(57)【要約】【課題】  内燃機関へ燃料を噴射供給する噴孔などの噴射部を燃料噴射弁先端に有するものにおいて、その先端へのデポジット付着を抑制するとともに、付着したデポジットを除去可能な燃料噴射装置を提供する。【解決手段】  気筒内に燃焼室１０６と、燃焼室に燃料を噴射供給する燃料噴射弁２と、点火する点火装置１０５とを有し、点火装置１０５の点火により空気と燃料が混合した可燃混合気または燃料に着火する内燃機関１００に用いられ、  前記燃料噴射弁２を備え、その先端部側に設けられた噴射部から燃焼室に向けて燃料を噴射する燃料噴射装置において、  先端部２０、８３に付着しているデポジットを検出する検出手段２ｃと、デポジットを先端部側からとばすデポジット除去手段１０５と、検出手段により先端部に付着したデポジットを検出し、所定以上となった場合に、デポジット除去手段によりデポジットをとばす制御手段２００とを備えている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒内に燃焼室と、前記燃焼室に燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、点火する点火装置とを有し、前記点火装置の点火により空気と燃料が混合した可燃混合気または燃料に着火する内燃機関に用いられ、
前記燃料噴射弁を備え、その先端部側に設けられた噴射部から前記燃焼室に向けて燃料を噴射する燃料噴射装置において、
前記先端部に付着しているデポジットを検出する検出手段と、
デポジットを前記先端部側からとばすデポジット除去手段と、
前記検出手段により前記先端部に付着したデポジットを検出し、所定以上となった場合に、前記デポジット除去手段によりデポジットをとばす制御手段とを備えていることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記先端部の抵抗値に基づいてデポジットを検出することを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記先端部に絶縁層を設け、
前記検出手段は、前記絶縁層の抵抗値に基づいてデポジットを検出することを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記噴射部は、複数の噴孔を有する薄板状の噴孔プレートから構成され、
前記噴孔プレートが絶縁性材料で形成されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記先端部の温度に基づいてデポジットを検出することを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記デポジット除去手段は、前記点火装置の点火時期を進角させることによりデポジットをとばすことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
前記デポジット除去手段は、燃料噴射弁に供給する燃料の燃圧を増加させることによりデポジットをとばすことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
前記燃料噴射弁に燃料を加圧して供給するポンプを有しており、
前記デポジット除去手段は、前記ポンプの吐出量を増加させることによりデポジットをとばすことを特徴とする請求項７に記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
前記内燃機関は、前記燃焼室へ空気を流入および流入停止する吸気弁を有しており、
前記デポジット除去手段は、前記吸気弁を早く閉じることによりデポジットをとばすことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項１０】
前記デポジット除去手段は、前記先端部を加熱することによりデポジットをとばすことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射装置に関し、例えば内燃機関の燃料噴射装置において、燃料を噴射する燃料噴射弁の噴孔部等先端に付着するデポジットを抑制する装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射装置としては、例えば内燃機関の燃焼室に直接あるいは間接的に燃料を噴射供給するものが知られている。噴射供給された燃料は、吸気管あるいは燃焼室において空気と混合され、燃焼室内に可燃混合気を形成する。燃焼室内の可燃混合気はピストン運動により圧縮された後、点火装置により着火燃焼し、内燃機関の動力として利用されている。この種の燃料噴射装置は、燃料を噴射する噴孔などの噴孔部と、燃料噴射を停止および供給する弁部とを有する燃料噴射弁がある（特許文献１参照）。
【０００３】
噴孔部などに残留する未燃燃料が燃焼以外の化学反応を起こしたり、燃料中の不純物が析出することによりデポジット（炭素系の化合物）を生じることがある。デポジットが噴孔部の内部あるいはその周辺部に付着すると、燃料噴射量が低下もしくは変動する場合がある。その結果、初期の噴射特性を維持することが難しくなり、内燃機関の性能を左右する噴射燃料と空気との混合比が変化するため、デポジット生成および付着を防止することが重要となっている。特に燃焼室に直接噴射を行なう燃料噴射装置においては、噴孔部の内部あるいはその周辺部が火炎および未燃燃料を含む燃焼ガスにより被曝するので、その影響が顕著である。
【０００４】
特許文献１の開示する技術では、内燃機関の気筒に搭載され、エンジンヘッド内の燃料噴射弁取付用孔に取付けられる燃料噴射弁と、その燃料噴射弁取付用孔とのシール面に高熱伝導率の部材を設けている。この技術では燃料噴射弁先端の熱を、高熱伝導率の部材を介して逃がし、先端温度を低下させてデポジットの生成量低減を実現しようとしている。
【特許文献１】特開２０００−３３７２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１による従来技術では、デポジットの生成を抑制する効果はあるが、付着したデポジットを完全に消失させることはできす、内燃機関を長期間運転した際には、その運転過程で少量ながらもデポジットが堆積するおそれがある。デポジットが堆積すると、噴孔部の流量低下等、燃料噴射特性の性能が損なわれるという問題が発生する可能性がある。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、内燃機関へ燃料を噴射供給する噴孔などの噴射部を燃料噴射弁先端に有するものにおいて、燃料噴射弁先端へのデポジット付着を抑制するとともに、付着したデポジットを除去可能な燃料噴射装置を提供することにある。
【０００７】
また、別の目的は、内燃機関へ燃料を噴射供給する噴孔などの噴射部を燃料噴射弁先端に有するものにおいて、燃料噴射弁先端へのデポジット付着を抑制し、かつ付着したデポジットを除去可能であるとともに、デポジット付着による燃料噴射特性への影響回避が図れる燃料噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。
【０００９】
即ち、請求項１乃至１０記載の発明では、気筒内に燃焼室と、燃焼室に燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、点火する点火装置とを有し、点火装置の点火により空気と燃料が混合した可燃混合気または燃料に着火する内燃機関に用いられ、
前記燃料噴射弁を備え、その先端部側に設けられた噴射部から燃焼室に向けて燃料を噴射する燃料噴射装置において、
先端部に付着しているデポジットを検出する検出手段と、デポジットを先端部側からとばすデポジット除去手段と、検出手段により先端部に付着したデポジットを検出し、所定以上となった場合に、デポジット除去手段によりデポジットをとばす制御手段とを備えていることを特徴としている。
【００１０】
これによると、燃料噴射弁の先端部に付着しているデポジットを検出する検出手段と、デポジットを先端部側からとばすデポジット除去手段と、これらを制御する制御手段とを備え、制御手段は、先端部に付着したデポジットを検出し、所定以上となった場合にデポジットをとばすように構成されている。これにより、燃料噴射弁先端へのデポジット付着を抑制するとともに、付着したデポジットの除去が可能である。
【００１１】
なお、デポジットをとばすとは、デポジットを先端部側から、物理力により引き離す方法、あるいは化学的に消失させる方法など、デポジットを先端部からなくすように作用するものであればいずれでもよい。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明では、検出手段は、先端部の抵抗値に基づいてデポジットを検出することを特徴としている。
【００１３】
これによると、先端部に付着しているデポジットを検出する検出手段としては、先端部の抵抗値に基づいてデポジットを検出するので、導電性を有するデポジットが付着しているか否かの判別を、先端部の抵抗値の変化に基づいて行なうことができる。さらに、デポジットの付着により変化した抵抗値の大きさに基づいてデポジット量を推定できる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明では、先端部に絶縁層を設け、検出手段は、絶縁層の抵抗値に基づいてデポジットを検出することを特徴としている。
【００１５】
これによると、先端部に絶縁層を設け、検出手段により絶縁層の抵抗値に基づいてデポジットを検出することが好ましい。これにより、デポジットが付着しているか否かの判別を、先端部の抵抗値が無限大の値を示しているか否かで容易に判定することができる。また、絶縁層および付着したデポジットの抵抗値に基づいて絶縁層の表面に付着したデポジット量を計測することができる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明では、噴射部は、複数の噴孔を有する薄板状の噴孔プレートから構成され、噴孔プレートが絶縁性材料で形成されていることを特徴としている。
