JP2007253658A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の駆動力変化を抑制しつつデポジット除去運転を速やかに実行可能な内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関１と、内燃機関１の出力を用いて発電する発電機及び内燃機関１の出力をアシストする電動機として機能可能なモータジェネレータ２０と、を動力源として備えた車両の内燃機関１に適用される制御装置において、ＥＣＵ７０は、所定のデポジット除去条件が成立した場合、内燃機関１の機関出力を上昇させるとともに、内燃機関１の機関出力の上昇に伴って見込まれる車両の駆動力の増加が相殺されるようにモータジェネレータ２０の動作を制御するデポジット除去運転を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

吸気弁付近に付着したデポジットを除去すべく可変動弁機構を制御して吸気の流速を高めるデポジット除去運転を実行する内燃機関の制御装置において、このデポジット除去運転の時期を内燃機関の運転履歴に応じて決定したり、内燃機関のアイドリング時又は車両の減速時にデポジット除去運転を実行する内燃機関の制御装置が知られている（特許文献１参照）。また、燃料噴射弁の金属摺動部の腐食及び摩耗を抑制したり、燃料噴射弁へのデポジットの堆積を回避すべく燃料に添加剤を添加する内燃機関が知られている（特許文献２、３参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献４が存在する。

特開２００５−１６４９１号公報 特開平９−３１０６４７号公報 特開２００４−２５１２８１号公報 特開平１０−７７４８６号公報

デポジット除去運転を実行する場合は内燃機関の運転状態が変化するため、デポジット除去運転時は機関出力が変化して車両の駆動力が変化する。そのため、特許文献１の制御装置では、デポジット除去運転を実行したことによる機関出力の変化が車両の駆動力に及ぶす影響を抑制するため、デポジット除去運転を実行する時期を制限している。

そこで、本発明は、車両の駆動力変化を抑制しつつデポジット除去運転を速やかに実行可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関と、前記内燃機関の出力を用いて発電する発電機及び前記内燃機関の出力をアシストする電動機として機能可能なモータジェネレータと、を動力源として備えた車両の前記内燃機関に適用される制御装置において、所定のデポジット除去条件が成立した場合、前記内燃機関の機関出力を上昇させるとともに、前記内燃機関の機関出力の上昇に伴って見込まれる前記車両の駆動力の増加が相殺されるように前記モータジェネレータの動作を制御するデポジット除去運転を実行する動作制御手段を備えていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。

本発明の制御装置では、所定のデポジット除去条件が成立した場合、内燃機関の機関出力を上昇させるとともにこの機関出力の上昇に伴って見込まれる車両の駆動力の増加が相殺されるようにモータジェネレータの動作を制御するので、車両の駆動力の変化を抑制しつつ内燃機関の機関出力を上昇させることができる。この場合、内燃機関の燃焼ガスの温度が上昇するので、この燃焼ガスによって気筒内に付着したデポジットを酸化除去することができる。また、内燃機関の機関出力を上昇させると吸入空気量が増加するので、吸気の流速を高めて吸気弁付近に付着したデポジットを除去できる。このように、本発明の制御装置では、車両の駆動力の変化を抑制しつつデポジット除去運転を速やかに実行できる。

本発明において、「相殺」の概念は、内燃機関の機関出力の上昇によって見込まれる車両の駆動力の増加を完全に打ち消す場合に限らず、車両の駆動力の増加を部分的に又は不完全に打ち消すなど、機関出力の上昇による駆動力の増加分をモータジェネレータにより減少させる場合も含む。

本発明の制御装置の一形態において、前記内燃機関の燃料タンクに貯留されている燃料量を取得する燃料量取得手段と、前記燃料タンクに貯留されている燃料の重質度を取得する性状取得手段と、前記燃料タンクに貯留されている燃料に含まれる芳香族炭化水素の割合を取得する芳香族割合取得手段と、前記燃料量取得手段により取得された燃料量、前記性状取得手段により取得された燃料の重質度、及び前記芳香族割合取得手段により取得された芳香族炭化水素の割合に基づいて前記デポジット除去運転時にデポジットを除去するデポジット除去対象部に付着したデポジットの付着量を推定するデポジット付着量推定手段と、をさらに備え、前記動作制御手段は、前記デポジット付着量推定手段により推定されたデポジットの付着量に基づいて前記所定のデポジット除去条件が成立したか否か判断してもよい（請求項２）。デポジット付着量は、燃料の性状及び燃料に含まれる芳香族炭化水素の割合に影響される。例えば、燃料が重質であるほどデポジットは付着し易くなる。また、燃料に含まれる成分のうち芳香族炭化水素は他の成分と比較して分子中の炭素の割合が高いので、燃料に含まれている芳香族炭化水素の割合が高いほどデポジットが生成され易い。そのため、これらに基づいてデポジット付着量を推定することにより、デポジット付着量の推定精度を高めることができる。また、このようにデポジット付着量の推定精度を高めることにより、デポジット除去条件が成立したか否か精度良く判断することができる。

