(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼル機関のクランクシャフトの回転トルクを動力源として燃料室に燃料をフィードするフィードポンプと、
ポンプ回転角と同期した時期に燃料の圧送を図るポンプ機構と、
前記燃料室に連通する高圧室と、所定の低圧源に連通する低圧室と、デューティ制御されることにより前記高圧室と前記低圧室との連通状態を制御するタイマコントロールバルブと、を備え、前記高圧室と前記低圧室との差圧を動力源として、前記ポンプ回転角とクランク角との相対的な関係を変化させるタイマ装置と、
前記タイマ装置と基準のタイマ装置との基本特性差を記憶する特性差記憶手段と、
前記特性差記憶手段に記憶されている前記基本特性差を燃料温度及び燃料噴射量の双方に基づいて補正する特性差補正手段と、
少なくとも前記燃料室の内圧が所定圧に達するまでは、所望の燃料噴射時期を実現すべく、前記ポンプ回転角とクランク角との相対的な関係と機関回転数との関係を前記タイマコントロールバルブの駆動デューティ比をパラメータとして表したマップを参照することにより機関回転数が反映され、かつ、前記特性差補正手段により補正された結果得られた特性差が反映された前記ポンプ回転角とクランク角との相対的な関係が実現されるように前記タイマコントロールバルブをデューティ制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするディーゼル機関の噴射時期制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のディーゼル機関の噴射時期制御装置において、
ポンプ回転角とクランク角との実偏差を検出する実偏差検出手段と、
ポンプ回転角とクランク角との目標偏差を演算する目標偏差演算手段と、
前記燃料室の内圧が前記所定圧に到達した後、前記制御手段が前記タイマコントロールバルブの制御に用いた最終制御値を初期値として、前記実偏差と前記目標偏差との差および比の一方に基づいたフィードバック制御を実行するフィードバック制御手段と、
を備えることを特徴とするディーゼル機関の噴射時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼル機関の噴射時期制御装置に係り、特に、ディーゼル機関の始動時の燃料噴射時期を制御する装置として好適なディーゼル機関の噴射時期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特開昭６２−１５００５４号に開示される如く、燃料噴射時期を運転状態に応じた適当な時期に制御する機能を備えたディーゼル機関が知られている。上記従来のディーゼル機関は、燃料噴射ポンプを備えている。燃料噴射ポンプは、クランクシャフトの回転トルクを動力源として燃料タンクから導かれる燃料を所定の低圧で燃料室にフィードするフィードポンプを備えている。
【０００３】
また、燃料噴射ポンプは、クランクシャフトの回転トルクを動力源としてポンプ室を拡縮するプランジャを備えている。プランジャは、ポンプ室を拡大する過程で上記の燃料室からポンプ室へ燃料を吸引し、ポンプ室を縮小する過程で、吸引した燃料を高圧で圧送する。従来の燃料噴射ポンプにおいては、プランジャは、燃料噴射ポンプの回転角θｐに応じたリフト量を示す。
【０００４】
従来の燃料噴射ポンプは、燃料噴射ポンプの回転角θｐと、クランク角θｃとの関係を相対的に変化させるタイマ装置を備えている。タイマ装置は、上記の機能を実現するための機構に所望の変位を与えるためのスライドピンを備えている。スライドピンの両側には、それぞれ高圧室および低圧室が形成されている。また、タイマ装置は、高圧室と低圧室との間に、両者の導通状態を制御するタイマコントロールバルブ（ＴＣＶ）を備えている。
【０００５】
タイマ装置の高圧室は、フィードポンプから吐出された燃料で満たされた上記の燃料室に連通している。一方、タイマ装置の低圧室は、フィードポンプの吸入側に連通している。ＴＣＶが開弁状態である場合は、高圧室と低圧室との間に大きな差圧は生じない。この場合、スライドピンに何ら駆動力が作用しないため、燃料噴射ポンプの回転角θｐとクランク角θｃとの相対関係は初期の関係に維持される。一方、ＴＣＶが閉弁状態である場合は、高圧室と低圧室との間にほぼ燃料室の内圧と等しい差圧が生ずる。この場合、スライドピンに駆動力が付与されるため、燃料噴射ポンプの回転角θｐとクランク角θｃとの相対関係が初期の関係から変化する。
【０００６】
このように、タイマ装置によれば、ＴＣＶの開度を制御することで、燃料噴射ポンプの回転角θｐとクランク角θｃとの関係を変化させることができる。燃料噴射ポンプの回転角θｐとクランク角θｃとの相対的な関係が変化すると、燃料噴射ポンプが燃料を圧送する時期とクランク角θｃとの関係が変化する。従って、上記従来のディーゼル機関によれば、ＴＣＶの開度を制御することで、クランク角θｃと燃料噴射時期との関係を制御することができる。
【０００７】
上記従来のディーゼル機関は、クランクシャフトの近傍に配設されるクランク角センサと、プランジャポンプに内蔵されるＮＥパルサとを備えている。クランク角センサは、クランク角θｃに応じた信号を発生する。一方、ＮＥパルサは、燃料噴射ポンプの回転角θｐに応じた信号を発生する。このため、上記従来のディーゼル機関においては、燃料噴射ポンプの回転角θｐとクランク角θｃとの実偏差ＡＡＣＴ＝θｐ−θｃを検出することができる。
【０００８】
燃料噴射ポンプの回転角θｐとクランク角θｃとの実偏差ＡＡＣＴ＝θｐ−θｃを検出することができれば、ディーゼル機関の運転状態に応じた目標偏差ＡＴＲＧとその実偏差ＡＡＣＴとの大小関係をＴＣＶの制御に反映させることにより、ＴＣＶをフィードバック制御することができる。このため、上記従来のディーゼル機関によれば、精度良く燃料噴射時期を制御することができる。
【０００９】
ところで、燃料噴射ポンプの燃料室の内圧は、フィードポンプの回転速度が増すに連れて増加する。フィードポンプの吐出孔には、その吐出圧を所定圧力以下に維持するレギュレータが配設されている。従って、燃料室の内圧は、ディーゼル機関が始動された後急激に増加して、機関回転数ＮＥが所定回転数に到達した後、すなわち、フィードポンプの回転速度が所定速度に到達した後、ほぼ一定値に維持される。
【００１０】
上述の如く、タイマ装置のスライドピンは、高圧室と低圧室の差圧に応じて駆動されている。従って、ディーゼル機関が始動された後燃料室の内圧が急激に増加する過程では、ＴＣＶの開度が一定値に制御されていても、スライドピンに作用する駆動力に急激な変化が生ずる。スライドピンに作用する駆動力が急激な変化を示す過程では、燃料噴射ポンプの回転角θｐとクランク角θｃとの相対的な関係が急変する。このため、このような運転領域では、実偏差ＡＡＣＴに急激な変化が生じ易い。
【００１１】
