JPWO2007119293A1 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

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Abstract

第一燃料噴射が実施される時には、少なくとも第一噴孔から噴射される燃料量に基づき第二噴孔へ新たに堆積するデポジット堆積量を推定し、第一燃料噴射が実施される毎に推定されたデポジット堆積量を積算し、デポジット堆積量の積算値が設定量に達した時にはデポジットを除去するために第二噴孔を使用する燃料噴射を実施する。

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
第一噴孔及び第二噴孔を有して気筒内へ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、第一噴孔を使用して第二噴孔を使用しない燃料噴射と、第一噴孔及び第二噴孔の両方を使用する燃料噴射とが切り換えて実施される。
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、第二噴孔には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、特開２００２−３１００４２号公報参照）。
前述の背景技術において、第一噴孔を使用して第二噴孔を使用しない燃料噴射が所定期間続いても、第二噴孔にはそれほど多くのデポジットが堆積していないこともあり、この時に強制的に第二噴孔を使用する燃料噴射が実施されれば、燃料消費を不必要に悪化させることとなる。
従って、本発明の目的は、少なくとも第一噴孔と第二噴孔とを有して気筒内へ直接的に燃料を噴射する燃料噴射弁により、第一噴孔を使用して第二噴孔を使用しない燃料噴射と、第一噴孔及び第二噴孔の両方を使用する燃料噴射とを切り換えて実施する内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料消費の不必要な悪化を抑制して、デポジット堆積による第二噴孔の詰りを防止することである。
本発明による請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、少なくとも第一噴孔と第二噴孔とを有して気筒内へ直接的に燃料を噴射する燃料噴射弁により、前記第一噴孔を使用して前記第二噴孔を使用しない第一燃料噴射と、前記第一噴孔及び前記第二噴孔の両方を使用する第二燃料噴射とを切り換えて実施する内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記第一燃料噴射が実施される時には、少なくとも前記第一噴孔から噴射される燃料量に基づき前記第二噴孔へ新たに堆積するデポジット堆積量を推定し、前記第一燃料噴射が実施される毎に推定された前記デポジット堆積量を積算し、前記デポジット堆積量の積算値が第一設定量に達した時にはデポジットを除去するために前記第二噴孔を使用する燃料噴射を実施することを特徴とする。
また、本発明による請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記第二噴孔から燃料が噴射される時には、少なくとも前記第二噴孔から噴射される燃料量に基づき前記第二噴孔から除去されるデポジット除去量を推定し、推定された前記デポジット除去量を前記デポジット堆積量の積算値から減算することを特徴とする。
また、本発明による請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射弁の前記第二噴孔近傍の測定温度又は推定温度が設定温度以上となった時には、前記デポジット堆積量の積算値を減少させることを特徴とする。
また、本発明による請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射は、燃焼を一時停止した時の吸気上死点又は圧縮上死点近傍において実施されることを特徴とする。
また、本発明による請求項５に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射は、機関排気系において理論空燃比よりリッチな空燃比の排気ガスが必要とされる時に膨張行程又は排気行程において実施されることを特徴とする。
また、本発明による請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射では、少なくとも前記第二噴孔から噴射される燃料量に基づき前記第二噴孔から除去されるデポジット除去量を推定し、推定された前記デポジット除去量を前記デポジット堆積量の積算値から減算し、前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射は、前記デポジット堆積量の積算値がゼロより大きく第一設定量より小さな第二設定量となるまで継続的に実施されることを特徴とする。
また、本発明による請求項７に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射では、少なくとも前記第二噴孔から噴射される燃料量に基づき前記第二噴孔から除去されるデポジット除去量を推定し、推定された前記デポジット除去量を前記デポジット堆積量の積算値から減算し、前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射は、前記デポジット堆積量の積算値がゼロとなるまで継続的に実施されることを特徴とする。
また、本発明による請求項８に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射では、少なくとも前記第二噴孔から噴射される燃料量に基づき前記第二噴孔から除去されるデポジット除去量を推定し、推定された前記デポジット除去量を前記デポジット堆積量の積算値から減算し、前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射は、前記デポジット堆積量の積算値がゼロとなってから設定期間が経過するまで継続的に実施されることを特徴とする。
また、本発明による請求項９に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射を前記デポジット堆積量の積算値が前記第二設定量となるまで継続的に実施する第一パターンの燃料噴射が設定回数実施された時には、前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射を前記デポジット堆積量の積算値がゼロとなってから設定期間が経過するまで継続的に実施する第二パターンの燃料噴射が実施されることを特徴とする。
また、本発明による請求項１０に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記デポジット堆積量の積算値は、推定誤差を考慮して増量補正されることを特徴とする。
また、本発明による請求項１１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記デポジット堆積量の積算値は、推定誤差を考慮して増量補正されることを特徴とする。
