JP5478306B2 - 燃料噴射装置および燃料噴射弁 - Google Patents
燃料噴射装置および燃料噴射弁 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5478306B2 JP5478306B2 JP2010062787A JP2010062787A JP5478306B2 JP 5478306 B2 JP5478306 B2 JP 5478306B2 JP 2010062787 A JP2010062787 A JP 2010062787A JP 2010062787 A JP2010062787 A JP 2010062787A JP 5478306 B2 JP5478306 B2 JP 5478306B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel injection
- fuel
- needle
- valve
- valve seat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
上記の構成により、燃料の噴射停止中に、燃料噴射孔からノズルボディ内部に向かって燃料噴射弁の外部からガスが侵入することを抑制することができる。よって、燃料噴射孔からノズルボディ内部へのデポジットの形成・堆積を抑制することができる。
吸気ポート13から燃焼室11内へ流入した吸入空気は、ピストン12の上昇運動により燃焼室11内で圧縮される。エンジンECU10は、エアフロメータからの吸入空気量、クランク角センサからのピストン12の位置、および吸気カム角センサからのカム軸回転位相の情報に基づき、燃料噴射量および噴射タイミングを決定しインジェクタ21に信号を送る。インジェクタ21は、エンジンECU10の信号に従って、指示された噴射噴射量および噴射タイミングで燃料を噴射する。インジェクタ21より噴射された燃料は、霧化して圧縮された吸入空気と混合することで燃焼し、燃焼室11内を膨張させてピストン12を下降させる。この下降運動がコネクティングロッドを介してクランクシャフトの軸回転に変更されることにより、エンジン100は動力を得る。
この場合、エンジン100は、軽油を燃料とするディーゼルエンジンに限られず、ガソリンを燃料とするガソリンエンジン、ガソリンとアルコールとを任意の割合で混合した燃料を使用するフレキシブルフューエルエンジンのいずれでもよい。また、エンジンシステム1は、エンジン100と複数の電動モータとを組み合わせたハイブリッドシステムであってもよい。
燃料タンクより低圧燃料ポンプにより吸引された燃料は、高圧燃料ポンプにてコモンレールへ高圧で吐出し蓄圧される。コモンレールは、インジェクタ21に供給する高圧燃料を蓄圧する容器である。高圧燃料ポンプから圧送された燃料は、コモンレール内で噴射に必要な圧力まで蓄圧され、燃料配管を通じて各燃焼室11のインジェクタ21に供給される。また、コモンレールにはレール圧センサおよび減圧弁が設けられている。エンジンECU10は、レール圧センサから出力されたコモンレール内部の燃圧が規定値を超えた場合に、減圧弁を開放するように指示する。そして、減圧弁より燃料を排出することで、コモンレール圧が常に規定値以下になるよう調整する。減圧弁より排出された燃料は、リリーフ配管を通って燃料タンクへと戻される。
コモンレールより高圧配管を通じて供給された燃料は、エンジンECU10の指示によりインジェクタ21にて燃焼室11に噴射供給される。エンジンECU10は、エアフロメータからの吸入空気量およびクランク角センサからのピストンの位置の情報等に基づき、燃料噴射量と噴射タイミングを決定しインジェクタ21に信号を送る。インジェクタ21はエンジンECU10の信号に従って、指示された燃料噴射量・噴射タイミングにて燃焼室11へ燃料を高圧噴射する。インジェクタ21のリーク燃料は、リリーフ配管を通じて燃料タンクへと戻される。この場合、インジェクタ21は、エンジン100の仕様およびレイアウト要求に応じて燃焼室11の任意の位置に装着することができる。また、エンジン100の仕様が例えばガソリンエンジン等の火花点火式の場合には、インジェクタ21を吸気ポート13に設けてもよいし、燃焼室11と吸気ポート13との両方に設けてもよい。
なお、インジェクタ21は、本発明の燃料噴射弁の一構成例である。
インジェクタ21は、ノズルボディ211、ノズルボディ211の先端部に形成された燃料噴射孔212、コモンレールから燃料配管を通じて高圧の燃料が供給される燃料通路213、ノズルボディ211内に摺動自在に配置されるニードル214、ニードル214の基端側に形成された制御室215、ニードル214を燃料噴射孔212が閉鎖する側へ付勢するスプリング216、ニードル214の先端部が着座する弁座217、制御室215と連通するリリーフ通路218、制御室215とリリーフ通路218との連通を制御するソレノイド弁219、および弁座217から燃料噴射孔212に中空状に形成されたサック部220を備えた構成となっている。
