JP2007016662A - Device for adding cleaning agent - Google Patents

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振洲 蘇
Kimitaka Saito
公孝 斎藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for adding a cleaning agent inhibiting deterioration of fuel injection performance due to accumulation of deposits and inhibiting harmful effect of an excessive cleaning agent, in a device mixing a cleaning agent in fuel and supplying the same to a fuel injection valve. <P>SOLUTION: In the device for adding cleaning agent including a combustion chamber and a fuel injection valve 2 injecting and supplying fuel to the combustion chamber in a cylinder, used for an internal combustion engine igniting fuel or combustible mixture of fuel and air, mixing cleaning agent for cleaning deposit accumulated on a injection hole part 21 of the fuel injection valve 2 with fuel, and supplying fuel to which cleaning agent is added to the fuel injection valve 2, a reservoir 71 storing cleaning agent provided separately from a fuel tank 6 storing fuel, and a supply device 70 connecting a cleaning agent supply passage 79 from the reservoir 71 to a fuel supply flow passage 5 from the fuel tank 6 to the fuel injection valve and supplying cleaning agent according to estimated quantity Wd of deposit accumulating on the injection hole part 21. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

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。   The present invention relates to a cleaning agent addition apparatus, which is used in, for example, an internal combustion engine in which fuel is directly injected and supplied into a cylinder, and is preferably applied to a cleaning agent addition apparatus that mixes a cleaning agent with fuel and supplies the fuel to a fuel injection valve. It is a thing.

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)。   Conventionally, as an internal combustion engine, for example, a fuel injection valve is arranged so as to face a combustion chamber in a cylinder, and fuel is directly injected and supplied from the fuel injection valve to the combustion chamber. As this type of fuel injection valve, one having an injection hole portion such as an injection hole for injecting fuel and a valve portion for stopping and supplying fuel injection is known (see Patent Document 1).

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。   The unburned fuel remaining in the nozzle hole or the like may cause a chemical reaction other than combustion, or may cause deposits (carbon-based compounds) due to precipitation of impurities in the fuel. If the deposit adheres to the inside of the nozzle hole part or its peripheral part, the fuel injection amount may decrease or fluctuate. As a result, it becomes difficult to maintain the initial injection characteristics, and the mixing ratio between the injected fuel and air that affects the performance of the internal combustion engine changes. Therefore, it is important to prevent deposit generation and adhesion. In particular, in a so-called direct injection fuel injection device that directly injects fuel into the combustion chamber, the inside or the periphery of the injection hole is exposed by the combustion gas containing flame and unburned fuel, so the influence is remarkable.

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。
特開平10−159688号公報
Patent Document 1 discloses a technique of forming a liquid repellent film including a fluoroalkyl group around the nozzle hole and suppressing deposit adhesion. As a method of forming the liquid repellent film on the surface of the nozzle hole, for example, the liquid repellent film is baked by a sol-gel method so that the surface has liquid repellency.
JP 10-159688 A

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。   However, in the conventional technology such as Patent Document 1, even if the nozzle hole is formed with a liquid repellent film, it is repeatedly exposed to a relatively high-temperature flame or the like, thereby suppressing deposit adhesion due to thermal deterioration. May fade.

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。   In contrast, a cleaning agent for purifying deposits such as polyisobuteneamine compounds (hereinafter referred to as PIBA) is added to the fuel in a mixed manner, and the deposits adhering to the nozzle holes are cleaned when the fuel injection valve is injected. A method of washing off with an additive-added fuel is conceivable. When such a device is applied to the conventional direct injection fuel injection device, the injected fuel may adhere to the piston head or the cylinder wall forming the combustion chamber, which easily causes the generation of the combustion chamber deposit. Therefore, it is necessary to limit the amount of detergent added.

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。   The present invention has been made in consideration of such circumstances, and its purpose is to suppress deterioration of fuel injection performance due to deposit adhesion in a case where a detergent is mixed in fuel and supplied to a fuel injection valve. In addition, an object of the present invention is to provide a detergent addition device that can suppress the adverse effects caused by excessive administration of the detergent.

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。   In order to achieve the above object, the present invention comprises the following technical means.

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。
That is, according to the first to eighth aspects of the present invention, the combustion chamber in the cylinder and the fuel injection valve that injects and supplies fuel to the combustion chamber are ignited by ignition to a combustible mixture or fuel in which air and fuel are mixed. Used in internal combustion engines,
In a cleaning agent addition apparatus that mixes a fuel with a cleaning agent for purifying deposits adhering to the nozzle hole portion of the fuel injection valve, and supplies the fuel with the cleaning agent added thereto to the fuel injection valve.
A cleaning agent supply flow path from the reservoir is connected to a storage tank that is provided separately from the fuel tank that stores the fuel, and a fuel supply flow path that extends from the fuel tank to the fuel injection valve. And a supply device for supplying a cleaning agent in accordance with an estimated amount of deposit adhering to the substrate.

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。   According to this, a reservoir for storing the cleaning agent is provided separately from the fuel tank for storing the fuel, and the supply device supplies the cleaning agent from the reservoir to the fuel supply flow path from the fuel tank to the fuel injection valve. Since the flow path is connected and the cleaning agent is supplied according to the estimated amount of deposit adhering to the nozzle hole portion, the deterioration of the fuel injection performance due to deposit adhesion is suppressed, and the adverse effect due to excessive administration of the cleaning agent is suppressed. be able to.

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。
In the invention according to claim 2, the fuel supplied to the fuel supply channel is a fuel that sucks up the fuel stored in the fuel tank between the fuel tank and the fuel injection valve and discharges the fuel toward the fuel injection valve. A pump is provided,
The supply device has a solenoid valve for connecting the detergent supply flow path from the reservoir to the fuel suction portion side of the fuel pump and blocking and circulating the flow of the detergent from the reservoir to the fuel pump. Features.

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。   As a result, the supply device connects the cleaning agent supply flow path from the reservoir to the fuel suction portion side of the fuel pump provided on the fuel supply flow path side, and allows the flow of the cleaning agent from the storage to the fuel pump. Since the electromagnetic valve that shuts off and flows is provided, the amount of the detergent added can be controlled by controlling the opening and closing of the electromagnetic valve.

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。
In the invention according to claim 3, the fuel supplied to the fuel supply flow path is a fuel that sucks up the fuel stored in the fuel tank between the fuel tank and the fuel injection valve and discharges the fuel toward the fuel injection valve. A pump is provided,
The supply device has a pressure feed pump that connects the detergent supply flow path from the reservoir to the fuel discharge part side of the fuel pump and pumps the detergent guided from the reservoir toward the fuel discharge part side of the fuel pump. It is characterized by.

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。   As a result, the supply device connects the cleaning agent supply flow path from the reservoir to the fuel discharge section side of the fuel pump provided on the fuel supply flow path side, and supplies the cleaning agent guided from the storage to the fuel of the fuel pump. Since there is a pumping pump that pumps toward the discharge part side, the amount and timing of addition of the detergent can be controlled by driving and controlling the pumping pump.

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。   According to a fourth aspect of the present invention, the supply device includes a control unit that controls the detergent addition timing and the addition amount based on the estimated deposit amount, and the control unit determines the estimated deposit amount as an operating state of the internal combustion engine. It is characterized by determining based on.

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。   As a result, the detergent mixed and added to the fuel can be stored in a reservoir dedicated to the detergent separately from the fuel tank, and the amount of the detergent supplied to the fuel injection valve can be reduced by the internal combustion engine. It can be made variable according to the driving state.

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。   According to a fifth aspect of the present invention, the control means includes a dividing means for dividing the operation state of the internal combustion engine into an operation region according to a deposit generation amount index value, and a deposit generation amount index in the divided operation region. Weight coefficient setting means for setting a weight coefficient corresponding to the value and storage means for storing the history of the operation region detected in the operation state of the internal combustion engine are provided.

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。   Thus, the estimated deposit amount is obtained by accumulating the operation history by setting the weight coefficient of deposit adhesion for each operation region divided into a map of the deposit generation amount, for example, according to the operation state. Therefore, even if the amount of deposit is such that the deposit adhesion does not affect the fuel injection performance, it can be detected in advance.

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。   In the invention according to claim 6, the control means detects the actual internal combustion engine state index value detected in the operating state of the internal combustion engine affected by deposit adhesion, and the target internal combustion engine state in the operating state of the internal combustion engine. A deposit estimation amount is determined based on the index value.

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。   As a result, the internal combustion engine state index value is set to, for example, an air-fuel ratio that is a mixture ratio of injected fuel and air, and the target air-fuel ratio that is calculated from the actual air-fuel ratio that is affected by deposit adhesion and the operating state of the internal combustion engine. The estimated deposit amount can be determined by comparing with the estimated deposit amount based on the fuel ratio.

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。   Further, in the invention according to claim 7, the control means is based on the detected index value of the operating state of the internal combustion engine and the permission index value that is compared with this index value so that the detergent does not deposit in the combustion chamber. And a cleaning agent addition timing determining means for determining the cleaning agent addition timing.

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。   As a result, the index value of the operating state of the internal combustion engine is detected, for example, the inner wall temperature of the combustion chamber, and is cleaned based on the detected inner wall temperature of the combustion chamber and the permitted inner wall temperature at which the cleaning agent does not deposit in the combustion chamber. Since the agent addition timing is determined, the cleaner can be added when the cleaner is in an operating state of the internal combustion engine that is not deposited in the combustion chamber. Therefore, deterioration of fuel injection performance due to deposit adhesion can be suppressed, and adverse effects due to the administration of the detergent can be prevented.

