(57)【要約】【課題】ディーゼルエンジンの筒内温度を効果的に上昇させて、燃焼室内に堆積したデポジットを確実に焼失させる。【解決手段】ディーゼルエンジンの制御システムは、燃料を燃焼室１７内に直接噴射する燃料噴射弁２０と、燃焼室１７に供給する空気を過給すると共に過給圧を変更可能に構成されたターボ過給機５と、燃料噴射弁２０及びターボ過給機５を制御する制御装置６０と、を備える。制御装置６０は、所定のエンジン回転数を維持するように燃料噴射弁２０の燃料噴射量を制御する。また、制御装置２０は、燃焼室１７内にデポジットが堆積しているか否かを判定し、デポジットが堆積していると判定した場合に、デポジットが堆積していると判定しなかった場合よりも、燃料噴射弁２０の燃料噴射時期を進角させると同時にターボ過給機５による過給圧を増大させる制御を行い、この制御を車両の整備時且つ非走行時に行う。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料噴射弁と、燃焼室に供給する空気を過給すると共に同一エンジン回転数において過給圧を変更可能に構成された過給機とを備えるディーゼルエンジンの制御方法であって、
車両走行時の要求トルクに基づいて前記燃料噴射弁の燃料噴射量を制御する工程と、
前記燃焼室内にデポジットが堆積しているか否かを判定する工程と、
前記デポジットが堆積していると判定された場合に、前記車両の整備時且つ非走行時において、所定のエンジン回転数を維持するように前記燃料噴射弁の燃料噴射量を制御し、前記燃料噴射弁の燃料噴射時期を、前記車両の走行時の同一エンジン回転数及び同一要求トルクにおける燃料噴射時期よりも進角させると同時に、前記過給機による過給圧を増大させる工程と、
を有する、ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御方法。
【請求項２】
更に、前記ディーゼルエンジンのエンジン回転数が低いほど、前記過給機による過給圧の増大率を大きくする工程を有する、請求項１に記載のディーゼルエンジンの制御方法。
【請求項３】
更に、前記ディーゼルエンジンの幾何学的圧縮比が低いほど、前記過給機による過給圧の増大率を大きくする工程を有する、請求項１又は２に記載のディーゼルエンジンの制御方法。
【請求項４】
燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料噴射弁と、燃焼室に供給する空気を過給すると共に同一エンジン回転数において過給圧を変更可能に構成された過給機と、前記燃料噴射弁及び前記過給機を制御する制御装置と、を備えるディーゼルエンジンの制御システムであって、
前記制御装置は、
車両走行時の要求トルクに基づいて前記燃料噴射弁の燃料噴射量を制御し、
前記燃焼室内にデポジットが堆積しているか否かを判定し、
前記デポジットが堆積していると判定した場合に、前記車両の整備時且つ非走行時において、所定のエンジン回転数を維持するように前記燃料噴射弁の燃料噴射量を制御し、前記燃料噴射弁の燃料噴射時期を、前記車両の走行時の同一エンジン回転数及び同一要求トルクにおける燃料噴射時期よりも進角させると同時に、前記過給機による過給圧を増大させるよう構成されている、
ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記ディーゼルエンジンのエンジン回転数が低いほど、前記過給機による過給圧の増大率を大きくするよう構成されている、請求項４に記載のディーゼルエンジンの制御システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記ディーゼルエンジンの幾何学的圧縮比が低いほど、前記過給機による過給圧の増大率を大きくするよう構成されている、請求項４又は５に記載のディーゼルエンジンの制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機を備えたディーゼルエンジンの制御方法及び制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンのシリンダ内に堆積したデポジットを除去する方法として、例えば特許文献１に記載された方法がある。この特許文献１に記載の方法では、エンジンの燃焼状態を表す指標値として「熱発生率重心位置」という概念を導入し、冷却損失と排気損失との和が最小となる熱発生率重心位置におけるクランク角度を基準クランク角度として設定している。そして、ピストンのトップランドにデポジットが一定量以上堆積した場合に、熱発生率重心位置を基準クランク角度よりも進角させ、これにより、ピストンのトップランドの温度を上昇させてデポジットを焼失させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１４３８０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、デポジットは上記のようなピストンのトップランドだけでなく、例えば燃料噴射弁周辺等の他の部位でも堆積する場合があり、この場合、堆積したデポジットを焼失させるためには、燃料噴射弁周辺等の部位における温度を高める必要がある。この点に関し、上記のようなピストンのトップランドのデポジットを焼失させる方法においては、ピストンがシリンダ内で上下することによりシリンダ内の様々な温度条件に曝されるため、トップランドの温度をデポジットを焼失させるのに必要な温度まで上昇させる機会を作りやすい。これに対して、一般的に、燃料噴射弁はシリンダの上部に固定されている。そのため、燃料噴射弁に堆積したデポジットを焼失させるためには、この特定箇所における温度を高めなくてはならず、デポジット焼失のために必要とされる温度条件がより厳しい。
【０００５】
また、例えば圧縮比が低いディーゼルエンジンにおいては、特許文献１に記載されるように熱発生率重心位置を基準クランク角度よりも進角させても、上死点における燃焼室の容積が比較的大きいため、燃料噴射弁に堆積したデポジットを焼失させるのに十分な温度まで筒内温度を上昇させることができない。更に、特許文献１に記載された技術では、過給圧を上昇させることによって燃焼速度を上昇させ、それによって熱発生率重心位置を進角させているが、この方法では、燃料噴射弁に堆積したデポジットを焼失させるのに十分ではない。
【０００６】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、ディーゼルエンジンの筒内温度を効果的に上昇させて、燃焼室内に堆積したデポジットを確実に焼失させることができるディーゼルエンジンの制御方法及び制御システム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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は、燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料噴射弁と、燃焼室に供給する空気を過給すると共に同一エンジン回転数において過給圧を変更可能に構成された過給機とを備えるディーゼルエンジンの制御方法であって、車両走行時の要求トルクに基づいて燃料噴射弁の燃料噴射量を制御する工程と、燃焼室内にデポジットが堆積しているか否かを判定する工程と、デポジットが堆積していると判定された場合に、車両の整備時且つ非走行時において、所定のエンジン回転数を維持するように燃料噴射弁の燃料噴射量を制御し、燃料噴射弁の燃料噴射時期を、車両の走行時の同一エンジン回転数及び同一要求トルクにおける燃料噴射時期よりも進角させると同時に、過給機による過給圧を増大させる工程と、を有する、ことを特徴とする。
このように構成された本発明によれば、デポジットが堆積している場合に、燃料噴射弁の燃料噴射時期を進角させると同時に過給機による過給圧を増大させる制御を行う。これにより、過給圧増大により筒内圧が上昇して燃焼室内の着火環境が向上するため、燃料の着火性の悪化及び不完全な燃焼を抑制しつつ、適切に燃料噴射時期を進角できるようになる。また、過給圧増大に起因するエンジンの抵抗増大（特にピストンの抵抗増大）により、所定のエンジン回転数を維持するのに必要な燃料噴射量を増加させることができる。以上より、本発明によれば、燃料噴射時期の進角及び過給機の増大により、エンジンの筒内最高温度を効果的に高めることができ、燃焼室内（特に燃料噴射弁）に堆積したデポジットを確実に焼失させることができる。
また、上記のようなデポジットを焼失させるための制御を実際の車両走行時に行うと、違和感（特に騒音）などを生じさせてしまう場合があるが、本発明によれば、当該制御を車両の整備時且つ非走行時に行うので、そのような違和感などの発生を適切に抑制することができる。
【０００８】
本発明において、好ましくは、更に、ディーゼルエンジンのエンジン回転数が低いほど、過給機による過給圧の増大率を大きくする工程を有する。
このように構成された本発明によれば、エンジン回転数が低いほど、過給機による過給圧の増大率を大きくするので、比較的低いエンジン回転数であっても、燃料噴射量を適切に増加させることができる。
【０００９】
本発明において、好ましくは、更に、ディーゼルエンジンの幾何学的圧縮比が低いほど、過給機による過給圧の増大率を大きくする工程を有する。
このように構成された本発明によれば、エンジンの幾何学的圧縮比が低いほど、過給機による過給圧の増大率を大きくするので、幾何学的圧縮比が比較的低いエンジンであっても、燃料の着火性の悪化及び不完全な燃焼を抑制しつつ、適切に燃料噴射時期を進角できるようになる。具体的には、幾何学的圧縮比に応じて燃料噴射時期を比較的大きく進角させることが可能となる。
【００１０】
他の観点では、上記の目的を達成するために、本発明は、燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料噴射弁と、燃焼室に供給する空気を過給すると共に同一エンジン回転数において過給圧を変更可能に構成された過給機と、燃料噴射弁及び過給機を制御する制御装置と、を備えるディーゼルエンジンの制御システムであって、制御装置は、車両走行時の要求トルクに基づいて燃料噴射弁の燃料噴射量を制御し、燃焼室内にデポジットが堆積しているか否かを判定し、デポジットが堆積していると判定した場合に、車両の整備時且つ非走行時において、所定のエンジン回転数を維持するように燃料噴射弁の燃料噴射量を制御し、燃料噴射弁の燃料噴射時期を、車両の走行時の同一エンジン回転数及び同一要求トルクにおける燃料噴射時期よりも進角させると同時に、過給機による過給圧を増大させるよう構成されている、ことを特徴とする。
このように構成された本発明によっても、燃料噴射時期の進角及び過給機の増大により、エンジンの筒内最高温度を効果的に高めて、燃焼室内（特に燃料噴射弁）に堆積したデポジットを確実に焼失させることができる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、制御装置は、ディーゼルエンジンのエンジン回転数が低いほど、過給機による過給圧の増大率を大きくするよう構成されている。
このように構成された本発明によれば、比較的低いエンジン回転数であっても、燃料噴射量を適切に増加させることができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、制御装置は、ディーゼルエンジンの幾何学的圧縮比が低いほど、過給機による過給圧の増大率を大きくするよう構成されている。
