(57)【要約】【課題】清浄剤を燃料噴射弁へ供給するものにおいて、デポジット付着による燃料噴射性能の劣化を抑制すると共に、清浄剤の過剰投与による悪影響を抑制できる清浄剤添加装置を提供する。【解決手段】開弁した吸気バルブの隙間Ｌから吸気ポート１０２ｉ内を流れる空気を導く燃焼室１０６と、燃焼室に燃料を噴射する噴孔部２１を有する燃料噴射弁２とを備える内燃機関に用いられ、噴孔部に付着のデポジット浄化のための清浄剤を燃料噴射弁に供給する清浄剤添加装置において、清浄剤を貯留する貯蔵器７１と、燃料タンクより燃料噴射弁に至る燃料供給流路とは別に設けられ、貯蔵器７１より清浄剤を導く清浄剤供給流路７８と、清浄剤供給流路より供給される清浄剤を、燃料噴射弁の噴孔部に向けて噴出するように構成し、上記デポジットの付着状態に応じて噴孔部に向けて噴出する清浄剤の供給量を決定し、該決定した適量の清浄剤を供給する供給装置７０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】
吸気ポートと、前記吸気ポートの壁面に着座および離座する吸気弁と、前記吸気弁が離座することで前記吸気弁と前記壁面との隙間から前記吸気ポート内を流れる空気を導く燃焼室と、先端部に燃料を噴射する噴孔部を有し、前記燃焼室に燃料を噴射供給する燃料噴射弁とを備え、空気と燃料が混合した可燃混合気または燃料に点火により着火する内燃機関に用いられ、
前記噴孔部に付着のデポジットを浄化するための清浄剤を、前記燃料噴射弁に供給する清浄剤添加装置において、
燃料を貯留する燃料タンクとは別に設けられ、前記清浄剤を貯留する貯蔵器と、
前記燃料タンクより前記燃料噴射弁に至る燃料供給流路とは別に設けられ、前記貯蔵器より前記清浄剤を導く清浄剤供給流路と、
前記清浄剤供給流路より供給される前記清浄剤を、前記燃料噴射弁の前記噴孔部に向けて噴出するように構成し、
前記噴孔部に付着するデポジットの付着状態に応じて、前記噴孔部に向けて噴出する前記清浄剤の供給量を決定し、該決定した適量の前記清浄剤を供給する供給装置とを備えていることを特徴とする清浄剤添加装置。
【請求項２】
前記供給装置は、前記清浄剤供給流路を、前記内燃機関の吸気ポート内の前記吸気弁側に接続しており、
前記清浄剤供給流路は、
前記吸気ポート側の前記清浄剤供給流路の開口部と、前記貯蔵器との間に設けられ、前記貯蔵器に貯留されている前記清浄剤を吸上げ、前記開口部へ圧送する圧送ポンプと、
前記圧送ポンプにより圧送された前記清浄剤の流れを遮断および流通することにより前記清浄剤の供給量を調節する清浄剤供給量調整手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の清浄剤添加装置。
【請求項３】
前記清浄剤供給流路の前記吸気ポート側の前記開口部は、
前記内燃機関の吸気行程において前記吸気弁の前記隙間が開口しているとき、
前記開口部より噴出する前記清浄剤が、前記吸気ポート内の空気と共に前記隙間を通過し、前記隙間より前記燃焼室内を前記噴孔部に向かう空気流れに沿って供給される前記吸気ポートの内壁位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の清浄剤添加装置。
【請求項４】
前記吸気弁は、前記壁面に着座および離座する弁部と、前記弁部を駆動する駆動軸を有しており、
前記開口部は、少なくとも前記駆動軸に向けて配置されていないことを特徴とする請求項２に記載の清浄剤添加装置。
【請求項５】
前記供給装置は、前記清浄剤供給流路を、前記燃焼室内に接続し、かつ前記燃焼室内に臨むように配置されている前記燃料噴射弁の前記先端部と横並びしており、
前記清浄剤供給流路は、
前記吸気ポート側の前記清浄剤供給流路の開口部と、前記貯蔵器との間に設けられ、前記貯蔵器に貯留されている前記清浄剤を吸上げ、前記開口部へ圧送する圧送ポンプと、
前記圧送ポンプにより圧送された前記清浄剤の流れを遮断および流通することにより前記清浄剤の供給量を調節する清浄剤供給量調整手段と、
前記圧送ポンプおよび前記清浄剤供給量調整手段より下流側に配置され、下流方向への流れのみを許容する逆止弁と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の清浄剤添加装置。
【請求項６】
前記清浄剤供給流路の前記開口部は、前記燃料噴射弁の前記先端部と、前記吸気弁との間に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の清浄剤添加装置。
【請求項７】
前記清浄剤供給量調整手段は、前記内燃機関の吸気行程から圧縮行程の始めまでの間に、前記供給量を調整された前記清浄剤を、前記開口部より噴出することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の清浄剤添加装置。
【請求項８】
前記清浄剤供給量調整手段は、流れを遮断および流通する電磁弁であって、
前記電磁弁は、流通期間を可変、または遮断および流通を繰り返して前記流通期間および遮断期間に対する前記流通期間の比率を可変することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の清浄剤添加装置。
【請求項９】
前記清浄剤供給量調整手段は、流れを遮断および流通する電磁弁であって、
前記電磁弁は、弁座を有する弁ボディと、前記弁座に離座および着座する弁部材とを備え、
前記弁部材が、前記弁ボディの内外の軸方向に挿通可能に配置され、
前記弁部材を前記弁座から外向きに離座させることで開弁する弁部構造を有していることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の清浄剤添加装置。
【請求項１０】
前記供給装置は、
前記噴孔部に付着するデポジットの付着状態をデポジット推定量として推定し、
前記デポジット推定量に基づいて清浄剤供給タイミングと供給量を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記デポジット推定量を、前記内燃機関の運転状態に基づいて判断することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の清浄剤添加装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、
前記内燃機関の運転状態を、デポジット発生量指標値に応じて運転領域に区分けする区分け手段と、
区分けされた前記運転領域に、前記デポジット発生量指標値に対応した重み係数を設定する重み係数設定手段と、
前記内燃機関の運転状態で検出した前記運転領域の履歴を記憶する記憶手段を備えていることを特徴とする請求項１０に記載の清浄剤添加装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、デポジット付着により影響を及ぼされる前記内燃機関の運転状態で検出した実際の内燃機関状態指標値と、前記内燃機関の運転状態における狙いの内燃機関状態指標値に基づいて前記デポジット推定量を判断することを特徴とする請求項１０に記載の清浄剤添加装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、検出した前記内燃機関の運転状態の指標値と、この指標値と比較する、清浄剤が前記燃焼室内でデポジットとはならない許可指標値とに基づいて清浄剤供給タイミングを判断する清浄剤供給タイミング判断手段を備えていることを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載の清浄剤添加装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記内燃機関の運転状態の指標値が前記許可指標値を満足するように、
