(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒を有するシリンダブロックと、
前記気筒の頭頂部に設けられるシリンダヘッドと、
前記気筒内を移動可能に設けられるピストンと、
前記シリンダヘッドに設けられ、前記気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記シリンダヘッド内であって、かつ、前記燃料噴射弁の先端の噴孔部の周囲に設けられるヒータと、
エンジンの作動中に前記ヒータを作動させる制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記エンジンの作動中に、前記エンジンの作動状態に基づいて結露によって生成される凝縮水の生成量の推定値を算出し、算出された前記推定値がしきい値よりも大きくなる場合に、前記ヒータを作動させる、エンジン。
【請求項２】
前記燃料噴射弁の前記先端は、円筒形状を有し、
前記ヒータは、前記先端の外周側面に対向する位置に設けられる、請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記ヒータは、吸気バルブ側の前記外周側面に対向する位置に設けられる、請求項２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記制御装置は、前記エンジンの作動中に、前記エンジンの冷却水温がしきい値よりも低い場合に、前記ヒータを作動させる、請求項１〜３のいずれかに記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を有する直噴エンジンにおいて、筒内に露出される燃料噴射弁の先端の結露を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、筒内の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を有する直噴エンジンにおいては、たとえば、特開２００７−３０３４１９号公報（特許文献１）に開示されているように、シリンダヘッドに設けられた円孔に棒状の筒内噴射用燃料噴射弁が挿入されている構成が公知である。
【０００３】
また、このような直噴エンジンおいて、一般的に、圧縮比の低減やＥＧＲ（Exhaust  Gas  Recirculation）を用いることによって窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減や燃費の向上が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０３４１９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、このような直噴エンジンにおいて、燃料噴射弁の先端の噴孔部は、筒内に露出されているため、エンジンの停止後に一定期間放置されると筒内の空気中の水分が結露して噴孔部に付着する場合がある。特に、ＥＧＲが搭載されているエンジンにおいては、燃焼により生成された水分を含む排気ガスが吸気側に還流されるため、筒内の水分量がＥＧＲ非搭載の場合と比較して多くなる場合がある。また、圧縮比を低減することにより圧縮比が高い場合と比較して筒内の温度が低くなり、筒内の部品（燃料噴射弁の噴孔部を含む）の温度が低くなる場合がある。その結果、エンジンの停止後において、より多くの水分が結露により燃料噴射弁の噴孔部に付着する場合がある。噴孔部に水分が付着する場合には劣化の原因になり得る。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジン停止後において燃料噴射弁の噴孔部において結露する水分の量の増加を抑制するエンジンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のある局面に係るエンジンは、気筒を有するシリンダブロックと、気筒の頭頂部に設けられるシリンダヘッドと、気筒内を移動可能に設けられるピストンと、シリンダヘッドに設けられ、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、シリンダヘッド内であって、かつ、燃料噴射弁の先端の噴孔部の周囲に設けられるヒータと、エンジンの作動中にヒータを作動させる制御装置とを備える。
