JP3470413B2 - ディーゼルエンジンの燃料性状判別装置および燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼルエンジン
の燃料性状判別装置および燃料噴射制御装置内燃機関の
潤滑装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子制御の分配型燃料噴射ポンプでは、
コントロールスリーブ位置で燃料の噴射量が決定し、ま
た噴射時期制御はタイマピストンの高圧室の圧力を調整
するタイミングコントロールバルブをデューティ制御す
ることで行っている。

【０００３】ここで、燃料にＪＩＳ特３号軽油等の粘度
の低い軽油（軽質軽油）を使用している場合、燃料の温
度が上昇すると、燃料の粘度がさらに低下するため、燃
料を予圧して一部をタイマピストンの高圧室に送るポン
プ内部のフィードポンプの効率低下や、プランジャ圧送
行程での燃料リーク量の増加に起因して、燃料が噴射ノ
ズルから噴射される噴射時期（動的噴射時期）が遅角す
るようになる。

【０００４】ＪＩＳ特３号等の軽質軽油は、寒冷地に於
ける軽油のワックス化を防止し、寒冷地での使用環境に
合わせた粘度特性になっているもので、冬期寒冷地での
使用では正常な運転性を示す。しかし、春先や秋口に比
較的気温が高い状態で使用されることがあり、このよう
なとき前述のことが起きる。

【０００５】噴射時期が遅角すると、燃費が悪くなり、
エミッションの悪化を引き起こすばかりでなく、失火が
発生し、運転性を悪化させる。

【０００６】従来、噴射ノズルに燃料の噴射タイミング
を検出する噴射センサ（針弁リフトセンサ等）を設け、
そのセンサ信号により噴射時期をフィードバックコント
ロールする技術があるが、この場合噴射センサが必要な
ため、コストアップを生じている。

【０００７】これに対し、このような軽質燃料を高燃温
で使用した場合の失火の発生や運転性の悪化をコストア
ップを招くことなく防ぐために、本出願人が次のような
方法を提案している。

【０００８】これは、エンジンのアイドリング回転制御
等のフィードバック制御を行っている場合に、燃料の粘
度が大幅に低下して、プランジャ等での燃料のリーク量
が増加すると、エンジン回転数を目標回転数に保つため
に、図４４のように燃料噴射量を相対的に増加（コント
ロールスリーブ位置を増量側に制御）する。

【０００９】燃料の噴射時期のフィードバック制御中
に、燃料の粘度が大幅に低下して、プランジャ等での燃
料のリーク量が増加すると、タイマピストンの高圧室に
送る圧力（ポンプ内圧）が低下して、タイマピストンが
遅角位置になり、このため図４４のようにタイミングコ
ントロールバルブ（ＴＣＶ）のデューティ比（ＯＦＦデ
ューティ比）を増加して、タイマピストンを進角する。

【００１０】また、失火が発生すると、回転の変動に起
因して、瞬間的な燃料噴射量、タイミングコントロール
バルブのデューティ比の変動を生じる。

【００１１】このような燃料噴射量やタイミングコント
ロールバルブのデューティ比の増加量や変動量をモニタ
して、これらが所定値を越えた場合に、“燃料の粘度が
低下し、動的な燃料噴射時期が遅角している”と判断す
る。そして、この場合タイミングコントロールバルブの
デューティ比を予め増加して、噴射時期を補正進角する
ことで、燃費、エミッションの悪化、失火の発生を防止
するようにしている（特開昭５９ー１８５８３２号、特
願平５ー２３５２１７号公報等参照）。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなものでは、アイドリング回転制御等に伴って燃料噴
射量が変動するため、燃料噴射量の増加量から燃料性状
を判定しにくいことがある。また、エンジン回転数が低
く、ポンプ内圧が低い状態では、タイマピストンを所定
量進角させるためのタイミングコントロールバルブのデ
ューティ比がもともと高くなるので、さらに燃料が軽質
かつ高燃温となった場合、タイミングコントロールバル
ブの制御範囲を超えてしまう（タイミングコントロール
バルブのデューティ比を１００％としてもタイマピスト
ンを所定量進角させることができない）ことも考えら
れ、このようなときにはタイミングコントロールバルブ
のデューティ比の増加量から正確な燃料性状を判定する
ことができない。

【００１３】また、燃料噴射量等には、噴射ポンプの個
体差や経時劣化、あるいは燃料温度が影響するので、燃
料性状の判定は容易には行いにくい。また、瞬間的な燃
料噴射量等の変動から判定するのでは、負荷変動に起因
する変動や各電気部品のノイズを誤って判定することが
ある。

【００１４】一方、分配型の噴射ポンプでは、燃料でポ
ンプ内部を潤滑しているが、軽質燃料の使用時は、燃料
温度の上昇とともに図４５のように燃料粘度が低下し
て、ポンプ内部の潤滑不足が生じるため、図４６のよう
にポンプ内部での各部品の駆動力が増加する。

【００１５】このとき、ポンプの噴射時期制御は、図４
７のようにタイマピストンのスプリング力とポンプ内圧
をバランスさせて噴射時期を決定するものであるため、
摺動抵抗の増加により、タイマピストンの渋りが生ず
る。

【００１６】即ち、タイマピストンの制御速度（応答速
度）は燃料粘度の低下に伴って著しく低下し、噴射時期
の制御性が著しく損なわれるのである。

【００１７】したがって、噴射時期の補正進角を良好に
行いにくく、以下のような不具合を生じている。

【００１８】アイドリング等の低回転運転では、ポンプ
内圧が低く（タイマピストンの高圧室の圧力が小さ
い）、かつ摺動抵抗が増加するため、タイマピストンが
作動できなくなる。そのため、失火を防止しようと噴射
時期を補正するためタイミングコントロールバルブに補
正信号が出力されているにもかかわらず、所望の噴射時
期の補正が実施できず、失火が発生したり、運転が不安
定になったりする。

【００１９】また、摺動抵抗の増加のため、噴射時期の
制御時定数が著しく大きくなる。そのため、加速時の噴
射時期制御が遅れ、運転が不安定になったり、エミッシ
ョンが悪化する。特に、発進加速時は、噴射時期制御の
遅れが著しく大きくなるため、発進直後に運転が不安定
になり、失火が発生しやすくなる。

【００２０】また、燃料粘度の低下に伴い、ポンプ内部
の潤滑が不足するため、特に高負荷、高回転時には駆動
力の大きな部品（フェイスカムやカムローラ）の摺動面
に過大な負荷がかかるようになる。

【００２１】この発明は、このような問題点を解決する
ことを目的としている。

【００２２】

【課題を解決するための手段】第１〜第６の発明は、デ
ィーゼルエンジンの燃料性状判別装置である。

【００２３】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１に示
すように予圧燃料に応動して噴射時期を設定するタイマ
ピストン１０１と、そのタイマピストン１０１にかかる
燃料圧力を調整するタイミングコントロールバルブ１０
２とを有する燃料噴射ポンプを備えると共に、タイマピ
ストン１０１の位置を検出するセンサ１０３と、エンジ
ンの運転条件に基づいてタイマピストン１０１の目標位
置を設定する目標位置設定手段１０４と、タイマピスト
ン１０１が目標位置になるようにタイミングコントロー
ルバルブ１０３を制御する制御手段１０５とを備えるデ
ィーゼルエンジンにおいて、アイドリング時にタイマピ
ストン１０１の実際の位置と目標位置との差の絶対値が
基準値に対して大きい場合に燃料性状が軽質であると判
定する判定手段１０６を設ける。

【００２４】第２の発明は、予圧燃料に応動して噴射時
期を設定するタイマピストンと、そのタイマピストンに
かかる燃料圧力を調整するタイミングコントロールバル
ブとを有する燃料噴射ポンプを備えると共に、タイマピ
ストンの位置を検出するセンサと、エンジンの運転条件
に基づいてタイマピストンの目標位置を設定する目標位
置設定手段と、タイマピストンが目標位置になるように
タイミングコントロールバルブを制御する制御手段とを
備えるディーゼルエンジンにおいて、アイドリング時の
タイマピストンの目標位置への制御時にタイマピストン
の変化速度が基準値に対して小さい場合に燃料性状が軽
質であると判定する判定手段を設ける。

【００２５】第３の発明は、予圧燃料に応動して噴射時
期を設定するタイマピストンと、そのタイマピストンに
かかる燃料圧力を調整するタイミングコントロールバル
ブとを有する燃料噴射ポンプを備えると共に、タイマピ
ストンの位置を検出するセンサと、エンジンの運転条件
に基づいてタイマピストンの目標位置を設定する目標位
置設定手段と、タイマピストンが目標位置になるように
タイミングコントロールバルブを制御する制御手段とを
備えるディーゼルエンジンにおいて、アイドリング時に
タイミングコントロールバルブの制御デューティ比の変
化量に対するタイマピストンの位置の変化量の比が基準
値に対して小さく、かつその制御デューティ比の平均値
が基準範囲外である場合に燃料性状が軽質であると判定
する判定手段を設ける。

