JP6327589B2 - ディーゼルエンジンの制御方法及び制御システム - Google Patents
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Description
本発明は、ディーゼルエンジンの制御方法及び制御システムに関する。
従来、ディーゼルエンジンのシリンダ内に堆積したデポジットを除去する方法として、例えば特許文献１に記載された方法がある。この特許文献１に記載の方法では、エンジンの燃焼状態を表す指標値として「熱発生率重心位置」という概念を導入し、冷却損失と排気損失との和が最小となる熱発生率重心位置におけるクランク角度を基準クランク角度として設定する。そして、ピストンのトップランドにデポジットが一定量以上堆積した場合には、熱発生率重心位置を基準クランク角度よりも進角させ、これによりピストンのトップランドの温度を上昇させ、デポジットを焼失させる。
ところで、デポジットは上記のようなピストンのトップランドだけでなく、例えば燃料噴射弁周辺等の他の部位でも堆積する場合があり、その場合に堆積したデポジットを焼失させるためには、その部位における温度を高める必要がある。この点に関し、上記のようなピストンのトップランドのデポジットを焼失させる方法においては、ピストンがシリンダ内で上下することによりシリンダ内の様々な温度条件に曝されるため、トップランドの温度をデポジットを焼失させるのに必要な温度まで上昇させる機会を作りやすい。これに対して、燃料噴射弁はシリンダの上部に固定されている。このため、燃料噴射弁に堆積したデポジットを焼失させるためには、この特定箇所における温度を高めなくてはならず、デポジット焼失のために必要とされる温度条件がより厳しい。
また、例えば圧縮比が低いディーゼルエンジンにおいては、特許文献１に記載されるように熱発生率重心位置を基準クランク角度よりも進角させても、上死点における燃焼室の容積が比較的大きいため、燃料噴射弁に堆積したデポジットを焼失させるのに十分な温度まで筒内温度を上昇させることができない。
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、ディーゼルエンジンの筒内温度を効果的に上昇させて、燃料噴射弁に堆積したデポジットを確実に焼失させることができるディーゼルエンジンの制御方法及び制御システムを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明のディーゼルエンジンの制御方法は、車両に搭載され、車両の走行時に車両の駆動輪に機械的に連結され、燃焼室上部に取り付けられた燃料噴射弁を有するディーゼルエンジンの制御方法であって、車両の走行時において、ディーゼルエンジンの回転数と要求トルクに応じたエンジンサイクルの第１クランク角度で燃料噴射を開始する工程と、燃料噴射弁にデポジットが堆積しているか否かを判定する工程と、デポジットが堆積していると判定され、且つ、車両の整備時であってディーゼルエンジンと駆動輪とが非連結状態である非走行状態において、デポジットを焼失させるデポジット焼失制御を実行するための所定操作が行われた場合に、走行時の回転数及び要求トルクと同一の回転数及び要求トルクで、燃焼ガスを圧縮する期間を拡大して圧縮上死点での筒内温度を上昇させるように、燃料噴射弁の燃料噴射時期を圧縮上死点よりも進角側において第１クランク角度より進角した第２クランク角度に変更する工程と、を有し、第２クランク角度は、ΔＴ≧ａ1×ＣＲ＋ｂ1で定義され、ここで、ΔＴは、圧縮上死点からの進角量（クランクシャフトの回転角度）であり、ＣＲは、幾何学的圧縮比であり、ａ1＜０である、ことを特徴としている。
このように構成された本発明によれば、幾何学的圧縮比ＣＲの関数に従って進角量ΔＴを決定する。つまり、幾何学的圧縮比ＣＲが低いほど採用できる進角量ΔＴの範囲の最小値が大きく設定される。このように進角量ΔＴをより大きくとることにより、燃料噴射の開始時期が早くなり燃焼開始時期が早まるから、燃焼後の燃焼ガスの圧縮比が十分に確保され、燃料噴射弁に堆積したデポジットを確実に焼失させるのに必要な筒内最高温度が達成される。
本発明では、好ましくは、ａ1及びｂ1は、それぞれａ1＝−３．５６、ｂ1＝８８．７に設定されている。
このように構成された本発明によれば、ディーゼルエンジンの運転条件に適するように定数が設定されているので、ディーゼルエンジンの運転条件を加味した上での進角量ΔＴの設定が可能になり、燃料噴射弁に堆積したデポジットを焼失させるのに必要な筒内最高温度の確保が確実になる。
このように構成された本発明によれば、ディーゼルエンジンの運転条件に適するように定数が設定されているので、ディーゼルエンジンの運転条件を加味した上での進角量ΔＴの設定が可能になり、燃料噴射弁に堆積したデポジットを焼失させるのに必要な筒内最高温度の確保が確実になる。
本発明では、ディーゼルエンジンの温度を検出する工程と、検出された温度が所定値以上であるとき、第２クランク角度で燃料噴射を開始する工程の開始を許可する工程と、を更に有する。
このように構成された本発明によれば、ディーゼルエンジンの温度が所定値以上であるときに第２クランク角度で燃料噴射を開始する工程の開始を許可するので、ディーゼルエンジンの燃焼室内の環境が整ってから、第１クランク角度より進角させた第２クランク角度で燃料が噴射され、燃料噴射弁に堆積したデポジットを焼失させるのに必要な筒内最高温度が確実に達成される。
本発明において、好ましくは、燃料噴射弁は、本体と、本体に形成された噴孔と、本体の外面において噴孔に対応する位置に設けられ、噴孔よりも大きな直径を備える凹部と、を有する。
また、本発明において、好ましくは、ディーゼルエンジンの排気通路には排気ガス中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタが設けられており、パティキュレートフィルタの上流側と下流側との排気圧の差に基づき、燃料噴射弁にデポジットが堆積しているか否かを判定する。
また、本発明において、好ましくは、パティキュレートフィルタの上流側と下流側との排気圧の差に基づき、パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質を除去するための再生処理を行い、この再生処理の実行頻度に基づき、燃料噴射弁にデポジットが堆積しているか否かを判定する。
このように構成された本発明によれば、ディーゼルエンジンの温度が所定値以上であるときに第２クランク角度で燃料噴射を開始する工程の開始を許可するので、ディーゼルエンジンの燃焼室内の環境が整ってから、第１クランク角度より進角させた第２クランク角度で燃料が噴射され、燃料噴射弁に堆積したデポジットを焼失させるのに必要な筒内最高温度が確実に達成される。
本発明において、好ましくは、燃料噴射弁は、本体と、本体に形成された噴孔と、本体の外面において噴孔に対応する位置に設けられ、噴孔よりも大きな直径を備える凹部と、を有する。
また、本発明において、好ましくは、ディーゼルエンジンの排気通路には排気ガス中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタが設けられており、パティキュレートフィルタの上流側と下流側との排気圧の差に基づき、燃料噴射弁にデポジットが堆積しているか否かを判定する。
また、本発明において、好ましくは、パティキュレートフィルタの上流側と下流側との排気圧の差に基づき、パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質を除去するための再生処理を行い、この再生処理の実行頻度に基づき、燃料噴射弁にデポジットが堆積しているか否かを判定する。
また、上記の目的を達成するために、本発明のディーゼルエンジンの制御システムは、車両に搭載され、筒内に直接燃料を噴射するよう燃焼室上部に取り付けられた燃料噴射弁を有するディーゼルエンジンと、ディーゼルエンジンの出力軸を車両の駆動輪に機械的に連結する動力伝達装置と、車両の動作を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、車両の走行時において、ディーゼルエンジンの回転数と要求トルクに応じたエンジンサイクルの第１クランク角度で燃料噴射を開始するように燃料噴射弁を制御し、燃料噴射弁にデポジットが堆積しているか否かを判定し、デポジットが堆積していると判定し、且つ、車両の整備時であってディーゼルエンジンと駆動輪とが非連結状態である非走行状態において、デポジットを焼失させるデポジット焼失制御を実行するための所定操作が行われた場合に、走行時の回転数及び要求トルクと同一の回転数及び要求トルクで、燃焼ガスを圧縮する期間を拡大して圧縮上死点での筒内温度を上昇させるように、燃料噴射弁の燃料噴射時期を圧縮上死点よりも進角側において第１クランク角度より進角した第２クランク角度に変更するように燃料噴射弁を制御するように構成され、第２クランク角度は、ΔＴ≧ａ1×ＣＲ＋ｂ1で定義され、ここで、ΔＴは、圧縮上死点からの進角量（クランクシャフトの回転角度）であり、ＣＲは、幾何学的圧縮比であり、ａ1＜０である、ことを特徴としている。
このように構成された本発明によれば、幾何学的圧縮比ＣＲの関数に従って進角量ΔＴを決定する。つまり、幾何学的圧縮比ＣＲが低いほど採用できる進角量ΔＴの範囲の最小値が大きく設定される。このように進角量ΔＴをより大きくとることにより、燃料噴射の開始時期が早くなり燃焼開始時期が早まるから、燃焼後の燃焼ガスの圧縮比が十分に確保され、燃料噴射弁に堆積したデポジットを確実に焼失させるのに必要な筒内最高温度が達成される。
本発明においては、好ましくは、ａ1及びｂ1は、それぞれａ1＝−３．５６、ｂ1＝８８．７に設定されている。
このように構成された本発明によれば、ディーゼルエンジンの運転条件に適するように定数が設定されているので、ディーゼルエンジンの運転条件を加味した上での進角量ΔＴの設定が可能になり、燃料噴射弁に堆積したデポジットを焼失させるのに必要な筒内最高温度の確保が確実になる。
このように構成された本発明によれば、ディーゼルエンジンの運転条件に適するように定数が設定されているので、ディーゼルエンジンの運転条件を加味した上での進角量ΔＴの設定が可能になり、燃料噴射弁に堆積したデポジットを焼失させるのに必要な筒内最高温度の確保が確実になる。
本発明においては、好ましくは、制御装置は、ディーゼルエンジンの温度を検出し、検出された温度が所定値以上であるとき、第２クランク角度で燃料噴射を開始する工程の開始を許可するように構成されている。
