特許 5830891 燃料噴射弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5830891

(24)【登録日】2015年11月6日

(45)【発行日】2015年12月9日

(54)【発明の名称】燃料噴射弁

(51)【国際特許分類】

   F02M 61/18 20060101AFI20151119BHJP

【ＦＩ】

   F02M61/18 310A

   F02M61/18 360C

   F02M61/18 350Z

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2011-68457(P2011-68457)

(22)【出願日】2011年3月25日

(65)【公開番号】特開2012-202322(P2012-202322A)

(43)【公開日】2012年10月22日

【審査請求日】2013年8月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(74)【代理人】

【識別番号】100134511

【弁理士】

【氏名又は名称】八田 俊之

(74)【代理人】

【識別番号】100128565

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼林 芳孝

(72)【発明者】

【氏名】坂井 洋志

【審査官】 安井 寿儀

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０３−２７５９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５３４８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３２７３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２１５９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１７７１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０３４９９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０８２２２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ６１／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

先端部に噴孔が設けられたノズルボディと、
前記噴孔に向かって前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する旋回流生成手段と、
前記旋回流生成手段の洗浄を行う燃料キャビテーションを発生させるキャビテーション発生室と、
前記キャビテーション発生室におけるキャビテーション発生量を変更するキャビテーション発生量変更手段と、を、備え、
前記キャビテーション発生量変更手段は、前記旋回流生成手段と前記キャビテーション発生室との対向状態を変更することによりキャビテーション発生量を変更する燃料噴射弁。

【請求項2】

先端部に噴孔が設けられたノズルボディと、
前記噴孔に向かって前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する旋回流生成手段と、
前記旋回流生成手段の洗浄を行う燃料キャビテーションを発生させるキャビテーション発生室と、
前記キャビテーション発生室におけるキャビテーション発生量を変更するキャビテーション発生量変更手段と、を、備え、
前記キャビテーション発生量変更手段は、前記キャビテーション発生室の開口部に設けられた当該開口部の開閉手段を含む燃料噴射弁。

【請求項3】

前記旋回流生成手段は、前記ノズルボディ内に摺動自在に配置されたニードル部材の外周面に設けられた螺旋溝であり、
前記キャビテーション発生室は、前記螺旋溝と対向可能な位置に設けられた請求項１又は２に記載の燃料噴射弁。

【請求項4】

前記螺旋溝の溝幅は、上流側から下流側に行くに従って狭くなる請求項３に記載の燃料噴射弁。

【請求項5】

前記キャビテーション発生量変更手段は、デポジットの堆積量に応じてキャビテーションの発生量を制御する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は燃料噴射弁に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、内燃機関に関し、ＣＯ_２低減及びエミッション低減のため、過給リーン、大量ＥＧＲ及び予混合自着火燃焼の研究が盛んに行われている。これらの研究によると、ＣＯ_２低減及びエミッション低減の効果を最大限に引き出すには、より燃焼限界近傍において安定した燃焼状態を得る必要がある。また、石油燃料の枯渇化が進む中、バイオ燃料など多種の燃料でも安定して燃焼できるロバスト性が要求される。このような安定した燃焼を得るのに最も重要な点は混合気の着火ばらつきを低減することや膨張行程で燃料を燃やしきる速やかな燃焼が必要とされる。

【0003】

また、内燃機関の燃料供給において、過渡応答性の向上、気化潜熱による体積効率向上や低温での触媒活性化用の大幅な遅角燃焼のために燃焼室内へ燃料を直接噴射する筒内噴射方式が採用されている。ところが、筒内噴射方式を採用することにより、噴霧燃料が液滴のまま燃焼室壁に衝突して起こるオイル希釈や、液状燃料で噴射弁の噴孔周りに生成されるデポジットによる噴霧悪化により燃焼変動が助長されていた。

【0004】

このような筒内噴射方式の採用により生じるオイル希釈や噴霧悪化の対策をするとともに、着火ばらつきを低減し安定した燃焼を実現するには、燃焼室内の燃料が速やかに気化するように、噴霧を微粒化することが重要となる。

