JP3428443B2 - 可変流量高圧燃料ポンプ及び燃料供給制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用エンジ
ン、なかでも筒内噴射エンジンのインジェクタに燃料を
高圧で供給する燃料ポンプに関し、特に、インジェクタ
の燃料噴射量に応じて供給する高圧燃料の流量を変化さ
せることにより燃料ポンプの駆動動力を小さくすること
が可能な可変流量高圧燃料ポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、流量が可変な高圧ポンプとして、
例えば、特開平１−７３１６６号公報に記載のものが知
られている。

【０００３】特開平１−７３１６６号公報には、シリン
ダと、このシリンダに内蔵され、エンジンによって駆動
される燃料加圧部材と、この燃料加圧部材により画成さ
れシリンダ内の燃料を加圧するために形成されたポンプ
室と、このポンプ室に面すると共にシリンダに固定して
設けられた電磁弁とを備え、電磁弁は、ポンプ室内の高
圧燃料を低圧側へ連通する通路のシート部を、通電時に
この電磁弁の弁体が閉塞することにより、ポンプ室内の
高圧燃料を高圧の燃料が蓄圧されているコモンレール内
へ圧送し、通電期間に応じてコモンレールへの燃料吐出
量を制御するものであって、電磁弁の弁体が、シート部
を貫通してポンプ室内側に突出しており、閉弁時には、
このポンプ室側へ突出した弁体の下端面全体がポンプ室
内の高圧燃料圧を閉弁方向の押圧力として受けること
で、この弁体がシート部を閉塞して、ポンプ室内の高圧
燃料を保持する外開弁として構成された可変吐出量高圧
ポンプが記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】燃料ポンプを可変流量
化して、燃料ポンプが吐出する流量をインジェクタから
の噴射量に応じて制御することにより、インジェクタか
ら噴射されずに低圧に戻される余剰分の燃料を昇圧する
ために費やされるエンジンの動力を削減でき、燃費の改
善を図ることができる。

【０００５】特に、筒内噴射エンジンのように数十から
百気圧以上の高圧まで燃料を昇圧するために用いられる
高圧燃料ポンプの場合には、昇圧に必要なポンプの駆動
トルクが大きいため、流量を制御して余剰流量を削減す
ることに伴う、ポンプ駆動動力の低減効果は大きい。

【０００６】加えて、自動車用エンジンに用いられる燃
料ポンプには高い信頼性が求められる。エンジンが停止
すると、パワーステアリングやブレーキなどに油圧を供
給する油圧ポンプ等のエンジンによって駆動される補機
類まで止まるため、車両の走行はもとより、車両を安全
な場所まで移動させて停車させることも困難になる。し
たがって、可変流量燃料ポンプでは、故障等の不具合に
よって吐出流量を制御する機能が失われた場合にも、イ
ンジェクタに高圧燃料を供給する機能は維持できること
が安全上から必要である。

【０００７】ところが、前述の従来技術においては、流
量制御弁の動作が不能になった場合に高圧燃料を供給す
るという燃料ポンプの機能維持が困難であった。上記特
開平１−７３１６６号公報に記載の電磁弁は、いずれも
スプリング等によって開弁方向の力が弁体に付勢されて
おり、電磁コイルへの通電によって発生する電磁力で弁
体を閉弁させる構造となっている。

【０００８】この構造の電磁弁において最も生じやすい
不具合は、断線やコネクタの接触不良等によって電磁コ
イルへの通電ができなくなることであり、このとき、弁
体は付勢力によって開弁状態のままとなり、閉弁させる
ことができなくなる。

【０００９】電磁弁が開弁したままになると、ポンプの
プランジャが上死点から下降することでポンプ室内に燃
料が一旦吸入されるが、続いて、プランジャが下死点か
ら上昇することでポンプ室内の燃料が開弁している電磁
弁を逆流して行き、ポンプ室内の燃料は昇圧されず、吐
出口より吐出されることがない。

【００１０】すなわち、従来技術においては、可変流量
化のために設けられた電磁弁に通電できなくなると、流
量制御ができなくなるのみならず、燃料を吐出する機能
までもが失われてしまい、エンジンまでを停止させざる
を得なくなる場合があった。

【００１１】本発明の目的は、上述の問題点を解決する
ためになされたものであり、インジェクタの燃料噴射量
に応じて供給する高圧燃料の流量を制御することによ
り、燃料ポンプの駆動動力を低減でき、かつ流量制御用
の電磁弁が動作できなくなった場合にも燃料を供給でき
る可変流量高圧燃料ポンプ及び燃料供給制御方法を提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における可変流量高圧燃料ポンプの特徴とす
るところは、吸入流路あるいは吐出流路に備えられた電
磁弁の開閉により吸入流路とポンプ室あるいは吐出流路
とポンプ室との連通および非連通を切り換え、燃料の流
量を制御してインジェクタに供給し、一方、電磁弁への
通電がなく電磁弁が開閉動作を行なわない場合には、吸
入流路に備えられた吸入チェック弁により、プランジャ
の往復動に応じた燃料を吸入流路からポンプ室へ吸入
し、かつ吐出流路に備えられた吐出チェック弁により、
プランジャの往復動に応じた燃料をポンプ室から吐出流
路へ吐出しインジェクタに供給することにある。

【００１３】具体的には本発明は次に掲げる装置及び方
法を提供する。

【００１４】 本発明は、ポンプ室へ燃料を吸入する吸入
流路と、前記ポンプ室から前記燃料を吐出する吐出流路
とを有し、前記ポンプ室内を往復動するプランジャによ
って燃料の吸入・吐出を行ない、インジェクタに供給す
る可変流量高圧燃料ポンプにおいて、前記吸入流路に吸
入チェック弁、前記吐出流路に吐出チェック弁を、それ
ぞれ備え、また、前記吸入流路に燃料流量の制御を行う
電磁弁を備え、前記電磁弁は、前記吸入流路と前記ポン
プ室との間で前記吸入チェック弁に対し直列に配置さ
れ、かつ前記電磁弁は、該電磁弁を開閉して前記吸入流
路と前記ポンプ室との連通および非連通を切り換えるこ
とにより、前記燃料流量を制御し、前記電磁弁への通電
がなく前記電磁弁が開閉動作を行なわない場合には、前
記吸入チェック弁は、前記プランジャの往復動に応じた
一定流量の燃料を前記吸入流路から前記ポンプ室へ吸入
し、前記吐出チェック弁は、前記プランジャの往復動に
応じた一定流量の燃料を前記ポンプ室から前記吐出流路
へ吐出することを特徴とする可変流量高圧燃料ポンプを
提供する。

【００１５】 また、本発明は、ポンプ室へ燃料を吸入す
る吸入流路と、前記ポンプ室から前記燃料を吐出する吐
出流路とを有し、前記ポンプ室内を往復動するプランジ
ャによって燃料の吸入・吐出を行ない、インジェクタに
供給する可変流量高圧燃料ポンプにおいて、前記吸入流
路に吸入チェック弁、前記吐出流路に吐出チェック弁
を、それぞれ備え、また、前記吸入流路に燃料流量の制
御を行う電磁弁を備え、前記電磁弁は、前記吸入流路と
前記ポンプ室との間で前記吸入チェック弁に対し並列に
配置され、かつ前記電磁弁は、該電磁弁を開閉して前記
吸入流路と前記ポンプ室との連通および非連通を切り換
えることにより、前記吸入流路から前記ポンプ室へ燃料
を吸入する、あるいは前記ポンプ室から前記吸入流路へ
燃料を戻す、あるいは前記ポンプ室への燃料の吸入を止
める動作を行って前記燃料流量を制御し、前記電磁弁へ
の通電がなく前記電磁弁が開閉動作を行なわない場合に
は、前記吸入チェック弁は、前記プランジャの往復動に
応じた一定流量の燃料を前記吸入流路から前記ポンプ室
へ吸入し、前記吐出チェック弁は、前記プランジャの往
復動に応じた一定流量の燃料を前記ポンプ室から前記吐
出流路へ吐出することを特徴とする可変流量高圧燃料ポ
ンプを提供する。