この場合、燃料噴射孔212の数は6孔に限られず、任意の孔数を等間隔で設けてもよい。また、燃料噴射孔212より噴射される燃料は、すべて一定の噴射角度に設定されるが、各々の噴射角度を変えてもよい。更に、燃料噴射孔212は、サック部220からノズルボディ211の外部までの間の角度、孔径が一定であってもよいし、途中で変化させてもよい。
この場合、電磁式のソレノイド弁219に代えて、圧電素子を用いたピエゾ式等の他の開閉弁を適用することもできる。また、インジェクタ21は、制御室215を設ける構成に限られず、ニードル214を電磁力等で駆動させる構成であってもよい。
ここで、ニードル214をリフトさせる所定の時間は、燃料噴射後の燃料噴射孔212から弁座217までのノズルボディ211内部(すなわち、燃料噴射孔212およびサック部220内)を燃料で満たし、かつ燃料噴射孔212から燃料が漏れ出ることを抑制できる任意のリフト時間を採用する。この場合、予め台上試験等にて筒内圧・燃圧とリフト時間との相関マップを作成することで、適切なニードル214のリフト時間を容易に算出することができる(図4参照)。
エンジンECU10は、エンジン100の運転期間中に上記の制御を繰り返し実行する。
一方、本実施例の制御を実行することで、燃料噴射の実行後に燃料噴射孔212およびサック部220内を燃料で満たすことができるために、燃料の噴射停止中に、燃料噴射孔212およびサック部220内に外部からガスが侵入することを抑制することができる(図3参照)。そのため、燃料噴射孔212からノズルボディ211内部へのデポジットの形成・堆積を抑制することができる。
なお、エンジンECU10は、本発明のガス侵入抑制手段の一構成例である。
更に、エンジンシステム2は、エンジン100の運転状態に基づいて、インジェクタ21による燃料噴射の終了時にニードル214を弁座217に着座させる時間を調整する制御をエンジンECU10が実行する。
ここで、燃料噴射の終了時におけるニードル214の閉弁速度(ソレノイド弁219への電流制御値)は、燃料噴射後の燃料噴射孔212から弁座217までのノズルボディ211内部(すなわち、燃料噴射孔212およびサック部220内)を燃料で満たし、かつ燃料噴射孔212から燃料が漏れ出ることを抑制できる任意の閉弁速度(電流制御値)を採用する。この場合、実施例1と同様に、予め台上試験等にて筒内圧・燃圧と閉弁速度(電流制御値)との相関マップを作成することで、適切なニードル214の閉弁速度(電流制御値)を容易に算出することができる。また、ニードル214の閉弁速度に代えて、ニードル214が閉弁に要する時間を算出してもよい。
本実施例のエンジンシステム2は、エンジン100の運転状態に基づいて、インジェクタ21による燃料噴射の終了時にニードル214を弁座217に着座させる速度を調整することで、燃料噴射孔212から弁座217までのノズルボディ211内部を燃料で満たす制御を実行する。
ここで、ステップS3からステップS6までの処理は実施例1のエンジンシステム1の制御と同一であるため、その説明を省略する。
更に、エンジンシステム3は、アウタニードル414aおよびインナニードル414bを有するインジェクタ41を備え、エンジン100の運転状態に基づいて、インジェクタ41による燃料噴射の終了時にインナニードル414bの弁座217への着座時期をアウタニードル414aの弁座217への着座時期よりも遅くする制御をエンジンECU10が実行する。
なお、インジェクタ41は、アウタニードル414aとインナニードル414bとの両方が弁座217から離座すると燃料噴射孔212からの燃料噴射が開始される構成であり、いずれか一方が弁座217に着座している場合は燃料噴射が停止する。
第1ソレノイド弁419aが第1リリーフ通路418aを閉鎖すると、燃料通路213から供給される燃料によって第1制御室415a内の燃圧が上昇する。そして、第1制御室415a内の燃圧とアウタニードル414a先端側の燃圧との差分がアウタスプリング416aの付勢力未満になると、アウタニードル414aが閉弁方向(弁座217側)に移動する。一方、第1ソレノイド弁419aが第1リリーフ通路418aを連通させると、第1制御室415a内の燃料が第1リリーフ通路418aからリリーフ配管を通じて燃料タンクへ戻り、第1制御室415a内の燃圧が低下する。そして、第1制御室415a内の燃圧とアウタニードル414a先端側の燃圧との差分がアウタスプリング416aの付勢力を超えると、アウタニードル414aが開弁方向(アウタニードル414a基端側)に移動する。エンジンECU10は、第1ソレノイド弁419aへの電流制御値を変化させることで、第1ソレノイド弁419aの開弁・閉弁や弁速度を調整し、それによってアウタニードル414aの開弁・閉弁や移動速度を制御する。この場合、実施例1と同様に、電磁式の第1ソレノイド弁419aおよび第2ソレノイド弁419bに代えて、圧電素子を用いたピエゾ式等の他の開閉弁を適用することもできる。また、インジェクタ41は、上記2つの制御室を設ける構成に限られず、1の制御室で両ニードルの駆動を制御してもよいし、制御室を設けずに両ニードルを電磁力等で駆動させる構成であってもよい。