実偏差ＡＡＣＴが上記の如く急変する領域では、目標偏差ＡＴＲＧと実偏差ＡＡＣＴとの差が検出された後、その検出値が制御にフィードバックされるまでの間に、目標偏差ＡＴＲＧと実偏差ＡＡＣＴとの現実の差が検出値から大きく変化する事態が生ずる。このため、かかる領域でフィードバック制御が実行されると、制御上のハンチングが生じ、却って制御精度が悪化することがある。
【００１２】
上記従来のディーゼル機関は、このような制御上のハンチングを防止する観点より、ディーゼル機関の始動時には、ＴＣＶに供給する制御信号を所定の信号に固定することとしている。このため、上記従来のディーゼル機関によれば、ディーゼル機関の始動時に、燃料噴射時期に制御上のハンチングが生ずることがない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の如く、ディーゼル機関が始動された後機関回転数ＮＥが上昇する過程、すなわち、フィードポンプの回転速度が急増する過程では、ＴＣＶの開度が一定であっても、燃料噴射ポンプの回転角θｐとクランク角θｃとの実偏差ＡＡＣＴは一定値とはならない。このため、上記従来のディーゼル機関においては、始動時の燃料噴射時期を、正確に最適な噴射時期に制御することができなかった。
【００１４】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、ディーゼル機関の始動時における燃料噴射時期を、正確に最適な噴射時期に制御することのできるディーゼル機関の噴射時期制御装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、ディーゼル機関のクランクシャフトの回転トルクを動力源として燃料室に燃料をフィードするフィードポンプと、
ポンプ回転角と同期した時期に燃料の圧送を図るポンプ機構と、
前記燃料室に連通する高圧室と、所定の低圧源に連通する低圧室と、デューティ制御されることにより前記高圧室と前記低圧室との連通状態を制御するタイマコントロールバルブと、を備え、前記高圧室と前記低圧室との差圧を動力源として、前記ポンプ回転角とクランク角との相対的な関係を変化させるタイマ装置と、
前記タイマ装置と基準のタイマ装置との基本特性差を記憶する特性差記憶手段と、
前記特性差記憶手段に記憶されている前記基本特性差を燃料温度及び燃料噴射量の双方に基づいて補正する特性差補正手段と、
少なくとも前記燃料室の内圧が所定圧に達するまでは、所望の燃料噴射時期を実現すべく、前記ポンプ回転角とクランク角との相対的な関係と機関回転数との関係を前記タイマコントロールバルブの駆動デューティ比をパラメータとして表したマップを参照することにより機関回転数が反映され、かつ、前記特性差補正手段により補正された結果得られた特性差が反映された前記ポンプ回転角とクランク角との相対的な関係が実現されるように前記タイマコントロールバルブをデューティ制御する制御手段と、
を備えるディーゼル機関の噴射時期制御装置により達成される。
【００１６】
本発明において、ポンプ機構は、ポンプ回転角と同期して燃料の圧送を行う。ポンプ回転角とクランク角との関係は、タイマ装置の作動状態に応じて変化する。従って、タイマ装置の作動状態が適当に制御されると、クランク角に対する燃料噴射時期が正確に制御される。タイマ装置の作動状態は、高圧室と低圧室との差圧に応じて決定される。高圧室と低圧室との差圧は、燃料室の圧力と、タイマコントロールバルブの状態とによって決定される。また、燃料室の圧力は、所定圧に達するまでは、フィードポンプの回転速度、すなわち、機関回転数に応じた圧力となる。制御手段は、機関回転数を考慮することで、燃料室の圧力をタイマコントロールバルブの制御に反映させている。タイマコントロールバルブが上記の如く制御されると、ポンプ回転角とクランク角との関係は、燃料室の圧力が所定圧に達する以前から、正確に適正な関係に制御される。
【００１８】
また、本発明において、タイマ装置の特性と基準のタイマ装置の特性との基本的な差が記憶される。また、タイマコントロールバルブの制御時、その記憶された基本特性差が、タイマ装置の特性に影響を与える燃料温度および燃料噴射量の双方に基づいて補正される。そして、燃料室の内圧が所定圧に達するまでは、その補正された結果得られた特性差がタイマコントロールバルブのデューティ制御すなわち燃料噴射時期の制御に反映される。この場合、当該タイマ装置の作動状態は、基準のタイマ装置が示す作動状態と同様に制御される。従って、ポンプ回転角とクランク角との関係は極めて正確に所望の関係に制御される。
【００１９】
上記の目的は、また、請求項２に記載する如く、請求項１記載のディーゼル機関の噴射時期制御装置において、
ポンプ回転角とクランク角との実偏差を検出する実偏差検出手段と、
ポンプ回転角とクランク角との目標偏差を演算する目標偏差演算手段と、
前記燃料室の内圧が前記所定圧に到達した後、前記制御手段が前記タイマコントロールバルブの制御に用いた最終制御値を初期値として、前記実偏差と前記目標偏差との差および比の一方に基づいたフィードバック制御を実行するフィードバック制御手段と、
を備えるディーゼル機関の噴射時期制御装置によっても達成される。
【００２０】
本発明において、燃料室の内圧が所定圧に到達した後は、実偏差と目標偏差との差および比の一方に基づいて、ハンチングを生ずることなくフィードバック制御を実行することができる。この際、フィードバック制御手段は、制御手段が最後に用いた最終制御値を初期値としてフィードバック制御を開始する。このため、機関回転数を反映させた制御から、フィードバック制御に以降する過程でタイマコントロールバルブの開度が急変することがない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例に対応する噴射時期制御装置を搭載するディーゼル機関１０のシステム構成図を示す。ディーゼル機関１０は、電子制御ユニット１２（以下、ＥＣＵ１２と称す）によって制御される。
【００２２】
ディーゼル機関１０は、エアフィルタ１４を備えている。エアフィルタ１４は、吸気管１６に接続されている。吸気管１６にはその内部を流通する空気の温度を検出する吸気温センサ１８が配設されている。吸気温センサ１８の出力信号はＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、吸気温センサ１８の出力信号に基づいて吸入空気の温度ＴＨＡを検出する。
【００２３】
吸気管１６は、ターボチャージャ２０のコンプレッサ室２２に連通している。また、コンプレッサ室２２の下流には、吸気管２４が連通されている。吸気管２４の内部には、吸気絞り弁２６が配設されている。吸気絞り弁２６は、アクセルペダル２８と連動して開閉するように構成されている。更に、吸気絞り弁２６の近傍には、吸気絞り弁２６の開度に応じた電気信号を出力するアクセル開度センサ３０が配設されている。アクセル開度センサ３０の出力信号はＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、アクセル開度センサ３０の出力信号に基づいて、吸気絞り弁２６の開度、すなわち、アクセルペダル２８の操作量を検出する。
