JPH0914033A - エンジンの燃料噴射時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、電磁弁でタイマピストンの位置を
調整して燃料噴射時期を制御するエンジンの燃料噴射時
期制御装置に関し、多数の試験工数を要することなくタ
イマピストンの揺らぎ現象を抑制できるようにすること
を目的とする。 【構成】 油圧に応じてタイマピストンを移動させて燃
料噴射弁からの燃料噴射時期を変更しうるタイマと、所
要のデューティ比に制御されながら該タイマへの供給油
圧を調整するタイマ制御用電磁弁３９と、エンジンの運
転状態に応じて該電磁弁のデューティ比を決定するデュ
ーティ比決定手段４３と、電磁弁の応答速度を上回る周
波数の高周波信号を発生する高周波信号発生手段４２
と、高周波信号発生手段４２から出力された信号に基づ
く周波数を有し且つデューティ比決定手段４３で決定し
たデューティ比に応じたオン・オフ信号に基づいて電磁
弁３９を制御する制御手段４４とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンの
燃料噴射ポンプの制御に用いて好適のエンジンの燃料噴
射時期制御装置に関し、特に、電磁弁を通じてタイマピ
ストンの位置を調整することで燃料噴射時期を制御しう
る、エンジンの燃料噴射時期制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプに
は、図８に示すような構成のものがある。この図８に示
す燃料噴射ポンプは、いわゆる電子制御式の分配型燃料
噴射ポンプであり、図８において、１０はポンプ本体で
あり、ポンプ本体１０の内部には、ベーン式のフィード
ポンプ１１がそなえられている。ここでは、フィードポ
ンプ１１については、本来の側面図に並べて９０°だけ
図示角度を変えた正面図についても示している。

【０００３】このフィードポンプ１１は、エンジンの回
転で作動するドライブシャフト１２で回転駆動されて、
燃料タンクからの燃料を圧送する。このフィードポンプ
１１から出力された燃料は、ポンプ本体１０の内部のポ
ンプ室１３に送られて、ポンプ室１３から通路１４を通
って燃料圧送用プランジャ１５へと送給される。通路１
４には燃料カット用マグネットバルブ１６が介装され
る。

【０００４】プランジャ１５は、ポンプ本体１０に形成
されたプランジャ室１７内を進退しながら、内部に形成
された連通口１７Ａを介して、通路１４からの燃料を通
路１８からデリバリバルブ１９へと供給する。このよう
なプランジャ１５の進退駆動は、プランジャ１５の一端
に結合されたカムディスク２０の作用により行なわれ
る。

【０００５】つまり、プランジャ１５及びカムディスク
２０は、ドライブシャフト１２でエンジン回転に応じて
回転駆動される。また、カムディスク２０は、プランジ
ャ１５を介してスプリング２１で付勢されることで、ロ
ーラホルダ２２に軸支されたローラ２３に当接してい
る。なお、ローラホルダ２２は、ドライブシャフト１２
の軸心線方向へは移動ぜず、また、通常時（後述する回
転位相の調整時以外）はドライブシャフト１２の軸心回
りに回転することはない。これにより、カムディスク２
０は、そのカムプロフィルに応じてローラ２３に排動さ
れながら、軸方向へ移動する。このようにして、プラン
ジャ１５が進退して、所要のタイミングで燃料の供給を
行なうのである。

【０００６】なお、通路１８，デリバリバルブ１９は各
気筒毎に設けられている。例えば４気筒エンジンの場合
には、通路１８，デリバリバルブ１９も４つ設けられる
ことになる。また、ローラ２３は、図９に示すように、
ローラホルダ２２に複数（ここでは、４つ）設けられて
おり、カムディスク２０のカムプロフィルもこれに応じ
たものになっている。これにより、カムディスク２０が
１回転するとプランジャ１５は４回駆動されることにな
り、この４回のプランジャ１５の作動に応じて、例えば
４つの気筒のそれぞれに順に燃料が供給されるようにな
る。

【０００７】なお、燃料の噴射量制御のために、プラン
ジャ１５の外周を進退してプランジャ１５の圧送ストロ
ークを調整するコントロールスリーブ２４と、このコン
トロールスリーブ２４を駆動するガバナ（ここではエレ
クトリックガバナ）２５とが設けられている。さらに、
図８中、２６はレギュレータバルブ、２７はドライブシ
ャフト１２の回転速度を検出するセンシングギヤプレー
ト、２８は燃料温度センサであり、２９はポンプ室１３
内の過剰な燃料を燃料タンクへ戻すオーバフローバルブ
であって、チェックバルブをそなえている。

【０００８】ところで、このような燃料噴射ポンプで
は、燃料の噴射タイミングを制御するために、タイマ３
０が設けられている。タイマ３０には、ローラ２３の回
転方向位置を変更するタイマピストン３１がそなえられ
れている。なお、このタイマピストン３１についても、
便宜上、９０°だけ図示角度を変えた正面図で示してい
る。

【０００９】このタイマピストン３１は、図８，図９に
示すように、ポンプ本体１０に形成されたシリンダ３２
内で進退しながら、ピストンピン３３を通じてローラホ
ルダ２２を微小回転させる。つまり、タイマピストン３
１は、中間部にピストンピン３３をピン結合され、その
一端にはポンプ室１３内の燃料圧を導かれる第１圧力室
３４が設けられ、他端には吸入側燃料圧（フィードポン
プ１１の上流側の燃料圧）を導かれる第２圧力室３５が
設けられる。

【００１０】また、タイマピストン３１には、ポンプ室
１３と第１圧力室３４とを連通する通路３６が設けら
れ、この通路３６にはオリフィス３７が介設されてい
る。さらに、第２圧力室３５内には、タイマピストン３
１を一端側（第１圧力室３４方向）へ付勢するタイマス
プリング３８がそなえられる。そして、第１圧力室３４
内の燃料圧と、第２圧力室３５内の燃料圧及びタイマス
プリング３８の付勢力とのバランスによって、タイマピ
ストン３１の位置が決定する。例えば図９の（Ａ）に示
す状態よりも第１圧力室３４内の燃料圧が高くなると、
図９の（Ｂ）に示すように、タイマピストン３１が図中
左方へ移動するが、この時には、燃料噴射タイミングは
進角側へ調整される。逆に、第１圧力室３４内の燃料圧
が低くなると、タイマピストン３１が図中右方へ移動し
て、燃料噴射タイミングは遅角側へ調整される。

【００１１】例えば、エンジンの回転速度が高まると、
フィードポンプ１１からの出力圧が高まって、ポンプ室
１３内の燃料圧も高まり、第１圧力室３４が高圧にな
る。したがって、タイマピストン３１が図中左方へ移動
して、燃料噴射タイミングが進角側へ調整されることに
なる。さらに、このポンプの場合、図８に示すように、
第１圧力室３４側と第２圧力室３５側との圧力バランス
を調整しうるタイミングコントロールバルブ（ＴＣＶ）
３９が設けられており、様々なパラメータに基づいて燃
料噴射タイミングを調整しうるようになっている。

【００１２】つまり、タイミングコントロールバルブ３
９は、電子制御式の電磁弁であり、デューティ制御によ
りその開度（単位時間当たりの開弁時間）を調整され
る。したがって、タイミングコントロールバルブ３９を
デューティ制御することで、バルブ３９の開度に応じて
第１圧力室３４側と第２圧力室３５側との圧力差が適宜
調整（ここでは減少側へ調整）され、タイマピストン３
１の位置が調整されることになり、この結果、燃料噴射
タイミングが調整される。

【００１３】このようなタイミングコントロールバルブ
３９の駆動は、図示しないタイミングコントロールバル
ブドライバ（ＴＣＶドライバ）により行なわれるが、こ
のＴＣＶドライバは、図示しないコントローラにより目
標燃料噴射量Ｑやエンジン回転数Ｎｅに応じて作動を制
御される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、タイミング
コントロールバルブ３９をデューティ制御する場合、一
定の周波数で駆動電流パルスを発しながら制御を行なう
ことになるが、この時の駆動周波数がエンジンの回転数
の整数倍に近づくと、燃料噴射時期が変動することがあ
る。この現象は「揺らぎ」と呼ばれ、この「揺らぎ」
は、近接した異なる２つの周波数の干渉により生じるい
わゆる「うなり」の現象と考えられる。

【００１５】例えば図１０の曲線Ｓは、この揺らぎ現象
を示す実験データであり、エンジン回転数Ｎｅを１８０
０ｒｐｍの近傍とし、タイミングコントロールバルブ３
９の駆動周波数を６０Ｈｚとした条件下での実験結果を
示す。横軸が時間、縦軸がタイマピストン３１の位置
（ＴＰＳ）であり、曲線Ｃ１がＴＰＳの変動特性を示し
ているが、ＴＰＳが比較的長周期（約１秒）で振動して
いることがわかる。

【００１６】これは、エンジン回転数Ｎｅが正確に１８
００ｒｐｍ（＝３０Ｈｚ）であれば、タイミングコント
ロールバルブ３９の駆動周波数６０Ｈｚは丁度エンジン
回転数Ｎｅの２倍になるが、エンジン回転数Ｎｅが１８
００ｒｐｍに近いが正確に１８００ｒｐｍではないため
に、このような「うなり」のような現象が生じるものと
考えられる。

【００１７】そこで、エンジン回転数Ｎｅを１７７０ｒ
ｐｍ（＝２９．５Ｈｚ）としてタイミングコントロール
バルブ３９の駆動周波数を６０Ｈｚとした場合をシミュ
レーションしてみると、図１１に示すように、上述の図
１０に示す実験結果とほぼ同様の特性が現れる。このよ
うな揺らぎ現象の原因は、オリフィス３７が一定に作用
し且つタイミングコントロールバルブ３９の開度が一定
のときには、タイマピストン３１の両端の差圧により、
各圧力室３４，３５での燃料の流入出即ちタイマピスト
ン３１の位置が支配される。したがって、差圧変動が揺
らぎ（即ち、タイマピストン３１の変位）の原因と考え
られる。

【００１８】そこで、さらに、差圧変動の要因を考える
と、ポンプ室１３の圧力変動、及び、タイマピストン３
１のシリンダ３２内の圧力変動が考えられる。このう
ち、ポンプ室１３の圧力変動は、フィードポンプ１１の
吐出圧の変動によるものや、プランジャ１５の燃料圧送
スピルによるもの等が考えられる。また、タイマピスト
ンシリンダ３２内の圧力変動は、カムディスク２０がロ
ーラ２３を乗り越える時の反力がピストンピン３３を通
じて伝達されることによるものや、タイマピストン３１
の質量とタイマスプリング３８の弾性特性とによる共振
によるものなどが考えられる。

【００１９】これらのなかでも、特に、影響が大きいも
のが、カムディスクの乗り越え時の反力である。この反
力は、カムディスクの乗り越え時にタイマピストン３１
の動きにより、タイマピストン３１の両端（即ち、両圧
力室３４，３５）の流入圧がともに変動するため、単純
に考えると、ポンプ室１３の圧力変動の２倍の影響があ
る。しかも、タイマピストン３１に作用する強制圧自体
も変動が大きいため、最も影響が大きいと言える。な
お、このカムディスクの乗り越え時の反力は、４気筒エ
ンジンの場合、エンジン回転数Ｎｅの２倍の周波数をも
ち、振幅はほぼ一定である。

【００２０】このような揺らぎ現象を回避するには、以
下のような手段が考えられる。 （１）つまり、図１２中の直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に示す
ように、タイミングコントロールバルブ３９の駆動周波
数をエンジン回転との共振点、即ちエンジン回転数Ｎ
ｅ，又はエンジン回転数Ｎｅの２倍値（＝２Ｎｅ），又
はエンジン回転数Ｎｅの４倍値（＝４Ｎｅ）と完全に同
期させる。この技術は、例えば特公昭６３−８２９８号
公報に開示されている。

【００２１】（２）図１２中の破線Ｌ４に示すように、
タイミングコントロールバルブ３９の駆動周波数をエン
ジン回転数Ｎｅに対して鋸刃状に変更しながら、タイミ
ングコントロールバルブ３９の駆動周波数がエンジン回
転との共振点、即ちエンジン回転数Ｎｅや２Ｎｅや４Ｎ
ｅに接近しないようにする。この技術は、例えば特公平
１−１９０５９号公報に開示されている。

【００２２】これらの手段は、図１３に示すように、タ
イミングコントロールバルブとエンジンとの周波数差が
離れるほど、揺らぎ（ピストン振幅）が減少するという
特性による。図１３中、Ｎｅを付す特性はタイミングコ
ントロールバルブの作動周波数をエンジン回転数Ｎｅの
近傍にした場合のもので、２＊Ｎｅを付す特性はタイミ
ングコントロールバルブの作動周波数をエンジン回転数
Ｎｅの２倍の近傍にした場合のもので、４＊Ｎｅを付す
特性はタイミングコントロールバルブの作動周波数をエ
ンジン回転数Ｎｅの４倍の近傍にした場合のものであ
る。

【００２３】（１）の解決手段に着目すると、上述の特
公昭６３−８２９８号公報は、燃料フィード圧に基づい
て、開閉弁（タイミングコントロールバルブ）の作動周
波数を機関回転数の整数倍（例えば２倍）となるように
制御することで、開閉弁の作動周期を燃料フィード圧の
圧力変動周期と同期させて、燃料フィード圧の圧力変動
を減少させ、燃料噴射時期を精度よく制御しようとする
技術である。

【００２４】しかしながら、この技術では、燃料フィー
ド圧を検出してこの圧力に基づいて開閉弁の作動を制御
するため、以下のような不具合がある。ます、上述のゆ
らぎ現象に対しては、燃料フィード圧の影響は比較的小
さいので、燃料フィード圧に基づいた制御は必ずしも適
切ではない。また、燃料噴射時期が変化するごとに開閉
弁の駆動開始時期も変化するため、開閉弁の駆動終了時
期（即ち、デューティ幅）の設定が複雑になる。逆に、
開閉弁の駆動終了時期を回転位相に同期させようとする
と開閉弁の駆動開始時期を正しく設定できないので開閉
弁の開度制御（即ち、デューティ制御）を行なえない。

【００２５】さらに、機関のクランク角に対して、検出
した燃料フィード圧情報に基づく信号を同期させるのに
工夫が必要になる。これは、燃料フィード圧の立ち上が
りは噴射時期に同期するがクランク角とは関連なく、ま
た、燃料フィード圧の立ち下がりは噴射量に依存するが
やはりクランク角とは関連ないためである。また、
（２）の技術は、複数の周波数をエンジン回転数（回転
速度）に応じて選択するため、エンジン回転数の設定
や、タイマピストン位置とエンジン回転数とタイミング
コントロールバルブの駆動デューティとの関係の設定等
に多数の試験工程がかかってしまう。

【００２６】なお、特開平１−３０００３７号，特開平
４−３４７３４６号，特公平３−２５６２６号の各公報
にも、ディーゼルエンジン等のエンジンの燃料噴射時期
制御に関する技術が開示されているが、これらの技術
は、上述のような揺らぎ現象に関して具体的に着目して
おらず、また、かかる現象を適切に回避しうるものでは
ない。

【００２７】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、電磁弁を通じてタイマピストンの位置を調整する
ことで燃料噴射時期を制御しうる装置において、多数の
試験工程を要することなくタイマピストンの揺らぎ現象
を抑制できるようにして燃料噴射時期を適切に制御でき
るようにした、エンジンの燃料噴射時期制御装置を提供
することを目的とする。

【００２８】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明のエンジンの燃料噴射時期制御装置は、供給さ
れる油圧に応じてタイマピストンを移動させることで燃
料噴射弁から噴射されるエンジンの燃料噴射時期を変更
しうるタイマと、所要のデューティ比に制御されながら
該タイマへ供給される油圧を調整するタイマ制御用電磁
弁と、該エンジンの運転状態に応じて該電磁弁の該デュ
ーティ比を決定するデューティ比決定手段と、該電磁弁
の応答速度を上回る周波数の高周波信号を発生する高周
波信号発生手段と、上記の高周波信号発生手段から出力
された信号に基づく周波数を有し且つ該デューティ比決
定手段で決定したデューティ比に応じたオン・オフ信号
に基づいて該電磁弁を制御する制御手段とから構成され
ていることを特徴としている。

【００２９】請求項２記載の本発明のエンジンの燃料噴
射時期制御装置は、請求項１記載の構成において、上記
の高周波信号の周波数が８０Ｈｚ以上に設定されている
ことを特徴としている。請求項３記載の本発明のエンジ
ンの燃料噴射時期制御装置は、供給される油圧に応じて
タイマピストンを移動させることで燃料噴射弁から噴射
されるエンジンの燃料噴射時期を変更しうるタイマと、
所要のデューティ比に制御されながら該タイマへ供給さ
れる油圧を調整するタイマ制御用電磁弁と、該電磁弁に
駆動用電力を供給するための駆動回路と、該エンジンの
運転状態に応じて該電磁弁の該デューティ比を決定する
デューティ比決定手段と、所要の周波数を有し且つ該デ
ューティ比決定手段で決定したデューティ比に応じたオ
ン・オフ信号に基づき該駆動回路を通じて該電磁弁を制
御する制御手段とをそなえ、該駆動回路に、該制御手段
からの制御信号に対する該電磁弁への駆動用電力供給の
応答性を低下させる時定数低下手段がそなえられている
ことを特徴としている。

【００３０】

【作用】上述の請求項１記載の本発明のエンジンの燃料
噴射時期制御装置では、タイマが、供給される油圧に応
じてタイマピストンを移動させるようにして、燃料噴射
弁から噴射されるエンジンの燃料噴射時期を変更する。
このとき、デューティ比決定手段がエンジンの運転状態
に応じてデューティ比を決定して、高周波信号発生手段
が、タイマ制御用電磁弁の応答速度を上回る周波数の高
周波信号を発生する。そして、制御手段が、上記の高周
波信号発生手段から出力された信号に基づく周波数を有
し且つ該デューティ比決定手段で決定したデューティ比
に応じたオン・オフ信号に基づいてタイマ制御用電磁弁
を制御する。

【００３１】これにより、タイマ制御用電磁弁が所要の
デューティ比に制御されながら該タイマへ供給される油
圧を調整して、タイマピストンがこの油圧に応じて適宜
移動するが、タイマ制御用電磁弁は、この電磁弁の応答
速度を上回る高い周波数で駆動されるので、電磁弁の１
周期あたりの移動量は小さなものになり、電磁弁を通じ
て制御されるタイマピストンの揺らぎ現象も僅かなもの
に抑制される。

【００３２】上述の請求項２記載の本発明のエンジンの
燃料噴射時期制御装置では、上記の高周波信号発生手段
が、タイマ制御用電磁弁の応答速度を上回るように８０
Ｈｚ以上に設定された周波数の高周波信号を発生する。
上述の請求項３記載の本発明のエンジンの燃料噴射時期
制御装置では、タイマが、供給される油圧に応じてタイ
マピストンを移動させるようにして、燃料噴射弁から噴
射されるエンジンの燃料噴射時期を変更する。

【００３３】このとき、デューティ比決定手段がエンジ
ンの運転状態に応じてデューティ比を決定して、制御手
段が、所要の周波数を有し且つ該デューティ比決定手段
で決定したデューティ比に応じたオン・オフ信号に基づ
き駆動回路を通じてタイマ制御用電磁弁を制御して、タ
イマピストンを移動させる。これにより、タイマ制御用
電磁弁が所要のデューティ比に制御されながら該タイマ
へ供給される油圧を調整して、タイマピストンがこの油
圧に応じて適宜移動するが、駆動回路を通じてタイマ制
御用電磁弁に供給される電力は、時定数低下手段によっ
て、該制御手段からの制御信号に対する該電磁弁への駆
動用電力供給の応答性を低下されるので、電磁弁の１周
期あたりの移動量は小さくなり、この電磁弁を通じて制
御されるタイマピストンの揺らぎ現象も僅かなものに抑
制される。

【００３４】

【実施例】以下、図面により、本発明の実施例について
説明する。まず、第１実施例を説明すると、図１〜図４
は本発明の第１実施例としてのエンジンの燃料噴射時期
制御装置を示すものであるが、このエンジンの燃料噴射
時期制御装置は、従来技術として既に説明したように、
図８，図９に示すような電子制御式の分配型燃料噴射ポ
ンプに適用される。そこで、図８，図９を参照して、こ
の分配型燃料噴射ポンプから簡単に説明する。

【００３５】本エンジンの燃料噴射時期制御装置をそな
える燃料噴射ポンプは、図８に示すように、ポンプ本体
１０の内部に、エンジン駆動のドライブシャフト１２で
回転駆動されるベーン式フィードポンプ１１をそなえ、
このフィードポンプ１１で、燃料タンクからの燃料をポ
ンプ本体１０の内部のポンプ室１３に圧送し、更に、通
路１４を経て燃料圧送用プランジャ１５へと送給するよ
うになっている。通路１４には、燃料カット用マグネッ
トバルブ１６が設けられる。

【００３６】プランジャ１５はプランジャ室１７内を進
退するが、このプランジャ１５の位置に応じて、通路１
４側の燃料をプランジャ室１７に吸入して、連通口１７
Ａを介して通路１８からデリバリバルブ１９へと圧送す
るようになっている。なお、通路１８，デリバリバルブ
１９は各気筒毎に設けられている。また、プランジャ１
５は、その一端に結合されたカムディスク２０を通じて
進退駆動されるようになっている。

【００３７】すなわち、カムディスク２０は、プランジ
ャ１５に装着されたスプリング２１でローラホルダ２２
に軸支されたローラ２３に付勢されており、プランジャ
１５及びカムディスク２０がドライブシャフト１２で回
転駆動されると、カムディスク２０は、そのカムプロフ
ィルに応じてローラ２３に排動されながら、軸方向へ移
動して、プランジャ１５を進退させて、所要のタイミン
グで燃料の供給を行なうようになっている。

【００３８】ローラ２３は、図９に示すように、ローラ
ホルダ２２に複数（ここでは、４つ）設けられており、
カムディスク２０のカムプロフィルもこれに応じたもの
になっている。これにより、カムディスク２０が１回転
するとプランジャ１５は４回駆動されることになり、こ
の４回のプランジャ１５の作動に応じて、例えば４つの
気筒のそれぞれに順に燃料が供給されるようになってい
る。

【００３９】また、燃料の噴射量制御のためのコントロ
ールスリーブ２４，このコントロールスリーブ２４を駆
動するガバナ（ここではエレクトリックガバナ）２５の
ほか、レギュレータバルブ２６，ドライブシャフト１２
の回転速度を検出するセンシングギヤプレート２７，燃
料温度センサ２８，ポンプ室１３内の過剰な燃料を燃料
タンクへ戻すチェックバルブ付きオーバフローバルブ２
９も設けられる。

【００４０】そして、ローラ２３の回転方向位置を変更
するために、タイマピストン３１をそなえたタイマ３０
が設けられている。タイマピストン３１は、図８，図９
に示すように、ポンプ本体１０に形成されたシリンダ３
２内で進退しながら、ピストンピン３３を通じてローラ
ホルダ２２を微小回転させる。タイマピストン３１は、
中間部にピストンピン３３をピン結合され、一端にはポ
ンプ室１３内の燃料圧を導かれる第１圧力室３４が設け
られ、他端には吸入側燃料圧（フィードポンプ１１の上
流側の燃料圧）を導かれる第２圧力室３５が設けられて
いる。また、タイマピストン３１には、ポンプ室１３と
第１圧力室３４とを連通する通路３６が設けられ、この
通路３６にはオリフィス３７が介設されている。さら
に、第２圧力室３５内には、タイマピストン３１を一端
側（第１圧力室３４方向）へ付勢するタイマスプリング
３８がそなえられる。

【００４１】これにより、第１圧力室３４内の燃料圧
と、第２圧力室３５内の燃料圧及びタイマスプリング３
６の付勢力とのバランスによって、タイマピストン３１
の位置が決定するが、このポンプの場合、図８に示すよ
うに、第１圧力室３４側と第２圧力室３５側との圧力バ
ランスを調整しうるタイマ制御用電磁弁としてのタイミ
ングコントロールバルブ（ＴＣＶ）３９が設けられてお
り、様々なパラメータに基づいて燃料噴射タイミングを
調整しうるようになっている。

【００４２】このタイミングコントロールバルブ３９
は、電子制御式電磁弁であり、デューティ制御によりそ
の開度（単位時間当たりの開弁時間）を調整されるよう
になっており、このタイミングコントロールバルブ３９
をデューティ制御することで、バルブ３９の開度に応じ
て第１圧力室３４側と第２圧力室３５側との圧力差が適
宜調整（ここでは減少側へ調整）され、タイマピストン
３１の位置が調整されることになり、この結果、燃料噴
射タイミングが調整されるようになっている。

【００４３】このようなタイミングコントロールバルブ
３９の駆動は、図１に示すようなタイミングコントロー
ルバルブソレノイド（ＴＣＶソレノイド）４０Ａへの電
流制御により行われるが、この電流制御は、制御手段と
してのＥＣＵ（電子制御ユニット）４１により目標燃料
噴射量Ｑやエンジン回転数Ｎｅに応じて作動を制御され
る。本燃料噴射時期制御装置では、このようなタイミン
グコントロールバルブ３９の駆動制御に特徴があるが、
この説明の前に、図２のタイマピストン３１の駆動制御
モデルを参照しながら、ＥＣＵ４１を通じて行なうタイ
マピストン３１の駆動制御を説明する。

【００４４】タイマピストン３１の位置は、高圧側の第
１圧力室３４側に加わる圧力（高圧側の第１圧力室３４
と低圧側の第２圧力室３５内との差の圧力〕と、低圧側
の第２圧力室側から加わるタイマスプリング３８のバネ
力との均衡したところに決まる。タイマピストン３１の
駆動制御はこのような観点から行なわれる。つまり、図
２に示すように、高圧側の第１圧力室３４からタイマピ
ストン３１に作用する圧力方向を正とすると、タイマピ
ストン３１には、高圧側の第１圧力室３４内の圧力Ｐ１
〔Ｂ１参照〕と、この第１圧力室３４に作用する元圧変
動（フィードポンプ吐出圧の変動する圧力影響）Ｐ３
〔Ｂ３参照〕とが正方向に加わり、低圧側の第２圧力室
３５内の圧力Ｐ２〔Ｂ２参照〕が負方向に加わる。

【００４５】また、タイミングコントロールバルブ３９
による第１圧力室３４から第２圧力室３５への圧力調整
分Ｐｃが、正方向圧力を減少させ〔ａ１参照〕、正方向
圧力を増加させる〔ａ２参照〕。第１圧力室３４へ進入
する燃料の流量は、ポンプ室１３側とタイマシリンダ３
２側（第１圧力室３４側）との圧力差の平方根に比例し
〔Ｂ５参照〕、これにオリフィス３７の流量係数（オリ
フィス係数）を乗算したものである〔Ｂ６参照〕。同様
に、タイマシリンダ３２側（第１圧力室３４側）から流
出する燃料量は、シリンダ圧と低圧〔Ｂ２参照〕とのさ
の平方根に比例するが、この流量は、タイミングコント
ロールバルブ３９のオン・オフ状態〔Ｂ７参照〕に応じ
て変化する。タイマピストン３１の位置は、これらのシ
リンダ３２への燃料の流入出量によって決まる。

【００４６】このため、タイミングコントロールバルブ
３９を制御してタイマシリンダ３２への燃料の流入出量
を変えれば、ピストン位置は変化する。そして、エンジ
ン回転数Ｎｅと噴射量Ｑとに対応してタイミングコント
ロールバルブ３９のオン・オフの割合（即ち、デューテ
ィ比）を設定すれば、燃料噴射時期を制御することがで
き、さらに、実際の燃料噴射時期を検出することによっ
て燃料噴射時期をデューティ制御することもできる。

【００４７】例えば、図２に示すような更なる処理（Ｂ
８〜Ｂ１５，ａ３〜ａ５，ｄ１，ｄ２）によってタイマ
ピストンを制御することもできる。そして、ＥＣＵ４１
によるタイミングコントロールバルブ３９自体の駆動制
御系は、図１に示すように構成される。つまり、ＥＣＵ
４１には、高周波信号発生手段４２と、デューティ比決
定手段４３と、タイミングコントロールバルブ制御手段
４４と、駆動回路４５とがそなえられる。

【００４８】高周波信号発生手段４２は、電磁弁即ちタ
イミングコントロールバルブ３９の応答速度を上回るよ
うな高い周波数ｆ１の周波数信号を発生するようになっ
ている。つまり、タイミングコントロールバルブ３９
は、デューティ比決定手段４３で決定したデューティ比
でオン・オフ制御されながら開度（単位時間当たりの開
放時間）を調整されるが、高周波信号発生手段４２は、
このオン・オフ制御に関する駆動周波数の信号を発生す
るものである。

【００４９】タイミングコントロールバルブ３９は、そ
の駆動周波数が高いほどその駆動周期は短くなって、１
駆動周期内での移動量も制限されるようになるが、タイ
ミングコントロールバルブ３９の応答速度を上回る周波
数ｆ１とは、１駆動周期内でタイミングコントロールバ
ルブ３９が全ストロークを移動しきることのできないよ
うな短い周期に設定しうる周波数である。なお、タイミ
ングコントロールバルブ３９の応答特性によるが、一般
的なタイミングコントロールバルブ３９の応答特性に対
しては、このような周波数ｆ１を、例えば８０Ｈｚ程度
以下の値に設定することで応答速度を上回るようにする
ことができる。

【００５０】また、デューティ比決定手段４３は、エン
ジンの運転状態に応じてタイミングコントロールバルブ
（電磁弁）３９のデューティ比を決定するもので、目標
ピストン位設定手段４７で設定されたタイマピストン３
１の目標位置（目標ピストン位置）に応じてデューティ
比を決定する。なお、目標ピストン位設定手段４７で
は、燃料噴射量（燃料噴射時間）Ｑ及びエンジン回転数
Ｎｅに基づいて目標ピストン位置を設定する。

【００５１】そして、本実施例では、デューティ比決定
手段４３は、このデューティ比に対応したタイミングコ
ントロールバルブ３９のコイル３９Ａへの励磁時間（オ
ン制御時間）ｔ１を例えばマップに基づいて設定するよ
うになっている。つまり、デューティ比が決まれば、制
御周期にこのデューティ比を乗算することで、励磁時間
ｔ１を算出することができ、周波数ｆ１に応じたマップ
を用意して、これらのマップを適宜用いることでデュー
ティ比に応じた励磁時間ｔ１を設定するようになってい
る。

【００５２】制御手段４４は、オン・オフ信号に基づい
てタイミングコントロールバルブ３９を制御するもの
で、このオン・オフ信号は、高周波信号発生手段４２か
ら出力された信号に基づく周波数ｆ１を有し、且つ、デ
ューティ比決定手段４３で決定したオン・オフの割合
（即ち、デューティ比）を有している。このため、制御
手段４４は、図１に示すように、０クロス検出器４４Ａ
と、三角波発生器４４Ｂと、コンパレータ４４Ｃと、ア
ンド回路４４Ｄとをそなえている。

【００５３】このうち、０クロス検出器４４Ａは周波数
信号Ｗ１の０クロスを検出するが、周波数信号Ｗ１が入
力されていれば三角波発生器４４Ｂ及びアンド回路４４
Ｄにオン信号を出力し、また、０クロスを検出時には、
三角波発生器４４Ｂに検出信号を出力する。三角波発生
器４４Ｂは、この０クロス検出器４４Ａからのオン信号
で三角波信号を派生して出力するが、この三角波信号は
０クロス検出信号によってリセットされる。

【００５４】また、コンパレータ４４Ｃは、三角波発生
器４４Ｂからの三角波信号の出力値と、デューティ比決
定手段４３で求められたタイミングコントロールバルブ
３９の励磁時間信号の出力値とを比較するもので、三角
波信号の出力値が励磁時間信号の出力値よりも小さけれ
ば、オン信号（励磁信号）を出力し、三角波信号の出力
値が励磁時間信号の出力値以上になったら、オフ信号
（励磁停止信号）を出力するようらになっている。

【００５５】さらに、アンド回路４４Ｄは、コンパレー
タ４４Ｃからのオン信号が出力されたときに、同時に０
クロス検出器４４Ａからオン信号が出力されていたら、
オン信号（励磁信号）を駆動回路４５に出力するように
なっている。駆動回路４５は、電源４５Ａとトランジス
タ４５Ｂとを有しており、トランジスタ４５Ｂはスイッ
チング回路として機能し、アンド回路４４Ｄからオン信
号を受けると、タイミングコントロールバルブ３９のコ
イルに電源４５Ａからの電力を供給しタイミングコント
ロールバルブ３９のコイル３９Ａを励磁するようになっ
ている。

【００５６】本発明の第１実施例としてのエンジンの燃
料噴射時期制御装置は、上述のように構成されているの
で、燃料の噴射にあたっては、ＥＣＵ４１により、噴射
時期及び噴射時間（噴射量）を設定しながら、設定され
た噴射時期及び噴射時間に応じて噴射弁を駆動する。こ
のとき、噴射時期の制御は、タイマピストン３１の位置
調整により行われるが、この位置調整には、タイミング
コントロールバルブ３９をデューティ制御しながらタイ
マピストン３１に加わる油圧（燃料圧）を調整しながら
行なう。

【００５７】このタイミングコントロールバルブ３９の
制御は、タイミングコントロールバルブ制御手段４４を
通じて以下のように行われる。つまり、この制御時に
は、高周波信号発生手段４２から周波数ｆ１を有する周
波数信号Ｗ１が発生される。また、デューティ比決定手
段４３は、タイマピストン３１の目標位置（目標ピスト
ン位置）に応じてデューティ比を決定して、さらに、マ
ップに基づいて、デューティ比及び駆動周期に対するタ
イミングコントロールバルブ３９の励磁時間ｔ１を設定
する。

【００５８】そして、制御手段４４が、デューティ比決
定手段４３から、励磁時間に応じた励磁信号を受けて、
各励磁周期において励磁時間ｔ１分だけオン信号を出力
してタイミングコントロールバルブ３９のコイル３９Ａ
を励磁する。これにより、タイミングコントロールバル
ブ３９が所要の開度（時間平均開度）に制御され、タイ
マピストン３１の位置が適切に調整されるため、所要の
燃料噴射タイミングに調整される。

【００５９】このときのタイミングコントロールバルブ
３９のオン・オフにかかる駆動周期は、高周波信号発生
手段４２で発生したタイミングコントロールバルブ３９
の応答速度を上回るような高い周波数ｆ１に応じたもの
になる。したがって、１駆動周期内でタイミングコント
ロールバルブ３９は全ストロークを移動しきることはで
きず、適当に短いストローク範囲で往復動することにな
る。

【００６０】例えば図３は、周波数ｆ１をほぼ１８０Ｈ
ｚとした場合のタイミングコントロールバルブ（ＴＣ
Ｖ）３９の動きを示すシミュレーションデータであり、
（Ａ）は駆動入力信号の波形を示し、（Ｂ）はタイミン
グコントロールバルブ３９の位置を駆動入力信号と対応
させて示しており、横軸はいずれも時間である。図３に
示すように、所定の周期（ほぼ１８０Ｈｚ）でバルブ駆
動のための入力信号が発せられると、駆動回路４５を通
じてタイミングコントロールバルブ３９がオン・オフす
るが、制御周期が短いために、タイミングコントロール
バルブ３９は全ストロークを移動しきることができず、
０．３ストローク〜０．７ストローク程度の範囲内で作
動する。

【００６１】このようにタイミングコントロールバルブ
３９の動きの幅が規制されると、図４に示すようにタイ
マピストン３１の「揺らぎ現象」も小さくなる。この図
４は、タイミングコントロールバルブ３９の駆動周波数
とエンジン回転数とを接近させた結果であり、前述の図
１０，図１１と対応するが、図４の縦軸のスケールは図
１０，図１１に比して拡大されている。

【００６２】なお、前述の図１０，図１１では、イミン
グコントロールバルブ３９がその１駆動周期内で全スト
ロークを移動しうるような駆動周波数に設定したもので
ある。図１０，図１１に示すように、従来の駆動周波数
設定では、揺らぎ現象によってタイマピストン３１は周
期約１秒で振幅約０．７ｍｍで変位する。これに対し
て、図４の本実施例にかかるシミュレーション結果で
は、タイマピストン３１は周期約１秒で振幅約０．０３
ｍｍの変位にとどまっている。

【００６３】このように、タイミングコントロールバル
ブ３９の駆動周波数とエンジン回転数とが接近すると、
タイマピストン３１に「揺らぎ現象」は生じるものの、
この「揺らぎ現象」によるタイマピストン３１の変位は
極めて小さなものになり、タイマピストン３１の位置に
応じた燃料噴射時期の制御を十分に精度良く行うことが
できるようになり、エンジンの性能向上に寄与しうる利
点がある。

【００６４】また、本装置では、駆動周期ｆ１を設定す
る際に僅かな試験工程を要するだけであって多数の試験
工程を必要としないため、装置設計のための準備は極め
て容易なものになる利点がある。しかも、一種類の周波
数ｆ１のみを用いており、エンジン回転数（回転速度）
に応じて周波数の切替を行うような複雑な制御がなく、
エンジン回転状態とは無関係にオープンループで制御す
ることができるため、制御系自体の構成も簡素なものに
なる利点がある。

【００６５】次に、第２実施例について説明する。図５
〜図７は本発明の第２実施例としてのエンジンの燃料噴
射時期制御装置を示すものであり、この第２実施例にか
かるエンジンの燃料噴射時期制御装置も、第１実施例と
同様に、従来技術として既に説明したように、図８，図
９に示すように構成されるので、説明を省略する。

【００６６】この第２実施例では、タイミングコントロ
ールバルブ３９の駆動系が、図５に示すように構成され
ている。つまり、ＥＣＵ４１には、周波数信号発生手段
４８と、デューティ比決定手段４３と、タイミングコン
トロールバルブ制御手段４４と、駆動回路４６とがそな
えられる。

【００６７】周波数信号発生手段４８は、タイミングコ
ントロールバルブ３９の駆動のための周波数ｆ２の周波
数信号Ｗ２を発生するようになっている。この周波数ｆ
２の大きさについては、特に規定しない。また、デュー
ティ比決定手段４３は、第１実施例と同様に、エンジン
の運転状態に応じてタイミングコントロールバルブ（電
磁弁）３９のデューティ比を決定するもので、目標ピス
トン位設定手段４７で設定されたタイマピストン３１の
目標位置（目標ピストン位置）に応じてデューティ比を
決定する。なお、目標ピストン位設定手段４７では、燃
料噴射量（燃料噴射時間）Ｑ及びエンジン回転数Ｎｅに
基づいて目標ピストン位置を設定する。

【００６８】また、本実施例でも、デューティ比決定手
段４３は、このデューティ比に対応したタイミングコン
トロールバルブ３９のコイル３９Ａへの励磁時間（オン
制御時間）ｔ２を例えばマップに基づいて設定するよう
になっている。つまり、デューティ比が決まれば、制御
周期にこのデューティ比を乗算することで、励磁時間ｔ
２を算出することができ、周波数ｆ２に応じたマップを
用意して、これらのマップを適宜用いることでデューテ
ィ比に応じた励磁時間ｔ２を設定するようになってい
る。

【００６９】制御手段４４は、第１実施例と同様に構成
されているので説明を省略する。駆動回路４６は、電源
４６Ａとトランジスタ４６Ｂとローパスフィルタ４６Ｃ
とをそなえる。トランジスタ４６Ｂはスイッチング回路
として機能し、アンド回路４４Ｄからオン信号を受ける
と、タイミングコントロールバルブ３９のコイルに電源
４６Ａからの電力をローパスフィルタ４６Ｃを介して供
給しタイミングコントロールバルブ３９のコイル３９Ａ
を励磁するようになっている。

【００７０】駆動回路４６は、制御手段４４のアンド回
路４４Ｄからの制御信号に対応するようにタイミングコ
ントロールバルブ３９へ駆動用電力を供給するが、ロー
パスフィルタ４６Ｃは、タイミングコントロールバルブ
３９への駆動用電力供給の応答性を低下させる時定数低
下手段として機能するようになっている。即ち、タイミ
ングコントロールバルブ３９へ駆動用電力はオン信号を
受けると緩やかに立ち上がり、オフ信号を受けると緩や
かに立ち下がるようになっている。

【００７１】本発明の第２実施例としてのエンジンの燃
料噴射時期制御装置は、上述のように構成されているの
で、第１実施例と同様に、燃料の噴射にあたっては、Ｅ
ＣＵ４１により、噴射時期及び噴射時間（噴射量）を設
定しながら、設定された噴射時期及び噴射時間に応じて
噴射弁を駆動する。このとき、噴射時期の制御は、タイ
マピストン３１の位置調整により行われるが、この位置
調整には、タイミングコントロールバルブ３９をデュー
ティ制御しながらタイマピストン３１に加わる油圧（燃
料圧）を調整しながら行なう。

【００７２】このタイミングコントロールバルブ３９の
制御は、タイミングコントロールバルブ制御手段４４を
通じて以下のように行われる。つまり、この制御時に
は、周波数信号発生手段４８から周波数ｆ２の周波数信
号Ｗ２が発生される。また、デューティ比決定手段４３
は、タイマピストン３１の目標位置（目標ピストン位
置）に応じてデューティ比を決定して、さらに、マップ
に基づいて、デューティ比及び駆動周期に対するタイミ
ングコントロールバルブ３９の励磁時間ｔ２を設定す
る。

【００７３】そして、制御手段４４が、デューティ比決
定手段４３から、励磁時間に応じた励磁信号を受けて、
各励磁周期において励磁時間ｔ２分だけオン信号を出力
してタイミングコントロールバルブ３９のコイル３９Ａ
を励磁する。これにより、タイミングコントロールバル
ブ３９が所要の開度（時間平均開度）に制御され、タイ
マピストン３１の位置が適切に調整されるため、所要の
燃料噴射タイミングに調整されるが、駆動回路４６に
は、ローパスフィルタ４６Ｃが介装されており、このロ
ーパスフィルタ４６Ｃがタイミングコントロールバルブ
３９への駆動用電力供給の応答性を低下させるので、タ
イミングコントロールバルブ３９へ駆動用電力はオン信
号を受けると緩やかに立ち上がり、オフ信号を受けると
緩やかに立ち下がる。

【００７４】これにより、タイミングコントロールバル
ブ３９は、１駆動周期内で全ストロークを移動しきるこ
とはできず、適当に短いストローク範囲で往復動するこ
とになる。例えば図６は、周波数ｆ２をほぼ８０Ｈｚと
した場合のタイミングコントロールバルブ（ＴＣＶ）３
９の動きを示すシミュレーションデータであり、（Ａ）
は駆動入力信号の波形を示し、（Ｂ）はローパスフィル
タ４６Ｃをそなえない場合のタイミングコントロールバ
ルブ３９の位置を示し、（Ｃ）はローパスフィルタ４６
Ｃをそなえた場合のタイミングコントロールバルブ３９
の位置をしめし、（Ａ）〜（Ｃ）の横軸はいずれも時間
であって、これらの時間軸は対応している。また、
（Ｂ），（Ｃ）の縦軸はバルブストロークを示し、目盛
０から１．０までの範囲がバルブの全ストロークに相当
する。ここでは、（Ｂ）の縦軸に対して（Ｃ）の縦軸を
１０倍に拡大して示している。

【００７５】図６（Ａ）に示すように、所定の周期（ほ
ぼ８０Ｈｚ）でバルブ駆動のための入力信号が発せられ
ると、駆動回路４５を通じてタイミングコントロールバ
ルブ３９がオン・オフし、ローパスフィルタ４６Ｃをそ
なえない場合には、図６（Ｂ）に示すように、タイミン
グコントロールバルブ３９は各駆動周期内で全ストロー
クに近い範囲を移動するが、ローパスフィルタ４６Ｃを
そなえた場合には、図６（Ｃ）に示すように、タイミン
グコントロールバルブ３９はバルブストロークの中心
（目盛０．５）付近で目盛０．４５〜０．５５の極めて
小さなストローク程度の範囲内で作動する。

【００７６】このようにタイミングコントロールバルブ
３９の動きの幅が規制されると、図７に示すようにタイ
マピストン３１の「揺らぎ現象」も小さくなる。この図
７は、タイミングコントロールバルブ３９の駆動周波数
とエンジン回転数とを接近させた結果であり、前述の図
１０，図１１と対応するが、図４の縦軸のスケールは図
１０，図１１に比して拡大されている。

【００７７】図１０，図１１に示す従来の駆動周波数設
定では、揺らぎ現象によってタイマピストン３１は周期
約１秒で振幅約０．７ｍｍで変位するのに対して、図７
の本実施例にかかるシミュレーション結果では、タイマ
ピストン３１は周期約１秒で振幅約０．０６ｍｍの変位
にとどまっている。このようにして、第２実施例でも、
第２実施例と同様に、タイミングコントロールバルブ３
９の駆動周波数とエンジン回転数とが接近すると、タイ
マピストン３１に「揺らぎ現象」は生じるものの、この
「揺らぎ現象」によるタイマピストン３１の変位は極め
て小さなものになり、タイマピストン３１の位置に応じ
た燃料噴射時期の制御を十分に精度良く行うことができ
るようになり、エンジンの性能向上に寄与しうる利点が
ある。

【００７８】また、本装置でも、多数の試験工程を必要
としないため、装置設計のための準備は極めて容易なも
のになる利点があり、しかも、一種類の周波数ｆ２のみ
を用いており、エンジン回転数（回転速度）に応じて周
波数の切替を行うような複雑な制御がなく、エンジン回
転状態とは無関係にオープンループで制御することがで
きるため、制御系自体の構成も簡素なものになる利点が
ある。

【００７９】特に、本実施例では、特別に高い周波数を
用いることもなく、従来の装置に、ローパスフィルタ４
６Ｃを追加するか、又は、ローパスフィルタ４６Ｃに相
応する機能、即ち、駆動用電力供給の応答性を低下させ
る時定数低下手段を追加するだけでよいので、コスト増
も僅かに抑えられる。

【００８０】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明のエンジンの燃料噴射時期制御装置によれば、供給
される油圧に応じてタイマピストンを移動させることで
燃料噴射弁から噴射されるエンジンの燃料噴射時期を変
更しうるタイマと、所要のデューティ比に制御されなが
ら該タイマへ供給される油圧を調整するタイマ制御用電
磁弁と、該エンジンの運転状態に応じて該電磁弁の該デ
ューティ比を決定するデューティ比決定手段と、該電磁
弁の応答速度を上回る周波数の高周波信号を発生する高
周波信号発生手段と、上記の高周波信号発生手段から出
力された信号に基づく周波数を有し且つ該デューティ比
決定手段で決定したデューティ比に応じたオン・オフ信
号に基づいて該電磁弁を制御する制御手段とから構成さ
れることにより、電磁弁の１周期あたりの移動量を小さ
なものにできて、この電磁弁を通じて制御されるタイマ
ピストンの作動周波数とエンジンの回転速度との微小な
ずれに起因して生じる「揺らぎ現象」を十分に抑制でき
るようになる。特に、本装置では、多数の試験工程を要
することもなく、複数の周波数を使い分けることもない
ので、装置の設計を簡素化できて、装置自体の構成も簡
素化できるようになり、低コストで、タイマピストンの
揺らぎ現象を抑制できるようなる。この結果、燃料噴射
時期を適切に制御できるようになり、エンジンの性能向
上に寄与しうる利点がある。

【００８１】請求項２記載の本発明のエンジンの燃料噴
射時期制御装置によれば、請求項１記載の構成におい
て、上記の高周波信号の周波数が８０Ｈｚ以上に設定さ
れるという構成により、電磁弁の１周期あたりの移動量
を確実に小さなものにできて、上述の「揺らぎ現象」を
十分に抑制できるようになる。請求項３記載の本発明の
エンジンの燃料噴射時期制御装置によれば、供給される
油圧に応じてタイマピストンを移動させることで燃料噴
射弁から噴射されるエンジンの燃料噴射時期を変更しう
るタイマと、所要のデューティ比に制御されながら該タ
イマへ供給される油圧を調整するタイマ制御用電磁弁
と、該電磁弁に駆動用電力を供給するための駆動回路
と、該エンジンの運転状態に応じて該電磁弁の該デュー
ティ比を決定するデューティ比決定手段と、所要の周波
数を有し且つ該デューティ比決定手段で決定したデュー
ティ比に応じたオン・オフ信号に基づき該駆動回路を通
じて該電磁弁を制御する制御手段とをそなえ、該駆動回
路に、該制御手段からの制御信号に対する該電磁弁への
駆動用電力供給の応答性を低下させる時定数低下手段が
そなえられるという構成により、電磁弁の１周期あたり
の移動量を小さなものにできて、この電磁弁を通じて制
御されるタイマピストンの作動周波数とエンジンの回転
速度との微小なずれに起因して生じる「揺らぎ現象」を
十分に抑制できるようになる。特に、本装置では、多数
の試験工程を要することもなく、複数の周波数を使い分
けることもなく、また、特別に高い周波数を用いること
もないので、装置の設計を簡素化できて、装置自体の構
成も簡素化できるようになり、低コストで、タイマピス
トンの揺らぎ現象を抑制できるようなる。この結果、燃
料噴射時期を適切に制御できるようになり、エンジンの
性能向上に寄与しうる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例としてのエンジンの燃料噴
射時期制御装置の要部構成を示す制御ブロック図であ
る。

【図２】本発明の第１実施例としてのエンジンの燃料噴
射時期制御装置にかかるタイマピストンの駆動制御モデ
ルを示す図である。

【図３】本発明の第１実施例としてのエンジンの燃料噴
射時期制御装置の動作を説明するための図であり、
（Ａ）は駆動入力信号の波形を示し、（Ｂ）は電磁弁
（タイミングコントロールバルブ）の位置を示す。

【図４】本発明の第１実施例としてのエンジンの燃料噴
射時期制御装置の効果を説明するための図である。

【図５】本発明の第２実施例としてのエンジンの燃料噴
射時期制御装置の要部構成を示す制御ブロック図であ
る。

【図６】本発明の第２実施例としてのエンジンの燃料噴
射時期制御装置の動作を説明するための図であり、
（Ａ）は駆動入力信号の波形を示し、（Ｂ）は時定数低
下手段（フィルタ）なしの場合の電磁弁（タイミングコ
ントロールバルブ）の位置を示し、（Ｃ）は時定数低下
手段（フィルタ）ありの場合の電磁弁（タイミングコン
トロールバルブ）の位置を示す。

【図７】本発明の第２実施例としてのエンジンの燃料噴
射時期制御装置の効果を説明するための図である。

【図８】ディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプを示す断
面図である。

【図９】ディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプのタイマ
を示す断面図であり、（Ａ）は燃料噴射時期の進角制御
の開始前の状態を示し、（Ｂ）は燃料噴射時期の進角制
御の開始前の状態を示す。

【図１０】本発明の課題である揺らぎ現象に関する実験
データを示すグラフである。

【図１１】本発明の課題である揺らぎ現象に関するシミ
ュレーション結果を示すグラフである。

【図１２】タイミングコントロールバルブの駆動周波数
とエンジン回転との関係を示すとともに、従来の技術を
示す図である。

【図１３】タイミングコントロールバルブの駆動周波数
とエンジン回転との周波数差と、揺らぎ現象によるタイ
マピストンの振幅の特性をタイミングコントロールバル
ブの駆動周波数毎に示す図である。

【符号の説明】

１０ ポンプ本体 １１ フィードポンプ １２ ドライブシャフト １３ ポンプ室 １４ 通路 １５ 燃料圧送用プランジャ １６ 燃料カット用マグネットバルブ １７ プランジャ室 １７Ａ 連通口 １８ 通路 １９ デリバリバルブ ２０ カムディスク ２１ スプリング ２２ ローラホルダ ２３ ローラ ２４ コントロールスリーブ ２５ ガバナ（エレクトリックガバナ） ２６ レギュレータバルブ ２７ センシングギヤプレート ２８ 燃料温度センサ ２９ チェックバルブ付きのオーバフローバルブ ３０ タイマ ３１ タイマピストン ３２ シリンダ ３３ ピストンピン ３４ 第１圧力室 ３５ 第２圧力室 ３６ 通路 ３７ オリフィス ３８ タイマスプリング ３９ タイマ制御用電磁弁としてのタイミングコントロ
ールバルブ（ＴＣＶ） ３９Ａ タイミングコントロールバルブ３９のコイル ４１ 制御手段としてのＥＣＵ（電子制御ユニット） ４２ 高周波信号発生手段 ４３ デューティ比決定手段 ４４ タイミングコントロールバルブ制御手段（制御手
段） ４４Ａ ０クロス検出器 ４４Ｂ 三角波発生器 ４４Ｃ コンパレータ ４４Ｄ アンド回路 ４５，４６ 駆動回路 ４５Ａ，４６Ａ 電源 ４５Ｂ，４６Ｂ トランジスタ ４６Ｃ ローパスフィルタ（時定数低下手段） ４７ 目標ピストン位設定手段 ４８ 周波数信号発生手段

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 51/00 Ｆ０２Ｍ 51/00 Ｆ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給される油圧に応じてタイマピストン
   を移動させることで燃料噴射弁から噴射されるエンジン
   の燃料噴射時期を変更しうるタイマと、 所要のデューティ比に制御されながら該タイマへ供給さ
   れる油圧を調整するタイマ制御用電磁弁と、 該エンジンの運転状態に応じて該電磁弁の該デューティ
   比を決定するデューティ比決定手段と、 該電磁弁の応答速度を上回る周波数の高周波信号を発生
   する高周波信号発生手段と、 上記の高周波信号発生手段から出力された信号に基づく
   周波数を有し且つ該デューティ比決定手段で決定したデ
   ューティ比に応じたオン・オフ信号に基づいて該電磁弁
   を制御する制御手段とから構成されていることを特徴と
   する、エンジンの燃料噴射時期制御装置。
2. 【請求項２】 上記の高周波信号の周波数が８０Ｈｚ以
   上に設定されていることを特徴とする、請求項１記載の
   エンジンの燃料噴射時期制御装置。
3. 【請求項３】 供給される油圧に応じてタイマピストン
   を移動させることで燃料噴射弁から噴射されるエンジン
   の燃料噴射時期を変更しうるタイマと、 所要のデューティ比に制御されながら該タイマへ供給さ
   れる油圧を調整するタイマ制御用電磁弁と、 該電磁弁に駆動用電力を供給するための駆動回路と、 該エンジンの運転状態に応じて該電磁弁の該デューティ
   比を決定するデューティ比決定手段と、 所要の周波数を有し且つ該デューティ比決定手段で決定
   したデューティ比に応じたオン・オフ信号に基づき該駆
   動回路を通じて該電磁弁を制御する制御手段とをそな
   え、 該駆動回路に、該制御手段からの制御信号に対する該電
   磁弁への駆動用電力供給の応答性を低下させる時定数低
   下手段がそなえられていることを特徴とする、エンジン
   の燃料噴射時期制御装置。