【０００８】
このようにすると、エンジンの作動中にヒータを作動させることによって、燃料噴射弁の先端の噴孔部の温度の低下を抑制または温度を上昇させることができる。そのため、エンジンが停止した後に噴孔部の温度が低下しても露点を下回るまでの時間がヒータを作動させない場合よりも長くなる。その結果、噴孔部と異なる箇所での結露が促進されることになるため、噴孔部で結露する水分量の増加を抑制することができる。
【０００９】
好ましくは、燃料噴射弁の先端は、円筒形状を有する。ヒータは、先端の外周側面に対向する位置に設けられる。
【００１０】
このようにすると、噴孔部の外周に設けられるヒータによってエンジンの作動中に噴孔部の温度の低下を抑制または温度を上昇させることができる。
【００１１】
さらに好ましくは、ヒータは、吸気バルブ側の外周側面に対向する位置に設けられる。
このようにすると、先端の外周側面において吸気バルブ側の方が排気バルブ側よりも温度が低い傾向にある。そのため、吸気バルブ側の外周側面に対向する位置にヒータが設けられることによって、エンジンの作動中に噴孔部の温度の低下を抑制または温度を上昇させることができる。
【００１２】
さらに好ましくは、制御装置は、エンジンの作動中に、エンジンの冷却水温がしきい値よりも低い場合に、ヒータを作動させる。
【００１３】
このようにすると、噴孔部の温度を速やかに上昇させることができるため、エンジンが停止した場合でも、噴孔部で結露する水分量の増加を抑制することができる。
【００１４】
さらに好ましくは、制御装置は、エンジンの作動中に、エンジンの作動状態に基づいて結露によって生成される凝縮水の生成量の推定値を算出し、算出された推定値がしきい値よりも大きくなる場合に、ヒータを作動させる。
【００１５】
このようにすると、気筒内において噴孔部で結露する水分量の増加が予測される場合に、ヒータを作動させることができるため、エンジン停止時において、確実に噴孔部で結露する水分量の増加を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によると、エンジンの作動中にヒータを作動させることによって、燃料噴射弁の先端の噴孔部の温度の低下を抑制または温度を上昇させることができる。そのため、エンジンが停止した後に噴孔部の温度が低下しても露点を下回るまでの時間がヒータを作動させない場合よりも長くなる。その結果、噴孔部と異なる箇所での結露が促進されることになるため、噴孔部で結露する水分量の増加を抑制することができる。したがって、エンジン停止後において燃料噴射弁の噴孔部おいて結露する水分の量の増加を抑制するエンジンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】エンジンの概略構成を示す図である。
【図２】エンジンに設けられるＥＧＲシステムの構成を説明するための図である。
【図３】ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図４】ＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャートである。
【図５】ＥＣＵの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返されない。
【００１９】
図１に、エンジン１０の概略構成が示される。本実施の形態において、エンジン１０は、燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を有する内燃機関である。エンジン１０は、たとえば、ディーゼルエンジンを一例として説明するが、ガソリンエンジンあるいはガスエンジン等であってもよい。
【００２０】
図１に示すように、エンジン１０は、シリンダブロック１２と、ピストン１４と、シリンダヘッド１８と、吸気バルブ２２と、排気バルブ２６と、燃料噴射弁２８と、ヒータ３４とを備える。なお、図１において、矢印はエンジン作動時における吸気の流れと排気の流れとを示す。
【００２１】
シリンダブロック１２には、１つまたは２以上の円孔が気筒２４として図１の紙面の上下方向を中心軸の方向として設けられる。ピストン１４は、気筒２４内に収納される。ピストン１４は、コネクティングロッド１５により図示しないクランクシャフトに接続されている。ピストン１４が往復運動することで、この往復運動がコネクティングロッド１５により回転運動に変化され、クランクシャフトが回転する。ピストン１４の外周にはリング溝が設けられ、このリング溝に複数個（たとえば、３個）のピストンリング１６が嵌め合わされる。