なお、インジェクタ41は、本発明の燃料噴射弁の一構成例である。
ここで、燃料噴射の終了時におけるインナニードル414b閉弁の遅れ時間は、燃料噴射後の燃料噴射孔212から弁座217までのノズルボディ211内部(すなわち、燃料噴射孔212およびサック部220内)を燃料で満たし、かつ燃料噴射孔212から燃料が漏れ出ることを抑制できる任意の閉弁の遅れ時間を採用する。この場合、実施例1と同様に、予め台上試験等にて筒内圧・燃圧とインナニードル414b閉弁の遅れ時間との相関マップを作成することで、適切なインナニードル414b閉弁の遅れ時間を容易に算出することができる。
本実施例のエンジンシステム3は、エンジン100の運転状態に基づいて、インジェクタ41による燃料噴射の終了時にインナニードル414bの弁座217への着座時期をアウタニードル414aの弁座217への着座時期よりも遅くすることで、燃料噴射孔212から弁座217までのノズルボディ211内部を燃料で満たす制御を実行する。
ここで、ステップS3からステップS6までの処理は実施例1のエンジンシステム1の制御と同一であるため、その説明を省略する。
更に、エンジンシステム4は、燃料案内溝514cを備えたインナニードル514bを有するインジェクタ51を備え、エンジン100の運転状態に基づいて、インジェクタ51による燃料噴射の終了時に燃料案内溝514cを備えるインナニードル514bを弁座217に着座させた後にアウタニードル414aを弁座217へ着座させる制御をエンジンECU10が実行する。
この場合、燃料案内溝514cは、サック部220の容積等に応じて、弁座217と嵌合(接触)するインナニードル514b先端側外周(着座部)の任意の位置に1または複数形成することができる。また、本実施例の燃料案内溝514cは、燃料通路213からサック部220に向かって溝の幅および深さが等しい構成であるが、これらが変化する構成であってもよい。
なお、燃料案内溝514cは、本発明の燃料流通手段の一構成例である。また、インジェクタ51は、本発明の燃料噴射弁の一構成例である。
ここで、燃料噴射の終了時におけるアウタニードル414a閉弁の遅れ時間は、燃料噴射後の燃料噴射孔212から弁座217までのノズルボディ211内部(すなわち、燃料噴射孔212およびサック部220内)を燃料で満たし、かつ燃料噴射孔212から燃料が漏れ出ることを抑制できる任意の閉弁の遅れ時間を採用する。この場合、実施例1と同様に、予め台上試験等にて筒内圧・燃圧とアウタニードル414a閉弁の遅れ時間との相関マップを作成することで、適切なアウタニードル414a閉弁の遅れ時間を容易に算出することができる。
本実施例のエンジンシステム4は、エンジン100の運転状態に基づいて、インジェクタ51による燃料噴射の終了時に燃料案内溝514cを備えるインナニードル514bを弁座217に着座させた後にアウタニードル414aを弁座217へ着座させることで、燃料噴射孔212から弁座217までのノズルボディ211内部を燃料で満たす制御を実行する。
ここで、ステップS3からステップS6までの処理は実施例1のエンジンシステム1の制御と同一であるため、その説明を省略する。
この構成によって、燃料の噴射停止時には開閉弁612aが燃料噴射孔212を閉鎖し、燃料の噴射時には噴射圧力によって開閉弁612aが開放されるために、燃料噴射孔212から燃料が適切に噴射される(図15(b)参照)。この場合、開閉弁612aは、アクチュエータ等の駆動力によって開閉弁される構成であってもよい。
なお、開閉弁612aは、本発明のガス侵入抑制手段の一構成例である。
10 エンジンECU(ガス侵入抑制手段)
11 燃焼室
21,41,51,61 インジェクタ(燃料噴射弁)
31 筒内圧センサ
32 排ガスセンサ
33 燃圧センサ
100 エンジン
211 ノズルボディ
212 燃料噴射孔
213 燃料通路
214 ニードル
215 制御室
217 弁座
218 リリーフ通路
219 ソレノイド弁
220 サック部
514c 燃料案内溝(燃料流通手段)
612a 開閉弁(ガス侵入抑制手段)
Claims (3)
- 内燃機関に設置され、ノズルボディの先端部近傍に設けられた燃料噴射孔から燃料を噴射可能な燃料噴射弁を有する燃料噴射装置であって、
前記ノズルボディ内部に摺動可能に収納されるアウタニードルと、
前記アウタニードル内部に摺動可能に収納されるインナニードルと、
前記アウタニードルおよび前記インナニードルが着離自在な弁座と、
燃料の噴射停止中に前記燃料噴射孔から前記弁座までの前記ノズルボディ内部を燃料で満たすことで、前記燃料噴射孔から前記ノズルボディ内部に向かって外部からガスが侵入することを抑制するガス侵入抑制手段と、を備え、
前記インナニードルは、前記インナニードルが前記弁座に着座しているときに前記インナニードルの基端側から先端側へ燃料を流通させる燃料流通手段を備え、
