JP5924257B2

JP5924257B2 - 燃料噴射装置

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Publication number: JP5924257B2
Application number: JP2012281488A
Authority: JP
Inventors: 川上　淳; 淳川上
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2032-12-25
Also published as: JP2014125909A

Description

本発明は、燃料噴射装置に関する。

従来、エンジン停止後に燃料噴射を行い、インジェクタの先端部に設けられた噴孔に燃料を付着させることが知られている。このように噴孔に燃料を付着させる提案は、例えば、特許文献１に開示されている。エンジン停止後の燃料噴射は、噴孔の周辺に凝縮水が付着することに起因する噴孔周辺での凝縮水の氷結や、腐食の発生を回避する目的で行われる。

特開平９−３２６１６号公報

ところで、噴孔の腐食は、筒内に残存する酸成分が水分とともに凝縮し、噴孔周辺に付着することによって生じると考えられる。上記特許文献１に開示されたように噴孔周辺に燃料を付着させることにより噴孔周辺の腐食を抑制することができる。
しかしながら、酸成分は、時間の経過とともに噴孔周辺に付着した燃料を通過して噴孔が設けられたノズルの基材に到達し、噴孔の周辺を腐食させる可能性がある。

そこで、本明細書開示の燃料噴射装置は、凝縮水中の酸成分が噴孔周辺に付着した燃料を通過してノズルの基材に到達することを抑制することを課題とする。

かかる課題を解決するために、本明細書に開示された燃料噴射装置は、インジェクタのノズル温度に関する情報に基づき、エンジン停止後の燃料噴射を実施するか否かを判断する制御部を備え、前記制御部は、前記エンジン停止後の燃料噴射を実施する場合に、前記インジェクタのノズル部における結露開始時期と結露終了時期とを推定すると共に、前記結露開始時期に周期燃料噴射を開始し、前記結露終了時期に前記周期燃料噴射を終了する。

結露発生期間を推定することにより、腐食の原因となる酸成分が筒内に残存し、凝縮水が発生する期間中に燃料噴射を行うことできる。また、その燃料噴射を周期噴射とすることにより、先行して噴射されて噴孔の周辺に付着している燃料を酸成分が通過する前に新たな燃料噴射がされる。これにより、酸成分が浸入した状態の燃料に代わって新たな燃料が噴孔周辺に付着するため、酸成分のノズル部の基材への到達が抑制され、噴孔周辺の腐食が回避される。

前記制御部は、前記ノズル温度に関する情報とＥＧＲ量に関する情報とに基づいてエンジン停止後の燃料噴射を実施するか否かを判断することができる。ＥＧＲ量に関する情報を参酌することにより、エンジン停止後の燃料噴射を実施するか否かをより適切に判断することができる。

前記制御部は、前記結露発生期間における結露開始時期からの経過時間が長くなるほど前記周期燃料噴射における噴射間隔を長く設定することができる。結露発生期間の始期に近いほど、すなわち、結露開始時期からの経過時間が短いほど、筒内のガス濃度は高く、酸成分も多い。その一方、結露開始時期からの経過時間が長くなれば、結露が発生しやすい筒内の環境条件が緩和される。例えば、筒内の酸成分が減少したり、ノズル温度と周辺の温度との差がなくなったりしてノズル周辺に結露しにくい状態となる。ノズルに結露がしにくい状態のときに燃料の噴射間隔を長くすることで、不要な燃料の噴射を抑制することができる。

前記制御部は、前記結露発生期間の結露開始時期における前記ノズル温度と燃焼室の壁面温度との差が大きい場合ほど前記周期燃料噴射における噴射間隔を短く設定することができる。筒内において、どの箇所に結露するかは、筒内各部の温度の分布に関係する。すなわち、露点温度以下に早く到達する箇所で結露が生じやすい。そのため、ノズル温度と燃焼室の壁面温度との差が大きいほど、ノズルにおいて結露が生じやすくなる。したがって、ノズルで結露が生じやすい条件のときに噴射間隔を短く設定することにより凝縮水中の酸成分が燃料を通過してノズルの基材に到達することを回避し、効果的に噴孔周辺の腐食を抑制することができる。

