(57)【要約】【課題】機関回転速度の急上昇に伴いスピル弁の閉弁が不適切なものになり、高圧燃料ポンプからの燃料吐出が適切に行われなくなるのを抑制する。【解決手段】高圧燃料ポンプ４での電磁スピル弁１４の閉弁タイミング制御、及び閉弁時間制御に用いられる端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂは、単位クランク角度分だけクランク角が進むのに要する時間である換算係数Ｋを用いて算出される。機関始動開始から自立運転開始後にかけての機関回転速度の急上昇時、換算係数Ｋは、電磁スピル弁１４の閉弁直前のクランク角度分３０°を用いて、クランク角が当該３０°だけ進むのに要する時間ｔに基づき算出される。これにより、換算係数Ｋの算出と当該換算係数Ｋから算出される端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂの実際の使用との間隔を短くすることができ、機関回転速度の急上昇に伴う閉弁タイミングの遅れや閉弁時間の延長を抑制することができる。【選択図】      図１
2005344566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関回転により駆動されるとともに圧送行程でのスピル弁の閉弁に基づき燃料を吐出し、内燃機関の燃料噴射弁に高圧燃料を供給する高圧燃料ポンプに適用され、
クランクポジションセンサから所定クランク角度分の間隔をおいて出力されるクランク信号に基づき、現在のクランク角を前記所定クランク角度分の間隔毎に把握し、
前記圧送行程での前記スピル弁の閉弁タイミングの指示値を、当該圧送行程の一回前の圧送行程で算出しておき、
前記指示値を、前記所定クランク角度分によって割り切れる分である整数値と、前記所定クランク角度分によって割り切れない分である端数とに分け、
前記端数に対し単位クランク角分だけクランク角が進むのに要する時間である換算係数を乗算することで、前記端数分だけクランク角が進むのに要する時間として端数分経過時間を求め、
前記現在のクランク角が前記整数値に達した後に前記端数分経過時間が経過した時点で前記スピル弁を閉弁させる
高圧燃料ポンプの駆動制御装置において、
前記スピル弁の閉弁直前での所定クランク角度分について、その所定クランク角度分だけクランク角が進むのに要する時間から前記換算係数を算出し、当該換算係数を前記端数に乗算して前記端数分経過時間を求める算出手段を備える
ことを特徴とする高圧燃料ポンプの駆動制御装置。
【請求項２】
機関回転により駆動されるとともに圧送行程でのスピル弁の閉弁に基づき燃料を吐出し、内燃機関の燃料噴射弁に高圧燃料を供給する高圧燃料ポンプに適用され、
クランクポジションセンサから所定クランク角度分の間隔をおいて出力されるクランク信号に基づき、現在のクランク角を前記所定クランク角度分の間隔毎に把握し、
前記圧送行程で前記スピル弁を閉弁させるクランク角度分である閉弁クランク角度分を、当該圧送行程よりも一回前の圧送行程で算出しておき、
前記閉弁クランク角度分に対し単位クランク角分だけクランク角が進むのに要する時間である換算係数を乗算することで、前記閉弁クランク角度分だけクランク角が進むのに要する時間として閉弁時間を求め、
前記スピル弁の閉弁後に前記閉弁時間が経過した時点で前記スピル弁を開弁させる
高圧燃料ポンプの駆動制御装置において、
前記スピル弁の閉弁直前での所定クランク角度分について、その所定クランク角度分だけクランク角が進むのに要する時間から前記換算係数を算出し、その換算係数を前記閉弁クランク角度分に乗算して前記閉弁時間を求める算出手段を備える
ことを特徴とする高圧燃料ポンプの駆動制御装置。
【請求項３】
機関回転により駆動されるとともに圧送行程でのスピル弁の閉弁に基づき燃料を吐出し、内燃機関の燃料噴射弁に高圧燃料を供給する高圧燃料ポンプに適用され、
クランクポジションセンサから所定クランク角度分の間隔をおいて出力されるクランク信号に基づき、現在のクランク角を前記所定クランク角度分の間隔毎に把握し、
前記圧送行程での前記スピル弁の閉弁タイミングの指示値、及び同スピル弁を閉弁させるクランク角度分である閉弁クランク角度分を、当該圧送行程よりも一回前の圧送行程で算出しておき、
前記指示値を、前記所定クランク角度分によって割り切れる分である整数値と、前記所定クランク角度分によって割り切れない分である端数とに分け、
前記端数に対し単位クランク角分だけクランク角が進むのに要する時間である換算係数を乗算することで、前記端数分だけクランク角が進むのに要する時間として端数分経過時間を求め、
更に前記閉弁クランク角度分に対し前記換算係数を乗算することで、前記閉弁クランク角度分だけクランク角が進むのに要する時間として閉弁時間を求め、
前記現在のクランク角が前記整数値に達した後に前記端数分経過時間が経過した時点で前記スピル弁を閉弁させ、当該閉弁後に前記閉弁時間が経過した時点で前記スピル弁を開弁させる
高圧燃料ポンプの駆動制御装置において、
前記スピル弁の閉弁直前での所定クランク角度分について、その所定クランク角度分だけクランク角が進むのに要する時間から前記換算係数を算出し、その換算係数を前記端数に乗算して前記端数分経過時間を求めるとともに、同換算係数を前記閉弁クランク角度分に乗算して前記閉弁時間を求める算出手段を備える
ことを特徴とする高圧燃料ポンプの駆動制御装置。
【請求項４】
前記算出手段は、少なくとも機関始動開始から自立運転開始後に至る過程において、前記スピル弁の閉弁直前の所定クランク角度分だけクランク角が進むのに要する時間を前記換算係数の算出に用いる
請求項１〜３のいずれかに記載の高圧燃料ポンプの駆動制御装置。
【請求項５】
前記算出手段は、自立運転開始後においては、前記スピル弁の閉弁タイミングの指示値や前記閉弁クランク角度分の算出と同時に、前記換算係数の算出を行う
請求項４記載の高圧燃料ポンプの駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧燃料ポンプの駆動制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、筒内噴射式の内燃機関においては、燃料噴射弁から高圧になる燃焼室への燃料の噴射供給を可能とすべく、フィードポンプによって燃料タンクから汲み上げられた燃料を高圧燃料ポンプにより加圧し、その加圧後の高圧燃料を燃料噴射弁に供給するようにしている（特許文献１参照）。
【０００３】
高圧燃料ポンプとしては、例えば、機関回転に基づくカムの回転によりプランジャを往復移動させ、それによりフィードポンプからの燃料の吸入、及び燃料噴射弁に向けての高圧燃料の吐出を行うものが知られている。こうした高圧燃料ポンプは、プランジャの往復移動に伴い容積が変化する加圧室を備えている。そして、プランジャが加圧室の容積を拡大する方向に移動する吸入行程では、フィードポンプからの燃料を吸入通路を介して加圧室に吸入することが可能になる。また、プランジャが加圧室の容積を縮小する方向に移動する圧送行程では、加圧室内の燃料が加圧される。
【０００４】
上記高圧燃料ポンプは、吸入通路と加圧室との間を連通・遮断すべく開閉動作するスピル弁を備えている。このスピル弁は、吸入行程では開弁されて吸入通路から加圧室への燃料の流入を許可し、圧送行程では所定の期間だけ閉弁されて加圧室内から吸入通路への燃料の溢流を禁止する。そして、このように燃料の溢流が禁止されているときには、同加圧室内の燃料が加圧された状態で吐出通路から燃料噴射弁に向けて吐出される。従って、圧送行程中におけるスピル弁の閉弁タイミング及び閉弁時間を制御し、加圧室から吸入通路に溢流される燃料の量を調節することで、高圧燃料ポンプにおける燃料吐出量の調整が行われるようになる。
【０００５】
筒内噴射式の内燃機関では、高圧燃料ポンプの燃料吐出量の調整を通じて、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力（燃圧）が制御される。