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。   In the invention according to claim 8, the control means includes an operating condition changing means for changing the operating condition of the internal combustion engine so that the index value of the operating state of the internal combustion engine satisfies the permission index value. It is characterized by.

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。   Thereby, the addition amount of the detergent according to the detected deposit estimated amount can be promptly supplied to the fuel injection valve at an appropriate amount in a timely manner. Therefore, deterioration of the fuel injection performance due to deposit adhesion can be prevented.

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。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments in which the detergent adding device of the present invention is applied to a detergent adding device for an internal combustion engine will be described below with reference to the drawings.

(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。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of the detergent addition device of the present embodiment.

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。   As shown in FIG. 1, a cleaning agent addition device (hereinafter referred to as a cleaning agent addition device) for an internal combustion engine includes an internal combustion engine (not shown), a fuel injection device 1, a cleaning agent supply device 70, and control means. It includes a control device (hereinafter referred to as ECU).

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。   The fuel injection device 1 is used in an internal combustion engine, particularly a gasoline engine, and injects fuel into each cylinder of, for example, a multi-cylinder (for example, four cylinders) gasoline engine (hereinafter referred to as an engine). The engine is a well-known internal combustion engine provided with a combustion chamber (not shown) in each cylinder. The volume of the combustion chamber increases and decreases as the piston (not shown) reciprocates. The combustion chamber in the cylinder is connected to an intake pipe (not shown) via an intake valve (not shown), and intake air is guided. The combustion chamber is connected to an exhaust pipe (not shown) via an exhaust valve (not shown), and exhausts the exhaust. Further, an ignition device (not shown) is provided to ignite the fuel directly injected into the combustion chamber by the fuel injection valve 2 or a combustible mixture in which air and fuel are mixed. In FIG. 1, only the fuel injection valve 2 corresponding to one of the four cylinders is shown in the drawing, and the other fuel injection valves are not shown.

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。   The fuel injection device 1 includes a fuel injection valve 2 that injects fuel, a fuel distribution pipe 8 that distributes fuel to the fuel injection valve 2, a fuel pump 7 that pumps fuel toward the fuel distribution pipe 8, a fuel And a fuel tank 6 for storing the fuel sucked up by the pump 7.

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。   The fuel injection valve 2 is mounted on the engine 100 facing the combustion chamber in the cylinder. The mounting position of the fuel injection valve 2 in the cylinder may be obliquely mounted toward the combustion chamber, or may be centrally mounted substantially at the upper center facing the combustion chamber.

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。   The fuel injection valve 2 is supplied with fuel pressurized by the fuel pump 7 via a fuel distribution pipe 8. As shown in FIG. 1, the fuel supply pipe 5 constitutes a fuel supply flow path from the fuel tank 6 to the fuel injection valve 2, and the fuel tank 6, the fuel pump 7, and the fuel flow downstream of the fuel flow. The distribution pipe 8 and the fuel injection valve 2 are arranged in this order.

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。   The fuel injection valve 2 has a substantially cylindrical shape as shown in FIG. 1, receives fuel from one end, and injects fuel from the other end. As shown in FIG. 1, the fuel injection valve 2 includes a valve portion 2b for blocking and allowing fuel injection and an electromagnetic drive portion 2S for driving the valve portion 2b. It is.

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。   The valve portion 2b is a well-known valve portion having a nozzle needle (not shown) and a valve body (not shown) that accommodates the nozzle needle in an axially movable manner. The valve part 2b has the injection hole 21 which injects a fuel and atomizes. Specifically, a nozzle hole 21 penetrating inward and outward is provided in the valve body. The nozzle holes 21 are not limited to those formed in the valve body, but may be arranged on the tip side of the valve body and formed in a substantially thin plate-like nozzle hole plate. Here, the valve needle 2b opens and closes when the nozzle needle is separated and seated on the valve body. When the valve portion 2b is opened and closed, the valve portion 2b, that is, the fuel injection valve 2, blocks and allows the flow of fuel (fuel injection) supplied to the inside. Further, the valve portion 2b and the injection hole 21 constitute a tip portion for injecting fuel of the fuel injection valve 2. Here, the injection hole 21 constitutes the injection hole part described in the claims.

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。   The size of the nozzle hole 21, the direction of the nozzle hole axis, the nozzle hole arrangement, and the like are determined according to the required fuel spray shape, direction, number, and the like. The opening area of the nozzle hole defines the flow rate when the valve is opened. The fuel injection amount of the fuel injection valve 2 is measured by the opening area of the opened nozzle hole, the lift amount of the nozzle needle (hereinafter referred to as the needle lift amount), and the valve opening period. When the nozzle needle is seated on the valve body and the valve portion 2b is closed, fuel injection from the injection hole 21 is blocked. On the other hand, when the nozzle needle is separated from the valve body and the valve portion 2b is opened, fuel injection from the injection hole 21 is allowed and fuel is injected. The nozzle hole 21 constitutes a fuel spray forming means for atomizing the fuel and forming a spray.