本明細書開示の燃料噴射装置によれば、酸成分が噴孔周辺に付着した燃料を通過してノズルの基材に到達することを抑制する

図１は第１実施形態の燃料噴射装置が組み込まれたエンジンの概略構成を示す説明図である。図２は第１実施形態の燃料噴射装置の制御の一例を示すフロー図である。図３はＥＧＲ率γ_ＥＧＲを算出マップの一例である。図４は結露判定マップの一例である。図５は第１実施形態における燃料噴射期間を示す説明図である。図６は温度低下の傾きｋの説明図である。図７はノズル温度と冷却水温度の差から傾きｋを求めるマップの一例である。図８は結露終了時期ｔ０の算出例を示す表である。図９はノズル温度の推移を示すグラフである。図１０は算出した結露終了時期ｔ０の精度検証の結果を示すグラフである。図１１は第２実施形態の燃料噴射装置の制御の一例を示すフロー図である。図１２は空気量Ｇａ、燃料噴射量Ｑ、ＥＧＲ率γ_ＥＧＲとの関係を示すグラフである。図１３は第２実施形態における燃料噴射期間を示す説明図である。図１４は算出したｋを用いた場合の結露開始時期の遅延を示す説明図である。図１５は傾きｋの補正係数αと露点温度の関係を示す説明図である。図１６は傾きｋの補正係数αと露点温度の関係を示す説明図である。図１７は第３実施形態の燃料噴射装置の制御の一例を示すフロー図である。図１８は周期噴射における燃料噴射間隔の説明図である。図１９は周期噴射における燃料噴射間隔の説明図である。図２０（Ａ）は酸成分が少ない条件における酸成分の燃料への侵入の様子を示す模式図であり、図２０（Ｂ）は酸成分が多い条件における酸成分の燃料への侵入の様子を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されて描かれている場合もある。

（第１実施形態）
図１は実施形態の燃料噴射装置１が組み込まれたエンジン１００の概略構成を示す説明図である。

エンジン１００は、筒内噴射を行うエンジン、より具体的にはディーゼルエンジンである。エンジン１００は４気筒である。エンジン１００は、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、このエンジン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。

エンジン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が接続されると共に、ＥＧＲ通路１０８の一端が接続されている。ＥＧＲ通路１０８の他端は、吸気管１０４に接続されている。ＥＧＲ通路１０８には、ＥＧＲクーラ１０９が設けられている。また、ＥＧＲ通路１０８には、排気ガスの流通状態を制御するＥＧＲバルブ１１０が設けられている。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、ＥＣＵ１１１に電気的に接続されている。ＥＣＵ１１１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〜♯４インジェクタ１０７−４が電気的に接続されている。ＥＣＵ１１１は、制御部に相当し、♯１インジェクタ１０７−１〜♯４インジェクタ１０７−４に対し、別個にエンジン停止後燃料噴射を指示する。

ＥＣＵ１１１には、エンジンの回転数を測定するＮＥセンサ１１２、冷却水の水温を測定する水温センサ１１３及び燃料の温度を測定する燃温センサ１１４が電気的に接続されている。また、ＥＣＥ１１には、ＥＧＲ率マップ、結露判定マップ、その他のマップ類が格納されている。ＥＣＵ１１１は、エンジン周辺の種々の制御を行う。

インジェクタ１０７は、先端部にノズルボディを備えている。ノズルボディには、噴孔が設けられている。このようなノズルボディの先端部に酸成分を含んだ凝縮水が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、適切な燃料噴射に影響を与えることになる。そこで、燃料噴射装置１は、エンジン停止後燃料噴射を行って凝縮水の付着を抑制し、ひいては、腐食を抑制する。