【００２４】
吸気管２４には、吸気絞り弁２６をバイパスするバイパス通路３２が設けられている。バイパス通路３２には、バイパス絞り弁３４が配設されている。バイパス絞り弁３４には、負圧アクチュエータ３６が連結されている。更に、負圧アクチュエータ３６には、バキューム・スイッチング・バルブ（以下、ＶＳＶと称す）３８および４０が連通している。ＶＳＶ３８，４０は、ＥＣＵ１２によって駆動される。ＥＣＵ１２は、ディーゼル機関１０が停止状態である場合にはバイパス絞り弁３４が全閉状態となるように、ディーゼル機関１０がアイドル状態である場合にはバイパス絞り弁３４が半開状態となるように、また、ディーゼル機関１０が通常運転状態である場合にはバイパス絞り弁３４が全開状態となるように、ＶＳＶ３８，４０を制御する。
【００２５】
吸気管２４には、吸気絞り弁２６およびバイパス絞り弁３４の下流側において吸気圧センサ４２が連通されている。吸気圧センサ４２は、吸気管２４の内圧に応じた電気信号を出力する。吸気圧センサ４２の出力信号はＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、吸気圧センサ４２の出力信号に基づいて、吸気絞り２６およびバイパス絞り３４の下流側の吸気圧を検出する。
【００２６】
ディーゼル機関１０は、シリンダヘッド４４を備えている。シリンダヘッド４４の内部には、副燃焼室４６および排気ポート４８が形成されている。ディーゼル機関１０は４気筒エンジンであり、シリンダヘッド４４には、副燃焼室４６および排気ポート４８が４気筒分設けられている。シリンダヘッド４４には、その先端部が副燃焼室４６に露出されるように、燃料噴射弁５０およびグロープラグ５２が配設されている。
【００２７】
ディーゼル機関１０は、シリンダブロック５４を備えている。シリンダブロック５４の内部には４つの気筒が形成されている。各気筒には、その内部を摺動するピストン５６が配設されている。ピストン５６の上面とシリンダヘッド４４の底面との間には、主燃焼室５８が形成されている。副燃焼室４６および排気ポート４８は、共に主燃焼室５８に連通している。シリンダヘッド４４には、機関回転角に応じて排気ポートを開閉する排気バルブ６０が組み込まれている。
【００２８】
シリンダブロック５４の壁面には、ウォータージャケット６２が形成されている。また、シリンダブロック５４には、その先端部がウォータージャケット６２内に露出されるように、水温センサ６４が配設されている。水温センサ６４の出力信号はＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、水温センサ１２の出力信号に基づいて、ウォータージャケット６２内を流通する冷却水の温度ＴＨＷを検出する。
【００２９】
ピストン５６には、クランクシャフト６６が連結されている。また、シリンダブロック５４には、クランク角センサ６７が配設されている。クランク角センサは、クランクシャフト６６の回転角が基準の回転角に到達する毎に、具体的には、何れかの気筒のピストン５６が上死点に達する毎にパルス信号を発生する。クランク角センサ６７の出力信号はＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、クランク角センサ６７からパルス信号が供給された際に、何れかの気筒のピストン５６が上死点に達したと判断する。
【００３０】
シリンダヘッド４４に形成された排気ポート４８には、排気管６８が連通されている。排気管６８は、ターボチャージャ２０のタービン室７０に連通している。また、タービン室７０の下流側には、大気に連通する排気管７２が接続されている。更に、排気管６８と排気管７２とは、排気管６８側に所定値を超える圧力が生じた場合に開弁するウェストゲートバルブ７４を介して連通されている。
【００３１】
ディーゼル機関１０は、各気筒の燃料噴射弁５０に燃料を供給する燃料噴射ポンプ８０を備えている。燃料噴射ポンプ８０は、ディーゼル機関１０の各気筒に燃料を噴射すべき時期に、その気筒の燃料噴射弁５０に対して高圧の燃料を供給する。燃料噴射弁５０は、燃料噴射ポンプ８０から所定圧力を超える燃料が供給されることにより、その燃料を副燃焼室４６に噴射する。
【００３２】
燃料噴射ポンプ８０は、ドライブプーリ８２を備えている。ドライブプーリ８２は、タイミングベルト（図示せず）を介してクランクシャフト６６に連結されている。ドライブプーリ８２は、ドライブシャフト８４の一端に固定されている。燃料噴射ポンプ８０は、クランクシャフト６６からドライブシャフト８４に伝達されるトルクを動力源として作動するフィードポンプ８６を備えている。尚、図１には、フィードポンプ８６を９０°転回させた状態、すなわち、フィードポンプ８６を側面視で表した状態が表されている。
【００３３】
フィードポンプ８６には、低圧通路８８およびフィード通路９０が連通している。低圧通路８８には、図示しない燃料タンクより常圧の燃料が供給される。一方、フィード通路９０には、燃料噴射ポンプ８０の内部に形成される燃料室９２が連通している。フィードポンプ８６は、ベーン式のポンプであり、低圧通路８８内の燃料をフィード通路９０を介して燃料室９２に圧送する。フィード通路９０は、レギュレータバルブ９３を介して低圧通路８８に連通している。このため、燃料室９２の内圧は、レギュレータバルブ９３の開弁圧以下に制御される。
【００３４】
ドライブシャフト８４には、ロータ９４が嵌挿されている。ロータ９４の外周には、４つの有歯領域と４つの欠歯領域とが交互に、かつ、等間隔で設けられている。ここで、有歯領域とは、所定幅の歯が所定回転角毎に設けられている領域である。また、欠歯領域とは、それらの歯が設けられていない領域である。
【００３５】
ロータ９４の上部には、例えば磁気抵抗素子またはホール素子等からなる磁気検出素子１００が配設されている。また、磁気検出素子１００の上部にはマグネット１０２が配設されている。磁気検出素子１００およびマグネット１０２は、保持部材１０４に固定されている。マグネット１０２の発する磁束は、マグネット１０２→保持部材１０４→エアギャップ→ロータ９４→エアギャップ→磁気検出素子１００→マグネット１０２の経路を辿って、またはその逆の経路を辿って還流する。磁気検出素子１００は、上記の経路で還流する磁束の強度に応じた電気信号を発生する。
【００３６】
上記の経路を還流する磁束の強度は、ロータ９４と磁気検出素子１００との間のエアキャップが小さいとき、すなわち、ロータ９４の歯が磁気検出素子１００に近接しているときに大きくなり、一方、ロータ９４と磁気検出素子１００との間のエアキャップが大きいとき、すなわち、ロータ９４の歯が磁気検出素子１００に近接していないときに小さくなる。従って、磁気検出素子１００は、ロータ９４が回転することにより、すなわちディーゼル機関１０が回転することによりパルス信号を発する。尚、以下の記載においては、ディーゼル機関１０の回転に伴って上記の如くパルス信号を発生する機構を、ＮＥパルサ１０６と称す。