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。   As shown in FIG. 1, the electromagnetic drive unit 2S includes a movable core (not shown) that cooperates with the nozzle needle, a fixed core (not shown) that movably accommodates the movable core, and a movable core and a fixed core. This is an electromagnetic drive unit having a well-known structure having a coil (not shown) that acts on the core to act on electromagnetic force. The electromagnetic drive unit 2S includes a lift adjustment mechanism for regulating the maximum movement amount of the needle lift, such as adjusting an axial gap (hereinafter referred to as an air gap) between the movable core and the fixed core. Yes. The nozzle needle is biased in the valve closing direction by a biasing member such as a spring that biases the movable core toward the nozzle hole 21, and the nozzle needle, that is, the fuel injection valve 2 is biased when the coil is not energized. The valve is closed by the biasing force of the member. The fuel injection valve 2 is provided with an urging force adjusting mechanism (not shown) that adjusts the urging force of the urging member. When the coil is energized, an electromagnetic force is generated in the coil, and the movable core and the fixed core are movable. Since an electromagnetic attractive force acts between the core and the core, the movable core is attracted to the side where the needle lift amount increases against the biasing force of the biasing member, and the nozzle needle, that is, the fuel injection valve 2 opens. .

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。   The cleaning agent supply device 70 includes a reservoir 71 that stores the cleaning agent and an electromagnetic valve 72. As shown in FIG. 1, the detergent supply pipe 79 constitutes a detergent supply flow path connected to the fuel supply pipe 5 side from the reservoir 71, and the reservoir 71, The solenoid valves 72 are arranged in this order. Specifically, in the cleaning agent supply pipe 79, the outlet portion on the downstream side of the cleaning agent flow is connected to the fuel suction portion side of the fuel pump 7. On the other hand, the upstream side of the flow of the detergent is connected to the outside of the fuel tank 6, and a cap 79a as a lid is attached. By opening and closing the cap 79a, the cleaning agent can be replenished.

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。   The reservoir 71 is a container capable of storing a predetermined amount (for example, 200 cc in this embodiment) of the cleaning agent.

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。   The electromagnetic valve 72 has a well-known structure that blocks and distributes the flow of the detergent from the reservoir 71 to the fuel pump 7.

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。   The cleaning agent is a deposit adhesion preventing material that purifies deposits adhering to the injection hole 21 of the fuel injection valve. In this embodiment, a polyisobuteneamine compound (hereinafter referred to as PIBA) is used as a cleaning agent, and is stored in the reservoir 71 in a liquid state. The cleaning agent to be used is not limited to PIBA, and any deposit adhesion prevention agent can be used as long as it can purify deposits adhering to the nozzle hole 21 such as a polyetheramine compound (hereinafter referred to as PEA) or a hydroxylamine compound. It may be a material.

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。   The ECU 90 is configured as a microcomputer having a known configuration in which a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a microprocessor (CPU), an input port, and an output port are connected to each other via a bidirectional bus. Yes. The ECU 90 controls the energization period of the fuel injection valve 2 by starting and stopping energization of the coil of the fuel injection valve 2 using a power source such as a battery. Various engine programs (not shown) are read by reading signals from various sensors 81, 82, 83, and 84 (not shown) that detect the engine operating state such as the engine speed, intake pipe pressure (or intake air amount), and cooling water temperature. The operation of the electromagnetic drive unit 2S of the fuel injection valve 2 is controlled according to The ECU 90 controls the drive of the fuel pump 7.

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。   Specifically, a reference position sensor (not shown) that outputs a pulse signal every 720 ° CA according to the rotational state of the crankshaft, and a pulse signal every finer crank angle (for example, every 30 ° CA). Is provided with a rotational speed detection means 81 comprising a rotational angle sensor (not shown) for outputting A cylinder (water jacket) or the like is provided with a water temperature sensor (not shown) for detecting the cooling water temperature.

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。   The piston is provided with a combustion chamber wall temperature sensor 84 for detecting the temperature of the inner wall of the combustion chamber. The combustion chamber wall temperature sensor 82 is not limited to the one provided on the piston as long as it detects the temperature of the inner wall of the combustion chamber, and may be provided on the cylinder inner wall. An air flow meter 83 for detecting the intake air flow rate is disposed in the intake pipe. The exhaust pipe is provided with an air-fuel ratio sensor 84 that outputs an air-fuel ratio signal in proportion to the oxygen concentration in the exhaust gas. Further, an accelerator pedal sensor (not shown) for detecting a driver's request and the like, a throttle opening sensor, and the like are provided.

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。   The operating state of the engine 100 is determined based on signals from various sensors 81, 82, 83, and 84 that detect the engine speed Ne, the combustion chamber wall temperature Tc, the intake air amount F, the air-fuel ratio A / F, and the like. Is determined.