【0005】

燃料噴射弁から噴射される噴霧の微粒化には薄膜化した液膜のせん断力によるもの、流れの剥離で発生するキャビテーションによるもの、超音波の機械的振動で表面に付着した燃料を微粒化するものなどが知られている。

【0006】

特許文献１には、気泡発生流路と気泡保持流路との圧力差を利用して発生させた気泡を混合した燃料を噴射し、噴射後の燃料において気泡が崩壊するエネルギーにより燃料を微粒化する燃料噴射弁が記載されている。

【0007】

このように、燃料噴射弁に対し、種々の提案がされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００６−１７７１７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ところで、燃焼噴射弁の内部には、燃焼室に曝される噴孔から火炎が侵入することがあり、燃料噴射弁の内部にデポジットが堆積することがある。燃料噴射弁の内部にデポジットが堆積すると、噴射率が低下したり、所望のキャビテーションが発生せず、燃料の微粒化に影響を与えたりする。

【0010】

そこで本明細書開示の発明は、燃料噴射弁内のデポジットの洗浄をすることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するために本明細書開示の燃料噴射弁は、先端部に噴孔が設けられたノズルボディと、前記噴孔に向かって前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する旋回流生成手段と、前記旋回流生成手段の洗浄を行う燃料キャビテーションを発生させるキャビテーション発生室と、を備える。

【0012】

積極的に燃料キャビテーションを発生させて燃料噴射弁内、特に、旋回流生成手段に堆積したデポジットを洗浄することができる。これにより、微細気泡を含んだ燃料の噴射を促進し、また、噴射率の低下を抑制することができる。

【0013】

前記旋回流生成手段は、前記ノズルボディ内に摺動自在に配置されたニードル部材の外周面に設けられた螺旋溝であり、前記キャビテーション発生室は、前記螺旋溝と対向可能な位置に設けることができる。

【0014】

燃料の流れに旋回成分が付与されると、燃料中に気泡が発生する。また、旋回成分が付与された燃料の流れ（旋回流）の中心部に気柱が発生し、気柱と燃料との境界において微細気泡が発生する。微細気泡は噴孔から噴射された後、圧壊されて、燃料の微粒化を促進する。このような螺旋溝へのデポジットの堆積は、燃料の流れへの旋回成分付与に影響を及ぼす。そこで、螺旋溝とキャビテーション発生室とを対向させることにより螺旋溝内に堆積したデポジットに燃料キャビテーションを効果的に作用させて、デポジットを洗浄することができる。

【0015】

前記螺旋溝の溝幅は、上流側から下流側に行くに従って狭くすることができる。ニードル部材の先端部側、すなわち、下流側は、噴孔に近いためデポジットが堆積し易い。そこで、下流側（先端部側）に行くに従って溝幅を狭くすることにより、燃料キャビテーションの気泡を旋回溝の壁面に衝突し易くすることによってデポジットを洗浄する。

【0016】

燃料噴射弁は、前記キャビテーション発生室におけるキャビテーション発生量を変更するキャビテーション発生量変更手段を備えることができる。このキャビテーション発生量変更手段は、デポジットの堆積量に応じてキャビテーションの発生量を制御することができる。

【0017】

デポジットの洗浄を狙って燃料キャビテーションを発生させると、燃料微粒化のための気泡発生に影響を及ぼすことが考えられる。このため、燃料キャビテーションは、必要に応じて発生させることが望ましく、キャビテーション発生量変更手段を備えることが望ましい。

【0018】

前記キャビテーション発生量変更手段は、前記旋回流生成手段と前記キャビテーション発生室との対向状態を変更することによりキャビテーション発生量を変更することができる。

【0019】

前記キャビテーション発生量変更手段は、前記キャビテーション発生室の開口部に設けられた当該開口部の開閉手段を含むことができる。開口部の開度を変更することによって、燃料キャビテーションの発生量を制御することができる。