ところで、高圧燃料ポンプでのプランジャの往復移動は機関回転に対応していることから、圧送行程でのスピル弁の閉弁タイミング及び閉弁時間の制御は内燃機関のクランク角を指標にして行われる。なお、同機関のクランク角は、クランクポジションセンサからの所定クランク角度分（例えば３０°）の間隔をおいて出力されるクランク信号に基づき、当該所定クランク角度分の間隔毎に把握される。
【０００６】
そして、圧送行程でのスピル弁の閉弁タイミングの制御については、当該圧送行程よりも一回前の圧送行程で閉弁タイミングの指示値を算出し、実際のクランク角が当該指示値と一致したとの判断に基づきスピル弁を閉弁することによって実現される。ただし、実際のクランク角は、クランクポジションセンサからのクランク信号の関係から所定クランク角度分（３０°）毎の間隔をおいてしか把握できない。このため、算出された指示値が「３０」の倍数でない場合、言い換えれば指示値が「３０」で割り切れない場合には、実際のクランク角が当該指示値と一致したか否かを判断することができない。
【０００７】
このことに対処するため、上記指示値を「３０」で割り切れる分である整数値と「３０」で割り切れない分である端数とに分け、クランク角が上記整数値に達したことをクランクポジションセンサからのクランク信号から判断し、同クランク角が上記端数分だけ進んだことを上記整数値到達後の経過時間に基づき判断する。そして、クランク角が上記端数分だけ進んだと判断されることに基づき、実際のクランク角が上記指示値と一致したと判断するようにしている。
【０００８】
ここで、スピル弁における閉弁タイミングの制御の具体的な手順を示すと、以下の［１］〜［４］のようになる。
［１］スピル弁を閉弁するときの圧送行程よりも一回前の圧送行程で開弁タイミングの指示値を算出するとともに、それと同時に所定クランク角度分（３０°）だけクランク角度が進むのに要する時間を求め、当該時間から単位クランク角分だけクランク角が進むのに要する時間である換算係数を算出する。
【０００９】
［２］上記［１］で算出された閉弁タイミングの指示値を、所定クランク角度分（「３０」）によって割り切れる分である整数値と、「３０」によって割り切れない分である端数とに分ける。
【００１０】
［３］上記［２］で分けられた端数に対し、上記［１］で算出された換算係数を乗算することで、前記端数分だけクランク角が進むのに要する時間として端数分経過時間を算出する。
【００１１】
［４］実際のクランク角が上記［２］で分けられた整数値に達した後、上記［３］で算出された端数分経過時間が経過した時点でスピル弁を閉弁する。
なお、上記［１］において、閉弁タイミングの指示値を一回前の圧送行程で算出するのは、機関高回転時においてスピル弁の閉弁開始が指示値に対し遅れるのを回避するためである。即ち、機関高回転時には、指示値の算出タイミングからスピル弁が閉弁すべきタイミング（指示値）までの時間が短くなり、そのことに起因してスピル弁の閉弁開始が指示値に対し遅れるおそれがある。こうしたスピル弁の閉弁開始遅れを回避することを意図して、上記のように指示値を算出し、当該指示値の算出タイミングと実際にスピル弁を閉弁すべきタイミング（指示値）との間隔を十分にあけておくようにしている。
【００１２】
次に、圧送行程でのスピル弁の閉弁時間の制御については、当該圧送行程よりも一回前の圧送行程でスピル弁を閉弁させるクランク角度分である閉弁クランク角度分を算出し、スピル弁の閉弁後に当該閉弁クランク角度分だけクランク角度が進むまで、スピル弁を閉弁状態とすることによって実現される。ただし、クランクポジションセンサから出力されるクランク信号からは所定クランク角度分（３０°）毎の間隔でしか実際のクランク角を把握できないため、必ずしも上記クランク信号から実際のクランク角が閉弁クランク角度分だけ進んだか否かを判断することができるとは限らない。
【００１３】
このことに対処するため、スピル弁の閉弁後に実際のクランク角が上記閉弁クランク角度分だけ進んだことを、上記スピル弁の閉弁後の経過時間に基づき判断する。即ち、クランク角度が上記閉弁クランク角度分だけ進むのに要する時間として閉弁時間を算出し、スピル弁の閉弁後に当該閉弁時間が経過した時点で、クランク角度が上記閉弁クランク角度分だけ進んだと判断するようにしている。
【００１４】
ここで、スピル弁における閉弁時間の制御の具体的な手順を示すと、以下の［５］〜［７］のようになる。
［５］上記［１］と同じく、スピル弁を閉弁するときの圧送行程よりも一回前の圧送行程で閉弁クランク角度分を算出する。なお、このときには上記［１］に記載した換算係数も同時に算出されていることになる。
【００１５】
［６］上記［５］で算出された閉弁クランク角度分に対し、上記換算係数を乗算することで、上記閉弁クランク角度分だけクランク角が進むのに要する時間として閉弁時間を算出する。
【００１６】
［７］スピル弁が閉弁された後、上記閉弁時間が経過した時点で当該スピル弁を開弁する。
なお、上記［５］において、閉弁クランク角度分を一回前の圧送行程で算出するのは、当該閉弁クランク角度分の算出タイミングと、実際にスピル弁が閉弁する期間との間隔を十分にあけておき、機関高回転時など当該間隔が短くなるときでも、スピル弁の閉弁に先立ち十分な余裕をもって閉弁クランク角度分を算出しておくためである。
【特許文献１】特開平１１−２８７１４４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、端数分経過時間及び開弁時間の算出に用いられる換算係数は、単位クランク角度分だけクランク角が進むのに要する時間（以下、単位クランク角進角時間という）として、所定クランク角度分（３０°）だけクランク角度が進むのに要する時間から求められるものである。そして、換算係数は、上記［１］及び［５］から分かるように、指示値及び閉弁クランク角度分の算出と同時、即ちスピル弁を閉弁する圧送行程よりも一回前の圧送行程で算出される。従って、換算係数を求めるのに用いられるクランク角度分３０°としては、スピル弁を閉弁する圧送行程よりも一回前の圧送行程における３０°ということになる。
【００１８】
このように、一回前の圧送行程におけるクランク角度分３０°を換算係数の算出に用いる場合、その換算係数が算出されてから、当該換算係数に基づき算出される端数分経過時間及び閉弁時間が実際に用いられるまでに、圧送行程から次回の圧送行程までという比較的長い間隔があく。このため、機関回転速度が急上昇したときなどには、換算係数の算出時の機関回転速度と、端数分経過時間及び閉弁時間が実際に用いられるときの機関回転速度との間に大きな違いが生じ、それがスピル弁の適正な閉弁に影響を及ぼすおそれがある。
【００１９】
例えば、機関始動開始から自立運転開始後にかけては、まず機関始動のために２００〜３００ｒｐｍ程度でのクランキングが行われ、自立運転開始後には機関回転の吹き上がりにより、機関回転速度が短期間で８００〜１０００ｒｐｍ程度まで急上昇する。この場合、換算係数の算出がクランキング中に行われ、その換算係数から算出される端数分経過時間及び閉弁時間が実際に用いられるのは、自立運転開始後の機関回転速度の急上昇後ということになる。このため、端数分経過時間及び開弁時間が実際に用いられるときには、実際の単位クランク角進角時間が換算係数算出時よりも大幅に短くなっており、それら端数分経過時間及び開弁時間の算出に用いられる換算係数が実際の単位クランク角進角時間に対し過度に大きい値になる。
【００２０】
上記のように機関回転速度の急上昇により、換算係数が実際の単位クランク角進角時間に対し過度に大きくなると、その換算係数から算出される端数分経過時間及び閉弁時間が機関回転速度急上昇後の機関運転にとっては長すぎる値になる。このため、上記端数分経過時間に基づき制御されるスピル弁の閉弁タイミングについては適正よりも遅れ、上記閉弁時間に基づき制御されるスピル弁の閉弁中の期間については適正よりも長くなる傾向がある。
【００２１】