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。   In the present embodiment, the ECU 90 changes the detergent addition timing and the addition amount of the detergent supply device 70 according to the operating state of the engine. Specifically, the cleaning agent for the fuel injection valve 2 of the cleaning agent supply device 70 is controlled by controlling the opening and closing of the electromagnetic valve 72 according to an index value of the operating state of the engine (for example, the combustion chamber wall temperature Tc in this embodiment). Start supplying. Thereby, the supply amount of the detergent can be made variable in accordance with the operating state of the engine. Therefore, adverse effects due to excessive administration of the detergent can be prevented.

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。   Further, as an appropriate amount calculation method for adding the detergent to the fuel, in this embodiment, the estimated deposit amount is determined by a method of detecting the deposit adhesion state in advance or after the detection based on the operating state of the engine. Then, an appropriate amount to be added is determined from the supply amount to the fuel injection valve necessary for purifying the estimated deposit amount.

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。   Here, the ECU 90 shows the function executed by the above program as main means, a fuel injection control means for controlling the injection operation of the fuel injection valve 2, and an ignition control means for controlling the ignition operation of the ignition device. The cleaning agent supply device 70 includes a cleaning agent supply control means for controlling a cleaning agent addition timing and an addition amount.

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。   Next, the function and effect of this embodiment will be described. In this embodiment, a reservoir 71 for storing a cleaning agent is provided separately from the fuel tank 6 for storing fuel, and the fuel tank is provided by the cleaning agent supply device 70. 7 is connected to the fuel supply flow path 5 extending from the fuel injector 7 to the fuel injection valve 2, and the cleaning agent is supplied according to the estimated amount of deposit adhering to the nozzle hole 21. In addition to suppressing deterioration of fuel injection performance due to deposit adhesion, it is possible to suppress adverse effects due to excessive administration of the detergent.

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。   Further, in the present embodiment, the detergent supply device 70 connects the detergent supply flow path 79 from the reservoir 71 to the fuel suction portion side of the fuel pump 7 provided on the fuel supply flow path 5 side, Since the electromagnetic valve 72 that blocks and distributes the flow of the cleaning agent from the reservoir 71 to the fuel pump 7 is provided, the supply pump is provided on the side of the cleaning agent supply flow path 79 by controlling the opening and closing of the electromagnetic valve. The amount of detergent added can be controlled without any problems.

(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。
(Second Embodiment)
Hereinafter, other embodiments to which the present invention is applied will be described. In the following embodiments, the same or equivalent components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

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。   In the second embodiment, the cleaning agent supply flow path described in the first embodiment is replaced with a cleaning agent supply flow path 79 connected to the fuel suction portion side of the fuel pump 7, as shown in FIG. The cleaning agent supply flow path 179 is connected to the fuel discharge part side of the fuel pump 7. FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of the detergent addition device of the present embodiment.

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。   As shown in FIG. 2, the detergent supply device 170 includes a reservoir 171 and a pressure pump 73. The pumping pump 73 is a pump having a known structure that guides the detergent from the reservoir 171 and pumps it to the discharge part side of the fuel pump 7. The pressure feed pump 73 is driven and controlled by the ECU 90. In the cleaning agent supply pipe 79, the outlet portion on the downstream side of the cleaning agent flow is connected to the fuel suction portion side of the fuel pump 7. On the other hand, the inlet of the upstream side of the flow of the detergent is connected to the reservoir 171, and the reservoir 171 and the pressure pump 73 are disposed outside the fuel tank 106. The reservoir 171 is configured to be fitted with a cap 171a as a lid, and the cleaning agent can be replenished by opening and closing the cap 79a. It should be noted that the storage 171 is installed in the engine room.

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。   Even in such a configuration, the cleaning agent supply device 171 connects the cleaning agent supply channel 179 from the reservoir 171 to the fuel discharge unit side of the fuel pump 7 provided on the fuel supply channel 5 side. , Because it has a pressure feed pump 73 that pumps the detergent guided from the reservoir 171 toward the fuel discharge part side of the fuel pump 7, the amount of addition and addition of the detergent are controlled by controlling the drive of the pressure feed pump 73. Timing can be controlled.

(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。
(Third embodiment)
In the third embodiment, as shown in FIGS. 3 and 7, the deposit adhesion state is preliminarily determined based on the operating state of the engine as a method for calculating an appropriate amount for adding the detergent to the fuel described in the first embodiment. The deposit estimation amount is determined by the detection method. FIG. 3 is a flowchart showing the control processing according to the present embodiment, and is a flowchart showing the control processing for changing the supply amount of the detergent according to the operating state. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the operating state represented by the load and the rotational speed of the internal combustion engine and the generation rate of deposits attached to the injection hole portion of the fuel injection valve. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the operating state represented by the load factor and the rotational speed of the internal combustion engine and the inner wall temperature of the combustion chamber. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the deviation rate between the target air-fuel ratio and the actual air-fuel ratio and the amount of deposit attached to the injection hole of the fuel injection valve. FIG. 7 is a flowchart for explaining the control process in FIG. 3, and is a flowchart showing the control process for obtaining the estimated amount of deposit.