このように構成された本発明によれば、ディーゼルエンジンの温度が所定値以上であるときに第２クランク角度で燃料噴射する工程の開始を許可するので、ディーゼルエンジンの燃焼室内の環境が整ってから、第１クランク角度より進角させた第２クランク角度で燃料が噴射され、燃料噴射弁に堆積したデポジットを焼失させるのに必要な筒内最高温度が確実に達成される。
このように構成された本発明によれば、ディーゼルエンジンの温度が所定値以上であるときに第２クランク角度で燃料噴射する工程の開始を許可するので、ディーゼルエンジンの燃焼室内の環境が整ってから、第１クランク角度より進角させた第２クランク角度で燃料が噴射され、燃料噴射弁に堆積したデポジットを焼失させるのに必要な筒内最高温度が確実に達成される。
本発明に係るディーゼルエンジンの制御方法及び制御システムによれば、筒内温度を効果的に上昇させて、燃料噴射弁に堆積したデポジットを確実に焼失させることができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態によるディーゼルエンジンの制御方法及び制御システムについて説明する。
＜システム構成＞
最初に、図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態による車両の制御方法及び制御システムが適用されたシステムについて説明する。具体的には、図１は、本発明の一実施形態によるエンジンシステムの概略構成図であり、図２は、本発明の一実施形態による制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
最初に、図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態による車両の制御方法及び制御システムが適用されたシステムについて説明する。具体的には、図１は、本発明の一実施形態によるエンジンシステムの概略構成図であり、図２は、本発明の一実施形態による制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
図１に示すように、エンジンシステム２００は、主に、ディーゼルエンジンとしてのエンジンＥと、エンジンＥに吸気を供給する吸気系ＩＮと、エンジンＥに燃料を供給するための燃料供給系ＦＳと、エンジンＥの排気ガスを排出する排気系ＥＸと、エンジンシステム２００に関する各種の状態を検出するセンサ１０１〜１２２と、を有する。
まず、吸気系ＩＮは、吸気が通過する吸気通路１を有しており、この吸気通路１上には、上流側から順に、外部から導入された空気を浄化するエアクリーナ３と、通過する吸気を圧縮して吸気圧を上昇させる、ターボ過給機５のコンプレッサ５ａと、通過する吸気流量を調整する吸気シャッター弁７と、通水された冷却水を用いて吸気を冷却する水冷式のインタークーラ８と、インタークーラ８に通水する冷却水の流量を制御するウォータポンプ９と、インタークーラ８とウォータポンプ９とを接続し、これらの間で冷却水を循環させる通路である冷却水通路１０と、エンジンＥに供給する吸気を一時的に蓄えるサージタンク１２と、が設けられている。
また、吸気系ＩＮにおいては、エアクリーナ３の直下流側の吸気通路１上には、吸入空気量を検出するエアフローセンサ１０１と吸気温度を検出する吸気温度センサ１０２とが設けられ、ターボ過給機５のコンプレッサ５ａには、このコンプレッサ５ａの回転数（ターボ回転数）を検出するターボ回転数センサ１０３が設けられ、吸気シャッター弁７には、この吸気シャッター弁７の開度を検出する吸気シャッター弁位置センサ１０５が設けられ、インタークーラ８の直下流側の吸気通路１上には、吸気温度を検出する吸気温度センサ１０６と吸気圧を検出する吸気圧センサ１０７とが設けられ、サージタンク１２には、吸気マニホールド温度センサ１０８が設けられている。これらの吸気系ＩＮに設けられた各種センサ１０１〜１０３、１０５〜１０８は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号Ｓ１０１〜Ｓ１０３、Ｓ１０５〜Ｓ１０８を制御装置６０（図２参照）に出力する。
次に、エンジンＥは、吸気通路１（詳しくは吸気マニホールド）から供給された吸気を燃焼室１７内に導入する吸気バルブ１５と、燃焼室１７内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁２０と、冷間始動時などでの着火性を確保するための補助熱源としてのグロープラグ２１と、燃焼室１７内での混合気の燃焼により往復運動するピストン２３と、ピストン２３の往復運動により回転されるクランクシャフト２５と、燃焼室１７内での混合気の燃焼により発生した排気ガスを排気通路４１へ排出する排気バルブ２７と、を有する。更に、エンジンＥには、このエンジンＥの出力を利用して発電するオルタネータ２６が設けられている。オルタネータ２６が発電した電力は図示しないバッテリに供給され、この電力が車両内の種々の補機（例えばリアデフ１４１やヘッドライト１４２など）に供給されて、種々の補機が駆動される。
なお、燃料噴射弁２０は、複数の噴孔２０ｃ（図３）を備え、つまりマルチホール型に構成され、これらの噴孔２０ｃから複数の方向に向かって燃料を噴射する。また、グロープラグ２１は、燃焼室１７内に設けられた発熱部が、燃料噴射弁２０の複数の噴孔３０ｃからの複数の噴霧の間に位置するように配置されている。つまり、燃料の噴霧に直接接触しない位置にグロープラグの発熱部が配置されている。こうすることで、グロープラグ２１の発熱部に燃料が直接かかることによる不具合（グロープラグ２１の故障など）を防止している。基本的には、グロープラグ２１に通電すると発熱部が熱を発生し、この熱を熱源として筒内で燃焼が開始する。そして、この燃焼により筒内圧が上昇することで、筒内全体での着火性が確保されることとなる。
また、エンジンＥには、エンジンＥなどを冷却する冷却水の温度（水温）を検出する冷却水温度センサ１０９と、クランクシャフト２５のクランク角度を検出するクランク角センサ１１０と、油圧及び／又は油温を検出する油圧／油温センサ１１１と、オイルレベルを検出する光学式オイルレベルセンサ１１２と、が設けられている。これらの、エンジンＥに設けられた各種センサ１０９〜１１２は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号Ｓ１０９〜Ｓ１１２を制御装置６０に出力する。
次に、燃料供給系ＦＳは、燃料を貯蔵する燃料タンク３０と、燃料タンク３０から燃料噴射弁２０に燃料を供給するための燃料供給通路３８とを有する。燃料供給通路３８には、上流側から順に、低圧燃料ポンプ３１と、高圧燃料ポンプ３３と、コモンレール３５とが設けられている。また、低圧燃料ポンプ３１には燃料ウォーマー３２が設けられ、高圧燃料ポンプ３３には燃圧レギュレータ３４が設けられ、コモンレール３５にはコモンレール減圧弁３６が設けられている。
また、燃料供給系ＦＳにおいては、高圧燃料ポンプ３３には、燃料温度を検出する燃料温度センサ１１４が設けられ、コモンレール３５には、燃圧を検出する燃圧センサ１１５が設けられている。これらの、燃料供給系ＦＳに設けられた各種センサ１１４、１１５は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号Ｓ１１４、Ｓ１１５を制御装置６０に出力する。
また、燃料供給系ＦＳにおいては、高圧燃料ポンプ３３には、燃料温度を検出する燃料温度センサ１１４が設けられ、コモンレール３５には、燃圧を検出する燃圧センサ１１５が設けられている。これらの、燃料供給系ＦＳに設けられた各種センサ１１４、１１５は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号Ｓ１１４、Ｓ１１５を制御装置６０に出力する。
次に、排気系ＥＸは、排気ガスが通過する排気通路４１を有しており、この排気通路４１上には、上流側から順に、通過する排気ガスによって回転され、この回転によって上記したようにコンプレッサ５ａを駆動する、ターボ過給機５のタービン５ｂと、排気ガスの浄化機能を有するディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）４５及びディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel particulate filter）４６と、通過する排気流量を調整する排気シャッター弁４９と、が設けられている。ＤＯＣ４５は、排出ガス中の酸素を用いて炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）などを酸化して水と二酸化炭素に変化させる触媒であり、ＤＰＦ４６は、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集するフィルタである。
また、排気系ＥＸにおいては、ターボ過給機５のタービン５ｂの上流側の排気通路４１上には、排気圧を検出する排気圧センサ１１６と排気温度を検出する排気温度センサ１１７とが設けられ、ＤＯＣ４５の直上流側及びＤＯＣ４５とＤＰＦ４６との間には、それぞれ、排気温度を検出する排気温度センサ１１８、１１９が設けられ、ＤＰＦ４６付近の排気通路４１上には、このＤＰＦ４６の上流側と下流側との排気圧の差（以下では「ＤＰＦ差圧」と呼ぶ。）を検出するＤＰＦ差圧センサ１２０が設けられ、ＤＰＦ４６の直下流側の排気通路４１上には、酸素濃度を検出するリニアＯ2センサ１２１と排気温度を検出する排気温度センサ１２２とが設けられている。これらの、排気系ＥＸに設けられた各種センサ１１６〜１２２は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号Ｓ１１６〜Ｓ１２２を制御装置６０に出力する。
ターボ過給機５は、排気エネルギーが低い低速回転時でも効率良く過給を行えるように小型に構成されている。また、ターボ過給機５は、タービン５ｂの全周を囲むように複数の可動式のフラップ５ｃが設けられ、これらのフラップ５ｃによりタービン５ｂへの排気の流通断面積（ノズル断面積）を変化させるようにした可変ジオメトリーターボチャージャー（ＶＧＴ：Variable Geometry Turbocharger）として構成されている。例えば、フラップ５ｃは、ダイヤフラムに作用する負圧の大きさが電磁弁により調節され、アクチュエータによって回動される。また、そのようなアクチュエータの位置により、フラップ５ｃの開度（フラップ開度であり、以下では適宜「ＶＧＴ開度」と呼ぶ。）を検出するＶＧＴ開度センサ１０４が設けられている。このＶＧＴ開度センサ１０４は、検出したＶＧＴ開度に対応する検出信号Ｓ１０４を制御装置６０に出力する。
