JPH0874644A - 燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 噴射率の特性に基づいて適切に噴射時期フィ
ードバック制御を行い、最適燃焼を実現する。 【構成】 燃料を燃料噴射ノズル３４に圧送する燃料噴
射ポンプ１は、タイマ２５により燃料噴射時期を調整す
る。燃料噴射ノズル３４には針弁リフトセンサ３５が設
けられている。ＥＣＵ４０は、エンジン運転状態に応じ
て演算された目標噴射時期と、針弁リフトセンサ３５に
よる検出結果に基づき得られた実噴射時期との偏差に応
じて噴射時期フィードバック制御を行う。このとき、Ｅ
ＣＵ４０は、実噴射時期が目標噴射時期よりも進み側或
いは遅れ側にあれば両者の差分よりも大きな量の補正を
行う。これにより、実噴射時期の噴射率の重心位置と、
目標噴射時期の噴射率の重心位置とがほぼ一致する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の運転に伴
い燃料を燃料噴射ノズルに圧送する燃料噴射ポンプを備
え、その燃料噴射時期を制御する燃料噴射ポンプの噴射
時期制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の噴射時期制御装置では、所望の
タイミングで燃料噴射ノズルから燃料噴射させるべく、
燃料噴射ポンプのタイマにて燃料噴射時期が制御される
ようになっており、従来より内燃機関の排気ガス（エミ
ッション）の改善や出力の最適化のために多種多様な技
術が提案されている。例えば、実際のタイマ位置を検出
すると共に、該タイマ位置と機関運転状態から求められ
る目標タイマ位置との偏差をなくすよう、フィードバッ
ク制御を実施する噴射時期制御装置がある。しかしなが
ら、このようなタイマ位置フィードバックを行う制御装
置では、経時変化等による目標噴射時期と実際の噴射時
期（実噴射時期）とのずれを補正することができない。
具体的には、燃料噴射ノズルの劣化に起因する開弁圧変
化時や、燃料温度の低温化，燃料の高粘性化に起因する
噴射管内の残圧変化時には、燃料の圧送開始が早くなっ
たり管内圧が高くなったりして、実噴射時期が進み側へ
ずれる。また、燃料噴射ポンプ内での加圧漏れ時には、
実噴射時期が遅れ側にずれる。この場合、最適な噴射時
期制御を実現することはできない。

【０００３】また、上記タイマ位置フィードバック制御
を行う噴射時期制御装置に対して、燃料噴射ノズルの針
弁リフト量から求めた実噴射時期と、機関運転状態に応
じて求めた目標噴射時期との偏差をなくすべく、フィー
ドバック制御を実施するものがある。すなわち、この装
置では、燃料噴射ノズルに設けた針弁リフトセンサによ
り実噴射時期を検出し、その実噴射時期を噴射時期制御
に反映させている。このような噴射時期制御では、その
制御精度をより一層精密にすることができる。例えば、
特開昭６２−２１０２４２号公報の噴射時期制御装置で
は、燃料噴射ノズルの開弁圧の低下を検出し、該開弁圧
の低下量に相当する噴射時期補正を実施している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な実噴射時期のフィードバック制御であっても最適な噴
射時期制御を実現することはできない。これは以下の理
由による。図８は、目標噴射時期の噴射率曲線（図８
の”Ａ”）に対して実噴射時期が進み側にずれた場合の
噴射率曲線（図８の”Ｂ”）と、実噴射時期が遅れ側に
ずれた場合の噴射率曲線（図８の”Ｃ”）とを示した図
であり、その上段が補正前、下段が補正後の噴射率曲線
である。この図８によれば、噴射率曲線が図８上段の”
Ｂ”や”Ｃ”のように変化した場合、下段に示す如く噴
射時期（噴射開始タイミング）を合わせただけでは、噴
射終了タイミングに依然大きなずれが残る等、噴射時期
補正が不十分であることが分かる。その結果、所望の燃
焼を得られないという問題が生じる。