前記内燃機関の運転条件を変更する運転条件変更手段を備えていることを特徴とする請求項１３に記載の清浄剤添加装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、清浄剤添加装置に関し、例えば筒内に燃料を直接噴射供給される内燃機関に用いられ、清浄剤を燃料噴射弁へ供給する清浄剤添加装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関としては、例えば筒内の燃焼室内に臨むように燃料噴射弁を配置し、燃料噴射弁より燃焼室へ燃料を直接噴射供給されるものが知られている。また、内燃機関に使用する燃料噴射弁としては、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ものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
この種の燃料噴射弁では、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。
【０００４】
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いわゆる直噴用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。
【０００５】
特許文献１では、噴孔周りにフルオロアルキル基などを含む撥液膜を形成し、デポジットの付着を抑制する技術が開示されている。なお、撥液膜を噴孔の表面に形成する方法としては、例えばゾル−ゲル方法により撥液膜を焼成してその表面に撥液性を持たせている。
【特許文献１】特開平１０−１５９６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１等の従来技術では、撥液膜が形成された噴孔であったとしても、比較的高温な火炎等に繰り返し被曝されることで、熱劣化によりデポジット付着を抑制する効果が薄れおそれがある。
【０００７】
これに対して、ポリイソブテンアミン系化合物（以下、ＰＩＢＡ）などのデポジットを浄化する洗浄剤を、燃料中に混合して添加しておき、燃料噴射弁の噴射時に、噴孔に付着のデポジットを清浄剤添加の燃料で洗い落とす方法が考えられる。しかしながら、このようなものを従来の上記直噴用燃料噴射装置に適用しようとすると、その清浄剤添加の噴射燃料が燃焼室を形成するピストンヘッドやシリンダ壁に付着する場合がある。この場合、シリンダ壁等へ付着した清浄剤自体は、燃焼室デポジットの生成を引き起こし易くするので、清浄剤の添加量を制限する必要がある。
【０００８】
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、清浄剤を燃料噴射弁へ供給するものにおいて、デポジット付着による燃料噴射性能の劣化を抑制するとともに、清浄剤の過剰投与による悪影響を抑制できる清浄剤添加装置を提供することにある。
【０００９】
また、別の目的は、燃料噴射弁の噴孔部に発生するデポジットの量などのデポジット状態に応じた適量の清浄剤を、適時に供給可能な清浄剤添加装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
即ち、請求項１乃至１４記載の発明では、吸気ポートと、吸気ポートの壁面に着座および離座する吸気弁と、吸気弁が離座することで吸気弁と壁面との隙間から吸気ポート内を流れる空気を導く燃焼室と、先端部に燃料を噴射する噴孔部を有し、燃焼室に燃料を噴射供給する燃料噴射弁とを備え、空気と燃料が混合した可燃混合気または燃料に点火により着火する内燃機関に用いられ、
噴孔部に付着するデポジットを浄化するための清浄剤を、燃料噴射弁に供給する清浄剤添加装置において、
燃料を貯留する燃料タンクとは別に設けられ、清浄剤を貯留する貯蔵器と、
燃料タンクより燃料噴射弁に至る燃料供給流路とは別に設けられ、貯蔵器より清浄剤を導く清浄剤供給流路と、
清浄剤供給流路より供給される清浄剤を、燃料噴射弁の噴孔部に向けて噴出するように構成し、
噴孔部に付着するデポジットの付着状態に応じて、噴孔部に向けて噴出する清浄剤の供給量を決定し、該決定した適量の清浄剤を供給する供給装置とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
これによると、清浄剤を貯留する貯蔵器と貯蔵器より清浄剤を導く清浄剤供給流路とを、燃料を貯留する燃料タンク、および燃料タンクより燃料噴射弁に至る燃料供給流路とは別に設けているので、従来技術の如く、燃料流れにより清浄剤を噴孔部へ導くために、燃料タンク内もしくは燃料供給流路内の燃料に、洗浄剤を添加することはない。例えば、燃料噴射弁より噴射される燃料噴射量より比較的大きな容量を有する燃料供給流路内の燃料量に対応して清浄剤の量を決めるとの制約はない。
【００１３】
しかも、供給装置によって、清浄剤供給流路より供給される清浄剤を、燃料噴射弁の噴孔部に向けて噴出するようにし、かつ噴孔部に付着するデポジットの付着状態に応じて清浄剤の供給量を決定し、該決定した適量の清浄剤の供給を行なうように構成されているので、デポジット付着による燃料噴射性能の劣化を抑制するとともに、清浄剤の過剰投与による悪影響を抑制することができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明では、供給装置は、清浄剤供給流路を、内燃機関の吸気ポート内の吸気弁側に接続しており、
清浄剤供給流路は、吸気ポート側の清浄剤供給流路の開口部と貯蔵器との間に設けられ、貯蔵器に貯留されている清浄剤を吸上げ、開口部へ圧送する圧送ポンプと、圧送ポンプにより圧送された清浄剤の流れを遮断および流通することにより清浄剤の供給量を調節する清浄剤供給量調整手段とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
これによると、供給装置は、吸気ポート内の吸気弁側に配置された清浄剤供給流路の開口部から、圧送ポンプにより圧送された清浄剤を噴出させることにより、吸気ポート内に流れる吸入空気の流れに沿って吸気弁を介して燃焼室内の噴孔部に導けるとともに、清浄剤の供給量を調節する清浄剤供給量調整手段により、吸入空気の流れに添加される清浄剤の供給量（添加量）を、内燃機関の燃焼サイクルの１サイクル毎に可変に調整できる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明では、清浄剤供給流路の吸気ポート側の開口部は、内燃機関の吸気行程において吸気弁の隙間が開口しているとき、開口部より噴出する清浄剤が、吸気ポート内の空気と共に隙間を通過し、前記隙間より燃焼室内を噴孔部に向かう空気流れに沿って供給される吸気ポートの内壁位置に設けられていることを特徴とする。
【００１７】