以下、燃料噴射装置１の制御の一例について、図２乃至図１０を参照して説明する。図２は第１実施形態の燃料噴射装置１の制御の一例を示すフロー図である。図３はＥＧＲ率γ_ＥＧＲを算出マップの一例である。図４は結露判定マップの一例である。図５は第１実施形態における燃料噴射期間を示す説明図である。図６は温度低下の傾きｋの説明図である。図７はノズル温度と冷却水温度の差から傾きｋを求めるマップの一例である。図８は結露終了時期ｔ０の算出例を示す表である。図９はノズル温度の推移を示すグラフである。図１０は算出した結露終了時期ｔ０の精度検証の結果を示すグラフである。燃料噴射装置１の制御はＥＣＵ１１１によって主体的に行われる。

まず、ステップＳ１では、イグニション（ＩＧ）がＯＦＦとされたことを確認する。そして、ステップＳ１に引き続き行われるステップＳ２において、燃料の噴射量Ｑ、エンジンの回転数ＮＥ、水温Ｔｗ、燃料噴射時期ＩＴを取得する。噴射量Ｑ及び燃料噴射時期ＩＴは、ＥＣＵ自身が保有している情報が利用される。回転数ＮＥはＮＥセンサ１１２より取得される。水温Ｔｗは水温センサ１１３より取得される。

ステップＳ２に引き続き行われるステップＳ３では、ノズル温度Ｔｎｚｌを算出する。ここで、ノズル温度Ｔｎｚｌ−ｉにおける添字ｉは気筒番号を示している。すなわち、ノズル温度Ｔｎｚｌは、気筒毎の推定値であるＴｎｚｌ−１〜Ｔｎｚｌ−４として算出される。

具体的に、ノズル温度Ｔｎｚｌ−ｉは、インジェクタ１０７−ｉの先端部の受熱量から放熱量を引いた値として算出される。ノズル温度Ｔｎｚｌ−ｉは、その一例として、以下の式１により算出される。
Ｔｎｚｌ−ｉ
＝ｋｉ×（ａ・ＮＥ＋ｂ・ＩＴ＋ｃ・Ｑ＋ｄ・Ｔｗ＋ｅ・Ｔｆ＋ｇ）式１

ＮＥ：エンジン回転数ＩＴ：噴射時期Ｑ：噴射量
Ｔｗ：水温Ｔｆ：燃温
ｋｉ：気筒間補正係数
ａ、ｂ、ｃ、ｄ（＜０）、ｅ（＜０）、ｇ：適合係数

ここで、気筒間係数ｋｉは、直列に配置された♯１気筒〜♯４気筒間の温度のバラツキを補正し、インジェクタ１０７−１〜１０７−４の先端温度を精度良く推定するためのものである。気筒間係数ｋｉの導入により、端部に位置する♯１インジェクタ１０７−１と♯４インジェクタ１０７−４の先端部温度の推定値が、中央寄りに位置する♯２インジェクタ１０７−２と♯３インジェクタ１０７−３の先端部温度の推定値より低くなる。具体的に、♯１インジェクタ１０７−１の先端部温度を推定する際に、ｋ１＝０．９５とする。♯２インジェクタ１０７−２の先端部温度を推定する際に、ｋ２＝１．１とする。♯３インジェクタ１０７−３の先端部温度を推定する際に、ｋ３＝１．１とする。♯４インジェクタ１０７−４の先端部温度を推定する際に、ｋ４＝０．９とする。このように、ｋｉを設定することにより、端部に位置する気筒の先端部温度の推定値が中央寄りに位置する気筒の先端部温度の推定値よりも低くなるように補正され、実際の温度状態を反映した精度良い推定値を得ることができる。なお、一の気筒に対するノズル温度Ｔｎｚｌを代表させて全気筒のノズル温度Ｔｎｚｌとすることもできる。