このように構成された本発明によれば、燃料の着火性の悪化及び不完全な燃焼を抑制しつつ、適切に燃料噴射時期を進角できるようになり、幾何学的圧縮比に応じて燃料噴射時期を比較的大きく進角させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るディーゼルエンジンの制御方法及び制御システムによれば、筒内温度を効果的に上昇させて、燃焼室内に堆積したデポジットを確実に焼失させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態によるエンジンシステムの概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態によるターボ過給機のタービン室を拡大した縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態による制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の本実施形態による燃料噴射弁の拡大断面図である。
【図５】過給圧と、ピストン抵抗及び燃料噴射量との関係についての説明図である。
【図６】エンジントルクと、過給圧、燃料噴射時期の着火可能限界進角量、及び燃料噴射量との関係についての説明図である。
【図７】本発明の実施形態においてデポジット焼失制御時に過給圧制御を行った場合のタイムチャートである。
【図８】本発明の実施形態によるメイン制御を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態によるデポジット堆積判定処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態によるデポジット焼失制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるディーゼルエンジンの制御方法及び制御システムについて説明する。
【００１６】
＜システム構成＞
最初に、図１乃至図３を参照して、本発明の実施形態によるディーゼルエンジンの制御方法及び制御システムが適用された全体システムについて説明する。具体的には、図１は、本発明の実施形態によるエンジンシステムの概略構成図であり、図２は、本発明の実施形態によるターボ過給機のタービン室を拡大した縦断面図であり、図３は、本発明の実施形態による制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１に示すように、エンジンシステム２００は、主に、ディーゼルエンジンとしてのエンジンＥと、エンジンＥに吸気を供給する吸気系ＩＮと、エンジンＥに燃料を供給するための燃料供給系ＦＳと、エンジンＥの排気ガスを排出する排気系ＥＸと、エンジンシステム２００に関する各種の状態を検出するセンサ１０１〜１２２と、を有する。
【００１８】
まず、吸気系ＩＮは、吸気が通過する吸気通路１を有しており、この吸気通路１上には、上流側から順に、外部から導入された空気を浄化するエアクリーナ３と、通過する吸気を圧縮して吸気圧を上昇させる、ターボ過給機５のコンプレッサ５ａと、通過する吸気流量を調整する吸気シャッター弁７と、通水された冷却水を用いて吸気を冷却する水冷式のインタークーラ８と、インタークーラ８に通水する冷却水の流量を制御するウォータポンプ９と、インタークーラ８とウォータポンプ９とを接続し、これらの間で冷却水を循環させる通路である冷却水通路１０と、エンジンＥに供給する吸気を一時的に蓄えるサージタンク１２と、が設けられている。
【００１９】
また、吸気系ＩＮにおいては、エアクリーナ３の直下流側の吸気通路１上には、吸入空気量を検出するエアフローセンサ１０１と吸気温度を検出する吸気温度センサ１０２とが設けられ、ターボ過給機５のコンプレッサ５ａには、このコンプレッサ５ａの回転数（ターボ回転数）を検出するターボ回転数センサ１０３が設けられ、吸気シャッター弁７には、この吸気シャッター弁７の開度を検出する吸気シャッター弁位置センサ１０５が設けられ、インタークーラ８の直下流側の吸気通路１上には、吸気温度を検出する吸気温度センサ１０６と吸気圧を検出する吸気圧センサ１０７とが設けられ、サージタンク１２には、吸気マニホールド温度センサ１０８が設けられている。これらの吸気系ＩＮに設けられた各種センサ１０１〜１０３、１０５〜１０８は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号Ｓ１０１〜Ｓ１０３、Ｓ１０５〜Ｓ１０８を制御装置６０（図３参照）に出力する。
【００２０】
次に、エンジンＥは、吸気通路１（詳しくは吸気マニホールド）から供給された吸気を燃焼室１７内に導入する吸気バルブ１５と、燃焼室１７内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁２０と、冷間始動時などでの着火性を確保するための補助熱源としてのグロープラグ２１と、燃焼室１７内での混合気の燃焼により往復運動するピストン２３と、ピストン２３の往復運動により回転されるクランクシャフト２５と、燃焼室１７内での混合気の燃焼により発生した排気ガスを排気通路４１へ排出する排気バルブ２７と、を有する。更に、エンジンＥには、このエンジンＥの出力を利用して発電するオルタネータ２６が設けられている。オルタネータ２６が発電した電力は図示しないバッテリに供給され、この電力が車両内の種々の補機（例えばリアデフ１４１やヘッドライト１４２など）に供給されて、種々の補機が駆動される。
なお、燃料噴射弁２０は、噴射面に複数の噴孔を備え、つまりマルチホール型に構成され、これらの噴孔から複数の方向に向かって燃料を噴射する。また、グロープラグ２１は、燃焼室１７内に設けられた発熱部が、燃料噴射弁２０の複数の噴孔からの複数の噴霧の間に位置するように配置されている。つまり、燃料の噴霧に直接接触しない位置にグロープラグの発熱部が配置されている。こうすることで、グロープラグ２１の発熱部に燃料が直接かかることによる不具合（グロープラグ２１の故障など）を防止している。基本的には、グロープラグ２１に通電すると発熱部が熱を発生し、この熱を熱源として筒内で燃焼が開始する。そして、この燃焼により筒内圧が上昇することで、筒内全体での着火性が確保されることとなる。
【００２１】
また、エンジンＥには、エンジンＥなどを冷却する冷却水の温度（水温）を検出する冷却水温度センサ１０９と、クランクシャフト２５のクランク角度を検出するクランク角センサ１１０と、油圧及び／又は油温を検出する油圧／油温センサ１１１と、オイルレベルを検出する光学式オイルレベルセンサ１１２と、が設けられている。これらの、エンジンＥに設けられた各種センサ１０９〜１１２は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号Ｓ１０９〜Ｓ１１２を制御装置６０に出力する。
【００２２】
次に、燃料供給系ＦＳは、燃料を貯蔵する燃料タンク３０と、燃料タンク３０から燃料噴射弁２０に燃料を供給するための燃料供給通路３８とを有する。燃料供給通路３８には、上流側から順に、低圧燃料ポンプ３１と、高圧燃料ポンプ３３と、コモンレール３５とが設けられている。また、低圧燃料ポンプ３１には燃料ウォーマー３２が設けられ、高圧燃料ポンプ３３には燃圧レギュレータ３４が設けられ、コモンレール３５にはコモンレール減圧弁３６が設けられている。
また、燃料供給系ＦＳにおいては、高圧燃料ポンプ３３には、燃料温度を検出する燃料温度センサ１１４が設けられ、コモンレール３５には、燃圧を検出する燃圧センサ１１５が設けられている。これらの、燃料供給系ＦＳに設けられた各種センサ１１４、１１５は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号Ｓ１１４、Ｓ１１５を制御装置６０に出力する。
【００２３】
次に、排気系ＥＸは、排気ガスが通過する排気通路４１を有しており、この排気通路４１上には、上流側から順に、通過する排気ガスによって回転され、この回転によって上記したようにコンプレッサ５ａを駆動する、ターボ過給機５のタービン５ｂと、排気ガスの浄化機能を有するディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）４５及びディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel particulate filter）４６と、通過する排気流量を調整する排気シャッター弁４９と、が設けられている。ＤＯＣ４５は、排出ガス中の酸素を用いて炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）などを酸化して水と二酸化炭素に変化させる触媒であり、ＤＰＦ４６は、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集するフィルタである。
【００２４】
また、排気系ＥＸにおいては、ターボ過給機５のタービン５ｂの上流側の排気通路４１上には、排気圧を検出する排気圧センサ１１６と排気温度を検出する排気温度センサ１１７とが設けられ、ＤＯＣ４５の直上流側及びＤＯＣ４５とＤＰＦ４６との間には、それぞれ、排気温度を検出する排気温度センサ１１８、１１９が設けられ、ＤＰＦ４６付近の排気通路４１上には、このＤＰＦ４６の上流側と下流側との排気圧の差（以下では「ＤＰＦ差圧」と呼ぶ。）を検出するＤＰＦ差圧センサ１２０が設けられ、ＤＰＦ４６の直下流側の排気通路４１上には、酸素濃度を検出するリニアＯ2センサ１２１と排気温度を検出する排気温度センサ１２２とが設けられている。これらの、排気系ＥＸに設けられた各種センサ１１６〜１２２は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号Ｓ１１６〜Ｓ１２２を制御装置６０に出力する。
【００２５】
ターボ過給機５は、排気エネルギーが低い低速回転時でも効率良く過給を行えるように小型に構成されている。また、ターボ過給機５は、タービン５ｂの全周を囲むように複数の可動式のフラップ５ｃが設けられ、これらのフラップ５ｃによりタービン５ｂへの排気の流通断面積（ノズル断面積）を変化させるようにした可変ジオメトリーターボチャージャー（ＶＧＴ：Variable Geometry Turbocharger）として構成されている。例えば、フラップ５ｃは、ダイヤフラムに作用する負圧の大きさが電磁弁により調節され、アクチュエータによって回動される。また、そのようなアクチュエータの位置により、フラップ５ｃの開度（フラップ開度であり、以下では適宜「ＶＧＴ開度」と呼ぶ。）を検出するＶＧＴ開度センサ１０４が設けられている。このＶＧＴ開度センサ１０４は、検出したＶＧＴ開度に対応する検出信号Ｓ１０４を制御装置６０に出力する。
【００２６】