【００３７】
ＮＥパルサ１０６から出力されるパルス信号はＥＣＵ１２に供給される。ＥＣＵ１２は、ＮＥパルサ１０６から、ほぼ一定の周期でパルス信号が出力されている場合は、磁気検出素子１００がロータ９４の有歯領域に対向していると判断する。また、上記の周期に比して十分に長い期間ＮＥパルサ１０６からパルス信号が出力されない場合は、磁気検出素子１００が欠歯領域に対向していると判断する。そして、その後ＮＥパルサ１０６から再びパルス信号が出力された場合に、その時点で磁気検出素子１００がロータ９４の有歯領域に対向し始めたと判断する。以下、上記のパルス信号、すなわち、磁気検出素子１００がロータ９４の欠歯領域に対向した後始めて検出されるパルス信号を、欠歯信号と称す。
【００３８】
燃料噴射ポンプ８０において、磁気検出素子１００とロータ９４との位相は、上記の欠歯信号が、ディーゼル機関１０の何れかの気筒のピストン５６が上死点近傍に位置する際に検出されるように、すなわち、クランク角センサ６７からパルス信号が発せられる時期の近傍に検出されるように調整されている。
【００３９】
ドライブシャフト８４の端部は、図示しないカップリングを介してカムプレート１０８に接続されている。カムプレート１０８には、カムフェイス１１０が形成されている。カムフェイス１１０には、その周縁部に、所定間隔毎に４つの起伏が形成されている。ロータ９４とカムプレート１０８との間には、ローラリング１１２が配設されている。ローラリング１１２は、ドライブシャフト８４と共に回転しない部材であり、上述した磁気検出素子１００等と共に保持部材１０４に固定されている。
【００４０】
ローラリング１１２には、その円周に沿って、カムフェイス１１０に対向する複数のカムローラ１１４が取付けられている。カムプレート１０８は、カムフェイス１１０がカムローラ１１４に当接するように、スプリング１１６によって付勢されている。このため、カムプレート１０８がローラリング１１２に対して回転すると、カムフェイス１１０の起伏がカムローラ１１４を通過する毎に、カムプレート１０８が図１に於ける左右方向に１往復変位する。
【００４１】
カムプレート１０８には、プランジャ１１８が固定されている。燃料噴射ポンプ８０は、プランジャ１１８を回動可能、かつ、摺動可能に保持するシリンダ１２０を備えている。プランジャ１１８は、カムプレート１０８とローラリング１１２とが相対的に回転する際に、カムプレート１０８と共に回転しながら、シリンダ１２０の内部をその軸方向に往復運動する。
【００４２】
燃料噴射ポンプ８０において、プランジャ１１８には、ローラリング１１２とカムプレート１０８との相対回転角に応じたリフト量が生ずる。ローラリング１１２は、上述の如く磁気検出素子１００と共に保持部材１０４に固定されている。一方、カムプレート１０８は、ロータ９４と同様にドライブシャフト８４と共に回転する。従って、プランジャ１１８のリフト量を決める相対回転角は、ロータ９４と磁気検出素子１００との相対回転角、すなわち、ＮＥパルサ１０６によって検出される回転角と等価である。以下、ＮＥパルサ１０６によって検出される回転角、すなわち、プランジャ１１８のリフト量を決めるローラリング１１２とカムプレート１０８との相対回転角をポンプ回転角θｐと称す。
【００４３】
プランジャ１１８の先端面とシリンダ１２０の端面との間には、ポンプ室１２２が隔成されている。燃料噴射ポンプ８０には、ポンプ室１２２に連通するスピル通路１２４が設けられている。スピル通路１２４の他端は、スピル弁１２６に連通している。スピル弁１２６は、常態（オフ状態）で開弁状態を維持する電磁開閉弁である。スピル弁１２６はＥＣＵ１２に接続されている。スピル弁１２６は、ＥＣＵ１２から駆動信号が供給されることにより閉弁状態（オン状態）となる。
【００４４】
スピル弁１２６には、燃料室９２に通じる燃料通路１２８が連通している。スピル弁１２６が開弁状態である場合は、スピル通路１２４と燃料通路１２８とが導通し、その結果、ポンプ室１２２が燃料室９２に導通される。また、スピル弁１２６が閉弁状態である場合は、ポンプ室１２２と燃料室９２とが遮断状態とされる。
【００４５】
プランジャ１１８の先端部には、その外周面に、４本の吸入溝１３０が等間隔で設けられている。燃料噴射ポンプ８０には、プランジャ１１８の外周面の吸入溝１３０が延在する部分に開口する燃料通路１３２が設けられている。燃料通路１３２の他端は、燃料室９２に連通している。また、プランジャ１１８には、その先端面と側面とに開口する吐出通路１３４が設けられている。燃料噴射ポンプ８０は、プランジャ１１８が所定角回転する毎に順次吐出通路１３４と連通する４本の燃料分配通路１３６を備えている。燃料分配通路１３６のそれぞれは、燃料供給通路１３８を介してディーゼル機関１０の各気筒に配設される燃料噴射弁５０に連通している。
【００４６】
上述の如く、カムプレート１０８およびプランジャ１１８は、ドライブシャフト８４と共に回転しながら、カムフェイス１１０の起伏がカムローラ１１４を通過する毎にそれらの軸方向に往復運動する。燃料通路１３２は、プランジャ１１８が図１に於ける左方へ向けて変位する際に、すなわち、プランジャ１１８がポンプ室１２２の容積を拡大させる方向に変位する際に何れかの吸入溝１３０と連通する。このため、プランジャ１１８が上記の方向に変位する過程で、ポンプ室１２２には燃料が吸入される。以下、この行程を吸入行程と称す。
【００４７】
また、燃料分配通路１３６は、プランジャ１１８が図１に於ける右方へ向けて変位する際に、すなわち、プランジャ１１８がポンプ室１２２の容積を縮小させる方向に変位する際に吐出通路１３４と連通する。このため、プランジャ１１８が上記の方向に変位する過程では、ポンプ室１２２の内圧が昇圧される。以下、この行程を吐出行程と称す。
【００４８】
スピル弁１２６が閉弁された状態で吐出行程が行われると、ポンプ室１２２で昇圧された燃料は、吐出通路１３４、燃料分配通路１３６、燃料供給通路１３８、および、燃料噴射弁５０を介して副燃焼室４６内に吐出される。一方、吐出行程の実行中にスピル弁１２６が開弁されていると、ポンプ室１２２内の高圧燃料が燃料室９２内に漏出されるため、燃料は副燃焼室４６に噴射されない。ＥＣＵ１２は、燃料噴射量が適量となるように、ディーゼル機関１０の運動状態に応じてスピル弁１２６の開閉時期を制御する。
【００４９】
燃料噴射ポンプ８０は、ポンプ回転角θｐとクランク角θｃとの関係、すなわち、燃料噴射ポンプ８０において吸入行程および吐出行程が行われる時期と、ディーゼル機関１０のクランク角θｃとの関係を変化させるタイマ装置１４０を備えている。尚、図１は、タイマ装置１４０を９０°転回させた状態、すなわち、タイマ装置１４０を側面視で表した状態を表している。
【００５０】
タイマ装置１４０は、ピストン１４２を備えている。ピストン１４２の一端面側（図１に於ける左方側）には低圧通路８８に連通する低圧室１４４が形成されている。また、ピストン１４２の他端面側（図１に於ける右方側）には、燃料室９２に連通する高圧室１４６が形成されている。