更に、エンジンシステム２００は、高圧ＥＧＲ装置４３及び低圧ＥＧＲ装置４８を有する。高圧ＥＧＲ装置４３は、ターボ過給機５のタービン５ｂの上流側の排気通路４１とターボ過給機５のコンプレッサ５ｂの下流側（詳しくはインタークーラ８の下流側）の吸気通路１とを接続する高圧ＥＧＲ通路４３ａと、高圧ＥＧＲ通路４３ａを通過させる排気ガスの流量を調整する高圧ＥＧＲバルブ４３ｂと、を有する。低圧ＥＧＲ装置４８は、ターボ過給機５のタービン５ｂの下流側（詳しくはＤＰＦ４６の下流側で且つ排気シャッター弁４９の上流側）の排気通路４１とターボ過給機５のコンプレッサ５ｂの上流側の吸気通路１とを接続する低圧ＥＧＲ通路４８ａと、低圧ＥＧＲ通路４８ａを通過する排気ガスを冷却する低圧ＥＧＲクーラ４８ｂと、低圧ＥＧＲ通路４８ａを通過させる排気ガスの流量を調整する低圧ＥＧＲバルブ４８ｃと、低圧ＥＧＲフィルタ４８ｄと、を有する。
次に、図２を参照すると、制御装置６０は、図１に示した各種センサ１０１〜１２２の検出信号Ｓ１０１〜Ｓ１２２に加えて、外気温を検出する外気温センサ９８、大気圧を検出する大気圧センサ９９、及びアクセルペダル９５の開度（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ１００のそれぞれが出力した検出信号Ｓ９８〜Ｓ１００が入力される。また、制御装置６０には、リアデフ１４１（正式には「リアデフォッガー」であるが、本明細書では略称として一般的に使用される「リアデフ」の文言を用いる。）のオン／オフを切り替えるためのリアデフスイッチ９４、ヘッドライト１４２のオン／オフを切り替えるためのヘッドライトスイッチ９５、エアコンのオン／オフを切り替えるためのエアコンスイッチ９６、及びエアコンの風量を切り替えるための風量切替スイッチ９７のそれぞれが出力した信号Ｓ９４〜Ｓ９７が入力される。
制御装置６０は、少なくともＰＣＭ（Power-train Control Module）を含んで構成されており、上述した信号Ｓ９４〜Ｓ１２２に基づいて、車両内の種々の構成要素を制御する。具体的には、制御装置６０は、ターボ過給機５のタービン５ｂにおけるフラップ５ｃの開度（ＶＧＴ開度）を制御すべく、このフラップ５ｃを駆動するアクチュエータ（不図示）に対して制御信号Ｓ１３０を出力する。また、制御装置６０は、吸気シャッター弁７の開度を制御すべく、吸気シャッター弁７を駆動するアクチュエータ（不図示）に対して制御信号Ｓ１３１を出力する。また、制御装置６０は、グロープラグ２１に印加する電圧及び／又は電流を制御すべく、グロープラグ２１に対して制御信号Ｓ１３２を出力する。また、制御装置６０は、エンジンＥの燃料噴射量や燃料噴射時期などを制御すべく、燃料噴射弁２０に制御信号Ｓ１３３を出力する。本実施形態では、制御装置６０は、メイン噴射（主噴射）の前に２回のプレ噴射を少なくとも行うように燃料噴射弁２０を制御する。プレ噴射は、ＮＯｘ低減や燃焼音改善を図るべく、エンジンＥの燃焼室１７内に事前に火種を作り出すための燃料噴射である。メイン噴射は、出力すべきエンジントルクを発生させるための燃料噴射であり、エンジントルクを積極的にコントロールするための燃料噴射である。
また、制御装置６０は、オルタネータ２６、燃料ウォーマー３２、燃圧レギュレータ３４及びコモンレール減圧弁３６を制御すべく、これらのそれぞれに対して制御信号Ｓ１３４、Ｓ１３５、Ｓ１３６、Ｓ１３７を出力する。また、制御装置６０は、高圧ＥＧＲバルブ４３ｂの開度を制御すべく、高圧ＥＧＲバルブ４３ｂを駆動するアクチュエータ（不図示）に対して制御信号Ｓ１３８を出力する。また、制御装置６０は、低圧ＥＧＲバルブ４８ｃの開度を制御すべく、低圧ＥＧＲバルブ４８ｃを駆動するアクチュエータ（不図示）に対して制御信号Ｓ１３９を出力する。また、制御装置６０は、排気シャッター弁４９の開度を制御すべく、排気シャッター弁４９を駆動するアクチュエータ（不図示）に対して制御信号Ｓ１４０を出力する。
また、制御装置６０は、車両内の補機としてのリアデフ１４１及びヘッドライト１４２を制御すべく、これらのそれぞれに対して制御信号Ｓ１４１、Ｓ１４２を供給する。また、制御装置６０は、エアコンのコンデンサを通過する冷媒を冷却するためのエアコンコンデンサファン１５４の動作を制御すべく、エアコンコンデンサファン１５４に制御信号Ｓ１５４を出力する。また、制御装置６０は、エアコンの冷媒を圧縮するコンプレッサに設けられたエアコンコンプレッサクラッチ１５９の接続／切断を切り替えるべく、エアコンコンプレッサクラッチ１５９に制御信号Ｓ１５９を出力する。
なお、制御装置６０は、ＣＰＵ、当該ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを記憶するためのＲＯＭやＲＡＭの如き内部メモリを備えるコンピュータにより構成される。
＜デポジットの堆積について＞
制御装置６０は、燃焼室内にデポジットが一定量以上堆積したと判断した場合に、燃焼室の温度を上昇させて堆積したデポジットを焼失させるデポジット焼失制御を行う。本実施形態では、燃料噴射弁に堆積したデポジットを焼失させることを目的としたデポジット焼失制御について説明する。
制御装置６０は、燃焼室内にデポジットが一定量以上堆積したと判断した場合に、燃焼室の温度を上昇させて堆積したデポジットを焼失させるデポジット焼失制御を行う。本実施形態では、燃料噴射弁に堆積したデポジットを焼失させることを目的としたデポジット焼失制御について説明する。
図３は、本実施形態に係る燃料噴射弁の拡大断面図である。この図３に示すように、燃料噴射弁２０は、略筒状の本体２０ａと、本体２０ａの内部で軸線方向に移動可能なニードル弁２０ｂと、本体２０ａの先端側に円周上に等間隔に形成された複数の噴孔２０ｃとを備える。本体２０ａの外面には、噴孔２０ｃに対応する位置に、噴孔２０ｃよりも直径の大きい円柱形の凹部２０ｄが形成されている。
燃料噴射弁２０は、その先端側がエンジンＥの燃焼室１７に突出するように配置されており、これにより噴孔２０ｃは、燃焼室１７に開口している。
燃料噴射弁２０は、その先端側がエンジンＥの燃焼室１７に突出するように配置されており、これにより噴孔２０ｃは、燃焼室１７に開口している。
このような構造の燃料噴射弁２０は、ニードル弁２０ｂが軸線方向に移動することにより、本体２０ａとニードル弁２０ｂとの間に隙間が形成され、この隙間を通った燃料が噴孔２０ｃから燃焼室１７内に噴射される。
噴孔２０ｃの周りには凹部２０ｄが形成されているため、噴孔２０ｃからの燃料噴射が繰り返されると噴射された燃料のうちの少量が凹部２０ｄ内に付着する。付着した燃料は、燃焼室１７内の空気と混ざりにくくなって良好に燃焼せずデポジットとして凹部２０ｄ内に残留する。
噴孔２０ｃの周りには凹部２０ｄが形成されているため、噴孔２０ｃからの燃料噴射が繰り返されると噴射された燃料のうちの少量が凹部２０ｄ内に付着する。付着した燃料は、燃焼室１７内の空気と混ざりにくくなって良好に燃焼せずデポジットとして凹部２０ｄ内に残留する。
発生したデポジットに関して、通常運転時に高負荷での運転が行われると、燃焼室１７内の温度が高くなり発生したデポジットのほとんどは焼失する。しかしながら、低負荷での運転では、燃焼室１７内の温度があまり高くならない。このため、低負荷での運転が繰り返されると、デポジットが焼失せず凹部２０ｄに堆積する場合がある。特に、燃料噴射弁２０の凹部２０ｄは、燃料噴射弁２０の本体２０ａの外面から凹んでいるため燃焼ガスから遠く、且つ凹部２０ｄの表面積が比較的大きいので、凹部２０ｄ内の空間が比較的低温になりやすい。また、噴孔２０ｃから燃料を噴射する際に噴孔２０ｃが燃料の気化熱で冷却されるため、これによっても凹部２０ｄ内の空間は低温になりやすい。このため、凹部２０ｄ内のデポジットは、焼失されずに堆積されやすくなる。
燃料噴射弁２０の凹部２０ｄ内にデポジットが堆積すると、噴孔２０ｃからの良好な燃料噴射が妨げられ、燃焼室１７内での均質な燃焼が行われず、燃費が落ちる等の問題が発生する。
燃料噴射弁２０の凹部２０ｄ内にデポジットが堆積すると、噴孔２０ｃからの良好な燃料噴射が妨げられ、燃焼室１７内での均質な燃焼が行われず、燃費が落ちる等の問題が発生する。
本実施形態では、燃料噴射弁２０の凹部２０ｄに堆積したデポジットに着目しこの部位に堆積したデポジットを焼失させることを目的とし、凹部２０ｄ内にデポジットが一定量以上堆積したと判断したとき、制御装置６０がデポジットを焼失させるためのデポジット焼失制御を行う。
なお、凹部２０ｄ内に堆積したデポジットを焼失させるためには、燃料噴射弁２０の表面温度で例えば２５０℃以上の温度を必要とする。上述のように、燃料噴射弁２０の凹部２０ｄは、燃焼室１７の中でも温度が上昇しにくい箇所であるから、燃料噴射弁２０の表面温度を所定温度以上にするためには、筒内最高温度を通常より格段に高い温度、例えば１５００Ｋ以上にする必要がある。本実施形態では、デポジット焼失制御のための要求筒内温度を１５００Ｋ以上とする。
なお、凹部２０ｄ内に堆積したデポジットを焼失させるためには、燃料噴射弁２０の表面温度で例えば２５０℃以上の温度を必要とする。上述のように、燃料噴射弁２０の凹部２０ｄは、燃焼室１７の中でも温度が上昇しにくい箇所であるから、燃料噴射弁２０の表面温度を所定温度以上にするためには、筒内最高温度を通常より格段に高い温度、例えば１５００Ｋ以上にする必要がある。本実施形態では、デポジット焼失制御のための要求筒内温度を１５００Ｋ以上とする。
＜燃料噴射時期の進角制御＞
燃料噴射弁２０の凹部２０ｄのデポジットを焼失させるために、本実施形態では、制御装置６０は、通常運転の場合よりも燃料噴射開始時期を進角させることにより、筒内最高温度を高め、デポジットの焼失に必要な燃料噴射弁２０の表面温度を所定値以上に上昇させる。
具体的には、制御装置６０は、車両が、通常運転時にエンジンＥのある回転数及び要求トルクで走行している際の、燃料噴射弁２０の燃料噴射開始時期におけるエンジンサイクルのクランク角度を第１クランク角度としたとき、デポジットの焼失処理制御中は、通常運転の場合のある回転数及び要求トルクと同じ回転数及び要求トルクにおいて、第１クランク角度よりも進角させた第２クランク角度で燃料噴射を開始する。
燃料噴射弁２０の凹部２０ｄのデポジットを焼失させるために、本実施形態では、制御装置６０は、通常運転の場合よりも燃料噴射開始時期を進角させることにより、筒内最高温度を高め、デポジットの焼失に必要な燃料噴射弁２０の表面温度を所定値以上に上昇させる。