ここで、図２を参照して、本発明の実施形態によるターボ過給機５のフラップ５ｃについて具体的に説明する。図２に示すように、タービンケーシング１５３内に形成されたタービン室１５３ａには、そのほぼ中央部に配置されたタービン５ｂの周囲を取り囲むように複数の可動式のフラップ５ｃ、５ｃ、…が配設され、各フラップ５ｃはタービン室１５３ａの一方の側壁を貫通する支軸１３１ａにより回動可能に支持されている。各フラップ５ｃは、それぞれ支軸５ｄの回りに図２の時計回りに回動して、相互に近接するように傾斜すると、各フラップ５ｃの相互間に形成されるノズル１５５、１５５、…の開度（ノズル断面積）が小さく絞られて、排気流量の少ないときでも高い過給効率を得ることができる。一方、各フラップ５ｃを上記と反対側に回動させて、相互に離反するように傾斜させれば、ノズル断面積が大きくなるので、排気流量の多いときでも通気抵抗を低減して、過給効率を高めることができる。
【００２７】
また、リング部材１５７は、リンク機構１５８を介してアクチュエータのロッド１６３に駆動連結されており、該アクチュエータの作動によりリング部材１５７を介して各フラップ５ｃが回動される。すなわち、リンク機構１５８は、一端部をリング部材１５７に回動可能に連結された連結ピン１５８ａと、該連結ピン１５８ａの他端部に一端部を回動可能に連結された連結板部材１５８ｂと、該連結板部材１５８ｂの他端部に連結されると共に、タービンケーシング１５３の外壁を貫通する柱状部材１５８ｃと、該柱状部材１５８ｃのタービンケーシング１５３外へ突出する突出端部に一端部を連結された連結板部材１５８ｄとからなり、該連結板部材１５８ｄの他端部が連結ピン（図示せず）によりアクチュエータのロッド１６３に回動可能に連結されている。
【００２８】
図１に戻ると、エンジンシステム２００は、更に、高圧ＥＧＲ装置４３及び低圧ＥＧＲ装置４８を有する。高圧ＥＧＲ装置４３は、ターボ過給機５のタービン５ｂの上流側の排気通路４１とターボ過給機５のコンプレッサ５ｂの下流側（詳しくはインタークーラ８の下流側）の吸気通路１とを接続する高圧ＥＧＲ通路４３ａと、高圧ＥＧＲ通路４３ａを通過させる排気ガスの流量を調整する高圧ＥＧＲバルブ４３ｂと、を有する。低圧ＥＧＲ装置４８は、ターボ過給機５のタービン５ｂの下流側（詳しくはＤＰＦ４６の下流側で且つ排気シャッター弁４９の上流側）の排気通路４１とターボ過給機５のコンプレッサ５ｂの上流側の吸気通路１とを接続する低圧ＥＧＲ通路４８ａと、低圧ＥＧＲ通路４８ａを通過する排気ガスを冷却する低圧ＥＧＲクーラ４８ｂと、低圧ＥＧＲ通路４８ａを通過させる排気ガスの流量を調整する低圧ＥＧＲバルブ４８ｃと、低圧ＥＧＲフィルタ４８ｄと、を有する。
【００２９】
次に、図３を参照すると、制御装置６０は、図１に示した各種センサ１０１〜１２２の検出信号Ｓ１０１〜Ｓ１２２に加えて、外気温を検出する外気温センサ９８、大気圧を検出する大気圧センサ９９、及びアクセルペダル９５の開度（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ１００のそれぞれが出力した検出信号Ｓ９８〜Ｓ１００が入力される。また、制御装置６０には、リアデフ１４１（正式には「リアデフォッガー」であるが、本明細書では略称として一般的に使用される「リアデフ」の文言を用いる。）のオン／オフを切り替えるためのリアデフスイッチ９４、ヘッドライト１４２のオン／オフを切り替えるためのヘッドライトスイッチ９５、エアコンのオン／オフを切り替えるためのエアコンスイッチ９６、及びエアコンの風量を切り替えるための風量切替スイッチ９７のそれぞれが出力した信号Ｓ９４〜Ｓ９７が入力される。
【００３０】
制御装置６０は、少なくともＰＣＭ（Power-train Control Module）を含んで構成されており、上述した信号Ｓ９４〜Ｓ１２２に基づいて、車両内の種々の構成要素を制御する。具体的には、制御装置６０は、ターボ過給機５のタービン５ｂにおけるフラップ５ｃの開度（ＶＧＴ開度）を制御すべく、このフラップ５ｃを駆動するアクチュエータ（不図示）に対して制御信号Ｓ１３０を出力する。また、制御装置６０は、吸気シャッター弁７の開度を制御すべく、吸気シャッター弁７を駆動するアクチュエータ（不図示）に対して制御信号Ｓ１３１を出力する。また、制御装置６０は、グロープラグ２１に印加する電圧及び／又は電流を制御すべく、グロープラグ２１に対して制御信号Ｓ１３２を出力する。また、制御装置６０は、エンジンＥの燃料噴射量や燃料噴射時期などを制御すべく、燃料噴射弁２０に制御信号Ｓ１３３を出力する。本実施形態では、制御装置６０は、メイン噴射（主噴射）の前に２回のプレ噴射を少なくとも行うように燃料噴射弁２０を制御する。プレ噴射は、ＮＯｘ低減や燃焼音改善を図るべく、エンジンＥの燃焼室１７内に事前に火種を作り出すための燃料噴射である。メイン噴射は、出力すべきエンジントルクを発生させるための燃料噴射であり、エンジントルクを積極的にコントロールするための燃料噴射である。
【００３１】
また、制御装置６０は、オルタネータ２６、燃料ウォーマー３２、燃圧レギュレータ３４及びコモンレール減圧弁３６を制御すべく、これらのそれぞれに対して制御信号Ｓ１３４、Ｓ１３５、Ｓ１３６、Ｓ１３７を出力する。また、制御装置６０は、高圧ＥＧＲバルブ４３ｂの開度を制御すべく、高圧ＥＧＲバルブ４３ｂを駆動するアクチュエータ（不図示）に対して制御信号Ｓ１３８を出力する。また、制御装置６０は、低圧ＥＧＲバルブ４８ｃの開度を制御すべく、低圧ＥＧＲバルブ４８ｃを駆動するアクチュエータ（不図示）に対して制御信号Ｓ１３９を出力する。また、制御装置６０は、排気シャッター弁４９の開度を制御すべく、排気シャッター弁４９を駆動するアクチュエータ（不図示）に対して制御信号Ｓ１４０を出力する。
【００３２】
また、制御装置６０は、車両内の補機としてのリアデフ１４１及びヘッドライト１４２を制御すべく、これらのそれぞれに対して制御信号Ｓ１４１、Ｓ１４２を供給する。また、制御装置６０は、エアコンのコンデンサを通過する冷媒を冷却するためのエアコンコンデンサファン１５４の動作を制御すべく、エアコンコンデンサファン１５４に制御信号Ｓ１５４を出力する。また、制御装置６０は、エアコンの冷媒を圧縮するコンプレッサに設けられたエアコンコンプレッサクラッチ１５９の接続／切断を切り替えるべく、エアコンコンプレッサクラッチ１５９に制御信号Ｓ１５９を出力する。
【００３３】
なお、制御装置６０は、ＣＰＵ、当該ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを記憶するためのＲＯＭやＲＡＭの如き内部メモリを備えるコンピュータにより構成される。
【００３４】
＜デポジットの堆積について＞
本実施形態では、制御装置６０は、燃焼室１７内（特に燃料噴射弁２０）にデポジットが堆積した場合に、燃焼室１７の温度を上昇させて堆積したデポジットを焼失させるデポジット焼失制御を行う。以下では、燃料噴射弁２０に堆積したデポジットを焼失させることを目的としたデポジット焼失制御について説明する。
【００３５】
図４は、本実施形態に係る燃料噴射弁２０の拡大断面図である。この図４に示すように、燃料噴射弁２０は、略筒状の本体２０ａと、本体２０ａの内部で軸線方向に移動可能なニードル弁２０ｂと、本体２０ａの先端側に円周上に等間隔に形成された複数の噴孔２０ｃとを備える。本体２０ａの外面には、噴孔２０ｃに対応する位置に、噴孔２０ｃよりも直径の大きい略円柱形の凹部２０ｄが形成されている。
燃料噴射弁２０は、その先端側がエンジンＥの燃焼室１７に突出するように配置されており、これにより噴孔２０ｃは、燃焼室１７に開口している。
【００３６】
このような構造の燃料噴射弁２０は、ニードル弁２０ｂが軸線方向に移動することにより、本体２０ａとニードル弁２０ｂとの間に隙間が形成され、この隙間を通った燃料が噴孔２０ｃから燃焼室１７内に噴射される。
ここで、噴孔２０ｃの周りには凹部２０ｄが形成されており、噴射された燃料のうちの少量が凹部２０ｄ内に付着する。こうして付着した燃料は、燃焼室１７内の空気と混ざりにくくなって良好に燃焼せず、デポジットとして凹部２０ｄ内に残留する。
【００３７】
高負荷で運転が行われると、燃焼室１７内の温度が高くなり、発生したデポジットのほとんどは焼失する。しかしながら、低負荷での運転では、燃焼室１７内の温度があまり高くならない。このため、低負荷での運転が繰り返されると、デポジットが焼失せず凹部２０ｄに堆積する傾向にある。特に、燃料噴射弁２０の凹部２０ｄは、燃料噴射弁２０の本体２０ａの外面から凹んでいるため燃焼ガスから遠く、且つ凹部２０ｄの表面積が比較的大きいので、凹部２０ｄ内の空間が比較的低温になりやすい。また、噴孔２０ｃから燃料を噴射する際に噴孔２０ｃが燃料の気化熱で冷却されるため、これによっても、凹部２０ｄ内の空間は低温になりやすい。このため、凹部２０ｄ内のデポジットは、焼失されずに堆積されやすくなる。
このように燃料噴射弁２０の凹部２０ｄ内にデポジットが堆積すると、噴孔２０ｃからの良好な燃料噴射が妨げられ、燃焼室１７内での均質な燃焼が行われず、燃費の悪化等の問題が発生する。
【００３８】
本実施形態では、燃料噴射弁２０の凹部２０ｄに堆積したデポジットに着目し、この部位に堆積したデポジットを焼失させることを目的とし、凹部２０ｄ内にデポジットが堆積したと判断したときに、制御装置６０がデポジットを焼失させるためのデポジット焼失制御を行うようにする。
なお、凹部２０ｄ内に堆積したデポジットを焼失させるためには、燃料噴射弁２０の表面温度で例えば２５０℃以上の温度を必要とする。上述のように、燃料噴射弁２０の凹部２０ｄは、燃焼室１７の中でも温度が上昇しにくい箇所であるから、燃料噴射弁２０の表面温度をそのような温度以上にするためには、筒内最高温度（換言すると燃焼ガスの最高温度であり、圧縮上死点での筒内温度に相当する）を通常より格段に高い温度、例えば１５００Ｋ（または１２２７℃）以上にする必要がある。したがって、本実施形態では、デポジット焼失制御のための要求筒内温度を１５００Ｋ（または１２２７℃）以上とする。
【００３９】
＜燃料噴射時期の進角制御＞
燃料噴射弁２０の凹部２０ｄのデポジットを焼失させるために、本実施形態では、制御装置６０は、通常運転時（デポジット焼失制御を行わない時である。以下同様とする。）よりも燃料噴射時期（燃料噴射開始時期）を進角させることにより、燃焼重心位置を進角させて、筒内最高温度を高め、デポジットの焼失に必要な燃料噴射弁２０の表面温度を所定値以上に上昇させる。具体的には、制御装置６０は、車両が、通常運転時にエンジンＥのある回転数及び要求トルクで走行している際の、燃料噴射弁２０の燃料噴射時期におけるエンジンサイクルのクランク角度を第１クランク角度としたとき、デポジット焼失制御中は、通常運転の場合のある回転数及び要求トルクと同じ回転数及び要求トルクにおいて、第１クランク角度よりも進角させた第２クランク角度（少なくとも圧縮上死点前のクランク角度である）で燃料噴射を開始する。
【００４０】
本実施形態では、三段階で燃料噴射を行うこととし（プレ噴射を２回で、その後にメイン噴射）、上記の第２クランク角度で開始する燃料噴射は、燃焼開始に主に寄与するメイン噴射を指す。したがって、第２クランク角度は、メイン噴射が開始される、圧縮上死点よりも所定の進角量ΔＴ（クランクシャフト２５の回転角度で規定される）だけ進角させた位置におけるクランク角度として設定される。
【００４１】
（１）最小必要進角量の設定
第２クランク角度の圧縮上死点に対する進角量ΔＴの最小値ΔＴmin、すなわち最小必要進角量は、以下のように設定される。
【００４２】
基本的には、メイン噴射の燃料噴射時期が圧縮上死点（ＴＤＣ）よりも早くなるほど、燃焼ガスの最高温度は高くなる。進角量ΔＴは、燃焼ガスの最高温度が要求筒内温度（本実施形態では１５００Ｋ（または１２２７℃））以上となる燃焼開始時期を実現できる燃料噴射時期に設定される。