【００１６】 また、本発明は、ポンプ室へ燃料を吸入す
る吸入流路と、前記ポンプ室から前記燃料を吐出する吐
出流路とを有し、前記ポンプ室内を往復動するプランジ
ャによって燃料の吸入・吐出を行ない、インジェクタに
供給する可変流量高圧燃料ポンプにおいて、前記吸入流
路に吸入チェック弁、前記吐出流路に吐出チェック弁
を、それぞれ備え、また、前記吐出流路に燃料流量の制
御を行う電磁弁を備え、前記電磁弁は、該電磁弁を開閉
して前記吐出流路と前記ポンプ室との連通および非連通
を切り換えることにより、前記燃料流量を制御し、前記
電磁弁への通電がなく前記電磁弁が開閉動作を行なわな
い場合には、前記吸入チェック弁は、前記プランジャの
往復動に応じた一定流量の燃料を前記吸入流路から前記
ポンプ室へ吸入し、前記吐出チェック弁は、前記プラン
ジャの往復動に応じた一定流量の燃料を前記ポンプ室か
ら前記吐出流路へ吐出することを特徴とする可変流量高
圧燃料ポンプを提供する。

【００１７】 好ましくは、前記吸入流路に前記電磁弁の
みを配置し、前記電磁弁を、前記通電がない場合には、
前記プランジャが上死点から下降する際に生じる前記吸
入流路に対する前記ポンプ室内の負圧によって弁体が開
弁するように構成することで、前記吸入チェック弁の機
能を兼ねさせる。

【００１８】 好ましくは、前記吐出流路に前記電磁弁の
みを配置し、前記電磁弁を、前記通電がない場合には、
前記プランジャが下死点から上昇する際に生じる前記吐
出流路に対する前記ポンプ室内の正圧によって弁体が開
弁するように構成することで、前記吐出チェック弁の機
能を兼ねさせる。

【００１９】好ましくは、前記電磁弁は、非通電時に閉
弁状態となり、通電時に開弁状態となるノーマルクロー
ズ型の構造を有し、前記ポンプ室と前記吐出流路との間
で前記吐出チェック弁に対し並列に配置されている。

【００２０】 また、本発明は、燃料ポンプ室内を往復動
するプランジャによって吸入流路から吸入した燃料を吐
出流路へ吐出しインジェクタに供給する燃料供給制御方
法において、前記吸入流路に備えられた吸入チェック弁
に対し直列に前記吸入流路に配置された電磁弁への通電
があり前記電磁弁が開閉動作を行なう場合には、前記電
磁弁により前記吸入流路と前記燃料ポンプ室との連通お
よび非連通を切り換え、前記燃料の流量を制御してイン
ジェクタに供給し、一方、前記電磁弁への通電がなく前
記電磁弁が開閉動作を行なわない場合には、前記吸入チ
ェック弁により、前記プランジャの往復動に応じた一定
流量の燃料を前記吸入流路から前記燃料ポンプ室へ吸入
し、かつ前記吐出流路に備えられた吐出チェック弁によ
り、前記プランジャの往復動に応じた一定流量の燃料を
前記燃料ポンプ室から前記吐出流路へ吐出しインジェク
タに供給することを特徴とする燃料供給制御方法を提供
する。

【００２１】 また、本発明は、燃料ポンプ室内を往復動
するプランジャによって吸入流路から吸入した燃料を吐
出流路へ吐出しインジェクタに供給する燃料供給制御方
法において、前記吸入流路に備えられた吸入チェック弁
に対し並列に前記吸入流路に配置された電磁弁への通電
があり前記電磁弁が開閉動作を行なう場合には、前記電
磁弁により前記吸入流路と前記燃料ポンプ室との連通お
よび非連通を切り換えことにより、前記吸入流路から前
記ポンプ室へ燃料を吸入する、あるいは前記ポンプ室か
ら前記吸入流路へ燃料を戻す、あるいは前記ポンプ室へ
の燃料の吸入を止める動作を行って前記燃料の流量を制
御してインジェクタに供給し、一方、前記電磁弁への通
電がなく前記電磁弁が開閉動作を行なわない場合には、
前記吸入チェック弁により、前記プランジャの往復動に
応じた一定流量の燃料を前記吸入流路から前記燃料ポン
プ室へ吸入し、かつ前記吐出流路に備えられた吐出チェ
ック弁により、前記プランジャの往復動に応じた一定流
量の燃料を前記燃料ポンプ室から前記吐出流路へ吐出し
インジェクタに供給することを特徴とする燃料供給制御
方法を提供する。

【００２２】 また、本発明は、燃料ポンプ室内を往復動
するプランジャによって吸入流路から吸入した燃料を吐
出流路へ吐出しインジェクタに供給する燃料供給制御方
法において、前記吐出流路に備えられた電磁弁への通電
があり前記電磁弁が開閉動作を行なう場合には、前記電
磁弁により前記吐出流路と前記燃料ポンプ室との連通お
よび非連通を切り換え、前記燃料の流量を制御してイン
ジェクタに供給し、一方、前記電磁弁への通電がなく前
記電磁弁が開閉動作を行なわない場合には、前記吸入流
路に備えられた吸入チェック弁により、前記プランジャ
の往復動に応じた一定流量の燃料を前記吸入流路から前
記燃料ポンプ室へ吸入し、かつ前記吐出流路に備えられ
た吐出チェック弁により、前記プランジャの往復動に応
じた一定流量の燃料を前記燃料ポンプ室から前記吐出流
路へ吐出しインジェクタに供給することを特徴とする燃
料供給制御方法を提供する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例に係
る可変流量高圧燃料ポンプ及び燃料供給制御方法を、図
を用いて説明する。

【００２４】［第１の実施の形態例］図１は、本発明の
第１の実施の形態例に係わる可変流量高圧燃料ポンプを
備えた自動車用エンジンの燃料供給系の構成図である。

【００２５】図１に示す燃料供給系は、燃料をタンク９
より移送するフィードポンプ２と、フィードポンプ２の
吐出圧力を調整する低圧プレッシャレギュレータ３と、
フィードポンプ２より吐出された燃料をさらに加圧する
と共に吐出する燃料流量の制御が可能な燃料ポンプ１０
０と、燃料ポンプ１００を制御するコントローラ４と、
燃料ポンプ１００より吐出された燃料をエンジンに噴射
するインジェクタ５と、インジェクタ５に与える燃料圧
力を計測する圧力センサ６と、インジェクタ５に与える
燃料圧力が所定の圧力を越えた場合に燃料を低圧に逃が
すリリーフ弁８とを含んで構成されている。

【００２６】ここで、フィードポンプ２および低圧プレ
ッシャレギュレータ３は、主として燃料ポンプ１００が
燃料を吸入する際のキャビテーション防止のために設け
られており、燃料ポンプ１００が動作する条件によって
は取り付けないことも可能である。

【００２７】燃料ポンプ１００は、ポンプ室１０２に燃
料を吸入する吸入流路１０３と、ポンプ室１０２から燃
料を吐出する吐出流路１０４を有し、ポンプ室１０２内
には、回転運動するカム１０５によって往復動されるプ
ランジャ１０６を備えている。

【００２８】また、吸入流路１０３および吐出流路１０
４には、それぞれ吸入チェック弁１１１および吐出チェ
ック弁１１２を備えている。吸入流路１０３には電磁弁
１１３が設けられ、コントローラ４から電磁弁１１３に
入力される電磁弁駆動信号により、電磁弁１１３の開閉
動作の制御が可能である。

【００２９】多くの場合、インジェクタ５に与える燃料
圧力はエンジンの運転状態に応じて調整する必要があ
る。図１では、エンジンの運転状態をスロットル開度や
エンジン回転数などの各種センサからの値によって上位
コントローラが判定する。

【００３０】その上で、上位コントローラは、エンジン
の運転状態に応じた適切な燃料圧力とインジェクタ５の
噴射量を決定し、コントローラ４およびインジェクタ駆
動回路に対して、要求圧力および要求噴射量の指令信号
を出力する。

【００３１】コントローラ４は、インジェクタ５に与え
る燃料圧力が上位コントローラからの要求圧力になるよ
うに、圧力センサ６からの信号をフィードバックして燃
料ポンプ１００の吐出流量を制御する。その際、コント
ローラ４は、回転角度センサ７から出力される燃料ポン
プ１００のカム１０５の回転角度を参照して、電磁弁１
１３の通電・非通電のタイミングを制御する。