具体的には、制御装置６０は、車両が、通常運転時にエンジンＥのある回転数及び要求トルクで走行している際の、燃料噴射弁２０の燃料噴射開始時期におけるエンジンサイクルのクランク角度を第１クランク角度としたとき、デポジットの焼失処理制御中は、通常運転の場合のある回転数及び要求トルクと同じ回転数及び要求トルクにおいて、第１クランク角度よりも進角させた第２クランク角度で燃料噴射を開始する。
図４は、本発明の一実施形態に係るエンジンＥのクランク角度と燃料噴射時期との関係を示す。本実施形態では、燃料噴射は三段階で行われるが、第２クランク角度で開始する燃料噴射は、燃焼開始に主に寄与するメイン燃料噴射を指す。したがって、図４に示すように、第２クランク角度は、メイン燃料噴射が開始される、圧縮上死点よりも所定の進角量ΔＴ（クランクシャフトの回転角度：ＣＡ）だけ進角させた位置におけるクランク角度として設定される。
（１）最小必要進角量の設定
第２クランク角度の圧縮上死点に対する進角量ΔＴの最小値ΔＴmin、すなわち最小必要進角量は、以下のように設定される。
図５は、本発明の一実施形態に係るエンジンＥの燃料噴射開始時期と燃焼ガス最高温度との関係を示す図である。この図５に示すように、メイン噴射の燃料噴射開始時期が圧縮上死点（ＴＤＣ）よりも早くなるほど、燃焼ガスの最高温度は高くなる。進角量ΔＴは、燃焼ガスの最高温度が要求筒内温度（本実施形態では１５００Ｋ）以上となる燃料噴射開始時期に設定される。
第２クランク角度の圧縮上死点に対する進角量ΔＴの最小値ΔＴmin、すなわち最小必要進角量は、以下のように設定される。
図５は、本発明の一実施形態に係るエンジンＥの燃料噴射開始時期と燃焼ガス最高温度との関係を示す図である。この図５に示すように、メイン噴射の燃料噴射開始時期が圧縮上死点（ＴＤＣ）よりも早くなるほど、燃焼ガスの最高温度は高くなる。進角量ΔＴは、燃焼ガスの最高温度が要求筒内温度（本実施形態では１５００Ｋ）以上となる燃料噴射開始時期に設定される。
また、図５に示すように、燃焼ガスの最高温度は、エンジンＥの幾何学的圧縮比に応じて変化し、エンジンＥの幾何学的圧縮比が低くなると、燃焼ガスの最高温度は低くなる。ここで、本実施形態では、幾何学的圧縮比が１４程度の低圧縮比のディーゼルエンジンを採用している。このため、圧縮行程において燃料を噴射し燃焼を開始しても、圧縮上死点までの圧縮程度が小さいため、圧縮上死点においての筒内温度が上昇しにくい。そこで、要求筒内温度を達成するためには、幾何学的圧縮比が比較的低い場合には、幾何学的圧縮比が比較的高い場合に比べて、進角量ΔＴの最小値ΔＴminを大きくし、燃料噴射開始時期をより早く設定する必要があり、これにより、燃焼後の圧縮による温度上昇期間が長くなり、筒内の燃焼ガスの最高温度が高まる。
したがって、この観点からは、進角量ΔＴの最小値ΔＴminは、幾何学的圧縮比が低いほど、大きく設定されることになる。
したがって、この観点からは、進角量ΔＴの最小値ΔＴminは、幾何学的圧縮比が低いほど、大きく設定されることになる。
上述のように、進角量ΔＴは、エンジンＥの幾何学的圧縮比に応じて変化するが、本件発明者は、上述の観点において、幾何学的圧縮比と進角量ΔＴとの関係が、以下の式で表されることを見出した。
ΔＴ≧ａ1×ＣＲ＋ｂ1
ここで、ΔＴは圧縮上死点からの進角量（クランクシャフトの回転角度：ＣＡ）であり、ＣＲは、エンジンＥの幾何学的圧縮比である。また、ａ1，ｂ1は、定数であり、ａ1＜０である。
上記の関数の中で、ａ1，ｂ1は、エンジンＥの運転条件に応じて決定される定数である。本実施形態では、デポジット焼失制御時の運転条件は、エンジンＥの回転数が１７５０ｒｐｍ、過給圧が１３０ｋＰａ、エンジン水温が８２℃、燃料の噴射圧力が７０ＭＰａ、吸気温度が２５℃、負荷（平均有効圧力）が３００ｋＰａとなるように設定されている。この条件下では、ａ1，ｂ1は、それぞれａ1＝−３．５６、ｂ1＝８８．７である。なお、このａ1，ｂ1の具体的な数値は、後述するＥＧＲ量の低減、過給圧の上昇、グロープラグ２１への通電等によるエンジン抵抗の増大等の制御を行った場合のエンジンＥの条件下で計算された数値である。
上記の関数を用いて、幾何学的圧縮比に応じて進角量ΔＴの範囲を求め、進角量ΔＴの最小値ΔＴminを決定する。
上記の関数を用いて、幾何学的圧縮比に応じて進角量ΔＴの範囲を求め、進角量ΔＴの最小値ΔＴminを決定する。
（２）最大必要進角量の設定
第２クランク角度の圧縮上死点に対する進角量ΔＴの最大値ΔＴmax、すなわち最大必要進角量は、以下のように設定される。
図６は、本発明の一実施形態に係るエンジンの燃料噴射開始時期と燃料噴射温度との関係を示す図である。この図６に示すように、メイン噴射の燃料噴射開始時期が圧縮上死点（ＴＤＣ）よりも早くなるほど、噴射された燃料の温度は低くなる。進角量ΔＴは、噴射された燃料の温度が所定の着火可能温度に達するような燃料噴射開始時期に設定される。
第２クランク角度の圧縮上死点に対する進角量ΔＴの最大値ΔＴmax、すなわち最大必要進角量は、以下のように設定される。
図６は、本発明の一実施形態に係るエンジンの燃料噴射開始時期と燃料噴射温度との関係を示す図である。この図６に示すように、メイン噴射の燃料噴射開始時期が圧縮上死点（ＴＤＣ）よりも早くなるほど、噴射された燃料の温度は低くなる。進角量ΔＴは、噴射された燃料の温度が所定の着火可能温度に達するような燃料噴射開始時期に設定される。
また、図６に示すように、噴射される燃料の温度は、エンジンＥの幾何学的圧縮比に応じて変化し、エンジンＥの幾何学的圧縮比が低くなると、噴射される燃料の温度は低くなる。ここで、本実施形態では、幾何学的圧縮比が１４程度の低圧縮比のディーゼルエンジンを採用している。このため、進角量ΔＴを大きくしすぎると、燃料を噴射した際に、燃料が着火温度に到達せず所望のタイミングで燃焼が開始されないか、あるいは燃焼が不完全になり、筒内最高温度が不十分になるおそれがある。そこで、本実施形態では、幾何学的圧縮比が比較的低い場合には、幾何学的圧縮比が比較的高い場合に比べて、進角量ΔＴの最大値ΔＴmaxを小さくし燃料噴射開始時期における燃料の温度をより高く設定する必要がある。
したがって、この観点からは、進角量ΔＴの最大値ΔＴmaxは、幾何学的圧縮比が低いほど、小さく設定されることになる。
したがって、この観点からは、進角量ΔＴの最大値ΔＴmaxは、幾何学的圧縮比が低いほど、小さく設定されることになる。
上述のように、進角量ΔＴは、エンジンＥの幾何学的圧縮比に応じて変化するが、本件発明者は、上述の観点において、幾何学的圧縮比と進角量ΔＴとの関係が、以下の式で表されることを見出した。
ΔＴ≦ａ2×ＣＲ＋ｂ2
ここで、ΔＴは圧縮上死点からの進角量（クランクシャフトの回転角度：ＣＡ）であり、ＣＲは、エンジンＥの幾何学的圧縮比である。また、ａ2，ｂ2は、定数であり、ａ2＞０である。
上記の関数の中で、ａ2，ｂ2は、エンジンＥの運転条件に応じて決定される定数である。本実施形態では、上述のように、デポジット焼失制御時の運転条件は、エンジンＥの回転数が１７５０ｒｐｍ、過給圧が１３０ｋＰａ、エンジン水温が８２℃、燃料の噴射圧力が７０ＭＰａ、吸気温度が２５℃、負荷（平均有効圧力）が３００ｋＰａとなるように設定されている。この条件において、ａ2，ｂ2は、それぞれａ2＝４．２、ｂ2＝−４７である。なお、このａ2，ｂ2の具体的な数値は、後述するＥＧＲ量の低減、過給圧の上昇、グロープラグ２１への通電等によるエンジン抵抗の増大等の制御を行った場合のエンジンＥの条件下で計算された数値である。
上記の関数を用いて、幾何学的圧縮比に応じて進角量ΔＴの範囲を求め、進角量ΔＴの最大値ΔＴmaxを決定する。
上記の関数を用いて、幾何学的圧縮比に応じて進角量ΔＴの範囲を求め、進角量ΔＴの最大値ΔＴmaxを決定する。
以上のような設定手法により、進角量ΔＴの最小値ΔＴminおよび最大値ΔＴmaxを決定し、進角量ΔＴを、ΔＴmin≦ΔＴ≦ΔＴmaxの範囲内で決定する。
本実施形態では、ΔＴは、４０°に設定されており、したがって、第２クランク角度は、圧縮上死点前４０°である。本実施形態では、制御装置６０は、燃料噴射弁２０による２回のプレ噴射を圧縮上死点前５６°及び圧縮上死点前４８°で行い、メイン噴射を圧縮上死点前４０°の第２クランク角度で行い、これにより燃焼は、圧縮上死点前２５°の位置で開始されるようになる。
本実施形態では、ΔＴは、４０°に設定されており、したがって、第２クランク角度は、圧縮上死点前４０°である。本実施形態では、制御装置６０は、燃料噴射弁２０による２回のプレ噴射を圧縮上死点前５６°及び圧縮上死点前４８°で行い、メイン噴射を圧縮上死点前４０°の第２クランク角度で行い、これにより燃焼は、圧縮上死点前２５°の位置で開始されるようになる。
＜デポジット焼失制御時のＥＧＲ量の制御＞
制御装置６０は、デポジット焼失制御中、ＥＧＲ量を、通常運転の走行時におけるＥＧＲ量より低減する制御を行う。燃焼室１７内での燃料の燃焼においては、燃料の燃焼が終了してからの燃焼ガスの圧縮期間が長い方が、筒内温度をより高温にすることができる。反対に、燃料の燃焼期間が長いと、燃焼後の圧縮期間を長く取れないため、燃焼室１７内の温度を十分に高くすることが難しくなる。したがって、燃焼室１７の温度をより高温にするためには、燃料の燃焼期間を短くすることが効果的であり、このためには、筒内の酸素濃度を高めることが考えられる。
そこで、本実施形態では、高圧ＥＧＲ装置４３及び低圧ＥＧＲ装置４８によるＥＧＲ量を低減して燃焼室１７内の酸素濃度を高め、燃料の燃焼期間を短くすることによって、燃焼室１７内のより高い筒内最高温度を実現する。具体的には、制御装置６０は、デポジット焼失制御中、高圧ＥＧＲ装置４３の高圧ＥＧＲバルブ４３ｂと、低圧ＥＧＲ装置４８の低圧ＥＧＲバルブ４８ｃをともに全閉する制御を行う。
制御装置６０は、デポジット焼失制御中、ＥＧＲ量を、通常運転の走行時におけるＥＧＲ量より低減する制御を行う。燃焼室１７内での燃料の燃焼においては、燃料の燃焼が終了してからの燃焼ガスの圧縮期間が長い方が、筒内温度をより高温にすることができる。反対に、燃料の燃焼期間が長いと、燃焼後の圧縮期間を長く取れないため、燃焼室１７内の温度を十分に高くすることが難しくなる。したがって、燃焼室１７の温度をより高温にするためには、燃料の燃焼期間を短くすることが効果的であり、このためには、筒内の酸素濃度を高めることが考えられる。
そこで、本実施形態では、高圧ＥＧＲ装置４３及び低圧ＥＧＲ装置４８によるＥＧＲ量を低減して燃焼室１７内の酸素濃度を高め、燃料の燃焼期間を短くすることによって、燃焼室１７内のより高い筒内最高温度を実現する。具体的には、制御装置６０は、デポジット焼失制御中、高圧ＥＧＲ装置４３の高圧ＥＧＲバルブ４３ｂと、低圧ＥＧＲ装置４８の低圧ＥＧＲバルブ４８ｃをともに全閉する制御を行う。
＜デポジット焼失制御時のグロープラグの制御＞