式１中、（ａ・ＮＥ＋ｂ・ＩＴ＋ｃ・Ｑ）は、受熱量を示す値として筒内ガス温度を算出するものである。また、ｄ・Ｔｗは放熱量を示す値として冷却水温を算出するものである。さらに、ｅ・Ｔｆは放熱量を示す値として燃温を算出するものである。ここで、適合係数ｄ及びｅはいずれも＜０であり、ノズル温度Ｔｎｚｌ−ｉを低下させる方向に作用する。なお、燃温と水温との間に相関性を見いだし、燃温Ｔｆの変化分を含めた適合係数ｄを設定することにより、ｅ・Ｔｆの項を省略してもよい。適合係数ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｇは、エンジン１００の仕様や個体差を考慮し、実験結果やシミュレーション等を反映させて適宜決定される。

つぎに、ステップＳ４において、ＥＧＲ率γ_ＥＧＲを算出する。ＥＧＲ率γ_ＥＧＲは図３に一例を示すマップにより決定される。ＥＣＵ１１１は、自らＥＧＲ率γ_ＥＧＲを決定するため、エンジン停止直前のＥＧＲ率γ_ＥＧＲの値を保持している。なお、ステップＳ３とステップＳ４の処理は、同じタイミングで行ってもよいし、順番が入れ替わってもよい。要は、次工程であるステップＳ５に移行する以前に双方の値が取得されていればよい。

ステップＳ３、４に引き続き行われるステップＳ５では、噴孔腐食有無判定を行う。噴孔腐食有無判定は、ノズル温度Ｔｎｚｌ−ｉとＥＧＲ率γ_ＥＧＲとに基づいて行われる。図４は、インジェクタ１０７−ｉのノズル温度とＥＧＲ率γ_ＥＧＲとの関係に基づき、結露の発生状況を判定するマップの一例である。図４を参照すると、ＥＣＵ１１１は、ＥＧＲ率γ_ＥＧＲが低いほど、結露が発生し難いと判定する。ＥＧＲ率γ_ＥＧＲが低ければ、高温のＥＧＲガスの筒内への導入が少ないこととなり、噴孔周辺での腐食が発生しにくいことを考慮したものである。具体的にノズル温度Ｔｎｚｌ−ｉが同じであっても、ＥＧＲ率γ_ＥＧＲが低いほど、結露が発生しにくくなっている。また、ノズル温度Ｔｎｚｌが低いほど、ノズルにおいて結露は発生し易くなる。ノズル先端に実際に結露が発生するか否かは、図５に実線で示すノズル温度Ｔｎｚｌが、破線で示す燃焼室の壁面温度よりも低くなっているか否かも判断の対象となる。結露は、露点温度を下回った箇所で生じるため、ノズルで結露が発生するのは、ノズル温度Ｔｎｚｌが露点Ｔｄを下回ると共に、壁面温度よりも低いことが条件となる。仮に、壁面温度が露点温度以下となれば、ノズル部よりも面積が大きい燃焼室の壁面で結露が生じる。なお、燃焼室の壁面温度は、ノズル以外の他の部分の温度を参照する意図で採用されており、壁面温度と相関性を有するさらに他の温度を参照するようにしてもよい。噴孔腐食判定は、インジェクタ毎に行われる。