前記ガス侵入抑制手段は、前記燃料噴射弁による燃料噴射の終了時に前記インナニードルの前記弁座への着座時期と前記アウタニードルの前記弁座への着座時期とを変更することで前記燃料噴射孔から前記弁座までの前記ノズルボディ内部を燃料で満たすことを特徴とする燃料噴射装置。 - 前記ガス侵入抑制手段は、前記燃料噴射弁による燃料噴射の終了時に前記インナニードルが前記アウタニードルよりも先に前記弁座に着座するように、前記インナニードルの前記弁座への着座時期と前記アウタニードルの前記弁座への着座時期とを変更する請求項1記載の燃料噴射装置。
- 請求項1または請求項2に記載の燃料噴射装置の前記燃料噴射弁であって、
燃料の噴射停止中に前記ノズルボディ外部側から前記燃料噴射孔を閉鎖し、燃料の噴射時に前記燃料噴射孔を開放する開閉弁を備えることを特徴とする燃料噴射弁。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010062787A JP5478306B2 (ja) | 2010-03-18 | 2010-03-18 | 燃料噴射装置および燃料噴射弁 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010062787A JP5478306B2 (ja) | 2010-03-18 | 2010-03-18 | 燃料噴射装置および燃料噴射弁 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011196228A JP2011196228A (ja) | 2011-10-06 |
JP5478306B2 true JP5478306B2 (ja) | 2014-04-23 |
Family
ID=44874768
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010062787A Expired - Fee Related JP5478306B2 (ja) | 2010-03-18 | 2010-03-18 | 燃料噴射装置および燃料噴射弁 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5478306B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9863707B2 (en) | 2011-09-29 | 2018-01-09 | Hatch Ltd. | Furnace with refractory bricks that define cooling channels for gaseous media |
CN110382857A (zh) * | 2017-03-03 | 2019-10-25 | 马自达汽车株式会社 | 发动机的控制装置 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6354697B2 (ja) * | 2015-08-03 | 2018-07-11 | 株式会社デンソー | 噴射制御装置 |
JP6451760B2 (ja) * | 2017-03-03 | 2019-01-16 | マツダ株式会社 | エンジンの制御装置 |
JP6428811B2 (ja) * | 2017-03-03 | 2018-11-28 | マツダ株式会社 | エンジンの制御装置 |
JP6819424B2 (ja) * | 2017-04-04 | 2021-01-27 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関システム |
JP6928586B2 (ja) * | 2018-07-18 | 2021-09-01 | 株式会社デンソー | 燃料噴射弁 |
JP7180571B2 (ja) * | 2019-09-10 | 2022-11-30 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関およびその制御方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11287169A (ja) * | 1998-04-02 | 1999-10-19 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料噴射弁 |
JP2001263203A (ja) * | 2000-03-17 | 2001-09-26 | Bosch Automotive Systems Corp | 燃料噴射ノズル |
JP2002030971A (ja) * | 2000-07-14 | 2002-01-31 | Mitsubishi Automob Eng Co Ltd | 燃料噴射装置 |
JP2007132222A (ja) * | 2005-11-08 | 2007-05-31 | Denso Corp | 燃料噴射弁 |
JP2008025484A (ja) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Toyota Motor Corp | 燃料噴射弁 |