【００２６】第４の発明は、予圧燃料に応動して噴射時
期を設定するタイマピストンと、そのタイマピストンに
かかる燃料圧力を調整するタイミングコントロールバル
ブとを有する燃料噴射ポンプを備えると共に、タイマピ
ストンの位置を検出するセンサと、エンジンの運転条件
に基づいてタイマピストンの目標位置を設定する目標位
置設定手段と、タイマピストンが目標位置になるように
タイミングコントロールバルブを制御する制御手段とを
備えるディーゼルエンジンにおいて、エンジンの運転条
件が定常運転のときは定常運転時用しきい値をしきい値
に設定し、エンジンの運転条件が加速運転のときは加速
運転時用しきい値をしきい値に設定し、タイマピストン
の実際の位置と目標位置との差を、エンジンの運転条件
に基づき設定した前記しきい値と比較して燃料性状を判
定する判定手段を設ける。

【００２７】第５の発明は、予圧燃料に応動して噴射時
期を設定するタイマピストンと、そのタイマピストンに
かかる燃料圧力を調整するタイミングコントロールバル
ブとを有する燃料噴射ポンプを備えると共に、タイマピ
ストンの位置を検出するセンサと、エンジンの運転条件
に基づいてタイマピストンの目標位置を設定する目標位
置設定手段と、タイマピストンが目標位置になるように
タイミングコントロールバルブを制御する制御手段とを
備えるディーゼルエンジンにおいて、エンジンの運転条
件が定常運転のときは定常運転時用しきい値をしきい値
に設定し、エンジンの運転条件が加速運転のときは加速
運転時用しきい値をしきい値に設定し、タイマピストン
の目標位置の変化量に対する実際の位置の変化量の比
を、エンジンの運転条件に基づき設定した前記しきい値
と比較して燃料性状を判定する判定手段を設ける。

【００２８】第６の発明は、予圧燃料に応動して噴射時
期を設定するタイマピストンと、そのタイマピストンに
かかる燃料圧力を調整するタイミングコントロールバル
ブとを有する燃料噴射ポンプを備えると共に、タイマピ
ストンの位置を検出するセンサと、エンジンの運転条件
に基づいてタイマピストンの目標位置を設定する目標位
置設定手段と、タイマピストンが目標位置になるように
タイミングコントロールバルブを制御する制御手段とを
備えるディーゼルエンジンにおいて、エンジンの運転条
件が定常運転のときは定常運転時用しきい値をしきい値
に設定し、エンジンの運転条件が加速運転のときは加速
運転時用しきい値をしきい値に設定し、タイミングコン
トロールバルブの制御デューティ比の変化量に対するタ
イマピストンの位置の変化量の比およびその制御デュー
ティ比の平均値を、エンジンの運転条件に基づき設定し
た前記しきい値および所定の範囲値と比較して燃料性状
を判定する判定手段を設ける。

【００２９】第７〜第１３の発明は、ディーゼルエンジ
ンの燃料噴射制御装置である。

【００３０】第７の発明は、図２に示すように第１〜第
６の発明のいずれかの燃料性状判別装置を設け、その燃
料性状の判定に基づいて燃料噴射ポンプのタイマピスト
ンの目標位置を補正する位置補正手段１１０を設ける。

【００３１】第８の発明は、図３に示すように第１〜第
６の発明のいずれかの燃料性状判別装置を設け、その燃
料性状の判定に基づいて燃料噴射ポンプのタイマピスト
ンの目標位置を補正する位置補正手段１１０と、エンジ
ンのアイドリング回転数を高く設定するアイドリング回
転数設定手段１２０とを設ける。

【００３２】第９の発明は、図４に示すように第１〜第
６の発明のいずれかの燃料性状判別装置を設け、その燃
料性状の判定に基づいて燃料噴射ポンプのタイマピスト
ンの目標位置を補正する位置補正手段１１０と、タイマ
ピストンの動作応答を速める応答速度増加手段１３０と
を設ける。

【００３３】第１０の発明は、第９の発明の応答速度増
加手段は、タイマピストンの目標位置と実際の位置との
差に基づくタイミングコントロールバルブの制御デュー
ティ比の比例制御分を増加するようになっている。

【００３４】第１１の発明は、第９の発明の応答速度増
加手段は、燃料噴射ポンプ内部の燃料圧力を設定するレ
ギュレーティングバルブの設定値を高めるようになって
いる。

【００３５】第１２の発明は、第９の発明の応答速度増
加手段は、燃料噴射ポンプのタイマピストンのスプリン
グのセット荷重を下げるようになっている。

【００３６】第１３の発明は、第１〜第６の発明のいず
れかの燃料性状判別装置の判定に基づいて、エンジンの
最高回転数を制限する燃料噴射ポンプ破損防止手段を設
ける。

【００３７】

【作用】第１の発明では、燃料の粘度が低く、リーク量
が増加すると、タイマピストンにかかる燃料圧力が低下
して、タイマピストンの位置が遅角するが、そのタイマ
ピストンの位置と目標位置との差がアイドリング時に所
定値以上であれば、燃料性状が軽質と判定できる。

【００３８】第２の発明では、燃料の粘度が低く、リー
ク量が増加すると、タイマピストンにかかる燃料圧力が
低下して、タイマピストンの変化速度が遅くなるため、
アイドリング時のタイマピストンの目標位置への制御時
にタイマピストンの変化速度が所定値以下であれば、燃
料性状が軽質と判定できる。

【００３９】第３の発明では、アイドリング時にタイミ
ングコントロールバルブの制御デューティ比の変化量に
対するタイマピストンの位置の変化量の比、およびその
制御デューティ比の平均値に基づいて、即ち制御応答速
度等を基に燃料性状を判定できる。

【００４０】第４の発明では、タイマピストンの実際の
位置と目標位置との差を、エンジンの運転条件に基づき
設定した設定値と比較するので、定常運転時、加速運転
時に燃料性状を判定できる。

【００４１】第５の発明では、タイマピストンの目標位
置の変化量に対する実際の位置の変化量の比を、エンジ
ンの運転条件に基づき設定した設定値と比較するので、
タイマピストンの実速度を基に、定常運転時、加速運転
時に燃料性状を判定できる。

【００４２】第６の発明では、タイミングコントロール
バルブの制御デューティ比の変化量に対するタイマピス
トンの位置の変化量の比およびその制御デューティ比の
平均値を、エンジンの運転条件に基づき設定した設定値
および所定の範囲値と比較するので、制御応答速度等を
基に、定常運転時、加速運転時に燃料性状を判定でき
る。

【００４３】第７の発明では、燃料性状が軽質と判定さ
れた場合、燃料噴射ポンプのタイマピストンの目標位置
の補正によって、タイマピストンが進角されるので、失
火等を防止できる。

【００４４】第８の発明では、燃料性状が軽質と判定さ
れた場合、燃料噴射ポンプのタイマピストンが進角され
ると共に、エンジンのアイドリング回転数を高く設定さ
れるので、失火等を防止できると共に、タイマピストン
への燃料圧力が上昇し、噴射時期の良好な制御性を確保
できる。

【００４５】第９の発明では、燃料性状が軽質と判定さ
れた場合、燃料噴射ポンプのタイマピストンが進角され
て、失火等を防止できると共に、タイマピストンの動作
応答が速められ、したがって噴射時期の高い制御性、応
答性を確保できる。

【００４６】この場合、第１０の発明のように、タイマ
ピストンの目標位置と実際の位置との差に基づくタイミ
ングコントロールバルブの制御デューティ比の比例制御
分を増加すれば、タイマピストンへの燃料圧力が即座に
上昇して、タイマピストンの動作応答を速めることが可
能である。

【００４７】また、第１１の発明のように、燃料噴射ポ
ンプ内部の燃料圧力を設定するレギュレーティングバル
ブの設定値を高めれば、タイマピストンへの燃料圧力を
直接制御して、タイマピストンの動作応答を速めること
ができる。

【００４８】また、第１２の発明のように、燃料噴射ポ
ンプのタイマピストンのスプリングのセット荷重を下げ
ることでも、タイマピストンの動作応答を速めることが
可能である。

【００４９】第１３の発明では、燃料性状が軽質の場合
に、エンジンの最高回転数を制限するので、ポンプの負
担を軽減できる。

【００５０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００５１】図５は電子制御の分配型燃料噴射ポンプ
で、公知である。

【００５２】まず、燃料はポンプ本体の図示しない入口
からドライブシャフト（エンジン出力軸に連結されてい
る）２により駆動されるフィードポンプ３によって、ポ
ンプ室５に吸引、予圧され、ポンプ室５に導かれた燃料
は、作動部分の潤滑を行うと同時に吸入ポート６を通っ
て高圧プランジャポンプ７に送られる。

【００５３】ポンプ７のプランジャ８は、ドライブシャ
フト２に連結したカムディスク９に固定されており、継
手２Ａを介してドライブシャフト２によりエンジン回転
に同期して駆動される。カムディスク９は、エンジンの
シリンダ数と同数のフェイスカム１０を持ち、回転しな
がらローラリング１１に配設されたローラ１２をフェイ
スカム１０が乗り越えるたびに、所定のカムリフトだけ
往復運動する。

【００５４】このようにしてプランジャ８が回転しなが
ら往復運動をすると、この往復運動によって吸入ポート
６から吸引された燃料が分配ポート１３よりデリバリバ
ルブ１４を通って図示しない噴射ノズルへと圧送され
る。

【００５５】燃料の噴射量は、プランジャ８に形成した
カットオフポート１５を被覆するコントロールスリーブ
１６の位置により決められる。例えば、カットオフポー
ト１５の開口部がプランジャ８の右側への移動により、
コントロールスリーブ１６の右端部を越えると、それま
でプランジャ高圧室７Ａ内から分配ポート１３へと圧送
されていた燃料が、カットオフポート１５を通って低圧
のポンプ室５へと解放されるので、分配ポンプ１３への
圧送を終了する。

【００５６】このため、コントロールスリーブ１６をプ
ランジャ８に対して右方向に相対的に変位させると、燃
料噴射終了時期が遅くなって燃料噴射量が増加し、逆に
左方向に変位させたときは、燃料噴射終了時期が早まっ
て燃料噴射量が減少するのである。

【００５７】コントロールスリーブ１６は、ロータリソ
レノイド（比例ソレノイドの一種）２１のロータ（回転
シャフト）２２先端に偏心して設けたボール２３に支持
され、図６に示したロータ２２の回転角に応じてコント
ロールスリーブ位置が変位する。図７にも示したよう
に、ロータ２２の回転運動がコントロールスリーブ１６
の左右方向への直線運動に変換されるわけである。

【００５８】図７において、ロータ２２の時計方向への
回転角が大きくなるほど、コントロールスリーブ１６の
右方向への移動量が大きくなる（燃料噴射量が多くな
る）ので、ロータリソレノイド２１に与えるデューティ
比（一定時間当たりの開時間割合）に比例してロータ２
２の時計方向への回転角が大きくなるようにしている。
図６中、３８はコントロールスリーブ１６の位置を検出
するコントロールスリーブ位置センサである。

【００５９】燃料の噴射時期は、ローラリング１１によ
りフェイスカム１０とローラ１２との相対位置を変化さ
せることによって調整される。

【００６０】ローラリング１１は、タイマスライドピン
２５を介してローラリング１１の回転接線方向に摺動自
由なタイマピストン２６と連結される。図８にも示した
ように、シリンダ２７の中で摺動するタイマピストン２
６の一端面の高圧室２８に通路２９を介してポンプ室５
の燃料圧力が導かれ、また反対側の低圧室３０はフィー
ドポンプ３の吸い込み側に連通して負圧に近い状態にな
るが、スプリング３１の弾性力でタイマピストン２６を
押し戻している。タイマピストン２６の低圧室３０側に
はタイマピストン２６の位置を検出するためのタイマピ
ストン位置センサ３９が設けられる。

【００６１】ポンプ室５の燃料圧力がエンジン回転の上
昇で高くなり、タイマピストン２６の高圧室２８の燃料
圧力が高くなると、タイマピストン２６が図８の右方
（進角側）へと押され、これによりカムディスク９の回
転と逆方向へローラリング１１を回動し、噴射時期を相
対的に早めるように作用する。カムディスク９のフェイ
スカム１０がローラ１２に乗り上げたときに燃料が噴射
されるので、カムディスク９の回転方向と逆方向にロー
ラリング１１を回動させると、フェイスカム１０のロー
ラ１２に乗り上げる時期がそれだけ早くなり、クランク
角に対する燃料の噴射時期を早めることができるわけで
ある。

【００６２】ポンプ室５の燃料圧力はエンジン回転数に
比例して増加し、その燃料圧力が通路２９を介してタイ
マピストン２６の高圧室２８に導かれるが、この高圧室
２８を低圧室３０に結ぶバイパス通路３２に高圧室２８
の燃料圧力を調整するタイミングコントロールバルブ３
３が設けられる。

【００６３】タイミングコントロールバルブ３３に与え
るデューティ比（ＯＦＦデューティ比：一定時間当たり
の閉時間割合）を小さくすると、高圧室２８から低圧室
３０へ漏れる燃料が増加して高圧室２８の圧力が下がる
ので、タイマピストン２６の進角が少なくなり、噴射時
期が相対的に遅くなる。そのデューティ比を大きくする
と、高圧室から低圧室３０へ漏れる燃料が減少して高圧
室２８の圧力が上がるので、タイマピストン２６の進角
が増え、噴射時期が早くなる。

【００６４】上記のロータリソレノイド２１とタイミン
グコントロールバルブ３３をともに制御するのは、図９
に示すようにマイクロコンピュータからなるコントロー
ルユニット４５である。コンピュータユニット４５に
は、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ３６、
ポンプ回転数を検出する回転数センサ３７、コントロー
ルスリーブ位置センサ３８、タイマピストン位置センサ
３９、燃料の温度を検出する燃料温度センサ４０等から
の信号が入力される。なお、エンジン回転数はポンプ回
転数から求める。

【００６５】ここで、コントロールユニット４５による
燃料噴射量、燃料噴射時期の基本的な制御を説明する。

【００６６】まず、燃料噴射量に関しては、エンジン回
転数とアクセル開度とから図１０に示すマップを参照し
て噴射量Ｑｔを求めると共に、この噴射量Ｑｔをロータ
リソレノイド２１に与えるデューティ比Ｄｒｏｔに変換
して、デューティ信号を出力し、コントロールスリーブ
１６の位置を制御する。

【００６７】また、アクセル開度より無負荷状態が検出
されると、アイドル回転数のフィードバック制御を行
う。これは、アイドル回転数が予め定めた目標回転数と
一致するように、その差に応じて噴射量をつまりロータ
リソレノイド２１に与えるデューティ比Ｄｒｏｔをフィ
ードバック制御する。

【００６８】燃料の噴射時期に関しては、エンジン回転
数と噴射量Ｑｔとから所定のマップを参照して噴射時期
を求めると共に、この噴射時期を基にタイミングコント
ロールバルブ３３に与えるデューティ比を決定して、デ
ューティ信号を出力し、タイマピストン２６の位置を制
御する。

【００６９】また、アイドル時には、噴射時期は目標値
が一定であるが、ポンプの内圧の変動や駆動反力の影響
によってタイマピストン２６の位置がずれるので、目標
値に対してタイマピストン２６の位置のフィードバック
制御を行う。つまりタイマピストン２６が目標位置とな
るようにタイミングコントロールバルブ３３に与えるデ
ューティ比をフィードバック制御（比例積分制御等）す
る。

【００７０】このような噴射時期の制御を基に、コント
ロールユニット４５が燃料性状を判定し、その判定に基
づいて噴射時期の補正制御を行う。

【００７１】この燃料性状の判定を、図１１、図１２の
フローチャートに基づいて説明する。

【００７２】図１１において、ステップ１〜３ではポン
プ回転数を読み込み、ポンプ回転数からエンジン回転数
Ｎｅを計算し、アクセル開度センサ３６よりアクセルの
状態を検出する。

【００７３】ステップ４では、エンジン回転数Ｎｅとア
クセルの状態からアイドル時かどうかを判断し、アイド
ル時はステップ５（サブルーチン）に進む。

【００７４】図１２（サブルーチン）では、ステップ１
１にて目標噴射時期つまりタイマピストン２６の目標位
置ＩＴｓ（指令ＩＴ＝アイドル時一定）と、タイマピス
トン位置センサ３９よりタイマピストン２６の位置ＩＴ
ｉ（実ＩＴ）とを読み込む。

【００７５】ステップ１２にてタイマピストン２６の位
置ＩＴｉと目標位置ＩＴｓとの偏差ＩＴｄを算出し、ス
テップ１３にて偏差ＩＴｄの絶対値ならびに位置ＩＴｉ
の変化速度ΔＩＴｉ（単位時間当たり）をそれぞれ所定
のしきい値Ｃ０、Ｃ１と比較する。

【００７６】偏差ＩＴｄの絶対値がしきい値Ｃ０以上の
とき、または位置ＩＴｉの変化速度ΔＩＴｉがしきい値
Ｃ１以下のとき、ステップ１４に進んで燃料性状が軽質
であると判定し、軽質フラグを立てる。

【００７７】そうでないときは、ステップ１５に進んで
燃料性状が通常であると判定し、軽質フラグを解除す
る。

【００７８】そして、燃料性状が軽質のときは、図１１
のステップ６にて警告灯４２（図９）を点灯して運転者
に知らせ、軽質でないときは、図１１のステップ７にて
警告灯４２を消灯する。

【００７９】通常の燃料の場合、タイミングコントロー
ルバルブ３３のデューティ比の変化に対して、タイマピ
ストン２６の位置ＩＴｉは速やかに変化するので、図１
３のような挙動を示す。一方、軽質燃料の場合（ＪＩＳ
特３号軽油等の燃料の高温時）は、元々ポンプ内圧が低
く、タイマピストン２６の駆動力が小さいところに、潤
滑性能の低下による摺動抵抗の増加によって、タイマピ
ストン２６に渋りが生じ、図１４のように目標位置ＩＴ
ｓに対して位置ＩＴｉが著しくずれたり、位置ＩＴｉの
変化速度が著しく遅くなったりする。

【００８０】このため、タイマピストン２６の位置ＩＴ
ｉと目標位置ＩＴｓとの偏差ＩＴｄが基準値Ｃ０に対し
て大きい場合、もしくは位置ＩＴｉの変化速度ΔＩＴｉ
が基準値Ｃ１に対して小さい場合、燃料性状が軽質と判
定できる。

【００８１】このように燃料性状を判定すると共に、判
定が軽質の場合、これを運転者が警告灯４２によって確
認することができる。

【００８２】したがって、外気温（燃料温度）が高いた
め、極冬期用の燃料であるＪＩＳ特３号軽油等は運転に
適していないこと認識でき、ＪＩＳ２号軽油等のより粘
度の高い燃料を追加、あるいは入れ換えることにより、
失火等の発生を防ぐことができる。

【００８３】図１５（サブルーチン）は、図１１のメイ
ンルーチンのステップ５の処理を行う第２の実施例を示
すもので、ステップ２１にてタイマピストン２６の位置
ＩＴｉ（実ＩＴ）と、タイミングコントロールバルブ３
３のデューティ比Ｔdutyを読み込む。

【００８４】ステップ２２にてタイマピストン２６の位
置ＩＴｉの単位時間当たりの変化量ΔＩＴｉを求めると
共に、このΔＩＴｉとタイミングコントロールバルブ３
３のデューティ比Ｔdutyの単位時間当たりの変化量ΔＴ
dutyとの比ＩＴｖ（ＩＴ追従度指数）を求め、ステップ
２３にてその比ＩＴｖを所定のしきい値Ｃ２と比較す
る。

【００８５】比ＩＴｖがしきい値Ｃ２以下のとき、ステ
ップ２４にて単位時間におけるデューティ比Ｔdutyの平
均値Ａdutyを算出し、その平均値Ａdutyが所定のしきい
値Ｃ３以上あるいは所定のしきい値Ｃ４以下かどうかを
見る（ただし、Ｃ３＞Ｃ４）。

【００８６】そして、比ＩＴｖがしきい値Ｃ２以下、か
つ平均値Ａdutyがしきい値Ｃ３以上あるいはしきい値Ｃ
４以下のとき、ステップ２５に進んで燃料性状が軽質で
あると判定し、軽質フラグを立てる。

【００８７】そうでないときは、ステップ２６に進んで
燃料性状が通常であると判定し、軽質フラグを解除す
る。

【００８８】燃料性状が軽質のときは、図１１のステッ
プ６にて警告灯４２を点灯して運転者に知らせ、軽質で
ないときは、図１１のステップ７にて警告灯４２を消灯
する。

【００８９】通常の燃料の場合、噴射時期のフィードバ
ック制御（比例積分制御等）を行っているときは、タイ
ミングコントロールバルブ３３のデューティ比の変化量
に対して、タイマピストン２６の位置ＩＴｉの変化量は
図１６のように大きい。一方、軽質燃料の場合（ＪＩＳ
特３号軽油等の燃料の高温時）は、元々ポンプ内圧が低
く、タイマピストン２６の駆動力が小さいところに、潤
滑性能の低下による摺動抵抗の増加によって、タイマピ
ストン２６に渋りが生じるため、図１７のようにタイミ
ングコントロールバルブ３３のデューティ比の変化量に
対してタイマピストン２６の位置ＩＴｉの変化量が緩慢
になったり（図左側）、その位置ＩＴｉが目標位置ＩＴ
ｓに対して著しくずれるため、タイミングコントロール
バルブ３３のデューティ比が著しく大きくなったり小さ
くなったり（図右側）する。

【００９０】このため、単位時間当たりのタイミングコ
ントロールバルブ３３のデューティ比の変化量ΔＴduty
とタイマピストン２６の位置ＩＴｉの変化量ΔＩＴｉと
の比ＩＴｖが基準値Ｃ２に対して小さく、かつ単位時間
におけるデューティ比の平均値Ａdutyが基準値Ｃ３以上
あるいは基準値Ｃ４以下の場合、燃料性状が軽質と判定
できる。

【００９１】この場合、タイミングコントロールバルブ
３３のデューティ比の変化、つまりタイマピストン２６
の駆動力に対するタイマピストン２６の制御応答速度で
燃料性状を判定しているため、前記実施例に比較して燃
料性状をより正確に判定できる。

【００９２】なお、これらの実施例は、アイドル時に燃
料性状を判定するものであるが、各基準値の設定によっ
て定常運転時、さらには加速運転時にも適用できる（後
述する）。

【００９３】図１８、図１９は、第３の実施例を示すも
ので、図１８において、ステップ３１〜３３では、ポン
プ回転数を読み込み、ポンプ回転数からエンジン回転数
Ｎｅを計算すると共に、アクセル開度、燃料噴射量、車
速センサ４３（図９）からの車速等の運転状態判断変数
を読み込む。

【００９４】ステップ３４では、これらの運転状態判断
変数から運転状態を判断する。この場合、エンジン回転
数Ｎｅ、アクセル開度、燃料噴射量、車速のうちの所定
の変数の単位時間当たりの変化が、一定範囲にあるとき
は定常運転と、設定値以上であれば加速運転と、設定値
以下であれば減速運転と判断する。

【００９５】定常運転のときはステップ３５にて加速運
転フラグをＯＦＦして、加速運転のときはステップ３６
にて加速運転フラグをＯＮして、ステップ３７（サブル
ーチン）に進む。減速運転のときはリターンする。

【００９６】図１９（サブルーチン）では、ステップ４
１にて目標噴射時期つまりタイマピストン２６の目標位
置ＩＴｓ（指令ＩＴ）と、タイマピストン位置センサ３
９よりタイマピストン２６の位置ＩＴｉ（実ＩＴ）とを
読み込む。

【００９７】ステップ４２にてタイマピストン２６の位
置ＩＴｉと目標ＩＴｓとの偏差ＩＴｄを算出し、ステッ
プ４３で加速運転フラグがＯＮのときは、ステップ４４
にてしきい値Ｃｖに加速運転時のしきい値Ｃａ１を、加
速運転フラグがＯＦＦのときは、ステップ４５にてしき
い値Ｃｖに定常運転時のしきい値Ｃｓ１を設定する。

【００９８】これらのしきい値Ｃａ１、Ｃｓ１は、エン
ジン回転数Ｎｅに基づき図２０に示す特性に設定したテ
ーブルから求める。即ち、エンジン回転数Ｎｅが低いと
きほど、加速運転時のしきい値Ｃａ１が大きな値を取
る。

【００９９】ステップ４６にて、タイマピストン２６の
位置ＩＴｉと目標ＩＴｓとの偏差ＩＴｄの絶対値を設定
したしきい値Ｃｖと比較する。

【０１００】偏差ＩＴｄの絶対値がしきい値Ｃｖ以上の
とき、ステップ４７に進んで燃料性状が軽質であると判
定し、軽質フラグを立てる。

【０１０１】そうでないときは、ステップ４８に進んで
燃料性状が通常であると判定し、軽質フラグを解除す
る。

【０１０２】そして、燃料性状が軽質のときは、図１８
のステップ３８にて警告灯４２を点灯して運転者に知ら
せ、軽質でないときは図１８のステップ３９にて警告灯
４２を消灯する。

【０１０３】定常運転時には、軽質燃料の場合（ＪＩＳ
特３号軽油等の燃料の高温時）、エンジン回転数が低い
ほどポンプ内圧が下がり、タイマピストン２６の位置Ｉ
Ｔｉと目標ＩＴｓとの差が大きい。

【０１０４】一方、加速時には、通常の燃料の場合で
も、エンジン回転数が低いときは、ポンプ内圧が低く、
タイマピストン２６の駆動力が小さいため、図２１、図
２２のようにタイマピストン２０の制御時定数が大き
く、その分タイマピストン２６の位置ＩＴｉの制御遅れ
を生じるが、軽質燃料の場合は、これに加え潤滑性能の
低下による摺動抵抗の増加によって、タイマピストン２
６に渋りが生じるため、図２３のようにタイマピストン
２６の位置ＩＴｉの制御遅れが著しく大きくなる。

【０１０５】このため、運転条件とエンジン回転数に応
じてしきい値を変えることで、定常運転から加速運転を
含めた広い運転条件下で燃料性状を判定できる。また、
タイマピストン２６の位置ＩＴｉと目標ＩＴｓとの差か
ら判定するため、制御ロジックが単純で、実施が容易で
ある。

【０１０６】図２４（サブルーチン）は、図１８のメイ
ンルーチンのステップ３７の処理を行う第４の実施例を
示すもので、ステップ５１にて目標噴射時期つまりタイ
マピストン２６の目標位置ＩＴｓ（指令ＩＴ）と、タイ
マピストン２６の位置ＩＴｉ（実ＩＴ）とを読み込む。

【０１０７】ステップ５２にてタイマピストン２６の位
置ＩＴｉの単位時間当たりの変化量ΔＩＴｉを求めると
共に、この変化量ΔＩＴｉと目標ＩＴｓの単位時間当た
りの変化量ΔＩＴｓとの比ＩＴｖ（ＩＴ追従度指数）を
求める。

【０１０８】ステップ５３で加速運転フラグがＯＮのと
きは、ステップ５４にてしきい値Ｃｖに加速運転時のし
きい値Ｃａ２を、加速運転フラグがＯＦＦのときは、ス
テップ５５にてしきい値Ｃｖに定常運転時のしきい値Ｃ
ｓ２を設定する。

【０１０９】これらのしきい値Ｃａ２、Ｃｓ２は、エン
ジン回転数Ｎｅに基づき図２５に示す特性に設定したテ
ーブルから求める。即ち、エンジン回転数Ｎｅが低いと
きほど、加速運転時のしきい値Ｃａ２が大きな値を取
る。

【０１１０】ステップ５６にて、比ＩＴｖの絶対値を設
定したしきい値Ｃｖと比較する。

【０１１１】比ＩＴｖの絶対値がしきい値Ｃｖ以上のと
き、ステップ５７に進んで燃料性状が軽質であると判定
し、軽質フラグを立てる。

【０１１２】そうでないときは、ステップ５８に進んで
燃料性状が通常であると判定し、軽質フラグを解除す
る。

【０１１３】そして、燃料性状が軽質のときは、図１８
のステップ３８にて警告灯４２を点灯して運転者に知ら
せ、軽質でないときは図１８のステップ３９にて警告灯
４２を消灯する。

【０１１４】この場合、タイマピストン２６の目標位置
の変化に対する実速度で、摺動抵抗の増加を調べ、燃料
性状を判定することになるため、前記第３の実施例に比
較して動的挙動を含んだより正確な燃料性状を判定でき
る。

【０１１５】図２６（サブルーチン）は、図１８のメイ
ンルーチンのステップ３７の処理を行う第５の実施例を
示すもので、ステップ６１にてタイマピストン２６の位
置ＩＴｉ（実ＩＴ）と、タイミングコントロールバルブ
３３のデューティ比Ｔdutyを読み込む。

【０１１６】ステップ６２にてタイマピストン２６の位
置ＩＴｉの単位時間当たりの変化量ΔＩＴｉを求めると
共に、この変化量ΔＩＴｉとタイミングコントロールバ
ルブ３３のデューティ比Ｔdutyの単位時間当たりの変化
量ΔＴdutyとの比ＩＴｖ（ＩＴ追従度指数）を求める。

【０１１７】ステップ６３で加速運転フラグがＯＮのと
きは、ステップ６４にてしきい値Ｃｖに加速運転時のし
きい値Ｃａ３を、加速運転フラグがＯＦＦのときは、ス
テップ６５にてしきい値Ｃｖに定常運転時のしきい値Ｃ
ｓ３を設定する。

【０１１８】これらのしきい値Ｃａ３、Ｃｓ３は、エン
ジン回転数Ｎｅに基づき図２７に示す特性に設定したテ
ーブルから求める。即ち、エンジン回転数Ｎｅが低いと
きほど、加速運転時のしきい値Ｃａ３が大きな値を取
る。

【０１１９】ステップ６６にて、比ＩＴｖを設定したし
きい値Ｃｖと比較する。

【０１２０】比ＩＴｖがしきい値Ｃｖ以下のとき、ステ
ップ６７にて単位時間におけるデューティ比Ｔdutyの平
均値Ａdutyを算出し、その平均値Ａdutyが所定のしきい
値Ｃ３以上あるいは所定のしきい値Ｃ４以下かどうかを
見る（ただし、Ｃ３＞Ｃ４）。

【０１２１】そして、比ＩＴｖがしきい値Ｃｖ以下、か
つ平均値Ａdutyがしきい値Ｃ３以上あるいはＣ４以下の
とき、ステップ６８に進んで燃料性状が軽質であると判
定し、軽質フラグを立てる。

【０１２２】そうでないときは、ステップ６９に進んで
燃料性状が通常であると判定し、軽質フラグを解除す
る。

【０１２３】燃料性状が軽質のときは、図１８のステッ
プ３８にて警告灯４２を点灯して運転者に知らせ、軽質
でないときは図１８のステップ３９にて警告灯４２を消
灯する。

【０１２４】この場合、タイマピストン２６の駆動力に
対する動的挙動を含んだ制御応答速度で摺動抵抗の増加
を調べ、燃料性状を判定しているため、前記第３、第４
の実施例に比較してより正確な燃料性状を判定できる。

【０１２５】次に、このような燃料性状の判定に基づい
て行う噴射時期の補正制御を説明する。

【０１２６】図２８は、噴射時期の補正制御を行う第６
の実施例を示すもので、ステップ７１〜７３では、ポン
プ回転数を読み込み、ポンプ回転数からエンジン回転数
Ｎｅを計算すると共に、アクセル開度、燃料噴射量、車
速センサ４３（図９）からの車速等の運転状態判断変数
を読み込む。

【０１２７】ステップ７４にて、後述の進角補正フラグ
がセット状態（進角補正中）のとき、また一定周期の評
価時期（再評価時期）がくる毎にステップ７５に進み、
否のときステップ７９以降に進む。

【０１２８】ステップ７５では、前記の運転状態判断変
数から運転状態を判断する。この場合、エンジン回転数
Ｎｅ、アクセル開度、燃料噴射量、車速のうちの所定の
変数の単位時間当たりの変化が、一定範囲にあるときは
定常運転と、設定値以上であれば加速運転と、設定値以
下であれば減速運転と判断する。

【０１２９】定常運転のときはステップ７６にて加速運
転フラグをＯＦＦし、加速運転のときはステップ７７に
て加速運転フラグをＯＮする。

【０１３０】そして、ステップ７８にて、燃料性状が通
常の場合はステップ７９〜８１に進み、軽質の場合はス
テップ８２〜８４に進む。

【０１３１】ステップ７９，８０では、エンジン回転数
Ｎｅに基づき図２９のように設定された燃料噴射時期特
性マップより基準ＩＴ（タイマピストン２６の目標位
置）を検索し、この基準ＩＴを基にタイミングコントロ
ールバルブ３３のデューティ比を決定して、タイマピス
トン２６の位置を目標位置に、即ち目標噴射時期になる
ように制御する。ステップ８１では進角補正フラグをリ
セットする。

【０１３２】一方、ステップ８２，８３では、エンジン
回転数Ｎｅに基づき図２９のように設定された燃料噴射
時期特性マップより基準ＩＴを検索すると共に、この基
準ＩＴに所定の進角補正量ＩＴｔを加えて補正ＩＴｓを
求め、その補正ＩＴｓを基にタイミングコントロールバ
ルブ３３のデューティ比を決定して、タイマピストン２
６の位置を制御、即ち目標噴射時期を得るように進角制
御する。ステップ８４では進角補正フラグをセットす
る。

【０１３３】したがって、燃料性状が軽質と判定した場
合（ＪＩＳ特３号軽油等の燃料の高温時）、通常の噴射
時期制御（通常の燃料時）に対し、噴射時期の遅れを補
うために噴射時期（制御値）を所定量だけ進角するの
で、適正な噴射時期を得ることができ、これにより軽質
燃料の使用時に失火等のトラブルを防ぐことが可能にな
る。

【０１３４】図３０、図３１は、噴射時期の補正制御を
行うと共に、その制御応答性を高めた第７の実施例を示
すもので、第６の実施例とはステップ１０１，１０５の
みが異なる。

【０１３５】ステップ９１〜９３では、ポンプ回転数を
読み込み、ポンプ回転数からエンジン回転数Ｎｅを計算
すると共に、アクセル開度、燃料噴射量、車速センサ４
３（図９）からの車速等の運転状態判断変数を読み込
む。

【０１３６】ステップ９４にて、後述の進角補正フラグ
がセット状態（進角補正中）のとき、また一定周期の評
価時期（再評価時期）がくる毎にステップ９５に進み、
否のときステップ９９以降に進む。

【０１３７】ステップ９５では、前記の運転状態判断変
数から運転状態を判断する。この場合、エンジン回転数
Ｎｅ、アクセル開度、燃料噴射量、車速のうちの所定の
変数の単位時間当たりの変化が、一定範囲にあるときは
定常運転と、設定値以上であれば加速運転と、設定値以
下であれば減速運転と判断する。

【０１３８】定常運転のときはステップ９６にて加速運
転フラグをＯＦＦし、加速運転のときはステップ９７に
て加速運転フラグをＯＮする。

【０１３９】そして、ステップ９８にて、燃料性状が通
常の場合はステップ９９〜１０２に進み、軽質の場合は
ステップ１０３〜１０６に進む。

【０１４０】ステップ９９〜１０１では、エンジン回転
数Ｎｅに基づき図２９のように設定された燃料噴射時期
特性マップより基準ＩＴ（タイマピストン２６の目標位
置）を検索し、ＩＴ制御補助手段（後述する）をＯＦＦ
すると共に、その基準ＩＴを基にタイミングコントロー
ルバルブ３３のデューティ比を決定して、タイマピスト
ン２６の位置を制御する。ステップ１０３では進角補正
フラグをリセットする。

【０１４１】一方、ステップ１０３〜１０５では、エン
ジン回転数Ｎｅに基づき図２９のように設定された燃料
噴射時期特性マップより基準ＩＴを検索し、その基準Ｉ
Ｔに所定の進角補正量ＩＴｔを加えて補正ＩＴｓを求め
ると共に、ＩＴ制御補助手段をＯＮする。

【０１４２】この場合、ＩＴ制御補助手段は、図３１
（サブルーチン）のようにステップ１１１〜１１３にて
ＩＴ制御のＰ分（噴射時期のフィードバック制御時）つ
まりタイマピストン２６の目標位置（補正ＩＴｓ）と実
際の位置との差に基づく比例制御分を読み込むと共に、
これにエンジン回転数Ｎｅを基に図３２のような特性の
Ｐ分増加量Ｐａを加算して、補正後のＩＴ制御Ｐ分を設
定する。

【０１４３】この補正後のＩＴ制御Ｐ分を基にタイミン
グコントロールバルブ３３のデューティ比を決定して、
タイマピストン２６の位置を制御する。ステップ１０６
では進角補正フラグをセットする。

【０１４４】これによれば、適正な噴射時期を得ること
ができると共に、噴射時期の制御速度が向上する。

【０１４５】燃料性状が軽質の場合（ＪＩＳ特３号軽油
等の燃料の高温時）、タイマピストン２６の摺動抵抗の
増加によって、タイマピストン２６の渋りが生じ、噴射
時期制御の応答遅れが大きくなるが、この際噴射時期の
フィードバック制御のＰ分が増加される。このため、タ
イミングコントロールバルブ３３のデューティ比が増加
して、タイマピストン２６の高圧室２８の圧力が即座に
高くなり、噴射時期の制御性が改善されると共に、加速
時の噴射時期の応答性も向上される。

【０１４６】したがって、失火等を確実に回避できると
共に、加速時のエミッション（パーティキュレート）の
悪化を未然に防止することが可能になる。

【０１４７】図３３（サブルーチン）は、図３０のステ
ップ１０１の処理を行う第８の実施例を示すもので、ス
テップ１２１，１２２にてアイドル時のエンジンの目標
回転数Ｎeidleを読み込むと共に、これにタイマピスト
ン２６の位置と目標位置との差ＩＴｄもしくはタイマピ
ストン２６の位置の変化量とタイミングコントロールバ
ルブ３３のデューティ比の変化量との比ＩＴｖ（第１、
第２実施例等参照）を基に図３４のような特性に設定し
たアイドル回転数増加量Ａidleを加算して、補正後の目
標回転数Ｎeidleを設定する。

【０１４８】アイドル時にエンジン回転数がこの目標回
転数Ｎeidleとなるように、コントロールスリーブ１６
の位置を制御する。

【０１４９】なお、噴射時期は基準ＩＴ（図２９）に所
定の進角補正量ＩＴｔを加えた補正ＩＴｓを基にタイミ
ングコントロールバルブ３３のデューティ比を決定し
て、タイマピストン２６の位置を制御する（図３０のス
テップ９９，１００）。

【０１５０】即ち、燃料性状が軽質の場合（ＪＩＳ特３
号軽油等の燃料の高温時）、タイマピストン２６の摺動
抵抗の増加に応じて、アイドル回転数を増加させる。

【０１５１】したがって、エンジン回転数が上がった
分、ポンプ内圧が上昇し、タイマピストン２６の高圧室
２８の圧力が高くなるため、噴射時期の制御性が改善さ
れ、アイドル時の失火等を確実に回避できる。

【０１５２】図３５（サブルーチン）は、図３０のステ
ップ１０１の処理を行う第９の実施例を示し、図３６の
ようにフィードポンプ３より吐出される燃料圧力を設定
するレギュレーティングバルブ４７にレギュレーティン
グバルブソレノイド４８を設け、レギュレーティングバ
ルブ４７の設定圧を変えるものである。

【０１５３】この場合、ステップ１３１〜１３３にてタ
イマピストン２６の位置と目標位置との差ＩＴｄもしく
はタイマピストン２６の位置の変化量とタイミングコン
トロールバルブ３３のデューティ比の変化量との比ＩＴ
ｖ（第１、第２実施例等参照）が一定値Ｃ７を越えた
ら、レギュレーティングバルブソレノイド４８をＯＮし
て、レギュレーティングバルブ４７の設定圧を高くす
る。

【０１５４】なお、噴射時期は基準ＩＴ（図２９）に所
定の進角補正量ＩＴｔを加えた補正ＩＴｓを基にタイミ
ングコントロールバルブ３３のデューティ比を決定し
て、タイマピストン２６の位置を制御する（図３０のス
テップ９９，１００）。

【０１５５】したがって、燃料性状が軽質の場合（ＪＩ
Ｓ特３号軽油等の燃料の高温時）、ポンプ内圧が上昇さ
れ、タイマピストン２６の高圧室２８の圧力が高くなる
ため、噴射時期の制御性が改善され、これにより失火等
を確実に回避できる。この例では、前記第７の実施例に
比較してポンプ内圧を直接制御するので、ポンプ内圧の
制御が確実である。

【０１５６】図３７（サブルーチン）は、図３０のステ
ップ１０１の処理を行う第１０の実施例を示し、図３８
のようタイマピストン２６のスプリング３１の後端にＴ
ＰＳ（タイマピストンスプリング）ソレノイド５０を設
け、そのスプリング３１のセット荷重を変えるものであ
る。

【０１５７】この場合、ステップ１４１〜１４３にてタ
イマピストン２６の位置と目標位置との差ＩＴｄもしく
はタイマピストン２６の位置の変化量とタイミングコン
トロールバルブ３３のデューティ比の変化量との比ＩＴ
ｖ（第１、第２実施例等参照）が一定値Ｃ９を越えた
ら、ＴＰＳソレノイド５０をＯＮして、スプリング３１
のセット荷重を下げる。

【０１５８】なお、噴射時期は基準ＩＴ（図２９）に所
定の進角補正量ＩＴｔを加えた補正ＩＴｓを基にタイミ
ングコントロールバルブ３３のデューティ比を決定し
て、タイマピストン２６の位置を制御する（図３０のス
テップ９９，１００）。

【０１５９】したがって、燃料性状が軽質の場合（ＪＩ
Ｓ特３号軽油等の燃料の高温時）、タイマピストン２６
のスプリング荷重が緩和され、タイマピストン２６が進
角しやすくなる。これにより、噴射時期の制御性が改善
され、失火等を確実に回避できる。この例では、前記第
７の実施例に比較してタイマピストン２６のスプリング
セット荷重に直接働くため、噴射時期制御速度の制御が
確実である。

【０１６０】図３９、図４０は、燃料性状が軽質の場合
（ＪＩＳ特３号軽油等の燃料の高温時）に、エンジンの
最高回転数を制限してポンプの損傷を防止するための第
１１の実施例を示す。この例は、第７の実施例（第８〜
第１０の実施例を含む）の制御にステップ１６６の噴射
ポンプ損傷防止処理を追加したものである。

【０１６１】燃料性状が軽質の場合（図３９のステップ
１５８）、図４０のようにステップ１７１〜１７４にて
タイマピストン２６の位置と目標位置との差ＩＴｄもし
くはタイマピストン２６の位置の変化量とタイミングコ
ントロールバルブ３３のデューティ比の変化量との比Ｉ
Ｔｖ（第１、第２実施例等参照）を一定値Ｃ１１と比較
し、一定値Ｃ１１以上の場合に、そのＩＴｄまたはＩＴ
ｖを基に図４１のように定めた制限エンジン回転数ＬIM
ITを読み込み、エンジン回転数を制限する。

【０１６２】エンジン回転数の制限は、制限エンジン回
転数ＬIMITになると、例えばポンプに設けてあるカット
オフソレノイドを強制的に開けて、燃料をカットする。
または、図４２のように制限エンジン回転数ＬIMIT以上
では、燃料噴射量Ｑ（制御値）を強制的に０にする。ま
たは、図４３のようにＦＵＬＬＱマップを書き換え、燃
料噴射量Ｑを制限する。

【０１６３】燃料性状が軽質であると、ポンプ内部の潤
滑が不足して、フェイスカムやカムローラ等の摺動面に
過大な負荷がかかり、剥離や割れが生じる心配がある
が、このようにエンジンの回転数を制限すれば、フェイ
スカムやカムローラ等の剥離や割れを確実に防止でき、
負荷を軽減でき、ポンプの破損を防止できる。

【０１６４】

【発明の効果】以上のように第１の発明によれば、予圧
燃料に応動して噴射時期を設定するタイマピストンと、
そのタイマピストンにかかる燃料圧力を調整するタイミ
ングコントロールバルブとを有する燃料噴射ポンプを備
えると共に、タイマピストンの位置を検出するセンサ
と、エンジンの運転条件に基づいてタイマピストンの目
標位置を設定する目標位置設定手段と、タイマピストン
が目標位置になるようにタイミングコントロールバルブ
を制御する制御手段とを備えるディーゼルエンジンにお
いて、アイドリング時にタイマピストンの実際の位置と
目標位置との差の絶対値が基準値に対して大きい場合に
燃料性状が軽質であると判定する判定手段を設けたの
で、燃料性状を正確に判定でき、使用燃料が寒冷期を外
れた軽質燃料かを判定できる。