この形態において、前記デポジット付着量推定手段は、前記燃料量取得手段により取得された燃料量に基づいて前回前記デポジット除去運転を実行してから前記燃料タンクに補給された燃料量の積算値である累積給油量を取得し、当該累積給油量に基づいて前記デポジット除去対象部に付着したデポジットの付着量を推定してもよい（請求項３）。累積給油量が多いほど内燃機関の気筒内に供給された燃料量が多いので、デポジットの付着量が多いと推定できる。

また、この形態において、前記動作制御手段は、前記デポジット付着量推定手段により推定されたデポジットの付着量が所定の許容値を超えた場合に前記所定のデポジット除去条件が成立したと判断してもよい（請求項４）。この場合、内燃機関の燃焼状態が悪化するデポジット付着量よりも許容値を十分に小さく設定することにより、内燃機関の燃焼状態の悪化を確実に防止することができる。

デポジット付着量推定手段を備えた制御装置の一形態においては、前記内燃機関の排気空燃比を取得する空燃比取得手段をさらに備え、前記芳香族割合取得手段は、前記空燃比取得手段により取得された排気空燃比に基づいて燃料に含まれる芳香族炭化水素の割合を推定してもよい（請求項５）。芳香族炭化水素は、燃料に含まれる他の炭化水素と比較してＨ／Ｃ比が低い。なお、Ｈ／Ｃ比とは、燃料成分に占める水素（Ｈ）の割合を炭素（Ｃ）の割合で割った比である。そのため、燃料に含まれている芳香族炭化水素の割合が大きい燃焼ほど完全燃焼に必要な酸素量が少なくなり、排気中の酸素濃度がほぼゼロになる空燃比である理論空燃比が低下する。従って、排気空燃比に基づいて燃料に含まれている芳香族炭化水素の割合を取得することができる。

この形態においては、前記燃料タンクに貯留されている燃料のアルコール成分の濃度及びこの燃料のエーテル成分の濃度のうちの少なくともいずれか一方の濃度を取得する含酸素化合物濃度取得手段をさらに備え、前記芳香族割合取得手段は、前記含酸素化合物濃度取得手段により取得されたアルコール成分の濃度及びエーテル成分の濃度のうちの少なくともいずれか一方の濃度に基づいて燃料に含まれる芳香族炭化水素の割合を補正する芳香族割合補正手段を備えていてもよい（請求項６）。アルコール成分及びエーテル成分は酸素原子を有しているため、燃料中のこれらの成分の濃度が高いと芳香族炭化水素の割合が小さくても理論空燃比が低くなる場合がある。そのため、燃料のアルコール成分の濃度及び燃料のエーテル成分の濃度のうちの少なくともいずれか一方の濃度に基づいて芳香族炭化水素の割合を補正することにより、燃料に含まれている芳香族炭化水素の割合を精度良く推定することができる。なお、本発明におけるエーテルは、酸素原子に２個の炭化水素基の結合した形の有機化合物であり、これらの有機化合物のいずれか一つに特定されるものではない。

上述した形態において、前記デポジット除去対象部は、前記内燃機関の気筒内、前記内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁、及び前記内燃機関の吸気弁のうちの少なくともいずれか一つであってもよい（請求項７）。これらの箇所に所定量以上のデポジットが付着すると、気筒内に流入する吸気に影響を及ぼしたり気筒内に供給される燃料量などに影響を及ぼして内燃機関の燃焼状態を悪化させる。そのため、デポジット除去運転によってこれらの箇所のデポジットを除去することにより、内燃機関の燃焼状態を良好な状態に維持することができる。