【発明の効果】

【0020】

本明細書に開示された燃料噴射弁によれば、燃料噴射弁内のデポジットの洗浄をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、比較例の燃料噴射弁の概略構成を示す説明図である。

【図2】図２（Ａ）は実施例１の燃料噴射弁の先端部を側面から見た概略構成図であり、図２（Ｂ）は実施例１の燃料噴射弁が備えるキャビテーション発生室の配置を示す説明図である。

【図3】図３は、実施例１の燃料噴射弁が燃料噴射を行うときのニードル部材とノズルボディとの関係を示す説明図である。

【図4】図４（Ａ）は実施例１の燃料噴射弁の燃料噴射モードを示し、図４（Ｂ）は実施例１の燃料噴射弁の過渡モードを示し、図４（Ｃ）は実施例１の燃料噴射弁の洗浄モードを示す説明図である。

【図5】図５は、デポジット堆積量と、螺旋溝とキャビテーション発生室とのオーバーラップ率との関係を示すマップの一例である。

【図6】図６は、空燃比補正値と燃料噴射低下量との関係に、キャビテーション発生量変更手段を動作させるための閾値を当てはめたグラフの一例である。

【図7】図７（Ａ）は実施例２の燃料噴射弁の燃料噴射モードを示す説明図であり、図７（Ｂ）は実施例２の燃料噴射弁の洗浄モードを示す説明図である。

【図8】図８は、実施例３の燃料噴射弁の概略構成を示す説明図である。

【図9】図９は、デポジット堆積量と、開閉弁の開弁角度との関係を示すマップの一例である。

【図10】図１０は、実施例４の燃料噴射弁の概略構成を示す説明図である。

【図11】図１１（Ａ）は実施例１〜４の燃料噴射弁が備えるニードル部材の先端部を示す説明図であり、図１１（Ｂ）は実施例５の燃料噴射弁が備えるニードル部材の先端部を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されている場合もある。

【実施例1】

【0023】

実施例１の燃料噴射弁１について説明する前に、比較例の燃料噴射弁１００について図１を参照しつつ説明する。燃料噴射弁１００は、先端部に噴孔１０２を備えたノズルボディ１０１を備える。ノズルボディ１０１の内部には、ニードル部材１０３が摺動自在に配置されている。ニードル部材１０３の基端側には駆動部１０４が設けられている。駆動部１０４にはＥＣＵ（Electronic control unit）１０が電気的に接続されている。ニードル部材１０３は、ＥＣＵ１０の指令を受けた駆動部１０４により昇降動作をする。ニードル部材１０３の先端部には、拡径部１０３ａが設けられており、その外周面には、螺旋溝１０３ａ１が設けられている。螺旋溝１０３ａ１は、ノズルボディ１０１内を流れる燃料に旋回成分を付与する。すなわち、螺旋溝１０３ａ１は旋回成分生成手段に相当する。ニードル部材１０３の先端部には、シート部１０３ｂが設けられている。このシート部１０３ｂがノズルボディ１０１の内周面に設けられたシート面１０１ａから離座することにより燃料噴射弁１００は、開弁状態（噴射状態）となる。また、シート部１０３ｂがシート面１０１ａに着座することにより、燃料噴射弁１００は、閉弁状態（噴射停止状態）となる。

【0024】

燃料噴射弁１００は、噴孔１０２が燃焼室内で開口するようにエンジン本体に装着される。そして、ＥＣＵ１０の噴射指令に基づいて燃料を噴射する。燃料は噴射されるときに螺旋溝１０３ａ１を通過する。これにより、燃料の流れに旋回成分が付与される。旋回成分を有する燃料は、その内部に気泡を発生させる。また、燃料の旋回流が狭い領域である噴孔に導入されると旋回速度が増し、旋回流の中心部が負圧となる。すると、旋回流の中心部に気柱１０５が発生し、この気柱１０５と燃料との境界において微細気泡が発生する。燃料に含まれる微細気泡や気泡は、噴孔から噴射された後に破裂して、燃料の微粒化を促進する。