これにより、供給装置は、吸気行程時に清浄剤供給流路の開口部より清浄剤を噴出することにより、燃焼室内を噴孔部に向かう空気流れに沿って清浄剤を噴孔部に供給することができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明では、吸気弁は、壁面に着座および離座する弁部と、弁部を駆動する駆動軸を有しており、開口部は、少なくとも駆動軸に向けて配置されていないことを特徴とする。
【００１９】
これによると、清浄剤供給流路の開口部は、吸気ポートの吸気弁側に配置されており、かつその開口部は吸気弁の駆動軸には向けられていないので、開口部より噴出する清浄剤は不要に駆動軸に付着することはない。しかも、開口部が吸気弁側に配置されることにより、吸気行程時に噴出した清浄剤は、吸気ポート内全体に拡散することなく、吸気弁の隙間を通過する空気流れに沿って、効果的に、噴孔部へ向かう洗浄剤の流れを形成することが可能である。
【００２０】
また、請求項５に記載の発明では、供給装置は、清浄剤供給流路を、燃焼室内に接続し、かつ燃焼室内に臨むように配置されている燃料噴射弁の先端部と横並びしており、
清浄剤供給流路は、吸気ポート側の清浄剤供給流路の開口部と貯蔵器との間に設けられ、貯蔵器に貯留されている清浄剤を吸上げ、開口部へ圧送する圧送ポンプと、圧送ポンプにより圧送された清浄剤の流れを遮断および流通することにより清浄剤の供給量を調節する清浄剤供給量調整手段と、圧送ポンプおよび清浄剤供給量調整手段より下流側に配置され、下流方向への流れのみを許容する逆止弁とを備えていることを特徴とする。
【００２１】
これによると、供給装置は、燃焼室内の燃料噴射弁の先端部に横並びして配置された清浄剤供給流路の開口部から、圧送ポンプにより圧送された清浄剤を噴出させることにより、燃焼室内に吸入された吸入空気の流れまたは噴出した清浄剤自身の噴出流れに従って、燃料噴射弁の先端部に設けられている噴孔部に導けるとともに、清浄剤の供給量を調節する清浄剤供給量調整手段により、清浄剤の供給量を内燃機関の燃焼サイクルの１サイクル毎に可変に調整できる。
【００２２】
さらに、清浄剤供給流路のうちの圧送ポンプおよび清浄剤供給量調整手段より下流側には逆止弁が設けられているので、清浄剤供給流路の開口部より噴出させる清浄剤を圧送する圧送ポンプは、比較的低い圧送圧力を発生するもので対応可能である。
【００２３】
特に、請求項６に記載の発明では、清浄剤供給流路の前記開口部は、前記燃料噴射弁の前記先端部と、前記吸気弁との間に配置されていることを特徴とする。
【００２４】
これにより、吸気行程時に吸気弁の隙間を通過し、前記隙間より燃焼室内を噴孔に向かう空気の流れに沿って、効果的に、噴孔部に向かう洗浄剤の流れを形成することが可能である。
【００２５】
また、請求項７に記載の発明では、清浄剤供給量調整手段は、内燃機関の吸気行程から圧縮行程の始めまでの間に、供給量を調整された清浄剤を、開口部より噴出することを特徴とする。
【００２６】
これによると、清浄剤供給量調整手段は、内燃機関の吸気行程から圧縮行程の始めまでの間に、供給量を調整された清浄剤を、開口部より噴出することが好ましい。これにより、清浄剤供給流路の開口部から清浄剤を噴出するタイミングは、燃焼室内の圧力が負圧もしくは比較的低い圧力となる吸気行程から圧縮行程の始めの間に設定されるので、圧送ポンプによる比較的低い圧送圧力で容易に洗浄剤を噴出できるとともに、燃焼室内の圧力上昇する圧縮行程および膨張（爆発）行程においては逆止弁により清浄剤供給流路内への逆流を阻止できる。
【００２７】
また、請求項８に記載の発明では、清浄剤供給量調整手段は、流れを遮断および流通する電磁弁であって、電磁弁は、流通期間を可変、または遮断および流通を繰り返して流通期間および遮断期間に対する流通期間の比率を可変することを特徴とする。
【００２８】
これにより、清浄剤供給量調整手段は、清浄剤供給流路の開口部より噴出する洗浄剤の供給量を、適時に、適量に調整することができる。
【００２９】
また、請求項９に記載の発明では、清浄剤供給量調整手段は、流れを遮断および流通する電磁弁であって、電磁弁は、弁座を有する弁ボディと、弁座に離座および着座する弁部材とを備え、弁部材が、弁ボディの内外の軸方向に挿通可能に配置され、弁部材を弁座から外向きに離座させることで開弁する弁部構造を有していることを特徴とする。
【００３０】
これによると、清浄剤供給量調整手段は、流れを遮断および流通する電磁弁であって、電磁弁を構成する弁部材と弁ボディは、弁部材が、弁ボディの内外の軸方向に挿通可能に配置され、弁部材を弁座から外向きに離座させることで開弁する弁部構造いわゆる外開弁構造であるので、弁部材と弁ボディとで逆止弁の機能を有することができる。したがって、供給装置の簡素化が図れる。
【００３１】
また、請求項１０に記載の発明では、供給装置は、噴孔部に付着するデポジットの付着状態をデポジット推定量として推定し、デポジット推定量に基づいて清浄剤供給タイミングと供給量を制御する制御手段を備え、制御手段は、デポジット推定量を、内燃機関の運転状態に基づいて判断することを特徴とする。
【００３２】
これにより、従来技術の如く、燃料タンク内もしくは燃料供給流路内の燃料に洗浄剤を添加するようなことせずに、清浄剤供給流路より噴出する清浄剤の燃料噴射弁への供給量を、内燃機関の運転状態に応じて適時に適量とすることができる。
【００３３】
また、請求項１１に記載の発明では、制御手段は、内燃機関の運転状態を、デポジット発生量指標値に応じて運転領域に区分けする区分け手段と、区分けされた運転領域に、デポジット発生量指標値に対応した重み係数を設定する重み係数設定手段と、内燃機関の運転状態で検出した運転領域の履歴を記憶する記憶手段を備えていることを特徴とする。
【００３４】
これにより、デポジット推定量は、運転状態に応じて、例えばデポジット発生量のマップに区分けされた運転領域ごとのデポジット付着の重み係数の設定による運転履歴を積算することで求められる。したがって、デポジット付着による燃料噴射性能への影響が現れないデポジット量の大きさであっても、事前検出できる。
【００３５】
また、請求項１２に記載の発明では、制御手段は、デポジット付着により影響を及ぼされる内燃機関の運転状態で検出した実際の内燃機関状態指標値と、内燃機関の運転状態における狙いの内燃機関状態指標値に基づいてデポジット推定量を判断することを特徴とする。
【００３６】
これにより、内燃機関状態指標値を例えば噴射燃料と空気との混合比である空燃比として、デポジット付着により影響を及ぼされる実空燃比と、その内燃機関の運転状態から算出される狙いの目標空燃比に基づいてデポジット推定量と比較することでデポジット推定量が判断できる。
【００３７】
また、請求項１３に記載の発明では、制御手段は、検出した内燃機関の運転状態の指標値と、この指標値と比較する、清浄剤が燃焼室内でデポジットとはならない許可指標値とに基づいて清浄剤供給タイミングを判断する清浄剤供給タイミング判断手段を備えていることを特徴とする。
【００３８】
これにより、内燃機関の運転状態の指標値を例えば燃焼室の内壁温度を検出するようにし、検出した燃焼室内壁温度と、清浄剤が燃焼室内でデポジットとはならない許可内壁温度とに基づいて清浄剤供給タイミングを判断されるので、清浄剤が燃焼室内でデポジットとはならない内燃機関の運転状態にあるとき、清浄剤を燃料噴射弁に供給することができる。したがって、デポジット付着による燃料噴射性能の劣化を抑制するとともに、清浄剤の投与による悪影響の防止が図れる。