これらの形態において、酸化防止剤が貯留される添加剤タンクと、前記添加剤タンクから前記燃料タンクに供給される酸化防止剤の量を調整する添加剤供給手段と、前記燃料タンクに燃料が補給された場合に補給された燃料量を取得する給油量取得手段と、前記芳香族割合取得手段により取得された芳香族炭化水素の割合に基づいて前記燃料タンクに貯留されている燃料に含まれるオレフィン炭化水素の割合を取得するオレフィン割合取得手段と、前記給油量取得手段により取得された燃料量及び前記オレフィン割合取得手段により取得されたオレフィン炭化水素の割合に基づいて前記燃料タンクに供給する酸化防止剤の量を設定する供給量設定手段と、前記燃料タンクに燃料が補給された場合に前記供給量設定手段により設定された量の酸化防止剤が前記燃料タンクに供給されるように前記添加剤供給手段の動作を制御する添加制御手段と、をさらに備えていてもよい（請求項８）。オレフィン炭化水素が酸化劣化するとガム状物質が生成され、このガム状物質が気筒内や吸気弁に付着してデポジットとなる。この形態では、燃料タンクに燃料が補給されると燃料タンクに酸化防止剤が供給されるので、燃料タンクに貯留されている燃料に含まれているオレフィン炭化水素の酸化劣化を酸化防止剤により抑制できる。そのため、このオレフィン炭化水素に起因するデポジットの生成を低減できる。また、酸化防止剤の供給量は、燃料タンクに補給された燃料量及び燃料に含まれているオレフィン炭化水素の割合に基づいて設定されるので、適量の酸化防止剤を燃料タンクに供給することができる。

以上に説明したように、本発明によれば、所定のデポジット除去条件が成立した場合、内燃機関の機関出力を上昇させつつ、この機関出力の上昇に伴って見込まれる車両の駆動力の増加が相殺されるようにモータジェネレータの動作を制御するので、車両の駆動力変化を抑制しつつデポジット除去運転を速やかに実行できる。

図１は、本発明の一形態に係る制御装置が組み込まれた内燃機関を示している。図１の内燃機関（以下、エンジンと呼ぶこともある。）１は、車両に走行用動力源として搭載され、複数（図１では４つ）の気筒２と、各気筒２にそれぞれ接続される吸気通路３及び排気通路４とを備えている。吸気通路３には、吸入空気量に対応した信号を出力するエアフローメータ５と、吸入空気量を調整するスロットルバルブ６とが設けられている。排気通路４には、排気の空燃比に対応した信号を出力する空燃比取得手段としての空燃比センサ７が設けられている。

また、エンジン１は、燃料供給装置１０を備えている。燃料供給装置１０は、燃料タンク１１と、各気筒２に対応して設けられるインジェクタ１２と、各インジェクタ１２から噴射する高圧の燃料を蓄えるデリバリパイプ１３と、燃料タンク１１からデリバリパイプ１３に燃料を供給する燃料ポンプ１４と、を備えている。燃料タンク１１には、貯留されている燃料量に対応した信号を出力する燃料量取得手段としての貯留量センサ１５、燃料タンク１１に貯留されている燃料の重質度に対応した信号を出力する性状取得手段としての燃料性状センサ１６、及び燃料のアルコール濃度に対応した信号を出力する含酸素化合物濃度取得手段としてのアルコール濃度センサ１７が設けられている。燃料性状センサ１６は、例えば燃料を加熱したときにその燃料の５０％の量が蒸発（留出）するときの温度である５０％留出温度に基づいて重質度を判定し、５０％留出温度が高いほど燃料の重質度が高いと判断する。この５０％留出温度は、例えばエンジン１の燃料タンクに貯留されている燃料の一部を加熱して検出してもよいし、５０％留出温度と相関関係を有する物理量を検出し、この物理量に基づいて燃料の５０％留出温度を推定してもよい。なお、燃料の重質度をさらに精度良く推定すべく、燃料を加熱したときにその燃料の９０％の量が蒸発（留出）するときの温度である９０％留出温度、及び燃料の密度などに基づいて燃料の重質度を推定してもよい。アルコール濃度センサ１７としては、例えばガソリンなどの炭化水素燃料の電気抵抗値とアルコールの電気抵抗値とが異なることを利用してアルコール濃度を検出する周知のセンサが使用される。

エンジン１が搭載された車両は、エンジン１の他に動力源としてモータジェネレータ（以下、ＭＧと略称することもある。）２０を備えている。エンジン１及びＭＧ２０は、それぞれの出力軸が動力分割機構３０に接続されている。動力分割機構３０には、例えば遊星歯車機構などが用いられる。エンジン１及びＭＧ２０から動力分割機構３０に伝達された出力は、動力分割機構３０から伝達機構４０を介して車両の駆動輪５０に伝達される。エンジン１の出力は、動力分割機構３０によってＭＧ２０に伝達される出力の割合及び伝達機構４０に伝達される出力の割合が調整される。ＭＧ２０は、動力分割機構３０を介して伝達されたエンジン１の出力を用いて発電する発電機として機能したり、エンジン１の出力をアシストする電動機として機能する。そのため、ＭＧ２０を発電機と機能させ、その発電量を調整することによりエンジン１の負荷を調整することができる。

