JP2004218479A - 車載燃料ポンプの駆動機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】スピル弁を設けることなく燃料吐出量を調量することのできる車載燃料ポンプの駆動機構を提供する。
【解決手段】高圧ポンプ１は、内燃機関の吸気カムシャフト２４に設けられた回転カム４０によって駆動されるプランジャ２１と、プランジャ２１が摺動するシリンダ２６とを備える。この高圧ポンプ１は、シリンダ２６への燃料の流入のみを許容する第１の逆止弁３８と、シリンダ２６からの燃料の吐出のみを許容する第２の逆止弁３９とを備え、プランジャ２１はそのリフト量を可変とする仲介駆動機構１２０を介して駆動される。
【選択図】 図１
【解決手段】高圧ポンプ１は、内燃機関の吸気カムシャフト２４に設けられた回転カム４０によって駆動されるプランジャ２１と、プランジャ２１が摺動するシリンダ２６とを備える。この高圧ポンプ１は、シリンダ２６への燃料の流入のみを許容する第１の逆止弁３８と、シリンダ２６からの燃料の吐出のみを許容する第２の逆止弁３９とを備え、プランジャ２１はそのリフト量を可変とする仲介駆動機構１２０を介して駆動される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車載燃料ポンプの駆動機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の圧縮行程後半に、燃焼室内へ燃料を直接噴射する筒内噴射式の内燃機関がよく知られている。この筒内噴射式の内燃機関では、筒内圧が高まる圧縮行程中での燃料噴射を可能にするために、高圧ポンプを用いて燃料の噴射圧を高くしている。このような筒内噴射式の内燃機関が備える一般的な燃料供給装置を図２１に例示する。
【０００３】
この図２１に示すように、内燃機関の気筒毎に設けられた燃料噴射弁１１には、共通の高圧燃料配管であるデリバリパイプ１２が接続されており、同デリバリパイプ１２内の燃料が各燃料噴射弁１１に分配供給される。この燃料噴射弁１１は、内燃機関の気筒内に直接燃料を噴射できるように配設されている。
【０００４】
燃料タンク１７内の燃料をデリバリパイプ１２に供給するために、燃料供給装置は低圧ポンプ１５及び高圧ポンプ１６を備えている。低圧ポンプ１５は、燃料（ガソリン）を貯留する燃料タンク１７内に配置されており、その吐出口は低圧燃料通路１８を介して高圧ポンプ１６に接続されている。上記低圧燃料通路１８の途中には、同低圧燃料通路１８内の圧力を一定（例えば０．４ＭＰａ）にするためのプレッシャレギュレータ１９が設けられている。
【０００５】
他方、高圧ポンプ１６は上記内燃機関のシリンダヘッドカバーに取り付けられており、その内部にプランジャ２１、加圧室２２及びスピル弁２３等を備えている。プランジャ２１は、内燃機関の吸気カムシャフト２４に設けられた回転カム２５の回転に伴い、シリンダ２６内を往復動する。また、プランジャ２１の下方には、回転カム２５のカム面に当接するリフタ３６が設けられている。このリフタ３６は、リフタスプリング３７によって下方に付勢され、回転カム２５のカム面に接触している。
【０００６】
上記加圧室２２は、シリンダ２６及びプランジャ２１によって区画されており、前述した低圧燃料通路１８がこの加圧室２２に接続されている。
また、加圧室２２は、高圧燃料通路２７を介して上記デリバリパイプ１２にも接続されている。この高圧燃料通路２７の途中には、高圧ポンプ１６から吐出された燃料の逆流を防止するための逆止弁２８が設けられている。
【０００７】
スピル弁２３は、加圧室２２と低圧燃料通路１８との接続箇所である燃料吸入口２２ａを開閉して燃料の圧力（燃圧）を調整する燃圧制御弁として用いられている。このスピル弁２３は、電磁ソレノイド２９や弁体３５等を備え、同電磁ソレノイド２９に対する通電制御により弁体３５は開閉される。すなわち電磁ソレノイド２９への通電が停止された状態では、スプリング３１によって弁体３５が開弁されて燃料吸入口２２ａが開放され、低圧燃料通路１８と加圧室２２とが連通した状態になる。この状態にあって、加圧室２２の容積を拡大させる方向（図２１の下方）へプランジャ２１が移動（下降）すると低圧ポンプ１５から送り出された燃料が低圧燃料通路１８を介して加圧室２２内に吸入される。
【０００８】
一方、プランジャ２１は下死点まで下降すると、加圧室２２の容積を収縮させる方向（図２１の上方）に移動方向を変える。すなわちプランジャ２１は上昇を始め、加圧室に吸入された燃料が低圧燃料通路１８へ戻される。そして、プランジャ２１の上昇途中で電磁ソレノイド２９への通電が行われると、スプリング３１の付勢力に抗して弁体３５が閉弁されて、燃料吸入口２２ａが閉鎖され、低圧燃料通路１８と加圧室２２との連通が遮断される。そして、プランジャ２１のさらなる上昇により加圧室２２内の燃圧は上昇し、これにより逆止弁２８が開弁され、加圧室２２内の高圧燃料が高圧燃料通路２７を通じてデリバリパイプ１２へ圧送される。
【０００９】
このように、プランジャ２１の上昇行程においてスピル弁２３が閉弁されることにより、高圧ポンプ１６から高圧燃料が吐出される。
この高圧ポンプ１６の燃料吐出量は、プランジャ２１の上昇行程中におけるスピル弁２３の閉弁時期を調整することで調量される。すなわち、閉弁時期を早めて閉弁期間を長くすると、燃料の圧送期間も長くなり、燃料吐出量が増加する。これとは逆に、閉弁時期を遅らせて閉弁期間を短くすると燃料吐出量は減少する。そして、このように高圧ポンプ１６の燃料吐出量を調量することにより、デリバリパイプ１２内の燃圧が調整される。
【００１０】
このようなスピル弁２３の閉弁時期制御は、内燃機関に備えられた制御装置（ＥＣＵ）３３によって実行される。この制御装置３３は、マイクロコンピュータを中心として構成されており、中央処理装置（ＣＰＵ）が、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）に記憶されている制御プログラムや初期データに従って演算処理を行い、その演算結果に基づいて各種制御を実行する。例えば、制御装置３３は、機関回転速度、吸入空気量、冷却水温等の機関運転状態を検出する各種センサの検出信号に基づいて機関運転状態に応じた燃圧を算出する。そして、この算出した燃圧と、上記デリバリパイプ１２に設けられた圧力センサ５０により検出される燃圧とが等しくなるように、スピル弁２３の閉弁時期、換言すれば電磁ソレノイド２９への通電時期を制御する。
【００１１】
ちなみに、デリバリパイプ１２内は、リリーフバルブ３２を介して前記燃料タンク１７に連通している。そして、デリバリパイプ１２内の燃圧が過度に高くなると、リリーフバルブ３２が開弁してデリバリパイプ１２内の高圧燃料が燃料タンク１７に流出するようになる。
【００１２】
ところで、高圧ポンプ１６では、上述したようにスピル弁２３の閉弁時期を制御することで燃料吐出量を調量するようにしている。従って、燃料吐出量を精密に制御するためには、スピル弁２３の閉弁速度はできる限り速いほうが望ましい。ところが、このような閉弁速度の高速化は、燃料吸入口２２ａを閉鎖する際の弁体３５の衝突速度の増大を招くこととなり、その結果、弁体３５が燃料吸入口２２ａを閉鎖する際に、大きな打音が発生するおそれがある。
【００１３】
また、スピル弁２３が閉弁状態になると、上記加圧室２２内の圧力が急激に上昇するようになる。このような急激な圧力上昇は高圧ポンプ１６に振動を発生させる起振力となる。この起振力により高圧ポンプ１６が取り付けられたシリンダヘッドカバーで共鳴現象が発生し、大きな振動音が発生してしまうようにもなる。
【００１４】
他方、上記高圧ポンプ１６では、プランジャ２１の下降行程において、低圧燃料通路１８から加圧室２２に燃料が吸入されるものの、プランジャ２１の上昇行程においてスピル弁２３が閉弁状態にされるまでの間は、加圧室２２から低圧燃料通路１８に燃料が戻される。このように、プランジャの上下動に合わせて燃料の流れ方向が逆転する期間があるため、低圧燃料通路１８内では脈動が発生する。この脈動は、異音の発生や燃料制御精度の低下につながるため、例えば先の図２１に示すように、低圧燃料通路１８の途中には、脈動を抑制するためのパルセーションダンパ３４が設けられることが多い。このパルセーションダンパ３４は、大型化するほど上述した脈動を抑制する効果が高まるが、実際には取付空間の制約もあり、必ずしも最適な大きさのものを選定することができない場合もある。
【００１５】
このように、スピル弁を用いて燃料吐出量を調量するタイプの燃料ポンプでは、上述したような不具合が生じやすいものとなっている。
なお、特許文献１には、カムシャフトに設けられたポンプ用カムのカム面の動きを、中間ローラを介して燃料ポンプのプランジャに伝えるものが記載されている。この特許文献１の車載燃料ポンプの駆動機構では、リンク機構を用いることで、中間ローラとポンプ用カムとの相対位置、並びに中間ローラとプランジャとの相対位置を変更し、もってクランク角に対する燃料ポンプの噴射時期を変更するようにしている。
【００１６】
【特許文献１】
特開昭５７−６５８０６号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に記載される駆動機構では、上記相対位置を変更することで、例えばプランジャの下死点が低くなるが、同時に、プランジャの上死点も低くなる。そのため、プランジャのストローク自体を変化させることはできず、燃料吐出量を幅広く調量するためには、結局、上記スピル弁のような調量機構を別途設ける必要がある。
【００１８】
この発明はこうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、スピル弁を設けることなく燃料吐出量を調量することのできる車載燃料ポンプの駆動機構を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段及びその作用効果について以下に記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関のカムシャフトに設けられたカムに連動して駆動されてシリンダ内を往復動するプランジャを備える車載燃料ポンプの駆動機構であって、前記車載燃料ポンプは、前記シリンダへの燃料の流入のみを許容する第１の逆止弁と、同シリンダからの燃料の吐出のみを許容する第２の逆止弁とを備え、前記プランジャはそのリフト量を可変とする可変リフト機構を介して駆動されることをその要旨とする。
【００２０】
同構成によれば、プランジャの往復動によってシリンダから燃料が吐出されるときには、第２の逆止弁を介して燃料が吐出される。このとき、第１の逆止弁はシリンダへの燃料の流入のみを許容する弁であるため、シリンダ内の燃料の流入側への逆流が抑えられる。このように、燃料吐出時において、高圧ポンプ内における燃料の流れ方向は一方向のみとなるため、上述したような燃料の逆流に起因する脈動の発生も好適に抑制することができるようになる。
【００２１】
また、可変リフト機構によってプランジャのリフト量が可変とされる。すなわち、プランジャのストローク量が変化するようになるため、上記シリンダから吐出される燃料の量を変化させることができ、スピル弁を設けることなく燃料吐出量を調量することができるようになる。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、内燃機関のカムシャフトに設けられたカムに連動して駆動されるプランジャと、同プランジャが往復動するシリンダとを備える車載燃料ポンプの駆動機構であって、前記内燃機関は、その吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方の動弁特性を可変とする可変動弁機構と、同可変動弁機構を駆動する駆動機構とを備える一方、前記車載燃料ポンプは、前記シリンダへの燃料の流入のみを許容する第１の逆止弁と、同シリンダからの燃料の吐出のみを許容する第２の逆止弁とを備え、前記プランジャはそのリフト量を可変とする可変リフト機構を介して駆動され、同可変リフト機構は前記駆動機構によって駆動されることをその要旨とする。
【００２３】
同構成によれば、プランジャの往復動によってシリンダから燃料が吐出されるときには、第２の逆止弁を介して燃料が吐出される。このとき、第１の逆止弁はシリンダへの燃料の流入のみを許容する弁であるため、シリンダ内の燃料の流入側への逆流が抑えられる。このように、燃料吐出時において、高圧ポンプ内における燃料の流れ方向は一方向のみとなるため、上述したような燃料の逆流に起因する脈動の発生も好適に抑制することができるようになる。
【００２４】
また、可変リフト機構によってプランジャのリフト量が可変とされる。すなわち、プランジャのストローク量が変化するようになるため、上記シリンダから吐出される燃料の量を変化させることができ、スピル弁を設けることなく燃料吐出量を調量することができるようになる。
【００２５】
そして、上記可変動弁機構及び可変リフト機構の双方を同一の駆動機構で駆動するようにしている。従って、内燃機関に可変動弁機構と可変リフト機構とを設ける場合であっても、個々に駆動機構を設ける必要はなく、もって部品点数の増加を抑えることができるようになる。なお、好適には、例えば吸気バルブのリフト量を増大させるように可変動弁機構が駆動される場合に、可変リフト機構がプランジャのリフト量を増大させるように駆動されるようにすると、機関負荷に対応したバルブ特性及びプランジャのリフト量を１つの駆動機構で確保することができるようになる。
【００２６】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車載燃料ポンプの駆動機構において、前記可変リフト機構及び可変動弁機構は、１つの可変機構として構成されてなることをその要旨とする。
【００２７】
前記可変リフト機構は、プランジャのリフト量を可変とする機構であるため、同機構を用いることで前記バルブのリフト量も変更することができる。そこで、請求項３に記載の構成では、可変リフト機構と可変動弁機構とを１つの可変機構としている。従って、内燃機関に可変動弁機構と可変リフト機構とを設ける場合であっても、両機構を個々に設ける必要はなく、もって部品点数の増加を抑えることができるようになる。
【００２８】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の車載燃料ポンプの駆動機構において、前記可変リフト機構は、前記カムシャフトとは異なるシャフトにて揺動可能に支持され、入力部と出力部とを有することで前記カムにより入力部が駆動されると出力部にて前記プランジャを駆動する仲介駆動機構と、前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を可変とする仲介位相差可変手段とを備えることをその要旨とする。
【００２９】
同構成では、仲介駆動機構の入力部がカムにより駆動されると、同仲介駆動機構の出力部にてプランジャが駆動される。このため、カムが入力部を駆動すれば、カムのカムプロフィールに応じてプランジャのリフト量を変化させることができる。
【００３０】
そして仲介位相差可変手段により、仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差が可変とされる。そのため、カムの駆動状態に応じたプランジャのリフト開始時期を早めたり遅くしたりすることができる。従って、カムの駆動に連動するプランジャのリフト量やリフト期間を確実に調整することができるようになる。
【００３１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の車載燃料ポンプの駆動機構において、前記可変リフト機構は、機関負荷の増大に伴って前記プランジャのリフト量が増大するように制御されることをその要旨とする。
【００３２】
同構成によれば、機関負荷の増大に伴って車載燃料ポンプの燃料吐出量が増加するようになるため、機関負荷に対応した燃料吐出量を確保することができるようになる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、この発明にかかる車載燃料ポンプの駆動機構を具体化した第１の実施形態について図１〜図１１に基づき、詳細に説明する。
【００３４】
図１は、本実施の形態にかかる駆動機構によって駆動される高圧ポンプ１、並びにこの高圧ポンプ１を用いた筒内噴射式内燃機関の燃料供給装置の構成を示す概略図であり、先の図２１と同一の構成要素には同一の符号を付している。また、本実施の形態における燃料供給装置と、先の図２１に示した燃料供給装置とは、高圧ポンプ１の構造とその駆動機構、及び高圧ポンプ１の燃料吐出量を制御するための制御対象が異なる点以外は基本的に同様の構成である。そこで以下では、これら相違点を中心に説明する。
【００３５】
まず、高圧ポンプ１は、内燃機関のシリンダヘッドカバーに取り付けられており、その内部にはプランジャ２１、シリンダ２６、加圧室２２、第１の逆止弁３８、及び第２の逆止弁３９等が設けられている。
【００３６】
プランジャ２１は、内燃機関の吸気カムシャフト２４に設けられた回転カム４０の回転に伴い、シリンダ２６内を往復動する。また、プランジャ２１の下方に設けられたリフタ３６の下面には、ロッド３６ａが取り付けられている。このロッド３６ａは、リフタスプリング３７によって、常に下方へ付勢されている。
【００３７】
加圧室２２は、シリンダ２６及びプランジャ２１によって区画されており、第１の逆止弁３８を介して前述した低圧燃料通路１８に接続されている。また、加圧室２２は、第２の逆止弁３９を介して前述した高圧燃料通路２７に接続されている。
【００３８】