また、本発明による請求項１２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、請求項１１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射を前記デポジット堆積量の積算値が前記第二設定量となるまで継続的に実施する第一パターンの燃料噴射が設定回数実施された時には、前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射を前記デポジット堆積量の積算値がゼロとなるまで実施する第二パターンの燃料噴射が実施されることを特徴とする。
また、本発明による請求項１３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、請求項７に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記デポジット堆積量の積算値は、推定誤差を考慮して増量補正されることを特徴とする。
本発明による請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、第一噴孔を使用して第二噴孔を使用しない第一燃料噴射が実施される時には、第一噴孔から噴射される燃料の一部が第二噴孔に付着してデポジットとして堆積するために、少なくとも第一噴孔から噴射される燃料量に基づき第二噴孔へ新たに堆積するデポジット堆積量を推定し、第一燃料噴射が実施される毎に推定されたデポジット堆積量を積算し、デポジット堆積量の積算値が第一設定量に達した時に第二噴孔を使用する燃料噴射を実施して堆積デポジットを除去することにより、堆積デポジットによって第二噴孔が詰まることを防止している。それにより、第二噴孔にそれほど多くのデポジットが堆積していない時には、デポジットを除去するための第二噴孔を使用する燃料噴射が実施されることはなく、燃料消費の不必要な悪化は抑制される。
また、本発明による請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、第二噴孔から燃料が噴射される時には、少なくとも第二噴孔から噴射される燃料量に基づき第二噴孔から除去されるデポジット除去量を推定し、推定されたデポジット除去量をデポジット堆積量の積算値から減算するようになっているために、デポジット堆積量の積算値が第一設定量に達する以前に第一噴孔及び第二噴孔の両方を使用する第二燃料噴射が実施されれば、デポジット堆積量の積算値が減少されて設定量に達し難くなり、デポジットを除去するための第二噴孔を使用する燃料噴射の機会が減少されて、燃料消費の不必要な悪化はさらに抑制される。
また、本発明による請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料噴射弁の第二噴孔近傍の測定温度又は推定温度が設定温度以上となった時には、第二噴孔の堆積デポジットは焼失又は剥離されるために、デポジット堆積量の積算値を減少させるようになっており、それにより、デポジット堆積量の積算値が設定量に達し難くなり、デポジットを除去するための第二噴孔を使用する燃料噴射の機会が減少されて、燃料消費の不必要な悪化はさらに抑制される。
また、本発明による請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、デポジット堆積量の積算値が第一設定量に達した時にデポジットを除去するための第二噴孔を使用する燃料噴射は、燃焼を一時停止した時の吸気上死点又は圧縮上死点近傍において実施されるようになっているために、第二噴孔から噴射される燃料は、不必要に燃焼に寄与することはなく、また、シリンダボアに付着してエンジンオイルを希釈させることもない。
また、本発明による請求項５に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、デポジット堆積量の積算値が第一設定量に達した時にデポジットを除去するための第二噴孔を使用する燃料噴射は、機関排気系において理論空燃比よりリッチな空燃比の排気ガスが必要とされる時に膨張行程又は排気行程において実施されるようになっているために、第二噴孔から噴射される燃料は、機関排気系において必要とされるリッチ空燃比の排気ガスを形成するのに有効利用される。
また、本発明による請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、デポジット堆積量の積算値が第一設定量に達した時の第二噴孔を使用する燃料噴射では、少なくとも第二噴孔から噴射される燃料量に基づき第二噴孔から除去されるデポジット除去量を推定し、推定されたデポジット除去量をデポジット堆積量の積算値から減算し、この強制的な燃料噴射はデポジット堆積量の積算値がゼロより大きく第一設定量より小さな第二設定量となるまで継続的に実施されるようになっている。こうして、第二噴孔近傍に堆積するデポジット量が第二設定量まで減少させられれば、デポジットが燃料噴射に影響することはなく、さらにデポジットを除去するために強制的な燃料噴射が実施される場合に比較して燃料消費を減少させることができる。
また、本発明による請求項７に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、デポジット堆積量の積算値が第一設定量に達した時の第二噴孔を使用する燃料噴射では、少なくとも第二噴孔から噴射される燃料量に基づき第二噴孔から除去されるデポジット除去量を推定し、推定されたデポジット除去量をデポジット堆積量の積算値から減算し、この強制的な燃料噴射はデポジット堆積量の積算値がゼロとなるまで継続的に実施されるようになっている。それにより、デポジット堆積量の積算値が実際より少なく推定される傾向があっても、強制的な燃料噴射の実施後においては、第二噴孔に堆積するデポジットをほぼ除去することができ、例えば、積算値が第二設定量となるまでしか強制的な燃料噴射を継続しない場合に比較して、その後にデポジット堆積量の積算値が第一設定量に達するまでの期間は延長され、強制的でなく積算値を減少させる第二燃料噴射が実施される機会が増大するために、積算値が実際より少なく推定される場合においても、多量のデポジットが第二噴孔に堆積する可能性を低減することができる。
また、本発明による請求項８に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、デポジット堆積量の積算値が第一設定量に達した時の第二噴孔を使用する燃料噴射では、少なくとも第二噴孔から噴射される燃料量に基づき第二噴孔から除去されるデポジット除去量を推定し、推定されたデポジット除去量をデポジット堆積量の積算値から減算し、この強制的な燃料噴射はデポジット堆積量の積算値がゼロとなってから設定期間が経過するまで継続的に実施されるようになっている。それにより、デポジット堆積量の積算値が実際より少なく推定される傾向があっても、設定期間の強制的な燃料噴射により、第二噴孔に堆積するデポジットは完全に除去され、この時にはデポジット堆積量の積算値を実際のデポジット量に合わせてゼロにリセットすることができ、デポジット堆積量の積算値と実際とが大きく異なることを防止することができる。
