(57)【要約】【課題】インジェクタの噴孔が凝縮水によって腐食することを抑制することができる燃料噴射装置の制御装置を提供する。【解決手段】燃料噴射装置の制御装置（１１０）は、複数の気筒（１１）を有する内燃機関（５）の各々の気筒に燃料を噴射するインジェクタ（１２０）を複数有する燃料噴射装置（１００）に適用される制御装置であって、インジェクタの温度が所定値以下となったインジェクタが存在した場合に、インジェクタの温度が所定値以下となったインジェクタ以外のインジェクタのうち少なくとも一つのインジェクタの噴孔（１２４）からの燃料の噴射を停止させる燃料カット制御を実行する制御部を備えることを特徴とする。【選択図】図３
2014125910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する内燃機関の各々の前記気筒に燃料を噴射するインジェクタを複数有する燃料噴射装置に適用される制御装置であって、
前記インジェクタの温度が所定値以下となった前記インジェクタが存在した場合に、前記インジェクタの温度が前記所定値以下となった前記インジェクタ以外の前記インジェクタのうち少なくとも一つの前記インジェクタの噴孔からの燃料の噴射を停止させる燃料カット制御を実行する制御部を備えることを特徴とする燃料噴射装置の制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記インジェクタの温度が前記所定値以下となった前記インジェクタが存在した場合において、前記所定値と前記インジェクタの温度との差が大きいほど、前記燃料カット制御を実行する前記インジェクタの数を増加させる請求項１記載の燃料噴射装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料噴射装置として、燃料を噴射するインジェクタを備える燃料噴射装置が知られている。例えば特許文献１には、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置を備える内燃機関の気筒に燃料を噴射するインジェクタを備える燃料噴射装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２５５４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、燃料噴射装置において、インジェクタの温度が低温の場合、噴孔に凝縮水が付着することが考えられる。この具体例を挙げると、例えばインジェクタの温度が低温の場合、気筒内の酸成分が噴孔に結露することが考えられ、その結果、噴孔に酸成分を含んだ凝縮水が付着することが考えられる。このような凝縮水が噴孔に付着した場合、噴孔が腐食する可能性がある。
【０００５】
本発明は、インジェクタの噴孔が凝縮水によって腐食することを抑制することができる燃料噴射装置の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る燃料噴射装置の制御装置は、複数の気筒を有する内燃機関の各々の前記気筒に燃料を噴射するインジェクタを複数有する燃料噴射装置に適用される制御装置であって、前記インジェクタの温度が所定値以下となった前記インジェクタが存在した場合に、前記インジェクタの温度が前記所定値以下となった前記インジェクタ以外の前記インジェクタのうち少なくとも一つの前記インジェクタの噴孔からの燃料の噴射を停止させる燃料カット制御を実行する制御部を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る燃料噴射装置の制御装置によれば、燃料カット制御が実行されることで、燃料カット制御が実行されないインジェクタの負荷を増加させることができる。それにより、燃料カット制御が実行されないインジェクタの温度を上昇させることができる。その結果、燃料カット制御が実行されないインジェクタの噴孔が凝縮水によって腐食することを抑制することができる。一方、燃料カット制御が実行されるインジェクタは、噴孔からの燃料の噴射が停止される結果、噴孔から噴射される燃料によってインジェクタの熱が奪われることが抑制される。その結果、燃料カット制御が実行されるインジェクタの温度が燃料の噴射によって低下することが抑制できるため、燃料カット制御が実行されるインジェクタの噴孔が凝縮水によって腐食することも抑制できる。このように本発明に係る燃料噴射装置の制御装置によれば、インジェクタの噴孔が凝縮水によって腐食することを抑制することができる。
【０００８】
上記構成において、前記制御部は、前記インジェクタの温度が前記所定値以下となった前記インジェクタが存在した場合において、前記所定値と前記インジェクタの温度との差が大きいほど、前記燃料カット制御を実行する前記インジェクタの数を増加させてもよい。
【０００９】
この構成によれば、インジェクタの温度が所定値以下となったインジェクタが存在した場合において所定値とインジェクタの温度との差が大きいほど、燃料カット制御が実行されないインジェクタの負荷を増加させることができる。それにより、燃料カット制御が実行されないインジェクタの噴孔が凝縮水によって腐食することをより抑制することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、インジェクタの噴孔が凝縮水によって腐食することを抑制することができる燃料噴射装置の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は燃料噴射装置および内燃機関の一例を示す模式図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｃ）はインジェクタの具体的構成を説明するための模式図である。