ステップＳ６では、ステップＳ５行った噴孔腐食判定の結果に基づき、噴孔腐食の有無を判断する。ステップＳ６でＮｏ、すなわち、噴孔腐食が発生していないと判断したときは、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、エンジン（ＥＮＧ）を停止、処理は終了となる（エンド）。一方、ステップＳ６でＹｅｓ、すなわち、噴孔腐食が発生していると判断したときは、ステップＳ８へ進む。ステップＳ８では、ノズル温度Ｔｎｚｌ低下の傾きｋを算出する。傾きｋの算出は、結露発生期間の終期、すなわち、結露終了時期ｔ０を算出するための準備として行われる。図６を参照すると、実際のノズル温度Ｔｎｚｌの低下を示す線分は、破線で示すような曲線を描くが、燃料噴射装置１では、演算処理の都合上、ＥＮＧ停止時から結露終了時までの単位時間当たりの温度低下量としてその傾きｋを算出している。なお、本実施形態では、図５に明らかであるように、結露終了時期ｔ０は、ノズル温度Ｔｎｚｌが水温Ｔｗと同値となった時点としている。ノズル温度Ｔｎｚｌが水温Ｔｗと同値となれば、通常、ノズル以外の他の部分の温度、例えば、上述した壁面温度も同値となっていると考えられる。ノズル温度Ｔｎｚｌと壁面温度とが同値となっていれば、ノズル部分よりも面積が大きい壁面において結露が発生し、凝縮水が付着すると考えられるためである。

本実施形態における傾きｋは、ノズル温度Ｔｎｚｌと水温Ｔｗとの温度差ΔＴ（Ｔｎｚｌ−Ｔｗ）との関係により算出される。具体的に、ステップＳ８で傾きｋを算出するために用いられるマップの一例を図７に示す。図７を参照すると、差ΔＴ（Ｔｎｚｌ−Ｔｗ）の値が大きいほど、傾きｋの絶対値が大きくなる、すなわち、ノズル温度Ｔｎｚｌと水温Ｔｗとの温度差が大きいほど、温度低下の傾きが大きくなることがわかる。

ステップＳ８に引き続き行われるステップＳ９では、結露終了時期ｔ０を算出する。結露終了時期ｔ０は、ノズル温度Ｔｎｚｌと水温Ｔｗ、さらに、ステップＳ８で求めた傾きｋにより算出される。ここで、図７乃至図９を参照し、結露終了時期ｔ０の算出について具体例に基づいて説明する。図８に示す表中、（１）の例では、Ｔｎｚｌが７１℃、水温Ｔｗが３７である。従って、ΔＴ（Ｔｎｚｌ−Ｔｗ）は、３４℃となる。このΔＴ（Ｔｎｚｌ−Ｔｗ）を図７に示すマップに当て嵌めると、傾きｋは、−０．５２［℃／ｓ］となる。結露終了時期ｔ０は、図９に示すようにノズル温度Ｔｎｚｌが水温Ｔｗと同値になるまでの時間（期間）であるから、Ｔｗ＝ｋ・ｔ０＋Ｔｎｚｌの式を解くことにより求められる。具体的に、ｔ０＝６６［ｓ］が求められる。また、図８に示す表中、（２）の例では、Ｔｎｚｌが１１７℃、水温Ｔｗが３７である。従って、ΔＴ（Ｔｎｚｌ−Ｔｗ）は、８０℃となる。このΔＴ（Ｔｎｚｌ−Ｔｗ）を図７に示すマップに当て嵌めると、傾きｋは、−０．８８［℃／ｓ］となる。結露終了時期ｔ０は、上述のようにＴｗ＝ｋ・ｔ０＋Ｔｎｚｌの式を解くことにより求められる。具体的に、ｔ０＝９１［ｓ］が求められる。このようにして算出された結露終了時期ｔ０を実測により得た値ｔ０と比較した精度検証結果を図１０に示す。図１０を参照すると、演算による結露終了時期ｔ０が実測の値ｔ０を精度良く再現していることがわかる。

ステップＳ９の処理の後は、ステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、エンジン（ＥＮＧ）を停止する。そして、ステップＳ１１へ進み、エンジン停止後燃料噴射として周期燃料噴射を行う。図５を参照すると、第１実施形態では、エンジン停止後燃料噴射の燃料噴射期間の始期は、エンジン停止時としている。そして、終期を結露終了時期ｔ０としている。このように、結露発生期間をカバーするように周期燃料噴射を行うことにより、結露によって生じた凝縮水中の酸成分が噴孔周辺に付着した燃料を通過してノズルの基材に到達することを抑制することができる。ここで、燃料噴射の周期、すなわち、燃料噴射の間隔は、酸成分が燃料を通過することを回避することができる間隔に設定されている。この間隔は、予め実機試験を行うことにより求めておくことができる。

