(57)【要約】【課題】コストを抑え、設置スペースの拡大を抑えて、インジェクタの先端部におけるデポジットの付着の程度を判定することができる内燃機関の制御装置を提供すること。【解決手段】内燃機関の制御装置は、エンジン回転数と、インジェクタから噴射される燃焼の噴射量とに基づいて、シリンダー内における所定時間毎の炭化水素濃度を推定する炭化水素濃度推定部と、推定された炭化水素濃度の積算値が所定の閾値を超えている場合、インジェクタが汚れていると判定する一方、炭化水素濃度の積算値が所定の閾値を超えていない場合、インジェクタが汚れていないと判定する判定部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン回転数と、インジェクタから噴射される燃焼の噴射量とに基づいて、シリンダー内における所定時間毎の炭化水素濃度を推定する炭化水素濃度推定部と、
前記推定された前記炭化水素濃度の積算値が所定の閾値を超えている場合、前記インジェクタが汚れていると判定する一方、前記炭化水素濃度の積算値が前記所定の閾値を超えていない場合、前記インジェクタが汚れていないと判定する判定部と、
を備える内燃機関の制御装置。
【請求項２】
エンジン回転数および燃焼噴射量に対応する炭化水素濃度を表す濃度テーブルをさらに備え、
前記炭化水素濃度推定部は、前記エンジン回転数および前記燃料噴射量を基に、前記濃度テーブルを参照して所定時間毎の炭化水素濃度を推定する、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記汚れている場合、燃料の噴射圧を増大させるよう制御する、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記汚れている場合、燃料の噴射量を増大させるように制御する、請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記汚れている場合、インテークスロットルバルブを閉じて、シリンダー内の温度を上昇させるように制御する、請求項１から４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関には、シリンダー内に向けて燃料を噴射するインジェクタ（燃焼噴射弁）が設けられている。
【０００３】
内燃機関の部品に燃料の不完全燃焼生成物（デポジット）が過度に堆積した場合に、部品の性能低下を招く。例えば、インジェクタの先端部が燃焼室に突出するように設けられ、その先端部には噴孔が設けられている。これにより、デポジットがインジェクタの先端部に付着して噴孔を塞ぐため、燃焼を適正に噴射することができない場合が生じる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、インジェクタ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センサが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１８３４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、インジェクタの先端部におけるデポジットの付着の程度を判定するためには、上記特許文献１に記載されたようなデポジットセンサなどを設ける必要があり、コストが嵩むと共に、設置スペースが拡大するという問題がある。
【０００７】
本開示の目的は、コストを抑え、設置スペースの拡大を抑えて、インジェクタの先端部におけるデポジットの付着の程度を判定することができる内燃機関の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の内燃機関の制御装置は、
エンジン回転数と、インジェクタから噴射される燃焼の噴射量とに基づいて、シリンダー内における所定時間毎の炭化水素濃度を推定する炭化水素濃度推定部と、