制御装置６０は、デポジット焼失制御中、グロープラグ２１の通電量を、通常運転の走行時に比べて高める。前述のように、第２クランク角度の圧縮上死点に対する進角量ΔＴを大きくしすぎると、燃料を噴射した際に、燃料が着火温度に到達せず所望のタイミングで燃焼が開始されないか、あるいは燃焼が不完全になり、筒内最高温度が不十分になるおそれがある。
そこで、本実施形態では、筒内の温度が所望の時期に燃料の着火温度に到達するように、グロープラグ２１の通電量を高めて筒内の温度を高め、燃料の燃焼開始時期を早めることによって燃焼室１７内のより高い筒内最高温度を実現する。具体的には、制御装置６０は、デポジット焼失制御中、グロープラグ２１が目標温度（例えば１２００℃）となるように通電量を制御する。
制御装置６０は、デポジット焼失制御中、グロープラグ２１の通電量を、通常運転の走行時に比べて高める。前述のように、第２クランク角度の圧縮上死点に対する進角量ΔＴを大きくしすぎると、燃料を噴射した際に、燃料が着火温度に到達せず所望のタイミングで燃焼が開始されないか、あるいは燃焼が不完全になり、筒内最高温度が不十分になるおそれがある。
そこで、本実施形態では、筒内の温度が所望の時期に燃料の着火温度に到達するように、グロープラグ２１の通電量を高めて筒内の温度を高め、燃料の燃焼開始時期を早めることによって燃焼室１７内のより高い筒内最高温度を実現する。具体的には、制御装置６０は、デポジット焼失制御中、グロープラグ２１が目標温度（例えば１２００℃）となるように通電量を制御する。
＜デポジット焼失制御時の過給圧の制御＞
本実施形態では、制御装置６０は、デポジット焼失制御時において、ターボ過給機５による過給圧を通常運転時よりも上昇させる制御を行う。こうすることで、筒内圧を上昇させて燃焼室１７内の着火環境を向上させるようにし、上記のような燃料噴射時期の進角に起因する燃料の着火性の悪化及び不完全な燃焼を抑制するようにする。また、このように過給圧を上昇させると、エンジンＥに付与される抵抗、特にピストン２３に付与される抵抗（以下では適宜「ピストン抵抗」と呼ぶ。）が増加するため、所望のエンジン回転数を維持するために必要な燃料噴射量が増加することとなる（ディーゼルエンジンではガソリンエンジンのようにスロットルバルブで吸気量を調整しないので、所望のエンジン回転数を維持するために燃料噴射量を調整している）。その結果、比較的多量の燃料を燃焼させることで、筒内ガス温度を上昇させて、燃料噴射弁２０に堆積したデポジットを効果的に焼失させるようにする。
本実施形態では、制御装置６０は、デポジット焼失制御時において、ターボ過給機５による過給圧を通常運転時よりも上昇させる制御を行う。こうすることで、筒内圧を上昇させて燃焼室１７内の着火環境を向上させるようにし、上記のような燃料噴射時期の進角に起因する燃料の着火性の悪化及び不完全な燃焼を抑制するようにする。また、このように過給圧を上昇させると、エンジンＥに付与される抵抗、特にピストン２３に付与される抵抗（以下では適宜「ピストン抵抗」と呼ぶ。）が増加するため、所望のエンジン回転数を維持するために必要な燃料噴射量が増加することとなる（ディーゼルエンジンではガソリンエンジンのようにスロットルバルブで吸気量を調整しないので、所望のエンジン回転数を維持するために燃料噴射量を調整している）。その結果、比較的多量の燃料を燃焼させることで、筒内ガス温度を上昇させて、燃料噴射弁２０に堆積したデポジットを効果的に焼失させるようにする。
なお、制御装置６０は、デポジット焼失制御時には、アイドル回転数よりも高いエンジン回転数であって、ある程度の過給圧が確保されるエンジン回転数を、目標値（目標エンジン回転数）として設定する。より詳しくは、制御装置６０は、燃料噴射及び燃料拡散に必要な時間を確保すべく、比較的遅いピストンスピードを適切に維持できるような低回転数を目標エンジン回転数として設定して、デポジット焼失制御を実行する。上述したように、制御装置６０は、目標回転数を例えば１７５０ｒｐｍに設定する。
＜デポジット焼失制御時のエンジン抵抗の制御＞
本実施形態では、制御装置６０は、上記のような過給圧の上昇による燃料噴射量の増加に加えて、車両内の補機を駆動するためにエンジンＥに付与される抵抗（以下では「補機駆動抵抗」と呼ぶ。）を増加させる制御を行って、目標回転数を維持するのに必要な燃料噴射量を更に増加させるようにする。この補機は、例えばヘッドライト１４２やリアデフ１４１やエアコンである（上記のようにグロープラグ２１に通電したときにもエンジンＥに付与される抵抗（負荷）が増加するので、グロープラグ２１もここで言う補機に含めてよい）。また、制御装置６０は、エアコンコンデンサファン１５４の出力を通常運転時よりも弱める制御を行って、エアコンのコンプレッサ上流側の冷媒圧（冷媒温度）を高めるようにする。こうすることで、エンジンＥの出力軸に連結されたエアコンのコンプレッサの仕事量を増加させて、エンジンＥに付与される抵抗を増加させることで、目標回転数を維持するのに必要な燃料噴射量を更に増加させるようにする。
本実施形態では、制御装置６０は、上記のような過給圧の上昇による燃料噴射量の増加に加えて、車両内の補機を駆動するためにエンジンＥに付与される抵抗（以下では「補機駆動抵抗」と呼ぶ。）を増加させる制御を行って、目標回転数を維持するのに必要な燃料噴射量を更に増加させるようにする。この補機は、例えばヘッドライト１４２やリアデフ１４１やエアコンである（上記のようにグロープラグ２１に通電したときにもエンジンＥに付与される抵抗（負荷）が増加するので、グロープラグ２１もここで言う補機に含めてよい）。また、制御装置６０は、エアコンコンデンサファン１５４の出力を通常運転時よりも弱める制御を行って、エアコンのコンプレッサ上流側の冷媒圧（冷媒温度）を高めるようにする。こうすることで、エンジンＥの出力軸に連結されたエアコンのコンプレッサの仕事量を増加させて、エンジンＥに付与される抵抗を増加させることで、目標回転数を維持するのに必要な燃料噴射量を更に増加させるようにする。
＜燃料噴射弁のデポジットの堆積判定＞
燃料噴射弁２０の噴孔２０ｃの凹部２０ｄにデポジットが堆積すると、燃料噴射弁２０から噴射された燃料が燃焼室１７内に適切に拡散されにくくなる。そのため、燃焼室１７内において均質な燃焼が行われずに、ＰＭ（煤）が発生しやすくなり、ＰＭがＤＰＦ４６に堆積していく速度が速くなる。その結果、ＤＰＦ４６に堆積したＰＭを燃焼除去するための処理（ＤＰＦ再生）の実行要求が発せられる頻度が高くなる。したがって、本実施形態では、制御装置６０は、ＤＰＦ再生の実行要求が発せられる頻度に基づいて、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積しているか否かを判定する。特に、本実施形態では、制御装置６０は、ＤＰＦ再生の実行要求が前回発せられてから、ＤＰＦ再生の実行要求が今回発せられるまでに車両が走行した距離（ＤＰＦ再生の実行要求が発せられるインターバルに相当する）を求め、この距離と所定の判定距離とを比較することで、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積している可能性について判定する。
燃料噴射弁２０の噴孔２０ｃの凹部２０ｄにデポジットが堆積すると、燃料噴射弁２０から噴射された燃料が燃焼室１７内に適切に拡散されにくくなる。そのため、燃焼室１７内において均質な燃焼が行われずに、ＰＭ（煤）が発生しやすくなり、ＰＭがＤＰＦ４６に堆積していく速度が速くなる。その結果、ＤＰＦ４６に堆積したＰＭを燃焼除去するための処理（ＤＰＦ再生）の実行要求が発せられる頻度が高くなる。したがって、本実施形態では、制御装置６０は、ＤＰＦ再生の実行要求が発せられる頻度に基づいて、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積しているか否かを判定する。特に、本実施形態では、制御装置６０は、ＤＰＦ再生の実行要求が前回発せられてから、ＤＰＦ再生の実行要求が今回発せられるまでに車両が走行した距離（ＤＰＦ再生の実行要求が発せられるインターバルに相当する）を求め、この距離と所定の判定距離とを比較することで、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積している可能性について判定する。
＜制御フロー＞
次に、本発明の実施形態による制御（処理）の具体的な流れについて説明する。
次に、本発明の実施形態による制御（処理）の具体的な流れについて説明する。
最初に、図７を参照して、本発明の実施形態において主として行われる制御（メイン制御）について説明する。図７は、本発明の実施形態によるメイン制御を示すフローチャートである。このフローでは、主に、要求噴射量などに応じた目標酸素濃度及び目標吸気温度を実現するための制御に加えて、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積しているか否かを判定するためのデポジット判定処理が行われる。また、当該フローは、典型的には車両のイグニッションがオンにされた後に、制御装置６０によって所定の周期で繰り返し実行される。
まず、ステップＳ１１では、制御装置６０は、上述した各種センサ９４〜１２２が出力した信号Ｓ９４〜Ｓ１２２のうちの少なくとも一以上を取得する。
次いで、ステップＳ１２では、制御装置６０は、アクセル開度センサ１００によって検出されたアクセル開度に基づいて、エンジンＥから出力させるべき目標トルクを設定する。そして、ステップＳ１３では、制御装置６０は、ステップＳ１２で設定した目標トルクと、エンジン回転数とに基づいて、燃料噴射弁２０から噴射させるべき要求噴射量を設定する。
次いで、ステップＳ１４では、制御装置６０は、ステップＳ１３で設定した要求噴射量と、エンジン回転数とに基づいて、燃料の噴射パターンと、燃圧と、目標酸素濃度と、目標吸気温度と、ＥＧＲ制御モード（高圧ＥＧＲ装置４３及び低圧ＥＧＲ装置４８の両方又は一方を作動させるモード、或いは高圧ＥＧＲ装置４３及び低圧ＥＧＲ装置４８のいずれも作動させないモード）とを設定する。
次いで、ステップＳ１５では、制御装置６０は、ステップＳ１４で設定した目標酸素濃度及び目標吸気温度を実現する状態量を設定する。例えば、この状態量には、高圧ＥＧＲ装置４３によって吸気系ＩＮに還流させる排気ガス量（高圧ＥＧＲガス量）や、低圧ＥＧＲ装置４８によって吸気系ＩＮに還流させる排気ガス量（低圧ＥＧＲガス量）や、ターボ過給機５による過給圧などが含まれる。