【０００５】この発明は、上記問題に着目してなされた
ものであって、その目的とするところは、噴射率の特性
に基づいて適切に噴射時期フィードバック制御を行い、
最適燃焼を実現することができる燃料噴射ポンプの噴射
時期制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では噴射時期の進み側若しくは遅れ側へのず
れとその時の噴射率特性との関係に従い、噴射時期補正
を実施している。つまり、上述の図８から分かるよう
に、噴射時期が進み側にずれる場合（曲線Ｂの場合）、
噴射期間が短くなると共に噴射率のピークが高くなり、
噴射率の重心位置は実噴射時期と目標噴射時期とのずれ
よりも進み側にずれる。これは、上述したように実噴射
時期の進み側へのずれが燃料の圧送開始の早期化や管内
圧の上昇に起因するためである。また、逆に噴射時期が
遅れ側にずれる場合（曲線Ｃの場合）、噴射期間が長く
なると共に噴射率のピークが低くなり、噴射率の重心位
置は実噴射時期と目標噴射時期とのずれよりも遅れ側に
ずれる。これは、実噴射時期の遅れ側へのずれが燃料噴
射ポンプ内での燃料漏れに起因するためである。このこ
とから、本発明では、噴射率の重心位置に着目して以下
の如く噴射時期制御装置を構成する。

【０００７】請求項１に記載の発明では、図９に示すよ
うに、内燃機関Ｍ１の運転に伴い燃料の吸入及び加圧を
行い、該加圧された高圧燃料を燃料噴射ノズルＭ２に供
給する燃料噴射ポンプＭ３と、前記燃料噴射ノズルＭ２
による実際の燃料噴射時期を検出するための実噴射時期
検出手段Ｍ４と、前記燃料噴射ポンプＭ３に設けられ、
該燃料噴射ポンプＭ３による噴射時期を調整するための
タイマＭ５と、機関運転状態に応じて目標噴射時期を演
算する目標噴射時期演算手段Ｍ６と、前記実噴射時期検
出手段Ｍ４により検出された実噴射時期の噴射率の重心
位置と、前記目標噴射時期演算手段Ｍ６により演算され
た目標噴射時期の噴射率の重心位置とが一致するよう、
前記目標噴射時期を補正する噴射時期補正手段Ｍ７と、
前記噴射時期補正手段Ｍ７による補正後の噴射時期に基
づいて前記タイマＭ５を制御する噴射時期制御手段Ｍ８
とを備えたことを要旨としている。

【０００８】請求項２に記載の発明では、前記噴射時期
補正手段Ｍ７は、実噴射時期が目標噴射時期よりも進み
側若しくは遅れ側にあれば両者の差分よりも大きな量の
補正を行う。

【０００９】請求項３に記載の発明では、前記噴射時期
補正手段Ｍ７は、内燃機関Ｍ１の運転負荷が大きいほど
若しくは機関回転数が小さいほど、前記補正の量を過剰
方向に大きくする。

【００１０】請求項４に記載の発明は、燃料噴射ポンプ
Ｍ３には、内燃機関Ｍ１の基準クランク角度に対するポ
ンプ基準角度が設定される請求項１〜３に記載の燃料噴
射ポンプの噴射時期制御装置において、前記燃料噴射ポ
ンプＭ３の実際のポンプ基準角度を検出する実基準角度
検出手段と、前記実基準角度検出手段による実際のポン
プ基準角度と、予め設定されている目標ポンプ基準角度
とのずれを演算する基準角度ずれ量演算手段とを備え、
前記目標噴射時期演算手段Ｍ６は、前記ポンプ基準角度
に対する目標噴射時期を演算し、前記噴射時期補正手段
Ｍ７は、前記基準角度ずれ量演算手段によるポンプ基準
角度のずれ量に応じて前記目標噴射時期を補正する。

【００１１】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、燃料噴射ポン
プＭ３は、内燃機関Ｍ１の運転に伴い燃料の吸入及び加
圧を行い、該加圧された高圧燃料を燃料噴射ノズルＭ２
に供給する。実噴射時期検出手段Ｍ４は、燃料噴射ノズ
ルＭ２による実際の燃料噴射時期を検出する。目標噴射
時期演算手段Ｍ６は、機関運転状態に応じて目標噴射時
期を演算する。噴射時期補正手段Ｍ７は、実噴射時期検
出手段Ｍ４により検出された実噴射時期の噴射率の重心
位置と、目標噴射時期演算手段Ｍ６により演算された目
標噴射時期の噴射率の重心位置とが一致するよう、目標
噴射時期を補正する。噴射時期制御手段Ｍ８は、噴射時
期補正手段Ｍ７による補正後の噴射時期に基づいてタイ
マＭ５を制御する。

【００１２】要するに、燃料噴射ノズルＭ２の劣化等、
経時変化に伴う目標噴射時期と実噴射時期とのずれが生
じる場合、噴射率の特性が変化し、噴射率の重心位置が
進み側或いは遅れ側にずれる。しかし、本構成によれ
ば、目標噴射時期の噴射率の重心位置と実噴射時期の噴
射率の重心位置とを一致させるべく噴射時期を補正する
ため、噴射率特性が変化しても、所望の燃焼が実現され
る。

