(57)【要約】【課題】  清浄剤を燃料中に混合し、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。【解決手段】  気筒内に燃焼室と、燃焼室に燃料を噴射供給する燃料噴射弁２とを有し、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、  燃料噴射弁２の噴孔部２１に付着のデポジットを浄化するための清浄剤を燃料に混合し、清浄剤が添加された燃料を燃料噴射弁２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６とは別に設けられ、清浄剤を貯留する貯蔵器７１と、燃料タンク６より燃料噴射弁２に至る燃料供給流路５に、貯蔵器７１よりの清浄剤供給流路７９を接続させ、噴孔部２１に付着するデポジットの推定量Ｗｄに応じて清浄剤の供給を行なう供給装置７０とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒内に燃焼室と、前記燃焼室に燃料を噴射供給する燃料噴射弁とを有し、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、
前記燃料噴射弁の噴孔部に付着のデポジットを浄化するための清浄剤を燃料に混合し、前記清浄剤が添加された燃料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に、前記貯蔵器よりの清浄剤供給流路を接続させ、前記噴孔部に付着するデポジットの推定量に応じて前記清浄剤の供給を行なう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】
前記燃料供給流路には、前記燃料タンクと前記燃料噴射弁との間に、前記燃料タンクに貯留されている燃料を吸上げ、前記燃料噴射弁へ向けて吐出する燃料ポンプが設けられており、
前記供給装置は、前記貯蔵器よりの前記清浄剤供給流路を前記燃料ポンプの燃料吸入部側に接続し、前記貯蔵器より前記燃料ポンプへの清浄剤の流れを遮断および流通する電磁弁を有し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】
前記燃料供給流路には、前記燃料タンクと前記燃料噴射弁との間に、前記燃料タンクに貯留されている燃料を吸上げ、前記燃料噴射弁へ向けて吐出する燃料ポンプが設けられており、
前記供給装置は、前記貯蔵器よりの前記清浄剤供給流路を前記燃料ポンプの燃料吐出部側に接続し、前記貯蔵器より導かれる清浄剤を前記燃料ポンプの燃料吐出部側に向けて圧送する圧送ポンプを有し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４】
前記供給装置は、前記デポジット推定量に基づいて清浄剤添加タイミングと添加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３のいずれか一項に記載の清浄剤添加装置。
【請求項５】
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４に記載の清浄剤添加装置。
【請求項６】
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４に記載の清浄剤添加装置。
【請求項７】
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添加タイミングを判断する清浄剤添加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４から請求項６のいずれか一項に記載の清浄剤添加装置。
【請求項８】
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７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、清浄剤を燃料に混合し、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。この種の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】
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。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。
【０００４】
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】
【０００５】
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。
【０００６】
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。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すると、その噴射燃料が、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り、燃焼室デポジットの生成を引き起こし易くなるので、洗浄剤の添加量を制限する必要がある。
【０００７】
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、清浄剤を燃料中に混合し、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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
即ち、請求項１乃至８記載の発明では、気筒内に燃焼室と、燃焼室に燃料を噴射供給する燃料噴射弁とを有し、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、
燃料噴射弁の噴孔部に付着のデポジットを浄化するための清浄剤を燃料に混合し、清浄剤が添加された燃料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に、貯蔵器よりの清浄剤供給流路を接続させ、噴孔部に付着するデポジットの推定量に応じて清浄剤の供給を行なう供給装置とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
これによると、清浄剤を貯留する貯蔵器を燃料を貯留する燃料タンクとは別に設け、しかも、供給装置によって、燃料タンクより燃料噴射弁に至る燃料供給流路に、貯蔵器よりの清浄剤供給流路を接続させ、噴孔部に付着するデポジットの推定量に応じて清浄剤の供給を行なうので、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。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明では、燃料供給流路には、燃料タンクと燃料噴射弁との間に、燃料タンクに貯留されている燃料を吸上げ、燃料噴射弁へ向けて吐出する燃料ポンプが設けられており、
供給装置は、貯蔵器よりの清浄剤供給流路を燃料ポンプの燃料吸入部側に接続し、貯蔵器より燃料ポンプへの清浄剤の流れを遮断および流通する電磁弁を有していることを特徴とする。
【００１２】
これにより、供給装置は、貯蔵器よりの清浄剤供給流路を、燃料供給流路側に設けられている燃料ポンプの燃料吸入部側に接続し、貯蔵器より燃料ポンプへの清浄剤の流れを遮断および流通する電磁弁を有しているので、電磁弁の開閉制御を行なうことにより、清浄剤の添加量を制御することができる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明では、燃料供給流路には、燃料タンクと燃料噴射弁との間に、燃料タンクに貯留されている燃料を吸上げ、燃料噴射弁へ向けて吐出する燃料ポンプが設けられており、
供給装置は、貯蔵器よりの清浄剤供給流路を燃料ポンプの燃料吐出部側に接続し、貯蔵器より導かれる清浄剤を燃料ポンプの燃料吐出部側に向けて圧送する圧送ポンプを有していることを特徴とする。
【００１４】
これにより、供給装置は、貯蔵器よりの清浄剤供給流路を、燃料供給流路側に設けられている燃料ポンプの燃料吐出部側に接続し、貯蔵器より導かれる清浄剤を燃料ポンプの燃料吐出部側に向けて圧送する圧送ポンプを有しているので、圧送ポンプを駆動制御することにより、清浄剤の添加量と添加タイミングを制御することができる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明では、供給装置は、デポジット推定量に基づいて清浄剤添加タイミングと添加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。
【００１６】