ＭＧ２０の動作は、モータジェネレータコントロールユニット（ＭＧＣＵ）６０によって制御されている。ＭＧＣＵ６０は、マイクロプロセッサ、及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータとして構成され、例えば車両に要求される駆動力及びＭＧ２０に接続されたバッテリ（不図示）の充電状態などに基づいてＭＧ２０を電動機又は発電機に切り替える。また、ＭＧＣＵ６０は、ＭＧ２０が電動機として機能する場合はＭＧ２０の出力を制御したり、ＭＧ２０が発電機として機能する場合はＭＧ２０にて発電する発電量を制御する。なお、これらの制御方法は、周知の制御方法と同様でよいため、詳細な説明は省略する。

調整バルブ１９の動作は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）７０により制御される。ＥＣＵ７０は、マイクロプロセッサ、及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータとして構成され、エアフローメータ５、空燃比センサ７、貯留量センサ１５、及び燃料性状センサ１６などの出力信号を参照してスロットルバルブ６の動作及びインジェクタ１２の動作などを制御し、エンジンの運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。また、図１に示したようにＥＣＵ７０とＭＧＣＵ６０とは情報を共有可能、かつＥＣＵ７０がＭＧ２０の動作をＭＧＣＵ６０を介して制御可能なように接続されている。

エンジン１の気筒２内においては、気筒２内に供給された燃料の一部が未燃燃料として壁面に付着してタール化又は炭化し、デポジットが生成される。また、エンジン１の吸気弁（不図示）にも同様に未燃燃料が付着してデポジットが生成される。周知のように、これらに付着したデポジットの量が多くなると燃料混合気の形成を乱したり、気筒２内に吸気を流入し難くしてエンジン１の燃焼状態に悪影響を及ぼす。そこで、ＥＣＵ７０はこれらの部分に付着したデポジットを除去するデポジット除去運転を実行すべく図２のデポジット除去制御ルーチンを実行する。図２の制御ルーチンは、エンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。

図２の制御ルーチンにおいてＥＣＵ７０は、まずステップＳ１１で空燃比センサ７及び貯留量センサ１５の各出力信号を参照して排気空燃比及び燃料タンク１１に貯留されている燃料量（以下、貯留燃料量と略称する。）などのエンジン１の運転状態を取得する。続くステップＳ１２においてＥＣＵ７０は、燃料性状センサ１６の出力信号を参照して燃料タンク１１に貯留されている燃料の重質度を取得する。

次のステップＳ１３においてＥＣＵ７０は、空燃比センサ７の出力信号と図３に示したマップとに基づいて燃料タンク１１に貯留されている燃料に含まれている芳香族炭化水素の割合（以下、燃料中の芳香族炭化水素の割合と呼ぶこともある。）を推定する。なお、図３は、理論空燃比と燃料中の芳香族炭化水素の割合との関係の一例を示している。燃料中の芳香族炭化水素の割合が大きいほど、燃料のＨ／Ｃ比が低くなるため、理論空燃比が低くなる。そこで、ＥＣＵ７０は、まず空燃比センサ７の出力信号を参照して排気中の酸素濃度がほぼゼロになる理論空燃比を検出し、次にこの検出した理論空燃比と図３に示したマップとに基づいて燃料中の芳香族炭化水素の割合を算出する。なお、図３のマップは予め実験などにより求めておき、ＥＣＵ７０に記憶させておく。

続くステップＳ１４においてＥＣＵ７０は、燃料のアルコール濃度に基づいて算出した芳香族炭化水素の割合を補正する。エンジン１に使用する燃料には例えばエタノールなどのアルコールが混合されている場合がある。アルコールは酸素原子を有しているため、燃料のアルコール濃度が高い場合も理論空燃比が低くなる。すなわち、燃料のアルコール濃度が高いと芳香族炭化水素の割合が小さくても理論空燃比が低くなる場合がある。そこで、燃料のアルコール濃度が高いほど燃料中の芳香族炭化水素の割合が小さくなるように芳香族炭化水素の割合を補正する。この補正は、例えば図４に一例を示したように燃料のアルコール濃度が高いほど小さく設定される補正係数を算出し、この補正係数を算出した芳香族炭化水素の割合に乗じることにより行う。なお、図４に示した関係は、例えば予め実験などにより求めてＥＣＵ７０に記憶させておく。

