JP5392419B2 - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の燃料供給装置に関する。
自動車等の車両に搭載される内燃機関は、吸気ポートに燃料を噴射するためのインジェクタと、そのインジェクタに対しフィード圧に調整された燃料を供給する燃料供給装置とを備えている。
上記インジェクタにおいては、その噴孔周りに燃料が付着したり燃焼室から吸気ポートに逆流した排気が付着したりする。このように燃料や排気が付着した噴孔周りが高温環境のもとにおかれると、同噴孔周りに付着した燃料や排気が焦げ付く等してデポジットが生成される。そして、インジェクタの噴孔周りにデポジットが生成されると、そのデポジットにより噴孔の開口面積が小さくなってしまい、インジェクタの噴孔を通過する燃料の流量が少なくなるおそれがある。
このため、特許文献1に示されるように、インジェクタの噴孔周りに生成されたデポジットの除去を意図して、フィード圧を上昇させた状態でインジェクタからの燃料噴射を行うことが考えられる。この場合、インジェクタの噴孔を通過する燃料の流速が高められ、その燃料によって噴孔周りのデポジットが吹き飛ばされて除去されることから、デポジットにより噴孔の開口面積が小さくなることを抑制できる。
特許文献1のように、フィード圧を上昇させた状態でのインジェクタからの燃料噴射を行うことにより、同インジェクタの噴孔周りに堆積したデポジットを除去することができるようにはなる。しかし、上述したようにフィード圧を上昇させた状態でのインジェクタからの燃料噴射を行ったとしても、インジェクタの噴孔周りが高温環境下におかれることは避けられないことから、噴孔周りでのデポジットの生成を抑制することはできない。
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタの噴孔周りでのデポジットの生成を抑制することができる内燃機関の燃料供給装置を提供することにある。
本発明の一態様では、吸気ポートの温度が基準値よりも高くなったり、その吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタの温度が基準値よりも高くなったりするとき、インジェクタに対しフィード圧に調整された燃料を供給する際の制御として、インジェクタの温度を低下させる降温制御が行われる。ここで、吸気ポートの温度が高くなると、インジェクタの噴孔周りが吸気ポートからの熱に曝されるため、その噴孔周りが高温環境下におかれることになる。また、インジェクタの温度が高くなって同インジェクタ自体の熱が噴孔周りに伝達されるときにも、その噴孔周りが高温環境下におかれることになる。これらの状況のもと、上述した降温制御の実行によりインジェクタの温度が低下されると、同インジェクタ自体の熱が噴孔周りに伝達されることが少なくなる分、その噴孔周りが高温環境下におかれるということも少なくなるため、同噴孔周りでのデポジットの生成が抑制されるようになる。
本発明の一態様では、内燃機関の吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバーラップが判定値よりも大きくなるとき、吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタに対しフィード圧に調整された燃料を供給する際の制御として、インジェクタの温度を低下させる降温制御が行われる。ここで、吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバーラップが判定値よりも大きくなると、燃焼室から吸気ポートに逆流する排気の量が多くなって同排気の熱によって吸気ポートの温度やインジェクタの温度が高くなる傾向がある。そして、吸気ポートの温度が高くなると、インジェクタの噴孔周りが吸気ポートからの熱に曝されるため、その噴孔周りが高温環境下におかれることになる。また、インジェクタの温度が高くなって同インジェクタ自体の熱が噴孔周りに伝達されるときにも、その噴孔周りが高温環境下におかれることになる。これらの状況のもと、上述した降温制御の実行によりインジェクタの温度が低下されると、同インジェクタ自体の熱が噴孔周りに伝達されることが少なくなる分、その噴孔周りが高温環境下におかれるということも少なくなるため、同噴孔周りでのデポジットの生成が抑制されるようになる。