これにより、燃料中に混入添加する清浄剤を、燃料タンクとは別に、清浄剤専用の貯蔵器に貯留しておくことができるとともに、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可変とすることができる。
【００１７】
また、請求項５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。
【００１８】
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。
【００１９】
また、請求項６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。
【００２０】
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。
【００２１】
また、請求項７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添加タイミングを判断する清浄剤添加タイミング判断手段を備えていることを特徴とする。
【００２２】
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添加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。
【００２３】
また、請求項８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。
【００２４】
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添加量を、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】
【００２５】
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。
【００２６】
（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。
【００２７】
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（図示せず）と、燃料噴射装置１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）とを含んで構成されている。
【００２８】
燃料噴射装置１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。エンジンは、各筒内に燃焼室（図示せず）とを備える周知の内燃機関である。燃焼室は、ピストン（図示せず）の往復移動により容積が増減する。筒内の燃焼室は、吸気弁（図示せず）を介して図示しない吸気管に接続し、吸気が導かれる。また、燃焼室は、排気弁（図示せず）を介して図示しない排気管に接続し、排気を排出する。また、点火装置（図示せず）は設けられており、燃料噴射弁２により燃焼室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。
【００２９】
燃料噴射装置１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８と、燃料分配管８に向けて燃料を圧送する燃料ポンプ７と、燃料ポンプ７により吸上げられる燃料を貯留する燃料タンク６とを含んで構成されている。
【００３０】
燃料噴射弁２は、エンジン１００に筒内の燃焼室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、燃焼室に向けて斜め搭載されるものであっても、燃焼室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。
【００３１】
燃料噴射弁２は、燃料ポンプ７により加圧された燃料が、燃料分配管８を介して供給される。図１に示すように、燃料供給配管５は、燃料タンク６より燃料噴射弁２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６、燃料ポンプ７、燃料分配管８、および燃料噴射弁２の順で配置されている。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
電磁駆動部２Ｓは、図１に示すように、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２Ｓ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。
【００３６】
清浄剤供給装置７０は、清浄剤を貯留する貯蔵器７１と、電磁弁７２とを備えている。図１に示すように、清浄剤供給配管７９は、貯蔵器７１より燃料供給配管５側に接続する清浄剤供給流路を構成しており、清浄剤の流れ下流に向けて、貯蔵器７１、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７９は、清浄剤の流れ下流側の出口部が、燃料ポンプ７の燃料吸入部側に接続している。一方、清浄剤の流れ上流側の入口部は、燃料タンク６の外部に繋がれており、蓋部としてのキャップ７９ａが装着されている。このキャップ７９ａを開閉することで、洗浄剤の補充が可能である。
【００３７】
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。
【００３８】
電磁弁７２は、貯蔵器７１より燃料ポンプ７への清浄剤の流れを遮断および流通する周知構造のものである。
【００３９】
清浄剤は、燃料噴射弁の噴孔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。
【００４０】
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２Ｓの動作を制御する。また、ＥＣＵ９０は、燃料ポンプ７を駆動制御する。
【００４１】
なお、詳しくは、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。
【００４２】
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。
【００４３】
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ＥＣＵ９０により判定される。
【００４４】
本実施形態では、ＥＣＵ９０は、清浄剤供給装置７０の清浄剤添加タイミングおよび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への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。
【００４５】
また、燃料に清浄剤を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への供給量より、添加する適量が求められる。
【００４６】
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における清浄剤添加タイミングおよび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。
【００４７】
次に、本実施形態の作用効果を説明すると、本実施形態では、清浄剤を貯留する貯蔵器７１を燃料を貯留する燃料タンク６とは別に設け、しかも、清浄剤供給装置７０によって、燃料タンク７より燃料噴射弁２に至る燃料供給流路５に、貯蔵器７１よりの清浄剤供給流路７９を接続させ、噴孔２１に付着するデポジットの推定量に応じて清浄剤の供給を行なうので、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。
【００４８】
また、本実施形態では、清浄剤供給装置７０は、貯蔵器７１よりの清浄剤供給流路７９を、燃料供給流路５側に設けられている燃料ポンプ７の燃料吸入部側に接続し、貯蔵器７１より燃料ポンプ７への清浄剤の流れを遮断および流通する電磁弁７２を有しているので、電磁弁の開閉制御を行なうことにより、清浄剤供給流路７９側に供給ポンプを設けることなく、清浄剤の添加量を制御することができる。
【００４９】
（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。
【００５０】
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を、燃料ポンプ７の燃料吸入部側に接続する清浄剤供給流路７９に代えて、図２に示すように、燃料ポンプ７の燃料吐出部側に接続する清浄剤供給流路１７９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。
【００５１】
