(57)【要約】【課題】排気系にタービンが設けられた過給機に金属物質が堆積することを抑制可能な金属物質の堆積抑制制御システムを提供する。【解決手段】内燃機関１の排気系を構成する排気通路９にタービンが設けられた過給機３０と、過給機３０のタービンをバイパスするバイパス路３５と、バイパス路３５を開閉するバイパス弁３６と、燃料中金属添加物濃度Ｃｍを検出する金属物質検出手段５０１とを備えた金属物質の堆積抑制制御システムであって、金属物質検出手段５０１が検出した燃料中金属添加物濃度Ｃｍに応じて、バイパス弁３６を制御する特定堆積抑制制御手段５０３を備える。特定堆積抑制制御手段５０３は、金属物質検出手段５０１が検出した燃料中金属添加物濃度Ｃｍが金属濃度閾値Ｃｍ１よりも大きい場合に、バイパス弁３６を全開に制御する。【選択図】図５
2009197617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系にタービンが設けられた過給機と、該過給機のタービンをバイパスするバイパス通路と、該バイパス通路を開閉するバイパス通路開閉手段と、燃料中の金属物質の割合を検出する金属物質検出手段とを備えた金属物質の堆積抑制制御システムであって、
前記金属物質検出手段が検出した燃料中の金属物質の割合に応じて、前記バイパス通路開閉手段を制御する特定堆積抑制制御手段を備えることを特徴とする金属物質の堆積抑制制御システム。
【請求項２】
さらに前記内燃機関の運転状態に応じて、前記特定堆積抑制制御手段に係る制御を行うか否かを決定する特定決定制御手段を備えることを特徴とする請求項１記載の金属物質の堆積抑制制御システム。
【請求項３】
前記特定決定制御手段が、さらに前記金属物質検出手段が検出した燃料中の金属物質の割合に応じて、決定することを特徴とする請求項２記載の金属物質の堆積抑制制御システム。
【請求項４】
さらに前記内燃機関の運転状態に応じて、前記特定堆積抑制制御手段に係る制御と、燃料中の金属物質を除去する金属物質除去手段を利用した金属物質の除去を行うための制御とのうち、いずれかの制御を実行する制御として選択する特定選択制御手段を備えることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の金属物質の堆積抑制制御システム。
【請求項５】
前記特定選択制御手段が、さらに前記金属物質検出手段が検出した燃料中の金属物質の割合に応じて、選択することを特徴とする請求項４記載の金属物質の堆積抑制制御システム。
【請求項６】
前記金属物質検出手段が、前記金属物質が除去された状態の燃料を内燃機関に供給したときのノッキングの発生度合いと、前記金属物質が除去されていない状態の燃料を内燃機関に供給したときのノッキングの発生度合いとに基づいて検出を行うことを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の金属物質の堆積抑制制御システム。
【請求項７】
前記金属物質検出手段が検出した燃料中の金属物質の割合につき、履歴情報を作成する履歴情報作成手段と、
前記金属物質検出手段に係る検出につき、異常を検出するための異常検出手段と、
前記異常検出手段が異常を検出した場合に、前記履歴情報作成手段が作成した前記履歴情報に基づいて、前記バイパス通路開閉手段を制御する異常時堆積抑制制御手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の金属物質の堆積抑制制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属物質の堆積抑制制御システムに関し、特に内燃機関の排気系にタービンが設けられた過給機に金属物質が堆積することを抑制するための金属物質の堆積抑制制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関に供給される燃料は、例えばノッキングの発生を抑制するために、金属添加物として金属酸化物または有機金属化合物等の金属化合物、金属、または、金属イオン等の金属物質を含むことがある。また従来、内燃機関に吸気を過給することで、内燃機関の出力性能の向上等を図ることができる過給機が一般に知られている。この点、燃料中に含まれる金属物質に関する技術という点で、本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献１で提案されている。また、過給機にデポジットが堆積することを抑制する技術という点で、本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献２または３で提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２７７１２号公報
【特許文献２】特開２００４−２７０５９１号公報
【特許文献３】特開２００４−６８７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、内燃機関に供給される燃料が金属物質を含む場合には、内燃機関の排気にも金属物質が含まれるようになる。このため内燃機関の排気系に過給機のタービンが設けられている場合には、この金属物質が過給機に付着および堆積し、過給機の故障や性能低下の原因となることがある。しかしながら、金属物質はデポジットとして既に堆積してしまった後では除去することが困難であるため、燃料が金属物質を含む場合に、金属物質が過給機にデポジットとして堆積することをいかに抑制するかが重要な課題となっている。
【０００５】
そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、排気系にタービンが設けられた過給機に金属物質がデポジットとして堆積することを抑制可能な金属物質の堆積抑制制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は内燃機関の排気系にタービンが設けられた過給機と、該過給機のタービンをバイパスするバイパス通路と、該バイパス通路を開閉するバイパス通路開閉手段と、燃料中の金属物質の割合を検出する金属物質検出手段とを備えた金属物質の堆積抑制制御システムであって、前記金属物質検出手段が検出した燃料中の金属物質の割合に応じて、前記バイパス通路開閉手段を制御する特定堆積抑制制御手段を備えることを特徴とする。本発明によれば、燃料中の金属物質の割合に応じてバイパス通路開閉手段を制御することで、排気がタービンを迂回するようにすることができるので、排気に含まれる金属物質が過給機にデポジットとして堆積することを抑制できる。
【０００７】
なお、特定堆積抑制制御手段はさらに具体的には、例えば金属物質検出手段が検出した燃料中の金属物質の割合が所定値以上である場合に、排気を迂回させるべく、バイパス通路開閉手段を例えば全開に制御する構成とすることができる。またこのときには、所定値の設定次第で、燃料中の金属物質の割合が極めて大きいときに、排気を迂回させるべく、バイパス通路開閉手段を例えば全開に制御するように特定堆積抑制制御手段を構成することができるほか、燃料中の金属物質の割合が小中程度以上であるときや、燃料中に金属物質が含まれているときに、排気を迂回させるべく、バイパス通路開閉手段を例えば全開に制御するように特定堆積抑制制御手段を構成することもできる。
【０００８】
またこれに限られず、特定堆積抑制制御手段はさらに具体的には、例えば金属物質検出手段が検出した燃料中の金属物質の割合が大きいほど、バイパス通路開閉手段の開度が大きくなるようにバイパス通路開閉手段を制御する構成とすることなどもできる。
【０００９】
また本発明はさらに前記内燃機関の運転状態に応じて、前記特定堆積抑制制御手段に係る制御を行うか否かを決定する特定決定制御手段を備える構成であってもよい。ここで、特定堆積抑制制御手段に係る制御によって排気がタービンを迂回するようにした場合には、内燃機関の出力性能が低下するところ、本発明によれば、内燃機関の運転状態に応じて特定堆積抑制制御手段に係る制御を行うか否かを決定することができるので、さらに必要に応じて内燃機関の出力性能の低下を抑制することも可能になる。換言すれば本発明によれば、内燃機関の運転状態が、例えば機関高負荷運転時や過給時など高い出力性能が要求される運転状態である場合には、排気に含まれる金属物質が過給機にデポジットとして堆積することを抑制する代わりに、内燃機関の出力性能を優先的に確保することもできる。
【００１０】
また本発明は前記特定決定制御手段が、さらに前記金属物質検出手段が検出した燃料中の金属物質の割合に応じて、決定する構成であってもよい。本発明によれば、例えば特定堆積抑制制御手段が、燃料中の金属物質の割合が小中程度以上であるときに、排気を迂回させるべく、バイパス通路開閉手段を全開に制御するように構成されているときに、燃料中の金属物質の割合が極めて大きい場合には、内燃機関の運転状態に関わらず、換言すればすべての運転状態で排気を迂回させるべく、特定堆積抑制制御手段に係る制御を行うと決定するように特定決定制御手段を構成することができ、これにより金属物質が過給機にデポジットとして堆積することを好適に抑制できる。
【００１１】
これに加えてさらに本発明によれば、燃料中の金属物質の割合が小中程度である場合には、内燃機関の運転状態が高い出力性能が要求される運転状態である場合に、内燃機関の出力性能を重視すべく、特定堆積抑制制御手段に係る制御を行わないと決定し、内燃機関の運転状態が高い出力性能が要求される運転状態でない場合に、排気を迂回させるべく、特定堆積抑制制御手段に係る制御を行うと決定するように特定決定制御手段を構成することもできる。すなわち本発明によれば、例えばこのように特定堆積抑制制御手段と特定決定制御手段とを構成することで、さらに過給機への金属物質の堆積を抑制することと、内燃機関の出力性能を確保することとを好適に両立させることも可能になる。
【００１２】
また本発明はさらに前記内燃機関の運転状態に応じて、前記特定堆積抑制制御手段に係る制御と、燃料中の金属物質を除去する金属物質除去手段（例えば金属除去フィルタ）を利用した金属物質の除去を行うための制御とのうち、いずれかの制御を実行する制御として選択する特定選択制御手段を備える構成であってもよい。本発明によれば、例えば内燃機関の運転状態が高い出力性能が要求される運転状態である場合には、金属物質除去手段を利用した金属物質の除去を行うための制御を実行する制御として選択することで、金属物質が過給機にデポジットとして堆積することを抑制するとともに、さらに内燃機関の出力性能を確保することもできる。また本発明によれば、金属物質除去手段を利用した金属物質の除去を常時行うわけではないので、金属物質除去手段を常時利用する場合と比較して、金属物質除去手段が早期に劣化してしまうことも抑制できる。
【００１３】
また本発明は前記特定選択制御手段が、さらに前記金属物質検出手段が検出した燃料中の金属物質の割合に応じて、選択する構成であってもよい。本発明によれば、例えば特定堆積抑制制御手段が、燃料中の金属物質の割合が小中程度以上であるときに、排気を迂回させるべく、バイパス通路開閉手段を全開に制御するように構成されているときに、内燃機関の運転状態が高い出力性能が要求される運転状態であり、且つ燃料中の金属物質の割合が極めて大きい場合には、特定堆積抑制制御手段に係る制御を実行する制御として選択し、内燃機関の運転状態が高い出力性能が要求される運転状態であり、且つ燃料中の金属物質の割合が小中程度である場合には、金属物質除去手段を利用した金属物質の除去を行うための制御を実行する制御として選択するように特定選択制御手段を構成することができ、例えばこのように特定堆積抑制制御手段と特定選択制御手段とを構成することで、請求項４記載の本発明と比較して、金属物質除去手段が早期に劣化してしまうことをより好適に抑制できる。
【００１４】
また本発明は前記金属物質検出手段が、前記金属物質が除去された状態の燃料を内燃機関に供給したときのノッキングの発生度合いと、前記金属物質が除去されていない状態の燃料を内燃機関に供給したときのノッキングの発生度合いとに基づいて検出を行う構成であってもよい。ここで、燃料中の金属物質の割合とノッキングの発生しやすさには相関があるため、金属物質量検出手段は具体的には例えば本発明のようにノッキングの発生度合い（以下、単にノック度合いとも称す）に基づいて燃料中の金属物質の割合を検出（推定）することが好適である。本発明によれば、燃料中の金属物質の割合を精度良く検出することができる。
【００１５】
なお、ノッキングは燃料中の金属物質の割合が大きいほど発生しにくくなる。また、ノッキングの発生度合いには、ノッキングの発生しやすさと相関関係を有し、ノッキングの発生しやすさを指標することが可能な適宜の指標値を適用することができ、この指標値には検出値や推定値や各種の状態量や制御量などが含まれる。この点、内燃機関に設けられたノックセンサの出力に基づき算出されるノック強度に応じて、点火時期が変更される場合には、例えば点火時期をノッキングの発生度合いとすることができる。
【００１６】
また金属物質検出手段が行う検出には、例えば本発明のように推定の意味合いも含まれる。この点、請求項１から５いずれか１項記載の本発明にあっては、金属物質検出手段は、例えば燃料中の金属物質の量を直接的に検出することによって、燃料中の金属物質の割合を検出してもよい。また燃料中の金属物質の割合は、燃料が新たに供給されるまでの間は変化しないといえるところ、さらに金属物質検出手段を、燃料が新たに燃料タンクに供給されたときに検出を行う構成とすれば、燃料中の金属物質の割合を合理的に検出することもできる。
【００１７】
また本発明は前記金属物質検出手段が検出した燃料中の金属物質の割合につき、履歴情報を作成する履歴情報作成手段と、前記金属物質検出手段に係る検出につき、異常を検出するための異常検出手段と、前記異常検出手段が異常を検出した場合に、前記履歴情報作成手段が作成した前記履歴情報に基づいて、前記バイパス通路開閉手段を制御する異常時堆積抑制制御手段とをさらに備える構成であってもよい。
【００１８】
ここで燃料が金属物質を多く含むか否かは、例えば給油が行われる国等の地域によって異なる傾向がある。すなわち市場燃料には、例えば発展途上国では燃料中に含まれる金属物質の割合が大きい場合が多いといった傾向がある。これに対して本発明によれば、金属物質検出手段に係る検出につき、異常が発生した場合であっても、比較的高い確率で、且つ必要に応じた形といった点で合理的に、過給機への金属物質の堆積の抑制と、機関出力性能の低下の抑制とを両立させたフェールセーフを実現できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、排気系にタービンが設けられた過給機に金属物質が堆積することを抑制可能な金属物質の堆積抑制制御システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、この実施例に係る金属物質の堆積抑制制御システムを含む内燃機関システム１００Ａの全体構成図である。この実施例に係る内燃機関システム１００Ａは、内燃機関１の排気系を構成する排気通路９にタービンが設けられた過給機３０を備えている。内燃機関１には４個の気筒が直列に配置されているが、気筒数及び気筒配置はこれに限られるものではない。また内燃機関１は、いわゆるロータリー式の内燃機関であってもよい。内燃機関１に供給される燃料Ｆは、燃料タンク７０内のフィードポンプ７１によってポート噴射弁６に供給される。そして、ポート噴射弁６から吸気通路３内に噴射され、吸気通路３を通る空気Ａと混合気を形成する。この混合気は、吸気通路を構成するインテークマニホールド７1〜７4を通って各気筒１ｓ1〜１ｓ4へ導入される。
【００２２】
この実施例においては、単独のポート噴射弁６により内燃機関１の各気筒へ燃料Ｆを供給するが、ポート噴射弁を気筒数分用意して、各気筒１ｓ1〜１ｓ4のインテークマニホールド７1〜７4へ燃料Ｆを噴射してもよい。また、ポート噴射弁の代わりに、気筒内へ直接燃料を噴射する、いわゆる直噴噴射弁を用いて、内燃機関１へ燃料Ｆを供給してもよい。さらに、ポート噴射弁と直噴噴射弁とを備え、内燃機関１の運転条件に応じて両者の燃料噴射割合を変更して、内燃機関１へ燃料Ｆを供給してもよい。インテークマニホールド７には吸気圧としてのマニホールドバキュームＭＶを検出するための圧力センサ４９が設けられている。
【００２３】
内燃機関１に供給される空気Ａは、吸気通路３の入口に取り付けられるエアクリーナ１３でごみ等が除去されてから、内燃機関１へ送られる。内燃機関１へ供給される空気Ａは、吸気通路３に設けられるスロットル弁４によって流量が調整される。スロットル弁４の開度は、アクセル１７と連動する。この実施例において、アクセル１７の開度はアクセル開度センサ４６で検出されて、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０Ａに取り込まれる。アクセル開度センサ４６からのアクセル開度情報を元に、エンジンＥＣＵ５０Ａはスロットル弁４の開度を調整する。またこの実施例でエンジンＥＣＵ５０Ａは、アクセル開度情報を元に内燃機関１の負荷を検出する。但しこれに限られず、内燃機関１の負荷は例えばエアフローセンサ４２の出力に基づいて検出されてもよい。
【００２４】
アクセル開度が大きくなると、スロットル弁４の開度は大きくなり、アクセル開度が小さくなると、スロットル弁４の開度は小さくなる。内燃機関１へ供給される空気Ａは、吸気通路３のうち、スロットル弁４よりも上流の部分に設けられるエアフローセンサ４２でその流量が計測されて、計測値はエンジンＥＣＵ５０Ａに取り込まれる。エンジンＥＣＵ５０Ａは、エアフローセンサ４２により計測された吸入空気量Ｇａと、回転数センサ４３で計測される内燃機関１の機関回転数ＮＥとから、内燃機関１に対する燃料噴射量Ｑｆを決定する。吸気通路３には図示しないインタークーラが設けられており、インタークーラは過給機３０が圧縮した吸気を冷却する。
【００２５】
内燃機関１には上記回転数センサ４３や冷却水温を検出するための冷却水温センサ４５のほか、ノックセンサ４７が設けられている。ノックセンサ４７は内燃機関１のシリンダブロック部の振動Ｖｃを検出し、振動Ｖｃを表す信号を出力するようになっている。この信号は、ノック度合いを表す指標値としてのノッキング強度ＳＮを算出するために使用される。
【００２６】
内燃機関１の各気筒１ｓ1〜１ｓ4で燃焼した混合気は、排ガスＥｘとなってエキゾーストマニホールド８へ排出される。この排ガスＥｘは、排気通路９を通って過給機３０のタービン部３２へ導入され、タービン部３２に内蔵された図示しないタービンロータ（タービン）を回転駆動する。タービンロータはコンプレッサ部３１に内蔵されたコンプレッサロータ（図示省略）と連結されており、タービンロータが回転するとコンプレッサロータも回転する。コンプレッサロータはこのようにして回転することで吸気を圧縮し過給する。排気通路９には過給機３０のタービンを迂回するバイパス路（請求項記載のバイパス通路に相当）３５が設けられている。またバイパス路３５にはバイパス路３５を開閉するバイパス弁（請求項記載のバイパス通路開閉手段に相当）３６が設けられている。
【００２７】
この実施例ではバイパス弁３６は具体的には電子制御で全開、全閉に開閉駆動可能な開閉弁で実現されている。但しこれに限られず、バイパス弁３６は例えば電子制御で開度を変更可能な流量調節弁で実現されてもよい。またバイパス弁３６は例えば過給機３０が備える図示しないウェストゲートバルブで実現されてもよく、このときバイパス路３５はタービンを迂回するウェストゲート（図示省略）で実現されてもよい。タービン部を流通した排ガスＥｘは、浄化触媒１６で浄化された後、大気中へ放出される。排気通路９には、Ａ／Ｆ（Air／Fuel：空燃比）センサ４４が取り付けられており、排ガスＥｘの空燃比を計測する。そして、排ガスＥｘの空燃比から内燃機関１の燃焼状態を判定し、所定の空燃比から外れた場合には、エンジンＥＣＵ５０Ａで決定される燃料噴射量を補正する。
【００２８】
燃料タンク７０内にはフィードポンプ７１が設けられている。フィードポンプ７１には燃料残量計４８が設けられており、燃料残量計４８は燃料タンク７０内に貯留されている燃料の量（燃料残量）Ｆａを表す信号を出力するようになっている。燃料供給配管７２はフィードポンプ７１とポート噴射弁６とを接続している。燃料供給配管７２には金属除去フィルタ（請求項記載の金属物質除去手段に相当）７５と、金属除去フィルタ７５を迂回するフィルタバイパス路７６とが設けられており、さらに燃料供給配管７２のうち、金属除去フィルタ７５よりも上流側（フィードポンプ７１側）の部分には切替弁７７が設けられている。フィルタバイパス路７７は金属除去フィルタ７５よりも下流側で燃料供給配管７２にそのまま接続されており、金属除去フィルタ７５よりも上流側では切替弁７７を介して燃料供給配管７２に接続されている。
【００２９】
金属除去フィルタ７５は、図３に示すように２つの濾紙７５ａ、７５ｂと、複数の金属物質吸着部材７５ｃとを有して構成されている。一方の濾紙７５ａは金属除去フィルタ７５のうち、上流側の端部を構成しており、他方の濾紙７５ｂは金属除去フィルタ７５のうち、下流側の端部を構成している。各濾紙７５ａ、７５ｂは液体を通過させるとともに、液体中の異物（塵および金属物質等）を捕集するようになっている。各金属物質吸着部材７５ｃは金属物質を吸着するための部材である。各金属物質吸着部材７５ｃは粒状に形成されている。この実施例では、各金属物質吸着部材７５ｃは金属イオンを吸着するキレート樹脂からなる。各金属物質吸着部材７５ｃは濾紙７５ａと濾紙７５ｂとの間に充填されている。
【００３０】
切替弁７７は電子制御で駆動可能な三方弁となっており、フィルタ通過状態と、フィルタ迂回状態とを切り替えることができるようになっている。フィルタ通過状態では、燃料Ｆが金属除去フィルタ７５を流通し、このとき燃料Ｆはフィルタバイパス路７６を流通しないようになっている。一方、フィルタ迂回状態では、燃料Ｆはフィルタバイパス路７６を流通し、このとき燃料Ｆは金属除去フィルタ７５を流通しないようになっている。
【００３１】
このため、切替弁７７の状態がフィルタ通過状態に設定された場合、フィードポンプ７１により送り出された燃料Ｆは、金属除去フィルタ７５を通過した後、ポート噴射弁６に到達する。このとき燃料Ｆ中の金属物質が金属除去フィルタ７５によって捕集されることによって、ポート噴射弁６に到達する燃料は金属物質が除去された状態となる。このため切替弁７７の状態をフィルタ通過状態に設定することで、金属物質が除去された状態の燃料を内燃機関１に供給することができる。
【００３２】
一方、切替弁７７の状態がフィルタ迂回状態に設定された場合、フィードポンプ７１により送り出された燃料Ｆは、金属除去フィルタ７５を通過することなくフィルタバイパス路７６を通過して、ポート噴射弁６に到達する。このときポート噴射弁６に到達する燃料には、金属物質が含まれたままの状態になっている。このため切替弁７７の状態をフィルタ迂回状態に設定することで、金属物質が除去されていない状態の燃料を内燃機関１に供給することができる。
【００３３】
この実施例では、通常、切替弁７７の状態をフィルタ迂回状態に設定し、後述するように燃料Ｆ中の金属物質の割合を検出する場合にのみ切替弁７７の状態をフィルタ通過状態に設定するようにしている。これにより、金属除去フィルタ７５を長持ちさせることができ、ひいてはこの実施例の金属物質の堆積抑制制御システムによって、過給機３０に金属物質がデポジットとして堆積することを好適に抑制できる。
【００３４】
次に、エンジンＥＣＵ５０Ａの構成について図２を用いて詳述する。図２に示すようにエンジンＥＣＵ５０Ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算装置）５０ｐと、記憶部５０ｍと、入力及び出力ポート５５、５６と、入力及び出力インターフェイス５７、５８とを有して構成されている。ＣＰＵ５０ｐ、記憶部５０ｍ、入力ポート５５及び出力ポート５６は、バス５４1〜５４3を介して互いに接続されている。
【００３５】
入力ポート５５には、入力インターフェイス５７が接続されている。入力インターフェイス５７には、エアフローセンサ４２、回転数センサ４３、Ａ／Ｆセンサ４４、冷却水温センサ４５、アクセル開度センサ４６、ノックセンサ４７、燃料残量計４８、圧力センサ４９その他の、燃料供給制御や内燃機関１の運転制御などに必要な情報を取得するセンサ類が接続されている。これらのセンサ類から出力される信号は、入力インターフェイス５７内のＡ／Ｄコンバータ５７ａやディジタルバッファ５７ｄにより、ＣＰＵ５０ｐが利用できる信号に変換されて入力ポート５５へ送られる。これにより、ＣＰＵ５０ｐは、内燃機関１の運転制御などに必要な情報を取得することができる。
【００３６】
出力ポート５６には、出力インターフェイス５８が接続されている。出力インターフェイス５８には、スロットル弁４、ポート噴射弁６、バイパス弁３６、切替弁７７その他の、内燃機関１の運転制御に必要な制御対象などが接続されている。出力インターフェイス５８は、制御回路５８1、５８2等を備えており、ＣＰＵ５０ｐで演算された制御信号に基づき、前記制御対象を動作させる。このような構成により、前記センサ類からの出力信号に基づき、エンジンＥＣＵ５０ＡのＣＰＵ５０ｐは、内燃機関１の運転制御などを行うことができる。
【００３７】
記憶部５０ｍには、ＣＰＵ５０ｐが実行する処理が記述されたコンピュータプログラムや制御マップ、あるいは内燃機関１の運転制御に用いる燃料噴射量のデータマップ等が格納されている。ここで、記憶部５０ｍは、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。エンジンＥＣＵ５０Ａでは、ＣＰＵ５０ｐが記憶部５０ｍに格納されたコンピュータプログラムに基づき処理を実行することで、制御手段や判定手段などの各種の手段が機能的に実現される。
【００３８】
このうちこの実施例では、内燃機関１の運転制御を行うための運転制御手段５０９Ａのほか、本発明と関連性が高い手段として具体的には例えば図２に示すように金属物質検出手段５０１や、ノック度合い算出手段５０２や、特定堆積抑制制御手段５０３Ａが機能的に実現される。
金属物質検出手段５０１は、燃料中の金属物質の割合を検出するための構成である。この点、金属物質検出手段５０１はこの実施例では具体的には燃料中の金属物質の割合として、燃料に含まれる金属物質の濃度（以下、燃料中金属添加物濃度Ｃｍと称す）を検出（算出）するように構成されている。
また金属物質検出手段５０１は、金属物質が除去された状態の燃料を内燃機関１に供給したときのノック度合いと、金属物質が除去されていない状態の燃料を内燃機関１に供給したときのノック度合いとに基づいて、燃料中金属添加物濃度Ｃｍを算出するように構成されている。
さらに金属物質検出手段５０１は、燃料が新たに燃料タンク７０に供給されたときに、燃料中金属添加物濃度Ｃｍを検出するように構成されている。この点、燃料が新たに燃料タンク７０に供給されたか否かは、燃料残量計４８の出力に基づき判定することができる。
【００３９】
ノック度合い算出手段５０２は、ノック度合いを算出するための構成である。この点、この実施例ではノック度合い算出手段５０２は、ノック度合いとして点火時期ＳＡを算出するように構成されている。具体的には、ノック度合い算出手段５０２は、金属物質が除去された状態の燃料を内燃機関１に供給したときの点火時期ＳＡ（以下、このときの点火時期ＳＡを除去時点火時期ＳＡｒｓと称す）を算出するにあたって、切替弁７７の状態をフィルタ通過状態に設定するように構成されており、また金属物質が除去されていない状態の燃料を内燃機関１に供給したときの点火時期ＳＡ（以下、このときの点火時期ＳＡを非除去時点火時期ＳＡｎｒｓと称す）を算出するにあたって、切替弁７７の状態をフィルタ迂回状態に設定するように構成されている。
【００４０】
ここでエンジンＥＣＵ５０Ａは、ノックセンサ４７により検出される振動Ｖｃに基づいて算出されるノッキング強度ＳＮが強度閾値ＳＮｔｈ以上となった場合、点火時期ＳＡをより遅角側に補正する。一方、算出されるノッキング強度ＳＮが強度閾値ＳＮｔｈよりも小さい場合、点火時期ＳＡをより進角側に補正する。すなわち、点火時期ＳＡはノッキングが発生しない範囲において可能な限り進角側の時期になるように、ノッキング強度ＳＮに基づいて補正される。なお、このような補正制御は運転制御手段５０９Ａによって実現される。
【００４１】
このため、切替弁７７の状態がフィルタ迂回状態に設定されている期間において、点火時期ＳＡは、切替弁７７の状態がフィルタ通過状態に設定された場合よりも進角側の時期に変更されていく。これに対して、ノック度合い算出手段５０２は、その後、点火時期ＳＡが略一定になったとき、この点火時期ＳＡを非除去時点火時期ＳＡｎｒｓとして保持することで、非除去時点火時期ＳＡｎｒｓを算出するように構成されている。
【００４２】
一方、切替弁７７の状態をフィルタ通過状態に設定した場合には、切替弁７７の状態をフィルタ迂回状態に設定した場合よりもノッキングが発生しやすくなる。このため、点火時期ＳＡは、上記の非除去時点火時期ＳＡｎｒｓよりも遅角側の時期に変更されていく。これに対してノック度合い算出手段５０２は、その後、点火時期ＳＡが略一定になったとき、この点火時期ＳＡを除去時点火時期ＳＡｒｓとして保持することで、除去時点火時期ＳＡｒｓを算出するように構成されている。
【００４３】
ところで上述したように、点火時期ＳＡはノッキングが発生しない範囲において可能な限り進角側の時期となるように、ノッキング強度ＳＮに基づいて補正される。したがって点火時期ＳＡは、ノッキングが発生しやすいほどより遅角側の時期に設定される。すなわち、点火時期ＳＡはノッキングの発生しやすさの程度をよく表すため、ノック度合いとして利用できる。また、燃料中の金属物質の割合に応じて、ノッキングの発生しやすさの程度は変化する。
【００４４】
