JPH10318029A

JPH10318029A - ディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置

Info

Publication number: JPH10318029A
Application number: JP12888297A
Authority: JP
Inventors: Naoki Amano; 直樹天野; Shinichi Arakawa; 真一荒川; Takayoshi Inaba; 孝好稲葉; Masanori Shibata; 真典柴田
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp; Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp; Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-05-19
Filing date: 1997-05-19
Publication date: 1998-12-02
Anticipated expiration: 2017-05-19
Also published as: JP3628839B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置
において、バッテリ電圧の変動に起因した制御性の悪化
を防止する。【解決手段】燃料噴射ポンプ１は、高圧室１５の燃料
を高圧に加圧して噴射ノズル４に圧送するプランジャ１
２と、プランジャ１２の往復動時期を変更して燃料噴射
時期を調節するタイマ装置２６と、高圧室１５における
燃料の加圧を停止することにより燃料噴射量を調節する
電磁スピル弁２３を備える。タイマ装置２６に設けられ
たＴＣＶ３３は、電子制御装置（ＥＣＵ）７１により通
電制御され、高圧室３０内の燃料圧力を調節することに
より、タイマ装置２６のタイマピストン２８の位置を変
更する。ＥＣＵ７１は、ディーゼルエンジン２が始動状
態にあり、バッテリ９８の電圧が変動していると判断す
ると、ＴＣＶ３３の通電時期をバッテリ電圧が所定値よ
り大きくなる時期に変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ディーゼルエン
ジンに対して高圧燃料を噴射供給する時期を制御するよ
うにしたディーゼル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】一般なディーゼルエンジンにおいては、
燃料タンクの燃料を燃料噴射ポンプにより高圧に加圧
し、その加圧された燃料を噴射ノズルからエンジンの燃
焼室に噴射供給するようにしている。以下、このような
燃料噴射ポンプの構成例を図９を参照して説明する。

【０００３】同図に示すように、燃料噴射ポンプ２００
は、エンジンのクランク軸（いずれも図示略）に駆動連
結されたドライブシャフト２０１を備えており、このド
ライブシャフト２０１の基端側（図の右端側）には円板
状のパルサ２０２が取り付けられている。更に、ドライ
ブシャフト２０１の基端部は図示しないカップリングを
介してカムプレート２０３に接続されている。このカム
プレート２０３のカムフェイス２０３ａには複数の凸部
２０３ｂが形成されている。

【０００４】パルサ２０２とカムプレート２０３との間
にはローラリング２０４がドライブシャフト２０１に対
して相対回転可能に設けられている。このローラリング
２０４はカムフェイス２０３ａに対向しており、その外
周には前記凸部２０３ｂと同数のカムローラ２０５が取
り付けられている。更に、カムプレート２０３はスプリ
ング２０６によって付勢されて常にカムローラ２０５に
係合している。

【０００５】また、カムプレート２０３には燃料加圧用
のプランジャ２０８が取り付けられており、両部材２０
３，２０８はドライブシャフト２０１の回転に伴って一
体回転する。この際、カムフェイス２０３ａの凸部２０
３ｂがカムローラ２０５に係合することにより、プラン
ジャ２０８は往復動する。即ち、プランジャ２０８は１
回転する間にカムローラ２０５と同数の回数だけ往復動
する。そして、このプランジャ２０８の往復動によって
高圧室２０９の燃料が加圧され、この加圧された燃料が
噴射管２１０を介して燃料噴射ノズル（図示略）に分配
圧送される。

【０００６】更に、燃料噴射ポンプ２００は、燃料噴射
時期を変更するためのタイマ装置（図では９０度展開さ
れている）２２０を備えている。このタイマ装置２２０
は、ドライブシャフト２０１の回転方向に対するローラ
リング２０４の位置を変更することにより、カムフェイ
ス２０３ａの凸部２０３ｂとカムローラ２０５とが係合
する時期、すなわちカムプレート２０３及びプランジャ
２０８の往復動時期を変更する。

【０００７】このタイマ装置２２０は、タイマハウジン
グ２２１、同ハウジング２２１内に嵌装されたタイマピ
ストン２２２、同じくタイマハウジング２２１内の一側
（図の左側）の低圧室２２３に設けられてタイマピスト
ン２２２を他側（図の右側）の高圧室２２４へ付勢する
タイマスプリング２２５等から構成されている。タイマ
ピストン２２２はスライドピン２２６を介してローラリ
ング２０４に接続されている。また、高圧室２２４に
は、フィードポンプ２３０により加圧された燃料が導入
される。従って、高圧室２２４の燃料圧力に基づく付勢
力とタイマスプリング２２５の付勢力とが平衡する位置
にタイマピストン２２２が移動する。このタイマピスト
ン２２２の移動に伴いローラリング２０４の位置が変更
され、プランジャ２０８の往復動時期が変更される。

【０００８】更に、タイマ装置２２０には、高圧室２０
９に作用する燃料圧力を調整するために、タイミングコ
ントロールバルブ（以下、「ＴＣＶ」という）２３１が
設けられている。即ち、タイマハウジング２２１の高圧
室２０９と低圧室２２３とが連通路２３２によって連通
されており、同連通路２３２の途中にＴＣＶ２３１が介
在されている。このＴＣＶ２３１は、デューティ制御さ
れた通電信号によって開閉制御される電磁弁である。即
ち、ＴＣＶ２３１のソレノイド（図示略）には、図１０
（ｂ）に示すような断続的な駆動電圧信号が印加され
る。そして、この印加時間の割合（同図において、周期
Ｔに対する印加時間Ｔonの割合）、即ち、デューティ比
が変更されることにより、ＴＣＶ２３１の開度が調節さ
れる。そして、このＴＣＶ２３１の開度調整によって高
圧室２２４内の燃料圧力が調整されることにより、プラ
ンジャ２０８の往復動時期が変更される。

【０００９】従って、上記のような燃料噴射ポンプ２０
０を備えた燃料噴射時期制御装置では、ＴＣＶ２３１を
エンジンの運転状態に応じてデューティ制御することに
より、各燃料噴射ノズルからの燃料の噴射時期を調整す
ることができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記制御装置におい
て、燃料噴射時期を所望の時期に精度良く設定するため
には、ＴＣＶ２３１に対する通電制御が適切に行われる
必要がある。ＴＣＶ２３１に印加される駆動電圧信号が
所定電圧値を下回った場合には、同ＴＣＶ２３１におけ
る開度調整が適切に行われなくなり、燃料噴射時期を制
御することが困難になる。

【００１１】例えば、エンジンの始動時においては、図
１０（ａ）に示すように、バッテリの電圧が一時的に低
下するとともに、クランク軸の回転変動に同期して変動
する。このようなバッテリ電圧の低下と変動が発生する
のは、エンジンのスタータにおいて大電力が消費される
ことと、クランク軸を回転させるのに必要な駆動トルク
が一定ではないことに起因している。また、このような
バッテリ電圧の低下と変動が発生する傾向は、特に低温
時にエンジンを始動させる際に顕著である。これは、バ
ッテリの放電特性が低温になるほど低下するためであ
る。

【００１２】そして、このようにバッテリ電圧が変動し
た場合には、ＴＣＶ２３１への印加電圧がそのバッテリ
電圧の変動に伴って変動し、同ＴＣＶ２３１を駆動させ
るのに必要な最低電圧を一時的に下回る状況が発生し得
る。このため、上記制御装置では、バッテリ電圧の変動
によってＴＣＶ２３１の開度調整が適切に行われなくな
り、燃料噴射時期を所望の時期に設定することが困難に
なるおそれがあった。

【００１３】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、ディーゼルエンジンの燃料噴射時
期制御装置において、バッテリ電圧の変動に起因した制
御性の悪化を防止することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、プランジャの往復動に伴い
燃料を高圧室にて加圧するとともに、加圧された燃料を
ディーゼルエンジンに噴射供給するための燃料噴射ポン
プと、燃料噴射ポンプからの燃料噴射時期を調節する噴
射時期調節機構と、噴射時期調節機構に対して駆動用電
圧を供給するためのバッテリと、噴射時期調節機構に対
して駆動用電圧を断続的に印加するとともに、同駆動用
電圧の印加時間を制御することにより燃料噴射時期を調
節する制御手段とを備えたディーゼルエンジンの燃料噴
射時期制御装置において、制御手段は、バッテリの電圧
が所定電圧以上になる時期に駆動用電圧の印加時期を設
定するものであることをその趣旨とする。

【００１５】上記構成では、燃料噴射ポンプからディー
ゼルエンジンに燃料が噴射供給される燃料噴射時期が噴
射時期調節機構によって調節される。この燃料噴射時期
調節機構にはバッテリの電圧が駆動用電圧として供給さ
れる。そして、制御手段は、この駆動用電圧を断続的に
印加する際に、その印加時間を制御することにより燃料
噴射時期を調節する。

【００１６】ここで、制御手段は、バッテリの電圧が所
定電圧以上になる時期に駆動用電圧の印加時期を設定す
る。従って、バッテリの電圧が変動していても、燃料噴
射時期調節機構を駆動させるのに必要な大きさの駆動用
電圧が同機構に対して印加される。このため、燃料噴射
時期調節機構における所期の作動量が確保される。

【００１７】上記目的を達成するために、請求項２記載
の発明は、請求項１に記載したディーゼルエンジンの燃
料噴射時期制御装置において、バッテリの電圧が変動し
て一時的に前記所定電圧以下になる状態になったことを
検出する検出手段を更に備えるとともに、制御手段は、
その検出結果に基づいて駆動用電圧の印加時期を変更す
るものであることをその趣旨とする。

【００１８】上記構成によれば、請求項１に記載した発
明の作用に加えて、エンジン始動時等のように、バッテ
リの電圧が変動して一時的に所定電圧以下になる状態に
なった場合には、バッテリ電圧が所定電圧より大きくな
る時期に燃料噴射時期調節機構に対する駆動用電圧の印
加時期が変更される。これに対して、バッテリ電圧が常
に所定電圧を上回っているときには、前記印加時期の変
更は行われない。

【００１９】上記目的を達成するために、請求項３記載
の発明は、請求項２に記載したディーゼルエンジンの燃
料噴射時期制御装置において、高圧室でのプランジャに
よる燃料の加圧を停止することにより燃料の噴射供給量
を調節する噴射量調節機構を更に備えるとともに、噴射
時期調節機構は、プランジャの往復動時期を変更するこ
とにより燃料噴射時期を調節するものであり、制御手段
は、噴射量調節機構によって高圧室でのプランジャによ
る燃料の加圧が停止されている期間に噴射時期調節機構
に対する駆動用電圧の印加時期を設定するものであるこ
とをその趣旨とする。

【００２０】上記構成において、燃料噴射量調節機構
は、高圧室でのプランジャによる燃料の加圧を停止する
ことにより、燃料噴射ポンプからの燃料の噴射供給を停
止して燃料の噴射供給量を調節する。また、噴射時期調
節機構は、プランジャの往復動時期を変更することによ
り燃料噴射時期を調節する。

【００２１】ここで、プランジャにより高圧室における
燃料の加圧が行われている場合には、同プランジャに対
して燃料の加圧に伴う駆動反力が作用する。従って、こ
のようにプランジャに駆動反力が作用しているときに、
同プランジャの往復動時期を変更するようにした場合に
は、その変更動作が安定せず燃料噴射時期制御における
制御性が悪化する傾向がある。

【００２２】この点、上記構成にあっては、駆動用電圧
の印加時期が、制御手段によって高圧室でのプランジャ
による燃料の加圧が停止されている期間に設定される。
このため、前述したような駆動反力がプランジャに作用
していないときに、その往復動時期の変更が行われる。
従って、上記構成によれば、請求項２に記載した発明の
作用に加えて、燃料噴射時期を変更する際における変更
動作の不安定化が抑制される。

【００２３】上記目的を達成するために、請求項４記載
の発明は、請求項２記載のディーゼルエンジンの燃料噴
射時期制御装置において、検出手段は、ディーゼルエン
ジンの運転状態が始動状態であるときに、バッテリの電
圧が変動して一時的に所定電圧以下になる状態になった
ことを検出するものであることをその趣旨とする。

【００２４】上記構成によれば、請求項２に記載した発
明の作用に加えて、特に、バッテリ電圧の変動が発生し
やすいエンジンの始動時において、燃料噴射時期調節機
構における所期の作動量が確保される。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図１〜図８に従って説明する。図１に示すよう
に、車両には多気筒（例えば４気筒）を有するディーゼ
ルエンジン（以下、単に「エンジン」という）２と、そ
のエンジン２の気筒毎に設けられた燃料噴射ノズル４
と、各燃料噴射ノズル４に燃料を供給するための燃料噴
射ポンプ１とが搭載されている。燃料噴射ポンプ１は、
１本のプランジャ１２を回転させながら往復動させて、
各燃料噴射ノズル４に燃料を分配圧送するタイプの分配
型燃料噴射ポンプである。燃料噴射ポンプ１及び燃料噴
射ノズル４は噴射管１０６によって連結されている。

【００２６】図２に示すように、燃料噴射ポンプ１には
ドライブシャフト５が回転可能に支持されており、その
シャフト５の先端（図の左端）にドライブプーリ３が取
り付けられている。ドライブプーリ３及びエンジン２の
クランク軸４１にはベルト等が掛装されており、これら
ドライブプーリ３、ベルト等によりクランク軸４１の回
転がドライブシャフト５に伝達される。

【００２７】燃料噴射ポンプ１内において、ドライブシ
ャフト５上にはべーン式ポンプよりなる燃料フィードポ
ンプ（図では９０度展開されている）６が設けられてい
る。ドライブシャフト５の基端部（図の右端部）には円
板状のパルサ７が取り付けられている。また、ドライブ
シャフト５の基端部は図示しないカップリングを介して
カムプレート８に接続されている。

【００２８】パルサ７とカムプレート８との間には、燃
料噴射時期の変化に応じて回動するローラリング９が設
けられ、同カムプレート８のカムフェイス８ａに対向す
る複数のカムローラ１０がローラリング９の円周に沿っ
て取り付けられている。カムフェイス８ａには凸部８ｂ
がエンジン２の気筒数と同数だけ設けられている。カム
プレート８はスプリング１１によって付勢され常にカム
ローラ１０に係合している。

【００２９】カムプレート８には燃料加圧用のプランジ
ャ１２が取り付けられ、両部材８，１２はドライブシャ
フト５の回転に連動し、一体となって回転する。即ち、
ドライブシャフト５の回転力が図示しないカップリング
を介してカムプレート８に伝達される。この伝達によ
り、カムプレート８が回転しながらカムローラ１０に係
合して、気筒数と同数回だけ図中左右方向へ往復動す
る。この往復動にともないプランジャ１２が回転しなが
ら同方向へ往復動する。即ち、カムフェイス８ａの凸部
８ｂがローラリング９のカムローラ１０に乗り上げる過
程でプランジャ１２が往動（リフト）し、その逆に凸部
８ｂがカムローラ１０から降りる過程でプランジャ１２
が復動する。

【００３０】プランジャ１２はポンプハウジング１３に
形成されたシリンダ１４に嵌挿されており、そのプラン
ジャ１２の先端面とシリンダ１４の内底面との間に高圧
室１５が形成されている。プランジャ１２の先端部外周
には、エンジン２の気筒数と同数の吸入溝１６と分配ポ
ート１７とが形成されている。これらの吸入溝１６及び
分配ポート１７に対応して、ポンプハウジング１３には
分配通路１８及び吸入ポート１９が形成されている。

【００３１】ドライブシャフト５が回転して燃料フィー
ドポンプ６が作動することにより、燃料タンク（図示
略）内の燃料が、燃料供給ポート２０を介して燃料室２
１へ供給される。そして、プランジャ１２が復動されて
高圧室１５が減圧される吸入行程中に、吸入溝１６の一
つが吸入ポート１９に連通することにより、燃料室２１
内の燃料が高圧室１５内へ導入される。一方、プランジ
ャ１２が往動されて高圧室１５が加圧される圧縮行程中
には、燃料が分配通路１８から各燃料噴射ノズル４へ圧
送される。

【００３２】ポンプハウジング１３には、高圧室１５と
燃料室２１とを連通させる燃料溢流（スピル）用のスピ
ル通路２２が形成されている。スピル通路２２の途中に
は、高圧室１５からの燃料のスピルを調整する電磁スピ
ル弁２３が設けられている。電磁スピル弁２３はソレノ
イド２４を有する常開型の弁であり、同ソレノイド２４
が無通電（オフ）の状態では弁体２５によりスピル通路
２２が開放されて高圧室１５内の燃料が燃料室２１へス
ピルされる。これに対して、ソレノイド２４が通電（オ
ン）されると、弁体２５によりスピル通路２２が閉鎖さ
れて高圧室１５から燃料室２１への燃料のスピルが止め
られる。

【００３３】従って、電磁スピル弁２３の通電時間を変
化させることにより、同弁２３が閉弁・開弁制御され、
高圧室１５から燃料室２１への燃料のスピルが調整され
る。そして、プランジャ１２の圧縮行程中に電磁スピル
弁２３を開弁させることにより、高圧室１５内における
燃料が減圧されて、燃料噴射ノズル４からの燃料噴射が
停止される。従って、プランジャ１２が往動しても、電
磁スピル弁２３が開弁している間は高圧室１５内の燃料
の加圧が行われず、各燃料噴射ノズル４から燃料が噴射
されない。プランジャ１２の往動中に、電磁スピル弁２
３の閉弁時期を制御することにより、燃料噴射ノズル４
からの燃料の噴射終了時期が変更されて燃料噴射量が調
整される。

【００３４】ポンプハウジング１３の下側には、燃料噴
射時期を調節するためのタイマ装置（図２では９０度展
開されている）２６が設けられている。タイマ装置２６
は、ドライブシャフト５の回転方向に対するローラリン
グ９の位置を変更することにより、カムフェイス８ａの
凸部８ｂがカムローラ１０に係合する時期、即ちカムプ
レート８及びプランジャ１２の往復駆動時期を変更す
る。

【００３５】タイマ装置２６は所定の制御圧が供給され
ることにより駆動されるものである。図２及び図３に示
すように、このタイマ装置２６は、タイマハウジング２
７、同ハウジング２７内に嵌装されたタイマピストン２
８、同じくタイマハウジング２７内の一側（図の左側）
の低圧室２９にてタイマピストン２８を他側（図の右
側）の高圧室３０へ付勢するタイマスプリング３１等か
ら構成されている。タイマピストン２８はスライドピン
３２を介してローラリング９に接続されている。

【００３６】上記タイマ装置２６において、高圧室３０
には燃料フィードポンプ６により加圧された燃料が導入
される。そして、その燃料圧力とタイマスプリング３１
の付勢力との釣り合い関係によってタイマピストン２８
の位置が決定される。これに伴いローラリング９の位置
が決定され、カムプレート８を介してプランジャ１２の
往復動時期が決定される。

【００３７】タイマ装置２６の制御圧として作用する燃
料圧力を調整するために、タイマ装置２６にはタイミン
グコントロールバルブ（ＴＣＶ）３３が設けられてい
る。このＴＣＶ３３は、タイマハウジング２７の高圧室
３０と低圧室２９とを連通する連通路３４の途中に介在
されている。

【００３８】ＴＣＶ３３は、デューティ制御された駆動
電圧信号に基づいて開閉制御される常閉型の電磁弁であ
り、図３に示すように、ケーシング３３１、同ケーシン
グ３３１内に嵌装された棒状のスプール３３２、ケーシ
ング３３１内におけるスプール３３２の位置を変更する
ソレノイド３３３等を備えている。また、スプール３３
２の基端側（図３の右側）には可動コア３３４が固定さ
れている。

【００３９】更に、ケーシング３３１の内部には、ソレ
ノイド３３３に発生する電磁力を可動コア３３４に作用
させるための固定コア３３５が設けられている。固定コ
ア３３５と可動コア３３４との間にはスプリング３３６
が設けられており、このスプリング３３６によって、ス
プール３３２はその先端側（図２の左側）に常時付勢さ
れている。

【００４０】ケーシング３３１には、高圧側ポート３３
１ａと低圧側ポート３３１ｂが形成されており、これら
各ポート３３１ａ，３３１ｂは連通路３４によって高圧
室３０と低圧室２９とにそれぞれ接続されている。ま
た、スプール３３２の先端側部分には、ランド３３２ａ
と、同ランド３３２ａの先端側に位置するパセージ３３
２ｂとが形成されている。これらランド３３２ａ及びパ
セージ３３２ｂはスプール３３２の位置に応じて、両ポ
ート３３１ａ，３３１ｂ間を連通し、或いは遮断する。

【００４１】ソレノイド３３３が通電されると、同ソレ
ノイド３３３に発生する電磁力が固定コア３３５を介し
て可動コア３３４に作用し、同コア３３４が固定コア３
３５側に吸引される。従って、スプール３３２はスプリ
ング３３６の付勢力に抗して基端側に移動する。その結
果、高圧側ポート３３１ａと低圧側ポート３３１ｂとは
パセージ３３２ｂにより連通される。即ち、ＴＣＶ３３
が開弁状態となる。

【００４２】これに対して、ソレノイド３３３への通電
が停止されると、同ソレノイド３３３には電磁力が発生
しなくなることから、スプール３３２はスプリング３３
６の付勢力によって先端側に移動する。その結果、高圧
側ポート３３１ａと低圧側ポート３３１ｂとがランド３
３２ａにより閉塞される（図３に示す状態）。即ち、Ｔ
ＣＶ３３が閉弁状態となる。

【００４３】ＴＣＶ３３が開弁状態となると、高圧室３
０内の燃料は両ポート３３１ａ，３３１ｂ及びパセージ
３３２ｂを介して低圧室２９側に流れ、高圧室３０内の
燃料圧力が徐々に低下する。その結果、タイマピストン
２８はタイマスプリング３１の付勢力によって高圧室３
０側に移動する。このようにタイマピストン２８の位置
が変更されることにより、ローラリング９の位置が変更
される。そして、ローラリング９の位置変更に伴いプラ
ンジャ１２の往復動時期が変更されることにより、燃料
噴射時期が変更される。

【００４４】燃料噴射時期は、ＴＣＶ３３の開弁時にお
ける高圧室３０内の燃料圧減少量によって調節され、こ
の燃料圧減少量はＴＣＶ３３の開弁期間、換言すれば、
ソレノイド３３３が通電される時間によって調節され
る。

【００４５】例えば、ソレノイド３３３に対する通電信
号のデューティ比がより小さい値に変更され、通電時間
が減少した場合には、タイマピストン２８は先端側に移
動する。その結果、このタイマピストン２８の移動に伴
ってローラリング９は図３の矢印Ａで示す方向に回転
し、燃料噴射時期が早められる（進角側に変更される）
ことになる。

【００４６】これに対して、デューティ比がより大きい
値に変更され、ソレノイド３３３に対する通電時間が増
加した場合には、タイマピストン２８は基端側に移動す
る。その結果、このタイマピストン２８の移動に伴って
ローラリング９は図３の矢印Ｂで示す方向に回転し、燃
料噴射時期が遅らせられる（遅角側に変更される）こと
になる。

【００４７】また、図２に示すように、燃料噴射ポンプ
１において、ローラリング９の上部には、回転速度セン
サ３５がパルサ７の外周面に対向して取り付けられてい
る。この回転速度センサ３５は電磁ピックアップコイル
よりなり、パルサ７の外周面に形成された突起部が横切
る度に検出信号を出力する。より詳しくは、図４に示す
ように、パルサ７の外周面にはエンジン２の気筒数と同
数（この場合４個）の欠歯部７ａが等角度間隔で形成さ
れ、さらに互いに隣接する欠歯部７ａ間には多数個の突
起部７ｂが等角度間隔で形成されている。

【００４８】従って、クランク軸４１の回転に伴いパル
サ７が回転すると、回転速度センサ３５からは、図５に
示すように所定角度（図では１１．２５°ＣＡ、ＣＡは
クランク角である）毎に、各突起部７ｂに対応した回転
角パルスが出力されるとともに、欠歯部７ａに対応し
た、基準となる回転角パルス（基準位置信号）が出力さ
れる。但し、図では説明の便宜上、波形整形後の出力信
号が示されている。そして、これらの回転角パルスから
燃料噴射ポンプ１の回転速度、即ちエンジン２における
クランク軸４１の時間当たりの回転数（エンジン回転速
度ＮＥ）が検出可能である。また、同図において、「Ｃ
ＮＩＲＱ」は初期値を「０」としたカウンタ値であり、
基準位置信号の後に回転角パルスが出力される毎に
「１」づつ増加する。尚、回転速度センサ３５はローラ
リング９と一体であるため、タイマ装置２６の制御動作
に関わりなく、プランジャ１２の往復動に対して一定の
タイミングで基準となるタイミング信号を出力する。

【００４９】次に、エンジン２について説明する。図１
に示すように、このエンジン２ではシリンダ４１、ピス
トン４２及びシリンダヘッド４３によって、各気筒に対
応する主燃焼室４４がそれぞれ形成されている。この主
燃焼室４４には、吸気管４７及び排気管５０がそれぞれ
接続されている。この吸気管４７内には、アクセルペダ
ル５７の踏込量に応じて開閉されるスロットルバルブ５
８が設けられている。

【００５０】また、シリンダヘッド４３には各主燃焼室
４４に連通する副燃焼室４５が各気筒に対応して設けら
れている。シリンダヘッド４３には気筒毎に燃料噴射ノ
ズル４が取り付けられており、各副燃焼室４５へ対応す
る燃料噴射ノズル４から燃料が噴射されるようになって
いる。

【００５１】エンジン２には、その運転状態を検出する
ために、前述した回転速度センサ３５に加えて以下の各
種センサが設けられている。吸気管４７には、スロット
ルバルブ５８の開度からアクセル開度ＡＣＣＰを検出す
るアクセル開度センサ３６が設けられている。更に、エ
ンジン２には、その冷却水の温度（冷却水温ＴＨＷ）を
検出する水温センサ３７が取り付けられている。吸気管
４７には、同管４７の内部における吸気の圧力（吸気圧
ＰＩＭ）を検出する吸気圧センサ３８が設けられてい
る。

【００５２】また、エンジン２には、クランク角センサ
３９が取り付けられている。このクランク角センサ３９
は、クランク軸４１の回転と同期してクランク角パルス
を出力する。このクランク角パルスは特定気筒のピスト
ン４２が上死点に達したときに出力されるように設定さ
れている。

【００５３】更に、エンジン２には、同エンジン２を始
動させるためのスタータ（図示略）が設けられている。
このスタータにはその動作状態を検知するスタータスイ
ッチ４０が設けられている。スタータスイッチ４０は、
エンジン始動時において運転者によりイグニションスイ
ッチ（図示略）がＯＦＦ位置の状態からスタート位置ま
で操作され、スタータが作動しているとき（クランキン
グ状態）に、スタータ信号ＳＴＡを「ＯＮ」として出力
する。一方、エンジン２の始動が完了して、イグニショ
ンスイッチがスタート位置からＯＮ位置まで戻される
と、スタータスイッチ４０は、スタータ信号ＳＴＡを
「ＯＦＦ」として出力する。

【００５４】前述した電磁スピル弁２３、ＴＣＶ３３、
各センサ３５〜３９、及びスタータスイッチ４０は電子
制御装置（以下単に「ＥＣＵ」という）７１にそれぞれ
接続されている。

【００５５】次に、このＥＣＵ７１の構成について、図
６のブロック図に従って説明する。ＥＣＵ７１は中央処
理装置（ＣＰＵ）８１、所定の制御プログラム、マップ
等を予め記憶した読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）８２、
ＣＰＵ８１の演算結果等を一時記憶するランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）８３、予め記憶されたデータを保存
するバックアップＲＡＭ８４を備えている。これら各部
８１〜８４と入力ポート８５及び出力ポート８６とはバ
ス８７によって接続されている。

【００５６】前述したアクセル開度センサ３６、水温セ
ンサ３７、及び吸気圧センサ３８は、それぞれバッファ
８８，８９，９０、マルチプレクサ９２及びＡ／Ｄ変換
器９３を介して入力ポート８５に接続されている。ま
た、回転速度センサ３５及びクランク角センサ３９は、
波形整形回路９５を介して入力ポート８５に接続されて
いる。更に、スタータスイッチ４０は、入力ポート８５
に直接接続されている。ＣＰＵ８１は各センサ３５〜３
９及びスタータスイッチ４０の信号を入力ポート８５を
介して読み込む。

【００５７】また、電磁スピル弁２３、ＴＣＶ３３は、
それぞれ駆動回路９６，９７を介して出力ポート８６に
接続されている。ＣＰＵ８１は入力ポート８５を介して
読み込んだ入力値に基づき、電磁スピル弁２３、ＴＣＶ
３３を制御する。

【００５８】更に、車両には、バッテリ９８が搭載され
ており、同バッテリ９８はＥＣＵ７１の定電圧回路９９
に接続されている。このバッテリ９８の電圧に基づい
て、電磁スピル弁２３のソレノイド２４やＴＣＶ３３の
ソレノイド３３３等に対して駆動回路から駆動電圧信号
が印加される。

【００５９】次に、目標燃料噴射時期を決定するための
制御手順について図７に示す「目標燃料噴射時期算出ル
ーチン」を参照して説明する。ＥＣＵ７１は、このルー
チンにおける各処理を所定制御周期毎に実行する。

【００６０】ステップ１０１において、ＥＣＵ７１は各
種センサ３５〜３８の検出信号からそれぞれエンジン回
転速度ＮＥ、アクセル開度ＡＣＣＰ、吸気圧ＰＩＭ、及
び冷却水温ＴＨＷを読み込むとともに、燃料噴射量ＱＦ
ＩＮをＲＡＭ８４からそれぞれ読み込む。更に、ステッ
プ１０１において、ＥＣＵ７１はスタータスイッチ４０
からのスタータ信号ＳＴＡを読み込む。ここで、燃料噴
射量ＱＦＩＮは、本ルーチンとは別の燃料噴射量算出ル
ーチンにおいて、アクセル開度ＡＣＣＰ、エンジン回転
速度ＮＥ、吸気圧ＰＩＭ、冷却水温ＴＨＷ等に基づき算
出された後、ＲＡＭ８４に記憶される値である。

【００６１】ステップ１０２において、ＥＣＵ７１は、
エンジン回転速度ＮＥ及び燃料噴射量ＱＦＩＮに基づい
て基本噴射時期ＡＢＳＥを算出する。この基本噴射時期
ＡＢＳＥは後述する目標噴射時期ＡＴＲＧを算出する際
の基準値となるものであり、クランク軸４１の回転角、
即ち、クランク角度に相当する値である。

【００６２】次に、ステップ１０３において、ＥＣＵ７
１は、吸気圧ＰＩＭ及び冷却水温ＴＨＷに基づいて基本
噴射時期ＡＢＳＥを補正することにより、目標燃料噴射
時期ＡＴＲＧを算出する。ここで、例えば、吸気圧ＰＩ
Ｍ或いは冷却水温ＴＨＷが低い場合には、燃料噴射時期
を進角させるべく、基本噴射時期ＡＢＳＥが補正されて
目標燃料噴射時期ＡＴＲＧが進角側の値に設定される。

【００６３】次に、ＥＣＵ７１は、ステップ１０４及び
ステップ１０５の各処理により、エンジン２が始動状態
であるか否かを判定する。即ち、ステップ１０４におい
て、ＥＣＵ７１は、スタータ信号ＳＴＡが「ＯＮ」であ
るか否かを判定する。ここで肯定判定された場合、ＥＣ
Ｕ７１は、エンジン２がスタータの作動によりクランキ
ング状態であるため、処理をステップ１０５に移行す
る。

【００６４】ステップ１０５において、ＥＣＵ７１はエ
ンジン回転速度ＮＥが判定速度ＮＥＪより大きいか否か
を判定する。この判定速度ＮＥＪは、エンジン２が完爆
状態に移行したか否かを判定するための値であり、例え
ば、本実施形態においては「９００ｒｐｍ」に設定され
ている。このステップ１０５で肯定判定された場合、Ｅ
ＣＵ７１はエンジン２がスタータの作動によって完爆状
態に移行したものと判断し、処理をステップ１０７に移
行する。また、ステップ１０４において、否定判定され
た場合、即ち、エンジン２がクランキング状態ではない
場合も同様に、ＥＣＵ７１は処理をステップ１０７に移
行する。

【００６５】ステップ１０７において、ＥＣＵ７１はＴ
ＣＶ３３の開弁時期ＴＣＶＯＮ、即ち、同ＴＣＶ３３の
ソレノイド３３３に対して通電を開始する時期を第１の
開弁時期ＴＣＶＯＮ１に設定する。本実施形態におい
て、この第１の開弁時期ＴＣＶＯＮ１はタイマ装置２６
の作動を安定化させるうえで好適な時期に設定されてい
る。以下、この第１の開弁時期ＴＣＶＯＮ１について説
明する。

【００６６】図８（ａ）及び図８（ｄ）は、前述した回
転角パルスと、電磁スピル弁２３（ソレノイド２４）に
対して出力される駆動信号とを示している。同図（ｄ）
において、電磁スピル弁２３が通電されている期間（図
中、「ＯＮ」期間）では、前述したように、同弁２３が
閉弁状態となっているため、スピル通路２２が閉鎖され
ている。従って、高圧室１５内の燃料はプランジャ１２
の往動により加圧されるとともに、分配通路１８等を介
して各燃料噴射ノズル４へ圧送されている。

【００６７】これに対して、電磁スピル弁２３への通電
が停止されている期間（図中、「ＯＦＦ」期間）では、
同弁２３が開弁状態となり、高圧室１５内の燃料はスピ
ル通路２２を介して燃料室２１へスピルされている。従
って、高圧室１５内における燃料の加圧は停止されてい
る。

【００６８】また、本実施形態において、電磁スピル弁
２３への通電が開始されて同弁２３が閉弁状態となる時
期は常に一定である。即ち、回転角パルスのカウンタ値
ＣＮＩＲＱが「２」となった時期に、電磁スピル弁２３
は閉弁する。一方、電磁スピル弁２３への通電が停止さ
れて同弁２３が開弁状態となる時期は、前述した燃料噴
射量ＱＦＩＮに基づいて設定されている。燃料噴射量Ｑ
ＦＩＮはエンジン２の運転状態に応じて変化することか
ら、その変化に応じて電磁スピル弁２３の開弁時期も変
化することになる。

【００６９】ここで、電磁スピル弁２３が閉弁状態とな
り、プランジャ１２により高圧室１５の燃料が加圧され
ているときには、同プランジャ１２に作用する駆動反力
によって、ローラリング９に対して同リング９を遅角方
向に回転させようとする回転力が作用している。そし
て、この回転力は、タイマピストン２８に対して、同ピ
ストン２８を基端側（図３の右側）へ付勢する力として
作用する。このような付勢力がタイマピストン２８に作
用しているときに、ＴＣＶ３３を開弁させて燃料噴射時
期を変更した場合、タイマ装置２６の作動が不安定にな
り、タイマピストン２８を所定の位置に移動させること
が困難になる。その結果、燃料噴射時期の制御性が悪化
するおそれがある。

【００７０】従って、上記のような制御性の悪化を防止
するうえでは、電磁スピル弁２３が開弁した後にＴＣＶ
３３が開弁するように、同ＴＣＶ３３の開弁時期ＴＣＶ
ＯＮが設定されていることが望ましい。また、前述した
ように、電磁スピル弁２３の開弁時期はエンジン２の運
転状態に応じて変化していることから、ＴＣＶ３３の開
弁時期ＴＣＶＯＮは、燃料噴射量ＱＦＩＮが最大となっ
て電磁スピル弁２３の開弁時期が最も遅れた時期以降に
設定される必要がある。

【００７１】更に、これに加え、前述したようなタイマ
装置２６における作動の不安定化を防止するうえでは、
ＴＣＶ３３の開弁時期ＴＣＶＯＮに関して、以下の条件
が満たされることが望ましい。即ち、ＴＣＶ３３の開弁
時期ＴＣＶＯＮを電磁スピル弁２３の開弁時期よりも十
分に遅く設定することにより、ＴＣＶ３３は常に電磁ス
ピル弁２３が開弁した後に開弁するようになるが、その
一方で、同ＴＣＶ３３が未だ閉弁しないうちに電磁スピ
ル弁２３が次周期において閉弁してしまうおそれがあ
る。

【００７２】このように、ＴＣＶ３３が開弁していると
きに電磁スピル弁２３が閉弁すると、前述した場合と同
様に、プランジャ１２の燃料加圧動作の影響により、タ
イマ装置２６の作動が不安定となって燃料噴射時期の制
御性が悪化するおそれがある。このため、ＴＣＶ３３の
開弁時期ＴＣＶＯＮは、電磁スピル弁２３が閉弁するよ
りも前に同ＴＣＶ３３が閉弁するように設定されている
ことが望ましい。

【００７３】従って、エンジン２が始動時以外の運転状
態にあって、燃料噴射時期を最も遅角させる場合、即
ち、ＴＣＶ３３の開弁期間が最大になる場合であって
も、ＴＣＶ３３の開弁期間と電磁スピル弁２３の閉弁期
間とが重ならないように、同ＴＣＶ３３の開弁時期ＴＣ
ＶＯＮが設定されていることが望ましい。

【００７４】そこで、本実施形態においては、図８
（ｆ）に示すように、第１の開弁時期ＴＣＶＯＮ１を回
転角パルスのカウンタ値ＣＮＩＲＱが「９」となる時期
に設定することにより、上記条件を満たすようにしてい
る。

【００７５】尚、エンジン２に要求される燃料噴射量や
タイマ装置２６の性能等によっては、ＴＣＶ３３の開弁
期間よりも電磁スピル弁２３の開弁期間が短くなり、上
記のようにＴＣＶ３３の開弁期間と電磁スピル弁２３の
閉弁期間とが重ならないように、同ＴＣＶ３３の開弁時
期ＴＣＶＯＮを設定することができない場合もあり得
る。

【００７６】このような場合には、電磁スピル弁２３が
閉弁している間にＴＣＶ３３が閉弁状態から開弁状態に
移行することがないように、即ち、同スピル弁２３の閉
弁期間終期とＴＣＶ３３の開弁期間始期とが重なること
がないように、同ＴＣＶ３３の開弁時期ＴＣＶＯＮを設
定することが望ましい。これは以下の理由による。

【００７７】高圧室１５の燃料圧力は加圧行程の開始時
に比べて同行程の終了時に最も大きくなり、また、この
加圧行程の開始時及び終了時は、電磁スピル弁２３の閉
弁時期及び開弁時期にそれぞれ対応している。即ち、電
磁スピル弁２３の閉弁期間終期にあっては、高圧室１５
の燃料圧力が増大しており、タイマピストン２８に最も
大きな付勢力が作用していることになる。従って、燃料
噴射時期を精度良く設定するうえで、この時期にタイマ
装置２６を作動させることは好ましくない。

【００７８】このため、上記のように、電磁スピル弁２
３の閉弁期間終期とＴＣＶ３３の開弁期間始期とが重な
ることがないように、ＴＣＶ３３の開弁時期ＴＣＶＯＮ
を設定することにより、プランジャ１２の燃料加圧動作
の影響によってタイマ装置２６の動作が不安定になるこ
とを最小限に抑えることができる。

【００７９】以下、再び「目標燃料噴射時期算出ルーチ
ン」について説明する。ステップ１０４にて肯定判定さ
れた後に、ステップ１０５において否定判定された場
合、ＥＣＵ７１はエンジン２がクランキング状態であっ
て、未だ完爆状態に移行していないことから処理をステ
ップ１０６に移行する。

【００８０】ステップ１０６において、ＥＣＵ７１はＴ
ＣＶ３３の開弁時期ＴＣＶＯＮを第２の開弁時期ＴＣＶ
ＯＮ２に設定する。本実施形態において、この第２の開
弁時期ＴＣＶＯＮ２は、バッテリ９８の変動に起因した
燃料噴射時期の変動を抑制するとともに、タイマ装置２
６の作動を安定化させるうえで好適な時期に設定されて
いる。以下、この第２の開弁時期ＴＣＶＯＮ２について
説明する。

【００８１】エンジン２を始動させる場合には、前述し
たように、バッテリ９８の電圧が一時的に低下するとと
もに、その電圧がクランク軸４１の回転変動に同期して
変動する。図８（ｂ）及び図８（ｃ）は、このクランク
軸４１の回転変動（エンジン回転速度ＮＥの変動）及び
バッテリ９８の電圧Ｅの変動をそれぞれ示している。前
述したように、ＥＣＵ７１には定電圧回路９９が設けら
れており、同回路９９によってＴＣＶ３３への駆動電圧
信号に対するバッテリ電圧Ｅの変動の影響はある程度抑
えられるものの、その影響を完全に除去することはでき
ない。

【００８２】ここで、ＴＣＶ３３の開弁時期ＴＣＶＯＮ
は、バッテリ９８の変動に起因した燃料噴射時期の変動
を防止するために以下の条件を満たしている必要があ
る。即ち、ＴＣＶ３３の開弁時期ＴＣＶＯＮは、始動時
において燃料噴射時期が最も遅角され、同ＴＣＶ３３の
開弁期間が最も長くなった場合を想定し、その場合でも
同開弁期間が所定期間Ｔ１内に存在するように設定され
ている必要がある。ここで、所定期間Ｔ１は、ＴＣＶ３
３を正常に駆動させるために必要なバッテリ電圧Ｅの大
きさを駆動最低電圧Ｅlow （図８（ｃ）において一点鎖
線で示す）とした場合に、バッテリ電圧Ｅがその駆動最
低電圧Ｅlow を上回る期間である。

【００８３】更に、ＴＣＶ３３の開弁時期ＴＣＶＯＮ
は、プランジャ１２の燃料加圧動作の影響により、タイ
マ装置２６の作動が不安定になって燃料噴射時期の制御
性が悪化することを抑制するため、以下の条件を満たし
ていることが望ましい。即ち、エンジン２の始動時にお
いて、燃料噴射時期を最も遅角させる場合、即ち、ＴＣ
Ｖ３３の開弁期間が最大になる場合であっても、前述し
たように、ＴＣＶ３３の開弁期間と電磁スピル弁２３の
閉弁期間とが重ならないように、ＴＣＶ３３の開弁時期
ＴＣＶＯＮが設定されていることが望ましい。

【００８４】ここで、エンジン２の運転状態を始動時に
限定した場合、燃料噴射量ＱＦＩＮの最大値は、始動時
以外の運転状態における同噴射量ＱＦＩＮの最大値と比
較して小さいため、電磁スピル弁２３の閉弁期間が相対
的に短くなる。更に、始動時以外の運転状態と比較し
て、始動時にあっては、燃料噴射時期がより進角側の限
られた時期にしか変更されない。

【００８５】従って、エンジン２の運転状態を始動時に
限定した場合、ＴＣＶ３３の開弁期間が前記所定期間Ｔ
１内に存在し、且つ、同開弁期間と電磁スピル弁２３の
閉弁期間とが重ならないように、ＴＣＶ３３の開弁時期
ＴＣＶＯＮを設定することが可能である。

【００８６】そこで、本実施形態においては、第２の開
弁時期ＴＣＶＯＮ２を回転角パルスのカウンタ値ＣＮＩ
ＲＱが「１１」となる時期に設定することにより、上記
各条件を満たすようにしている。

【００８７】尚、図８（ｃ）に示すバッテリ電圧Ｅの変
動は、クランク軸４１における駆動トルクの変動に起因
するものであるため、エンジン回転速度ＮＥが変化しな
ければ、その周期は常に一定である。また、始動時にあ
っては燃料噴射時期はごく限られた領域内でしか変更さ
れないため、このバッテリ電圧Ｅの変動と回転角パルス
のカウンタ値ＣＮＩＲＱとの相関関係も殆ど変化しな
い。従って、前述したように、バッテリ電圧Ｅが前記駆
動最低電圧Ｅlow を上回る期間をカウンタ値ＣＮＩＲＱ
に基づいて設定することができる。

【００８８】上記各ステップ１０６，ステップ１０７に
おいて、エンジン２の運転状態に応じてＴＣＶ３３の開
弁時期ＴＣＶＯＮを第１の開弁時期ＴＣＶＯＮ１、又は
第２の開弁時期ＴＣＶＯＮ２に設定した後、ＥＣＵ７１
は本ルーチンにおける処理を一旦終了する。

【００８９】ＥＣＵ７１は、本ルーチンとは別のＴＣＶ
駆動制御ルーチンにおいて、回転速度センサ３５及びク
ランク角センサ３９の各検出信号に基づいて、実燃料噴
射時期を算出するとともに、この実燃料噴射時期と本ル
ーチンにおいて算出された目標噴射時期ＡＴＲＧとを比
較する。そして、ＴＣＶ３３に対しその比較結果に基づ
いた所定のデューティ比を有する駆動電圧信号を出力す
ることにより、実燃料噴射時期が目標燃料噴射時期ＡＴ
ＲＧと一致するようにＴＣＶ３３を制御する。尚、この
制御の際に、ＴＣＶ３３の開弁時期ＴＣＶＯＮが変更さ
れることはない。即ち、ＴＣＶ３３の開弁時期ＴＣＶＯ
Ｎは前記第１の開弁時期ＴＣＶＯＮ１或いは第２の開弁
時期ＴＣＶＯＮ２のいずれかに設定されたままであり、
同ＴＣＶ３３の閉弁時期のみが前記デューティ比に応じ
て変更される。

【００９０】以上説明したように、本実施形態では、バ
ッテリ電圧Ｅが変動してＴＣＶ３３が正常に駆動しない
状況が発生し得るエンジン２の始動時において、ＴＣＶ
３３の開弁時期ＴＣＶＯＮを第２の開弁時期ＴＣＶＯＮ
２に変更することにより、同ＴＣＶ３３の開弁期間を前
記駆動最低電圧Ｅlow を上回る期間内に設定するように
している。

【００９１】従って、ＴＣＶ３３における駆動電圧が不
足してしまうことがなく、同ＴＣＶ３３は駆動電圧信号
のデューティ比に応じた所定期間だけ開弁状態となる。
このように、ＴＣＶ３３が確実に動作することにより、
タイマピストン２８が所定の位置に配置されて、燃料噴
射時期が同ピストン２８の位置に応じた時期に設定され
る。

【００９２】その結果、本実施形態によれば、始動時に
バッテリ電圧Ｅが変動している場合であっても、その変
動に起因したタイマ装置２６における作動不安定化を防
止して、燃料噴射時期を精度良く制御することができ
る。

【００９３】更に、本実施形態によれば、始動時におい
て燃料噴射時期が所定の時期に確実に設定されるため、
バッテリ電圧Ｅがスタータの作動によって変動している
場合であっても、エンジン２の良好な始動性を確保する
ことができる。

【００９４】ここで、本実施形態とは異なり、エンジン
２の運転状態が始動時であるか否かに関わらず、常に始
動時に対応した第２の開弁時期ＴＣＶＯＮ２に固定して
も、上記のようなバッテリ電圧Ｅの変動に起因した制御
性の悪化を防止することは可能である。しかしながら、
このような構成にあっては、始動時以外の時に、図８
（ｅ）の二点鎖線で示すように、ＴＣＶ３３の開弁期間
と電磁スピル弁２３の閉弁期間とが重なるオーバラップ
期間が存在するようになり、タイマ装置２６の作動に対
してプランジャ１２による燃料加圧動作が影響を及ぼす
こともある。

【００９５】この点、本実施形態によれば、エンジン２
が始動時であるか否かに応じてＴＣＶ３３の開弁時期Ｔ
ＣＶＯＮを切り替えるようにしているため、同開弁時期
ＴＣＶＯＮが始動時に適した時期に限定されてしまうこ
とがない。従って、本実施形態によれば、始動時以外の
時に、上記のような燃料加圧動作の影響を抑制すべく、
ＴＣＶ３３の開弁期間と電磁スピル弁２３の閉弁期間と
が重ならないように同ＴＣＶ３３の開弁期間を設定する
ことができる。

【００９６】更に、本実施形態では、前述したように、
始動時及び始動時以外の時であっても、ＴＣＶ３３の開
弁時期ＴＣＶＯＮを調節することにより、同ＴＣＶ３３
の開弁期間を電磁スピル弁２３の閉弁期間と重ならない
ように設定している。従って、プランジャ１２が高圧室
１５の燃料を高圧に加圧する際の駆動反力が、タイマピ
ストン２８を遅角側に付勢する力として作用することが
なく、安定したタイマ装置２６の作動が確保される。そ
の結果、本実施形態によれば、プランジャ１２による燃
料加圧動作の影響によって燃料噴射時期の制御性が悪化
してしまうことを回避することができる。

【００９７】更に、本実施形態では、エンジン２の運転
状態が始動状態であるか否かをスタータ信号ＳＴＡとエ
ンジン回転速度ＮＥに基づいて検出するようにしてい
る。例えば、仮にスタータ信号ＳＴＡが「ＯＮ」となっ
ていても、即ち、スタータが作動していても、エンジン
２が完爆状態に移行すれば、クランク軸４１は同エンジ
ン２における燃焼・爆発によって回転するようになるこ
とから、同スタータにおける消費電力は極めて小さくな
る。その結果、バッテリ９８に対する電気的負荷は減少
してバッテリ電圧Ｅの変動が発生する可能性は殆どな
い。

【００９８】この点、本実施形態によれば、エンジン回
転速度ＮＥが所定の回転速度（判定速度ＮＥＪ）を上回
ったことにより、エンジン２が完爆状態に移行したこと
検知することができるため、エンジン２がバッテリ電圧
Ｅに変動が発生し得る状況にあるか否かをより確実に検
出することができ、その検出結果に応じて前記開弁時期
ＴＣＶＯＮを変更することができる。

【００９９】以下、本実施形態により奏せられる効果を
総括して列記する。・バッテリ電圧Ｅが変動に起因したタイマ装置２６にお
ける作動不安定化を防止して、燃料噴射時期を精度良く
制御することができる。

【０１００】・エンジン２の良好な始動性を確保するこ
とができる・タイマ装置２６の作動を安定化させるべく、ＴＣＶ３
３の開弁時期と電磁スピル弁２３の閉弁期間とが重なら
ないように設定することができる。

【０１０１】・ＴＣＶ３３の開弁時期ＴＣＶＯＮが始動
時に適した時期に限定されてしまうことがない。・プランジャ１２による燃料加圧動作の影響によって燃
料噴射時期の制御性が悪化してしまうことを回避するこ
とができる。

【０１０２】・エンジン２が、バッテリ電圧Ｅに変動が
発生し得る状況にあるか否かをより確実に検出すること
ができる。尚、上記実施形態は以下のように構成を変更して実施す
ることができる。

【０１０３】・上記実施形態では、スタータ信号ＳＴＡ
が「ＯＮ」になり、且つ、エンジン回転速度ＮＥが判定
速度ＮＥＪを上回ったときに、ＴＣＶ３３の開弁時期Ｔ
ＣＶＯＮを変更するようにした。これに対して、例え
ば、外気温度を検出する外気温センサを更に備え、上記
条件に加えて、同センサにより検出される外気温が所定
温度を下回ったときに、ＴＣＶ３３の開弁時期ＴＣＶＯ
Ｎを変更するようにしてもよい。或いは、スタータ信号
ＳＴＡのみ、又はエンジン回転速度ＮＥのみに基づいて
エンジン２が始動時であるか否かを判断するようにして
もよい。

【０１０４】・上記実施形態では、ＴＣＶ３３の開弁時
期ＴＣＶＯＮを回転角パルスのカウンタ値ＣＮＩＲＱに
基づいて設定するようにした。これに対して、例えば、
回転角パルスの基準位置信号が出力されてからの経過時
間により同開弁時期ＴＣＶＯＮを設定することもでき
る。

【０１０５】・上記実施形態では、エンジン２が始動時
であるか否かに応じて、バッテリ電圧Ｅの変動が発生し
得る状況を検出するようにした。これに対して、バッテ
リ電圧Ｅの大きさを直接検出し、その検出されたバッテ
リ電圧Ｅに応じてＴＣＶ３３の開弁時期ＴＣＶＯＮを変
更するようにしてもよい。また、この場合、上記実施形
態とは異なり、ＴＣＶ３３の開弁時期ＴＣＶＯＮをバッ
テリ電圧Ｅに応じて３段階以上に変更したり、或いは連
続的に変更することも可能である。

【０１０６】・上記実施形態において、電磁スピル弁２
３はその開弁時期に応じて高圧室１５における燃料加圧
の終了時期を変更することにより、燃料噴射量を決定す
るものであったが、同弁２３は閉弁時期に応じて高圧室
１５における燃料加圧の開始時期を変更するものであっ
てもよい。

【０１０７】

【発明の効果】請求項１に記載した発明では、バッテリ
の電圧が所定電圧以上になる時期に噴射時期調節機構に
対して駆動用電圧を印加するようにしている。従って、
バッテリの電圧が変動していても、燃料噴射時期調節機
構を駆動させるのに必要な大きさの駆動用電圧が同機構
に対して印加されるようになり、燃料噴射時期調節機構
における所期の作動量が確保される。その結果、この発
明によれば、バッテリ電圧の変動に起因した制御性の悪
化を防止することができる。

【０１０８】請求項２に記載した発明では、バッテリの
電圧が変動して一時的に前記所定電圧以下になる状態に
なったことを検出し、その検出結果に基づいて駆動用電
圧の印加時期を変更するようにしている。従って、バッ
テリの電圧が変動して一時的に所定電圧以下になる状態
になった場合には、バッテリ電圧が所定電より大きくな
る時期に燃料噴射時期調節機構に対する駆動用電圧の印
加時期が変更されるが、バッテリ電圧が常に所定電圧以
上であるときには、前記印加時期の変更は行われない。
その結果、この発明によれば、請求項１に記載した発明
の効果に加えて、燃料噴射時期調節機構に対する駆動用
電圧の印加時期が不必要に限定されてしまうことを防止
することができる。

【０１０９】請求項３に記載した発明では、高圧室での
プランジャによる燃料の加圧が停止されている期間に噴
射時期調節機構に対する駆動用電圧の印加時期を設定す
るようにしている。従って、プランジャの往復動時期の
変更は、高圧室における燃料の加圧に伴う駆動反力がプ
ランジャに作用していないときに行われるようになり、
燃料噴射時期を変更する際における変更動作の不安定が
抑制される。その結果、この発明によれば、請求項２に
記載した発明の効果に加えて、燃料噴射時期制御におけ
る良好な制御性を確保することができる。

【０１１０】請求項４に記載した発明では、ディーゼル
エンジンの運転状態が始動状態であるときに、バッテリ
の電圧が変動して一時的に所定電圧以下になる状態にな
ったとして検出するようにしている。従って、バッテリ
電圧の変動が発生しやすいエンジンの始動時において、
燃料噴射時期調節機構における所期の作動量が確保され
る。その結果、この発明によれば、請求項２に記載した
発明の効果に加えて、特に、バッテリ電圧の変動に起因
したエンジン始動性の悪化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態におけるディーゼルエンジンの燃料
噴射時期制御装置を示す概略構成図。

【図２】燃料噴射ポンプを示す断面図。

【図３】タイマ装置及びＴＣＶ等を示す概略構成図。

【図４】回転速度センサ及びパルサを示す側面図。

【図５】回転速度センサの検出波形を示す説明図。

【図６】ＥＣＵ等の電気的構成を示すブロック図。

【図７】「燃料噴射時期算出ルーチン」を説明するフロ
ーチャート。

【図８】バッテリ電圧の変動とＴＣＶの作動との関係を
示すタイミングチャート。

【図９】燃料噴射ポンプの構成例を示す断面図。

【図１０】バッテリ電圧及びＴＣＶに対する駆動電圧信
号を示す線図。

【符号の説明】

１…燃料噴射ポンプ、２…ディーゼルエンジン、１２…
プランジャ、１５…高圧室、２２…スピル通路、２３…
電磁スピル弁、２６…タイマ装置、３５…回転速度セン
サ、４０…スタータスイッチ、７１…ＥＣＵ、９８…バ
ッテリ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者荒川真一愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者稲葉孝好愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者柴田真典愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プランジャの往復動に伴い燃料を高圧室
にて加圧するとともに、加圧された燃料をディーゼルエ
ンジンに噴射供給するための燃料噴射ポンプと、前記燃
料噴射ポンプからの燃料噴射時期を調節する噴射時期調
節機構と、前記噴射時期調節機構に対して駆動用電圧を
供給するためのバッテリと、前記噴射時期調節機構に対
して前記駆動用電圧を断続的に印加するとともに、同駆
動用電圧の印加時間を制御することにより前記燃料噴射
時期を調節する制御手段とを備えたディーゼルエンジン
の燃料噴射時期制御装置において、前記制御手段は、前記バッテリの電圧が所定電圧以上に
なる時期に前記駆動用電圧の印加時期を設定するもので
あることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射時
期制御装置。
【請求項２】請求項１に記載したディーゼルエンジン
の燃料噴射時期制御装置において、前記バッテリの電圧が変動して一時的に前記所定電圧以
下になる状態になったことを検出する検出手段を更に備
えるとともに、前記制御手段は、その検出結果に基づい
て前記駆動用電圧の印加時期を変更するものであること
特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装
置。
【請求項３】請求項２に記載したディーゼルエンジン
の燃料噴射時期制御装置において、前記高圧室での前記プランジャによる燃料の加圧を停止
することにより燃料の噴射供給量を調節する噴射量調節
機構を更に備えるとともに、前記噴射時期調節機構は、前記プランジャの往復動時期
を変更することにより前記燃料噴射時期を調節するもの
であり、前記制御手段は、前記噴射量調節機構によって前記高圧
室での前記プランジャによる燃料の加圧が停止されてい
る期間に前記噴射時期調節機構に対する前記駆動用電圧
の印加時期を設定するものであることを特徴とするディ
ーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置。
【請求項４】請求項２記載のディーゼルエンジンの燃
料噴射時期制御装置において、前記検出手段は、前記ディーゼルエンジンの運転状態が
始動状態であるときに、前記バッテリの電圧が変動して
一時的に前記所定電圧以下になる状態になったことを検
出するものであることを特徴とするディーゼルエンジン
の燃料噴射時期制御装置。