本発明の一態様では、内燃機関を停止開始するに当たり、その停止開始前に、吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタに対しフィード圧に調整された燃料を供給する際の制御として、インジェクタの温度を低下させる降温制御が行われる。ここで、内燃機関の停止完了直後には、機関温度が高い状態を維持したまま同機関の冷却水による冷却機能が働かなくなるため、機関温度が更に上昇してゆく。このときには、内燃機関自体の熱が吸気ポートやインジェクタに伝達されることにより、吸気ポートの温度やインジェクタの温度が高くなる傾向がある。そして、吸気ポートの温度が高くなると、インジェクタの噴孔周りが吸気ポートからの熱に曝されるため、その噴孔周りが高温環境下におかれることになる。また、インジェクタの温度が高くなって同インジェクタ自体の熱が噴孔周りに伝達されるときにも、その噴孔周りが高温環境下におかれることになる。しかし、これらの状況の原因である内燃機関の停止が開始される前には、上述した降温制御の実行によりインジェクタの温度が低下される。このようにインジェクタの温度が低下されると、同インジェクタ自体の熱が噴孔周りに伝達されることが少なくなる分、その噴孔周りが内燃機関の停止完了直後の機関温度上昇の際に高温環境下におかれるということも少なくなる。その結果、内燃機関の停止完了直後におけるインジェクタの噴孔周りでのデポジットの生成が抑制される。
上記降温制御では、具体的には、インジェクタに対しフィード圧に調整された燃料を供給する際の同フィード圧を低下させたり、インジェクタの燃料噴射時間を増加させたりすることが考えられる。
上述したようにフィード圧を低下させる場合、同フィード圧の低下によりインジェクタの噴孔から噴射される霧状の燃料の粒径が大きくなるため、その霧状の燃料の粒が吸気ポートまで届きやすくなる。そして、霧状の燃料の粒が吸気ポートまで届いてそこで気化するようになると、同燃料の気化潜熱を通じて吸気ポートからの吸熱が行われ、それによって吸気ポートの温度が効果的に低下する。その結果、吸気ポートの熱がインジェクタに伝達されにくくなり、その分だけインジェクタの温度が低下されるようになる。
また、上述したように燃料噴射時間を増加させる場合、インジェクタからの燃料噴射の際に燃料が長い期間に亘ってインジェクタを通過するようになり、その燃料によってインジェクタが効果的に冷却される。こうした燃料によるインジェクタの冷却を通じて同インジェクタの温度が低下されるようになる。
なお、内燃機関の冷却水温、回転速度、及び負荷といったパラメータのうちの少なくとも一つが、各パラメータ毎にそれぞれ設定された判定値以上になることを、上記降温制御の実行条件とすることが好ましい。ここで、内燃機関の冷却水温、回転速度、及び負荷といったパラメータが高い値であるときには、インジェクタの温度が高くなりやすい。従って、上述した実行条件が成立したときに上記降温制御を実行することで、インジェクタの温度が高くなりやすい状況のときに同インジェクタの温度を低下させることができる。
以下、本発明を自動車用エンジンの燃料供給装置に具体化した一実施形態について、図1〜図11を参照して説明する。
図1に示されるエンジン1の吸気通路2には、燃焼室3に吸入される空気の量(吸入空気量)を調整すべく開閉動作するスロットルバルブ4が設けられている。このスロットルバルブ4の開度(スロットル開度)は、自動車の運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダル5の踏み込み量(アクセル操作量)に応じて調節される。また、エンジン1は、吸気通路2から燃焼室3の吸気ポート2aに向けて燃料を噴射するインジェクタ6と、そのインジェクタ6に対しフィード圧に調整された燃料を供給する燃料供給装置7とを備えている。
燃料供給装置7には、燃料タンク8内に蓄えられた燃料を汲み上げるフィードポンプ9と、そのフィードポンプ9によって汲み上げられた燃料をインジェクタ6に送るための燃料配管31と、その燃料配管31内の燃料の圧力が過上昇しないようにするためのプレッシャレギュレータ32とが設けられている。こうした燃料供給装置7では、燃料配管31内の燃料の圧力がフィードポンプ9の駆動制御を通じてフィード圧に調整される。