【００４３】
また、燃焼ガスの最高温度は、エンジンＥの幾何学的圧縮比に応じて変化し、エンジンＥの幾何学的圧縮比が低くなると、燃焼ガスの最高温度は低くなる。ここで、本実施形態では、幾何学的圧縮比が１４程度の低圧縮比のディーゼルエンジンを採用している。このため、圧縮行程において燃料を噴射し燃焼を開始しても、高圧縮比のエンジンと比較して、圧縮上死点までのガスの圧縮度合いが小さくなるため、圧縮上死点においての筒内温度が上昇しにくい。そこで、要求筒内温度を達成するためには、幾何学的圧縮比が比較的高い場合に比べて、進角量ΔＴを大きくし、燃料噴射時期をより早く設定する必要がある。このように燃料噴射時期を比較的大きく進角させることで、燃焼後の圧縮による温度上昇期間が長くなり、筒内の燃焼ガスの最高温度が高まる。したがって、この観点からは、進角量ΔＴは、幾何学的圧縮比が低いほど、大きく設定されることになる。
【００４４】
上述のように、進角量ΔＴは、エンジンＥの幾何学的圧縮比に応じて変化するが、本件発明者は、上述の観点において、幾何学的圧縮比と進角量ΔＴとの関係が、以下の式で表されることを見出した。
【００４５】
ΔＴ≧ａ1×ＣＲ＋ｂ1
【００４６】
ここで、ΔＴは圧縮上死点からの進角量であり、ＣＲは、エンジンＥの幾何学的圧縮比である。また、ａ1，ｂ1は、定数であり、ａ1＜０である。
【００４７】
上記の関数の中で、ａ1，ｂ1は、エンジンＥの運転条件に応じて決定される定数である。本実施形態では、デポジット焼失制御時の運転条件は、エンジンＥの回転数が１７５０ｒｐｍ、過給圧が１３０ｋＰａ、エンジン水温が８２℃、燃料の噴射圧力が７０ＭＰａ、吸気温度が２５℃、負荷（平均有効圧力）が３００ｋＰａとなるように設定されている。この条件下では、ａ1，ｂ1は、それぞれａ1＝−３．５６、ｂ1＝８８．７である。なお、このａ1，ｂ1の具体的な数値は、後述するＥＧＲガス量の低減や過給圧の上昇やグロープラグ２１への通電等によるエンジン抵抗の増大等の制御を行った場合のエンジンＥの条件下で計算された数値である。
本実施形態では、このような関数を用いて、幾何学的圧縮比に応じて進角量ΔＴの範囲を求め、進角量ΔＴの最小値ΔＴminを決定する。
【００４８】
（２）最大必要進角量の設定
第２クランク角度の圧縮上死点に対する進角量ΔＴの最大値ΔＴmax、すなわち最大必要進角量は、以下のように設定される。
【００４９】
基本的には、メイン噴射の燃料噴射時期が圧縮上死点（ＴＤＣ）よりも早くなるほど、噴射された燃料の温度は低くなる。進角量ΔＴは、噴射された燃料の温度が所定の着火可能温度に達するような燃料噴射時期に設定される。
【００５０】
また、噴射される燃料の温度は、エンジンＥの幾何学的圧縮比に応じて変化し、エンジンＥの幾何学的圧縮比が低くなると、噴射される燃料の温度は低くなる。ここで、本実施形態では、幾何学的圧縮比が１４程度の低圧縮比のディーゼルエンジンを採用している。このため、進角量ΔＴを大きくしすぎると、燃料を噴射した際に、燃料が着火温度に到達せず所望のタイミングで燃焼が開始されないか、あるいは燃焼が不完全になり、筒内最高温度が不十分になるおそれがある。そこで、本実施形態では、幾何学的圧縮比が比較的高い場合に比べて、進角量ΔＴを小さくし燃料噴射時期における燃料の温度をより高く設定する必要がある。
したがって、この観点からは、進角量ΔＴは、幾何学的圧縮比が低いほど、小さく設定されることになる。
【００５１】
上述のように、進角量ΔＴは、エンジンＥの幾何学的圧縮比に応じて変化するが、本件発明者は、上述の観点において、幾何学的圧縮比と進角量ΔＴとの関係が、以下の式で表されることを見出した。
【００５２】
ΔＴ≦ａ2×ＣＲ＋ｂ2
【００５３】
ここで、ΔＴは圧縮上死点からの進角量であり、ＣＲは、エンジンＥの幾何学的圧縮比である。また、ａ2，ｂ2は、定数であり、ａ2＞０である。
【００５４】
上記の関数の中で、ａ2，ｂ2は、エンジンＥの運転条件に応じて決定される定数である。本実施形態では、上述のように、デポジット焼失制御時の運転条件は、エンジンＥの回転数が１７５０ｒｐｍ、過給圧が１３０ｋＰａ、エンジン水温が８２℃、燃料の噴射圧力が７０ＭＰａ、吸気温度が２５℃、負荷（平均有効圧力）が３００ｋＰａとなるように設定されている。この条件において、ａ2，ｂ2は、それぞれａ2＝４．２、ｂ2＝−４７である。なお、このａ2，ｂ2の具体的な数値は、後述するＥＧＲ量の低減や過給圧の上昇やグロープラグ２１への通電等によるエンジン抵抗の増大等の制御を行った場合のエンジンＥの条件下で計算された数値である。
本実施形態では、このような関数を用いて、幾何学的圧縮比に応じて進角量ΔＴの範囲を求め、進角量ΔＴの最大値ΔＴmaxを決定する。
【００５５】
以上のような設定手法により、進角量ΔＴの最小値ΔＴminおよび最大値ΔＴmaxを決定し、進角量ΔＴを、ΔＴmin≦ΔＴ≦ΔＴmaxの範囲内で決定する。
本実施形態では、ΔＴは、４０°に設定されており、したがって、第２クランク角度は、圧縮上死点前４０°である。本実施形態では、制御装置６０は、燃料噴射弁２０による２回のプレ噴射を圧縮上死点前５６°及び圧縮上死点前４８°で行い、メイン噴射を圧縮上死点前４０°の第２クランク角度で行い、これにより燃焼は、圧縮上死点前２５°の位置で開始されるようになる。
【００５６】
＜デポジット焼失制御時のＥＧＲガス量の制御＞
本実施形態では、制御装置６０は、上記のように燃料噴射時期を進角させるときに、ＥＧＲガス量を通常運転時よりも低減する制御を行って、筒内酸素濃度を高めて、筒内最高温度を効果的に上昇させるようにする。特に、本実施形態では、制御装置６０は、デポジット焼失制御中、高圧ＥＧＲ装置４３の高圧ＥＧＲバルブ４３ｂ及び低圧ＥＧＲ装置４８の低圧ＥＧＲバルブ４８ｃの両方を全閉に制御して、吸気系ＩＮへのＥＧＲガスの導入を遮断するようにする。
【００５７】
上記のようにＥＧＲガス量を低減すると、吸気圧力が相対的に高くなり、ピストン２３が下がる吸気行程において抵抗が高まってポンプ損失が大きくなる。そのため、所望のエンジン回転数を維持するために必要な燃料噴射量が増加することとなる（ディーゼルエンジンではガソリンエンジンのようにスロットルバルブで吸気量を調整しないので、所望のエンジン回転数を維持するために燃料噴射量を調整している）。その結果、比較的多量の燃料が燃焼されることで、筒内ガス温度が上昇して、燃料噴射弁２０に堆積したデポジットを効果的に焼失できるようになる。
【００５８】
＜デポジット焼失制御時のグロープラグの制御＞
本実施形態では、制御装置６０は、デポジット焼失制御時に、グロープラグ２１の通電量（通電電流又は通電電圧を意味する。以下同様とする。）を、通常運転時に比べて高めるように構成されている。具体的には、制御装置６０は、通常運転時のある回転数及び要求トルクにおけるグロープラグ２１への通電量を第１通電量としたとき、デポジット焼失制御時には、グロープラグ２１への通電量を第１通電量よりも高い第２通電量に制御する。
【００５９】
前述のように、第２クランク角度の圧縮上死点に対する進角量ΔＴを大きくし過ぎると、燃料を噴射した際に、燃料が着火温度に到達せず所望のタイミングで燃焼が開始されないか、あるいは燃焼が不完全になり、筒内最高温度が不十分になるおそれがある。そのため、筒内温度が所望の時期に燃料の着火温度に到達するように、グロープラグ２１の通電量を高めて、着火環境を改善するのがよい。
【００６０】
そこで、本実施形態では、グロープラグ２１への通電量を増大させて筒内の温度を高め、燃料の燃焼開始時期を早めることによって燃焼室１７内のより高い筒内最高温度を実現するようにする。具体的には、本実施形態では、通常運転時には、グロープラグ２１はエンジンＥの運転開始の暖機時等に通電するのみであるから、デポジット焼失制御中のエンジンＥの回転数及び要求トルクと同じ回転数及び要求トルクにおいては、グロープラグ２１は通常運転時に通電していない。したがって、基本的には、通常運転時に適用するグロープラグ２１の第１通電量は０である。これに対して、デポジット焼失制御中は、グロープラグ２１が目標温度（例えば１２００℃）となるように第２通電量が制御される。
【００６１】
なお、グロープラグ２１はオルタネータ２６で発電した電力を使用するので、上記のようにデポジット焼失制御時にグロープラグ２１の通電量を高めると、オルタネータ２６での要求発電量が高くなり、エンジンＥに付与される抵抗（負荷）が増大する。そのため、所望のエンジン回転数を維持するために必要な燃料噴射量が増加することとなる。その結果、比較的多量の燃料が燃焼されることで、筒内ガス温度が上昇して、燃料噴射弁２０に堆積したデポジットを効果的に焼失できるようになる。
【００６２】
＜デポジット焼失制御時の過給圧の制御＞
本実施形態では、制御装置６０は、デポジット焼失制御時において、ターボ過給機５による過給圧を通常運転時よりも上昇させる制御を行う。こうすることで、筒内圧を上昇させて燃焼室１７内の着火環境を向上させるようにし、上記のような燃料噴射時期の進角に起因する燃料の着火性の悪化及び不完全な燃焼を抑制するようにする。また、このように過給圧を上昇させると、エンジンＥに付与される抵抗、特にピストン２３に付与される抵抗（以下では適宜「ピストン抵抗」と呼ぶ。）が増加するため、所望のエンジン回転数を維持するために必要な燃料噴射量が増加することとなる。その結果、比較的多量の燃料が燃焼されることで、筒内ガス温度が上昇して、燃料噴射弁２０に堆積したデポジットを効果的に焼失できるようになる。
【００６３】
なお、制御装置６０は、デポジット焼失制御時には、アイドル回転数よりも高いエンジン回転数であって、ある程度の過給圧が確保されるエンジン回転数を、目標値（目標エンジン回転数）として設定する。より詳しくは、制御装置６０は、燃料噴射及び燃料拡散に必要な時間を確保すべく、比較的遅いピストンスピードを適切に維持できるような低回転数を目標エンジン回転数として設定して、デポジット焼失制御を実行する。例えば、制御装置６０は、目標回転数を１７５０ｒｐｍに設定する。
【００６４】
図５及び図６を参照して、本実施形態による過給圧制御について具体的に説明する。図５（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、過給圧と、ピストン抵抗及び燃料噴射量との関係についての説明図である。図６（ａ）乃至（ｃ）は、それぞれ、エンジントルク（エンジン発生トルク）と、ターボ過給機５による過給圧、燃料噴射時期の着火可能限界進角量、及び燃料噴射量との関係についての説明図である。なお、図６（ａ）乃至（ｃ）では、実線はデポジット焼失制御時のグラフを示し、破線は通常運転時（つまりデポジット焼失制御を行わないとき）のグラフを示している。
【００６５】
図５（ａ）に示すように、過給圧が高くなるほど、燃焼室１７内に押し込まれる空気量が増えるため、ピストン２３が上昇するときに付与される抵抗（ピストン抵抗）が大きくなる。また、このような過給圧とピストン抵抗との関係に起因して、図５（ｂ）に示すように、過給圧が高くなるほど、必要な燃料噴射量、具体的には目標エンジン回転数を維持するのに必要な燃料噴射量が増加する。
【００６６】