【００１７】
これによると、噴射部は、複数の噴孔を有する薄板状の噴孔プレートから構成されている場合において、噴孔プレートを絶縁性材料で形成するように構成することが好ましい。これにより、噴孔プレートの噴孔周縁に付着するデポジットのみならず、噴孔の内部に付着するデポジットを計測することができる。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明では、検出手段は、先端部の温度に基づいてデポジットを検出することを特徴とすることを特徴としている。
【００１９】
これによると、先端部に付着しているデポジットを検出する検出手段としては、先端部の温度に基づいてデポジットを検出するので、デポジットが付着しているか否かの判別を、先端部の温度に基づいて例えばデポジットの付着し易い温度との比較判定により行なうことができる。
【００２０】
デポジットの付着し易い温度とは、例えばデポジットが先端部の被付着部材に急激に付着する温度であり、デポジットが消失する温度よりは低い温度である。
【００２１】
また、請求項６に記載の発明では、デポジット除去手段は、点火装置の点火時期を進角させることによりデポジットをとばすことを特徴としている。
【００２２】
これによると、デポジットを先端部側からとばす、つまりなくすようにするデポジット除去手段としては、点火装置の点火時期を進角させるので、例えば燃焼温度を増大させ、先端温度をデポジットが消失する温度まで増大等することができる。これにより、点火時期を進角させて例えば化学反応等によりデポジットを先端部側からなくすようにすることができる。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明では、デポジット除去手段は、燃料噴射弁に供給する燃料の燃圧を増加させることによりデポジットをとばすことを特徴としている。
【００２４】
これによると、デポジットを先端部側からなくすようにするデポジット除去手段としては、燃料噴射弁に供給する燃料の燃圧を増加させるので、例えば先端部の噴孔等の噴射部において、噴射部内から噴射する燃料の燃圧による流体力を増大することができる。これにより、燃料噴射弁に供給する燃料の燃圧を増加させて例えば噴孔等の噴射部内から噴射する燃料の流体力を増大させることによりデポジットを先端部側からなくすようにすることができる。
【００２５】
また、請求項８に記載の発明では、燃料噴射弁に燃料を加圧して供給するポンプを有しており、デポジット除去手段は、ポンプの吐出量を増加させることによりデポジットをとばすことを特徴としている。
【００２６】
一般に、内燃機関の燃焼室に直接燃料を噴射供給する燃料噴射装置では、吸入行程もしくは圧縮行程中の燃焼室への燃料噴射が、噴霧形状などの燃料噴射特性に影響ない程度に行なえるように、加圧した燃料を燃料噴射弁に供給するためのポンプを有している。
【００２７】
これに対して、請求項８に記載の発明では、上記ポンプを有するものである場合には、ポンプの吐出量を増加させることで、容易に燃料噴射弁に供給する燃料の燃圧を増加させられる。
【００２８】
また、請求項９に記載の発明では、内燃機関は、燃焼室へ空気を流入および流入停止する吸気弁を有しており、デポジット除去手段は、吸気弁を早く閉じることによりデポジットをとばすことを特徴としている。
【００２９】
これによると、デポジットを先端部側からなくすようにするデポジット除去手段としては、燃焼室へ空気を流入および流入停止する吸気弁を早く閉じるように構成するので、燃焼室内のいわゆる筒内圧力をさせて、燃焼温度を増大させることができる。これにより、吸気弁を早く閉じさせて例えば化学反応等によりデポジットを先端部側からなくすようにすることができる。
【００３０】
また、請求項１０に記載の発明では、デポジット除去手段は、先端部を加熱することによりデポジットをとばすことを特徴としている。
【００３１】
これによると、デポジットを先端部側からなくすようにするデポジット除去手段としては、先端部を加熱するので、先端温度をデポジットが消失する温度まで増大することができる。これにより、先端部を加熱して化学反応によりデポジットを先端部側からなくすようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の内燃機関の燃料噴射装置を、ガソリンエンジンに燃料を噴射供給するものに適用して、具体化した実施形態を図面に従って説明する。
【００３３】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の燃料噴射装置の構成を表す部分的断面図である。図２は、図１中の燃料噴射弁の先端部を示す模式図であって、弁部における噴孔周縁の周りを示す部分的断面図である。図３は、本実施形態に係わる先端部の抵抗値と、デポジットの付着量との関係を説明する模式的グラフである。図４は、本実施形態に係わるデポジットの検出、および検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理を示すフローチャートである。なお、図２２は、本発明の燃料噴射装置を搭載する内燃機関の一実施例の概略構成を示す模式図である。
【００３４】
図１に示すように、燃料噴射装置は、燃料噴射弁２と、燃料噴射弁を制御する制御手段としての制御装置（以下、ＥＣＵと呼ぶ）２００とを含んで構成されている。なお、ＥＣＵ２００は、周知構成のマイクロコンピュータであり、バッテリ等の電源を用いて、燃料噴射弁２のターミナル６５への通電開始および通電停止を実行することで、燃料噴射弁２への通電期間を制御する。
【００３５】
図２２に示すように、燃料噴射弁２は、内燃機関、特にガソリンエンジンに用いられる。燃料噴射弁２は、例えば多気筒（例えば４気筒）ガソリンエンジン（以下、エンジンと呼ぶ）の吸気管または各気筒に取付けられて、気筒内の燃焼室１０６に燃料を噴射供給する。なお、図２２に示すように、エンジン１００は、シリンダブロック１０１と、シリンダヘッド１０２と、ピストン１０４と、シリンダブロック（以下、シリンダと呼ぶ）１０１の内周壁、ピストン１０４およびシリンダヘッド１０２の天井内壁とで区画される燃焼室１０６と、可燃混合気もしくは燃料等に着火する点火装置１０５とを備える周知の内燃機関である。なお、ピストン１０４のシリンダ１０１内周壁内における往復運動はコンロッド（図示せず）を介してクランクシャフト（図示せず）の連続回転運動に変換される。燃焼室１０６は、ピストン１０４の往復移動により容積が増減する。なお、ここで、図２２では、図面作図上、４気筒のうちの１気筒のみを示している。点火装置１０５は、点火プラグ等を有する周知構造の点火のための装置である。点火装置１０５は、点火することで、燃焼室１０６内に形成される空気と燃料が混合した可燃混合気もしくは燃料に着火する。
【００３６】
また、シリンダヘッド１０２は、図２２に示すように、吸入空気が流れる通路を形成する吸気管（図示せず）に接続し、吸入吸気が導かれる吸気ポートと、燃焼ガス等が流れる通路を形成する排気管（図示せず）に接続し、排気を排出する排気ポートとを備えている。図２２に示すように、吸気弁（以下、吸気バルブと呼ぶ）１０７は、吸気ポートの内壁に着座、および離座することで、吸気ポートに導かれた吸入空気または燃料と空気が混合した可燃混合気の燃焼室１０６への流れを遮断および許容する。
【００３７】
なお、以下、本実施形態では、図２２に示すように燃料噴射弁２は各気筒に設けられているものとする。燃料噴射弁２には、燃料ポンプ３により加圧された燃料が、燃料分配管８を介して供給される。燃料分配管８には、一般に、図示しない燃料タンク内の燃料を燃料ポンプ３により吸い上げ吐出し、その吐出された燃料が導かれている。なお、吐出される燃料は、プレーシャレギュレータ等の調圧装置４によって所定の圧力に調圧されて、燃料分配管８へ送られる。なお、エンジンが直噴エンジンの場合には、エンジン１００の燃焼室１０６へ供給する燃料の圧力が約２Ｍｐａ以上とするため、燃料ポンプ３によって燃料タンクから吸上げられた低圧（例えば０．２Ｍｐａ）の燃料を、高圧ポンプ５で加圧し、この加圧された所定の燃料（例えば、２〜１３Ｍｐａの範囲の所定の燃料）が、燃料分配管８を介して燃料噴射弁２に供給されている。燃料ポンプ３から吐出される燃料、高圧ポンプ５から燃料分配管へ供給された燃料は、プレーシャレギュレータ等の調圧装置４、９によって所定の圧力に調圧されている。なお、以下、本実施例で説明するエンジン１００は、ガソリン直噴エンジンとする。なお、ここで、高圧ポンプ５は、請求範囲に記載のポンプを構成している。
【００３８】
燃料噴射弁２は、図１に示すように、略円筒形状であり、一端から燃料を受け、内部の燃料通路を経由して他端から燃料を噴射する。燃料噴射弁２は、燃料の噴射を遮断および許容する弁部２ａと、弁部２ａを駆動する電磁駆動部２ｂと、デポジットを検出するデポジット検出部２ｃとを備えており、一端から燃料通路内に流入した燃料を弁部２ａからエンジン１００の気筒に噴射供給する。
【００３９】
弁部２ａは、図１に示すように、弁ボディ１２と、弁部材としてのニードル３０とを含んで構成されている。弁ボディ１２の内周には、上記内部燃料通路内を流れる燃料が導かれている。弁ボディ１２は燃料流れ方向の噴孔２１側に向けて縮径する内周面としての円錐面１３を有している。円錐面１３には、ニードル３０が離座および着座可能である。ニードル３０は略軸状に形成され、弁ボディ１２内を軸方向に往復移動可能である。なお、ここで、円錐面１３は、ニードル３０が離座および着座可能な弁座１４を構成する。具体的には、弁座１４には、ニードル３０の当接部３１が離座および着座する。なお、ここで、弁座１４と当接部３１は、弁部が燃料の噴射を停止するための油密機能の働きをするシート部を構成している。