エンジン1においては、インジェクタ6から噴射される燃料と吸気通路2を流れる空気とからなる混合気が燃焼室3に充填され、この混合気に対し点火プラグ12による点火が行われる。そして、点火後の混合気が燃焼すると、そのときの燃焼エネルギによりピストン13が往復移動し、クランクシャフト14が回転するようになる。一方、燃焼後の混合気は排気として排気通路15に送り出される。なお、上記クランクシャフト14には、エンジン1の始動の際に同シャフト14を強制的に回転(クランキング)させるスタータ10が接続されている。
エンジン1における燃焼室3と吸気通路2との間は、吸気バルブ25の開閉動作によって連通・遮断される。また、エンジン1における燃焼室3と排気通路15との間は、エンジン1の排気バルブ26の開閉動作によって連通・遮断される。これら吸気バルブ25及び排気バルブ26に関しては、クランクシャフト14の回転が伝達される吸気カムシャフト27及び排気カムシャフト28の回転に伴い開閉動作する。
エンジン1は、吸気バルブ25のバルブ特性(開閉特性)を可変とする可変動弁機構として、吸気カムシャフト27に設けられたバルブタイミング可変機構11を備えている。このバルブタイミング可変機構11は、クランクシャフト14に対する吸気カムシャフト27の相対回転位相(吸気バルブ25のバルブタイミング)を変更するよう駆動される。こうしたバルブタイミング可変機構11の駆動により、吸気バルブ25の開弁期間(作動角)を一定に保持した状態で同バルブ25の開弁時期及び閉弁時期が共に進角又は遅角される。なお、このように吸気バルブ25の開弁時期及び閉弁時期が共に進角又は遅角されると、吸気バルブ25と排気バルブ26とのバルブオーバーラップ(吸気バルブ25と排気バルブ26とが共に開弁している期間)が大きくなったり小さくなったりする。
自動車には、エンジン1の各種運転制御を行う電子制御装置16が搭載されている。同電子制御装置16には、上記制御に係る各種演算処理を実行するCPU、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたROM、CPUの演算結果等が一時記憶されるRAM、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等が設けられている。
電子制御装置16の入力ポートには、以下に示す各種のセンサ等が接続されている。
・アクセル操作量を検出するアクセルポジションセンサ17。
・スロットル開度を検出するスロットルポジションセンサ18。
・吸気通路2を通過する空気の量(エンジン1の吸入空気量)を検出するエアフローメータ19。
・クランクシャフト14の回転に対応した信号を出力するクランクポジションセンサ20。
・吸気カムシャフト27の回転に基づき同シャフト27の回転位置に対応した信号を出力するカムポジションセンサ21。
・エンジン1の冷却水温を検出する水温センサ22。
・燃料配管31内の燃料の圧力(フィード圧)を検出する圧力センサ23。
また、電子制御装置16の出力ポートには、スロットルバルブ4、インジェクタ6、フィードポンプ9、スタータ10、及び点火プラグ12といった各種機器のための駆動回路等が接続されている。
そして、電子制御装置16は、上記各種センサ等から入力した信号に基づきエンジン回転速度やエンジン負荷といったエンジン運転状態を把握し、その把握したエンジン運転状態に基づいてスロットルバルブ4、インジェクタ6,フィードポンプ9、スタータ10、バルブタイミング可変機構11、及び点火プラグ12といった各種機器のための駆動回路に対し指令信号を出力する。こうしてスロットル開度制御、エンジン1の燃料噴射制御、インジェクタ6に供給される燃料の圧力制御(燃圧制御)、エンジン1の点火時期制御、吸気バルブ25のバルブタイミング制御、及びエンジン1の始動制御など、エンジン1の各種運転制御が電子制御装置16を通じて実施されるようになる。