【００１３】請求項２に記載の発明によれば、噴射時期
補正手段Ｍ７は、実噴射時期が目標噴射時期よりも進み
側若しくは遅れ側にあれば両者の差分よりも大きな量の
補正を行う。つまり、上述したように、噴射率の重心位
置は、噴射時期が進み側にずれる場合には実噴射時期と
目標噴射時期との差分よりもさらに進み側にずれ、逆
に、噴射時期が遅れ側にずれる場合には実噴射時期と目
標噴射時期との差分よりもさらに遅れ側にずれる。従っ
て、上記両噴射時期の偏差よりも過剰に補正を行うこと
で、より正確な噴射時期補正が可能となる。

【００１４】請求項３に記載の発明によれば、噴射時期
補正手段Ｍ７は、内燃機関Ｍ１の運転負荷が大きいほど
若しくは機関回転数が小さいほど、前記補正の量を過剰
方向に大きくする。つまり、内燃機関Ｍ１の運転負荷が
大きい時や機関回転数が小さい時には、燃料圧の上昇や
燃料漏れによる噴射率の変化（重心位置のずれ）が大き
くなるが、上記補正を行うことで、より適切な噴射時期
制御が実現される。

【００１５】請求項４に記載の発明によれば、実基準角
度検出手段は、内燃機関Ｍ１の基準クランク角度に対す
る燃料噴射ポンプＭ３の実際のポンプ基準角度を検出す
る。基準角度ずれ量検出手段は、実基準角度検出手段に
よる実際のポンプ基準角度と、予め設定されている目標
ポンプ基準角度とのずれを演算する。目標噴射時期演算
手段Ｍ６は、ポンプ基準角度に対する目標噴射時期を演
算し、噴射時期補正手段Ｍ７は、基準角度ずれ量演算手
段によるポンプ基準角度のずれ量に応じて目標噴射時期
を補正する。つまり、内燃機関Ｍ１の基準クランク角度
に対する目標噴射時期にて燃料噴射ポンプＭ３による噴
射時期を制御する場合、燃料噴射ポンプＭ３の組付誤差
等、固体差等により噴射時期のずれを生じることがあ
る。しかし、本構成によれば、それらの不都合が解消さ
れる。

【００１６】

【実施例】以下、この発明をディーゼルエンジン用燃料
噴射ポンプの燃料噴射制御装置に具体化した一実施例を
図面に従って説明する。

【００１７】図１は、本実施例における燃料噴射制御装
置の概略構成を示している。図１に示す電磁スピル式分
配型の燃料噴射ポンプ１において、ポンプハウジング２
にはドライブシャフト３が回転可能に支持されており、
このドライブシャフト３の一端部はポンプハウジング２
の外部に露出している。ポンプハウジング２内にはベー
ン式フィードポンプ４（図１には９０度展開して示す）
が設けられており、同フィードポンプ４はドライブシャ
フト３の回転により燃料を吸い上げて燃料室５に送る。
ドライブシャフト３には、外周面に複数の歯を有するパ
ルサ６が取り付けられ、さらにその先端部には図示しな
いカップリングを介してカムプレート７が接続されてい
る。

【００１８】パルサ６とカムプレート７との間には、ロ
ーラリング８が配置され、同ローラリング８にはカムプ
レート７のフェイスカム７ａに対向する複数のカムロー
ラ９が取り付けられている。フェイスカム７ａはディー
ゼルエンジンの気筒数と同数だけ設けられている。カム
プレート７はスプリング１２によって常にカムローラ９
に付勢接触している。ポンプハウジング２の右側部に配
設されたシリンダ１０には、プランジャ１１が配置さ
れ、プランジャ１１はカムプレート７に一体回転可能に
支持されている。従って、カムプレート７及びプランジ
ャ１１はドライブシャフト３の回転に伴い回転運動する
と共に、カムローラ９によって図中左右方向に往復運動
する。このとき、プランジャ１１の回転及び往復運動に
より吸入通路１３を通して燃料が加圧室１４に吸入され
て加圧される。そして、その加圧燃料が分配通路１５、
デリバリバルブ１６を通してエンジン３３の燃料噴射ノ
ズル３４に供給される。