【図３】図３は制御装置が燃料カット制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。
【図４】図４（ａ）はインジェクタの先端部温度と気筒の位置との関係を模式的に示す図である。図４（ｂ）は所定値（Ｔｒｅｑ）の取得手法を説明するための模式図である。図４（ｃ）はインジェクタの先端部温度と燃料噴射量と燃圧との関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【実施例】
【００１３】
本発明の実施例に係る燃料噴射装置の制御装置（以下、制御装置１１０と称する）について説明する。まず、制御装置１１０が適用される燃料噴射装置１００および燃料噴射装置１００が適用される内燃機関５の全体構成について説明し、次いで制御装置１１０の詳細について説明する。図１は燃料噴射装置１００および内燃機関５の一例を示す模式図である。図１に示す内燃機関５は車両に搭載されている。本実施例においては内燃機関５の一例として、ディーゼル機関を用いる。内燃機関５は、機関本体１０と、吸気通路２０と、排気通路３０と、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）通路４０と、ＥＧＲクーラ４１と、ＥＧＲバルブ４２と、コモンレール５０と、温度センサ６０ａと、温度センサ６０ｂと、クランクポジションセンサ６１と、燃料噴射装置１００とを備えている。燃料噴射装置１００は、制御装置１１０と、複数のインジェクタ１２０とを備えている。
【００１４】
機関本体１０は、複数の気筒１１が形成されたシリンダブロックと、シリンダブロックの上部に配置されたシリンダヘッド１２（後述する図２（ａ）において図示されている）と、気筒１１に配置されたピストンとを有している。本実施例において複数の気筒１１は列をなして配置されている。気筒１１の数は複数であれば特に限定されるものではないが、本実施例に係る気筒１１の数は３以上であり、具体的には４である。図１において列状に配置された４つの気筒１１を下側から順に、＃１気筒１１、＃２気筒１１、＃３気筒１１および＃４気筒１１と称する。なお本実施例において機関本体１０の＃１気筒１１が配置されている側（図１において下側）は車両の前輪側（Ｆ側）であり、＃４気筒１１が配置されている側（図１において上側）は車両の後輪側（Ｒ側）である。また本実施例に係る気筒１１の配列方向はクランクシャフトの軸線方向に一致している。但し車両における機関本体１０の配置形態はこれに限定されるものではない。
【００１５】
吸気通路２０は気筒１１に吸入される吸気が通過する通路である。排気通路３０は気筒１１から排出された排気が通過する通路である。吸気通路２０は、吸気管２１と、吸気管２１の下流端に接続したインテークマニホールド２２とを備えている。インテークマニホールド２２は下流側が分岐して各々の気筒１１に接続している。本実施例において吸気管２１の上流端から吸気管２１に流入する吸気は新気である。排気通路３０は、上流側が分岐して各々の気筒１１に接続したエキゾーストマニホールド３１と、エキゾーストマニホールド３１の下流端に接続した排気管３２とを備えている。
【００１６】
ＥＧＲ通路４０は気筒１１から排出された排気の一部を気筒１１に再循環させる通路である。これ以降、ＥＧＲ通路４０を通過して気筒１１に導入される排気をＥＧＲガスと称する場合がある。本実施例に係るＥＧＲ通路４０は、上流端がエキゾーストマニホールド３１に接続し、下流端が吸気管２１の通路途中に接続している。なおＥＧＲ通路４０の吸気通路２０および排気通路３０への具体的な接続箇所は、これに限定されるものではない。ＥＧＲクーラ４１はＥＧＲ通路４０に配置されている。ＥＧＲクーラ４１はＥＧＲガスを冷却する装置である。ＥＧＲバルブ４２はＥＧＲ通路４０に配置されている。具体的には本実施例に係るＥＧＲバルブ４２はＥＧＲ通路４０のＥＧＲクーラ４１よりも下流側に配置されている。但しＥＧＲバルブ４２のＥＧＲ通路４０における具体的な配置箇所は、これに限定されるものではない。ＥＧＲバルブ４２は制御装置１１０からの指示を受けて開閉することでＥＧＲガスの量を調整する。
【００１７】
コモンレール５０は高圧化された燃料を蓄積する蓄圧パイプである。コモンレール５０には複数のインジェクタ１２０が接続しており、コモンレール５０に蓄積された高圧の燃料は複数のインジェクタ１２０に供給される。本実施例においては、燃料の一例として軽油を用いる。温度センサ６０ａは内燃機関５の冷媒の温度を検出し、検出結果を制御装置１１０に伝える。具体的には本実施例に係る温度センサ６０ａは、機関本体１０を経由した冷媒の温度を検出している。但し温度センサ６０ａの具体的な冷媒温度検出箇所は、これに限定されるものではない。温度センサ６０ｂは燃料の温度を検出し、検出結果を制御装置１１０に伝える。具体的には本実施例に係る温度センサ６０ｂは、コモンレール５０の燃料の温度を検出している。但し温度センサ６０ｂの具体的な燃料温度検出箇所は、これに限定されるものではない。クランクポジションセンサ６１は機関本体１０のクランクシャフトの位置を検出し、検出結果を制御装置１１０に伝える。
【００１８】