ステップＳ１１において周期燃料噴射を開始した後は、ステップＳ１２へ進み、結露終了時期ｔ０の経過判定を行う。そして、ステップＳ１３で現在時刻ｔがｔ０となったか否かを判断し、Ｙｅｓと判断したときはステップＳ１４へ進み、燃料噴射を停止する。これにより、一連の制御が終了する（エンド）。一方、ステップＳ１３でＮｏと判断したときは、ステップＳ１１〜ステップＳ１３の処理を繰り返す。

以上のように、結露発生期間を推定すると共に、推定した結露発生期間中に周期燃料噴射を行うことにより、結露によって生じた凝縮水中の酸成分が噴孔周辺に付着した燃料を通過してノズルの基材に到達することを抑制することができる。

（第２実施形態）
つぎに、第２実施形態につき、図１１乃至図１６を参照しつつ説明する。図１１は第２実施形態の燃料噴射装置１の制御の一例を示すフロー図である。図１２は空気量Ｇａ、燃料噴射量Ｑ、ＥＧＲ率γ_ＥＧＲとの関係を示すグラフである。図１３は第２実施形態における燃料噴射期間を示す説明図である。図１４は算出したｋを用いた場合の結露開始時期の遅延を示す説明図である。図１５は傾きｋの補正係数αと露点温度の関係を示す説明図である。図１６は傾きｋの補正係数αと露点温度の関係を示す説明図である。第２実施形態の燃料噴射装置１のハード構成は、第１実施形態と同様であるのでその詳細な説明は省略する。また、図１１は、上述の如く、第２実施形態の燃料噴射装置１の制御の一例を示すフロー図であるが、ステップＳ８までは、第１実施形態と同様であるので、主要な処理のみフロー図内に示している。また、他の処理においても第１実施形態と共通する処理については、その詳細な説明は省略する。

燃料噴射装置１は、ステップＳ８において傾きｋを算出した後、ステップＳ８１へ進む。ステップＳ８１では、吸入空気量Ｇａを取得する、吸入空気量Ｇａは、エアフロメータ１０６により取得される。ステップＳ８１に引き続き行われるステップＳ８２では、露点温度Ｔｄを算出する。露点温度Ｔｄは、吸入空気量Ｇａ、噴射量Ｑ及びＥＧＲ率γ_ＥＧＲとに基づいて算出される。図１２を参照すると、露点温度Ｔｄは、吸入空気量Ｇａ、噴射量Ｑ及びＥＧＲ率γ_ＥＧＲと相関性を有することがわかる。これは、露点温度Ｔｄは、ガス中に含まれる酸及び水の割合が増加すると高くなる関係にあるためである。

図１３に示すようにノズルにおいて生じる結露は、ノズル温度Ｔｎｚｌが露点温度Ｔｄよりも低くなったときに生じる。このため、露点温度Ｔｄは結露発生時期に影響を与える。従って、結露発生期間をより正確に把握するためには、露点温度Ｔｄを把握することが重要である。また、第１実施形態で説明した傾きｋは、ノズル温度Ｔｎｚｌ低下の出発点としたエンジン停止時のノズル温度Ｔｎｚｌと、結露終了時期ｔ０のノズル温度Ｔｎｚｌを直線で結んだときの傾きである。このため、図１４に示すように露点温度Ｔｄに到達するタイミング、すなわち、結露開始時期が遅延した状態として算出されてしまう。そこで、傾きｋを補正する補正係数αが必要となる。この補正係数αの算出に露点温度Ｔｄが反映される。