【００１９】また、前記吸入通路１３（燃料室５と加圧
室１４との連通路）の途中には、燃料カット弁（ＦＣ
Ｖ）１７が配置されている。この燃料カット弁１７は、
コイル１８の通電（オン）により弁体１９を開放位置に
移動させ、燃料室５から加圧室１４への燃料の吸入を許
容する。また、コイル１８の非通電（オフ）時には弁体
１９を閉鎖位置に移動させて燃料の吸入を停止させる。

【００２０】さらに、ポンプハウジング２には、燃料室
５と加圧室１４とを連通するスピル通路２０が形成され
ており、同スピル通路２０の途中には電磁スピル弁２１
が配置されている。この電磁スピル弁２１は、コイル２
２の非通電（オフ）時には弁体２３を開放位置に移動さ
せて加圧室１４内の燃料をスピル通路２０を通じて燃料
室５へスピルさせる。また、コイル２２の通電（オン）
時には弁体２３を閉鎖位置に移動させ、加圧室１４から
燃料室５への燃料のスピルを停止させる。この電磁スピ
ル弁２１の開閉動作により後述する燃料噴射ノズル３４
の燃料噴射量が所定量に調整されるようになっている。

【００２１】さらに、ポンプ下部には、燃料噴射時期を
調整するための油圧式タイマ２５（図１では９０度展開
して示す）が内蔵されている。同タイマ２５は燃料室５
の燃料圧によって作動するものであり、タイマハウジン
グ２６内に配置されたタイマピストン２７は、スライド
ピン２８を介して前記ローラリング８と連結されてい
る。そして、タイマピストン２７は、フィードポンプ４
による送油圧の変化とタイマスプリング２９のバネ力と
のバランスにより図示左右方向に摺動し、この動きによ
りローラリング８が回転する。

【００２２】タイマ２５の燃料圧力は、デューティ比制
御によるタイマ制御弁（ＴＣＶ）３０の開閉動作により
調整される。そして、タイマ制御弁３０による燃料圧力
調整に伴いタイマピストン２７の位置が調整される。そ
して、ローラリング８の回転に応じてプランジャ１１の
リフトタイミングが調整され、燃料噴射時期が制御され
る。なお、タイマ制御弁３０の駆動（オン）時間が長い
程、すなわち指令デューティ比信号が大きい程、燃料噴
射時期は遅角側に制御され、駆動（オン）時間が短い
程、すなわち指令デューティ比信号が小さい程、燃料噴
射時期は進み側に制御される。

【００２３】ポンプハウジング２内の燃料室５には、電
磁ピックアップコイルよりなる回転角センサ３１が設け
られている。回転角センサ３１は、磁性体からなるパル
サ６の外周部に設けられた歯の通過を検知する。なお、
パルサ６には、例えば３．７５°（７．５°ＣＡに相当
する）毎に凸状の歯が形成されると共に、エンジン気筒
数と同数だけ、等間隔に前記歯を数個切り欠いた欠歯部
が設けられている。従って、ドライブシャフト３と共に
パルサ６が回転すると、回転角センサ３１は歯の通過毎
にパルス信号を出力する。ここで、パルサ６は、プラン
ジャ１１によって加圧室１４が最小となるポンプＴＤＣ
位置（ポンプ基準角度）で欠歯部の１つが回転角センサ
３１に接近してポンプＴＤＣ信号が出力されるよう、そ
の相対位置が設定されている。

【００２４】一方、エンジン３３には、燃料噴射ポンプ
１から圧送される燃料をエンジン３３に噴射供給するた
めの燃料噴射ノズル３４が配設されている。燃料噴射ノ
ズル３４には、針弁リフトに伴う渦損失を計測する針弁
リフトセンサ３５が設けられており、同リフトセンサ３
５は針弁リフト量に対応した電圧信号を出力する。ま
た、エンジン３３の周辺には、アクセル開度を検出する
アクセルセンサ３６、エンジン冷却水の温度を検出する
水温センサ３７、及びエンジンＴＤＣ信号（基準クラン
ク角度信号）を出力するエンジンＴＤＣセンサ３８が設
けられている。

【００２５】電子制御装置（以下、ＥＣＵという）４０
は、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェイス等を備え
たマイクロコンピュータ（図示略）を中心に構成されて
いる。ＥＣＵ４０は、回転角センサ３１、アクセルセン
サ３６、水温センサ３７及びエンジンＴＤＣセンサ３８
等の各種センサからの入力信号に基づいてエンジン運転
情報を検知する。また、ＥＣＵ４０は、針弁リフトセン
サ３５の出力信号に基づいて実際に燃料噴射が開始され
るタイミング（実噴射時期）を検出する。