【００２２】
シリンダヘッド１８には、一方端がインテークマニホールド（図２参照）に接続され、他方端がシリンダブロック１２の気筒２４に接続される吸気ポート２０と、一方端がエキゾーストマニホールド（図２参照）に接続され、他方端がシリンダブロック１２の気筒２４に接続される排気ポート３０が形成される。
【００２３】
吸気ポート２０は、吸気口（図示せず）から取り込まれ、インテークマニホールドを経由して流通する空気を気筒２４に流通させる。吸気ポート２０と気筒２４との接続部分には、吸気バルブ２２が設けられる。吸気バルブ２２は、基本的にはクランクシャフトの回転に同期して作動し、吸気ポート２０と気筒２４との間を連通したり、連通を遮断したりする。
【００２４】
排気ポート３０は、気筒２４内から排出される気体をエキゾーストマニホールドに流通させる。排気ポート３０と気筒２４との接続部分には、排気バルブ２６が設けられる。排気バルブ２６は、吸気バルブ２２と同様に、基本的にはクランクシャフトの回転に同期して作動し、排気ポート３０と気筒２４との間を連通したり、連通を遮断したりする。
【００２５】
シリンダヘッド１８には、気筒を中心軸方向からみて中央部分に燃料噴射弁２８が設けられる。燃料噴射弁２８は、図示しないコモンレールに接続されており、コモンレールに貯留された高圧燃料が燃料噴射弁に供給される。燃料噴射弁２８は、ＥＣＵ２００からの制御信号によって作動し、気筒２４内の燃焼室に燃料を供給する。燃料噴射弁２８は、円筒形状を有し、シリンダヘッド１８に形成される円孔に挿入されて設けられる。燃料噴射弁２８の先端において、燃料が噴射される噴孔部３２は、気筒２４内に露出するように設けられる。
【００２６】
ヒータ３４は、シリンダヘッド１８内に設けられる噴孔部３２の周囲（すなわち燃料噴射弁２８の先端の周囲）に配置される。ヒータ３４は、たとえば、電熱線等を用いて構成された電熱器であって、ＥＣＵ２００によってヒータ３４のスイッチ動作が制御される。すなわち、ヒータ３４のスイッチは、ＥＣＵ２００からの制御信号ＨＴを受信することに応じてオン状態およびオフ状態のうちのいずれかの状態に動作する。本実施の形態において、ヒータ３４は、噴孔部３２の周囲を囲うように設けられるものとする。
【００２７】
ＥＣＵ２００は、プログラムとデータを記憶するＲＯＭ（Read  Only  Memory）と、各種処理を行うＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、ＣＰＵの処理結果等を記憶するＲＡＭ（Random  Access  Memory）と、外部との情報のやり取りを行うための、入力ポートおよび出力ポートとを含む。入力ポートに各種センサが接続される。
【００２８】
ＥＣＵ２００は、入力ポートに接続された各種センサ（たとえば、水温センサ３００）等の機器から信号を受信し、受信した信号に基づいて出力ポートに接続された各種機器（たとえば、燃料噴射弁２８やヒータ３４）等を制御する。
【００２９】
入力ポートに接続された各種センサは、エンジン１０の冷却水の温度（以下、水温と記載する）Ｔｗを検出する水温センサ３００と、エンジン１０のクランクシャフトの回転速度（以下、エンジン回転速度と記載する）ＮＥを検出する回転速度センサ３０２と、吸気口から吸気ポート２０に流通する吸入空気温度（以下、吸気温度と記載する）Ｔｉの温度を検出する吸気温度センサ３０４とを含む。
【００３０】
水温センサ３００は、検出した水温を示す信号をＥＣＵ２００に出力する。回転速度センサ３０２は、検出したエンジン回転速度を示す信号をＥＣＵ２００に出力する。吸気温度センサ３０４は、検出した吸気温度を示す信号をＥＣＵ２００に出力する。
【００３１】
以上のような直噴エンジンおいて、一般的に圧縮比の低減やＥＧＲシステムを用いることによって窒素酸化物の低減や燃費の向上が図られる。たとえば、ＥＧＲシステムを備えたエンジン１０について図２を参照して説明する。
【００３２】