ちなみに、上記エンジン回転速度は、クランクポジションセンサ20からの検出信号に基づき求められる。また、エンジン負荷は、エンジン1の吸入空気量に対応するパラメータと上記エンジン回転速度とから算出される。なお、吸入空気量に対応するパラメータとしては、エアフローメータ19からの検出信号に基づき求められるエンジン1の吸入空気量の実測値、スロットルポジションセンサ18からの検出信号に基づき求められるスロットル開度、及びアクセルポジションセンサ17からの検出信号に基づき求められるアクセル操作量等があげられる。
この自動車においては、エンジン1の燃費改善を図るべく、自動車の状況に応じて同エンジン1を自動的に停止したり再始動したりする間欠運転が行われる。こうした間欠運転でのエンジン1の停止条件としては、エンジン1の暖機完了後であることや、エンジン1の出力要求がないこと、といった条件があげられる。そして、エンジン1の間欠運転中において、エンジン1の停止条件が成立すると同エンジン1が自動的に停止される。また、エンジン1の間欠運転中であって同エンジンが自動停止している状態で、上記停止条件が不成立になると、エンジン1が再始動されるようになる。
インジェクタ6に供給される燃料の圧力、すなわち燃料配管31内の圧力(フィード圧)は、燃料配管31内での燃料蒸気(ベーパ)の発生を抑制することを考慮して調整される。具体的には、エンジン運転状態から推測される燃料配管31周りの温度が高くなって同配管31内にベーパが生じやすくなるほど、フィード圧の目標値が上記ベーパの発生を抑制し得る値となるよう高く設定される。そして、圧力センサ23によって検出されるフィード圧が上記目標値となるようフィードポンプ9が駆動制御される。
また、エンジン1の燃料噴射制御の一つとして行われる燃料噴射量制御は、エンジン回転速度及びエンジン負荷といったエンジン運転状態に基づき噴射量指令値Qfin を求め、その噴射量指令値Qfin に対応した量の燃料をインジェクタ6から噴射させることで実現される。具体的には、圧力センサ23によって検出されるフィード圧のもとで、噴射量指令値Qfin 分の燃料をインジェクタ6から噴射するために必要な同インジェクタ6の燃料噴射時間が求められる。そして、その燃料噴射時間だけインジェクタ6を開弁させることで、同インジェクタ6による噴射量指令値Qfin 分の燃料噴射が行われる。なお、噴射量指令値Qfin が一定である条件下では、フィード圧と燃料噴射時間との関係が例えば図2に実線で示される関係となる。同図から分かるように、噴射量指令値Qfin が一定である条件下では、フィード圧が高くなるほど燃料噴射時間が短くなる一方、フィード圧が低くなるほど燃料噴射時間が長くなる。
ところで、インジェクタ6においては、その噴孔周りに燃料が付着したり燃焼室3から吸気ポート2aに逆流した排気が付着したりする。このように燃料や排気が付着した噴孔周りが高温環境のもとにおかれると、同噴孔周りに付着した燃料や排気が焦げ付く等してデポジットが生成される。こうしたインジェクタ6の噴孔周りでのデポジットの生成を抑制するため、インジェクタ6に燃料を供給する制御(燃料供給制御)として同インジェクタ6の温度を低下させる降温制御が、制御部として機能する電子制御装置16を通じて行われる。そして、この降温制御の実行によりインジェクタ6の温度が低下されると、同インジェクタ6自体の熱が噴孔周りに伝達されることが少なくなる分、その噴孔周りが高温環境下におかれるということも少なくなるため、同噴孔周りでのデポジットの生成が抑制される。
上記降温制御では、具体的には、インジェクタ6に対しフィード圧に調整された燃料を供給する際の同フィード圧の低下や、インジェクタ6での燃料噴射時間の増加が行われる。
ここで、フィード圧が上記目標値となるようフィードポンプ9を駆動制御する通常のフィード圧制御ではフィード圧が例えば図2の点PHに調整される一方、上記降温制御でフィード圧を低下させる際にはフィード圧が例えば図2の点PLといった上記点PHよりも低い値に調整される。通常のフィード圧制御を通じてフィード圧を調整した場合、インジェクタ6の噴孔から噴射される霧状の燃料の霧化が促進され、それによって霧状の燃料の粒径が小さくなる。このようにインジェクタ6から噴射された燃料の粒径が小さくなると、同燃料の粒一つ一つの重量が小さくなることから、その燃料の粒が図3に示すように吸気ポート2aまで届きにくくなる。一方、上記降温制御を通じてフィード圧を低下させると、それに伴いインジェクタ6の噴孔から噴射される霧状の燃料の粒径が大きくなるため、その燃料の粒一つ一つの重量が大きくなることから、その燃料の粒が図4に示すように吸気ポート2aまで届きやすくなる。そして、霧状の燃料の粒が吸気ポート2aまで届いてそこで気化するようになると、同燃料の気化潜熱を通じて吸気ポート2aからの吸熱が行われ、それによって吸気ポート2aの温度が効果的に低下する。その結果、吸気ポート2aの熱がインジェクタ6に伝達されにくくなり、その分だけインジェクタ6の温度が低下されるようになる。