前記推定された前記炭化水素濃度の積算値が所定の閾値を超えている場合、前記インジェクタが汚れていると判定する一方、前記炭化水素濃度の積算値が前記所定の閾値を超えていない場合、前記インジェクタが汚れていないと判定する判定部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、コストを抑え、設置スペースの拡大を抑えて、インジェクタの先端部におけるデポジットの付着の程度を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の一実施の形態に係る内燃機関の制御装置の構成の一例を示すブロック図
【図２】濃度テーブルの一例を示す図
【図３】内燃機関の制御装置におけるデポジット除去動作の一例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
＜内燃機関の制御装置の構成＞
まず、本開示の一実施の形態に係る内燃機関１の制御装置の構成について説明する。
【００１３】
図１に示す内燃機関１は、複数の気筒を有するディーゼルエンジンである。ディーゼルエンジンは、インジェクタ２と、コモンレール３と、圧送ポンプ４と、減圧弁５と、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０とを備えている。本実施の形態では、ＥＣＵ２０が、本発明の内燃機関１の制御装置の機能を有する。
【００１４】
インジェクタ２は、各気筒のシリンダー（図示略）内に燃料を直接噴射する。具体的に、インジェクタは、ソレノイド駆動型インジェクタであって、インジェク２の開弁時にソレノイドを通電状態、閉弁時にソレノイドを非通電状態に切り換え、開閉制御される。インジェクタ２は一般的に複数の噴孔を有している。燃料の不完全燃焼生成物（デポジット）が付着していない噴孔から、または、デポジットの付着量が少ない噴孔からは、燃料がシリンダー内の各所定位置まで噴射される（適正な噴射）。デポジットの付着量が多い噴孔からは、燃料が所定位置まで噴射されず、また、全く噴射されない（不適正な噴射）。
【００１５】
コモンレール３は、インジェクタ２に供給する燃料を高圧状態で蓄える。コモンレール３には、コモンレール３内の圧力（実レール圧）を検出するためのコモンレール圧センサ１０が設けられる。
【００１６】
圧送ポンプ４は、コモンレール３に燃料を圧送する。圧送ポンプ４は、燃料タンク１１から燃料を汲み上げるフィードポンプ１２と、フィードポンプ１２からの低圧燃料を吸入して高圧燃料を吐出する高圧ポンプ１３と、フィードポンプ１２から吐出されて高圧ポンプ１３に吸入される燃料流量を調整するサクションコントロールバルブ（ＳＣＶ）１４とから構成される。高圧ポンプ１３は、ポンプシリンダ内を摺動して高圧の燃料を吐出するプランジャ（不図示）を有する。ＳＣＶ１４は、ポンプ制御部６から入力される駆動電流の大きさに応じて、その開度を全閉から全開まで連続的に変更するように構成されている。
【００１７】
減圧弁５は、コモンレール３内の圧力を低下させる。減圧弁５は、コモンレール３に設けられ、開弁時にコモンレール３内の燃料を燃料タンク１１に戻すように構成される。
【００１８】
ＥＣＵ２０は、ポンプ制御部６、減圧弁制御部７、燃料噴射量算出部２２、目標レール圧算出部２４、濃度テーブル２６、炭化水素濃度推定部２７及び判定部２８を備えている。ＥＣＵ２０には、コモンレール圧センサ１０、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ１５、エンジン回転数を検出するためのエンジン回転数センサ１６等の各種センサ類が電気的に接続され、実レール圧、アクセル開度、エンジン回転数等の各種情報が入力される。
【００１９】
ＥＣＵ２０は、例えば、ディーゼル微粒子捕集フィルター（ＤＰＦ）またはＮＯｘ吸蔵還元触媒の再生時に排気を昇温するために、炭化水素濃度を高くするようにインジェクタ２を制御する。なお、デポジットの発生は、炭化水素濃度に比例する。
【００２０】
ポンプ制御部６は、コモンレール圧センサ１０によって検出された実レール圧と、目標レール圧算出部２４によって算出された目標レール圧とに基づいて、ＳＣＶ１４の開度（燃料の圧送圧）をフィードバック制御する。
【００２１】
減圧弁制御部７は、実レール圧と目標レール圧とに基づいて、減圧弁５の開度をフィードバック制御する。
【００２２】
