JP2008038604A - Fuel supply device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel supply device capable of completing the pressure rise of fuel in a short time even in a situation where engine speed is low like the initial stage of starting an engine while ensuring durability of a fuel pump. <P>SOLUTION: Two driving cams 71, 72 are provided for reciprocating a plunger 32 of a high pressure fuel pump, and when the rapid pressure rise of fuel is demanded like an engine starting time, the two driving cams 71, 72 are put in a locked state of being rotated integrally with an intake cam shaft 9 to increase the reciprocating frequency of the plunger 32 per unit time. In the situation other than that, only one driving cam 71 is put in a locked state to reduce the reciprocating frequency of the plunger 32. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転する駆動カムのカムノーズからの押圧力を受けたプランジャが往復移動することにより燃料を昇圧する燃料ポンプを備えた燃料供給装置に係る。特に、本発明は、燃料ポンプの耐久性を向上させるための対策に関する。   The present invention relates to a fuel supply apparatus including a fuel pump that pressurizes fuel by a reciprocating movement of a plunger that receives a pressing force from a cam nose of a rotating drive cam. In particular, the present invention relates to measures for improving the durability of the fuel pump.

従来より、例えば筒内直噴型エンジンのようにインジェクタへ供給する燃料に高い圧力が要求されるエンジンにあっては、燃料タンクから送られてきた燃料を高圧燃料ポンプで加圧してインジェクタに向けて供給するように構成された燃料供給装置が備えられている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an engine where high pressure is required for fuel supplied to an injector, such as an in-cylinder direct injection engine, the fuel sent from the fuel tank is pressurized with a high-pressure fuel pump and directed to the injector. A fuel supply device configured to supply the fuel is provided.

この種の燃料供給装置の構成として具体的には、下記の特許文献１にも開示されているように、燃料タンクから燃料を送り出すフィードポンプ、このフィードポンプによって送り出された燃料を加圧する高圧燃料ポンプ、この高圧燃料ポンプによって加圧された燃料を貯留するデリバリパイプを備えている。そして、このデリバリパイプに複数のインジェクタが接続されている。これにより、インジェクタの開弁動作に伴って、デリバリパイプに貯留されている高圧燃料が、その開弁されたインジェクタから燃焼室に向けて噴射されることになる。   Specifically, as disclosed in Patent Document 1 below, as a configuration of this type of fuel supply device, a feed pump that feeds fuel from a fuel tank, and a high-pressure fuel that pressurizes the fuel fed by the feed pump A pump and a delivery pipe for storing fuel pressurized by the high-pressure fuel pump are provided. A plurality of injectors are connected to the delivery pipe. As a result, the high-pressure fuel stored in the delivery pipe is injected from the opened injector toward the combustion chamber as the injector opens.

また、上記高圧燃料ポンプは、シリンダ内にプランジャが挿入されており、このプランジャがリフタを介して、カムシャフト（例えば吸気カムシャフト）に回転一体に取り付けられた駆動カムからの押圧力を受けてシリンダ内で往復移動するようになっている。これにより、加圧室に吸入した燃料を加圧し、デリバリパイプに向けて吐出する。具体的に、上記駆動カムの周方向の２箇所にカムノーズ（カム山）が存在するものにあっては、カムシャフトの１回転毎（クランクシャフトの２回転毎）にシリンダ内でプランジャが２回の往復移動を行う。つまり、高圧燃料ポンプから２回の燃料吐出動作が行われることになる。
特開２００１−２８９０９９号公報 In the high-pressure fuel pump, a plunger is inserted into a cylinder, and the plunger receives a pressing force from a drive cam attached to a camshaft (for example, an intake camshaft) through a lifter. It is designed to reciprocate within the cylinder. Thus, the fuel sucked into the pressurizing chamber is pressurized and discharged toward the delivery pipe. Specifically, in the case where there are cam noses (cam crests) at two locations in the circumferential direction of the drive cam, the plunger is moved twice in the cylinder every camshaft rotation (every crankshaft rotation). Move back and forth. That is, the fuel discharge operation is performed twice from the high-pressure fuel pump.
JP 2001-289099 A

ところが、エンジンの始動初期時にあっては、エンジン回転数が低く、それに伴ってカムシャフトの回転数も低くなっている。一般的にはセルモータ（スタータモータ）によるクランキングによってエンジンが始動されるため、このエンジン始動初期時のエンジン回転数は２００〜４００ｒｐｍ程度になっている。このため、単位時間当たりの駆動カムの回転数も低く、高圧燃料ポンプにおけるプランジャの往復移動回数も低くなってしまって、高圧燃料ポンプからの燃料吐出回数が少ない状況となっている。その結果、単位時間当たりにおける高圧燃料ポンプからの燃料吐出量が少なく、燃料圧力が所定圧力（インジェクタの燃料噴射圧力として適正値を得るための圧力）に達するまでに長い時間を要してしまうことになり、エンジンの始動性が良好であるとは言えなかった。   However, at the initial start of the engine, the engine speed is low, and accordingly, the camshaft speed is also low. Generally, since the engine is started by cranking by a cell motor (starter motor), the engine speed at the initial start of the engine is about 200 to 400 rpm. For this reason, the number of rotations of the drive cam per unit time is low, the number of reciprocating movements of the plunger in the high-pressure fuel pump is also low, and the number of times of fuel discharge from the high-pressure fuel pump is low. As a result, the amount of fuel discharged from the high-pressure fuel pump per unit time is small, and it takes a long time for the fuel pressure to reach a predetermined pressure (pressure for obtaining an appropriate value as the fuel injection pressure of the injector). Therefore, it could not be said that the engine startability was good.

また、このようなエンジンの低回転時には、駆動カムの回転速度が低いためにプランジャの移動速度も低く、加圧室を収縮させる加圧行程に要する期間が長くなって、このプランジャとシリンダとの間からの燃料漏れ量も多くなることから高圧燃料ポンプの吐出効率が低くなってしまう。これも燃料圧力が所定圧力に達するまでの時間を長くしてしまう要因となっている。   In addition, when the engine is rotating at a low speed, the rotational speed of the drive cam is low, so the moving speed of the plunger is low, and the time required for the pressurizing stroke for contracting the pressurizing chamber becomes long. Since the amount of fuel leakage from the gap increases, the discharge efficiency of the high-pressure fuel pump becomes low. This is also a factor that lengthens the time until the fuel pressure reaches a predetermined pressure.

エンジン回転数が低い状況であっても燃料圧力を短時間で昇圧させる手法として、駆動カムの周方向に亘って形成されるカムノーズの個数を多くするように駆動カムを設計することが挙げられる。例えば、カムノーズを駆動カムの周方向の４箇所に形成すれば、駆動カムの１回転当たりに４回の燃料吐出動作が行われ、燃料の昇圧を短時間で完了させることが可能になる。   As a method for increasing the fuel pressure in a short time even in a situation where the engine speed is low, a driving cam can be designed so as to increase the number of cam noses formed in the circumferential direction of the driving cam. For example, if the cam noses are formed at four locations in the circumferential direction of the drive cam, the fuel discharge operation is performed four times per rotation of the drive cam, and the boosting of the fuel can be completed in a short time.

しかし、これでは、エンジン回転数が比較的高い状況であっても、駆動カムの１回転当たりにプランジャの往復移動が４回も行われてしまうことになり、単位時間当たりのプランジャの往復移動回数が多くなり過ぎて、シリンダとプランジャとの摺動部分の摩耗が懸念される状況となって、その耐久性を十分に確保することが困難になってしまう。   However, in this case, even when the engine speed is relatively high, the plunger reciprocates four times per one rotation of the drive cam, and the number of times the plunger reciprocates per unit time. As a result, the wear of the sliding portion between the cylinder and the plunger becomes a concern, and it becomes difficult to ensure sufficient durability.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、燃料ポンプの耐久性を確保しながらも、エンジンの始動初期時等のようにエンジン回転数が低い状況であっても燃料の昇圧を短時間で完了することが可能な燃料供給装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such points, and the object of the present invention is to provide a situation where the engine speed is low, such as at the initial start of the engine, while ensuring the durability of the fuel pump. However, an object of the present invention is to provide a fuel supply device capable of completing the boosting of fuel in a short time.

−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、燃料ポンプのプランジャを往復移動させる駆動カムを複数備えさせ、プランジャに対して押圧力を与える駆動カムの個数を選択することで、単位時間当たりのプランジャの往復移動回数を切り換え、燃料の急速な昇圧が要求される場合には使用する駆動カムの個数を増加させ、それ以外の状況では使用する駆動カムの個数を減少させてプランジャの往復移動回数が多くなり過ぎないようにしている。 -Solving principle-
The solution principle of the present invention devised to achieve the above object is to provide a plurality of drive cams for reciprocating the plunger of the fuel pump, and to select the number of drive cams that give a pressing force to the plunger. Switch the number of reciprocating movements of the plunger per unit time, increase the number of drive cams used when rapid boosting of fuel is required, and decrease the number of drive cams used in other situations. The number of reciprocating movements of the plunger is prevented from becoming excessive.

−解決手段−
具体的に、本発明は、内燃機関の駆動に伴って回転する回転軸と共に回転する駆動カムのカムノーズから押圧力を受けてプランジャが往復移動することにより燃料を加圧し、この燃料を内燃機関の燃料噴射弁側に向けて供給する燃料ポンプを備えた燃料供給装置を前提とする。この燃料供給装置に対し、上記駆動カムとして、上記回転軸から回転力を受けた際に回転する複数の駆動カムを備えさせる。一方、これら複数の駆動カムのうち、回転軸からの回転力が伝達されないアンロック状態となる駆動カムと、回転軸からの回転力が伝達されるロック状態となる駆動カムとを選択的に切り換え可能とする切り換え手段を備えさせる。そして、この切り換え手段によって複数の駆動カムがロック状態となった場合には、このロック状態にある各駆動カムにおけるカムノーズの周方向の位置が互いに異なる位置となる構成としている。 -Solution-
Specifically, the present invention pressurizes fuel by a reciprocating movement of a plunger that receives a pressing force from a cam nose of a driving cam that rotates together with a rotating shaft that rotates along with the driving of the internal combustion engine. A fuel supply device including a fuel pump that supplies fuel toward the fuel injection valve is assumed. The fuel supply apparatus is provided with a plurality of drive cams that rotate when receiving rotational force from the rotary shaft as the drive cam. On the other hand, among the plurality of drive cams, the drive cam that is unlocked in which the rotational force from the rotating shaft is not transmitted and the drive cam that is in the locked state in which the rotational force from the rotating shaft is transmitted are selectively switched. The switching means which enables is provided. When the plurality of drive cams are locked by the switching means, the cam nose in the circumferential direction of each drive cam in the locked state is different from each other.

上記切り換え手段の具体的な動作としては、内燃機関の始動時には複数の駆動カムをロック状態とする一方、内燃機関の有負荷運転時には一つの駆動カムのみをロック状態とするようにしている。   As a specific operation of the switching means, a plurality of drive cams are locked when the internal combustion engine is started, while only one drive cam is locked when the internal combustion engine is loaded.

