JP2008115824A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】独立に噴射制御が行われる第一噴孔と第二噴孔とを有する燃料噴射弁において適切にデポジット除去を行うことができる燃料噴射装置を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明の燃料噴射装置は、独立に噴射制御が行われる第一噴孔と第二噴孔とを有する燃料噴射弁を備えており、第一噴孔及び第二噴孔におけるデポジット堆積量に応じてデポジット除去噴射が行われる。燃料噴射弁は、第一噴孔のみから噴射を行うモード１、第二噴孔のみから噴射を行うモード２、第一噴孔及び第二噴孔から噴射を行うモード３の３つの噴射モードの切り替えが行われる、噴射モード別のデポジット除去噴射が行われる。
【選択図】図８

Description

本発明は、内燃機関（エンジン）の燃料噴射装置に関する。

第一噴孔及び第二噴孔を有して気筒内に直接的に燃料を噴射する燃料噴射弁において、一般的には機関運転状態又は燃料噴射量に応じて燃料の噴射が行われる噴孔が選択される。このため、第一噴孔、第二噴孔のいずれかが使用されていない状態が現れる。第一噴孔を使用して第二噴孔を使用しない燃料噴射においては第二噴孔にデポジットが堆積し易く、デポジット堆積による第二噴孔の詰まりを防止するために、この燃料噴射が所定期間続いた時には、強制的に第二噴孔を使用する燃料噴射を実施することが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００２−３１００４２号公報

噴孔にデポジットが堆積していると噴霧悪化が生じ、これに起因して燃料流量の低下、排気悪化、出力低下を引き起こすため、特許文献１で提案されているように定期的にデポジット除去噴射を行うことが必要である。
ところで、第一噴孔及び第二噴孔を有する燃料噴射弁には第一噴射弁の開閉と第二噴射弁の開閉とを独立して行う形式のものがある。このような形式の燃料噴射弁としては、例えば、ノズルボディ上流側に設けられた第一噴孔の開閉を行うアウタニードルと、ノズルボディ下流側に設けられた第二噴孔の開閉を行うインナニードルとを備えた燃料噴射弁におけるこれらのアウタニードル、インナニードルを独立に制御して燃料噴射を行うものがある。このような燃料噴射弁では第二噴孔を利用して第一噴孔を使用しない燃料噴射もある。この場合、第一噴孔にもデポジットの堆積が生じ得る。

そこで、本発明は、独立に噴射制御が行われる第一噴孔と第二噴孔とを有する燃料噴射弁において適切にデポジット除去を行うことができる燃料噴射装置を提供することを課題とする。

かかる課題を解決するための、本発明の燃料噴射装置は、独立に噴射制御が行われる第一噴孔と第二噴孔とを有する燃料噴射弁により燃料噴射を行う燃料噴射装置であって、前記第一噴孔及び第二噴孔におけるデポジット堆積量に応じてデポジット除去噴射を行うことを特徴としている。
独立に噴射制御が行われる第一噴孔と第二噴孔とを有する燃料噴射弁では、第一噴孔、第二噴孔のいずれかが使用されていない状態が現れる。すなわち、第一噴孔、第二噴孔のいずれにもデポジットが堆積する可能性がある。このため、デポジット堆積量の管理は噴孔毎に行う必要がある。また、この際、できるだけドラビリ（Derivability）やＮＶ（Noise and Vibration）、燃費の悪化等に配慮して、デポジット除去噴射の回数を低減し、燃料の噴射量、噴射時期設定を適切に行うようにする。また、より適切にデポジット除去噴射を行うために堆積インクリメント量は噴孔毎に算出されるように構成する。

ここで、デポジット堆積量をできるだけ正確に把握すべく、前記デポジット堆積量はエンジンの運転状況に応じて算出されるデポジットの堆積インクリメント量及び／又は堆積デクリメント量を考慮して決定することが望ましい。さらに、デポジット堆積量は、デポジットの堆積、剥離に影響を与える、ノズル周辺温度、噴射パターン、噴孔内燃料流速の少なくともひとつを反映させるようにすることができる。

燃料噴射装置は、燃焼室での適切な燃料を実現すべくメイン噴射の他にパイロット噴射やアフタ噴射を行うことがある。そこで、これらの各種噴射を適宜第一噴孔と第二噴孔を用いて行い、各噴孔におけるデポジットの堆積を回避する。これにより、内燃機関を適切に運転させるために行う各種噴射によってデポジット除去を行うことができるので無駄な燃料を消費することがない。従って、デポジット除去噴射による燃費悪化を抑制することができる。また、デポジット除去噴射を通常のタイミングとほぼ一致するタイミングで行うことができるのでドラビリやＮＶを大きく悪化させることがない。さらに、メイン噴射やパイロット噴射、アフタ噴射を通常メイン噴射、通常パイロット噴射等と異なる噴孔を用いて行うことに伴って噴射する燃料量や噴射のタイミングを調整すればドラビリやＮＶの悪化を抑制することができる。この際、第一噴孔と第二噴孔の噴孔径の相違を考慮した噴射制御を行うことができる。

なお、燃料噴射弁の噴射制御において、メイン噴射よりも前に行われる噴射としてパイロット噴射の他にプレ噴射が行われることがある。同様にメイン噴射よりも後に行われる噴射としアフタ噴射の他にポスト噴射が行われることがある。本明細書では説明の都合上、メイン噴射よりも前に行われる噴射をパイロット噴射、メイン噴射よりも後に行われる噴射をアフタ噴射として説明するが、パイロット噴射にはプレ噴射が含まれることがあり、アフタ噴射にはポスト噴射が含まれることがある。
また、本明細書において、「インクリメント」とは、「加算」の意味で用い、「デクリメント」とは、「減算」の意味で用いている。

本発明によれば、独立に噴射制御が行われる第一噴孔と第二噴孔とを有する燃料噴射弁において前記第一噴孔及び第二噴孔におけるデポジット堆積量に応じてデポジット除去噴射を行うようにしたので、第一噴孔、第二噴孔ともにデポジット除去を行うことができる。これにより、燃料噴射時の噴霧悪化、燃費の悪化等を抑制することができる。

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。

まず、図１に本発明の燃料噴射装置１の概略構成図を示す。燃料噴射装置１は、図１中、先端部分を拡大し、断面として示した燃料噴射弁２を備えている。燃料噴射弁２は、図示しないエンジンの気筒毎に装着され、エンジンの燃焼室内に向けて燃料を噴射するようになっている。このような燃料噴射弁２には燃料噴射ポンプ３によって圧送された燃料がコモンレール４を介して供給される。

燃料噴射弁２は、ノズルボディ８の先端部８ａに上流側と下流側とにずらして配置した噴孔、すなわち、上流側の第一噴孔９と、その下流側の第二噴孔１０とを備えている。第二噴孔１０の径は、第一噴孔９の径よりも大径となっている。ノズルボディ８の内部には第一噴孔９からの燃料噴射を遮断するアウタニードル１１が上下動可能に内装されている。このアウタニードル１１は第一アクチュエータ６によって上流方向に引き上げられる。アウタニードル１１には自身を下流方向へ付勢するスプリング１２が装着されている。このようなアウタニードル１１は中空となっており、内部にインナニードル１３が装着されている。このインナニードル１３は、第二噴孔１０からの燃料噴射を遮断する。このインナニードル１３は第二アクチュエータ７によって上流方向に引き上げられる。また、自身を下流方向へ付勢するスプリング１４が装着されている。燃料噴射弁２の開閉は、ＥＣＵ（Electronic control unit）５からの指令によって第一アクチュエータ６、第二アクチュエータ７を駆動することによって行われる。このように燃料噴射弁２は、独立に噴射制御が行われる第一噴孔９と第二噴孔１０とを有している。このような燃料噴射弁２は、第一噴孔９、第二噴孔１０の状態により、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すような３つの噴射モード、すなわち、第一噴孔９のみから噴射を行うモード１（図２（ａ））、第二噴孔１０のみから噴射を行うモード２（図２（ｂ））、第一噴孔９及び第二噴孔１０から噴射を行うモード３（図２（ｃ））に切り替え可能となっている。

ＥＣＵ５は、これらの噴射モード別にデポジット除去噴射を行う。このデポジット除去噴射は、第一噴孔９及び第二噴孔１０におけるデポジット堆積量に応じて行われる。以下、燃料噴射装置１における噴射制御について図３乃至図５に示したフローチャートを参照しつつ説明する。なお、図３乃至図５は一のフローチャートを分割して描いたものである。すなわち、図３における符号Ａは図４における符号Ａと連続する。同様に図４における符号Ｂは図５における符号Ｂと連続する。さらに、図３の符号Ｃは図４の符号Ｃと、図３の符号Ｄは図５の符号Ｄと連続する。

ＥＣＵ５は、まずステップＳ１において噴射モードの判定を行う。この噴射モードの判定は図６に示した噴射モード判定マップに基づいて行う。エンジンの回転数Ｎｅと燃料の噴射量Ｑｆｉｎとから噴射モード（Ｉｎｊｍｄ）を算出する。ステップＳ２では、噴射モードがモード１（Ｉｎｊｍｄ＝１）か否かの判断を行う。モード１となっている場合、すなわち、図２（ａ）に示す如く、第一噴孔９からのみ燃料の噴射が行われている場合は、第二噴孔１０にデポジットが堆積すると考えられる。そこで、ステップＳ３へ進み、噴射制御が第二噴孔のデポジットを除去するモードになっているか否かの判断を行い、Ｎｏと判断されたときはステップＳ４進む。ステップＳ４ではデポジットの堆積インクリメント量を算出する。

ここで、第二噴孔１０における堆積インクリメント量ＣＩｎｊｄｐｉｎ２は、以下のように算出される。すなわち、デポジットの堆積速度は一般的にノズル周辺温度、噴射パターン、噴孔内燃料流速の影響を受け易いことを考慮して算出する。これは、ノズル周辺温度が高いほどデポジットが堆積し易い、噴射パターンにより燃焼室内での火炎位置が変わり、ノズル周辺温度が変化し易い、噴孔内燃料流速が遅いほどデポジットが堆積し易いことが確認されており、これらを反映させる趣旨である。ここで、噴孔内燃料流速については噴射圧、すなわちコモンレール圧（Ｐｃｒ）と燃料の噴射量（Ｑｆｉｎ）とを用いて表記することができる。このため、デポジットの堆積インクリメント量Ｃｉｎｊｄｐｉｎ２は、これらを用いた関数、
Ｃｉｎｊｄｐｉｎ２＝ｆ（Ｎｅ，Ｑｆｉｎ，Ｐｃｒ）
として与えられる。
具体的には、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を適合係数として、
ｆ（Ｎｅ，Ｑｆｉｎ，Ｐｃｒ）＝Ｃ１×Ｎｅ＋Ｃ２×Ｑｆｉｎ＋Ｃ３×Ｐｃｒ
と表現することができる。

ステップＳ４においてこのようにして算出された第二噴孔１０における堆積インクリメント量Ｃｉｎｊｄｐｉｎ２は、ステップＳ５においてそれまでのデポジット堆積量Ｃｉｎｊｄｐ２に加算され、新たなデポジット堆積量Ｃｉｎｊｄｐ２として算出されＥＣＵ５内のＲＡＭ（Random Access Memory）に記憶される。

これに引き続きＥＣＵ５は、ステップＳ６において、ステップＳ５で算出したデポジット堆積量Ｃｉｎｊｄｐ２が判定値Ｈ２よりも大きいか否かの判断を行う。ここで、判定値Ｈ２は、第二噴孔１０のデポジット除去噴射を行うか否かの基準となる値である。このステップＳ６でＹｅｓと判断されたときはステップＳ７へ進んで第二噴孔１０のデポジットを除去するためのモードに切り替える。

ステップＳ７での処理を経ると、リターンとなり再びステップＳ１から処理を繰り返すが、ステップＳ３においてＹｅｓと判断されることとなる。一方、ステップＳ６でＮｏと判断されたときもリターンとなりステップＳ１からの処理を繰り返し、ステップＳ６での判断がＹｅｓとなるまでは同一の処理を繰り返し行う。

ＥＣＵ５による処理は、ステップＳ３でＹｅｓの判断がされるとステップＳ８へ進みデポジット除去噴射を行うデポジット除去モードとなっていることを示すフラグをＯＮとする。その後、ステップＳ９、ステップＳ１０、ステップＳ１１へ進みデポジット除去噴射のセット、噴射時期のセット、デポジット噴射で行う燃料の噴射量Ｑｆｉｎ２を決定する。すなわち、デポジット除去噴射の諸元を決定する。

ここで、ステップＳ９〜ステップＳ１１において行われる処理について詳細に説明する。まず、図７に示した噴射パターンについて説明する。図７は、噴射モードがモード１（Ｉｎｊｍｄ＝１）であるときの通常噴射の状態を示している。モード１は、全ての噴射が第一噴孔９によって行われるため、通常パイロット噴射、通常メイン噴射ともに第一噴孔９によって行われ、第二噴孔１０からの燃料噴射は行われない。ここで、燃料噴射弁１による１サイクル当たりのトータルの噴射量をＱｆｉｎと表し、第一噴孔９による１サイクル当たりの噴射量をＱｆｉｎ１と表すと、Ｑｆｉｎ＝Ｑｆｉｎ１となる。また、通常パイロット噴射量をＱｐｌ１と表すと通常メイン噴射量はＱｆｉｎ１−Ｑｐｌ１と表される。このような通常噴射は、デポジット除去フラグがＯＦＦとなっているときに行われる。

デポジット除去フラグがＯＮとされると、このような通常噴射から図８に示すようなデポジット除去噴射モードに切り替わる。図８に示す噴射パターンでは第一噴孔９を用いて行っていた通常パイロット噴射に代えて第二噴孔１０を用いたデポジット除去パイロット噴射を行うようにしている。このように第二噴孔１０を用いた燃料噴射を行えば、第二噴孔１０に堆積したデポジット除去することができる。ここで、デポジット除去パイロット噴射のタイミングは図７に示した通常パイロット噴射と同じである。また、その噴射量も同量である。すなわち、Ｑｐｌ１＝Ｑｐｌ２（＝Ｑｆｉｎ２）の関係となっている。このため、第一噴孔９の総噴射量Ｑｆｉｎ１は、Ｑｆｉｎ１＝Ｑｆｉｎ−Ｑｐｌ２と表される。このようにデポジット除去モードの燃料噴射は、通常噴射の場合と１サイクル当たりの燃料噴射量が同一であるので、ドラビリ等への影響を抑制することができる。

尚、このように第一噴孔９を用いて行う通常パイロット噴射に代えて、第二噴孔１０を用いて行うデポジット除去パイロット噴射とする際に、図９に示すようにデポジット除去パイロット噴射と通常メイン噴射とのインターバルを通常パイロット噴射と通常メイン噴射とのインターバルよりも長期間とすることもできる。これは、第二噴孔１０の径が第一噴孔９の径よりも大径であることを考慮したもので、排気悪化（エミッション悪化）を抑制することができる。

さらに、図１０に示すように通常噴射において第一噴孔９によって行われる通常メイン噴射の一部を分割し、その分割分の燃料の噴射を第二噴孔１０で行うデポジット除去アフタ噴射とすることもできる。すなわち、通常メイン噴射の一部Ｑａｆ２を第二噴孔１０から噴射することもできる。このデポジット除去アフタ噴射はメイン噴射の一部を第二噴孔１０によって行うことに伴う影響、例えばドラビリやエミッションの悪化等を考慮して、図１０中、参照符号Ｒ１で示した範囲内でその噴射時期を調整することができる。

また、図１１に示すように第一噴孔９を用いて行う通常噴射における通常メイン噴射をそのまま第二噴孔１０で行うデポジット除去メイン噴射に置き換えるようにしてもよい。このように通常メイン噴射をデポジット除去メイン噴射に置き換える場合は、図１２に示すようにデポジット除去メイン噴射の噴射時期を通常メイン噴射と比較して遅らせるようにしてもよい。このようにすれば、メイン噴射を行う第二噴孔１０の径が第一噴孔９よりも大径であることに起因するエミッションの悪化に対する対策となる。

以上のように第二噴孔１０を用いた噴射を行うようにすれば第二噴孔１０に堆積するデポジットを除去することができる。

ＥＣＵ５は、以上説明したように第二噴孔デポジット除去噴射の諸元を決定した後、ステップＳ１２へ進み、第二噴孔デポジット除去噴射によって除去されるデポジット量、すなわち、堆積デクリメント量Ｃｉｎｊｄｐｄｃ２を決定する。この堆積デクリメント量Ｃｉｎｊｄｐｄｃ２は図１８に示すマップに基づいて決定する。このマップは、デポジット除去噴射を行っている第二噴孔１０の総噴射量Ｑｆｉｎ２と噴射圧Ｐｃｒとから堆積デクリメント量Ｃｉｎｊｄｐｄｃ２を求めるようになっている。これは、デポジット堆積後のデポジット除去はその噴孔からの噴射量と噴射圧がデポジット堆積による噴霧悪化からの回復速度が変化することに着目したものである。本実施例では、図１８に示すようにマップには１〜４の４つの領域が形成されており、それぞれの領域に応じた堆積デクリメント量Ｃｉｎｊｄｐｄｃ２が決定される。

ステップＳ１３では、ステップＳ１３において決定された堆積デクリメント量Ｃｉｎｊｄｐｄｃ２をその時点でのデポジット堆積量Ｃｉｎｄｐ２から減算して新たなデポジット堆積量Ｃｉｎｄｐ２を算出する。

これに引き続きＥＣＵ５は、ステップＳ１４において、ステップＳ１３で算出したデポジット堆積量Ｃｉｎｊｄｐ２が判定値Ｈ１よりも大きいか否かの判断を行う。ここで、判定値Ｈ１は、第二噴孔１０のデポジット除去噴射を停止するか否かの基準となる値である。このステップＳ１４でＹｅｓと判断されたときはリターンとなり、ステップＳ１からの処理を繰り返す。一方、ステップＳ１４でＮｏと判断されたときはステップＳ１５へ進み、第二噴孔デポジット除去モードをＯＦＦとしてリターンとなる。以後、ステップＳ１からの処理を繰り返す。

次に、ステップＳ２においてＮｏと判断された場合について説明する。すなわち、噴射モードがモード１（Ｉｎｊｍｄ＝１）でないときは、ステップＳ２１へ進む。ステップＳ２１では、噴射モードがモード２（Ｉｎｊｍｄ＝２）か否かの判断を行う。モード２となっている場合、すなわち、図２（ｂ）に示す如く、第二噴孔１０からのみ燃料の噴射が行われている場合は、第一噴孔９にデポジットが堆積すると考えられる。そこで、ステップＳ２２へ進み、噴射制御が第一噴孔のデポジットを除去するモードになっているか否かの判断を行い、Ｎｏと判断されたときはステップＳ２３進む。ステップＳ２３ではデポジットの堆積インクリメント量を算出する。