燃料噴射量算出部２２は、アクセル開度センサ１５によって検出される実アクセル開度と、エンジン回転数センサ１６によって検出される実エンジン回転数に基づいて、目標燃料噴射量を算出する。
【００２３】
目標レール圧算出部２４は、目標燃料噴射量とエンジン回転数などに基づいて、目標レール圧を算出する。
【００２４】
濃度テーブル２６は、エンジン回転数および燃焼噴射量に対応する炭化水素濃度を表す。濃度テーブル２６は、例えば、ＥＣＵ２０の内部メモリに格納される。
【００２５】
図２は濃度テーブル２６の一例を示す図である。図２における縦項目にエンジン回転数を２０ｒｐｍ毎に示し、横項目に燃料噴射量を１０ｃｃ／ｍｉｎ毎に示す。濃度テーブル２６は、図２に示すように、エンジン回転数および燃焼噴射量に対応する炭化水素濃度を、当該エンジン回転数と当該燃料噴射量との交点に表したものである。エンジン回転数および燃焼噴射量に対応する炭化水素濃度は、例えば実験値により求められる。なお、濃度テーブル２６に表されない炭化水素濃度は、エンジン回転数および燃焼噴射量に比例して炭化水素濃度が増加するという想定に基づいて求められる。
【００２６】
炭化水素濃度推定部２７は、エンジン回転数および燃料噴射量を基に、濃度テーブル２６を参照して所定時間（例えば、０．２秒）毎の炭化水素濃度を推定する。
【００２７】
判定部２８は、炭化水素濃度の積算値が所定の閾値を超えている場合、インジェクタ２が汚れていると判定する一方、炭化水素濃度の積算値が所定の閾値を超えていない場合、インジェクタ２が汚れていないと判定する。炭化水素濃度の積算値（所定の閾値）と、インジェクタ２の噴孔から燃料を適正に噴射することができない場合におけるインジェクタ２に付着しているデポジットの付着量との対応付けは、実験値により求められる。判定部２８は判定結果をポンプ制御部６に出力する。
【００２８】
ポンプ制御部６は、判定部２８の判定結果に基づいて、圧送ポンプ４の圧送条件を制御する。ここで、圧送ポンプ４の圧送条件には、例えば燃料の圧送圧および圧送量が含まれる。
【００２９】
具体的に、ポンプ制御部６は、炭化水素濃度の積算値が所定の閾値を超えてなく、インジェクタ２が汚れていないとの判定結果が判定部２８から出力された場合に、コモンレール圧センサ１０によって検出された実レール圧と、目標レール圧算出部２４によって算出された目標レール圧とに基づいて、ＳＣＶ１４の開度（燃料の圧送圧）をフィードバック制御する。これに対し、ポンプ制御部６は、炭化水素濃度の積算値が所定の閾値を超え、インジェクタ２が汚れていることの判定結果が判定部２８から出力された場合に、実レール圧と、予め定められた目標レール圧とに基づいて、ＳＣＶ１４の開度をフィードバック制御する。ここで、予め定められた目標レール圧とは、インジェクタ２が汚れていない場合における圧力より増大させた圧力であって、インジェクタ２に付着したデポジットを吹き飛ばすことができるレール圧をいう。
【００３０】
＜内燃機関１の制御装置におけるデポジット除去動作＞
次に、内燃機関１の制御装置におけるデポジット除去動作の一例について図３を参照して説明する。図３は、デポジット除去動作の一例を示すフローチャートである。このフローチャートにおける処理は、エンジンの始動により開始される。燃料噴射量算出部２２は、アクセル開度センサ１５からスロットル開度を所定時間毎に取得し、また、エンジン回転数センサ１６からエンジン回転数を所定時間毎に取得する。
【００３１】
ステップＳ１００において、燃料噴射量算出部２２は、所定時間毎のスロットル開度及びエンジン回転数に基づいて燃料噴射量を求める。
【００３２】
ステップＳ１１０において、炭化水素濃度推定部２７は、エンジン回転数及び燃料噴射量に対応する炭化水素濃度を、濃度テーブル２６を参照して推定する。
【００３３】
ステップＳ１２０において、判定部２８は、炭化水素濃度の積算値が所定の閾値を超えるか否かを判定する。
【００３４】
炭化水素濃度の積算値が所定の閾値を超えている場合に（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、ポンプ制御部６は、インジェクタ２に付着したデポジットを吹き飛ばすように圧送ポンプ４の圧送条件を制御する（ステップＳ１３０）。具体的に、ポンプ制御部６は、実レール圧と、予め定められた目標レール圧とに基づいて、ＳＣＶ１４の開度をフィードバック制御する。これにより、インジェクタ２に付着したデポジットを吹き飛ばすことができる。
