JP2011038473A

JP2011038473A - 内燃機関

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Publication number: JP2011038473A
Application number: JP2009186463A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Aoki; 健青木; Hiroshi Nakaune; 寛中畝; Naoki Yokoyama; 尚希横山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-08-11
Filing date: 2009-08-11
Publication date: 2011-02-24

Abstract

【課題】内燃機関の始動時に短時間で所定燃圧まで高圧燃料ポンプにより昇圧させることができる内燃機関を提供する。
【解決手段】内燃機関１００は、各気筒１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄに設けられる燃料噴射弁１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄへ燃料を分配するデリバリパイプ１０２、排気カムシャフト１２により駆動される第１の高圧燃料ポンプ４１、クランクシャフト１２により駆動される第２の高圧燃料ポンプ４２、制御装置１０９を備えている。制御装置１０９は、内燃機関１００の始動状態か否かを判定し、始動状態と判定すると、第２の高圧燃料ポンプ４２を駆動させる。そして、エンジン回転速度が所定の閾値以上に達したとき、制御装置１０９は始動状態が完了したと判定して第２の高圧燃料ポンプ４２を停止させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関に関し、特に、高圧燃料ポンプとそれを駆動制御する制御装置を備える内燃機関に関する。

従来、燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射式の内燃機関が知られている。この筒内噴射式の内燃機関では、筒内圧力が高まる圧縮行程の後半に燃焼室内に燃料を噴射できるように、高圧燃料ポンプを用いて燃料の噴射圧を高くしている。
そして、特許文献１には、歯数の異なる２つのスプロケットを有する中間スプロケット部をチェーンケースに取り付け、クランクシャフトに固定したクランクスプロケットと中間スプロケット部の一方のスプロケットとを第１のタイミングチェーンで連結し、中間スプロケット部の他方のスプロケットと吸気弁及び排気弁を駆動するカムシャフトに固定したカムスプロケットとを第２のタイミングチェーンで連結し、中間スプロケット部をカムシャフトよりも高回転速度で回転させ、高圧燃料ポンプの駆動軸を回転駆動する技術が開示されている。

特開２００９−３６１７４号公報（図４、段落［００１１］〜［００２１］参照）

しかしながら、特許文献１に記載の従来技術では、中間スプロケット部を設ける必要があることと、タイミングチェーンが複数必要となることから構造が複雑になり、製造コストが増大するという課題があった。
また、特許文献１に記載の従来技術を利用した場合、カムシャフトの一回転に対してクランクシャフトは２回転するという関係にあり、高圧燃料ポンプの駆動限界の回転速度を超えないようにするために、高圧燃料ポンプの駆動軸とクランクスプロケットとの間に減速手段を必要とする。このため、筒内噴射式の内燃機関において始動時に短時間で所定値の燃圧まで高圧燃料ポンプにより昇圧させたいときには、逆に高圧燃料ポンプの回転速度を上げることができないという課題があった。

本発明は、前記した従来の課題を解決するものであり、内燃機関の始動時に短時間で所定燃圧まで高圧燃料ポンプにより昇圧させることができる内燃機関を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に係わる発明の内燃機関は、各気筒に設けられる燃料噴射弁へ燃料を分配するデリバリパイプと、カムシャフトに設けられた第１のポンプカムにより駆動され、高圧の燃料をデリバリパイプへ供給するように駆動制御される第１の高圧燃料ポンプと、クランクシャフトに設けられた第２のポンプカムにより駆動され、高圧の燃料をデリバリパイプへ供給するように駆動制御される第２の高圧燃料ポンプと、第１の高圧燃料ポンプ及び第２の高圧燃料ポンプを駆動制御する制御装置と、を備えることを特徴とする。

請求項１に係わる発明によれば、カムシャフトにより駆動される第１の高圧燃料ポンプからの燃料の吐出に加えて、クランクシャフトにより駆動される第２の高圧燃料ポンプからの燃料の吐出が加わる。しかも、クランクシャフトの回転速度は、カムシャフトの２倍の回転速度なので、例えば、内燃機関の始動時に燃料噴射弁からの燃料の高圧噴射に必要な燃圧までの昇圧時間を短縮できる。

請求項２に係わる発明の内燃機関は、請求項１に記載の発明の構成に加え、制御装置は、内燃機関の始動状態か否かを判定する始動状態判定手段を有し、始動状態判定手段により、内燃機関が始動状態と判定されると、第２の高圧燃料ポンプを駆動させることを特徴とする。

請求項２に係わる発明によれば、内燃機関の始動時には、カムシャフトにより駆動される第１の高圧燃料ポンプからの燃料の吐出に加えて、始動状態判定手段によって内燃機関の始動状態と判定されて、制御装置が第２の高圧燃料ポンプを駆動させる。その結果、クランクシャフトにより駆動される第２の高圧燃料ポンプからの燃料の吐出が加わり、しかも、クランクシャフトの回転速度は、カムシャフトの２倍の回転速度なので、燃料噴射弁からの燃料の高圧噴射に必要な燃圧までの昇圧時間を短縮できる。
特に、内燃機関の本体の始動時の温度が低い場合、クランキング中のクランクシャフトの回転速度も低くなるが、第２の高圧燃料ポンプからの燃料の吐出が加わることで、内燃機関の本体の始動時の低温域まで燃料の高圧噴射が可能となる。

請求項３に係わる発明の内燃機関は、請求項２に記載の発明の構成に加え、第２の高圧燃料ポンプは、クランクシャフトと第２のポンプカムにより駆動される第２のポンプの被駆動部との間にポンプ停止機構を有し、制御装置は、始動状態判定手段により、内燃機関の始動状態が完了したと判定されたとき、ポンプ停止機構により第２の高圧燃料ポンプを停止させることを特徴とする。

請求項３に係わる発明によれば、始動状態判定手段により、内燃機関の始動状態が完了したと判定されたとき、例えば、クランクシャフトの回転速度、つまり、エンジンの回転速度が所定の値以上になったとき、内燃機関の始動状態が完了したと判定して、ポンプ停止機構により第２の高圧燃料ポンプを停止させることができる。その結果、通常運転状態時に、第２の高圧燃料ポンプをカムシャフトよりも２倍の回転速度で駆動することを停止でき、第２の高圧燃料ポンプにおける駆動限界の回転速度を超えた動作や、第２の高圧燃料ポンプの動作による不要な抵抗の発生を防止できる。その結果、内燃機関の燃費も向上する。

請求項４に係わる発明の内燃機関は、請求項３に記載の発明の構成に加え、燃料噴射弁へ供給される燃料の圧力を燃圧として検出する燃圧検出手段を備え、制御装置は、検出された燃圧が所定の値以上になったとき、ポンプ停止機構により第２の高圧燃料ポンプを停止させ、前記所定の値は、内燃機関の本体の温度が低くなるほど高い値に設定されることを特徴とする。

請求項４に係わる発明によれば、制御装置は、検出された燃圧が所定の値以上になった場合、ポンプ停止機構により第２の高圧燃料ポンプを停止させる。従って、内燃機関の始動状態が完了していないと判定された場合でも、例えば、エンジン回転速度が所定の値以上になる前でも、燃圧が所定の値以上のときは第２の高圧燃料ポンプを停止させ、内燃機関の始動時のスタータモータに掛かる抵抗を途中から低減でき、消費電力を低減できる。
また、内燃機関の始動時の本体の温度が低いほど吸気温度も低いので、燃圧の所定の値を内燃機関の本体の温度が低くなるほど高い値に設定することにより、燃料が噴射されたときの混合気中の燃料の液滴の粒子径を小さくし、排気ガス対策上都合の良い燃焼状態とすることができる。