また、本発明による請求項９に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、デポジット堆積量の積算値が第一設定量に達した時の第二噴孔を使用する燃料噴射をデポジット堆積量の積算値が第二設定量となるまで継続的に実施する第一パターンの燃料噴射が設定回数実施された時には、デポジット堆積量の積算値が第一設定量に達した時の第二噴孔を使用する燃料噴射をデポジット堆積量の積算値がゼロとなってから設定期間が経過するまで継続的に実施する第二パターンの燃料噴射が実施されるようになっている。それにより、第一パターンの強制的な燃料噴射では燃料消費を少なくすることができると共に、第二パターンの強制的な燃料噴射ではデポジット堆積量の積算値を実際のデポジット量に合わせてゼロにリセットすることができ、デポジット堆積量の積算値が実際より少なく推定される傾向があっても、デポジット堆積量の積算値と実際とが大きく異なることを防止することができる。
また、本発明による請求項１０及び１１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、請求項１から５のいずれか一項又は請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、デポジット堆積量の積算値は、推定誤差を考慮して増量補正されるようになっている。それにより、デポジット堆積量の積算値が実際より少なく推定される場合においても積算値は増量補正されるために、第二噴孔近傍に堆積する実際のデポジット量が第一設定値を超えているのに強制的な燃料噴射が実施されないことは抑制される。
また、本発明による請求項１２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、請求項１１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、デポジット堆積量の積算値が第一設定量に達した時の第二噴孔を使用する燃料噴射をデポジット堆積量の積算値が第二設定量となるまで継続的に実施する第一パターンの燃料噴射が設定回数実施された時には、デポジット堆積量の積算値が設定量に達した時の第二噴孔を使用する燃料噴射をデポジット堆積量の積算値がゼロとなるまで実施する第二パターンの燃料噴射が実施されるようになっている。それにより、第一パターンの強制的な燃料噴射では燃料消費を少なくすることができると共に、デポジット堆積量の積算値が実際より少なく推定される傾向があっても、増量補正された積算値がゼロとなるまで実施される第二パターンの強制的な燃料噴射では、第二噴孔に堆積するデポジットを完全に除去して、デポジット堆積量の積算値を実際のデポジット量に合わせてゼロにリセットすることができ、デポジット堆積量の積算値と実際とが大きく異なることを防止することができる。
また、本発明による請求項１３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、請求項７に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、デポジット堆積量の積算値は、推定誤差を考慮して増量補正されるようになっている。それにより、デポジット堆積量の積算値が実際より少なく推定される傾向があっても、増量補正された積算値がゼロとなるまで実施される強制的な燃料噴射後においては、第二噴孔に堆積するデポジットを完全に除去して、デポジット堆積量の積算値を実際のデポジット量に合わせてゼロにリセットすることができ、デポジット堆積量の積算値と実際とが大きく異なることを防止することができる。
図１は本発明による燃料噴射制御装置により制御される第一燃料噴射弁の先端部の概略断面図である。
図２は本発明による燃料噴射制御装置により制御される第二燃料噴射弁の先端部の概略断面図である。
図３は本発明による燃料噴射制御装置により実施される強制燃料噴射のためのフローチャートである。
図４はデポジット堆積量を示すマップである。
図５はデポジット除去量を示すマップである。
図６は第二噴孔近傍の温度を示すマップである。
図７は図３のフローチャートによる制御が実施された場合のデポジット堆積量の積算値の変化を示すタイムチャートである。
図８は図３のフローチャートとは異なる制御が実施された場合のデポジット堆積量の積算値の変化を示すタイムチャートである。
図９は図３のフローチャートとは異なるもう一つの制御が実施された場合のデポジット堆積量の変化を示すタイムチャートである。
図１０はデポジット堆積量の積算値の推定誤差の変化を示すタイムチャートである。
図１１は図３のフローチャートの変形例を示すフローチャートの一部である。
図１２は図１１のフローチャートによる制御が実施された場合のデポジット堆積量の積算値の変化を示すタイムチャートである。
 符号の説明
１，１’ 燃料噴射弁
４，４’ 弁体
７，７’ 第一噴孔
８，８’ 第二噴孔
図１は本発明による内燃機関の燃料噴射制御装置により制御される第一燃料噴射弁の先端部近傍を示す概略断面図である。本燃料噴射弁は、例えば、ディーゼルエンジン又は筒内噴射式火花点火内燃機関等に使用され、気筒内へ直接的に燃料を噴射するものである。同図において、１は燃料噴射弁の本体である。本体１の内部には、切頭円錐形状の第一シート部２と、第一シート部２より先端側に位置する円柱形状の第二シート部３とが形成されている。４は本体１内を上下に移動可能な弁体であり、その先端部には、第一シート部２に当接する第一シール部５と、第二シート部３に嵌合する第二シール部６とが形成されている。
本体１の第一シート部２には、弁体４の第一シール部５の当接位置より先端側において、放射状に複数の第一噴孔７が形成され、また、第二シート部２には、第二シール部６の嵌合位置より先端側において、放射状に複数の第二噴孔８が形成されている。図１は、弁体４を僅かにリフトさせた状態であり、この時には、弁体４の第一シール部５は第一シート部２から離間する一方で、弁体４の第二シール部６は第二シート部３に嵌合したままである。それにより、本体１内に供給された高圧燃料は、第一噴孔７から噴射されるが、第二噴孔８からは噴射されない。さらに弁体４をリフトさせると、弁体４の第二シール６は第二シート部３から離間し、この時には、高圧燃料は、第一噴孔７だけでなく、第二噴孔８からも噴射される。
このように、弁体４のリフト量を制御することにより、第一噴孔７を使用して第二噴孔８を使用しない第一燃料噴射と、第一噴孔７及び第二噴孔８の両方を使用する第二燃料噴射とを切り換えて実施することができる。例えば、要求燃料噴射量が設定量より少ない時には、第一燃料噴射を実施すれば、弁体４の開弁時間が短くなり過ぎることはない。また、要求燃料噴射量が設定量以上となる時には、第二燃料噴射を実施すれば、ピストン頂面に形成された燃焼室内に広く噴射燃料を分布させることができると共に、弁体４の開弁時間が長くなり過ぎることはない。