【００５１】
低圧室１４４には、ピストン１４２を高圧室１４６側へ付勢するスプリング１４８が配設されている。また、低圧室１４４と高圧室１４６とは、タイミングコントロールバルブ１５０（以下、ＴＣＶ１５０と称す）を介して連通されている。ＴＣＶ１５０は、ＥＣＵ１２によってデューティ制御されることにより、高圧室１４６と低圧室１４４との導通状態と制御する。
【００５２】
ＴＣＶ１５０が、高圧室１４６と低圧室１４４とを導通状態とすると、高圧室１４６の圧力が低圧室１４４に開放されるため、ピストン１４２の両側に大きな差圧が発生しない。この場合、ピストン１４２は、スプリング１４８の付勢力により、高圧室１４６側に偏った位置に維持される。一方、ＴＣＶ１５０が、高圧室１４６と低圧室とを遮断状態とすると、高圧室１４６が低圧室１４４から切り離されてピストン１４２の両側に大きな差圧が発生する。この場合、ピストン１４２は、その差圧によって低圧室１４４側に変位させられる。
【００５３】
ピストン１４２には、保持部材１０４に固定されたスライドピン１５２が係合している。保持部材１０４は、スライドピン１５２が図１に於ける左右方向に変位することにより（現実には図１の紙面に垂直な方向に変位することにより）、紙面に垂直な平面内で、所定の角度範囲内で回動することができる。保持部材１０４が上記の如く回動すると、保持部材１０４に固定されるローラリング１１２および磁気検出素子１００にも同様の回動が生ずる。
【００５４】
ローラリング１１２が図１の紙面に垂直な平面内で回動すると、カムフェース１１０とローラリング１１２との相対回転角とディーゼル機関１０のクランク角θｃとの関係、すなわち、ポンプ回転角θｐとクランク角θｃとの関係が変化する。従って、タイマ装置１４０によれば、ＴＣＶ１５０の開度を制御することで、ポンプ回転角θｐとクランク角θｃとの関係を、すなわち、燃料噴射ポンプ８０において吸入行程および吐出行程が行われる時期と、クランク角θｃとの関係を適当に制御することができる。ＥＣＵ１２は、クランク角θｃに対する燃料噴射時期が適切な時期となるように、ディーゼル機関１０の運動状態に応じてＴＣＶ１５０を適当にデューティ制御する。
【００５５】
燃料噴射ポンプ８０には、燃料室９２の内部温度を検出する燃温センサ１５４が配設されている。燃温センサ１５４の出力信号は、ＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、燃温センサ１５４の出力信号に基づいて、燃料の温度ＴＨＦを検出する。また、ＥＣＵ１２には、ディーゼル機関１０のスタータスイッチ１５６が接続されている。ＥＣＵ１２は、スタータスイッチ１５６の状態に基づいて、ディーゼル機関１０が始動中であるか否かを判断する。
【００５６】
次に、図２乃至図８を参照して、ディーゼル機関１０の動作について説明する。
図２および図３は、ＥＣＵ１２がディーゼル機関１０の運転状態に応じた適切な燃料噴射時期を実現するために実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図２および図３に示すルーチンは、所定時間毎に起動される定時割り込みルーチンである。本ルーチンが起動されると、先ずステップ２００の処理が実行される。
【００５７】
ステップ２００では、ディーゼル機関１０にエンジンストールまたはクランク角センサ６７の異常が生じているか否かが判別される。本ステップ２００では、燃料噴射ポンプ８０のＮＥパルサ１０６から所定期間継続してパルス信号が出力されない場合にディーゼル機関１０がストールしていると判断される。また、クランク角センサ６７からパルス信号が発せられない場合に、クランク角センサ６７に異常が生じていると判断される。上記の判別の結果、エンジンストールまたはセンサ異常が生じていると判別された場合は、次にステップ２０２の処理が実行される。一方、エンジンストールおよびセンサ異常の何れも生じていないと判別された場合は、次にステップ２０４の処理が実行される。
【００５８】
ステップ２０２では、ＴＣＶ１５０の駆動デューティＤＡＦＩＮを固定値とする処理が実行される。本ステップ２０２の処理が実行されると、以後、ＴＣＶ１５０の開度が適当な開度に固定される。本ステップ２０２の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。
【００５９】
ステップ２０４では、スタータスイッチ１５６がオン状態であるか否かが判別される。スタータスイッチ１５６がオン状態である場合は、ディーゼル機関１０が始動中であると判断される。この場合、次にステップ２０６の処理が実行される。
【００６０】
ステップ２０６では、フラグＸＴＩＭＥＲに“１”がセットされているか否かが判別される。フラグＸＴＩＭＥＲは、ディーゼル機関１０のイグニッションスイッチがオンとされた後、イニシャル処理により“０”とされ、その後、ＴＣＶ１５０を開弁方向に駆動するための条件が成立した時点で“１”とされるフラグである。従って、ディーゼル機関１０の始動が開始された直後は、本ステップ２０６において、ＸＴＩＭＥＲ＝１が成立しないと判別される。この場合、次にステップ２０８の処理が実行される。
【００６１】
ステップ２０８では、ポンプ回転角θｐとクランク角θｃとの間に確保すべき目標偏差ＡＴＲＧと、その実偏差ＡＡＣＴとの差“ＡＴＲＧ−ＡＡＣＴ”が所定値Ｔｈに比して小さいか否かが判別される。目標偏差ＡＴＲＧは、クランク角θｃと燃料噴射時期との関係により定まる値であり、他のルーチンにおいて、ディーゼル機関１０の運転状態に基づいて演算される。また、実偏差ＡＡＣＴは、クランク角センサ６７の出力信号と、ＮＥパルサ１０６の出力信号とに基づいて検出される。
【００６２】
図４は、機関回転数ＮＥと実偏差ＡＡＣＴとの関係を、ＴＣＶ１５０の駆動デューティをパラメータとして表した図を示す。尚、図４中に示すそれぞれの特性曲線は、駆動デューティを一定値に維持して機関回転数ＮＥを変化させた場合に得られる特性を表す曲線である。
【００６３】
上述の如く、タイマ装置１４０のピストン１４２は、高圧室１４６と低圧室１４４との差圧に応じて駆動される。ピストン１４２は、高圧室１４６と低圧室１４４とに差圧が生じていない場合は、スプリング１４８の付勢力により、実偏差ＡＡＣＴが最も遅角側の値となる位置にローラリング１１２を保持する。そして、高圧室１４６と低圧室１４４との差圧が増すに連れて、実偏差ＡＡＣＴが進角側の値となるようにローラリング１１２を駆動する。
【００６４】
機関回転数ＮＥが極めて小さい領域では、フィードポンプ８６の圧送能力が小さく燃料室９２の内圧が昇圧されない。このため、かかる領域では、ＴＣＶ１５０に与えられる駆動デューティの大小に関わらず、高圧室１４６と低圧室１４４とに大きな差圧は生じない。
【００６５】