【0025】

このような燃料噴射弁１００は、噴孔１０２から燃焼室内の火炎が侵入し易い。このため、ノズルボディ１０１の内周面や、螺旋溝１０３ａ１内にデポジット１０６が堆積し易い。デポジット１０６の堆積は、噴射率を低下させたり、螺旋溝１０３ａ１内の燃料流れを阻害し、燃料の微粒化に影響を与えたりする。

【0026】

つぎに、実施例１の燃料噴射弁１について、図２を参照しつつ説明する。図２（Ａ）は実施例１の燃料噴射弁１の先端部を側面から見た概略構成図であり、図２（Ｂ）は実施例１の燃料噴射弁が備えるキャビテーション発生室７ａ、７ｂの配置を示す説明図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）におけるＡ−Ａ線でノズルボディ３を断面としている。

【0027】

燃料噴射弁１は、先端部に噴孔２を備えたノズルボディ３を備える。ノズルボディ３の内部には、ニードル部材４が摺動自在に配置されている。ニードル部材４の基端側には駆動部５が設けられている。駆動部５にはＥＣＵ１０が電気的に接続されている。ニードル部材４は、ＥＣＵ１０の指令を受けた駆動部５により昇降動作をする。ニードル部材４の先端部には、拡径部４ａが設けられており、その外周面には、螺旋溝４ａ１が設けられている。螺旋溝４ａ１は、ノズルボディ３内を流れる燃料に旋回成分を付与する。すなわち、螺旋溝３ａ１は旋回成分生成手段に相当する。ニードル部材４の先端部には、シート部４ｂが設けられている。このシート部４ｂがノズルボディ３の内周面に設けられたシート面３ａから離座することにより燃料噴射弁１は、開弁状態（噴射状態）となる。また、シート部４ｂがシート面３ａに着座することにより、燃料噴射弁１は、閉弁状態（噴射停止状態）となる。

【0028】

ＥＣＵ１０にはＡ／Ｆセンサ１１が電気的に接続されている。Ａ／Ｆセンサ１１はデポジットの堆積量を推定するために用いられる。すなわち、ＥＣＵ１０はＡ／Ｆセンサ１１から取得したデータに基づいて空燃比補正値を算出し、この空燃比補正値に基づいてデポジットの堆積量を推定する。すなわち、空燃比補正値が大きくなると、デポジット堆積量による燃料噴射量の低減が発生していると判断する。

【0029】

ノズルボディ３の内周壁には、燃料キャビテーションを発生させるキャビテーション発生室７ａ、７ｂが設けられている。図２は、ノズルボディ３の内部、特に、螺旋溝４ａ１内に堆積したデポジットを効率よく洗浄するための状態を示している。すなわち、図中Ｘ部を拡大して示すように、キャビテーション発生室７ａ、７ｂと螺旋溝４ａ１とが対向した状態となっている（オーバーラップ率１００％）。キャビテーション発生室７ａ、７ｂは、ともに螺旋溝４ａ１と対向することができるように、軸方向に連続する螺旋溝４ａ１に対応させて軸方向にずらして配置されている。螺旋溝４ａ１とキャビテーション発生室７ａ、７ｂとが対向することにより、螺旋溝４ａ１内を流れる燃料がキャビテーション発生室７ａ、７ｂ内に入り込み、この際、流れに剥離が生じ、燃料キャビテーションが発生する。発生した燃料キャビテーションはデポジットに作用してデポジットを洗浄することができる。

【0030】

なお、図３に示すように、螺旋溝４ａ１とキャビテーション発生室７ａ、７ｂとの位置をずらすことにより、キャビテーション発生室７ａ、７ｂにおける燃料キャビテーションの発生を抑制することができる。通常の燃料噴射を行うときは、ニードル部材４とノズルボディ３のとの関係を図３に示すような関係とすることができる。