【０１６５】第２の発明によれば、予圧燃料に応動して
噴射時期を設定するタイマピストンと、そのタイマピス
トンにかかる燃料圧力を調整するタイミングコントロー
ルバルブとを有する燃料噴射ポンプを備えると共に、タ
イマピストンの位置を検出するセンサと、エンジンの運
転条件に基づいてタイマピストンの目標位置を設定する
目標位置設定手段と、タイマピストンが目標位置になる
ようにタイミングコントロールバルブを制御する制御手
段とを備えるディーゼルエンジンにおいて、アイドリン
グ時のタイマピストンの目標位置への制御時にタイマピ
ストンの変化速度が基準値に対して小さい場合に燃料性
状が軽質であると判定する判定手段を設けたので、燃料
性状を正確に判定でき、使用燃料が寒冷期を外れた軽質
燃料かを判定できる。

【０１６６】第３の発明によれば、予圧燃料に応動して
噴射時期を設定するタイマピストンと、そのタイマピス
トンにかかる燃料圧力を調整するタイミングコントロー
ルバルブとを有する燃料噴射ポンプを備えると共に、タ
イマピストンの位置を検出するセンサと、エンジンの運
転条件に基づいてタイマピストンの目標位置を設定する
目標位置設定手段と、タイマピストンが目標位置になる
ようにタイミングコントロールバルブを制御する制御手
段とを備えるディーゼルエンジンにおいて、アイドリン
グ時にタイミングコントロールバルブの制御デューティ
比の変化量に対するタイマピストンの位置の変化量の比
が基準値に対して小さく、かつその制御デューティ比の
平均値が基準範囲外である場合に燃料性状が軽質である
と判定する判定手段を設けたので、燃料性状をより正確
に判定でき、使用燃料が寒冷期を外れた軽質燃料かを判
定できる。

【０１６７】第４の発明によれば、予圧燃料に応動して
噴射時期を設定するタイマピストンと、そのタイマピス
トンにかかる燃料圧力を調整するタイミングコントロー
ルバルブとを有する燃料噴射ポンプを備えると共に、タ
イマピストンの位置を検出するセンサと、エンジンの運
転条件に基づいてタイマピストンの目標位置を設定する
目標位置設定手段と、タイマピストンが目標位置になる
ようにタイミングコントロールバルブを制御する制御手
段とを備えるディーゼルエンジンにおいて、エンジンの
運転条件が定常運転のときは定常運転時用しきい値をし
きい値に設定し、エンジンの運転条件が加速運転のとき
は加速運転時用しきい値をしきい値に設定し、タイマピ
ストンの実際の位置と目標位置との差を、エンジンの運
転条件に基づき設定した前記しきい値と比較して燃料性
状を判定する判定手段を設けたので、定常運転から加速
運転を含めた広い運転条件下で、燃料性状を容易に判定
できる。

【０１６８】第５の発明によれば、予圧燃料に応動して
噴射時期を設定するタイマピストンと、そのタイマピス
トンにかかる燃料圧力を調整するタイミングコントロー
ルバルブとを有する燃料噴射ポンプを備えると共に、タ
イマピストンの位置を検出するセンサと、エンジンの運
転条件に基づいてタイマピストンの目標位置を設定する
目標位置設定手段と、タイマピストンが目標位置になる
ようにタイミングコントロールバルブを制御する制御手
段とを備えるディーゼルエンジンにおいて、エンジンの
運転条件が定常運転のときは定常運転時用しきい値をし
きい値に設定し、エンジンの運転条件が加速運転のとき
は加速運転時用しきい値をしきい値に設定し、タイマピ
ストンの目標位置の変化量に対する実際の位置の変化量
の比を、エンジンの運転条件に基づき設定した前記しき
い値と比較して燃料性状を判定する判定手段を設けたの
で、定常運転から加速運転を含めた広い運転条件下で、
燃料性状をより正確に判定できる。

【０１６９】第６の発明によれば、予圧燃料に応動して
噴射時期を設定するタイマピストンと、そのタイマピス
トンにかかる燃料圧力を調整するタイミングコントロー
ルバルブとを有する燃料噴射ポンプを備えると共に、タ
イマピストンの位置を検出するセンサと、エンジンの運
転条件に基づいてタイマピストンの目標位置を設定する
目標位置設定手段と、タイマピストンが目標位置になる
ようにタイミングコントロールバルブを制御する制御手
段とを備えるディーゼルエンジンにおいて、エンジンの
運転条件が定常運転のときは定常運転時用しきい値をし
きい値に設定し、エンジンの運転条件が加速運転のとき
は加速運転時用しきい値をしきい値に設定し、タイミン
グコントロールバルブの制御デューティ比の変化量に対
するタイマピストンの位置の変化量の比およびその制御
デューティ比の平均値を、エンジンの運転条件に基づき
設定した前記しきい値および所定の範囲値と比較して燃
料性状を判定する判定手段を設けたので、定常運転から
加速運転を含めた広い運転条件下で、燃料性状をより正
確に判定できる。

【０１７０】第７の発明によれば、第１〜第６の発明の
いずれかの燃料性状の判定に基づいて燃料噴射ポンプの
タイマピストンの目標位置を補正する位置補正手段を設
けたので、軽質燃料の使用時に失火等の運転性の悪化を
防止できる。

【０１７１】第８の発明によれば、第１〜第６の発明の
いずれかの燃料性状の判定に基づいて燃料噴射ポンプの
タイマピストンの目標位置を補正する位置補正手段と、
エンジンのアイドリング回転数を高く設定するアイドリ
ング回転数設定手段とを設けたので、軽質燃料の使用時
にアイドリング時の失火等を防止でき、噴射時期の制御
性が向上する。

【０１７２】第９の発明によれば、第１〜第６の発明の
いずれかの燃料性状の判定に基づいて燃料噴射ポンプの
タイマピストンの目標位置を補正する位置補正手段と、
タイマピストンの動作応答を速める応答速度増加手段と
を設けたので、軽質燃料の使用時に失火等を確実に防止
できると共に、噴射時期の制御性、加速時の噴射時期の
応答性が向上する。

【０１７３】第１０の発明によれば、応答速度増加手段
が、タイマピストンの目標位置と実際の位置との差に基
づくタイミングコントロールバルブの制御デューティ比
の比例制御分を増加するので、加速時の噴射時期の応答
性の向上によって、加速時のエミッションの悪化を未然
に防止できる。

【０１７４】第１１の発明によれば、応答速度増加手段
が、燃料噴射ポンプ内部の燃料圧力を設定するレギュレ
ーティングバルブの設定値を高める、即ちポンプ内圧を
直接制御するので、噴射時期の応答性の向上をより的確
に行える。

【０１７５】第１２の発明によれば、応答速度増加手段
が、燃料噴射ポンプのタイマピストンのスプリングのセ
ット荷重を下げるので、噴射時期の応答性の向上、制御
速度の制御をより的確に行える。

【０１７６】第１３の発明によれば、軽質燃料の使用時
にエンジンの最高回転数を制限するので、ポンプ破損を
防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の構成図である。