図２は本発明による内燃機関の燃料噴射制御装置により制御される第二燃料噴射弁の先端部近傍を示す概略断面図である。本燃料噴射弁も、例えば、ディーゼルエンジン又は筒内噴射式火花点火内燃機関等に使用され、気筒内へ直接的に燃料を噴射するものである。同図において、１’は燃料噴射弁の本体である。本体１’の内部には、切頭円錐形状のシート部２’が形成されている。４’は、本体１内を上下に移動可能な弁体である。弁体４’は、内側部材４ａ’と、内側部材４ａ’の外側に嵌合する外側部材４ｂ’とを有している。外側部材４ｂ’の先端部には、シート部２’に当接する第一シール部５’が形成され、内側部材４ａ’の先端部には、シート部２’に当接する第二シール部６’が形成されている。
本体１’のシート部２’には、弁体４’の外側部材４ｂ’の第一シール部５’の当接位置と、内側部材４ａ’の第二シール部６’の当接位置との間において、放射状に複数の第一噴孔７’が形成され、また、第二シール部６’の当接位置より先端側において、放射状に複数の第二噴孔８’が形成されている。弁体４’の外側部材４ｂ’は、内側部材４ａ’から独立してリフトさせることができる。図１は、弁体４’の外側部材４ｂ’だけをリフトさせた状態であり、この時には、弁体４’の外側部材４ｂ’の第一シール部５’はシート部２’から離間する。一方、弁体４’の内側部材４ａ’の第二シール部６’はシート部２’に当接したままである。それにより、本体１’内に供給された高圧燃料は、第一噴孔７’から噴射されるが、第二噴孔８’からは噴射されない。さらに弁体４’の外側部材４ｂ’をリフトさせると、外側部材４ｂ’は内側部材４ａ’の段部（図示せず）に当接する等して、外側部材４ｂ’と内側部材４ａ’とは一緒にリフトし、内側部材４ａ’の第二シール６’はシート部２’から離間する。この時には、高圧燃料は、第一噴孔７’だけでなく、第二噴孔８’からも噴射される。
このように、弁体４’のリフト量を制御することにより、本燃料噴射弁によっても、第一噴孔７’を使用して第二噴孔８’を使用しない第一燃料噴射と、第一噴孔７’及び第二噴孔８’の両方を使用する第二燃料噴射とを切り換えて実施することができる。
ところで、第一燃料噴射弁及び第二燃料噴射弁において、第一噴孔７又は７’及び第二噴孔８又は８’の両方を使用する第二燃料噴射が実施される時には問題ないが、第一噴孔７又は７’が使用されて第二噴孔８又は８’が使用されない第一燃料噴射が実施されると、第一噴孔７又は７’から噴射された燃料の一部が第二噴孔８又は８’回りに付着し、この付着燃料がデポジットとして堆積する。それにより、第一燃料噴射が連続して実施されると、成長した堆積デポジットによって第二噴孔８又は８’が詰まったり、また、詰まらないまでも第二噴孔８又は８’を狭めたりし、第二噴孔８又は８’から良好な燃料噴射を実施することができなくなる。
それにより、第一燃料噴射が所定期間連続した時には、第二噴孔８又は８’回りの堆積デポジットが良好な燃料噴射を阻害するほど成長しているとして、強制的に第二噴孔８又は８’を使用する燃料噴射を実施することにより堆積デポジットを除去することが一般的である。しかしながら、このような燃料噴射は、燃焼に影響しないように、排気行程等において実施され、燃料を無駄に消費することとなるために、第一燃料噴射が所定期間連続した時に、もし、第二噴孔８又は８’回りの堆積デポジットが良好な燃料噴射を阻害するほどには成長していないと、不必要に燃料消費を悪化させることとなる。
本実施形態では、図３に示すフローチャートにより、不必要に燃料消費を悪化させることなく強制的な第二噴孔８又は８’を使用する燃料噴射を実施可能としている。先ず、ステップ１０１において、現在の要求燃料噴射量Ｑ及び要求機関回転数Ｎが設定される。次いで、ステップ１０２において、現在の燃料噴射圧力Ｐと、要求燃料噴射量Ｑ（及び要求機関回転数Ｎ）とに基づき、第一燃料噴射が実施されるか否かが判断される。
第一燃料噴射が実施される時には、ステップ１０２の判断が肯定され、ステップ１０３に進む。第一噴孔７又は７’から噴射される燃料量Ｑ１（第一燃料噴射の場合には要求燃料噴射量Ｑとなる。）が多いほど、今回の第一燃料噴射によって第二噴孔８又は８’回りに付着する燃料量が多くなるために、新たに第二噴孔８又は８’回りに堆積するデポジット堆積量は多くなる。それにより、第一噴孔７又は７’から噴射される燃料量Ｑ１が多いほど、多くなるように新たなデポジット堆積量ＣＩを推定することができる。
また、燃料噴射弁の第二噴孔８又は８’近傍の温度が高いほどデポジットが生成され易いために、この温度を燃料量Ｑ１及び要求機関回転数Ｎに基づき推定して、これを新たなデポジット堆積量ＣＩの推定に考慮することが好ましい。また、第一噴孔７又は７’から噴射される燃料の流速が遅いほど第二噴孔８又は８’回りに多く燃料が付着してデポジットが生成され易くなるために、この流速を燃料量Ｑ１及び燃料噴射圧力Ｐに基づき推定して、これを新たなデポジット堆積量ＣＩの推定に考慮することが好ましい。
それにより、ステップ１０３では、第一噴孔７又は７’から噴射される燃料量Ｑ１と、要求機関回転数Ｎと、燃料噴射圧力Ｐとの関数ｆ１として、今回の第一燃料噴射による新たなデポジット堆積量ＣＩを推定するようにしている。図４は、特定燃料噴射圧力の時の要求機関回転数Ｎと燃料量Ｑ１とに対する新たなデポジット堆積量ＣＩの傾向を示すマップであり、このようなマップを燃料噴射圧力毎に予め設定しておいて、これらのマップからデポジット堆積量を推定するようにしても良い。次いで、ステップ１０４において、デポジット堆積量ＣＩを積算して積算値Ｃを算出する。
一方、第二燃料噴射が実施される時には、ステップ１０２の判断が否定されて、ステップ１０５へ進む。第二燃料噴射が実施される時には、第二噴孔８又は８’からも燃料が噴射されるために、第二噴孔８又は８’回りに堆積するデポジットの一部が除去される。第二噴孔８又は８’から噴射される燃料量Ｑ２（要求燃料噴射量Ｑから第二燃料噴射において第一噴孔から噴射される燃料量Ｑ１を減算した量である。）が多いほど、多くなるように今回の第二燃料噴射によるデポジット除去量ＣＤを推定することができる。
また、第二噴孔８又は８’から噴射される燃料の流速が速いほど第二噴孔８又は８’回りから多くデポジットが除去されるために、この流速を燃料量Ｑ２及び燃料噴射圧力Ｐに基づき推定して、これをデポジット除去量ＣＤの推定に考慮することが好ましい。
それにより、ステップ１０５では、第二噴孔８又は８’から噴射される燃料量Ｑ２と、燃料噴射圧力Ｐとの関数ｆ２として、今回の第二燃料噴射によるデポジット除去量ＣＤを推定するようにしている。図５は、燃料噴射圧力Ｐと燃料量Ｑ２とに対するデポジット除去量ＣＤの傾向を示すマップである。このようなマップからデポジット除去量ＣＤを推定するようにしても良い。次いで、ステップ１０６において、デポジット除去量ＣＤをデポジット堆積量の積算値Ｃから減算する。
ところで、第二噴孔８又は８’回りに堆積するデポジットは、燃料噴射弁の第二噴孔８又は８’の近傍の温度が約２３０℃となれば、焼失するか又は燃料噴射弁から剥離する。それにより、ステップ１０１において設定された要求燃料噴射量Ｑ及び要求機関回転数Ｎに基づき燃料噴射弁の第二噴孔８又は８’近傍の温度Ｔを推定し、ステップ１０７では、この推定温度Ｔが設定温度Ｔ’（２３０℃）以上であるか否かを判断し、この判断が肯定される時には、ステップ１０８においてデポジット堆積量の積算値Ｃを０に減少させている。図６は、要求機関回転数Ｎと要求燃料噴射量Ｑとに対する第二噴孔８又は８’近傍の推定温度Ｔの傾向を示すマップである。また、燃料噴射弁の第二噴孔８又は８’近傍の温度Ｔが設定温度Ｔ’近傍の時には、堆積デポジットの全てが焼失又は剥離しないこともある。それにより、ステップ１０８において、積算値Ｃを常に０まで減少させるのではなく、第二噴孔８又は８’近傍の温度Ｔが高いほど焼失又は剥離デポジット量が多くなるとして、要求燃料噴射量Ｑ及び要求機関回転数Ｎ（又は燃料噴射弁の第二噴孔８又は８’近傍の推定温度Ｔ）の関数ｆ３（Ｑ，Ｎ）により焼失又は剥離デポジット量ＣＤ’を算出し、この焼失又は剥離デポジット量ＣＤ’をデポジット堆積量の積算値Ｃから減算するようにしても良い。