【0031】

以上のような燃料噴射弁１の制御の一例について図４（Ａ）〜図４（Ｃ）、図５を参照しつつ説明する。図４（Ａ）は実施例１の燃料噴射弁１の燃料噴射モードを示し、図４（Ｂ）は実施例１の燃料噴射弁１の過渡モードを示し、図４（Ｃ）は実施例１の燃料噴射弁１の洗浄モードを示す説明図である。図５は、デポジット堆積量と、螺旋溝４ａ１とキャビテーション発生室７ａ、７ｂとのオーバーラップ率との関係を示すマップの一例である。図６は、空燃比補正値と燃料噴射低下量との関係に、キャビテーション発生量変更手段を動作させるための閾値を当てはめたグラフの一例である。

【0032】

燃料キャビテーションを発生させると圧損が生じ、燃料の旋回力の低下が懸念される。燃料の旋回力が低下すると、燃料中に所望の気泡を発生させることができず、燃料の微粒化性能を低下させることにもなりかねない。そこで、常時燃料量キャビテーションを発生させるのではなく、デポジットが堆積し、その洗浄が必要となった場合に燃料キャビテーションを発生させるようにする。

【0033】

具体的には、螺旋溝４ａ１とキャビテーション発生室７ａ、７ｂとのオーバーラップ率を変更する。すなわち、デポジット堆積量が多いときは、螺旋溝４ａ１とキャビテーション発生室７ａ、７ｂとのオーバーラップ率を大きくし、燃料キャビテーションを十分に発生させてデポジットを除去する（洗浄モード）。一方、デポジット堆積量が全くないか、燃料噴射に影響を及ぼす量ではないと判断させるときは、オーバーラップ率をゼロとする（燃料噴射モード）。さらに、これらの間の状態については、過渡モードとすることもできる。

【0034】

ＥＣＵ１０は、Ａ／Ｆセンサ１１から取得したデータに基づいて算出した空燃比補正値が第１閾値よりも小さいと判断したときは、それ程多くのデポジットが堆積していないと判断する。そして、ＥＣＵ１０は、燃料噴射弁１の状態を図４（Ａ）に示す燃料噴射モードとする。燃料噴射モード時のキャビテーション発生室７ａ、７ｂは、ニードル部材４が備える拡径部４ａの螺旋溝４ａ１以外の部分により閉塞される状態となる。これにより、燃料キャビテーションの発生が抑制され、燃料微粒化のための気泡の発生への影響が緩和される。

【0035】

ＥＣＵ１０は、Ａ／Ｆセンサ１１から取得したデータに基づいて算出した空燃比補正値が第１閾値と第２閾値との間であると判断したときは、多少デポジットが堆積しているとして判断する。そして、ＥＣＵ１０は、燃料噴射弁１の状態を図４（Ｂ）に示す過渡モードとする。過渡モード時のキャビテーション発生室７ａ、７ｂは、ニードル部材４が備える拡径部４ａの螺旋溝４ａ１とその一部においてオーバーラップした状態となる。これにより、燃料キャビテーションの発生が限定的となり、燃料微粒化のための気泡の発生とデポジット洗浄の両立が図られる。

【0036】

ＥＣＵ１０は、Ａ／Ｆセンサ１１から取得したデータに基づいて算出した空燃比補正値が第２閾値を越えると判断したときは、大量にデポジットが堆積しているとして判断する。そして、ＥＣＵ１０は、燃料噴射弁１の状態を図４（Ｃ）に示す洗浄モードとする。洗浄モード時のキャビテーション発生室７ａ、７ｂは、ニードル部材４が備える拡径部４ａの螺旋溝４ａ１と完全にオーバーラップした状態となる。これにより、燃料キャビテーションによるデポジット洗浄が積極的に行われる。この結果、燃料噴射弁１の噴射率等の機能が回復する。

【0037】

なお、螺旋溝４ａ１とキャビテーション発生室７ａ、７ｂとのオーバーラップ率は、駆動部５によって任意に制御される。駆動部５及びＥＣＵ１０は、キャビテーション発生室７ａ、７ｂにおけるキャビテーション発生量を変更するキャビテーション発生量変更手段の機能を発揮する。すなわち、旋回流生成手段に相当する螺旋溝４ａ１とキャビテーション発生室７ａ、７ｂとの対向状態を変更する。