ディーゼル機関１０が始動された後、機関回転数ＮＥが上昇する過程では、ＴＣＶ１５０の開度が小さいほど、高圧室１４６の圧力が速やかに上昇する。このため、実偏差ＡＡＣＴは、図４に示す如く、ＴＣＶ１５０に付与される駆動デューティが小さな値であるほど、機関回転数ＮＥの上昇に伴って速やかに上昇する。
【００６６】
本ルーチンにおいて、上記ステップ２０８で、ＡＴＲＧ−ＡＡＣＴ＜Ｔｈが成立しないと判別される場合は、ディーゼル機関１０の始動が開始された後、未だタイマ装置１４０が、十分な実偏差ＡＡＣＴが確保される程度に駆動されていないと判断することができる。この場合、実偏差ＡＡＣＴを速やかに目標偏差ＡＴＲＧに近づけるためには、ＴＣＶ１５０に付与される駆動デューティＤＡＦＩＮが小さな値であるほど有利である。上記ステップ２０８でかかる判別がなされた場合は、次にステップ２１０の処理が実行される。
【００６７】
ステップ２１０では、駆動デューティＤＡＦＩＮを、制御上使用することのできる最低値３％とする処理が実行される。本ステップ２１０の処理が実行されると、ＴＣＶ１５０は実質的に閉弁状態に制御される。このため、以後、実偏差ＡＡＣＴを速やかに目標偏差ＡＴＲＧへ向けて変化させることができる。本ステップ２１０の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。
【００６８】
一方、上記ステップ２０８でＡＴＲＧ−ＡＡＣＴ＜Ｔｈが成立すると判別された場合は、タイマ装置１４０の高圧室１４６の内圧が、十分な実偏差ＡＡＣＴを得るために十分な値にまで昇圧されたと判断することができる。この場合、実偏差ＡＡＣＴが過大な値となるのを避けるため、以後、ＴＣＶ１５０に適当な開度を付与することが適切である。上記ステップ２０８で、かかる判別がなされた場合は、次にステップ２１２の処理が実行される。
【００６９】
ステップ２１２では、フラグＸＴＩＭＥＲに“１”がセットされる。本ステップ２１２の処理が終了すると、次にステップ２１４の処理が実行される。本ステップ２１２の処理が実行されると、以後、上記ステップ２０６が実行される毎に、ＸＴＩＭＥＲ＝１なる条件が成立すると判断される。上記ステップ２０６でかかる判別がなされる場合は、本ステップ２１２の処理が終了した場合と同様に、次にステップ２１４の処理が実行される。
【００７０】
ステップ２１４では、ＴＣＶ１５０に付与する駆動デューティＤＡＦＩＮの基本値ＤＡＦＩＮＢが演算される。ＥＣＵ１２には、基本値ＤＡＦＩＮＢを目標偏差ＡＴＲＧと機関回転数ＮＥとの関係で定めた２次元マップが記憶されている。本ステップ２１４では、このマップを参照して、ＡＴＲＧとＮＥとに基づいてＤＡＦＩＮＢが演算される。
【００７１】
図５は、ＥＣＵ１２に記憶されるＤＡＦＩＮＢのマップの一例を示す。目標偏差ＡＴＲＧが進角側の値である場合は、実偏差ＡＡＣＴも進角側の値とすることが必要である。実偏差ＡＡＣＴを進角側の値とするためには、ＴＣＶ１５０の開度を小さくすること、すなわち、ＴＣＶ１５０に付与される駆動デューティＤＡＦＩＮを小さな値とすることが必要である。このため、図５に示すマップは、目標偏差ＡＴＲＧが進角側の値となるほど基本値ＤＡＦＩＮＢが小さな値となるように設定されている。
【００７２】
また、タイマ装置１４０は、ＴＣＶ１５０の開度が同一である場合は、機関回転数ＮＥが上昇するに連れて大きな実偏差ＡＡＣＴを実現する特性を有している。従って、所定の実開度ＡＡＣＴを得るためには、機関回転数ＮＥが小さいほどＴＣＶ１５０の開度を小さくし、機関回転数ＮＥの上昇に合わせてＴＣＶ１５０の開度を大きくすることが必要である。このため、図５に示すマップは、機関回転数ＮＥが高回転となるほど基本値ＤＡＦＩＮＢが大きな値となるように設定されている。このように、図５に示すマップに定められた基本値ＤＡＦＩＮＢには、ディーゼル機関１０の運転状態に応じて変化する目標偏差ＡＴＲＧの影響、および、機関回転数ＮＥの上昇に伴って過渡的に変化する燃料室９２の内圧の影響が、適正に反映されている。
【００７３】
ステップ２１６では、燃料温度ＴＨＦに関する補正係数ＫＤＡＦＩＮＦが演算される。燃料噴射ポンプ８０の内部に満たされている燃料の粘度は、燃料温度ＴＨＦが高温となるに連れて低下する。また、燃料噴射ポンプ８０内に燃料の流通を許容すべく形成されたクリアランスは、燃料温度ＴＨＦが高温となるに連れて大きくなる。このため、タイマ装置１４０の高圧室１４６の内圧は、燃料温度ＴＨＦが高温となるに連れて高圧となり難くなる。
【００７４】
図６は、上記ステップ２１６で補正係数ＫＤＡＦＩＮＦを演算する際に参照すべくＥＣＵ１２に記憶されているマップの一例を示す。図６に示すマップにおいて、補正係数ＫＤＡＦＩＮＦは、燃料温度ＴＨＦが高温となるに連れて小さな値となるように設定されている。補正係数ＫＤＡＦＩＮＦは、後述の如く、基本値ＤＡＦＩＮＢに乗算されることにより制御に反映される。従って、補正係数ＫＤＡＦＩＮＦが小さな値となるほど、ＴＣＶ１５０の開度は小さくなる。高圧室１４６の内圧は、ＴＣＶ１５０の開度が小さいほど高圧化され易くなる。このため、かかる補正係数ＫＤＡＦＩＮＦを用いると、燃料温度ＴＨＦの変動がタイマ装置１４０の特性に与える影響を相殺することができる。
【００７５】
上記ステップ２１６の処理が終了すると、次に、図３に示すステップ２１８の処理が実行される。
ステップ２１８では、燃料噴射量ＱＦＩＮに関する補正値ＤＡＦＩＮＱが演算される。燃料室９２の内圧、すなわち、高圧室１４６の内圧は、燃料噴射量ＱＦＩＮが多量であるほど低下する。従って、所定の実偏差ＡＡＣＴを得るためには、燃料噴射量ＱＦＩＮの影響が相殺されるようにＴＣＶ１５０の駆動デューティＤＡＦＩＮを補正する必要がある。
【００７６】
図７は、上記ステップ２１８で補正値ＤＡＦＩＮＱを演算する際に参照すべくＥＣＵ１２に記憶されているマップの一例を示す。図７に示すマップにおいて、補正値ＤＡＦＩＮＱは、燃料噴射量ＱＦＩＮが多量となるに連れて小さな値となるように設定されている。補正値ＤＡＦＩＮＱは、後述の如く、基本値ＤＡＦＩＮＢと補正係数ＫＤＡＦＩＮＦとの乗算値に加算されることにより制御に反映される。従って、補正値ＤＡＦＩＮＱが小さな値となるほど、ＴＣＶ１５０の開度は小さくなる。高圧室１４６の内圧は、ＴＣＶ１５０の開度が小さいほど高圧化され易くなる。このため、かかる補正値ＤＡＦＩＮを用いると、燃料が噴射されることに伴う高圧室１４６の圧力低下の影響を相殺することができる。
【００７７】
ステップ２２０では、上記の如く演算された基本値ＤＡＦＩＮＢ、補正係数ＫＤＡＦＩＮＦ、および、補正値ＤＡＦＩＮＱを次式に代入することで、始動時デューティＤＡＦＩＮＳＴが演算される。
ＤＡＦＩＮＳＴ＝ＤＡＦＩＮＢ×ＫＤＡＦＩＮＦ＋ＤＡＦＩＮＱ    ・・・（１）
ステップ２２２では、実偏差ＡＡＣＴと目標偏差ＡＴＲＧとの差“ΔＡ＝ＡＡＣＴ−ＡＴＲＧ”が演算される。本ステップ２２２で演算されたΔＡは、後にＴＣＶ１５０のフィードバック補正係数を算出する際に用いられる。
【００７８】
ステップ２２４では、次式に従ってフィードバック補正係数積分項ＤＡＩが演算される。