このようにして、現在の積算値Ｃは、第二噴孔８又は８’近傍に堆積するデポジット量にほぼ一致する。ステップ１０９では、強制燃料噴射実施フラグＦが１であるか否かが判断される。当初、この判断は否定されて、ステップ１１０に進み、現在の積算値Ｃが、第二噴孔８又は８’からの良好な燃料噴射を保証する許容最大デポジット堆積量（又はこの許容最大デポジット堆積量を僅かに下回る堆積量）Ｃ’より多くなっているか否かが判断される。この判断が否定される時にはそのまま終了するが、肯定される時には、ステップ１１１において、強制燃料噴射実施フラグＦは１にセットされ、ステップ１１２において、第二噴孔８又は８’を使用する燃料噴射を強制的に実施する。
次いで、ステップ１１３において、この強制燃料噴射により除去されるデポジット除去量ＣＤをステップ１０５と同様に算出し、ステップ１１４において、デポジット除去量ＣＤをデポジット堆積量の積算値Ｃから減算する。次いで、ステップ１１５においては、現在の積算値Ｃが十分に小さな設定値Ｃ”以下まで減少したか否かが判断され、この判断が否定される時にはそのまま終了する。それにより、強制燃料噴射実施フラグＦは１のままであり、次回の処理において、ステップ１０９の判断が肯定されるために、ステップ１１２の強制燃料噴射が継続的に実施される。
継続的な強制燃料噴射により、現在の積算値Ｃが十分に小さな設定値Ｃ”まで減少すれば、ステップ１１５の判断が肯定され、ステップ１１６において、強制燃料噴射実施フラグＦは０にリセットされる。それにより、ステップ１０９の判断は否定されるようになり、現在の積算値Ｃが前述の許容最大デポジット堆積量Ｃ’より多くなってステップ１１０の判断が肯定されるまでは、強制燃料噴射は実施されない。こうして、不必要に第二噴孔８又は８’を使用する強制的な燃料噴射が実施されて燃料消費が悪化することは抑制される。
ところで、ステップ１０２において、要求燃料噴射量Ｑに基づき、第一噴孔７又は７’を使用して第二噴孔８又は８’を使用しない第一燃料噴射が実施されるか、第一噴孔７又は７’及び第二噴孔８又は８’の両方を使用する第二燃料噴射が実施されるかが判断されるようになっているが、図１及び２に示す燃料噴射弁において、弁体４又は４’の開弁速度が非常に速くされていれば、要求燃料噴射量Ｑが比較的少なくても第二燃料噴射が可能であり、第一燃料噴射と第二燃料噴射との切り換えは、要求燃料噴射量Ｑが非常に少ない時を除いて、機関運転状態等により任意に設定することができる。
しかしながら、一般的には、弁体４又は４’の開弁速度はそれほど速くはなく、指令開弁時間が比較的短い時には、弁体４又は４’は、第二噴孔８又は８’を開放するリフト量（高リフト量）に達する以前に閉弁されることとなる。この時には、第二燃料噴射を実施することはできず、必然的に第一燃料噴射が実施されることとなる。また、弁体４又は４’を第二噴孔８又は８’を開放する以前のリフト量（低リフト量）に維持する機構が設けられていない場合には、指令開弁時間が比較的長くなると、弁体４又は４’のリフト量は高リフト量となって、必然的に第二燃料噴射が実施されることとなる。
燃料噴射圧力が高いほど同じ要求燃料噴射量を噴射するのに必要な指令開弁時間が短くなるために、このように指令開弁時間によって第一燃料噴射及び第二燃料噴射が切り換えられる場合には、燃料噴射圧力が高いほど、第一燃料噴射と第二燃料噴射とが切り換えられる要求燃料噴射量Ｑが多くなる。すなわち、弁体４又は４’の開弁速度が燃料噴射圧力に係わらずに一定であるとすると、第一燃料噴射と第二燃料噴射とが切り換えられる指令開弁時間は一定であり、この指令開弁時間により噴射される燃料量（すなわち、要求燃料噴射量Ｑ）は、燃料噴射圧力が高いほど多くなる。
ところで、要求燃料噴射量Ｑが、主燃料噴射と主燃料噴射の直前に噴射されるパイロット燃料噴射とに分けて噴射される場合には、図３のフローチャートにおいて、パイロット燃料噴射と主燃料噴射とで、それぞれにステップ１０２の判断を実施し、ステップ１０３及び１０４と処理又はステップ１０５及び１０６の処理を実施して、パイロット燃料噴射及び主燃料噴射のそれぞれのデポジット堆積量又はデポジット除去量を算出することとなる。ステップ１０７において、第二噴孔近傍の温度Ｔを推定する時には、パイロット燃料噴射と主燃料噴射とを合わせた要求燃料噴射量Ｑが使用される。
図３のフローチャートのステップ１１２において実施される第二噴孔８又は８’を使用する強制燃料噴射は、本実施形態においては、第一噴孔７又は７’及び第二噴孔８又は８’の両方を使用する第二燃料噴射となるが（もちろん、燃料噴射弁において、第二噴孔８又は８’だけを使用する燃料噴射が可能であれば、この燃料噴射を実施するようにしても良い）、この第二燃料噴射により噴射される燃料が燃焼に寄与することとなると、不必要に機関出力を高めることとなり、ドライバビリティが悪化する。それにより、この強制的な第二燃料噴射は、例えば、膨張行程後半又は排気行程において実施することが好ましい。
また、機関減速時においては、一般的に、フューエルカットが実施されるが、この時に、スロットル弁を閉弁して気筒内へ供給される吸気量を僅かにして燃焼が起こらないようにし、強制的な第二燃料噴射を実施しても良い。この場合において、燃料噴射時期は、吸気上死点近傍又は圧縮上死点近傍とすることが好ましい。それにより、噴射燃料は、ピストン頂面に形成された燃焼室内へ確実に噴射されて、シリンダボアに付着し難くなり、付着燃料によるエンジンオイル希釈の問題を抑制することができる。
ところで、ディーゼルエンジンのような希薄燃焼を実施する内燃機関においては、排気ガス中のＮＯＸを吸蔵するＮＯＸ吸蔵触媒装置が機関排気系に配置されている。このＮＯＸ吸蔵触媒装置は、無制限にＮＯＸを吸蔵することはできず、ＮＯＸ吸蔵量が吸蔵可能量に達する以前に、吸蔵ＮＯＸを放出させて還元浄化する再生処理が必要となる。この再生処理を実施するためには、ＮＯＸ吸蔵触媒装置へ流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比よりリッチ（又は理論空燃比）にしなければならない。
前述した強制燃料噴射が実施されると、排気ガス中には未燃燃料が多く含まれて排気ガスの空燃比はリッチとなる。それにより、ＮＯＸ吸蔵触媒装置の再生処理を実施するために、排気ガスの空燃比をリッチにすることが必要とされる時に、強制燃料噴射（前述した膨張行後半又は排気行程の第二燃料噴射、又は、前述した機関減速時の吸気上死点近傍又は圧縮上死点近傍の第二燃料噴射）を実施するようにしても良い。また、ＮＯＸ吸蔵触媒装置の再生処理が必要とされていない時に、強制燃料噴射が実施されても、ＮＯＸ吸蔵触媒装置からＮＯＸが放出されて還元浄化されるために、ＮＯＸ吸蔵触媒装置の再生処理間隔を長くすることができる。