第１の逆止弁３８は、シリンダ２６への燃料の流入のみを許容する弁となっている。また、第２の逆止弁３９は、シリンダ２６からの燃料の吐出のみを許容する弁となっている。従って、加圧室２２の容積が増加する方向にプランジャ２１が移動（下降）するときには、第１の逆止弁３８のみが開弁されて加圧室２２内に燃料が流入される。一方、加圧室２２の容積が減少する方向にプランジャ２１が移動（上昇）するときには、第２の逆止弁３９のみが開弁されて加圧室２２内の燃料が高圧燃料通路２７に圧送される。このとき、第１の逆止弁３８はシリンダ２６への燃料の流入のみを許容する弁であるため、シリンダ２６内の燃料の低圧燃料通路１８側への逆流が抑えられる。このように本実施の形態における高圧ポンプ１では、その内部を流れる燃料の流れ方向が一方向のみとなるため、プランジャ２１の上昇時に燃料が低圧燃料通路１８へ逆流して脈動が発生する不具合を抑制することができる。
【００３９】
次に高圧ポンプ１の駆動機構について、図１〜図９を併せ参照して説明する。まず、高圧ポンプ１の駆動機構は、先の図１に示すように、プランジャ用ロッカアーム７４、及び仲介駆動機構１２０等からなる可変リフト機構で構成されている。
【００４０】
図２は、内燃機関のシリンダヘッド８に備えられた仲介駆動機構１２０の取付態様を示す模式図である。この図２に示すように、本実施の形態における内燃機関は４つの気筒＃１〜＃４を備えており、シリンダヘッド８内には、機関出力軸であるクランクシャフトに駆動連結された吸気カムシャフト２４と排気カムシャフト７３とがそれぞれ回転可能に軸支されている。吸気カムシャフト２４には、各吸気バルブ７０に対応して吸気カム２４ａが設けられており、この吸気カム２４ａの回転によって吸気バルブ７０は駆動され、燃焼室に開口する吸気ポートが開閉される。また、排気カムシャフト７３には、各排気バルブ７１に対応して排気カム７３ａが設けられており、この排気カム７３ａの回転によって排気バルブ７１は駆動され、燃焼室に開口する排気ポートが開閉される。
【００４１】
上記仲介駆動機構１２０は、吸気カムシャフト２４とは異なるシャフトである支持パイプ１３０に揺動可能に取り付けられている。また、仲介駆動機構１２０は、高圧ポンプ１のプランジャ２１と同数設けられている。なお本実施の形態では、１つのプランジャ２１で全気筒分の燃料を圧送する、いわゆるシングルプランジャ方式の高圧ポンプが採用されている。このため、仲介駆動機構１２０の数は１つである。
【００４２】
図３は、仲介駆動機構１２０の斜視図を示している。また、図４は、仲介駆動機構１２０の部分破断斜視図を示している。これら図３、図４に示すように、仲介駆動機構１２０は、入力部１２２、及び揺動カム１２６を備えており、入力部１２２のハウジング１２２ａ、及び揺動カム１２６のハウジング１２６ａはそれぞれ外径が同じ円柱状をなしている。
【００４３】
ハウジング１２２ａの内部には、軸方向へ延びる空間が形成されており、この空間の内周面には、軸方向に右ねじりのヘリカルスプライン１２２ｂが形成されている。また、この内部の空間の端部は、径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部１２２ｈにて覆われている。一方、ハウジング１２２ａの外周面には、２つのアーム１２２ｃ、１２２ｄが互いに平行に突出して形成されている。これらアーム１２２ｃ、１２２ｄの先端には、シャフト１２２ｅによってローラ１２２ｆが回転可能に支持されている。
【００４４】
ハウジング１２６ａの内部には、軸方向へ延びる空間が形成されており、この内部空間の内周面には、軸方向に左ねじりのヘリカルスプライン１２６ｂが形成されている。また、この内部空間の端部は、径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部１２６ｃにて覆われている。一方、ハウジング１２６ａの外周面には、略三角形状のノーズ１２６ｄが突出して形成されている。このノーズ１２６ｄには、凹状に湾曲するカム面１２６ｅが形成されている。
【００４５】
入力部１２２および揺動カム１２６の各内部空間には、略円柱状のスライダギヤ１２８が配置されている。スライダギヤ１２８は、軸方向に右ねじりの入力用ヘリカルスプライン１２８ａと、小径部１２８ｄと、軸方向に左ねじりの出力用ヘリカルスプライン１２８ｅとで構成されている。
【００４６】
スライダギヤ１２８の内部には、軸方向に延びる貫通孔が形成されている。そして、前記小径部１２８ｄには、長孔１２８ｇが形成されている。
スライダギヤ１２８の貫通孔には、支持パイプ１３０が周方向に摺動可能に配置されている。なお、支持パイプ１３０において、スライダギヤ１２８の長孔１２８ｇに対向する位置には、軸方向に延びる長孔１３０ａが設けられている。
【００４７】
さらに、支持パイプ１３０内には、コントロールシャフト１３２が軸方向に摺動可能に挿通されている。コントロールシャフト１３２の、仲介駆動機構１２０に対応する位置には係止ピン１３２ａが設けられている。この係止ピン１３２ａは長孔１３０ａを貫通し、長孔１２８ｇ内に入り込んでいる。
【００４８】
係止ピン１３２ａは、支持パイプ１３０がシリンダヘッド８に固定されていても、長孔１３０ａにより軸方向に移動することができる。このため、コントロールシャフト１３２を軸方向へ移動させることにより、その動きを係止ピン１３２ａ及び長孔１２８ｇを介してスライダギヤ１２８に伝達して、同スライダギヤ１２８を軸方向に移動させることができる。更に、スライダギヤ１２８自体は、長孔１２８ｇにて係止ピン１３２ａの動きが規制されることから、軸方向の位置は決定されるが、軸周りについては揺動可能になっている。
【００４９】
スライダギヤ１２８においては、入力用ヘリカルスプライン１２８ａがヘリカルスプライン１２２ｂに噛み合わされ、出力用ヘリカルスプライン１２８ｅがヘリカルスプライン１２６ｂに噛み合わされている。
【００５０】
図２に示すように、シリンダヘッド８には一対の立壁部１３６、１３８が形成されており、これらの間に仲介駆動機構１２０が配置されている。
各立壁部１３６、１３８には、軸受部１２２ｈ、１２６ｃの中心孔に対応した位置に孔が形成されており、この孔に支持パイプ１３０が挿入された状態で固定されている。従って、支持パイプ１３０は、立壁部１３６、１３８を介してシリンダヘッド８に固定されていることとなり、軸方向に移動したり回転したりすることはない。また仲介駆動機構１２０は、軸周りには揺動可能であるが軸方向への移動は立壁部１３６、１３８により阻止されている。
【００５１】
仲介駆動機構１２０に設けられているローラ１２２ｆは、先の図１に示したごとく回転カム４０に接触している。このため、仲介駆動機構１２０の入力部１２２は回転カム４０のカムプロフィールに応じて支持パイプ１３０の軸周りに揺動する。なお、アーム１２２ｃ、１２２ｄとシリンダヘッド８との間には、ローラ１２２ｆを回転カム４０方向へ付勢する圧縮状スプリング１２２ｇが設けられている。このため、ローラ１２２ｆは常に回転カム４０のカム面に接触している。
【００５２】
一方、上記仲介駆動機構１２０とともに可変リフト機構を構成するプランジャ用ロッカアーム７４は、その基端部７４ｃでアジャスタ７４ｂにて揺動可能に支持されている。プランジャ用ロッカアーム７４の先端部７４ｄには、プランジャ２１のリフタ３６に設けられたロッド３６ａが当接されている。プランジャ用ロッカアーム７４の中央部には、ローラ７４ａが支持されており、このローラ７４ａに揺動カム１２６のベース円部１２６ｆ（ノーズ１２６ｄを除いた部分）が接触している。
【００５３】
他方、図２に示すように、上記コントロールシャフト１３２の一端側には、アクチュエータ２１０のピストン２１０ｂが連結されている。このアクチュエータ２１０により、コントロールシャフト１３２の軸方向の変位が調整される。
【００５４】
次に、仲介駆動機構１２０の駆動機構について説明する。この駆動機構は、図２に示すように、コントロールシャフト１３２の一端に連結されたアクチュエータ２１０を備えている。図５は、アクチュエータ２１０の軸方向における断面の構成と、オイルコントロールバルブ９８とを示したものである。
【００５５】
アクチュエータ２１０は、筒状をなすシリンダチューブ２１０ａと、シリンダチューブ２１０ａ内に設けられたピストン２１０ｂと、シリンダチューブ２１０ａの両端開口部を塞ぐように設けられた一対のエンドカバー２１０ｃ、２１０ｄ等から構成されている。また、エンドカバー２１０ｃとピストン２１０ｂとの間には、圧縮状態のコイルスプリング２１０ｅが配置されている。そしてシリンダチューブ２１０ａは、エンドカバー２１０ｄにてシリンダヘッド８の立壁部１３９に固定されている。
【００５６】
ピストン２１０ｂには、エンドカバー２１０ｄ及び立壁部１３９を貫通したコントロールシャフト１３２の一端が連結されている。
シリンダチューブ２１０ａ内は、ピストン２１０ｂにより第１圧力室２１０ｆと第２圧力室２１０ｇとに区画されている。 第１圧力室２１０ｆには、一方のエンドカバー２１０ｄ等に形成された通路を介して第１給排通路２１０ｈが接続され、第２圧力室２１０ｇには、他方のエンドカバー２１０ｃ等に形成された通路を介して第２給排通路２１０ｉが接続されている。
【００５７】
第１給排通路２１０ｈ、または第２給排通路２１０ｉを介して、第１圧力室２１０ｆと第２圧力室２１０ｇとに対し選択的に作動油が供給されると、ピストン２１０ｂはコントロールシャフト１３２の軸方向に移動する。このピストン２１０ｂの移動に伴い、コントロールシャフト１３２も軸方向へ移動することになる。
【００５８】
第１給排通路２１０ｈ、及び第２給排通路２１０ｉは、オイルコントロールバルブ９８に接続されている。このオイルコントロールバルブ９８には供給通路９８ａおよび排出通路９８ｂが接続されている。そして、供給通路９８ａは、内燃機関のクランクシャフトの回転に伴って駆動されるオイルポンプＰを介してオイルパン１５０に接続されており、排出通路９８ｂはオイルパン１５０に直接接続されている。
【００５９】
オイルコントロールバルブ９８はケーシング９８ｃを備え、ケーシング９８ｃには、第１給排ポート９８ｄ、第２給排ポート９８ｅ、第１排出ポート９８ｆ、第２排出ポート９８ｇ、及び供給ポート９８ｈが設けられている。第１給排ポート９８ｄには第１給排通路２１０ｈが接続され、第２給排ポート９８ｅには第２給排通路２１０ｉが接続されている。更に、供給ポート９８ｈには供給通路９８ａが接続され、第１排出ポート９８ｆおよび第２排出ポート９８ｇには排出通路９８ｂが接続されている。また、ケーシング９８ｃ内には、４つの弁部９８ｉを有し、コイルスプリング９８ｊと電磁ソレノイド９８ｋとによりそれぞれ逆の方向に付勢されるスプール９８ｍが設けられている。
【００６０】
このような構成のオイルコントロールバルブ９８において、電磁ソレノイド９８ｋの消磁状態では、スプール９８ｍがコイルスプリング９８ｊの弾性力によりケーシング９８ｃの電磁ソレノイド９８ｋ側に配置される。そして、第１給排ポート９８ｄと第１排出ポート９８ｆとが連通し、第２給排ポート９８ｅと供給ポート９８ｈとが連通する。この状態では、オイルパン１５０内の作動油が供給通路９８ａ、オイルコントロールバルブ９８および第２給排通路２１０ｉを介して、第２圧力室２１０ｇへ供給される。また、第１圧力室２１０ｆの作動油は第１給排通路２１０ｈ、オイルコントロールバルブ９８および排出通路９８ｂを介してオイルパン１５０内へ戻される。その結果、ピストン２１０ｂがコントロールシャフト１３２と一体で矢印Ａに示す方向へ移動する。
【００６１】
一方、電磁ソレノイド９８ｋが励磁されたときには、スプール９８ｍがコイルスプリング９８ｊの付勢力に抗してケーシング９８ｃのコイルスプリング９８ｊ側に配置されて、第２給排ポート９８ｅが第２排出ポート９８ｇと連通し、第１給排ポート９８ｄが供給ポート９８ｈと連通する。この状態では、オイルパン１５０内の作動油が供給通路９８ａ、オイルコントロールバルブ９８および第１給排通路２１０ｈを介して第１圧力室２１０ｆへ供給される。また、第２圧力室２１０ｇ内の作動油が第２給排通路２１０ｉ、オイルコントロールバルブ９８および排出通路９８ｂを介してオイルパン１５０内に戻される。その結果、ピストン２１０ｂがコントロールシャフト１３２と一体で矢印Ｂに示す方向へ移動する。
【００６２】
さらに、電磁ソレノイド９８ｋへの給電を制御し、スプール９８ｍをケーシング９８ｃの中間に位置させると、図５に示すように第１給排ポート９８ｄおよび第２給排ポート９８ｅが閉塞され、それら第１及び第２給排ポート９８ｄ、９８ｅを通じての作動油の移動が禁止される。この状態では、第１圧力室２１０ｆおよび第２圧力室２１０ｇに対して作動油の給排が行われず、第１圧力室２１０ｆおよび第２圧力室２１０ｇ内に作動油が充填保持される。これにより、ピストン２１０ｂ及びコントロールシャフト１３２の軸方向における位置が保持される。
【００６３】
また、電磁ソレノイド９８ｋへの給電をデューティ制御することで、第１給排ポート９８ｄの開度、あるいは第２給排ポート９８ｅの開度を調整し、供給ポート９８ｈから第１圧力室２１０ｆ、または第２圧力室２１０ｇへの作動油の供給速度を制御することができる。
【００６４】
このような構成により、アクチュエータ２１０のピストン２１０ｂの移動量が調節されると、コントロールシャフト１３２とスライダギヤ１２８とを介して、入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２６のノーズ１２６ｄとの相対位相差が調整される。
【００６５】
次に、仲介駆動機構１２０の作動によるプランジャ２１のリフト量変化を、図６〜図８を併せ参照して説明する。
図６は、アクチュエータ２１０のピストン２１０ｂを、図４等に示す矢印Ｂ方向へ最も移動させた状態の仲介駆動機構１２０の状態を示している。この状態では、入力部１２２は図４に示す矢印Ｒ方向に最も回動され、揺動カム１２６は矢印Ｌ方向に最も回動される。そのため、入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２６のノーズ１２６ｄとの相対位相差αが最も小さくされる。
【００６６】
なお、図６〜図８では、仲介駆動機構１２０の揺動中心（支持パイプ１３０の径方向における中心）とローラ１２２ｆの軸芯とを結ぶ直線と、仲介駆動機構１２０の揺動中心と揺動カム１２６のベース円部がカム面１２６ｅに接する点とを結ぶ直線とがなす角を相対位相差α、β、γとしている。
【００６７】
さて、図６［Ａ］では、回転カム４０のベース円部４０ｂ（ノーズ４０ａを除いた部分）が、ローラ１２２ｆに接触している。このときには、ローラ７４ａが揺動カム１２６のノーズ１２６ｄには接触しておらず、ノーズ１２６ｄに隣接したベース円部１２６ｆに接触している。このため、プランジャ２１は下死点に位置する。
【００６８】
吸気カムシャフト２４が回転して回転カム４０のノーズ４０ａがローラ１２２ｆを押し下げると、仲介駆動機構１２０内では入力部１２２の揺動がスライダギヤ１２８を介して揺動カム１２６に伝達されて、揺動カム１２６はノーズ１２６ｄを押し上げるように揺動する。これによりノーズ１２６ｄのカム面１２６ｅが直ちにローラ７４ａに接触して、図６［Ｂ］に示すごとく、カム面１２６ｅの全範囲を使用してローラ７４ａを押し上げる。このことにより、プランジャ用ロッカアーム７４は基端部７４ｃ側を中心に揺動し、先端部７４ｄが大きくプランジャ２１を押し上げる。こうしてプランジャ２１が最大リフト量にてシリンダ２６内を移動するため、高圧ポンプ１から吐出される燃料量も最大となる。
【００６９】
図７は、アクチュエータ２１０のピストン２１０ｂを図６の状態から矢印Ａ歩行へ少し移動させた場合の仲介駆動機構１２０の状態を示している。この状態では、入力部１２２は矢印Ｌ方向に少し回動され、揺動カム１２６は矢印Ｒ方向に少し回動される。そのため、ローラ１２２ｆとノーズ１２６ｄとの相対位相差βは、上記図６［Ａ］に示した相対位相差αよりも大きくなる。
【００７０】
さて、図７［Ａ］では、回転カム４０のベース円部４０ｂが、入力部１２２のローラ１２２ｆに接触している。このとき、ローラ７４ａはノーズ１２６ｄには接触しておらず、図６［Ａ］に示した状態と比較して、少しノーズ１２６ｄから離れたベース円部１２６ｆに接触している。これは、スライダギヤ１２８の矢印Ａ方向への移動に伴い、ローラ１２２ｆとノーズ１２６ｄとの相対位相差が大きくなったためである。そして、ローラ７４ａが揺動カム１２６のベース円部１２６ｆに接触している間は、プランジャ２１は下死点に位置する。
【００７１】
吸気カムシャフト２４が回転して回転カム４０のノーズ４０ａがローラ１２２ｆを押し下げると、前記と同様にして揺動カム１２６はノーズ１２６ｄを押し上げるように揺動する。
【００７２】
上述したごとく、図７［Ａ］の状態では、ローラ７４ａはベース円部１２６ｆにおいて、ノーズ１２６ｄから離れた箇所に接触している。このため、揺動カム１２６が揺動しても、しばらくはローラ７４ａはカム面１２６ｅに接触することなくベース円部１２６ｆに接触した状態を継続する。そしてその後、カム面１２６ｅがローラ７４ａとの接触により、図７［Ｂ］に示すごとくローラ７４ａが押し上げられる。このことにより、プランジャ用ロッカアーム７４は基端部７４ｃを中心に揺動する。しかし、ローラ７４ａが当初、ノーズ１２６ｄから離れている分、カム面１２６ｅの使用範囲は少なくなってプランジャ用ロッカアーム７４の揺動角度は小さくなり、その先端部７４ｄによるプランジャ２１の押し上げ量、すなわちリフト量は少なくなる。こうしてプランジャ２１は最大量よりも小さいリフト量にてシリンダ２６内を移動するため、図６に示す状態と比較して、高圧ポンプ１から吐出される燃料量は少なくなる。
【００７３】