ＤＡＩ＝ＤＡＩi-1 ＋α・ΔＡ                          ・・・（２）
上記（２）式中ＤＡＩi-1 は、前回の処理サイクル時に算出された積分項ＤＡＩの値である。また、上記（２）式中αは、フィードバックゲインを決める定数である。ディーゼル機関１０が始動された直後は、実偏差ＡＡＣＴに急激な変化が生ずる。このため、フィードバックゲインが大きな値であると、制御上のハンチングが生ず易くなる。このため、本実施例において、αは十分に小さな値に設定されている。
【００７９】
ステップ２２６では、次式に従ってフィードバック補正係数比例項ＤＡＰが演算される。
ＤＡＩ＝β・ΔＡ                                      ・・・（３）
上記（３）式中βは、フィードバックゲインを決める定数である。本実施例において、βは、上述したαの場合と同様に制御上のハンチングを防止する観点より十分に小さな値に設定されている。
【００８０】
ステップ２２８では、次式に従って変換係数ＫＤＡＣＭが演算される。
ＫＤＡＣＭ＝Ｋ・ｆ（ＮＥ）                            ・・・（４）
また、ステップ２３０では、次式に従って、燃料噴射ポンプ８０の特性と基準の燃料噴射ポンプの特性との差を相殺するための補正係数ＤＡＣＭが演算される。
【００８１】
ＤＡＣＭ＝ＡＣＭＢ×ＫＤＡＣＭ                                ・・・（５）
以下、図８を参照して、上記（４）式に用いられる“Ｋ”および“ｆ（ＮＥ）”、および、上記（５）式に用いられる“ＡＣＭＢ”について説明する。
図８は、複数の燃料噴射ポンプが、ＴＣＶに同一の駆動デューティが付与された状況下で示す特性を比較して表した図を示す。具体的には、図８中に（１）および（３）を付して表す曲線は、それぞれ、ポンプＡまたはポンプＢによって実現される特性を、また、図８中に（２）を付して表す曲線は基準の燃料噴射ポンプによって実現される特性を示す。
【００８２】
燃料噴射ポンプ８０によって実現される特性は、図８に示す如く、設計上の公差や加工誤差等に起因してある程度の幅で変動する。このため、ディーゼル機関１０が始動された直後から実偏差ＡＡＣＴを正確に制御するためには、かかる特性の個体差を補正することが望ましい。
【００８３】
本実施例において、燃料噴射ポンプ８０は、その製造が終了した段階で、基準の燃料噴射ポンプとの特性差を計測する工程に付される。特性差を計測する工程では、個々の燃料噴射ポンプ８０毎に、機関回転数ＮＥが所定値ＮＥ0 であり、ＴＣＶ１５０に付与される駆動デューティが所定値ＤＡＦＩＮ0 である場合に実現される実偏差ＡＡＣＴが計測される。更に、この工程では、個々の燃料噴射ポンプ８０毎に計測された実偏差ＡＡＣＴと、基準の燃料噴射ポンプが同様の条件下で実現する実偏差ＡＡＣＴ* との差ＡＡＣＴ−ＡＡＣＴ* が、その燃料噴射ポンプ８０と組み合わされるＥＣＵ１２に偏差角ＡＣＭＢとして記憶される。
【００８４】
機関回転数ＮＥが所定値ＮＥ0 である場合に偏差角ＡＣＭＢを示す燃料噴射ポンプ８０が、任意の機関回転数ＮＥにおいて基準の燃料噴射ポンプに対して発生する偏差角ＡＣＭＢ（ＮＥ）は、機関回転数ＮＥの関数ｆ（ＮＥ）を用いて次式の如く表すことができる。
【００８５】
ＡＣＭＢ（ＮＥ）＝ＡＣＭＢ・ｆ（ＮＥ）                ・・・（６）
更に、その偏差角ＡＣＭＢ（ＮＥ）を相殺するためにＴＣＶ１５０に付与すべき駆動デューティは、角度をデューティ比に変換するための係数Ｋを用いて、次式の如く表すことができる。
【００８６】
ＡＣＭＢ（ＮＥ）＝ＡＣＭＢ・ｆ（ＮＥ）・Ｋ            ・・・（７）
本ルーチンにおいて、上記ステップ２２８の演算に用いられる定数Ｋおよび関数ｆ（ＮＥ）は、共に上記（７）式に用いられるＫと同じ値である。また、上記ステップ２３０の演算に用いられるＡＣＭＢは、上記（７）式に用いられるＡＣＭＢと同じ値である。従って、本ルーチンにおいて、上記ステップ２２８および２３０では、上記（７）式の演算、すなわち、燃料噴射ポンプ８０の個体差を相殺するための補正係数の演算が実行されている。上記ステップ２３０の処理が終了すると、次にステップ２３２の処理が実行される。
【００８７】
ステップ２３２では、上記ステップ２２０で演算された始動時デューティＤＡＦＩＮＳＴ、上記ステップ２２４で演算されたフィードバック補正係数積分項ＤＡＩ、上記ステップ２２６で演算されたフィードバック補正係数比例項ＤＡＰ、および、上記ステップ２３０で演算された補正係数ＤＡＣＭを加算することにより次式の如く駆動デューティＤＡＦＩＮが演算される。
【００８８】
ＤＡＦＩＮ＝ＤＡＦＩＮＳＴ＋ＤＡＩ＋ＤＡＰ＋ＤＡＣＭ          ・・・（８）
上記（８）式の演算処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。以後、燃料噴射ポンプ８０のＴＣＶ１５０が、上記（８）式に従って演算された駆動デューティＤＡＦＩＮにより駆動される。ＴＣＶ１５０がこのように駆動されると、ディーゼル機関１０の始動が開始された直後から、（１）燃料室９２の内圧変動の影響、（２）目標偏差ＡＴＲＧの変動の影響、（３）燃料温度ＴＨＦの影響、（４）燃料噴射量ＱＦＩＮの影響、および、（５）燃料噴射ポンプ８０の個体差の影響等を受けることなく、極めて正確に燃料噴射時期を所望の時期に制御することができる。
【００８９】
本ルーチンにおいて、上記ステップ２０４でスタータスイッチ１５６がオン状態でないと判別された場合は、ディーゼル機関１０の始動が完了したと判断することができる。ディーゼル機関１０の始動が完了した後は、燃料室９２の内圧が急激な変動を示すことがないため、通常のフィードバック制御によってＴＣＶ１５０を正確に制御することが可能となる。このため、上記ステップ２０４でかかる判別がなされた場合は、以後、ＴＣＶ１５０の制御手法を上記の手法から通常のフィードバック制御に切り換えるべく、図２に示すステップ２３４以降の処理が実行される。
【００９０】
ステップ２３４では、今回の処理がスタータスイッチ１５６がオフ状態とされた後初回の処理であるか否かが判別される。その結果、今回の処理が初回であると判別された場合は、次にステップ２３６の処理が実行される。
ステップ２３６では、次式に従ってフィードバック補正係数の積分項ＤＡＩが演算される。
【００９１】
ＤＡＩ＝ＤＡＦＩＮＳＴi-1 ＋ＤＡＩi-1 ＋ＤＡＣＭi-1   ・・・（９）
上記（９）式中、ＤＡＦＩＮＳＴi-1 、ＤＡＩi-1 およびＤＡＣＭi-1 は、それぞれ前回の処理サイクル時に、すなわち、ＴＣＶ１５０の制御手法が通常のフィードバック制御に以降する前、最後に用いられた始動時デューティＤＡＦＩＮＳＴ、フィードバック補正係数積分項ＤＡＩ、および、補正係数ＤＡＣＭである。本ステップ２３６の処理が実行されると、これらの値の加算値が、通常のフィードバック制御で用いられるフィードバック補正係数積分項ＤＡＩの初期値としてセットされる。上記の処理が終了すると、次にステップ２４２の処理が実行される。