ＮＯＸ吸蔵触媒装置には、ＮＯＸと同様にＳＯＸも吸蔵されて、ＮＯＸの吸蔵可能量を減少させる。それにより、ＳＯＸ吸蔵量が設定量に達した時には、ＮＯＸ吸蔵触媒装置からＳＯＸを放出させる回復処理が必要となる。この回復処理は、ＮＯＸ吸蔵触媒装置を約８００℃の高温として、排気ガスの空燃比をリッチすることが必要となる。この回復処理が必要とされる時に、前述の強制燃料噴射により排気ガスの空燃比をリッチにしても良い。
また、燃焼のために第一燃料噴射が実施される時において、燃料噴射弁の第二噴孔８又は８’からデポジットを除去するための強制燃料噴射として、要求燃料噴射量Ｑを増量し、第一燃料噴射を第二燃料噴射に変更するようにしても良い。この時に、単に要求燃料噴射量を増量したのでは、機関出力が高まってドライバビリティが悪化するために、要求燃料噴射量の増量と同時に燃料噴射時期を遅角して、機関出力が高まらないようにすることが好ましい。
図７は図３のフローチャートによる制御が実施された場合のデポジット堆積量の積算値Ｃの変化を示すタイムチャートである。図７では、時刻ｔ１において積算値Ｃが許容最大デポジット堆積量Ｃ’（以下、第一設定量）に達するために、前述の強制燃料噴射が開始され、それにより積算値Ｃが減少し、時刻ｔ２において前述の設定値Ｃ”（以下、第二設定量）まで減少すると、強制燃焼噴射は停止される。このようにして、時刻ｔ１からｔ２の間、時刻ｔ３からｔ４の間、及び、時刻ｔ５からｔ６の間において、それぞれ強制燃料噴射は継続的に実施される。
デポジット堆積量の積算値Ｃが比較的正確に第二噴孔近傍に堆積するデポジット量となっていれば、特に問題はなく、強制燃料噴射により消費される燃料量を少なくすることができる。しかしながら、積算値Ｃは推定値であるために、例えば、図３のフローチャートのステップ１０３において算出される新たなデポジット堆積量ＣＩが実際より少なかったり、又は、ステップ１０５において算出されるデポジット除去量ＣＤが実際より多かったりする計算誤差によって、現在の積算値Ｃが図７に点線で示す実際のデポジット量より少なく推定されると、実際には、第二噴孔近傍に堆積するデポジット量が許容最大デポジット堆積量Ｃ’を超えているにも係わらず、積算値Ｃの推定誤差によって強制燃料噴射が実施されないこととなる。
この推定誤差は、積算値Ｃにおいて累積するために、時間経過するほど、強制燃料噴射を開始する直前に第二噴孔８又は８’近傍に堆積している実際のデポジット量は多くなる。こうして許容最大デポジット量を超えるデポジット量は、第二噴孔から噴射される燃料流量を低下させ、さらにデポジット量が多くなると、噴射燃料の貫徹力を非常に弱めて燃料気化が不十分となるために排気エミッションを悪化させ、最終的には、強制燃料噴射によっても除去することができないほどの量が堆積することもある。
この問題を改善するために、例えば、図８に示すように、時刻ｔ１において開始される強制的な燃料噴射を、推定積算値Ｃが第二設定量Ｃ”まで減少しても停止することなく、推定積算値Ｃがゼロとなるまで継続するようにしても良い。こうして、時刻ｔ２’まで強制的な燃料噴射が継続されることによって、時刻ｔ２’における実際のデポジット量は前述の推定誤差によりゼロとはならないが、推定積算値Ｃが第二設定量Ｃ”となった時に強制燃料噴射を停止する場合より少なくすることができる。それにより、実際のデポジット量が第一設定量Ｃ’に増加するまでの期間を延長することができ、この間において、強制的ではなく実際のデポジット量を減少させる第二燃料噴射が実施される機会が増大するために、実際のデポジット量が許容最大デポジット堆積量（第一設定量Ｃ’）を超える可能性を低減することができる。
図８に示すように、第二噴孔を使用する通常の第二燃料噴射によって実際のデポジット量がゼロとされることもあり、この時には、推定積算値Ｃに累積する推定誤差が解消されることもある。このような推定積算量Ｃがゼロとなるまで強制燃料噴射を継続する燃料噴射パターンは、推定積算値Ｃが第一設定量Ｃ’に達する毎に実施するようにしても良いが、推定積算値Ｃが第二設定量Ｃ”となるまでしか強制燃料噴射を継続せずに必要燃料量の少ない燃料噴射パターンが設定回数（一回又は複数回）だけ実施された時に実施するようにしても良い。この設定回数は毎回同じにしなくても良い。
前述の問題を改善するために、例えば、図９に示すように、時刻ｔ１において開始される強制的な燃料噴射を、推定積算値Ｃが第二設定量Ｃ”まで減少しても停止することなく、推定積算値Ｃがゼロとなってから設定期間（ｔ２’からｔ２”の期間）が経過するまで継続するようにしても良い。このような設定期間の強制的な燃料噴射によって、時刻ｔ２”における実際のデポジット量を完全にゼロとすることができる。こうして、図８の制御と同様に、実際のデポジット量が許容最大デポジット堆積量（第一設定量Ｃ’）を超える可能性を低減することができることに加えて、推定積算値Ｃはゼロ未満とされることはないために、時刻ｔ２”の推定積算値は実際のデポジット量と一致するゼロとされ、これまでの推定積算値における累積推定誤差ｅを解消することができる。こうして、実際のデポジット量が許容最大デポジット堆積量Ｃ’を超えても強制燃料噴射が開始されない問題を改善することができる。
このような推定積算量Ｃがゼロとなってから設定期間が経過するまで強制燃料噴射を継続する燃料噴射パターンは、推定積算値Ｃが第一設定量Ｃ’に達する毎に実施するようにしても良いが、推定積算値Ｃが第二設定量Ｃ”となるまでしか強制燃料噴射を継続せずに必要燃料量の少ない燃料噴射パターンが設定回数（一回又は複数回）だけ実施された時に実施するようにしても良い。設定回数は毎回同じにしなくても良い。また、設定期間（サイクル数又は時間など）は、長くするほど確実に累積推定誤差ｅを解消することができる。しかしながら、強制燃料噴射の燃料量を少なくするには短くすることが好ましい。
図１０に示すように、累積推定誤差ｅは、それがゼロであった時からの経過期間（サイクル数又は時間）が長くなるほど増大するものである。それにより、例えば、設定累積推定誤差ｅ’を解消するだけの強制燃料噴射の継続期間を前述の設定期間とし、累積推定誤差がゼロから設定値ｅ’となるまでの期間において、推定積算値Ｃが第二設定量Ｃ”となるまで強制燃料噴射を継続する強制燃料噴射パターンを実施し、累積推定誤差が設定値ｅ’となった時に、推定積算値Ｃがゼロとなってから設定期間が経過するまで強制燃料噴射を継続する強制燃料噴射パターンを実施して累積推定誤差をゼロとするようにしても良い。また、図８に示す推定積算値Ｃがゼロとなるまで強制燃料噴射を継続する強制燃料噴射パターンも、同様に、累積推定誤差が設定値ｅ’となる毎に実施するようにしても良い。もちろん、累積推定誤差がゼロから設定値ｅ’となるまでの期間に基づき、推定積算値Ｃが第二設定量Ｃ”となるまで強制燃料噴射を継続する強制燃料噴射パターンを実施する回数を設定するようにしても良い。