図８は、アクチュエータ２１０のピストン２１０ｂを最も矢印Ａ方向へ移動させたときの仲介駆動機構１２０の状態を示している。この状態では、入力部１２２は矢印Ｌ方向に最も回動され、揺動カム１２６は矢印Ｒ方向に最も回動される。そのため、ローラ１２２ｆとノーズ１２６ｄとの相対位相差γが最も大きくなる。
【００７４】
さて、図８［Ａ］では、回転カム４０のベース円部４０ｂが、ローラ１２２ｆに接触している。このとき、ローラ７４ａはノーズ１２６ｄには接触しておらず、ベース円部１２６ｆにおいてノーズ１２６ｄから大きく離れた箇所に接触している。これは仲介駆動機構１２０内でスライダギヤ１２８が矢印Ａ方向に最大に移動したことにより、ローラ１２２ｆとノーズ１２６ｄとの相対位相差が最大になったためである。そして、ローラ７４ａが揺動カム１２６のベース円部１２６ｆに接触している間は、プランジャ２１は下死点に位置する。
【００７５】
吸気カムシャフト２４の回転に伴い、ノーズ４０ａがローラ１２２ｆを押し下げると、前記と同様にして揺動カム１２６はノーズ１２６ｄを押し上げるように揺動する。
【００７６】
上述したごとく、図８［Ａ］の状態では、ローラ７４ａはベース円部１２６ｆにおいて、ノーズ１２６ｄから大きく離れた箇所に接触している。このため、揺動の全期間、ローラ７４ａはカム面１２６ｅに接触することなくベース円部１２６ｆに接触した状態を継続する。すなわち、図８［Ｂ］に示すごとく、回転カム４０のノーズ４０ａがローラ１２２ｆを最大に押し下げても、カム面１２６ｅがローラ７４ａを押し上げるために使用されることはない。これにより、プランジャ用ロッカアーム７４は基端部７４ｃを支点として揺動することがなくなり、その先端部７４ｄによるプランジャ２１の押し上げ量、すなわちリフト量は０となる。こうしてプランジャ２１は下死点に維持され、高圧ポンプ１からは燃料が吐出されない。
【００７７】
このように、ピストン２１０ｂの位置調整により、プランジャ２１のリフト量は、図９に示すごとく最大リフト量と最小リフト量「０」との間で、無段階に連続的に変更可能となり、もって高圧ポンプ１の燃料吐出量も連続的に調量可能となる。そして、第１の実施形態では、前述したアクチュエータ２１０、コントロールシャフト１３２、スライダギヤ１２８、入力部１２２のヘリカルスプライン１２２ｂおよび揺動カム１２６のヘリカルスプライン１２６ｂにより、仲介位相差可変手段が構成されている。
【００７８】
次に、ピストン２１０ｂの位置調整にかかる制御について説明する。
まず、ピストン位置は図１に示す制御装置３３によって制御される。この制御装置３３は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）を備えるマイクロコンピュータを中心として構成されている。例えば制御装置３３には、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）が設けられている。また制御装置３３には、演算結果や予め記憶されたデータ等を機関停止後も保存するためのバックアップＲＡＭ、入力インターフェース、出力インターフェース等も設けられている。
【００７９】
上記入力インターフェースには、各種センサによって検出された機関運転状態を表す出力信号が入力される。例えば、アクセルペダルに取り付けられたアクセル開度センサ７６からは、アクセルペダルの踏み込み量（以下、「アクセル開度ＡＣＣＰ」という）に比例した出力電圧が出力され、この出力はＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器を介して入力インターフェースに入力される。また、クランク角センサ８２からは、クランクシャフトが所定角度回転する毎に出力パルスが出力され、この出力パルスは波形整形回路（２値化回路）を介して入力インターフェースに入力される。制御装置３３では、このクランク角センサ８２の出力パルスに基づき、機関回転速度ＮＥが算出される。また、吸気通路内に設けられた吸入空気量センサ８４からは、吸入空気量ＧＡに対応した出力電圧が出力され、この出力はＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器を介して入力インターフェースに入力される。また、デリバリパイプ１２に設けられた圧力センサ５０からは、同デリバリパイプ１２内の燃圧ＦＰに応じた出力電圧が出力され、この出力はＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器を介して入力インターフェースに入力される。さらに、前述したコントロールシャフト１３２の軸方向変位を検出するシャフト位置センサ９０からは、軸方向変位に応じた出力電圧が出力され、この出力はＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器を介して入力インターフェースに入力される。
【００８０】
一方、出力インターフェースは、各々対応する駆動回路等を介して燃料噴射弁１１やオイルコントロールバルブ９８等に接続されている。そして、制御装置３３は上記各センサ５０、７６、８２、８４、９０等からの信号に基づき、ＲＯＭ内に格納された制御プログラム及び制御データに従って、上記燃料噴射弁１１やオイルコントロールバルブ９８等を制御する。
【００８１】
次に、ピストン２１０ｂの位置制御にかかる処理手順について、図１０を併せ参照して詳細に説明する。なお、この処理は制御装置３３にて所定時間毎に繰り返し実行される。
【００８２】
この処理が開始されると、まず、アクセル開度ＡＣＣＰ、吸入空気量ＧＡ、機関回転速度ＮＥ、及び燃圧ＦＰが読み込まれる（ステップＳ１１０）。そして、これら機関負荷を表すパラメータに基づいて目標燃圧ＦＰＴが算出される（Ｓ１２０）。
【００８３】
次に、目標燃圧ＦＰＴと燃圧ＦＰとの差ΔＦＰが算出され（Ｓ１３０）、この差ΔＦＰを補うだけの燃料がデリバリパイプ１２内に供給されるように、コントロールシャフト１３２の軸方向の目標位置Ｌｔが求められる（ステップＳ１４０）。ここで、この目標位置Ｌｔは、コントロールシャフト１３２が、先の図３等に示した矢印Ｂ方向へ移動するほど大きくなる値とされている。また、目標位置Ｌｔは、機関負荷が増大するほど、換言すれば燃料噴射弁１１から噴射される燃料量が増大して差ΔＦＰが大きくなるほど、その値が大きくなるように設定される。従って、機関負荷が増大するほど（差ΔＦＰが大きくなるほど）コントロールシャフト１３２は矢印Ｂ方向へ移動され、上述したようにプランジャ２１のリフト量は増大するようになる。すなわち、機関負荷が増大するほど高圧ポンプ１の燃料吐出量が増大するように目標位置Ｌｔは設定される。
【００８４】
次に、シャフト位置センサ９０の信号から得られるコントロールシャフト１３２の実位置Ｌｓが読み込まれる（ステップＳ１５０）。そして、目標位置Ｌｔと実位置Ｌｓとの偏差ΔＬが次式（１）に示すごとく算出される（ステップＳ１６０）。
【００８５】
ΔＬ←Ｌｔ−Ｌｓ … （１）
次に、このように算出された偏差ΔＬに基づいて、ＰＩＤ制御計算を行い、実位置Ｌｓが目標位置Ｌｔに近づくように、オイルコントロールバルブ９８の電磁ソレノイド９８ｋに対する信号のデューティＬｄｕｔｙが算出される（ステップＳ１７０）。そして、オイルコントロールバルブ９８の電磁ソレノイド９８ｋを駆動する駆動回路にデューティＬｄｕｔｙに対応する信号が出力され、このデューティＬｄｕｔｙに対応した位置にスプール９８ｍを移動させる（ステップＳ１８０）。その後、本処理を一旦終了し、次の制御周期において再度ステップＳ１１０〜Ｓ１８０の処理を繰り返す。こうして実位置Ｌｓが目標位置Ｌｔになるように、アクチュエータ２１０への作動油の供給がなされる。
【００８６】
図１１は、機関負荷に対応したプランジャ２１のリフト量の変化を示しており、同図１１に実線で示す特性線Ｌ１は、仲介駆動機構１２０が上記図６に示した状態にあるときのリフト量の変化を示している。また、同図１１に一点鎖線で示す特性線Ｌ２は、仲介駆動機構１２０が上記図７に示した状態にあるときのリフト量の変化を示している。
【００８７】
さて、プランジャ２１は、回転カム４０の回転に連動してシリンダ２６内を上下動するが、このときのリフト量は上記ピストン２１０ｂの位置制御に基づき機関負荷に応じたものにされる。従って、機関負荷が高い場合には、図１１に特性線Ｌ１で示すように、プランジャ２１は最大リフト量で駆動され、高圧ポンプ１の燃料吐出量が最大とされる。一方、機関負荷が低くなると、同図１１に特性線Ｌ２で示すようにプランジャ２１のリフト量は減少され、高圧ポンプ１の燃料吐出量は減少される。
【００８８】
このように、本実施の形態によれば、プランジャ２１のリフト量を可変とすることで、高圧ポンプ１の燃料吐出量が調量される。
以上説明したように、本実施の形態にかかる車載燃料ポンプの駆動機構によれば、次のような効果が得られるようになる。
【００８９】
（１）本実施の形態では、可変リフト機構を構成する仲介駆動機構１２０を用いて、プランジャ２１のリフト量（ストローク量）を変化させるようにしている。従って、シリンダ２６から吐出される燃料の量を変化させることができ、スピル弁を設けることなく高圧ポンプ１から吐出される燃料の量を調量することができるようになる。
【００９０】
（２）高圧ポンプ１に、シリンダ２６への燃料の流入のみを許容する第１の逆止弁３８と、シリンダ２６からの燃料の吐出のみを許容する第２の逆止弁３９とを設けている。そのため、高圧ポンプ１内での燃料の流れ方向は一方向のみとなり、燃料の逆流に起因する脈動の発生を抑制することができるようになる。
【００９１】
（３）仲介駆動機構１２０に、回転カム４０の回転によって駆動される入力部１２２と、プランジャ用ロッカアーム７４を介してプランジャ２１を駆動する揺動カム１２６とを設けている。そのため、回転カム４０のカムプロフィールに応じてプランジャ２１のリフト量を変化させることができる。
【００９２】
さらに、仲介駆動機構１２０に設けられたヘリカルスプライン機構により、仲介駆動機構の入力部１２２と揺動カム１２６との相対位相差を可変にしている。そのため、回転カム４０の駆動状態に応じたプランジャ２１のリフト開始時期を早めたり遅くしたりすることができる。従って、回転カム４０の回転に連動するプランジャ２１のリフト量やリフト期間を、確実に調整することができるようになる。
【００９３】
（４）機関負荷の増大に伴って、プランジャ２１のリフト量が大きくなるように、可変リフト機構を制御している。そのため、機関負荷の増大に伴って高圧ポンプ１の燃料吐出量が増加するようになり、機関負荷に対応した燃料吐出量を確保することができるようになる。
【００９４】
（第２の実施形態）
次に、この発明にかかる車載燃料ポンプの駆動機構を具体化した第２の実施形態について詳細に説明する。
【００９５】
前記第１の実施形態では、高圧ポンプ１が備えるプランジャ２１のリフト量を可変とするための可変リフト機構を設けるようにした。
これに対し、本実施の形態では、可変リフト機構を駆動するコントロールシャフト１３２が軸方向に移動されると、吸気バルブ７０のバルブ特性を変更する可変動弁機構も駆動されるようにしている点が異なっている。
【００９６】
以下、こうした第２の実施形態について図１２〜図１６を併せ参照し、第１の実施形態との違いを中心に説明する。
図１２は、内燃機関のシリンダヘッド８に備えられた仲介駆動機構１２０、及び可変動弁機構を構成するバルブ用仲介駆動機構１４０の取付態様を示す模式図である。なお、先の図２に示した部材と同一の部材には、同一の符号を付している。
【００９７】
この図１２に示すように、本実施の形態では、前記支持パイプ１３０に、可変リフト機構を構成する仲介駆動機構１２０だけではなく、可変動弁機構を構成し、かつ各気筒＃１〜＃４毎に設けられたバルブ用仲介駆動機構１４０も揺動可能に軸支されている。また、吸気カムシャフト２４に設けられたバルブ用カムである吸気カム２４ａが、各吸気バルブ７０毎ではなく、各気筒＃１〜＃４毎に設けられている。そして、可変リフト機構は、第３気筒＃３、及び第４気筒＃４に対応してそれぞれ設けられるバルブ用仲介駆動機構１４０の間に設けられている。
【００９８】
図１３は、図１２におけるＡ−Ａ断面を模式的に示している。この図１３に示すように、内燃機関は、４つの気筒＃１〜＃４を有するシリンダブロック４、各気筒＃１〜＃４内で往復動するピストン６およびシリンダブロック４上に取り付けられたシリンダヘッド８等を備えている。各気筒＃１〜＃４には、シリンダブロック４、ピストン６およびシリンダヘッド８にて区画された燃焼室１０が形成されている。
【００９９】
そしてシリンダヘッド８には、吸気バルブ７０、排気バルブ７１が各気筒＃１〜＃４毎に設けられている。この内、吸気バルブ７０は吸気ポート５を開閉し、排気バルブ７１は排気ポート７を開閉するように、各気筒＃１〜＃４毎に設けられている。
【０１００】
各気筒の吸気ポート５は、その入口が大気開放されている吸気通路に接続されている。また、本実施の形態では、この吸気通路内にはスロットルバルブは配置されておらず、アクセルペダルの操作やアイドルスピードコントロール時の機関回転速度ＮＥに応じた吸入空気量制御は、吸気バルブ７０のリフト量を調整することによりなされる。このリフト量の調整は、吸気カムシャフト２４に設けられた吸気カム２４ａと吸気バルブ用ロッカアーム１３との間に存在するバルブ用仲介駆動機構１４０により行われる。
【０１０１】
なお、気筒毎の排気バルブ７１は、排気カムシャフト７３に設けられた排気カム７３ａの回転が排気バルブ用ロッカアーム１４を介して伝達されることにより、一定のリフト量で開閉される。そして、各気筒の排気ポート７は排気通路に連結されている。
【０１０２】
次に、可変動弁機構を構成するバルブ用仲介駆動機構１４０について、その斜視図を示す図１４、及び部分破断斜視図を示す図１５を併せ参照して説明する。ここで、バルブ用仲介駆動機構１４０と、前記第１の実施形態において説明した仲介駆動機構１２０とは、基本的に構成及び動作態様がほぼ同じになっている。
【０１０３】
すなわち、図１４、図１５に示すように、バルブ用仲介駆動機構１４０は、支持パイプ１３０に揺動可能に軸支されている。支持パイプ１３０としては、前記第１の実施形態で説明した仲介駆動機構１２０を揺動可能に軸支するものが用いられている。
【０１０４】
また、バルブ用仲介駆動機構１４０は、入力部１４２、とその軸方向についての両側に設けられた第１揺動カム１４４、及び第２揺動カム１４６を備えている。これら入力部１４２のハウジング１４２ａ、第１揺動カム１４４のハウジング１４４ａ、及び第２揺動カム１４６のハウジング１４６ａはそれぞれ外径が同じ円柱状をなしている。
【０１０５】
ハウジング１４２ａの内部には軸方向に延びる空間が形成されており、この空間の内周面には、軸方向に右ねじりのヘリカルスプライン１４２ｂが形成されている。また、ハウジング１４２ａの外周面には、一対のアーム１４２ｃ、１４２ｄが平行に突出して形成されている。これらアーム１４２ｃ、１４２ｄの先端部には、ハウジング１４２ａの軸線に対し平行に配置されたシャフト１４２ｅによってローラ１４２ｆが回転可能に支持されている。
【０１０６】
両ハウジング１４４ａ、ハウジング１４６ａの内部には、それぞれ軸方向に延びる空間が形成されており、この内部空間の内周面には、軸方向に左ねじりのヘリカルスプライン１４４ｂ、１４６ｂが形成されている。また、この内部空間の端部は、径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部１４４ｃ、１４６ｃによって覆われている。一方、各ハウジング１４４ａ、１４６ａの外周面には、略三角形状のノーズ１４４ｄ、１４６ｄが突出して形成されている。このノーズ１４４ｄ、１４６ｄには、凹状に湾曲するカム面１４４ｅ、１４６ｅが形成されている。
【０１０７】
入力部１４２、第１揺動カム１４４、及び第２揺動カム１４６の各内部空間には、スライダギヤ１４８が配置されている。スライダギヤ１４８は略円柱状をなし、外周面中央には、軸方向に右ねじりの入力用ヘリカルスプライン１４８ａが形成されている。この入力用ヘリカルスプライン１４８ａの左側端部には小径部１４８ｂを挟んで、軸方向に左ねじりの第１出力用ヘリカルスプライン１４８ｃが形成されている。また、入力用ヘリカルスプライン１４８ａの右側端部には小径部１４８ｄを挟んで、軸方向に左ねじりの第２出力用ヘリカルスプライン１４８ｅが形成されている。
【０１０８】
スライダギヤ１４８の内部には、軸方向に延びる貫通孔が形成されている。そして、一方（図１５の右方）の小径部１４８ｄには長孔１４８ｇが形成されている。
【０１０９】
スライダギヤ１４８の貫通孔内には、支持パイプ１３０が周方向に摺動可能に配置されている。支持パイプ１３０において、スライダギヤ１４８の長孔１４８ｇに対向する位置には、軸方向に延びる長孔１３０ｂが設けられている。
【０１１０】
さらに、支持パイプ１３０内には、コントロールシャフト１３２が軸方向に摺動可能に挿通されている。コントロールシャフト１３２のバルブ用仲介駆動機構１４０に対応する位置には係止ピン１３２ｂが形成されている。この係止ピン１３２ｂは、長孔１３０ｂを貫通し、長孔１４８ｇ内に入り込んでいる。
【０１１１】
係止ピン１３２ｂは、支持パイプ１３０がシリンダヘッド８に対して固定されていても、長孔１３０ｂにより軸方向に移動することができる。このため、コントロールシャフト１３２を軸方向へ移動させることにより、その動きを係止ピン１３２ｂ及び長孔１４８ｇを介してスライダギヤ１４８に伝達して、同スライダギヤ１４８を軸方向に移動させることができる。更に、スライダギヤ１４８自体は、長孔１４８ｇにて係止ピン１３２ｂの動きが規制されることから、軸方向の位置は決定されるが、軸周りについては揺動可能になっている。
【０１１２】