更に、図６（ａ）に示すように、本実施形態では、デポジット焼失制御時には通常運転時よりも過給圧を高くする。これにより、過給圧の上昇により筒内圧が上昇して、燃焼室１７内の着火環境が向上するため、図６（ｂ）に示すように、燃料噴射時期の着火可能限界進角量が通常運転時よりも大きくなる。加えて、図６（ｃ）に示すように、上記したように過給圧の上昇によりピストン抵抗が増加するため、目標エンジン回転数を維持するのに必要な燃料噴射量が増加することとなる。
【００６７】
次に、図７を参照して、本発明の実施形態において、デポジット焼失制御時に過給圧制御を行った場合のタイムチャートについて説明する。図７は、上から順に、エンジン回転数、アクセル開度、ギヤ段、燃料噴射弁２０に堆積したデポジット量（特に噴孔２０ｃの凹部２０ｄに堆積したデポジット量）、燃料噴射時期、ターボ過給機５による過給圧、燃料噴射量、燃料噴射弁２０の表面温度、燃焼ガスの最高温度を示している。また、図７中の燃料噴射量、燃料噴射弁２０の表面温度、及び燃焼ガスの最高温度については、デポジット焼失制御時に過給圧制御を行った場合のグラフ（実線で示す）と、デポジット焼失制御時に過給圧制御を行わなかった場合のグラフ（破線で示す）とを重ねて示している。
【００６８】
図７に示すように、制御装置６０は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間（例えば１２０秒間）、燃料噴射弁２０に堆積したデポジットを焼失させるためのデポジット焼失制御を行う。本実施形態では、制御装置６０は、安全性を確保する観点から、アクセル開度が０（つまりアクセルオフ）であり、且つ変速機のギヤ段がニュートラルに設定されている状態で、デポジット焼失制御を行う。より詳しくは、制御装置６０は、車両の整備時且つ非走行時にデポジット焼失制御を行う。
【００６９】
時刻ｔ１でデポジット焼失制御が開始されると、制御装置６０は、燃料噴射弁２０の燃料噴射時期を進角させると同時に過給圧を増大させる制御を行う（この場合、過給圧の増大に起因する燃焼室１７内の着火環境向上により、燃料噴射時期を適切に進角できるようになる）。このような過給圧の増大により、ピストン抵抗が増加して実エンジン回転数が低下する傾向にあるが、制御装置６０は、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に適切に維持させるべく、燃料噴射弁２０の燃料噴射量を増加させる（この場合、過給圧制御を行わない場合よりも燃料噴射量が大きくなる）。
【００７０】
このようにして、デポジット焼失制御時に過給圧制御を行った場合には、デポジット焼失制御時に過給圧制御を行わなかった場合と比較して、燃焼ガスの最高温度が大きく上昇すると共に、燃料噴射弁２０の表面温度がかなり大きく上昇する。その結果、燃料噴射弁２０の噴孔２０ｃの凹部２０ｄに堆積したデポジットが効果的に焼失することとなる。この後、時刻ｔ２において、制御装置６０は、デポジット焼失制御を終了すべく、燃料噴射時期を進角させる制御及び過給圧を増大させる制御を終了する、つまりデポジット焼失制御開始前の燃料噴射時期及び過給圧に戻す。
【００７１】
なお、上述したように、燃料噴射及び燃料拡散に必要な時間を適切に確保する観点から、比較的低めのエンジン回転数を目標回転数に設定してデポジット焼失制御を行うのが望ましい。しかしながら、そのような比較的低い目標回転数では、当該回転数を維持するための燃料噴射量が比較的小さくなる。したがって、デポジット焼失制御において目標回転数として適用するエンジン回転数が低いほど、ターボ過給機５による過給圧の増大率（同じ条件下において、デポジット焼失制御を実行しない場合に適用する過給圧に対する、デポジット焼失制御を実行する場合に適用する過給圧の比率に相当する）を大きくするのがよい。これにより、比較的低い目標回転数であっても、燃料噴射量を適切に増加させることができる。
【００７２】
また、上記では、幾何学的圧縮比が低いほど、燃料噴射時期の進角量を大きくすることが望ましいと述べたが、これと同様の理由から、幾何学的圧縮比が低いほど、ターボ過給機５による過給圧の増大率を大きくするのがよい。これにより、低い幾何学的圧縮比に応じて燃料噴射時期を大きく進角させたことに起因する、着火性の悪化及び不完全な燃焼の発生を適切に抑制することができる。
【００７３】
＜デポジット焼失制御時のエンジン抵抗の制御＞
本実施形態では、制御装置６０は、上記のような過給圧の上昇による燃料噴射量の増加に加えて、車両内の補機を駆動するためにエンジンＥに付与される抵抗（以下では「補機駆動抵抗」と呼ぶ。）を増加させる制御を行って、目標回転数を維持するのに必要な燃料噴射量を更に増加させるようにする。この補機は、例えばヘッドライト１４２やリアデフ１４１やエアコンである（上記のようにグロープラグ２１に通電したときにもエンジンＥに付与される抵抗（負荷）が増加するので、グロープラグ２１もここで言う補機に含めてよい）。
【００７４】
また、制御装置６０は、エアコンコンデンサファン１５４の出力を通常運転時よりも弱める制御を行って、エアコンのコンプレッサ上流側の冷媒圧力（冷媒温度）を高めるようにする。こうすることで、エンジンＥの出力軸に連結されたエアコンのコンプレッサの仕事量を増加させて、エンジンＥに付与される抵抗を増加させることで、目標回転数を維持するのに必要な燃料噴射量を更に増加させるようにする。なお、「エアコンコンデンサファン１５４の出力」は、典型的には、コンデンサファン１５４による風量及び風圧によって定義される。
【００７５】
＜燃料噴射弁のデポジットの堆積判定＞
燃料噴射弁２０の噴孔２０ｃの凹部２０ｄにデポジットが堆積すると、燃料噴射弁２０から噴射された燃料が燃焼室１７内に適切に拡散されにくくなる。そのため、燃焼室１７内において均質な燃焼が行われずに、ＰＭ（煤）が発生しやすくなり、ＰＭがＤＰＦ４６に捕集されていく速度が速くなる。その結果、ＤＰＦ４６に捕集されたＰＭを燃焼除去するための処理（ＤＰＦ再生）が高頻度で実行される傾向にある。したがって、本実施形態では、制御装置６０は、ＤＰＦ再生の実行頻度に基づいて、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積しているか否かを判定する。特に、本実施形態では、制御装置６０は、ＤＰＦ再生が前回実行されてからＤＰＦ再生が今回実行されるまでに車両が走行した距離（ＤＰＦ再生が実行されるインターバルに相当する）を求め、この走行距離と所定の判定距離とを比較することで、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積している可能性について判定する。１つの例では、制御装置６０は、ＤＰＦ再生が実行されるインターバルに相当する走行距離が判定距離未満である場合に、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積していると判定する。なお、本実施形態によるデポジットの堆積判定方法の詳細は後述する。
【００７６】
＜制御フロー＞
次に、本発明の実施形態による制御（処理）の具体的な流れについて説明する。
【００７７】
最初に、図８を参照して、本発明の実施形態において主として行われる制御（メイン制御）について説明する。図８は、本発明の実施形態によるメイン制御を示すフローチャートである。このフローでは、主に、要求噴射量などに応じた目標酸素濃度及び目標吸気温度を実現するための制御に加えて、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積しているか否かを判定するためのデポジット判定処理が行われる。また、当該フローは、典型的には車両のイグニッションがオンにされた後に、制御装置６０によって所定の周期で繰り返し実行される。
【００７８】
まず、ステップＳ１１では、制御装置６０は、上述した各種センサ９４〜１２２が出力した信号Ｓ９４〜Ｓ１２２のうちの少なくとも一以上を取得する。
【００７９】
次いで、ステップＳ１２では、制御装置６０は、アクセル開度センサ１００によって検出されたアクセル開度に基づいて、エンジンＥから出力させるべき目標トルクを設定する。そして、ステップＳ１３では、制御装置６０は、ステップＳ１２で設定した目標トルクと、エンジン回転数とに基づいて、燃料噴射弁２０から噴射させるべき要求噴射量を設定する。
【００８０】
次いで、ステップＳ１４では、制御装置６０は、ステップＳ１３で設定した要求噴射量と、エンジン回転数とに基づいて、燃料の噴射パターンと、燃圧と、目標酸素濃度と、目標吸気温度と、ＥＧＲ制御モード（高圧ＥＧＲ装置４３及び低圧ＥＧＲ装置４８の両方又は一方を作動させるモード、或いは高圧ＥＧＲ装置４３及び低圧ＥＧＲ装置４８のいずれも作動させないモード）とを設定する。
【００８１】
次いで、ステップＳ１５では、制御装置６０は、ステップＳ１４で設定した目標酸素濃度及び目標吸気温度を実現する状態量を設定する。例えば、この状態量には、高圧ＥＧＲ装置４３によって吸気系ＩＮに還流させる排気ガス量（高圧ＥＧＲガス量）や、低圧ＥＧＲ装置４８によって吸気系ＩＮに還流させる排気ガス量（低圧ＥＧＲガス量）や、ターボ過給機５による過給圧などが含まれる。
【００８２】
次いで、ステップＳ１６では、制御装置６０は、ステップＳ１５で設定した状態量に基づいて、エンジンシステム２００の各構成要素のそれぞれを駆動する各アクチュエータを制御する。この場合、制御装置６０は、状態量に応じた制限値や制限範囲を設定し、状態値が制限値や制限範囲による制限を遵守するような各アクチュエータの制御量を設定して制御を実行する。
【００８３】
また、制御装置６０は、上記したステップＳ１１〜Ｓ１６の処理と並行して、ステップＳ１７において、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積しているか否かを判定するためのデポジット判定処理を実行する。
【００８４】
次に、図９を参照して、本発明の実施形態によるデポジット判定処理について具体的に説明する。図９は、本発明の実施形態によるデポジット判定処理を示すフローチャートである。このフローは、制御装置６０によって、上記した図８のステップＳ１７において実行される。
【００８５】
まず、ステップＳ２１では、制御装置６０は、ＤＰＦ差圧センサ１２０によって検出されたＤＰＦ差圧（ＤＰＦ４６の上流側と下流側との排気圧の差）を取得する。
【００８６】
ステップＳ２２の判定の結果、ＤＰＦ差圧が所定圧未満である場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、処理は終了する。この場合には、ＤＰＦ４６に捕集されたＰＭの量が所定量以上になっていないので、制御装置６０は、ＤＰＦ再生を行うべき状況ではないと判断する。これに対して、ＤＰＦ差圧が所定圧以上である場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、ステップＳ２３に進み、制御装置６０は、ＤＰＦ再生を行うべき状況であると判断して、ＤＰＦ再生実行フラグをオンに設定してＤＰＦ再生の実行要求を発する。この場合、制御装置６０は、ＤＰＦ４６に捕集されたＰＭを燃焼除去可能な温度にまでＤＰＦ４６を昇温させるための制御を実行する。
【００８７】