ステップＳ８２に引き続き行われるステップＳ８３では、傾きｋの補正係数αを算出する。この補正係数αについて図１５、図１６を参照して説明する。補正係数αは、露点温度Ｔｄが大きいほど、傾きｋを大きくするように設定される。図１５を参照すると、露点温度Ｔｄ１＜露点温度Ｔｄ２である。従って、露点温度Ｔｄ２のときの補正係数α２は、露点温度Ｔｄ１のときの補正係数α１よりも大きく設定される。図１６は、傾きｋの補正係数αと露点温度の関係を示すグラフであり、露点温度Ｔｄが高いほど、補正係数αの値が大きくなっている。補正係数αは、図１６に示すグラフ（マップ）に基づいて求められる。

ステップＳ８３に引き続き行われるステップＳ８４では、結露開始時期ｔｄを算出する。結露開始時期ｔｄは、傾きｋ、その補正係数α、ノズル温度Ｔｎｚｌ及び露点温度Ｔｄに基づいて算出される。具体的に、ノズル温度Ｔｎｚｌが露点温度Ｔｄとなる時点が結露開始時期ｔｄとして算出される。

ステップＳ８４に引き続き行われるステップＳ９では、第１実施形態と同様に結露終了時期ｔ０が求められる。なお、ステップＳ８４の処理とステップＳ９の処理はその順番は問われない。ステップＳ９に引き続き行われるステップＳ１０では、エンジンが停止される。

ステップＳ１０の処理が行われると直ちにステップＳ１０１の処理として結露開始時期ｔｄが経過したか否かの判定が開始される。そしてステップＳ１０２において、現在時刻ｔがｔｄとなったか否かを判断し、Ｙｅｓと判断したときはステップＳ１１へ進む。以後、第１実施形態と同様の処理がされる。すなわち、図１３に示すように結露開始時期ｔｄと結露終了時期ｔ０との間を燃料噴射期間として周期燃料噴射を行う。一方、ステップＳ１０２でＮｏと判断したときは、ステップＳ１０１、ステップＳ１０２の処理を繰り返す。

（第３実施形態）
つぎに、第３実施形態につき、図１７乃至図２０を参照しつつ説明する。図１７は第３実施形態の燃料噴射装置１の制御の一例を示すフロー図である。図１８は周期噴射における燃料噴射間隔の説明図である。図１９は周期噴射における燃料噴射間隔の説明図である。図２０（Ａ）は酸成分が少ない条件における酸成分の燃料への侵入の様子を示す模式図であり、図２０（Ｂ）は酸成分が多い条件における酸成分の燃料への侵入の様子を示す模式図である。第３実施形態の燃料噴射装置１のハード構成は、第１実施形態と同様であるのでその詳細な説明は省略する。また、図１７は、上述の如く、第３実施形態の燃料噴射装置１の制御の一例を示すフロー図であるが、ステップＳ９までは、第２実施形態と同様であるので、主要な処理のみフロー図内に示している。また、他の処理においても第２実施形態と共通する処理については、その詳細な説明は省略する。

ステップＳ９に引き続き行われるステップＳ９１では、結露開始時期ｔｄにおけるノズル温度Ｔｎｚｌと燃焼室の壁面温度との差を算出する。ここで、壁面温度は、水温Ｔｗと相関性を有し、両者はほぼ同値を示すことから、壁面温度として水温Ｔｗを採用している。壁面温度は、ノズル以外の他の部位で結露発生の可能性がある箇所の温度とノズル温度Ｔｎｚｌとを比較する趣旨であるので、壁面温度と相関性を有する他所の温度を参酌することができる。例えば、シリンダヘッドの温度であってもよい。温度差ΔＴａは、図４に示したマップを参照することによって求めることができる。すなわち、結露が多くなる領域ほど、温度差ΔＴａが大きい値になると推定する。従って、ノズル温度Ｔｎｚｌが低く、ＥＧＲ率γ_ＥＧＲが高いほど、温度差ΔＴａとして大きい値が推定される。