【００３５】
次に、ステップＳ１４０において、判定部２８は、炭化水素濃度の積算値をリセットする。次に、処理はステップＳ１５０に移る。
【００３６】
炭化水素濃度の積算値が所定の閾値を超えていない場合に（ステップＳ１２０：ＮＯ）、通常時の燃料噴射が行われ、処理はステップＳ１５０に移る。
【００３７】
ステップＳ１５０において、燃料噴射量算出部２２は、エンジンが停止したか否かを判断する。エンジンが停止した場合に（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）、処理は終了する。エンジンが停止していない場合に（ステップＳ１５０：ＮＯ）、処理はステップＳ１００に移る。
【００３８】
＜本実施の形態の効果＞
以上のように、本実施の形態に係る内燃機関１の制御装置によれば、炭化水素濃度推定部２７は、エンジン回転数および燃料噴射量を基に、濃度テーブル２６を参照して所定時間毎の炭化水素濃度を推定し、判定部２８は、炭化水素濃度の積算値が所定の閾値を超えたか否かを判定する。この閾値と、不適正な噴射時におけるデポジットの付着量とは対応付けられているため、インジェクタ２の先端部にデポジットがどの程度付着しているかを判定することができる。
【００３９】
また、上記実施の形態に係る内燃機関１の制御装置によれば、ポンプ制御部６は、判定部２８の判定結果に基づいて、インジェクタ２に付着したデポジットを吹き飛ばすことができるように圧送ポンプ４の圧送条件を制御する。これにより、燃料の不適正な噴射を回避することができる。
【００４０】
なお、上記実施の形態では、炭化水素濃度推定部２７は、エンジン回転数および燃料噴射量を基に、濃度テーブル２６を参照して所定時間毎の炭化水素濃度を推定したが、本発明はこれに限らず、例えば、炭化水素濃度推定部２７は、予め定められた計算式を用いて所定時間毎の炭化水素濃度を推定してもよい。
【００４１】
また、上記実施の形態では、インジェクタ２に付着したデポジットを吹き飛ばすことができるように圧送ポンプ４の圧送条件としての燃料の圧送圧を増大させるように制御したが、本発明はこれに限らず、例えば、圧送ポンプ４の圧送条件としての燃料の圧送量を増大させるように制御してもよい。
【００４２】
また、上記実施の形態では、インジェクタ２に付着したデポジットを吹き飛ばすために、圧送ポンプ４の圧送条件を制御したが、本発明はこれに限らず、例えば、インジェクタ２に付着したデポジットを燃焼させるために、インテークスロットルバルブ（図示略）の開度を制御するようにしてもよい。この場合において、インテークスロットルバルブは、内燃機関１における吸気通路におけるスロットル弁の下流側に排気ガスを再循環させるＥＧＲ通路に配置され、吸気の流量を調整する。ＥＣＵ２０は、判定部２８の判定結果に基づいてインテークスロットルバルブを制御する。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本開示の内燃機関の制御装置は、コストを抑え、設置スペースの拡大を抑えて、インジェクタの先端部におけるデポジットの付着の程度を判定することが要求される内燃機関を搭載する車両として有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１  内燃機関
２  インジェクタ
３  コモンレール
４  圧送ポンプ
５  減圧弁
６  ポンプ制御部
７  減圧弁制御部
１０  コモンレール圧センサ
１１  燃料タンク
１２  フィードポンプ
１３  高圧ポンプ
１４  ＳＣＶ
１５  アクセル開度センサ
１６  エンジン回転数センサ
２０  ＥＣＵ
２２  燃料噴射量算出部
２４  目標レール圧算出部
２６  濃度テーブル
２７  炭化水素濃度推定部
２８  判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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