本発明によれば、内燃機関の始動時に短時間で所定燃圧まで高圧燃料ポンプにより昇圧させることができる内燃機関を提供することができる。

実施形態に係わる４サイクルの内燃機関の本体の概略構成図である。内燃機関の制御装置の概略構成図である。第１の高圧燃料ポンプに備わるスピル弁の構成図である。第２の高圧燃料ポンプに備わるスピル弁の構成図である。第２の高圧燃料ポンプの一部拡大断面図である。ピンホルダを上から見た斜視図である。ピンホルダを下から見た斜視図である。スライドピンの斜視図である。スライドピンがスプリング室側にスライドした第２の高圧燃料ポンプの一部拡大断面図である。第２の高圧燃料ポンプの動作の制御の流れを示すフローチャートである。目標燃圧マップの説明図である。

以下に、図１及び図２を参照して本発明の実施形態における内燃機関について説明する。図１は、実施形態に係わる４サイクルの内燃機関の本体の概略構成図である。図２は、内燃機関の制御装置の概略構成図である。
図１に示すように、内燃機関の本体１は、４サイクルの直列４気筒エンジンであり、気筒を構成するシリンダブロック２、シリンダヘッド３よりなるエンジン本体系、ピストン４、コンロッド５、クランクシャフト６等の主運動系、内燃機関の本体１の吸気ポート（図示せず）に開閉自在に取り付けられた吸気弁８、排気ポート（図示せず）に開閉自在に取り付けられた排気弁９の動弁系等から構成される。

シリンダヘッド３には吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト（カムシャフト）１２が備えられる。吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２は、その従動スプロケット１３，１４及びクランクシャフト６の駆動スプロケット１５に掛け渡されたタイミングチェーン１８により連結されている。吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２は、クランクシャフト６の２回転当たり１回転の割合で回転駆動される。

吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２には、吸気弁８及び排気弁９を開閉するための複数の吸気カム２１及び排気カム２２がそれぞれ設けられている。吸気カム２１は、ロッカアーム２３を介して吸気弁８を駆動し、排気カム２２は、ロッカアーム２４を介して排気弁９を駆動する。
また、従動スプロケット１３に対して吸気カムシャフト１１を相対的に回動させ、クランクシャフト６に対する吸気カム２１の位相角の変更を可能とするために、吸気カムシャフト１１の一端部に位相角調節手段（以下、ＶＴＣという）２５が取り付けられている。ＶＴＣ２５の構成及び作用については公知の技術であり詳細は省略する（例えば、特開２００２−２８５８７２号公報参照）。

また、排気カムシャフト１２の従動スプロケット１４と反対側の端部寄りに、ポンプカム（第１のポンプカム）２６が設けられ、ポンプカム２６により第１の高圧燃料ポンプ４１のプランジャ４１ａ（図２参照）が駆動される。
さらに、クランクシャフト６には、ポンプカム（第２のポンプカム）２９が設けられ、ポンプカム２９によりリフタ３１を介して第２の高圧燃料ポンプ４２のプランジャ（第２の高圧燃料ポンプの被駆動部）４２ａが駆動される。
ここで、ポンプカム２９は、図２においてカム山を３つ有する形状としたがこれに限定されるものではない。
なお、ポンプカム２９とプランジャ４２ａの間に介設させたリフタ３１は、後記するように、クランク室７に配した潤滑油ポンプ（図示せず）からの油圧によりプランジャ４２ａを往復動作させたり、往復動作させないようにしたり、切替可能にしてある。

排気カムシャフト１２の端部側にはＴＤＣ（Top Dead Center）センサＳ_1A、クランク角センサＳ_1Bが配され、排気カムシャフト１２の端部側には吸気カム角センサＳ₂が配されている。また、シリンダブロック２には、冷却水温度（内燃機関の本体の温度）を検出する水温センサＳ₃が配されている。

ＴＤＣセンサＳ_1A、クランク角センサＳ_1B、吸気カム角センサＳ₂、水温センサＳ₃の信号は、後記する制御装置１０９へ入力される。

図２に示すように、内燃機関の本体１には、さらにデリバリパイプ１０２が備わっている。そして、燃料Ｆｕを蓄える燃料タンクＴ、燃料タンクＴから燃料Ｆｕを汲み上げるフィードポンプ１０５、デリバリパイプ１０２に燃料Ｆｕを供給する前記した第１及び第２の高圧燃料ポンプ４１，４２、及び内燃機関１００の各部を制御する制御装置１０９等を含んで内燃機関１００が構成される。フィードポンプ１０５から第１及び第２の高圧燃料ポンプ４１，４２へは送油管１５１によって燃料Ｆｕが供給される。
ちなみに、フィードポンプ１０５は、モータ（図示せず）を内蔵し、制御装置１０９により、例えば、Ｌｏｗレベル、Ｈｉレベルの２段階に回転速度が制御される。

図２に示すようにデリバリパイプ１０２は、４つの気筒１０３（図２では１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄと表示）にそれぞれ燃料Ｆｕを噴射する燃料噴射弁１２１（図２では１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄと表示）に燃料Ｆｕを分配するように構成される。
デリバリパイプ１０２には、第１の高圧燃料ポンプ４１が接続管１５２を介して接続されるとともに、第２の高圧燃料ポンプ４２が接続管１５３、逆止弁１５４を介して接続される。
さらに、デリバリパイプ１０２には、燃圧センサ（燃圧検出手段）Ｓ₅が設けられ、燃圧センサＳ₅は、デリバリパイプ１０２の燃圧を計測して計測信号を制御装置１０９出力する。また、デリバリパイプ１０２は、プレッシャレギュレータ１０４が設けられ、電磁弁（図示せず）を内蔵している。デリバリパイプ１０２の燃圧が目標の燃圧より過大なときや、燃圧を減ずるとき、前記したプレッシャレギュレータ１０４の電磁弁は、制御装置１０９に制御されて、戻り配管１５５を経由して余分な燃料Ｆｕを燃料タンクＴに戻す。
ここで、燃料タンクＴ、フィードポンプ１０５、送油管１５１、第１の高圧燃料ポンプ４１、第２の高圧燃料ポンプ４２、接続管１５２，１５３、逆止弁１５４、デリバリパイプ１０２、燃料噴射弁」１２１、プレッシャレギュレータ１０４、戻り配管１５５等が、燃料供給系を構成する。

制御装置１０９は、例えば、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えるマイクロコンピュータ及び周辺回路などから構成され、例えば、図示しないＲＯＭに格納されるプログラムをＣＰＵが実行して内燃機関１００の各部を制御する。
制御装置１０９は、例えば、クランク角センサＳ_1Bからの信号に基づき、エンジン回転速度を算出するとともに、ＴＤＣセンサＳ_1A及びクランク角センサＳ_1Bかからの信号に基づいて、ピストン４（図１参照）が上死点位置にある気筒を判別し、各気筒における燃料噴射のタイミングや点火のタイミングを設定するためのクランク角を演算する。そして、図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル踏み込み量センサ、車速センサ、スロットルバルブの開度位置を検出するスロットル開度センサ、吸気流量を検出するエアフローセンサ、吸気温度センサ、排気系に設けられたＯ₂センサ、前記した水温センサＳ₃からの信号や演算されたエンジン回転速度等に基づいて、燃料噴射弁１２１からの目標燃料噴射量を算出し、燃料噴射弁１２１に駆動電流を供給する燃料噴射弁駆動回路（図示せず）を制御し、吸気カムシャフト１１の従動スプロケット１３に対する相対角を制御し、また、適切な点火時期を電子ディストリビュータ（図示せず）に指示する。