【００２６】なお、本実施例では、針弁リフトセンサ３
５及びＥＣＵ４０により実噴射時期検出手段が構成さ
れ、ＥＣＵ４０により目標噴射時期演算手段，噴射時期
補正手段，噴射時期制御手段が構成されている。また、
回転角センサ３１により実基準角度検出手段が構成さ
れ、ＥＣＵ４０により基準角度ずれ量演算手段が構成さ
れている。

【００２７】次いで、上記のように構成された燃料噴射
制御装置の作用を説明する。図２は本実施例における燃
料噴射時期制御ルーチンを示したフローチャートであ
り、同ルーチンはＥＣＵ４０によって所定時間毎に実行
される。図３は燃料噴射に関する各種信号を示したタイ
ミングチャートである。

【００２８】先ず図３を用いて本燃料噴射制御の概略を
説明する。図３において、実際のポンプＴＤＣはエンジ
ンＴＤＣに対してθ_T （以下、ＴＤＣ実進角量θ_T とす
る）だけ進角側にずれている。また、設計上ではθ
_TO（以下、ＴＤＣ目標進角量θ_TOとする）の進角が予め
与えられている。このとき、実ポンプＴＤＣと設計上の
目標ポンプＴＤＣとはΔθ_T （以下、第１の進角補正量
Δθ_T とする）だけずれることになる。

【００２９】また、目標噴射時期θ_PO及び実噴射時期θ
_P は実際のポンプＴＤＣに対して設定され、両噴射時期
の差（θ_PO−θ_P ）が第２の進角補正量Δθ_P となって
いる。そして、前記第１の進角補正量Δθ_T と第２の進
角補正量Δθ_P とにより噴射時期補正が実施される。

【００３０】以下、図２のフローチャートに従い燃料噴
射時期制御ルーチンを説明する。さて、本ルーチンがス
タートすると、ＥＣＵ４０は、先ずステップ１００〜１
０６で各種センサの検出データを入力する。詳しくは、
ステップ１００では回転角センサ３１の検出結果に基づ
くエンジン回転数データが、ステップ１０１ではアクセ
ルセンサ３６の検出結果に基づくアクセル開度データ
が、ステップ１０２では水温センサ３７の検出結果に基
づく冷却水温データが、ステップ１０３ではエンジンＴ
ＤＣセンサ３８の検出結果に基づくエンジンＴＤＣデー
タが、ステップ１０４では回転角センサ３１の検出結果
に基づく実ポンプＴＤＣデータが、ステップ１０５では
同じく回転角センサ３１の検出結果に基づくポンプ位相
角度データが、ステップ１０６では針弁リフトセンサ３
５の検出結果に基づく燃料噴射ノズル３４の針弁リフト
データが、それぞれ入力される。

【００３１】その後、ＥＣＵ４０は、ステップ１０７で
予め設定されているＴＤＣ目標進角量θ_TOと、上記ステ
ップ１０３，１０４の入力データ（エンジンＴＤＣデー
タ，実ポンプＴＤＣデータ）から求められるＴＤＣ実進
角量θ_T とを読み込む。そして、ＥＣＵ４０は、続くス
テップ１０８で上記ＴＤＣ目標進角量θ_TOからＴＤＣ実
進角量θ_T を減算して第１の進角補正量Δθ_T を算出す
る（Δθ_T ＝θ_TO−θ _T ）。ここで、第１の進角補正量
Δθ_T は、燃料噴射ポンプ１の組付時におけるパルサ
６，ローラリング８等の組付誤差に相当し、該誤差がな
ければ上記ＴＤＣ目標進角量θ_TO及びＴＤＣ実進角量θ
_T が一致しΔθ_T ＝０になる。

【００３２】また、ＥＣＵ４０は、ステップ１０９でポ
ンプＴＤＣに対する目標噴射時期θ _POと、同じくポンプ
ＴＤＣに対する実噴射時期θ_P とを算出する。ここで、
目標噴射時期θ_POは、メモリに記憶されている算出マッ
プを用いその時のエンジン回転数とアクセル開度と冷却
水温とに応じて求められる。また、実噴射時期θ_P は針
弁リフトセンサ３５による針弁リフト信号の微分にて求
められる。続いて、ＥＣＵ４０は、ステップ１１０で上
記目標噴射時期θ_POから実噴射時期θ_P を減算して第２
の進角補正量Δθ_P を算出する（Δθ_P ＝θ_PO−
θ_P ）。