この特定事項により、内燃機関の始動初期時等のように燃料の急速な昇圧が要求される状況にあっては、切り換え手段によって複数の駆動カムをロック状態にする。これにより、このロック状態にある各駆動カムにおけるカムノーズの周方向の位置が互いに異なる位置となると共に、これら駆動カムは回転軸と共に回転して各カムノーズがプランジャに対して押圧力を与えることになる。従って、回転軸の１回転当たりにおけるプランジャの往復移動回数を多くすることができ、回転軸の回転数が低い状況であっても単位時間当たりにおける燃料ポンプからの燃料吐出量が多くなって、燃料圧力が所定圧力に達するまでの時間を短縮化できる。一方、内燃機関の定常運転時（フューエルカット時ではない有負荷運転時）等にあっては、例えば一つの駆動カムのみを切り換え手段によってロック状態にする。これにより、回転軸の１回転当たりにおけるプランジャの往復移動回数が少なくなり、プランジャの摺動部分の摩耗が抑制されて、その耐久性を確保できる。このように、本解決手段にあっては、複数の駆動カムを使用する状態と、一部（例えば一つのみ）の駆動カムを使用する状態とを切り換え手段によって切り換え可能としたことで、燃料の昇圧を短時間で完了させることができる運転状態と、燃料ポンプの耐久性を確保できる運転状態とが切り換え可能である。   Due to this specific matter, in a situation where rapid boosting of fuel is required, such as at the initial start of the internal combustion engine, the plurality of drive cams are locked by the switching means. As a result, the cam nose circumferential positions of the drive cams in the locked state are different from each other, and the drive cams rotate with the rotating shaft so that each cam nose applies a pressing force to the plunger. . Therefore, the number of reciprocating movements of the plunger per rotation of the rotating shaft can be increased, and the amount of fuel discharged from the fuel pump per unit time is increased even in a situation where the rotating shaft has a low rotation speed. The time until the pressure reaches a predetermined pressure can be shortened. On the other hand, at the time of steady operation of the internal combustion engine (at the time of load operation not fuel cut), for example, only one drive cam is locked by the switching means. Thereby, the frequency | count of a reciprocating movement of the plunger per rotation of a rotating shaft decreases, and the wear of the sliding part of a plunger is suppressed, The durability can be ensured. As described above, in the present solution, the state of using a plurality of drive cams and the state of using a part (for example, only one) of the drive cams can be switched by the switching unit. It is possible to switch between an operation state in which the pressure increase can be completed in a short time and an operation state in which the durability of the fuel pump can be ensured.

上記切り換え手段のより具体的な動作として、内燃機関の無負荷運転時（例えばアクセルオフに伴うフューエルカット時等）には全ての駆動カムをアンロック状態とすることが挙げられる。これによれば、燃料噴射弁からの燃料噴射の必要のない内燃機関の無負荷運転時に燃料ポンプの駆動を休止させることができ、駆動カムを回転させるための駆動力が不要になって内燃機関の負担を軽減できて、燃料ポンプを常時駆動させる従来のものに比べて内燃機関の燃費改善を図ることができる。   As a more specific operation of the switching means, it can be mentioned that all the drive cams are unlocked when the internal combustion engine is in a no-load operation (for example, when the fuel is cut when the accelerator is off). According to this, the drive of the fuel pump can be stopped during the no-load operation of the internal combustion engine that does not require fuel injection from the fuel injection valve, and the driving force for rotating the drive cam becomes unnecessary, and the internal combustion engine The fuel consumption of the internal combustion engine can be improved as compared with the conventional one that always drives the fuel pump.

上記回転軸及び切り換え手段の構造として具体的には以下のものが挙げられる。つまり、回転軸を内燃機関のカムシャフトとする。また、切り換え手段として、各駆動カム毎に対応して個別に設けられた複数の切り換え機構を備えさせる。各切り換え機構に、駆動カム内に径方向内向きへ突出可能に収納配置されるロックピンと、回転軸の円周所定位置に設けられて上記ロックピンが係合あるいは離脱可能とされる係合凹所と、ロックピンを係合凹所に係合させるよう径方向内向きに付勢する付勢部材と、回転軸内に係合凹所の底に到達するよう設けられる油圧通路とを備えさせる。そして、内燃機関内部の油圧が付勢部材の付勢力よりも低い状況（内燃機関の始動時等）では、この付勢部材の付勢力により油圧通路内の油圧に抗してロックピンが係合凹所に係合することで、複数の駆動カムがロック状態となる一方、内燃機関内部の油圧が付勢部材の付勢力よりも高くなった際（内燃機関の通常運転時等）、この油圧が作用する切り換え機構における油圧通路内の油圧により付勢部材の付勢力に抗してロックピンが係合凹所から離脱することで、その切り換え機構に対応する駆動カムがアンロック状態となる構成としている。   Specific examples of the structure of the rotating shaft and switching means include the following. In other words, the rotating shaft is the camshaft of the internal combustion engine. Further, a plurality of switching mechanisms provided individually corresponding to each drive cam are provided as switching means. Each switching mechanism includes a lock pin that is housed and disposed in the drive cam so as to protrude radially inward, and an engagement recess that is provided at a predetermined circumferential position on the rotation shaft so that the lock pin can be engaged or disengaged. And a biasing member that biases the lock pin radially inward to engage the engagement recess, and a hydraulic passage provided in the rotating shaft so as to reach the bottom of the engagement recess. . In a situation where the internal hydraulic pressure of the internal combustion engine is lower than the biasing force of the biasing member (such as when the internal combustion engine is started), the lock pin is engaged against the hydraulic pressure in the hydraulic passage by the biasing force of the biasing member. When the plurality of drive cams are locked by engaging with the recesses, the hydraulic pressure inside the internal combustion engine becomes higher than the biasing force of the biasing member (such as during normal operation of the internal combustion engine). The drive cam corresponding to the switching mechanism is unlocked when the lock pin is disengaged from the engagement recess against the biasing force of the biasing member by the hydraulic pressure in the hydraulic passage in the switching mechanism where the switching mechanism operates. It is said.

このように切り換え手段を比較的簡素な構成に特定すれば、設備コストを抑制するうえで有利となり、切り換え手段の実用性の向上を図ることができる。   If the switching means is specified to have a relatively simple configuration in this way, it is advantageous for suppressing the equipment cost, and the practicality of the switching means can be improved.

また、この場合、各切り換え機構のうち一部の切り換え機構に、油圧通路を開閉可能とする開閉バルブを備えさせる。一方、この開閉バルブを開閉制御するコントローラを備えさせる。そして、このコントローラが、一部の駆動カムのみをロック状態とする場合には開閉バルブを閉鎖させる一方、全ての駆動カムをアンロック状態とする際には、開閉バルブを開放させる構成としている。   In this case, some of the switching mechanisms are provided with an opening / closing valve that can open and close the hydraulic passage. On the other hand, a controller for controlling opening / closing of the opening / closing valve is provided. The controller closes the open / close valves when only some of the drive cams are locked, and opens the open / close valves when all the drive cams are unlocked.

この特定事項により、開閉バルブが閉鎖状態にある場合には、この開閉バルブが備えられている油圧通路には油圧が作用せず、その油圧通路に対応する駆動カムはロック状態が維持される。これに対し、開閉バルブが開放状態にある場合には、この開閉バルブが備えられている油圧通路には油圧が作用することになり、その油圧通路に対応する駆動カムはその油圧に応じてロック状態及びアンロック状態が切り換えられることになる。このため、例えば、内燃機関の有負荷運転時等において、開閉バルブを閉鎖状態にすると、この油圧通路に対応する駆動カムはロック状態となり、他の駆動カムはアンロック状態となって一部の駆動カムのみが回転することになる。一方、内燃機関の無負荷運転時等において、開閉バルブを開放状態にすると、油圧通路内の油圧が比較的高い状況では、この油圧通路に対応する駆動カムはアンロック状態となり、全ての駆動カムがアンロック状態となって内燃機関の負荷を軽減できる。   Due to this specific matter, when the open / close valve is in the closed state, no hydraulic pressure acts on the hydraulic passage provided with the open / close valve, and the drive cam corresponding to the hydraulic passage is maintained in the locked state. On the other hand, when the open / close valve is in the open state, the hydraulic pressure acts on the hydraulic passage provided with the open / close valve, and the drive cam corresponding to the hydraulic passage is locked according to the hydraulic pressure. The state and the unlocked state will be switched. For this reason, for example, when the open / close valve is closed during a load operation of the internal combustion engine, the drive cam corresponding to the hydraulic passage is locked, and the other drive cams are unlocked. Only the drive cam rotates. On the other hand, when the open / close valve is opened during no-load operation of the internal combustion engine or the like, the drive cam corresponding to this hydraulic passage is unlocked in a situation where the hydraulic pressure in the hydraulic passage is relatively high, and all the drive cams Becomes unlocked and the load on the internal combustion engine can be reduced.

本発明では、燃料ポンプのプランジャを往復させる駆動カムを複数備えさせ、プランジャに対して押圧力を与える駆動カムの個数を選択できるようにしている。このため、プランジャの往復移動に寄与する駆動カムの個数を多くすることによる燃料の昇圧時間の短縮化を可能にする運転状態と、プランジャの往復移動に寄与する駆動カムの個数を少なくすることによる燃料ポンプの耐久性を確保する運転状態とを切り換えることが可能であり、燃料ポンプの耐久性を確保しながらも、内燃機関の回転数が低い状況であっても燃料の昇圧を短時間で完了することが可能になる。   In the present invention, a plurality of drive cams that reciprocate the plunger of the fuel pump are provided, and the number of drive cams that apply a pressing force to the plunger can be selected. Therefore, by increasing the number of drive cams that contribute to the reciprocating movement of the plunger, it is possible to shorten the fuel pressurization time, and by reducing the number of drive cams that contribute to the reciprocating movement of the plunger. It is possible to switch between the operation state to ensure the durability of the fuel pump, and the boosting of the fuel can be completed in a short time even when the internal combustion engine speed is low while ensuring the durability of the fuel pump It becomes possible to do.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、自動車に搭載された筒内直噴型多気筒（例えば４気筒）ガソリンエンジンに使用される燃料供給装置に本発明を適用した場合について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a case will be described in which the present invention is applied to a fuel supply device used in an in-cylinder direct injection multi-cylinder (for example, four-cylinder) gasoline engine mounted on an automobile.

−エンジン全体の概略構成の説明−
先ず、本発明に係る燃料供給装置の説明に先立ち、それを用いるエンジン全体の概略構成について図７を参照して説明する。 -Description of the overall configuration of the engine-
First, prior to the description of the fuel supply apparatus according to the present invention, a schematic configuration of the entire engine using the fuel supply apparatus will be described with reference to FIG.

エンジンの各気筒（シリンダボア）１には、ピストン２が収納配置されており、各ピストン２がコネクティングロッド３を介してクランクシャフト４のクランクピン４ａに取り付けられている。クランクシャフト４は、そのジャーナル部４ｂがシリンダブロックに回転自在に支持されている。   Each cylinder (cylinder bore) 1 of the engine houses and arranges a piston 2, and each piston 2 is attached to a crankpin 4 a of a crankshaft 4 via a connecting rod 3. As for the crankshaft 4, the journal part 4b is rotatably supported by the cylinder block.

各気筒１と各ピストン２とシリンダヘッド５との間で所定容量の燃焼室６が形成されている。各燃焼室６には、吸気ポート７及び排気ポート８が接続されている。吸気ポート７は、吸気カムシャフト９で駆動される吸気バルブ１０により、また、排気ポート８は、排気カムシャフト１１で駆動される排気バルブ１２によりそれぞれ開閉される。   A combustion chamber 6 having a predetermined capacity is formed between each cylinder 1, each piston 2, and the cylinder head 5. An intake port 7 and an exhaust port 8 are connected to each combustion chamber 6. The intake port 7 is opened and closed by an intake valve 10 driven by an intake camshaft 9, and the exhaust port 8 is opened and closed by an exhaust valve 12 driven by an exhaust camshaft 11.

尚、クランクシャフト４のジャーナル部４ｂの軸方向一端側には、歯車形状のシグナルロータ１３が取り付けられており、このシグナルロータ１３の側方には、クランクシャフト４が回転する際にシグナルロータ１３の外周突起に対応してパルス状の信号を出力するクランクポジションセンサ１４が設けられている。   A gear-shaped signal rotor 13 is attached to one end side in the axial direction of the journal portion 4b of the crankshaft 4, and the signal rotor 13 is disposed on the side of the signal rotor 13 when the crankshaft 4 rotates. A crank position sensor 14 is provided for outputting a pulse-like signal corresponding to the outer peripheral projection.

吸気カムシャフト９の側方には、カムポジションセンサ１５が設けられている。このカムポジションセンサ１５は、吸気カムシャフト９の回転に伴い同シャフト９に形成される突起（図示省略）を検出し、この検出毎に検出信号を出力する。   A cam position sensor 15 is provided on the side of the intake camshaft 9. The cam position sensor 15 detects a protrusion (not shown) formed on the shaft 9 as the intake camshaft 9 rotates, and outputs a detection signal for each detection.

