(57)【要約】【課題】インジェクタに多くのデポジットが堆積している異常状態にあることを精度良く推定できる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供すること。【解決手段】ＥＣＭは、所定のデポジット判定条件が成立した場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、前回のデポジット判定条件の成立時からの走行距離に応じて閾値Ｑｍａｘを決定（ステップＳ４）し、前回のデポジット判定条件の成立時に算出した補正量Ｑから今回算出した補正量Ｑへの変化量△Ｑを算出し（ステップＳ３）、変化量△Ｑが閾値Ｑｍａｘ以上の場合（ステップＳ５でＮＯ）、インジェクタが異常であると判定する（ステップＳ６）。【選択図】図２
2018080675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を噴射するインジェクタと、
所定状態において前記インジェクタに微小燃料を噴射させ、前記微小燃料の噴射による内燃機関のトルク変動または速度変動の少なくとも一方に基づいて、前記インジェクタにおける微小燃料噴射量の補正量を算出する制御部と、を備える内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記制御部は、
所定のデポジット判定条件が成立した場合、前回の前記デポジット判定条件の成立時からの走行距離に応じて、正の値の閾値を決定し、
前回の前記デポジット判定条件の成立時に算出した前記補正量から今回算出した前記補正量への変化量を算出し、
前記変化量が前記閾値以上の場合、前記インジェクタが異常であると判定することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
燃料を噴射するインジェクタと、
所定状態において前記インジェクタに微小燃料を噴射させ、前記微小燃料の噴射による内燃機関のトルク変動または速度変動の少なくとも一方に基づいて、前記インジェクタにおける微小燃料噴射量の補正量を算出する制御部と、を備える内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記制御部は、
所定のデポジット判定条件が成立した場合、前回の前記デポジット判定条件の成立時からの前記内燃機関の所定運転領域での運転継続時間に応じて、正の値の閾値を決定し、
前回の前記デポジット判定条件の成立時に算出した前記補正量から今回算出した前記補正量への変化量を算出し、
前記変化量が前記閾値以上の場合、前記インジェクタが異常であると判定することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料をインジェクタにより噴射するエンジンにあっては、燃料性状や運転条件に応じてインジェクタの噴射孔にデポジットが堆積し、デポジットの堆積量の増大とともに性能が低下する。このため、デポジットの堆積量が大きい場合、デポジットを除去可能な運転条件でエンジンを運転するクリーニング動作を実施することなどが行われる。
【０００３】
従来のこの種の技術として特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の技術は、エンジン運転時のカーボンの生成条件下での累積時間を計測し、カーボンの生成条件下での累積時間が所定時間経過したときに、燃料噴射弁からの燃料の噴射圧力を一定時間増加させるように制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９１０１号公報
【発明の概要】
【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に記載のものは、カーボンの生成条件下での累積時間に基づいてデポジット（カーボン）の堆積量を推定しているため、推定精度が悪いという問題があった。すなわち、インジェクタのデポジットは、デポジットの生成条件下では増加するがデポジットの減少条件下では減少し、増加する一方ではないため、生成条件下での累積時間からでは精度良く堆積量を推定することができない。
【０００６】
デポジットの堆積量の推定精度が悪い場合、デポジットの堆積量が許容範囲であるにも関わらず許容範囲を超えていると誤判定してしまい、制御部により不要なクリーニング動作が実施されてしまったり、ユーザにより不要な整備がディーラーに依頼されてしまうことがある。