スライダギヤ１４８においては、入力用ヘリカルスプライン１４８ａがヘリカルスプライン１４２ｂに噛み合わされ、第１出力用ヘリカルスプライン１４８ｃがヘリカルスプライン１４４ｂに噛み合わされ、第２出力用ヘリカルスプライン１４８ｅがヘリカルスプライン１４６ｂに噛み合わされている。
【０１１３】
図１２に示すように、シリンダヘッド８には、一対の立壁部１５６、１５８が形成されており、これらの間にバルブ用仲介駆動機構１４０が配置されている。各立壁部１５６、１５８には、軸受部１４４ｃ、１４６ｃの中心孔に対応した位置に孔が形成されており、この孔に支持パイプ１３０が挿入された状態で固定されている。従って、支持パイプ１３０は、立壁部１５６、１５８を介してシリンダヘッド８に固定されていることとなり、軸方向に移動したり回転したりすることはない。また、バルブ用仲介駆動機構１４０は、軸周りには揺動可能であるが軸方向への移動は立壁部１５６、１５８により阻止されている。
【０１１４】
また、前述したように、支持パイプ１３０内には、コントロールシャフト１３２が軸方向に摺動可能に挿入されており、このコントロールシャフト１３２の一端には、前記第１の実施形態で説明したアクチュエータ２１０のピストン２１０ｂが連結されている。
【０１１５】
図１３に示したごとく、バルブ用仲介駆動機構１４０のローラ１４２ｆは、吸気カム２４ａに接触している。このため、バルブ用仲介駆動機構１４０の入力部１４２は吸気カム２４ａのカム面のプロフィールに応じて支持パイプ１３０の軸周りに揺動する。なお、アーム１４２ｃ、１４２ｄとシリンダヘッド８との間には、ローラ１４２ｆを吸気カム２４ａ方向へ付勢する圧縮状スプリング１４２ｇが設けられている。このため、ローラ１４２ｆは常に回転カム４０のカム面に接触している。
【０１１６】
一方、上記バルブ用仲介駆動機構１４０とともにバルブ用可変リフト機構を構成する吸気バルブ用ロッカアーム１３は、その基端部１３ｃでアジャスタ１３ｂにて揺動可能に支持されている。吸気バルブ用ロッカアーム１３の先端部１３ｄには、吸気バルブ７０のステムエンド７０ｃが当接されている。吸気バルブ用ロッカアーム１３の中央部分にはローラ１３ａが支持されており、このローラ１３ａに第１揺動カム１４４のベース円部（ノーズ１４４ｄを除いた部分）や第２揺動カム１４６のベース円部（ノーズ１４６ｄを除いた部分）が接触している。
【０１１７】
このように、本実施の形態における可変動弁機構は、前記第１の実施形態における可変リフト機構と同様な構成を有している。従ってその動作も同様なものとなり、アクチュエータ２１０のピストン２１０ｂの移動量が調節されると、コントロールシャフト１３２とスライダギヤ１４８とを介して、入力部１４２のローラ１４２ｆと第１揺動カム１４４のノーズ１４４ｄとの相対位相差が調整される。また、入力部１４２のローラ１４２ｆと第２揺動カム１４６の１４６ｄとの相対位相差も調整される。すなわち、ピストン２１０ｂの移動により、吸気バルブ７０のリフト量を連続的に変化させることができる。より具体的には、コントロールシャフト１３２が図１５の矢印Ｂ方向に移動されるほど、入力部１４２は矢印Ｒ方向に回動されるとともに第１揺動カム１４４は矢印Ｌ方向に回動されて、入力部１４２のローラ１４２ｆとノーズ１４４ｄとの相対位相差が大きくなる。そのため、ノーズ１４４ｄに設けられた湾曲状のカム面１４４ｅにおいて、吸気バルブ用ロッカアーム１３のローラ１３ａを押し下げるために使用される範囲が広くなり、吸気バルブ７０のリフト量及びリフト期間（開弁期間）が増大される。同様に、コントロールシャフト１３２が方向Ｂに移動されるほど、第２揺動カム１４６は方向Ｌに回動されて、入力部１４２のローラ１４２ｆとノーズ１４６ｄとの相対位相差も大きくなり、吸気バルブ７０のリフト量及びリフト期間（開弁期間）が増大される。このようにアクチュエータ２１０のピストン２１０ｂの位置調整により、図１６に示す最小と最大とのリフト量パターン間で、吸気バルブ７０のリフト量が無段階に連続的に変更可能となる。
【０１１８】
このように、本実施の形態における内燃機関では、前記可変リフト機構を駆動するコントロールシャフト１３２が軸方向に移動すると、吸気バルブ７０のバルブ特性を変更する可変動弁機構も駆動されるようにしている。すなわち、仲介駆動機構１２０とバルブ用仲介駆動機構１４０とは、いずれもアクチュエータ２１０によって駆動されるコントロールシャフト１３２を介して駆動される。
【０１１９】
なお、吸気カム２４ａのカムプロフィールは、以下のように設定されている。すなわち、前述した処理手順（図１０）によって機関負荷に対応した位置にコントロールシャフト１３２が位置決めされたときにおいて、この機関負荷に対応したバルブリフト量及びリフト期間となるように、吸気カム２４ａのカムプロフィールは設定されている。ちなみに、第１揺動カム１４４、第２揺動カム１４６、及び入力部１４２にそれぞれ形成されるヘリカルスプラインの歯筋の角度を、吸気バルブ７０のリフト量及びリフト期間が機関負荷に対応したものとなるように設定するようにしてもよい。
【０１２０】
以上説明したように、本実施の形態にかかる車載燃料ポンプの駆動機構によれば、前記第１の実施形態で得られる効果の他に、次のような効果が得られるようになる。
【０１２１】
（１）可変動弁機構を構成するバルブ用仲介駆動機構１４０と可変リフト機構を構成する仲介駆動機構１２０とを、アクチュエータ２１０とコントロールシャフト１３２等で構成される同一の駆動機構で駆動するようにしている。従って、内燃機関に可変動弁機構と可変リフト機構とを設ける場合であっても、個々に駆動機構を設ける必要はなく、もって部品点数の増加を抑えることができるようになる。
【０１２２】
（２）また、可変動弁機構と可変リフト機構とをそれぞれ別々に設けるようにしている。そのため、吸気バルブ７０を駆動するための吸気カム２４ａと、プランジャ駆動用の回転カム４０とを、それぞれ別個に吸気カムシャフト２４に設けることができる。従って、吸気カム２４ａのカムプロフィール、及びプランジャ駆動用の回転カム４０のカムプロフィールをそれぞれ最適なものに設定することができるようにもなる。
【０１２３】
なお、上記実施の形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記各実施の形態において、高圧ポンプ１の昇圧・圧送行程中に機関負荷が低下し燃料噴射が不要となった場合には、次のように可変リフト機構を制御してもよい。すなわち、図１７に二点鎖線で示すように、プランジャ２１のリフト量が「０」になるように、換言すれば仲介駆動機構１２０が上記図８に示した状態になるようにコントロールシャフト１３２を駆動するようにしてもよい。この場合には、不要な燃料（図１７に斜線で示す部分の燃料）がデリバリパイプ１２に圧送されなくなるため、同デリバリパイプ１２内の過剰な圧力上昇を抑制でき、もってリリーフバルブ３２の作動音の発生を抑制することができるようになる。
【０１２４】
・上記第２の実施形態では、プランジャ２１のリフト量を可変とする可変リフト機構とは別に、吸気バルブ７０のバルブ特性を可変とする可変動弁機構も備えるようにした。この他に、可変動弁機構と可変リフト機構とを１つの可変機構としてもよい。例えば、上記バルブ用仲介駆動機構１４０を、図１８に示す仲介駆動機構１４０’のように構成することもできる。すなわち、バルブ用仲介駆動機構１４０の第２揺動カム１４６に、吸気バルブ７０を駆動するためのノーズ１４６ｄだけではなく、プランジャ２１を駆動するための前記ノーズ１２６ｄも設けるようにしてもよい。この場合には、前述したように、コントロールシャフト１３２が矢印Ｂ方向に移動するにつれて、入力部１４２は図１８において矢印Ｒ方向に回動され、第２揺動カム１４６は矢印Ｌ方向に回動される。そのため、第２揺動カム１４６に形成されたノーズ１４６ｄとローラ１４２ｆとの相対位相差は大きくされる。また、第２揺動カム１４６に形成されたノーズ１２６ｄと入力部１４２のローラ１４２ｆとの相対位相差は小さくされる。従って、コントロールシャフト１３２が矢印Ｂ方向に移動するにつれて、吸気バルブ７０のリフト量とリフト期間、及びプランジャ２１のリフト量とリフト期間とはそれぞれ増大される。
【０１２５】
図１９は、内燃機関のシリンダヘッド８に備えられた仲介駆動機構１４０’の取付態様を示す模式図である。なお、先の図１２に示した部材と同一の部材には、同一の符号を付している。さて、上述したように仲介駆動機構１４０’は可変リフト機構及び可変動弁機構して機能する。そのため、同図１９に示すように、上記第２の実施形態と比較して、可変リフト機構を構成する仲介駆動機構１２０を省略することができる。このため、内燃機関に可変動弁機構と可変リフト機構とを設ける場合であっても、両機構を個々に設ける必要はなく、もって部品点数の増加を抑えることができるようになる。
【０１２６】
また、この場合には、仲介駆動機構１４０’の入力部１４２が駆動されることで、ノーズ１２６ｄ及びノーズ１４６ｄがともに揺動される。すなわち、１つのカムでノーズ１２６ｄ及びノーズ１４６ｄを揺動させることができる。従って、プランジャ駆動用の回転カムと、吸気バルブを駆動するためのバルブ用カムとを、それぞれ別個にカムシャフトに設けなくてもよく、この点でも部品点数の増加を抑えることができるようになる。
【０１２７】
ちなみに、バルブ用仲介駆動機構１４０の第１揺動カム１４４に、プランジャ２１を駆動するための前記ノーズ１２６ｄを設けるようにしてもよい。
・上記各実施の形態では、コントロールシャフト１３２の位置を変更するアクチュエータとして、いわゆる油圧アクチュエータを用いるようにしたが、何らこのようなアクチュエータに限定されるものではなく、例えば電動アクチュエータ等を用いるようにしてもよい。また、コントロールシャフト１３２とアクセル操作部とを連結する操作力伝達機構によって、コントロールシャフト１３２の位置調整を行うようにしてもよい。例えば、図２０にその一例を示すように、第１の実施形態における可変リフト機構において、コントロールシャフト１３２とアクセルペダル４６とをワイヤ４８で接続するようにする。この場合には、ワイヤ４８によって、アクセルペダル４６の動きが直接コントロールシャフト１３２に伝達される。すなわち、仲介位相差可変手段は、運転者を原動力として駆動される。従って、内燃機関の出力を利用することなく、仲介位相差可変手段を駆動させることができるようになる。なお、操作力伝達機構としてはワイヤのみならず、油圧等を利用したものでもよい。また、アクセルペダルの踏み込み力を軽減するために、操作力伝達機構の途中に倍力装置等を設けるようにしてもよい。
【０１２８】
・上記第２の実施形態やその変形例における可変リフト機構や可変動弁機構は、上述した出力部と入力部との相対位相差を変更することによって、プランジャ２１や吸気バルブ７０のリフト量等を変更する機構であったが、何らこのような可変機構に限定されるものではない。例えばカムシャフトの軸方向にカムプロフィールが異なる３次元カムを用いることでリフト量を可変とする可変機構等を採用することもできる。
【０１２９】
・上記第２の実施形態やその変形例では、吸気バルブ７０の駆動機構に可変動弁機構を設けるようにしたが、排気バルブ７１の駆動機構に上述したような可変動弁機構を設けるようにしてもよい。また、吸気バルブ７０の駆動機構と排気バルブ７１の駆動機構それぞれに可変動弁機構を設けるようにしてもよい。なお、上述したような可変動弁機構を排気バルブ７１の駆動機構のみに設ける場合には、吸気通路内にスロットル弁を設けることで吸入空気量を調量することはできる。
【０１３０】
・上記各実施の形態では、プランジャ２１や吸気バルブ７０の駆動方式としてロッカアーム方式を採用したが、上述した揺動カムのノーズでプランジャ２１や吸気バルブ７０を直接駆動する直動式を採用することもできる。
【０１３１】
・上記各実施の形態では、本発明にかかる車載燃料ポンプの駆動機構をガソリン機関用の高圧燃料ポンプに適用する場合について例示したが、プランジャをシリンダ内で往復動させることによって高圧燃料を吐出する車載燃料ポンプであれば、本発明にかかる駆動機構を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる車載燃料ポンプの駆動機構の第１の実施形態について、その概略構成を示す模式図。
【図２】同実施の形態において、内燃機関のシリンダヘッドに備えられた車載燃料ポンプの駆動機構について、その取付態様を示す模式図。
【図３】同実施の形態における仲介駆動機構の斜視図。
【図４】上記仲介駆動機構の部分破断斜視図。
【図５】同実施の形態におけるアクチュエータの構成を例示する断面図。
【図６】上記仲介駆動機構の動作説明図。
【図７】上記仲介駆動機構の動作説明図。
【図８】上記仲介駆動機構の動作説明図。
【図９】上記仲介駆動機構によるプランジャのリフト量変化を示すグラフ。
【図１０】同実施の形態におけるアクチュエータのピストン移動量について、その制御処理にかかる処理手順を示すフローチャート。
【図１１】機関負荷に対応したプランジャのリフト量変化を例示するグラフ。
【図１２】第２の実施の形態において、内燃機関のシリンダヘッドに備えられた車載燃料ポンプの駆動機構について、その取付態様を示す模式図。
【図１３】図１２におけるＡ−Ａ断面の構造を示す断面図。
【図１４】同実施の形態における仲介駆動機構及びバルブ用仲介駆動機構の斜視図。
【図１５】上記各仲介駆動機構の部分破断斜視図。
【図１６】上記バルブ用仲介駆動機構による吸気バルブのリフト量変化を示すグラフ。
【図１７】上記実施の形態の変形例について、機関負荷に対応したプランジャのリフト量変化を例示するグラフ。
【図１８】第２の実施形態の変形例における仲介駆動機構の斜視図。
【図１９】同変形例において、内燃機関のシリンダヘッドに備えられた車載燃料ポンプの駆動機構について、その取付態様を示す模式図。
【図２０】上記各実施形態の変形例について、その概略構造を示す模式図。
【図２１】従来の車載燃料ポンプの駆動機構について、その概略構成を示す模式図。
【符号の説明】
１…高圧ポンプ、４…シリンダブロック、５…吸気ポート、６…ピストン、７…排気ポート、８…シリンダヘッド、１０…燃焼室、１１…燃料噴射弁、１２…デリバリパイプ、１３…吸気バルブ用ロッカアーム、１３ａ…ローラ、１３ｂ…アジャスタ、１３ｃ…基端部、１３ｄ…先端部、１４…排気バルブ用ロッカアーム、１５…低圧ポンプ、１６…高圧ポンプ、１７…燃料タンク、１８…低圧燃料通路、１９…プレッシャレギュレータ、２１…プランジャ、２２…加圧室、２３…スピル弁、２４…吸気カムシャフト、２４ａ…吸気カム、２５…回転カム、２６…シリンダ、２７…高圧燃料通路、２８…逆止弁、２９…電磁ソレノイド、３１…スプリング、３２…リリーフバルブ、３３…制御装置、３４…パルセーションダンパ、３５…弁体、３６…リフタ、３６ａ…ロッド、３７…リフタスプリング、３８…第１の逆止弁、３９…第２の逆止弁、４０…回転カム、４０ａ…ノーズ、４０ｂ…ベース円部、４６…アクセルペダル、４８…ワイヤ、５０…圧力センサ、７０…吸気バルブ、７０ｃ…ステムエンド、７１…排気バルブ、７３…排気カムシャフト、７３ａ…排気カム、７４…プランジャ用ロッカアーム、７４ａ…ローラ、７４ｂ…アジャスタ、７４ｃ…基端部、７４ｄ…先端部、７６…アクセル開度センサ、８２…クランク角センサ、８４…吸入空気量センサ、９０…シャフト位置センサ、９８…オイルコントロールバルブ、９８ａ…供給通路、９８ｂ…排出通路、９８ｃ…ケーシング、９８ｄ…第１給排ポート、９８ｅ…第２給排ポート、９８ｆ…第１排出ポート、９８ｇ…第２排出ポート、９８ｈ…供給ポート、９８ｉ…弁部、９８ｊ…コイルスプリング、９８ｋ…電磁ソレノイド、９８ｍ…スプール、１２０…仲介駆動機構、１２２…入力部、１２２ａ…ハウジング、１２２ｂ…ヘリカルスプライン、１２２ｃ、１２２ｄ…アーム、１２２ｅ…シャフト、１２２ｆ…ローラ、１２２ｇ…圧縮状スプリング、１２２ｈ…軸受部、１２６…揺動カム、１２６ａ…ハウジング、１２６ｂ…ヘリカルスプライン、１２６ｃ…軸受部、１２６ｄ…ノーズ、１２６ｅ…カム面、１２６ｆ…ベース円部、１２８…スライダギヤ、１２８ａ…入力用ヘリカルスプライン、１２８ｄ…小径部、１２８ｅ…出力用ヘリカルスプライン、１２８ｇ…長孔、１３０…支持パイプ、１３０ａ、ｂ…長孔、１３２…コントロールシャフト、１３２ａ、１３２ｂ…係止ピン、１３６、１３８、１３９…立壁部、１４０…バルブ用仲介駆動機構、１４２…入力部、１４２ａ…ハウジング、１４２ｂ…ヘリカルスプライン、１４２ｃ、１４２ｄ…アーム、１４２ｅ…シャフト、１４２ｆ…ローラ、１４２ｇ…圧縮状スプリング、１４４…第１揺動カム、１４４ａ…ハウジング、１４４ｂ…ヘリカルスプライン、１４４ｃ…軸受部、１４４ｄ…ノーズ、１４４ｅ…カム面、１４６…第２揺動カム、１４６ａ…ハウジング、１４６ｂ…ヘリカルスプライン、１４６ｃ…軸受部、１４６ｄ…ノーズ、１４６ｅ…カム面、１４８…スライダギヤ、１４８ａ…入力用ヘリカルスプライン、１４８ｂ…小径部、１４８ｃ…第１出力用ヘリカルスプライン、１４８ｄ…小径部、１４８ｅ…第２出力用ヘリカルスプライン、１４８ｇ…長孔、１５０…オイルパン、１５６、１５８…立壁部、２１０…アクチュエータ、２１０ａ…シリンダチューブ、２１０ｂ…ピストン、２１０ｃ、２１０ｄ…エンドカバー、２１０ｅ…コイルスプリング、２１０ｆ…第１圧力室、２１０ｇ…第２圧力室、２１０ｈ…第１給排通路、２１０ｉ…第２給排通路。
【発明の属する技術分野】
この発明は、車載燃料ポンプの駆動機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の圧縮行程後半に、燃焼室内へ燃料を直接噴射する筒内噴射式の内燃機関がよく知られている。この筒内噴射式の内燃機関では、筒内圧が高まる圧縮行程中での燃料噴射を可能にするために、高圧ポンプを用いて燃料の噴射圧を高くしている。このような筒内噴射式の内燃機関が備える一般的な燃料供給装置を図２１に例示する。