次のステップＳ１５においてＥＣＵ７０は、前回このデポジット除去制御ルーチンを実行した後にインジェクタ１２から噴射された燃料量（以下、噴射燃料量と呼ぶ。）を算出する。この燃料量は、例えば今回取得した貯留燃料量と前回デポジット除去制御ルーチンを実行した際に取得した貯留燃料量との差に基づいて算出する。続くステップＳ１６においてＥＣＵ７０は、燃料の重質度、燃料中の芳香族炭化水素の割合、及び算出した噴射燃料量に基づいて気筒２内に付着したデポジット量及び吸気弁に付着したデポジット量をそれぞれ推定する。燃料が重質であるほど、また芳香族炭化水素の割合が多いほどデポジットは生成され易い。また、気筒２内及び吸気弁に付着するデポジットの量は、インジェクタ１２から噴射された噴射燃料量に比例する。

そこで、例えばまず噴射燃料量に基づいて基本デポジット付着量を算出し、次に算出した基本デポジット付着量を燃料の重質度及び芳香族炭化水素の割合によって補正する。なお、燃料が重質であるほど、また芳香族炭化水素の割合が大きいほどデポジット付着量が多くなるように補正する。気筒２内に付着するデポジットの量と吸気弁に付着するデポジットの量とは、例えばこれらの部分に噴射燃料量のうちのどの程度の割合の燃料がそれぞれ未燃燃料として付着するかを実験などに求めておき、この未燃燃料の付着割合に基づいて算出する。算出したデポジット付着量は、デポジット除去運転が実行されるまで積算されるようにＥＣＵ７０に記憶され、デポジット除去運転が実行されるとゼロにリセットされる。なお、デポジット付着量の推定方法は、この方法に限定されない。例えば、噴射燃料量は、前回デポジット除去運転を実施した後に燃料タンク１１に補給された燃料量、すなわち給油量の積算値である累積給油量と相関を有しており、累積給油量が多いほど噴射燃料量が多いと考えられる。そこで、例えば累積給油量に基づいて基本デポジット付着量を算出してもよい。なお、累積給油量は、デポジット除去運転が実行されるとゼロにリセットされ、その後再度カウントが開始される。また、これらの推定方法以外の周知の推定方法によってデポジット付着量を推定してもよい。このようにデポジット付着量の推定を行うことにより、ＥＣＵ７０は本発明のデポジット付着量推定手段としてそれぞれ機能する。

次のステップＳ１７においてＥＣＵ７０は、推定した各部のデポジット付着量が各部に対してそれぞれ設定した所定の許容値を超えたか否か判断する。各部の許容値には、例えばエンジン１の燃焼状態が適切な状態に維持されるように、各部分に付着したデポジットがエンジン１の燃焼状態に悪影響を及ぼし始める量未満の値がそれぞれ設定される。気筒２内のデポジット付着量が許容値以下であり、かつ吸気弁のデポジット付着量が許容値以下であると判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。

一方、気筒２内のデポジット付着量が許容値を超えた、又は吸気弁のデポジット付着量が許容値を超えたと判断した場合はステップＳ１８に進み、ＥＣＵ７０はエンジン１の機関出力を上昇させてデポジット除去運転を実行する。エンジン１の機関出力は、例えばインジェクタ１２から噴射すべき燃料量を増加させることにより上昇させる。また、この際機関出力は、例えば気筒２内に付着したデポジットが酸化除去される温度まで燃焼ガスの温度が上昇するように上昇させる。この他、気筒２内の空燃比を変化させて燃焼ガスの温度を制御してもよい。このようにエンジン１の機関出力を上昇させることにより、気筒２内に付着したデポジットを酸化除去できる。また、機関出力を上昇させると吸入空気量が増加するので、吸気の流速が高くなる。そのため、流速を高めた吸気によって吸気弁に付着したデポジットを除去できる。また、この処理においてＥＣＵ７０は、エンジン１の機関出力を上昇させたことに伴って見込まれる車両の駆動力の増加が相殺されるようにＭＧ２０の動作を制御する機関出力補正制御を実行する。この場合、ＥＣＵ７０はＭＧＣＵ６０を介して例えばＭＧ２０を発電機として機能させ、エンジン１の機関出力の上昇分をＭＧ２０の発電によって消費することにより車両の駆動力の増加を相殺する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。このようにデポジット除去運転を実行することにより、推定したデポジット付着量が許容値を超えた場合が、本発明の所定のデポジット除去条件が成立した場合に相当する。