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。   As shown in FIG. 3, in S310 (S is a step), various sensors 81, 82, 83, 84 for detecting the engine speed Ne, the combustion chamber wall temperature Tc, the intake air amount F, the air-fuel ratio A / F, etc. The engine operating state is read based on the signal.

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。   In S320, an estimated deposit amount (hereinafter referred to as deposit amount) Wd is calculated based on the read operating state of the engine. Specifically, the operating state of the engine is divided into operating regions A1, A2, and A33 in the deposit generation amount map shown in FIG. 4, and the operation history is accumulated by setting the weight coefficient for deposit adhesion in the operating region. Ask for it. A method for detecting the deposit amount Wd in advance will be described later.

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。   In S330, it is determined whether or not the determined deposit amount Wd exceeds a predetermined value Wdo (Wd> Wdo). If the deposit amount Wd exceeds the predetermined value Wdo, the process proceeds to S340. On the contrary, if the deposit amount Wd is equal to or less than the predetermined value Wdo, it is determined that the deposit attached to the injection hole 21 is not so large as to affect the injection performance of the fuel injection valve 2, and the process returns to S310, where the deposit amount Wd Is repeated until a predetermined value Wdo is exceeded.

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。   In S340, if it is determined in S330 that the deposit amount Wd exceeds the predetermined value Wdo, an index value of the engine operating state for determining the addition timing of the detergent is estimated. In this embodiment, the temperature Tc of the combustion chamber wall is employed as an index value for the operating state of the engine.

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。   In general, when the cleaning agent is supplied to the fuel injection valve 2 and directly supplied to the combustion chamber, if the cleaning agent adheres to the piston surface constituting the inner wall of the combustion chamber, the cleaning agent may cause a combustion chamber deposit. There is. Further, it has been found that the detergent disappears without depositing when the temperature reaches a predetermined temperature To (250 ° C.) or higher. For this reason, it is preferable to determine the addition timing of the cleaning agent by comparing the temperature Tc of the cleaning agent, particularly the temperature Tc of the combustion chamber wall that may cause a combustion chamber deposit, with the predetermined temperature To.

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。   Therefore, in S350, it is determined whether or not the combustion chamber wall temperature Tc exceeds a predetermined temperature To (Tc> To). If the combustion chamber wall temperature Tc exceeds the predetermined temperature To, the process proceeds to S360, and the addition of the detergent is started. Conversely, if the combustion chamber wall temperature Tc is the predetermined temperature To, the process returns to S310 and is repeated until the combustion chamber wall temperature Tc exceeds the predetermined temperature To until the engine is in an operating state. The combustion chamber wall temperature Tc is obtained by a method of estimation based on the operating state of the engine and a map as shown in FIG. Note that the method is not limited to the method of estimating the combustion chamber wall temperature Tc based on the map, but may be a method of detecting the combustion chamber wall temperature Tc by the combustion chamber wall temperature sensor 82.

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。   When the addition of the cleaning agent is started in S360, in S370, the deposit amount Wd adhered to the injection hole 21 purified by injecting the fuel with the addition of the cleaning agent from the injection hole 21 of the fuel injection valve 2 is a predetermined value. It is determined whether or not it is less than Wdo (Wd <Wdo). Specifically, a difference in state occurs between the actual air-fuel ratio A / Fob that is affected by deposit adhesion and the target air-fuel ratio A / Fa that is calculated from the operating state of the engine. The rate K {K = (A / Fa) / (A / Fob)} is calculated, and the deposit amount Wd is estimated based on the air-fuel ratio deviation rate K and the map shown in FIG. The details of the method for estimating the deposit amount Wd from the air-fuel ratio deviation rate K will be described later in the post-detection method in the fourth embodiment.

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。   If the deposit amount Wd purified and reduced by the addition of the detergent becomes less than the predetermined value Wdo, the process proceeds to S380, and the addition of the detergent is stopped. Conversely, if the deposit amount Wd is equal to or greater than the predetermined value Wdo, the addition of the detergent is continued.

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。   Here, a method for detecting in advance the deposit amount Wd related to the control processing in S320 will be described with reference to FIG. In S321, it is determined which operating region Ax the engine operating state that has been read is shown in the map of FIG. In FIG. 4, a plurality (four in this embodiment) of operation areas Ax are divided into operation areas A1, operation areas A2, operation areas A3, and areas that are not any of A1 to A3. Within each operation region, deposit generation speeds are different, and each operation region A1 to A3 has generation speeds W1, W2, and W3 (W1> W2> W3), respectively.