【０００３】
この図２１に示すように、内燃機関の気筒毎に設けられた燃料噴射弁１１には、共通の高圧燃料配管であるデリバリパイプ１２が接続されており、同デリバリパイプ１２内の燃料が各燃料噴射弁１１に分配供給される。この燃料噴射弁１１は、内燃機関の気筒内に直接燃料を噴射できるように配設されている。
【０００４】
燃料タンク１７内の燃料をデリバリパイプ１２に供給するために、燃料供給装置は低圧ポンプ１５及び高圧ポンプ１６を備えている。低圧ポンプ１５は、燃料（ガソリン）を貯留する燃料タンク１７内に配置されており、その吐出口は低圧燃料通路１８を介して高圧ポンプ１６に接続されている。上記低圧燃料通路１８の途中には、同低圧燃料通路１８内の圧力を一定（例えば０．４ＭＰａ）にするためのプレッシャレギュレータ１９が設けられている。
【０００５】
他方、高圧ポンプ１６は上記内燃機関のシリンダヘッドカバーに取り付けられており、その内部にプランジャ２１、加圧室２２及びスピル弁２３等を備えている。プランジャ２１は、内燃機関の吸気カムシャフト２４に設けられた回転カム２５の回転に伴い、シリンダ２６内を往復動する。また、プランジャ２１の下方には、回転カム２５のカム面に当接するリフタ３６が設けられている。このリフタ３６は、リフタスプリング３７によって下方に付勢され、回転カム２５のカム面に接触している。
【０００６】
上記加圧室２２は、シリンダ２６及びプランジャ２１によって区画されており、前述した低圧燃料通路１８がこの加圧室２２に接続されている。
また、加圧室２２は、高圧燃料通路２７を介して上記デリバリパイプ１２にも接続されている。この高圧燃料通路２７の途中には、高圧ポンプ１６から吐出された燃料の逆流を防止するための逆止弁２８が設けられている。
【０００７】
スピル弁２３は、加圧室２２と低圧燃料通路１８との接続箇所である燃料吸入口２２ａを開閉して燃料の圧力（燃圧）を調整する燃圧制御弁として用いられている。このスピル弁２３は、電磁ソレノイド２９や弁体３５等を備え、同電磁ソレノイド２９に対する通電制御により弁体３５は開閉される。すなわち電磁ソレノイド２９への通電が停止された状態では、スプリング３１によって弁体３５が開弁されて燃料吸入口２２ａが開放され、低圧燃料通路１８と加圧室２２とが連通した状態になる。この状態にあって、加圧室２２の容積を拡大させる方向（図２１の下方）へプランジャ２１が移動（下降）すると低圧ポンプ１５から送り出された燃料が低圧燃料通路１８を介して加圧室２２内に吸入される。
【０００８】
一方、プランジャ２１は下死点まで下降すると、加圧室２２の容積を収縮させる方向（図２１の上方）に移動方向を変える。すなわちプランジャ２１は上昇を始め、加圧室に吸入された燃料が低圧燃料通路１８へ戻される。そして、プランジャ２１の上昇途中で電磁ソレノイド２９への通電が行われると、スプリング３１の付勢力に抗して弁体３５が閉弁されて、燃料吸入口２２ａが閉鎖され、低圧燃料通路１８と加圧室２２との連通が遮断される。そして、プランジャ２１のさらなる上昇により加圧室２２内の燃圧は上昇し、これにより逆止弁２８が開弁され、加圧室２２内の高圧燃料が高圧燃料通路２７を通じてデリバリパイプ１２へ圧送される。
【０００９】
このように、プランジャ２１の上昇行程においてスピル弁２３が閉弁されることにより、高圧ポンプ１６から高圧燃料が吐出される。
この高圧ポンプ１６の燃料吐出量は、プランジャ２１の上昇行程中におけるスピル弁２３の閉弁時期を調整することで調量される。すなわち、閉弁時期を早めて閉弁期間を長くすると、燃料の圧送期間も長くなり、燃料吐出量が増加する。これとは逆に、閉弁時期を遅らせて閉弁期間を短くすると燃料吐出量は減少する。そして、このように高圧ポンプ１６の燃料吐出量を調量することにより、デリバリパイプ１２内の燃圧が調整される。
【００１０】
このようなスピル弁２３の閉弁時期制御は、内燃機関に備えられた制御装置（ＥＣＵ）３３によって実行される。この制御装置３３は、マイクロコンピュータを中心として構成されており、中央処理装置（ＣＰＵ）が、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）に記憶されている制御プログラムや初期データに従って演算処理を行い、その演算結果に基づいて各種制御を実行する。例えば、制御装置３３は、機関回転速度、吸入空気量、冷却水温等の機関運転状態を検出する各種センサの検出信号に基づいて機関運転状態に応じた燃圧を算出する。そして、この算出した燃圧と、上記デリバリパイプ１２に設けられた圧力センサ５０により検出される燃圧とが等しくなるように、スピル弁２３の閉弁時期、換言すれば電磁ソレノイド２９への通電時期を制御する。
【００１１】
ちなみに、デリバリパイプ１２内は、リリーフバルブ３２を介して前記燃料タンク１７に連通している。そして、デリバリパイプ１２内の燃圧が過度に高くなると、リリーフバルブ３２が開弁してデリバリパイプ１２内の高圧燃料が燃料タンク１７に流出するようになる。
【００１２】
ところで、高圧ポンプ１６では、上述したようにスピル弁２３の閉弁時期を制御することで燃料吐出量を調量するようにしている。従って、燃料吐出量を精密に制御するためには、スピル弁２３の閉弁速度はできる限り速いほうが望ましい。ところが、このような閉弁速度の高速化は、燃料吸入口２２ａを閉鎖する際の弁体３５の衝突速度の増大を招くこととなり、その結果、弁体３５が燃料吸入口２２ａを閉鎖する際に、大きな打音が発生するおそれがある。
【００１３】
また、スピル弁２３が閉弁状態になると、上記加圧室２２内の圧力が急激に上昇するようになる。このような急激な圧力上昇は高圧ポンプ１６に振動を発生させる起振力となる。この起振力により高圧ポンプ１６が取り付けられたシリンダヘッドカバーで共鳴現象が発生し、大きな振動音が発生してしまうようにもなる。
【００１４】
他方、上記高圧ポンプ１６では、プランジャ２１の下降行程において、低圧燃料通路１８から加圧室２２に燃料が吸入されるものの、プランジャ２１の上昇行程においてスピル弁２３が閉弁状態にされるまでの間は、加圧室２２から低圧燃料通路１８に燃料が戻される。このように、プランジャの上下動に合わせて燃料の流れ方向が逆転する期間があるため、低圧燃料通路１８内では脈動が発生する。この脈動は、異音の発生や燃料制御精度の低下につながるため、例えば先の図２１に示すように、低圧燃料通路１８の途中には、脈動を抑制するためのパルセーションダンパ３４が設けられることが多い。このパルセーションダンパ３４は、大型化するほど上述した脈動を抑制する効果が高まるが、実際には取付空間の制約もあり、必ずしも最適な大きさのものを選定することができない場合もある。
【００１５】
このように、スピル弁を用いて燃料吐出量を調量するタイプの燃料ポンプでは、上述したような不具合が生じやすいものとなっている。
なお、特許文献１には、カムシャフトに設けられたポンプ用カムのカム面の動きを、中間ローラを介して燃料ポンプのプランジャに伝えるものが記載されている。この特許文献１の車載燃料ポンプの駆動機構では、リンク機構を用いることで、中間ローラとポンプ用カムとの相対位置、並びに中間ローラとプランジャとの相対位置を変更し、もってクランク角に対する燃料ポンプの噴射時期を変更するようにしている。
【００１６】
【特許文献１】
特開昭５７−６５８０６号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に記載される駆動機構では、上記相対位置を変更することで、例えばプランジャの下死点が低くなるが、同時に、プランジャの上死点も低くなる。そのため、プランジャのストローク自体を変化させることはできず、燃料吐出量を幅広く調量するためには、結局、上記スピル弁のような調量機構を別途設ける必要がある。
【００１８】
この発明はこうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、スピル弁を設けることなく燃料吐出量を調量することのできる車載燃料ポンプの駆動機構を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段及びその作用効果について以下に記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関のカムシャフトに設けられたカムに連動して駆動されてシリンダ内を往復動するプランジャを備える車載燃料ポンプの駆動機構であって、前記車載燃料ポンプは、前記シリンダへの燃料の流入のみを許容する第１の逆止弁と、同シリンダからの燃料の吐出のみを許容する第２の逆止弁とを備え、前記プランジャはそのリフト量を可変とする可変リフト機構を介して駆動されることをその要旨とする。
【００２０】
同構成によれば、プランジャの往復動によってシリンダから燃料が吐出されるときには、第２の逆止弁を介して燃料が吐出される。このとき、第１の逆止弁はシリンダへの燃料の流入のみを許容する弁であるため、シリンダ内の燃料の流入側への逆流が抑えられる。このように、燃料吐出時において、高圧ポンプ内における燃料の流れ方向は一方向のみとなるため、上述したような燃料の逆流に起因する脈動の発生も好適に抑制することができるようになる。
【００２１】
また、可変リフト機構によってプランジャのリフト量が可変とされる。すなわち、プランジャのストローク量が変化するようになるため、上記シリンダから吐出される燃料の量を変化させることができ、スピル弁を設けることなく燃料吐出量を調量することができるようになる。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、内燃機関のカムシャフトに設けられたカムに連動して駆動されるプランジャと、同プランジャが往復動するシリンダとを備える車載燃料ポンプの駆動機構であって、前記内燃機関は、その吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方の動弁特性を可変とする可変動弁機構と、同可変動弁機構を駆動する駆動機構とを備える一方、前記車載燃料ポンプは、前記シリンダへの燃料の流入のみを許容する第１の逆止弁と、同シリンダからの燃料の吐出のみを許容する第２の逆止弁とを備え、前記プランジャはそのリフト量を可変とする可変リフト機構を介して駆動され、同可変リフト機構は前記駆動機構によって駆動されることをその要旨とする。
【００２３】
同構成によれば、プランジャの往復動によってシリンダから燃料が吐出されるときには、第２の逆止弁を介して燃料が吐出される。このとき、第１の逆止弁はシリンダへの燃料の流入のみを許容する弁であるため、シリンダ内の燃料の流入側への逆流が抑えられる。このように、燃料吐出時において、高圧ポンプ内における燃料の流れ方向は一方向のみとなるため、上述したような燃料の逆流に起因する脈動の発生も好適に抑制することができるようになる。
【００２４】
また、可変リフト機構によってプランジャのリフト量が可変とされる。すなわち、プランジャのストローク量が変化するようになるため、上記シリンダから吐出される燃料の量を変化させることができ、スピル弁を設けることなく燃料吐出量を調量することができるようになる。
【００２５】
そして、上記可変動弁機構及び可変リフト機構の双方を同一の駆動機構で駆動するようにしている。従って、内燃機関に可変動弁機構と可変リフト機構とを設ける場合であっても、個々に駆動機構を設ける必要はなく、もって部品点数の増加を抑えることができるようになる。なお、好適には、例えば吸気バルブのリフト量を増大させるように可変動弁機構が駆動される場合に、可変リフト機構がプランジャのリフト量を増大させるように駆動されるようにすると、機関負荷に対応したバルブ特性及びプランジャのリフト量を１つの駆動機構で確保することができるようになる。
【００２６】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車載燃料ポンプの駆動機構において、前記可変リフト機構及び可変動弁機構は、１つの可変機構として構成されてなることをその要旨とする。
【００２７】
前記可変リフト機構は、プランジャのリフト量を可変とする機構であるため、同機構を用いることで前記バルブのリフト量も変更することができる。そこで、請求項３に記載の構成では、可変リフト機構と可変動弁機構とを１つの可変機構としている。従って、内燃機関に可変動弁機構と可変リフト機構とを設ける場合であっても、両機構を個々に設ける必要はなく、もって部品点数の増加を抑えることができるようになる。
【００２８】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の車載燃料ポンプの駆動機構において、前記可変リフト機構は、前記カムシャフトとは異なるシャフトにて揺動可能に支持され、入力部と出力部とを有することで前記カムにより入力部が駆動されると出力部にて前記プランジャを駆動する仲介駆動機構と、前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を可変とする仲介位相差可変手段とを備えることをその要旨とする。
【００２９】
同構成では、仲介駆動機構の入力部がカムにより駆動されると、同仲介駆動機構の出力部にてプランジャが駆動される。このため、カムが入力部を駆動すれば、カムのカムプロフィールに応じてプランジャのリフト量を変化させることができる。
【００３０】
そして仲介位相差可変手段により、仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差が可変とされる。そのため、カムの駆動状態に応じたプランジャのリフト開始時期を早めたり遅くしたりすることができる。従って、カムの駆動に連動するプランジャのリフト量やリフト期間を確実に調整することができるようになる。
【００３１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の車載燃料ポンプの駆動機構において、前記可変リフト機構は、機関負荷の増大に伴って前記プランジャのリフト量が増大するように制御されることをその要旨とする。
【００３２】
同構成によれば、機関負荷の増大に伴って車載燃料ポンプの燃料吐出量が増加するようになるため、機関負荷に対応した燃料吐出量を確保することができるようになる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、この発明にかかる車載燃料ポンプの駆動機構を具体化した第１の実施形態について図１〜図１１に基づき、詳細に説明する。
【００３４】
図１は、本実施の形態にかかる駆動機構によって駆動される高圧ポンプ１、並びにこの高圧ポンプ１を用いた筒内噴射式内燃機関の燃料供給装置の構成を示す概略図であり、先の図２１と同一の構成要素には同一の符号を付している。また、本実施の形態における燃料供給装置と、先の図２１に示した燃料供給装置とは、高圧ポンプ１の構造とその駆動機構、及び高圧ポンプ１の燃料吐出量を制御するための制御対象が異なる点以外は基本的に同様の構成である。そこで以下では、これら相違点を中心に説明する。
【００３５】
まず、高圧ポンプ１は、内燃機関のシリンダヘッドカバーに取り付けられており、その内部にはプランジャ２１、シリンダ２６、加圧室２２、第１の逆止弁３８、及び第２の逆止弁３９等が設けられている。
【００３６】
プランジャ２１は、内燃機関の吸気カムシャフト２４に設けられた回転カム４０の回転に伴い、シリンダ２６内を往復動する。また、プランジャ２１の下方に設けられたリフタ３６の下面には、ロッド３６ａが取り付けられている。このロッド３６ａは、リフタスプリング３７によって、常に下方へ付勢されている。
【００３７】
加圧室２２は、シリンダ２６及びプランジャ２１によって区画されており、第１の逆止弁３８を介して前述した低圧燃料通路１８に接続されている。また、加圧室２２は、第２の逆止弁３９を介して前述した高圧燃料通路２７に接続されている。
【００３８】
第１の逆止弁３８は、シリンダ２６への燃料の流入のみを許容する弁となっている。また、第２の逆止弁３９は、シリンダ２６からの燃料の吐出のみを許容する弁となっている。従って、加圧室２２の容積が増加する方向にプランジャ２１が移動（下降）するときには、第１の逆止弁３８のみが開弁されて加圧室２２内に燃料が流入される。一方、加圧室２２の容積が減少する方向にプランジャ２１が移動（上昇）するときには、第２の逆止弁３９のみが開弁されて加圧室２２内の燃料が高圧燃料通路２７に圧送される。このとき、第１の逆止弁３８はシリンダ２６への燃料の流入のみを許容する弁であるため、シリンダ２６内の燃料の低圧燃料通路１８側への逆流が抑えられる。このように本実施の形態における高圧ポンプ１では、その内部を流れる燃料の流れ方向が一方向のみとなるため、プランジャ２１の上昇時に燃料が低圧燃料通路１８へ逆流して脈動が発生する不具合を抑制することができる。
【００３９】
次に高圧ポンプ１の駆動機構について、図１〜図９を併せ参照して説明する。まず、高圧ポンプ１の駆動機構は、先の図１に示すように、プランジャ用ロッカアーム７４、及び仲介駆動機構１２０等からなる可変リフト機構で構成されている。
【００４０】
図２は、内燃機関のシリンダヘッド８に備えられた仲介駆動機構１２０の取付態様を示す模式図である。この図２に示すように、本実施の形態における内燃機関は４つの気筒＃１〜＃４を備えており、シリンダヘッド８内には、機関出力軸であるクランクシャフトに駆動連結された吸気カムシャフト２４と排気カムシャフト７３とがそれぞれ回転可能に軸支されている。吸気カムシャフト２４には、各吸気バルブ７０に対応して吸気カム２４ａが設けられており、この吸気カム２４ａの回転によって吸気バルブ７０は駆動され、燃焼室に開口する吸気ポートが開閉される。また、排気カムシャフト７３には、各排気バルブ７１に対応して排気カム７３ａが設けられており、この排気カム７３ａの回転によって排気バルブ７１は駆動され、燃焼室に開口する排気ポートが開閉される。