制御装置１１０はインジェクタ１２０を制御する装置である。なお本実施例に係る制御装置１１０は、ＥＧＲバルブ４２を制御する制御装置としての機能も兼務している。本実施例においては、制御装置１１０の一例として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１１２およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１１３を備える電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）を用いる。ＣＰＵ１１１は、インジェクタ１２０およびＥＧＲバルブ４２を制御する制御部としての機能を有している。ＲＯＭ１１２およびＲＡＭ１１３は、ＣＰＵ１１１の動作に必要な情報を記憶する記憶部としての機能を有している。
【００１９】
本実施例に係る燃料噴射装置１００は、各々の気筒１１に対応するように合計４つのインジェクタ１２０を備えている。具体的には燃料噴射装置１００は、＃１気筒１１に燃料を噴射するインジェクタ１２０、＃２気筒１１に燃料を噴射するインジェクタ１２０、＃３気筒１１に燃料を噴射するインジェクタ１２０および＃４気筒１１に燃料を噴射するインジェクタ１２０を備えている。図２（ａ）〜図２（ｃ）はインジェクタ１２０の具体的構成を説明するための模式図である。具体的には図２（ａ）はインジェクタ１２０がシリンダヘッド１２に配置されている様子を模式的に図示している。図２（ｂ）および図２（ｃ）はインジェクタ１２０の先端部近傍を拡大して断面図示している。図２（ａ）においてシリンダヘッド１２よりも下方側は、気筒１１の内部、具体的には燃焼室である。
【００２０】
図２（ａ）を参照して、インジェクタ１２０はボディ１２１を備えている。インジェクタ１２０は、ボディ１２１の先端部が気筒１１内に露出するようにシリンダヘッド１２に配置されている。またインジェクタ１２０は、ボディ１２１の後端部に、コモンレール５０を経由した燃料が供給される高圧燃料部１２２と、インジェクタ１２０内から返送された燃料（つまりリターン燃料）が通過する低圧燃料部１２３とを備えている。なお低圧燃料部１２３を通過した燃料は回収されて、その後、燃料ポンプによって再びコモンレール５０に供給される。
【００２１】
図２（ｂ）を参照して、ボディ１２１の先端部には燃料が噴射される孔である噴孔１２４が形成されている。噴孔１２４は各々の気筒１１内に配置されている。すなわち、本実施例に係る燃料噴射装置１００は、内燃機関５の各々の気筒１１に燃料を噴射する噴孔１２４を先端部に備えたインジェクタ１２０を複数備えている。なお本実施例において先端部とは、インジェクタ１２０の気筒１１内に露出した部分のうちインジェクタ１２０の先端から所定距離後端側に至る範囲の部分をいい、具体的にはボディ１２１の先端の円錐形状を呈している部分（すなわちノズル形状を有している部分）をいう。本実施例において各々のインジェクタ１２０は、複数の噴孔１２４を有している。但し各々のインジェクタ１２０が有する噴孔１２４の数は複数に限定されるものではなく、１でもよい。
【００２２】
インジェクタ１２０は、ボディ１２１の内部にニードル弁１２５を備えている。ニードル弁１２５は、ニードル弁１２５の軸２００に沿った方向（以下、軸線方向と称し、図２（ｂ）においては上下方向である）に変位することで、噴孔１２４からの燃料の噴射の開始および停止を行う。具体的にはインジェクタ１２０は、ニードル弁１２５を駆動するアクチュエータを備えており、このアクチュエータが制御装置１１０の制御部からの指示を受けてニードル弁１２５を軸線方向に変位している。ニードル弁１２５の先端とボディ１２１との間にはサック室１２６が設けられている。ニードル弁１２５の外周面とボディ１２１の内周面との間には内部燃料通路１２７が設けられている。内部燃料通路１２７には、高圧燃料部１２２を経由した燃料が流入する。ニードル弁１２５の先端部には、円錐台形状（円錐の先端を切断したような形状）を呈する部分が設けられており、この部分の表面をシート面１２８と称する。ボディ１２１の内周面にはシート面１２８に対応したテーパ形状の部分が設けられており、この部分をシート部１２９と称する。
【００２３】
図２（ｂ）に示すように、シート面１２８がシート部１２９に接触していない場合、サック室１２６と内部燃料通路１２７とは連通状態となっている。この場合、内部燃料通路１２７の燃料はサック室１２６に供給され、次いで噴孔１２４から噴射される。図２（ｃ）に示すように、ニードル弁１２５が先端側に変位し、その結果、シート面１２８がシート部１２９に着座した場合（すなわち、シート面１２８がシート部１２９に接触した場合）、サック室１２６と内部燃料通路１２７とは遮断状態になる。この場合、噴孔１２４からの燃料噴射は停止される。このように本実施例に係るインジェクタ１２０は、シート面１２８がシート部１２９に着座した場合に噴孔１２４からの燃料噴射が停止し、シート面１２８がシート部１２９から離座した場合に噴孔１２４からの燃料噴射が開始する構造のインジェクタとなっている。
【００２４】
続いて制御装置１１０のインジェクタ１２０の制御内容について説明する。本実施例に係る制御装置１１０の制御部は、複数のインジェクタ１２０の中でインジェクタ１２０の温度が所定値以下となったインジェクタ１２０が存在した場合に、このインジェクタ１２０の温度が所定値以下となったインジェクタ１２０以外のインジェクタ１２０のうち少なくとも一つのインジェクタ１２０の噴孔１２４からの燃料の噴射を停止させる燃料カット制御を実行する。また本実施例に係る制御部は、インジェクタ１２０の温度が所定値以下となったインジェクタ１２０が存在した場合において、所定値とインジェクタ１２０の温度との差が大きいほど、燃料カット制御を実行するインジェクタ１２０の数を増加させる。制御装置１１０の燃料カット制御の詳細についてフローチャートを用いて説明すると次のようになる。