次いで、ステップＳ１６では、制御装置６０は、ステップＳ１５で設定した状態量に基づいて、エンジンシステム２００の各構成要素のそれぞれを駆動する各アクチュエータを制御する。この場合、制御装置６０は、状態量に応じた制限値や制限範囲を設定し、状態値が制限値や制限範囲による制限を遵守するような各アクチュエータの制御量を設定して制御を実行する。
また、制御装置６０は、上記したステップＳ１１〜Ｓ１６の処理と並行して、ステップＳ１７において、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積しているか否かを判定するためのデポジット判定処理を実行する。
次に、図８を参照して、本発明の実施形態によるデポジット判定処理について具体的に説明する。図８は、本発明の実施形態によるデポジット判定処理を示すフローチャートである。このフローは、制御装置６０によって、上記した図７のステップＳ１７において実行される。
まず、ステップＳ２１では、制御装置６０は、ＤＰＦ差圧センサ１２０によって検出されたＤＰＦ差圧（ＤＰＦ４６の上流側と下流側との排気圧の差）を取得する。
次いで、ステップＳ２２では、制御装置６０は、ステップＳ２１で取得されたＤＰＦ差圧が所定圧以上であるか否かを判定する。このステップＳ２２では、制御装置６０は、ＤＰＦ差圧に基づき、ＤＰＦ４６に堆積したＰＭの量が所定量以上になったか否か、つまりＤＰＦ再生を行うべきＰＭの堆積量に達したか否かを判定している。ＤＰＦ４６のＰＭの堆積量とＤＰＦ差圧とは相関があるので、ＤＰＦ差圧に基づきＤＰＦ４６のＰＭの堆積量を判定することができる。
ステップＳ２２の判定の結果、ＤＰＦ差圧が所定圧未満である場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、処理は終了する。この場合には、ＤＰＦ４６に堆積したＰＭの量が所定量以上になっていないので、制御装置６０は、ＤＰＦ再生を行うべき状況ではないと判断する。これに対して、ＤＰＦ差圧が所定圧以上である場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、ステップＳ２３に進み、制御装置６０は、ＤＰＦ再生を行うべき状況であると判断して、ＤＰＦ再生実行フラグをオンに設定してＤＰＦ再生の実行要求を発する。
次いで、ステップＳ２４では、制御装置６０は、ＤＰＦ再生実行フラグがオンになったときの走行距離、つまりＤＰＦ再生実行フラグが今回オンになったときの走行距離を取得する。この走行距離は、所定のメモリなどに記憶されている。そして、ステップＳ２５では、制御装置６０は、ステップＳ２４で取得された、ＤＰＦ再生実行フラグが今回オンになったときの走行距離と、ＤＰＦ再生実行フラグが前回オンになったときの走行距離との差を算出する。つまり、制御装置６０は、ＤＰＦ再生を前回実行してからＤＰＦ再生の実行要求が今回発せられるまでに車両が走行した距離を算出する。以下では当該距離を適宜「算出走行距離」と呼ぶ。
次いで、ステップＳ２６では、制御装置６０は、ステップＳ２５で得られた算出走行距離が５０ｋｍ未満であるか否かを判定する。この判定の結果、算出走行距離が５０ｋｍ未満である場合（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、ステップＳ２７に進み、制御装置６０は、所定のカウンタ（５０ｋｍ用カウンタ）を１だけインクリメントする。そして、ステップＳ２８に進み、制御装置６０は、この５０ｋｍ用カウンタが３以上であるか否かを判定する。この判定の結果、５０ｋｍ用カウンタが３以上である場合（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、ステップＳ３５に進む。この場合には、ＤＰＦ再生の実行要求が比較的高頻度で発せられたため、制御装置６０は、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積していると判定して、このデポジットを焼失させるためのデポジット焼失フラグをオンに設定する（ステップＳ３５）。そして、ステップＳ３６に進み、制御装置６０は、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積していることを示す警告灯を点灯させる。
他方で、ステップＳ２５で得られた算出走行距離が５０ｋｍ以上である場合（ステップＳ２６：Ｎｏ）、ステップＳ２９に進み、制御装置６０は、算出走行距離が７０ｋｍ未満であるか否かを判定する。この判定の結果、算出走行距離が７０ｋｍ未満である場合（ステップＳ２９：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０に進み、制御装置６０は、所定のカウンタ（７０ｋｍ用カウンタ）を１だけインクリメントする。そして、ステップＳ３１に進み、制御装置６０は、この７０ｋｍ用カウンタが２０以上であるか否かを判定する。この判定の結果、７０ｋｍ用カウンタが２０以上である場合（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、ステップＳ３５に進む。この場合にも、ＤＰＦ再生の実行要求が比較的高頻度で発せられたため、制御装置６０は、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積していると判定して、デポジット焼失フラグをオンに設定する（ステップＳ３５）。そして、ステップＳ３６に進み、制御装置６０は、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積していることを示す警告灯を点灯させる。
他方で、ステップＳ２５で得られた算出走行距離が７０ｋｍ以上である場合（ステップＳ２９：Ｎｏ）、ステップＳ３２に進み、制御装置６０は、算出走行距離が１００ｋｍ未満であるか否かを判定する。この判定の結果、算出走行距離が１００ｋｍ未満である場合（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）、ステップＳ３３に進み、制御装置６０は、所定のカウンタ（１００ｋｍ用カウンタ）を１だけインクリメントする。そして、ステップＳ３４に進み、制御装置６０は、この１００ｋｍ用カウンタが５０以上であるか否かを判定する。この判定の結果、１００ｋｍ用カウンタが５０以上である場合（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）、ステップＳ３５に進む。この場合にも、ＤＰＦ再生の実行要求が比較的高頻度で発せられたため、制御装置６０は、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積していると判定して、デポジット焼失フラグをオンに設定する（ステップＳ３５）。そして、ステップＳ３６に進み、制御装置６０は、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積していることを示す警告灯を点灯させる。
これに対して、ステップＳ２５で得られた算出走行距離が１００ｋｍ以上である場合（ステップＳ３２：Ｎｏ）、処理は終了する。この場合には、ＤＰＦ再生の実行要求が発せられたインターバルが長いので、制御装置６０は、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積していないと判定する。
また、５０ｋｍ用カウンタが３未満である場合（ステップＳ２８：Ｎｏ）、７０ｋｍ用カウンタが２０未満である場合（ステップＳ３１：Ｎｏ）、及び１００ｋｍ用カウンタが５０未満である場合（ステップＳ３４：Ｎｏ）のうちのいずれかの場合、処理は終了する。この場合にも、制御装置６０は、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積していないと判定する。ステップＳ２８、ステップＳ３１及びステップＳ３４に進んだ状況では、ＤＰＦ再生の実行要求が発せられるインターバルが比較的短いため、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積している可能性があるが、燃料噴射弁２０におけるデポジットの堆積以外の他の要因（例えばアクセルペダル９５の踏み込みと踏み戻しとを頻繁に切り替える運転やエンジンＥを高負荷域で長時間動作させる運転など）により、ＤＰＦ再生の実行要求が発せられた可能性も考えられる。そのため、制御装置６０は、上記した場合には、デポジット焼失フラグをオンに設定しないこととする。こうすることで、燃料噴射弁２０におけるデポジットの堆積についての誤判定を防止するようにする。
このように、本実施形態では、ＤＰＦ再生を前回実行してからＤＰＦ再生の実行要求が今回発せられるまでの走行距離を、複数の判定距離（５０ｋｍ、７０ｋｍ及び１００ｋｍ）を用いて判定し、これら複数の判定距離に対応する複数のカウンタ（５０ｋｍ用カウンタ、７０ｋｍ用カウンタ及び１００ｋｍ用カウンタ）を規定して、ＤＰＦ再生の実行要求が発せられた回数を別々にカウントする。そして、これら複数のカウンタに応じた複数の判定値を用いて、具体的にはカウンタに対応する判定距離が短くなるほど値が小さくなるような判定値（５０ｋｍ用カウンタに対しては３、７０ｋｍ用カウンタに対しては２０、１００ｋｍ用カウンタに対しては５０）を用いて、燃料噴射弁２０にデポジットが堆積しているか否かを判定する。こうすることで、燃料噴射弁２０におけるデポジットの堆積を精度良く判定するようにしている。
なお、５０ｋｍ用カウンタ、７０ｋｍ用カウンタ及び１００ｋｍ用カウンタは、それぞれ、デポジット焼失制御の実行後にリセットされる、つまり０に設定される。
次に、図９を参照して、本発明の実施形態によるデポジット焼失制御について具体的に説明する。図９は、本発明の実施形態によるデポジット焼失制御を示すフローチャートである。このフローは、車両がディーラーに入庫されて整備が行われるときに（車両は非走行状態にあるものとする）、制御装置６０によって実行される。
まず、ステップＳ４１では、制御装置６０は、整備士などによってデポジット焼失制御を開始するための所定操作が行われたか否かを判定する。この判定の結果、所定操作が行われた場合（ステップＳ４１：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４２に進み、所定操作が行われていない場合（ステップＳ４１：Ｎｏ）、処理は終了する。
次いで、ステップＳ４２では、制御装置６０は、デポジット焼失フラグがオンであるか否かを判定する。このデポジット焼失フラグは、図８のデポジット判定処理で設定される。ステップＳ４２の判定の結果、デポジット焼失フラグがオンである場合（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４３に進み、デポジット焼失フラグがオンでない場合（ステップＳ４２：Ｎｏ）、処理は終了する。