図２に示すように、清浄剤供給装置１７０は、貯蔵器１７１と、圧送ポンプ７３とを備えている。圧送ポンプ７３は、清浄剤を貯蔵器１７１より導き燃料ポンプ７の吐出部側へ圧送する周知構造のポンプである。圧送ポンプ７３は、ＥＣＵ９０により駆動制御される。清浄剤供給配管７９は、清浄剤の流れ下流側の出口部が、燃料ポンプ７の燃料吸入部側に接続している。一方、清浄剤の流れ上流側の入口部は、貯蔵器１７１側に繋がれており、貯蔵器１７１と圧送ポンプ７３は燃料タンク１０６外に配置されている。この貯蔵器１７１には、蓋部としてのキャップ１７１ａが装着されるように構成されており、このキャップ７９ａを開閉することで、洗浄剤の補充が可能である。なお、貯蔵器１７１の設置位置しては、エンジンルーム内に設置する。
【００５２】
このようの構成にしても、清浄剤供給装置１７１は、貯蔵器１７１よりの清浄剤供給流路１７９を、燃料供給流路５側に設けられている燃料ポンプ７の燃料吐出部側に接続し、貯蔵器１７１より導かれる清浄剤を燃料ポンプ７の燃料吐出部側に向けて圧送する圧送ポンプ７３を有しているので、圧送ポンプ７３を駆動制御することにより、清浄剤の添加量と添加タイミングを制御することができる。
【００５３】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、第１の実施形態で説明した燃料に清浄剤を添加する適量の算出方法として、図３および７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３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４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５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６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７は、図３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。
【００５４】
図３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。
【００５５】
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４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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
なお、一般に、清浄剤を燃料噴射弁２に供給し、燃焼室に直接噴射供給する場合、燃焼室の内壁を構成するピストン面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、清浄剤の添加タイミングを決めることが好ましい。
【００５９】
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５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。
【００６０】
Ｓ３６０で清浄剤の添加を開始すると、Ｓ３７０では、清浄剤を添加した燃料を、燃料噴射弁２の噴孔２１より噴射することで浄化された、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６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４の実施形態での事後検出方法で説明する。
【００６１】
清浄剤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、清浄剤の添加を継続する。
【００６２】
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７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４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４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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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４参照）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。
【００６７】
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添加タイミングを判断する清浄剤添加タイミング判断手段とを備えている。
【００６８】
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。
【００６９】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、第３の実施形態で説明した制御処理Ｓ３２０に代えて、図８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８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。
【００７０】
図８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。
【００７１】
なお、図６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。
【００７２】
このように構成することでも、第３の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００７３】
（第５の実施形態）
第４の実施形態では、第３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９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９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。
【００７４】
図９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。
【００７５】
Ｓ５９０では、図１０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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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１０参照）に限らず、エンジンの負荷率に関連するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【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４】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５】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６】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７】図３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８】第４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９】第５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１０】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１１】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】
【００８０】
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）
５  燃料供給配管（燃料供給流路）
６  燃料タンク
７  燃料ポンプ
８  燃料分配管
７０  清浄剤供給装置
７１  貯蔵器
７２  電磁弁
７９  清浄剤供給配管（清浄剤供給流路）
７９ａ  キャップ
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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