【００３２】なお、燃料圧力以外の値を調整するために
燃料ポンプ１００の吐出流量を制御する場合には、圧力
センサ６に代わって、あるいは加えて別のセンサが配置
される。

【００３３】回転角度センサ７としては、エンジンに備
えられているクランク角度センサを用いることが可能で
ある。あるいは、回転角度センサ７からの信号はカム１
０５の回転角度の基準位置（例えばプランジャ１０６の
上死点や下死点）を検出するのみに用い、電磁弁１１３
への通電・非通電のタイミングはコントローラ４内のタ
イマーなどを用いて、回転角度ではなくて時間で制御す
ることも可能である。

【００３４】なお、図１では、上位コントローラ、イン
ジェクタ駆動回路、コントローラ４は、別々のブロック
として描かれている。しかし、実際には、ひとつのコン
トローラ内に設置することが可能であるし、また、ひと
つの演算回路で上述の制御を行うことも可能である。

【００３５】本第１の実施の形態例は、本発明の可変流
量高圧燃料ポンプを筒内噴射ガソリンエンジンに適用し
た例である。筒内噴射ガソリンエンジンでは、圧縮行程
中のシリンダの高圧雰囲気中への燃料噴射や、限られた
短い噴射期間で所定の燃料をシリンダ内に噴射すること
が求められるため、燃料噴射圧力すなわち高圧燃料ポン
プの吐出圧力は、従来のポート噴射エンジン比べてはる
かに高圧の数十気圧から百気圧以上までにする必要があ
る。

【００３６】ここで、高圧燃料ポンプを可変流量化し
て、高圧燃料ポンプが吐出する流量をインジェクタから
の噴射量に応じて制御すれば、インジェクタから噴射さ
れずに低圧に戻される余剰分の燃料を昇圧するために費
やされるエンジンの動力を削減でき、燃費の改善を図る
ことができる。

【００３７】特に、筒内噴射ガソリンエンジンのように
高圧まで燃料を昇圧する高圧燃料ポンプの場合には、昇
圧に必要なポンプの駆動トルクが大きいため、流量を制
御して余剰流量を削減することによるポンプ駆動動力の
低減効果すなわち燃費の改善効果は大きい。

【００３８】一方、自動車用エンジンに用いられる燃料
ポンプには高い信頼性が求められる。燃料ポンプからの
燃料の供給が止まってエンジンが停止すると、パワース
テアリング用やブレーキ用の油圧ポンプを始め、エンジ
ンによって駆動される補機類まで止まるため、車両の走
行はもとより、車両を安全な場所まで移動させて停車さ
せることも困難になる。

【００３９】したがって、可変流量高圧燃料ポンプで
は、吐出流量を制御する機能が失われた場合にも、イン
ジェクタに高圧燃料を供給する機能は維持できることが
安全上から必要である。

【００４０】図１で、電磁弁１１３は、吸入チェック弁
１１１と直列になるように吸入流路１０３とポンプ室１
０２の間に配されており、また、電磁弁１１３の構造
は、非通電時に開弁状態、通電時に閉弁状態となる、い
わゆるノーマルオープン型の構造を持つ。

【００４１】したがって、断線等による通電不能などに
よって電磁弁１１３が動作しなくなった場合、本実施例
の可変流量高圧燃料ポンプの電磁弁１１３は開弁したま
まとなる。このときには、燃料の吐出量の制御はできな
くなる。

【００４２】しかし、電磁弁１１３は開いているので、
吸入流路１０３を閉塞することがなく、吸入行程では、
吸入チェック弁１１１を通して吸入流路１０３から燃料
をポンプ室１０２に吸入することができる。吐出行程で
は、吐出チェック弁１１２を通してポンプ室１０２から
インジェクタ５に燃料を供給することができる。

【００４３】つまり、本第１の実施の形態例の可変流量
高圧燃料ポンプは、電磁弁１１３が動作しなくなって吐
出流量を制御する機能が失われた場合にも、固定流量の
高圧燃料ポンプとしてインジェクタ５に高圧燃料を供給
する機能を維持できる。

【００４４】固定容量の高圧燃料ポンプとして動作する
場合、インジェクタ５からの燃料噴射量が少ないと、ポ
ンプが燃料を吐出し続けることによって、インジェクタ
５への供給燃料圧力が上昇し続けて、燃料配管が破損す
る恐れがある。

【００４５】本第１の実施の形態例では、このような危
険な事態が発生しないように、図１に示すリリーフ弁８
が設けられており、インジェクタ５に与える燃料圧力が
所定の圧力（リリーフ圧力）を越えた場合には燃料を低
圧に逃がす構成となっている。つまり、電磁弁１１３が
動作せずに固定容量の高圧燃料ポンプとして働く場合に
も、リリーフ弁８で設定されるリリーフ圧力の高圧燃料
をインジェクタ５に供給することができる。

【００４６】続いて、図１の可変流量高圧燃料ポンプの
流量制御動作を、図２を用いて説明する。第１の実施の
形態例では、燃料ポンプ１００の吐出流量を減少させる
ために、プランジャ１０６が上死点から下死点に下降す
る吸入行程の一部期間（図２(b)の期間）で電磁弁１１
３を閉弁する。以下に、吸入行程および吐出行程での動
作を順次説明する。

【００４７】図２の期間(a)は吸入行程にある。電磁弁
１１３は開弁しており、プランジャ１０６の下降に伴っ
て吸入チェック弁１１１が開き、燃料が吸入流路１０３
からポンプ室１０２内に吸入される。電磁弁１１３はノ
ーマルオープン型なので、期間(a)では、コントローラ
４からの電磁弁駆動信号はなく、電磁弁１１３は非通電
状態である。

【００４８】図２の期間(b)は引き続き吸入行程にある
が、コントローラ４からの電磁弁駆動信号によって電磁
弁１１３は通電状態にあり閉弁している。したがって、
プランジャ１０６が下降しても燃料はポンプ室１０２に
吸入されない。このとき、プランジャ１０６の下降に伴
って生じるポンプ室１０２内の負圧が燃料の飽和蒸気圧
力以下になると、ポンプ室１０２内に燃料の気泡が発生
する。

【００４９】図２の期間(c)は吐出行程にある。このと
き、電磁弁１１３がコントローラ４からの電磁弁駆動信
号によって通電状態にあり閉弁している。プランジャ１
０６が下死点から上昇する行程であるが、期間(b)で生
じたポンプ室１０２内の負圧によってプランジャ１０６
には上昇させる力が作用する。

【００５０】つまり、期間(b)でポンプ室１０２内の負
圧発生のためにプランジャ１０６が費やした仕事が、期
間(c)でプランジャ１０６を動かす仕事として回収され
る。プランジャ１０６が上昇すると、期間(b)でポンプ
室１０２内に発生した気泡が潰されていくとともに、ポ
ンプ室１０２内の圧力は上がっていく。

【００５１】図２の期間(d)では、期間(c)に引き続き吐
出行程にあるが、ポンプ室１０２内の圧力が吐出チェッ
ク弁１１２を開くまで上昇し、燃料はポンプ室１０２か
ら吐出チェック弁１１２を通って吐出される。

【００５２】以上記したように、第１の実施の形態例の
可変流量高圧燃料ポンプでは、吸入行程の一部期間で電
磁弁１１３を閉弁することによって燃料の吐出量を減ら
すことが可能である。また、閉弁する期間の長短によっ
て燃料の吐出量の減少量を制御することができる。

【００５３】さらに、本第１の実施の形態例では、吐出
量の制御のために電磁弁１１３を閉じている間は燃料の
流れがないため、流体抵抗による損失が発生しない。

【００５４】なお、図２では、吐出行程から引き続いて
吸入行程の前半は電磁弁１１３を開弁しておき、吸入行
程の後半で電磁弁１１３を閉弁するように制御した場合
を示したが、本第１の実施の形態例の可変流量高圧燃料
ポンプは、吸入行程の任意の期間で電磁弁１１３を閉弁
させることで吐出量の制御が可能である。

【００５５】図３に、図１の可変流量高圧燃料ポンプの
構造の一例を示す。燃料ポンプ１００は、ポンプ室１０
２に燃料を吸入する吸入流路１０３と、ポンプ室１０２
から燃料を吐出する吐出流路１０４を有し、ポンプ室１
０２内には、回転するカム１０５によって往復動される
プランジャ１０６を備えている。

【００５６】カム１０５とプランジャ１０６との間に
は、カムフォロア１０７が配されており、カム１０５の
回転運動を往復動に変換してプランジャ１０６に伝えて
いる。カム１０５とカムフォロア１０７との接触面には
摺動部が介在するため、カムフォロア１０７は摺動に対
して耐久性のある材料で作られ、また、耐久性向上のた
めに摺動部に潤滑油を供給することもある。

【００５７】カムフォロア１０７とポンプボディ１０８
との間にはバネ１０９が挿入されており、バネ１０９
は、カム１０５に押し付ける力をカムフォロア１０７に
付与して、カムフォロア１０７がカム１０５の動きに対
して離れることなく追従するようにセットされている。

【００５８】また、プランジャ１０６とポンプボディ１
０８との間にはバネ１１０が挿入されており、バネ１１
０は、カムフォロア１０７に押し付ける力をプランジャ
１０６に付与して、プランジャ１０６がカムフォロア１
０７の動きに対して離れることなく追従するようにセッ
トされている。

【００５９】なお、プランジャ１０６とカムフォロア１
０７は一体構造とすることも可能であり、その場合に
は、バネ１０９あるいはバネ１１０のいずれか一方は用
いなくても良い。吸入流路１０３には吸入チェック弁１
１１が備えられており、吐出流路１０４には吐出チェッ
ク弁１１２が備えられている。

【００６０】吸入流路１０３には電磁弁１１３が設けら
れ、外部から電磁弁１１３に入力される電磁弁駆動信号
により、電磁弁１１３の開閉動作の制御が可能である。
電磁弁１１３は、電磁弁ボディ１１４、電磁コイル１１
５、電磁鉄心１１６、弁体１１７、弾性部材の一例であ
るバネ１１８から構成されている。

【００６１】図３は、電磁弁１１３の非通電状態を示し
ている。弁体１１７はバネ１１８のばね力によってシー
ト部１１９から離れて開弁している。電磁コイル１１５
に通電すると、電磁力がばね力に打ち勝って弁体１１７
が電磁鉄心１１６に吸引され、弁体１１７がシート部１
１９と密着して電磁弁１１３は閉弁される。

【００６２】すなわち、図３に示した電磁弁１１３は、
ノーマルオープン型の構造となっている。

【００６３】電磁弁１１３は、ポート１２０が吸入チェ
ック弁１１１と連通し、また、ポート１２１がポンプ室
１０２連通して、吸入チェック弁１１１と直列になるよ
うに吸入流路１０３とポンプ室１０２の間に配されてい
る。よって、図３の燃料ポンプ１００は、図１および図
２を引用して上記で説明した吐出流量の制御が電磁弁１
１３の開閉制御で可能である。

【００６４】［第２の実施の形態例］続いて、本発明の
第２の実施の形態例について、図４から図６を用いて説
明する。図４は、本発明の第２の実施の形態例に係わる
可変流量高圧燃料ポンプを備えた自動車用エンジンの燃
料供給系の構成図である。

【００６５】図４に示す燃料供給系は、燃料ポンプ２０
０の電磁弁、吸入チェック弁および吐出チェック弁の構
成以外は図１に示したものと同じである。

【００６６】図４に示す燃料ポンプ２００では、電磁弁
２１３が、吸入チェック弁１１１と並列になるように吸
入流路１０３とポンプ室１０２の間に配されている。ま
た、電磁弁２１３の構造は、非通電時に閉弁状態、通電
時に開弁状態となる、いわゆるノーマルクローズ型の構
造を持っている。

【００６７】したがって、断線等による通電不能などに
よって電磁弁２１３が動作しなくなった場合、本実施例
の可変流量高圧燃料ポンプの電磁弁２１３を開弁させる
ことはできなくなる。このとき、燃料の吐出量の制御は
できなくなる。

【００６８】しかし、電磁弁２１３と並列に吸入チェッ
ク弁１１１が設けられているので、吸入流路１０３が閉
塞されることはない。吸入行程では、吸入チェック弁１
１１を通して吸入流路１０３から燃料をポンプ室１０２
に吸入することができる。

【００６９】吐出行程では、吐出チェック弁１１２を通
してポンプ室１０２からインジェクタ５に燃料を供給す
ることができる。

【００７０】つまり、本第２の実施の形態例の可変流量
高圧燃料ポンプも、第１の実施の形態例と同様に、電磁
弁２１３が動作しなくなって吐出流量を制御する機能が
失われた場合にも、固定流量の高圧燃料ポンプとして、
インジェクタ５にリリーフ弁８で設定されるリリーフ圧
力の高圧燃料をインジェクタ５に供給することができ
る。

【００７１】続いて、図４の可変流量高圧燃料ポンプの
流量制御動作を、図５を用いて説明する。第２の実施の
形態例では、燃料ポンプ１００の吐出流量を減少させる
ために、プランジャ１０６が下死点から上死点に上昇す
る吐出行程の一部期間（図５(b)の期間）で電磁弁２１
３を開弁する。以下に、吸入行程および吐出行程での動
作を順次説明する。

【００７２】図５の期間(a)は吸入行程である。このと
き、電磁弁２１３は閉弁状態でも開弁状態でも、プラン
ジャ１０６の下降に伴って吸入流路１０３からポンプ室
１０２内に燃料が吸入される。

【００７３】すなわち、電磁弁２１３が閉弁状態の場合
には、プランジャ１０６の下降に伴って吸入チェック弁
１１１が開き、燃料が吸入流路１０３からポンプ室１０
２内に吸入される。また、電磁弁２１３が開弁状態の場
合には、電磁弁２１３を通って燃料が吸入流路１０３か
らポンプ室１０２内に吸入される。

【００７４】したがって、第２の実施の形態例では、電
磁弁２１３での消費電力を低減したい場合には、期間
(a)で電磁弁２１３への通電を止めることが可能であ
る。

【００７５】また、ポンプ室１０２内に燃料を吸入する
際の流体抵抗を低減したい場合には、期間(a)で電磁弁
２１３に通電して、開弁した電磁弁２１３を通して燃料
を吸入することで、吸入チェック弁１１１での流体抵抗
（圧力損失）を減らすことができる。

【００７６】吸入チェック弁１１１での圧力損失を低減
すると、燃料ポンプ２００の吸入仕事を小さくできると
共に、燃料吸入のキャビテーション発生を防ぎやすくな
る。

【００７７】なお、電磁弁２１３は、ノーマルクローズ
型なので、期間(a)で電磁弁２１３を開弁する場合に
は、コントローラ４から電磁弁駆動信号を出力し、電磁
弁２１３を通電状態にする。

【００７８】図５の期間(b)は吐出行程であるが、コン
トローラ４からの電磁弁駆動信号によって電磁弁２１３
は通電状態にあり開弁している。このとき、プランジャ
１０６が上昇しても燃料はポンプ室１０２から電磁弁２
１３を通って吸入流路１０３に戻されるだけであり、ポ
ンプ室１０２内の圧力は上がらない。したがって、吐出
チェック弁１１２は開弁せず、期間(b)の間は、インジ
ェクタに向けて燃料が吐出されない。

【００７９】図２の期間(c)も引き続き吐出行程にあ
る。このとき、コントローラ４から電磁弁２１３への電
磁弁駆動信号が切られ、電磁弁２１３は非通電状態にな
って閉弁する。プランジャ１０６が上昇すると、ポンプ
室１０２内の圧力が吐出チェック弁１１２を開くまで上
昇し、燃料はポンプ室１０２から吐出チェック弁１１２
を通って吐出される。

【００８０】以上記したように、第２の実施の形態例の
可変流量高圧燃料ポンプでは、吐出行程の一部期間で電
磁弁２１３を開弁することによって燃料の吐出量を減ら
すことが可能である。また、開弁する期間の長短によっ
て燃料の吐出量の減少量を制御することができる。