ここで、第一噴孔９における堆積インクリメント量Ｃｉｎｊｄｐｉｎ１は、以下のように算出される。すなわち、デポジットの堆積速度は一般的にノズル周辺温度、噴射パターン、噴孔内燃料流速の影響を受け易いことを考慮して算出する。これは、ステップＳ４に対応する処理であり、デポジットの堆積インクリメント量Ｃｉｎｊｄｐｉｎ１は、関数、
Ｃｉｎｊｄｐｉｎ１＝ｆ（Ｎｅ，Ｑｆｉｎ，Ｐｃｒ）
として与えられる。
具体的には、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を適合係数として、
ｆ（Ｎｅ，Ｑｆｉｎ，Ｐｃｒ）＝Ｃ１×Ｎｅ＋Ｃ２×Ｑｆｉｎ＋Ｃ３×Ｐｃｒ
と表現することができる。

ステップＳ２３においてこのようにして算出された第一噴孔９における堆積インクリメント量Ｃｉｎｊｄｐｉｎ１は、ステップＳ２４においてそれまでのデポジット堆積量Ｃｉｎｊｄｐ１に加算され、新たなデポジット堆積量Ｃｉｎｊｄｐ１として算出されＥＣＵ５内のＲＡＭ（Random Access Memory）に記憶される。

これに引き続きＥＣＵ５は、ステップＳ２５において、ステップＳ５で算出したデポジット堆積量Ｃｉｎｊｄｐ１が判定値Ｈ２’よりも大きいか否かの判断を行う。ここで、判定値Ｈ２’は、第一噴孔９のデポジット除去噴射を行うか否かの基準となる値である。このステップＳ２５でＹｅｓと判断されたときはステップＳ２６へ進んで第一噴孔９のデポジットを除去するためのモードに切り替える。

ステップＳ２６での処理を経ると、リターンとなり再びステップＳ１から処理を繰り返すが、ステップＳ２２へ到達したときこのステップＳ２２においてＹｅｓと判断されることとなる。一方、ステップＳ２５でＮｏと判断されたときもリターンとなりステップＳ１からの処理を繰り返し、ステップＳ２５での判断がＹｅｓとなるまでは同一の処理を繰り返し行う。

ＥＣＵ５による処理は、ステップＳ２２でＹｅｓの判断がされるとステップＳ２７へ進みデポジット除去噴射を行うデポジット除去モードとなっていることを示すフラグをＯＮとする。その後、ステップＳ２８、ステップＳ２９、ステップＳ３０へ進みデポジット除去噴射のセット、噴射時期のセット、デポジット噴射で行う燃料の噴射量Ｑｆｉｎ１を決定する。すなわち、デポジット除去噴射の諸元を決定する。

ここで、ステップＳ２８〜ステップＳ３０において行われる処理について詳細に説明する。まず、図１３に示した噴射パターンについて説明する。図１３は、噴射モードがモード２（Ｉｎｊｍｄ＝２）であるときの通常噴射の状態を示している。モード２は、全ての噴射が第二噴孔１０によって行われるため、通常パイロット噴射、通常メイン噴射ともに第二噴孔１０によって行われ、第一噴孔９からの燃料噴射は行われない。ここで、燃料噴射弁１による１サイクル当たりのトータルの噴射量をＱｆｉｎと表し、第二噴孔１０による１サイクル当たりの噴射量をＱｆｉｎ２と表すと、Ｑｆｉｎ＝Ｑｆｉｎ２となる。また、通常パイロット噴射量をＱｐｌ２と表すと通常メイン噴射量はＱｆｉｎ２−Ｑｐｌ２と表される。このような通常噴射は、デポジット除去フラグがＯＦＦとなっているときに行われる。

デポジット除去フラグがＯＮとされると、このような通常噴射から図１４に示すようなデポジット除去噴射モードに切り替わる。図１４に示す噴射パターンでは第二噴孔１０を用いて行っていた通常パイロット噴射に代えて第一噴孔９を用いたデポジット除去パイロット噴射を行うようにしている。このように第一噴孔９を用いた燃料噴射を行えば、第一噴孔９に堆積したデポジット除去することができる。ここで、デポジット除去パイロット噴射のタイミングは図１３に示した通常パイロット噴射と同じである。また、その噴射量も同量である。すなわち、Ｑｐｌ２＝Ｑｐｌ１（Ｑｆｉｎ１）の関係となっている。このため、第二噴孔１０の総噴射量Ｑｆｉｎ２は、Ｑｆｉｎ２＝Ｑｆｉｎ−Ｑｐｌ１と表される。このようにデポジット除去モードの燃料噴射は、通常噴射の場合と１サイクル当たりの燃料噴射量が同一であるので、ドラビリ等への影響を抑制することができる。