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。   If the operation area Ax is A1, the process proceeds to S322, and the generated speed W1 and the operation time of the history are integrated. If the operation area Ax is A2, the process proceeds to S323, where the generated speed W2 and the operation time of the history are integrated. If the operation area Ax is A3, the process proceeds to S324, and the generated speed W3 and the operation time of the history are integrated. If the operation area Ax is an area that is not any of A1 to A3, the process proceeds to S324 and is not integrated as, for example, zero.

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。   In S326, the deposit amount Wd is estimated by integrating all the deposit amounts Wd1 to Wd4 for each operation region accumulated in the control processing of S322 to S325.

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。   Here, if the function executed by the program is indicated by main means, the ECU 90 divides the engine operating state into operating regions A1, A2, and A3 according to the generation speed W as a deposit generation amount index value. Classification means for performing, weighting coefficient setting means for setting weighting coefficients W1, W2, and W3 corresponding to the generated speed W to the classified operation areas A1, A2, and A3, and an operation area A1 that is detected in the engine operating state, Storage means for storing the history of A2 and A3.

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。   By configuring in this way, the deposit amount Wd is a weight coefficient W1 of deposit adhesion for each of the operation areas A1, A2, and A3 divided into a map (see FIG. 4) of the deposit generation speed W according to the operation state. It is obtained by integrating operation histories based on the settings of W2 and W3. Therefore, even if the deposit amount Wd is such that the deposit adhesion does not affect the fuel injection performance, it can be detected in advance.

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。   In addition, when the ECU 90 indicates the function executed by the above-described program as a main means, the cleaning chamber inner wall temperature Tc as an index value of the detected operating state of the internal combustion engine is compared with the cleaning agent in the combustion chamber. And a cleaning agent addition timing determining means for determining a cleaning agent addition timing based on a predetermined temperature To which is not a deposit.

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。   With this configuration, the cleaning agent can be added when the cleaning agent is in an operating state of the engine that does not deposit in the combustion chamber. Therefore, deterioration of fuel injection performance due to deposit adhesion can be suppressed, and adverse effects due to the administration of the detergent can be prevented.

(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。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment, instead of the control process S320 described in the third embodiment, a post-detection method for estimating the deposit amount Wd is used as shown in FIG. FIG. 8 is a flowchart showing a control process for obtaining an estimated amount of deposit according to the present embodiment.

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。   As shown in FIG. 8, in S402, the deposit amount Wd is calculated from the deviation rate K of the air-fuel ratio A / F by the following method.

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。
In the relationship between the deviation ratio K of the air-fuel ratio A / F and the deposit amount Wd in FIG.
K = (A / Fa) / (A / Fob) is obtained from the actual measurement value A / Fob detected by the air-fuel ratio sensor 84 and the target air-fuel ratio A / Fa calculated from the operating state of the engine.

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。   Even with this configuration, the same effect as that of the third embodiment can be obtained.

(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。
(Fifth embodiment)
In the fourth embodiment, when the cleaning agent described in the third embodiment is in an operating state of the engine that does not become a deposit in the combustion chamber, the cleaning agent is not added, as shown in FIG. The operation state is changed to an operation condition in which the detergent does not deposit in the combustion chamber. FIG. 9 is a flowchart showing control processing according to the present embodiment.

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。   As shown in FIG. 9, when it is determined in the control process of S350 that the combustion chamber inner wall temperature Tc is equal to or lower than the predetermined temperature To, the process proceeds to S590.

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。   In S590, the ignition timing CAi is changed based on the map shown in FIG. 10, and the operation condition is changed to an operating condition in which the combustion chamber wall temperature Tc exceeds the predetermined temperature To.

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。   Here, the ECU 90 includes an operating condition changing means for changing the operating condition of the engine so that the combustion chamber wall temperature Tc satisfies a predetermined temperature To as the permission index value.

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。   By comprising in this way, the addition amount of the detergent according to the estimated deposit amount Wd can be promptly supplied to the fuel injection valve 2 at an appropriate amount in a timely manner. Therefore, deterioration of the fuel injection performance due to deposit adhesion can be prevented.

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。   The map is not limited to the map related to the engine speed Ne (see FIG. 10), but may be related to the engine load factor.