このように、制御装置１０９は、エンジン回転速度に応じた燃料供給を制御するため、前記したようにフィードポンプ１０５の回転速度をＬｏｗ／Ｈｉに切替制御する。また、制御装置１０９は、内燃機関１００が起動状態であるか否かを判定し、起動状態出ると判定したときに、エンジン回転速度が所定の閾値未満の間、第２の高圧燃料ポンプ４２が稼動状態となるようにリフタ３１への油圧を印加するように遮断弁９２を開制御し、パージ弁９３を閉制御する。そして、制御装置１０９は、エンジン回転速度が所定の閾値以上になったとき、第２の高圧燃料ポンプ４２を停止状態とするようにリフタ３１への油圧を無加圧とするように遮断弁９２を閉制御し、減圧のためにパージ弁９３を開制御する。
ちなみに、遮断弁９２及びパージ弁９３は、例えば、無通電時閉（ノーマリークローズ）の電磁弁である。図２では、遮断弁９２及びパージ弁９３を駆動する駆動回路を省略してある。

また、制御装置１０９は、通常時高圧燃料量ポンプ制御部９５と始動時高圧燃料量ポンプ制御部９６を有している。通常時高圧燃料量ポンプ制御部９５は、内燃機関１００の運転時にエンジン回転速度や、演算された目標燃料噴射量に基づいて、目標値である燃圧を算出し、それに燃圧センサＳ₅からの燃圧が一致するように、スピル弁駆動回路１４０Ａを介して第１の高圧燃料ポンプ４１の後記するスピル弁４１ｆの開閉を制御する。
始動時高圧燃料量ポンプ制御部９６は、内燃機関１００の始動状態と判定された場合に、水温センサＳ₃からの信号に基づいて目標値である燃圧を算出し、それに燃圧センサＳ₅からの燃圧が一致するように、スピル弁駆動回路１４０Ａを介して第１の高圧燃料ポンプ４１の後記するスピル弁４１ｆの開閉を制御するとともに、スピル弁駆動回路１４０Ｂを介して第２の高圧燃料ポンプ４２の後記するスピル弁４２ｆの開閉を制御する。
始動時高圧燃料量ポンプ制御部９６における詳細な制御について後記する。

また、制御装置１０９は、目標の燃圧より過大な燃圧の場合は、駆動回路１４１を介してプレッシャレギュレータ１０４を制御して減圧し、余分な燃料Ｆｕを燃料タンクＴに戻す。

《第１の高圧燃料ポンプの概要構成》
（第１の高圧燃料ポンプ）
次に、図２と図３を参照しながら、適宜図１を参照して、第１の高圧燃料ポンプ４１の構成を説明する。第１の高圧燃料ポンプ４１は、プランジャ４１ａと、このプランジャ４１ａを進退（往復動）可能に収容すると共に燃料を加圧する加圧室４１ｂを構成するポンプケース４１ｅを備えている。
ポンプケース４１ｅは、プランジャ４１ａの外径と略等しい内径の円筒状の空所を有し、この円筒状の空所とプランジャ４１ａとに囲まれた空間が加圧室４１ｂとなる。加圧室４１ｂは、プランジャ４１ａの往復動によって容積が増減するように形成される。
プランジャ４１ａは、４つの気筒１０３に備わる排気弁９（図１参照）を開閉する排気カムシャフト１２（図１参照）のポンプカム２６の回転によって加圧室４１ｂの内部を往復動するように構成され、加圧室４１ｂは、プランジャ４１ａの往復動によって容積が増減するように形成される。

第１の高圧燃料ポンプ４１の加圧室４１ｂは、送油管１５１によってフィードポンプ１０５と接続され、フィードポンプ１０５が燃料タンクＴから汲み上げた燃料Ｆｕは加圧室４１ｂに供給される。さらに、加圧室４１ｂは、接続管１５２によってデリバリパイプ１０２と接続され、加圧室４１ｂで加圧されて燃圧が上昇した燃料Ｆｕは、第１の高圧燃料ポンプ４１から吐出されてデリバリパイプ１０２に供給される。
また、第１の高圧燃料ポンプ４１には、図３に示すように開閉動作によって加圧室４１ｂと送油管１５１を連通／遮断するソレノイドバルブ４１ｃと、ソレノイドバルブ４１ｃを駆動する励磁ソレノイド４１ｄからなるスピル弁４１ｆが備わっている。

スピル弁４１ｆの励磁ソレノイド４１ｄには、スピル弁駆動回路１４０Ａが接続される。スピル弁駆動回路１４０Ａは、励磁ソレノイド４１ｄを励磁する励磁電流の供給及び停止によって励磁ソレノイド４１ｄの状態（励磁／非励磁）を制御してスピル弁４１ｆの開閉を制御する。
そして、スピル弁駆動回路１４０Ａは、制御装置１０９と接続され、制御装置１０９が出力する制御信号に応じて、スピル弁４１ｆに励磁電流を供給／停止して開閉を制御する。

第１の高圧燃料ポンプ４１は、励磁ソレノイド４１ｄが励磁するとスピル弁４１ｆが閉弁し、励磁ソレノイド４１ｄが非励磁になるとスピル弁４１ｆが開弁するように構成される。このように、励磁ソレノイド４１ｄが非励磁になると開弁するスピル弁４１ｆを通常「ノーマリーオープンタイプの弁」と称する。「ノーマリーオープンタイプの弁」のスピル弁４１ｆを備える第１の高圧燃料ポンプ４１を「ノーマリーオープンタイプの高圧燃料ポンプ」と称する。

ノーマリーオープンタイプの第１の高圧燃料ポンプ４１では、スピル弁駆動回路１４０Ａは、制御装置１０９からスピル弁４１ｆを閉弁する制御信号が入力されると、励磁電流をコイルに供給して励磁ソレノイド４１ｄを励磁し、スピル弁４１ｆを閉弁する。
また、制御装置１０９からスピル弁４１ｆを開弁する制御信号が入力されると、スピル弁駆動回路１４０Ａは、励磁ソレノイド４１ｄへの励磁電流の供給を停止する。そして、励磁ソレノイド４１ｄが非励磁となりスピル弁４１ｆが開弁する。

制御装置１０９は、加圧室４１ｂの容積が減少する方向にプランジャ４１ａが移動するときにスピル弁４１ｆを閉弁する制御信号をスピル弁駆動回路１４０Ａに入力してスピル弁４１ｆを閉弁し、加圧室４１ｂと送油管１５１を遮断する。
プランジャ４１ａの移動方向や移動量は、制御装置１０９におけるＴＤＣセンサＳ_1A及びクランク角センサＳ_1Bからの信号にもとづくクランク角の検出と、ポンプカム２６のカム形状及び排気カムシャフト１２に対する相対取り付け角度から、容易に制御装置１０９において算出できる。
スピル弁４１ｆが閉弁すると、加圧室４１ｂ内の燃料Ｆｕは、加圧室４１ｂの容積の減少にともなって圧縮されて燃圧が上昇する。
そして、加圧室４１ｂで燃圧が上昇した燃料Ｆｕが接続管１５２を介してデリバリパイプ１０２に供給される。

（スピル弁の構成）
図３を参照して、適宜、図２を参照しながらノーマリーオープンタイプの弁のスピル弁４１ｆの構成をさらに詳細に説明する。図３に示すように、例えば、ノーマリーオープンタイプの弁のスピル弁４１ｆは、固定鉄心４１ｄ₁、コイル４１ｄ₂、及び戻しスプリング４１ｄ₃を含んで励磁ソレノイド４１ｄが構成される。
また、励磁ソレノイド４１ｄが励磁されたとき固定鉄心４１ｄ₁に吸引される可動鉄心４１ｃ₁と弁体４１ｃ₂が一体に構成されて、ソレノイドバルブ４１ｃが構成される。

加圧室４１ｂに接続される送油管１５１と加圧室４１ｂの間には、弁体４１ｃ₂が着座する弁座部４１ｂ₂が形成され、送油管１５１と加圧室４１ｂは、弁座部４１ｂ₂に開口する開口部４１ｂ₁で連通している。弁体４１ｃ₂が弁座部４１ｂ₂に着座すると開口部４１ｂ₁が閉じてスピル弁４１ｆが閉弁し、弁体４１ｃ₂が弁座部４１ｂ₂から離座すると開口部４１ｂ₁が開口してスピル弁４１ｆが開弁する。