【００４０】
弁座１４の中央側には、弁座１４の燃料流れの下流側に向かって、内部燃料通路と連通可能な噴孔２１が配置されている。詳しくは、弁ボディ１２の先端側に略薄板状部材としての噴孔プレート２０が配置されている。噴孔プレート２０は、図２に示すように、有底筒状に形成されており、弁ハウジング１６の底部の内壁と弁ボディ１２の底部の内壁との間に挟持されている。
【００４１】
噴孔プレート２０は、例えば薄い金属板状の薄板状体で形成され、複数（本実施例では、図２に作図の便宜上２個）の噴孔２１が配置されている。この噴孔２１は、要求される燃料の噴霧の形状、方向、数などに応じて、その大きさ、噴孔軸線の方向、噴孔配列等が決定される。また、噴孔の開口面積は、開弁時の流量を規定する。したがって、燃料噴射弁２の燃料噴射量は、噴孔２１の開口面積、ニードル３０のリフト量と、開弁期間とによって調量されている。ニードル３０が弁座１４に着座すると噴孔２１からの燃料噴射が停止され、ニードル３０が弁座１４から離座すると噴孔２１から燃料が噴射される。
【００４２】
なお、弁ボディ１２は、弁ハウジング１６の燃料噴射側端部の内壁に溶接等により固定されている。弁ボディ１２は段付きの略有底円筒状に形成され、弁ハウジング１６の下端部の内周側に挿入されている。
【００４３】
電磁駆動部２ｂは、図１に示すように、筒部材４０、可動コア５０、固定コア５４、およびコイル６０とを有する。
【００４４】
筒部材４０は、弁ボディ１２（詳しくは弁ハウジング１６）の反噴孔側の内周壁に挿入され、溶接により弁ボディ１２に固定されている。筒部材４０は、噴孔２１側から第１磁性筒部４２、非磁性筒部４４、および第２磁性筒部４６により構成されている。非磁性筒部４４は第１磁性筒部４２と第２磁性筒部４６との磁気的短絡を防止する。この磁気的短絡防止により、コイル６０の通電により発生する電磁力による磁束を、可動コア５０、固定コア５４、および緩衝コア５２に効率的に流れるようにしている。
【００４５】
可動コア５０は磁性材料で段付きの略円筒状体に形成されており、ニードル３０の反噴孔側の端部と溶接等により固定されている。可動コア５０はニードル３０とともに往復移動する。可動コア５０の筒壁を貫通する流出孔５２は、可動コア５０の筒内外を連通する燃料通路を形成している。
【００４６】
固定コア５４は磁性材料で略円筒状に形成されている。固定コア５４は筒部材４０内に挿入されており、筒部材４０と溶接により固定されている。固定コア５４は可動コア５０に対し反噴孔側に設置され、可動コア５０に向きあっている。アジャスティングパイプ５６は固定コア５４の内周に圧入され、内部に燃料通路を形成している。付勢部材としてのスプリング５８は一端部でアジャスティングパイプ５６に係止され、他端部で可動コア５０に係止されている。アジャスティングパイプ５６の圧入量を調整することにより、可動コア５０に付勢するスプリング５８の荷重が変更される。スプリング５８の付勢力により可動コア５０およびニードル３０は弁座１４に向けて付勢されている。言い換えると、スプリング５８は可動コア５０をニードル３０の着座方向に付勢する付勢手段を構成する。
【００４７】
コイル６０はスプール６２に巻回されている。ターミナル６５はコネクタ６４にインサート成形されており、コイル６０と電気的に接続している。コイル６０に通電すると、可動コア５０と固定コア５４との間に磁気吸引力が働き、圧縮スプリング５８の付勢力に抗して可動コア５０は固定コア５４側に吸引される。
【００４８】
なお、ここで、弁ボディ１２とニードル３０とは燃料の噴射を遮断および許容する弁部２ａを構成する。弁部２ａのうち、弁座１４と当接部３１はシート部を構成する。噴孔プレート２０（詳しくは、噴孔２１）は燃料を微粒化し、噴霧を形成する燃料噴霧形成手段を構成する。噴孔２１は、請求範囲に記載の燃料を噴射する噴射部を構成する。噴孔プレート２０および弁部２ａは、請求範囲に記載の燃料噴射弁２の先端部を構成している。特に、噴孔プレート２０は、噴射部を構成する噴孔２１を有しており、デポジットが付着すると燃料噴射特性に影響を受ける噴射部および噴射部周縁を構成している。
【００４９】
また、コイル６０と可動コア５０と固定コア５４と筒部材４０とスプリング５８とは弁部２ａを駆動する電磁駆動部２ｂを構成する。上述の構成を有する燃料噴射弁２は、ターミナル６５からコイルに供給する電流を制御することでニードル３０のリフトを制御し、内部燃料通路に流入した燃料を弁部２ａからエンジン１００の燃焼室１０６に噴射する。燃料噴射弁２はニードル３０を着座方向に付勢するスプリング５８を有しており、コイル６０への電流供給が停止されると、コイルへ６０の電流供給の停止時には、弁部２ａが閉弁して噴射を終了する。
【００５０】
デポジット検出部２ｃは、図１および図２に示すように、抵抗計測器８０と、上記先端部に絶縁層を形成する絶縁体部８３と、抵抗計測器８０と絶縁体部８３を接続する導体配線としての導線８２とを備えている。抵抗計測器８０は、被計測物の抵抗値を検出可能な周知構造の抵抗値を計測する計測器である。なお、抵抗計測器８０は、図１および図２に示すようにＥＣＵ２００内の一機能として構成されるように構成してもよい。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２００に絶縁体部８３の抵抗値を計測する計測機能を有するものとして説明する。
【００５１】
また、図２に示すように、導線８２のうち、絶縁体部８３に接続する側の少なくとも弁ハウジング１６などの導電性部材の外周に配置される部分は、シリコン等の絶縁性部材８４により被覆されている。
【００５２】
絶縁体部８３はセラミック等の非導電性の絶縁材料で形成する。図２に示すように、絶縁体部８３は、先端部としての噴孔プレート２０と雰囲気との間に絶縁層を形成するように、噴孔プレート２０の下面の表面に沿って延在している。また、絶縁体部８３は、噴孔プレート２０に設けられた噴孔２１に対向する部位に、噴射燃料が流通可能な出口側噴孔８３ａが設けられており、出口側噴孔８３ａは、噴孔２１から噴射される燃料の燃料噴射特性を損なわない程度の形状等に形成されている。
【００５３】
なお、ここで、絶縁体８３は、先端部つまり噴孔プレートの表面側に形成された絶縁層を構成している。
【００５４】
ＥＣＵ２００は、図示しないリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、入力ポート、出力ポートを相互に双方向性バスで接続した周知のマイクロコンピュータとして構成されている。このＥＣＵ２００は、バッテリ等の電源を用いて、燃料噴射弁２のターミナル６５への通電開始および通電停止を実行することで、燃料噴射弁２への通電期間を制御する。エンジン１００の回転速度、吸気管圧力（または吸入空気量）、冷却水温等のエンジン１００の運転状態を検出する図示しない各種センサの信号を読み込み、エンジン用の各種プログラム（図示せず）に従って、燃料噴射弁２の電磁駆動部２ｂの動作を制御する。なお、詳しくは、クランクシャフトの回転状態に応じて７２０°ＣＡ毎にパルス信号を出力する基準位置センサと、より細かなクランク角毎（例えば、３０°ＣＡ毎）にパルス信号を出力する回転角センサとが設けられている。エンジン１００の図示しないシリンダ（ウォータジャケット）などには、冷却水温を検出するための水温センサが配設されている。吸気管には、吸入空気流量を検出するエアフローメータなどが配設されている。排気管には、排ガス中の酸素濃等に比例し、空燃比信号を出力する空燃比センサなどが設けられている。また、運転者の要求等を検出するためのアクセルペダルセンサ、スロットル開度センサ等が設けられている。
【００５５】
なお、エンジン１００は、駆動弁装置を構成する吸気バルブ１０７の開閉タイミングをエンジン１００の運転状態に応じて変更するバルブタイミング調整装置（以下、吸気ＶＶＴ装置と呼ぶ）２１０を有するように構成されていてもよい。ＥＣＵ２００は、各種センサから検出したエンジン１００の運転状態に応じて吸気ＶＶＴ装置２１０を駆動制御して吸気バルブ１０７の開閉タイミングを制御し、例えば吸気バルブ１０７を早めに閉じたり遅く閉じたりすることが可能である。
【００５６】
ＥＣＵ２００は、絶縁体部８３の抵抗値を検出することで、絶縁層８３を有する噴孔プレートつまり上記先端部の抵抗値を計測する。ＥＣＵ２００は、検出した抵抗値に基づいて、先端部（詳しくは、絶縁体部８３付き噴孔プレート２０）に付着しているデポジット量を計測する。詳しくは、図３に示すように、横軸を経過時間とすると、デポジットが付着していない状態では、絶縁体部８３の抵抗値は無限大の値を示す。そして、エンジン１００の長時間運転等により、先端部つまり絶縁体部８３にデポジットが付着すると、導電性を有するデポジットにより抵抗値が低下する。そして、図３に示すように、一旦付着すると、付着したデポジットの上にさらに付着してデポジットが堆積していくので、その抵抗値の変化から絶縁体部８３に付着したデポジット量を計測することが可能となる。
【００５７】
なお、ここで、ＥＣＵ２００は、噴孔２１周縁に付着するデポジットが所定量以上であるか否かを判断する機能を有する。
【００５８】