【００２５】
図３は、制御装置１１０が燃料カット制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。制御装置１１０は機関本体１０の始動後に図３のフローチャートを所定周期で繰り返し実行する。まず制御装置１１０の制御部は、インジェクタ１２０の温度を取得する（ステップＳ１０）。本実施例においては、インジェクタ１２０の温度の具体例として、インジェクタ１２０の先端部の温度である先端部温度（Ｔｎｚｌ）を用いる。すなわち、本実施例に係る制御部はステップＳ１０において先端部温度を取得している。制御部による先端部温度の具体的な取得手法は、特に限定されるものではなく、以下に説明する種々の手法によって先端部温度を取得することができる。
【００２６】
まず、図２（ａ）を参照して、先端部温度は、燃焼ガス（気筒１１内で燃焼したガス）からの受熱による温度上昇量（Ｑｃｏｍｂ）と、シリンダヘッド１２からの受熱による温度上昇量（＋Ｑｈｅａｄ）またはシリンダヘッド１２への放熱による温度低下量（−Ｑｈｅａｄ）と、噴孔１２４から噴射される燃料によって冷却されることによる温度低下量（−Ｑｆｕｅｌ）との和によって表すことができる。これを式で示すと下記式（１）のようになる。
Ｔｎｚｌ＝Ｑｃｏｍｂ±Ｑｈｅａｄ−Ｑｆｕｅｌ・・・（１）
【００２７】
先端部温度は、式（１）に基づいて算出することも可能であるが、式（１）のうち±Ｑｈｅａｄの部分を無視して算出することも可能である。式（１）のうち±Ｑｈｅａｄの部分を無視して先端部温度を算出する場合、具体的には先端部温度は下記式（２）によって算出することができる。
Ｔｎｚｌ＝Ｑｃｏｍｂ−Ｑｆｕｅｌ・・・（２）
【００２８】
式（２）のＱｃｏｍｂは、機関本体１０の回転数（ＮＥ）、燃料噴射時期（ＩＴ）および機関本体１０のトルク（ＴＱ）に基づいて算出することができる。Ｑｆｕｅｌは、冷媒の温度（Ｔｗ）および燃料の温度（Ｔｆ）に基づいて算出することができる。したがって、式（２）を、機関本体１０の回転数（ＮＥ）、燃料噴射時期（ＩＴ）、機関本体１０のトルク（ＴＱ）、冷媒の温度（Ｔｗ）および燃料の温度（Ｔｆ）を用いて書き換えると下記式（３）のようになる。なお式（３）においてａ,ｂ,ｃ,ｄ,ｅは適合係数（全て正である）であり、内燃機関５の仕様、内燃機関５の個体差、気筒１１の配置位置等の種々の条件を考慮して式（３）で得られる先端部温度が実際の先端部温度に適合するように、実験、シミュレーション等によって求められる係数である。
Ｔｎｚｌ＝Ｑｃｏｍｂ−Ｑｆｕｅｌ
＝ｆ（ＮＥ,ＩＴ,ＴＱ）−ｆ（Ｔｗ,Ｔｆ）
＝（ａ×ＮＥ＋ｂ×ＩＴ＋ｃ×ＴＱ）−（ｄ×Ｔｗ＋ｅ×Ｔｆ）・・・（３）
【００２９】
制御部は、回転数（ＮＥ）およびトルク（ＴＱ）をクランクポジションセンサ６１の検出結果に基づいて取得する。制御部は燃料噴射時期（ＩＴ）を、予め記憶部に記憶されている燃料噴射時期のマップに基づいて取得する。制御部は、冷媒温度（Ｔｗ）を温度センサ６０ａの検出結果に基づいて取得し、燃料温度（Ｔｆ）を温度センサ６０ｂの検出結果に基づいて取得する。制御部はステップＳ１０において、式（３）に基づいて＃１気筒１１〜＃４気筒１１にそれぞれ配置されているインジェクタ１２０の全てについて先端部温度を算出し、算出された先端部温度を記憶部に一時的に記憶する。このようにして制御部はインジェクタ１２０の先端部温度を取得することができる。
【００３０】
あるいは制御部はステップＳ１０において、上述したように複数のインジェクタ１２０全てについて式（３）に基づいて先端部温度を取得するのではなく、例えば次の手法によってステップＳ１０を実行することもできる。具体的には制御部はステップＳ１０において、＃１気筒１１〜＃４気筒１１にそれぞれ配置されたインジェクタ１２０のうち、所定のインジェクタ１２０を選択し（以下、これを所定インジェクタと称する）、この選択された所定インジェクタの先端部温度のみを式（３）に基づいて取得する。制御部は、所定インジェクタ以外のインジェクタ１２０の先端部温度については、機関本体１０の運転状態と所定インジェクタの先端部温度とに基づいて推定する。具体的には制御部は、機関本体１０の運転状態（具体的には負荷）に基づいて、所定インジェクタが配置されている気筒１１内の温度と所定インジェクタ以外のインジェクタ１２０が配置されている気筒１１内の温度との温度差（以下、気筒間温度差と称する）を推定し、所定インジェクタの先端部温度に気筒間温度差を反映させることによって、所定インジェクタ以外のインジェクタ１２０の先端部温度を推定する。このような手法によっても制御部は、複数のインジェクタ１２０全ての先端部温度を取得することができる。
【００３１】
