JP6098613B2 - 内燃機関 - Google Patents
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Description
釈を抑制する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
の境となるポスト噴射燃料量が存在するため、その値を噴射量閾値としている。そして、要求されるポスト噴射による燃料の噴射量が噴射量閾値よりも多い場合を、ポスト噴射時にニードルの開弁速度を調整する前提条件としている。なお、噴射量閾値は、ポスト噴射時のニードルの開弁速度をメイン噴射時のニードルの開弁速度と同じとしても気筒の壁面に燃料が到達しないポスト噴射燃料量の上限値、または、ポスト噴射時のニードルの開弁速度をメイン噴射時のニードルの開弁速度と同じとしたときに気筒の壁面に到達する燃料が許容範囲内のときのポスト噴射燃料量の上限値とすることができる。
図1は、本実施例に係る内燃機関1の概略構成を示す図である。なお、本実施例においては、内燃機関1を簡潔に表示するため、一部の構成要素の表示を省略している。内燃機関1は、ディーゼル機関である。内燃機関1は例えば車両に搭載される。内燃機関1の気筒2には、ピストン3が備わる。ピストン3の上面には、ピストン内部に向かって凹むキャビティ31が形成されている。
る動弁機構43が備わる。燃料噴射弁4には、例えば直動式の燃料噴射弁を採用することができる。動弁機構43は、例えばピエゾ素子を備えており、このピエゾ素子に通電することによりニードル42が開弁される。なお、本実施例では、ニードル42を上下させ、且つ、ニードル42の開弁速度を変化させる機構が燃料噴射弁4に備わっていればよい。このようなニードル42の開弁速度を変更可能な構成は周知のため説明は省略する。また、本実施例に係る燃料噴射弁4は、ニードル42の開弁速度を少なくとも3段階に変化させることが可能なものとする。燃料噴射弁4は、ニードル42の開弁速度を無段階に変更することができるものであってもよい。コモンレール5には、燃料の圧力を検出する燃圧センサ11が取り付けられている。
高くなるほど、燃料の貫徹力が大きくなり、気筒2の壁面に燃料が液体のまま到達し易くなるという観点からは、オイルの希釈を抑制するのには不利になる。一方、燃料の圧力が高くなるほど、燃料の粒径が小さくなり、気筒2の壁面に燃料が液体のまま到達し難くなるという観点からは、オイルの希釈を抑制するのには有利になる。この、2つの燃料噴霧の特性に基づいて、ポスト噴射燃料の噴射可能量を求めることができる。
々に増加していく。すなわち、ニードル42の先端部が上昇するにしたがって、ニードル42の先端部と燃料噴射弁4の内壁面との距離が大きくなる。このため、燃料噴射弁4内の燃料の通路の断面積が徐々に増加していく。燃料の通路の断面積が大きいほど、単位時間あたりに流通可能な燃料の量が多くなるため、単位時間当たりの燃料噴射量が多くなる。単位時間当たりの燃料噴射量が多いほど、燃料の貫徹力が高くなり、燃料の微粒化が促進される。したがって、ニードル42の開弁速度を高くすることにより、燃料の微粒化が促進される。このため、燃料の圧力が低いときに、ニードル42の開弁速度を高くすることにより、燃料の蒸発を促進させることができる。このときには、燃料の貫徹力が高くなるものの、燃料の圧力が低いために、ポスト噴射燃料が気筒2の壁面に到達することが抑制される。
により求めてマップ化しておいてもよい。ステップS103の処理が終了すると、ステップS104へ進む。
考えて、図6に示したフローチャートにおいて、ステップS109及びステップS111を行わない。そして、ステップS107で否定判定がなされた場合にステップS110へ進む。
実施例1では、ポスト噴射時のニードル42の開弁速度を、メイン噴射時のニードル42の開弁速度よりも、高くする場合と低くする場合とについて説明している。すなわち、ニードル42の開弁速度はメイン噴射を合わせて3通りあり、ニードル42の開弁速度を3段階に変化させている。一方、ニードル42の開弁速度を4段階以上、または、無段階に変化させることができる燃料噴射弁4を用いている場合には、ニードル42の開弁速度を3段階に変化させることに代えて、ニードル42の開弁速度を4以上の段階に変化させてもよいし、無段階に変化させてもよい。そして、燃料の圧力が高くなるほど、ポスト噴射燃料の貫徹力を低下させるために、ポスト噴射時のニードル42の開弁速度を低くしてもよい。この場合、実施例1で説明したように、P1とP2とが等しいと考えてもよい。
同じため、説明を省略する。図7は、本実施例に係るポスト噴射時のニードル42の開弁速度を決定するフローを示したフローチャートである。本フローチャートは、ECU10により燃焼サイクル毎に実行される。上記フローチャートと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。なお、本実施例において図7に示したフローチャートを実行するECU10が、本発明における制御装置に相当する。
本実施例では、ポスト噴射時に目標となる噴射率を実現するために、ニードル42のリフト量の最大値(以下、最大リフト量という。)を調整する。したがって、本実施例係る燃料噴射弁4は、動弁機構43によりニードル42の最大リフト量を任意に変えることができる。ニードル42の開弁速度は、実施例1と同様に決定することができる。その他の装置等は上記実施例と同じため、説明を省略する。
2 気筒
3 ピストン
4 燃料噴射弁
5 コモンレール
6 燃料供給管
7 燃料ポンプ
8 圧力調整機構
10 ECU
11 燃圧センサ
17 アクセル開度センサ
18 クランクポジションセンサ
31 キャビティ
41 噴孔
42 ニードル
43 動弁機構
Claims (3)
- ニードルを有し該ニードルを開弁したときに内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁を備える内燃機関において、
前記燃料噴射弁からの燃料のメイン噴射の後にポスト噴射を実施する場合であって、要求されるポスト噴射による燃料の噴射量が噴射量閾値よりも多い場合において、燃料の圧力が第一所定圧力以下のときには、ポスト噴射時の前記ニードルの開弁速度をメイン噴射時の前記ニードルの開弁速度よりも高くし、燃料の圧力が前記第一所定圧力よりも大きな圧力である第二所定圧力以上のときには、ポスト噴射時の前記ニードルの開弁速度をメイン噴射時の前記ニードルの開弁速度よりも低くする制御装置を備える内燃機関。 - 前記制御装置は、燃料の圧力が前記第一所定圧力以下のとき、または、燃料の圧力が前記第二所定圧力以上のときには、燃料の圧力が高くなるほど、ポスト噴射時の前記ニードルの開弁速度を低くする請求項1に記載の内燃機関。
- 前記制御装置は、燃料の圧力が前記第一所定圧力以下のとき、または、燃料の圧力が前記第二所定圧力以上のときには、燃料の圧力が高い場合には燃料の圧力が低い場合よりもポスト噴射時の前記ニードルのリフト量の最大値を小さくする請求項1または2に記載の内燃機関。
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