【実施例2】

【0038】

つぎに、実施例２について、図７（Ａ）、図７（Ｂ）を参照しつつ説明する。図７（Ａ）は実施例２の燃料噴射弁２０の燃料噴射モードを示す説明図であり、図７（Ｂ）は実施例２の燃料噴射弁２０の洗浄モードを示す説明図である。

【0039】

実施例２の燃料噴射弁２０が、実施例１の燃料噴射弁１と異なる点は以下の如くである。すなわち、実施例１の燃料噴射弁１は、ニードル部材４のリフト量を変更することにより螺旋溝４ａ１とキャビテーション発生室７ａ、７ｂとのオーバーラップ率を制御している。これに対し、実施例２の燃料噴射弁２０は、ニードル部材４を回転させることにより螺旋溝４ａ１とキャビテーション発生室７ａ、７ｂとのオーバーラップ率を制御している。すなわち、螺旋溝４ａ１は、螺旋の性質上、回転角度によって同一視点から観察される高さ位置が異なる。ニードル部材４の回転駆動は、昇降駆動を行う駆動部５に回転駆動用のアクチュエータを組み込むことにより実現することができる。

【0040】

なお、他の構成要素は、実施例１と同様であるので、共通する構成要素には図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は、省略する。

【0041】

ニードル部材４の回転駆動によるオーバーラップ率の制御は、燃料噴射弁のエンジンへの搭載上の問題等により、燃料噴射弁の全長を十分に確保することが困難であって、リフト量の変化を実現困難であるとき等に有利である。実施例２の場合も、回転角度を制御することにより、実施例１の場合と同様に燃料噴射モード、過渡モード、洗浄モードを実現することができる。

【実施例3】

【0042】

つぎに実施例３の燃料噴射弁３０について、図８及び図９を参照しつつ説明する。図８は、実施例３の燃料噴射弁３０の概略構成を示す説明図である。図９は、デポジット堆積量と、開閉弁の開弁角との関係を示すマップの一例である。

【0043】

実施例３の燃料噴射弁３０が実施例１の燃料噴射弁１と異なる点は、以下の如くである。すなわち、燃料噴射弁３０は、キャビテーション発生室７ａ、７ｂの開口部７ａ１、７ｂ１の開閉手段の一例である開閉弁３１を備える。開閉弁３１は、Ｙ部を拡大して示すように小型のアクチュエータ３２によって駆動される。アクチュエータ３２は、ＥＣＵ１０と電気的に接続されている。

【0044】

すなわち、実施例１では、螺旋溝４ａ１とキャビテーション発生室７ａ、７ｂとのオーバーラップ率を変更したが、実施例２では、開閉弁３１の開度を変更することによって、燃料キャビテーションの発生量を制御する。

【0045】

具体的には、図９に示すように、デポジット堆積量が多いときは、開閉弁３１の開度を大きくし、燃料キャビテーションを十分に発生させてデポジットを除去する（洗浄モード）。一方、デポジット堆積量が全くないか、燃料噴射に影響を及ぼす量ではないと判断させるときは、開度をゼロとする（燃料噴射モード）。さらに、これらの間の状態については、過渡モードとすることもできる。デポジット堆積量の推定には、実施例１の場合と同様に図６に示したマップを用いることができる。

【0046】

ＥＣＵ１０は、Ａ／Ｆセンサ１１から取得したデータに基づいて算出した空燃比補正値が第１閾値よりも小さいと判断したときは、それ程多くのデポジットが堆積していないと判断する。そして、ＥＣＵ１０は、燃料噴射弁３０を燃料噴射モード（開閉弁３１の開度０°）とする。燃料噴射モード時のキャビテーション発生室７ａ、７ｂは、開閉弁３１により閉塞される状態となる。これにより、燃料キャビテーションの発生が抑制され、燃料微粒化のための気泡の発生への影響が緩和される。