固定鉄心４１ｄ₁は、励磁ソレノイド４１ｄが励磁されると弁体４１ｃ₂が弁座部４１ｂ₂に着座する方向、すなわち、開口部４１ｂ₁が閉口する方向に可動鉄心４１ｃ₁を吸引する。
また、戻しスプリング４１ｄ₃は、弁体４１ｃ₂が弁座部４１ｂ₂から離座する方向、すなわち、開口部４１ｂ₁が開口する方向に可動鉄心４１ｃ₁を付勢する。
このような構成によって、励磁ソレノイド４１ｄが励磁されていないときには、可動鉄心４１ｃ₁と一体に動作する弁体４１ｃ₂が戻しスプリング４１ｄ₃の付勢力で開口部４１ｂ₁を開口する、ノーマリーオープンタイプの弁であるスピル弁４１ｆを構成している。

図３に示すように、送油管１５１は、プランジャ４１ａが加圧室４１ｂの容積を減少する方向に動作するときの動作方向延長上で加圧室４１ｂに接続し、開口部４１ｂ₁は、プランジャ４１ａの動作方向延長上に開口するように構成する。可動鉄心４１ｃ₁と弁体４１ｃ₂を含むソレノイドバルブ４１ｃは、プランジャ４１ａの動作方向と同じ方向に動作して開口部４１ｂ₁を開閉する。また、弁体４１ｃ₂は、弁座部４１ｂ₂のプランジャ４１ａの側で動作するように構成する。

スピル弁駆動回路１４０Ａ（図２参照）からコイル４１ｄ₂に励磁電流が供給されると、固定鉄心４１ｄ₁が励磁されて可動鉄心４１ｃ₁を吸引し、弁体４１ｃ₂が弁座部４１ｂ₂に着座すると、開口部４１ｂ₁が閉じてスピル弁４１ｆが閉弁する。
また、スピル弁駆動回路１４０Ａからコイル４１ｄ₂への励磁電流の供給が停止され、固定鉄心４１ｄ₁が消磁すると、可動鉄心４１ｃ₁は、戻しスプリング４１ｄ₃の付勢力によって固定鉄心４１ｄ₁から離反する方向に移動する。
そして可動鉄心４１ｃ₁と一体に駆動する弁体４１ｃ₂が弁座部４１ｂ₂から離座して、開口部４１ｂ₁が開口し、スピル弁４１ｆが開弁する。

また、図３に示すようにスピル弁４１ｆを構成すると、加圧室４１ｂの容積が減少して加圧室４１ｂ内の燃圧が上昇した場合に、燃圧は弁体４１ｃ₂を弁座部４１ｂ₂に着座させるように作用する。すなわち、燃圧がスピル弁４１ｆを閉弁する方向に作用する。
例えば、第１の高圧燃料ポンプ４１が吐出する燃料Ｆｕの燃圧より低い圧力で弁体４１ｃ₂が弁座部４１ｂ₂に着座するように戻しスプリング４１ｄ₃の付勢力を設定すると、加圧室４１ｂで上昇する燃圧でスピル弁４１ｆを閉弁できる。

ノーマリーオープンタイプである第１の高圧燃料ポンプ４１は、スピル弁４１ｆを閉弁する時間で燃料吐出量を調節でき、燃料吐出量を少なくする場合は、スピル弁４１ｆを閉弁する時間を短くする。

《第２の高圧燃料ポンプ》
（第２の高圧燃料ポンプの概要構成）
次に、図２、図４を参照しながら、適宜図１を参照して、第２の高圧燃料ポンプ４２の構成を説明する。第２の高圧燃料ポンプ４２は、第１の高圧燃料ポンプ４１とほぼ同等に構成され、第１の高圧燃料ポンプ４１と同じ構成要素については簡単に説明する。
図２に示すように第２の高圧燃料ポンプ４２は、リフタ３１を備えており、プランジャ４２ａとポンプカム２９との間にリフタ３１が介在している点が、第１の高圧燃料ポンプ４１と異なっている。
第２の高圧燃料ポンプ４２は、プランジャ４２ａと、このプランジャ４２ａを進退可能に収容すると共に燃料を加圧する加圧室４２ｂを構成するポンプケース４２ｅと、プランジャ４２ａと同一方向に進退可能に設置され、プランジャ４２ａに当接することでプランジャ４２ａを進退させるリフタ３１と、を備えている。

図２に示すように、プランジャ４２ａの下端側には、リテーナ４２ａ₁が取り付けられている。ポンプケース４２ｅの図２における下端側の鍔部４２ｅ₁とリテーナ４２ａ₁の間にはインナスプリングＳＰｉが介設されている。インナスプリングＳＰｉは、加圧室４２ｂの容積を拡大する方向に、プランジャ４２ａを付勢している。
ポンプケース４２ｅは、プランジャ４２ａの外径と略等しい内径の円筒状の空所を有し、この円筒状の空所とプランジャ４２ａとに囲まれた空間が加圧室４２ｂとなる。加圧室４２ｂは、プランジャ４２ａの往復動によって容積が増減するように形成される。

リフタ３１は、図２に示すように、クランクシャフト６に形成されたポンプカム２９と、プランジャ４２ａと、の間に介設されている。つまり、プランジャ４２ａとリフタ３１とポンプカム２９は、プランジャ４２ａの軸線方向（進退する方向）に沿って配置されている。リフタ３１は、図１に示すように、例えば、内燃機関の本体１のクランクケース部２ａの所定位置に設けられた支持孔１７（図２参照）に摺動自在に設置されており、ポンプケース４２ｅの図２における下端の鍔部４２ｅ₁に支持されたアウタスプリングＳＰｏによってポンプカム２９に向かって付勢されている。これにより、リフタ３１は、リフタ３１の底部に接触するポンプカム２９の回転によってプランジャ４２ａと同一方向に進退するようになっている。
リフタ３１の構成については、後に詳しく説明する。

図２に戻って送油管１５１と接続管１５３が接続される加圧室４２ｂには、フィードポンプ１０５が燃料タンクＴから汲み上げた燃料Ｆｕが供給され、加圧室４２ｂで燃圧が上昇した燃料Ｆｕが接続管１５３及び逆止弁１５４を介してデリバリパイプ１０２に供給される。

また、第２の高圧燃料ポンプ４２には、図４に示すように開閉動作によって加圧室４２ｂと送油管１５１を連通・遮断するソレノイドバルブ４２ｃと、ソレノイドバルブ４２ｃを駆動する励磁ソレノイド４２ｄからなるスピル弁４２ｆが備わっている。

スピル弁４２ｆの励磁ソレノイド４２ｄには、スピル弁駆動回路１４０Ｂが接続される。スピル弁駆動回路１４０Ｂは、励磁ソレノイド４２ｄを励磁する励磁電流の供給、及び停止によってソレノイドバルブ４２ｃの動作を制御してスピル弁４２ｆの開閉を制御する。

第２の高圧燃料ポンプ４２は、励磁ソレノイド４２ｄが励磁されるとスピル弁４２ｆの開弁を維持し、励磁ソレノイド４２ｄが非励磁になるとスピル弁４２ｆが閉弁するように構成される。このように、励磁ソレノイド４２ｄが非励磁になると閉弁するスピル弁４２ｆを通常「ノーマリークローズタイプの弁」と称する。「ノーマリークローズタイプの弁」のスピル弁４２ｆを備える第２の高圧燃料ポンプ４２を「ノーマリークローズタイプの高圧燃料ポンプ」と称する。

ノーマリークローズタイプの第２の高圧燃料ポンプ４２では、スピル弁駆動回路１４０Ｂは、制御装置１０９からスピル弁４２ｆを開弁する制御信号が入力されると、励磁電流をコイルに供給して励磁ソレノイド４２ｄを励磁する。
また、制御装置１０９からスピル弁４２ｆを閉弁する制御信号が入力されると、スピル弁駆動回路１４０Ｂは、励磁ソレノイド４２ｄへの励磁電流の供給を停止する。そして、励磁ソレノイド４２ｄが非励磁になるとスピル弁４２ｆが閉弁する。