吸気ポート７の上流側の吸気通路には、燃焼室６への吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ１６が設けられており、このスロットルバルブ１６の下流側には上記吸気通路内の圧力（吸気圧）を検出するためのバキュームセンサ１７が設けられている。スロットルバルブ１６の開度は、自動車の室内に設けられたアクセルペダル１８の踏込操作に応じて調整される。このアクセルペダル１８の踏み込み量（アクセル踏込量）はアクセルポジションセンサ１９によって検出される。   A throttle valve 16 for adjusting the amount of intake air to the combustion chamber 6 is provided in the intake passage on the upstream side of the intake port 7, and the pressure in the intake passage (on the downstream side of the throttle valve 16 ( A vacuum sensor 17 for detecting (intake pressure) is provided. The opening degree of the throttle valve 16 is adjusted according to the depression operation of the accelerator pedal 18 provided in the interior of the automobile. The depression amount of the accelerator pedal 18 (accelerator depression amount) is detected by an accelerator position sensor 19.

−燃料供給装置の説明−
次に、各燃焼室６に対して高圧燃料を直接的に供給する燃料供給装置について説明する。 -Explanation of fuel supply device-
Next, a fuel supply device that directly supplies high-pressure fuel to each combustion chamber 6 will be described.

この直噴式の内燃機関に用いる燃料供給装置としては、図１に示すように、各燃焼室６にそれぞれ高圧燃料を直接的に噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）２１，２１，…、燃料タンク２２から燃料を送り出すフィードポンプ２３、このフィードポンプ２３によって送り出された燃料を加圧する高圧燃料ポンプ２４、この高圧燃料ポンプ２４によって加圧された高圧燃料を蓄積するとともに上記各インジェクタ２１，２１，…が接続されるデリバリパイプ（蓄圧容器）２５等を含む。   As a fuel supply device used for this direct injection internal combustion engine, as shown in FIG. 1, injectors (fuel injection valves) 21, 21,... A feed pump 23 that feeds fuel from the fuel, a high-pressure fuel pump 24 that pressurizes the fuel delivered by the feed pump 23, a high-pressure fuel that is pressurized by the high-pressure fuel pump 24, and the injectors 21, 21,. It includes a delivery pipe (pressure accumulation container) 25 to be connected.

上記高圧燃料ポンプ２４は、一般的に公知のプランジャ式と呼ばれるものとされ、後述する駆動カムユニット７０を構成する駆動カム７１，７２からの押圧力を受けてプランジャ３２がシリンダ３３内で往復移動して加圧室３４の容積を拡大及び縮小させて燃料を加圧するようになっている。   The high-pressure fuel pump 24 is generally called a known plunger type, and the plunger 32 reciprocates in the cylinder 33 in response to a pressing force from drive cams 71 and 72 constituting a drive cam unit 70 described later. Thus, the volume of the pressurizing chamber 34 is expanded and contracted to pressurize the fuel.

上記駆動カムユニット７０は、２個の駆動カム７１，７２により構成されており、それぞれが吸気カムシャフト（回転軸）９に対するロック状態（吸気カムシャフト９と一体的に回転する状態）とアンロック状態（吸気カムシャフト９が回転しても駆動カム７１，７２は回転しない状態）とが切り換え可能となっている。この切り換えを可能とするための構成については後述する。そして、ロック状態にある駆動カム７１，７２は吸気カムシャフト９と同期回転するようになっている。また、各駆動カム７１，７２には、吸気カムシャフト９の回転軸線回りに１８０°の角度間隔をもってそれぞれ二つのカムノーズ７１ａ，７１ｂ、７２ａ，７２ｂが設けられている。   The drive cam unit 70 includes two drive cams 71 and 72, each of which is locked with respect to the intake camshaft (rotating shaft) 9 (a state in which the intake camshaft 9 rotates integrally) and unlocked. The state can be switched (the drive cams 71 and 72 do not rotate even when the intake camshaft 9 rotates). A configuration for enabling this switching will be described later. The drive cams 71 and 72 in the locked state rotate in synchronization with the intake camshaft 9. Each of the drive cams 71, 72 is provided with two cam noses 71a, 71b, 72a, 72b with an angular interval of 180 ° around the rotation axis of the intake camshaft 9.

プランジャ３２の下端部と略有底円筒形状のリフタ３５との間には、リテーナ３６が装着されている。このリテーナ３６には、コイルスプリング３７によってプランジャ３２を押し下げる方向（加圧室３４の容積を拡大させる方向）の付勢力が与えられている。また、リフタ３５の下部には、吸気カムシャフト９の軸心に対して平行に延びる軸心回りに回転自在なローラ３５ａが設けられており、このローラ３５ａの下端が駆動カム７１，７２の外周面に当接可能となっている。つまり、上記リフタ３５は所謂ローラリフタとして構成されている。   A retainer 36 is mounted between the lower end portion of the plunger 32 and the substantially bottomed cylindrical lifter 35. The retainer 36 is provided with a biasing force in a direction in which the plunger 32 is pushed down by the coil spring 37 (a direction in which the volume of the pressurizing chamber 34 is expanded). A roller 35a is provided below the lifter 35 so as to be rotatable about an axis extending parallel to the axis of the intake camshaft 9. The lower end of the roller 35a is the outer periphery of the drive cams 71 and 72. It can contact the surface. That is, the lifter 35 is configured as a so-called roller lifter.

尚、加圧室３４は、低圧燃料配管２６を介してフィードポンプ２３に接続されており、また、高圧燃料配管２７を介してデリバリパイプ２５内に接続されている。   The pressurizing chamber 34 is connected to the feed pump 23 via a low-pressure fuel pipe 26 and is connected to the delivery pipe 25 via a high-pressure fuel pipe 27.

デリバリパイプ２５には、このデリバリパイプ２５内の燃料圧力（実燃圧）を検出する燃圧センサ４１が配設されている。また、このデリバリパイプ２５には、リリーフバルブ４２を介してリターン配管４３が接続されている。   The delivery pipe 25 is provided with a fuel pressure sensor 41 that detects the fuel pressure (actual fuel pressure) in the delivery pipe 25. A return pipe 43 is connected to the delivery pipe 25 via a relief valve 42.

このリリーフバルブ４２は、デリバリパイプ２５内の燃料圧力が所定圧（例えば１３ＭＰａ）を超えたときに開弁する。この開弁により、デリバリパイプ２５に蓄えられた燃料の一部がリターン配管４３を介して燃料タンク２２に戻されるようになる。これにより、デリバリパイプ２５内の燃料圧力の過上昇が防止される。   The relief valve 42 opens when the fuel pressure in the delivery pipe 25 exceeds a predetermined pressure (for example, 13 MPa). By opening the valve, a part of the fuel stored in the delivery pipe 25 is returned to the fuel tank 22 through the return pipe 43. As a result, an excessive increase in fuel pressure in the delivery pipe 25 is prevented.

また、リターン配管４３と高圧燃料ポンプ２４とは、余剰燃料戻し配管４４（図１では破線で示している）によって接続されており、プランジャ３２とシリンダ３３との間隙から漏出した燃料がオイルシール４５の上部の燃料収容室３９に蓄積され、その後、この燃料収容室３９に接続された上記余剰燃料戻し配管４４により戻される。   The return pipe 43 and the high-pressure fuel pump 24 are connected by an excess fuel return pipe 44 (shown by a broken line in FIG. 1), and the fuel leaked from the gap between the plunger 32 and the cylinder 33 is oil seal 45. The fuel is stored in the upper fuel storage chamber 39 and then returned by the surplus fuel return pipe 44 connected to the fuel storage chamber 39.

尚、低圧燃料配管２６には、フィルタ４６及びプレッシャレギュレータ４７が設けられている。このプレッシャレギュレータ４７は、低圧燃料配管２６内の燃料圧力が所定圧（例えば０．４ＭＰａ）を超えたときに低圧燃料配管２６の燃料を燃料タンク２２に戻すことによって、この低圧燃料配管２６内の燃料圧力を所定圧以下に維持している。   The low pressure fuel pipe 26 is provided with a filter 46 and a pressure regulator 47. The pressure regulator 47 returns the fuel in the low-pressure fuel pipe 26 to the fuel tank 22 when the fuel pressure in the low-pressure fuel pipe 26 exceeds a predetermined pressure (for example, 0.4 MPa). The fuel pressure is maintained below a predetermined pressure.

また、低圧燃料配管２６には、パルセーションダンパ４８が備えられており、このパルセーションダンパ４８によって、高圧燃料ポンプ２４の作動時における低圧燃料配管２６内の燃圧脈動が抑制されるようになっている。   Further, the low pressure fuel pipe 26 is provided with a pulsation damper 48, and the pulsation damper 48 suppresses fuel pressure pulsation in the low pressure fuel pipe 26 when the high pressure fuel pump 24 is operated. Yes.

また、高圧燃料配管２７には、高圧燃料ポンプ２４から吐出された燃料が逆流することを阻止するための逆止弁４９が設けられている。   The high pressure fuel pipe 27 is provided with a check valve 49 for preventing the fuel discharged from the high pressure fuel pump 24 from flowing backward.

さらに、低圧燃料配管２６と加圧室３４との間には、それらを連通または遮断するための電磁スピル弁５０が設けられている。   Further, an electromagnetic spill valve 50 is provided between the low-pressure fuel pipe 26 and the pressurizing chamber 34 to communicate or block them.

この電磁スピル弁５０は、電磁ソレノイド５１への通電を制御することにより開閉動作するもので、いわゆるノーマリーオープンタイプ、つまり電磁ソレノイド５１への通電を停止しているとコイルスプリング５２の付勢力によって開く状態となるが、電磁ソレノイド５１へ通電するとコイルスプリング５２の付勢力に抗して閉じる状態になる。尚、上記電磁ソレノイド５１への通電制御は後述するコントローラ６６により行われる。   The electromagnetic spill valve 50 is opened and closed by controlling the energization of the electromagnetic solenoid 51. The electromagnetic spill valve 50 is a so-called normally open type, that is, when the energization of the electromagnetic solenoid 51 is stopped, Although it will be in an open state, when the electromagnetic solenoid 51 is energized, it will close against the urging force of the coil spring 52. The energization control to the electromagnetic solenoid 51 is performed by a controller 66 described later.

次に、上述の如く構成された高圧燃料ポンプ２４の基本動作を説明する。   Next, the basic operation of the high-pressure fuel pump 24 configured as described above will be described.

駆動カムユニット７０を構成する少なくとも一つの駆動カム７１，７２が吸気カムシャフト９と共に回転すると、その駆動カム７１，７２のカムノーズ７１ａ，７１ｂ、７２ａ，７２ｂがリフタ３５のローラ３５ａに対して上向きの押圧力を作用させることによって、リフタ３５及びプランジャ３２が上昇しながらコイルスプリング３７を圧縮して加圧室３４の容積を縮小する。一方、カムノーズ７１ａ，７１ｂ、７２ａ，７２ｂがリフタ３５から離れると、コイルスプリング３７の伸張復元力によりリフタ３５及びプランジャ３２が下降させられて加圧室３４の容積を拡大する。   When at least one of the drive cams 71 and 72 constituting the drive cam unit 70 rotates together with the intake camshaft 9, the cam noses 71a, 71b, 72a and 72b of the drive cams 71 and 72 are directed upward with respect to the roller 35a of the lifter 35. By applying a pressing force, the coil spring 37 is compressed while the lifter 35 and the plunger 32 are raised, and the volume of the pressurizing chamber 34 is reduced. On the other hand, when the cam noses 71 a, 71 b, 72 a, 72 b are separated from the lifter 35, the lifter 35 and the plunger 32 are lowered by the extension restoring force of the coil spring 37 to increase the volume of the pressurizing chamber 34.

