(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空燃比フィードバック制御を行う高負荷側の均質燃焼領域での第１の所定パルス幅にて、燃料噴射弁の噴射流量を測定し、
空燃比フィードバック制御を行わない低負荷側の成層燃焼領域での第２の所定パルス幅にて、燃料噴射弁の噴射流量を測定し、
第１の所定パルス幅での噴射流量と第２の所定パルス幅での噴射流量とについて、
（１）第１の所定パルス幅での噴射流量が中央値より大きい所定値〜上限値の範囲で、第２の所定パルス幅での噴射流量が中央値より大きい所定値〜上限値の範囲、
（２）第１の所定パルス幅での噴射流量が中央値の前後の所定範囲で、第２の所定パルス幅での噴射流量が中央値の前後の所定範囲、
（３）第１の所定パルス幅での噴射流量が下限値〜中央値より小さい所定値の範囲で、第２の所定パルス幅での噴射流量が下限値〜中央値より小さい所定値の範囲、
のいずれかに該当する燃料噴射弁を選別して、直噴火花点火式内燃機関に搭載することを特徴とする燃料噴射弁の選別方法。
【請求項２】
前記第１及び第２の所定パルス幅は、燃料噴射弁の基本的なパルス幅−噴射流量特性に基づいて、均質燃焼領域及び成層燃焼領域での予め定めた各要求噴射流量を得るために必要なパルス幅として設定することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁の選別方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直噴火花点火式内燃機関用の燃料噴射弁の選別方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、直噴火花点火式内燃機関が注目されており、このものでは、機関運転条件に応じて、燃焼方式を切換制御、すなわち、吸気行程にて燃料を噴射することにより、燃焼室内に均質な可燃混合気を形成して行う均質燃焼と、圧縮行程にて燃料を噴射することにより、燃焼室内の特定範囲（点火栓回り）に可燃混合気を偏在化させて行う成層燃焼とに切換制御するのが一般的である。
【０００３】
かかる直噴火花点火式内燃機関では、圧縮行程で噴射を可能とするため、また燃焼安定性の観点から微粒化レベルを向上するため、高燃圧で噴射するシステムになっている。
そのため、低負荷時は非常に短いパルス幅で噴射する必要があり、更に成層燃焼による希薄燃焼を行うため、低パルス幅領域での精度の高い安定した噴射が求められる。
【０００４】
しかし、現在の燃料噴射弁では低パルス幅領域での噴射流量特性の直線性の確保に限界があり、希薄燃焼を制限する要因となっている。
そこで、燃料噴射弁の直線性が保たれなくなる非直線性領域において、燃料噴射弁が再現よく噴射できる特性を用いて理想直線の噴射流量となるように、パルス幅補正を行う補正制御（直線性補正）を採用している（実開昭５９−４９７３９号参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、直線性補正のみでは、理想直線に近づけるのみであり、低パルス幅領域での流量バラツキは依然として存在し、大である。
流量バラツキの対処法としては、学習制御、すなわち、空燃比フィードバック制御中の空燃比フィードバック補正値に基づく学習により、学習補正値を設定して、これによる補正を行うのが、有効である。但し、低パルス幅領域は成層燃焼領域であり、希薄燃焼を行うため、空燃比フィードバック制御が困難であるので、直接には学習できない。このため、高パルス幅側の均質燃焼領域での学習補正値に基づいて推定学習することにより、対応している。
【０００６】
しかし、低パルス幅程、流量バラツキが大きくなる傾向であるため、学習が進行する高パルス幅側の均質燃焼領域における学習補正値を、低パルス幅側の成層燃焼領域に反映させても、却って、制御性が悪化することがあった。
例えば、高パルス幅側の均質燃焼領域で噴射流量が目標値より大きいものの、低パルス幅側の成層燃焼領域で噴射流量が目標値より小さい場合、均質燃焼領域での学習により、燃料噴射量を減量補正するように、学習補正値が設定されたときに、その学習補正値を用いて、成層燃焼領域にて補正を行うと、成層燃焼領域で噴射流量が目標値より小さいにもかかわらず、更に減量補正することで、噴射流量が目標値より更に小さくなってしまう。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑み、均質燃焼領域での学習結果を成層燃焼領域での制御に正しく反映できるようにするための、直噴火花点火式内燃機関用の燃料噴射弁の選別方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明に係る燃料噴射弁の選別方法は、空燃比フィードバック制御を行う高負荷側の均質燃焼領域での第１の所定パルス幅にて、燃料噴射弁の噴射流量を測定すると共に、空燃比フィードバック制御を行わない低負荷側の成層燃焼領域での第２の所定パルス幅にて、燃料噴射弁の噴射流量を測定する。