制御装置１０９は、加圧室４２ｂの容積が減少する方向にプランジャ４２ａが移動するときにスピル弁４２ｆを閉弁する制御信号をスピル弁駆動回路１４０Ｂに入力してスピル弁４２ｆを閉弁し、加圧室４２ｂと送油管１５１を遮断する。
プランジャ４２ａが移動方向や移動量は、制御装置１０９におけるＴＤＣセンサＳ_1A及びクランク角センサＳ_1Bからの信号にもとづくクランク角の検出と、ポンプカム２９のカム形状及びクランク角に対する相対取り付け角度から、容易に制御装置１０９において算出できる。
スピル弁４２ｆが閉弁すると、加圧室４２ｂ内の燃料Ｆｕは、加圧室４２ｂの容積の減少にともなって圧縮されて燃圧が上昇する。
そして、加圧室４２ｂで燃圧が上昇した燃料Ｆｕがデリバリパイプ１０２に供給される。

ノーマリーオープンタイプの第１の高圧燃料ポンプ４１とノーマリークローズタイプの第２の高圧燃料ポンプ４２の性能を比較すると、例えば、ノーマリーオープンタイプの第１の高圧燃料ポンプ４１は、ノーマリークローズタイプの第２の高圧燃料ポンプ４２に比べて、スピル弁４１ｆのイニシャルギャップ（開弁状態でのギャップ）を大きくする必要がある。そして、イニシャルギャップの大きなスピル弁４１ｆを駆動するため、第１の高圧燃料ポンプ４１のコイルに供給する励磁電流は、第２の高圧燃料ポンプ４２のコイルに供給する励磁電流よりも大きくする必要がある。

従って、仮に、第１の高圧燃料ポンプ４１と第２の高圧燃料ポンプ４２に同じ時間の励磁電流を供給する場合であっても、第１の高圧燃料ポンプ４１の方が消費電力が大きくなる等、ノーマリーオープンタイプの第１の高圧燃料ポンプ４１と、ノーマリークローズタイプの第２の高圧燃料ポンプ４２と、は性能が異なる。
また、例えば、第２の高圧燃料ポンプ４２の励磁電流を発生するスピル弁駆動回路１４０Ｂのコストは、大きな励磁電流を必要とするスピル弁駆動回路１４０Ａのコストより安くなる。

（スピル弁の構成）
次に、図４を参照して、適宜、図２を参照しながらノーマリークローズタイプの弁のスピル弁４２ｆの構成例を詳細に説明する。図４に示すように、例えば、ノーマリークローズタイプの弁のスピル弁４２ｆは、固定鉄心４２ｄ₁、コイル４２ｄ₂、及び戻しスプリング４２ｄ₃を含んで励磁ソレノイド４２ｄが構成される。また、励磁ソレノイド４２ｄが励磁されたとき固定鉄心４２ｄ₁に吸引される可動鉄心４２ｃ₁と弁体４２ｃ₂が一体に構成されて、ソレノイドバルブ４２ｃが構成される。

加圧室４２ｂに接続される送油管１５１と加圧室４２ｂの間には、弁体４２ｃ₂が着座する弁座部４２ｂ₂が形成され、送油管１５１と加圧室４２ｂは、弁座部４２ｂ₂に開口する開口部４２ｂ₁で連通している。弁体４２ｃ₂が弁座部４２ｂ₂に着座すると開口部４２ｂ₁が閉じてスピル弁４２ｆが閉弁し、弁体４２ｃ₂が弁座部４２ｂ₂から離座すると開口部４２ｂ₁が開口してスピル弁４２ｆが開弁する。

固定鉄心４２ｄ₁は、励磁ソレノイド４２ｄが励磁されると弁体４２ｃ₂が弁座部４２ｂ₂から離座する方向、すなわち、開口部４２ｂ₁が開口する方向に可動鉄心４２ｃ₁を吸引する。また、戻しスプリング４２ｄ₃は、弁体４２ｃ₂が弁座部４２ｂ₂に着座する方向、すなわち、開口部４２ｂ₁が閉口する方向に可動鉄心４２ｃ₁を付勢する。
このような構成によって、励磁ソレノイド４２ｄが励磁されていないときには、可動鉄心４２ｃ₁と一体に動作する弁体４２ｃ₂が戻しスプリング４２ｄ₃の付勢力で開口部４２ｂ₁を閉じ、ノーマリークローズタイプの弁のスピル弁４２ｆを構成している。

図４に示すように、送油管１５１は、プランジャ４２ａが加圧室４２ｂの容積を減少する方向に動作するときの動作方向延長上で加圧室４２ｂに接続し、開口部４２ｂ₁は、プランジャ４２ａの動作方向延長上に開口するように構成する。可動鉄心４２ｃ₁と弁体４２ｃ₂を含むソレノイドバルブ４２ｃは、プランジャ４２ａの動作方向と同じ方向に動作して、開口部４２ｂ₁を開閉する。また、弁体４２ｃ₂は、弁座部４２ｂ₂のプランジャ４２ａの側で動作するように構成する。

スピル弁駆動回路１４０Ｂ（図２参照）からコイル４２ｄ₂に励磁電流が供給されると、固定鉄心４２ｄ₁が励磁されて可動鉄心４２ｃ₁を吸引する。このとき、開口部４２ｂ₁が閉じる方向に可動鉄心４２ｃ₁を付勢する戻しスプリング４２ｄ₃の付勢力が、固定鉄心４２ｄ₁が可動鉄心４２ｃ₁を吸引する吸引力より大きいと、弁体４２ｃ₂は弁座部４２ｂ₂に着座した状態であるが、戻しスプリング４２ｄ₃の付勢力は、固定鉄心４２ｄ₁が可動鉄心４２ｃ₁を吸引する吸引力によって軽減される。
従って、加圧室４２ｂ内の燃圧が送油管１５１内の燃圧より小さくなると、加圧室４２ｂ内と送油管１５１内の差圧によって弁体４２ｃ₂が弁座部４２ｂ₂から離座し、開口部４２ｂ₁が開口する。

そして、スピル弁駆動回路１４０Ｂからコイル４２ｄ₂に励磁電流が供給され、且つ、加圧室４２ｂ内の燃圧が送油管１５１内の燃圧より小さい間は、開口部４２ｂ₁が開口した状態、すなわち、スピル弁４２ｆが開弁した状態が維持される。
また、スピル弁駆動回路１４０Ｂからコイル４２ｄ₂への励磁電流の供給が停止され、固定鉄心４２ｄ₁が消磁すると、可動鉄心４２ｃ₁は、戻しスプリング４２ｄ₃の付勢力によって固定鉄心４２ｄ₁から離反する方向に移動する。
そして可動鉄心４２ｃ₁と一体に駆動する弁体４２ｃ₂が弁座部４２ｂ₂に着座して開口部４２ｂ₁が閉じ、スピル弁４２ｆが閉弁する。

図４に示すようにスピル弁４２ｆを構成すると、加圧室４２ｂの容積が増加して加圧室４２ｂ内の燃圧が低下し、加圧室４２ｂ内と送油管１５１内の差圧が弁体４２ｃ₂を吸引する力が、戻しスプリング４２ｄ₃の付勢力より大きくなったときに、弁体４２ｃ₂が弁座部４２ｂ₂から離座する方向に動作する。すなわち、低下した燃圧がスピル弁４２ｆを開弁する方向に作用する。
従って、励磁ソレノイド４２ｄを励磁することなく、スピル弁４２ｆを開弁した状態に維持できる。