ここで、上述したプランジャ３２の下降過程において、電磁スピル弁５０を開弁して低圧燃料配管２６と加圧室３４とを連通させると、フィードポンプ２３から送り出された燃料が低圧燃料配管２６を経て加圧室３４内に吸入される（吸入行程）。   Here, when the electromagnetic spill valve 50 is opened and the low pressure fuel pipe 26 and the pressurizing chamber 34 are communicated with each other in the descending process of the plunger 32 described above, the fuel sent from the feed pump 23 passes through the low pressure fuel pipe 26. Then, it is inhaled into the pressurizing chamber 34 (intake stroke).

一方、上述したプランジャ３２の上昇過程において、電磁スピル弁５０を閉弁して低圧燃料配管２６と加圧室３４とを遮断させると、加圧室３４内の燃料が加圧され、この燃料圧力が所定値に達した時点でチェック弁５３が開放して、高圧の燃料が高圧燃料配管２７を通じてデリバリパイプ２５に向けて吐出される（加圧行程）。   On the other hand, when the electromagnetic spill valve 50 is closed to shut off the low-pressure fuel pipe 26 and the pressurizing chamber 34 in the ascending process of the plunger 32 described above, the fuel in the pressurizing chamber 34 is pressurized. When the pressure reaches a predetermined value, the check valve 53 is opened, and high-pressure fuel is discharged toward the delivery pipe 25 through the high-pressure fuel pipe 27 (pressurization stroke).

なお、加圧行程において、電磁スピル弁５０の閉弁開始時期を早めて閉弁期間を長くすれば燃料吐出量を増加することができ、また、電磁スピル弁５０の閉弁開始時期を遅らせて閉弁期間を短くすれば燃料吐出量を減少することができる。このように加圧行程での電磁スピル弁５０の閉弁期間を制御することによって高圧燃料ポンプ２４による燃料吐出量を調節することができ、この燃料吐出量によってデリバリパイプ２５内の燃料圧力を制御できるのである。   In the pressurization stroke, the fuel discharge amount can be increased if the closing time of the electromagnetic spill valve 50 is advanced by extending the closing time, and the closing time of the electromagnetic spill valve 50 is delayed. If the valve closing period is shortened, the fuel discharge amount can be reduced. Thus, by controlling the valve closing period of the electromagnetic spill valve 50 in the pressurization stroke, the fuel discharge amount by the high-pressure fuel pump 24 can be adjusted, and the fuel pressure in the delivery pipe 25 is controlled by this fuel discharge amount. It can be done.

−切り換え手段の説明−
次に、本実施形態の特徴とする構成として、駆動カム７１，７２を上記ロック状態とアンロック状態との間で切り換え可能とする切り換え手段６０について説明する。 -Description of switching means-
Next, as a feature of the present embodiment, a switching unit 60 that enables the drive cams 71 and 72 to be switched between the locked state and the unlocked state will be described.

図１及び図２（駆動カムユニット７０及びその周辺部を吸気カムシャフト９の延長方向に対して直交する水平方向から見た断面図）に示すように、本実施形態における駆動カムユニット７０は、互いに隣接して配設された２個の駆動カム７１，７２を備えている。ここでは、図２中の左側の駆動カムを第１駆動カム７１と呼び、図中右側の駆動カムを第２駆動カム７２と呼ぶこととする。   As shown in FIGS. 1 and 2 (a cross-sectional view of the drive cam unit 70 and its peripheral portion as viewed from the horizontal direction orthogonal to the direction of extension of the intake camshaft 9), the drive cam unit 70 in this embodiment includes: Two drive cams 71 and 72 are provided adjacent to each other. Here, the left driving cam in FIG. 2 is referred to as a first driving cam 71, and the right driving cam in the drawing is referred to as a second driving cam 72.

これら駆動カム７１，７２は、エンジンの吸気カムシャフト９に対してその軸方向一端側に相対回転可能に外嵌装着されている。そして、これら駆動カム７１，７２は切り換え手段６０によって吸気カムシャフト９に対し一体回転するロック状態と相対回転するアンロック状態とが個別に切り換え可能となっている。言い換えると、吸気カムシャフト９からの回転力が伝達されるロック状態と吸気カムシャフト９からの回転力が伝達されないアンロック状態とが切り換え手段６０によって個別に切り換え可能となっている。以下、この切り換え手段６０の構成について説明する。   These drive cams 71 and 72 are externally fitted to the intake camshaft 9 of the engine so as to be rotatable relative to one axial end thereof. The drive cams 71 and 72 can be individually switched between a locked state in which the drive cams 71 and 72 rotate integrally with the intake camshaft 9 and an unlocked state in which the drive cams 71 and 72 rotate relative to each other. In other words, the switching means 60 can individually switch between a locked state where the rotational force from the intake camshaft 9 is transmitted and an unlocked state where the rotational force from the intake camshaft 9 is not transmitted. Hereinafter, the configuration of the switching means 60 will be described.

切り換え手段６０は、第１駆動カム７１を吸気カムシャフト９に対してロック状態とアンロック状態とで切り換え可能な第１切り換え機構６１と、第２駆動カム７２を吸気カムシャフト９に対してロック状態とアンロック状態とで切り換え可能な第２切り換え機構６２とを備えている。これら第１、第２切り換え機構６１，６２における上記ロック状態とアンロック状態とを切り換える機構としては互いに略同一の構成であるので、ここでは第１切り換え機構６１の構成を主として説明する。尚、以下の説明では、第２切り換え機構６２において第１切り換え機構６１と対応する部材及び部分についての符号は括弧を付して併記する。   The switching means 60 locks the first drive cam 71 with respect to the intake camshaft 9 and the first switching mechanism 61 capable of switching between the locked state and the unlocked state with respect to the intake camshaft 9 and the second drive cam 72 with respect to the intake camshaft 9. A second switching mechanism 62 that can be switched between a state and an unlocked state is provided. Since the mechanisms for switching between the locked state and the unlocked state in the first and second switching mechanisms 61 and 62 have substantially the same configuration, the configuration of the first switching mechanism 61 will be mainly described here. In the following description, the reference numerals of members and portions corresponding to the first switching mechanism 61 in the second switching mechanism 62 are shown together with parentheses.

この切り換え機構６１（６２）は、図１及び図２に示すように、主として、ロックピン６１ａ（６２ａ）、係合凹所６１ｂ（６２ｂ）、付勢部材６１ｃ（６２ｃ）、油圧通路６１ｄ（６２ｄ）等を備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the switching mechanism 61 (62) mainly includes a lock pin 61a (62a), an engagement recess 61b (62b), a biasing member 61c (62c), and a hydraulic passage 61d (62d). ) Etc.

ロックピン６１ａ（６２ａ）は、例えば円柱形に形成されており、駆動カム７１（７２）の内周面における所定位置から径方向内向きへ突出可能に収納配置されている。具体的に、駆動カム７１（７２）の円周所定位置には、その内径面に開放する有底の断面円形の穴７１ｃ（７２ｃ）が径方向に沿って設けられており、この穴７１ｃ（７２ｃ）内にロックピン６１ａ（６２ａ）が径方向への変位が可能に収納されている。   The lock pin 61a (62a) is formed, for example, in a cylindrical shape, and is housed and disposed so as to protrude radially inward from a predetermined position on the inner peripheral surface of the drive cam 71 (72). Specifically, a hole 71c (72c) having a circular cross section with a bottom that opens to the inner diameter surface is provided along a radial direction at a predetermined circumferential position of the drive cam 71 (72). 72c), the lock pin 61a (62a) is housed so as to be capable of displacement in the radial direction.

係合凹所６１ｂ（６２ｂ）は、吸気カムシャフト９の外周面の所定位置に設けられる断面円形の穴とされており、ロックピン６１ａ（６２ａ）が係合あるいは離脱可能とされる。この係合凹所６１ｂ（６２ｂ）の個数としては、吸気カムシャフト９の周方向に亘って１箇所であってもよいし、１８０°の間隔をもって対向する二箇所であってもよい。   The engagement recess 61b (62b) is a hole with a circular cross section provided at a predetermined position on the outer peripheral surface of the intake camshaft 9, and the lock pin 61a (62a) can be engaged or disengaged. The number of the engagement recesses 61b (62b) may be one in the circumferential direction of the intake camshaft 9, or may be two in opposition with an interval of 180 °.

また、上記穴７１ｃ，７２ｃの形成位置と係合凹所６１ｂ，６２ｂの形成位置との関係として、具体的には、上記２つの係合凹所６１ｂ，６２ｂは吸気カムシャフト９の周方向における同一位置（同一位相位置）にそれぞれ形成されている。つまり、これら係合凹所６１ｂ，６２ｂは吸気カムシャフト９の延長方向で互いに隣接した位置に形成されている。一方、第１駆動カム７１の穴７１ｃは、この第１駆動カム７１の軸心と一方のカムノーズ７１ａとを結ぶ直線上に、つまり、一方のカムノーズ７１ａに向かって延びる有底穴として形成されている。これに対し、第２駆動カム７２の穴７２ｃは、この第２駆動カム７２の軸心とカムノーズ７２ａとを結ぶ直線に対して直交する直線上に、つまり、カムノーズ７２ａに向かう方向に対して直交する方向に延びる有底穴として形成されている。   Further, as a relationship between the formation positions of the holes 71c and 72c and the formation positions of the engagement recesses 61b and 62b, specifically, the two engagement recesses 61b and 62b are arranged in the circumferential direction of the intake camshaft 9. They are formed at the same position (same phase position). That is, these engagement recesses 61 b and 62 b are formed at positions adjacent to each other in the extending direction of the intake camshaft 9. On the other hand, the hole 71c of the first drive cam 71 is formed on the straight line connecting the axis of the first drive cam 71 and one cam nose 71a, that is, as a bottomed hole extending toward one cam nose 71a. Yes. On the other hand, the hole 72c of the second drive cam 72 is on a straight line orthogonal to the straight line connecting the axis of the second drive cam 72 and the cam nose 72a, that is, orthogonal to the direction toward the cam nose 72a. It is formed as a bottomed hole extending in the direction.

このため、図２に示す如く、各係合凹所６１ｂ，６２ｂのそれぞれにロックピン６１ａ，６２ａが係合された状態では、第１駆動カム７１の姿勢に対して第２駆動カム７２が９０°回転した姿勢でそれぞれ吸気カムシャフト９に連結されることになる。つまり、各駆動カム７１，７２におけるカムノーズ７１ａ，７１ｂ、７２ａ，７２ｂの周方向の位置が互いに異なる位置となると共に、これら駆動カム７１，７２は吸気カムシャフト９と共に回転して各カムノーズ７１ａ，７２ａ，７１ｂ，７２ｂが順にプランジャ３２に対して押圧力を与えることになる。この際、各カムノーズ７１ａ，７２ａ，７１ｂ，７２ｂは９０°の角度間隔を存して周方向に位相がずれた状態となっているため、吸気カムシャフト９が９０°回転する度にプランジャ３２に対して押圧力が与えられることになる。   Therefore, as shown in FIG. 2, when the lock pins 61 a and 62 a are engaged with the respective engagement recesses 61 b and 62 b, the second drive cam 72 is 90 relative to the posture of the first drive cam 71. Each is connected to the intake camshaft 9 in a rotated posture. That is, the cam noses 71a, 71b, 72a, 72b in the drive cams 71, 72 have different circumferential positions, and the drive cams 71, 72 rotate with the intake camshaft 9 to rotate the cam noses 71a, 72a. , 71b, 72b sequentially applies a pressing force to the plunger 32. At this time, since each cam nose 71a, 72a, 71b, 72b is in a state where the phase is shifted in the circumferential direction with an angular interval of 90 °, each time the intake camshaft 9 rotates 90 °, On the other hand, a pressing force is applied.