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。It is a block diagram which shows the structure of the detergent addition apparatus of the 1st Embodiment of this invention. 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。It is a block diagram which shows the structure of the detergent addition apparatus of 2nd Embodiment. 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。It is a figure which shows the control processing concerning 3rd Embodiment, Comprising: It is a flowchart which shows the control processing which makes the supply amount of a detergent variable according to an operating state. 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。It is a graph which shows the relationship between the driving | running state represented by the load and rotation speed of an internal combustion engine, and the generation speed of the deposit adhering to the nozzle hole part of a fuel injection valve. 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。It is a graph which shows the relationship between the driving | running state represented by the load factor and rotation speed of an internal combustion engine, and the inner wall temperature of a combustion chamber. 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。It is a graph which shows the relationship between the deviation rate of a target air fuel ratio and an actual air fuel ratio, and the deposit amount adhering to the nozzle hole part of a fuel injection valve. 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。FIG. 4 is a diagram illustrating a control process in FIG. 3, and is a flowchart showing a control process for obtaining an estimated amount of deposit. 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。It is a flowchart which shows the control processing which calculates | requires the estimated amount of the deposit concerning 4th Embodiment. 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。It is a flowchart which shows the control processing concerning 5th Embodiment. 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。It is a graph which shows the relationship between the inner wall temperature of a combustion chamber, the rotation speed of an internal combustion engine, and ignition timing. 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。It is a graph which shows the relationship between the inner wall temperature of a combustion chamber, the load factor of an internal combustion engine, and ignition timing.

符号の説明Explanation of symbols

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)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel injection apparatus 2 Fuel injection valve 2b Valve part 2S Electromagnetic drive part 21 Injection hole (injection part)
5 Fuel supply piping (fuel supply flow path)
6 Fuel tank 7 Fuel pump 8 Fuel distribution pipe 70 Cleaning agent supply device 71 Storage unit 72 Solenoid valve 79 Cleaning agent supply pipe (cleaning agent supply flow path)
79a Cap 81 Rotational speed sensor (Rotational speed detection means)
82 Combustion indoor wall temperature sensor (combustion indoor wall temperature detection means)
83 Air flow meter (intake air flow rate detection means)
84 Air-fuel ratio sensor (air-fuel ratio detection means)
90 ECU (control means)

Claims (8)

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。
A combustion chamber in a cylinder, and a fuel injection valve that injects and supplies fuel to the combustion chamber, and is used for a combustible mixture in which air and fuel are mixed or an internal combustion engine that is ignited by ignition;
In the cleaning agent addition apparatus, the cleaning agent for purifying deposits adhering to the nozzle hole portion of the fuel injection valve is mixed with the fuel, and the fuel added with the cleaning agent is supplied to the fuel injection valve.
A reservoir that is provided separately from a fuel tank that stores fuel, and stores the cleaning agent;
A cleaning agent supply channel from the reservoir is connected to a fuel supply channel from the fuel tank to the fuel injection valve, and the cleaning agent is supplied in accordance with an estimated amount of deposit adhering to the nozzle hole. And a supply device for performing the cleaning agent addition device.
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。
The fuel supply passage is provided with a fuel pump that sucks up fuel stored in the fuel tank and discharges the fuel toward the fuel injection valve between the fuel tank and the fuel injection valve. ,
The supply device includes an electromagnetic valve that connects the cleaning agent supply flow path from the reservoir to a fuel suction portion side of the fuel pump, and shuts off and distributes the flow of the cleaning agent from the storage to the fuel pump. The cleaning agent addition apparatus according to claim 1, wherein the cleaning agent addition apparatus is provided.
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。
The fuel supply passage is provided with a fuel pump that sucks up fuel stored in the fuel tank and discharges the fuel toward the fuel injection valve between the fuel tank and the fuel injection valve. ,
The supply device connects the cleaning agent supply flow path from the reservoir to the fuel discharge portion side of the fuel pump, and pumps the cleaning agent guided from the reservoir toward the fuel discharge portion side of the fuel pump. The cleaning agent addition apparatus according to claim 1, further comprising: a pressure feed pump configured to perform the cleaning operation.
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。
The supply device includes a control means for controlling the addition timing and the addition amount of the detergent based on the estimated deposit amount,
The detergent addition apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the control means determines the estimated deposit amount based on an operating state of the internal combustion engine.
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。
The control means includes
Classifying means for classifying the operating state of the internal combustion engine into operating regions according to a deposit generation amount index value;
Weighting factor setting means for setting a weighting factor corresponding to the deposit generation amount index value in the divided operation region;
The cleaning agent addition apparatus according to claim 4, further comprising storage means for storing a history of the operation region detected in an operation state of the internal combustion engine.
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。   The control means estimates the deposit based on an actual internal combustion engine state index value detected in an operating state of the internal combustion engine affected by deposit adhesion and a target internal combustion engine state index value in the operating state of the internal combustion engine. The detergent addition device according to claim 4, wherein the amount is determined. 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。   The control means determines the cleaning agent addition timing based on the detected index value of the operating state of the internal combustion engine and the permission index value which is compared with the index value and the cleaning agent does not deposit in the combustion chamber. The cleaning agent addition apparatus according to any one of claims 4 to 6, further comprising a cleaning agent addition timing determination unit. 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。
The control means, so that the index value of the operating state of the internal combustion engine satisfies the permission index value,
The cleaning agent addition apparatus according to claim 7, further comprising an operation condition changing unit that changes an operation condition of the internal combustion engine.
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