さらに、ノーマリークローズタイプである第２の高圧燃料ポンプ４２においても第１の高圧燃料ポンプ４１と同様に、スピル弁４２ｆを閉弁する時間で燃料吐出量を調節でき、燃料吐出量を少なくする場合は、スピル弁４２ｆを閉弁する時間を短くする。

（リフタの構成と作用）
次に、図５から図８を参照して第２の高圧燃料ポンプ４２に設けられたリフタ３１の構成について詳細に説明する。図５は、第２の高圧燃料ポンプの一部拡大断面図である。
図６は、ピンホルダを上から見た斜視図であり、図７は、ピンホルダを下から見た斜視図である。図８は、スライドピンの斜視図である。図９は、スライドピンがスプリング室側にスライドした第２の高圧燃料ポンプの一部拡大断面図である。

図５に示すように、リフタ３１は、一端側が開口した有底円筒状のリフタケース６１と、リフタケース６１に摺動可能に嵌合されるピンホルダ６２と、リフタケース６１の内面との間に油圧室６６を形成してピンホルダ６２に摺動可能に嵌合されるスライド部材たるスライドピン６３と、油圧室６６の容積を縮小する方向にスライドピン６３を付勢するスプリング力を発揮してスライドピン６３及びピンホルダ６２間に設けられる戻しスプリング６４と、スライドピン６３の軸線まわりの回転を阻止してピンホルダ６２及びスライドピン６３間に設けられるストッパピン６５と、を備えている。
なお、リフタ３１を構成するリフタケース６１、ピンホルダ６２、スライドピン６３、戻しスプリング６４、ストッパピン６５、油圧室６６等によって、特許請求の範囲に記載の「ポンプ停止機構」が構成されている。

図５、図６に示すように、ピンホルダ６２は、リフタケース６１内に摺動自在に嵌合されるリング部６２ａと、該リング部６２ａの一直径線に沿ってリング部６２ａの内周間を結ぶ架橋部６２ｂとを一体に備えるものである。リング部６２ａの内周及び架橋部６２ｂの両側面間は、軽量化を図るために肉抜きされている。このようなピンホルダ６２は、鉄もしくはアルミニウム合金のロストワックス鋳造もしくは鍛造によるか、合成樹脂により形成されるものである。例えば、金属製であるピンホルダ６２の外周面すなわちリング部６２ａの外周面と、リフタケース６１の内周面とには浸炭処理が施される。

図６に示すようにピンホルダ６２の外周すなわちリング部６２ａの外周には環状溝６９が設けられている。また、架橋部６２ｂには、リング部６２ａの一直径線に沿う軸線すなわちリフタケース６１の軸線と直交する軸線を有する有底筒状の摺動孔７０が設けられている。摺動孔７０の一端は、環状溝６９に開口しており、摺動孔７０の他端は閉塞している。また、架橋部６２ｂの中央上部には、プランジャ４２ａの下端部４２ａ₂（図５参照）を挿通するための挿通孔７１が形成されている。挿通孔７１は、摺動孔７０に連通している。また、図７に示すように架橋部６２ｂの中央下部には、前記挿通孔７１との間に摺動孔７０を挟む延長孔７２が、プランジャ４２ａの下端部４２ａ₂を収容可能として挿通孔７１と同軸に設けられている。

図６に示すようにピンホルダ６２の架橋部６２ｂの上部には、リフタ３１をポンプカム２９に向かって付勢するアウタスプリングＳＰｏの下端部を、プランジャ４２ａの軸線に直交する方向で位置決めする円弧状の突起８５、８５が一体に突出形成されている。
また、図７に示すようにリフタケース６１（図５参照）の閉塞端に対向する部分でピンホルダ６２の架橋部６２ｂには、延長孔７２の軸線と同軸である円筒状の収容筒部７３が一体に設けられている。収容筒部７３には、リフタケース６１の閉塞端側で延長孔７２の端部を塞ぐ円盤状のシム７４（図５参照）の一部が嵌合されている。リフタケース６１の閉塞端内面中央部には、前記シム７４に当接する突部７５（図５参照）が一体に設けられている。

ピンホルダ６２の摺動孔７０にはスライド部材たるスライドピン６３が摺動自在に嵌合されている。スライドピン６３は、図５に示すように、金属あるいは合成樹脂からなる円柱状の部材に切削加工などを施して形成されている。
なお、ピンホルダ６２が合成樹脂から成るものであるときには、スライドピン６３との摺接部のみ金属製としても良い。

スライドピン６３の一端とリフタケース６１の内面との間には、環状溝６９に通じる油圧室６６が形成され、スライドピン６３の他端と摺動孔７０の閉塞端との間に形成されるスプリング室７６内には戻しスプリング６４が収容される。

図８に示すように、スライドピン６３の軸方向中間部には、プランジャ４２ａ（図５参照）の下端部４２ａ₂（図５参照）を収容可能な収容孔７７が設けられている。収容孔７７は、油圧室６６（図５参照）が高圧になることによって戻しスプリング６４（図５参照）のスプリング力に抗してスライドピン６３がスプリング室７６（図５参照）側にスライドしたときに、前記挿通孔７１（図６参照）及び延長孔７２（図６参照）と同軸になる位置に形成されている。
収容孔７７の挿通孔７１（図６参照）側の端部は、挿通孔７１に対向してスライドピン６３の上部外側面に形成される平坦な当接面７８に開口されている。当接面７８はスライドピン６３の軸線方向に沿って比較的長く形成されるものであり、収容孔７７は、当接面７８の油圧室６６（図５参照）側の部分に開口されている。
スライドピン６３の一端側（摺動孔７０（図６参照）の開口端側）には、スリット８１が軸線方向に沿って延設されている。また、スライドピン６３の他端側（スプリング室７６（図５参照）側）には、戻しスプリング６４（図５参照）が嵌着される凹部８２が設けられている。

ここで、図５及び図９を参照しながらリフタ３１の作用について説明する。
スライドピン６３は、油圧室６６の油圧が低圧であるときには、図５に示すように、収容孔７７を挿通孔７１及び延長孔７２の軸線からずらしてプランジャ４２ａの下端部を当接面７８に当接させるように図５における左側に移動するようになっている。また、スライドピン６３は、図９に示すように、油圧室６６の油圧が高圧であるときには、挿通孔７１に挿通されているプランジャ４２ａの下端部４２ａ₂を収容孔７７及び延長孔７２に収容せしめるように図９における右側に移動するようになっている。
なお、図９に収容孔７７と延長孔７２を合わせた収容部の深さ寸法は、ポンプカム２９がリフタ３１を最も押し上げた場合に、シム７４がプランジャ４２ａに当接しない寸法に形成されている。

スライドピン６３がその当接面７８にプランジャ４２ａの下端部４２ａ₂を当接させる位置に移動したときには、ポンプカム２９から作用する押圧力によってリフタケース６１が摺動するのに応じたピンホルダ６２及びスライドピン６３のプランジャ４２ａ側への移動に伴いプランジャ４２ａに押圧力が作用するので、ポンプカム２９の回転に応じてプランジャ４２ａが往復作動する。すなわち、リフタ３１は、ポンプカム２９の回転をプランジャ４２ａに伝達可能な状態となる。
また、スライドピン６３がその収容孔７７を挿通孔７１及び延長孔７２に同軸に連ならせる位置に移動したときには、ポンプカム２９から作用する押圧力によってリフタ３１は移動するが、プランジャ４２ａの下端部４２ａ₂が収容孔７７及び延長孔７２に収容されるだけでリフタ３１からプランジャ４２ａに弁体４２ｃ₂の閉弁方向の押圧力が作用することはなく、プランジャ４２ａは休止したままとなる。すなわち、リフタ３１は、ポンプカム２９の回転をプランジャ４２ａに往復動作に伝達不能な状態となる。