尚、上記穴７１ｃ，７２ｃの形成位置と係合凹所６１ｂ，６２ｂの形成位置との関係として、上記構成に代えて以下の構成としてもよい。つまり、各駆動カム７１，７２に形成される穴７１ｃ，７２ｃの形成位置を互いに同一位置とする。例えば、それぞれの駆動カム７１，７２において、その軸心と一方のカムノーズ７１ａ，７２ａとを結ぶ直線上に穴７１ｃ，７２ｃを形成する構成とする。一方、吸気カムシャフト９に形成される２つの係合凹所６１ｂ，６２ｂを、吸気カムシャフト９の周方向において９０°だけ位相がずれた位置に形成する。この場合にも、各係合凹所６１ｂ，６２ｂのそれぞれにロックピン６１ａ，６２ａが係合された状態では、第１駆動カム７１の姿勢に対して第２駆動カム７２が９０°回転した姿勢でそれぞれ吸気カムシャフト９に連結されることになり、吸気カムシャフト９が９０°回転する度にプランジャ３２に対して押圧力が与えられることになる。   In addition, it is good also as the following structures instead of the said structure as a relationship between the formation position of the said holes 71c and 72c and the formation position of the engagement recesses 61b and 62b. That is, the formation positions of the holes 71c and 72c formed in the drive cams 71 and 72 are the same position. For example, in each of the drive cams 71 and 72, the holes 71c and 72c are formed on a straight line connecting the axis and one of the cam noses 71a and 72a. On the other hand, the two engagement recesses 61b and 62b formed in the intake camshaft 9 are formed at positions that are out of phase by 90 ° in the circumferential direction of the intake camshaft 9. Also in this case, when the lock pins 61a and 62a are engaged with the respective engagement recesses 61b and 62b, the posture in which the second drive cam 72 is rotated by 90 ° with respect to the posture of the first drive cam 71. Thus, each is connected to the intake camshaft 9, and a pressing force is applied to the plunger 32 each time the intake camshaft 9 rotates 90 °.

上記付勢部材６１ｃ（６２ｃ）は、ロックピン６１ａ（６２ａ）を係合凹所６１ｂ（６２ｂ）に係合させるよう径方向内向きに付勢するもので、例えばコイルスプリング等とされて、駆動カム７１（７２）の穴７１ｃ（７２ｃ）においてロックピン６１ａ（６２ａ）より奥側に収納されている。   The urging member 61c (62c) urges the lock pin 61a (62a) radially inward to engage the engagement recess 61b (62b). In the hole 71c (72c) of the cam 71 (72), it is stored in the back side from the lock pin 61a (62a).

油圧通路６１ｄ（６２ｄ）は、吸気カムシャフト９内に各係合凹所６１ｂ（６２ｂ）の底に到達するよう軸方向に沿って設けられる穴とされており、オイルパン（図示省略）内の潤滑油を油圧ポンプ（図示省略）により吸い上げてシリンダヘッド５側へ圧送するための潤滑油供給経路（図示省略）に連通連結されるようになっている。   The hydraulic passage 61d (62d) is a hole provided in the intake camshaft 9 along the axial direction so as to reach the bottom of each engagement recess 61b (62b). The lubricating oil is communicatively connected to a lubricating oil supply path (not shown) for sucking up the lubricating oil by a hydraulic pump (not shown) and pumping it to the cylinder head 5 side.

このような構成であるため、油圧通路６１ｄ（６２ｄ）内の油圧が比較的低く、付勢部材６１ｃ（６２ｃ）の付勢力がこの油圧よりも高い状況では、この付勢部材６１ｃ（６２ｃ）の付勢力によってロックピン６１ａ（６２ａ）が駆動カム７１（７２）の内周面から突出して吸気カムシャフト９の係合凹所６１ｂ（６２ｂ）に嵌り込み、駆動カム７１（７２）と吸気カムシャフト９とを回転一体に連結する。このため、吸気カムシャフト９の回転に伴って駆動カム７１（７２）も回転することになる。   With such a configuration, in a situation where the hydraulic pressure in the hydraulic passage 61d (62d) is relatively low and the biasing force of the biasing member 61c (62c) is higher than this hydraulic pressure, the biasing member 61c (62c) Due to the urging force, the lock pin 61a (62a) protrudes from the inner peripheral surface of the drive cam 71 (72) and fits into the engagement recess 61b (62b) of the intake camshaft 9, and the drive cam 71 (72) and the intake camshaft 9 are connected together in a rotating manner. For this reason, the drive cam 71 (72) also rotates with the rotation of the intake camshaft 9.

これに対し、油圧通路６１ｄ（６２ｄ）内の油圧が比較的高く、この油圧が付勢部材６１ｃ（６２ｃ）の付勢力よりも高い状況では、付勢部材６１ｃ（６２ｃ）の付勢力に抗してロックピン６１ａ（６２ａ）が駆動カム７１（７２）の内部に没入して吸気カムシャフト９の係合凹所６１ｂ（６２ｂ）から抜け出ることになり、駆動カム７１（７２）と吸気カムシャフト９との連結が解除される。このため、吸気カムシャフト９が回転してもその回転力は駆動カム７１（７２）に伝達されず、駆動カム７１（７２）は回転しないことになる。   In contrast, when the hydraulic pressure in the hydraulic passage 61d (62d) is relatively high and this hydraulic pressure is higher than the biasing force of the biasing member 61c (62c), the biasing force of the biasing member 61c (62c) is resisted. As a result, the lock pin 61a (62a) enters the drive cam 71 (72) and exits from the engagement recess 61b (62b) of the intake camshaft 9, so that the drive cam 71 (72) and the intake camshaft 9 Is disconnected. For this reason, even if the intake camshaft 9 rotates, the rotational force is not transmitted to the drive cam 71 (72), and the drive cam 71 (72) does not rotate.

図３は、第１切り換え機構６１におけるロックピン６１ａの作動状態を示しており、図３（ａ）は、油圧通路６１ｄ内の油圧が比較的高く、この油圧によってロックピン６１ａが係合凹所６１ｂから抜け出て、第１駆動カム７１と吸気カムシャフト９とを非連結とした状態を示す断面図である。一方、図３（ｂ）は、油圧通路６１ｄ内の油圧が比較的低く、付勢部材６１ｃの付勢力によってロックピン６１ａが係合凹所６１ｂに嵌り込み、第１駆動カム７１と吸気カムシャフト９とを回転一体に連結した状態を示す断面図である。   FIG. 3 shows the operating state of the lock pin 61a in the first switching mechanism 61. FIG. 3 (a) shows that the hydraulic pressure in the hydraulic passage 61d is relatively high, and the lock pin 61a is engaged with the recess by this hydraulic pressure. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the first drive cam 71 and the intake camshaft 9 are disconnected from each other after coming out of 61b. FIG. On the other hand, in FIG. 3B, the hydraulic pressure in the hydraulic passage 61d is relatively low, and the lock pin 61a is fitted into the engagement recess 61b by the urging force of the urging member 61c, so that the first drive cam 71 and the intake camshaft It is sectional drawing which shows the state which connected to 9 integrally with rotation.

このようにロックピン６１ａ（６２ａ）の位置に応じて、吸気カムシャフト９の回転力が駆動カム７１（７２）に伝達されるロック状態と、吸気カムシャフト９の回転力が駆動カム７１（７２）に伝達されないアンロック状態とが切り換え可能な切り換え機構６１，６２が各駆動カム７１，７２それぞれに対応して個別に設けられている。   Thus, the locked state where the rotational force of the intake camshaft 9 is transmitted to the drive cam 71 (72) according to the position of the lock pin 61a (62a), and the rotational force of the intake camshaft 9 is the drive cam 71 (72). Switching mechanisms 61 and 62 that can be switched to an unlocked state that is not transmitted to the drive cams 71 and 72 are provided individually corresponding to the drive cams 71 and 72, respectively.

そして、各切り換え機構６１，６２のうちの一方側である第１切り換え機構６１には油圧切換バルブ６３が備えられている。この油圧切換バルブ６３は、電磁制御弁とされており、油圧通路６１ｄと上記潤滑油供給経路との間に設けられている。この油圧切換バルブ６３を開くと、潤滑油供給経路から圧送されてくる潤滑油を油圧通路６１ｄに供給可能となり、閉じると、潤滑油供給経路から圧送されてくる潤滑油を油圧通路６１ｄに供給不可能となる。この油圧切換バルブ６３は、非通電で閉じた状態となるノーマリークローズタイプとされている。   The first switching mechanism 61 that is one of the switching mechanisms 61 and 62 is provided with a hydraulic pressure switching valve 63. The hydraulic switching valve 63 is an electromagnetic control valve, and is provided between the hydraulic passage 61d and the lubricating oil supply passage. When this hydraulic pressure switching valve 63 is opened, the lubricating oil pumped from the lubricating oil supply path can be supplied to the hydraulic passage 61d, and when closed, the lubricating oil pumped from the lubricating oil supply path is not supplied to the hydraulic path 61d. It becomes possible. The hydraulic pressure switching valve 63 is of a normally closed type that is closed when not energized.

また、この油圧切換バルブ６３はコントローラ６６によって開閉制御される。具体的に、このコントローラ６６は、エンジンの始動時、アイドリング運転時、有負荷運転時には、油圧切換バルブ６３を閉じることで油圧通路６１ｄに油圧を作用させず、第１駆動カム７１のロック状態を維持させる。一方、エンジンの無負荷運転時（フューエルカット時等）においては、油圧切換バルブ６３を開くことで油圧通路６１ｄに油圧が作用可能な状態とし、第１駆動カム７１のアンロック状態が得られるようにしている。   The hydraulic switching valve 63 is controlled to open and close by a controller 66. Specifically, the controller 66 closes the hydraulic pressure switching valve 63 so that the hydraulic pressure does not act on the hydraulic passage 61d during engine start, idling operation, and load operation, and the first drive cam 71 is locked. Let it be maintained. On the other hand, during no-load operation of the engine (fuel cut or the like), the hydraulic pressure switching valve 63 is opened so that the hydraulic pressure can be applied to the hydraulic passage 61d, and the unlocked state of the first drive cam 71 is obtained. I have to.

また、コントローラ６６は、燃圧センサ４１からの検出信号に基づき求められる燃圧が機関運転状態に応じて設定される目標燃圧となるよう、高圧燃料ポンプ２４の燃料吐出量を調整して上記燃圧を適正値に維持する。具体的に、高圧燃料ポンプ２４における燃料吐出量の調整は、電磁スピル弁５０の閉弁開始時期を制御することによって行われる。つまり、プランジャ３２の１回の加圧行程毎に、電磁スピル弁５０の閉弁開始時期の制御信号をコントローラ６６が発信することで、高圧燃料ポンプ２４からの燃料吐出量を制御し、上記目標燃圧を達成するようになっている。   Further, the controller 66 adjusts the fuel discharge amount of the high-pressure fuel pump 24 so that the fuel pressure obtained based on the detection signal from the fuel pressure sensor 41 becomes the target fuel pressure that is set according to the engine operating state, so that the fuel pressure is appropriately adjusted. Keep the value. Specifically, the fuel discharge amount in the high-pressure fuel pump 24 is adjusted by controlling the closing timing of the electromagnetic spill valve 50. That is, each time the plunger 32 is pressurized, the controller 66 transmits a control signal for the closing timing of the electromagnetic spill valve 50 to control the amount of fuel discharged from the high-pressure fuel pump 24. Fuel pressure is achieved.

このような制御機能を有するコントローラ６６は、この実施形態において、内燃機関に通常装備されてあるエンジンコントローラとされている。   In this embodiment, the controller 66 having such a control function is an engine controller that is normally provided in an internal combustion engine.

このコントローラ６６は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）であり、図４に示すように、ＲＯＭ９１、ＣＰＵ９２、ＲＡＭ９３及びバックアップＲＡＭ９４等を備える算術論理演算回路として構成される。   The controller 66 is an electronic control unit (ECU), and is configured as an arithmetic and logic circuit including a ROM 91, a CPU 92, a RAM 93, a backup RAM 94, and the like as shown in FIG.