-
2010
- 2010-03-18 JP JP2010062787A patent/JP5478306B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9863707B2 (en) | 2011-09-29 | 2018-01-09 | Hatch Ltd. | Furnace with refractory bricks that define cooling channels for gaseous media |
CN110382857A (zh) * | 2017-03-03 | 2019-10-25 | 马自达汽车株式会社 | 发动机的控制装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011196228A (ja) | 2011-10-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5478306B2 (ja) | 燃料噴射装置および燃料噴射弁 | |
JP4428201B2 (ja) | 蓄圧式燃料噴射装置 | |
EP1864011B1 (en) | Fuel injection control device for engine | |
JP5809796B2 (ja) | 内燃機関の燃料噴射制御装置 | |
JP4492421B2 (ja) | 内燃機関の燃料供給装置 | |
JP2009052414A (ja) | 燃料噴射制御装置 | |
JP2009057929A (ja) | 燃料噴射制御装置 | |
JP5790666B2 (ja) | セタン価推定装置 | |
US20140251280A1 (en) | Control apparatus for internal combustion engine and control method for internal combustion engine | |
US20130192562A1 (en) | Fuel injection control device and fuel injection method for internal combustion engine | |
JP5482717B2 (ja) | 内燃機関の燃料噴射制御装置 | |
JP6409593B2 (ja) | 内燃機関の水噴射システム | |
US11078864B2 (en) | Method of controlling fuel injection amount of internal combustion engine | |
EP3267018A1 (en) | Fuel injection valve, control device for fuel injection valve, and control method | |
US20120097128A1 (en) | Cylinder Injection Engine and Control Device Therefor | |
JP2014015894A (ja) | 燃料噴射弁の制御装置 | |
JPH11159372A (ja) | 蓄圧式多気筒エンジンの噴射制御装置 | |
JP2005163639A (ja) | 蓄圧式燃料噴射装置 | |
JP5811022B2 (ja) | 燃料圧力制御装置 | |
JP2011052568A (ja) | 高圧燃料ポンプの故障判定装置 | |
JP2009085122A (ja) | 内燃機関の燃料噴射制御装置 | |
JP5292111B2 (ja) | 内燃機関の燃料供給装置 | |
JP5549398B2 (ja) | セタン価推定装置 | |
JP6605968B2 (ja) | 内燃機関制御装置 | |
JP7137410B2 (ja) | 内燃機関の吸気装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130214 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130930 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131001 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131114 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140121 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140210 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5478306 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |