JP2015094326A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダヘッドにおける熱量を高めることで、ノズル噴孔の腐食を防止或いは抑制可能な内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】ＥＣＵ１５０は、少なくとも内燃機関１００のシリンダヘッド１０１ａにおける熱量であるヘッド熱量Ｑに基づき、内燃機関１００が備えるインジェクタ１０７の噴孔の腐食の発生を判定する判定部と、内燃機関１００の筒内に生成される気流の強度を変更する制御を行う制御部として機能することで、判定部および制御部を備える構成となっている。判定部としてのＥＣＵ１５０が噴孔の腐食が発生する状態であると判定した場合に、制御部としてのＥＣＵ１５０は、ヘッド熱量Ｑが所定値Ｑ_ｒよりも大きくなるまで気流の強度を高める制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は内燃機関の制御装置に関する。

内燃機関では、インジェクタのノズルに腐食が発生する場合がある。特許文献１では、噴射ノズルの温度およびＳＯ_３の酸露点に基づいて、燃焼室に吸入される吸気に含まれるＳＯ_３をＳＯ_３の凝縮が回避される量まで低減する技術が開示されている。

特開２０１０−２５５４６２号公報

図１４（ａ）から図１４（ｈ）はノズル噴孔（以下、単に噴孔とも称す）の腐食進行のメカニズムを説明する図である。図１４（ａ）、図１４（ｂ）は噴孔への酸付着のメカニズムを示す。図１４（ｃ）から図１４（ｅ）は噴孔の腐食のメカニズムを示す。図１４（ｆ）から図１４（ｈ）は噴孔の壊食（エロージョン）のメカニズムを示す。

図１４（ａ）に示すように、内燃機関１００Ｘの筒内ガスには酸成分（例えばＳＯ_３）が含まれている。図１４（ｂ）に示すように機関冷却水温が高水温の場合、筒内壁温Ｔｗａｌｌが、ノズル先端温度Ｔｎｚｌよりも先に、露点に到達する。以下、機関停止後、露点に到達するまでの時間を露点到達時間と称する。よって、酸成分は水分とともに酸となって筒内壁部に結露する。結果、噴孔の腐食は防止或いは抑制される。ところが、機関冷却水温が低水温の場合、露点到達時間は筒内壁部よりもノズル先端部のほうが短くなる。このためこの場合には、酸がノズル先端部に結露する。この場合、具体的には次のように酸が噴孔を腐食させる。

図１４（ｃ）に示すように、機関停止後には酸成分を含む筒内ガス（蒸気）が噴孔内に残留した燃料に侵入する。そして、ノズル先端温度が露点を下回ると、図１４（ｄ）に示すように燃料中の酸成分が酸となって噴孔に結露する。さらに、図１４（ｅ）に示すように酸の結露によって生じた凝縮水は錆を発生させ、噴孔の表面に荒れを生じさせる。露点は具体的には酸露点である。露点は水蒸気の露点を含んでもよい。酸の結露は、水蒸気の結露によって生じた凝縮水に酸成分が溶け込むことで酸を形成した結露であってもよい。

図１４（ｆ）に示すように腐食した部位は、その後内燃機関１００Ｘが始動し、燃料噴射が行われると、図１４（ｇ）に示すように噴射燃料で除去される。すると、図１４（ｈ）に示すように噴孔の表面には新生面が露出する。その後は同様にして新生面が腐食されることで、腐食が促進される。

図１４（ｂ）を用いて説明したように、ノズル先端温度は酸の結露がノズルに発生するか否かに大きく影響する。このため、図１４（ｂ）を用いて前述した原理原則に鑑み、噴孔の腐食を防止或いは抑制することが考えられる。ところが、腐食の発生や腐食の度合いはシリンダヘッドが保有する熱量にも依存する。具体的には、ノズル先端温度が同じでも、シリンダヘッドが保有する熱量によっては腐食の発生や腐食の度合いが異なってくる。そして、シリンダヘッドが保有する熱量を考慮し、如何に腐食を防止或いは抑制するかには改善の余地がある。

本発明は上記課題に鑑み、シリンダヘッドにおける熱量を高めることで、ノズル噴孔の腐食を防止或いは抑制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。

本発明は少なくとも内燃機関のシリンダヘッドにおける熱量に基づき、前記内燃機関が備えるインジェクタの噴孔の腐食の発生を判定する判定部と、前記内燃機関の筒内に生成される気流の強度を変更する制御を行う制御部とを備え、前記判定部が噴孔の腐食が発生する状態であると判定した場合に、前記制御部が、前記熱量が所定値よりも大きくなるまで気流の強度を高める制御を行う内燃機関の制御装置である。

本発明は前記判定部が、前記内燃機関が始動してからの経過時間が所定時間より短いときに前記熱量が所定値以下である場合に、前記噴孔の腐食が発生する状態であると判定する構成とすることができる。

本発明は前記判定部が、前記内燃機関が始動してからの経過時間が所定時間以上のときに、前記熱量が所定値以下であり、前記インジェクタのノズル先端温度が所定温度以下である場合に、前記噴孔の腐食が発生する状態であると判定する構成とすることができる。

本発明は前記制御部が、スワールコントロールバルブの制御、或いは一の気筒に複数設けられた吸気弁のうち、少なくとも一つのリフト量を変更可能な可変動弁機構の制御を行うことで、気流の強度を変更する制御を行う構成とすることができる。

本発明によれば、シリンダヘッドにおける熱量を高めることで、ノズル噴孔の腐食を防止或いは抑制できる。

内燃機関の概略構成図である。 スワールコントロールバルブを示す図である。 インジェクタを示す図である。 ノズル先端温度の低下速度の説明図である。 判定方法の説明図である。 内燃機関の制御の一例を示すフロー図である。 ノズル腐食防止制御の一例を示すフロー図である。 気流の影響を説明する図である。 気流制御マップの一例を示す図である。 ノズル先端温度の変化の一例を示す図である。 気流強化の中止制御の説明図である。 排気ＨＣを考慮した気流強化の説明図である。 気流強化方法の変形例を示す図である。 噴孔の腐食進行のメカニズムを説明する図である。

図面を用いて本発明の実施例について説明する。

図１は内燃機関１００の概略構成図である。図２はスワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）１３０を示す図である。図２では各気筒のうち一気筒についてＳＣＶ１３０を示す。図１に示す内燃機関１００は、筒内噴射を行う内燃機関、より具体的にはディーゼル内燃機関である。内燃機関１００は４気筒である。内燃機関１００は、シリンダヘッド１０１ａとシリンダブロック１０１ｂを備えたエンジン本体１０１を備え、そのエンジン本体１０１に♯１気筒〜♯４気筒を備える。

燃料噴射装置１は、内燃機関１００に組み込まれている。燃料噴射装置１は、♯１気筒〜♯４気筒に対応して、♯１インジェクタ１０７−１〜♯４インジェクタ１０７−４を備える。具体的に、♯１気筒には、♯１インジェクタ１０７−１が装着され、♯２気筒には♯２インジェクタ１０７−２が装着されている。♯３気筒には♯３インジェクタ１０７−３が装着され、♯４気筒には♯４インジェクタ１０７−４が装着されている。♯１インジェクタ１０７−１〜♯４インジェクタ１０７−４はそれぞれコモンレール１２０に接続され、コモンレール１２０から高圧の燃料が供給される。各インジェクタ１０７は、シリンダヘッド１０１ａに装着されている。各インジェクタ１０７は、シート部を介してシリンダヘッド１０１ａとの間で熱の授受を行う。

内燃機関１００は、エンジン本体１０１に取り付けられたインテークマニホールド１０２、エキゾーストマニホールド１０３を備える。インテークマニホールド１０２には吸気管１０４が接続されている。エキゾーストマニホールド１０３には排気管１０５が接続されている。

内燃機関１００は外部ＥＧＲ装置１１０を備えている。外部ＥＧＲ装置１１０はＥＧＲ通路１１１、ＥＧＲバルブ１１２、ＥＧＲクーラ１１３、バイパス通路１１４およびバイパスバルブ１１５を備えている。ＥＧＲ通路１１１の一端は、エキゾーストマニホールド１０３に接続されている。ＥＧＲ通路１１１の他端は、吸気管１０４に接続されている。ＥＧＲ通路１１１には、排気ガス（ＥＧＲガス）の流通状態を制御するＥＧＲバルブ１１２が設けられている。ＥＧＲ通路１１１には、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１１３が設けられている。ＥＧＲ通路１１１には、ＥＧＲクーラ１１３をバイパスするバイパス通路１１４が設けられている。ＥＧＲ通路１１１には、ＥＧＲ通路１１１およびバイパス通路１１４のうちいずれかにＥＧＲガスの流通経路を決定するバイパスバルブ１１５が設けられている。外部ＥＧＲ装置１１０は少なくともＥＧＲ通路１１１とＥＧＲバルブ１１２とを備える構成であってもよい。

図２に示すように、各気筒には吸気ポートＩｎ１、Ｉｎ２が連通している。吸気ポートＩｎ１、Ｉｎ２には吸気弁１０８がそれぞれ設けられている。２つの吸気ポートＩｎ１、Ｉｎ２のうち一方の吸気ポートＩｎ２には、ＳＣＶ１３０が設けられている。ＳＣＶ１３０は気流制御弁であり、筒内に生成される気流の強度を変更する。気流は具体的にはスワール流Ｓである。ＳＣＶ１３０は開度が小さい場合ほど（閉じ側である場合ほど）、気流の強度を高める。ＳＣＶ１３０はＥＣＵ１５０に電気的に接続されている。

図１に戻り、吸気管１０４にはエアフロメータ１０６が接続されている。エアフロメータ１０６は、ＥＣＵ１５０に電気的に接続されている。ＥＣＵ１５０には、インジェクタ１０７−ｉ（ｉは気筒番号を示す）、具体的に、♯１インジェクタ１０７−１から♯４インジェクタ１０７−４が電気的に接続されている。ＥＣＵ１５０は、内燃機関の制御装置に相当し、後に詳述する各種制御を行う。

ＥＣＵ１５０には、内燃機関１００の回転数ＮＥを測定するＮＥセンサ１６１、冷却水の水温Ｔｗを測定する水温センサ１６２、燃料の温度を測定する燃温センサ１６３、およびクランク角センサ１６４が電気的に接続されている。また、ＥＣＵ１５０には、ＥＧＲ率マップ、結露判定マップ、気流制御マップ、その他のマップ類が格納されている。ＥＣＵ１５０は、内燃機関周辺の種々の制御を行う。

内燃機関１００に装着されたインジェクタ１０７を示す図３を参照すると、インジェクタ１０７は、先端部にノズル１０７ａを備えている。ノズル１０７ａには、噴孔が設けられている。このようなノズル１０７ａの先端部に酸が結露し、付着すると腐食が発生する可能性がある。噴孔の周辺が腐食すると、噴孔の噴孔径が変化する可能性がある。噴孔径が変化すると、燃料噴射に影響を与えることになる。そこで、ＥＣＵ１５０は少なくとも次に説明するヘッド熱量Ｑに基づき、噴孔の腐食の発生を判定する。

図４はノズル先端温度Ｔｎｚｌの低下速度の説明図である。実線はシリンダヘッド１０１ａが保有する熱量が相対的に大きい場合を示し、破線はシリンダヘッド１０１ａが保有する熱量が相対的に小さい場合を示す。

ここで、機関停止時のノズル先端温度Ｔｎｚｌが同じであっても、シリンダヘッド１０１ａが保有する熱量によっては、機関停止後のノズル先端温度Ｔｎｚｌの低下速度は異なってくる。具体的には、実線の場合には破線の場合と比較して、ノズル１０７ａからシリンダヘッド１０１ａへの放熱は小さくなる。このため、実線の場合のほうが破線の場合よりもシリンダヘッド１０１ａヘの放熱速度が遅い分、機関停止後のノズル先端温度Ｔｎｚｌの低下速度は遅くなる。結果、実線の場合のほうが破線の場合よりも、露点到達時間ｔは長くなる。

実線と破線とでノズル先端温度Ｔｎｚｌの低下速度が異なるのは、機関停止前のノズル受熱量が異なるためと考えられる。図４を参照すると、実線と破線とでは、ノズル先端温度Ｔｎｚｌの履歴が異なっている。結果、図４中、ハッチングを施して示した分だけ、実線の方が破線よりもノズル受熱量が多い。そして、このノズル受熱量の差が、機関停止後のノズル先端温度Ｔｎｚｌの低下速度の差として現れていると考えられる。

かかる現象は、換言すれば、シリンダヘッド１０１ａの熱量であるヘッド熱量Ｑの差が、機関停止後のノズル先端温度Ｔｎｚｌの低下速度の差として現れているといえる。本発明において、「シリンダヘッドにおける熱量」は、ヘッド熱量Ｑである場合だけでなく、ノズル受熱量である場合や、ヘッド熱量Ｑおよびノズル受熱量である場合を含む。ノズル受熱量は具体的には、ノズル１０７ａの瞬時の熱量の積算値となっている。

ＥＣＵ１５０は、ノズル先端温度Ｔｎｚｌとヘッド熱量Ｑとのうち少なくともいずれかに基づき、インジェクタ１０７の噴孔の腐食の発生を判定する。次にこの点について説明する。

図５（ａ）から図５（ｃ）は判定方法の説明図である。図５（ａ）は内燃機関１００が始動してからの経過時間である経過時間ｔ１が所定時間ｔ_ｒよりも短い場合の判定方法を示す。図５（ｂ）は経過時間ｔ１が所定時間ｔ_ｒ以上で、且つ水温Ｔｗが所定温度Ｔｗ_ｒ以上の場合の判定方法を示す。図５（ｃ）は経過時間ｔ１が所定時間ｔ_ｒ以上で、且つ水温Ｔｗが所定温度Ｔｗ_ｒよりも低い場合の判定方法を示す。図５（ａ）から図５（ｃ）では、結露発生条件を示すマップを用いて判定方法を説明する。このマップでは、ノズル先端温度Ｔｎｚｌとヘッド熱量Ｑとに応じて、結露発生領域Ｒ１と結露回避領域Ｒ２とが設定されている。図５（ａ）、図５（ｂ）では、判定方法が領域Ｒ１、Ｒ２に基づく判定方法ではないことを示すために、結露発生領域Ｒ１を破線で示す。

ここで、ノズル先端温度Ｔｎｚｌは水温Ｔｗに比例する。このため、機関停止直後は、ヘッド熱量Ｑが噴孔の腐食に対して大きな影響を及ぼす。これに鑑み、経過時間ｔ１が所定時間ｔ_ｒよりも短い場合には、図５（ａ）に示すように、ヘッド熱量Ｑが所定値Ｑ_ｒ以下である場合に、噴孔の腐食が発生する状態であると判定する。所定値Ｑ_ｒは噴孔の腐食を回避可能な熱量であり、予め設定しておくことができる。所定時間ｔ_ｒは機関始動時の水温Ｔｗ_０に応じて決定する。

マップが示すように、ノズル先端温度Ｔｎｚｌが十分高い場合には、ヘッド熱量Ｑは考慮不要となる。これに鑑み、経過時間ｔ１が所定時間ｔ_ｒ以上で、且つ水温Ｔｗが所定温度Ｔｗ_ｒ以上の場合には、図５（ｂ）に示すように、ノズル先端温度Ｔｎｚｌが所定値Ｔｎｚｌ_ｒよりも低い場合に、噴孔の腐食が発生する状態であると判定する。所定値Ｔｎｚｌ_ｒは噴孔の腐食を回避可能な温度であり、予め設定しておくことができる。かかる判定を行うにあたっては、ノズル先端温度Ｔｎｚｌの代わりに例えば水温Ｔｗを用いてもよい。

経過時間ｔ１が所定時間ｔ_ｒ以上で、且つ水温Ｔｗが所定温度Ｔｗ_ｒよりも低い場合には、判定精度上、ノズル先端温度Ｔｎｚｌおよびヘッド熱量Ｑいずれの影響も無視すべきではない。このためこの場合には、図５（ｃ）に示すように、ノズル先端温度Ｔｎｚｌおよびヘッド熱量Ｑに基づき、噴孔の腐食が発生する状態であるか否かを判定する。具体的には、ノズル先端温度Ｔｎｚｌおよびヘッド熱量Ｑが結露発生領域Ｒ１にある場合に、噴孔の腐食が発生する状態であると判定する。

以下、図６を参照しつつ、内燃機関１００の制御の一例について説明する。図６は内燃機関１００の制御の一例を示すフロー図である。内燃機関１００の制御はＥＣＵ１５０によって行われる。

ステップＳ１では、機関始動時の水温Ｔｗ_０を取得する。ステップＳ２では、所定値ｔ_ｒを決定する。所定値ｔ_ｒは、一例として以下の式１によって決定される。
Ｔ_ｒ＝ｆ（Ｔｗ_０） 式１

ステップＳ３では、ノズル先端温度Ｔｎｚｌを算出する。ここで、ノズル先端温度Ｔｎｚｌは、その時点時点、すなわち、瞬時のノズル先端温度である。ノズル先端温度Ｔｎｚｌは、一例として、以下の式２によって算出、推定される。
Ｔｎｚｌ
＝ｆ（ＮＥ、ＩＴ、ＴＱ）−ｆ（Ｔｗ、Ｔｆ） 式２
ＮＥ：回転数 ＩＴ：噴射時期 ＴＱ：噴射量
Ｔｗ：水温 Ｔｆ：燃温

ステップＳ４では、ヘッド熱量ｄＱを算出する。ヘッド熱量ｄＱはシリンダヘッド１０１ａの瞬時の熱量である。ヘッド熱量ｄＱは、一例として、以下の式２によって算出、推定される。
ｄＱ
＝（ａ・ＮＥ＋ｂ・ＩＴ＋ｃ・ＴＱ）×α−ｄ・Ｔｗ＋ｅ 式３
第１項は燃焼ガスからの受熱の影響を示し、第２項は放熱の影響を示す。ａ、ｂ、ｃ、ｄおよびｅは定数である。αは気流強化による蓄熱補正係数である。

ステップＳ５では、ヘッド熱量Ｑを算出する。ヘッド熱量Ｑはシリンダヘッド１０１ａの受熱量であり、具体的にはヘッド熱量ｄＱの積算値である。ヘッド熱量Ｑはヘッド熱量ｄＱを一定期間τ分、積算した値として求めることができる。一定期間τは任意に設定することができる。ヘッド熱量Ｑは、一例として、以下の式４によって算出、推定される。
Ｑ＝ΣｄＱ 式４

ステップＳ６では、経過時間ｔ１が所定時間ｔ_ｒ以上であるか否かが判定される。経過時間ｔ１が所定時間ｔ_ｒであることは、経過時間ｔ１が所定時間ｔ_ｒよりも短い場合に加えてもよい。このことは、他の判定についても同様である。否定判定であればステップＳ８に進む。ステップＳ８では、ヘッド熱量Ｑが所定値Ｑ_ｒ以下であるか否かが判定される。そして、否定判定であればステップＳ１に戻り、肯定判定であればステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、ノズル腐食防止制御が行われる。ノズル腐食防止制御は、サブルーチンとなっており、これについては後に詳述する。

ステップＳ６で肯定判定であればステップＳ７に進む。ステップＳ７では、水温Ｔｗが所定温度Ｔｗ_ｒ以上であるか否かが判定される。肯定判定であればステップＳ９に進む。ステップＳ９では、ノズル先端温度Ｔｎｚｌが所定値Ｔｎｚｌ_ｒ以上であるか否かが判定される。そして、肯定判定であればステップＳ１に戻り、否定判定であればステップＳ１１に進む。

ステップＳ７で否定判定であればステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、結露が発生するか否かが判定される。具体的には、ステップＳ１０ではノズル先端温度Ｔｎｚｌとヘッド熱量Ｑとが結露発生領域Ｒ１にあるか否かが判定される。ステップＳ１０では具体的には、ヘッド熱量Ｑが所定値以下であり、ノズル先端温度Ｔｎｚｌが所定温度以下であるか否かを判定できる。この場合の所定値および所定温度は結露発生領域Ｒ１の境界線を示す。ステップＳ１０で肯定判定であればステップＳ１１に進み、否定判定であればステップＳ１に戻る。

図７はノズル腐食防止制御の一例を示すフロー図である。図８は気流の影響を説明する図である。図９（ａ）、図９（ｂ）は気流制御マップの一例を示す図である。図９（ａ）は燃焼要求に応じた第１の気流制御マップを示す。図９（ｂ）は気流強化のための第２の気流制御マップを示す。図１０はノズル先端温度Ｔｎｚｌの変化の一例を示す図である。

図７では、ステップＳ８で肯定判定された場合のノズル腐食防止制御の一例を示す。なお、ステップＳ９で否定判定された場合や、Ｓ１０で肯定判定された場合には、図７に示すノズル腐食防止制御と異なるノズル腐食防止制御が行われてよく、図７に示すノズル腐食防止制御が行われてもよい。

図７に示すように、ステップＳ１１ａ１では、機関運転状態を取得する。機関運転状態は具体的にはここでは、回転数ＮＥおよび噴射量ＴＱである。ステップＳ１１ａ２では、取得した機関運転状態と気流制御マップとに基づき、ＳＣＶ１３０の開度を決定する。ステップＳ１１ａ３では、決定した開度になるようにＳＣＶ１３０を制御する。ステップＳ１１ａ３の後にはサブルーチンを終了する。

ステップＳ１１ａ３では、ＳＣＶ１３０を制御することで気流の強度を高める制御が行われる。そして、次のルーチン以降ではステップＳ６で否定判定された場合、ステップＳ８で否定判定されるまで、ノズル腐食防止制御が行われる。すなわち、ヘッド熱量Ｑが所定値Ｑ_ｒ以上になるまで（具体的にはここでは、所定値Ｑ_ｒよりも大きくなるまで）、気流の強度を高める制御が行われる。

図８に示すように、ＳＣＶ１３０の開度が閉じ側である場合ほど、気流の強度は高まる。そして、ＳＣＶ１３０の開度が閉じ側である場合ほど、冷却損失は増加する。すなわち、燃焼ガスからシリンダヘッド１０１ａへの放熱が促進される。図８に示すように、腐食判定時（ステップＳ８で肯定判定された場合）には、通常時（ステップＳ８で否定判定された場合）よりもＳＣＶ１３０の開度が閉じ側に設定される。ＳＣＶ１３０の開度は、腐食判定時に排気ＨＣの濃度がクライテリアを上回らないように設定される。

図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、第１および第２の気流制御マップでは、ＳＣＶ１３０の開度が機関運転状態（具体的にはここでは、回転数ＮＥおよび噴射量ＴＱ）に応じて予め設定されている。第１の気流制御マップでは、燃焼要求に応じたＳＣＶ使用領域が設定されている。第２の気流制御マップでは、気流を強化するための気流強化領域が設定されている。気流強化領域はＳＣＶ使用領域に含まれるように設定されている。

第２の気流制御マップでは、さらに軽負荷領域に使用拡大領域が設定されている。使用拡大領域のうちＳＣＶ使用領域と重複している部分は、気流を強化するための領域ということができる。使用拡大領域のうちＳＣＶ使用領域と重複していない部分は、燃焼要求に応じて気流を生成しない領域であり、且つ腐食判定時に気流の生成を行うための領域である。この点、燃焼要求に応じて気流を生成しない領域で気流の生成を行うことも、気流を強化することに含まれる。

上記の気流制御マップの説明を踏まえ、図７のフローチャートのステップＳ１１ａ２で、ＥＣＵ１５０は具体的には、第２の気流制御マップを参照し、取得した機関運転状態に対応するＳＣＶ１３０の開度を読み込むことで、ＳＣＶ１３０の開度を決定する。これにより、気流を強化できる。結果、燃焼ガスからシリンダヘッド１０１ａへの放熱を促進し、ヘッド熱量Ｑを高めることができる。

図１０では、気流強化を行わなかった場合を破線で示し、気流強化を行った場合を実線で示す。図１０に示すように、ノズル先端温度Ｔｎｚｌは機関運転中に高まる。この例において、熱容量が小さいノズル１０７ａは、機関運転中に気流強化の有無に関わらず昇温している。一方、ヘッド熱量Ｑは気流強化によって増加が促進される。結果、機関停止後には、ノズル１０７ａからシリンダヘッド１０１ａへの放熱が緩慢となり、露点到達時間ｔが長くなる。したがって、気流強化を行うことで、噴孔での結露の発生が防止或いは抑制される。結果、噴孔の腐食が防止或いは抑制される。

ＥＣＵ１５０は、図６のフローチャートにおけるステップＳ６、Ｓ８およびＳ１１に示す処理を行うことで、制御部として機能する。また、ステップＳ８やステップＳ１０に示す処理を行うことで、少なくともヘッド熱量Ｑに基づき、インジェクタ１０７の噴孔の腐食の発生を判定する判定部として機能する。

ところで、図８に示すように、ＳＣＶ１３０の開度が閉じ側である場合ほど、排気ＨＣの濃度は高まる。また、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、ＳＣＶ使用領域では排気ＨＣ濃度が低中濃度に抑制されるが、気流強化領域では排気ＨＣ濃度が中濃度となり、使用拡大領域では排気ＨＣ濃度が高濃度となる。このようにＳＣＶ使用領域が設定されているのは、燃焼要求に応じて気流を生成する場合には、軽負荷且つ低水温時に排気ＨＣを抑制するために気流を生成しないか、或いは気流の強度を抑制するようにしているためである。