図２に示すように、ＥＧＲシステム４６は、吸気側ＥＧＲ管４２と、熱交換器４０と、排気側ＥＧＲ管４４とを含む。吸気側ＥＧＲ管４２の一方端は、インテークマニホールド３６に接続される。インテークマニホールド３６は、吸気ポート２０の一方端に接続される。吸気側ＥＧＲ管４２の他方端は、熱交換器４０の一方端に接続される。熱交換器４０の他方端は、排気側ＥＧＲ管４４の一方端に接続される。排気側ＥＧＲ管４４の他方端は、エキゾーストマニホールド３８に接続される。エキゾーストマニホールド３８は、排気ポート３０の一方端に接続される。
【００３３】
ＥＧＲシステム４６は、吸気側ＥＧＲ管４２および排気側ＥＧＲ管４４のうちのいずれかに設けられるＥＧＲ弁（図示せず）をさらに含む。ＥＣＵ２００は、ＥＧＲ弁の開度を制御して、ＥＧＲシステム４６を流通する排気ガスの流量を調整する。
【００３４】
このような直噴エンジンにおいて、燃料噴射弁の先端に形成された噴孔部３２は気筒２４内に露出して設けられているため、エンジンの停止後に一定期間放置されると気筒２４内の空気中の水分が結露して噴孔部３２に付着する場合がある。特に、上述したようなＥＧＲシステム４６が搭載されているエンジン１０においては、燃焼により生成された水分を含む排気ガスが吸気側に還流されるため、気筒２４内の水分量がＥＧＲシステム非搭載の場合と比較して多くなる場合がある。また、圧縮比を低減することにより圧縮比が高い場合と比較して気筒２４内の温度が低くなるため、気筒２４内の部品（燃料噴射弁２８の噴孔部３２を含む）の温度が低下することとなる。その結果、エンジン１０の停止後において、より多くの水分が噴孔部３２に付着する場合がある。噴孔部３２に水分が結露する場合には、劣化の原因になり得る。また、燃料噴射弁２８とシリンダヘッド１８との隙間に水分が結露し、先端から噴孔部３２に向かって滴下し付着する場合もある。この場合も劣化の原因になり得る。
【００３５】
そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ２００がエンジン１０の作動中に、シリンダヘッド１８内であって、かつ、燃料噴射弁２８の先端（噴孔部３２を含む）の周囲に設けられるヒータ３４を作動させる点を特徴とする。
【００３６】
このようにすると、エンジン１０の作動中にヒータ３４を作動させることによって、燃料噴射弁２８の先端の噴孔部３２の温度の低下を抑制または温度を上昇させることができる。そのため、エンジン１０が停止した後に噴孔部３２の温度が低下しても露点を下回るまでの時間がヒータ３４を作動させない場合よりも長くなる。その結果、噴孔部３２と異なる箇所での結露が促進されることになるため、噴孔部３２及びその周辺で結露する水分量の増加を抑制することができる。
【００３７】
図３に、本実施の形態に係るエンジン１０の動作を制御するＥＣＵ２００の機能ブロック図を示す。ＥＣＵ２００は、水温判定部２０２と、生成量算出部２０４と、生成量判定部２０６と、ヒータ制御部２０８とを含む。なお、これらの構成は、プログラム等のソフトウェアにより実現されてもよいし、ハードウェアにより実現されてもよい。
【００３８】
水温判定部２０２は、エンジン１０の作動中に、水温センサ３００によって検出された水温Ｔｗがしきい値Ｔｗ（０）よりも高いか否かを判定する。しきい値Ｔｗ（０）は、たとえば、暖機が完了したと判定される水温よりも低い温度である。しきい値Ｔｗ（０）は、たとえば、サーモスタットが作動する温度よりも低い温度としてもよい。
【００３９】
生成量算出部２０４は、水温判定部２０２によって水温Ｔｗがしきい値Ｔｗ（０）よりも低いと判定される場合に、エンジン１０の作動状態に基づいて結露によって生成される凝縮水の生成量の推定値Ａ（ｎ）を算出する。
【００４０】
生成量算出部２０４は、たとえば、エンジン回転速度ＮＥ、水温Ｔｗ、吸気温度ＴｉおよびＥＧＲ率に基づいて凝縮水の生成量の推定値Ａ（ｎ）を算出する。なお、ＥＧＲ率とは、筒内に還流させる排気ガス量を筒内に吸入されるガス量で除算した値である。
【００４１】
生成量算出部２０４は、たとえば、エンジン回転速度ＮＥと単位時間当たりの生成量の基本値との関係を示す２次元マップ等を用いてエンジン回転速度ＮＥから単位時間当たりの生成量の基本値Ｂを算出する。また、生成量算出部２０４は、水温Ｔｗと第１補正係数Ｃａとの関係を示す２次元マップ等を用いて水温Ｔｗから第１補正係数Ｃａを算出する。さらに、生成量算出部２０４は、吸気温度Ｔｉと第２補正係数Ｃｂとの関係を示す２次元マップ等を用いて吸気温度Ｔｉから第２補正係数Ｃｂを算出する。生成量算出部２０４は、ＥＧＲ率と第３補正係数Ｃｃとの関係を示す２次元マップ等を用いてＥＧＲ率から第３補正係数Ｃｃを算出する。生成量算出部２０４は、算出された単位時間当たりの生成量の基本値Ｂに、第１補正係数Ｃａ、第２補正係数Ｃｂおよび第３補正係数Ｃｃを乗算して、単位時間当たりの凝縮水の生成量の推定値Ｃを算出する。なお、各種マップは、予め実験等によって適合され、ＥＣＵ２００のメモリ等の記憶領域に予め記憶される。