ここで、ＲＯＭ９１は各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されたメモリであり、ＣＰＵ９２はＲＯＭ９１に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ９３はＣＰＵ９２での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ９４は内燃機関の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。   Here, the ROM 91 is a memory in which various control programs and maps that are referred to when executing these various control programs are stored, and the CPU 92 performs arithmetic processing based on the various control programs and maps stored in the ROM 91. Execute. The RAM 93 is a memory for temporarily storing calculation results from the CPU 92 and data input from each sensor. The backup RAM 94 is a non-volatile memory for storing data to be stored when the internal combustion engine is stopped. is there.

そして、ＲＯＭ９１、ＣＰＵ９２、ＲＡＭ９３及びバックアップＲＡＭ９４は、バス９５を介して互いに接続されるとともに、入力インタフェース９６及び出力インタフェース９７と接続されている。   The ROM 91, the CPU 92, the RAM 93, and the backup RAM 94 are connected to each other via the bus 95, and are connected to the input interface 96 and the output interface 97.

入力インタフェース９６には、少なくとも、上記クランクポジションセンサ１４、カムポジションセンサ１５、バキュームセンサ１７、アクセルポジションセンサ１９、燃圧センサ４１及び油圧センサ６７等が接続されている。尚、この油圧センサ６７は上記油圧ポンプから突出された潤滑油が流れる潤滑油供給経路内の油圧を検知するものである。一方、出力インタフェース９７には、少なくとも、インジェクタ２１、高圧燃料ポンプ２４の電磁スピル弁５０、第１切り換え機構６１に備えられている上記油圧切換バルブ６３等が接続されている。   The input interface 96 is connected to at least the crank position sensor 14, the cam position sensor 15, the vacuum sensor 17, the accelerator position sensor 19, the fuel pressure sensor 41, the hydraulic pressure sensor 67, and the like. The oil pressure sensor 67 detects the oil pressure in the lubricating oil supply path through which the lubricating oil protruding from the hydraulic pump flows. On the other hand, at least the injector 21, the electromagnetic spill valve 50 of the high-pressure fuel pump 24, the hydraulic switching valve 63 provided in the first switching mechanism 61, and the like are connected to the output interface 97.

−ポンプ駆動動作−
次に、エンジンの運転状態に応じた上記切り換え手段６０の切り換え動作及びその際の高圧燃料ポンプ２４の動作について説明する。 -Pump drive operation-
Next, the switching operation of the switching means 60 according to the operating state of the engine and the operation of the high-pressure fuel pump 24 at that time will be described.

（エンジン始動時）
エンジン始動前の状態では、上記デリバリパイプ２５内や高圧燃料配管２７内の燃料圧力は低くなっている。この状態からエンジンを始動させることになるため、このエンジン始動時には、高圧燃料ポンプ２４による急速な燃料の昇圧が要求される。 (When starting the engine)
Before the engine is started, the fuel pressure in the delivery pipe 25 and the high-pressure fuel pipe 27 is low. Since the engine is started from this state, rapid pressure increase of the fuel by the high-pressure fuel pump 24 is required when the engine is started.

このエンジン始動の際、上記油圧切換バルブ６３を閉鎖状態にしておく。この状態では、各付勢部材６１ｃ，６２ｃが弾性復元力により伸張してロックピン６１ａ，６２ａが径方向内向きに押圧されることになって、これらロックピン６１ａ，６２ａが吸気カムシャフト９の係合凹所６１ｂ，６２ｂに係合される（図５（ａ）に示す状態を参照）。これにより、各駆動カム７１，７２が共に吸気カムシャフト９に対し一体回転可能なロック状態になるので、吸気カムシャフト９の回転に伴い駆動カム７１，７２が９０°の位相差をもって一体的に回転することになって、各駆動カム７１，７２により高圧燃料ポンプ２４が駆動される。   When the engine is started, the hydraulic pressure switching valve 63 is closed. In this state, the urging members 61 c and 62 c are extended by the elastic restoring force, and the lock pins 61 a and 62 a are pressed inward in the radial direction, so that the lock pins 61 a and 62 a are attached to the intake camshaft 9. It engages with the engagement recesses 61b and 62b (see the state shown in FIG. 5A). As a result, the drive cams 71 and 72 are both locked to the intake camshaft 9 so that the drive cams 71 and 72 are integrally rotated with a phase difference of 90 ° as the intake camshaft 9 rotates. The high-pressure fuel pump 24 is driven by the drive cams 71 and 72 by rotating.

つまり、エンジンが始動されると同時に、各駆動カム７１，７２が吸気カムシャフト９と共に回転して各駆動カム７１，７２のカムノーズ７１ａ，７２ａ，７１ｂ，７２ｂが順にリフタ３５を介してプランジャ３２に押圧力を与えることになる。つまり、カムノーズ７１ａ，７２ａ，７１ｂ，７２ｂからプランジャ３２に対する押圧力が、吸気カムシャフト９の１回転当たり４回作用することになり、４回のプランジャ往復移動が行われることになる。このため、単位時間当たりに高圧燃料ポンプ２４から吐出される燃料吐出量が多くなって、燃料圧力が所定圧力に達するまでの時間を短縮化できる。   That is, at the same time when the engine is started, the drive cams 71 and 72 rotate together with the intake camshaft 9, and the cam noses 71a, 72a, 71b and 72b of the drive cams 71 and 72 are sequentially turned to the plunger 32 via the lifter 35. A pressing force is applied. That is, the pressing force against the plunger 32 from the cam noses 71a, 72a, 71b, 72b acts four times per one rotation of the intake camshaft 9, and four reciprocating movements of the plunger are performed. For this reason, the amount of fuel discharged from the high-pressure fuel pump 24 per unit time increases, and the time until the fuel pressure reaches a predetermined pressure can be shortened.

（エンジン始動後）
上述した高圧燃料ポンプ２４の駆動によって燃料圧力が急速に上昇されてエンジンの始動が完了した後にあっては、このエンジンの駆動に伴ってエンジン内部の潤滑油供給経路の油圧が上昇していく。この際、第１切り換え機構６１にあっては油圧切換バルブ６３が閉鎖状態のままであるので、この第１切り換え機構６１のロックピン６１ａは吸気カムシャフト９の係合凹所６１ｂに係合された状態が維持され、第１駆動カム７１はロック状態が継続される。一方、第２切り換え機構６２にあっては、油圧通路６２ｄ内の油圧が付勢部材６２ｃの付勢力よりも高くなり、付勢部材６２ｃの付勢力に抗してロックピン６２ａが第２駆動カム７２の内部に没入して吸気カムシャフト９の係合凹所６２ｂから抜け出る（図５（ｂ）に示す状態を参照）。これにより、第２駆動カム７２についてのみ吸気カムシャフト９との連結が解除され（アンロック状態とされ）、この第２駆動カム７２は回転しないことになる。 (After engine start)
After the fuel pressure is rapidly increased by the driving of the high-pressure fuel pump 24 and the start of the engine is completed, the oil pressure in the lubricating oil supply path inside the engine increases with the driving of the engine. At this time, since the hydraulic pressure switching valve 63 remains closed in the first switching mechanism 61, the lock pin 61a of the first switching mechanism 61 is engaged with the engagement recess 61b of the intake camshaft 9. The first drive cam 71 is kept locked. On the other hand, in the second switching mechanism 62, the hydraulic pressure in the hydraulic passage 62d becomes higher than the urging force of the urging member 62c, and the lock pin 62a is opposed to the urging force of the urging member 62c. 72 enters the interior of 72 and exits from the engagement recess 62b of the intake camshaft 9 (see the state shown in FIG. 5B). As a result, only the second drive cam 72 is disconnected from the intake camshaft 9 (unlocked), and the second drive cam 72 does not rotate.

その結果、高圧燃料ポンプ２４のプランジャ３２は第１駆動カム７１のカムノーズ７１ａ，７１ｂのみから押圧力を受けることになり、この押圧力が吸気カムシャフト９の１回転当たり２回作用することになる。つまり、吸気カムシャフト９の１回転当たり２回のプランジャ往復移動が行われることになる。このため、吸気カムシャフト９の１回転当たりにおけるプランジャ３２の往復移動回数が少なくなり、プランジャ３２の摺動部分の摩耗が抑制できて、その耐久性を確保できる。   As a result, the plunger 32 of the high-pressure fuel pump 24 receives a pressing force only from the cam noses 71a and 71b of the first drive cam 71, and this pressing force acts twice per rotation of the intake camshaft 9. . That is, the plunger is reciprocated twice per rotation of the intake camshaft 9. For this reason, the number of reciprocating movements of the plunger 32 per rotation of the intake camshaft 9 is reduced, wear of the sliding portion of the plunger 32 can be suppressed, and its durability can be ensured.

（フューエルカット時）
例えばアクセルオフしてエンジンブレーキを利かせるような状況、あるいはスピードリミッタで車両走行速度を制限するような状況では、通常、燃焼室６に対するインジェクタ２１，２１，…の燃料噴射を遮断する必要があるので、このような状況では高圧燃料ポンプ２４による高圧燃料の供給が不要となる。 (When fuel cut)
For example, in a situation where the accelerator is turned off and the engine brake is applied, or the vehicle travel speed is limited by a speed limiter, it is usually necessary to shut off the fuel injection of the injectors 21, 21,. Therefore, supply of high-pressure fuel by the high-pressure fuel pump 24 becomes unnecessary in such a situation.

このような状況では、上記第１切り換え機構６１の油圧切換バルブ６３を閉鎖状態から開放状態に切り換え、この第１切り換え機構６１の油圧通路６１ｄにも油圧が作用するようにする。これにより、潤滑油の圧力が付勢部材６１ｃの付勢力に打ち勝つことになってロックピン６１ａが径方向外向きに押圧されつつ付勢部材６１ｃが圧縮されることになって、ロックピン６１ａが吸気カムシャフト９の係合凹所６１ｂから離脱する（図５（ｃ）に示す状態を参照）。これにより、第２駆動カム７２ばかりでなく第１駆動カム７１も吸気カムシャフト９に対し相対回転可能なアンロック状態になるので、吸気カムシャフト９が回転しても何れの駆動カム７１，７２も回転されなくなり、高圧燃料ポンプ２４の駆動が休止される。これにより、吸気カムシャフト９の負担を減らすことができるようになると共に、電磁スピル弁５０を駆動するための電力が不要となる。   In such a situation, the hydraulic pressure switching valve 63 of the first switching mechanism 61 is switched from the closed state to the open state so that the hydraulic pressure acts on the hydraulic passage 61d of the first switching mechanism 61. As a result, the pressure of the lubricating oil overcomes the urging force of the urging member 61c, and the urging member 61c is compressed while the lock pin 61a is pressed radially outward. It disengages from the engagement recess 61b of the intake camshaft 9 (see the state shown in FIG. 5C). As a result, not only the second driving cam 72 but also the first driving cam 71 is in an unlocked state in which the first driving cam 71 can rotate relative to the intake camshaft 9. Is not rotated, and the driving of the high-pressure fuel pump 24 is stopped. As a result, the burden on the intake camshaft 9 can be reduced, and electric power for driving the electromagnetic spill valve 50 becomes unnecessary.

また、上述したような燃料供給装置では、そもそも、高圧燃料ポンプ２４を駆動していると、その加圧室３４内へ燃料タンク２２内の燃料が低圧燃料配管２６を通じて供給される一方で、加圧室３４内における余剰の燃料を低圧燃料配管２６側へ戻すように設定しているので、低圧燃料配管２６内において燃料の供給と戻しとの繰り返しに伴い脈動が発生する。このような低圧燃料配管２６の脈動は、パルセーションダンパ４８で抑制するようになっているが、上述したように高圧燃料ポンプ２４の駆動を休止する期間を確保すれば、パルセーションダンパ４８への負担そのものを軽減することが可能になる。これにより、パルセーションダンパ４８を過剰品質とせずに済み、比較的安価なものを使用することが可能になる等、設備コストの低減に貢献できる。   In the fuel supply apparatus as described above, when the high-pressure fuel pump 24 is driven, the fuel in the fuel tank 22 is supplied into the pressurizing chamber 34 through the low-pressure fuel pipe 26. Since the surplus fuel in the pressure chamber 34 is set to return to the low-pressure fuel pipe 26 side, pulsation occurs in the low-pressure fuel pipe 26 due to the repeated supply and return of fuel. Such pulsation of the low-pressure fuel pipe 26 is suppressed by the pulsation damper 48. However, as described above, if the period during which the driving of the high-pressure fuel pump 24 is stopped is secured, the pulsation damper 48 may be pulsated. The burden itself can be reduced. As a result, the pulsation damper 48 does not have to be excessive quality, and a relatively inexpensive one can be used, thereby contributing to a reduction in equipment cost.