【００３９】
また、請求項１４に記載の発明では、制御手段は、内燃機関の運転状態の指標値が許可指標値を満足するように、内燃機関の運転条件を変更する運転条件変更手段を備えていることを特徴とする。
【００４０】
これにより、検知したデポジット推定量に応じた清浄剤の供給量を、適量適時に速やかに燃料噴射弁へ供給することができる。したがって、デポジット付着による燃料噴射性能の劣化防止が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の清浄剤添加装置を、内燃機関の清浄剤添加装置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。
【００４２】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の清浄剤添加装置の構成を示す構成図である。
【００４３】
図１に示すように、内燃機関の清浄剤添加装置（以下、清浄剤添加装置）は、内燃機関１００と、燃料噴射装置と、清浄剤供給装置７０と、制御手段としての制御装置（以下、ＥＣＵ）９０とを含んで構成されている。
【００４４】
燃料噴射装置は、内燃機関、特にガソリンエンジンに用いられ、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）の各気筒に燃料を噴射する。エンジン１００は、各筒内に燃焼室１０６とを備える周知の内燃機関である。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。筒内の燃焼室１０４は、吸気弁（以下、吸気バルブ）１０７を介して吸気ポート１０２ｉに接続し、空気（以下、吸気）が導かれる。吸気バルブ１０７は、例えば図示しない吸気カムシャフトにより往復移動する駆動軸１０７ｂと、駆動軸１０７ｂに固定され、吸気ポート１０２ｉの内壁に着座および離座する弁部（以下、フェイス部）１０７ａとを有しており、吸気バルブ１０７の移動するバルブリフト量に応じて、フェイス部１０７ａと内壁の間に所定の隙間Ｌが形成される。
【００４５】
また、燃焼室１０６は、排気弁（以下、排気バルブ）１０９を介して図示しない排気ポート１０２ｅに接続し、排気を排出する。また、点火装置１０５は設けられており、燃料噴射弁２の先端部の噴孔２１により燃焼室１０６に直接噴射供給された燃料、または空気と燃料が混合した可燃混合気に着火する。なお、図１では、図面作成上、４気筒のうちの１気筒に対応する燃料噴射弁２のみ図示し、他の燃料噴射弁は図示を省略している。
【００４６】
燃料噴射装置は、燃料の噴射を行なう燃料噴射弁２と、燃料噴射弁２に燃料を分配供給する燃料分配管（図示せず）と、燃料分配管に向けて燃料を圧送する燃料ポンプ（図示せず）と、燃料ポンプにより吸上げられる燃料を貯留する燃料タンク（図示せず）とを含んで構成されている。
【００４７】
燃料噴射弁２の先端部は、エンジン１００に筒内の燃焼室１０６に臨んで搭載されている。なお、燃料噴射弁２の筒内への搭載位置は、燃焼室１０６に向けて斜め搭載されるものであっても、燃焼室１０６に臨んで略中央上部にセンタ搭載されるものであってもよい。
【００４８】
燃料噴射弁２は、燃料ポンプにより加圧された燃料が、燃料分配管を介して供給される。燃料供給配管は、燃料タンクより燃料噴射弁に至る燃料供給流路を構成しており、燃料の流れ下流に向けて、燃料タンク、燃料ポンプ、燃料分配管、および燃料噴射弁２の順で配置されている。
【００４９】
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、他端から燃料を噴射する。燃料噴射弁２は、図１に示すように、燃料の噴射を遮断および許容する弁部２ｂと、弁部２ｂを駆動する電磁駆動部２ｓとを含んで構成されている周知構造の燃料噴射弁である。
【００５０】
弁部２ｂは、ノズルニードル（図示せず）と、内部にノズルニードルを軸方向移動可能に収容する弁ボディ（図示せず）とを有する周知構造の弁部である。弁部２ｂは燃料を噴射し、噴霧化する噴孔２１を有している。詳しくは弁ボディに内外に貫通する噴孔２１が設けられている。なお、噴孔２１は弁ボディに形成されるものに限らず、弁ボディの先端側に配置され、略薄板状の噴孔プレートに形成されるものであってもよい。なお、ここで、ノズルニードルは弁ボディに離座および着座することで弁部２ｂが開弁および閉弁する。弁部２ｂが開弁および閉弁すると、弁部２ｂつまり燃料噴射弁２は、内部に供給される燃料の流れ（燃料噴射）を遮断および許容する。また、弁部２ｂおよび噴孔２１は、燃料噴射弁２の燃料を噴射する先端部を構成している。なお、ここで、噴孔２１は、請求範囲に記載の噴孔部を構成する。
【００５１】
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。なお、燃料噴射弁２の燃料噴射量は、開弁している噴孔の開口面積と、ノズルニードルのリフト量（以下、ニードルリフト量と呼ぶ）と、開弁期間とによって計量されている。ノズルニードルが弁ボディに着座し、弁部２ｂが閉弁すると噴孔２１からの燃料噴射が遮断される。一方、ノズルニードルが弁ボディから離座し、弁部２ｂが開弁すると噴孔２１からの燃料噴射が許容され燃料が噴射される。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。
【００５２】
電磁駆動部２ｓは、ノズルニードルと協働する可動コア（図示せず）、内部に可動可能に可動コアを収容する固定コア（図示せず）、および可動コアおよび固定コアに電磁力作用するコイル（図示せず）とを有する周知構造の電磁駆動部である。なお、電磁駆動部には、可動コアと固定コアの間の軸方向隙間（以下、エアギャップ）等を調整するなど、ニードルリフト量の最大移動量を規制するためのリフト調整機構を備えている。なお、ノズルニードルは、可動コアを噴孔２１側に付勢するスプリング等の付勢部材によって閉弁方向に付勢されており、コイルに通電されない状態ではノズルニードルつまり燃料噴射弁２は付勢部材の付勢力により閉弁する。なお、燃料噴射弁２には、付勢部材の付勢力を調整する付勢力調整機構（図示せず）が備えられており、コイルに通電すると、コイルに電磁力が発生し、固定コアと可動コアとの間に電磁吸引力が作用するので、可動コアは、付勢部材の付勢力に抗してニードルリフト量が増加する側に引寄せられ、ノズルニードルつまり燃料噴射弁２が開弁する。
【００５３】
清浄剤供給装置７０は、清浄剤を貯留する貯蔵器７１と、洗浄剤供給量調整手段としての電磁弁７２と、貯蔵器７１に貯留されている清浄剤を吸上げ、圧送する圧送ポンプ（以下、清浄剤吐出ポンプ）７７を備えている。図１に示すように、清浄剤供給配管７８は、貯蔵器７１より吐出側の開口部７８ａの導く清浄剤供給流路を構成しており、燃料噴射装置の燃料タンクおよび燃料供給配管とは別に設けられている。この清浄剤供給配管７８には、清浄剤の流れ下流に向けて、貯蔵器７１、清浄剤吐出ポンプ７７、および電磁弁７２の順で配置されている。具体的には、清浄剤供給配管７８は、清浄剤の流れ下流側の開口部７８ａが、吸気ポート１０２ｉの吸気弁１０７側の内壁に接続している。一方、清浄剤の流れ上流側の入口部は、貯蔵器７１内の洗浄剤内に接続している。