【００４２】
生成量算出部２０４は、算出された単位時間当たりの凝縮水の生成量の推定値Ｃに前回の計算から今回の計算までのエンジン１０の作動時間を乗算した値Ｄを、前回の計算で算出された凝縮水の生成量の推定値Ａ（ｎ−１）に加算することによって、凝縮水の生成量の推定値Ａ（ｎ）を算出する。
【００４３】
生成量判定部２０６は、生成量算出部２０４によって算出された凝縮水の生成量の推定値Ａ（ｎ）がしきい値Ｅよりも大きいか否かを判定する。しきい値Ｅは、結露が生じたときに噴孔部３２に劣化の原因となり得る予め定められた量以上の水分が付着する可能性があることを判定するためのしきい値である。凝縮水の生成量のしきい値Ｅは、たとえば、実験的あるいは設計的に適合される。
【００４４】
ヒータ制御部２０８は、生成量判定部２０６によって凝縮水の生成量の推定値Ａ（ｎ）がしきい値Ｅよりも大きいと判定される場合、ヒータ３４を作動させる。ヒータ制御部２０８は、ヒータ３４のスイッチをオン状態にすることでヒータ３４を通電させて発熱させる。ヒータ制御部２０８は、生成量判定部２０６によって凝縮水の生成量の推定値Ａ（ｎ）がしきい値以下であると判定される場合、ヒータ３４を停止させる。ヒータ制御部２０８は、ヒータ３４のスイッチがオン状態である場合には、オフ状態にすることでヒータ３４への通電を停止させる。
【００４５】
図４を参照して、本実施の形態に係るエンジン１０に搭載されたＥＣＵ２００で実行される制御処理について説明する。
【００４６】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ２００は、水温Ｔｗがしきい値Ｔｗ（０）よりも小さいか否かを判定する。水温Ｔｗがしきい値Ｔｗ（０）よりも小さいと判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。
【００４７】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ２００は、凝縮水の生成量の推定値Ａ（ｎ）を算出する。凝縮水の生成量の推定値Ａ（ｎ）の算出方法については、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００４８】
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ２００は、算出された凝縮水の生成量の推定値Ａ（ｎ）がしきい値Ｅ以上であるか否かを判定する。凝縮水の生成量の推定値Ａ（ｎ）がしきい値Ｅ以上であると判定される場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。もしそうでない場合（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。
【００４９】
Ｓ１０６にて、ＥＣＵ２００は、ヒータ３４を作動させる。Ｓ１０８にて、ＥＣＵ２００は、ヒータ３４を停止させる。ＥＣＵ２００は、たとえば、ヒータ３４が作動中である場合には、ヒータ３４を停止させ、ヒータ３４が停止中である場合には、ヒータ３４の停止状態を維持する。
【００５０】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係るエンジン１０のＥＣＵ２００の動作について図５を参照しつつ説明する。
【００５１】
なお、図５の上段のグラフの縦軸は、気筒２４内のヒータ作動時の噴孔部３２の温度（実線）、ヒータ非作動時の噴孔部３２の温度（太破線）およびシリンダヘッド１８の温度（一点鎖線）を示す。図５の上段のグラフの細破線は、時間Ｔ（０）以降の露点の変化を示す。
【００５２】
図５の中段のグラフの縦軸は、ヒータ非作動時における結露量の総量（破線）および噴孔部３２以外での結露量（実線）を示す。図５の下段のグラフの縦軸は、ヒータ作動時における結露量の総量（破線）および噴孔部３２以外での結露量（実線）を示す。図５の各グラフの横軸は、いずれも時間を示す。
