコモンレール圧センサ12によって検出されるコモンレール11の内部圧力を、下流側の圧力として筒内圧センサ13によって検出される気筒81の内部圧力をそれぞれ取得する。
FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the gas purge process. With the start of the gas ejection process at an arbitrary timing, the
次に、制御装置7は、ニードル弁16の上流側と下流側の圧力差を算出する(S5)。すなわち、制御装置7は、ステップS4で取得したニードル弁16の上流側の圧力と下流側の圧力の差分を取ることにより、ニードル弁16を挟んだ上流側と下流側の圧力差を算出する。
Next, the
そして、制御装置7は、ステップS5で算出した圧力差に基づいて、ニードル弁16の上昇距離すなわち図2における基端側への移動距離について、暫定値を取得する(S6)。より詳細には、図1に示すように、制御装置7の内部には、ニードル弁16を挟んだ上流側と下流側の圧力差と、ニードル弁16の上昇距離とを対応させたマップMPが格納されている。制御装置7は、このマップMPを参照することにより、ステップS5で算出した圧力差に対応する、ニードル弁16の上昇距離の暫定値を取得する。
Then, based on the pressure difference calculated in step S5, the
次に、制御装置7は、ニードル弁16と噴射装置本体14との間の隙間Cを通過する燃料Fの推定流速を算出する(S7)。具体的には、制御装置7は、隙間Cを通過する燃料Fの流れを、管径が一定の円管の内部を流れる粘性流体の層流であるとみなし、いわゆるハーゲン・ポアズイユの式に基づいて燃料Fの推定流速を算出する。算出に際しては、ステップS6で取得したニードル弁16の上昇距離の暫定値、隙間Cの流路幅、燃料Fの動粘性係数等の値が使用される。なお、燃料Fの温度に応じて燃料Fの動粘性係数を補正することも可能である。その場合、隙間Cにおける燃料Fの温度測定が困難であれば、隙間Cより上流側における燃料Fの温度、または噴射装置本体14の温度等を代用してもよい。
Next, the
次に、制御装置7は、算出した燃料Fの推定流速が所定の閾値より大きいか否かを判定する(S8)。その結果、燃料Fの推定流速が閾値より大きいと判断した場合(S8:Yes)、制御装置7は、ニードル弁16の上昇距離を予め定めた既定値に決定する(S9)。この既定値は、ステップS7でこの既定値を用いて燃料Fの推定流速を算出した場合に、算出される推定流速が閾値より大きくならない所定値として予め設定されている。
Next, the
一方、ステップS8における判定の結果、燃料Fの推定流速が閾値以下であると判断した場合(S8:No)、制御装置7は、ニードル弁16の上昇距離をステップS6で取得した暫定値に決定する(S10)。以上により、図7に示すニードル弁16の上昇距離決定処理が終了する。
On the other hand, as a result of the determination in step S8, when it is determined that the estimated flow velocity of fuel F is less than or equal to the threshold (S8: No),
次に、制御装置7は、図6に示すように、ニードル弁16の上昇回数決定処理を実行する(S2)。ここで、図8は、ニードル弁16の上昇回数決定処理の流れを示すフローチャートである。上昇回数決定処理の開始に伴い、制御装置7は、まずニードル弁16の上昇回数を1回に設定する(S11)。
Next, as shown in FIG. 6, the
その上で、制御装置7は、ニードル弁16の1回の上昇によって図4に示す隙間Cを通過する燃料Fの総流量を算出する(S12)。そして、制御装置7は、算出した燃料Fの総流量がサック室193の体積と各噴孔23の体積の合計値より大きいか否かを判定する(S13)。その結果、隙間Cを通過した燃料Fの総流量がサック室193の体積と各噴孔23の体積の合計値以下であると判断した場合(S13:No)、制御装置7は、ニードル弁16の上昇回数を1回増加させる(S14)。そして、制御装置7は、ステップS12へ戻り、ニードル弁16の2回の上昇によって隙間Cを通過する燃料Fの総流量を再度算出する。その後、制御装置7は、ステップS13において隙間Cを通過する燃料Fの総流量がサック室193の体積と各噴孔23の体積の合計値より大きいと判断されるまで(S13:Yes)、ステップ12とステップ13とステップ14の処理を繰り返し実行する。
Then, the
その後、ステップS13における判定において、ニードル弁16の複数回の上昇によって隙間Cを通過する燃料Fの総流量がサック室193の体積と各噴孔23の体積の合計値より大きいと判断した場合(S13:Yes)、制御装置7は、ニードル弁16の上昇回数を1回減少させて、減少後の値をニードル弁16の上昇回数として決定する(S15)。以上により、図8に示すニードル弁16の上昇回数決定処理が終了する。
Thereafter, in the determination in step S13, it is determined that the total flow rate of the fuel F passing through the gap C is larger than the sum of the volume of the
最後に、制御装置7は、図6に示すように、ニードル弁16の上昇処理を実行する(S3)。ここで、図9は、燃料噴射装置10の先端部を拡大した部分拡大断面図である。制御装置7は、図5に示す状態から、上昇距離決定処理で決定した上昇距離Hだけニードル弁16を上昇させる。これにより、燃料室192の内部の燃料Fが、ニードル弁16の着座面31と噴射装置本体14のシート面34との間に生じた隙間Cを通って、噴孔23及びサック室193へ流入する。そして、制御装置7は、所定時間に亘ってニードル弁16を上昇させた後、ニードル弁16を降下させることにより、ニードル弁16の着座面31を噴射装置本体14のシート面34に密着させる(図9に破線で示す)。これにより、サック室193が閉止される。制御装置7は、このようなニードル弁16の1回分の上昇及び降下動作を、上昇回数決定処理で決定した上昇回数だけ繰り返す。以上により、ニードル弁16の上昇処理が終了する。
Finally, as shown in FIG. 6, the
ここで、図6に示す上昇距離決定処理において、燃料Fの推定流量が閾値を超えて大きくならない範囲でニードル弁16の上昇距離を決定したので、隙間Cを通過する燃料Fは、その流速が比較的遅く、従ってその運動エネルギーは比較的小さい。従って、隙間Cを通って下流側へ流出した燃料Fは、その表面張力によって、噴孔23の出口部232から気筒81内へ流出することなく、サック室193及び噴孔23の内部に保持される。
Here, in the ascending distance determination process shown in FIG. 6, since the ascending distance of the
更に、図6に示す上昇回数決定処理において、隙間Cを通過する燃料Fの総流量がサック室193及び噴孔23の体積の合計値を超えないようにニードル弁16の移動回数を決定した。従って、噴孔23の出口部232からの燃料Fの流出が一層防止され、隙間Cを通って下流側へ流出した燃料Fは、サック室193及び噴孔23の内部に保持される。
Further, in the rise number determination process shown in FIG. 6, the number of movements of the
以上より、本発明の実施形態に係る燃料噴射装置10によれば、気筒81内への燃料Fの噴射に先立ってサック室193に燃料Fを導入することによってサック室193からガスGを追い出す場合に、サック室193に導入した燃料Fが噴孔23の出口部232から流出するのを防止することができる。
As described above, according to the
(変形例)
以上、本発明の実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態としては以下に示すような変形例も考えられる。
(Modification)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, the modification as shown below is also considered as embodiment of this invention.