次に上述した構成を有する燃料噴射装置の制御方法、特にデポジットを検出し、その検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理の一実施例について、図４に従って説明する。図４に示すように、Ｓ１１０１（Ｓはステップ）では、絶縁体部８３の抵抗値Ｒの計測いわゆるモニタを開始する。Ｓ１１０２では、抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０より小さいか否かを判定する。抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０以上であれば、エンジン１００の長時間運転等により抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０より小さくなるまでＳ１１０１の制御処理を繰返す。逆に、抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０より小さいならば、デポジットが所定以上付着していると判断し、Ｓ１１０３へ移行する。なお、ここで、所定の抵抗値Ｒ０は、上記先端部に付着するデポジット量が所定値である（図３参照）ことを示す閾値を構成する。
【００５９】
Ｓ１１０３では、点火装置１０５の点火時期を進角させる。これにより、点火時期を進角させて燃焼温度を増大させることが可能である。点火時期を進角させて燃焼温度を増大させることで、上記先端部の温度をデポジットが消失する温度Ｔ２（例えば、本実施例では６００℃以上）に増大させることが可能である。なお、点火時期を進角させて燃焼温度を増大させることで、上記先端部（詳しくは絶縁体部８３付き噴孔プレート２０）の温度をデポジットが消失する温度Ｔ２にする方法に限らず、点火時期を進角させて一時的にノックを発生させることで、振動によってデポジットを上記先端部側からなくすようにする方法であってもよい。
【００６０】
なお、以下本実施形態では、点火時期を進角させることで上記先端部の温度を温度Ｔ２に増大させるものとする。なお、Ｓ１１０３では、例えば所定の位相分だけ、点火時期を進角させるものとする。
【００６１】
Ｓ１１０５では、抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０を超える状態になったか否かを判定する。抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０より小さい状態ならば、抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０を超えるまで、Ｓ１１０３を繰返す。この場合、Ｓ１１０３の処理を実行する度に、点火時期の進角を所定の位相分ずつ増加していく。逆に、抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０を超える状態になっていれば、デポジットを上記先端部側からなくすようにすることができたと判断し、Ｓ１１０６へ移行する。
【００６２】
Ｓ１１０６では、点火時期を、デポジット除去のため進角させていた状態から、通常のエンジン１００の運転状態に最適な点火時期に戻す。詳しくはＥＣＵ２００は、ＥＣＵ２００で最適な点火時期を記憶する点火時期マップのデータ値に戻すようにする。
【００６３】
なお、ここで、絶縁体部８３の抵抗値に基づいて所定の抵抗値の大きさとの比較判定する制御処理（詳しくは、Ｓ１１０２）は、燃料噴射弁２の先端部に付着しているデポジットを検出するデポジット検出手段を構成する。また、ＥＣＵ２００にて点火装置１０５の点火時期を進角させる制御処理（詳しくは、Ｓ１１０３）は、デポジットを上記先端部からなくすようにとばすデポジット除去手段を構成する。
【００６４】
次に、上述した構成を有する本実施形態の燃料噴射装置の作動を説明する。車両のエンジンキーをＩＧ位置にして、図示しないイグニッションスイッチがオン（ＯＮ）する等することで、燃料ポンプ３が駆動され、燃料タンク内に燃料が燃料ポンプ３により吸い上げられる。吸い上げられた燃料は、プレッシャレギュレータ４により調圧され、低圧燃料が高圧ポンプ５へ供給される。高圧ポンプ５によって所定の燃料に加圧され、加圧された燃料が燃料分配管８へ供給される。燃料分配管８へ供給された燃料は、プレッシャレギュレータ９により所定の高圧燃料に調圧されて、燃料分配管８内の各分配口から燃料噴射弁２へ供給される。
【００６５】
燃料噴射弁２の燃料噴射時には、燃料噴射弁２のコイル６０に電流が供給され、ニードル３０が弁座１４から離座しリフトを開始すると、弁部２ａは開弁され燃料の噴射を開始する。燃料は、噴孔２１から噴射され噴霧化されてエンジン１００の燃焼室１０６等へ供給される。一方、燃料噴射停止時には、コイル６０への電流供給が停止され、スプリング５８によりニードル３０のリフトが減少する。そして、ニードル３０が弁座１４に着座すると、噴射が終了する。コイル６０への通電期間を調節することにより、燃料噴射弁２から噴射される燃料（燃料噴霧）の噴射期間つまり燃料噴射量が調節される。
【００６６】
さらに本実施形態では、エンジン１００が長期間運転される等で、燃料噴射弁２の先端部にデポジットが付着する場合があったとしても、デポジット検出部２ｃによりデポジットを検出し、所定値以上である場合には、ＥＣＵ２００にて点火装置１０５の点火時期を進角させることによりデポジットをとばすことができる。
【００６７】
次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）本実施形態では、先端部に付着しているデポジットを検出する検出手段として、デポジット検出部２ｃを有し、ＥＣＵ２００により絶縁体部８３の抵抗値Ｒに基づいて所定の抵抗値Ｒ０の大きさとの比較判定する制御処理（詳しくは、Ｓ１１０２）を実行する。これにより、デポジットは導電性を有しているため、デポジットが付着しているか否かの判別を、先端部の抵抗値の変化に基づいて行なうことができる。さらに、デポジットの付着により変化した抵抗値Ｒの大きさに基づいてデポジット量を推定できる。
【００６８】
さらに、検出したデポジットが所定以上である場合（詳しくは絶縁体部８３の抵抗値Ｒ＜Ｒ０の場合）には、デポジットを上記先端部からなくすようにとばすデポジット除去手段として、ＥＣＵ２００にて点火装置１０５の点火時期を進角させる制御処理（詳しくは、Ｓ１１０３）を実行する。これにより、燃焼温度を増大させ、先端温度をデポジットが消失する温度まで増大等することができるので、点火時期を進角させて例えば化学反応等によりデポジットを先端部側からなくすようにすることができる。
【００６９】
したがって、燃料噴射弁先端へのデポジット付着を抑制するとともに、付着したデポジットの除去が可能である。
【００７０】
（２）なお、先端部に付着しているデポジットを検出する検出手段は、デポジット検出部２ｃを有し、ＥＣＵ２００により絶縁体部８３の抵抗値Ｒに基づいて所定の抵抗値Ｒ０の大きさとの比較判定する制御処理を実行するものに限らず、他のデポジットを検出する方法であってもよい。また、デポジットを上記先端部からなくすようにとばすデポジット除去手段は、ＥＣＵ２００にて点火装置１０５の点火時期を進角させる制御処理を実行するものに限らず、他のデポジットをとばす方法であってもよい。
【００７１】
言い換えると、先端部に付着しているデポジットを検出する検出手段と、デポジットを先端部側からとばすデポジット除去手段と、検出手段により先端部に付着したデポジットを検出し、所定以上となった場合に、デポジット除去手段によりデポジットをとばす制御手段とを備えているものであればいずれでもよい。
【００７２】
（３）さらになお、本実施形態では、デポジットを検出するために先端部の抵抗値を計測する方法として、先端部（詳しくは噴孔プレート２０）に絶縁層としての絶縁体部８３を設け、絶縁体部８３の抵抗値Ｒに基づいてデポジットを検出することが好ましい。これにより、デポジットが付着しているか否かの判別を、先端部の抵抗値Ｒが無限大の値を示しているか否かで容易に判定することができる。また、デポジットの導電性を利用することで、絶縁体部８３および付着したデポジットによる抵抗値Ｒに基づいて絶縁体部８３の表面に付着したデポジット量を直接的に計測することができる。
【００７３】
（第２の実施形態）
以下、本発明を適用した他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、第１の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰返さない。
【００７４】
第２の実施形態では、第１の実施形態で説明したデポジット除去手段として、図５に示すように、ＥＣＵ２００にて燃料噴射弁２に供給する燃圧を増加させる制御処理を実行する。図５は、本実施形態に係わる制御処理を示す図であって、デポジットの検出、および検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理を示すフローチャートである。
【００７５】
燃料噴射弁２に供給する燃圧を増加させる方法としては、図２２に示す高圧ポンプ５の吐出量を増加させるように構成する。この様に構成することにより、高圧ポンプ５から燃料分配管８へ供給する燃料を増やし、その増やした燃料に応じて調圧装置９により所定の燃圧に増圧したものを燃料噴射弁２へ供給することができる。
【００７６】
次に上述した構成を有する燃料噴射装置の制御方法、特にデポジットを検出し、その検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理の一実施例について、図５に従って説明する。図５に示すように、Ｓ１１０１にて絶縁体部８３の抵抗値Ｒのモニタを開始し、Ｓ１１０２にて抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０より小さいか否かを判定する。抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０以上であれば、エンジン１００の長時間運転等により抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０より小さくなるまでＳ１１０１の制御処理を繰返す。逆に、抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０より小さいならば、デポジットが所定以上付着していると判断し、Ｓ１２０３へ移行する。