そして、上記スピル弁の閉弁タイミングの遅れが顕著になって、同閉弁タイミングが閉弁すべき圧送行程後の吸入行程にまでさしかかるような場合には、当該圧送行程での高圧燃料ポンプからの燃料吐出が行われず、その燃料吐出の抜けに起因して燃料噴射弁に供給される燃料の圧力（燃圧）が低下する。また、上記スピル弁の開弁中の期間の延長が顕著になって、同期間が閉弁すべき圧送行程後の吸入行程にまでさしかかるような場合には、当該吸入行程での加圧室への燃料の吸入に支障を来し、次回の圧送行程での燃料吐出が不十分になって燃圧が低下する。
【００２２】
内燃機関の燃料噴射量は燃圧と燃料噴射時間とによって決まるため、上記のように燃圧の低下が生じると、燃料噴射量がそのときに要求される値よりも少なくなって失火を招き、機関運転が不安定になることにも繋がる。
【００２３】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、機関回転速度の急上昇に伴いスピル弁の閉弁が不適切なものになり、高圧燃料ポンプからの燃料吐出が適切に行われなくなるのを抑制することのできる高圧燃料ポンプの駆動制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、機関回転により駆動されるとともに圧送行程でのスピル弁の閉弁に基づき燃料を吐出し、内燃機関の燃料噴射弁に高圧燃料を供給する高圧燃料ポンプに適用され、クランクポジションセンサから所定クランク角度分の間隔をおいて出力されるクランク信号に基づき、現在のクランク角を前記所定クランク角度分の間隔毎に把握し、前記圧送行程での前記スピル弁の閉弁タイミングの指示値を、当該圧送行程の一回前の圧送行程で算出しておき、前記指示値を、前記所定クランク角度分によって割り切れる分である整数値と、前記所定クランク角度分によって割り切れない分である端数とに分け、前記端数に対し単位クランク角分だけクランク角が進むのに要する時間である換算係数を乗算することで、前記端数分だけクランク角が進むのに要する時間として端数分経過時間を求め、前記現在のクランク角が前記整数値に達した後に前記端数分経過時間が経過した時点で前記スピル弁を閉弁させる高圧燃料ポンプの駆動制御装置において、前記スピル弁の閉弁直前での所定クランク角度分について、その所定クランク角度分だけクランク角が進むのに要する時間から前記換算係数を算出し、当該換算係数を前記端数に乗算して前記端数分経過時間を求める算出手段を備えた。
【００２５】
請求項２記載の発明では、機関回転により駆動されるとともに圧送行程でのスピル弁の閉弁に基づき燃料を吐出し、内燃機関の燃料噴射弁に高圧燃料を供給する高圧燃料ポンプに適用され、クランクポジションセンサから所定クランク角度分の間隔をおいて出力されるクランク信号に基づき、現在のクランク角を前記所定クランク角度分の間隔毎に把握し、前記圧送行程で前記スピル弁を閉弁させるクランク角度分である閉弁クランク角度分を、当該圧送行程よりも一回前の圧送行程で算出しておき、前記閉弁クランク角度分に対し単位クランク角分だけクランク角が進むのに要する時間である換算係数を乗算することで、前記閉弁クランク角度分だけクランク角が進むのに要する時間として閉弁時間を求め、前記スピル弁の閉弁後に前記閉弁時間が経過した時点で前記スピル弁を開弁させる高圧燃料ポンプの駆動制御装置において、前記スピル弁の閉弁直前での所定クランク角度分について、その所定クランク角度分だけクランク角が進むのに要する時間から前記換算係数を算出し、その換算係数を前記閉弁クランク角度分に乗算して前記閉弁時間を求める算出手段を備えた。
【００２６】
請求項３記載の発明では、機関回転により駆動されるとともに圧送行程でのスピル弁の閉弁に基づき燃料を吐出し、内燃機関の燃料噴射弁に高圧燃料を供給する高圧燃料ポンプに適用され、クランクポジションセンサから所定クランク角度分の間隔をおいて出力されるクランク信号に基づき、現在のクランク角を前記所定クランク角度分の間隔毎に把握し、前記圧送行程での前記スピル弁の閉弁タイミングの指示値、及び同スピル弁を閉弁させるクランク角度分である閉弁クランク角度分を、当該圧送行程よりも一回前の圧送行程で算出しておき、前記指示値を、前記所定クランク角度分によって割り切れる分である整数値と、前記所定クランク角度分によって割り切れない分である端数とに分け、前記端数に対し単位クランク角分だけクランク角が進むのに要する時間である換算係数を乗算することで、前記端数分だけクランク角が進むのに要する時間として端数分経過時間を求め、更に前記閉弁クランク角度分に対し前記換算係数を乗算することで、前記閉弁クランク角度分だけクランク角が進むのに要する時間として閉弁時間を求め、前記現在のクランク角が前記整数値に達した後に前記端数分経過時間が経過した時点で前記スピル弁を閉弁させ、当該閉弁後に前記閉弁時間が経過した時点で前記スピル弁を開弁させる高圧燃料ポンプの駆動制御装置において、前記スピル弁の閉弁直前での所定クランク角度分について、その所定クランク角度分だけクランク角が進むのに要する時間から前記換算係数を算出し、その換算係数を前記端数に乗算して前記端数分経過時間を求めるとともに、同換算係数を前記閉弁クランク角度分に乗算して前記閉弁時間を求める算出手段を備えた。
【００２７】
請求項１〜３に記載の発明によれば、スピル弁の閉弁直前における所定クランク角度分を用い、単位クランク角分だけクランク角が進むのに要する時間（以下、単位クランク角進角時間という）として、換算係数が算出される。このため、換算係数が算出されてから、当該換算係数に基づき算出される端数分経過時間や閉弁時間が実際に用いられるまでの間隔が短くなる。仮に、この間隔が長いと、機関回転速度の急上昇時には、実際の単位クランク角進角時間が換算係数の算出から端数分経過時間や閉弁時間の使用までの間に大幅に短くなる。その結果、端数分経過時間や閉弁時間の使用時に、換算係数が実際の単位クランク角進角時間に対し大幅に長くなるという状況が生じる。このような状況下では、端数分経過時間の経過時点で行われるスピル弁の閉弁のタイミングが適正よりも遅れたり、閉弁時間が経過するまで続けられるスピル弁の閉弁の期間が適正よりも長くなったりして、高圧燃料ポンプからの燃料吐出が適切に行われなくなるおそれがある。
【００２８】
この点、請求項１、３記載の発明では、換算係数が算出されてから、当該換算係数に基づき算出される端数分経過時間が実際に用いられるまでの間隔が短くなるため、機関回転速度の急上昇時であって端数分経過時間が実際に使用されるとき、換算係数が実際の単位クランク角進角時間に対し大幅に長くなるのを抑制することができる。このため、スピル弁の閉弁タイミングが適正よりも遅れるのを抑制し、その遅れに起因して高圧燃料ポンプからの燃料吐出が適正に行われなくなるのを抑制することができる。
【００２９】
また、請求項２、３記載の発明では、換算係数が算出されてから、当該換算係数に基づき算出される閉弁時間が実際に用いられるまでの間隔が短くなるため、機関回転速度の急上昇時であって閉弁時間が実際に使用されるとき、換算係数が実際の単位クランク角進角時間に対し大幅に長くなるのを抑制することができる。このため、スピル弁を閉弁させる期間が適正よりも長くなるのを抑制し、その遅れに起因して高圧燃料ポンプからの燃料吐出が適正に行われなくなるのを抑制することができる。
【００３０】
請求項４記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記算出手段は、少なくとも機関始動開始から自立運転開始後に至る過程において、前記スピル弁の閉弁直前の所定クランク角度分だけクランク角が進むのに要する時間を前記換算係数の算出に用いるものとした。
【００３１】
機関始動開始から自立運転開始後にかけては、クランキング状態からの機関回転の吹き上がりによって、機関回転速度が短期間で急上昇することになる。クランキング状態にあっては、通常の機関運転時に比べて機関回転速度が遅いことから、単位クランク角分だけクランク角が進むのに要する時間（単位クランク角進角時間）が通常の機関運転時よりも長くなる。この状態からの上記機関回転の吹き上がりによる単位クランク角進角時間の短縮は、通常の機関運転時における機関回転速度の急上昇時に比べ極めて顕著なものになる。上記構成によれば、こうした状況下において、端数分経過時間や閉弁時間の使用時の換算係数が実際の単位クランク角進角時間に対し大幅に長くなるのを的確に抑制することができる。
【００３２】
請求項５記載の発明では、請求項４記載の発明において、前記算出手段は、自立運転開始後においては、前記スピル弁の閉弁タイミングの指示値や前記閉弁クランク角度分の算出と同時に、前記換算係数の算出を行うものとした。
【００３３】
自立運転開始後には機関回転速度が高回転となる場合がある。このような場合には、換算係数の算出と当該換算係数から算出される端数分経過時間や閉弁時間の実際の使用との間隔を長くとっておくことが、圧送行程でのスピル弁の閉弁動作を的確に行う上で好ましい。上記構成によれば、このような状況下においては、換算係数の算出が、前記スピル弁の閉弁タイミングの指示値や前記閉弁クランク角度分の算出と同時、即ちスピル弁を閉弁すべき圧送行程よりも一回前の圧送行程で行われる。これにより、上記間隔の長さを機関高回転時におけるスピル弁の的確な閉弁動作にとって好ましい程度に長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明を筒内噴射式内燃機関の高圧燃料ポンプに適用した一実施形態を図１〜図９に従って説明する。
図１は、上記内燃機関の燃料供給系全体を示す略図である。同図に示されるように、この燃料供給系には、燃料タンク１から燃料を送り出すフィードポンプ２と、そのフィードポンプ２によって送り出された燃料を加圧して内燃機関の燃料噴射弁３に向けて吐出する高圧燃料ポンプ４とが設けられている。
【００３５】
上記高圧燃料ポンプ４は、内燃機関のカムシャフト５に取り付けられたカム６の回転及びコイルスプリング７の付勢力に基づきプランジャ８をシリンダ９内で往復移動させ、それによりフィードポンプ２からの燃料の吸入、及び燃料噴射弁３に向けての燃料の吐出を行うものである。上記カムシャフト５は内燃機関のクランクシャフトが７２０°ＣＡ進む毎に３６０°回転する。そして、上記カム６は回転方向に等間隔をおいて三つのカムノーズを備え、例えば１２０、３６０、６００°ＣＡにてプランジャ８が上死点に達するよう上記カムノーズの位置が設定されている。従って、クランク角が７２０°ＣＡ進む過程においては、プランジャ８が三回往復移動するとともに１２０、３６０、６００°ＣＡでは上死点に位置することとなる。
【００３６】
また、高圧燃料ポンプ４は、プランジャ８及びシリンダ９により区画されて同プランジャ８の往復移動に伴い容積の変化する加圧室１０を備えている。そして、上記カム６の回転に伴い、プランジャ８が加圧室１０を拡大する方向に移動する吸入行程と、同プランジャ８が加圧室１０を縮小する方向に移動する圧送行程とが、交互に繰り返されるようになる。上記吸入行程はフィードポンプ２からの燃料が吸入通路１１を介して加圧室１０に吸入される行程であり、上記圧送行程は加圧室１０内の燃料が加圧されて吐出通路１２に吐出される行程である。この圧送行程で高圧燃料ポンプ４から吐出された高圧燃料は、吐出通路１２を介して、燃料噴射弁３に燃料を分配するためのデリバリパイプ１３に供給されるようになる。
【００３７】
高圧燃料ポンプ４には、吸入通路１１と加圧室１０との間を連通・遮断すべく開閉動作する電磁スピル弁１４が設けられている。この電磁スピル弁１４は、電磁ソレノイド１５を備え、同ソレノイド１５への電圧印加を制御することにより開閉動作するものである。即ち、電磁ソレノイド１５に対する通電が停止された状態にあっては、電磁スピル弁１４がコイルスプリング１７の付勢力によって開き、吸入通路１１と加圧室１０とが連通した状態になる。また、電磁ソレノイド１５に対する通電が行われると、電磁スピル弁１４がコイルスプリング１７の付勢力に抗して閉弁され、吸入通路１１と加圧室１０とが遮断された状態になる。
【００３８】
そして、高圧燃料ポンプ４において、吸入行程では電磁スピル弁１４が開弁され、これにより吸入通路１１から加圧室１０内への燃料の流入が許可される。また、圧送行程においては、電磁スピル弁１４が所定の期間だけ閉弁されることになり、同スピル弁１４の開弁中は加圧室１０内の燃料が吸入通路１１に溢流し、同スピル弁１４の閉弁中は上記溢流が禁止される。このように燃料の溢流が禁止されているとき、加圧室１０内の燃料が加圧された状態で吐出通路１２に吐出される。従って、圧送行程での電磁スピル弁１４の閉弁タイミング及び閉弁時間を制御し、加圧室１０から吸入通路１１に溢流される燃料の量を調節することで、高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量を調節することができる。
【００３９】
こうした高圧燃料ポンプ４の駆動制御は、内燃機関に搭載された各種機器の制御を行う電子制御装置１８により実施される。電子制御装置１８は、上記制御に係る各種演算を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果が一時的に記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入出力するための入出力ポート等を備えて構成されている。
【００４０】
電子制御装置１８の入力ポートには、燃圧センサ１９，クランクポジションセンサ２０、及びカムポジションセンサ２１といった各種センサが接続されている。上記燃圧センサ１９は、デリバリパイプ１３の燃料の圧力（燃料噴射弁３に供給される燃料の圧力、以下では燃圧という）を検出するためのものである。また、クランクポジションセンサ２０は、内燃機関のクランクシャフトの回転に対応して、クランク角が所定クランク角度分（本実施形態では３０°）だけ進む毎にクランク信号を出力するものである。更に、カムポジションセンサ２１は、内燃機関のカムシャフト５の回転に対応して、同シャフト５の回転位置に対応した信号を出力するものである。
【００４１】
また、電子制御装置１８の出力ポートには、燃料噴射弁３や電磁スピル弁１４といった各種機器の駆動回路が接続されている。電子制御装置１８は、上記各種センサからの検出信号により把握する機関運転状態に応じて、上記出力ポートに接続された各種機器の駆動回路に指令信号を出力し、それら機器の制御を実行する。こうして内燃機関の燃料噴射量制御、及び電磁スピル弁１４の閉弁タイミング及び閉弁時間の制御といった各種制御が電子制御装置１８により実施される。
【００４２】
ここで、上記燃料噴射量制御では、機関運転状態に応じて定められる燃圧（目標燃圧）のもとで燃料噴射時間を調節することにより、燃料噴射弁３から噴射される燃料の量が調整されることとなる。このため、燃料噴射量制御を精度よく行うのには、実際の燃圧を上記目標燃圧に合わせ込むことが重要になってくる。そこで、上記電磁スピル弁１４の開弁タイミング及び閉弁時間の制御を通じて、実際の燃圧が目標燃圧に近づくよう高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量が調整される。
【００４３】
電磁スピル弁１４の開弁タイミングの制御は、開弁タイミングの指示値Ａをクランク角に対応した値として算出し、圧送行程にあって実際のクランク角が当該指示値Ａと一致したときに電磁スピル弁１４を閉弁させることで実現される。また、電磁スピル弁１４の開弁時間の制御は、圧送行程で同弁１４を閉弁すべきクランク角度分である閉弁クランク角度分Ｂを算出し、電磁スピル弁１４の閉弁後にクランク角が上記閉弁クランク角度分Ｂだけ進んだときに同弁１４を開弁させることで実現される。
【００４４】
次に、上記指示値Ａ及び閉弁クランク角度分Ｂの算出手順の概要について、図２のタイミングチャートを参照して説明する。