次いで、ステップＳ２４では、制御装置６０は、ＤＰＦ再生実行フラグが今回オンになったときの走行距離、換言するとＤＰＦ再生が今回実行されたときの走行距離を取得する。この走行距離は、所定のメモリなどに記憶されている。そして、ステップＳ２５では、制御装置６０は、ステップＳ２４で取得された、ＤＰＦ再生実行フラグが今回オンになったときの走行距離と、ＤＰＦ再生実行フラグが前回オンになったときの走行距離との差を算出する。つまり、制御装置６０は、ＤＰＦ再生が前回実行されてからＤＰＦ再生が今回実行されるまでに車両が走行した距離を算出する。以下では当該距離を適宜「算出走行距離」と呼ぶ。
【００８８】
次いで、ステップＳ２６では、制御装置６０は、ステップＳ２５で得られた算出走行距離が５０ｋｍ未満であるか否かを判定する。この判定の結果、算出走行距離が５０ｋｍ未満である場合（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、ステップＳ２７に進み、制御装置６０は、所定のカウンタ（５０ｋｍ用カウンタ）を１だけインクリメントする。そして、ステップＳ２８に進み、制御装置６０は、この５０ｋｍ用カウンタが３以上であるか否かを判定する。この判定の結果、５０ｋｍ用カウンタが３以上である場合（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、ステップＳ３５に進む。この場合には、ＤＰＦ再生が比較的高頻度で実行されたため、制御装置６０は、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積していると判定して、このデポジットを焼失させるためのデポジット焼失フラグをオンに設定する（ステップＳ３５）。そして、ステップＳ３６に進み、制御装置６０は、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積していることを示す警告灯を点灯させる。
【００８９】
他方で、ステップＳ２５で得られた算出走行距離が５０ｋｍ以上である場合（ステップＳ２６：Ｎｏ）、ステップＳ２９に進み、制御装置６０は、算出走行距離が７０ｋｍ未満であるか否かを判定する。この判定の結果、算出走行距離が７０ｋｍ未満である場合（ステップＳ２９：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０に進み、制御装置６０は、所定のカウンタ（７０ｋｍ用カウンタ）を１だけインクリメントする。そして、ステップＳ３１に進み、制御装置６０は、この７０ｋｍ用カウンタが２０以上であるか否かを判定する。この判定の結果、７０ｋｍ用カウンタが２０以上である場合（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、ステップＳ３５に進む。この場合にも、ＤＰＦ再生が比較的高頻度で実行されたため、制御装置６０は、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積していると判定して、デポジット焼失フラグをオンに設定する（ステップＳ３５）。そして、ステップＳ３６に進み、制御装置６０は、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積していることを示す警告灯を点灯させる。
【００９０】
他方で、ステップＳ２５で得られた算出走行距離が７０ｋｍ以上である場合（ステップＳ２９：Ｎｏ）、ステップＳ３２に進み、制御装置６０は、算出走行距離が１００ｋｍ未満であるか否かを判定する。この判定の結果、算出走行距離が１００ｋｍ未満である場合（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）、ステップＳ３３に進み、制御装置６０は、所定のカウンタ（１００ｋｍ用カウンタ）を１だけインクリメントする。そして、ステップＳ３４に進み、制御装置６０は、この１００ｋｍ用カウンタが５０以上であるか否かを判定する。この判定の結果、１００ｋｍ用カウンタが５０以上である場合（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）、ステップＳ３５に進む。この場合にも、ＤＰＦ再生が比較的高頻度で実行されたため、制御装置６０は、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積していると判定して、デポジット焼失フラグをオンに設定する（ステップＳ３５）。そして、ステップＳ３６に進み、制御装置６０は、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積していることを示す警告灯を点灯させる。
【００９１】
これに対して、ステップＳ２５で得られた算出走行距離が１００ｋｍ以上である場合（ステップＳ３２：Ｎｏ）、処理は終了する。この場合には、ＤＰＦ再生の実行インターバルが長いので、制御装置６０は、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積していないと判定する。
【００９２】
また、５０ｋｍ用カウンタが３未満である場合（ステップＳ２８：Ｎｏ）、７０ｋｍ用カウンタが２０未満である場合（ステップＳ３１：Ｎｏ）、及び１００ｋｍ用カウンタが５０未満である場合（ステップＳ３４：Ｎｏ）のうちのいずれかの場合、処理は終了する。この場合にも、制御装置６０は、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積していないと判定する。ステップＳ２８、ステップＳ３１及びステップＳ３４に進んだ状況では、ＤＰＦ再生の実行インターバルが比較的短いため、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積している可能性があるが、燃料噴射弁２０におけるデポジットの堆積以外の他の要因（例えばアクセルペダル９５の踏み込みと踏み戻しとを頻繁に切り替える運転やエンジンＥを高負荷域で長時間動作させる運転など）により、ＤＰＦ再生の実行要求が発せられた可能性も考えられる。そのため、制御装置６０は、上記した場合には、デポジット焼失フラグをオンに設定しないこととする。こうすることで、燃料噴射弁２０におけるデポジットの堆積についての誤判定を防止するようにする。
【００９３】
このように、本実施形態では、ＤＰＦ再生が前回実行されてからＤＰＦ再生が今回実行されるまでの走行距離を、複数の判定距離（５０ｋｍ、７０ｋｍ及び１００ｋｍ）を用いて判定し、これら複数の判定距離に対応する複数のカウンタ（５０ｋｍ用カウンタ、７０ｋｍ用カウンタ及び１００ｋｍ用カウンタ）を規定して、ＤＰＦ再生が実行された回数を別々にカウントする。そして、これら複数のカウンタに応じた複数の判定値を用いて、具体的にはカウンタに対応する判定距離が短くなるほど値が小さくなるような判定値（５０ｋｍ用カウンタに対しては３、７０ｋｍ用カウンタに対しては２０、１００ｋｍ用カウンタに対しては５０）を用いて、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積しているか否かを判定する。こうすることで、燃料噴射弁２０におけるデポジットの堆積を精度良く判定するようにしている。
【００９４】
なお、５０ｋｍ用カウンタ、７０ｋｍ用カウンタ及び１００ｋｍ用カウンタは、それぞれ、後述するデポジット焼失制御の実行後にリセットされる、つまり０に設定される。
【００９５】
次に、図１０を参照して、本発明の実施形態によるデポジット焼失制御について具体的に説明する。図１０は、本発明の実施形態によるデポジット焼失制御を示すフローチャートである。このフローは、車両がディーラーに入庫されて整備が行われるときに（車両は非走行状態にあるものとする）、制御装置６０によって実行される。なお、当該フローを開始するのに先立って、制御装置６０は、車両における各種情報を事前に取得しておくようにする。
【００９６】
まず、ステップＳ４１では、制御装置６０は、整備士などによってデポジット焼失制御を開始するための所定操作が行われたか否かを判定する。この判定の結果、所定操作が行われた場合（ステップＳ４１：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４２に進み、所定操作が行われていない場合（ステップＳ４１：Ｎｏ）、処理は終了する。
【００９７】
次いで、ステップＳ４２では、制御装置６０は、デポジット焼失フラグがオンであるか否かを判定する。このデポジット焼失フラグは、図９のデポジット判定処理で設定される。ステップＳ４２の判定の結果、デポジット焼失フラグがオンである場合（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４３に進み、デポジット焼失フラグがオンでない場合（ステップＳ４２：Ｎｏ）、処理は終了する。
【００９８】
次いで、ステップＳ４３では、制御装置６０は、変速機のギヤ段がニュートラルに設定されているか否かを判定する。この判定の結果、ギヤ段がニュートラルに設定されている場合（ステップＳ４３：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４４に進み、ギヤ段がニュートラルに設定されていない場合（ステップＳ４３：Ｎｏ）、処理は終了する。本実施形態では、安全性を確保する観点から、エンジンＥの出力が車輪に伝達されないような状態においてデポジット焼失制御を行うようにしている。
【００９９】
次いで、ステップＳ４４では、制御装置６０は、アクセル開度センサ１００の出力に基づき、アクセルペダル９５が踏まれていないか否かを判定する、つまりアクセルオフであるか否かを判定する。この判定の結果、アクセルオフである場合（ステップＳ４４：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４５に進み、アクセルオフでない場合（ステップＳ４４：Ｎｏ）、処理は終了する。本実施形態では、安全性を確保する観点から、アクセルオフの状態においてデポジット焼失制御を行うようにしている。
【０１００】
次いで、ステップＳ４５では、制御装置６０は、冷却水温度センサ１０９及び油圧／油温センサ１１１の出力に基づき、水温（冷却水の温度）及び油温が所定温度（例えば８０〜９０℃）以上であるか否かを判定する。この判定の結果、水温及び油温が所定温度以上である場合（ステップＳ４５：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４６に進み、水温及び油温が所定温度未満である場合（ステップＳ４５：Ｎｏ）、処理は終了する。本実施形態では、燃料噴射弁２０のデポジットを効率的に焼失できるような温度にまでエンジンＥが昇温している状態において、デポジット焼失制御を行うようにしている。
【０１０１】
次いで、ステップＳ４６では、制御装置６０は、ヘッドライトスイッチ９５がオンであるか否かを判定する。この判定の結果、ヘッドライトスイッチ９５がオンである場合（ステップＳ４６：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４７に進み、ヘッドライトスイッチ９５がオフである場合（ステップＳ４６：Ｎｏ）、処理は終了する。本実施形態では、補機としてのヘッドライト１４２の点灯による電力消費によってエンジンＥに付与される補機駆動抵抗が高くなっている状態（具体的にはヘッドライト１４２の電力消費によりオルタネータ２６の発電量が多くなり、オルタネータ２６を発電させるためのエンジンＥの負荷が高くなる）において、デポジット焼失制御を行うようにしている。なお、ヘッドライト１４２による補機駆動抵抗を効果的に高める観点から、ヘッドライト１４２をハイビームに設定するのがよい（一般的にハイビームに設定するとヘッドライト１４２の消費電力が大きくなる傾向にある）。