図２の制御ルーチンでは、デポジット付着量が許容値を超えたと判断した場合、エンジン１の機関出力を上昇させるとともに、ＭＧ２０によってこのエンジン１の機関出力の上昇分に伴って見込まれる車両の駆動力の増加を相殺するので、車両の駆動力変化を抑制しつつデポジット除去運転を速やかに実行できる。

なお、図２の制御ルーチンを実行してデポジット除去運転を実行することにより、ＥＣＵ７０は本発明の動作制御手段として機能する。また、ＥＣＵ７０は、図２のステップＳ１２の処理を実行することにより芳香族割合取得手段として機能し、ステップＳ１３の処理を実行することにより芳香族割合補正手段として機能する。この形態では、気筒２内のデポジット及び吸気弁のデポジットをそれぞれ除去するので、気筒２内及び吸気弁が本発明のデポジット除去対象部に相当する。

次に、図５及び図６を参照して本発明の他の形態を説明する。図５はこの形態に係る制御装置が組み込まれたエンジン１を示している。なお、図５において図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。この形態では、図５に示したように、燃料タンク１１内に酸化防止剤を添加するための酸化防止剤添加装置８０が設けられる。酸化防止剤添加装置８０は、酸化防止剤が貯留される添加剤タンク８１と、添加剤タンク８１と燃料タンク１１とを連通する供給通路８２と、供給通路８２に設けられて燃料タンク１１に供給される酸化防止剤の量を調整する添加剤供給手段としての調整バルブ８３と、を備えている。なお、酸化防止剤には、燃料中のオレフィン炭化水素の酸化を阻害するものが用いられる。

ＥＣＵ７０は、図２の制御ルーチンをエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行するとともに、調整バルブ８３の動作を制御すべく図６に示した酸化防止剤添加制御ルーチンを実行する。なお、図６において図２と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。図６の制御ルーチンはエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。

図６の制御ルーチンにおいてＥＣＵ７０は、まずステップＳ２１で貯留量センサ１５の出力信号に基づき燃料タンク１１に燃料が補給されたか否か判断する。燃料の補給は、例えば前回このルーチンを実行したときに取得した貯留燃料量と今回取得した貯留燃料量との差（以下、燃料量差と呼ぶこともある。）を算出し、この燃料量差が予め設定した判定値以上に増加していた場合、燃料タンク１１に燃料が補給されたと判断する。このように燃料量差を算出することにより、ＥＣＵ７０は本発明の給油量取得手段として機能する。なお、判定値としては、例えば誤判断を回避でき、明らかに外部から補給されたことにより燃料量が増加したと判断可能な値が設定される。燃料タンク１１に燃料が補給されていないと判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。

一方、燃料タンク１１に燃料が補給されたと判断した場合はステップＳ１１〜Ｓ１４の処理を実行し、燃料の重質度及び燃料中の芳香族炭化水素の割合を推定する。続くステップＳ２２においてＥＣＵ７０は、燃料の重質度、及び燃料に含まれる芳香族炭化水素の割合に基づいて燃料に含まれているオレフィン炭化水素の割合（以下、燃料中のオレフィン炭化水素の割合と呼ぶこともある。）を推定する。図７を参照して燃料に含まれているオレフィン炭化水素の割合の推定方法を説明する。なお、図７は、燃料中の芳香族炭化水素の割合及び燃料中のオレフィン炭化水素の割合と燃料の重質度との関係の一例を示している。一般に燃料が重質化する原因としては、燃料に含まれている芳香族炭化水素の割合が大きい場合と、燃料に含まれているオレフィン炭化水素の割合が大きい場合とが考えられる。そのため、燃料が重質であり、かつ燃料に含まれている芳香族炭化水素の割合が大きい場合は、燃料に含まれているオレフィン炭化水素の割合が小さいと判断できる。一方、燃料が重質であり、かつ燃料に含まれている芳香族炭化水素の割合が小さい場合は、燃料に含まれているオレフィン炭化水素の割合が大きいと判断できる。また、芳香族炭化水素の割合が大きいほど、又はオレフィン炭化水素の割合が大きいほど燃料は重質になる。そのため、燃料の重質度Ｈで、かつ燃料に含まれている芳香族炭化水素の割合Ａの燃料では、図７に示したようにオレフィン炭化水素の割合が割合Ｂと推定できる。なお、図７に示した関係は、予め実験などにより求めてＥＣＵ７０にマップとして記憶させておく。