【０００７】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、インジェクタに多くのデポジットが堆積している異常状態にあることを精度良く推定できる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、燃料を噴射するインジェクタと、所定状態において前記インジェクタに微小燃料を噴射させ、前記微小燃料の噴射による内燃機関のトルク変動または速度変動の少なくとも一方に基づいて、前記インジェクタにおける微小燃料噴射量の補正量を算出する制御部と、を備える内燃機関の燃料噴射制御装置であって、前記制御部は、所定のデポジット判定条件が成立した場合、前回の前記デポジット判定条件の成立時からの走行距離に応じて、正の値の閾値を決定し、前回の前記デポジット判定条件の成立時に算出した前記補正量から今回算出した前記補正量への変化量を算出し、前記変化量が前記閾値以上の場合、前記インジェクタが異常であると判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、インジェクタに多くのデポジットが堆積している異常状態にあることを精度良く推定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る内燃機関の燃料噴射制御装置を示す図であり、内燃機関の構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において実施されるデポジット堆積量推定動作を説明するフローチャートである。
【図３】図３は、デポジット堆積量推定動作においてインジェクタが異常であると判定されるときの一例を説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、燃料を噴射するインジェクタと、所定状態においてインジェクタに微小燃料を噴射させ、微小燃料の噴射による内燃機関のトルク変動または速度変動の少なくとも一方に基づいて、インジェクタにおける微小燃料噴射量の補正量を算出する制御部と、を備える内燃機関の燃料噴射制御装置であって、制御部は、所定のデポジット判定条件が成立した場合、前回のデポジット判定条件の成立時からの走行距離に応じて、正の値の閾値を決定し、前回のデポジット判定条件の成立時に算出した補正量から今回算出した補正量への変化量を算出し、変化量が閾値以上の場合、インジェクタが異常であると判定することを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、インジェクタに多くのデポジットが堆積している異常状態にあることを精度良く推定できる。
【実施例】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の一実施例について説明する。図１は、内燃機関６０と、この内燃機関６０を電気的に制御する制御装置としてのＥＣＭ７０（Electronic Control Module）を示している。
【００１３】
図１において、本発明の一実施例に係る内燃機関の燃料噴射制御装置を搭載した車両５０は、内燃機関６０と、ＥＣＭ７０とを含んで構成されている。
【００１４】
内燃機関６０は、ピストン１６が気筒を２往復してクランク軸が２回転する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行う４サイクルのガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンによって構成されている。
【００１５】
内燃機関６０は、インジェクタ１１を備えている。インジェクタ１１は、車両５０に設けられた燃料タンク２０から低圧燃料ポンプ１９、低圧燃料配管１８、高圧燃料ポンプ１４、高圧燃料配管１２を通って供給された高圧の燃料を燃焼室６４に噴射する。したがって、内燃機関６０は、直噴式エンジンである。
【００１６】
ここで、高圧燃料配管１２は、内燃機関６０がガソリンエンジンである場合はデリバリパイプであり、内燃機関６０がディーゼルエンジンである場合はコモンレールである。高圧燃料配管１２にはリリーフライン１７が接続されており、燃圧調整に伴う余剰の燃料はこのリリーフライン１７を通って燃料タンク２０に戻される。