同図において実線は、クランク角が７２０°ＣＡ進む過程でのプランジャ８のリフト量の推移を表している。同図から分かるように、プランジャ８はクランク角が７２０°ＣＡ進む毎に三回往復移動し、１２０°毎に圧送行程と吸入行程とが繰り返し実行されるようになる。そして、ある圧送行程で使用される指示値Ａ及び閉弁クランク角度分Ｂは、当該圧送行程よりも一回前の圧送行程で算出される。
【００４５】
例えば、２４０〜３６０°ＣＡの圧送行程で使用される指示値Ａ及び閉弁クランク角度分Ｂは、０〜１２０°ＣＡの圧送行程中における９０°ＣＡにて算出される。また、４８０〜６００°ＣＡの圧送行程で使用される指示値Ａ及び閉弁クランク角度分Ｂは、２４０〜３６０°ＣＡの圧送行程中における３３０°ＣＡにて算出される。更に、０〜１２０°ＣＡの圧送行程で使用される指示値Ａ及び閉弁クランク角度分Ｂは、４８０〜６００°ＣＡの圧送行程中における５７０°ＣＡにて算出される。
【００４６】
なお、上記のように指示値Ａを一回前の圧送行程で算出するのは、機関高回転時において電磁スピル弁１４の閉弁開始が指示値Ａに対し遅れるのを回避するためである。即ち、機関高回転時には、指示値Ａの算出タイミングから電磁スピル弁１４が閉弁すべきタイミング（指示値Ａ）までの時間が短くなり、そのことに起因して電磁スピル弁１４の閉弁開始が指示値に対し遅れるおそれがある。こうした電磁スピル弁１４の閉弁開始遅れを回避することを意図して、上記のように指示値Ａを算出し、当該指示値Ａの算出タイミングと実際に電磁スピル弁１４を閉弁すべきタイミング（指示値Ａ）との間隔を十分にあけておくようにしている。
【００４７】
また、上記のように閉弁クランク角度分Ｂを一回前の圧送行程で算出するのは、閉弁クランク角度分Ｂの算出タイミングと、実際に電磁スピル弁１４が閉弁する期間との間隔を十分にあけておき、機関高回転時など当該間隔が短くなるときでも、電磁スピル弁１４の閉弁に先立ち十分な余裕をもって閉弁クランク角度分Ｂを算出しておくためである。
【００４８】
電磁スピル弁１４の閉弁タイミング制御に用いられる指示値Ａは以下の式（１）を用いて算出され、電磁スピル弁１４の閉弁時間制御に用いられる閉弁クランク角度分Ｂは以下の式（２）を用いて算出される。
【００４９】
Ａ＝Ａbase−（Ｍａ＋Ｕａ・Ｄ）      …（１）
Ｂ＝Ｕａ・Ｄ      …（２）
Ａbase：基準タイミング角
Ｍａ  ：無効作動角
Ｕａ  ：有効作動角
Ｄ    ：ポンプデューティ
ここで、上記式（１）、式（２）で用いられる基準タイミングＡbase、無効作動角Ｍａ、有効作動角Ｕａ、及びポンプデューティＤの詳細を以下に列記する。
【００５０】
基準タイミングＡbaseは、指示値Ａの算出タイミングに応じて決まるものであって、その算出タイミングで算出された指示値Ａが使用される圧送行程でプランジャ８が上死点に達するときのクランク角を表している。従って、９０、３３０、５７０°ＣＡでの指示値Ａの算出タイミングにおける上記基準タイミングＡbaseはそれぞれ、３６０、６００、１２０°ＣＡということになる。
【００５１】
無効作動角Ｍａは、電磁スピル弁１４の閉弁開始から閉弁完了に至って高圧燃料ポンプ４からの燃料吐出が開始するまでにクランク角がどれだけ進むかを示すクランク角度分であって、クランク信号から把握される機関回転速度に基づき算出される値である。そして、このように算出された無効作動角Ｍａについては、機関回転速度が高くなってクランク角の進む速度が速くなるほど大きくなる傾向を有する。
【００５２】
有効作動角Ｕａは、圧送行程中において電磁スピル弁１４の閉弁により最大燃料吐出量の得られるクランク角から、当該圧送行程でプランジャ８が上死点に達したときのクランク角（基準タイミングＡbase）までのクランク角度分であって、最も効率的な燃料吐出を行うことの可能なクランク角度分を表している。こうしたクランク角度分については機関回転速度によって異なる値になることから、有効作動角Ｕａも機関回転速度に基づき算出されることとなる。
【００５３】
ポンプデューティＤは、目標燃圧ｔＰと実際の燃圧ｒＰとの差（ｔＰ−ｒＰ）に基づき可変設定される値であって、その差が大きい場合には「１．０」に設定されるとともに、同差が小さくなるにつれて小さい値に設定されるものである。従って、ポンプデューティＤは、有効作動角Ｕａのうちの電磁スピル弁１４を閉弁させておくクランク角度分を決定するものとなり、上記差が大きくなるほど当該クランク角度分を大きくとるように可変とされる。
【００５４】
式（１）から算出された指示値Ａは、それを使用する圧送行程での基準タイミングＡbaseを元に算出される値である。図２には、２４０〜３６０°ＣＡの圧送行程で使用される指示値Ａが、基準タイミングＡbase（３６０°ＣＡ）を元に、どのように算出されるかを示している。同図から分かるように、このときの指示値Ａは、基準タイミングＡbase（３６０°ＣＡ）に対し、閉弁クランク角度分Ｂ（＝「Ｕａ・Ｄ」）に無効作動角Ｍａを加えた値「Ｍａ＋（Ｕａ・Ｄ）」を減算することによって算出されている。なお、上記のように無効作動角Ｍａを加味して指示値Ａの算出を行うのは、電磁スピル弁１４の閉弁開始から高圧燃料ポンプ４からの燃料吐出までに応答遅れがあり、その分だけ電磁スピル弁１４を早めに閉弁させて上記応答遅れによる燃料吐出不足を解消するためである。
【００５５】
また、式（２）から算出された閉弁クランク角度分Ｂは、電磁スピル弁１４の閉弁後に当該閉弁を継続すべきクランク角度分として算出されている。この閉弁クランク角度分Ｂは、目標燃圧ｔＰと実際の燃圧ｒＰとの差（ｔＰ−ｒＰ）に応じて変化する値である。例えば、目標燃圧ｔＰに対し実際の燃圧ｒＰが大幅に低い値となっており、上記差（ｔＰ−ｒＰ）が大となってポンプデューティＤが「１．０」となるときには、閉弁クランク角度分Ｂが最大値とされるようになる。また、このときには式（１）から分かるように、指示値Ａが最小値をとるため、電磁スピル弁１４の閉弁タイミングが最も進んだ状態とされるようになる。以上により、高圧燃料ポンプ４からの燃料吐出量が最大とされ、実際の燃圧ｒＰが速やかに目標燃圧ｔＰに近づけられる。
【００５６】
次に、指示値Ａ及び閉弁クランク角度分Ｂを算出するための指示値・閉弁クランク角度分算出ルーチンについて、図３のフローチャートを参照して説明する。同ルーチンは、電子制御装置１８を通じて、所定クランク角度（３０°ＣＡ）毎の角度割り込みにて実行される。
【００５７】
指示値・閉弁クランク角度分算出ルーチンにおいては、それらの算出タイミング９０、３３０、５７０°ＣＡであるか否か、即ち現在のクランク角が９０、３３０、５７０°ＣＡのいずれかに達しているか否かが判断される（Ｓ１０１）。なお、現在のクランク角は、０°ＣＡを基準としたクランクポジションセンサ２０からの所定クランク角度分３０°毎の間隔をおいたクランク信号に基づき把握される。そして、現在のクランク角が９０、３３０、５７０°ＣＡのいずれかである場合には、以下のように現在のクランク角に応じて基準タイミングＡbaseが算出される（Ｓ１０２）。
【００５８】
９０°ＣＡ  ：Ａbase←３６０°ＣＡ
３３０°ＣＡ：Ａbase←６００°ＣＡ
５７０°ＣＡ：Ａbase←１２０°ＣＡ
続いて、機関回転速度に基づく無効作動角Ｍａ及び有効作動角Ｕａの算出（Ｓ１０３）、及び、目標燃圧ｔＰと実際の燃圧ｒＰとの差（ｔＰ−ｒＰ）に基づくポンプデューティＤの設定（Ｓ１０４）が順次行われる。その後、上記式（２）を用いた閉弁クランク角度分Ｂの算出（Ｓ１０５）、及び、上記式（１）を用いた指示値Ａの算出（Ｓ１０６）が順次行われる。
【００５９】
次に、指示値Ａに基づく電磁スピル弁１４の閉弁タイミング制御、及び、閉弁クランク角度分Ｂに基づく閉弁時間制御について個別に説明する。
［電磁スピル弁の閉弁タイミング制御］
この制御については、圧送行程で実際のクランク角が指示値Ａと一致したときに電磁スピル弁１４を閉弁させることによって実現される。ただし、実際のクランク角は、上述したクランクポジションセンサ２０からのクランク信号の関係から、０°ＣＡを基準に３０°毎の間隔をおいてしか把握できない。このため、指示値Ａが「３０」の倍数でない場合、言い換えれば「３０」で割り切れない場合には、実際のクランク角が指示値Ａと一致したか否かを判断することができない。