また、通常のフィード圧制御の実行中、上記降温制御によるフィード圧の低下が行われることにより、フィード圧が例えば図2の点PHで示す値から点PLで示す値に低下すると、それに合わせてインジェクタ6での燃料噴射時間も長くなる。詳しくは、インジェクタ6での燃料噴射時間tocを図5や図6におけるタイミングBoからタイミングBcまでの時間とすると、フィード圧が図2の点PHで示す値から点PLで示す値に低下することで、インジェクタ6での燃料噴射時間が図5に示す状態から図6に示す状態へと長くなる。このようにインジェクタ6での燃料噴射時間が増加すると、インジェクタ6からの燃料噴射の際に燃料が長い期間に亘ってインジェクタ6を通過するようになり、その燃料によってインジェクタ6が効果的に冷却される。こうした燃料によるインジェクタ6の冷却を通じて同インジェクタ6の温度が低下されるようになる。
なお、図5の実線Lp1及び図6の実線Lp2はそれぞれ吸気ポート2aの温度の推移を示しており、上記降温制御でのフィード圧の低下により、吸気ポート2aの温度は実線Lp1(図5)に示す状態から実線Lp2(図6)に示す状態へと低下する。また、図5の実線Li1及び図6の実線Li2はそれぞれインジェクタ6の温度の推移を示しており、上記フィード圧の低下及びそれに伴うインジェクタ6での燃料噴射時間の増加により、インジェクタ6の温度は例えば図5の実線Li1に示す状態から図6の実線Li2に示す状態へと低下する。ちなみに、図5及び図6の縦軸において、値Kpは上記降温制御を通じて低下した吸気ポート2aの温度の最小値を示しており、値Kiは上記降温制御を通じて低下したインジェクタ6の温度の最小値を示している。
次に、上記降温制御の詳細な実行手順について、第1燃料供給制御ルーチンを示す図7のフローチャート、第2燃料供給制御ルーチンを示す図8のフローチャート、及び第3燃料供給制御ルーチンを示す図9のフローチャートを参照して説明する。これら燃料供給制御ルーチンは、電子制御装置16を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。
図7の第1燃料供給制御ルーチンにおいては、インジェクタ6の温度が基準値Ti0以上であるか否かの判断(S101)、及び、吸気ポート2aの温度が基準値Tp0以上であるか否かの判断(S102)が行われる。上記インジェクタ6の温度及び上記吸気ポート2aの温度としては、エンジン1の冷却水温、エンジン回転速度、及びエンジン負荷といったエンジン運転状態に基づき推定された推定値を採用することが可能である。ここで、吸気ポート2aの温度が高くなると、インジェクタ6の噴孔周りが吸気ポート2aからの熱に曝されるため、その噴孔周りが高温環境下におかれることになって同噴孔周りにデポジットが生成されやすくなる。また、インジェクタ6の温度が高くなって同インジェクタ6自体の熱が噴孔周りに伝達されるときにも、その噴孔周りが高温環境下におかれることになって同噴孔周りにデポジットが生成されやすくなる。S101及びS102で用いられる基準値Ti0及び基準値Tp0はそれぞれ、インジェクタ6の噴孔周りにデポジットが生成される可能性のあるインジェクタ6及び吸気ポート2aの温度に相当する値として、予め実験等により求められた値が採用される。