次のステップＳ２３においてＥＣＵ７０は燃料タンク１１に供給する酸化防止剤の供給量を算出する。酸化防止剤の供給量は、燃料量差及び燃料に含まれているオレフィン炭化水素の割合に基づき、燃料タンク１１内に貯留されている燃料中のオレフィン炭化水素の酸化が阻害されるように算出される。続くステップＳ２４においてＥＣＵ７０は、算出した供給量の酸化防止剤が燃料タンク１１に添加されるように調整バルブ１９の動作を制御する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。このように酸化防止剤の供給量を算出し、調整バルブ１９の動作を制御することにより、ＥＣＵ７０は本発明の供給量設定手段、及び添加制御手段としてそれぞれ機能する。

この形態によれば、燃料タンク１１に燃料が供給された場合、燃料に含まれているオレフィン炭化水素の割合に応じた供給量の酸化防止剤を燃料タンク１１に添加するので、オレフィン炭化水素の酸化を阻害できる。そのため、オレフィン炭化水素の酸化により生成されるガム状物質の生成を抑制し、オレフィン炭化水素に起因するデポジットの発生を抑制できる。

本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明の制御装置は気筒内に直接燃料を噴射する直噴エンジンに適用してもよい。このような直噴エンジンでは、気筒内に燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）の噴孔付近にもデポジットが付着する。そのため、本発明を適用することにより、インジェクタの噴孔付近に付着したデポジットを速やかに除去することができる。この場合、燃料噴射弁が本発明のデポジット除去対象部に相当する。その他、本発明のデポジット除去対象部には、エンジンの運転時にデポジットが付着する種々の部分が設定されてよい。例えば、点火プラグ、及び排気通路から排気の一部を吸気通路に戻すためのＥＧＲ装置にもデポジットが付着するため、点火プラグ及びＥＧＲ装置を本発明のデポジット除去対象部に設定してもよい。

デポジット除去対象部が複数設定されている場合は、燃料の性状又は燃料に含有されている添加剤などに応じてこれら各対象部のデポジット除去に関して優先度を設定し、優先度の高い部分のデポジットが除去され易いようにデポジット除去時の運転状態を変更してよい。例えば、吸気弁へのデポジットの付着を抑制する添加剤が入っている燃料を使用した場合は、吸気弁よりも気筒内にデポジットが付着し易くなる。そこで、このような燃料を使用し、かつデポジット除去対象部として気筒内と吸気弁とが設定されている場合は、デポジット除去運転時にエンジンの運転状態を気筒内に付着したデポジットが除去され易いような運転状態に変更する。一方、デポジット除去対象部として気筒内と吸気弁とを設定したエンジンで、添加剤が入っていない燃料を使用した場合は、デポジット除去運転時にエンジンの運転状態を吸気弁に付着したデポジットが除去され易いような運転状態に変更する。一般にハイオクガソリンと呼ばれ、一般にレギュラーガソリンと呼ばれるガソリンよりもオクタン価が高いガソリンには、吸気弁へのデポジットの付着を抑制する添加剤が入っていることが多い。そこで、デポジット除去対象部として気筒内と吸気弁とを設定したエンジンで、ハイオクガソリンを使用した場合は、デポジット除去運転時に吸気弁のデポジットが除去され易い運転状態にする。一方、このエンジンでレギュラーガソリンを使用した場合は、デポジット除去運転時に気筒内のデポジットが除去され易い運転状態にする。なお、エンジンで使用されているガソリンの種類は例えばノックセンサの出力信号に基づいて判断する。このように燃料の性状などに応じてデポジット除去運転時のエンジンの運転状態を変更することにより、複数のデポジット除去対象部のデポジットをそれぞれ適切に除去することができる。

エンジンに使用する燃料には例えばエチルターシャリブチルエーテル（ＥＴＢＥ）などのエーテル成分が混合されている場合がある。エーテルもアルコールと同様に酸素原子を有しているため、アルコール濃度と同様に燃料のエーテル濃度が高い場合も理論空燃比が低くなる。そこで、燃料のエーテル濃度に基づいて燃料に含まれる芳香族炭化水素の割合を補正してもよい。このようにエーテル濃度に基づいて補正を行うことにより、燃料に含まれる芳香族炭化水素の割合の推定精度を向上させることができる。

本発明の一形態に係る制御装置が組み込まれた内燃機関を示す図。 ＥＣＵが実行するデポジット除去制御ルーチンを示すフローチャート。 理論空燃比と燃料に含まれる芳香族炭化水素の割合との関係の一例を示す図。 燃料のアルコール濃度と芳香族炭化水素割合の補正係数との関係の一例を示す図。 本発明の他の形態に係る制御装置が組み込まれた内燃機関を示す図。 図５のＥＣＵが実行する酸化防止剤添加制御ルーチンを示すフローチャート。 燃料中の芳香族炭化水素の割合及び燃料中のオレフィン炭化水素の割合と燃料の重質度との関係の一例を示す図。