−制御動作手順−
図６は、上述した各動作の一連の流れを示すフローチャート図である。先ず、エンジンの始動時においてセルモータが始動されたか否かをステップＳＴ１で判定する。セルモータが始動されてＹＥＳ判定された場合にはステップＳＴ２に移り、上記油圧センサ６７によって検知される潤滑油供給経路内の油圧が所定値Ｐを超えたか否かを判定する。この所定値Ｐとは、上記付勢手段６１ｃ，６２ｃの付勢力にうち勝つ値である。つまり、潤滑油供給経路内の油圧がこの所定値Ｐを超えた場合には、少なくとも第２切り換え機構６２のロックピン６２ａは係合凹所６２ｂから抜け出ることになる。 -Control operation procedure-
FIG. 6 is a flowchart showing a series of flows of the above-described operations. First, it is determined in step ST1 whether or not the cell motor has been started when the engine is started. When the cell motor is started and the determination is YES, the process proceeds to step ST2, where it is determined whether or not the oil pressure in the lubricating oil supply path detected by the oil pressure sensor 67 exceeds a predetermined value P. The predetermined value P is a value that wins the urging force of the urging means 61c and 62c. That is, when the hydraulic pressure in the lubricating oil supply path exceeds the predetermined value P, at least the lock pin 62a of the second switching mechanism 62 comes out of the engagement recess 62b.

このステップＳＴ２の判定において、潤滑油供給経路内の油圧が未だ所定値Ｐ以下であるＮＯに判定された場合、エンジンの始動初期時であって、燃料圧力を急速に上昇させる必要がある状況である。このため、ステップＳＴ３に移って、上記油圧切換バルブ６３の閉鎖状態を維持する。また、この状況では、各駆動カム７１，７２が共に吸気カムシャフト９に対し一体回転可能なロック状態になっているので、電磁スピル弁５０に対する駆動信号の発信回数を２倍、つまり、この駆動信号の発信間隔を通常の１／２にする。つまり、上記「エンジン始動時」で説明したように、各ロックピン６１ａ，６２ａが吸気カムシャフト９の係合凹所６１ｂ，６２ｂに係合され、各駆動カム７１，７２が吸気カムシャフト９に対し一体回転可能なロック状態になり、吸気カムシャフト９の１回転当たり４回のプランジャ往復移動が行われる状況となっている。このため、第１駆動カム７１のみでプランジャ３２を往復移動させる場合に比べてその往復移動回数が２倍となっている。従って、電磁スピル弁５０に対する駆動信号の発信回数を２倍にすることで、この往復移動回数の増加に対応し、１回の加圧行程毎に１回の駆動信号（電磁スピル弁５０の閉弁期間を制御する信号）が発信できるようにしている。このような状態が、潤滑油供給経路内の油圧が所定値Ｐを超えるまで継続される。   If it is determined in step ST2 that the oil pressure in the lubricating oil supply path is still NO or lower than the predetermined value P, the fuel pressure needs to be increased rapidly at the initial start of the engine. is there. For this reason, the process proceeds to step ST3, and the closed state of the hydraulic pressure switching valve 63 is maintained. Further, in this situation, since the drive cams 71 and 72 are both locked to the intake camshaft 9 so as to be integrally rotated, the number of times of transmission of the drive signal to the electromagnetic spill valve 50 is doubled. The signal transmission interval is halved. That is, as explained in the above “when the engine is started”, the lock pins 61 a and 62 a are engaged with the engagement recesses 61 b and 62 b of the intake camshaft 9, and the drive cams 71 and 72 are engaged with the intake camshaft 9. On the other hand, it is in a locked state where it can rotate integrally, and the plunger is reciprocated four times per rotation of the intake camshaft 9. For this reason, compared with the case where the plunger 32 is reciprocated only by the first drive cam 71, the number of reciprocations is doubled. Therefore, by doubling the number of transmissions of the drive signal to the electromagnetic spill valve 50, the drive signal (closed of the electromagnetic spill valve 50 is closed once per pressurizing stroke) in response to the increase in the number of reciprocating movements. A signal for controlling the valve period) can be transmitted. Such a state is continued until the hydraulic pressure in the lubricating oil supply path exceeds a predetermined value P.

そして、エンジンの始動が完了した後、潤滑油供給経路内の油圧が所定値Ｐを超え、ステップＳＴ２でＹＥＳに判定されると、ステップＳＴ４に移り、上記油圧切換バルブ６３の閉鎖状態を維持すると共に、電磁スピル弁５０に対する駆動信号の発信回数を通常の１倍に戻す。つまり、この状態では、上記「エンジン始動後」で説明したように、第２切り換え機構６２において、ロックピン６２ａが第２駆動カム７２の内部に没入して吸気カムシャフト９の係合凹所６２ｂから抜け出るアンロック状態になる。つまり、第１駆動カム７１のみでプランジャ３２を往復移動させる状況となって、吸気カムシャフト９の１回転当たり２回のプランジャ往復移動が行われることになる。従って、電磁スピル弁５０に対する駆動信号の発信回数を上記ステップＳＴ３の場合の半分にすることで、この往復移動回数の半減に対応できるようにしている。   Then, after the start of the engine is completed, when the oil pressure in the lubricating oil supply path exceeds the predetermined value P and it is determined YES in step ST2, the process proceeds to step ST4 and the closed state of the hydraulic pressure switching valve 63 is maintained. At the same time, the number of transmissions of the drive signal to the electromagnetic spill valve 50 is returned to the normal one. That is, in this state, as described above “after engine start”, in the second switching mechanism 62, the lock pin 62 a is immersed in the second drive cam 72 and the engagement recess 62 b of the intake camshaft 9. It will be unlocked when it comes out of it. That is, the plunger 32 is reciprocated only by the first drive cam 71, and the plunger reciprocation is performed twice per rotation of the intake camshaft 9. Therefore, the number of transmissions of the drive signal to the electromagnetic spill valve 50 is halved in the case of step ST3, so that the number of reciprocations can be reduced to half.

その後、ステップＳＴ５において、アクセルオフしてエンジンブレーキを利かせるような状況である「フューエルカット時」であるか否かを判定する。フューエルカット時でないＮＯに判定された場合にはステップＳＴ６に移り、油圧切換バルブ６３の閉鎖状態を維持する。一方、フューエルカット時となってＹＥＳに判定された場合にはステップＳＴ７に移り、油圧切換バルブ６３を閉鎖状態から開放状態に切り換える。この油圧切換バルブ６３の切り換えに伴い、第１切り換え機構６１の油圧通路６１ｄにも油圧が作用することになり、上述した如く、潤滑油の圧力が付勢部材６１ｃの付勢力に打ち勝つことになって、ロックピン６１ａが吸気カムシャフト９の係合凹所６１ｂから離脱し、第１駆動カム７１も吸気カムシャフト９に対し相対回転可能なアンロック状態になる。これにより、高圧燃料ポンプ２４の駆動が休止され、吸気カムシャフト９の負担が軽減された状態となる。   Thereafter, in step ST5, it is determined whether or not the fuel cut is in a situation where the accelerator is off and the engine brake is applied. When it is determined as NO when the fuel cut is not performed, the process proceeds to step ST6, and the closed state of the hydraulic pressure switching valve 63 is maintained. On the other hand, when the fuel cut occurs and it is determined YES, the process proceeds to step ST7, and the hydraulic pressure switching valve 63 is switched from the closed state to the open state. Along with the switching of the hydraulic switching valve 63, the hydraulic pressure also acts on the hydraulic passage 61d of the first switching mechanism 61. As described above, the pressure of the lubricating oil overcomes the biasing force of the biasing member 61c. Thus, the lock pin 61 a is disengaged from the engagement recess 61 b of the intake camshaft 9, and the first drive cam 71 is also in an unlocked state where it can rotate relative to the intake camshaft 9. As a result, the driving of the high-pressure fuel pump 24 is stopped, and the load on the intake camshaft 9 is reduced.

そして、エンジンのフューエルカットが解消されてステップＳＴ５でＮＯに判定されると、油圧切換バルブ６３を再び閉鎖状態にし、上記「エンジン始動後」の状態に戻る。つまり、第１駆動カム７１のみでプランジャ３２を往復移動させる状況となって、吸気カムシャフト９の１回転当たり２回のプランジャ往復移動が行われる通常の高圧燃料ポンプ２４の駆動状態となる。   When the fuel cut of the engine is resolved and NO is determined in step ST5, the hydraulic pressure switching valve 63 is closed again, and the state returns to the “after engine start” state. That is, the plunger 32 is reciprocated only by the first drive cam 71, and the normal high-pressure fuel pump 24 is driven in which the plunger reciprocation is performed twice per rotation of the intake camshaft 9.

以上説明してきたように、本実施形態によれば、プランジャ３２に対して押圧力を与える駆動カム７１，７２の個数を選択可能とし、プランジャ３２の往復移動に寄与する駆動カム７１，７２の個数を多くすることによる燃料の昇圧時間の短縮化を可能にする運転状態と、プランジャ３２の往復移動に寄与する駆動カム７１の個数を少なくすることによる高圧燃料ポンプ２４の耐久性を確保する運転状態とを切り換えることが可能である。このため、高圧燃料ポンプ２４の耐久性を確保しながらも、エンジン回転数が低い状況であっても燃料の昇圧を短時間で完了することが可能になり、エンジンの始動性が良好になる。   As described above, according to the present embodiment, the number of drive cams 71 and 72 that apply a pressing force to the plunger 32 can be selected, and the number of drive cams 71 and 72 that contribute to the reciprocating movement of the plunger 32. An operating state that enables shortening of the fuel pressurization time by increasing the amount of fuel, and an operating state that ensures the durability of the high-pressure fuel pump 24 by reducing the number of drive cams 71 that contribute to the reciprocating movement of the plunger 32 And can be switched. For this reason, while ensuring the durability of the high-pressure fuel pump 24, it is possible to complete the boosting of the fuel in a short time even when the engine speed is low, and the engine startability is improved.

−その他の実施形態−
以下、本発明の他の実施形態について説明する。 -Other embodiments-
Hereinafter, other embodiments of the present invention will be described.

（１）上記実施形態では、内燃機関として筒内直噴型のガソリンエンジンを例に挙げているが、本発明はこれに限らず、ディーゼルエンジンにも適用可能であり、また、自動車用の内燃機関に限らず、いろいろな用途の内燃機関にも適用できる。   (1) In the above embodiment, an in-cylinder direct injection gasoline engine is used as an example of the internal combustion engine. However, the present invention is not limited to this, and can also be applied to a diesel engine. The present invention can be applied not only to engines but also to internal combustion engines for various purposes.

（２）上記実施形態において、駆動カムユニット７０を２個の駆動カム７１，７２で構成したが、３個以上の駆動カムで構成するようにしてもよい。例えば、３個の駆動カムを備えさせたものにあっては、ロック状態とする駆動カムの個数を、３個、２個、１個、０個といったように４段階に切り換えることが可能である。また、各駆動カム７１，７２のカムノーズ７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂの数もそれぞれ２個に限らず任意に設定可能である。また、各駆動カムそれぞれにおけるカムノーズの数を互いに異ならせるようにしてもよい。   (2) In the above embodiment, the drive cam unit 70 is configured by the two drive cams 71 and 72, but may be configured by three or more drive cams. For example, in a case where three drive cams are provided, the number of drive cams to be locked can be switched in four stages such as three, two, one, and zero. . Further, the number of cam noses 71a, 71b, 72a, 72b of each drive cam 71, 72 is not limited to two and can be arbitrarily set. Further, the number of cam noses in each drive cam may be different from each other.