【００８１】なお、図５では、吐出行程の前半で電磁弁
２１３を開弁しておき、吐出行程の後半で電磁弁２１３
を閉弁するように制御した場合を示したが、本第２の実
施の形態例の可変流量高圧燃料ポンプは、吐出行程の任
意の期間で電磁弁２１３を開弁させることで吐出量の制
御が可能である。

【００８２】図６に、図４の可変流量高圧燃料ポンプの
構造の一例を示す。燃料ポンプ２００は、図３に示した
第１の実施の形態例の可変流量高圧燃料ポンプの構造の
一例に対して、電磁弁２１３の構造と配置が異なる。し
たがって、以下では、図３と同一の構造部分の説明は省
略する。

【００８３】燃料ポンプ２００は、電磁弁２１３が、吸
入チェック弁１１１と並列になるように吸入流路１０３
とポンプ室１０２の間に配されている。電磁弁２１３
は、電磁弁ボディ２１４、電磁コイル２１５、電磁鉄心
２１６、弁体２１７、弾性部材の一例であるバネ２１８
から構成される。

【００８４】図６は、電磁弁２１３の非通電状態を示し
ており、弁体２１７はバネ２１８のばね力によって閉弁
している。電磁コイル２１５に通電すると、電磁力がば
ね力に打ち勝って弁体２１７が電磁鉄心２１６に吸引さ
れて、電磁弁２１３は開弁する。すなわち、図６に示し
た電磁弁２１３は、ノーマルクローズ型の構造となって
いる。

【００８５】電磁弁２１３は、ポート２２０が吸入チェ
ック弁１１１の入口と連通し、また、ポート２２１と吸
入チェック弁１１１の出口とがポンプ室１０２で連通し
て、吸入チェック弁１１１と並列になるように吸入流路
１０３とポンプ室１０２の間に配されている。よって、
図６の燃料ポンプ２００は、図４および図５を引用して
上記で説明した吐出流量の制御が電磁弁２１３の開閉制
御で可能である。

【００８６】図７に、第２の実施の形態例の可変流量高
圧燃料ポンプの構造の他の一例を示す。燃料ポンプ２０
０は、図６に示した可変流量高圧燃料ポンプの構造の一
例に対して、電磁弁２１３のポート２２０およびポート
２２１と流入流路１０３およびポンプ室１０２との連通
が異なる。

【００８７】図７の燃料ポンプ２００では、電磁弁２１
３は、ポート２２１が吸入チェック弁１１１の入口と連
通し、また、ポート２２０と吸入チェック弁１１１の出
口とがポンプ室１０２で連通して、吸入チェック弁１１
１と並列になるように吸入流路１０３とポンプ室１０２
の間に配されている。

【００８８】よって、図７の燃料ポンプ２００も、図６
に示したものと同様、図４および図５を引用して上記で
説明した吐出流量の制御が電磁弁２１３の開閉制御で可
能である。

【００８９】図７の燃料ポンプと図６の燃料ポンプとの
差異は、圧縮行程および吸入行程で電磁弁２１３の弁体
２１７に作用する燃料圧力の向きが反対になっている点
である。すなわち、図７では、圧縮行程で電磁弁２１３
を閉弁する際、ポンプ室１０２内が高圧、吸入流路１０
３内が低圧となるので、燃料圧力によって、弁体２１７
には閉じる向き（図７では、下向き）の力が作用して燃
料のシールがしっかりできるという利点がある。

【００９０】また、吸入行程で電磁弁２１３を開弁する
際は、ポンプ室１０２内が吸入流路１０３に比べて負圧
となるので、燃料圧力によって、弁体２１７には開く向
き（図７では、上向き）の力が作用して弁体２１７を開
弁させやすいという利点がある。

【００９１】［第３の実施の形態例］続いて、本発明の
第３の実施の形態例について、図８から図１０を用いて
説明する。図８は、本発明の第３の実施の形態例に係わ
る可変流量高圧燃料ポンプを備えた自動車用エンジンの
燃料供給系の構成図である。

【００９２】図８に示す燃料供給系は、燃料ポンプ３０
０の電磁弁の構成以外は図４に示したものと同じであ
る。

【００９３】図８に示した燃料ポンプ３００では、電磁
弁３１３が吸入流路１０３に配されている。電磁弁３１
３の構造は、非通電時に閉弁状態、通電時に開弁状態と
なる、いわゆるノーマルクローズ型の構造を持ってい
る。

【００９４】また、電磁弁３１３は、非通電時には、吸
入行程で発生するポンプ室１０２内の負圧によって開弁
するようにばね力が設定されている。

【００９５】したがって、断線等による通電不能などに
よって電磁弁３１３が非通電になった場合、燃料の吐出
量の制御はできなくなるが、吸入行程では、非通電の電
磁弁３１３が吸入チェック弁と同じ役割をして、電磁弁
３１３を通して吸入流路１０３から燃料をポンプ室１０
２に吸入することができる。吐出行程では、吐出チェッ
ク弁１１２を通してポンプ室１０２からインジェクタ５
に燃料を供給することができる。

【００９６】つまり、本第３の実施の形態例の可変流量
高圧燃料ポンプも、第１および第２の実施の形態例と同
様に、吐出流量を制御する機能が失われた場合にも、固
定流量の高圧燃料ポンプとしてインジェクタ５にリリー
フ弁８で設定されるリリーフ圧力の高圧燃料をインジェ
クタ５に供給することができる。

【００９７】続いて、図８の可変流量高圧燃料ポンプの
流量制御動作を、図９を用いて説明する。第３の実施の
形態例では、第２の実施の形態例と同じく、燃料ポンプ
３００の吐出流量を減少させるために、プランジャ１０
６が下死点から上死点に上昇する吐出行程の一部期間
（図９(b)の期間）で電磁弁３１３を開弁する。

【００９８】図９の期間(a)は吸入行程である。このと
き、電磁弁３１３はコントローラ４からの電磁弁駆動信
号により通電状態となり開弁し、電磁弁３１３を通って
燃料が吸入流路１０３からポンプ室１０２内に吸入され
る。

【００９９】図９の期間(b)は吐出行程であるが、コン
トローラ４からの電磁弁駆動信号によって電磁弁３１３
は通電状態にあり開弁している。このとき、プランジャ
１０６が上昇しても燃料はポンプ室１０２から電磁弁３
１３を通って吸入流路１０３に戻されるだけであり、ポ
ンプ室１０２内の圧力は上がらない。したがって、吐出
チェック弁１１２は開弁せず、期間(b)の間は、インジ
ェクタに向けて燃料が吐出されない。

【０１００】図９の期間(c)も引き続き吐出行程にあ
る。このとき、コントローラ４から電磁弁３１３への電
磁弁駆動信号が切られ、電磁弁３１３は非通電状態にな
って閉弁する。プランジャ１０６が上昇すると、ポンプ
室１０２内の圧力が吐出チェック弁１１２を開くまで上
昇し、燃料はポンプ室１０２から吐出チェック弁１１２
を通って吐出される。

【０１０１】以上記したように、第３の実施の形態例の
可変流量高圧燃料ポンプでは、第２の実施の形態例と同
様、吐出行程の一部期間で電磁弁３１３を開弁すること
によって燃料の吐出量を減らすことが可能である。ま
た、吐出行程の任意の期間で開弁期間の長短によって燃
料の吐出量の減少量を制御することができることも第２
の実施の形態例と同じである。

【０１０２】図１０に、図８の可変流量高圧燃料ポンプ
の構造の一例を示す。燃料ポンプ３００は、図６に示し
た第２の実施の形態例の可変流量高圧燃料ポンプの構造
の一例に対して、吸入チェック弁１１１がない点、およ
び電磁弁３１３の構造と配置が異なる。以下では、図６
と同一の構造部分の説明は省略する。

【０１０３】燃料ポンプ３００は、電磁弁３１３が、吸
入流路１０３とポンプ室１０２の間に配されている。電
磁弁３１３は、電磁弁ボディ３１４、電磁コイル３１
５、電磁鉄心３１６、弁体３１７、弾性部材の一例であ
るバネ３１８から構成されている。