また、図１１は図３のフローチャートの変形例であり、ステップ１０４において新たなデポジット堆積量ＣＩが積算されるか、又は、ステップ１０６においてデポジット除去量ＣＤが減算さるかした後に、ステップＳにおいて、現在の積算値Ｃには、増量補正値ａが加算されるようにしている。このように積算値Ｃを増量補正すれば、推定積算値Ｃが実際のデポジット量より少なくはならない。それにより、図１２に示すように、点線で示す補正後の積算値Ｃが、時刻ｔ１’において最大許容デポジット堆積量Ｃ’となれば、強制燃料噴射が開始され、実際のデポジット量が最大許容デポジット堆積量Ｃ’を超えることはない。この強制燃料噴射は、常に、補正後の積算値Ｃが第二設定量Ｃ”となるまで実施するようにしても良いが、点線で示す補正後の積算値Ｃがゼロとなるまで強制燃料噴射を継続すれば、時刻ｔ２’’’において補正後の積算値Ｃは実際のデポジット量に合わせてゼロとされ、積算値の累積補正量が過剰に大きくなることが防止される。
この累積補正量は、前述の累積推定誤差に対応しているために、補正後の積算値Ｃがゼロとなるまで強制燃料噴射を継続する強制燃料噴射パターンは、前述同様に間欠的に実施されるようにしても良い。増量補正量ａは、一定値として、フローチャートが繰り返される毎に積算値Ｃに加算されるようにすれば良い。また、積算値Ｃを増量補正量ａにより増量補正するのではなく、ステップ１０３において算出される新たなデポジット堆積量ＣＩを別の補正値（１より大きな一定値）を乗算して増量補正し、ステップ１０５及び１１３において算出されるデポジット除去量ＣＤを別の補正量（０より大きく１より小さな一定値）を乗算して減量補正するようにしても良い。

Claims (13)

  1. 少なくとも第一噴孔と第二噴孔とを有して気筒内へ直接的に燃料を噴射する燃料噴射弁により、前記第一噴孔を使用して前記第二噴孔を使用しない第一燃料噴射と、前記第一噴孔及び前記第二噴孔の両方を使用する第二燃料噴射とを切り換えて実施する内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記第一燃料噴射が実施される時には、少なくとも前記第一噴孔から噴射される燃料量に基づき前記第二噴孔へ新たに堆積するデポジット堆積量を推定し、前記第一燃料噴射が実施される毎に推定された前記デポジット堆積量を積算し、前記デポジット堆積量の積算値が第一設定量に達した時にはデポジットを除去するために前記第二噴孔を使用する燃料噴射を実施することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
  2. 前記第二噴孔から燃料が噴射される時には、少なくとも前記第二噴孔から噴射される燃料量に基づき前記第二噴孔から除去されるデポジット除去量を推定し、推定された前記デポジット除去量を前記デポジット堆積量の積算値から減算することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  3. 前記燃料噴射弁の前記第二噴孔近傍の測定温度又は推定温度が設定温度以上となった時には、前記デポジット堆積量の積算値を減少させることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  4. 前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射は、燃焼を一時停止した時の吸気上死点又は圧縮上死点近傍において実施されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  5. 前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射は、機関排気系において理論空燃比よりリッチな空燃比の排気ガスが必要とされる時に膨張行程又は排気行程において実施されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  6. 前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射では、少なくとも前記第二噴孔から噴射される燃料量に基づき前記第二噴孔から除去されるデポジット除去量を推定し、推定された前記デポジット除去量を前記デポジット堆積量の積算値から減算し、前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射は、前記デポジット堆積量の積算値がゼロより大きく第一設定量より小さな第二設定量となるまで継続的に実施されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  7. 前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射では、少なくとも前記第二噴孔から噴射される燃料量に基づき前記第二噴孔から除去されるデポジット除去量を推定し、推定された前記デポジット除去量を前記デポジット堆積量の積算値から減算し、前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射は、前記デポジット堆積量の積算値がゼロとなるまで継続的に実施されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  8. 前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射では、少なくとも前記第二噴孔から噴射される燃料量に基づき前記第二噴孔から除去されるデポジット除去量を推定し、推定された前記デポジット除去量を前記デポジット堆積量の積算値から減算し、前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射は、前記デポジット堆積量の積算値がゼロとなってから設定期間が経過するまで継続的に実施されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  9. 前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射を前記デポジット堆積量の積算値が前記第二設定量となるまで継続的に実施する第一パターンの燃料噴射が設定回数実施された時には、前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射を前記デポジット堆積量の積算値がゼロとなってから設定期間が経過するまで継続的に実施する第二パターンの燃料噴射が実施されることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  10. 前記デポジット堆積量の積算値は、推定誤差を考慮して増量補正されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  11. 前記デポジット堆積量の積算値は、推定誤差を考慮して増量補正されることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  12. 前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射を前記デポジット堆積量の積算値が前記第二設定量となるまで継続的に実施する第一パターンの燃料噴射が設定回数実施された時には、前記デポジット堆積量の積算値が前記第一設定量に達した時の前記第二噴孔を使用する燃料噴射を前記デポジット堆積量の積算値がゼロとなるまで実施する第二パターンの燃料噴射が実施されることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  13. 前記デポジット堆積量の積算値は、推定誤差を考慮して増量補正されることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5050864B2 (ja) * 2008-01-11 2012-10-17 トヨタ自動車株式会社 グロープラグの制御装置