あるいは制御部はステップＳ１０において、上述したように複数のインジェクタ１２０全てについて先端部温度を取得するのではなく、先端部温度が相対的に低くなり易いインジェクタ１２０についてのみ先端部温度を取得してもよい。この先端部温度取得手法について詳細に説明すると次のようになる。まず、本実施例のように気筒１１が列状に３つ以上配置されている場合、端部以外の気筒１１（つまり両隣に気筒１１が存在する位置に配置されている気筒１１）の方が、端部の気筒１１よりも、シリンダヘッド１２からの受熱による温度上昇量（＋Ｑｈｅａｄ）が大きくなる。そのため、端部以外の気筒１１に配置されたインジェクタ１２０の方が端部の気筒１１に配置されたインジェクタ１２０よりも先端部温度が高くなる傾向がある。逆にいえば、端部の気筒１１に配置されたインジェクタ１２０の先端部温度は、端部以外の気筒１１に配置されたインジェクタ１２０の先端部温度よりも低くなる傾向がある。これについて図を用いて具体的に説明すると次のようになる。
【００３２】
図４（ａ）はインジェクタ１２０の先端部温度と気筒１１の位置との関係を模式的に示す図である。図４（ａ）の縦軸はインジェクタ１２０の先端部温度を示し、横軸は気筒番号を示している。本実施例のように４つの気筒１１が一列に配置されている場合、端部に存在する＃１気筒１１および＃４気筒１１のインジェクタ１２０の先端部温度は、端部以外の気筒１１である＃２気筒１１および＃３気筒１１のインジェクタ１２０の先端部温度よりも低くなっている。したがって、噴孔１２４への結露は先端部温度が相対的に低い端部の気筒１１（＃１気筒１１および＃４気筒１１）に対応したインジェクタ１２０において生じ易いといえる。この性質を利用して、制御部はステップＳ１０において、端部の気筒１１に配置されたインジェクタ１２０の先端部温度のみを取得してもよい。具体的にはこの場合、制御部はステップＳ１０において、＃１気筒１１および＃４気筒１１に配置されたインジェクタ１２０の先端部温度のみを式（３）に基づいて取得する。以上のような手法によっても、制御部はステップＳ１０を実行することができる。
【００３３】
あるいは制御部はステップＳ１０において先端部温度を算出するに当たり、式（３）に基づいて先端部温度を算出するのではなく、下記式（４）に基づいて先端部温度を取得することもできる。
Ｔｎｚｌ＝ｆ（ＮＥ,ＩＴ,ＴＱ）−ｆ（ｋ×Ｔｗ,Ｔｆ）
＝（ａ×ＮＥ＋ｂ×ＩＴ＋ｃ×ＴＱ）−（ｄ×ｋ×Ｔｗ＋ｅ×Ｔｆ）・・・（４）
式（４）においてｋは補正係数（＞０）であり、インジェクタ１２０が配置されている気筒１１の位置によって異なる値をとる。具体的にはｋは、＃１気筒１１および＃４気筒１１に配置されているインジェクタ１２０よりも＃２気筒１１および＃３気筒１１に配置されているインジェクタ１２０の方が大きい値をとる。ｋの具体的数値の一例を挙げると、＃１気筒１１および＃４気筒１１に配置されているインジェクタ１２０ではｋ＝１を採用し、＃２気筒１１および＃３気筒１１に配置されているインジェクタ１２０ではｋ＝１．１を採用する。
【００３４】
あるいは制御部はステップＳ１０において先端部温度を算出するに当たり、式（３）に基づいて先端部温度を算出するのではなく、下記式（５）に基づいて先端部温度を取得することもできる。
Ｔｎｚｌ＝Ｚ×（Ｔｌｅａｋ−（Ｔｉｎ＋△Ｔｌｅａｋ））・・・（５）
ここで図２（ａ）を参照して、Ｔｌｅａｋは低圧燃料部１２３の燃料の温度（つまりリターン燃料の温度）であり、Ｔｉｎは高圧燃料部１２２の燃料の温度である。ＴｌｅａｋおよびＴｉｎは、それぞれ低圧燃料部１２３および高圧燃料部１２２に温度センサを配置し、これらの温度センサの検出結果を取得することで得ることができる。また△Ｔｌｅａｋは、入口圧Ｐｃｒの燃料がインジェクタ１２０内で減圧された場合に、圧力として蓄えられたエネルギが熱に変換することに起因する先端部の上昇温度である。なお入口圧Ｐｃｒは高圧燃料部１２２の燃料の圧力であり、インジェクタ１２０に供給される燃料の圧力でもある。△Ｔｌｅａｋは、入口圧Ｐｃｒと、インジェクタ１２０内で減圧された燃料の圧力であるＰｌｅａｋ（これは所定の定数である）とに基づいて取得することができる。Ｚは係数であり、インジェクタ１２０の種類に応じて適宜設定される定数である。
【００３５】
あるいは制御部は、上述したように先端部温度を数式を用いて算出することで間接的に取得するのではなく、先端部温度を温度センサによって直接取得することもできる。この場合、内燃機関５はインジェクタ１２０の先端部の温度を直接検出する温度センサを各々のインジェクタ１２０の先端部に備えている。制御部はステップＳ１０において、これら温度センサの検出結果を取得することで、先端部温度を直接取得する。なおこの場合においても、制御部は＃１気筒１１および＃４気筒１１に配置されたインジェクタ１２０の先端部温度のみを温度センサによって直接取得してもよい。
【００３６】
以上説明したようにステップＳ１０に係る先端部温度の取得手法は、種々の手法を用いることができる。但し本実施例に係る制御部はステップＳ１０において、式（４）に基づいて全てのインジェクタ１２０の先端部温度を取得することとする。
【００３７】
図３を参照して、ステップＳ１０の後に制御部は、ステップＳ１０で取得した先端部温度（Ｔｎｚｌ）が所定値（Ｔｒｅｑ）以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。所定値としては、先端部温度がこの所定値以下の場合に、噴孔１２４に凝縮水が付着すると考えられる温度を用いることができる。所定値としては、予め適切な値（具体例を挙げると例えば１１０℃を用いることができる）を求めておき、これを記憶部に記憶させておくことも可能であるが、本実施例に係る制御部は、次に説明するように、所定値をＥＧＲ率に基づいて取得する。
【００３８】