そして、第１の所定パルス幅での噴射流量と第２の所定パルス幅での噴射流量とについて、（１）第１の所定パルス幅での噴射流量が上限値付近（中央値より大きい所定値〜上限値の範囲）で、第２の所定パルス幅での噴射流量が上限値付近（中央値より大きい所定値〜上限値の範囲）、（２）第１の所定パルス幅での噴射流量が中央値付近（中央値の前後の所定範囲）で、第２の所定パルス幅での噴射流量が中央値付近（中央値の前後の所定範囲）、（３）第１の所定パルス幅での噴射流量が下限値付近（下限値〜中央値より小さい所定値の範囲）で、第２の所定パルス幅での噴射流量が下限値付近（下限値〜中央値より小さい所定値の範囲）、のいずれかに該当する燃料噴射弁を選別して、直噴火花点火式内燃機関に搭載することを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
ここで、前記第１及び第２の所定パルス幅は、燃料噴射弁の基本的なパルス幅−噴射流量特性に基づいて、均質燃焼領域及び成層燃焼領域での予め定めた各要求噴射流量を得るために必要なパルス幅として設定する（請求項２）。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、均質燃焼領域での噴射流量と、成層燃焼領域での噴射量特性とが同じ傾向のものを選別して、機関に搭載するため、均質燃焼領域での学習結果を成層燃焼領域に正しく反映することができる。
請求項２に係る発明によれば、直線性補正後のパルス幅で測定するため、非直線性の影響を受けることなく、選別することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明に係る燃料噴射弁の選別方法は、図１にフローチャートとして示しているが、その説明に先立って、直噴火花点火式内燃機関における燃料噴射弁の燃料噴射パルス幅の演算方法、直線性補正等について説明する。
【００１２】
均質燃焼時は、目標空燃比をストイキに設定して、目標空燃比相当の均質燃焼用基本燃料噴射パルス幅を算出し、空燃比フィードバック制御により空燃比フィードバック補正値（補正係数）を設定し、また、学習制御により、空燃比フィードバック補正値に基づいて学習補正値（補正係数）を設定して、これらの乗算により、燃料噴射パルス幅ＴＩを演算する。
【００１３】
成層燃焼時は、目標空燃比をリーンに設定して、目標空燃比相当の成層燃焼用基本燃料噴射パルス幅を算出し、これに、均質燃焼時の学習補正値に基づいて推定学習した学習補正値（補正係数）を乗算して、燃料噴射パルス幅ＴＩを演算する。
このようにして演算された燃料噴射パルス幅ＴＩに対しては、次のように直線性補正を行う。
【００１４】
図２は燃料噴射弁の基本的なパルス幅−噴射流量特性であり、低パルス幅領域では、直線性が失われることを示している。
従って、上記のように演算されたパルス幅ＴＩでの理想直線上の要求噴射流量がＱＦである場合、そのパルス幅ＴＩのままでは、実際の噴射流量はＱＩとなり、要求噴射流量ＱＦに対し不足する。要求噴射流量ＱＦを得るためには、パルス幅をＴＦにする必要がある。
【００１５】
従って、演算されたパルス幅ＴＩに対し、理想直線上の要求噴射流量を得るためのパルス幅ＴＦを実験等により定めて、テーブル（ＴＩ→ＴＦ変換テーブル）として記憶しておき、このテーブルを参照して、演算されたパルス幅ＴＩを、要求噴射流量を得るためのパルス幅ＴＦに変換して、出力することで、直線性を補正する。
【００１６】
尚、実際には、変換したパルス幅ＴＦに、開弁動作のための無効噴射パルス幅ＴＳを付加して、最終的なパルス幅を設定する。
また、この最終的なパルス幅で燃料噴射弁を駆動する際は、図３に示すように、燃料噴射弁の開弁動作のために、高電流（ピーク電流６〜１０Ａ）を与え、この後に、開弁状態の保持のために、小電流（ホールド電流２〜４Ａ）に切換える制御を行う。このような制御により開弁特性が安定することで、前記の直線性補正が達成できるのである。
【００１７】
図４はパルス幅−噴射流量特性のバラツキを示したもので、（Ａ）は直線性補正前、（Ｂ）は直線性補正後のものである。
直線性補正前（Ａ）は、低パルス幅領域で、バラツキが大きいのみならず、理想直線に対するズレも大きいが、直線性補正後（Ｂ）は、理想直線に対するズレは小さくなるが、バラツキが依然として大きいことを示している。
【００１８】
よって、均質燃焼領域での学習結果に基づき、推定学習を行って、成層燃焼領域にて学習補正する必要があり、均質燃焼領域での学習結果を成層燃焼領域に正しく反映できるように、内燃機関へ搭載に先立って、燃料噴射弁を選別する必要がある。
この選別のため、図４（Ｂ）に示されるように、空燃比フィードバック制御を行う高負荷側の均質燃焼領域に、第１の所定パルス幅、すなわち均質燃焼パルス幅管理点を設定する（例えば、約０．８ｍｓ）。また、空燃比フィードバック制御を行わない低負荷側の成層燃焼領域に、第２の所定パルス幅、すなわち成層燃焼パルス幅管理点を設定する（例えば、約０．６ｍｓ）。