このため前述の金属物質検出手段５０１は、この実施例ではさらに具体的には保持された非除去時点火時期ＳＡｎｒｓと、保持された除去時点火時期ＳＡｒｓとの点火時期差ＤＳＡを算出するとともに、算出した点火時期差ＤＳＡに基づいて、燃料中金属添加物濃度Ｃｍを算出するように構成されている。またこのように燃料中金属添加物濃度Ｃｍを算出するにあたって、金属物質検出手段５０１は、算出した点火時期差ＤＳＡに基づいて、図４に示すテーブルマップを参照するとともに、対応する燃料中金属添加物濃度Ｃｍを読み込むことで、燃料中添加物濃度Ｃｍを算出するように構成されている。これにより、燃料中金属添加物濃度Ｃｍをより高い精度で検出することができる。なお、図４に示すテーブルマップでは、点火時期差ＤＳＡが大きいほど、燃料中添加物濃度Ｃｍが大きくなるように、燃料中添加物濃度Ｃｍが予め設定されている。
【００４５】
特定堆積抑制制御手段５０３Ａは、金属物質検出手段５０１が検出した燃料中金属添加物濃度Ｃｍに応じて、バイパス弁３６を制御するための構成である。この点、特定堆積抑制制御手段５０３Ａは、この実施例ではより具体的には金属物質検出手段５０１が検出した燃料中金属添加物濃度Ｃｍが所定値（ここでは金属濃度閾値Ｃｍ１）よりも大きい場合に、バイパス弁３６を全開に制御するように構成されている。この実施例では、金属濃度閾値Ｃｍ１は燃料中金属添加物濃度Ｃｍが極めて大きい場合に、特定堆積抑制制御手段５０３Ａがバイパス弁３６を全開に制御することになる値に予め設定されている。
【００４６】
なお、上記コンピュータプログラムは、ＣＰＵ５０ｐへすでに記録されているコンピュータプログラムと組み合わせによって、この実施例に係る金属物質検出手段５０１やノック度合い算出手段５０２や特定堆積抑制制御手段５０３Ａや運転制御手段５０９Ａなどの各種の手段の処理手順を実現できるものであってもよい。また、この実施例に係る金属物質検出手段５０１やノック度合い算出手段５０２や特定堆積抑制制御手段５０３Ａや運転制御手段５０９Ａなどの各種の手段は、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアを用いて、その機能が実現されるものであってもよい。この実施例では金属物質の堆積抑制制御システムは、過給機３０と、バイパス路３５と、バイパス弁３６と、金属物質検出手段５０１、ノック度合い算出手段５０２、特定堆積抑制制御手段５０３Ａおよび運転制御手段５０９Ａを備えるエンジンＥＣＵ５０Ａとで実現されている。
【００４７】
次に、エンジンＥＣＵ５０Ａで行われる処理を図５に示すフローチャートを用いて詳述する。ＣＰＵ５０ｐは前述のようにして燃料中金属添加物濃度Ｃｍを算出するとともに（ステップＳ１１）、燃料中金属添加物濃度Ｃｍが金属濃度閾値Ｃｍ１よりも大きいか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１２）。なお、この実施例では燃料中金属添加物濃度Ｃｍが極めて大きいか否かを判定できるように金属濃度閾値Ｃｍ１が予め設定されているが、金属濃度閾値Ｃｍ１の設定次第では、燃料中金属添加物濃度Ｃｍが金属濃度閾値Ｃｍ１よりも大きいか否かを判定することで、例えば燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度よりも大きいか否かや、燃料中に金属物質が含まれているか否かなどを判定することも可能である。
【００４８】
ステップＳ１２で否定判定であれば特段の処理を要しないため、ＣＰＵ５０ｐは通常制御を実行する（ステップＳ１４）。一方、ステップＳ１２で肯定判定であれば、ＣＰＵ５０ｐはバイパス弁３６を全開に制御するための処理（タービンバイパス制御）を実行する（ステップＳ１３）。これにより、排気がタービンを迂回するため、排気に含まれる金属物質が過給機３０に付着および堆積する結果、金属物質が過給機３０にデポジットとして堆積することを抑制できる。このようにこの実施例に係る金属物質の堆積抑制制御システムは、過給機３０に金属物質がデポジットとして堆積することを抑制することができる。
【実施例２】
【００４９】
この実施例に係る内燃機関システム１００Ｂは、エンジンＥＣＵ５０Ａの代わりにエンジンＥＣＵ５０Ｂが適用されている点以外、内燃機関システム１００Ａと実質的に同一のものとなっている。このためこの実施例では内燃機関システム１００Ｂについては図示省略する。一方、エンジンＥＣＵ５０Ｂは図６に示すように、タービンバイパス領域決定制御手段５０４Ａと、特定決定制御手段５０５Ａをさらに備える点以外、エンジンＥＣＵ５０Ａと実質的に同一のものとなっている。なお、図６ではタービンバイパス領域決定制御手段５０４Ａを特定決定制御手段５０５Ａとは別個に図示しているが、特定決定制御手段５０５Ａはタービンバイパス領域決定制御手段５０４Ａを含んでいる。タービンバイパス領域決定制御手段５０４Ａは、金属物質検出手段５０１が検出した燃料中金属添加物濃度Ｃｍに応じて、特定堆積抑制制御手段５０３Ａに係る制御を行う領域であるタービンバイパス領域Ａｒ１を決定するための構成である。
【００５０】
この点、タービンバイパス領域決定制御手段５０４Ａは、この実施例では具体的には、内燃機関１の運転状態（ここでは回転数ＮＥおよびマニホールドバキュームＭＶ）に応じて、タービンバイパス領域Ａｒ１をその他の領域と区別して定義する図７に示すタービンバイパス領域マップにおいて、タービンバイパス領域Ａｒ１を金属物質検出手段５０１が検出した燃料中金属添加物濃度Ｃｍに応じて決定するように構成されている。タービンバイパス領域マップでは、タービンバイパス領域Ａｒ１とその他の領域とは吸入空気量の等高線で区分されており、タービンバイパス領域Ａｒ１は吸入空気量の等高線によって区分された２つの領域のうち、吸入空気量が大きい側の領域とされる。
【００５１】
ここで吸入空気量が大きいほど、タービンに衝突する排気のエネルギは大きくなる。また排気のエネルギが大きいほど、排気に含まれる金属物質は過給機３０に付着および堆積し易くなる。さらに燃料中金属添加物濃度Ｃｍが大きいほど、排気に含まれる金属物質は過給機３０に付着および堆積し易くなる。このためタービンバイパス領域決定制御手段５０４Ａは、具体的には金属物質検出手段５０１が検出した燃料中金属添加物濃度Ｃｍが大きいほど、より小さい吸入空気量の等高線を、タービンバイパス領域Ａｒ１とその他の領域とを区分する吸入空気量の等高線として決定することで、タービンバイパス領域Ａｒ１を決定するように構成されている。これにより、排気をバイパスさせることにより過給機３０への金属物質の付着および堆積を抑制することと、過給により内燃機関１の出力性能を確保することとを好適に両立させることができる。
【００５２】
なお、タービンバイパス領域マップは、タービンバイパス領域決定制御手段５０４Ａによってタービンバイパス領域Ａｒ１が決定されるものに限られず、予めタービンバイパス領域Ａｒ１が設定され、且つその大きさが特段変更されないものであってもよい。具体的には例えば過給機３０のウェストゲートバルブを全閉にする領域である領域Ａｒ２をタービンバイパス領域Ａｒ１として設定してもよい。また例えば吸入空気量の等高線によって区分されるタービンバイパス領域Ａｒ１にさらに領域Ａｒ２とを組み合わせたものをタービンバイパス領域Ａｒ１とすることなども可能である。
【００５３】
特定決定制御手段５０５Ａは、内燃機関１の運転状態（ここでは回転数ＮＥおよびマニホールドバキュームＭＶ）に応じて、特定堆積抑制制御手段５０３Ａに係る制御を行うか否かを決定するための構成である。この点、特定決定制御手段５０５Ａは、内燃機関１の回転数ＮＥおよびマニホールドバキュームＭＶに応じて決定するにあたって、この実施例では具体的には運転制御手段５０９Ａが検出した回転数ＮＥおよびマニホールドバキュームＭＶに基づいて、図７に示すタービンバイパス領域マップを参照するとともに、対応する領域を読み込むことで、特定堆積抑制制御手段５０３Ａに係る制御を行うか否かを決定するように構成されている。この点、対応する領域が領域Ａｒ１であった場合に、特定決定制御手段５０５Ａは特定堆積抑制制御手段５０３Ａに係る制御を行うように構成されている。
【００５４】
またこの実施例ではタービンバイパス領域決定制御手段５０４Ａが、金属物質検出手段５０１が検出した燃料中金属添加物濃度Ｃｍに応じてタービンバイパス領域Ａｒ１を決定するように構成されることで、特定決定制御手段５０５Ａが、燃料中金属添加物濃度Ｃｍに応じて、特定堆積抑制制御手段５０３Ａに係る制御を行うか否かを決定するように構成されている。なお、内燃機関１の運転状態としてはマニホールドバキュームＭＶの代わりに例えば内燃機関１の負荷を適用することなども可能である。
【００５５】
この実施例では金属物質の堆積抑制制御システムは、過給機３０と、バイパス路３５と、バイパス弁３６と、金属物質検出手段５０１、ノック度合い算出手段５０２、特定堆積抑制制御手段５０３Ａ、タービンバイパス領域決定制御手段５０４Ａ、特定決定制御手段５０５Ａおよび運転制御手段５０９Ａを備えるエンジンＥＣＵ５０Ｂとで実現されている。
【００５６】
次にエンジンＥＣＵ５０Ｂで行われる処理を図８に示すフローチャートを用いて詳述する。ＣＰＵ５０ｐは燃料中金属添加物濃度Ｃｍを算出するとともに（ステップＳ２１）、燃料中金属添加物濃度Ｃｍが金属濃度閾値Ｃｍ１よりも大きいか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ２２）。なお、金属濃度閾値Ｃｍ１は実施例１と同様に予め設定されている。否定判定であれば、ＣＰＵ５０ｐは通常制御を実行する（ステップＳ２７）。一方、肯定判定であれば、ＣＰＵ５０ｐは図７に示すタービンバイパス領域マップにおいて、ステップＳ２１で算出した燃料中金属添加物濃度Ｃｍに応じて、タービンバイパス領域Ａｒ１を決定するための処理を実行する（ステップＳ２３）。
【００５７】