図４（ｂ）は所定値（Ｔｒｅｑ）の取得手法を説明するための模式図である。図４（ａ）の縦軸は温度を示し、横軸はＥＧＲ率を示している。ここでＥＧＲ率とは、ＥＧＲガスの量を吸気の量で除した値をいう。なおＥＧＲガスの量はＥＧＲバルブ４２の開度と相関を有しているため、制御部はＥＧＲガスの量をＥＧＲバルブ４２の開度に基づいて取得することができる。また制御部は、吸気の量をエアフロメータの検出結果に基づいて取得することができる。なおエアフロメータは、図１においては図示されていないが、吸気管２１のうち、ＥＧＲ通路４０が接続している箇所よりも吸気流動方向で上流側の部分に配置されている。
【００３９】
図４（ｂ）に図示されている曲線は所定値（Ｔｒｅｑ）を示している。図４（ｂ）において曲線以下の領域である領域Ａは、凝縮水によって噴孔１２４に腐食が生じる領域である。図４（ｂ）において曲線よりも上方側の領域Ｂは凝縮水による噴孔１２４の腐食が生じない領域である。なお本実施例において、凝縮水による噴孔１２４の腐食が生じない領域Ｂは、具体的には、噴孔１２４に酸性の凝縮水が付着せず、その結果、噴孔１２４に腐食が生じない領域である。図４（ｂ）の所定値を示す曲線はＥＧＲ率が大きくなるほどその値（縦軸）が高くなっている。すなわち、図４（ｂ）は、ＥＧＲ率が大きくなるほど所定値が高くなるように、所定値をＥＧＲ率に関連付けて規定したマップとなっている。
【００４０】
図４（ｂ）のマップは予め実験、シミュレーション等によって求めておき、記憶部に記憶させておく。図３を参照して、制御部はステップＳ２０において、ＥＧＲ率を取得し、取得したＥＧＲ率に対応する所定値（Ｔｒｅｑ）の値を記憶部のマップ（図４（ｂ））から抽出し、ステップＳ１０で取得した先端部温度（Ｔｎｚｌ）がマップから抽出された所定値（Ｔｒｅｑ）以下であるか否かを判定している。ステップＳ２０において否定判定された場合（Ｎｏ）、制御部はフローチャートの実行を終了する。なおこの場合、図４（ｂ）の領域Ｂに相当するため、噴孔１２４が凝縮水によって腐食することはない。
【００４１】
ここで、本実施例においては、ステップＳ１０が実行された結果、図４（ａ）で説明したように、端部の気筒１１である＃１気筒１１および＃４気筒１１に配置されたインジェクタ１２０の先端部温度が、端部以外の気筒１１である＃２気筒１１および＃３気筒１１に配置されたインジェクタ１２０の先端部温度よりも低いという結果が得られたとして、以下の説明を行う。この場合、ステップＳ２０は、＃１気筒１１および＃４気筒１１のインジェクタ１２０の先端部温度が所定値（Ｔｒｅｑ）以下になった場合に肯定判定されることになる。その結果、＃１気筒１１および＃４気筒１１のインジェクタ１２０が、先端部温度が所定値以下になったインジェクタ１２０に相当し、＃２気筒１１および＃３気筒１１のインジェクタ１２０が、先端部温度が所定値（Ｔｒｅｑ）以下になったインジェクタ１２０以外のインジェクタ１２０に相当する。
【００４２】
ステップＳ２０において肯定判定された場合（Ｙｅｓ）、制御部は所定値（Ｔｒｅｑ）と先端部温度（Ｔｎｚｌ）との差である乖離量（△Ｔ）を算出する（ステップＳ３０）。具体的には制御部はステップＳ３０において、下記式（６）に基づいて乖離量（△Ｔ）を算出する。なお本実施例に係る制御部は、＃１気筒１１〜＃４気筒１１の全てのインジェクタ１２０について乖離量（△Ｔ）を算出する。
△Ｔ＝Ｔｒｅｑ−Ｔｎｚｌ・・・（６）
【００４３】
ステップＳ３０の後に制御部は、ステップＳ３０で算出された乖離量（△Ｔ）が第２の所定値（Ｃ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ４０）。第２の所定値（Ｃ）の具体的数値は正の値であれば特に限定されるものではないが、本実施例においては第２の所定値（Ｃ）の一例として５℃を用いる。なお本実施例に係る制御部は、ステップＳ３０において算出された＃１気筒１１〜＃４気筒１１の全てのインジェクタ１２０についてそれぞれ算出された乖離量のうち少なくとも一つが第２の所定値以上であると判定された場合、ステップＳ４０を肯定判定する。
【００４４】
本実施例に係る制御部は、ステップＳ４０で肯定判定された場合もステップＳ４０で否定判定された場合も燃料カット制御を実行するが、ステップＳ４０で肯定判定された場合に燃料カット制御を実行するインジェクタ１２０の数をステップＳ４０で否定判定された場合に燃料カット制御を実行するインジェクタ１２０の数よりも多くする。すなわち制御部は、先端部温度が所定値以下となったインジェクタ１２０が存在した場合（ステップＳ２０で肯定判定された場合）において、所定値と先端部温度との差が大きいほど（具体的には乖離量△Ｔが大きいほど）燃料カット制御を実行するインジェクタ１２０の数を増加させている。
【００４５】
具体的には制御部は、ステップＳ４０で肯定判定された場合、先端部温度が所定値以下となったインジェクタ１２０以外の全てのインジェクタ１２０である＃２気筒１１のインジェクタ１２０および＃３気筒１１のインジェクタ１２０からの燃料噴射を停止させる燃料カット制御を実行する（ステップＳ５０）。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。ステップＳ４０で否定判定された場合、制御部は先端部温度が所定値以下となったインジェクタ１２０以外のインジェクタ１２０から選択された一つのインジェクタ１２０からの燃料噴射を停止させる燃料カット制御を実行する（ステップＳ６０）。具体的には制御部はステップＳ６０において、＃２気筒１１のインジェクタ１２０または＃３気筒１１のインジェクタ１２０からの燃料噴射を停止させる。ステップＳ６０の後に制御部はフローチャートの実行を終了する。