【００６０】
そこで、［背景技術］の欄に記載した［１］〜［４］の手順で閉弁タイミング制御を実施することが考えられる。こうした閉弁タイミング制御の実行手順について、閉弁タイミング制御ルーチンを示す図５及び図６のフローチャートを参照して説明する。同ルーチンは、電子制御装置１８を通じて、クランク角が３０°ＣＡ進むのに要する時間よりも短い時間間隔での時間割り込みにて実行される。
【００６１】
閉弁タイミング制御ルーチンにおいては、指示値Ａを、所定クランク角度分３０°で割り切れる分である整数値ａ１と、３０°では割り切れない分である端数ａ２とに分け、クランク角が整数値ａ１に達したことをクランク信号から判断し、更にクランク角度が上記端数ａ２分だけ進んだことを上記整数値ａ１到達後の経過時間に基づき判断する。ここで、仮に指示値Ａが２４０〜３６０°ＣＡでの圧送行程で用いられるものである場合に、その指示値Ａから分けられる整数値ａ１及び端数ａ２の一例を図４に示す。この図４は、２４０〜３６０°ＣＡでの圧送行程におけるプランジャ８のリフト量の推移を拡大して示したタイミングチャートである。
【００６２】
同図に示される端数ａ２は、単位クランク角度分だけクランク角が進むのに要する時間である換算係数Ｋを乗算することで、クランク角が端数ａ２だけ進むのに要する時間である端数分経過時間Ｔａ２に換算される。上記換算係数Ｋは、クランク角が３０°ＣＡ進むのに要する時間ｔに基づき、「Ｋ＝ｔ／３０      …（３）」という式を用いて算出される。そして、クランク角が整数値ａ１に到達した後、端数分経過時間Ｔａ２が経過したとき、実際のクランク角が指示値Ａと一致したと判断し、その判断に基づき電磁スピル弁１４が閉弁されるようになる。
【００６３】
閉弁タイミング制御ルーチンにおいて、ステップＳ２０１（図５）では指示値Ａの算出完了を見分けるためのフラグＦ１が「０（未算出）」であるか否かが判断され、ステップＳ２０２では端数分経過時間Ｔａ２の算出完了を見分けるためのフラグＦ２が「０（未算出）」であるか否かが判断される。そして、ステップＳ２０１，Ｓ２０２で共に肯定判定であれば指示値Ａが算出されたか否かの判断を行い（Ｓ２０３）、指示値Ａが算出された旨の判断に基づきフラグＦ１が「１（算出済）」に設定される（Ｓ２０４）。
【００６４】
算出された指示値Ａは、整数値ａ１と端数ａ２とに分けられる（Ｓ２０４）。そして、換算係数Ｋが算出されたか否かが判断される（図６のＳ２０６）。ここで肯定判定であれば、端数ａ２に換算係数Ｋを乗算することで端数分経過時間Ｔａ２が算出され（Ｓ２０７）、その後にフラグＦ２が「１（算出済）」に設定される（Ｓ２０８）。続いて、クランク角が整数値ａ１に達した後に端数分経過時間Ｔａ２が経過したか否かが判断される（Ｓ２０９）。ここで肯定判定であれば、実際のクランク角が指示値Ａと一致した旨判断されて電磁スピル弁１４が閉弁され（Ｓ２１０）、その後にフラグＦ１，Ｆ２が「０」に設定される（Ｓ２１１）。
【００６５】
［電磁スピル弁の閉弁時間の制御］
この制御については、圧送行程での電磁スピル弁１４の閉弁後、クランク角が閉弁クランク角度分Ｂだけ進む間、電磁スピル弁１４の閉弁を続けることによって実現される。ただし、クランク信号からは３０°毎の間隔でしか実際のクランク角を把握できないため、必ずしも上記クランク信号から実際のクランク角が閉弁クランク角度分Ｂだけ進んだか否かを判断できるとは限らない。
【００６６】
そこで、［背景技術］の際に記載した［５］〜［７］の手順で閉弁時間制御を実施することが考えられる。こうした閉弁時間制御の実行手順について、閉弁時間制御ルーチンを示す図７のフローチャートを参照して説明する。同ルーチンは、電子制御装置１８を通じて、クランク角が３０°ＣＡ進むのに要する時間よりも短い時間間隔での時間割り込みにて実行される。
【００６７】
閉弁時間制御ルーチンでは、閉弁クランク角度分Ｂに上記換算係数Ｋを乗算することで、クランク角が閉弁クランク角度分Ｂだけ進むのに要する時間である閉弁時間Ｔｂを算出する。そして、電磁スピル弁１４の閉弁後に閉弁時間Ｔｂが経過したとき、クランク角が閉弁クランク角度分Ｂだけ進んだと判断し、その判断に基づき電磁スピル弁１４が開弁されるようになる。
【００６８】
図７の閉弁時間制御ルーチンにおいて、ステップＳ３０１では、閉弁クランク角度分Ｂの算出完了を見分けるためのフラグＦ３が「０（未算出）」であるか否かが判断される。ここで肯定判定であれば、閉弁クランク角度分Ｂが算出されたか否かの判断を行い（Ｓ３０２）、閉弁クランク角度分Ｂの算出が行われた旨の判断に基づきフラグＦ３が「１（算出済）」に設定される（Ｓ３０３）。その後、換算係数Ｋが算出されたか否かが判断され（Ｓ３０４）、ここで肯定判定であれば閉弁クランク角度分Ｂに換算係数Ｋを乗算することで閉弁時間Ｔｂが算出される（Ｓ３０５）。
【００６９】
続いて、電磁スピル弁１４の閉弁後に閉弁時間Ｔｂが経過したか否かが判断される（Ｓ３０６）。なお、電磁スピル弁１４が閉弁したことについては、クランク角が指示値Ａに達してから無効作動角Ｍａだけ進むのに要する時間、例えば無効作動角Ｍａに換算係数Ｋを乗算して得られる時間が経過したことに基づき検知することが可能である。そして、電磁スピル弁１４の閉弁後に閉弁時間Ｔｂが経過すると、電磁スピル弁１４の閉弁後にクランク角が閉弁クランク角度分Ｂだけ進んだと旨判断され、同スピル弁１４が開弁されることとなる（Ｓ３０７）。その後、フラグＦ３が「０」に設定される（Ｓ３０８）。
【００７０】
ところで、上記閉弁タイミング制御での端数分経過時間Ｔａ２の算出、及び上記閉弁時間制御での閉弁時間Ｔｂの算出には、クランク角が単位クランク角度分だけ進むのに要する時間（以下、単位クランク角進角時間という）として求められる換算係数Ｋが用いられる。
【００７１】
この換算係数Ｋを［背景技術］の欄に記載したように、指示値Ａ及閉弁クランク角度分Ｂの算出と同時、言い換えれば指示値Ａ及び閉弁クランク角度分Ｂが使用される圧送行程よりも一回前の圧送行程で算出すると、［発明が解決しようとする課題］の際に記載したような不都合が生じる。即ち、機関回転速度の急上昇時に、端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂが長すぎる値になり、電磁スピル弁１４の閉弁タイミングが適正よりも遅れたり、電磁スピル弁１４の閉弁中の期間が適正よりも長くなったりする。
【００７２】
以下、機関始動開始から自立運転開始後にかけての機関回転速度の急上昇時を例に、上述した不都合の生じる理由について、図８のタイムチャートを参照して説明する。なお、図８において（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、機関始動開始から自立運転開始後にかけての機関回転速度の推移、クランク角がクランク角度分３０°進むのに要する時間ｔの推移、及び、単位クランク角進角時間の推移を示している。
【００７３】
機関始動開始直後の機関回転速度はクランキングにより２００〜３００ｒｐｍ程度とされる。その後、自立運転が開始されると（タイミングＳｔ）、機関回転の吹き上がりにより、機関回転速度が短期間で８００〜１０００ｒｐｍ程度まで急上昇する。このような状況下において、上記機関回転速度の急上昇が生じた直後に例えば２４０〜３６０°ＣＡでの圧送行程を迎えたとすると、その一回前の圧送行程である０〜１２０°ＣＡでの圧送行程はクランキング中に迎える可能性がある。
【００７４】