ストッパピン６５は、摺動孔７０を跨ぐようにして、ピンホルダ６２の架橋部６２ｂに取り付けられている。ストッパピン６５の両端部は、架橋部６２ｂに同軸に設けられた装着孔７９、８０にそれぞれ装着されている。ストッパピン６５は、摺動孔７０に設置されたスライドピン６３のスリット８１を貫通している。これにより、ストッパピン６５は、スライドピン６３の軸線方向の移動を許容しつつ、スライドピン６３の軸線まわりの回転を阻止している。また、ストッパピン６５は、スリット８１の内端閉塞部にストッパピン６５が当接することによりスライドピン６３の油圧室６６側への移動端も規制している。

スライドピン６３には、該スライドピン６３の軸方向移動によるスプリング室７６の加減圧を防止すべく該スプリング室７６を収容孔７７に通じさせる連通孔８３が設けられている。また、ピンホルダ６２には、ピンホルダ６２及びリフタケース６１間の空間の圧力が温度変化により変化することを防止すべく前記空間をスプリング室７６に通じさせる連通孔８４が設けられている。

クランクケース部２ａ（図２参照）には、図５に示すようにリフタケース６１を摺動自在に支承すべく該リフタケース６１を嵌合せしめる支持孔１７が設けられており、この支持孔１７の内面には、リフタケース６１を囲繞する環状凹部１７ａが設けられている。また、クランクケース部２ａには、環状凹部１７ａに通じる潤滑油供給通路１９が設けられている。

リフタケース６１には、該リフタケース６１の支持孔１７内での摺動にかかわらず環状凹部１７ａをピンホルダ６２の環状溝６９に連通させる連通孔６１ａが設けられている。すなわち、潤滑油供給通路１９から供給される潤滑油は、環状凹部１７ａ、連通孔６１ａ、環状溝６９をこの順番に通って、油圧室６６に供給されることになる。
また、リフタケース６１には、リフタケース６１内に潤滑油を供給するための解放孔６１ｂが設けられている。この解放孔６１ｂは、リフタケース６１が図５で示すように最下方位置に移動したときには、環状凹部１７ａをピンホルダ６２よりも上方でリフタケース６１内に通じさせるが、リフタケース６１が最下方位置から上方に移動するのに伴って環状凹部１７ａとの連通が遮断される位置でリフタケース６１に設けられている。

図２に示すように、潤滑油供給通路１９には、クランク室７（図１参照）に配置された図示しない潤滑油ポンプからリフタ３１への潤滑油の供給を遮断する遮断弁９２が設けられている。また、潤滑油供給通路１９には、潤滑油を外部へ排出するためのパージ弁９３が、遮断弁９２よりも下流側（リフタ３１側）に設けられている。

《始動時の高圧燃料ポンプの制御》
次に、図１０、図１１を参照し、適宜図２、図５、図９を参照して本実施形態の特徴である第２の高圧燃料ポンプ４２の動作の制御について説明する。図１０は、第２の高圧燃料ポンプの動作の制御の流れを示すフローチャートであり、図１１は、目標燃圧マップの説明図である。
この制御は始動時高圧燃料量ポンプ制御部９６においてなされる。

ステップＳ０１では、内燃機関１００が始動状態か否かを判定する。内燃機関１００が始動モードであることは、イグニッション・スイッチがオン操作されて制御装置１０９が起動された後、制御装置１０９が、スタータを起動させたことを検出することで容易に判定できる。始動モードの場合（Ｙｅｓ）はステップＳ０２へ進み、始動モードでない場合（Ｎｏ）、つまり、アイドリング状態または通常走行状態の場合は、ステップＳ０５へ進む。

ステップＳ０２では、水温センサＳ₃（図２参照）からの冷却水温度（内燃機関本体の温度）Ｔｗを示す信号を参照して、目標燃圧マップ９６ａ（図１１参照）に基づいて目標燃圧Ｐ_Tを検索し、燃圧センサＳ₅の示す燃圧が目標燃圧Ｐ_T未満か否かをチェックする。燃圧が目標燃圧Ｐ_T未満の場合（Ｙｅｓ）はステップＳ０３へ進み、燃圧が目標燃圧Ｐ_T以上の場合（Ｎｏ）はステップＳ０５へ進む。

ここで、目標燃圧マップ９６ａは、予め制御装置１０９のＲＯＭに格納されたデータであり、例えば、図１１に示すように冷却水温度Ｔｗが低いほど目標燃圧Ｐ_Tが高くなるように設定されている。例えば、冷却水温度Ｔｗが０℃の場合に対応する目標燃圧Ｐ₂と、０℃よりも低い氷点下の温度Ｔ₁の場合に目標燃圧Ｐ₂より大きい目標燃圧Ｐ₁と設定される。このように、内燃機関１００の始動時の冷却水温度Ｔｗが低いほど吸気温度も低いので、目標燃圧Ｐ_Tの値を冷却水温度Ｔｗが低くなるほど高い値に設定することにより、燃料が噴射されたときの混合気中の燃料の液滴の粒子径を小さくし、排気ガス対策上都合の良い燃焼状態とすることができる。
なお、ステップＳ０２においてＮｏでステップＳ０５に進む場合が、特許請求の範囲に記載の「検出された燃圧が所定の値以上になった場合」に対応する。

ステップＳ０３では、エンジン回転速度Ｎｅが所定閾値未満か否か、例えば、５００ｒｐｍ未満か否かをチェックする。エンジン回転速度Ｎｅが所定閾値未満の場合（Ｙｅｓ）は、始動状態が完了していないと判定してステップＳ０４へ進み、エンジン回転速度Ｎｅが所定閾値以上の場合（Ｎｏ）は、始動状態が完了したと判定してステップＳ０５へ進む。
ステップＳ０４では、第２の高圧燃料ポンプ４２を稼動させる。具体的には、遮断弁９２（図２参照）を閉弁状態とし、パージ弁９３を開弁状態とする。これにより、図５に示すように潤滑油供給通路１９を介して潤滑油ポンプからの油圧がリフタ３１に印加されない状態になる、またはその状態が維持される。その結果、戻しスプリング６４の付勢力によりスライドピン６３がその当接面７８にプランジャ４２ａの下端部４２ａ₂を当接させる位置に変化、または当接させる位置を維持する。すなわち、リフタ３１は、ポンプカム２９の回転をプランジャ４２ａに伝達可能な状態と変化する、またはその状態を維持することになる。

ステップＳ０１，Ｓ０２，Ｓ０３からＮｏでステップＳ０５に進むと、第２の高圧燃料ポンプ４２を停止させる。具体的には、遮断弁９２（図２参照）を開弁状態とし、パージ弁９３を閉弁状態とする。これにより、図９に示すように潤滑油供給通路１９を介して潤滑油ポンプからの油圧がリフタ３１に印加された状態になる、またはその状態が維持される。その結果、戻しスプリング６４の付勢力に抗してスライドピン６３が右に移動され、その収容孔７７にプランジャ４２ａの下端部４２ａ₂を収容する位置に変化、または収容する位置を維持する。すなわち、リフタ３１は、ポンプカム２９の回転をプランジャ４２ａに伝達不能な状態と変化する、またはその状態を維持することになる。

ステップＳ０４の後、一連の繰り返し制御を終了し、ステップＳ０１に戻る。
ステップＳ０５の後は、内燃機関１００の運転中この一連の繰り返し制御は終了して再度行われない。
ちなみに、第１の高圧燃料ポンプ４１は、始動状態の場合も稼動状態となっている。
ここで、フローチャートのステップＳ０１，Ｓ０３が、特許請求の範囲に記載の「始動状態判定手段」に対応する。