【図２】発明の構成図である。

【図３】発明の構成図である。

【図４】発明の構成図である。

【図５】実施例の噴射ポンプの断面図である。

【図６】ロータリソレノイドの斜視図である。

【図７】ロータリソレノイドの回転シャフトとコントロ
ールスリーブとの位置関係を示す図である。

【図８】タイマ部分の断面図である。

【図９】コントロールユニットに対する入出力の構成図
である。

【図１０】燃料噴射量の特性図である。

【図１１】第１の実施例の燃料性状判定のフローチャー
トである。

【図１２】第１の実施例の燃料性状判定のフローチャー
トである。

【図１３】その燃料性状判定の原理の説明図である。

【図１４】その燃料性状判定の原理の説明図である。

【図１５】第２の実施例の燃料性状判定のフローチャー
トである。

【図１６】その燃料性状判定の原理の説明図である。

【図１７】その燃料性状判定の原理の説明図である。

【図１８】第３の実施例の燃料性状判定のフローチャー
トである。

【図１９】第３の実施例の燃料性状判定のフローチャー
トである。

【図２０】そのしきい値の特性図である。

【図２１】その燃料性状判定の原理の説明図である。

【図２２】その燃料性状判定の原理の説明図である。

【図２３】その燃料性状判定の原理の説明図である。

【図２４】第４の実施例の燃料性状判定のフローチャー
トである。

【図２５】そのしきい値の特性図である。

【図２６】第５の実施例の燃料性状判定のフローチャー
トである。

【図２７】そのしきい値の特性図である。

【図２８】第６の実施例の噴射時期の補正制御のフロー
チャートである。

【図２９】基準噴射時期の特性図である。

【図３０】第７の実施例の噴射時期の補正制御のフロー
チャートである。

【図３１】第７の実施例の噴射時期の補正制御のフロー
チャートである。

【図３２】そのＰ分増加量の特性図である。

【図３３】第８の実施例の噴射時期の補正制御のフロー
チャートである。

【図３４】そのアイドル回転数増加量の特性図である。

【図３５】第９の実施例の噴射時期の補正制御のフロー
チャートである。

【図３６】レギュレーティングバルブソレノイドの配置
図である。

【図３７】第１０の実施例の噴射時期の補正制御のフロ
ーチャートである。

【図３８】タイマピストンスプリングソレノイドの配置
図である。

【図３９】第１１の実施例の噴射時期の補正制御および
エンジン回転数制限のフローチャートである。

【図４０】第１１の実施例のエンジン回転数制限のフロ
ーチャートである。

【図４１】その制限エンジン回転数の特性図である。

【図４２】エンジン回転数制限の例を示す説明図であ
る。

【図４３】エンジン回転数制限の例を示す説明図であ
る。

【図４４】従来例の燃料性状判定方法の説明図である。

【図４５】燃料温度と燃料粘度の関係を示す説明図であ
る。

【図４６】燃料粘度とタイマ駆動力・制御速度の関係を
示す説明図である。

【図４７】タイマの動作説明図である。

【符号の説明】

３ フィードポンプ ５ ポンプ室 ７ プランジャポンプ ９ カムディスク １０ フェイスカム １１ ローラリング １６ コントロールスリーブ ２１ ロータリソレノイド ２６ タイマピストン ２８ 高圧室 ３０ 低圧室 ３１ スプリング ３３ タイミングコントロールバルブ ３６ アクセル開度センサ ３７ 回転数センサ ３８ コントロールスリーブ位置センサ ３９ タイマピストン位置センサ ４０ 燃料温度センサ ４２ 警告灯 ４３ 車速センサ ４５ コントロールユニット ４７ レギュレーティングバルブ ４８ レギュレーティングバルブソレノイド ５０ タイマピストンスプリングソレノイド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−22052（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−150458（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−291453（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−272439（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−185832（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−185394（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−149177（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−184946（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 45/00 F02D 41/00 - 41/40 F02D 29/00 - 29/06 F02D 1/00 - 1/18

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予圧燃料に応動して噴射時期を設定する
   タイマピストンと、そのタイマピストンにかかる燃料圧
   力を調整するタイミングコントロールバルブとを有する
   燃料噴射ポンプを備えると共に、タイマピストンの位置
   を検出するセンサと、エンジンの運転条件に基づいてタ
   イマピストンの目標位置を設定する目標位置設定手段
   と、タイマピストンが目標位置になるようにタイミング
   コントロールバルブを制御する制御手段とを備えるディ
   ーゼルエンジンにおいて、アイドリング時にタイマピス
   トンの実際の位置と目標位置との差の絶対値が基準値に
   対して大きい場合に燃料性状が軽質であると判定する判
   定手段を設けたことを特徴とするディーゼルエンジンの
   燃料性状判別装置。
2. 【請求項２】 予圧燃料に応動して噴射時期を設定する
   タイマピストンと、そのタイマピストンにかかる燃料圧
   力を調整するタイミングコントロールバルブとを有する
   燃料噴射ポンプを備えると共に、タイマピストンの位置
   を検出するセンサと、エンジンの運転条件に基づいてタ
   イマピストンの目標位置を設定する目標位置設定手段
   と、タイマピストンが目標位置になるようにタイミング
   コントロールバルブを制御する制御手段とを備えるディ
   ーゼルエンジンにおいて、アイドリング時のタイマピス
   トンの目標位置への制御時にタイマピストンの変化速度
   が基準値に対して小さい場合に燃料性状が軽質であると
   判定する判定手段を設けたことを特徴とするディーゼル
   エンジンの燃料性状判別装置。
3. 【請求項３】 予圧燃料に応動して噴射時期を設定する
   タイマピストンと、そのタイマピストンにかかる燃料圧
   力を調整するタイミングコントロールバルブとを有する
   燃料噴射ポンプを備えると共に、タイマピストンの位置
   を検出するセンサと、エンジンの運転条件に基づいてタ
   イマピストンの目標位置を設定する目標位置設定手段
   と、タイマピストンが目標位置になるようにタイミング
   コントロールバルブを制御する制御手段とを備えるディ
   ーゼルエンジンにおいて、アイドリング時にタイミング
   コントロールバルブの制御デューティ比の変化量に対す
   るタイマピストンの位置の変化量の比が基準値に対して
   小さく、かつその制御デューティ比の平均値が基準範囲
   外である場合に燃料性状が軽質であると判定する判定手
   段を設けたことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料
   性状判別装置。
4. 【請求項４】 予圧燃料に応動して噴射時期を設定する
   タイマピストンと、そのタイマピストンにかかる燃料圧
   力を調整するタイミングコントロールバルブとを有する
   燃料噴射ポンプを備えると共に、タイマピストンの位置
   を検出するセンサと、エンジンの運転条件に基づいてタ
   イマピストンの目標位置を設定する目標位置設定手段
   と、タイマピストンが目標位置になるようにタイミング
   コントロールバルブを制御する制御手段とを備えるディ
   ーゼルエンジンにおいて、エンジンの運転条件が定常運
   転のときは定常運転時用しきい値をしきい値に設定し、
   エンジンの運転条件が加速運転のときは加速運転時用し
   きい値をしきい値に設定し、タイマピストンの実際の位
   置と目標位置との差を、エンジンの運転条件に基づき設
   定した前記しきい値と比較して燃料性状を判定する判定
   手段を設けたことを特徴とするディーゼルエンジンの燃
   料性状判別装置。
5. 【請求項５】 予圧燃料に応動して噴射時期を設定する
   タイマピストンと、そのタイマピストンにかかる燃料圧
   力を調整するタイミングコントロールバルブとを有する
   燃料噴射ポンプを備えると共に、タイマピストンの位置
   を検出するセンサと、エンジンの運転条件に基づいてタ
   イマピストンの目標位置を設定する目標位置設定手段
   と、タイマピストンが目標位置になるようにタイミング
   コントロールバルブを制御する制御手段とを備えるディ
   ーゼルエンジンにおいて、エンジンの運転条件が定常運
   転のときは定常運転時用しきい値をしきい値に設定し、
   エンジンの運転条件が加速運転のときは加速運転時用し
   きい値をしきい値に設定し、タイマピストンの目標位置
   の変化量に対する実際の位置の変化量の比を、エンジン
   の運転条件に基づき設定した前記しきい値と比較して燃
   料性状を判定する判定手段を設けたことを特徴とするデ
   ィーゼルエンジンの燃料性状判別装置。
6. 【請求項６】 予圧燃料に応動して噴射時期を設定する
   タイマピストンと、そのタイマピストンにかかる燃料圧
   力を調整するタイミングコントロールバルブとを有する
   燃料噴射ポンプを備えると共に、タイマピストンの位置
   を検出するセンサと、エンジンの運転条件に基づいてタ
   イマピストンの目標位置を設定する目標位置設定手段
   と、タイマピストンが目標位置になるようにタイミング
   コントロールバルブを制御する制御手段とを備えるディ
   ーゼルエンジンにおいて、エンジンの運転条件が定常運
   転のときは定常運転時用しきい値をしきい値に設定し、
   エ ンジンの運転条件が加速運転のときは加速運転時用し
   きい値をしきい値に設定し、タイミングコントロールバ
   ルブの制御デューティ比の変化量に対するタイマピスト
   ンの位置の変化量の比およびその制御デューティ比の平
   均値を、エンジンの運転条件に基づき設定した前記しき
   い値および所定の範囲値と比較して燃料性状を判定する
   判定手段を設けたことを特徴とするディーゼルエンジン
   の燃料性状判別装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかの燃料性状判別
   装置を設け、その燃料性状の判定に基づいて燃料噴射ポ
   ンプのタイマピストンの目標位置を補正する位置補正手
   段を設けたことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料
   噴射制御装置。
8. 【請求項８】 請求項１〜６のいずれかの燃料性状判別
   装置を設け、その燃料性状の判定に基づいて燃料噴射ポ
   ンプのタイマピストンの目標位置を補正する位置補正手
   段と、エンジンのアイドリング回転数を高く設定するア
   イドリング回転数設定手段とを設けたことを特徴とする
   ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
9. 【請求項９】 請求項１〜６のいずれかの燃料性状判別
   装置を設け、その燃料性状の判定に基づいて燃料噴射ポ
   ンプのタイマピストンの目標位置を補正する位置補正手
   段と、タイマピストンの動作応答を速める応答速度増加
   手段とを設けたことを特徴とするディーゼルエンジンの
   燃料噴射制御装置。
10. 【請求項１０】 前記応答速度増加手段は、タイマピス
    トンの目標位置と実際の位置との差に基づくタイミング
    コントロールバルブの制御デューティ比の比例制御分を
    増加するようになっている請求項９に記載のディーゼル
    エンジンの燃料噴射制御装置。
11. 【請求項１１】 前記応答速度増加手段は、燃料噴射ポ
    ンプ内部の燃料圧力を設定するレギュレーティングバル
    ブの設定値を高めるようになっている請求項９に記載の
    ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
12. 【請求項１２】 前記応答速度増加手段は、燃料噴射ポ
    ンプのタイマピストンのスプリングのセット荷重を下げ
    るようになっている請求項９に記載のディーゼルエンジ
    ンの燃料噴射制御装置。
13. 【請求項１３】 請求項１〜６のいずれかの燃料性状判
    別装置の判定に基づいて、エンジンの最高回転数を制限
    する燃料噴射ポンプ破損防止手段を設けたことを特徴と
    するディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。