【００５４】
貯蔵器７１は、外部から洗浄剤の補充を可能とするように、外部導入管７９が設けられており、蓋部としてのキャップ７９ａを開閉することにより洗浄剤が外部より補充される。なお、貯蔵器７１は、所定量（例えば、本実施例では２００ｃｃ）の清浄剤を貯留可能な容器である。また、貯蔵器７１の設置位置しては、エンジンルーム内に設置する。
【００５５】
電磁弁７２は、洗浄剤吐出ポンプ７７により貯蔵器７１より吸上げられ、開口部７８ａへ吐出する清浄剤の流れを、例えば図示しないコイルへ通電停止および通電することにより、遮断および流通する周知構造のものである。
【００５６】
清浄剤は、燃料噴射弁２の噴孔２１に付着のデポジットを浄化するデポジット付着防止材である。本実施例では、清浄剤としてポリイソブテンアミン系化合物（以下、ＰＩＢＡ）を使用し、貯蔵器７１に液体状態で貯留されている。なお、使用する清浄剤は、ＰＩＢＡに限らず、ポリエーテルアミン系化合物（以下、ＰＥＡ）、ヒドロキシンアミン系化合物などの噴孔２１に付着のデポジットを浄化するものであればいずれのデポジット付着防止材であってもよい。
【００５７】
本実施形態では、図１に示すように、清浄剤供給配管７８の吸気ポート１０２ｉ側の開口部７８ａは、吸気ポート１０２ｉの内壁のうちの吸気バルブ１０７側に配置されている。これにより、エンジン１００の吸気行程時に清浄剤供給配管７８より噴出した清浄剤は、吸気ポート１０２ｉ内全体に拡散することなく、開弁した吸気バルブ１０７の上記隙間Ｌを通過する空気の流れに沿って、燃焼室１０６内の燃料噴射弁２の先端部２ｂ、２１に導かれる。
【００５８】
詳しくは、本実施例の一例として、燃料噴射弁２は燃焼室１０６の角部に傾斜して配置されている。また、吸気バルブ１０７が開弁し、上記隙間Ｌが生じた際に、フェイス部１０７ａ面に沿うようにその延長上に、燃料噴射弁２の先端部２ｂ、２１が配置されている。このような吸気ポート１０２の内壁における開口部７８ａの位置設定により、開弁した吸気バルブ１０７の上記隙間Ｌを通過する空気の流れは、フェイス部１０７ａに沿って燃料噴射弁２の先端部２ｂ、２１に向かうので、洗浄剤は空気（吸気）に添加され、その空気の流れ沿って燃料噴射弁２の先端部にある噴孔２１に導かれる。
【００５９】
また、本実施形態では、上記吸気ポート１０２の内壁における開口部７８ａの位置設定において、開口部７８ａは、少なくとも吸気バルブ１０７の駆動軸１０７ｂに向けて配置されないように設定することが好ましい。これにより、開口部７８ａより噴出した清浄剤が不要な駆動軸１０７ｂに付着するのを回避することができる。
【００６０】
なお、上記吸気ポート１０２の内壁における開口部７８ａの位置設定は、吸気ポート１０２ｉ内に噴出され、上記隙間Ｌを介して燃料噴射弁２の噴孔２１に導かれる位置設定であればいずれの位置に設定してもよい。
【００６１】
また、本実施形態では、開口部７８ａより洗浄剤を噴出するタイミングは、上記吸気バルブ１０７が開弁している吸気行程の期間内が好ましい。吸気行程であれば、隙間Ｌの開口形成が比較的小さい吸入行程の初期や終期、あるいは開口形成がほぼ最大となる中期のいずれであってもよい。
【００６２】
ＥＣＵ９０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公知の構成のマイクロコンピュータとして構成されている。このＥＣＵ９０は、バッテリ等の電源を用いて、燃料噴射弁２のコイルへの通電開始および通電停止を行なうことで、燃料噴射弁２への通電期間を制御する。エンジンの回転速度、吸気管圧力（または吸入空気量）、冷却水温等のエンジンの運転状態を検出する図示しない各種センサ８１、８２、８３、８４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の電磁駆動部の動作を制御する。また、ＥＣＵ９０は、燃料ポンプを駆動制御する。
【００６３】
さらに、本実施形態では、洗浄剤供給装置７０の電磁弁７２のコイルへの通電開始および通電停止を行なうことで、電磁弁７２への通電期間すなわち流通期間を制御する。エンジンの回転速度、吸気管圧力（または吸入空気量）、冷却水温等のエンジンの運転状態を検出する図示しない各種センサ８１、８２、８３、８４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、電磁弁７２の動作を制御する。また、ＥＣＵ９０は、清浄剤吐出ポンプ７７を駆動制御する。
【００６４】
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（図示せず）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（図示せず）とからなる回転数検出手段８１が設けられている。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（図示せず）が配設されている。
【００６５】
ピストンには、燃焼室の内壁の温度を検出する燃焼室内壁温度センサ８４が配設されている。この燃焼室内壁温度センサ８２は、燃焼室の内壁の温度を検出するものであれば、ピストンに設けるものに限らず、シリンダ内壁に設けるものであってもよい。吸気管には、吸入空気流量を検出するエアフローメータ８３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８４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（図示せず）、スロットル開度センサ等が設けられている。
【００６６】
なお、エンジン１００の運転状態は、エンジン回転数Ｎｅ、燃焼室内壁温度Ｔｃ、吸入空気量Ｆ、空燃比Ａ／Ｆなどを検出する各種センサ８１、８２、８３、８４の信号に基づいてＥＣＵ９０により判定される。
【００６７】
本実施形態では、ＥＣＵ９０は、清浄剤供給装置７０の清浄剤供給（添加）タイミングおよび供給量（添加量）をエンジンの運転状態に応じて変更する。詳しくはエンジンの運転状態の指標値（例えば、本実施例では燃焼室内壁温度Ｔｃ）に応じて、電磁弁７２の開閉を制御することにより清浄剤供給装置７０の燃料噴射弁２の先端部２ｂ、２１へ向けて、清浄剤の供給を開始する。これにより、エンジンの運転状況に応じて清浄剤の供給量を可変にできる。したがって、清浄剤の過剰投与による悪影響の防止が図れる。
【００６８】
また、燃料噴射弁２へ向けて清浄剤を供給（添加）する適量の算出方法としては、本実施形態では、エンジンの運転状態に基づいて、デポジット付着状態を事前検知もしくは事後検知する方法によりデポジット推定量を判断する。そして、そのデポジット推定量を浄化するのに必要な燃料噴射弁２の噴孔２１へ供給すべき供給量に基づいて、開口部７８ａより噴出の、上記先端部２ｂ、２１に供給（添加）する適量が求められる。
【００６９】
なお、ここで、ＥＣＵ９０は、上記プログラムで実行する機能を主な手段で示すと、燃料噴射弁２の噴射動作を制御する燃料噴射制御手段と、点火装置の点火動作を制御する点火制御手段と、清浄剤供給装置７０における清浄剤供給（添加）タイミングおよび供給（添加）量を制御する清浄剤供給制御手段とから構成されている。
【００７０】
清浄剤供給制御手段は、電磁弁７２を、流通期間（通電期間）を可変する。なお、これに限らず、遮断および流通を繰り返して流通期間および遮断期間に対する流通期間の比率を可変するものであってもよい。