【０１０４】図１０は、電磁弁３１３の非通電状態を示
しており、弁体３１７はバネ３１８のばね力（図１０
中、上方に作用）によって閉弁している。電磁コイル３
１５に通電すると、電磁力（図１０中、下方に作用）が
ばね力に打ち勝って弁体３１７が電磁鉄心３１６に吸引
されて、電磁弁３１３は閉弁する。すなわち、図１０に
示した電磁弁３１３は、ノーマルクローズ型の構造とな
っている。

【０１０５】電磁弁３１３は、ポート３２０が吸入流路
１０３と連通し、また、ポート３２１がポンプ室１０２
連通して、吸入流路１０３とポンプ室１０２の間に配さ
れている。よって、図６の燃料ポンプ３００は、図８お
よび図９を引用して上記で説明した吐出流量の制御が電
磁弁３１３の開閉制御で可能である。

【０１０６】また、電磁弁３１３のバネ３１８は、ポー
ト３２０の圧力と吸入行程で発生するポンプ室１０２内
の負圧との不均衡から弁体３１７に作用する力（図中、
下方に作用）によって開弁するようにばね力が設定され
ている。

【０１０７】電磁弁３１３が非通電になった場合、吸入
行程では、非通電の電磁弁３１３が吸入チェック弁と同
じ役割をして、電磁弁３１３を通して吸入流路１０３か
ら燃料をポンプ室１０２に吸入することができる。

【０１０８】吐出行程では、ポンプ室１０２内の圧力上
昇によって弁体３１７が上方に移動して閉弁すると共
に、吐出チェック弁１１２が開弁して燃料をインジェク
タに向けて吐出する。

【０１０９】なお、図１０の構造と同じ動作は、図７に
示した構造の燃料ポンプから吸入チェック弁１１１を取
り除いたものでも実現することが可能である。

【０１１０】［第４の実施の形態例］続いて、本発明の
第４の実施の形態例について、図１１から図１３を用い
て説明する。図１１は、本発明の第４の実施の形態例に
係わる可変流量高圧燃料ポンプを備えた自動車用エンジ
ンの燃料供給系の構成図である。

【０１１１】図１１に示す燃料供給系は、燃料ポンプ４
００の電磁弁、吸入チェック弁、吐出チェック弁の構成
以外は第１から第３の実施の形態例と同じである。

【０１１２】図１１に示した燃料ポンプ４００では、電
磁弁４１３が、吐出チェック弁１１２と並列になるよう
にポンプ室１０２と吐出流路１０４との間に配されてい
る。また、電磁弁４１３の構造は、非通電時に閉弁状
態、通電時に開弁状態となる、いわゆるノーマルクロー
ズ型の構造を持っている。

【０１１３】電磁弁４１３が非通電になった場合にも、
電磁弁４１３と並列に吐出チェック弁１１２が設けられ
ているので、吐出流路１０４が閉塞されることはない。

【０１１４】吸入行程では、吸入チェック弁１１１を通
して吸入流路１０３から燃料をポンプ室１０２に吸入す
ることができる。吐出行程では、吐出チェック弁１１２
を通してポンプ室１０２からインジェクタ５に燃料を供
給することができる。

【０１１５】つまり、本第４の実施の形態例の可変流量
高圧燃料ポンプも、第１から第３の実施の形態例と同様
に、電磁弁４１３への通電ができなくなって吐出流量を
制御する機能が失われた場合にも、固定流量の高圧燃料
ポンプとしてインジェクタ５にリリーフ弁８で設定され
るリリーフ圧力の高圧燃料をインジェクタ５に供給する
ことができる。

【０１１６】続いて、図１１の可変流量高圧燃料ポンプ
の流量制御動作を、図１２を用いて説明する。第４の実
施の形態例では、燃料ポンプ４００の吐出流量を減少さ
せるために、プランジャ１０６が上死点から下死点に下
降する吸入行程の一部期間（図１２(a)の期間）で電磁
弁４１３を開弁する。以下に、吸入行程および吐出行程
での動作を順次説明する。

【０１１７】図１２の期間(a)は吸入行程にある。この
とき、電磁弁４１３はコントローラ４からの電磁弁駆動
信号によって開弁している。すると、プランジャ１０６
の下降に伴って吐出流路１０４から電磁弁４１３を通っ
てポンプ室１０２内に燃料が吸入される。

【０１１８】これは、後述する吐出行程で一度高圧にし
て吐出した燃料がポンプ室１０２内に再び戻されるもの
であり、高圧燃料によってプランジャ１０６にはプラン
ジャ１０６を下降させる力が作用する。

【０１１９】すなわち、第４の実施の形態例では、高圧
燃料を戻す動作によって、吐出行程で燃料を高圧にする
ために費やした動力の一部が回収されることになる。

【０１２０】図１２の期間(b)は引き続き吸入行程であ
るが、コントローラ４からの電磁弁駆動信号を切って電
磁弁４１３を閉弁させる。このとき、プランジャ１０６
の下降に伴って生じるポンプ室１０２内の負圧により、
今度は吸入チェック弁１１１が開弁して、吸入流路１０
３から燃料がポンプ室１０２内に吸入される。

【０１２１】上述の期間(a)では一旦吐出した燃料を戻
したので、期間(b)での吸入量が次の吐出行程（期間
(c)）と合わせて実際に吐出される燃料の量となる。

【０１２２】図１２の期間(c)は吐出行程である。この
とき、電磁弁４１３は閉弁状態でも開弁状態でも、プラ
ンジャ１０６の上昇に伴って吐出流路１０４からインジ
ェクタ５に向けて燃料が吐出される。すなわち、電磁弁
４１３が閉弁状態の場合には、プランジャ１０６の上昇
に伴ってポンプ室１０２内の圧力が上がって吐出チェッ
ク弁１１２が開き、燃料が吐出流路１０４から吐出され
る。また、電磁弁４１３が開弁状態の場合には、電磁弁
４１３を通って燃料が吐出流路１０４から吐出される。

【０１２３】したがって、第４の実施の形態例では、電
磁弁４１３での消費電力を低減したい場合には、期間
(a)で電磁弁４１３への通電を止めることが可能であ
る。

【０１２４】また、ポンプ室１０２内から燃料を吐出す
る際の流体抵抗を低減したい場合には、期間(a)で電磁
弁４１３に通電して、開弁した電磁弁４１３を通して燃
料を吐出することで、吐出チェック弁１１２での流体抵
抗（圧力損失）を減らすことができる。

【０１２５】以上記したように、第４の実施の形態例の
可変流量高圧燃料ポンプでは、吸入行程の一部期間で電
磁弁４１３を開弁することによって燃料の吐出量を減ら
すことが可能である。また、開弁する期間の長短によっ
て燃料の吐出量の減少量を制御することができる。

【０１２６】図１３に、図１１の可変流量高圧燃料ポン
プの構造の一例を示す。燃料ポンプ４００は、第１から
第３の実施の形態例の可変流量高圧燃料ポンプの構造例
に対して、電磁弁４１３の構造と配置が異なる。以下で
は、同一の構造部分の説明は省略する。

【０１２７】燃料ポンプ４００は、電磁弁４１３が、吐
出チェック弁１１２と並列になるようにポンプ室１０２
と吐出流路１０４の間に配されている。電磁弁４１３
は、電磁弁ボディ４１４、電磁コイル４１５、電磁鉄心
４１６、弁体４１７、弾性部材の一例であるバネ４１８
から構成されている。

【０１２８】図１３は、電磁弁４１３の非通電状態を示
しており、弁体４１７はバネ４１８のばね力によって閉
弁している。電磁コイル４１５に通電すると、電磁力が
ばね力に打ち勝って弁体４１７が電磁鉄心４１６に吸引
されて、電磁弁４１３は閉弁する。すなわち、図１３に
示した電磁弁４１３は、ノーマルクローズ型の構造とな
っている。

【０１２９】電磁弁４１３は、ポート４２０が出口と連
通し、また、ポート４２１と吐出チェック弁１１２の入
口とがポンプ室１０２連通して、吐出チェック弁１１２
と並列になるように吐出流路１０４とポンプ室１０２の
間に配されている。よって、図１３の燃料ポンプ４００
は、図１１および図１３を引用して上記で説明した吐出
流量の制御が電磁弁４１３の開閉制御で可能である。