そして、S101とS102とのいずれか一方で肯定判定がなされると、インジェクタ6に対しフィード圧に調整された燃料を供給する際の同フィード圧を、通常のフィード圧制御を通じて調整する場合よりも低下させるフィード圧低下制御が実行される(S103)。このフィード圧低下制御は、インジェクタ6の温度を低下させるための上記降温制御として実行される。このフィード圧低下制御では、例えば、通常通りのフィード圧制御を行った場合のフィード圧に対し、低下量D分だけフィード圧を低下させることが考えられる。そして、上記低下量Dとしては、予め実験等により最適値として定められた固定値を採用したり、エンジン運転状態等に応じて可変とされる可変値を採用したりすることが可能である。また、こうしたフィード圧低下制御を通じてフィード圧を低下させると、それに合わせてインジェクタ6の燃料噴射時間が長くなる。これらフィード圧の低下や燃料噴射時間の増加により、吸気ポート2a及びインジェクタ6の温度が低下される。このように吸気ポート2a及びインジェクタ6の温度が低下されると、同インジェクタ6の噴孔周りへの熱の伝達が少なくなり、その分だけインジェクタ6の噴孔周りが高温環境下におかれるということも少なくなる。このため、インジェクタ6の噴孔周りでのデポジットの生成が抑制されるようになる。
図8の第2燃料供給制御ルーチンにおいては、まず吸気バルブ25と排気バルブ26とのバルブオーバーラップが判定値以上であるか否かが判断される(S201)。上記バルブオーバーラップは、クランクポジションセンサ20からの信号、及びカムポジションセンサ21からの信号に基づいて求めることが可能である。ここで、吸気バルブ25と排気バルブ26とのバルブオーバーラップが大きくなると、燃焼室3から吸気ポート2aに逆流する排気の量が多くなって同排気の熱によって吸気ポート2aの温度やインジェクタ6の温度が高くなる傾向、言い換えればインジェクタ6の噴孔周りにデポジットが生成されやすくなる傾向がある。S201で用いられる判定値は、インジェクタ6の噴孔周りにデポジットが生成される可能性のあるバルブオーバーラップに相当する値として、予め実験等により求められた値が採用される。そして、S201で肯定判定がなされると、上記と同様にフィード圧低下制御が実行される(S202)。このフィード圧低下制御もインジェクタ6の温度を低下させる上記降温制御として実行される。上記フィード圧低下制御の実行によるフィード圧の低下やインジェクタ6での燃料噴射時間の増加により、吸気ポート2a及びインジェクタ6の温度が低下され、ひいてはインジェクタ6同噴孔周りでのデポジットの生成が抑制されるようになる。
図9の第3燃料供給制御ルーチンにおいては、まずエンジン1の間欠運転における同エンジン1の停止条件が成立しているか否かが判断される(S301)。ここで、こうしたエンジン1の停止条件の成立に伴う同エンジン1の停止完了直後には、エンジン1の温度が高い状態を維持したまま同エンジン1の冷却水による冷却機能が働かなくなるため、エンジン1の温度が更に上昇してゆく。このときには、エンジン1自体の熱が吸気ポート2aやインジェクタ6に伝達されることにより、吸気ポート2aの温度が例えば図10の一点鎖線で示すように高くなるとともに、インジェクタ6の温度が例えば図11の一点鎖線で示すように高くなる傾向がある。言い換えれば、吸気ポート2aやインジェクタ6の温度が高くなる傾向にあるときに、インジェクタ6の噴孔周りにデポジットが生成されやすくなる傾向がある。このため、図9のS301で肯定判定がなされると、上記と同様にフィード圧低下制御が実行される(S302)。このフィード圧低下制御もインジェクタ6の温度を低下させる上記降温制御として実行される。上記フィード圧低下制御の実行によるフィード圧の低下やインジェクタ6での燃料噴射時間の増加により、吸気ポート2aの温度が図10に実線で示すように低下されるとともに、インジェクタ6の温度が図11に実線で示すように低下される。その結果、インジェクタ6の噴孔周りでのデポジットの生成が抑制されるようになる。
図9のS302の処理としてフィード圧低下制御が実行された後、エンジン1の停止条件成立後に所定時間が経過したか否かが判断される(S303)。ここで用いられる所定時間としては、例えば、フィード圧低下制御の実行を通じてのインジェクタ6の温度低下に必要な時間に設定される。そして、S303で肯定判定がなされると、エンジン1を停止させるための停止処理が実行される(S304)。詳しくは、インジェクタ6からの燃料噴射を停止させることでエンジン1の運転が停止される。