【００１７】
内燃機関６０は、クランク角センサ８を備えており、このクランク角センサ８はクランク軸１５のクランク位置、クランク角速度、クランク角加速度を検出する。
【００１８】
ＥＣＭ７０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータを含んで構成されており、内燃機関６０の運転状態を電気的に制御するようになっている。ＣＰＵは、ＲＡＭの一時記憶機能を利用するとともにＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。ＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等が予め記憶されている。
【００１９】
ＥＣＭ７０は、所定状態においてインジェクタ１１に微小燃料を噴射させ、微小燃料の噴射による内燃機関６０のトルク変動または速度変動の少なくとも一方に基づいて、インジェクタ１１における微小燃料噴射量の補正量を算出する。この補正量は、インジェクタ１１が微小の燃料を噴射する際に用いられる。
【００２０】
ここで、内燃機関６０の速度変動は、クランク角センサ８により検出されたクランク軸１５の速度変動（クランク角加速度）である。また、トルク変動は、速度変動等から推定される値である。
【００２１】
ＥＣＭ７０は、燃料カットが行われている状態において微小燃料の噴射を実施して補正量を算出し、インジェクタ１１の通電時間を補正する。燃料カット状態は本発明における所定状態である。
【００２２】
ここで、インジェクタ１１にはカーボン等の堆積物（以下、デポジットという）が堆積し、デポジットの堆積量が増大するとインジェクタ１１の噴射孔から燃料が噴射されにくくなる。また、インジェクタ１１の噴口周辺にデポジットが堆積すると、噴霧がデポジットに当たることで噴霧形成が悪くなり、燃焼状態が悪化し、白煙や黒煙の発生、燃焼効率の悪化を引き起こすおそれがある。よって、所定の角加速度変動量を得るために多くの燃料を必要とする。このため、デポジットの堆積量と微小燃料噴射量の補正量との間には大きな相関があり、デポジットの堆積量が増えると微小燃料噴射量の補正量も増加され、インジェクタ１１の通電時間も長くされる。
【００２３】
また、ＥＣＭ７０は、後述するように、燃料の補正量の変化量と閾値とを比較する。そして、ＥＣＭ７０は、変化量が閾値以上であった場合、許容範囲を超える多くのデポジットがインジェクタ１１に堆積しておりインジェクタ１１が異常であると判定する。この動作の詳細については後述する。ＥＣＭ７０は本発明における制御部を構成する。
【００２４】
次に、図２を参照して、本実施例に係る内燃機関の燃料噴射制御装置においてＥＣＭ７０により実行されるデポジット堆積量推定動作について説明する。
【００２５】
図２において、ＥＣＭ７０は、判定条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１）。ここでは、ＥＣＭ７０は、微小燃料噴射量の補正量が更新されている場合、判定条件が成立すると判定する。
【００２６】
ＥＣＭ７０は、ステップＳ１で判定条件が成立してない場合は今回のデポジット堆積量推定動作を終了し、判定条件が成立している場合は、微小燃料噴射量の補正量Ｑを決定する（ステップＳ２）。
このステップＳ２では、前述したように、ＥＣＭ７０は、燃料カットが実施されてエンジントルクが発生していない状態で微小の燃料を噴射し、この噴射による内燃機関６０のトルク変動または速度変動（クランク角加速度）の少なくとも一方を検出する。そして、ＥＣＭ７０は、内燃機関６０のトルク変動または速度変動の少なくとも一方に基づいて補正量Ｑを算出する。
【００２７】
次いで、ＥＣＭ７０は、前回のデポジット堆積量推定動作で決定した補正量Ｑから今回のデポジット堆積量推定動作で決定した補正量Ｑへの変化量△Ｑを算出する（ステップＳ３）。なお、補正量Ｑが増加した場合は△Ｑが正の値となり、補正量Ｑが減少した場合は△Ｑが負の値となる。
【００２８】
次いで、ＥＣＭ７０は、この変化量△Ｑの上限の閾値Ｑｍａｘを算出する（ステップＳ４）。ここで、閾値Ｑｍａｘは、前回のデポジット判定条件の成立時からの走行距離に応じて決定される値である。本実施例では、デポジットの堆積により補正量Ｑが増加したときの変化量（増加量）△Ｑに対して閾値Ｑｍａｘを定めており、増加量閾値Ｑｍａｘは正の値とする。