(1) 本実施形態では、ニードル弁16の上流側の圧力を取得するために、コモンレール圧センサ12によってコモンレール11の内部圧力を取得した。しかし、これに代えて、ニードル弁16の上流側の圧力として、例えば噴射装置本体14の基端側空洞部18の内部圧力を不図示の圧力センサによって取得してもよい。
(1) In the present embodiment, the internal pressure of the
(2) 本実施形態では、ニードル弁16の下流側の圧力を取得するために、筒内圧センサ13によって気筒81の内部圧力を取得した。しかし、これに代えて、内燃機関2の回転角度であるクランクアングルと気筒81の内部圧力とを対応させた不図示のマップを制御装置7の内部に予め保持することも可能である。この場合、制御装置7は、クランクアングルを検出し、マップを参照することにより導出した気筒81の内部圧力を、ニードル弁16の下流側の圧力として取得すればよい。
(2) In the present embodiment, in order to acquire the pressure on the downstream side of the
(3) 本実施形態では、まず燃料Fの推定流速を考慮に入れてニードル弁16の上昇距離を決定した後に、燃料Fの総流量を考慮してニードル弁16の上昇回数を決定した。しかし、ニードル弁16の上昇回数を所定回数に決定した上で、燃料Fの推定流速や総流量を考慮して、ニードル弁16の上昇距離を決定してもよい。
(3) In the present embodiment, the rise distance of the
1 内燃機関システム
2 内燃機関
7 制御装置
10 燃料噴射装置
14 噴射装置本体
16 ニードル弁
23 噴孔
81 気筒
193 サック室
C 隙間
F 燃料
H 上昇距離(移動距離)
1 internal
Claims (4)
前記燃料噴射装置を制御するように構成された制御装置と、
を備え、
前記燃料噴射装置は、
燃料を貯留可能なサック室と、前記サック室と前記気筒内とを連通する噴孔とを有する中空の噴射装置本体と、
前記サック室を閉止または開放するように前記噴射装置本体の内部を移動可能に設けられたニードル弁と、を有し、
前記制御装置は、
前記気筒内に燃料を噴射する前に、前記サック室を開放してその内部に燃料を導入するように前記ニードル弁を移動させるガス追い出し処理を実行し、
前記ガス追い出し処理を実行する際に、前記ニードル弁と前記噴射装置本体の隙間を通過する燃料の流速が所定の閾値を超えないように、且つ、前記隙間を通過する燃料の総流量が前記サック室及び前記噴孔の体積の合計値を超えないように、前記ニードル弁の移動距離及び移動回数を決定する
ことを特徴とする内燃機関システム。 A fuel injection device for injecting fuel into a cylinder of an internal combustion engine;
A control device configured to control the fuel injection device;
Equipped with
The fuel injection device
A hollow injection device main body having a suck chamber capable of storing fuel, and an injection hole communicating the suck chamber and the inside of the cylinder;
A needle valve movably provided inside the injector main body so as to close or open the suck chamber;
The controller is
Before injecting the fuel into the cylinder, a gas ejection process is performed to move the needle valve so as to open the suck chamber and introduce the fuel into the cylinder;
When performing the gas ejection process, the total flow rate of the fuel passing through the gap is controlled so that the flow velocity of the fuel passing through the gap between the needle valve and the injector main body does not exceed a predetermined threshold. An internal combustion engine system, wherein the movement distance and the number of movements of the needle valve are determined so as not to exceed the total value of the volume of the chamber and the injection hole.
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関システム。 The control device determines the moving distance of the needle valve in accordance with the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the needle valve in a range where the flow velocity of the fuel passing through the gap does not exceed a predetermined threshold. The internal combustion engine system according to claim 1, wherein
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関システム。 The internal combustion engine system according to claim 1 or 2, wherein the control device calculates the flow velocity of the fuel passing through the gap based on Hagen-Poiseuille equation.
ことを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の内燃機関システム。 The internal combustion engine system according to any one of claims 1 to 3, wherein the control device executes the gas purge processing at the time of cold start or fuel return of the internal combustion engine.
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