次いで、ステップＳ４３では、制御装置６０は、変速機のギヤ段がニュートラルに設定されているか否かを判定する。この判定の結果、ギヤ段がニュートラルに設定されている場合（ステップＳ４３：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４４に進み、ギヤ段がニュートラルに設定されていない場合（ステップＳ４３：Ｎｏ）、処理は終了する。本実施形態では、安全性を確保する観点から、エンジンＥの出力が車輪に伝達されないような状態においてデポジット焼失制御を行うようにしている。
次いで、ステップＳ４４では、制御装置６０は、アクセル開度センサ１００の出力に基づき、アクセルペダル９５が踏まれていないか否かを判定する、つまりアクセルオフであるか否かを判定する。この判定の結果、アクセルオフである場合（ステップＳ４４：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４５に進み、アクセルオフでない場合（ステップＳ４４：Ｎｏ）、処理は終了する。本実施形態では、安全性を確保する観点から、アクセルオフの状態においてデポジット焼失制御を行うようにしている。
次いで、ステップＳ４５では、制御装置６０は、冷却水温度センサ１０９及び油圧／油温センサ１１１の出力に基づき、水温（冷却水の温度）及び油温が所定温度（例えば８０〜９０℃）以上であるか否かを判定する。この判定の結果、水温及び油温が所定温度以上である場合（ステップＳ４５：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４６に進み、水温及び油温が所定温度未満である場合（ステップＳ４５：Ｎｏ）、処理は終了する。本実施形態では、燃料噴射弁２０のデポジットを効率的に焼失できるような温度にまでエンジンＥが昇温している状態において、デポジット焼失制御を行うようにしている。本実施形態では、制御装置６０は、冷却水温度センサ１０９による冷却水の温度及び油圧／油温センサ１１による油温が所定温度に達したことにより、エンジンＥの温度が所定値以上に達したものと判断する。
次いで、ステップＳ４６では、制御装置６０は、ヘッドライトスイッチ９５がオンであるか否かを判定する。この判定の結果、ヘッドライトスイッチ９５がオンである場合（ステップＳ４６：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４７に進み、ヘッドライトスイッチ９５がオフである場合（ステップＳ４６：Ｎｏ）、処理は終了する。本実施形態では、補機としてのヘッドライト１４２の点灯による電力消費によってエンジンＥに付与される補機駆動抵抗が高くなっている状態（具体的にはヘッドライト１４２の電力消費によりオルタネータ２６の発電量が多くなり、オルタネータ２６を発電させるためのエンジンＥの負荷が高くなる）において、デポジット焼失制御を行うようにしている。なお、ヘッドライト１４２による補機駆動抵抗を効果的に高める観点から、ヘッドライト１４２をハイビームに設定するのがよい。
次いで、ステップＳ４７では、制御装置６０は、エアコンスイッチ９６がオンであるか否かを判定する。この判定の結果、エアコンスイッチ９６がオンである場合（ステップＳ４７：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４８に進み、エアコンスイッチ９６がオフである場合（ステップＳ４７：Ｎｏ）、処理は終了する。本実施形態では、エアコンを動作させるためにエンジンＥに付与される負荷が高くなっている状態（具体的にはエアコンのコンプレッサはエンジンＥにより動作されるため、エアコンの動作時にエンジンＥの負荷が高くなる）において、デポジット焼失制御を行うようにしている。
次いで、ステップＳ４８では、制御装置６０は、エアコンスイッチ９６がオンになっているので、エアコンのコンプレッサに設けられたエアコンコンプレッサクラッチ１５９を接続する。こうすることで、エンジンＥの出力がエアコンのコンプレッサに伝達されるようにする。そして、処理はステップＳ４９に進む。
次いで、ステップＳ４９では、制御装置６０は、リアデフスイッチ９４がオンであるか否かを判定する。この判定の結果、リアデフスイッチ９４がオンである場合（ステップＳ４９：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ５０に進み、リアデフスイッチ９４がオフである場合（ステップＳ４９：Ｎｏ）、処理は終了する。本実施形態では、補機としてのリアデフ１４１への通電による電力消費によってエンジンＥに付与される補機駆動抵抗が高くなっている状態（具体的にはリアデフ１４１の電力消費によりオルタネータ２６の発電量が多くなり、オルタネータ２６を発電させるためのエンジンＥの負荷が高くなる）において、デポジット焼失制御を行うようにしている。
次いで、ステップＳ５０では、制御装置６０は、エアコンの風量切替スイッチ９７の出力に基づき、エアコンの風量（つまりブロアファンの出力）が最大であるか否かを判定する。この判定の結果、エアコンの風量が最大である場合（ステップＳ５０：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ５１に進み、エアコンの風量が最大でない場合（ステップＳ５０：Ｎｏ）、処理は終了する。本実施形態では、補機駆動抵抗を高めるべく、エアコンの風量が最大になっている状態（具体的にはエアコンのブロアファンの電力消費によりオルタネータ２６の発電量が多くなり、オルタネータ２６を発電させるためのエンジンＥの負荷が高くなる）において、デポジット焼失制御を行うようにしている。
制御装置６０は、上記したステップＳ４１〜Ｓ４７、Ｓ４９、Ｓ５０の全ての条件が成立すると、ステップＳ５１以降において、燃料噴射弁２０に堆積したデポジットを焼失させるための制御を行う。まず、ステップＳ５１では、制御装置６０は、目標回転数を１７５０ｒｐｍに設定する。制御装置６０は、このような比較的低い回転数を目標回転数として設定することで、比較的遅いピストンスピードを維持させて燃料噴射及び拡散に必要な時間を確保するようにする。制御装置６０は、このような目標回転数を適用して図７に示したメイン制御を実行することで、実エンジン回転数が目標回転数に維持されるようにする。
次いで、ステップＳ５２では、制御装置６０は、グロープラグ２１に通電する制御を行う。こうすることで、燃料噴射時期の進角に起因する燃料の着火性の悪化や不完全な燃焼を抑制するようにする。加えて、グロープラグ２１の消費電力によってエンジンＥに付与される抵抗を増加させることで（詳しくはグロープラグ２１の通電によりオルタネータ２６の発電量が増加してエンジンＥの負荷が増加する）、目標回転数を維持するのに必要な燃料噴射量を増加させて、筒内ガス温度を上昇させるようにする。
具体的には、ステップＳ５２では、制御装置６０は、グロープラグ２１の目標温度（例えば１２００℃）を設定し、グロープラグ２１が目標温度になるように通電制御を行う。この場合、制御装置６０は、水温や吸気温や吸気量やエンジン回転数や燃料噴射量などに基づき、グロープラグ２１の温度を所定のモデルにより推定し、推定した温度と目標温度とを比較しながら、グロープラグ２１が目標温度に維持されるように通電制御を行う。こうすることで、グロープラグ２１の故障を抑制するようにする。
具体的には、ステップＳ５２では、制御装置６０は、グロープラグ２１の目標温度（例えば１２００℃）を設定し、グロープラグ２１が目標温度になるように通電制御を行う。この場合、制御装置６０は、水温や吸気温や吸気量やエンジン回転数や燃料噴射量などに基づき、グロープラグ２１の温度を所定のモデルにより推定し、推定した温度と目標温度とを比較しながら、グロープラグ２１が目標温度に維持されるように通電制御を行う。こうすることで、グロープラグ２１の故障を抑制するようにする。
次いで、ステップＳ５３では、制御装置６０は、エアコンコンデンサファン１５４の出力を通常時よりも弱める制御を行って、エアコンのコンプレッサ上流側の冷媒圧（冷媒温度）を高めるようにする。例えば、制御装置６０は、エアコンコンデンサファン１５４を駆動するためのデューティを小さくする制御を行う。こうすることで、エンジンＥに連結されたエアコンのコンプレッサの仕事量（冷媒を圧縮するための仕事量）を増加させて、エンジンＥに付与される抵抗を増加させることで、目標回転数を維持するのに必要な燃料噴射量を増加させるようにする。
具体的には、ステップＳ５３では、制御装置６０は、コンプレッサ上流側の冷媒圧が高圧側の所定範囲内に入るように、外気温に基づきエアコンコンデンサファン１５４の出力を制御する。この場合、制御装置６０は、基本的には、エアコンコンデンサファン１５４の出力を低くするが、外気温が高いほど、エアコンコンデンサファン１５４の出力を高くする（つまり、外気温が高いほど、エアコンコンデンサファン１５４の出力を低くする度合いを小さくする）。こうすることで、夏場などにおいて、冷媒温度が高くなり過ぎて、エアコンのコンプレッサが停止されることを抑制する。
また、制御装置６０は、上記したようなエアコンコンデンサファン１５４の制御を、エアコンを暖房に設定した状態で行う。こうするのは、真冬にエアコンを冷房に設定した状態で当該制御を行うと、エアコンのエバポレータが冷え過ぎてエバポレータ下流の空気が凍って、エアコンの動作が停止する場合があるからである。
具体的には、ステップＳ５３では、制御装置６０は、コンプレッサ上流側の冷媒圧が高圧側の所定範囲内に入るように、外気温に基づきエアコンコンデンサファン１５４の出力を制御する。この場合、制御装置６０は、基本的には、エアコンコンデンサファン１５４の出力を低くするが、外気温が高いほど、エアコンコンデンサファン１５４の出力を高くする（つまり、外気温が高いほど、エアコンコンデンサファン１５４の出力を低くする度合いを小さくする）。こうすることで、夏場などにおいて、冷媒温度が高くなり過ぎて、エアコンのコンプレッサが停止されることを抑制する。
また、制御装置６０は、上記したようなエアコンコンデンサファン１５４の制御を、エアコンを暖房に設定した状態で行う。こうするのは、真冬にエアコンを冷房に設定した状態で当該制御を行うと、エアコンのエバポレータが冷え過ぎてエバポレータ下流の空気が凍って、エアコンの動作が停止する場合があるからである。