【００９２】
一方、上記ステップ２３８で今回の処理が初回の処理ではないと判別された場合は、次にステップ２３８の処理が実行される。ステップ２３８では、実偏差ＡＡＣＴと目標偏差ＡＴＲＧとの差“ΔＡ＝ＡＡＣＴ−ＡＴＲＧ”が演算される。ΔＡが演算されると、次にステップ２４０の処理が実行される。
【００９３】
ステップ２４０では、通常のフィードバック制御に用いられるフィードバック補正係数積分項ＤＡＩを更新する処理、すなわち、積分項ＤＡＩを次式に従って演算する処理が実行される。本ステップ２４０の処理が終了すると、次にステップ２４２の処理が実行される。
【００９４】
ＤＡＩ＝ＤＡＩi-1 ＋γ・ΔＡ                          ・・・（１０）
上記（１０）式中ＤＡＩi-1 は、前回の処理サイクル時に算出された積分項ＤＡＩの値である。また、上記（１０）式中γは、通常のフィードバック制御におけるフィードバックゲインを決める定数である。本実施例において、γは、上記（２）式で用いられる定数αに比して大きな値に設定されている。
【００９５】
ステップ２４２では、通常のフィードバック制御に用いられるフィードバック補正係数比例項ＤＡＰを更新する処理、すなわち、次式に従って比例項ＤＡＩを演算する処理が実行される。
ＤＡＩ＝δ・ΔＡ                                      ・・・（１１）
上記（１１）式中δは、通常のフィードバック制御におけるフィードバックゲインを決める定数である。本実施例において、δは、上記（３）式で用いられる定数βに比して大きな値に設定されている。
【００９６】
ステップ２４４では、上記ステップ２３６または２４０で演算された積分項ＤＡＩ、および、上記ステップ２４２で演算された比例項ＤＡＰに基づいて、次式の如く駆動デューティＤＡＦＩＮが演算される。
ＤＡＦＩＮ＝ＤＡＩ＋ＤＡＰ                            ・・・（１２）
上記（１２）式の演算処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。以後、燃料噴射ポンプ８０のＴＣＶ１５０が、上記（１２）式に従って演算された駆動デューティＤＡＦＩＮにより駆動される。ＴＣＶ１５０がこのように駆動されると、ディーゼル機関１０の始動が完了した後、燃料噴射時期を急変させることなく、円滑に通常のフィードバック制御を開始させることができる。このため、本実施例のシステムによれば、ディーゼル機関１０の燃料噴射時期を、ディーゼル機関１０の始動時および始動後において、極めて正確に所望の時期に制御することができる。
【００９７】
尚、上記の実施例においては、プランジャ１１８、カムプレート１０８およびローラリング１１２が前記請求項１記載の「ポンプ機構」に相当していると共に、ＥＣＵ１２が上記ステップ２０４〜２３２の処理を実行することにより、前記請求項１記載の「制御手段」が実現されている。
【００９８】
また、上記の実施例においては、ＥＣＵ１２が偏差角ＡＣＭＢを記憶することにより前記請求項１記載の「特性差記憶手段」が、また、ＥＣＵ１２が上記ステップ２２８〜２３２の処理を実行することにより前記請求項１記載の「制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００９９】
更に、上記の実施例においては、ＥＣＵ１２が上記ステップ２３８の処理を実行することにより前記請求項２記載の「実偏差検出手段」が、ＥＣＵ１２が目標偏差ＡＴＲＧを演算することにより前記請求項２記載の「目標偏差演算手段」が、また、ＥＣＵ１２が上記ステップ２３４〜２４４の処理を実行することにより前記請求項２記載の「フィードバック制御手段」が、それぞれ実現されている。
【０１００】
ところで、上記の実施例においては、ディーゼル機関１０の始動中に、小さなフィードバックゲインでＴＣＶ１５０をフィードバック制御することとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ディーゼル機関１０の始動中は、オープン制御とすることとしてもよい。
【０１０１】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１記載の発明によれば、燃料室の圧力が所定圧に達する以前から、ポンプ回転角とクランク角との関係を正確に制御することができる。従って、本発明に係るディーゼル機関の噴射時期制御装置によれば、内燃機関の始動が開始された直後から、クランク角に対する燃料噴射時期を正確に制御することができる。
【０１０３】
また、請求項２記載の発明によれば、燃料室の内圧が所定圧に到達する前後で、タイマコントロールバルブの制御手法を、機関回転数を反映させる制御から、実偏差と目標偏差との差に基づくフィードバック制御へ、円滑に切り換えることができる。従って、本発明に係るディーゼル機関の噴射時期制御装置によれば、内燃機関を円滑に始動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に対応する噴射時期制御装置を搭載するディーゼル機関のシステム構成図である。
【図２】図１に示すディーゼル機関において実行される制御ルーチンの一例のフローチャート（その１）である。
【図３】図１に示すディーゼル機関において実行される制御ルーチンの一例のフローチャート（その２）である。
【図４】図１に示す燃料噴射ポンプにの特性を駆動デューティをパラメータとして表す図である。
【図５】図２および図３に示すルーチン中で基本値ＤＡＦＩＮＢを演算する際に参照されるマップの一例である。
【図６】図２および図３に示すルーチン中で補正係数ＫＤＡＦＩＮＦを演算する際に参照されるマップの一例である。
【図７】図２および図３に示すルーチン中で補正値ＤＡＦＩＮＱを演算する際に参照されるマップの一例である。
【図８】燃料噴射ポンプの特性の個体差を表す図である。
【符号の説明】
１０  ディーゼル機関
１２  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
６６  クランクシャフト
６７  クランク角センサ
８６  フィードポンプ
１０６  ＮＥパルサ
１０８  カムプレート
１１０  カムフェイス
１１２  ローラリング
１１４  カムローラ
１１８  プランジャ
１４０  タイマ装置
１５０  タイマコントロールバルブ（ＴＣＶ）
ＤＡＦＩＮ  駆動デューティ
ＤＡＦＩＮＢ  基本値
ＫＤＡＦＩＮＦ  補正係数
ＤＡＦＩＮＱ  補正値
ＤＡＦＩＮＳＴ  始動時デューティ
ＤＡＩ  フィードバック補正係数積分項
ＤＡＰ  フィードバック補正係数比例項
Ｋ  変換係数
ＤＡＣＭ  補正係数
ＡＣＭＢ  偏差角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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