尚、このように第二噴孔１０を用いて行う通常パイロット噴射に代えて、第一噴孔９を用いて行うデポジット除去パイロット噴射とする際に、図１５に示すようにデポジット除去パイロット噴射と通常メイン噴射とのインターバルを通常パイロット噴射と通常メイン噴射とのインターバルよりも短期間とするとともに、デポジット除去パイロット噴射量を増量することもできる。これは、第二噴孔１０の径が第一噴孔９の径よりも大径であることを考慮したものである。より具体的には、軽負荷にて小径である第一噴孔９を用いてパイロット噴射を行うとＨＣの増加による排気悪化（エミッション悪化）が懸念される。インターバルの短縮やパイロット噴射量の増量は、この影響を軽減するために行う措置である。

さらに、図１６に示すように通常噴射において第二噴孔１０によって行われる通常メイン噴射の一部を分割し、その分割分の燃料の噴射を第一噴孔９で行うデポジット除去アフタ噴射とすることもできる。すなわち、通常メイン噴射の一部Ｑａｆ１を第一噴孔９から噴射することもできる。このデポジット除去アフタ噴射はメイン噴射の一部を第一噴孔９によって行うことに伴う影響、例えばドラビリやエミッションの悪化等を考慮して、図１６中、参照符号Ｒ２で示した範囲内でその噴射時期を調整することができる。

また、図１７に示すように第二噴孔１０を用いて行う通常噴射における通常メイン噴射をそのまま第一噴孔９で行うデポジット除去メイン噴射に置き換えるようにしてもよい。

以上のように第一噴孔９を用いた噴射を行うようにすれば第一噴孔９に堆積するデポジットを除去することができる。

ＥＣＵ５は、以上説明したように第一噴孔デポジット除去噴射の諸元を決定した後、ステップＳ３１へ進み、第一噴孔デポジット除去噴射によって除去されるデポジット量、すなわち、堆積デクリメント量Ｃｉｎｊｄｐｄｃ１を決定する。この堆積デクリメント量Ｃｉｎｊｄｐｄｃ１は図１９に示すマップに基づいて決定する。このマップは、デポジット除去噴射を行っている第一噴孔９の総噴射量Ｑｆｉｎ１と噴射圧Ｐｃｒとから堆積デクリメント量Ｃｉｎｊｄｐｄｃ１を求めるようになっている。これは、デポジット堆積後のデポジット除去はその噴孔からの噴射量と噴射圧がデポジット堆積による噴霧悪化からの回復速度が変化することに着目したものである。本実施例では、図１９に示すようにマップには１〜４の４つの領域が形成されており、それぞれの領域に応じた堆積デクリメント量Ｃｉｎｊｄｐｄｃ１が決定される。

ステップＳ３２では、ステップＳ３１において決定された堆積デクリメント量Ｃｉｎｊｄｐｄｃ１をその時点でのデポジット堆積量Ｃｉｎｄｐ１から減算して新たなデポジット堆積量Ｃｉｎｄｐ１を算出する。

これに引き続きＥＣＵ５は、ステップＳ３３において、ステップＳ３２で算出したデポジット堆積量Ｃｉｎｊｄｐ１が判定値Ｈ１’よりも大きいか否かの判断を行う。ここで、判定値Ｈ１’は、第一噴孔９のデポジット除去噴射を停止するか否かの基準となる値である。このステップＳ３３でＹｅｓと判断されたときはリターンとなり、ステップＳ１からの処理を繰り返す。一方、ステップＳ３３でＮｏと判断されたときはステップＳ３４へ進み、第二噴孔デポジット除去モードをＯＦＦとしてリターンとなる。以後、ステップＳ１からの処理を繰り返す。

次に、ステップＳ２１においてＮｏと判断された場合について説明する。すなわち、噴射モードがモード２（Ｉｎｊｍｄ＝２）でないときは、ステップＳ４１へ進む。ステップＳ２１でＮｏと判断されたときは、噴射モードはモード３（Ｉｎｊｍｄ＝３）となっている。モード２となっている場合、すなわち、図２（ｃ）に示す如く、第一噴孔９、第二噴孔１０の双方から燃料の噴射が行われている。ステップＳ４１以下の処理は、ともに噴射されている場合であってもデポジットの除去が促進されない場合があることを考慮して、それぞれの噴孔でデポジット除去噴射を行うための処理となっている。

まず、ステップＳ４１では、ステップＳ１３と同様の手法により第二噴孔１０における堆積デクリメント量を算出する。さらに、ステップＳ４２ではステップＳ１４と同様に第二噴孔１０におけるデポジット堆積量を算出する。

また、ステップＳ４３ではステップＳ３１と同様の手法により第一噴孔９における堆積デクリメント量を算出する。さらに、ステップＳ４４ではステップＳ３２と同様に第一噴孔９におけるデポジット堆積量を算出する。