【００７７】
Ｓ１２０３では、燃料噴射弁２へ供給する燃圧を増大させる。これにより、上記先端部の噴孔２１等の噴射部において、噴射部内から噴射する燃料の燃圧による流体力を増大することができる。したがって、燃料噴射弁２に供給する燃料の燃圧を増加させて、噴孔２１等の噴射部内から噴射する燃料の流体力を増大させることにより、流体力により噴孔２１および噴孔２１の周縁からデポジットを剥離させるなど引き離すことができ、デポジットを先端部側からなくすようにすることが可能である。なお、Ｓ１２０３では、例えば所定の燃圧の増加分だけ、燃料噴射弁２への供給燃料の燃圧を増加させるものとする。
【００７８】
Ｓ１１０５にて抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０を超える状態になったか否かを判定する。抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０より小さい状態である場合には、抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０を超えるまでＳ１２０３を繰返す。この場合、Ｓ１２０３の処理を実行する度に、燃圧を所定の増加分ずつ増加していく。逆に、抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０を超える状態になっていれば、デポジットを上記先端部側からなくすようにすることができたと判断し、Ｓ１１０６へ移行する。
【００７９】
Ｓ１２０６では、燃圧を、デポジット除去のため増加させていた状態から、通常のエンジン１００の運転状態に最適な燃圧に戻す。詳しくはＥＣＵ２００は、ＥＣＵ２００で最適な燃圧を記憶する燃圧マップのデータ値に戻すようにする。
【００８０】
なお、ここで、ＥＣＵ２００にて燃料噴射弁２へ供給する燃圧を増加させる制御処理（詳しくは、Ｓ１２０３）は、デポジットを上記先端部からなくすようにとばすデポジット除去手段を構成する。
【００８１】
次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）本実施形態では、デポジットを上記先端部からなくすようにとばすデポジット除去手段として、ＥＣＵ２００にて燃料噴射弁２へ供給する燃圧を増加させる制御処理（詳しくは、Ｓ１２０３）を実行する。これにより、噴孔２１等の噴射部内から噴射する燃料の流体力を増大させて、その流体力により噴孔２１および噴孔２１の周縁からデポジットを剥離させるなど引き離すことができる。したがって、燃料噴射弁２へ供給する燃圧を増加させてその燃料の流体力によりデポジットを先端部側からなくすようにすることができる。
【００８２】
（２）なお、本実施形態では、燃料噴射弁２に供給する燃圧を増加させる方法として、加圧した燃料を燃料噴射弁２に供給する高圧ポンプ５を有する燃料噴射装置である場合には、高圧ポンプ５の吐出量を増加させることで、容易に燃料噴射弁２に供給する燃料の燃圧を増加させられる。
【００８３】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、第１の実施形態で説明したデポジット除去手段として、図６に示すように、ＥＣＵ２００にて吸気ＶＶＴ装置２１０を駆動制御して吸気バルブ１０７を早めに閉じる制御処理を実行する。図６は、本実施形態に係わる制御処理を示す図であって、デポジットの検出、および検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理を示すフローチャートである。
【００８４】
図６に示すように、Ｓ１１０１にて絶縁体部８３の抵抗値Ｒのモニタを開始し、Ｓ１１０２にて抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０より小さいか否かを判定する。抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０以上であれば、エンジン１００の長時間運転等により抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０より小さくなるまでＳ１１０１の制御処理を繰返す。逆に、抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０より小さいならば、デポジットが所定以上付着していると判断し、Ｓ１３０３へ移行する。
【００８５】
Ｓ１３０３では、吸気バルブ１０７を閉じるタイミングを進角させる。これにより、吸気バルブ１０７を閉じるタイミングを進角させて筒内の圧力を増大させることができ、従って燃焼温度を増大させることができる。したがって、吸気バルブ１０７を閉じるタイミングを進角させて上記先端部の温度をデポジットが消失する温度Ｔ２に増大させることが可能であるので、吸気バルブ１０７を早めに閉じて化学反応によりデポジットを先端部側からなくすようにすることができる。
【００８６】
Ｓ１１０５にて抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０を超える状態になったか否かを判定する。抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０より小さい状態である場合には、抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０を超えるまでＳ１３０３を繰返す。この場合、Ｓ１３０３の処理を実行する度に、吸気バルブ１０７を閉じるタイミングを所定の増加分ずつ進角させていく。逆に、抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０を超える状態になっていれば、デポジットを上記先端部側からなくすようにすることができたと判断し、Ｓ１３０６へ移行する。
【００８７】
Ｓ１３０６では、吸気バルブ１０７を閉じるタイミングを、デポジット除去のため進角させていた状態から、通常のエンジン１００の運転状態に最適なタイミングに戻す。
詳しくはＥＣＵ２００は、ＥＣＵ２００で吸気バルブ１０７の最適な閉じるタイミングを記憶する吸気バルブ１０７の閉タイミングのデータ値に戻すようにする。
【００８８】
なお、ここで、ＥＣＵ２００にて吸気ＶＶＴ装置２１０の駆動制御により吸気バルブ１０７を早めに閉じる制御処理（詳しくは、Ｓ１３０３）は、デポジットを上記先端部からなくすようにとばすデポジット除去手段を構成する。
【００８９】
次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）本実施形態では、デポジットを上記先端部からなくすようにとばすデポジット除去手段として、ＥＣＵ２００にて吸気ＶＶＴ装置２１０の駆動制御により吸気バルブ１０７を早めに閉じる制御処理（詳しくは、Ｓ１３０３）を実行する。これにより、筒内の圧力を増大させて、燃焼温度を増大させることができる。したがって、吸気バルブ１０７を早めに閉じて化学反応によりデポジットを先端部側からなくすようにすることができる。
【００９０】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、第１の実施形態で説明したデポジット除去手段として、図７に示すように、デポジット検出部１０２ｃにデポジットを検出する機能に加えて、高電圧を付与する機能を有するように構成する。図７は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端部を示す模式図であって、弁部における噴孔周縁の周りを示す部分的断面図である。図８は、本実施形態に係わる制御処理を示す図であって、デポジットの検出、および検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理を示すフローチャートである。
【００９１】
図７に示すように、デポジット検出部１０２ｃとしての絶縁体部８３に、高電圧を印加する高電圧発生装置９０を備えるように構成する。高電圧発生装置９０は、電源９１と、絶縁体部８３に高電圧の印加の断続を行なうスイッチ装置９２とから構成されている。電源９１は、例えば車載用のバッテリ、もしくはバッテリの電源を昇圧する昇圧する昇圧装置などから構成される周知の電圧供給回路等、電圧供給装置である。例えばスタータを駆動する高電圧回路等を利用するものであってもよい。スイッチ装置９２は、高電圧を遮断、通電可能なものであれば、周知のスイッチ、あるいはスイッチング素子を用いたいわゆるスイッチング回路等いずれでもよい。なお、これら電源９１およびスイッチ装置９２のうち少なくともいずれかを、ＥＣＵ２００の構成に有するようにしてもよい。
【００９２】
以下、本実施形態の説明では、ＥＣＵ２００に電源９１およびスイッチ装置９２の機能を有するものとする。
【００９３】
次に上述した構成を有する燃料噴射装置の制御方法、特にデポジットを検出し、その検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理の一実施例について、図８に従って説明する。図８に示すように、Ｓ１１０１にて絶縁体部８３の抵抗値Ｒのモニタを開始し、Ｓ１１０２にて抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０より小さいか否かを判定する。抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０以上であれば、エンジン１００の長時間運転等により抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０より小さくなるまでＳ１１０１の制御処理を繰返す。逆に、抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０より小さいならば、デポジットが所定以上付着していると判断し、Ｓ１４０３へ移行する。