【００４１】
上記仲介駆動機構１２０は、吸気カムシャフト２４とは異なるシャフトである支持パイプ１３０に揺動可能に取り付けられている。また、仲介駆動機構１２０は、高圧ポンプ１のプランジャ２１と同数設けられている。なお本実施の形態では、１つのプランジャ２１で全気筒分の燃料を圧送する、いわゆるシングルプランジャ方式の高圧ポンプが採用されている。このため、仲介駆動機構１２０の数は１つである。
【００４２】
図３は、仲介駆動機構１２０の斜視図を示している。また、図４は、仲介駆動機構１２０の部分破断斜視図を示している。これら図３、図４に示すように、仲介駆動機構１２０は、入力部１２２、及び揺動カム１２６を備えており、入力部１２２のハウジング１２２ａ、及び揺動カム１２６のハウジング１２６ａはそれぞれ外径が同じ円柱状をなしている。
【００４３】
ハウジング１２２ａの内部には、軸方向へ延びる空間が形成されており、この空間の内周面には、軸方向に右ねじりのヘリカルスプライン１２２ｂが形成されている。また、この内部の空間の端部は、径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部１２２ｈにて覆われている。一方、ハウジング１２２ａの外周面には、２つのアーム１２２ｃ、１２２ｄが互いに平行に突出して形成されている。これらアーム１２２ｃ、１２２ｄの先端には、シャフト１２２ｅによってローラ１２２ｆが回転可能に支持されている。
【００４４】
ハウジング１２６ａの内部には、軸方向へ延びる空間が形成されており、この内部空間の内周面には、軸方向に左ねじりのヘリカルスプライン１２６ｂが形成されている。また、この内部空間の端部は、径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部１２６ｃにて覆われている。一方、ハウジング１２６ａの外周面には、略三角形状のノーズ１２６ｄが突出して形成されている。このノーズ１２６ｄには、凹状に湾曲するカム面１２６ｅが形成されている。
【００４５】
入力部１２２および揺動カム１２６の各内部空間には、略円柱状のスライダギヤ１２８が配置されている。スライダギヤ１２８は、軸方向に右ねじりの入力用ヘリカルスプライン１２８ａと、小径部１２８ｄと、軸方向に左ねじりの出力用ヘリカルスプライン１２８ｅとで構成されている。
【００４６】
スライダギヤ１２８の内部には、軸方向に延びる貫通孔が形成されている。そして、前記小径部１２８ｄには、長孔１２８ｇが形成されている。
スライダギヤ１２８の貫通孔には、支持パイプ１３０が周方向に摺動可能に配置されている。なお、支持パイプ１３０において、スライダギヤ１２８の長孔１２８ｇに対向する位置には、軸方向に延びる長孔１３０ａが設けられている。
【００４７】
さらに、支持パイプ１３０内には、コントロールシャフト１３２が軸方向に摺動可能に挿通されている。コントロールシャフト１３２の、仲介駆動機構１２０に対応する位置には係止ピン１３２ａが設けられている。この係止ピン１３２ａは長孔１３０ａを貫通し、長孔１２８ｇ内に入り込んでいる。
【００４８】
係止ピン１３２ａは、支持パイプ１３０がシリンダヘッド８に固定されていても、長孔１３０ａにより軸方向に移動することができる。このため、コントロールシャフト１３２を軸方向へ移動させることにより、その動きを係止ピン１３２ａ及び長孔１２８ｇを介してスライダギヤ１２８に伝達して、同スライダギヤ１２８を軸方向に移動させることができる。更に、スライダギヤ１２８自体は、長孔１２８ｇにて係止ピン１３２ａの動きが規制されることから、軸方向の位置は決定されるが、軸周りについては揺動可能になっている。
【００４９】
スライダギヤ１２８においては、入力用ヘリカルスプライン１２８ａがヘリカルスプライン１２２ｂに噛み合わされ、出力用ヘリカルスプライン１２８ｅがヘリカルスプライン１２６ｂに噛み合わされている。
【００５０】
図２に示すように、シリンダヘッド８には一対の立壁部１３６、１３８が形成されており、これらの間に仲介駆動機構１２０が配置されている。
各立壁部１３６、１３８には、軸受部１２２ｈ、１２６ｃの中心孔に対応した位置に孔が形成されており、この孔に支持パイプ１３０が挿入された状態で固定されている。従って、支持パイプ１３０は、立壁部１３６、１３８を介してシリンダヘッド８に固定されていることとなり、軸方向に移動したり回転したりすることはない。また仲介駆動機構１２０は、軸周りには揺動可能であるが軸方向への移動は立壁部１３６、１３８により阻止されている。
【００５１】
仲介駆動機構１２０に設けられているローラ１２２ｆは、先の図１に示したごとく回転カム４０に接触している。このため、仲介駆動機構１２０の入力部１２２は回転カム４０のカムプロフィールに応じて支持パイプ１３０の軸周りに揺動する。なお、アーム１２２ｃ、１２２ｄとシリンダヘッド８との間には、ローラ１２２ｆを回転カム４０方向へ付勢する圧縮状スプリング１２２ｇが設けられている。このため、ローラ１２２ｆは常に回転カム４０のカム面に接触している。
【００５２】
一方、上記仲介駆動機構１２０とともに可変リフト機構を構成するプランジャ用ロッカアーム７４は、その基端部７４ｃでアジャスタ７４ｂにて揺動可能に支持されている。プランジャ用ロッカアーム７４の先端部７４ｄには、プランジャ２１のリフタ３６に設けられたロッド３６ａが当接されている。プランジャ用ロッカアーム７４の中央部には、ローラ７４ａが支持されており、このローラ７４ａに揺動カム１２６のベース円部１２６ｆ（ノーズ１２６ｄを除いた部分）が接触している。
【００５３】
他方、図２に示すように、上記コントロールシャフト１３２の一端側には、アクチュエータ２１０のピストン２１０ｂが連結されている。このアクチュエータ２１０により、コントロールシャフト１３２の軸方向の変位が調整される。
【００５４】
次に、仲介駆動機構１２０の駆動機構について説明する。この駆動機構は、図２に示すように、コントロールシャフト１３２の一端に連結されたアクチュエータ２１０を備えている。図５は、アクチュエータ２１０の軸方向における断面の構成と、オイルコントロールバルブ９８とを示したものである。
【００５５】
アクチュエータ２１０は、筒状をなすシリンダチューブ２１０ａと、シリンダチューブ２１０ａ内に設けられたピストン２１０ｂと、シリンダチューブ２１０ａの両端開口部を塞ぐように設けられた一対のエンドカバー２１０ｃ、２１０ｄ等から構成されている。また、エンドカバー２１０ｃとピストン２１０ｂとの間には、圧縮状態のコイルスプリング２１０ｅが配置されている。そしてシリンダチューブ２１０ａは、エンドカバー２１０ｄにてシリンダヘッド８の立壁部１３９に固定されている。
【００５６】
ピストン２１０ｂには、エンドカバー２１０ｄ及び立壁部１３９を貫通したコントロールシャフト１３２の一端が連結されている。
シリンダチューブ２１０ａ内は、ピストン２１０ｂにより第１圧力室２１０ｆと第２圧力室２１０ｇとに区画されている。 第１圧力室２１０ｆには、一方のエンドカバー２１０ｄ等に形成された通路を介して第１給排通路２１０ｈが接続され、第２圧力室２１０ｇには、他方のエンドカバー２１０ｃ等に形成された通路を介して第２給排通路２１０ｉが接続されている。
【００５７】
第１給排通路２１０ｈ、または第２給排通路２１０ｉを介して、第１圧力室２１０ｆと第２圧力室２１０ｇとに対し選択的に作動油が供給されると、ピストン２１０ｂはコントロールシャフト１３２の軸方向に移動する。このピストン２１０ｂの移動に伴い、コントロールシャフト１３２も軸方向へ移動することになる。
【００５８】
第１給排通路２１０ｈ、及び第２給排通路２１０ｉは、オイルコントロールバルブ９８に接続されている。このオイルコントロールバルブ９８には供給通路９８ａおよび排出通路９８ｂが接続されている。そして、供給通路９８ａは、内燃機関のクランクシャフトの回転に伴って駆動されるオイルポンプＰを介してオイルパン１５０に接続されており、排出通路９８ｂはオイルパン１５０に直接接続されている。
【００５９】
オイルコントロールバルブ９８はケーシング９８ｃを備え、ケーシング９８ｃには、第１給排ポート９８ｄ、第２給排ポート９８ｅ、第１排出ポート９８ｆ、第２排出ポート９８ｇ、及び供給ポート９８ｈが設けられている。第１給排ポート９８ｄには第１給排通路２１０ｈが接続され、第２給排ポート９８ｅには第２給排通路２１０ｉが接続されている。更に、供給ポート９８ｈには供給通路９８ａが接続され、第１排出ポート９８ｆおよび第２排出ポート９８ｇには排出通路９８ｂが接続されている。また、ケーシング９８ｃ内には、４つの弁部９８ｉを有し、コイルスプリング９８ｊと電磁ソレノイド９８ｋとによりそれぞれ逆の方向に付勢されるスプール９８ｍが設けられている。
【００６０】
このような構成のオイルコントロールバルブ９８において、電磁ソレノイド９８ｋの消磁状態では、スプール９８ｍがコイルスプリング９８ｊの弾性力によりケーシング９８ｃの電磁ソレノイド９８ｋ側に配置される。そして、第１給排ポート９８ｄと第１排出ポート９８ｆとが連通し、第２給排ポート９８ｅと供給ポート９８ｈとが連通する。この状態では、オイルパン１５０内の作動油が供給通路９８ａ、オイルコントロールバルブ９８および第２給排通路２１０ｉを介して、第２圧力室２１０ｇへ供給される。また、第１圧力室２１０ｆの作動油は第１給排通路２１０ｈ、オイルコントロールバルブ９８および排出通路９８ｂを介してオイルパン１５０内へ戻される。その結果、ピストン２１０ｂがコントロールシャフト１３２と一体で矢印Ａに示す方向へ移動する。
【００６１】
一方、電磁ソレノイド９８ｋが励磁されたときには、スプール９８ｍがコイルスプリング９８ｊの付勢力に抗してケーシング９８ｃのコイルスプリング９８ｊ側に配置されて、第２給排ポート９８ｅが第２排出ポート９８ｇと連通し、第１給排ポート９８ｄが供給ポート９８ｈと連通する。この状態では、オイルパン１５０内の作動油が供給通路９８ａ、オイルコントロールバルブ９８および第１給排通路２１０ｈを介して第１圧力室２１０ｆへ供給される。また、第２圧力室２１０ｇ内の作動油が第２給排通路２１０ｉ、オイルコントロールバルブ９８および排出通路９８ｂを介してオイルパン１５０内に戻される。その結果、ピストン２１０ｂがコントロールシャフト１３２と一体で矢印Ｂに示す方向へ移動する。
【００６２】
さらに、電磁ソレノイド９８ｋへの給電を制御し、スプール９８ｍをケーシング９８ｃの中間に位置させると、図５に示すように第１給排ポート９８ｄおよび第２給排ポート９８ｅが閉塞され、それら第１及び第２給排ポート９８ｄ、９８ｅを通じての作動油の移動が禁止される。この状態では、第１圧力室２１０ｆおよび第２圧力室２１０ｇに対して作動油の給排が行われず、第１圧力室２１０ｆおよび第２圧力室２１０ｇ内に作動油が充填保持される。これにより、ピストン２１０ｂ及びコントロールシャフト１３２の軸方向における位置が保持される。
【００６３】
また、電磁ソレノイド９８ｋへの給電をデューティ制御することで、第１給排ポート９８ｄの開度、あるいは第２給排ポート９８ｅの開度を調整し、供給ポート９８ｈから第１圧力室２１０ｆ、または第２圧力室２１０ｇへの作動油の供給速度を制御することができる。
【００６４】
このような構成により、アクチュエータ２１０のピストン２１０ｂの移動量が調節されると、コントロールシャフト１３２とスライダギヤ１２８とを介して、入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２６のノーズ１２６ｄとの相対位相差が調整される。
【００６５】
次に、仲介駆動機構１２０の作動によるプランジャ２１のリフト量変化を、図６〜図８を併せ参照して説明する。
図６は、アクチュエータ２１０のピストン２１０ｂを、図４等に示す矢印Ｂ方向へ最も移動させた状態の仲介駆動機構１２０の状態を示している。この状態では、入力部１２２は図４に示す矢印Ｒ方向に最も回動され、揺動カム１２６は矢印Ｌ方向に最も回動される。そのため、入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２６のノーズ１２６ｄとの相対位相差αが最も小さくされる。
【００６６】
なお、図６〜図８では、仲介駆動機構１２０の揺動中心（支持パイプ１３０の径方向における中心）とローラ１２２ｆの軸芯とを結ぶ直線と、仲介駆動機構１２０の揺動中心と揺動カム１２６のベース円部がカム面１２６ｅに接する点とを結ぶ直線とがなす角を相対位相差α、β、γとしている。
【００６７】
さて、図６［Ａ］では、回転カム４０のベース円部４０ｂ（ノーズ４０ａを除いた部分）が、ローラ１２２ｆに接触している。このときには、ローラ７４ａが揺動カム１２６のノーズ１２６ｄには接触しておらず、ノーズ１２６ｄに隣接したベース円部１２６ｆに接触している。このため、プランジャ２１は下死点に位置する。
【００６８】
吸気カムシャフト２４が回転して回転カム４０のノーズ４０ａがローラ１２２ｆを押し下げると、仲介駆動機構１２０内では入力部１２２の揺動がスライダギヤ１２８を介して揺動カム１２６に伝達されて、揺動カム１２６はノーズ１２６ｄを押し上げるように揺動する。これによりノーズ１２６ｄのカム面１２６ｅが直ちにローラ７４ａに接触して、図６［Ｂ］に示すごとく、カム面１２６ｅの全範囲を使用してローラ７４ａを押し上げる。このことにより、プランジャ用ロッカアーム７４は基端部７４ｃ側を中心に揺動し、先端部７４ｄが大きくプランジャ２１を押し上げる。こうしてプランジャ２１が最大リフト量にてシリンダ２６内を移動するため、高圧ポンプ１から吐出される燃料量も最大となる。
【００６９】
図７は、アクチュエータ２１０のピストン２１０ｂを図６の状態から矢印Ａ歩行へ少し移動させた場合の仲介駆動機構１２０の状態を示している。この状態では、入力部１２２は矢印Ｌ方向に少し回動され、揺動カム１２６は矢印Ｒ方向に少し回動される。そのため、ローラ１２２ｆとノーズ１２６ｄとの相対位相差βは、上記図６［Ａ］に示した相対位相差αよりも大きくなる。
【００７０】
さて、図７［Ａ］では、回転カム４０のベース円部４０ｂが、入力部１２２のローラ１２２ｆに接触している。このとき、ローラ７４ａはノーズ１２６ｄには接触しておらず、図６［Ａ］に示した状態と比較して、少しノーズ１２６ｄから離れたベース円部１２６ｆに接触している。これは、スライダギヤ１２８の矢印Ａ方向への移動に伴い、ローラ１２２ｆとノーズ１２６ｄとの相対位相差が大きくなったためである。そして、ローラ７４ａが揺動カム１２６のベース円部１２６ｆに接触している間は、プランジャ２１は下死点に位置する。
【００７１】
吸気カムシャフト２４が回転して回転カム４０のノーズ４０ａがローラ１２２ｆを押し下げると、前記と同様にして揺動カム１２６はノーズ１２６ｄを押し上げるように揺動する。
【００７２】
上述したごとく、図７［Ａ］の状態では、ローラ７４ａはベース円部１２６ｆにおいて、ノーズ１２６ｄから離れた箇所に接触している。このため、揺動カム１２６が揺動しても、しばらくはローラ７４ａはカム面１２６ｅに接触することなくベース円部１２６ｆに接触した状態を継続する。そしてその後、カム面１２６ｅがローラ７４ａとの接触により、図７［Ｂ］に示すごとくローラ７４ａが押し上げられる。このことにより、プランジャ用ロッカアーム７４は基端部７４ｃを中心に揺動する。しかし、ローラ７４ａが当初、ノーズ１２６ｄから離れている分、カム面１２６ｅの使用範囲は少なくなってプランジャ用ロッカアーム７４の揺動角度は小さくなり、その先端部７４ｄによるプランジャ２１の押し上げ量、すなわちリフト量は少なくなる。こうしてプランジャ２１は最大量よりも小さいリフト量にてシリンダ２６内を移動するため、図６に示す状態と比較して、高圧ポンプ１から吐出される燃料量は少なくなる。
【００７３】
図８は、アクチュエータ２１０のピストン２１０ｂを最も矢印Ａ方向へ移動させたときの仲介駆動機構１２０の状態を示している。この状態では、入力部１２２は矢印Ｌ方向に最も回動され、揺動カム１２６は矢印Ｒ方向に最も回動される。そのため、ローラ１２２ｆとノーズ１２６ｄとの相対位相差γが最も大きくなる。
【００７４】
さて、図８［Ａ］では、回転カム４０のベース円部４０ｂが、ローラ１２２ｆに接触している。このとき、ローラ７４ａはノーズ１２６ｄには接触しておらず、ベース円部１２６ｆにおいてノーズ１２６ｄから大きく離れた箇所に接触している。これは仲介駆動機構１２０内でスライダギヤ１２８が矢印Ａ方向に最大に移動したことにより、ローラ１２２ｆとノーズ１２６ｄとの相対位相差が最大になったためである。そして、ローラ７４ａが揺動カム１２６のベース円部１２６ｆに接触している間は、プランジャ２１は下死点に位置する。
【００７５】
吸気カムシャフト２４の回転に伴い、ノーズ４０ａがローラ１２２ｆを押し下げると、前記と同様にして揺動カム１２６はノーズ１２６ｄを押し上げるように揺動する。
【００７６】
上述したごとく、図８［Ａ］の状態では、ローラ７４ａはベース円部１２６ｆにおいて、ノーズ１２６ｄから大きく離れた箇所に接触している。このため、揺動の全期間、ローラ７４ａはカム面１２６ｅに接触することなくベース円部１２６ｆに接触した状態を継続する。すなわち、図８［Ｂ］に示すごとく、回転カム４０のノーズ４０ａがローラ１２２ｆを最大に押し下げても、カム面１２６ｅがローラ７４ａを押し上げるために使用されることはない。これにより、プランジャ用ロッカアーム７４は基端部７４ｃを支点として揺動することがなくなり、その先端部７４ｄによるプランジャ２１の押し上げ量、すなわちリフト量は０となる。こうしてプランジャ２１は下死点に維持され、高圧ポンプ１からは燃料が吐出されない。