ステップＳ４５ではステップＳ１５と同様にステップＳ４２で算出したデポジット堆積量Ｃｉｎｊｄｐ２が判定値Ｈ１よりも大きいか否かの判断を行う。ここで、判定値Ｈ１は、第二噴孔１０のデポジット除去噴射を停止するか否かの基準となる値である。このステップＳ４５でＹｅｓと判断されたときはステップＳ４６へ進んで第二噴孔デポジット除去モードをＯＮとする。一方、ステップＳ４５でＮｏと判断されたときはステップＳ４７へ進み、第二噴孔デポジット除去モードをＯＦＦとする。ステップＳ４６、ステップＳ４７を経た後は、いずれもステップＳ４８へ進む。

ステップＳ４８ではステップＳ３４と同様にステップＳ４４で算出したデポジット堆積量Ｃｉｎｊｄｐ１が判定値Ｈ１’よりも大きいか否かの判断を行う。ここで、判定値Ｈ１’は、第一噴孔９のデポジット除去噴射を停止するか否かの基準となる値である。このステップＳ４８でＹｅｓと判断されたときはステップＳ４９へ進んで第一噴孔デポジット除去モードをＯＮとする。一方、ステップＳ４８でＮｏと判断されたときはステップＳ５０へ進み、第一噴孔デポジット除去モードをＯＦＦとする。ステップＳ４９、ステップＳ５０を経た後は、いずれもリターンとなる。

以上のような制御が行われることにより燃費の悪化、排気の悪化等を抑制しつつ、第一噴孔９、第二噴孔１０におけるデポジットが効果的に除去される。

上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。

例えば、図３に示したフロー図中、ステップＳ５やステップＳ２４において関数Ｃｉｎｊｄｐｉｎ２＝ｆ（Ｎｅ，Ｑｆｉｎ，Ｐｃｒ）を用いて堆積インクリメント量を算出しているが、簡易的にカウンタを１ずつ増加させる制御とすることもできる。
すなわち、第一噴孔９における堆積インクリメント量は、
Ｃｉｎｊｄｐｉｎ１＝Ｃｉｎｊｄｐｉｎ１＋１
として算出するようにしてもよく、第二噴孔１０における堆積インクリメント量は、
Ｃｉｎｊｄｐｉｎ２＝Ｃｉｎｊｄｐｉｎ２＋１
として算出するようにしてもよい。

さらに、前記実施例では、ステップＳ１２やステップＳ３１における堆積デクリメント量の算出は図１８や図１９に示したマップを用いて算出していたが、例えば適合係数Ｃ４、Ｃ５を用いた関数、
Ｃｉｎｊｄｐｄｃ１＝ｆ（Ｐｃｒ，Ｑｆｉｎ１）
＝Ｃ４×Ｐｃｒ＋Ｃ５×Ｑｆｉｎ１
Ｃｉｎｊｄｐｄｃ２＝ｆ（Ｐｃｒ，Ｑｆｉｎ２）
＝Ｃ４×Ｐｃｒ＋Ｃ５×Ｑｆｉｎ２
によって算出するようにすることもできる。

さらに、前記実施例の燃料噴射装置１に組み合わされている燃料噴射弁２に代えて図２０に示すような燃料噴射弁２０を採用した構成とすることもできる。このような燃料噴射弁２０は、２つの制御室２１、２２を備え、それぞれ油圧コントロール用のアクチュエータ２３、２４を有しており、インナニードル２５、アウタニードル２６を独立して駆動することによって噴射制御が行われる。このような燃料噴射弁２０においても第一噴孔９、第二噴孔１０にデポジットが堆積することがあるが、本発明によれば、堆積したデポジットを除去することができる。

本発明の燃料噴射装置の概略構成を示す説明図である。 本発明の燃料噴射装置による噴射モードを示す説明図で、（ａ）はモード１、（ｂ）はモード２、（ｃ）はモード３を示す説明図である。 本発明の燃焼噴射装置の制御の一例を示すフロー図の一部である。 同じく燃焼噴射装置の制御の一例を示すフロー図の一部である。 同じく燃焼噴射装置の制御の一例を示すフロー図の一部である。 噴射モードの判定を行うマップの一例を示す図である。 モード１のときの通常噴射パターンを示す図である。 第二噴孔除去モードの噴射パターンの一例を示す図である。 同じく第二噴孔除去モードの噴射パターンの一例を示す図である。 同じく第二噴孔除去モードの噴射パターンの一例を示す図である。 同じく第二噴孔除去モードの噴射パターンの一例を示す図である。 同じく第二噴孔除去モードの噴射パターンの一例を示す図である。 モード２のときの通常噴射パターンを示す図である。 第一噴孔除去モードの噴射パターンの一例を示す図である。 同じく第一噴孔除去モードの噴射パターンの一例を示す図である。 同じく第一噴孔除去モードの噴射パターンの一例を示す図である。 同じく第一噴孔除去モードの噴射パターンの一例を示す図である。 第二噴孔除去モードのときに堆積デクリメント量を求めるマップの一例を示す図である。 第一噴孔除去モードのときに堆積インクリメント量を求めるマップの一例である。 他の実施例の燃料噴射装置の概略構成を示す説明図である。