【００９４】
Ｓ１４０３では、絶縁体部８３に高電圧を印加する。これにより、上記先端部の温度を増大させることができる。したがって、絶縁体部８３に高電圧を印加することにより上記先端部の温度を、デポジットが消失する温度Ｔ２に増大させられるので、化学反応によりデポジットを先端部側からなくすようにすることができる。
【００９５】
Ｓ１１０５にて抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０を超える状態になったか否かを判定する。抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０より小さい状態である場合には、抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０を超えるまでＳ１３０３を繰返す。逆に、抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０を超える状態になっていれば、デポジットを上記先端部側からなくすようにすることができたと判断し、Ｓ１４０６へ移行する。
【００９６】
Ｓ１４０６では、絶縁体部８３への高電圧印加を停止する。
【００９７】
なお、ここで、ＥＣＵ２００にてデポジット検出部１０２ｃの絶縁体部８３に高電圧を印加する制御処理（詳しくは、Ｓ１４０３）は、デポジットを上記先端部からなくすようにとばすデポジット除去手段を構成する。また、デポジット検出部としての絶縁体部８３と、高電圧発生装置９０は、上記先端部を加熱する加熱手段を構成する。
【００９８】
次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）本実施形態では、デポジットを上記先端部からなくすようにとばすデポジット除去手段として、デポジット検出部１０２ｃとしての絶縁体部８３に高電圧を印加するように構成し、ＥＣＵ２００にてデポジット検出部１０２ｃの絶縁体部８３に高電圧を印加する制御処理を実行する。これにより、デポジットが付着していないと絶縁体部８３に電圧を付与しても電流は流れないが、デポジットが検出された場合には、デポジット付着時の絶縁体部８３では図３中の抵抗特性を示すので、絶縁体部８３に電圧をかけると電流が流れる。そのエネルギによってデポジットを高温にして消失させられる。
【００９９】
（２）なお、デポジット検出部１０２ｃとしての絶縁体部８３に、高電圧を印加してデポジットをとばす除去手段を備えるので、デポジット付着時の絶縁体部８３では抵抗特性から温度Ｔ２にするための高電圧値、あるいは所定の高電圧値における温度Ｔ２の到達時間などを容易に推定することが可能である。
【０１００】
（第５の実施形態）
第５の実施形態では、上記先端部を加熱する加熱手段として、第４の実施形態で説明した絶縁体部８３と、高電圧発生装置９０に代えて、図９に示すように、ヒータ１９０を用いる。図９は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端部を示す模式図であって、弁部における噴孔周縁の周りを示す部分的断面図である。図１０は、本実施形態に係わる制御処理を示す図であって、デポジットの検出、および検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理を示すフローチャートである。
【０１０１】
図９に示すように、ヒータ１９０は弁部２ａの内部に内蔵され、弁部２ａの先端側を加熱する加熱装置である。ヒータ１９０は周知構造の加熱用ヒータであって、セラミックヒータ、巻線ヒータ等いずれの構成であってもよい。以下、本実施形態の説明ではヒータ１９０をセラミックヒータとする。
【０１０２】
詳しくは、ヒータ１９０は、図９に示すように、噴孔プレート２０の側面および弁ボディ１２の側面に配置され、弁ハウジング１６に形成された環状の凹部内に収容されている。これにより、ヒータ１９０を加熱することで、噴孔プレート２０を加熱して、その絶縁層を形成する絶縁体部８３の温度を効率的に上昇させることが可能である。デポジットが検出された場合には、ヒータ１９０を昇温させることでデポジットを消失させることができる。なお、デポジット検出部２０２ｃは、抵抗計測器８０と絶縁体部８３と導線８２とを備えている。
【０１０３】
次に上述した構成を有する燃料噴射装置の制御方法、特にデポジットを検出し、その検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理の一実施例について、図８に従って説明する。なお、第４の実施形態にて上記先端部を加熱する加熱手段による制御方法を説明しているので、ここでは異なる制御処理のみ説明する。
【０１０４】
Ｓ１１０２で抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０より小さいと判定されると、１５０３では、ヒータ１９０を加熱する。これにより、上記先端部の温度を増大させることができる。したがって、ヒータ１９０を加熱することにより上記先端部の温度を、デポジットが消失する温度Ｔ２に増大させられるので、化学反応によりデポジットを先端部側からなくすようにすることができる。
【０１０５】
また、Ｓ１１０５で抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０を超える状態になっていると判定されると、Ｓ１５０６では、ヒータ１９０の加熱を停止する。
【０１０６】
なお、ここで、ＥＣＵ２００にてヒータ１９０を加熱する制御処理（詳しくは、Ｓ１５０３）は、デポジットを上記先端部からなくすようにとばすデポジット除去手段を構成する。
【０１０７】
この様な構成にしても、第４の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１０８】
（第６の実施形態）
第６の実施形態では、第１の実施形態で説明した絶縁層としての絶縁体部８３付き噴孔プレート２０に代えて、図１１に示すように、噴孔プレート１８３自体を絶縁材料で形成するようにする。図１１は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端部を示す模式図であって、弁部における噴孔周縁の周りを示す部分的断面図である。
【０１０９】
図１１に示すように、絶縁材料からなる噴孔プレート１８３全体が、デポジット検出部２ｃを構成するようにする。なお、噴射プレート１８３には、複数の噴孔１８３ａを有しており、この出噴孔１８３ａは出口側噴孔に限らず、噴孔全体を構成している。なお、デポジット検出部３０２ｃは、抵抗計測器８０と噴孔プレート１８３と導線８２とを備えている。
【０１１０】
この様な構成にしても、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１１１】
さらに、噴孔プレート１８３の噴孔１８３ａ周縁に付着するデポジットのみならず、噴孔の１８３ａ内部に付着するデポジットを計測することができる。
【０１１２】
（第７の実施形態）
第７の実施形態では、デポジット付着量の検出方法として、第６の実施形態で説明したデポジット検出部の噴孔プレート１８３の抵抗値に代えて、図１２に示すように、噴孔プレート２８３の温度を計測するようにする。図１２は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端部を示す模式図であって、弁部における噴孔周縁の周りを示す部分的断面図である。図１３は、本実施形態に係わる先端部の温度と、流量低下率との関係を説明するグラフである。図１４は、実施形態に係わる制御処理を示す図であって、デポジットの検出、および検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理を示すフローチャートである。
【０１１３】
図１２に示すように、デポジット検出部４０２ｃは、温度計測器２８１と、噴孔プレート２８３の温度を計測する熱電対２８２とを備えている。温度計測器２８１は、被計測物の温度を検出可能な周知構造の温度を計測する計測器である。なお、温度計測器２８１は、図１２に示すようにＥＣＵ２００内の一機能として構成されるように構成してもよい。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２００に噴孔プレート２８３の温度を計測する計測機能を有するものとして説明する。
【０１１４】
熱電対２８２は、噴孔プレート２８３に接触する一方の端部に検出部２８５を備え、他方の端部は温度計測器２８１に電気的に接続している。また、図１２に示すように、熱電対２８２のうち、噴孔プレート２８３に接続する側の少なくとも弁ハウジング１６などの導電性部材の外周に配置される部分は、シリコン等の絶縁性部材８４により被覆されている。
【０１１５】
噴孔プレート２８３は、金属材料、絶縁材料、あるいはこれらの複合材料などいずれで形成されていてもよい。
【０１１６】
先端部（詳しくは、噴孔プレート２８３）の温度と、流量低下率との関係は、図１３デポジット付着に起因した流量低下特性に示されるように、温度Ｔ１以上になると、燃料噴射弁２の燃料噴射量に係わる噴孔プレート２８３（詳しくは噴孔２８３ａ）の流量が低下し始める。そして温度Ｔ１の増加に従って流量がさらに低下する。なお、この温度Ｔ１をデポジット付着開始温度と呼ぶ。
【０１１７】