【０１０２】
次いで、ステップＳ４７では、制御装置６０は、エアコンスイッチ９６がオンであるか否かを判定する。この判定の結果、エアコンスイッチ９６がオンである場合（ステップＳ４７：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４８に進み、エアコンスイッチ９６がオフである場合（ステップＳ４７：Ｎｏ）、処理は終了する。本実施形態では、エアコンを動作させるためにエンジンＥに付与される負荷が高くなっている状態（具体的にはエアコンのコンプレッサはエンジンＥにより動作されるため、エアコンの動作時にエンジンＥの負荷が高くなる）において、デポジット焼失制御を行うようにしている。
【０１０３】
次いで、ステップＳ４８では、制御装置６０は、エアコンスイッチ９６がオンになっているので、エアコンのコンプレッサに設けられたエアコンコンプレッサクラッチ１５９を接続する。こうすることで、エンジンＥの出力がエアコンのコンプレッサに伝達されるようにする。そして、処理はステップＳ４９に進む。
【０１０４】
次いで、ステップＳ４９では、制御装置６０は、リアデフスイッチ９４がオンであるか否かを判定する。この判定の結果、リアデフスイッチ９４がオンである場合（ステップＳ４９：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ５０に進み、リアデフスイッチ９４がオフである場合（ステップＳ４９：Ｎｏ）、処理は終了する。本実施形態では、補機としてのリアデフ１４１への通電による電力消費によってエンジンＥに付与される補機駆動抵抗が高くなっている状態（具体的にはリアデフ１４１の電力消費によりオルタネータ２６の発電量が多くなり、オルタネータ２６を発電させるためのエンジンＥの負荷が高くなる）において、デポジット焼失制御を行うようにしている。
【０１０５】
次いで、ステップＳ５０では、制御装置６０は、エアコンの風量切替スイッチ９７の出力に基づき、エアコンの風量（つまりブロアファンの出力）が最大であるか否かを判定する。この判定の結果、エアコンの風量が最大である場合（ステップＳ５０：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ５１に進み、エアコンの風量が最大でない場合（ステップＳ５０：Ｎｏ）、処理は終了する。本実施形態では、補機駆動抵抗を高めるべく、エアコンの風量が最大になっている状態（具体的にはエアコンのブロアファンの電力消費によりオルタネータ２６の発電量が多くなり、オルタネータ２６を発電させるためのエンジンＥの負荷が高くなる）において、デポジット焼失制御を行うようにしている。
【０１０６】
制御装置６０は、上記したステップＳ４１〜Ｓ４７、Ｓ４９、Ｓ５０の全ての条件が成立すると、ステップＳ５１以降において、燃料噴射弁２０に堆積したデポジットを焼失させるための制御を行う。まず、ステップＳ５１では、制御装置６０は、目標回転数を１７５０ｒｐｍに設定する。制御装置６０は、このような比較的低い回転数を目標回転数として設定することで、比較的遅いピストンスピードを維持させて燃料噴射及び拡散に必要な時間を確保するようにする。制御装置６０は、このような目標回転数を適用して図８に示したメイン制御を実行することで、実エンジン回転数が目標回転数に維持されるようにする。
【０１０７】
次いで、ステップＳ５２では、制御装置６０は、グロープラグ２１に通電する制御を行う、つまりグロープラグ２１に電流／電圧を印可する制御を行う。こうすることで、燃料噴射時期の進角に起因する燃料の着火性の悪化や不完全な燃焼を抑制するようにする。加えて、グロープラグ２１の消費電力によってエンジンＥに付与される抵抗を増加させることで（詳しくはグロープラグ２１の通電によりオルタネータ２６の発電量が増加してエンジンＥの負荷が増加する）、目標回転数を維持するのに必要な燃料噴射量を増加させて、筒内ガス温度を上昇させるようにする。
具体的には、ステップＳ５２では、制御装置６０は、グロープラグ２１の信頼性が適切に確保される範囲におけるほぼ上限温度を目標温度として設定し（例えば１２００℃）、グロープラグ２１がこの目標温度になるように通電制御を行う。この場合、制御装置６０は、水温や吸気温や吸気量やエンジン回転数や燃料噴射量などに基づき、グロープラグ２１の温度を所定のモデルにより推定し、推定した温度と目標温度とを比較しながら、グロープラグ２１が目標温度に維持されるように通電制御を行う。こうすることで、グロープラグ２１の温度が目標温度を比較的大きく超えることによるグロープラグ２１の故障を抑制するようにする。
【０１０８】
次いで、ステップＳ５３では、制御装置６０は、エアコンコンデンサファン１５４の出力を通常運転時よりも弱める制御を行って、エアコンのコンプレッサ上流側の冷媒圧力（冷媒温度）を高めるようにする。例えば、制御装置６０は、エアコンコンデンサファン１５４を駆動するためのデューティを小さくする制御を行う。こうすることで、エンジンＥに連結されたエアコンのコンプレッサの仕事量（冷媒を圧縮するための仕事量）を増加させて、エンジンＥに付与される抵抗を増加させることで、目標回転数を維持するのに必要な燃料噴射量を増加させるようにする。
具体的には、ステップＳ５３では、制御装置６０は、コンプレッサ上流側の冷媒圧力が高圧側の所定範囲内に入るように、外気温に基づきエアコンコンデンサファン１５４の出力を制御する。この場合、制御装置６０は、基本的には、エアコンコンデンサファン１５４の出力を低くするが、外気温が高いほど、エアコンコンデンサファン１５４の出力を高くする（つまり、外気温が高いほど、エアコンコンデンサファン１５４の出力を低くする度合いを小さくする）。こうすることで、夏場などにおいて、冷媒温度が高くなり過ぎて、エアコンのコンプレッサが停止されることを抑制する。
また、制御装置６０は、上記したようなエアコンコンデンサファン１５４の制御を、エアコンを暖房に設定した状態で行う。こうするのは、真冬にエアコンを冷房に設定した状態で当該制御を行うと、エアコンのエバポレータが冷え過ぎてエバポレータ通過後の空気が凍結して、エアコンの動作が停止する場合があるからである。
【０１０９】
次いで、ステップＳ５４では、制御装置６０は、吸気系ＩＮへのＥＧＲガスの還流を停止させるべく、高圧ＥＧＲ装置４３の高圧ＥＧＲバルブ４３ｂ及び低圧ＥＧＲ装置４８の低圧ＥＧＲバルブ４８ｃの両方を全閉に制御する。こうすることで、エンジンＥに供給するガスの酸素濃度を高めて、筒内最高温度を効果的に上昇させるようにする（換言すると熱発生率を高めるようにする）。また、ＥＧＲガス量の低減に起因するエンジンＥのポンプ損失増大により、目標回転数を維持するのに必要な燃料噴射量を増加させるようにする。
【０１１０】
次いで、ステップＳ５５では、制御装置６０は、ターボ過給機５による過給圧を上昇させるべく、ターボ過給機５のＶＧＴ開度（フラップ５ｃの開度）を閉側に制御する。こうすることで、筒内圧を上昇させて燃焼室１７内の着火環境を向上させるようにし、燃料噴射時期の進角に起因する燃料の着火性の悪化や不完全な燃焼を抑制するようにする。加えて、過給圧の上昇に起因するピストン２３の抵抗増大により、目標回転数を維持するのに必要な燃料噴射量を増加させるようにする。
【０１１１】
次いで、ステップＳ５６では、制御装置６０は、燃焼室１７において燃焼ガスを圧縮させる期間を長くして圧縮上死点での筒内温度（筒内最高温度）を上昇させるべく、燃料噴射弁２０の燃料噴射時期を進角させる。この場合、制御装置６０は、燃料の着火性が確保され且つ不完全な燃焼が発生しない範囲内において、燃料噴射時期を進角させる（つまり燃料噴射時期を進角させる度合いに制限を設ける）。具体的には、制御装置６０は、エンジンＥの幾何学的圧縮比に応じて燃料噴射時期を進角させる。より詳しくは、上述した進角量の範囲を示す２つの式に基づき、対象となるエンジンＥの幾何学的圧縮比に応じた燃料噴射時期を事前に決定しておき、制御装置６０は、そのように決定された燃料噴射時期を適用するようにする。
【０１１２】
次いで、ステップＳ５７では、制御装置６０は、デポジット焼失制御の開始から所定時間（例えば１２０秒）が経過したか否かを判定する。この判定の結果、所定時間が経過した場合（ステップＳ５７：Ｙｅｓ）、ステップＳ５８に進み、制御装置６０は、デポジット焼失制御を終了し、デポジット焼失フラグがオフに設定する。他方で、所定時間が経過していない場合（ステップＳ５７：Ｎｏ）、ステップＳ５７に戻る。この場合には、制御装置６０は、所定時間が経過するまでステップＳ５７の判定を繰り返す。
【０１１３】
なお、上記したデポジット焼失制御では、リアデフスイッチ９４、エアコンスイッチ９６、ヘッドライトスイッチ９５及び風量切替スイッチ９７が整備士などにより手動で操作されることを、当該制御の実行条件としていた（ステップＳ４６、Ｓ４７、Ｓ４９、Ｓ５０参照）。他の例では、このような整備士などによる手動の操作を実行条件とせずに、デポジット焼失制御の実行時に、リアデフ１４１、エアコン、ヘッドライト１４２及びエアコンの風量を自動で制御してもよい。つまり、デポジット焼失制御の実行時に、リアデフ１４１、エアコン及びヘッドライト１４２を自動でオンに設定する制御を行うと共に、エアコンの風量を自動で最大にする制御を行うようにしてもよい。
【０１１４】
＜作用効果＞
次に、本発明の実施形態によるディーゼルエンジンの制御方法及び制御システムの作用効果について説明する。
【０１１５】
本実施形態では、制御装置６０は、デポジット焼失制御時に、燃料噴射弁２０の燃料噴射時期を進角させると同時にターボ過給機２０による過給圧を増大させる制御を行う。これにより、過給圧増大により筒内圧が上昇して燃焼室１７内の着火環境が向上するため、燃料の着火性の悪化及び不完全な燃焼を抑制しつつ、適切に燃料噴射時期を進角できるようになる。また、過給圧増大に起因するピストン２３の抵抗増大により、目標回転数を維持するのに必要な燃料噴射量を増加させることができる。以上より、本実施形態によれば、筒内最高温度を効果的に高めて、燃料噴射弁２０に堆積したデポジット（特に噴孔２０ｃの凹部２０ｄに堆積したデポジット）を適切に焼失させることができる。
【０１１６】
また、本実施形態によれば、このようなデポジット焼失制御を車両の整備時且つ非走行時に行うので、実際の車両走行時に当該制御を行うことで違和感（騒音など）を与えてしまうことを抑制できる。
また、本実施形態では、制御装置６０は、エンジン回転数が低いほど、ターボ過給機５による過給圧の増大率を大きくするので、比較的低い目標回転数であっても、燃料噴射量を適切に増加させることができる。
【０１１７】
また、本実施形態では、制御装置６０は、エンジンＥの幾何学的圧縮比が低いほど、ターボ過給機５による過給圧の増大率を大きくするので、燃料の着火性の悪化及び不完全な燃焼を抑制しつつ、適切に燃料噴射時期を進角できるようになる。そのため、幾何学的圧縮比に応じて燃料噴射時期を比較的大きく進角させることが可能となる。
【０１１８】
＜変形例＞