次いで、ステップＳ５４では、制御装置６０は、吸気系ＩＮへのＥＧＲガスの還流を停止させるべく、高圧ＥＧＲ装置４３の高圧ＥＧＲバルブ４３ｂ及び低圧ＥＧＲ装置４８の低圧ＥＧＲバルブ４８ｃの両方を全閉に制御する。こうすることで、エンジンＥに供給するガスの酸素濃度を高めて、筒内最高温度を効果的に上昇させるようにする（換言すると熱発生率を高めるようにする）。また、ＥＧＲガス量の低減に起因するエンジンＥのポンプ損失増大により、目標回転数を維持するのに必要な燃料噴射量を増加させるようにする。
次いで、ステップＳ５５では、制御装置６０は、ターボ過給機５による過給圧を上昇させるべく、ターボ過給機５のＶＧＴ開度（フラップ５ｃの開度）を閉側に制御する。こうすることで、筒内圧を上昇させて燃焼室１７内の着火環境を向上させるようにし、燃料噴射時期の進角に起因する燃料の着火性の悪化や不完全な燃焼を抑制するようにする。加えて、過給圧の上昇に起因するピストン２３の抵抗増大により、目標回転数を維持するのに必要な燃料噴射量を増加させるようにする。
次いで、ステップＳ５６では、制御装置６０は、燃焼室１７において燃焼ガスを圧縮させる期間を長くして圧縮上死点での筒内温度（筒内最高温度）を上昇させるべく、燃料噴射弁２０の燃料噴射時期を進角させる。この場合、制御装置６０は、燃料の着火性が確保され且つ不完全な燃焼が発生しない範囲内において、燃料噴射時期を進角させる（つまり燃料噴射時期を進角させる度合いに制限を設ける）。具体的には、制御装置６０は、エンジンＥの幾何学的圧縮比に応じて燃料噴射時期を進角させる。より詳しくは、上述した進角量の範囲を示す２つの式に基づき、対象となるエンジンＥの幾何学的圧縮比に応じた燃料噴射時期を事前に決定しておき、制御装置６０は、そのように決定された燃料噴射時期を適用するようにする。
次いで、ステップＳ５７では、制御装置６０は、デポジット焼失制御の開始から所定時間（例えば１２０秒）が経過したか否かを判定する。この判定の結果、所定時間が経過した場合（ステップＳ５７：Ｙｅｓ）、ステップＳ５８に進み、制御装置６０は、デポジット焼失制御を終了し、デポジット焼失フラグがオフに設定する。他方で、所定時間が経過していない場合（ステップＳ５７：Ｎｏ）、ステップＳ５７に戻る。この場合には、制御装置６０は、所定時間が経過するまでステップＳ５７の判定を繰り返す。
なお、上記したデポジット焼失制御では、リアデフスイッチ９４、エアコンスイッチ９６、ヘッドライトスイッチ９５及び風量切替スイッチ９７が整備士などにより手動で操作されることを、当該制御の実行条件としていた（ステップＳ４６、Ｓ４７、Ｓ４９、Ｓ５０参照）。他の例では、このような整備士などによる手動の操作を実行条件とせずに、デポジット焼失制御の実行時に、リアデフ１４１、エアコン、ヘッドライト１４２及びエアコンの風量を自動で制御してもよい。つまり、デポジット焼失制御の実行時に、リアデフ１４１、エアコン及びヘッドライト１４２を自動でオンに設定する制御を行うと共に、エアコンの風量を自動で最大にする制御を行うようにしてもよい。
＜作用効果＞
次に、本発明の実施形態によるディーゼルエンジンの制御方法及び制御システムの作用効果について説明する。
次に、本発明の実施形態によるディーゼルエンジンの制御方法及び制御システムの作用効果について説明する。
本実施形態では、制御装置６０は、車両の整備時の非走行状態において、つまりデポジット焼失制御中、走行時の回転数及び要求トルクと同一の回転数及び要求トルクで、第１クランク角度より進角した第２クランク角度でメイン噴射を開始するように燃料噴射弁２０を制御する。ここで、第２クランク角度を、ΔＴ≧ａ1×ＣＲ＋ｂ1で求め、ΔＴは、圧縮上死点からの進角量であり、ＣＲは、幾何学的圧縮比であり、ａ1＜０である。したがって、本実施形態では、幾何学的圧縮比ＣＲの関数に従って進角量ΔＴを決定することができ、幾何学的圧縮比ＣＲが低いほど進角量ΔＴの範囲の最小値を大きく設定することができる。進角量ΔＴが大きくなるほど燃料噴射開始時期が早くなり燃焼開始時期が早まるから、燃焼後の燃焼ガスを十分に圧縮させて筒内最高温度を高めることができ、これにより、燃料噴射弁２０の凹部２０ｄに堆積したデポジットを確実に焼失させることができる。また、幾何学的圧縮比ＣＲに応じて第２クランク角度を決定するので、エンジンＥの特性に合わせた進角量を設定することができ、デポジットの焼失に必要な筒内最高温度を確実に達成することができる。
第２クランク角度の進角量ΔＴを求める式における定数ａ1及びｂ1を、それぞれａ1＝−３．５６、ｂ1＝８８．７に設定したので、エンジンＥの運転条件に適した定数を設定することができる。したがって、エンジンＥのエンジン負荷、過給圧、エンジン水温等の運転条件を加味した上で進角量ΔＴを設定することができ、燃料噴射弁２０の凹部２０ｄに堆積したデポジットを焼失させるのに必要な筒内最高温度を確実に達成することができる。
制御装置６０が、エンジンＥの冷却水温度センサ１０９によって冷却水の温度を、また、油圧／油温センサ１１１によって油温を検出し、検出された温度が所定値以上であるとき、第２クランク角度で燃料噴射するデポジット焼失制御を開始するので、エンジンＥの燃焼室１７内の環境が整ってからデポジット焼失制御を開始することができ、デポジット焼失制御の開始直後から、燃料噴射弁２０の凹部２０ｄに堆積したデポジットを焼失させるのに必要な筒内最高温度を確実に達成できる。
１ 吸気通路
５ ターボ過給機
２０ 燃料噴射弁
２０ｄ 凹部
２１ グロープラグ
４１ 排気通路
４３ 高圧ＥＧＲ装置
４５ ＤＯＣ
４６ ＤＰＦ
４８ 低圧ＥＧＲ装置
６０ 制御装置
２００ エンジンシステム
Ｅ エンジン
５ ターボ過給機
２０ 燃料噴射弁
２０ｄ 凹部
２１ グロープラグ
４１ 排気通路
４３ 高圧ＥＧＲ装置
４５ ＤＯＣ
４６ ＤＰＦ
４８ 低圧ＥＧＲ装置
６０ 制御装置
２００ エンジンシステム
Ｅ エンジン
Claims (9)
- 車両に搭載され、前記車両の走行時に前記車両の駆動輪に機械的に連結され、燃焼室上部に取り付けられた燃料噴射弁を有するディーゼルエンジンの制御方法であって、
前記車両の走行時において、前記ディーゼルエンジンの回転数と要求トルクに応じたエンジンサイクルの第１クランク角度で燃料噴射を開始する工程と、
前記燃料噴射弁にデポジットが堆積しているか否かを判定する工程と、
前記デポジットが堆積していると判定され、且つ、前記車両の整備時であって前記ディーゼルエンジンと前記駆動輪とが非連結状態である非走行状態において、前記デポジットを焼失させるデポジット焼失制御を実行するための所定操作が行われた場合に、前記走行時の前記回転数及び前記要求トルクと同一の回転数及び要求トルクで、燃焼ガスを圧縮する期間を拡大して圧縮上死点での筒内温度を上昇させるように、前記燃料噴射弁の燃料噴射時期を圧縮上死点よりも進角側において前記第１クランク角度より進角した第２クランク角度に変更する工程と、を有し、
前記第２クランク角度は、
ΔＴ≧ａ1×ＣＲ＋ｂ1
ΔＴ：圧縮上死点からの進角量（クランクシャフトの回転角度）
ＣＲ：幾何学的圧縮比
ａ1＜０
で定義される、
ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御方法。 - 前記ａ1及び前記ｂ1は、それぞれａ1＝−３．５６、ｂ1＝８８．７に設定されている、
請求項１に記載のディーゼルエンジンの制御方法。 - 前記ディーゼルエンジンの温度を検出する工程と、
検出された前記温度が所定値以上であるとき、前記第２クランク角度で燃料噴射を開始する工程の開始を許可する工程と、を更に有する、
請求項１または請求項２に記載のディーゼルエンジンの制御方法。 - 前記燃料噴射弁は、本体と、前記本体に形成された噴孔と、前記本体の外面において前記噴孔に対応する位置に設けられ、前記噴孔よりも大きな直径を備える凹部と、を有する、請求項１に記載のディーゼルエンジンの制御方法。
- 前記ディーゼルエンジンの排気通路には排気ガス中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタが設けられており、
前記パティキュレートフィルタの上流側と下流側との排気圧の差に基づき、前記燃料噴射弁にデポジットが堆積しているか否かを判定する、請求項１に記載のディーゼルエンジンの制御方法。 - 前記パティキュレートフィルタの上流側と下流側との排気圧の差に基づき、前記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質を除去するための再生処理を行い、この再生処理の実行頻度に基づき、前記燃料噴射弁にデポジットが堆積しているか否かを判定する、請求項５に記載のディーゼルエンジンの制御方法。
- 車両に搭載され、筒内に直接燃料を噴射するよう燃焼室上部に取り付けられた燃料噴射弁を有するディーゼルエンジンと、
前記ディーゼルエンジンの出力軸を前記車両の駆動輪に機械的に連結する動力伝達装置と、
前記車両の動作を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記車両の走行時において、前記ディーゼルエンジンの回転数と要求トルクに応じたエンジンサイクルの第１クランク角度で燃料噴射を開始するように前記燃料噴射弁を制御し、
前記燃料噴射弁にデポジットが堆積しているか否かを判定し、
前記デポジットが堆積していると判定し、且つ、前記車両の整備時であって前記ディーゼルエンジンと前記駆動輪とが非連結状態である非走行状態において、前記デポジットを焼失させるデポジット焼失制御を実行するための所定操作が行われた場合に、前記走行時の前記回転数及び前記要求トルクと同一の回転数及び要求トルクで、燃焼ガスを圧縮する期間を拡大して圧縮上死点での筒内温度を上昇させるように、前記燃料噴射弁の燃料噴射時期を圧縮上死点よりも進角側において前記第１クランク角度より進角した第２クランク角度に変更するように前記燃料噴射弁を制御するように構成され、
前記第２クランク角度は、
ΔＴ≧ａ1×ＣＲ＋ｂ1
ΔＴ：圧縮上死点からの進角量（クランクシャフトの回転角度）
ＣＲ：幾何学的圧縮比
ａ1＜０
で定義される、
ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御システム。 - 前記ａ1及び前記ｂ1は、それぞれａ1＝−３．５６、ｂ1＝８８．７に設定されている、
請求項７に記載のディーゼルエンジンの制御システム。 - 前記制御装置は、前記ディーゼルエンジンの温度を検出し、検出された前記温度が所定値以上であるとき、前記第２クランク角度で燃料噴射を開始する工程の開始を許可するように構成されている、
請求項７または請求項８に記載のディーゼルエンジンの制御システム。
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