【００５３】
たとえば、エンジン１０が作動中であって、かつ、エンジン１０の水温Ｔｗがしきい値Ｔｗ（０）よりも小さい場合を想定する。エンジン１０の作動中において、水温Ｔｗがしきい値Ｔｗ（０）よりも小さい場合には（Ｓ１００にてＹＥＳ）、凝縮水の生成量の推定値Ａ（ｎ）が算出される（Ｓ１０２）。エンジン１０の作動状態に基づいて算出される凝縮水の生成量の推定値Ａ（ｎ）がしきい値Ｅ以上である場合には（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、ヒータ３４が作動させられる（Ｓ１０６）。ヒータ３４が作動して発熱することによって、ヒータ３４の近傍に設けられる燃料噴射弁２８の噴孔部３２の温度が上昇することとなる。そして、時間Ｔ（０）にて、たとえば、運転者がＩＧオフするなどすることによってエンジン１０が停止状態となる。このとき、ヒータ３４も停止状態になる。
【００５４】
エンジン１０が停止状態になるため、時間Ｔ（０）以降において、図５の上段のグラフの細破線に示されるように、露点は、気筒２４内の温度の低下に応じて低下していく。また、エンジン１０が停止状態になるため、噴孔部３２の温度もシリンダヘッド１８の温度も時間の経過とともに低下していく。
【００５５】
時間Ｔ（１）にて、シリンダヘッド１８の温度が露点を下回るため、シリンダヘッド１８において結露によって水分が付着することとなる。
【００５６】
ここで、エンジン１０が停止する時間Ｔ（０）における、図５の上段のグラフの実線に示される、エンジン１０の作動中にヒータ３４が作動していた場合（以下、ヒータ作動時と記載する）の噴孔部３２の温度は、図５の上段のグラフの太破線に示される、エンジン１０の作動中にヒータ３４が作動していなかった場合（以下、ヒータ非作動時と記載する）の噴孔部３２の温度よりも高くなる。
【００５７】
そのため、ヒータ非作動時においては、時間Ｔ（２）以降に、噴孔部３２の温度が露点を下回っていたのに対して、ヒータ作動時においては、時間Ｔ（２）よりも後の時間Ｔ（３）以降に、噴孔部３２の温度が露点を下回ることになる。その結果、結露が生じる時点がヒータ作動時の方がヒータ非作動時よりも遅くなるため、この期間において結露は、気筒２４内において噴孔部３２以外の箇所で生じることとなる。そのため、図５の中段のグラフと下段のグラフとを比較した場合に、噴孔部３２以外の箇所で生じる水分量が増加するため、噴孔部３２において生じる水分量の増加が抑制される。
【００５８】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジン１０によると、エンジン１０の作動中にヒータ３４を作動させることによって、燃料噴射弁２８の先端の噴孔部３２及びその周辺（特にヒータ３４に対向した先端部分）の温度の低下を抑制または温度を上昇させることができる。そのため、エンジン１０が停止した後に噴孔部３２の温度が低下しても露点を下回るまでの時間がヒータ３４を作動させない場合よりも長くなる。その結果、気筒２４内において噴孔部３２と異なる箇所（特に噴孔部３２と離れた箇所）での結露が促進されることになるため、噴孔部３２及びその周辺で結露する水分量の増加を抑制することができる。したがって、エンジン停止後において燃料噴射弁の噴孔部おいて結露する水分の量の増加、及び先端から噴孔部に滴下する水分の量の増加を抑制するエンジンを提供することができる。
【００５９】
本実施の形態において、ヒータ３４は、燃料噴射弁２８の先端の外周側面に対応する位置に設けられる。このようにすると、噴孔部３２を含む先端の外周に設けられるヒータ３４によってエンジン１０の作動中に噴孔部３２及びその周辺の温度の低下を抑制または温度を上昇させることができる。
【００６０】
本実施の形態において、ＥＣＵ２００は、エンジン１０の作動中に、エンジン１０の水温Ｔｗがしきい値Ｔｗ（０）よりも小さい場合、ヒータ３４を作動させる。このようにすると、噴孔部３２の温度を速やかに上昇させることができるため、エンジン１０が停止した場合でも、噴孔部３２及びその周辺で結露する水分量の増加を抑制することができる。
【００６１】