ステップＳ９１に引き続き行われるステップＳ９２では、周期燃料噴射における噴射間隔Δｔを算出する。図１８を参照すると、噴射間隔Δｔは、ノズル温度Ｔｎｚｌと燃焼室の壁面温度（水温Ｔｗ）との差ΔＴａが大きい場合ほど短くなっている。図１８を参照すると、符号Ｘで示した時間帯、すなわち、結露が発生した直後の時間帯がもっとも温度差ΔＴａが大きく、このため、噴射間隔Δｔが最も短く、密になっている。これは、温度差ΔＴａが大きい領域は、結露しやすい状態であり、図２０（Ｂ）で示すように、大量の酸が燃料を通過しようとしており、酸がノズルの基材に到達する可能性が高い状態であることを考慮したものである。噴射間隔Δｔを短く設定することにより、酸がノズルの基材に到達する前に噴射された燃料により、酸を吹き飛ばすことができる。

図１８を参照すると、周期燃料噴射の噴射間隔Δｔは、結露開始時期からの経過時間が長くなるほど長く設定されている結露開始時期から時間が経過し、結露終了時期ｔ０までの時間（ｔ０−ｔ）が短くなると、温度差ΔＴａも小さくなる。この結果、ノズル以外の部位で結露が発生し易くなる。また、図２０（Ａ）で示すように筒内の酸の濃度自体も低下する。このため、ノズルにおける噴孔腐食対策としての燃料噴射の頻度を減らすことができる。燃料噴射の頻度を減らすことができれば、余分な燃料消費を抑制することができる。なお、図１９は、温度差ΔＴａと噴射間隔Δｔとの関係を示すグラフである。温度差ΔＴａが小さくなるほど、噴射間隔Δｔは短くなる。温度差ΔＴａは、エンジン停止後の経過時間の増大に伴って減少するため、図１８に示した時間と噴射間隔Δｔとの関係とも合致している。

上記実施形態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。

１燃料噴射装置１００エンジン
１０１エンジン本体１０２インテークマニホールド
１０３エキゾーストマニホールド１０４吸気管
１０５排気管１０７インジェクタ
１１１ＥＣＵ１１５圧力計

Claims

インジェクタのノズル温度に関する情報に基づき、エンジン停止後の燃料噴射を実施するか否かを判断する制御部を備え、
前記制御部は、前記エンジン停止後の燃料噴射を実施する場合に、前記インジェクタのノズル部における結露開始時期と結露終了時期とを推定すると共に、
前記結露開始時期に周期燃料噴射を開始し、前記結露終了時期に前記周期燃料噴射を終了する燃料噴射装置。
インジェクタのノズル温度に関する情報に基づき、エンジン停止後の燃料噴射を実施するか否かを判断する制御部を備え、
前記制御部は、前記エンジン停止後の燃料噴射を実施する場合に、前記インジェクタのノズル部における結露発生期間を推定し、前記結露発生期間中に周期燃料噴射を行うと共に、前記結露発生期間における結露開始時期からの経過時間が長くなるほど前記周期燃料噴射における噴射間隔を長く設定する燃料噴射装置。
インジェクタのノズル温度に関する情報に基づき、エンジン停止後の燃料噴射を実施するか否かを判断する制御部を備え、
前記制御部は、前記エンジン停止後の燃料噴射を実施する場合に、前記インジェクタのノズル部における結露発生期間を推定し、前記結露発生期間中に周期燃料噴射を行うと共に、前記制御部は、前記結露発生期間の結露開始時期における前記ノズル温度と燃焼室の壁面温度との差が大きい場合ほど前記周期燃料噴射における噴射間隔を短く設定する燃料噴射装置。
前記制御部は、前記ノズル温度に関する情報とＥＧＲ量に関する情報とに基づいてエンジン停止後の燃料噴射を実施するか否かを判断する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。