上記した実施形態では、本発明を、可変ジオメトリーターボチャージャー（ＶＧＴ）としてのターボ過給機５に適用した例を示したが、本発明は、ＶＧＴ以外にも、過給圧を変更可能な種々の過給機に適用可能である。例えば、本発明は、可変ノズルターボ過給機や、可変ノズルベーン式ターボ過給機や、可変翼ターボ過給機にも適用可能である。また、本発明は、スーパーチャージャや電動過給機にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１１９】
１  吸気通路
５  ターボ過給機
２０  燃料噴射弁
２１  グロープラグ
４１  排気通路
４３  高圧ＥＧＲ装置
４５  ＤＯＣ
４６  ＤＰＦ
４８  低圧ＥＧＲ装置
６０  制御装置
２００  エンジンシステム
Ｅ  エンジン
【図１】
2018025174.tif 000003
【図２】
2018025174.tif 000004
【図３】
2018025174.tif 000005
【図４】
2018025174.tif 000006
【図５】
2018025174.tif 000007
【図６】
2018025174.tif 000008
【図７】
2018025174.tif 000009
【図８】
2018025174.tif 000010
【図９】
2018025174.tif 000011
【図１０】
2018025174.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月5日(2018.1.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼室内に直接噴射するよう燃焼室上部に取り付けられた燃料噴射弁と、燃焼室に供給する空気を過給すると共に同一エンジン回転数において過給圧を変更可能に構成された過給機とを備えるディーゼルエンジンの制御方法であって、
車両走行時の要求トルクに基づいて前記燃料噴射弁の燃料噴射量を制御する工程と、
前記燃料噴射弁にデポジットが堆積しているか否かを判定する工程と、
前記デポジットが堆積していると判定され、且つ、前記車両の整備時であって前記車両の変速機のギヤ段がニュートラルである非走行時において、前記燃料噴射弁に堆積したデポジットを焼失させるデポジット焼失制御を実行するための所定操作が行われた場合に、圧縮上死点での筒内温度を上昇させるべく、前記燃料噴射弁の燃料噴射開始時期を、圧縮上死点よりも進角側において前記車両の走行時の同一エンジン回転数及び同一要求トルクにおける燃料噴射開始時期よりも進角させると同時に、燃料噴射量を増大させつつ、実際のエンジン回転数が燃焼室での燃料拡散に必要な時間を確保可能な所定のエンジン回転数を維持するように、前記過給機による過給圧を増大させる工程と、
を有する、ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御方法。
【請求項２】
更に、前記実際のエンジン回転数を維持するために用いる前記所定のエンジン回転数が低いほど、前記過給機による過給圧の増大率を大きくする工程を有する、請求項１に記載のディーゼルエンジンの制御方法。
【請求項３】
前記燃料噴射弁は、本体と、前記本体に形成された噴孔と、前記本体の外面において前記噴孔に対応する位置に設けられ、前記噴孔よりも大きな直径を備える凹部と、を有する、請求項１に記載のディーゼルエンジンの制御方法。
【請求項４】
前記ディーゼルエンジンの排気通路には排気ガス中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタが設けられており、
前記パティキュレートフィルタの上流側と下流側との排気圧の差に基づき、前記燃料噴射弁にデポジットが堆積しているか否かを判定する、請求項１に記載のディーゼルエンジンの制御方法。
【請求項５】
前記パティキュレートフィルタの上流側と下流側との排気圧の差に基づき、前記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質を除去するための再生処理を行い、この再生処理の実行頻度に基づき、前記燃料噴射弁にデポジットが堆積しているか否かを判定する、請求項４に記載のディーゼルエンジンの制御方法。
【請求項６】
燃料を燃焼室内に直接噴射するよう燃焼室上部に取り付けられた燃料噴射弁と、燃焼室に供給する空気を過給すると共に同一エンジン回転数において過給圧を変更可能に構成された過給機と、前記燃料噴射弁及び前記過給機を制御する制御装置と、を備えるディーゼルエンジンの制御システムであって、
前記制御装置は、
車両走行時の要求トルクに基づいて前記燃料噴射弁の燃料噴射量を制御し、
前記燃料噴射弁にデポジットが堆積しているか否かを判定し、
前記デポジットが堆積していると判定し、且つ、前記車両の整備時であって前記車両の変速機のギヤ段がニュートラルである非走行時において、前記燃料噴射弁に堆積したデポジットを焼失させるデポジット焼失制御を実行するための所定操作が行われた場合に、圧縮上死点での筒内温度を上昇させるべく、前記燃料噴射弁の燃料噴射開始時期を、圧縮上死点よりも進角側において前記車両の走行時の同一エンジン回転数及び同一要求トルクにおける燃料噴射開始時期よりも進角させると同時に、燃料噴射量を増大させつつ、実際のエンジン回転数が燃焼室での燃料拡散に必要な時間を確保可能な所定のエンジン回転数を維持するように、前記過給機による過給圧を増大させるよう構成されている、
ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記実際のエンジン回転数を維持するために用いる前記所定のエンジン回転数が低いほど、前記過給機による過給圧の増大率を大きくするよう構成されている、請求項６に記載のディーゼルエンジンの制御システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は、燃料を燃焼室内に直接噴射するよう燃焼室上部に取り付けられた燃料噴射弁と、燃焼室に供給する空気を過給すると共に同一エンジン回転数において過給圧を変更可能に構成された過給機とを備えるディーゼルエンジンの制御方法であって、車両走行時の要求トルクに基づいて燃料噴射弁の燃料噴射量を制御する工程と、燃料噴射弁にデポジットが堆積しているか否かを判定する工程と、デポジットが堆積していると判定され、且つ、車両の整備時であって車両の変速機のギヤ段がニュートラルである非走行時において、燃料噴射弁に堆積したデポジットを焼失させるデポジット焼失制御を実行するための所定操作が行われた場合に、圧縮上死点での筒内温度を上昇させるべく、燃料噴射弁の燃料噴射開始時期を、圧縮上死点よりも進角側において車両の走行時の同一エンジン回転数及び同一要求トルクにおける燃料噴射開始時期よりも進角させると同時に、燃料噴射量を増大させつつ、実際のエンジン回転数が燃焼室での燃料拡散に必要な時間を確保可能な所定のエンジン回転数を維持するように、過給機による過給圧を増大させる工程と、を有する、ことを特徴とする。
このように構成された本発明によれば、デポジットが堆積している場合に、燃料噴射弁の燃料噴射開始時期を進角させると同時に過給機による過給圧を増大させる制御を行う。これにより、過給圧増大により筒内圧が上昇して燃焼室内の着火環境が向上するため、燃料の着火性の悪化及び不完全な燃焼を抑制しつつ、適切に燃料噴射開始時期を進角できるようになる。また、過給圧増大に起因するエンジンの抵抗増大（特にピストンの抵抗増大）により、所定のエンジン回転数を維持するのに必要な燃料噴射量を増加させることができる。以上より、本発明によれば、燃料噴射開始時期の進角及び過給機の増大により、エンジンの筒内最高温度を効果的に高めることができ、燃焼室内（特に燃料噴射弁）に堆積したデポジットを確実に焼失させることができる。
また、上記のようなデポジットを焼失させるための制御を実際の車両走行時に行うと、違和感（特に騒音）などを生じさせてしまう場合があるが、本発明によれば、当該制御を車両の整備時且つ非走行時に行うので、そのような違和感などの発生を適切に抑制することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明において、好ましくは、更に、実際のエンジン回転数を維持するために用いる所定のエンジン回転数が低いほど、過給機による過給圧の増大率を大きくする工程を有する。
このように構成された本発明によれば、エンジン回転数が低いほど、過給機による過給圧の増大率を大きくするので、比較的低いエンジン回転数であっても、燃料噴射量を適切に増加させることができる。
本発明において、好ましくは、燃料噴射弁は、本体と、本体に形成された噴孔と、本体の外面において噴孔に対応する位置に設けられ、噴孔よりも大きな直径を備える凹部と、を有する。
また、本発明において、好ましくは、ディーゼルエンジンの排気通路には排気ガス中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタが設けられており、パティキュレートフィルタの上流側と下流側との排気圧の差に基づき、燃料噴射弁にデポジットが堆積しているか否かを判定する。
また、本発明において、好ましくは、パティキュレートフィルタの上流側と下流側との排気圧の差に基づき、パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質を除去するための再生処理を行い、この再生処理の実行頻度に基づき、燃料噴射弁にデポジットが堆積しているか否かを判定する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
他の観点では、上記の目的を達成するために、本発明は、燃料を燃焼室内に直接噴射するよう燃焼室上部に取り付けられた燃料噴射弁と、燃焼室に供給する空気を過給すると共に同一エンジン回転数において過給圧を変更可能に構成された過給機と、燃料噴射弁及び過給機を制御する制御装置と、を備えるディーゼルエンジンの制御システムであって、制御装置は、車両走行時の要求トルクに基づいて燃料噴射弁の燃料噴射量を制御し、燃料噴射弁にデポジットが堆積しているか否かを判定し、デポジットが堆積していると判定し、且つ、車両の整備時であって車両の変速機のギヤ段がニュートラルである非走行時において、燃料噴射弁に堆積したデポジットを焼失させるデポジット焼失制御を実行するための所定操作が行われた場合に、圧縮上死点での筒内温度を上昇させるべく、燃料噴射弁の燃料噴射開始時期を、圧縮上死点よりも進角側において車両の走行時の同一エンジン回転数及び同一要求トルクにおける燃料噴射開始時期よりも進角させると同時に、燃料噴射量を増大させつつ、実際のエンジン回転数が燃焼室での燃料拡散に必要な時間を確保可能な所定のエンジン回転数を維持するように、過給機による過給圧を増大させるよう構成されている、ことを特徴とする。
このように構成された本発明によっても、燃料噴射開始時期の進角及び過給機の増大により、エンジンの筒内最高温度を効果的に高めて、燃焼室内（特に燃料噴射弁）に堆積したデポジットを確実に焼失させることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明において、好ましくは、制御装置は、実際のエンジン回転数を維持するために用いる所定のエンジン回転数が低いほど、過給機による過給圧の増大率を大きくするよう構成されている。
このように構成された本発明によれば、比較的低いエンジン回転数であっても、燃料噴射量を適切に増加させることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】