【００３３】その後、ＥＣＵ４０は、ステップ１１１で
第１の進角補正量Δθ_T に、第２の進角補正量Δθ_P を
係数α倍（但し、１＜α＜２）した補正量を加算して最
終進角補正量Δθを求める（Δθ＝Δθ_T ＋α・Δ
θ_P ）。ここで、係数αは、目標噴射率の重心位置と実
噴射率の重心位置とを一致させるための係数であり、図
４のテーブルを用いて算出される。図４のテーブルで
は、負荷（アクセル開度）が大きいほど、又はエンジン
回転数が小さいほど、係数αが大きくなるように設定さ
れている。これは、エンジン負荷が大きい時やエンジン
回転数が小さい時には、燃料圧の上昇や燃料漏れによる
噴射率の変化（重心位置のずれ）が大きくなるためであ
る。

【００３４】最後に、ＥＣＵ４０は、ステップ１１２で
最終進角補正量Δθを出力し、タイマ制御弁３０を駆動
させる。次いで、上記処理により得られる効果について
図５を用いて説明する。図５（ａ）は実噴射時期が目標
噴射時期よりも進み側にある場合を、図５（ｂ）は同じ
く遅れ側にある場合を示している。また、図５（ａ），
（ｂ）において、実線は目標噴射率曲線を、破線は実際
の噴射率曲線を示すと共に、その上段は補正前の噴射率
曲線を、下段は補正後の噴射率曲線を示している。この
図５（ａ），（ｂ）によれば、噴射時期を遅れ側若しく
は進み側に補正する場合において、目標噴射時期と実噴
射時期との差（Δθ_P ）よりも大きな値（α・Δθ_P ）
にて補正が行われているのが分かる。

【００３５】つまり、図５（ａ）の場合、実際の噴射率
曲線（破線）では目標の噴射率曲線（実線）よりも噴射
期間が短く、また、実際の噴射率曲線のピークは目標の
噴射率曲線のピークよりも高くなっている。すなわち、
噴射率の重心位置は噴射時期の進み量よりもさらに進み
側にずれている。これは、実噴射時期が進み側にずれる
理由が、主に燃料噴射ノズル３４の劣化等に起因する燃
料噴射開始の早期化や管内圧の上昇によるためである。
従って、この場合、目標噴射時期と実噴射時期との差
（Δθ_P ）だけを補正したのでは、不十分であり、実際
の噴射率曲線に基づいた過剰な補正が行われている。

【００３６】一方、図５（ｂ）の場合、実際の噴射率曲
線（破線）では目標の噴射率曲線（実線）よりも噴射期
間が長く、また、実際の噴射率曲線のピークは目標の噴
射率曲線のピークよりも低くなっている。すなわち、噴
射率の重心位置は噴射時期の遅れ量よりもさらに遅れ側
にずれている。これは、実噴射時期が遅れ側にずれる理
由が、主に燃料噴射ポンプ１におけるプランジャ１１周
りの燃料漏れ等によるためであり、この場合にも上記同
様、過剰補正が行われている。

【００３７】以上詳述したように本実施例の噴射時期制
御装置によれば、実噴射時期が目標噴射時期よりも進み
側或いは遅れ側にある場合、両噴射時期の差分よりも大
きな量の補正を行うようにした。その結果、実噴射時期
の噴射率の重心位置と、目標噴射時期の噴射率の重心位
置とをほぼ一致させることができ、燃料噴射ノズル３４
の劣化時等、噴射率の特性が変化する場合であっても適
切に噴射時期フィードバック制御を行うことができる。
そして、最適燃焼を実現することができる。

【００３８】また、本実施例では、エンジン負荷が大き
いほど若しくはエンジン回転数が小さいほど、補正量を
過剰方向に大きくした。つまり、エンジン負荷が大きい
時やエンジン回転数が小さい時には、燃料圧の上昇や燃
料漏れによる噴射率の変化が大きくなるが、上記補正を
行うことで、より適切な噴射時期制御を実現することが
できる。

【００３９】さらに、本実施例では、実ポンプＴＤＣと
目標ポンプＴＤＣとのずれを演算し、該ずれ量を噴射時
期補正に反映させた。つまり、エンジンＴＤＣに対する
目標噴射時期にて燃料噴射ポンプ１による噴射時期を制
御する場合、燃料噴射ポンプ１の組付誤差による固体差
等により噴射時期のずれを生じることがあるが、本構成
によれば、それらの不都合が解消される。

【００４０】（第２実施例）以下、第２実施例における
噴射時期制御装置について、第１実施例との相違点を中
心に説明する。

【００４１】図６のフローチャートは、第２実施例にお
ける燃料噴射時期制御ルーチンを示している。このルー
チンは前述した図２のルーチンのステップ１００〜１０
８及びステップ１１２を共通部分としており、図２のス
テップ１０９〜１１１を図６のステップ２００〜２０３
に置き換えたものである。

【００４２】さて、図６において、ＥＣＵ４０は、前記
図２のステップ１０８に続くステップ２００で、目標噴
射期間の中心位置（これを、目標中心角度θ_XOとする）
を算出する。つまり、ＥＣＵ４０は、その時のエンジン
運転状態（エンジン回転数、アクセル開度、冷却水温）
に応じて燃料噴射の目標噴射期間（目標噴射開始時期及
び目標噴射終了時期）を算出すると共に、その目標噴射
開始時期と目標噴射終了時期との中間値である目標中心
角度θ_XOを算出する。このとき、目標中心角度θ_XOは、
目標噴射期間での噴射率の重心位置にほぼ一致する。

【００４３】ＥＣＵ４０は、ステップ２０１で実際の燃
料噴射期間の中心位置（これを、実中心角度θ_X とす
る）を算出する。つまり、ＥＣＵ４０は、針弁リフトセ
ンサ３５の出力信号から実際の噴射期間（実噴射開始時
期と実噴射終了時期）を算出すると共に、その実噴射開
始時期と実噴射終了時期との中間値である実中心角度θ
_X を算出する。このとき、実中心角度θ_X は、実噴射期
間での噴射率の重心位置にほぼ一致する。なお、目標中
心角度θ_XO及び実中心角度θ_X は、ポンプＴＤＣに対す
る角度である。

【００４４】そして、ＥＣＵ４０は、ステップ２０２で
前記目標中心角度θ_XOから実中心角度θ_X を減算して第
３の進角補正量Δθ_X を算出する（Δθ_X ＝θ_XO−
θ_X ）。さらに、ＥＣＵ４０は、ステップ２０３で図２
のステップ１０８で算出した第１の進角補正量Δθ_T と
ステップ２０２で算出した第３の進角補正量Δθ_X とを
加算して最終進角補正量Δθを算出する（Δθ＝Δθ_T
＋Δθ_X ）。その後、ＥＣＵ４０は、図２のステップ１
１２で最終進角補正量Δθを出力し、タイマ制御弁３０
を駆動させる。

【００４５】図７は噴射期間のタイミングを示す図であ
り、図７（ａ）は実噴射時期が目標噴射時期よりも進み
側にある場合を、図７（ｂ）は実噴射時期が目標噴射時
期よりも遅れ側にある場合を示している。また、図７
（ａ），（ｂ）において、実線は目標噴射期間を、破線
は実噴射期間を示すと共に、その上段は補正前を、下段
は補正後を示している。つまり、図７（ａ）の場合、目
標噴射期間（実線）の中心角度をｔ１、実噴射期間（破
線）の中心角度をｔ２としたとき、ｔ２がｔ１に一致す
るように噴射時期が補正される。また、図７（ｂ）の場
合、目標噴射期間（実線）の中心角度をｔ３、実噴射期
間（破線）の中心角度をｔ４としたとき、ｔ４がｔ３に
一致するように噴射時期が補正される。

【００４６】以上のように本第２実施例においても、上
記第１実施例と同様に本発明の目的を達成することがで
きる。なお、第２実施例の構成では、目標噴射期間の中
心と実噴射期間の中心とからそれぞれについて噴射率の
重心位置を直接求め、その重心位置を一致させるように
したため、第１実施例の係数α（図４のテーブル参照）
を設定する必要はない。

【００４７】なお、本発明は上記実施例の他に、次の様
態にて具体化することができる。 （１）上記各実施例では、実噴射時期検出手段として、
燃料噴射ノズル３４の針弁リフトを検出する針弁リフト
センサ３５を設け、該検出結果に従い実噴射時期を検出
したが、燃料噴射ノズル３４に給送される燃料圧力を検
出する燃料圧力センサを設け、該センサの検出結果に基
づいて実噴射時期を決定するようにしてもよい。

【００４８】（２）上記実施例では、フェイスカム式の
燃料噴射ポンプ１に具体化したが、インナカム式の燃料
噴射ポンプに具体化することも可能である。 （３）上記各実施例では、ディーゼルエンジンに具体化
したが、高圧燃料を噴射供給する他のタイプの内燃機関
に具体化することも可能である。