【００７７】
このように、ピストン２１０ｂの位置調整により、プランジャ２１のリフト量は、図９に示すごとく最大リフト量と最小リフト量「０」との間で、無段階に連続的に変更可能となり、もって高圧ポンプ１の燃料吐出量も連続的に調量可能となる。そして、第１の実施形態では、前述したアクチュエータ２１０、コントロールシャフト１３２、スライダギヤ１２８、入力部１２２のヘリカルスプライン１２２ｂおよび揺動カム１２６のヘリカルスプライン１２６ｂにより、仲介位相差可変手段が構成されている。
【００７８】
次に、ピストン２１０ｂの位置調整にかかる制御について説明する。
まず、ピストン位置は図１に示す制御装置３３によって制御される。この制御装置３３は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）を備えるマイクロコンピュータを中心として構成されている。例えば制御装置３３には、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）が設けられている。また制御装置３３には、演算結果や予め記憶されたデータ等を機関停止後も保存するためのバックアップＲＡＭ、入力インターフェース、出力インターフェース等も設けられている。
【００７９】
上記入力インターフェースには、各種センサによって検出された機関運転状態を表す出力信号が入力される。例えば、アクセルペダルに取り付けられたアクセル開度センサ７６からは、アクセルペダルの踏み込み量（以下、「アクセル開度ＡＣＣＰ」という）に比例した出力電圧が出力され、この出力はＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器を介して入力インターフェースに入力される。また、クランク角センサ８２からは、クランクシャフトが所定角度回転する毎に出力パルスが出力され、この出力パルスは波形整形回路（２値化回路）を介して入力インターフェースに入力される。制御装置３３では、このクランク角センサ８２の出力パルスに基づき、機関回転速度ＮＥが算出される。また、吸気通路内に設けられた吸入空気量センサ８４からは、吸入空気量ＧＡに対応した出力電圧が出力され、この出力はＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器を介して入力インターフェースに入力される。また、デリバリパイプ１２に設けられた圧力センサ５０からは、同デリバリパイプ１２内の燃圧ＦＰに応じた出力電圧が出力され、この出力はＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器を介して入力インターフェースに入力される。さらに、前述したコントロールシャフト１３２の軸方向変位を検出するシャフト位置センサ９０からは、軸方向変位に応じた出力電圧が出力され、この出力はＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器を介して入力インターフェースに入力される。
【００８０】
一方、出力インターフェースは、各々対応する駆動回路等を介して燃料噴射弁１１やオイルコントロールバルブ９８等に接続されている。そして、制御装置３３は上記各センサ５０、７６、８２、８４、９０等からの信号に基づき、ＲＯＭ内に格納された制御プログラム及び制御データに従って、上記燃料噴射弁１１やオイルコントロールバルブ９８等を制御する。
【００８１】
次に、ピストン２１０ｂの位置制御にかかる処理手順について、図１０を併せ参照して詳細に説明する。なお、この処理は制御装置３３にて所定時間毎に繰り返し実行される。
【００８２】
この処理が開始されると、まず、アクセル開度ＡＣＣＰ、吸入空気量ＧＡ、機関回転速度ＮＥ、及び燃圧ＦＰが読み込まれる（ステップＳ１１０）。そして、これら機関負荷を表すパラメータに基づいて目標燃圧ＦＰＴが算出される（Ｓ１２０）。
【００８３】
次に、目標燃圧ＦＰＴと燃圧ＦＰとの差ΔＦＰが算出され（Ｓ１３０）、この差ΔＦＰを補うだけの燃料がデリバリパイプ１２内に供給されるように、コントロールシャフト１３２の軸方向の目標位置Ｌｔが求められる（ステップＳ１４０）。ここで、この目標位置Ｌｔは、コントロールシャフト１３２が、先の図３等に示した矢印Ｂ方向へ移動するほど大きくなる値とされている。また、目標位置Ｌｔは、機関負荷が増大するほど、換言すれば燃料噴射弁１１から噴射される燃料量が増大して差ΔＦＰが大きくなるほど、その値が大きくなるように設定される。従って、機関負荷が増大するほど（差ΔＦＰが大きくなるほど）コントロールシャフト１３２は矢印Ｂ方向へ移動され、上述したようにプランジャ２１のリフト量は増大するようになる。すなわち、機関負荷が増大するほど高圧ポンプ１の燃料吐出量が増大するように目標位置Ｌｔは設定される。
【００８４】
次に、シャフト位置センサ９０の信号から得られるコントロールシャフト１３２の実位置Ｌｓが読み込まれる（ステップＳ１５０）。そして、目標位置Ｌｔと実位置Ｌｓとの偏差ΔＬが次式（１）に示すごとく算出される（ステップＳ１６０）。
【００８５】
ΔＬ←Ｌｔ−Ｌｓ … （１）
次に、このように算出された偏差ΔＬに基づいて、ＰＩＤ制御計算を行い、実位置Ｌｓが目標位置Ｌｔに近づくように、オイルコントロールバルブ９８の電磁ソレノイド９８ｋに対する信号のデューティＬｄｕｔｙが算出される（ステップＳ１７０）。そして、オイルコントロールバルブ９８の電磁ソレノイド９８ｋを駆動する駆動回路にデューティＬｄｕｔｙに対応する信号が出力され、このデューティＬｄｕｔｙに対応した位置にスプール９８ｍを移動させる（ステップＳ１８０）。その後、本処理を一旦終了し、次の制御周期において再度ステップＳ１１０〜Ｓ１８０の処理を繰り返す。こうして実位置Ｌｓが目標位置Ｌｔになるように、アクチュエータ２１０への作動油の供給がなされる。
【００８６】
図１１は、機関負荷に対応したプランジャ２１のリフト量の変化を示しており、同図１１に実線で示す特性線Ｌ１は、仲介駆動機構１２０が上記図６に示した状態にあるときのリフト量の変化を示している。また、同図１１に一点鎖線で示す特性線Ｌ２は、仲介駆動機構１２０が上記図７に示した状態にあるときのリフト量の変化を示している。
【００８７】
さて、プランジャ２１は、回転カム４０の回転に連動してシリンダ２６内を上下動するが、このときのリフト量は上記ピストン２１０ｂの位置制御に基づき機関負荷に応じたものにされる。従って、機関負荷が高い場合には、図１１に特性線Ｌ１で示すように、プランジャ２１は最大リフト量で駆動され、高圧ポンプ１の燃料吐出量が最大とされる。一方、機関負荷が低くなると、同図１１に特性線Ｌ２で示すようにプランジャ２１のリフト量は減少され、高圧ポンプ１の燃料吐出量は減少される。
【００８８】
このように、本実施の形態によれば、プランジャ２１のリフト量を可変とすることで、高圧ポンプ１の燃料吐出量が調量される。
以上説明したように、本実施の形態にかかる車載燃料ポンプの駆動機構によれば、次のような効果が得られるようになる。
【００８９】
（１）本実施の形態では、可変リフト機構を構成する仲介駆動機構１２０を用いて、プランジャ２１のリフト量（ストローク量）を変化させるようにしている。従って、シリンダ２６から吐出される燃料の量を変化させることができ、スピル弁を設けることなく高圧ポンプ１から吐出される燃料の量を調量することができるようになる。
【００９０】
（２）高圧ポンプ１に、シリンダ２６への燃料の流入のみを許容する第１の逆止弁３８と、シリンダ２６からの燃料の吐出のみを許容する第２の逆止弁３９とを設けている。そのため、高圧ポンプ１内での燃料の流れ方向は一方向のみとなり、燃料の逆流に起因する脈動の発生を抑制することができるようになる。
【００９１】
（３）仲介駆動機構１２０に、回転カム４０の回転によって駆動される入力部１２２と、プランジャ用ロッカアーム７４を介してプランジャ２１を駆動する揺動カム１２６とを設けている。そのため、回転カム４０のカムプロフィールに応じてプランジャ２１のリフト量を変化させることができる。
【００９２】
さらに、仲介駆動機構１２０に設けられたヘリカルスプライン機構により、仲介駆動機構の入力部１２２と揺動カム１２６との相対位相差を可変にしている。そのため、回転カム４０の駆動状態に応じたプランジャ２１のリフト開始時期を早めたり遅くしたりすることができる。従って、回転カム４０の回転に連動するプランジャ２１のリフト量やリフト期間を、確実に調整することができるようになる。
【００９３】
（４）機関負荷の増大に伴って、プランジャ２１のリフト量が大きくなるように、可変リフト機構を制御している。そのため、機関負荷の増大に伴って高圧ポンプ１の燃料吐出量が増加するようになり、機関負荷に対応した燃料吐出量を確保することができるようになる。
【００９４】
（第２の実施形態）
次に、この発明にかかる車載燃料ポンプの駆動機構を具体化した第２の実施形態について詳細に説明する。
【００９５】
前記第１の実施形態では、高圧ポンプ１が備えるプランジャ２１のリフト量を可変とするための可変リフト機構を設けるようにした。
これに対し、本実施の形態では、可変リフト機構を駆動するコントロールシャフト１３２が軸方向に移動されると、吸気バルブ７０のバルブ特性を変更する可変動弁機構も駆動されるようにしている点が異なっている。
【００９６】
以下、こうした第２の実施形態について図１２〜図１６を併せ参照し、第１の実施形態との違いを中心に説明する。
図１２は、内燃機関のシリンダヘッド８に備えられた仲介駆動機構１２０、及び可変動弁機構を構成するバルブ用仲介駆動機構１４０の取付態様を示す模式図である。なお、先の図２に示した部材と同一の部材には、同一の符号を付している。
【００９７】
この図１２に示すように、本実施の形態では、前記支持パイプ１３０に、可変リフト機構を構成する仲介駆動機構１２０だけではなく、可変動弁機構を構成し、かつ各気筒＃１〜＃４毎に設けられたバルブ用仲介駆動機構１４０も揺動可能に軸支されている。また、吸気カムシャフト２４に設けられたバルブ用カムである吸気カム２４ａが、各吸気バルブ７０毎ではなく、各気筒＃１〜＃４毎に設けられている。そして、可変リフト機構は、第３気筒＃３、及び第４気筒＃４に対応してそれぞれ設けられるバルブ用仲介駆動機構１４０の間に設けられている。
【００９８】
図１３は、図１２におけるＡ−Ａ断面を模式的に示している。この図１３に示すように、内燃機関は、４つの気筒＃１〜＃４を有するシリンダブロック４、各気筒＃１〜＃４内で往復動するピストン６およびシリンダブロック４上に取り付けられたシリンダヘッド８等を備えている。各気筒＃１〜＃４には、シリンダブロック４、ピストン６およびシリンダヘッド８にて区画された燃焼室１０が形成されている。
【００９９】
そしてシリンダヘッド８には、吸気バルブ７０、排気バルブ７１が各気筒＃１〜＃４毎に設けられている。この内、吸気バルブ７０は吸気ポート５を開閉し、排気バルブ７１は排気ポート７を開閉するように、各気筒＃１〜＃４毎に設けられている。
【０１００】
各気筒の吸気ポート５は、その入口が大気開放されている吸気通路に接続されている。また、本実施の形態では、この吸気通路内にはスロットルバルブは配置されておらず、アクセルペダルの操作やアイドルスピードコントロール時の機関回転速度ＮＥに応じた吸入空気量制御は、吸気バルブ７０のリフト量を調整することによりなされる。このリフト量の調整は、吸気カムシャフト２４に設けられた吸気カム２４ａと吸気バルブ用ロッカアーム１３との間に存在するバルブ用仲介駆動機構１４０により行われる。
【０１０１】
なお、気筒毎の排気バルブ７１は、排気カムシャフト７３に設けられた排気カム７３ａの回転が排気バルブ用ロッカアーム１４を介して伝達されることにより、一定のリフト量で開閉される。そして、各気筒の排気ポート７は排気通路に連結されている。
【０１０２】
次に、可変動弁機構を構成するバルブ用仲介駆動機構１４０について、その斜視図を示す図１４、及び部分破断斜視図を示す図１５を併せ参照して説明する。ここで、バルブ用仲介駆動機構１４０と、前記第１の実施形態において説明した仲介駆動機構１２０とは、基本的に構成及び動作態様がほぼ同じになっている。
【０１０３】
すなわち、図１４、図１５に示すように、バルブ用仲介駆動機構１４０は、支持パイプ１３０に揺動可能に軸支されている。支持パイプ１３０としては、前記第１の実施形態で説明した仲介駆動機構１２０を揺動可能に軸支するものが用いられている。
【０１０４】
また、バルブ用仲介駆動機構１４０は、入力部１４２、とその軸方向についての両側に設けられた第１揺動カム１４４、及び第２揺動カム１４６を備えている。これら入力部１４２のハウジング１４２ａ、第１揺動カム１４４のハウジング１４４ａ、及び第２揺動カム１４６のハウジング１４６ａはそれぞれ外径が同じ円柱状をなしている。
【０１０５】
ハウジング１４２ａの内部には軸方向に延びる空間が形成されており、この空間の内周面には、軸方向に右ねじりのヘリカルスプライン１４２ｂが形成されている。また、ハウジング１４２ａの外周面には、一対のアーム１４２ｃ、１４２ｄが平行に突出して形成されている。これらアーム１４２ｃ、１４２ｄの先端部には、ハウジング１４２ａの軸線に対し平行に配置されたシャフト１４２ｅによってローラ１４２ｆが回転可能に支持されている。
【０１０６】
両ハウジング１４４ａ、ハウジング１４６ａの内部には、それぞれ軸方向に延びる空間が形成されており、この内部空間の内周面には、軸方向に左ねじりのヘリカルスプライン１４４ｂ、１４６ｂが形成されている。また、この内部空間の端部は、径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部１４４ｃ、１４６ｃによって覆われている。一方、各ハウジング１４４ａ、１４６ａの外周面には、略三角形状のノーズ１４４ｄ、１４６ｄが突出して形成されている。このノーズ１４４ｄ、１４６ｄには、凹状に湾曲するカム面１４４ｅ、１４６ｅが形成されている。
【０１０７】
入力部１４２、第１揺動カム１４４、及び第２揺動カム１４６の各内部空間には、スライダギヤ１４８が配置されている。スライダギヤ１４８は略円柱状をなし、外周面中央には、軸方向に右ねじりの入力用ヘリカルスプライン１４８ａが形成されている。この入力用ヘリカルスプライン１４８ａの左側端部には小径部１４８ｂを挟んで、軸方向に左ねじりの第１出力用ヘリカルスプライン１４８ｃが形成されている。また、入力用ヘリカルスプライン１４８ａの右側端部には小径部１４８ｄを挟んで、軸方向に左ねじりの第２出力用ヘリカルスプライン１４８ｅが形成されている。
【０１０８】
スライダギヤ１４８の内部には、軸方向に延びる貫通孔が形成されている。そして、一方（図１５の右方）の小径部１４８ｄには長孔１４８ｇが形成されている。
【０１０９】
スライダギヤ１４８の貫通孔内には、支持パイプ１３０が周方向に摺動可能に配置されている。支持パイプ１３０において、スライダギヤ１４８の長孔１４８ｇに対向する位置には、軸方向に延びる長孔１３０ｂが設けられている。
【０１１０】
さらに、支持パイプ１３０内には、コントロールシャフト１３２が軸方向に摺動可能に挿通されている。コントロールシャフト１３２のバルブ用仲介駆動機構１４０に対応する位置には係止ピン１３２ｂが形成されている。この係止ピン１３２ｂは、長孔１３０ｂを貫通し、長孔１４８ｇ内に入り込んでいる。
【０１１１】
係止ピン１３２ｂは、支持パイプ１３０がシリンダヘッド８に対して固定されていても、長孔１３０ｂにより軸方向に移動することができる。このため、コントロールシャフト１３２を軸方向へ移動させることにより、その動きを係止ピン１３２ｂ及び長孔１４８ｇを介してスライダギヤ１４８に伝達して、同スライダギヤ１４８を軸方向に移動させることができる。更に、スライダギヤ１４８自体は、長孔１４８ｇにて係止ピン１３２ｂの動きが規制されることから、軸方向の位置は決定されるが、軸周りについては揺動可能になっている。
【０１１２】
スライダギヤ１４８においては、入力用ヘリカルスプライン１４８ａがヘリカルスプライン１４２ｂに噛み合わされ、第１出力用ヘリカルスプライン１４８ｃがヘリカルスプライン１４４ｂに噛み合わされ、第２出力用ヘリカルスプライン１４８ｅがヘリカルスプライン１４６ｂに噛み合わされている。
【０１１３】
図１２に示すように、シリンダヘッド８には、一対の立壁部１５６、１５８が形成されており、これらの間にバルブ用仲介駆動機構１４０が配置されている。各立壁部１５６、１５８には、軸受部１４４ｃ、１４６ｃの中心孔に対応した位置に孔が形成されており、この孔に支持パイプ１３０が挿入された状態で固定されている。従って、支持パイプ１３０は、立壁部１５６、１５８を介してシリンダヘッド８に固定されていることとなり、軸方向に移動したり回転したりすることはない。また、バルブ用仲介駆動機構１４０は、軸周りには揺動可能であるが軸方向への移動は立壁部１５６、１５８により阻止されている。
【０１１４】
また、前述したように、支持パイプ１３０内には、コントロールシャフト１３２が軸方向に摺動可能に挿入されており、このコントロールシャフト１３２の一端には、前記第１の実施形態で説明したアクチュエータ２１０のピストン２１０ｂが連結されている。
【０１１５】
図１３に示したごとく、バルブ用仲介駆動機構１４０のローラ１４２ｆは、吸気カム２４ａに接触している。このため、バルブ用仲介駆動機構１４０の入力部１４２は吸気カム２４ａのカム面のプロフィールに応じて支持パイプ１３０の軸周りに揺動する。なお、アーム１４２ｃ、１４２ｄとシリンダヘッド８との間には、ローラ１４２ｆを吸気カム２４ａ方向へ付勢する圧縮状スプリング１４２ｇが設けられている。このため、ローラ１４２ｆは常に回転カム４０のカム面に接触している。