続いてＣＰＵ５０ｐは回転数ＮＥおよびマニホールドバキュームＭＶを読み込む処理を実行するとともに（ステップＳ２４）、図７に示すタービンバイパス領域マップを参照して、対応する領域がタービンバイパス領域Ａｒ１であるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ２５）。否定判定であれば、ＣＰＵ５０ｐは通常制御を実行する（ステップＳ２８）。一方、ステップＳ２５で肯定判定であれば、ＣＰＵ５０ｐはバイパス弁３６を全開に制御するための処理（タービンバイパス制御）を実行する（ステップＳ２７）。
【００５８】
これにより、排気がタービンを迂回するため、排気に含まれる金属物質が過給機３０に付着および堆積する結果、金属物質が過給機３０にデポジットとして堆積することを抑制できる。またこの実施例に係る金属物質の堆積抑制制御システムによれば、実施例１の場合と比較して、さらに内燃機関１の運転状態に応じて特定堆積抑制制御手段に係る制御を行うか否かを決定するため、内燃機関１の出力性能を優先的に確保することもできる。またこの実施例に係る金属物質の堆積抑制制御システムによれば、実施例１の場合と比較して、さらに燃料中金属添加物濃度Ｃｍに応じてタービンバイパス領域Ａｒ１を決定し、これにより燃料中金属添加物濃度Ｃｍに応じて特定堆積抑制制御手段に係る制御を行うか否かを決定するため、過給機３０への金属物質の堆積を抑制することと、内燃機関１の出力性能を確保することとを両立させることができる。
【実施例３】
【００５９】
この実施例に係る内燃機関システム１００Ｃは、エンジンＥＣＵ５０Ａの代わりにエンジンＥＣＵ５０Ｃが適用されている点以外、内燃機関システム１００Ａと実質的に同一のものとなっている。またエンジンＥＣＵ５０Ｃは実施例２で前述したタービンバイパス領域決定制御手段５０４Ａの代わりに、タービンバイパス領域決定制御手段５０４Ａに対して、さらに燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度である場合に、図９に示すようにタービンバイパス領域Ａｒ１を決定するタービンバイパス領域決定制御手段５０４Ｂを備えている点と、特定決定制御手段５０５Ａに対して、タービンバイパス領域決定制御手段５０４Ａの代わりにタービンバイパス領域決定制御手段５０４Ｂを含んだ特定決定制御手段５０５Ｂを特定決定制御手段５０５Ａの代わりに備えている点以外、エンジンＥＣＵ５０Ｂと実質的に同一のものとなっている。このためこの実施例では内燃機関システム１００ＣおよびエンジンＥＣＵ５０Ｃの構成については図示省略する。
【００６０】
この実施例では、図９に示すように燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度である場合に、タービンバイパス領域Ａｒ１が非過給域に設定される。またこの実施例では、金属濃度閾値Ｃｍ１が、燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度以上である場合に、特定堆積抑制制御手段５０３Ａがバイパス弁３６を全開に制御することになる値に予め設定されている。この実施例では金属物質の堆積抑制制御システムは、過給機３０と、バイパス路３５と、バイパス弁３６と、金属物質検出手段５０１、ノック度合い算出手段５０２、特定堆積抑制制御手段５０３Ａ、タービンバイパス領域決定制御手段５０４Ｂ、特定決定制御手段５０５Ｂおよび運転制御手段５０９Ａを備えるエンジンＥＣＵ５０Ｃとで実現されている。
【００６１】
次にエンジンＥＣＵ５０Ｃで行われる処理について図１０を用いて詳述する。なお、本フローチャートはステップＳ２２１およびＳ２３１が追加されている点以外、図８に示すフローチャートと同一のものとなっている。このためこの実施例では特にステップＳ２２１およびＳ２３１について詳述する。ステップＳ２１で燃料中金属添加物濃度Ｃｍを算出した後、燃料中金属添加物濃度Ｃｍが金属濃度閾値Ｃｍ１よりも大きい場合には（すなわち燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度以上である場合には）、ステップＳ２２で肯定判定される。このときＣＰＵ５０ｐは燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度であるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ２２１）。否定判定であればステップＳ２３に進む。
【００６２】
一方、ステップＳ２２１で肯定判定であれば、ＣＰＵ５０ｐは図９に示すタービンバイパス領域マップのようにタービンバイパス領域Ａｒ１を決定するための処理を実行する（ステップＳ２３１）。これにより、内燃機関１の運転状態が非過給域にある場合に、タービンバイパス制御を行うようにすることができる。その後、ステップＳ２４で回転数ＮＥおよびマニホールドバキュームＭＶを読み込み、ステップＳ２５で対応する領域がタービンバイパス領域Ａｒ１であると判定された場合には、ステップＳ２６でタービンバイパス制御が行われる。すなわちこのときには、内燃機関１の運転状態が非過給域にある場合に、タービンバイパス制御が行われることになり、この結果、排気に含まれる金属物質が過給機３０にデポジットとして堆積することを抑制できる。
【００６３】
一方、ステップ２５で対応する領域がタービンバイパス領域Ａｒ１でないと判定された場合には、ステップＳ２７で通常制御が行われる。すなわちこのときには、内燃機関１の運転状態が過給域にある場合に、通常制御が行われることになり、この結果、内燃機関１の出力性能を確保することができる。このようにこの実施例に係る金属物質の堆積抑制制御システムによれば、燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度である場合にも、過給機３０への金属物質の堆積を抑制することと、内燃機関１の出力性能を確保することとを好適に両立させることができる。
【実施例４】
【００６４】
この実施例に係る内燃機関システム１００Ｄは、エンジンＥＣＵ５０Ａの代わりにエンジンＥＣＵ５０Ｄが適用されている点以外、内燃機関システム１００Ａと実質的に同一のものとなっている。このためこの実施例では内燃機関システム１００Ｄについては図示省略する。一方、エンジンＥＣＵ５０Ｄは図１１に示すように、特定選択制御手段５０６Ａと特定切替弁制御手段５０７とをさらに備える点以外、エンジンＥＣＵ５０Ａと実質的に同一のものとなっている。なお、エンジンＥＣＵ５０ＢやエンジンＥＣＵ５０Ｃに対してさらに特定選択制御手段５０６Ａと特定切替弁制御手段５０７とを備えることも可能である。
【００６５】
特定選択制御手段５０６Ａは、内燃機関１の運転状態（ここでは負荷）に応じて、特定堆積抑制制御手段５０３Ａに係る制御と、金属除去フィルタ７５を利用した金属物質の除去を行うための制御とのうち、いずれかの制御を実行する制御として選択するための構成である。この点、特定選択制御手段５０６Ａはより具体的には、特定堆積抑制制御手段５０３Ａに係る制御が行われ得る状態において上記の選択を行うように構成されている。特定堆積抑制制御手段５０３Ａに係る制御が行われ得る状態は、この実施例では燃料中金属添加物濃度Ｃｍが金属濃度閾値Ｃｍ１よりも大きい場合となっている。金属濃度閾値Ｃｍ１は、この実施例では実施例１と同様に予め設定されている。またこの実施例で特定選択制御手段５０６Ａは、金属除去フィルタ７５を利用した金属物質の除去を行うための制御として、具体的には切替弁７７の状態をフィルタ通過状態に設定する制御を選択するように構成されている。
【００６６】
さらに特定選択制御手段５０６Ａはこの実施例では内燃機関１の運転状態として、内燃機関１の負荷が所定値αよりも大きい場合に、切替弁７７の状態をフィルタ通過状態に設定する制御を選択し、内燃機関１の負荷が所定値α以下である場合に、特定堆積抑制制御手段５０３Ａに係る制御を選択するように構成されている。この所定値αは、内燃機関１の運転状態が高負荷運転状態である場合に、特定選択制御手段５０６Ａが切替弁７７の状態をフィルタ通過状態に設定する制御を選択することになる値に予め設定されている。
【００６７】
特定切替弁制御手段５０７は、特定選択制御手段５０６Ａが切替弁７７の状態をフィルタ通過状態に設定する制御を実行する制御として選択した場合に、切替弁７７の状態をフィルタ通過状態に設定する制御を行うための構成である。この実施例では金属物質の堆積抑制制御システムは、過給機３０と、バイパス路３５と、バイパス弁３６と、金属物質検出手段５０１、ノック度合い算出手段５０２、特定堆積抑制制御手段５０３Ａ、特定選択制御手段５０６Ａ、特定切替弁制御手段５０７および運転制御手段５０９Ａを備えるエンジンＥＣＵ５０Ｄとで実現されている。
【００６８】
次にエンジンＥＣＵ５０Ｄで行われる処理を図１２に示すフローチャートを用いて詳述する。ＣＰＵ５０ｐは燃料中金属添加物濃度Ｃｍを算出するとともに（ステップＳ３１）、燃料中金属添加物濃度Ｃｍが金属濃度閾値Ｃｍ１よりも大きいか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ３２）。否定判定であれば、ＣＰＵ５０ｐは通常制御を実行する（ステップＳ３６）。一方、肯定判定であれば、ＣＰＵ５０ｐは内燃機関１の負荷を読み込むとともに、読み込んだ負荷が所定値αよりも大きいか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ３３）。本ステップは内燃機関１の運転状態が高負荷運転状態であるか否かを判定するためのステップとなっており、読み込んだ負荷が所定値αよりも大きい場合には、内燃機関１の運転状態が高負荷運転状態であると判断される。
【００６９】
ステップＳ３３で否定判定であれば、内燃機関１の運転状態が高負荷運転状態でないと判断され、ＣＰＵ５０ｐはバイパス弁３６を全開に制御するための処理（タービンバイパス制御）を実行する（ステップＳ３５）。すなわちステップＳ３３で否定判定であれば、特定堆積抑制制御手段５０３Ａに係る制御が選択されることになる。この場合には、排気がタービンを迂回するため、排気に含まれる金属物質が過給機３０に付着および堆積する結果、金属物質が過給機３０にデポジットとして堆積することを抑制できる。またこのときには金属除去フィルタ７５が劣化することを防止できる。