【００４９】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、噴射率
の特性に基づいて適切に噴射時期フィードバック制御を
行い、最適燃焼を実現することができるという優れた効
果を発揮する。

【００５０】請求項２に記載の発明によれば、噴射時期
の進み側への補正時又は遅れ側への補正時において、噴
射率の重心位置に基づいた適切な補正を実現することが
できる。

【００５１】請求項３に記載の発明によれば、機関運転
状態に対する噴射率の変化が補正に反映され、より適切
な噴射時期制御を実現することができる。請求項４に記
載の発明によれば、燃料噴射ポンプの組付誤差等、固体
差等による噴射時期のずれを解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例におけるディーゼルエンジン用燃料噴射
ポンプの噴射制御装置を示す概略構成図である。

【図２】第１実施例における燃料噴射時期制御ルーチン
を示すフローチャートである。

【図３】燃料噴射に関する各種信号を示すタイミングチ
ャートである。

【図４】負荷及びエンジン回転数に対応する係数を算出
するためのテーブルである。

【図５】第１実施例における噴射率曲線を示すタイミン
グチャートであり、（ａ）は実噴射時期が進み側にずれ
た場合を、（ｂ）は実噴射時期が遅れ側にずれた場合を
示している。

【図６】第２実施例における燃料噴射時期制御ルーチン
の一部を示すフローチャートである。

【図７】第２実施例における噴射率曲線を示すタイミン
グチャートであり、（ａ）は実噴射時期が進み側にずれ
た場合を、（ｂ）は実噴射時期が遅れ側にずれた場合を
示している。

【図８】従来技術の問題点を説明するためのタイミング
チャートである。

【図９】クレームに対応するブロック図である。

【符号の説明】

１…燃料噴射ポンプ、２５…タイマ、３１…実基準角度
検出手段としての回転角センサ、３３…エンジン（内燃
機関）、３４…燃料噴射ノズル、３５…実噴射時期検出
手段としての針弁リフトセンサ、４０…実噴射時期検出
手段，目標噴射時期演算手段，噴射時期補正手段，噴射
時期制御手段，基準角度ずれ量演算手段としてのＥＣ
Ｕ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 余語 慎二 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の運転に伴い燃料の吸入及び加
   圧を行い、該加圧された高圧燃料を燃料噴射ノズルに供
   給する燃料噴射ポンプと、 前記燃料噴射ノズルによる実際の燃料噴射時期を検出す
   るための実噴射時期検出手段と、 前記燃料噴射ポンプに設けられ、該燃料噴射ポンプによ
   る噴射時期を調整するためのタイマと、 機関運転状態に応じて目標噴射時期を演算する目標噴射
   時期演算手段と、 前記実噴射時期検出手段により検出された実噴射時期の
   噴射率の重心位置と、前記目標噴射時期演算手段により
   演算された目標噴射時期の噴射率の重心位置とが一致す
   るよう、前記目標噴射時期を補正する噴射時期補正手段
   と、 前記噴射時期補正手段による補正後の噴射時期に基づい
   て前記タイマを制御する噴射時期制御手段とを備えたこ
   とを特徴とする燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置。
2. 【請求項２】 前記噴射時期補正手段は、実噴射時期が
   目標噴射時期よりも進み側若しくは遅れ側にあれば両者
   の差分よりも大きな量の補正を行う請求項１に記載の燃
   料噴射ポンプの噴射時期制御装置。
3. 【請求項３】 前記噴射時期補正手段は、内燃機関の運
   転負荷が大きいほど若しくは機関回転数が小さいほど、
   前記補正の量を過剰方向に大きくする請求項２に記載の
   燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置。
4. 【請求項４】 燃料噴射ポンプには、内燃機関の基準ク
   ランク角度に対するポンプ基準角度が設定される請求項
   １〜３に記載の燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置にお
   いて、 前記燃料噴射ポンプの実際のポンプ基準角度を検出する
   実基準角度検出手段と、 前記実基準角度検出手段による実際のポンプ基準角度
   と、予め設定されている目標ポンプ基準角度とのずれを
   演算する基準角度ずれ量演算手段とを備え、 前記目標噴射時期演算手段は、前記ポンプ基準角度に対
   する目標噴射時期を演算し、 前記噴射時期補正手段は、前記基準角度ずれ量演算手段
   によるポンプ基準角度のずれ量に応じて前記目標噴射時
   期を補正する燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置。