この場合、２４０〜３６０°ＣＡでの圧送行程で使用される端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂの算出には、クランキング中である０〜１２０°ＣＡでの圧送行程中におけるタイミングＴ１（９０°ＣＡ）にて算出される換算係数Ｋが用いられる。このように算出される換算係数Ｋについては、クランキング中においてクランク角が３０°進むのに要する時間ｔ１に基づき上記式（３）を用いて、単位クランク角進角時間「ｔ１／３０」として算出される。クランキング中の時間ｔ１は機関回転速度（図８（ａ）の「ＮＥ１」）が遅いことから比較的長い値になり、それに伴い単位クランク角進角時間として算出される換算係数Ｋ（＝ｔ１／３０）は比較的大きい値になる。
【００７５】
しかし、上記換算係数Ｋから算出される端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂが実際に使用されるとき、即ち２４０〜３６０°ＣＡでの圧送行程におけるタイミングＴ２では、機関回転速度の急上昇直後であって機関回転速度が例えば図８（ａ）の「ＮＥ２」という値になる。このことからクランク角が３０°進むのに要する時間ｔは、換算係数Ｋ算出時（タイミングＴ１）に比べて「ｔ２」といった大幅に短い値になる。言い換えれば、端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂが使用されるときには、実際の単位クランク角進角時間が換算係数Ｋの算出時の値（ｔ１／３０）よりも大幅に短い値（ｔ２／３０）になる。従って、端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂが使用時には、それらの算出に用いられた換算係数Ｋが実際の単位クランク角進角時間（ｔ２／３０）に対し過度に大きい値（ｔ１／３０）になる。
【００７６】
上記のように機関回転速度の急上昇により、換算係数Ｋが実際の単位クランク角度進角時間に対し過度に大きくなると、その換算係数Ｋから算出される端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂが、機関回転速度の急上昇後の機関運転にとっては長すぎる値になる。即ち、端数ａ２に換算係数Ｋを乗算して得られる端数分経過時間Ｔａ２、及び閉弁クランク角度分Ｂに換算係数Ｋを乗算して得られる閉弁時間Ｔｂがそれぞれ、図４に破線の矢印で示されるように長くなる。その結果、電磁スピル弁１４の閉弁タイミングが適正よりも遅れるとともに、同弁１４の閉弁している期間が適正よりも長くなる。
【００７７】
そして、電磁スピル弁１４の閉弁タイミングの遅れが顕著になって、同閉弁タイミングが２４０〜３６０°ＣＡでの圧送行程後の吸入行程にまでさしかかるような場合には、当該圧送行程での高圧燃料ポンプ４からの燃料吐出が行われず、その燃料吐出抜けに起因して燃圧ｒＰが低下する。また、電磁スピル弁１４の開弁中の期間の延長が顕著になって、同期間が２４０〜３６０°ＣＡでの圧送行程後の吸入行程にまでさしかかるような場合には、当該吸入行程での加圧室１０への燃料の吸入に支障を来し、次回の圧送行程での燃料吐出が不十分になって燃圧ｒＰが低下する。
【００７８】
このように燃圧ｒＰの低下が生じ、目標燃圧ｔＰと実際の燃圧ｒＰとの差が大きくなると、燃料噴射弁３から噴射される燃料の量がそのときに要求される値よりも少なくなって失火を招き、始動不良など機関運転が不安定になることにも繋がる。
【００７９】
本実施形態では、上述した不都合を回避すべく、機関始動開始から自立運転開始後にかけては、換算係数Ｋの算出に用いられるクランク角度分３０°として、電磁スピル弁１４の閉弁直前におけるクランク角度分３０°を用いる。即ち、換算係数Ｋを電磁スピル弁１４の閉弁直前におけるクランク角が３０°進むのに要する時間ｔに基づき算出する。なお、このように換算係数Ｋを算出する場合、図８の例では２４０〜３６０°での圧送行程における電磁スピル弁１４の閉弁直前で換算係数Ｋの算出が行われることとなる。そして、上記のような換算係数Ｋを用いて端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂを算出することで、それらの実際の使用時に換算係数Ｋが実際の単位クランク角進角時間よりも過度に長くなることは抑制される。
【００８０】
次に、本実施形態の換算係数Ｋの具体的な算出手順について、換算係数算出ルーチンを示す図９のフローチャートを参照して説明する。同ルーチンは、電子制御装置１８を通じて、所定クランク角度（３０°ＣＡ）毎の角度割り込みにて実行される。
【００８１】
換算係数算出ルーチンにおいては、まずクランキング中であるか否か（Ｓ４０１）、自立運転開始後に所定時間が経過するまでの間であるか否か（Ｓ４０２）が判断される。なお、ここでの内燃機関のクランキング及び自立運転については、機関回転速度に基づき把握することが可能である。そして、クランキング中（Ｓ４０１：ＹＥＳ）、或いは自立運転開始後に所定時間が経過するまでの間（Ｓ４０２：ＮＯ）は、電磁スピル弁１４の閉弁直前のクランク角度分３０°を用いた換算係数Ｋの算出が行われる。
【００８２】
即ち、クランク角が整数値ａ１に達したか否かが判断され（Ｓ４０３）、ここで肯定判定がなされたときには、クランク角度が直前のクランク角度分３０°進むのに要した時間ｔの算出が行われる（Ｓ４０５）。仮に、このときの整数値ａ１が図４に示されるように２７０°ＣＡであって、現在のクランク角度が２７０°ＣＡに達して上記ステップＳ４０５の処理が実行されたとすると、２４０〜２７０°ＣＡを通過するのに要した時間ｔ２が上記時間ｔとして算出される。そして、算出された時間ｔに基づき、上記式（３）を用いて換算係数Ｋが算出される（Ｓ４０６）。
【００８３】
このように換算係数Ｋの算出が行われると、当該換算係数Ｋを用いて端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂが算出される。これら端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂは、上記の例では２４０〜３６０°ＣＡでの圧送行程における電磁スピル弁１４の閉弁タイミング及び閉弁時間の制御に使用される。具体的には、クランク角が２７０°ＣＡに達してから端数分経過時間Ｔａ２が経過したとき電磁スピル弁１４が閉弁され、その閉弁が閉弁時間Ｔｂだけ続けられる。そして、閉弁時間Ｔｂが経過したとき、電磁スピル弁１４が開弁されるようになる。
【００８４】
この場合、端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂの使用直前に、それを算出するための換算係数Ｋが算出される。このため、機関始動開始から自立運転開始後にかけて機関回転速度が急上昇したとしても、端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂの使用時に換算係数Ｋが実際のクランク角度進角時間に対し過度に長くなることはない。従って、換算係数Ｋが実際のクランク角度進角時間に対し過度に長くなることに伴い、電磁スピル弁１４の閉弁タイミングの遅れや閉弁している期間の延長が生じるのを回避することができる。
【００８５】
一方、換算係数算出ルーチンにおいて、クランキング中でなく（Ｓ４０１：ＮＯ）、且つ自立運転開始後に所定時間が経過した後（Ｓ４０２：ＹＥＳ）は、電磁スピル弁１４を閉弁すべき圧送行程よりも一回前の圧送行程での換算係数Ｋの算出が行われる。
【００８６】
即ち、クランク角度が指示値Ａ及び閉弁クランク角度分Ｂの算出時である９０、３３０、５７０°ＣＡのいずれかに達したか否かが判断され（Ｓ４０４）、ここで肯定判定がなされたときには、クランク角が直前のクランク角度分３０°進むのに要した時間ｔの算出が行われる（Ｓ４０５）。従って、クランク角が９０、３３０、５７０°ＣＡのいずれであるかに応じて、各々６０〜９０ＣＡ°、３００〜３３０°ＣＡ、５４０〜５７０°ＣＡのクランク角度分３０°を用いて上記時間ｔの算出が行われる。そして、算出された時間ｔに基づき、上記と同様に換算係数Ｋが算出される（Ｓ４０６）。
【００８７】