【0047】

ＥＣＵ１０は、Ａ／Ｆセンサ１１から取得したデータに基づいて算出した空燃比補正値が第１閾値と第２閾値との間であると判断したときは、多少デポジットが堆積しているとして判断する。そして、ＥＣＵ１０は、燃料噴射弁３０を過渡モードとする。過渡モード時のキャビテーション発生室７ａ、７ｂは、開閉弁３１により、僅かに開放された状態となる。これにより、燃料キャビテーションの発生が限定的となり、燃料微粒化のための気泡の発生とデポジット洗浄の両立が図られる。

【0048】

ＥＣＵ１０は、Ａ／Ｆセンサ１１から取得したデータに基づいて算出した空燃比補正値が第２閾値を越えると判断したときは、大量にデポジットが堆積しているとして判断する。そして、ＥＣＵ１０は、燃料噴射弁３０を洗浄モードとする。洗浄モード時のキャビテーション発生室７ａ、７ｂは、開閉弁３１により完全に開放された状態となる。これにより、燃料キャビテーションによるデポジット洗浄が積極的に行われる。この結果、燃料噴射弁１の噴射率等の機能が回復する。

【0049】

このように、開閉弁３１を用いてキャビテーション発生量を制御することができ、デポジットの洗浄を行うことができる。

【実施例4】

【0050】

つぎに実施例４について、図１０を参照しつつ説明する。図１０は、実施例４の燃料噴射弁４０の概略構成を示す説明図である。実施例４の燃料噴射弁４０が実施例３の燃料噴射弁３０と異なる点は、以下の如くである。

【0051】

すなわち、実施例４の燃料噴射弁４０は、開閉弁３１と異なる形状の開閉弁４１を備える。具体的には、燃料噴射弁４０は、Ｚ部を拡大して示すようにシャッター式の開閉弁４１を備えている。このような開閉弁４１であっても、キャビテーション発生室７ａ、７ｂの開閉を行うことができ、燃料キャビテーションの発生量を制御することができる。開閉弁４１は、開閉弁３１と同様に、デポジットの堆積量に応じた開度制御を行うことができる。

【実施例5】

【0052】

つぎに実施例５の燃料噴射弁について図１１を参照しつつ説明する。図１１（Ａ）は実施例１〜４の燃料噴射弁が備えるニードル部材４の先端部を示す説明図であり、図１１（Ｂ）は実施例５の燃料噴射弁が備えるニードル部材５１の先端部を示す説明図である。

【0053】

実施例１〜４の燃料噴射弁が備えるニードル部材４と実施例５の燃料噴射弁が備えるニードル部材５１とは、いずれもその拡径部４ａ、５１ａの外周面に螺旋溝４ａ１、５１ａを有する点で共通する。しかしながら、螺旋溝４ａ１の溝幅は、その開始端と終端を除き、一定である。これに対し、螺旋溝５１ａ１の溝幅Ｗは、上流側から下流側に行くに従って狭くなっている。

【0054】

このように、溝幅Ｗを設定することにより、キャビテーション発生室７ａ、７ｂにおいて発生した燃料キャビテ−ションの気泡が螺旋溝５１ａ１の壁面に衝突し易くなる。この結果、螺旋溝５１ａ１内に堆積したデポジットを効率よく洗浄することができる。

【0055】

なお、燃料を微細化するための気泡の径は螺旋溝５１ａ１の幅Ｗよりも十分に小さい。このため、螺旋溝５１ａ１内で発生した微細気泡は、噴孔から噴射されるまで崩壊せずに維持される。

【0056】

上記実施例は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

【符号の説明】

【0057】

１、２０、３０、４０、１００ 燃料噴射弁
２ 噴孔
３ ノズルボディ
３ａ シート面
４、５１ ニードル部材
４ａ 拡径部
４ａ１ 螺旋溝
４ｂ シート部
５ 駆動部
７ａ、７ｂ キャビテーション発生室
１０ ＥＣＵ
１１ Ａ／Ｆセンサ
３１、４１ 開閉弁
３２ アクチュエータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】