次に上述した構成を有する燃料噴射装置の制御方法、特にデポジットを検出し、その検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理の一実施例について、図１４に従って説明する。図１４に示すように、熱電対２８２（詳しくは検出部２８５）により上記先端部（詳しくは噴孔プレート２８３およびその周縁）の温度を計測いわゆるモニタを開始する。
【０１１８】
Ｓ１６０２では、検出した上記先端部の温度（以下、先端温度と呼ぶ）Ｔがデポジット付着開始温度Ｔ１より大きいか否かを判定する。先端温度Ｔがデポジット付着開始温度Ｔ１以下であれば、エンジン１００の長時間運転等により抵抗値Ｒが所定の抵抗値Ｒ０より小さくなるまでＳ１６０１の制御処理を繰返す。逆に、先端温度Ｔがデポジット付着開始温度Ｔ１より大きいならば、デポジットが所定以上付着していると判断し、Ｓ１１０３へ移行する。なお、ここで、デポジット付着開始温度Ｔ１は、上記先端部に付着するデポジット量が、流量低下に影響を及ぼさない程度の所定値あることを示す閾値を構成する。
【０１１９】
Ｓ１１０３では、点火装置１０５の点火時期を進角させる。点火時期を進角させることで上記先端部の温度を、デポジットが消失する温度Ｔ２に増大させる。
【０１２０】
Ｓ１６０５では、温度Ｔ２の持続時間が所定時間ｔ１を越えているか（Ｔ２＞ｔ１）否かを判定する。温度Ｔ２の持続時間が所定時間ｔ１に達していないならば、温度Ｔ２の持続時間が所定時間ｔ１を越えるまで、Ｓ１１０３を繰返す。逆に、温度Ｔ２の持続時間が所定時間ｔ１に達しているならば、デポジットを上記先端部側からなくすようにすることができたと判断し、Ｓ１６０６へ移行する。
【０１２１】
１１０６では、点火時期を、デポジット除去のため進角させていた状態から、通常のエンジン１００の運転状態に最適な点火時期に戻す。
【０１２２】
１６０７では、デポジット除去のため上記先端部を温度Ｔ２まで昇温させていたため、温度冷却時間ｔ２経過するまでそのままの状態を保持する。なお、温度冷却時間ｔ２経過した後、Ｓ１６０１の熱電対２８２により先端温度Ｔのモニタを開始する。
【０１２３】
なお、ここで、上記先端部（詳しくは噴孔プレート２０およびその周縁）の温度に基づいて所定の温度（詳しくはデポジット付着開始温度）Ｔ１の大きさとの比較判定する制御処理（詳しくは、Ｓ１６０２）は、燃料噴射弁２の先端部に付着しているデポジットを検出するデポジット検出手段を構成する。
【０１２４】
次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）本実施形態では、上記先端部に付着しているデポジットを検出する検出手段として、デポジット検出部４０２ｃには上記先端部の温度を計測する熱電対２８２とを備えており、ＥＣＵ２００により上記先端部の温度に基づいて所定の温度Ｔ１の大きさとの比較判定する制御処理を実行する。これにより、デポジットが付着しているか否かの判別を、先端部の温度Ｔに基づいて行なうことができる。
【０１２５】
さらに、先端部の温度Ｔに基づいて例えばデポジットの付着し易い温度あるいはデポジットの付着し影響のある温度Ｔ１などの特定温度との比較判定により行なうことができる。
【０１２６】
なお、ここで、特定温度は、デポジットが消失する温度よりは低い温度である。また、デポジットの付着し易い温度とは、例えばデポジットが先端部の被付着部材に急激に付着する温度であり、デポジットが消失する温度よりは低い温度である。
【０１２７】
（２）本実施形態をこの様な構成にしても、第１の実施形態や第６の実施形態などの他の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１２８】
（第８および第９の実施形態）
第８および第９の実施形態では、第７の実施形態で説明したデポジット除去手段の他の実施例を図１５および図１６に従って説明する。図１５は、第８の実施形態に係わる制御処理を示す図であって、デポジットの検出、および検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理を示すフローチャートである。図１６は、第９の実施形態に係わる制御処理を示す図であって、デポジットの検出、および検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理を示すフローチャートである。
【０１２９】
第８の実施形態では、第７の実施形態で説明した点火装置１０５の点火時期を進角させるものに代えて、図１５に示すように、吸気ＶＶＴ装置２１０を駆動制御して吸気バルブ１０７を早めに閉じる制御処理を実行する。なお、第７の実施形態にて上記先端部に付着しているデポジットを検出する検出手段による制御方法を説明しているので、ここでは異なる制御処理のみ説明する。
【０１３０】
Ｓ１６０２で先端温度Ｔがデポジット付着開始温度Ｔ１より大きいと判定されると、Ｓ１３０３では、吸気バルブ１０７を閉じるタイミングを進角させる。これにより、筒内圧力を増大させることができ、従って燃焼温度を増大させることができる。したがって、吸気バルブ１０７を早めに閉じることで先端温度Ｔを温度Ｔ２に昇温できるので、化学反応によりデポジットを先端部側からなくすようにすることができる。
【０１３１】
また、Ｓ１６０５で温度Ｔ２の持続時間が所定時間ｔ１に達していると判定されると、Ｓ１３０６では、吸気バルブ１０７を閉じるタイミングを、デポジット除去のため進角させていた状態から、通常のエンジン１００の運転状態に最適なタイミングに戻す。
【０１３２】
第９の実施形態では、図１６に示すように、燃料噴射弁２に供給する燃圧を増加させる制御処理を実行する。
【０１３３】
Ｓ１６０２で先端温度Ｔがデポジット付着開始温度Ｔ１より大きいと判定されると、Ｓ１２０３では、燃料噴射弁２へ供給する燃圧を増大させる。これにより、燃料噴射弁２に供給する燃料の燃圧を増加させることで、噴孔２１等の噴射部内から噴射する燃料の流体力を増大させられる。したがって、燃圧の増大による流体力によって噴孔２１および噴孔２１の周縁からデポジットを剥離させるなど引き離すことができるので、デポジットを先端部側からなくすようにすることができる。
【０１３４】
Ｓ１８０５では、燃圧を増大している時間（以下、燃圧増大時間と呼ぶ）が所定時間ｔ３を越えているか（Ｔ２＞ｔ３）否かを判定する。燃圧増大時間が所定時間ｔ３に達していないならば、燃圧増大時間が所定時間ｔ３を越えるまで、Ｓ１２０３を繰返す。逆に、燃圧増大時間が所定時間ｔ３に達しているならば、デポジットを上記先端部側からなくすようにすることができたと判断し、Ｓ１２０６へ移行する。なおＳ１２０６では、燃圧を、デポジット除去のため増加させていた状態から、通常のエンジン１００の運転状態に最適な燃圧に戻す。
【０１３５】
第８および第９の実施形態は、上記構成のいずれの場合であっても、第７の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１３６】
（第１０の実施形態）
第１０の実施形態では、第７の実施形態で説明したデポジット除去手段の他の実施例を図１７、図１８、および図１９に従って説明する。図１７は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端部を示す模式図であって、弁部における噴孔周縁の周りを示す部分的断面図である。図１７は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端部を示す模式図であって、弁部における噴孔周縁の周りを示す部分的断面図である。図１８は、本実施形態に係わる制御処理を示す図であって、デポジットの検出、および検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理を示すフローチャートである。図１９は、本実施形態に係わる制御処理を説明する模式図であって、先端部の温度と、先端部を加熱するためのヒータ電圧特性との関係を説明するグラフである。
【０１３７】
図１７に示すように、デポジット検出部５０２ｃは、温度計測器２８１と、噴孔プレート２８３の温度を計測する検出部２８５を有する熱電対２８２とを備えている。また、図９に示すように、ヒータ１９０が弁部２ａの内部に内蔵され、弁部２ａの先端側を加熱するように構成されている。
【０１３８】
次に上述した構成を有する燃料噴射装置の制御方法、特にデポジットを検出し、その検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理の一実施例について、図１８に従って説明する。なお、第７の実施形態にて上記先端部に付着しているデポジットを検出する検出手段による制御方法を説明しているので、ここでは異なる制御処理のみ説明する。
【０１３９】
Ｓ１６０２で先端温度Ｔがデポジット付着開始温度Ｔ１より大きいと判定されると、Ｓ１９０３では、ヒータ１９０を加熱する。さらに、このとき、図１９に示すように、検出部２８５による先端温度Ｔのモニタによりヒータ１９０の加熱制御することで、先端温度Ｔを温度Ｔ２に調節する。これにより、ヒータ１９０で加熱する上記先端部の温度Ｔを、デポジットが消失する温度Ｔ２に昇温できるので、化学反応によりデポジットを先端部側からなくすようにすることができる。さらに、Ｓ１９０３では、ヒータ１９０を加熱する際に、熱電対２８２により先端温度Ｔが温度Ｔ２に昇温される状態にあるか否かを直接モニタできる。そのため、例えばヒータ１９０の加熱するためのエネルギの無駄消費防止が図れる。
【０１４０】
また、Ｓ１６０５で温度Ｔ２の持続時間が所定時間ｔ１に達していると判定されると、Ｓ１５０６では、ヒータ１９０の加熱を停止する。なお、Ｓ１６０７では、温度冷却時間ｔ２経過するまでそのままの状態を保持し、Ｓ１６０１に移行して先端温度Ｔのモニタを開始する。これにより、先端温度Ｔの時間経過特性に対し、図１９に示すようにヒータ１９０の電圧特性とすることができ、デポジットを除去するためのヒータ１９０加熱エネルギの無駄消費が防止できる。