【００７０】
一方、ステップＳ３３で肯定判定であれば、ＣＰＵ５０ｐは、切替弁７７の状態をフィルタ通過状態に設定するための制御を実行する（ステップＳ３６）。すなわちステップＳ３３で否定判定であれば、金属除去フィルタ７５を利用した金属物質の除去を行うための制御が選択されることになる。この場合には、金属除去フィルタ７５で燃料中の金属物質を除去することで、金属物質が過給機３０にデポジットとして堆積することを抑制でき、同時に排気がタービンを迂回しないことから、高出力が要求される機関高負荷運転時に内燃機関１の出力性能を確保することもできる。またこのように必要に応じて金属除去フィルタ７５を利用し、金属除去フィルタ７５を常時利用しないようにすることで、金属除去フィルタ７５が早期に劣化してしまうことも抑制できる。
【００７１】
このようにこの実施例に係る金属物質の堆積抑制制御システムによれば、実施例１の場合と比較して、金属物質が過給機３０にデポジットとして堆積することを抑制するとともに、さらに内燃機関１の出力性能も確保することができ、また金属除去フィルタ７５を常時利用する場合と比較して、金属除去フィルタ７５が早期に劣化してしまうことも抑制できる。
【実施例５】
【００７２】
この実施例に係る内燃機関システム１００Ｅは、エンジンＥＣＵ５０Ａの代わりにエンジンＥＣＵ５０Ｅが適用されている点以外、内燃機関システム１００Ａと実質的に同一のものとなっている。またエンジンＥＣＵ５０Ｅは実施例４で前述した特定選択制御手段５０６Ａの代わりに、特定選択制御手段５０６Ａに対して、さらに燃料中金属添加物濃度Ｃｍに応じて、特定堆積抑制制御手段５０３Ａに係る制御と、金属除去フィルタ７５を利用した金属物質の除去を行うための制御とのうち、いずれかの制御を実行する制御として選択する特定選択制御手段５０６Ｂを備えている点以外、エンジンＥＣＵ５０Ｄと実質的に同一のものとなっている。このためこの実施例では内燃機関システム１００ＥおよびエンジンＥＣＵ５０Ｅの構成については図示省略する。
【００７３】
この実施例では金属濃度閾値Ｃｍ１が、燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度以上である場合に、特定堆積抑制制御手段５０３Ａがバイパス弁３６を全開に制御することになる値に予め設定されている。これに対して特定選択制御手段５０６Ｂは、この実施例では具体的には特定堆積抑制制御手段５０３Ａに係る制御が行われ得る状態において（すなわち燃料中金属添加物濃度Ｃｍが金属濃度閾値Ｃｍ１よりも大きい場合に）、内燃機関１の負荷が所定値αよりも大きく、且つ燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度である場合には、金属除去フィルタ７５を利用した金属物質の除去を行うための制御を選択し、内燃機関１の負荷が所定値αよりも大きく、且つ燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度でない場合には、特定堆積抑制制御手段５０３Ａに係る制御を選択するように構成されている。
【００７４】
この実施例では金属物質の堆積抑制制御システムは、過給機３０と、バイパス路３５と、バイパス弁３６と、金属物質検出手段５０１、ノック度合い算出手段５０２、特定堆積抑制制御手段５０３Ａ、特定選択制御手段５０６Ｂ、特定切替弁制御手段５０７および運転制御手段５０９Ａを備えるエンジンＥＣＵ５０Ｅとで実現されている。
【００７５】
次にエンジンＥＣＵ５０Ｅで行われる処理を図１３に示すフローチャートを用いて詳述する。なお、本フローチャートはステップＳ３３１が追加されている点以外、図１０に示すフローチャートと同一のものとなっている。このためこの実施例では特にステップＳ３３１について詳述する。ステップＳ３１で燃料中金属添加物濃度Ｃｍを算出した後、燃料中金属添加物濃度Ｃｍが金属濃度閾値Ｃｍ１よりも大きい場合には（すなわち燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度以上である場合には）、ステップＳ３２で肯定判定される。そして内燃機関１の負荷が所定値αよりも大きい場合には、続くステップＳ３３で肯定判定される。このときＣＰＵ５０ｐは燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度であるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ３３１）。
【００７６】
ステップＳ３３１で肯定判定であればステップＳ３４に進む。このときには金属除去フィルタ７５で燃料中の金属物質を除去することで、金属物質が過給機３０にデポジットとして堆積することを抑制でき、同時に排気がタービンを迂回しないことから、高出力が要求される機関高負荷運転時に内燃機関１の出力性能を確保することもできる。一方、ステップＳ３３１で否定判定であればステップＳ３５に進む。このときにはタービンバイパス制御が行われることで、排気に含まれる金属物質が過給機３０にデポジットとして堆積することを抑制でき、同時に金属除去フィルタ７５が劣化することも防止できる。このようにこの実施例に係る金属物質の堆積抑制制御システムは、実施例４の場合と比較して、金属除去フィルタ７５が早期に劣化してしまうことをさらに好適に抑制できる。
【実施例６】
【００７７】
この実施例に係る内燃機関システム１００Ｆは、エンジンＥＣＵ５０Ａの代わりにエンジンＥＣＵ５０Ｆが適用されている点以外、内燃機関システム１００Ａと実質的に同一のものとなっている。このためこの実施例では内燃機関システム１００Ｆの構成については図示省略する。一方、エンジンＥＣＵ５０Ｆは図１４に示すように燃料使用量算出手段５１１と、蓄積量推定手段５１２と、異常検出手段５１３とをさらに備えている点と、特定堆積抑制制御手段５０３Ａの代わりに特定堆積抑制制御手段５０３Ｂを備えている点と、運転制御手段５０９Ａを通常、切替弁７７の状態をフィルタ通過状態に設定するように構成した運転制御手段５０９Ｂを運転制御手段５０９Ａの代わりに備えている点以外、エンジンＥＣＵ５０Ａと実質的に同一のものとなっている。
【００７８】
燃料使用量算出手段５１１は、燃料が燃料タンク７０へ最後に供給されてから現時点までに使用（噴射）された燃料の量（燃料使用量）τｔｏｔを算出するための構成である。この点、燃料使用量算出手段５１１は具体的には、燃料使用量τｔｏｔに燃料噴射量τを加えた値τｔｏｔ＋τに、燃料使用量τｔｏｔを置換することにより燃料使用量τｔｏｔを算出するように構成されている。
なお、燃料噴射量τは運転制御手段５０９Ｂによって設定される。燃料噴射量τを設定するにあたって運転制御手段５０９Ｂは具体的には、エアフローセンサ４２により検出された吸気流量Ｇａを読み込むとともに、吸気流量Ｇａを予め設定された目標空燃比（この実施例では理論空燃比）ＡｂｙＦにより除した値Ｇａ／ＡｂｙＦを算出し、これを燃料噴射量τとして設定する。
【００７９】
蓄積量推定手段５１２は、新規蓄積量ＤＡｍｔを推定するとともに、既蓄積量Ａｍｔを、直前に算出した総蓄積量Ａｍｔ＋ＤＡｍｔに置換することにより既蓄積量Ａｍｔを更新するための構成である。
この点、蓄積量推定手段５１２は、燃料が燃料タンク７０へ新たに供給されたときに、既蓄積量Ａｍｔを更新するように構成されている。
また新規蓄積量ＤＡｍｔを推定するにあたって、蓄積量推定手段５１２は具体的には、金属物質検出手段５０１が検出した燃料中金属添加物濃度Ｃｍと、燃料使用量算出手段が算出した燃料使用量τｔｏｔとに基づいて、金属除去フィルタ７５に蓄積した金属物質の総量（総蓄積量）のうち、燃料が燃料タンク７０へ最後に供給されてから現時点までに使用された燃料によって蓄積した金属物質の量（新規蓄積量）ＤＡｍｔを推定するように構成されている。
より具体的には蓄積量推定手段５１２は、燃料中金属添加物濃度Ｃｍに燃料使用量τｔｏｔを乗じた値を新規蓄積量ＤＡｍｔとして設定することにより、新規蓄積量ＤＡｍｔを推定するように構成されている。
【００８０】
異常検出手段５１３は、金属物質検出手段５０１に係る検出につき、異常を検出するための構成であり、この実施例では具体的には金属物質検出手段５０１が燃料中金属添加物濃度Ｃｍを精度良く検出できなくなる状態を異常として検出するように構成されている。
この点、異常検出手段５１３は、金属物質検出手段５０１が燃料中金属添加物濃度Ｃｍを精度良く検出できなくなる状態として、金属除去フィルタ７５に金属物質が所定量（ここでは閾値量Ａｍｔｔｈ）堆積した状態を異常として検出するように構成されている。閾値量Ａｍｔｔｈは、金属除去フィルタ７５に金属物質が堆積した結果、金属物質検出手段５０１が燃料中金属添加物濃度Ｃｍを精度良く検出できなくなる状態を検出することができる値に予め設定されている。
【００８１】
また異常を検出するにあたって、異常検出手段５１３は具体的には、燃料が燃料タンク７０へ最後に供給されるまでに既に金属除去フィルタ７５に蓄積していた金属物質の量（既蓄積量）Ａｍｔに、蓄積量推定手段５１２が推定した新規蓄積量ＤＡｍｔを加えた総蓄積量Ａｍｔ＋ＤＡｍｔを算出するとともに、算出した総蓄積量Ａｍｔ＋ＤＡｍｔが閾値量Ａｍｔｔｈ以上となった場合に、金属物質の検出につき、異常があることを検出するように構成されている。
なお、異常検出手段５１３は金属物質検出手段５０１に係る検出につき、その他の異常（例えば切替弁７７の動作不良やノックセンサ４７の故障など）を検出するように構成されてもよい。
【００８２】
特定堆積抑制制御手段５０３Ｂは、特定堆積抑制制御手段５０３Ａに対して、さらに異常検出手段５１３が異常を検出した場合に、バイパス弁３６を制御するように構成されている。
この点、特定堆積抑制制御手段５０３Ｂは、より具体的には金属物質検出手段５０１が検出した燃料中金属添加物濃度Ｃｍが金属濃度閾値Ｃｍ１よりも大きく、且つ異常検出手段５１３が異常を検出した場合に、バイパス弁３６を全開に制御するように構成されている。なお、金属濃度閾値Ｃｍ１は実施例１の場合と同様に予め設定されている。