なお、第1〜第3燃料供給制御ルーチンのうちのいずれにおいても、フィード圧低下制御(図7のS103、図8のS202、図9のS302)が実行されていない場合、フィード圧は通常どおりのフィード圧制御を通じて調整される。
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)第1〜第3燃料供給制御ルーチンを通じて降温制御を行い、それによってインジェクタ6の温度を低下させることにより、同インジェクタ6の噴孔周りへの熱の伝達が少なくされる。このようにインジェクタ6の噴孔周りへの熱の伝達が少なくなる分だけ、インジェクタ6の噴孔周りが高温環境下におかれるということも少なくなるため、インジェクタ6の噴孔周りでのデポジットの生成が抑制されるようになる。
(2)インジェクタ6の温度を低下させる上記降温制御として、具体的には、インジェクタ6に対しフィード圧に調整された燃料を供給する際の同フィード圧を、通常のフィード圧制御を通じて調整する場合よりも低下させるフィード圧低下制御が実行される。このフィード圧低下制御によりフィード圧を低下させることで、インジェクタ6の噴孔から噴射される霧状の燃料の粒径が大きくなるため、その燃料の粒が吸気ポート2aまで届きやすくなる。そして、霧状の燃料の粒が吸気ポート2aまで届いてそこで気化するようになると、同燃料の気化潜熱を通じて吸気ポート2aからの吸熱が行われ、それによって吸気ポート2aの温度が効果的に低下する。その結果、吸気ポート2aの熱がインジェクタ6に伝達されにくくなり、その分だけインジェクタ6の温度を低下させることができる。
(3)上記フィード圧低下制御によってフィード圧が低下すると、それに伴ってインジェクタ6での燃料噴射時間が長くなる。この燃料噴射時間の増加もインジェクタ6の温度を低下させる上記降温制御として行われる。インジェクタ6での燃料噴射時間が上述したように長くなると、同インジェクタ6からの燃料噴射の際に燃料が長い期間に亘ってインジェクタ6を通過するようになり、その燃料によってインジェクタ6が効果的に冷却される。こうした燃料によるインジェクタ6の冷却を通じて同インジェクタ6の温度を低下させることができる。
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・エンジン1の冷却水温、エンジン回転速度、及びエンジン負荷といったパラメータのうちの少なくとも一つが、各パラメータ毎にそれぞれ設定された判定値以上になることを条件に、インジェクタ6の温度を低下させる上記降温制御を行うようにしてもよい。具体的には、第1〜第3燃料供給制御ルーチンにおけるフィード圧低下制御が上記条件の成立をもって行われるようにされる。ここで、エンジン1の冷却水温、エンジン回転速度、及びエンジン負荷といったパラメータが高い値であるときには、インジェクタ6の温度が高くなりやすい。従って、上述した条件が成立したときに上記降温制御(フィード圧低下制御)を実行することで、インジェクタ6の温度が高くなりやすい状況のときに同インジェクタ6の温度を低下させることができる。
・インジェクタ6での燃料噴射時間がフィード圧に関係なく定められる燃料噴射制御を行うエンジンに本発明を適用してもよい。この場合、インジェクタ6の温度を低下させる降温制御としてのフィード圧の低下と燃料噴射時間の増加とを個別に行うことができる。従って、上記降温制御としてフィード圧の低下のみを行ったり燃料噴射時間の増加のみを行ったりすることが可能になる。
・第1燃料供給制御ルーチンで用いられるインジェクタ6の温度や吸気ポート2aの温度はセンサ等による実測値であってもよい。
・第1燃料供給制御ルーチンにおいて、フィード圧低下制御は、吸気ポート2aの温度に関係なくインジェクタ6の温度が基準値Ti0以上であるときに行われたり、インジェクタ6の温度に関係なく吸気ポート2aの温度が基準値Tp0以上であるときに行われたりするようにしてもよい。
・第1〜第3燃料供給制御ルーチンのうちのいずれか一つのみを行ったり、各ルーチンのうちの任意の二つを行ったりしてもよい。
・第3燃料供給制御ルーチンにおいて、エンジン1を停止開始するに当たり、その停止開始前に、インジェクタ6の温度を低下させるための降温制御としてフィード圧低下制御を行うようにしたが、上記エンジン1の停止は間欠運転での自動的な停止だけでなく、自動車の運転者の停止操作に基づく停止を含めてもよい。