以上、本実施形態によれば、始動状態と判定され、エンジン回転速度Ｎｅが所定閾値未満の間は始動状態が完了していないと判定して、第２の高圧燃料ポンプ４２を稼動状態にする。その結果、内燃機関１００の始動時には、排気カムシャフト１２により駆動される第１の高圧燃料ポンプ４１からの燃料の吐出に加えて、第２の高圧燃料ポンプ４２からの燃料の吐出が加わり、しかも、クランクシャフト６の回転速度は、排気カムシャフト１２の２倍の回転速度なので、燃料噴射弁１２１（図２参照、図２中、１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄと表示）からの燃料の高圧噴射に必要な燃圧までの昇圧時間を短縮できる。

また、クランクシャフト６のポンプカム２９により第２の高圧燃料ポンプ４２が駆動される構成としており、特許文献１に記載された従来技術における中間スプロケット部を設けて、それにより高圧燃料ポンプを駆動する場合よりも、簡単な構成で内燃機関１００の始動時に短時間で燃圧を上昇させ、初爆までの時間を短くすることができる。
特に、内燃機関の本体１の始動時の冷却水温度Ｔｗが低い場合、クランキング中のクランクシャフト６の回転速度も低くなるが、第２の高圧燃料ポンプ４２からの燃料の吐出が加わることで、内燃機関の本体１の始動時の低温域まで燃料の高圧噴射が可能となる。

また、目標燃圧Ｐ_Tを冷却水温度Ｔｗに応じて、冷却水温度Ｔｗが低いほど高く設定するように目標燃圧マップ９６ａを予め記憶させ、燃圧センサＳ₅が検出した燃圧が冷却水温度Ｔｗに対応する目標燃圧Ｐ_T以上に達したとき、エンジン回転速度Ｎｅが、始動状態が完了したと判定される所定閾値以上に達する前でも、第２の高圧燃料ポンプ４２を停止させることにしている。その結果、クランキング状態におけるスタータに対する負荷を低減することができる。

そして、燃圧が冷却水温度Ｔｗに対応する目標燃圧Ｐ_T以上に達したとき、または、エンジン回転速度Ｎｅが、始動状態が完了した判定される所定閾値以上に達したとき、例えば、５００ｒｐｍ以上に達したとき、第２の高圧燃料ポンプ４２を停止させ、通常の運転中において、排気カムシャフト１２の２倍の回転速度になるクランクシャフト６により駆動されることがない。従って、第２の高圧燃料ポンプ４２における駆動限界の回転速度、例えば、エンジン回転速度Ｎｅで４０００ｒｐｍを超えた速度での動作や、第２の高圧燃料ポンプ４２の動作による不要な抵抗の発生を防止できる。その結果、内燃機関１００の燃費も向上する。

本実施形態では、ノーマリークローズタイプの第２の高圧燃料ポンプ４２とすることにより、内燃機関１００の始動状態が完了した通常のアイドリング状態や車両の走行状態においては、第２の高圧燃料ポンプ４２は無通電としておくと、スピル弁４２ｆは閉じており、フィードポンプ１０５から接続管１５３や逆止弁１５４を介してデリバリパイプ１０２へ燃料が供給されることは無い。また、逆止弁１５４を接続管１５３の中間に配置することにより、内燃機関１００の始動状態が完了した通常のアイドリング状態や車両の走行状態において第１の高圧ポンプ４１で接続管１５２を介してデリバリパイプ１０２に供給されて燃料が、接続管１５３から停止している第２の高圧燃料ポンプ４２へ逆流して漏洩することが防止できる。

ちなみに、本実施形態においては、内燃機関１００の始動状態において第１の高圧燃料ポンプ４１と第２の高圧燃料ポンプ４２の両方を稼動させることとしたがそれに限定されるものではない。スピル弁駆動回路１４０Ａを制御装置１０９で制御し、始動状態の場合は、第１の高圧燃料ポンプ４１は燃料を吐出しないように制御して、第２の高圧燃料ポンプ４２のみから吐出させるようにしても良い。そうすることによりクランキング時のスタータへの負荷を減じることができる。

なお、本実施形態では、ノーマリーオープンタイプの第１の高圧燃料ポンプ４１とノーマリークローズタイプの第２の高圧燃料ポンプ４２としたが、この組み合わせにした限定されるものではない。第１の高圧燃料ポンプ４１をノーマリークローズタイプとして、第２の高圧燃料ポンプ４２をノーマリーオープンタイプとする構成であっても差し支えないことは言うまでもない。

また、本実施形態では、内燃機関の本体１を、直列４気筒エンジンを例に説明したが、それに限定されるものではなく、Ｖ型６気筒エンジンでも良い。
さらに、本実施形態では、プレッシャレギュレータ１０４、戻り配管１５５が設けられ、制御装置１０９がデリバリパイプ１０２の燃圧が目標の燃圧より過大なときや、燃圧を減ずるとき、プレッシャレギュレータ１０４の電磁弁を制御して余分な燃料Ｆｕを燃料タンクＴに戻す構成としたが、それに限定されるものではない。プレッシャレギュレータ１０４、戻り配管１５５なしの燃料供給系としても良い。

《変形例》
本実施形態では、高圧燃料ポンプ４２を停止状態とする機構としてリフタ３１を用いた構成としたがそれに限定されるものではない。
クランクシャフト６とポンプカム２９との間に油圧で接続／断の切替制御できるクラッチを介在させ、制御装置１０９で前記クラッチを接続／断の切替制御する機構としても良い。

１内燃機関の本体
６クランクシャフト
１２排気カムシャフト（カムシャフト）
２６ポンプカム（第１のポンプカム）
２９ポンプカム（第２のポンプカム）
３１リフタ（ポンプ停止機構）
４１第１の高圧燃料ポンプ
４１ａプランジャ
４２第２の高圧燃料ポンプ
４２ａプランジャ（被駆動部）
６１リフタケース（ポンプ停止機構）
６２ピンホルダ（ポンプ停止機構）
６３スライドピン（ポンプ停止機構）
６４戻しスプリング（ポンプ停止機構）
６５ストッパピン（ポンプ停止機構）
６６油圧室（ポンプ停止機構）
９２遮断弁
９３パージ弁
９５通常時高圧燃料量ポンプ制御部
９６始動時高圧燃料量ポンプ制御部
９６ａ目標燃圧マップ
１００内燃機関
１０２デリバリパイプ
１０９制御装置
１２１燃料噴射弁
４２ｅ₁ 鍔部
Ｓ₃ 水温センサ
Ｓ₅ 燃圧センサ（燃圧検出手段）
Ｔｗ冷却水温度（内燃機関の温度）

Claims

各気筒に設けられる燃料噴射弁へ燃料を分配するデリバリパイプと、
カムシャフトに設けられた第１のポンプカムにより駆動され、高圧の燃料を前記デリバリパイプへ供給するように駆動制御される第１の高圧燃料ポンプと、
クランクシャフトに設けられた第２のポンプカムにより駆動され、高圧の燃料を前記デリバリパイプへ供給するように駆動制御される第２の高圧燃料ポンプと、
前記第１の高圧燃料ポンプ及び前記第２の高圧燃料ポンプを駆動制御する制御装置と、を備えることを特徴とする内燃機関。
前記制御装置は、内燃機関の始動状態か否かを判定する始動状態判定手段を有し、
前記始動状態判定手段により、前記内燃機関の始動状態と判定されると、前記第２の高圧燃料ポンプを駆動させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
前記第２の高圧燃料ポンプは、前記クランクシャフトと第２のポンプカムにより駆動される前記第２の高圧燃料ポンプの被駆動部との間にポンプ停止機構を有し、
前記制御装置は、前記始動状態判定手段により、前記内燃機関の始動状態が完了したと判定されたとき、前記ポンプ停止機構により前記第２の高圧燃料ポンプを停止させることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
前記燃料噴射弁へ供給される燃料の圧力を燃圧として検出する燃圧検出手段を備え、
前記制御装置は、前記検出された燃圧が所定の値以上になったとき、前記ポンプ停止機構により前記第２の高圧燃料ポンプを停止させ、
前記所定の値は、内燃機関の本体の温度が低くなるほど高い値に設定されることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。