さらに、本実施の形態において、ＥＣＵ２００は、エンジン１０の作動中に、エンジン１０の作動状態に基づいて結露によって生成される凝縮水の生成量の推定値Ａ（ｎ）を算出し、算出された推定値Ａ（ｎ）がしきい値Ｅよりも大きくなる場合に、ヒータ３４を作動させる。このようにすると、気筒内において噴孔部３２で結露する水分量の増加が予測される場合に、ヒータ３４を作動させることができる。そのため、エンジン１０の停止時において、確実に噴孔部３２で結露する水分量の増加を抑制することができる。
【００６２】
以下、変形例について説明する。
本実施の形態においては、ヒータ３４は、シリンダヘッド１８内に設けられ、噴孔部３２を間接的に加熱するものとして説明したが、たとえば、燃料噴射弁２８に内蔵され、先端部分（噴孔部３２周辺）を直接的に加熱するものであってもよい。このようしても、エンジン１０の作動中に噴孔部３２の温度を上昇させることができるため、噴孔部３２において結露する水分量の増加を抑制することができる。
【００６３】
本実施の形態において、ヒータ３４は、噴孔部３２の周囲を含む先端を囲うように設けられるものとして説明したが、たとえば、ヒータ３４は、噴孔部３２の周囲のみを囲むようにしてもよい。たとえば、燃料噴射弁２８の先端の外周側面の一部に対向する位置に設けられるようにしてもよい。たとえば、ヒータ３４は、吸気バルブ２２側の外周側面に対応する位置に設けられるようにしてもよい。このようにすると、燃料噴射弁２８の先端の外周側面において吸気バルブ２２側の方が排気バルブ２６側よりも温度が低い傾向にある。そのため、吸気バルブ２２側の外周側面に対向する位置にヒータ３４が設けられることによって、エンジン１０の作動中に噴孔部３２の温度の低下を抑制または温度を上昇させることができる。
【００６４】
さらに、本実施の形態においては、ＥＣＵ２００は、エンジン回転速度ＮＥから単位時間当たりの生成量の基本値Ｂを算出し、水温Ｔｗから第１補正係数Ｃａを算出し、吸気温度Ｔｉから第２補正係数Ｃｂを算出し、ＥＧＲ率から第２補正係数Ｃｃを算出し、基本値Ｂに第１補正係数Ｃａ、第２補正係数Ｃｂおよび第３補正係数Ｃｃを乗算して単位時間当たりの凝縮水の生成量の推定値Ｃを算出するものとして説明したが、特にこのような算出方法に限定されるものではない。たとえば、エンジン回転速度Ｎｅと、水温Ｔｗと、吸気温度Ｔｉと、ＥＧＲ率とによって特定される運転状態に対応する単位時間当たりの凝縮水の生成量の推定値Ｃが予め実験等によって取得され、ＥＣＵ２００のメモリ等の記憶領域に記憶されており、ＥＣＵ２００は、エンジン回転速度ＮＥと、水温Ｔｗと、吸入空気温度Ｔｉと、ＥＧＲ率とから単位時間当たりの凝縮水の生成量の推定値Ｃを当該記憶領域から取得するようにしてもよい。
【００６５】
さらに、本実施の形態においては、ＥＣＵ２００は、ヒータ３４を作動させる場合にはスイッチをオン状態にし、ヒータ３４を停止させる場合にはスイッチをオフ状態にするものとして説明したが、たとえば、噴孔部３２の温度を推定あるいは取得することが可能な場合には、噴孔部３２の温度が目標温度になるようにヒータ３４のスイッチ動作を制御してもよい。ＥＣＵ２００は、たとえば、噴孔部３２の温度が目標温度以上となるとスイッチをオフ状態にし、噴孔部３２の温度が目標温度よりも低いとスイッチをオン状態にしてもよい。
【００６６】
さらに、本実施の形態におけるヒータ３４は、たとえば、グローランプとして機能を有していてもよい。さらに、ヒータ３４は、たとえば、エンジン１０の停止後の予め定められた時間が経過するまでオン状態としてもよい。
【００６７】
なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６８】
１０  エンジン、１２  シリンダブロック、１４  ピストン、１５  コネクティングロッド、１６  ピストンリング、１８  シリンダヘッド、２０  吸気ポート、２２  吸気バルブ、２４  気筒、２６  排気バルブ、２８  燃料噴射弁、３０  排気ポート、３２  噴孔部、３４  ヒータ、３６  インテークマニホールド、３８  エキゾーストマニホールド、４０  熱交換器、４２，４４  ＥＧＲ管、４６  ＥＧＲシステム、２００  ＥＣＵ、２０２  水温判定部、２０４  生成量算出部、２０６  生成量判定部、２０８  ヒータ制御部、３００  水温センサ、３０２  回転速度センサ、３０４  吸気温度センサ。
【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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