【００７１】
以上説明した本実施形態では、清浄剤を貯留する貯蔵器７１と貯蔵器７１より清浄剤を導く清浄剤供給流路７８とを、燃料を貯留する燃料タンク、および燃料タンクより燃料噴射弁２に至る燃料供給流路とは別に設けている。これにより、従来技術の如く、燃料流れにより清浄剤を噴孔部２１へ導くために、燃料タンク内もしくは燃料供給流路内の燃料に、洗浄剤を添加する必要はない。したがって、燃料噴射弁２より噴射される燃料噴射量より比較的大きな容量を有する燃料供給流路内の燃料量に対応して清浄剤の量を決めるとの制約はない。例えば、燃料噴射弁２の噴孔２１に付着するデポジットの付着状態に応じて、適量適時に洗浄剤を供給可能である。
【００７２】
しかも、清浄剤供給装置７０によって、清浄剤供給流路７８より供給される清浄剤を、燃料噴射弁２の噴孔部２１に向けて噴出するようにし、かつ噴孔部２１に付着するデポジットの付着状態に応じて清浄剤の供給量を決定し、該決定した適量の清浄剤の供給を行なうように構成されている。これにより、デポジット付着による燃料噴射性能の劣化を抑制するとともに、清浄剤の過剰投与による悪影響を抑制することができる。
【００７３】
また、以上説明した本実施形態では、清浄剤供給装置７０は、清浄剤供給流路７８を、エンジン１００の吸気ポート１０２ｉ内の吸気バルブ１０７側に接続している。さらに、清浄剤供給流路７８は、清浄剤供給流路７８の開口部７８ａと貯蔵器７１との間に、清浄剤吐出ポンプ７７と、この清浄剤吐出ポンプ７７で貯蔵器７１より吸上げられ、開口部７８ａに向けて圧送される洗浄剤の流れを遮断および流通する電磁弁７２とを備えている。
【００７４】
これにより、清浄剤供給装置７０は、吸気ポート１０２ｉ内の吸気バルブ１０２ｉ側に配置された開口部７８ａから、洗浄剤吐出ポンプ７７により圧送された清浄剤を噴出させることにより、吸気ポート１０２ｉ内に流れる吸入空気の流れに沿って吸気バルブ１０７を介して燃焼室１０６内の噴孔部２１に導けるとともに、清浄剤の供給量を調節するための電磁弁７２により、吸入空気の流れに添加される清浄剤の供給量（添加量）を、エンジン１００の燃焼サイクルの１サイクル毎に可変に調整できる。
【００７５】
また、以上説明した本実施形態では、上記開口部７８ａの吸気ポート１０２の内壁位置の設定方法としては、以下のように設定されていることが好ましい。すなわち、開口部７８ａは、上記燃焼サイクルにおける吸気行程において吸気バルブ１０７の隙間Ｌの開口時に、開口部７８ａよりの噴出清浄剤が、吸気ポート１０２ｉ内の空気と共に隙間Ｌを通過し、この隙間Ｌより燃焼室１０６内を噴孔部２１に向かう空気流れに沿って供給される吸気ポート１０２の内壁位置に設けられている。
【００７６】
これにより、清浄剤供給装置７０は、吸気行程時に清浄剤供給流路７８の開口部７８ａより清浄剤を噴出することにより、燃焼室１０６内を噴孔部２１に向かう空気流れに沿って清浄剤を噴孔部２１に供給することができる。
【００７７】
なお、上記開口部７８ａの設定方法において、開口部７８ａは、少なくとも、吸気バルブ１０７の駆動軸１０７ｂに向けて配置されないように設定されていることが好ましい。
【００７８】
このように構成することにより、清浄剤供給流路７８の開口部７８ａは、吸気ポート１０２の吸気バルブ１０７側に配置されており、かつその開口部７８ａは吸気バルブ１０７の駆動軸１０７ｂには向けられていないので、開口部７８ａより噴出する清浄剤は不要に駆動軸１０７ｂに付着することはない。しかも、開口部７８ａが吸気バルブ１０７側に配置されることにより、吸気行程時に噴出した清浄剤は、吸気ポート１０２ｉ内全体に拡散することなく、吸気バルブ１０７の隙間Ｌを通過する空気流れに沿って、効果的に、噴孔部２１へ向かう洗浄剤の流れを形成することが可能である。
【００７９】
また、以上説明した本実施形態では、ＥＣＵ９０は、電磁弁７２を、流通期間（通電期間）を可変に制御する。これにより、電磁弁７２は、清浄剤供給流路７８の開口部７８ａより噴出する洗浄剤の供給量を、適時に、適量に調整することができる。
【００８０】
なお、ＥＣＵ９０による電磁弁７２の制御方法は、上記方法に限らず、遮断および流通を繰り返して流通期間および遮断期間に対する流通期間の比率を可変するものであってもよい。
【００８１】
（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。
【００８２】
第２の実施形態では、第１の実施形態で説明した清浄剤供給流路７８を、吸気ポート１０２ｉの内壁に接続するものに代えて、図２に示すように、燃焼室１０６内に接続するものとする。図２は、本実施形態の清浄剤添加装置の構成を示す構成図である。
【００８３】
図２に示すように、清浄剤供給装置１７０は、貯蔵器７１と、洗浄剤吐出ポンプ７７と、電磁弁７２と、洗浄剤吐出ポンプ７７および電磁弁７２より下流側に配置され、下流方向への流れのみを許容する逆止弁７３とを備えている。この逆止弁７３は、開口部７８ａから噴出する清浄剤の流れのみを許容する周知構造（本実施例では、図２に示すようなボール弁構造）の逆止弁である。この逆止弁７３は、燃焼室１０６内の圧力が上昇する圧縮行程および膨張（爆発）行程においては、清浄剤供給流路７８内への逆流を阻止する。
【００８４】
また、本実施形態では、上記清浄剤供給流路７８の開口部７８ａの燃焼室１０６内の配置位置を、燃料噴射弁２の先端部２ｂ、２１に横並びする位置としている。すなわち、開口部７８ａは、噴孔２１の近傍に配置されている。
【００８５】
さらに、本実施形態では、上記開口部７８ａは、上記先端部２ｂ、２１と、吸気バルブ１０７との間に配置されている。
【００８６】
また、本実施形態では、開口部７８ａより洗浄剤を噴出するタイミングは、吸気行程から圧縮行程の始めまでの間に行なっている。これにより、吸気行程から圧縮行程の始めまでの期間中は、燃焼室１０６内の圧力が負圧もしくは比較的低い圧力であるため、洗浄剤を噴出する開口部７８ａに加わる燃焼室１０６内圧力による背圧は比較的低く抑えられている。
【００８７】
なお、上記吸気行程から圧縮行程の始めまでの間のうちの、吸気行程の期間内であることが好ましい。これにより、吸気行程においては、吸気バルブ１０７の隙間Ｌを通過し、燃焼室１０６内に流入する空気の流れに沿って、開口部７８ａより噴出の洗浄剤を燃料噴射弁２の先端部２ｂ、２１に効果的に向けて移動させることが可能である。
【００８８】
以上説明した本実施形態では、清浄剤供給装置１７０は、燃焼室１０６内の燃料噴射弁２の先端部２ｂ、２１に横並びして配置されている。従いまして、この開口部７８Ａから清浄剤を噴出させることにより、燃焼室１０６内に吸入された吸入空気の流れまたは噴出した清浄剤自身の噴出流れに従って、燃料噴射弁２の先端部２ｂ、２１すなわち噴孔部２１に導ける。さらに、電磁弁７２の駆動制御により、清浄剤の供給量をエンジン１００の燃焼サイクルの１サイクル毎に可変に調整できる。
【００８９】
さらに、清浄剤供給流路７８のうちの清浄剤吐出ポンプ７７および電磁弁７２より下流側には逆止弁７３が設けられているので、清浄剤供給流路７８の開口部７８ａより噴出させる清浄剤を圧送する清浄剤吐出ポンプ７７は、比較的低い圧送圧力を発生するもので対応可能である。
【００９０】