このように換算係数Ｋの算出が行われると、当該換算係数Ｋを用いて端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂが算出される。これら端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂは、次回の圧送行程における電磁スピル弁１４の閉弁タイミング及び閉弁時間の制御に使用される。具体的には、９０°ＣＡで端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂが算出された場合、それらは２４０〜３６０°ＣＡでの圧送行程で使用される。また、３３０°ＣＡで端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂが算出された場合、それらは４８０〜６００°ＣＡでの圧送行程で使用される。更に、５７０°ＣＡで端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂが算出された場合、それらは０〜１２０°ＣＡでの圧送行程で使用される。
【００８８】
これらの場合、換算係数Ｋの算出と当該換算係数Ｋから算出される端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂの実際の使用との間隔が、圧送行程から次回の圧送行程までの間隔に近くなり、比較的長い間隔とされるようになる。
【００８９】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）機関始動開始から自立運転開始後にかけては、クランキング状態からの機関回転の吹き上がりによって、機関回転速度が短期間で８００〜１０００ｒｐｍ程度まで急上昇することになる。クランキング状態にあっては、機関回転速度が通常の機関運転時に比べて２００〜３００ｒｐｍと遅いことから、実際の単位クランク角進角時間が通常の機関運転時よりも長くなる。この状態からの上記機関回転の吹き上がりによる単位クランク角進角時間の短縮は、通常の機関運転時における機関回転速度の急上昇時に比べて極めて顕著なものになる。
【００９０】
こうした状況下にあるとき、本実施形態では、換算係数Ｋが電磁スピル弁１４の閉弁直前のクランク角度分３０°を用いて算出されることから、換算係数Ｋの算出と当該換算係数Ｋから算出される端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂの実際の使用との間隔が短くなる。仮に、この間隔が長いと、上記機関回転速度の急上昇により、実際の単位クランク角進角時間が換算係数Ｋの算出から端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂの使用までの間に大幅に短くなり、換算係数Ｋが実際の単位クランク角進角時間に比べて過度に長い値となる。この場合、端数分経過時間Ｔａ２に基づき制御される電磁スピル弁１４の閉弁タイミングが適正よりも遅れたり、閉弁時間Ｔｂに基づき制御される電磁スピル弁１４を閉弁時間が適正よりも長くなったりする。しかし、本実施形態のように、換算係数Ｋの算出から端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂの使用までの間隔を短くすれば、端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂの使用時に換算係数Ｋが実際の単位クランク角進角時間に比べて過度に長い値になるのを抑制することができる。従って、上述した電磁スピル弁１４における閉弁タイミングの遅れや閉弁時間の延長についても、抑制することができるようになる。
【００９１】
（２）自立運転開始後には機関回転速度が高回転となる場合がある。このような場合には、換算係数Ｋの算出と当該換算係数Ｋから算出される端数分経過時間Ｔａ２や閉弁時間Ｔｂの実際の使用との間隔を長くとっておくことが、圧送行程での電磁スピル弁１４の閉弁を的確に行う上で好ましい。本実施形態では、このような状況下での換算係数Ｋの算出が、指示値Ａ及び閉弁クランク角度分Ｂの算出と同時、即ち電磁スピル弁１４を閉弁すべき圧送行程よりも一回前の圧送行程で行われる。これにより、上記間隔の長さを機関高回転時における電磁スピル弁１４の的確な閉弁動作にとって好ましい程度まで長くすることができる。
【００９２】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・自立運転開始後に所定時間が経過した後にも、電磁スピル弁１４の閉弁直前での換算係数Ｋの算出を続けてもよい。なお、この場合でも機関高回転時には一回前の圧送行程での換算係数Ｋの算出に切り換えることが好ましい。
【００９３】
・換算係数Ｋの算出に用いられる電磁スピル弁１４の閉弁直前のクランク角度分３０°として、クランク角が整数値ａ１に達する直前のクランク角度３０°を採用したが、本発明はこれに限定されない。即ち、端数分経過時間Ｔａ２及び閉弁時間Ｔｂが使用される圧送行程であって、クランク角が整数値ａ１に達する前のクランク角度分３０°であれば、いずれも換算係数Ｋの算出に用いる電磁スピル弁１４の閉弁直前のクランク角度分３０°として採用することが可能である。例えば、換算係数Ｋの算出に用いる電磁スピル弁１４の閉弁直前のクランク角度分３０°として、常に圧送行程の最初のクランク角度分３０°等を採用することも考えられる。
【００９４】
・上記実施形態では、実際のクランク角が３０°ＣＡ毎に把握される場合を例に説明したが、それとは異なる間隔でクランク角が把握される場合にも本発明を適用することは可能である。この場合、上記間隔分だけクランク角が進むのに要する時間に基づき換算係数Ｋが算出されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本実施形態が適用される内燃機関の燃料供給系全体を示す略図。
【図２】クランク角が７２０°進むときのプランジャのリフト量の推移を示すタイミングチャート。
【図３】電磁スピル弁の閉弁タイミング制御に用いられる指示値、及び閉弁時間制御に用いられる閉弁クランク角度分の算出手順を示すフローチャート。
【図４】２４０〜３６０°ＣＡでの圧送行程中におけるプランジャのリフト量の推移を示すタイミングチャート。
【図５】電磁スピル弁の閉弁タイミング制御の実行手順を示すフローチャート。
【図６】電磁スピル弁の閉弁タイミング制御の実行手順を示すフローチャート。
【図７】電磁スピル弁の閉弁時間制御の実行手順を示すフローチャート。
【図８】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、機関始動開始から自立運転開始後にかけての機関回転速度の推移、クランク角がクランク角度分３０°進むのに要する時間ｔの推移、及び、単位クランク角進角時間の推移を示すタイムチャート。
【図９】換算係数の算出手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００９６】
１…燃料タンク、２…フィードポンプ、３…燃料噴射弁、４…高圧燃料ポンプ、５…カムシャフト、６…カム、７…コイルスプリング、８…プランジャ、９…シリンダ、１０…加圧室、１１…吸入通路、１２…吐出通路、１３…デリバリパイプ、１４…電磁スピル弁、１５…電磁ソレノイド、１７…コイルスプリング、１８…電子制御装置（算出手段）、１９…燃圧センサ、２０…クランクポジションセンサ、２１…カムポジションセンサ。
【図１】
2005344566.tif 000003
【図２】
2005344566.tif 000004
【図３】
2005344566.tif 000005
【図４】
2005344566.tif 000006
【図５】
2005344566.tif 000007
【図６】
2005344566.tif 000008
【図７】
2005344566.tif 000009
【図８】
2005344566.tif 000010
【図９】
2005344566.tif 000011