【０１１６】
一方、上記バルブ用仲介駆動機構１４０とともにバルブ用可変リフト機構を構成する吸気バルブ用ロッカアーム１３は、その基端部１３ｃでアジャスタ１３ｂにて揺動可能に支持されている。吸気バルブ用ロッカアーム１３の先端部１３ｄには、吸気バルブ７０のステムエンド７０ｃが当接されている。吸気バルブ用ロッカアーム１３の中央部分にはローラ１３ａが支持されており、このローラ１３ａに第１揺動カム１４４のベース円部（ノーズ１４４ｄを除いた部分）や第２揺動カム１４６のベース円部（ノーズ１４６ｄを除いた部分）が接触している。
【０１１７】
このように、本実施の形態における可変動弁機構は、前記第１の実施形態における可変リフト機構と同様な構成を有している。従ってその動作も同様なものとなり、アクチュエータ２１０のピストン２１０ｂの移動量が調節されると、コントロールシャフト１３２とスライダギヤ１４８とを介して、入力部１４２のローラ１４２ｆと第１揺動カム１４４のノーズ１４４ｄとの相対位相差が調整される。また、入力部１４２のローラ１４２ｆと第２揺動カム１４６の１４６ｄとの相対位相差も調整される。すなわち、ピストン２１０ｂの移動により、吸気バルブ７０のリフト量を連続的に変化させることができる。より具体的には、コントロールシャフト１３２が図１５の矢印Ｂ方向に移動されるほど、入力部１４２は矢印Ｒ方向に回動されるとともに第１揺動カム１４４は矢印Ｌ方向に回動されて、入力部１４２のローラ１４２ｆとノーズ１４４ｄとの相対位相差が大きくなる。そのため、ノーズ１４４ｄに設けられた湾曲状のカム面１４４ｅにおいて、吸気バルブ用ロッカアーム１３のローラ１３ａを押し下げるために使用される範囲が広くなり、吸気バルブ７０のリフト量及びリフト期間（開弁期間）が増大される。同様に、コントロールシャフト１３２が方向Ｂに移動されるほど、第２揺動カム１４６は方向Ｌに回動されて、入力部１４２のローラ１４２ｆとノーズ１４６ｄとの相対位相差も大きくなり、吸気バルブ７０のリフト量及びリフト期間（開弁期間）が増大される。このようにアクチュエータ２１０のピストン２１０ｂの位置調整により、図１６に示す最小と最大とのリフト量パターン間で、吸気バルブ７０のリフト量が無段階に連続的に変更可能となる。
【０１１８】
このように、本実施の形態における内燃機関では、前記可変リフト機構を駆動するコントロールシャフト１３２が軸方向に移動すると、吸気バルブ７０のバルブ特性を変更する可変動弁機構も駆動されるようにしている。すなわち、仲介駆動機構１２０とバルブ用仲介駆動機構１４０とは、いずれもアクチュエータ２１０によって駆動されるコントロールシャフト１３２を介して駆動される。
【０１１９】
なお、吸気カム２４ａのカムプロフィールは、以下のように設定されている。すなわち、前述した処理手順（図１０）によって機関負荷に対応した位置にコントロールシャフト１３２が位置決めされたときにおいて、この機関負荷に対応したバルブリフト量及びリフト期間となるように、吸気カム２４ａのカムプロフィールは設定されている。ちなみに、第１揺動カム１４４、第２揺動カム１４６、及び入力部１４２にそれぞれ形成されるヘリカルスプラインの歯筋の角度を、吸気バルブ７０のリフト量及びリフト期間が機関負荷に対応したものとなるように設定するようにしてもよい。
【０１２０】
以上説明したように、本実施の形態にかかる車載燃料ポンプの駆動機構によれば、前記第１の実施形態で得られる効果の他に、次のような効果が得られるようになる。
【０１２１】
（１）可変動弁機構を構成するバルブ用仲介駆動機構１４０と可変リフト機構を構成する仲介駆動機構１２０とを、アクチュエータ２１０とコントロールシャフト１３２等で構成される同一の駆動機構で駆動するようにしている。従って、内燃機関に可変動弁機構と可変リフト機構とを設ける場合であっても、個々に駆動機構を設ける必要はなく、もって部品点数の増加を抑えることができるようになる。
【０１２２】
（２）また、可変動弁機構と可変リフト機構とをそれぞれ別々に設けるようにしている。そのため、吸気バルブ７０を駆動するための吸気カム２４ａと、プランジャ駆動用の回転カム４０とを、それぞれ別個に吸気カムシャフト２４に設けることができる。従って、吸気カム２４ａのカムプロフィール、及びプランジャ駆動用の回転カム４０のカムプロフィールをそれぞれ最適なものに設定することができるようにもなる。
【０１２３】
なお、上記実施の形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記各実施の形態において、高圧ポンプ１の昇圧・圧送行程中に機関負荷が低下し燃料噴射が不要となった場合には、次のように可変リフト機構を制御してもよい。すなわち、図１７に二点鎖線で示すように、プランジャ２１のリフト量が「０」になるように、換言すれば仲介駆動機構１２０が上記図８に示した状態になるようにコントロールシャフト１３２を駆動するようにしてもよい。この場合には、不要な燃料（図１７に斜線で示す部分の燃料）がデリバリパイプ１２に圧送されなくなるため、同デリバリパイプ１２内の過剰な圧力上昇を抑制でき、もってリリーフバルブ３２の作動音の発生を抑制することができるようになる。
【０１２４】
・上記第２の実施形態では、プランジャ２１のリフト量を可変とする可変リフト機構とは別に、吸気バルブ７０のバルブ特性を可変とする可変動弁機構も備えるようにした。この他に、可変動弁機構と可変リフト機構とを１つの可変機構としてもよい。例えば、上記バルブ用仲介駆動機構１４０を、図１８に示す仲介駆動機構１４０’のように構成することもできる。すなわち、バルブ用仲介駆動機構１４０の第２揺動カム１４６に、吸気バルブ７０を駆動するためのノーズ１４６ｄだけではなく、プランジャ２１を駆動するための前記ノーズ１２６ｄも設けるようにしてもよい。この場合には、前述したように、コントロールシャフト１３２が矢印Ｂ方向に移動するにつれて、入力部１４２は図１８において矢印Ｒ方向に回動され、第２揺動カム１４６は矢印Ｌ方向に回動される。そのため、第２揺動カム１４６に形成されたノーズ１４６ｄとローラ１４２ｆとの相対位相差は大きくされる。また、第２揺動カム１４６に形成されたノーズ１２６ｄと入力部１４２のローラ１４２ｆとの相対位相差は小さくされる。従って、コントロールシャフト１３２が矢印Ｂ方向に移動するにつれて、吸気バルブ７０のリフト量とリフト期間、及びプランジャ２１のリフト量とリフト期間とはそれぞれ増大される。
【０１２５】
図１９は、内燃機関のシリンダヘッド８に備えられた仲介駆動機構１４０’の取付態様を示す模式図である。なお、先の図１２に示した部材と同一の部材には、同一の符号を付している。さて、上述したように仲介駆動機構１４０’は可変リフト機構及び可変動弁機構して機能する。そのため、同図１９に示すように、上記第２の実施形態と比較して、可変リフト機構を構成する仲介駆動機構１２０を省略することができる。このため、内燃機関に可変動弁機構と可変リフト機構とを設ける場合であっても、両機構を個々に設ける必要はなく、もって部品点数の増加を抑えることができるようになる。
【０１２６】
また、この場合には、仲介駆動機構１４０’の入力部１４２が駆動されることで、ノーズ１２６ｄ及びノーズ１４６ｄがともに揺動される。すなわち、１つのカムでノーズ１２６ｄ及びノーズ１４６ｄを揺動させることができる。従って、プランジャ駆動用の回転カムと、吸気バルブを駆動するためのバルブ用カムとを、それぞれ別個にカムシャフトに設けなくてもよく、この点でも部品点数の増加を抑えることができるようになる。
【０１２７】
ちなみに、バルブ用仲介駆動機構１４０の第１揺動カム１４４に、プランジャ２１を駆動するための前記ノーズ１２６ｄを設けるようにしてもよい。
・上記各実施の形態では、コントロールシャフト１３２の位置を変更するアクチュエータとして、いわゆる油圧アクチュエータを用いるようにしたが、何らこのようなアクチュエータに限定されるものではなく、例えば電動アクチュエータ等を用いるようにしてもよい。また、コントロールシャフト１３２とアクセル操作部とを連結する操作力伝達機構によって、コントロールシャフト１３２の位置調整を行うようにしてもよい。例えば、図２０にその一例を示すように、第１の実施形態における可変リフト機構において、コントロールシャフト１３２とアクセルペダル４６とをワイヤ４８で接続するようにする。この場合には、ワイヤ４８によって、アクセルペダル４６の動きが直接コントロールシャフト１３２に伝達される。すなわち、仲介位相差可変手段は、運転者を原動力として駆動される。従って、内燃機関の出力を利用することなく、仲介位相差可変手段を駆動させることができるようになる。なお、操作力伝達機構としてはワイヤのみならず、油圧等を利用したものでもよい。また、アクセルペダルの踏み込み力を軽減するために、操作力伝達機構の途中に倍力装置等を設けるようにしてもよい。
【０１２８】
・上記第２の実施形態やその変形例における可変リフト機構や可変動弁機構は、上述した出力部と入力部との相対位相差を変更することによって、プランジャ２１や吸気バルブ７０のリフト量等を変更する機構であったが、何らこのような可変機構に限定されるものではない。例えばカムシャフトの軸方向にカムプロフィールが異なる３次元カムを用いることでリフト量を可変とする可変機構等を採用することもできる。
【０１２９】
・上記第２の実施形態やその変形例では、吸気バルブ７０の駆動機構に可変動弁機構を設けるようにしたが、排気バルブ７１の駆動機構に上述したような可変動弁機構を設けるようにしてもよい。また、吸気バルブ７０の駆動機構と排気バルブ７１の駆動機構それぞれに可変動弁機構を設けるようにしてもよい。なお、上述したような可変動弁機構を排気バルブ７１の駆動機構のみに設ける場合には、吸気通路内にスロットル弁を設けることで吸入空気量を調量することはできる。
【０１３０】
・上記各実施の形態では、プランジャ２１や吸気バルブ７０の駆動方式としてロッカアーム方式を採用したが、上述した揺動カムのノーズでプランジャ２１や吸気バルブ７０を直接駆動する直動式を採用することもできる。
【０１３１】
・上記各実施の形態では、本発明にかかる車載燃料ポンプの駆動機構をガソリン機関用の高圧燃料ポンプに適用する場合について例示したが、プランジャをシリンダ内で往復動させることによって高圧燃料を吐出する車載燃料ポンプであれば、本発明にかかる駆動機構を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる車載燃料ポンプの駆動機構の第１の実施形態について、その概略構成を示す模式図。
【図２】同実施の形態において、内燃機関のシリンダヘッドに備えられた車載燃料ポンプの駆動機構について、その取付態様を示す模式図。
【図３】同実施の形態における仲介駆動機構の斜視図。
【図４】上記仲介駆動機構の部分破断斜視図。
【図５】同実施の形態におけるアクチュエータの構成を例示する断面図。
【図６】上記仲介駆動機構の動作説明図。
【図７】上記仲介駆動機構の動作説明図。
【図８】上記仲介駆動機構の動作説明図。
【図９】上記仲介駆動機構によるプランジャのリフト量変化を示すグラフ。
【図１０】同実施の形態におけるアクチュエータのピストン移動量について、その制御処理にかかる処理手順を示すフローチャート。
【図１１】機関負荷に対応したプランジャのリフト量変化を例示するグラフ。
【図１２】第２の実施の形態において、内燃機関のシリンダヘッドに備えられた車載燃料ポンプの駆動機構について、その取付態様を示す模式図。
【図１３】図１２におけるＡ−Ａ断面の構造を示す断面図。
【図１４】同実施の形態における仲介駆動機構及びバルブ用仲介駆動機構の斜視図。
【図１５】上記各仲介駆動機構の部分破断斜視図。
【図１６】上記バルブ用仲介駆動機構による吸気バルブのリフト量変化を示すグラフ。
【図１７】上記実施の形態の変形例について、機関負荷に対応したプランジャのリフト量変化を例示するグラフ。
【図１８】第２の実施形態の変形例における仲介駆動機構の斜視図。
【図１９】同変形例において、内燃機関のシリンダヘッドに備えられた車載燃料ポンプの駆動機構について、その取付態様を示す模式図。
【図２０】上記各実施形態の変形例について、その概略構造を示す模式図。
【図２１】従来の車載燃料ポンプの駆動機構について、その概略構成を示す模式図。
【符号の説明】
１…高圧ポンプ、４…シリンダブロック、５…吸気ポート、６…ピストン、７…排気ポート、８…シリンダヘッド、１０…燃焼室、１１…燃料噴射弁、１２…デリバリパイプ、１３…吸気バルブ用ロッカアーム、１３ａ…ローラ、１３ｂ…アジャスタ、１３ｃ…基端部、１３ｄ…先端部、１４…排気バルブ用ロッカアーム、１５…低圧ポンプ、１６…高圧ポンプ、１７…燃料タンク、１８…低圧燃料通路、１９…プレッシャレギュレータ、２１…プランジャ、２２…加圧室、２３…スピル弁、２４…吸気カムシャフト、２４ａ…吸気カム、２５…回転カム、２６…シリンダ、２７…高圧燃料通路、２８…逆止弁、２９…電磁ソレノイド、３１…スプリング、３２…リリーフバルブ、３３…制御装置、３４…パルセーションダンパ、３５…弁体、３６…リフタ、３６ａ…ロッド、３７…リフタスプリング、３８…第１の逆止弁、３９…第２の逆止弁、４０…回転カム、４０ａ…ノーズ、４０ｂ…ベース円部、４６…アクセルペダル、４８…ワイヤ、５０…圧力センサ、７０…吸気バルブ、７０ｃ…ステムエンド、７１…排気バルブ、７３…排気カムシャフト、７３ａ…排気カム、７４…プランジャ用ロッカアーム、７４ａ…ローラ、７４ｂ…アジャスタ、７４ｃ…基端部、７４ｄ…先端部、７６…アクセル開度センサ、８２…クランク角センサ、８４…吸入空気量センサ、９０…シャフト位置センサ、９８…オイルコントロールバルブ、９８ａ…供給通路、９８ｂ…排出通路、９８ｃ…ケーシング、９８ｄ…第１給排ポート、９８ｅ…第２給排ポート、９８ｆ…第１排出ポート、９８ｇ…第２排出ポート、９８ｈ…供給ポート、９８ｉ…弁部、９８ｊ…コイルスプリング、９８ｋ…電磁ソレノイド、９８ｍ…スプール、１２０…仲介駆動機構、１２２…入力部、１２２ａ…ハウジング、１２２ｂ…ヘリカルスプライン、１２２ｃ、１２２ｄ…アーム、１２２ｅ…シャフト、１２２ｆ…ローラ、１２２ｇ…圧縮状スプリング、１２２ｈ…軸受部、１２６…揺動カム、１２６ａ…ハウジング、１２６ｂ…ヘリカルスプライン、１２６ｃ…軸受部、１２６ｄ…ノーズ、１２６ｅ…カム面、１２６ｆ…ベース円部、１２８…スライダギヤ、１２８ａ…入力用ヘリカルスプライン、１２８ｄ…小径部、１２８ｅ…出力用ヘリカルスプライン、１２８ｇ…長孔、１３０…支持パイプ、１３０ａ、ｂ…長孔、１３２…コントロールシャフト、１３２ａ、１３２ｂ…係止ピン、１３６、１３８、１３９…立壁部、１４０…バルブ用仲介駆動機構、１４２…入力部、１４２ａ…ハウジング、１４２ｂ…ヘリカルスプライン、１４２ｃ、１４２ｄ…アーム、１４２ｅ…シャフト、１４２ｆ…ローラ、１４２ｇ…圧縮状スプリング、１４４…第１揺動カム、１４４ａ…ハウジング、１４４ｂ…ヘリカルスプライン、１４４ｃ…軸受部、１４４ｄ…ノーズ、１４４ｅ…カム面、１４６…第２揺動カム、１４６ａ…ハウジング、１４６ｂ…ヘリカルスプライン、１４６ｃ…軸受部、１４６ｄ…ノーズ、１４６ｅ…カム面、１４８…スライダギヤ、１４８ａ…入力用ヘリカルスプライン、１４８ｂ…小径部、１４８ｃ…第１出力用ヘリカルスプライン、１４８ｄ…小径部、１４８ｅ…第２出力用ヘリカルスプライン、１４８ｇ…長孔、１５０…オイルパン、１５６、１５８…立壁部、２１０…アクチュエータ、２１０ａ…シリンダチューブ、２１０ｂ…ピストン、２１０ｃ、２１０ｄ…エンドカバー、２１０ｅ…コイルスプリング、２１０ｆ…第１圧力室、２１０ｇ…第２圧力室、２１０ｈ…第１給排通路、２１０ｉ…第２給排通路。
Claims (5)
- 内燃機関のカムシャフトに設けられたカムに連動して駆動されてシリンダ内を往復動するプランジャを備える車載燃料ポンプの駆動機構であって、
前記車載燃料ポンプは、前記シリンダへの燃料の流入のみを許容する第１の逆止弁と、同シリンダからの燃料の吐出のみを許容する第２の逆止弁とを備え、前記プランジャはそのリフト量を可変とする可変リフト機構を介して駆動される
ことを特徴とする車載燃料ポンプの駆動機構。 - 内燃機関のカムシャフトに設けられたカムに連動して駆動されるプランジャと、同プランジャが往復動するシリンダとを備える車載燃料ポンプの駆動機構であって、
前記内燃機関は、その吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方の動弁特性を可変とする可変動弁機構と、同可変動弁機構を駆動する駆動機構とを備える一方、前記車載燃料ポンプは、前記シリンダへの燃料の流入のみを許容する第１の逆止弁と、同シリンダからの燃料の吐出のみを許容する第２の逆止弁とを備え、前記プランジャはそのリフト量を可変とする可変リフト機構を介して駆動され、同可変リフト機構は前記駆動機構によって駆動される
ことを特徴とする車載燃料ポンプの駆動機構。 - 前記可変リフト機構及び可変動弁機構は、１つの可変機構として構成されてなる
請求項２に記載の車載燃料ポンプの駆動機構。 - 前記可変リフト機構は、前記カムシャフトとは異なるシャフトにて揺動可能に支持され、入力部と出力部とを有することで前記カムにより入力部が駆動されると出力部にて前記プランジャを駆動する仲介駆動機構と、前記仲介駆動機構の入力部と出力部との相対位相差を可変とする仲介位相差可変手段とを備える
請求項１〜３のいずれかに記載の車載燃料ポンプの駆動機構。 - 前記可変リフト機構は、機関負荷の増大に伴って前記プランジャのリフト量が増大するように制御される
請求項１〜４のいずれかに記載の車載燃料ポンプの駆動機構。
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