（３）上記実施形態では、高圧燃料ポンプ２４として、電磁スピル弁５０を備えたものを例に挙げているが、例えば図８に示すように、電磁スピル弁５０の代わりに逆止弁５５を用いるものであっても本発明は適用可能である。   (3) In the above embodiment, the high-pressure fuel pump 24 is provided with an electromagnetic spill valve 50 as an example. However, for example, as shown in FIG. Even if it is used, the present invention is applicable.

（４）上記実施形態では、高圧燃料ポンプ２４として、ノーマリーオープンタイプの電磁スピル弁５０を備えたものを例に挙げているが、例えば電磁スピル弁５０をノーマリークローズタイプとしたものを用いることも可能である。   (4) In the above embodiment, as the high-pressure fuel pump 24, a normally open type electromagnetic spill valve 50 is used as an example, but, for example, a normally closed type is used. It is also possible.

（５）上記実施形態では、第１駆動カム７１を吸気カムシャフト９に対してロック状態とアンロック状態とで切り換え可能な第１切り換え機構６１と、第２駆動カム７２を吸気カムシャフト９に対してロック状態とアンロック状態とで切り換え可能な第２切り換え機構６２とを備えさせた。つまり、各駆動カム７１，７２がそれぞれ独立して吸気カムシャフト９に対するロック状態とアンロック状態とが切り換えられる構成とした。本発明はこれに限らず、第１駆動カム７１においては、吸気カムシャフト９に対するロック状態とアンロック状態とが切り換え可能な切り換え機構を備えさせる一方、第２駆動カム７２にあっては、吸気カムシャフト９に対してではなく、第１駆動カム７１に対するロック状態とアンロック状態とが切り換え可能な切り換え機構を備えさせる構成としてもよい。この場合、前者（第１駆動カム７１側）の切り換え機構をアンロック状態にすれば、後者（第２駆動カム７２側）の切り換え機構の状態に関わりなく各駆動カム７１，７２が共にアンロック状態となる。また、前者の切り換え機構をロック状態にし、後者の切り換え機構をアンロック状態にすれば第１駆動カム７１のみによる高圧燃料ポンプ２４の駆動が行われる。更に、前者の切り換え機構及び後者の切り換え機構を共にロック状態にすれば第１駆動カム７１及び第２駆動カム７２の両方を使用した高圧燃料ポンプ２４の駆動が行われることになる。   (5) In the above embodiment, the first switching mechanism 61 capable of switching the first drive cam 71 with respect to the intake camshaft 9 between the locked state and the unlocked state, and the second drive cam 72 to the intake camshaft 9. On the other hand, a second switching mechanism 62 that can be switched between a locked state and an unlocked state is provided. In other words, the drive cams 71 and 72 can be independently switched between a locked state and an unlocked state with respect to the intake camshaft 9. The present invention is not limited to this, and the first drive cam 71 is provided with a switching mechanism capable of switching between a locked state and an unlocked state with respect to the intake camshaft 9, while the second drive cam 72 is provided with an intake air A switching mechanism that can switch between the locked state and the unlocked state of the first drive cam 71 instead of the camshaft 9 may be provided. In this case, if the former (first drive cam 71 side) switching mechanism is unlocked, the drive cams 71 and 72 are both unlocked regardless of the latter (second drive cam 72 side) switching mechanism. It becomes a state. Further, when the former switching mechanism is set to the locked state and the latter switching mechanism is set to the unlocked state, the high-pressure fuel pump 24 is driven only by the first drive cam 71. Furthermore, if the former switching mechanism and the latter switching mechanism are both locked, the high-pressure fuel pump 24 using both the first drive cam 71 and the second drive cam 72 is driven.

実施形態に係る燃料供給装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the fuel supply apparatus which concerns on embodiment. 駆動カムユニット及びその周辺部を吸気カムシャフトの延長方向に対して直交する水平方向から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the drive cam unit and its peripheral part from the horizontal direction orthogonal to the extension direction of an intake camshaft. 第１切り換え機構におけるロックピンの作動を説明するための図であって、図３（ａ）は第１駆動カムと吸気カムシャフトとの非連結状態を、図３（ｂ）は第１駆動カムと吸気カムシャフトとが回転一体に連結した状態をそれぞれ示す断面図である。FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining the operation of the lock pin in the first switching mechanism, in which FIG. 3A shows a disconnected state between the first drive cam and the intake camshaft, and FIG. 3B shows the first drive cam. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state where the intake camshaft and the intake camshaft are coupled together in a rotating manner. エンジンの制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of an engine. 駆動カムユニット及びその周辺部の断面図であって、図５（ａ）はエンジン始動時の状態を、図５（ｂ）はエンジン始動後の状態を、図５（ｃ）はフューエルカット時の状態をそれぞれ示す図である。FIG. 5A is a cross-sectional view of the drive cam unit and its peripheral part. FIG. 5A shows a state when the engine is started, FIG. 5B shows a state after the engine is started, and FIG. It is a figure which shows a state, respectively. 切り換え機構の動作の一連の流れを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows a series of flows of operation | movement of a switching mechanism. エンジンを模式的に示す図である。It is a figure showing an engine typically. 燃料供給装置の他の実施形態の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of other embodiment of a fuel supply apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

９ 吸気カムシャフト（回転軸）
２１ インジェクタ（燃料噴射弁）
２４ 高圧燃料ポンプ（燃料ポンプ）
３２ プランジャ
６０ 切り換え手段
６１ 第１切り換え機構
６２ 第２切り換え機構
６１ａ，６２ａ ロックピン
６１ｂ，６２ｂ 係合凹所
６１ｃ，６２ｃ 付勢部材
６１ｄ，６２ｄ 油圧通路
６３ 油圧切換バルブ（開閉バルブ）
６６ コントローラ
７１ 第１駆動カム
７２ 第２駆動カム
７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ カムノーズ 9 Intake camshaft (rotating shaft)
21 Injector (fuel injection valve)
24 High pressure fuel pump (fuel pump)
32 Plunger 60 Switching means 61 First switching mechanism 62 Second switching mechanism 61a, 62a Locking pins 61b, 62b Engaging recesses 61c, 62c Energizing members 61d, 62d Hydraulic passage 63 Hydraulic switching valve (open / close valve)
66 Controller 71 First drive cam 72 Second drive cam 71a, 71b, 72a, 72b Cam nose

Claims (5)

内燃機関の駆動に伴って回転する回転軸と共に回転する駆動カムのカムノーズから押圧力を受けてプランジャが往復移動することにより燃料を加圧し、この燃料を内燃機関の燃料噴射弁側に向けて供給する燃料ポンプを備えた燃料供給装置において、
上記駆動カムとして、上記回転軸から回転力を受けた際に回転する複数の駆動カムが備えられている一方、
上記複数の駆動カムのうち、回転軸からの回転力が伝達されないアンロック状態となる駆動カムと、回転軸からの回転力が伝達されるロック状態となる駆動カムとを選択的に切り換え可能とする切り換え手段を備えており、
この切り換え手段によって複数の駆動カムがロック状態となった場合には、このロック状態にある各駆動カムにおけるカムノーズの周方向の位置が互いに異なる位置となるよう構成されていることを特徴とする燃料供給装置。 The plunger is reciprocated by receiving a pressing force from a cam nose of a driving cam that rotates together with a rotating shaft that rotates as the internal combustion engine is driven, and the fuel is pressurized and supplied toward the fuel injection valve side of the internal combustion engine. In a fuel supply device equipped with a fuel pump,
While the drive cam is provided with a plurality of drive cams that rotate when receiving rotational force from the rotating shaft,
Among the plurality of drive cams, it is possible to selectively switch between a drive cam in an unlocked state where the rotational force from the rotary shaft is not transmitted and a drive cam in a locked state where the rotational force from the rotary shaft is transmitted. Switching means is provided,
The fuel is characterized in that when the plurality of drive cams are locked by the switching means, the circumferential positions of the cam noses in the respective drive cams in the locked state are different from each other. Feeding device. 上記請求項１記載の燃料供給装置において、
上記切り換え手段は、内燃機関の始動時には複数の駆動カムをロック状態とする一方、内燃機関の有負荷運転時には一つの駆動カムのみをロック状態とするよう構成されていることを特徴とする燃料供給装置。 The fuel supply apparatus according to claim 1,
The switching means is configured to lock a plurality of drive cams when the internal combustion engine is started, and to lock only one drive cam during a load operation of the internal combustion engine. apparatus. 上記請求項１または２記載の燃料供給装置において、
上記切り換え手段は、内燃機関の無負荷運転時には全ての駆動カムをアンロック状態とするよう構成されていることを特徴とする燃料供給装置。 In the fuel supply apparatus according to claim 1 or 2,
The fuel supply apparatus according to claim 1, wherein the switching means is configured to bring all the drive cams into an unlocked state during no-load operation of the internal combustion engine. 上記請求項１、２または３記載の燃料供給装置において、
上記回転軸は、内燃機関のカムシャフトであり、
上記切り換え手段は、各駆動カム毎に対応して個別に設けられた複数の切り換え機構を備えており、
各切り換え機構は、駆動カム内に径方向内向きへ突出可能に収納配置されるロックピンと、回転軸の円周所定位置に設けられて上記ロックピンが係合あるいは離脱可能とされる係合凹所と、ロックピンを係合凹所に係合させるよう径方向内向きに付勢する付勢部材と、回転軸内に係合凹所の底に到達するよう設けられる油圧通路とを備えていて、
内燃機関内部の油圧が付勢部材の付勢力よりも低い状況では、この付勢部材の付勢力により油圧通路内の油圧に抗してロックピンが係合凹所に係合することで、複数の駆動カムがロック状態となる一方、内燃機関内部の油圧が付勢部材の付勢力よりも高くなった際、この油圧が作用する切り換え機構における油圧通路内の油圧により付勢部材の付勢力に抗してロックピンが係合凹所から離脱することで、その切り換え機構に対応する駆動カムがアンロック状態となるよう構成されていることを特徴とする燃料供給装置。 In the fuel supply apparatus according to claim 1, 2, or 3,
The rotating shaft is a camshaft of an internal combustion engine,
The switching means includes a plurality of switching mechanisms provided individually for each drive cam,
Each switching mechanism includes a lock pin that is housed and disposed in the drive cam so as to protrude radially inward, and an engagement recess that is provided at a predetermined circumferential position of the rotary shaft so that the lock pin can be engaged or disengaged. A biasing member that biases the lock pin radially inward so as to engage the engagement recess, and a hydraulic passage provided in the rotating shaft so as to reach the bottom of the engagement recess. And
In a situation where the internal hydraulic pressure of the internal combustion engine is lower than the urging force of the urging member, the urging force of the urging member causes the lock pin to engage with the engagement recess against the oil pressure in the hydraulic passage, thereby When the hydraulic pressure inside the internal combustion engine becomes higher than the urging force of the urging member, the urging force of the urging member is changed by the oil pressure in the hydraulic passage in the switching mechanism to which the oil pressure acts. A fuel supply device, wherein the drive cam corresponding to the switching mechanism is unlocked when the lock pin is separated from the engagement recess. 上記請求項４記載の燃料供給装置において、
各切り換え機構のうち一部の切り換え機構には油圧通路を開閉可能とする開閉バルブが備えられている一方、
この開閉バルブを開閉制御するコントローラが備えられており、
上記コントローラは、一部の駆動カムのみをロック状態とする場合には開閉バルブを閉鎖する一方、全ての駆動カムをアンロック状態とする際には、開閉バルブを開放するよう構成されていることを特徴とする燃料供給装置。 The fuel supply apparatus according to claim 4, wherein
While some of the switching mechanisms are provided with an open / close valve that can open and close the hydraulic passage,
There is a controller that controls the opening and closing of this valve.
The controller is configured to close the open / close valve when only some of the drive cams are locked, and to open the open / close valve when all the drive cams are unlocked. A fuel supply device.

Images