また、以上説明した本実施形態では、上記開口部７８ａの燃焼室１０６内に配置する配置位置の設定方法として、開口部７８ａは、燃料噴射弁２の先端部２ｂ、２１と、吸気バルブ１０７との間に配置されていることが好ましい。これにより、これにより、吸気行程時に吸気バルブ１０７の隙間Ｌを通過し、前記隙間Ｌより燃焼室１０６内を噴孔２１に向かう空気の流れに沿って、効果的に、噴孔部２１に向かう洗浄剤の流れを形成することが可能である。
【００９１】
また、以上説明した本実施形態では、開口部７８ａより洗浄剤を噴出するタイミングは、吸気行程から圧縮行程の始めまでの間に行なうことが好ましい。これにより、上記タイミングは、燃焼室１０６内の圧力が負圧もしくは比較的低い圧力となる吸気行程から圧縮行程の始めの間に設定されるので、清浄剤吐出ポンプ７７による比較的低い圧送圧力で容易に洗浄剤を噴出できるとともに、燃焼室１０６内の圧力上昇する圧縮行程および膨張（爆発）行程においては逆止弁７３により清浄剤供給流路７８内への逆流を阻止できる。
【００９２】
（第３の実施形態）
第２の実施形態では、洗浄剤供給装置１７０において、電磁弁７２と、逆止弁７３とを別部材の装置により別個に構成した。
【００９３】
これに対して第３の実施形態では、上記電磁弁７２と逆止弁７３との構成に代えて、図３に示すような電磁弁１７２の構造とした。図３は、本実施形態の清浄剤添加装置に係わる電磁弁を示す模式的構成図である。
【００９４】
図３に示すように、電磁弁１７２は、弁座を有する弁ボディ１７２ｂと、弁座に着座および離座する弁部材１７２ａとを有する弁部と、この弁部を駆動するためのコイル１７２ｃとを有する電磁駆動部とを備える周知のものである。
【００９５】
この弁部を構成する弁部材１７２ａと弁ボディ１７２ｂは、弁部材１７２ａが、弁ボディ１７２ｂの内外の軸方向に挿通可能に配置されている。さらに、この弁部材１７２ａは、弁座から外向き（図３中の下方向）に離座させることで開弁する。電磁弁１７２は、このような弁部構造（以下、外開弁構造）を備えているので、弁部材１７２ａと弁ボディ１７２ｂとで逆止弁の機能を有することができる。したがって、清浄剤供給装置１７０の簡素化が図れる。
【００９６】
（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燃料噴射弁２の先端部２ｂ、２１に向けて清浄剤を供給する適量の算出方法として、図４および図８に示すように、エンジンの運転状態に基づいて、デポジット付着状態を事前検知する方法によりデポジット推定量を判断する構成とする。図４は、本実施形態に係わる制御処理を示す図であって、運転状態に応じて清浄剤の供給量を可変にする制御処理を示すフローチャートである。図５は、内燃機関の負荷と回転数で表される運転状態と、燃料噴射弁の噴孔部に付着するデポジットの発生速度との関係を示すグラフである。図６は、内燃機関の負荷率と回転数で表される運転状態と、燃焼室の内壁温度との関係を示すグラフである。図７は、狙いの空燃比と実際の空燃比のずれ率と、燃料噴射弁の噴孔部に付着するデポジット量との関係を示すグラフである。図８は、図４中の制御処理を説明する図であって、デポジットの推定量を求める制御処理を示すフローチャートである。
【００９７】
図４示すように、Ｓ３１０（Ｓはステップ）では、エンジン回転数Ｎｅ、燃焼室内壁温度Ｔｃ、吸入空気量Ｆ、空燃比Ａ／Ｆサなどを検出する各種センサ８１、８２、８３、８４の信号に基づいてエンジンの運転状態を読み込む。
【００９８】
Ｓ３２０では、読み込んだエンジンの運転状態に基づいてデポジット推定量（以下、デポジット量）Ｗｄを算出する。具体的には、エンジンの運転状態を、図５に示すデポジット発生量のマップ中の各運転領域Ａ１、Ａ２、Ａ３３に区分けし、運転領域でのデポジット付着の重み係数の設定による運転履歴を積算することで求める。このデポジット量Ｗｄを事前検知する方法については後述する。
【００９９】
Ｓ３３０では、求められたデポジット量Ｗｄが所定値Ｗｄｏを越えている（Ｗｄ＞Ｗｄｏ）か否かを判断する。デポジット量Ｗｄが所定値Ｗｄｏを越えていれば、Ｓ３４０へ移行する。逆に、デポジット量Ｗｄが所定値Ｗｄｏ以下であれば、噴孔２１に付着するデポジットにより燃料噴射弁２の噴射性能に影響を及ぼすほどの量ではないと判断し、Ｓ３１０へ戻り、デポジット量Ｗｄが所定値Ｗｄｏを越えるまで繰り返される。
【０１００】
Ｓ３４０では、Ｓ３３０でデポジット量Ｗｄが所定値Ｗｄｏを越えていると判断されると、清浄剤の供給（添加）タイミングを決めるためのエンジンの運転状態の指標値を推算する。本実施例では、エンジンの運転状態の指標値として、燃焼室内壁の温度Ｔｃを採用する。
【０１０１】
なお、一般に、燃焼室１０６に燃料を直接噴射供給する場合、燃焼室１０６の内壁を構成するピストン面１０４に清浄剤が付着すると、この清浄剤により燃焼室デポジットを生じるおそれがある。また、清浄剤自体は、所定温度Ｔｏ（２５０℃）以上になると、デポジットになることなく、消失することが判った。このため、清浄剤の温度、特に燃焼室デポジットとなるおそれのある燃焼室内壁の温度Ｔｃを、所定温度Ｔｏと比較判断し、清浄剤の供給（添加）タイミングを決めることが好ましい。
【０１０２】
そこで、Ｓ３５０では、燃焼室内壁温度Ｔｃが所定温度Ｔｏを越えている（Ｔｃ＞Ｔｏ）か否かを判断する。燃焼室内壁温度Ｔｃが所定温度Ｔｏを越えていれば、Ｓ３６０へ移行し、清浄剤の供給（添加）を開始する。逆に、燃焼室内壁温度Ｔｃが所定温度Ｔｏであれば、Ｓ３１０に戻り、燃焼室内壁温度Ｔｃが所定温度Ｔｏを越えるエンジンの運転状態となるまで繰り返す。なお、燃焼室内壁温度Ｔｃは、エンジンの運転状態と、図６に示すようなマップとに基づいて推算する方法で求める。なお、燃焼室内壁温度Ｔｃをマップに基づいて推算する方法に限らず、燃焼室内壁温度センサ８２により燃焼室内壁温度Ｔｃを検出する方法であってもよい。
【０１０３】
Ｓ３６０で清浄剤の供給（添加）を開始すると、Ｓ３７０では、開口部７８ａより噴出の清浄剤が、燃焼室１０６内に吸入された吸入空気の流れまたは噴出した清浄剤自身の噴出流れに従って、燃料噴射弁２の噴孔部２１に導かれる。そして、この噴孔部２１に供給された清浄剤で浄化された、噴孔２１に付着のデポジット量Ｗｄが所定値Ｗｄｏ未満になった（Ｗｄ＜Ｗｄｏ）か否かを判断する。具体的には、デポジット付着により影響を及ぼされる実空燃比Ａ／Ｆｏｂと、そのエンジンの運転状態から算出される狙いの目標空燃比Ａ／Ｆａとに状態差が生じるので、その空燃比のずれ率Ｋ｛Ｋ＝（Ａ／Ｆａ）／（Ａ／Ｆｏｂ）｝を算出し、空燃比のずれ率Ｋと、図７に示すマップに基づいてデポジット量Ｗｄを推算する。なお、この空燃比のずれ率Ｋよりデポジット量Ｗｄを推算する方法の詳細については、後述の第５の実施形態での事後検出方法で説明する。
【０１０４】
清浄剤供給（添加）により浄化され低減されたデポジット量Ｗｄが所定値Ｗｄｏ未満になれば、Ｓ３８０へ移行し、清浄剤の供給（添加）を中止する。逆に、デポジット量Ｗｄが所定値Ｗｄｏ以上であれば、清浄剤の供給（添加）を継続する。
【０１０５】
なお、ここで、Ｓ３２０の制御処理に係わるデポジット量Ｗｄを事前検知する方法を、図８に従って説明する。Ｓ３２１では、読み込んだエンジンの運転状態が、図５のマップに示すいずれの運転領域Ａｘであるかを判断する。図５において、複数（本実施例では、４個）の運転領域Ａｘを、運転領域Ａ１、運転領域Ａ２、運転領域Ａ３、およびＡ１からＡ３のいずれでもない領域に区分けされている。各運転領域内では、デポジットの発生速度が異なっており、各運転領域Ａ１〜Ａ３は、それぞれ発生速度Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３（Ｗ１＞Ｗ２＞Ｗ３）となっている。