【００２９】
なお、閾値Ｑｍａｘは、前回のデポジット判定条件の成立時からの内燃機関６０の所定運転領域での運転継続時間に応じて決定される値であってもよい。所定運転領域とは、デポジットが生成される運転領域である。また、ステップＳ３とステップＳ４は順番が逆であってもよい。
【００３０】
次いで、ＥＣＭ７０は、変化量△Ｑが閾値Ｑｍａｘ未満であるか否かを判別する（ステップＳ５）。
【００３１】
ステップＳ５で変化量△Ｑが閾値Ｑｍａｘ未満の場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、デポジットの堆積量が許容範囲内であり、デポジットのクリーニング動作等が不要であるため、ＥＣＭ７０は、今回のデポジット堆積量推定動作を終了する。
【００３２】
ステップＳ５で変化量△Ｑが閾値Ｑｍａｘ以上の場合（ステップＳ５でＮＯ）、デポジットの堆積量が許容範囲を超えており、デポジットのクリーニング動作等が必要であるため、ＥＣＭ７０は、許容量を超えるデポジットが堆積していると判定（ステップＳ６）する。
【００３３】
次いで、ＥＣＭ７０は、判定結果の報知、または、クリーニング動作を実施する（ステップＳ７）。なお、クリーニング動作とは、デポジットを除去すべく高圧燃料配管１２の燃料圧力（レール圧）を高めて燃料を噴射する動作である。
【００３４】
次に、図３を参照して、デポジット堆積量推定動作においてインジェクタ１１が異常であると判定されるときの一例について説明する。ここで、図３において縦軸は、微小燃料噴射量の補正量Ｑと、この補正量Ｑの変化量△Ｑと、閾値Ｑｍａｘとを示し、横軸は時間を示している。
【００３５】
図３において、走行距離Ｄ１からＤ７の７箇所で、判定条件の成立によりデポジット堆積量推定動作が実施されている。また、走行距離Ｄ１からＤ７の７箇所で、前回のデポジット堆積量推定動作からの走行距離に応じて、閾値Ｑｍａｘが算出されている。
【００３６】
図３では、走行距離Ｄ７でのデポジット堆積量推定動作において、変化量△Ｑが閾値Ｑｍａｘを超えており、この走行距離Ｄ７でインジェクタ１１が異常であると判定される。
【００３７】
以上説明したように、本実施例では、ＥＣＭ７０は、所定のデポジット判定条件が成立した場合、前回のデポジット判定条件の成立時からの走行距離に応じて閾値Ｑｍａｘを決定し、前回のデポジット判定条件の成立時に算出した補正量Ｑから今回算出した補正量Ｑへの変化量△Ｑを算出し、変化量△Ｑが閾値Ｑｍａｘ以上の場合、インジェクタ１１が異常であると判定する。
【００３８】
または、ＥＣＭ７０は、所定のデポジット判定条件が成立した場合、前回のデポジット判定条件の成立時からの内燃機関６０の所定運転領域での運転継続時間に応じて閾値Ｑｍａｘを決定し、前回のデポジット判定条件の成立時に算出した補正量Ｑから今回算出した補正量Ｑへの変化量△Ｑを算出し、変化量△Ｑが閾値Ｑｍａｘ以上の場合、インジェクタ１１が異常であると判定する。
【００３９】
これにより、微小燃料噴射量の補正量はデポジットの実際の堆積量との相関が高いため、微小燃料噴射量の補正量の変化量に基づいてデポジットの堆積量を推定することで、精度良くデポジット堆積量を推定できる。例えば、高負荷運転によりデポジットが減少したり除去されたりした場合、微小燃料噴射量の補正量が減少するため、減少後のデポジット堆積量を精度よく推定できる。また、駆動系部品等の劣化による影響を受けずにデポジットの堆積量を推定できるため、精度良くデポジット堆積量を推定できる。
【００４０】
また、微小燃料噴射量の補正量は不定期ではあるが適宜更新されるため、補正量が更新されたことをデポジット判定条件とすることで、適切なタイミングと頻度でインジェクタ１１の異常の有無を判定できる。
【００４１】
この結果、インジェクタ１１に多くのデポジットが堆積している異常状態にあることを精度良く推定できる。
【００４２】
上述の通り、本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００４３】
１１ インジェクタ
６０ 内燃機関
７０ ＥＣＭ（制御部）
【図１】
2018080675.tif 000003
【図２】
2018080675.tif 000004
【図３】
2018080675.tif 000005