【００４６】
なお制御部は、ステップＳ６０を実行するに当たり、例えばステップＳ６０を実行する毎に燃料カット制御を実行するインジェクタ１２０を変更してもよい。この具体例を挙げると、今回、ステップＳ６０において＃２気筒１１のインジェクタ１２０について燃料カット制御を実行した場合、制御部は、次回ステップＳ６０を実行する場合には、＃３気筒１１のインジェクタ１２０について燃料カット制御を実行する。
【００４７】
続いて制御装置１１０の作用効果について説明する。図４（ｃ）は制御装置１１０の作用効果を説明するための模式図であり、具体的にはインジェクタ１２０の先端部温度と燃料噴射量と燃圧との関係を模式的に示している。図４（ｃ）の縦軸は先端部温度（Ｔｎｚｌ）を示し、横軸は噴孔１２４からの燃料噴射量を示している。図４（ｃ）の曲線１は燃圧が相対的に高い場合を示し、曲線２は燃圧が相対的に低い場合を示している。なお、本実施例において燃圧とは、インジェクタ１２０に供給される燃料の圧力をいい、具体的には入口圧Ｐｃｒをいう。図４（ｃ）に図示されているＱは基準となる燃料噴射量（以下、基準噴射量と称する）である。この基準噴射量Ｑは、燃料カット制御が実行されない場合、具体的には図３のステップＳ２０で否定判定された場合に噴孔１２４から噴射される燃料噴射量に相当する。
【００４８】
曲線１および曲線２において、先端部温度は基準噴射量Ｑよりも右側に行くほど上昇している。すなわち、先端部温度は、燃料噴射量が基準噴射量Ｑよりも増加するほど上昇している。これは、燃料噴射量が基準噴射量Ｑよりも増加するほど気筒１１における燃焼温度も上昇するため、先端部温度が上昇したものと考えられる。また曲線１と曲線２とを比較した場合、燃圧の高い曲線１の方が燃圧の低い曲線２よりも全体的に上方に位置しており、これは、燃圧が高いほど先端部温度が高くなることを示している。なお、燃圧が高いほど先端部温度が高くなるのは、燃圧が高いほど燃焼温度が上昇し、その結果、先端部温度が高くなったものと考えられる。
【００４９】
図３において説明したように、本実施例に係る制御装置１１０の制御部は、先端部温度（Ｔｎｚｌ）が所定値（Ｔｒｅｑ）以下となったインジェクタ１２０が存在した場合に（ステップＳ２０で肯定判定された場合に）、このインジェクタ１２０以外のインジェクタ１２０のうち少なくとも一つのインジェクタ１２０について燃料カット制御を実行している（ステップＳ５０またはステップＳ６０）。このような燃料カット制御が実行された場合、燃料カット制御が実行されないインジェクタ１２０から噴射される燃料噴射量は、燃料カット制御が実行されるインジェクタ１２０から燃料が噴射されない分、増加する。具体的には燃料カット制御が実行されないインジェクタ１２０からの燃料噴射量は基準噴射量Ｑよりも増加する。その結果、図４（ｃ）で説明した理由により、燃料カット制御が実行されないインジェクタ１２０の先端部温度は上昇する。さらに燃料カット制御が実行される場合、燃料カット制御が実行されないインジェクタ１２０の燃圧は、燃料カット制御が実行されるインジェクタ１２０から燃料が噴射されない分、上昇する。この場合にも、燃料カット制御が実行されないインジェクタ１２０の先端部温度は上昇する。なお、インジェクタ１２０からの燃料噴射量およびインジェクタ１２０の燃圧は、上位概念化するとインジェクタ１２０の負荷と称することができる。
【００５０】
以上をまとめると、本実施例に係る燃料カット制御が実行されることで、燃料カット制御が実行されないインジェクタ１２０の負荷を増加させることができ、その結果、燃料カット制御が実行されないインジェクタ１２０の温度（具体的には先端部温度）を上昇させることができる。燃料カット制御が実行されないインジェクタ１２０の温度が上昇することにより、燃料カット制御が実行されないインジェクタ１２０の噴孔１２４に凝縮水が付着することを抑制することができる。それにより、このインジェクタ１２０の噴孔１２４が凝縮水によって腐食することを抑制することができる。
【００５１】
一方、燃料カット制御が実行されるインジェクタ１２０は、噴孔１２４からの燃料の噴射が停止される結果、噴孔１２４から噴射される燃料によってインジェクタ１２０の熱が奪われることが抑制される。具体的には、式（１）のＱｆｕｅｌの値が減少し（具体的にはゼロになり）、その結果、噴孔１２４から噴射される燃料によって先端部温度が低下することが抑制される。それにより、燃料カット制御が実行されるインジェクタ１２０の温度が燃料噴射によって低下することが抑制される。その結果、燃料カット制御が実行されるインジェクタ１２０の噴孔１２４に凝縮水が付着することを抑制することができる。その結果、このインジェクタ１２０の噴孔１２４が凝縮水によって腐食することも抑制することができる。
【００５２】
以上のように制御装置１１０によれば、燃料カット制御が実行されることで、インジェクタ１２０の噴孔１２４が凝縮水によって腐食することを抑制することができる。特に本実施例に係る制御装置１１０は、燃料噴射装置の制御装置のソフトウエアを本実施例に係る燃料カット制御を実行するように変更することで実現できるため、例えばインジェクタ１２０の温度を上昇させるために内燃機関のハードウエア構造を大幅に変更する必要がない点において、産業上の利用可能性が高い。
【００５３】