【０１０６】
運転領域ＡｘがＡ１であれば、Ｓ３２２に移行し、発生速度Ｗ１とその履歴の運転時間を積算する。運転領域ＡｘがＡ２であれば、Ｓ３２３に移行し、発生速度Ｗ２とその履歴の運転時間を積算する。運転領域ＡｘがＡ３であれば、Ｓ３２４に移行し、発生速度Ｗ３とその履歴の運転時間を積算する。運転領域ＡｘがＡ１からＡ３のいずれでもない領域であれば、Ｓ３２４に移行し、例えば零として積算しない。
【０１０７】
Ｓ３２６では、これらＳ３２２からＳ３２５の制御処理で積算された運転領域ごとのデポジット量Ｗｄ１〜Ｗｄ４を全て積算することで、デポジット量Ｗｄを推算する。
【０１０８】
なお、ここで、ＥＣＵ９０は、上記プログラムで実行する機能を主な手段で示すと、エンジンの運転状態を、デポジット発生量指標値としての発生速度Ｗに応じて運転領域Ａ１、Ａ２、Ａ３に区分けする区分け手段と、区分けされた運転領域Ａ１、Ａ２、Ａ３に、発生速度Ｗに対応した重み係数Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を設定する重み係数設定手段と、エンジンの運転状態で検出した運転領域Ａ１、Ａ２、Ａ３の履歴を記憶する記憶手段とを備えている。
【０１０９】
このように構成することで、デポジット量Ｗｄは、運転状態に応じて、デポジット発生速度Ｗのマップ（図５参照）に区分けされた運転領域Ａ１、Ａ２、Ａ３ごとのデポジット付着の重み係数Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の設定による運転履歴を積算することで求められる。したがって、デポジット付着による燃料噴射性能への影響が現れないデポジット量Ｗｄの大きさであっても、事前検出できる。
【０１１０】
また、ＥＣＵ９０は、上記プログラムで実行する機能を主な手段で示すと、検出した内燃機関の運転状態の指標値としての燃焼室の内壁温度Ｔｃと、これと比較する、清浄剤が燃焼室内でデポジットとはならない所定温度Ｔｏとに基づいて清浄剤供給（添加）タイミングを判断する清浄剤供給（添加）タイミング判断手段とを備えている。
【０１１１】
このように構成することで、清浄剤が燃焼室内でデポジットとはならないエンジンの運転状態にあるとき、清浄剤を供給（添加）することができる。したがって、デポジット付着による燃料噴射性能の劣化を抑制するとともに、清浄剤の投与による悪影響の防止が図れる。
【０１１２】
（第５の実施形態）
第５の実施形態では、第４の実施形態で説明した制御処理Ｓ３２０に代えて、図９に示すように、デポジット量Ｗｄを推算する事後検出方法を用いる。図９は、本実施形態に係わるデポジットの推定量を求める制御処理を示すフローチャートである。
【０１１３】
図９に示すように、Ｓ４０２では、下記方法により空燃比Ａ／Ｆのずれ率Ｋよりデポジット量Ｗｄを算出する。
【０１１４】
なお、図７の空燃比Ａ／Ｆのずれ率Ｋとデポジット量Ｗｄの関係において、
Ｋ＝（Ａ／Ｆａ）／（Ａ／Ｆｏｂ）を、空燃比センサ８４で検出した実測値Ａ／Ｆｏｂと、エンジンの運転状態から算出される目標空燃比Ａ／Ｆａから求められる。
【０１１５】
このように構成することでも、第４の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１１６】
（第６の実施形態）
第６の実施形態では、第４の実施形態で説明した清浄剤が燃焼室内でデポジットとはならないエンジンの運転状態にあるときに清浄剤を添加するのではなく、図１０に示すように、エンジンの運転状態を、清浄剤が燃焼室内でデポジットとはならない運転条件に変更するように構成とする。図１０は、本実施形態に係わる制御処理を示すフローチャートである。
【０１１７】
図１０に示すように、Ｓ３５０の制御処理にて、燃焼室内壁温度Ｔｃが所定温度Ｔｏ以下であると判断されると、Ｓ５９０に移行する。
【０１１８】
Ｓ５９０では、図１１に示すマップに基づいて点火時期ＣＡｉを変更し、燃焼室内壁温度Ｔｃが所定温度Ｔｏを超える運転条件に変更する。
【０１１９】
なお、ここで、ＥＣＵ９０は、燃焼室内壁温度Ｔｃが、許可指標値としての所定温度Ｔｏを満足するように、エンジンの運転条件を変更する運転条件変更手段とを備えている。
【０１２０】
このように構成することで、推算したデポジット量Ｗｄに応じた清浄剤の添加量を、適量適時に速やかに燃料噴射弁２の先端部２ｂ、２１へ供給することができる。したがって、デポジット付着による燃料噴射性能の劣化防止が図れる。
【０１２１】
なお、上記マップは、エンジンの回転数Ｎｅに関連したもの（図１１参照）に限らず、エンジンの負荷率に関連するもの（図１２参照）であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明の第１の実施形態の清浄剤添加装置の構成を示す構成図である。
【図２】第２の実施形態の清浄剤添加装置の構成を示す構成図である。
【図３】第３の実施形態の清浄剤添加装置に係わる電磁弁を示す模式的構成図である。
【図４】第４の実施形態に係わる制御処理を示す図であって、運転状態に応じて清浄剤の供給量を可変にする制御処理を示すフローチャートである。
【図５】内燃機関の負荷と回転数で表される運転状態と、燃料噴射弁の噴孔部に付着するデポジットの発生速度との関係を示すグラフである。
【図６】内燃機関の負荷率と回転数で表される運転状態と、燃焼室の内壁温度との関係を示すグラフである。
【図７】狙いの空燃比と実際の空燃比のずれ率と、燃料噴射弁の噴孔部に付着するデポジット量との関係を示すグラフである。
【図８】図４中の制御処理を説明する図であって、デポジットの推定量を求める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デポジットの推定量を求める制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】第６の実施形態に係わる制御処理を示すフローチャートである。
【図１１】燃焼室の内壁温度と、内燃機関の回転数、点火時期との関係を示すグラフである。
【図１２】燃焼室の内壁温度と、内燃機関の負荷率、点火時期との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１２３】
１  燃料噴射装置
２  燃料噴射弁
２ｂ  弁部
２ｓ  電磁駆動部
２１  噴孔（噴孔部）
７０  清浄剤供給装置
７１  貯蔵器
７２  電磁弁（清浄剤供給量調整手段）
７７  清浄剤吐出ポンプ（圧送ポンプ）
７８  清浄剤供給配管（清浄剤供給流路）
７８ａ  開口部
８１  回転数センサ（回転数検出手段）
８２  燃焼室内壁温度センサ（燃焼室内壁温度検出手段）
８３  エアフローメータ（吸入空気流量検出手段）
８４  空燃比センサ（空燃比検出手段）
９０  ＥＣＵ（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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