符号の説明

１ 燃料噴射装置
２ 燃料噴射弁
３ 燃料噴射ポンプ
４ コモンレール
５ ＥＣＵ
６ 第一アクチュエータ
７ 第二アクチュエータ
８ ノズルボディ
９ 第一噴孔
１０ 第二噴孔
１１ アウタニードル
１２、１４ スプリング
１３ インナニードル

Claims (14)

1. 独立に噴射制御が行われる第一噴孔と第二噴孔とを有する燃料噴射弁により燃料噴射を行う燃料噴射装置であって、
   前記第一噴孔及び第二噴孔におけるデポジット堆積量に応じてデポジット除去噴射を行うことを特徴とした燃料噴射装置。
2. 請求項１記載の燃料噴射装置において、
   前記デポジット堆積量はエンジンの運転状況に応じて算出されるデポジットの堆積インクリメント量及び／又は堆積デクリメント量を考慮して決定されることを特徴とした燃料噴射装置。
3. 請求項１記載の燃料噴射装置において、
   前記デポジット堆積量は、ノズル周辺温度、噴射パターン、噴孔内燃料流速の少なくともひとつを反映させて算出されるデポジットの堆積インクリメント量及び／又は堆積デクリメント量を考慮して決定されることを特徴とした燃料噴射装置。
4. 請求項２又は３記載の燃料噴射装置において、
   前記堆積インクリメント量は噴孔毎に算出されることを特徴とした燃料噴射装置。
5. 請求項１記載の燃料噴射装置において、
   前記燃料噴射弁は、第一噴孔のみから噴射を行うモード、第二噴孔のみから噴射を行うモード、第一噴孔及び第二噴孔から噴射を行うモードの３つの噴射モードの切り替えが行われるとともに、当該噴射モード別の前記デポジット除去噴射が行われることを特徴とした燃料噴射装置。
6. 請求項１記載の燃料噴射装置において、
   前記デポジット除去噴射をメイン噴射、パイロット噴射又はアフタ噴射としたことを特徴とする燃料噴射装置。
7. 請求項１記載の燃料噴射装置において、
   パイロット噴射又はアフタ噴射を、メイン噴射を行う噴孔とは異なる噴孔で行うことを特徴とした燃料噴射装置。
8. 請求項１記載の燃料噴射装置において、
   通常パイロット噴射及び通常メイン噴射を前記第一噴孔で行うとともに、前記通常パイロット噴射に代えて前記第二噴孔からデポジット除去パイロット噴射を行うことを特徴とした燃料噴射装置。
9. 請求項１記載の燃料噴射装置において、
   通常パイロット噴射及び通常メイン噴射を前記第一噴孔で行うとともに、前記通常パイロット噴射に代えて前記第二噴孔からデポジット除去パイロット噴射を行い、当該デポジット除去パイロット噴射と前記通常メイン噴射とのインターバルを前記通常パイロット噴射と通常メイン噴射とのインターバルよりも長期間としたことを特徴とする燃料噴射装置。
10. 請求項１記載の燃料噴射装置において、
    通常メイン噴射を前記第一噴孔で行うとともに、前記通常メイン噴射の一部を第二噴孔で行うデポジット除去アフタ噴射としたことを特徴とする燃料噴射装置。
11. 請求項１記載の燃料噴射装置において、
    通常パイロット噴射及び通常メイン噴射を前記第一噴孔で行うとともに、当該通常メイン噴射に代えて前記第二噴孔からデポジット除去メイン噴射を行うことを特徴とした燃料噴射装置。
12. 請求項１記載の燃料噴射装置において、
    通常パイロット噴射及び通常メイン噴射を前記第二噴孔で行うとともに前記通常パイロット噴射に代えて前記第一噴孔からデポジット除去パイロット噴射を行うことを特徴とした燃料噴射装置。
13. 請求項１記載の燃料噴射装置において、
    通常パイロット噴射及び通常メイン噴射を前記第二噴孔で行うとともに、前記通常パイロット噴射に代えて前記第一噴孔からデポジット除去パイロット噴射を行い、当該デポジット除去パイロット噴射と前記通常メイン噴射とのインターバルを前記通常パイロット噴射と通常メイン噴射とのインターバルよりも短期間としたことを特徴とする燃料噴射装置。
14. 請求項１記載の燃料噴射装置において、
    通常メイン噴射を前記第二噴孔で行うとともに、前記通常メイン噴射の一部を第一噴孔で行うデポジット除去アフタ噴射としたことを特徴とする燃料噴射装置。

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