【００８３】
この実施例では金属物質の堆積抑制制御システムは、過給機３０と、バイパス路３５と、バイパス弁３６と、金属物質検出手段５０１、ノック度合い算出手段５０２、特定堆積抑制制御手段５０３Ｂ、運転制御手段５０９Ｂ、燃料使用量算出手段５１１、蓄積量推定手段５１２および異常検出手段５１３を備えるエンジンＥＣＵ５０Ｆとで実現されている。
【００８４】
次にエンジンＥＣＵ５０Ｆで行われる処理を図１５に示すフローチャートおよびこれに対応する図１６に示すタイムチャートの一例を用いて詳述する。なお、本フローチャートはステップＳ１２とＳ１３との間にステップＳ４１が追加されている点以外、図５に示すフローチャートと同一のものになっている。このためここでは特にステップＳ４１について詳述する。ステップＳ１２で肯定判定であった場合、ＣＰＵ５０ｐは金属物質検出手段５０１に係る検出につき、異常があるか否か（検出異常があるか否か）を判定する処理を実行する（ステップＳ４１）。本ステップで異常検出手段５１３により、前述のようにして異常が検出される。この結果、異常がない場合にはステップＳ１４に進み、通常制御が行われる。一方、異常がある場合にはステップＳ１３に進み、タービンバイパス制御が行われる。これにより、燃料中金属添加物濃度Ｃｍが極めて大きく、且つ異常が検出された場合（ここでは金属除去フィルタ７５に詰まりが発生した場合）にのみ、タービンバイパス制御が行われるようにすることができる。
【００８５】
次に図１６に示すタイムチャートを確認すると、まず金属除去フィルタ７５の除去能力は時間経過とともに次第に低くなっていく。この間、燃料タンク７０内の燃料（図中のタンク燃料）の燃料中金属添加物濃度Ｃｍは新たに給油が行われる度に変化する。このとき金属除去フィルタ７５を通過した燃料（図中のフィルタ通過燃料）の燃料中金属添加物濃度Ｃｍは、金属除去フィルタ７５の除去能力が十分である場合には、非常に小さく、且つほとんど変化しない。しかしながら、金属除去フィルタ７５の除去能力がある程度低下すると、金属除去フィルタ７５を通過した燃料の燃料中金属添加物濃度Ｃｍは除去能力の低下に応じて次第に大きくなる。
【００８６】
そして除去能力が図１６に示す判定閾値（総蓄積量Ａｍｔ＋ＤＡｍｔに係る閾値量Ａｍｔｔｈに対応するもの）を下回った場合には、金属物質の検出につき、異常があることを示す異常フラグがＯＮになるとともに、タービンバイパス制御が行われていることを示すバイパス制御実行フラグがＯＮになる。すなわち金属物質の検出につき、異常があると判定されるとともに、タービンバイパス制御が行われることがわかる。
【００８７】
以上、この実施例に係る金属物質の堆積抑制制御システムによれば、このようにタービンバイパス制御を行うことで、内燃機関１の出力性能の低下を必要最小限に抑制する形で、過給機３０に金属物質が堆積することを抑制できる。またこのようにタービンバイパス制御を行うことで、内燃機関１の出力性能が低下したことを以って、ユーザに異常が発生していることを体感的に知らせることができる。この点、異常の発生は例えば警告灯でユーザに知らせることも可能であるが、この実施例に係る金属物質の堆積抑制制御システムによれば、警告灯の見落としがあった場合でもユーザに早期の点検修理を促すことができる。
【００８８】
なお、この実施例の金属物質の堆積抑制制御システムは変形例として、特定堆積抑制制御手段５０３Ｂの代わりに、金属物質検出手段５０１が検出した燃料中金属添加物濃度Ｃｍが金属濃度閾値Ｃｍ１よりも大きい場合、または異常検出手段５１３が金属物質検出手段５０１に係る検出につき、異常があることを検出した場合に、バイパス弁３６を例えば全開に制御するように構成された特定堆積抑制制御手段５０３Ｃを備えてもよい。この場合には通常、切替弁７７の状態をフィルタ迂回状態に設定するようにしてもよい。すなわち運転制御手段５０９Ｂの代わりに運転制御手段５０９Ａを備えてもよい。次にこの場合のフローチャートを図１７に示す。なお、本フローチャートはステップＳ４１がステップＳ１１の前に追加されている点以外、図５に示すフローチャートと同一のものとなっている。
【００８９】
図１７に示すように、この場合にはステップＳ４１で金属物質検出手段５０１に係る検出につき、異常があるか否かを判定するとともに、異常がない場合には（ステップＳ４１で否定判定の場合には）、実施例１と同様の制御を行うようにすることができる。一方、ステップＳ４１で、異常があることを検出した場合には（ステップＳ４１で肯定判定の場合には）、燃料中金属添加物濃度Ｃｍに関わらず、タービンバイパス制御を行うようにすることができる。このような金属物質の堆積抑制制御システムによれば、金属物質検出手段５０１に係る検出につき、異常が発生した場合に、過給機３０への金属物質の堆積の抑制をより重視したフェールセーフを実現することもできる。
【実施例７】
【００９０】
この実施例に係る内燃機関システム１００Ｇは、エンジンＥＣＵ５０Ａの代わりにエンジンＥＣＵ５０Ｇを備えている点と、バイパス弁３６が開閉弁の代わりに電子制御で開度を変更可能な流量調節弁で実現されている点以外、内燃機関システム１００Ａと実質的に同一のものとなっている。このためこの実施例では内燃機関システム１００Ｇの構成については図示省略する。一方、エンジンＥＣＵ５０Ｇは図１８に示すように履歴情報作成手段５１４と、異常時堆積抑制制御手段５１５と、使用燃料推定手段５１６とをさらに備えている点以外、エンジンＥＣＵ５０Ｆと実質的に同一のものとなっている。
【００９１】
履歴情報作成手段５１４は、金属物質検出手段５０１が検出した燃料中金属添加物濃度Ｃｍにつき、履歴情報を作成するための構成である。
履歴情報作成手段５１４は具体的には、燃料物質検出手段５０１が燃料中金属添加物濃度Ｃｍを検出する毎に、検出された燃料中金属添加物濃度Ｃｍを記憶部５０ｍにそれぞれ記憶し、燃料中金属添加物濃度Ｃｍの履歴情報を作成するように構成されている。この点、履歴情報作成手段５１４は、燃料物質検出手段５０１が新たに燃料が給油されたときに燃料中金属添加物濃度Ｃｍの検出を行うことから、新たに燃料が給油される度に燃料中金属添加物濃度Ｃｍを記憶するように構成されている。
【００９２】
異常時堆積抑制制御手段５１５は、異常検出手段５１３が金属物質検出手段５０１に係る検出につき、異常を検出した場合に、履歴情報作成手段５１４が作成した履歴情報に基づいて、バイパス弁３６を制御するための構成である。
この点、異常時堆積抑制制御手段５１５は具体的には、まず異常検出手段５１３が金属物質検出手段５０１に係る検出につき、異常を検出した時に、履歴情報作成手段５１４が作成した履歴情報に基づいて、バイパス弁３６を制御するように構成されている。また異常時堆積抑制制御手段５１５は、その後、金属物質検出手段５０１に係る検出につき、異常が発生したままの状態で新たに燃料が給油された時にも、履歴情報作成手段５１４が作成した履歴情報に基づいて、バイパス弁３６を制御するように構成されている。
【００９３】
また履歴情報に基づいてバイパス弁３６を制御するにあたって、異常時堆積抑制制御手段５１５は具体的には、異常検出手段５１３が異常を検出した時には、履歴情報作成手段５１４が作成した履歴情報に含まれる最新の燃料中金属添加物濃度Ｃｍを学習値としてこれに応じて、バイパス弁３６を制御するように構成されている。一方、異常時堆積抑制制御手段５１５は、異常が発生したままの状態で新たに燃料が給油された時には、使用燃料推定手段５１６が推定した燃料中金属添加物濃度Ｃｍに応じて、バイパス弁３６を制御するように構成されている。
【００９４】
使用燃料推定手段５１６は、履歴情報作成手段５１４が作成した履歴情報に基づいて、新たに給油される燃料の燃料添加物濃度Ｃｍを推定するための構成である。なお、この使用燃料推定手段５１６は異常時堆積抑制制御手段５１５の一部として構成されてもよい。使用燃料推定手段５１６は、まず履歴情報作成手段５１４が作成した履歴情報に含まれる燃料中金属添加物濃度Ｃｍのデータ数に基づいて、給油回数を燃料中金属添加物濃度Ｃｍに応じて算出するように構成されている。
この点、使用燃料推定手段５１６は具体的には、履歴情報に含まれる燃料中金属添加物濃度Ｃｍのデータをその大きさに応じて所定範囲の大きさ毎に分類するとともに、ある範囲に含まれる燃料中金属添加物濃度Ｃｍのデータ数によって、その範囲に含まれる燃料中金属添加物濃度Ｃｍを検出した回数（給油回数）を算出するように構成されている。
このようにして算出された給油回数は燃料中金属添加物濃度Ｃｍに応じた分布を構成する。図１９はこのようにして算出された給油回数の分布の一例を模式的に示す図であり、給油回数の分布は、例えば図１９（ａ）から図１９（ｃ）までに示すような分布となる。
【００９５】
そして使用燃料推定手段５１６は、算出した給油回数の分布から、燃料の使用頻度を燃料中金属添加物濃度Ｃｍに応じて判定するように構成されている。
燃料の使用頻度を燃料中金属添加物濃度Ｃｍに応じて判定するにあたって、使用燃料推定手段５１６は、この実施例では具体的には算出した給油回数の分布から、燃料中金属添加物濃度Ｃｍが大きい燃料の使用頻度が高いか否かを判定するとともに、否定判定であれば燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度の燃料の使用頻度が高いか否かを判定するように構成されている。なお、この判定には統計的手法が用いられ、給油回数の分布が例えば図１９（ａ）に示すような分布であった場合には、燃料中金属添加物濃度Ｃｍが大きい燃料の使用頻度が高いと判定され、給油回数の分布が図１９（ｂ）に示すような分布であった場合には、燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度の燃料の使用頻度が高いと判定され、給油回数の分布が図１９（ｃ）に示すような分布であった場合には、燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度よりも小さい燃料の使用頻度が高いと判定される。
【００９６】