また制御装置１１０によれば、図３のステップＳ４０〜ステップＳ６０等において説明したように、制御部は、インジェクタ１２０の温度（具体的には先端部温度）が所定値（Ｔｒｅｑ）以下となったインジェクタ１２０が存在した場合において、所定値（Ｔｒｅｑ）とインジェクタ１２０の温度（具体的には先端部温度）との差（乖離量△Ｔ）が大きいほど、燃料カット制御を実行するインジェクタ１２０の数を増加させている。この構成によれば、所定値とインジェクタ１２０の温度との差が大きいほど、燃料カット制御が実行されないインジェクタ１２０の負荷を増加させることができる。それにより、燃料カット制御が実行されないインジェクタ１２０の噴孔１２４が凝縮水によって腐食することをより抑制することができる。具体的には本実施例に係る制御部は、ステップＳ５０において＃２気筒１１および＃３気筒１１のインジェクタ１２０について燃料カット制御を実行していることから、ステップＳ５０において＃２気筒１１および＃３気筒１１のいずれか一方のインジェクタ１２０について燃料カット制御が実行される場合に比較して、燃料カット制御が実行されない＃１気筒１１および＃４気筒１１のインジェクタ１２０の負荷を増加させることができる。それにより、＃１気筒１１および＃４気筒１１のインジェクタ１２０の噴孔１２４が凝縮水によって腐食することをより抑制することができる。
【００５４】
なお、本実施例において噴孔１２４の凝縮水による腐食を抑制するに当たり、外気温は考慮されていないが、次に説明する理由によって問題は生じない。まず圧縮による気筒１１内の温度は断熱変化の一般式（下記式（７））によって表される。
Ｔ×Ｖ（κ−１）＝ｃｏｎｓｔ・・・（７）
本実施例のようなディーゼル機関の場合、圧縮により高温となった気筒１１内にインジェクタ１２０から燃料が噴射され、気筒１１内において燃料が自己着火することにより内燃機関５は作動する。そのため、外気温が低い場合であっても、圧縮によって気筒１１内の温度が燃料が自己着火可能な温度に到達するように、内燃機関５の圧縮比およびＥＧＲ率は設定されている。
【００５５】
より具体的に説明すると、ディーゼル機関の圧縮端温度ＴＴＤＣは下記式（８）によって表すことができる。なお、圧縮端温度とは上死点温度を意味している。式（８）においてＴ０は吸気温度であり、εは圧縮比であり、ｎはポリトロープ指数（比熱比）である。
ＴＴＤＣ＝Ｔ０×ε（ｎ−１）・・・（８）
【００５６】
高温のＥＧＲガスが気筒１１に導入される場合、吸気温度（Ｔ０）は高くなるが、ＥＧＲによってポリトロープ指標（ｎ）が小さくなるため、圧縮端温度（ＴＴＤＣ）は高くならない。制御部は、外気温が低い場合、ＥＧＲバルブ４２を閉に制御してＥＧＲガスの気筒１１への導入をカットする。それにより、吸気温度（Ｔ０）が低い場合でも、ポリトロープ指標（ｎ）を空気と同等（具体的には１．４）にできるため、圧縮端温度（ＴＴＤＣ）を確保することができる。以上のように、外気温が低い場合であっても、圧縮によって気筒１１内の温度が燃料が自己着火可能な温度に到達するように（つまり圧縮端温度を確保できるように）、内燃機関５の圧縮比およびＥＧＲ率は設定されている。したがって、外気温を考慮しなくても、本実施例に係る燃料カット制御を実行すれば、噴孔１２４の凝縮水による腐食を抑制することができるのである。
【００５７】
また先行技術文献として例示した特許文献１には、三酸化硫黄（ＳＯ３）を含んだ凝縮水による噴孔１２４の腐食を抑制することを目的として、インジェクタ１２０の先端部温度および三酸化硫黄の酸露点に基づいてＥＧＲガスの流量を減少させる技術が開示されている。特許文献１に係る技術は、凝縮水による噴孔１２４の腐食として、具体的にはＥＧＲガスに含まれる三酸化硫黄が硫酸として凝縮した凝縮水による噴孔１２４の腐食を想定している。しかしながら、凝縮水による噴孔１２４の腐食はこれに限定されるものではない。例えば、機関本体１０の運転が停止した後において気筒１１内に残留ガスが存在することが想定されるが、この残留ガス中に含まれる酸成分が噴孔１２４に結露することで噴孔１２４に酸成分を含んだ凝縮水が付着することも考えられる。この場合にも、凝縮水によって噴孔１２４が腐食する可能性がある。
【００５８】
特許文献１に係る技術では、ＥＧＲガスに含まれる三酸化硫黄が硫酸として凝縮した凝縮水による噴孔１２４の腐食は抑制できるかと考えられるが、機関本体１０の運転停止後における気筒１１内の残留ガスに含まれる酸成分の凝縮水による噴孔１２４の腐食を抑制することは困難である。これに対して本実施例に係る制御装置１１０によれば、ＥＧＲガスに含まれる三酸化硫黄が硫酸として凝縮した凝縮水による噴孔１２４の腐食も抑制できるとともに、機関本体１０の運転停止後における残留ガスに含まれる酸成分を含んだ凝縮水による噴孔１２４の腐食も抑制できる。
【００５９】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許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】
【００６０】
５  内燃機関
１０  機関本体
１１  気筒
２０  吸気通路
３０  排気通路
４０  ＥＧＲ通路
４２  ＥＧＲバルブ
５０  コモンレール
１００  燃料噴射装置
１１０  制御装置
１２０  インジェクタ
１２１  ボディ
１２４  噴孔
【図１】
2014125910.tif 000003
【図２】
2014125910.tif 000004
【図３】
2014125910.tif 000005
【図４】
2014125910.tif 000006