符号の説明

１ 内燃機関
２ 気筒（デポジット除去対象部）
７ 空燃比センサ（空燃比取得手段）
１１ 燃料タンク
１５ 貯留量センサ（燃料量取得手段）
１６ 燃料性状センサ（性状取得手段）
１７ アルコール濃度センサ（含酸素化合物濃度取得手段）
２０ モータジェネレータ
７０ エンジンコントロールユニット（動作制御手段、芳香族割合取得手段、デポジット付着量推定手段、芳香族割合補正手段、給油量取得手段、オレフィン割合取得手段、供給量設定手段、添加制御手段）
８１ 添加剤タンク
８３ 調整バルブ（添加剤供給手段）

Claims (8)

1. 内燃機関と、前記内燃機関の出力を用いて発電する発電機及び前記内燃機関の出力をアシストする電動機として機能可能なモータジェネレータと、を動力源として備えた車両の前記内燃機関に適用される制御装置において、
   所定のデポジット除去条件が成立した場合、前記内燃機関の機関出力を上昇させるとともに、前記内燃機関の機関出力の上昇に伴って見込まれる前記車両の駆動力の増加が相殺されるように前記モータジェネレータの動作を制御するデポジット除去運転を実行する動作制御手段を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記内燃機関の燃料タンクに貯留されている燃料量を取得する燃料量取得手段と、前記燃料タンクに貯留されている燃料の重質度を取得する性状取得手段と、前記燃料タンクに貯留されている燃料に含まれる芳香族炭化水素の割合を取得する芳香族割合取得手段と、前記燃料量取得手段により取得された燃料量、前記性状取得手段により取得された燃料の重質度、及び前記芳香族割合取得手段により取得された芳香族炭化水素の割合に基づいて前記デポジット除去運転時にデポジットを除去するデポジット除去対象部に付着したデポジットの付着量を推定するデポジット付着量推定手段と、をさらに備え、
   前記動作制御手段は、前記デポジット付着量推定手段により推定されたデポジットの付着量に基づいて前記所定のデポジット除去条件が成立したか否か判断することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記デポジット付着量推定手段は、前記燃料量取得手段により取得された燃料量に基づいて前回前記デポジット除去運転を実行してから前記燃料タンクに補給された燃料量の積算値である累積給油量を取得し、当該累積給油量に基づいて前記デポジット除去対象部に付着したデポジットの付着量を推定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記動作制御手段は、前記デポジット付着量推定手段により推定されたデポジットの付着量が所定の許容値を超えた場合に前記所定のデポジット除去条件が成立したと判断することを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記内燃機関の排気空燃比を取得する空燃比取得手段をさらに備え、
   前記芳香族割合取得手段は、前記空燃比取得手段により取得された排気空燃比に基づいて燃料に含まれる芳香族炭化水素の割合を推定することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記燃料タンクに貯留されている燃料のアルコール成分の濃度及びこの燃料のエーテル成分の濃度のうちの少なくともいずれか一方の濃度を取得する含酸素化合物濃度取得手段をさらに備え、
   前記芳香族割合取得手段は、前記含酸素化合物濃度取得手段により取得されたアルコール成分の濃度及びエーテル成分の濃度のうちの少なくともいずれか一方の濃度に基づいて燃料に含まれる芳香族炭化水素の割合を補正する芳香族割合補正手段を備えていることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記デポジット除去対象部は、前記内燃機関の気筒内、前記内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁、及び前記内燃機関の吸気弁のうちの少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
8. 酸化防止剤が貯留される添加剤タンクと、前記添加剤タンクから前記燃料タンクに供給される酸化防止剤の量を調整する添加剤供給手段と、前記燃料タンクに燃料が補給された場合に補給された燃料量を取得する給油量取得手段と、前記芳香族割合取得手段により取得された芳香族炭化水素の割合に基づいて前記燃料タンクに貯留されている燃料に含まれるオレフィン炭化水素の割合を取得するオレフィン割合取得手段と、前記給油量取得手段により取得された燃料量及び前記オレフィン割合取得手段により取得されたオレフィン炭化水素の割合に基づいて前記燃料タンクに供給する酸化防止剤の量を設定する供給量設定手段と、前記燃料タンクに燃料が補給された場合に前記供給量設定手段により設定された量の酸化防止剤が前記燃料タンクに供給されるように前記添加剤供給手段の動作を制御する添加制御手段と、をさらに備えていることを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。

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