【００１９】
図５はパルス幅に対する直線性補正後の噴射流量誤差（％）のバラツキの範囲を示したものである。
ここで、図中ＮＧとして示される特性の燃料噴射弁の場合、すなわち高パルス幅側の均質燃焼領域で噴射流量が目標値より小さいものの、低パルス幅側の成層燃焼領域で噴射流量が目標値より大きい場合、均質燃焼領域での学習により、燃料噴射量を増量補正するように、学習補正値が設定され、その学習補正値を用いて、成層燃焼領域にて補正を行うと、成層燃焼領域で噴射流量が目標値より大きいにもかかわらず、更に増量補正することで、噴射流量が目標値より更に大きくなってしまうので、このような特性の燃料噴射弁は排除する必要がある。
【００２０】
これに対し、図中ＯＫとして示される特性の燃料噴射弁の場合、すなわち高パルス幅側の均質燃焼領域で噴射流量が目標値より小さく、かつ低パルス幅側の成層燃焼領域でも噴射流量が目標値より小さい場合、均質燃焼領域での学習により、燃料噴射量を増量補正するように、学習補正値が設定され、その学習補正値を用いて、成層燃焼領域にて補正を行うと、成層燃焼領域で増量補正されるので、噴射流量を目標値に近づけることができ、このような特性の燃料噴射弁は採用できる。
【００２１】
従って、次の（１）〜（３）のいずれかに該当する燃料噴射弁を選別して、機関に搭載すればよい。
（１）均質燃焼パルス幅管理点での噴射流量が上限値付近で、成層燃焼パルス幅管理点での噴射流量が上限値付近のもの
（２）均質燃焼パルス幅管理点での噴射流量が中央値付近で、成層燃焼パルス幅管理点での噴射流量が中央値付近のもの
（３）均質燃焼パルス幅管理点での噴射流量が下限値付近で、成層燃焼パルス幅管理点での噴射流量が下限値付近のもの。
【００２２】
より具体的には、図６にＯＫとして示すハッチング領域に入る、次の（１）〜（３）のいずれかに該当する燃料噴射弁を選別して、機関に搭載すればよい。
（１）均質燃焼パルス幅管理点での噴射流量誤差が＋０．５％〜＋４．５％の範囲で、かつ、成層燃焼パルス幅管理点での噴射流量誤差が＋４％〜＋１２％の範囲のもの
（２）均質燃焼パルス幅管理点での噴射流量誤差が−２％〜＋２％の範囲で、かつ、成層燃焼パルス幅管理点での噴射流量誤差が−４％〜＋４％の範囲のもの
（３）均質燃焼パルス幅管理点での噴射流量誤差が−４．５％〜−０．５％の範囲で、成層燃焼パルス幅管理点での噴射流量誤差が−１２％〜−４％の範囲のもの。
【００２３】
最後に、本発明に係る燃料噴射弁の選別方法を、図１のフローチャートにより説明する。
ステップ１（図にはＳ１と記す。以下同様）では、均質燃焼パルス幅管理点にて、直線性補正後の噴射流量を測定し、噴射流量誤差を求める。
ステップ２では、成層燃焼パルス幅管理点にて、直線性補正後の噴射流量を測定し、噴射流量誤差を求める。
【００２４】
ステップ３では、均質燃焼パルス幅管理点での噴射流量（均質流量）は、上限値付近か否か、具体的には、噴射流量誤差が＋０．５％〜＋４．５％の範囲か否かを判定する。
ＹＥＳの場合は、ステップ４へ進み、成層燃焼パルス幅管理点での噴射流量（成層流量）は、上限値付近か否か、具体的には、噴射流量誤差が＋４％〜＋１２％の範囲か否かを判定する。この結果、ＹＥＳの場合は、ステップ５で「ＯＫ」とする。
【００２５】
ステップ６では、均質燃焼パルス幅管理点での噴射流量（均質流量）は、中央値付近か否か、具体的には、噴射流量誤差が−２％〜＋２％の範囲か否かを判定する。
ＹＥＳの場合は、ステップ７へ進み、成層燃焼パルス幅管理点での噴射流量（成層流量）は、中央値付近か否か、具体的には、噴射流量誤差が−４％〜＋４％の範囲か否かを判定する。この結果、ＹＥＳの場合は、ステップ８で「ＯＫ」とする。
【００２６】
ステップ９では、均質燃焼パルス幅管理点での噴射流量（均質流量）は、下限値付近か否か、具体的には、噴射流量誤差が−４．５％〜−０．５％の範囲か否かを判定する。
ＹＥＳの場合は、ステップ１０へ進み、成層燃焼パルス幅管理点での噴射流量（成層流量）は、下限値付近か否か、具体的には、噴射流量誤差が−１２％〜−４％の範囲か否かを判定する。この結果、ＹＥＳの場合は、ステップ１１で「ＯＫ」とする。
【００２７】
いずれの範囲にも入らない場合は、ステップ１２で「ＮＧ」とする。
この結果に基づき、「ＯＫ」の場合は、機関に搭載可能とし、「ＮＧ」の場合は廃棄する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料噴射弁の選別方法を示すフローチャート
【図２】直線性補正の説明図
【図３】燃料噴射弁駆動電流の説明図
【図４】直線性補正前後のパルス幅−噴射流量特性のバラツキを示す図
【図５】直線性補正後の噴射流量誤差のバラツキを示す図
【図６】ＯＫの範囲を示す図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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