【０１４１】
この様な構成にしても、第７の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１４２】
（第１１の実施形態）
第１１の実施形態では、第１０の実施形態の説明したデポジット除去手段の他の実施例を図２０および図２１に従って説明する。図２０は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端部を示す模式図であって、弁部における噴孔周縁の周りを示す部分的断面図である。図２１は、本実施形態に係わる制御処理を示す図であって、デポジットの検出、および検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理を示すフローチャートである。
【０１４３】
図２０に示すように、デポジット検出部６０２ｃは、温度計測器２８１と、噴孔プレートの温度を計測する熱電対２８２とを備えている。なお、詳しくは噴孔プレートは金属材料からなる部分２０と絶縁材料から部分２８３で構成される複合材料もしくは組物である。
【０１４４】
本実施形態では、デポジット加熱手段として、絶縁体部２８３に高電圧を印加する高電圧発生装置９０が設けられている。高電圧発生装置９０は、図２０に示すように、絶縁体部２８３に接続し、絶縁性部材８４で被覆される導線８２と、スイッチ装置９２および電源９１とから構成されている。
【０１４５】
次に上述した構成を有する燃料噴射装置の制御方法、特にデポジットを検出し、その検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理の一実施例について、図２１に従って説明する。
【０１４６】
Ｓ１６０２で先端温度Ｔがデポジット付着開始温度Ｔ１より大きいと判定されると、Ｓ２００３では、噴孔プレート２８３、２０（詳しくは絶縁体部２８３）に高電圧を印加する。先端温度Ｔがデポジット付着開始温度Ｔ１より大きい場合では、絶縁体部８３にデポジットが付着しており、絶縁体部８３に電圧をかけると電流が流れる。さらに、このとき、検出部２８５による先端温度Ｔのモニタにより電圧を制御することで、先端温度Ｔを温度Ｔ２に調節する。そのエネルギによってデポジットを高温にして消失させられる。
【０１４７】
また、Ｓ１６０５で温度Ｔ２の持続時間が所定時間ｔ１に達していると判定されると、Ｓ１５０６では、ヒータ１９０の加熱を停止する。
【０１４８】
この様な構成にしても、第１０の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１４９】
（他の実施形態）
なお、以上説明した本実施形態では、燃料の噴射を遮断および許容する弁部Ｂと、噴霧形成手段を有する噴孔プレート２０、１８３、２８３とを有する燃料噴射弁２として説明したが、噴孔プレート２０、１８３、２８３はなく、弁ボディ１２の弁座１４の下流側に噴孔２１が配置され、噴霧形成手段を有する弁部であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明の第１の実施形態の燃料噴射装置の構成を表す部分的断面図である。
【図２】図１中の燃料噴射弁の先端部を示す模式図であって、弁部における噴孔周縁の周りを示す部分的断面図である。
【図３】第１の実施形態に係わる先端部の抵抗値と、デポジットの付着量との関係を説明する模式的グラフである。
【図４】第１の実施形態に係わるデポジットの検出、および検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施形態に係わる制御処理を示す図であって、デポジットの検出、および検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理を示すフローチャートである。
【図６】第３の実施形態に係わる制御処理を示す図であって、デポジットの検出、および検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理を示すフローチャートである。
【図７】第４の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端部を示す模式図であって、弁部における噴孔周縁の周りを示す部分的断面図である。
【図８】第４の実施形態に係わる制御処理を示す図であって、デポジットの検出、および検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理を示すフローチャートである。
【図９】第５の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端部を示す模式図であって、弁部における噴孔周縁の周りを示す部分的断面図である。
【図１０】第５の実施形態に係わる制御処理を示す図であって、デポジットの検出、および検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理を示すフローチャートである。
【図１１】第６の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端部を示す模式図であって、弁部における噴孔周縁の周りを示す部分的断面図である。
【図１２】第７の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端部を示す模式図であって、弁部における噴孔周縁の周りを示す部分的断面図である。
【図１３】第７の実施形態に係わる先端部の温度と、流量低下率との関係を説明するグラフである。
【図１４】第７の実施形態に係わる制御処理を示す図であって、デポジットの検出、および検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理を示すフローチャートである。
【図１５】第８の実施形態に係わる制御処理を示す図であって、デポジットの検出、および検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理を示すフローチャートである。
【図１６】第９の実施形態に係わる制御処理を示す図であって、デポジットの検出、および検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理を示すフローチャートである。
【図１７】第１０の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端部を示す模式図であって、弁部における噴孔周縁の周りを示す部分的断面図である。
【図１８】第１０の実施形態に係わる制御処理を示す図であって、デポジットの検出、および検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理を示すフローチャートである。
【図１９】第１０の実施形態に係わる制御処理を説明する模式図であって、先端部の温度と、先端部を加熱するためのヒータ電圧特性との関係を説明するグラフである。
【図２０】第１１の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端部を示す模式図であって、弁部における噴孔周縁の周りを示す部分的断面図である。
【図２１】第１１の実施形態に係わる制御処理を示す図であって、デポジットの検出、および検出値が所定以上の場合にデポジットをとばす制御処理を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の燃料噴射装置を搭載する内燃機関の一実施例の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１５１】
２  燃料噴射弁
２ａ  弁部
２ｂ  電磁駆動部
２ｃ  デポジット検出部
１２  弁ボディ（接地電極）
１４  弁座
２０  噴孔プレート
２１  噴孔
３０  ニードル（弁部材）
３１  当接部
８０  抵抗計測器
８２  導線
８３  絶縁体部
８３  出口側噴孔
８４  絶縁性部材
１００  エンジン（内燃機関）
１０５  点火装置
１０６  燃焼室
１０７  吸気バルブ（吸気弁）
１０９  排気バルブ（排気弁）
２００  ＥＣＵ（制御手段）
【図１】
2006183469.tif 000003
【図２】
2006183469.tif 000004
【図３】
2006183469.tif 000005
【図４】
2006183469.tif 000006
【図５】
2006183469.tif 000007
【図６】
2006183469.tif 000008
【図７】
2006183469.tif 000009
【図８】
2006183469.tif 000010
【図９】
2006183469.tif 000011
【図１０】
2006183469.tif 000012
【図１１】
2006183469.tif 000013
【図１２】
2006183469.tif 000014
【図１３】
2006183469.tif 000015
【図１４】
2006183469.tif 000016
【図１５】
2006183469.tif 000017
【図１６】
2006183469.tif 000018
【図１７】
2006183469.tif 000019
【図１８】
2006183469.tif 000020
【図１９】
2006183469.tif 000021
【図２０】
2006183469.tif 000022
【図２１】
2006183469.tif 000023
【図２２】
2006183469.tif 000024