・吸気ポートに向けて燃料を噴射するインジェクタと燃焼室内に直接的に燃料を噴射するインジェクタとを備えるエンジンに本発明を適用してもよい。
1…エンジン、2…吸気通路、2a…吸気ポート、3…燃焼室、4…スロットルバルブ、5…アクセルペダル、6…インジェクタ、7…燃料供給装置、8…燃料タンク、9…フィードポンプ、10…スタータ、11…バルブタイミング可変機構、12…点火プラグ、13…ピストン、14…クランクシャフト、15…排気通路、16…電子制御装置、17…アクセルポジションセンサ、18…スロットルポジションセンサ、19…エアフローメータ、20…クランクポジションセンサ、21…カムポジションセンサ、22…水温センサ、23…圧力センサ、25…吸気バルブ、26…排気バルブ、27…吸気カムシャフト、28…排気カムシャフト、31…燃料配管、32…プレッシャレギュレータ。
Claims (7)
- 吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタに対しフィード圧に調整された燃料を供給する内燃機関の燃料供給装置において、
前記インジェクタに燃料を供給すべく燃料供給制御を行う制御部を備え、前記吸気ポートまたは前記インジェクタの温度が基準値よりも高くなるとき、前記制御部は前記燃料供給制御として前記インジェクタの温度を低下させる降温制御を行うものであり、前記制御部は前記降温制御により前記フィード圧を低下させることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 - 吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタに対しフィード圧に調整された燃料を供給する内燃機関の燃料供給装置において、
前記インジェクタに燃料を供給すべく燃料供給制御を行う制御部を備え、内燃機関の吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバーラップが判定値よりも大きくなるとき、前記制御部は前記燃料供給制御として前記インジェクタの温度を低下させる降温制御を行うものであり、前記制御部は前記降温制御により前記フィード圧を低下させることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 - 吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタに対しフィード圧に調整された燃料を供給する内燃機関の燃料供給装置において、
前記インジェクタに燃料を供給すべく燃料供給制御を行う制御部を備え、同制御部は、内燃機関を停止開始するに当たり、その停止開始前に、前記燃料供給制御として前記インジェクタの温度を低下させる降温制御を行うものであり、前記制御部は前記降温制御により前記フィード圧を低下させることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 - 前記制御部は、内燃機関を停止開始するに当たり、その停止開始前に、前記降温制御を行うものであり、該降温制御の実行後に内燃機関の停止処理を実行する請求項1又は2に記載の内燃機関の燃料供給装置。
- 前記制御部は、内燃機関の間欠運転における停止条件が成立したときに前記降温制御を実行する請求項3又は4に記載の内燃機関の燃料供給装置。
- 前記制御部は、前記降温制御により前記フィード圧を低下させることによって前記インジェクタの燃料噴射時間を増加させる請求項1〜5のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料供給装置。
- 前記制御部は、内燃機関の冷却水温、回転速度、及び負荷の各パラメータのうちの少なくとも一つが、各パラメータ毎にそれぞれ設定された判定値以上になることを条件に、前記降温制御を行う請求項1〜6のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料供給装置。
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