【０１３０】［第５の実施の形態例］続いて、本発明の
第５の実施の形態例について、図１４から図１６を用い
て説明する。図１４は、本発明の第５の実施の形態例に
係わる可変流量高圧燃料ポンプを備えた自動車用エンジ
ンの燃料供給系の構成図である。

【０１３１】図１４に示す燃料供給系は、吐出チェック
弁１１２がない点および燃料ポンプ５００の電磁弁５１
３の配置以外は図１１に示した第４の実施の形態例と同
じである。

【０１３２】図１４に示した燃料ポンプ５００では、電
磁弁５１３が吐出流路１０４に配されている。電磁弁５
１３の構造は、非通電時に閉弁状態、通電時に開弁状態
となる、いわゆるノーマルクローズ型の構造を持ってい
る。

【０１３３】また、電磁弁５１３は、非通電時には、吐
出行程で発生するポンプ室１０２内の圧力上昇によって
開弁するようにばね力が設定されている。

【０１３４】したがって、断線等による通電不能などに
よって電磁弁５１３が非通電になった場合、燃料の吐出
量の制御はできなくなるが、吸入行程では、吸入チェッ
ク弁１１１を通してポンプ室１０２内に燃料を吸入する
ことができる。また、吐出行程では、非通電の電磁弁５
１３が吐出チェック弁と同じ役割をして、電磁弁５１３
を通して吐出流路１０４から燃料をインジェクタ５に向
けて吐出することができる。

【０１３５】つまり、本第５の実施の形態例の可変流量
高圧燃料ポンプも、第１から第４の実施の形態例と同様
に、吐出流量を制御する機能が失われた場合にも、固定
流量の高圧燃料ポンプとしてインジェクタ５にリリーフ
弁８で設定されるリリーフ圧力の高圧燃料をインジェク
タ５に供給することができる。

【０１３６】続いて、図１４の可変流量高圧燃料ポンプ
の流量制御動作を、図１５を用いて説明する。

【０１３７】第５の実施の形態例では、第４の実施の形
態例と同じく、燃料ポンプ５００の吐出流量を減少させ
るために、プランジャ１０６が上死点から下死点に下降
する吸入行程の一部期間（図１５(a)の期間）で電磁弁
５１３を開弁する。

【０１３８】図１５の期間(a)は吸入行程である。この
とき、電磁弁５１３はコントローラ４からの電磁弁駆動
信号によって開弁しており、第４の実施の形態例の図１
２の期間(a)で説明したのと同じ動作をする。

【０１３９】図１５の期間(b)は引き続き吸入行程であ
るが、コントローラ４からの電磁弁駆動信号を切って電
磁弁５１３を閉弁させる。このときも、第４の実施の形
態例の図１２の期間(b)で説明したのと同じ動作をす
る。

【０１４０】図１５の期間(c)は吐出行程である。この
とき、電磁弁５１３はコントローラ４からの電磁弁駆動
信号によって開弁し、プランジャ１０６の上昇に伴っ
て、電磁弁５１３を通って吐出流路１０４からインジェ
クタ５に向けて燃料が吐出される。

【０１４１】以上記したように、第５の実施の形態例の
可変流量高圧燃料ポンプでも、第４の実施の形態例と同
様、吸入行程の一部期間で電磁弁５１３を開弁すること
によって燃料の吐出量を減らすことが可能である。

【０１４２】図１６に、図１４の可変流量高圧燃料ポン
プの構造の一例を示す。燃料ポンプ５００は、第４の実
施の形態例の可変流量高圧燃料ポンプの構造例に対し
て、吐出チェック弁１１２がない点、および電磁弁５１
３の配置が異なる。

【０１４３】燃料ポンプ５００は、電磁弁５１３が、ポ
ンプ室１０２と吐出流路１０４との間に配されている。
電磁弁５１３の構成は、図１３に示した第４実施例の電
磁弁４１３と同一であり、ノーマルクローズ型の構造と
なっている。

【０１４４】また、ポート５２０が吐出流路１０４と連
通し、また、ポート５２１がポンプ室１０２連通してい
る。この構成により、図１６の燃料ポンプ５００は、図
１４および図１５を引用して上記で説明した吐出流量の
制御が電磁弁５１３の開閉制御で可能である。

【０１４５】また、電磁弁５１３のバネ４１８は、ポー
ト５２０の圧力と吐出行程で上昇するポンプ室１０２内
の圧力の不均衡から弁体４１７に作用する力（図中、上
方に作用）によって開弁するようにばね力が設定されて
いる。

【０１４６】電磁弁５１３が非通電になった場合、吐出
行程では、非通電の電磁弁５１３が吐出チェック弁と同
じ役割をして、電磁弁５１３を通して吐出流路１０５か
ら燃料をインジェクタに向けて吐出することができる。
吸入行程では、ポンプ室１０２内の負圧によって弁体５
１７が下方に移動して閉弁すると共に、吸入チェック弁
１１１が開弁して燃料を吸入流路１０４からポンプ室１
０２に吸入する。

【０１４７】

【発明の効果】本発明によれば、インジェクタの燃料噴
射量に応じて燃料ポンプがインジェクタに供給する高圧
燃料の吐出流量を制御することにより燃料ポンプの駆動
動力を低減できる。さらに、流量制御用の電磁弁が動作
できなくなった場合にも、インジェクタに対して高圧燃
料を供給することができるので、可変流量高圧燃料ポン
プの信頼性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態例に係わる可変流量
高圧燃料ポンプを備えた自動車用エンジンの燃料供給系
の構成図である。

【図２】図１の可変流量高圧燃料ポンプの流量制御動作
の説明図である。

【図３】図１の可変流量高圧燃料ポンプの構造の一例を
示す図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態例に係わる可変流量
高圧燃料ポンプを備えた自動車用エンジンの燃料供給系
の構成図である。

【図５】図４の可変流量高圧燃料ポンプの流量制御動作
の説明図である。

【図６】図４の可変流量高圧燃料ポンプの構造の一例を
示す図である。

【図７】第２の実施の形態例の可変流量高圧燃料ポンプ
の構造の他の一例を示す図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態例に係わる可変流量
高圧燃料ポンプを備えた自動車用エンジンの燃料供給系
の構成図である。

【図９】図８の可変流量高圧燃料ポンプの流量制御動作
の説明図である。

【図１０】図８の可変流量高圧燃料ポンプの構造の一例
を示す図である。

【図１１】本発明の第４の実施の形態例に係わる可変流
量高圧燃料ポンプを備えた自動車用エンジンの燃料供給
系の構成図である。

【図１２】図１１の可変流量高圧燃料ポンプの流量制御
動作の説明図である。

【図１３】図１１の可変流量高圧燃料ポンプの構造の一
例を示す図である。

【図１４】本発明の第５の実施の形態例に係わる可変流
量高圧燃料ポンプを備えた自動車用エンジンの燃料供給
系の構成図である。

【図１５】図１４の可変流量高圧燃料ポンプの流量制御
動作の説明図である。

【図１６】図１４の可変流量高圧燃料ポンプの構造の一
例を示す図である。

【符号の説明】

４…コントローラ、５…インジェクタ、６…圧力セン
サ、７…回転角度センサ、８…リリーフ弁、１００，２
００，３００，４００，５００…燃料ポンプ、１０２…
ポンプ室、１０３…吸入流路、１０４…吐出流路、１０
５…カム、１０６…プランジャ、１１１…吸入チェック
弁、１１２…吐出チェック弁、１１３，２１３，３１
３，４１３，５１３…電磁弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 由起夫 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所 自動車機器事業 部内 (72)発明者 平工 賢二 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (72)発明者 早瀬 功 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (56)参考文献 特開 平11−200990（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−318060（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−73166（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 59/20 F02M 59/02 F02M 59/34 F02M 59/36 F02M 51/00