この結果、燃料中金属添加物濃度Ｃｍが大きい燃料の使用頻度が高い場合と判定した場合には、使用燃料推定手段５１６は、新たに給油される燃料の燃料中金属添加物濃度Ｃｍが大きいと推定し、燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度である燃料の使用頻度が高いと判定した場合には、新たに給油される燃料の燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度であると推定し、燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度よりも小さい燃料の使用頻度が高いと判定した場合には、新たに供給される燃料の燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度よりも小さいと推定するように構成されている。
【００９７】
異常時堆積抑制制御手段５１５は、金属物質検出手段５０１に係る検出につき、異常が発生したままの状態で新たに燃料が給油された時には、このようにして使用燃料推定手段５１６が推定した燃料中金属添加物濃度Ｃｍに応じて、バイパス弁３６を制御する。具体的には異常時堆積抑制制御手段５１５は、使用燃料推定手段５１６が推定した燃料中金属添加物濃度Ｃｍが大きい場合には、バイパス弁３６を全開に制御し、使用燃料推定手段５１６が推定した燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度である場合には、バイパス弁３６を全開と全閉との間の所定の開度（中間開度）に制御し、使用燃料推定手段５１６が推定した燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度よりも小さい場合には、通常制御を行うように構成されている。
【００９８】
この実施例では、金属物質の堆積抑制制御システムは、過給機３０と、バイパス路３５と、バイパス弁３６と、金属物質検出手段５０１、ノック度合い算出手段５０２、特定堆積抑制制御手段５０３Ｂ、運転制御手段５０９Ｂ、燃料使用量算出手段５１１、蓄積量推定手段５１２、異常検出手段５１３、履歴情報作成手段５１４、異常時特定堆積抑制制御手段５１５および使用燃料推定手段５１６を備えるエンジンＥＣＵ５０Ｇとで実現されている。
【００９９】
次にエンジンＥＣＵ５０Ｇで行われる処理を図２０に示すフローチャートを用いて詳述する。ＣＰＵ５０ｐは金属物質検出手段５０１に係る検出につき、異常があるか否か（検出異常があるか否か）を判定する処理を実行する（ステップＳ５１）。否定判定であれば、ＣＰＵ５０ｐは通常制御を行う（ステップＳ５８）。一方、ステップＳ５１で肯定判定であれば、ＣＰＵ５０ｐは学習値に基づき制御を行う（ステップＳ５２）。本ステップでＣＰＵ５０ｐは具体的には学習値が金属濃度閾値Ｃｍ１よりも大きいか否かを判定するとともに、大きい場合にはタービンバイパス制御を行い、大きくない場合には通常制御を行う。なお、これらの処理は、実施例６で前述した図１５に示すフローチャートのステップＳ１２、Ｓ１３およびＳ１４に相当するものであり、これにより過給機３０に金属物質が堆積することを抑制できるとともに、内燃機関１の出力性能の低下を必要最小限に抑制することができる。
【０１００】
ステップＳ５２に続いて、ＣＰＵ５０ｐは金属物質検出手段５０１に係る検出につき、異常が発生したままの状態で新たな給油があったか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ５３）。異常が発生したままの状態であるか否かは異常フラグがＯＮであるか否かにより判定することができる。否定判定であれば、ステップＳ５１に戻る。一方、ステップＳ５３で肯定判定であれば、ＣＰＵ５０ｐは燃料中金属添加物濃度Ｃｍが大きい燃料の使用頻度が高いか否か（高Ｃｍ燃料が高使用頻度か否か）を判定する処理を実行する（ステップＳ５４）。本ステップでＣＰＵ５０ｐは具体的には使用燃料推定手段５１６が推定した燃料中金属添加物濃度Ｃｍが大きいか否かを判定することで、燃料中金属添加物濃度Ｃｍが大きい燃料の使用頻度が高いか否かを判定する。
【０１０１】
ステップＳ５４で肯定判定であれば、ＣＰＵ５０ｐはバイパス弁３６を全開にするタービンバイパス制御を実行する（ステップＳ５６）。これにより、金属物質検出手段５０１に係る検出につき、異常が発生した場合でも、比較的高い確率で、且つ必要に応じた形といった点で合理的に、過給機３０に金属物質が堆積することを抑制できる。一方、ステップＳ５４で否定判定であれば、ＣＰＵ５０ｐは燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度の燃料の使用頻度が高いか否か（低中Ｃｍ燃料が高使用頻度か否か）を判定する処理を実行する（ステップＳ５５）。本ステップでＣＰＵ５０ｐは具体的には使用燃料推定手段５１６が推定した燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度であるか否かを判定することで、燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度の燃料の使用頻度が高いか否かを判定する。
【０１０２】
ステップＳ５５で肯定判定であれば、ＣＰＵ５０ｐはバイパス弁３６を中間開度にするタービンバイパス制御を実行する（ステップＳ５７）。これにより、金属物質検出手段５０１に係る検出につき、異常が発生した場合でも、比較的高い確率で、且つ必要に応じた形といった点で合理的に、内燃機関１の出力性能の低下を抑制しつつ、過給機３０に金属物質が堆積することを抑制できる。一方、ステップＳ５５で否定判定であれば、燃料中金属物質濃度Ｃｍが小中程度よりも小さい燃料の使用頻度が高いと判定され、このときＣＰＵ５０ｐは通常制御を実行する（ステップＳ５８）。これにより、金属物質検出手段５０１に係る検出につき、異常が発生していた場合でも、比較的高い確率で、且つ必要に応じた形といった点で合理的に、過給機３０に金属物質が堆積することを抑制する代わりに、内燃機関１の出力性能を優先させることができる。
【０１０３】
このようにこの実施例に係る金属物質の堆積抑制制御システムによれば、金属物質検出手段５０１に係る検出につき、異常が発生した場合でも、比較的高い確率で、且つ必要に応じた形といった点で合理的に、過給機３０への金属物質の堆積の抑制と、内燃機関１の出力性能低下の抑制とを両立させたフェールセーフを実現できる。またこの実施例に係る金属物質の堆積抑制制御システムによれば、内燃機関１の出力性能が低下したことを以って、ユーザに異常が発生していることを体感的に知らせることができ、これによりユーザに早期の点検修理を促すことができる。
【０１０４】
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】内燃機関システム１００Ａの全体構成図である。
【図２】エンジンＥＣＵ５０Ａの構成を模式的に示す図である。
【図３】金属除去フィルタ７５の構成を模式的に示す図である。
【図４】点火時期差ＤＳＡと燃料中金属添加物濃度Ｃｍの相関関係を規定したテーブルマップを模式的に示す図である。
【図５】エンジンＥＣＵ５０Ａで行われる処理をフローチャートで示す図である。
【図６】エンジンＥＣＵ５０Ｂの構成を模式的に示す図である。
【図７】タービンバイパス領域マップを模式的に示す図である。
【図８】エンジンＥＣＵ５０Ｂで行われる処理をフローチャートで示す図である。
【図９】燃料中金属添加物濃度Ｃｍが小中程度である場合のタービンバイパス領域マップを模式的に示す図である。
【図１０】エンジンＥＣＵ５０Ｃで行われる処理をフローチャートで示す図である。
【図１１】エンジンＥＣＵ５０Ｄの構成を模式的に示す図である。
【図１２】エンジンＥＣＵ５０Ｄで行われる処理をフローチャートで示す図である。
【図１３】エンジンＥＣＵ５０Ｅで行われる処理をフローチャートで示す図である。
【図１４】エンジンＥＣＵ５０Ｆの構成を模式的に示す図である。
【図１５】エンジンＥＣＵ５０Ｆで行われる処理をフローチャートで示す図である。
【図１６】図１５に示すフローチャートに対応するタイムチャートの一例を示す図である。
【図１７】エンジンＥＣＵ５０Ｆで行われる処理の変形例をフローチャートで示す図である。
【図１８】エンジンＥＣＵ５０Ｇの構成を模式的に示す図である。
【図１９】給油回数の分布の一例を模式的に示す図である。
【図２０】エンジンＥＣＵ５０Ｇで行われる処理をフローチャートで示す図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１  内燃機関
３０  過給機
３５  バイパス路
３６  バイパス弁
４７  ノックセンサ
７５  金属除去フィルタ
【図１】
2009197617.tif 000003
【図２】
2009197617.tif 000004
【図３】
2009197617.tif 000005
【図４】
2009197617.tif 000006
【図５】
2009197617.tif 000007
【図６】
2009197617.tif 000008
【図７】
2009197617.tif 000009
【図８】
2009197617.tif 000010
【図９】
2009197617.tif 000011
【図１０】
2009197617.tif 000012
【図１１】
2009197617.tif 000013
【図１２】
2009197617.tif 000014
【図１３】
2009197617.tif 000015
【図１４】
2009197617.tif 000016
【図１５】
2009197617.tif 000017
【図１６】
2009197617.tif 000018
【図１７】
2009197617.tif 000019
【図１８】
2009197617.tif 000020
【図１９】
2009197617.tif 000021
【図２０】
2009197617.tif 000022