DE102009009796B3 (de) * 2009-02-20 2010-10-07 L'orange Gmbh Verfahren zur Diagnose und/oder Steuerung von Brennkraftmaschinen, insbesondere Diesel-Brennkraftmaschinen
DE102011077272A1 (de) * 2011-06-09 2012-12-13 Robert Bosch Gmbh Einspritzventil für Brennkraftmaschinen
JP2013104326A (ja) * 2011-11-11 2013-05-30 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射システム
US10590899B2 (en) 2012-08-01 2020-03-17 3M Innovative Properties Company Fuel injectors with improved coefficient of fuel discharge
EP2880298A1 (en) * 2012-08-01 2015-06-10 3M Innovative Properties Company Fuel injectors with non-coined three-dimensional nozzle inlet face
CN103362710A (zh) * 2013-03-26 2013-10-23 哈尔滨工程大学 可变喷孔式电控喷油器
US20150377201A1 (en) * 2014-06-26 2015-12-31 Caterpillar Inc. Fuel injector for an engine
CN110242434B (zh) * 2019-06-28 2022-06-28 潍柴动力股份有限公司 数据处理方法及装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06212961A (ja) * 1992-09-28 1994-08-02 Toyota Motor Corp ディーゼル機関の排気浄化装置
JP2001280125A (ja) * 2000-03-31 2001-10-10 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2003097304A (ja) * 2001-09-21 2003-04-03 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2003106192A (ja) * 2001-09-27 2003-04-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP2003314329A (ja) * 2002-04-18 2003-11-06 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射量制御装置
JP3518521B2 (ja) * 2001-04-11 2004-04-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP2006037743A (ja) * 2004-07-22 2006-02-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2006057538A (ja) * 2004-08-20 2006-03-02 Toyota Motor Corp 内燃機関の筒内燃料噴射手段に付着する付着物の量を推定する推定装置および内燃機関の制御装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5899389A (en) * 1997-06-02 1999-05-04 Cummins Engine Company, Inc. Two stage fuel injector nozzle assembly
EP0967382B1 (en) * 1998-06-24 2004-11-24 Delphi Technologies, Inc. Fuel injector
JP3591317B2 (ja) * 1998-08-17 2004-11-17 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置
DE60023127T2 (de) * 1999-04-27 2006-05-24 Siemens Vdo Automotive Corporation, Auburn Hills Beschichtung für ein brennstoffeinspritzventilsitz

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06212961A (ja) * 1992-09-28 1994-08-02 Toyota Motor Corp ディーゼル機関の排気浄化装置
JP2001280125A (ja) * 2000-03-31 2001-10-10 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP3518521B2 (ja) * 2001-04-11 2004-04-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP2003097304A (ja) * 2001-09-21 2003-04-03 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2003106192A (ja) * 2001-09-27 2003-04-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP2003314329A (ja) * 2002-04-18 2003-11-06 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射量制御装置
JP2006037743A (ja) * 2004-07-22 2006-02-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2006057538A (ja) * 2004-08-20 2006-03-02 Toyota Motor Corp 内燃機関の筒内燃料噴射手段に付着する付着物の量を推定する推定装置および内燃機関の制御装置

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