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプ室へ燃料を吸入する吸入流路と、前
   記ポンプ室から前記燃料を吐出する吐出流路とを有し、
   前記ポンプ室内を往復動するプランジャによって燃料の
   吸入・吐出を行ない、インジェクタに供給する可変流量
   高圧燃料ポンプにおいて、 前記吸入流路に吸入チェック弁、前記吐出流路に吐出チ
   ェック弁を、それぞれ備え、また、前記吸入流路に燃料
   流量の制御を行う電磁弁を備え、 前記電磁弁は、前記吸入流路と前記ポンプ室との間で前
   記吸入チェック弁に対し直列に配置され、 かつ前記電磁弁は、該電磁弁を開閉して前記吸入流路と
   前記ポンプ室との連通および非連通を切り換えることに
   より、前記燃料流量を制御し、 前記電磁弁への通電がなく前記電磁弁が開閉動作を行な
   わない場合には、前記吸入チェック弁は、前記プランジ
   ャの往復動に応じた一定流量の燃料を前記吸入流路から
   前記ポンプ室へ吸入し、前記吐出チェック弁は、前記プ
   ランジャの往復動に応じた一定流量の燃料を前記ポンプ
   室から前記吐出流路へ吐出することを特徴とする可変流
   量高圧燃料ポンプ。
2. 【請求項２】 ポンプ室へ燃料を吸入する吸入流路と、前
   記ポンプ室から前記燃料を吐出する吐出流路とを有し、
   前記ポンプ室内を往復動するプランジャによって燃料の
   吸入・吐出を行ない、インジェクタに供給する可変流量
   高圧燃料ポンプにおいて、 前記吸入流路に吸入チェック弁、前記吐出流路に吐出チ
   ェック弁を、それぞれ備え、また、前記吸入流路に燃料
   流量の制御を行う電磁弁を備え、 前記電磁弁は、前記吸入流路と前記ポンプ室との間で前
   記吸入チェック弁に対し並列に配置され、 かつ前記電磁弁は、該電磁弁を開閉して前記吸入流路と
   前記ポンプ室との連通および非連通を切り換えることに
   より、前記吸入流路から前記ポンプ室へ燃料を吸入す
   る、あるいは前記ポンプ室から前記吸入流路へ燃料を戻
   す、あるいは前記ポンプ室への燃料の吸入を止める動作
   を行って前記燃料流量を制御し、 前記電磁弁への通電がなく前記電磁弁が開閉動作を行な
   わない場合には、前記吸入チェック弁は、前記プランジ
   ャの往復動に応じた一定流量の燃料を前記吸入流路から
   前記ポンプ室へ吸入し、前記吐出チェック弁は、前記プ
   ランジャの往復動に応じた一定流量の燃料を前記ポンプ
   室から前記吐出流路へ吐出することを特徴とする可変流
   量高圧燃料ポンプ。
3. 【請求項３】 ポンプ室へ燃料を吸入する吸入流路と、前
   記ポンプ室から前記燃料を吐出する吐出流路とを有し、
   前記ポンプ室内を往復動するプランジャによって燃料の
   吸入・吐出を行ない、インジェクタに供給する可変流量
   高圧燃料ポンプにおいて、 前記吸入流路に吸入チェック弁、前記吐出流路に吐出チ
   ェック弁を、それぞれ備え、また、前記吐出流路に燃料
   流量の制御を行う電磁弁を備え、 前記電磁弁は、該電磁弁を開閉して前記吐出流路と前記
   ポンプ室との連通および非連通を切り換えることによ
   り、前記燃料流量を制御し、 前記電磁弁への通電がなく前記電磁弁が開閉動作を行な
   わない場合には、前記吸入チェック弁は、前記プランジ
   ャの往復動に応じた一定流量の燃料を前記吸入流路から
   前記ポンプ室へ吸入し、前記吐出チェック弁は、前記プ
   ランジャの往復動に応じた一定流量の燃料を前記ポンプ
   室から前記吐出流路へ吐出することを特徴とする可変流
   量高圧燃料ポンプ。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２において、前記吸
   入流路に前記電磁弁のみを配置し、前記電磁弁を、前記
   通電がない場合には、前記プランジャが上死点から下降
   する際に生じる前記吸入流路に対する前記ポンプ室内の
   負圧によって弁体が開弁するように構成することで、前
   記吸入チェック弁の機能を兼ねさせることを特徴とする
   可変流量高圧燃料ポンプ。
5. 【請求項５】 請求項３において、前記吐出流路に前記電
   磁弁のみを配置し、前記電磁弁を、前記通電がない場合
   には、前記プランジャが下死点から上昇する際に生じる
   前記吐出流路に対する前記ポンプ室内の正圧によって弁
   体が開弁するように構成することで、前記吐出チェック
   弁の機能を兼ねさせることを特徴とする可変流量高圧燃
   料ポンプ。
6. 【請求項６】請求項３において、前記電磁弁は、非通電
   時に閉弁状態となり、通電時に開弁状態となるノーマル
   クローズ型の構造を有し、前記ポンプ室と前記吐出流路
   との間で前記吐出チェック弁に対し並列に配置されてい
   ることを特徴とする可変流量高圧燃料ポンプ。
7. 【請求項７】 燃料ポンプ室内を往復動するプランジャに
   よって吸入流路から吸入した燃料を吐出流路へ吐出しイ
   ンジェクタに供給する燃料供給制御方法において、 前記吸入流路に備えられた吸入チェック弁に対し直列に
   前記吸入流路に配置された電磁弁への通電があり前記電
   磁弁が開閉動作を行なう場合には、前記電磁弁により前
   記吸入流路と前記燃料ポンプ室との連通および非連通を
   切り換え、前記燃料の流量を制御してインジェクタに供
   給し、 一方、前記電磁弁への通電がなく前記電磁弁が開閉動作
   を行なわない場合には、前記吸入チェック弁により、前
   記プランジャの往復動に応じた一定流量の燃料を前記吸
   入流路から前記燃料ポンプ室へ吸入し、かつ前記吐出流
   路に備えられた吐出チェック弁により、前記プランジャ
   の往復動に応じた一定流量の燃料を前記燃料ポンプ室か
   ら前記吐出流路へ吐出しインジェクタに供給することを
   特徴とする燃料供給制御方法。
8. 【請求項８】 燃料ポンプ室内を往復動するプランジャに
   よって吸入流路から吸入した燃料を吐出流路へ吐出しイ
   ンジェクタに供給する燃料供給制御方法において、 前記吸入流路に備えられた吸入チェック弁に対し並列に
   前記吸入流路に配置された電磁弁への通電があり前記電
   磁弁が開閉動作を行なう場合には、前記電磁弁により前
   記吸入流路と前記燃料ポンプ室との連通および非連通を
   切り換えことにより、前記吸入流路から前記ポンプ室へ
   燃料を吸入する、あるいは前記ポンプ室から前記吸入流
   路へ燃料を戻す、あるいは前記ポンプ室への燃料の吸入
   を止める動作を行って前記燃料の流量を制御してインジ
   ェクタに供給し、 一方、前記電磁弁への通電がなく前記電磁弁が開閉動作
   を行なわない場合には、前記吸入チェック弁により、前
   記プランジャの往復動に応じた一定流量の燃料を前記吸
   入流路から前記燃料ポンプ室へ吸入し、かつ前記吐出流
   路に備えられた吐出チェック弁により、前記プランジャ
   の往復動に応じた一定流量の燃料を前記燃料ポンプ室か
   ら前記吐出流路へ吐出しインジェクタに供給することを
   特徴とする燃料供給制御方法。
9. 【請求項９】 燃料ポンプ室内を往復動するプランジャに
   よって吸入流路から吸入した燃料を吐出流路へ吐出しイ
   ンジェクタに供給する燃料供給制御方法において、 前記吐出流路に備えられた電磁弁への通電があり前記電
   磁弁が開閉動作を行なう場合には、前記電磁弁により前
   記吐出流路と前記燃料ポンプ室との連通および非連通を
   切り換え、前記燃料の流量を制御してインジェクタに供
   給し、 一方、前記電磁弁への通電がなく前記電磁弁が開閉動作
   を行なわない場合には、前記吸入流路に備えられた吸入
   チェック弁により、前記プランジャの往復動に応じた一
   定流量の燃料を前記吸入流路から前記燃料ポンプ室へ吸
   入し、かつ前記吐出流路に備えられた吐出チェック弁に
   より、前記プランジャの往復動に応じた一定流量の燃料
   を前記燃料ポンプ室から前記吐出流路へ吐出しインジェ
   クタに供給することを特徴とする燃料供給制御方法。