かかる事情に鑑み、制御部としてのＥＣＵ１５０は、気流の強度を高める制御を行った結果、ヘッド熱量Ｑが所定値Ｑ_ｒよりも大きくなった場合には、さらに気流の強化を中止する制御を行うことができる。気流の強化を中止する制御は具体的には例えば、機関運転状態と第１の気流制御マップとに基づき、ＳＣＶ１３０の開度を決定するとともに、決定した開度になるようにＳＣＶ１３０を制御することで行うことができる。これにより、気流の強化が不要になった場合には、排気ＨＣを抑制することもできる。

図１１は気流強化の中止制御の説明図である。図１１に示すように、この例では機関運転中にヘッド熱量Ｑが所定値Ｑ_ｒよりも大きくなる。ヘッド熱量Ｑが所定値Ｑ_ｒよりも大きくなってからは、ヘッド熱量Ｑの増加は成り行きであってよい。このため、ヘッド熱量Ｑが所定値Ｑ_ｒよりも大きくなってからは、気流の強化が中止される。機関運転状態が第２の気流制御マップ上で気流強化領域に含まれていた場合、機関運転状態は第１の気流制御マップ上でＳＣＶ使用領域に含まれることになる。このためこの場合には、気流の強化が中止されることで、気流が弱化される。

図１２は排気ＨＣを考慮した気流強化の説明図である。図１２に示すように、排気ＨＣ濃度は破線で示すように、一般に高負荷になるほど低下する傾向を有している。かかる事情に鑑み、制御部としてのＥＣＵ１５０は具体的には、排気ＨＣ濃度がクライテリアを上回らない範囲内で気流の強化を行うことで、排気ＨＣの排出基準への適合を確保しつつヘッド熱量Ｑを極力高めることもできる。この場合、機関運転状態が高負荷である場合ほど、気流をより強化することができる。

図１３は気流強化方法の変形例を示す図である。制御部としてのＥＣＵ１５０の制御対象は、必ずしもＳＣＶ１３０に限られず、例えば一の気筒に複数（例えば２つ）設けられた吸気弁１０８のうち少なくとも一つのリフト量を変更可能な可変動弁装置であってもよい。この場合、複数の吸気弁１０８のうち少なくとも一つのリフト量を変更することで、気流の強度を変更できる。具体的には例えば、２つの吸気弁１０８のうち一方のリフト量を小さくするほど、気流を強化できる。すなわち、２つの吸気弁１０８のうち一方のバルブ開度を小さくするほど、気流を強化できる。

上記実施形態は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

内燃機関 １００、１００Ｘ
シリンダヘッド １０１ａ
インジェクタ １０７
ＳＣＶ １３０
ＥＣＵ １５０

Claims (4)

1. 少なくとも内燃機関のシリンダヘッドにおける熱量に基づき、前記内燃機関が備えるインジェクタの噴孔の腐食の発生を判定する判定部と、
   前記内燃機関の筒内に生成される気流の強度を変更する制御を行う制御部とを備え、
   前記判定部が噴孔の腐食が発生する状態であると判定した場合に、前記制御部が、前記熱量が所定値よりも大きくなるまで気流の強度を高める制御を行う内燃機関の制御装置。
2. 請求項１記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記判定部が、前記内燃機関が始動してからの経過時間が所定時間より短いときに、前記熱量が所定値以下である場合に、前記噴孔の腐食が発生する状態であると判定する内燃機関の制御装置。
3. 請求項１または２記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記判定部が、前記内燃機関が始動してからの経過時間が所定時間以上のときに、前記熱量が所定値以下であり、前記インジェクタのノズル先端温度が所定温度以下である場合に、前記噴孔の腐食が発生する状態であると判定する内燃機関の制御装置。
4. 請求項１から３いずれか１項記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記制御部が、スワールコントロールバルブの制御、或いは一の気筒に複数設けられた吸気弁のうち、少なくとも一つのリフト量を変更可能な可変動弁機構の制御を行うことで、気流の強度を変更する制御を行う内燃機関の制御装置。

Images