JP2017053306A - 高圧ポンプおよびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ロータリ弁の回転動作を良好にすることの可能な高圧ポンプを提供する。【解決手段】 ポンプボディ１０が有する収容穴３３の内側にロータリ弁３４が設けられる。ロータリ弁３４に設けられた連通路４０は、ロータリ弁３４が所定の回転角に位置するとき、上流側燃料通路３１と下流側燃料通路３２とを連通する。モータ３５は、連通路４０を構成する流路のうちでロータリ弁３４の径方向の外壁に設けられた溝流路４２が収容穴３３の内壁の全周に面するように、ロータリ弁３４を軸周りに正転方向および逆転方向に回転駆動する。これにより、ロータリ弁３４に設けられた溝流路４２から収容穴３３の内壁の全周に燃料が供給される。【選択図】図７

Description

本発明は、高圧ポンプおよびその制御方法に関する。

従来、燃料タンクから供給された燃料を加圧し、インジェクタが取り付けられた燃料レールへ圧送する高圧ポンプが知られている。
特許文献１に記載の高圧ポンプは、燃料が加圧される加圧室に燃料を供給する燃料通路にロータリ弁を備えている。この高圧ポンプは、ロータリ弁を軸周りに回転することにより、燃料通路から加圧室へ燃料が供給される状態と、燃料通路を閉塞して加圧室で燃料が加圧される状態とを切り替えるものである。

特開２０１５−１５５６８８号公報

特許文献１に記載の高圧ポンプは、ロータリ弁を収容する収容穴の内壁とロータリ弁の外壁との隙間から高圧燃料が漏れることを抑制するため、その隙間が小さく設定されている。しかし、収容穴の内壁とロータリ弁の外壁との隙間を小さくすると、ロータリ弁の回転動作が悪化し、ロータリ弁の焼き付きが生じるおそれがある。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、ロータリ弁の回転動作を良好にすることの可能な高圧ポンプ及びその制御方法を提供することを目的とする。

第１発明の高圧ポンプは、プランジャ、ポンプボディ、ロータリ弁、連通路および駆動制御部を備える。ポンプボディは、プランジャの往復移動により燃料が加圧される加圧室に燃料を供給する燃料通路、及び、その燃料通路に中心軸が交差する筒状の収容穴を有する。ロータリ弁は、収容穴の内壁に摺接し、軸周りに正転方向および逆転方向に回転可能に設けられる。連通路は、ロータリ弁に設けられ、ロータリ弁が所定の回転角に位置するとき、燃料通路のうちで収容穴に対して加圧室とは反対側に位置する上流側燃料通路と、燃料通路のうちで収容穴より加圧室側に位置する下流側燃料通路とを連通する。駆動制御部は、連通路を構成する流路のうちでロータリ弁の径方向の外壁に設けられた１箇所又は複数箇所の溝流路が収容穴の内壁の全周に面するように、ロータリ弁を軸周りに正転方向および逆転方向に回転駆動する。

これにより、駆動制御部は、ロータリ弁に設けられた溝流路から収容穴の内壁の全周に燃料を供給することが可能である。したがって、この高圧ポンプは、ロータリ弁の回転動作を良好にして、ロータリ弁の焼き付きを防ぐことができる。

第２発明は、高圧ポンプの制御方法の発明である。この制御方法では、駆動制御部は、ロータリ弁の径方向の外壁に設けられた１箇所又は複数箇所の溝流路が収容穴の内壁の全周に面するように、ロータリ弁を軸周りに正転方向および逆転方向に回転駆動する。
これにより、第２発明も、第１発明と同様の作用効果を奏することが可能である。

本発明の第１実施形態による高圧ポンプが用いられる燃料供給系統の構成図である。 第１実施形態の高圧ポンプが備えるロータリ弁の斜視図である。 図２のＩＩＩ方向から見たロータリ弁の斜視図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線の断面図である。 第１実施形態の高圧ポンプの断面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線の断面図である。 高圧ポンプの動作を示すタイムチャートである。 図１および図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面において、ロータリ弁の動作を示す説明図である。 図１および図５のＩＸ−ＩＸ線におけるばね部材等の断面図である。 第２実施形態におけるばね部材等の断面図である。 第３実施形態の高圧ポンプの動作を示すタイムチャートである。 第４実施形態の高圧ポンプの動作を示すタイムチャートである。 第５実施形態のロータリ弁の斜視図である。 第６実施形態のロータリ弁の斜視図である。 第７実施形態による高圧ポンプの断面図である。 第７実施形態のロータリ弁の斜視図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１から図９を参照して説明する。
図１に示すように、第１実施形態の高圧ポンプ１は、内燃機関の燃料供給系統２に用いられる。燃料供給系統２では、燃料タンク３から低圧ポンプ４によって汲み上げられた燃料が低圧燃料配管５を経由し、高圧ポンプ１の燃料通路３１，３２に供給される。高圧ポンプ１は、燃料通路３１，３２から加圧室２３に導入した燃料をプランジャ２２の軸方向の往復運動によって加圧し、吐出通路６１から吐出する。吐出通路６１から吐出された高圧燃料は、高圧燃料配管６を圧送され、デリバリパイプ７に蓄圧される。その高圧燃料は、デリバリパイプ７に接続するインジェクタ８から内燃機関の各気筒内に噴射される。

高圧ポンプ１の構成を説明する。
高圧ポンプ１は、外殻を構成するポンプボディ１０と、その内側に形成されたシリンダ部２０、燃料吸入部３０および燃料吐出部６０を備えている。
シリンダ部２０に形成されたシリンダ２１は、プランジャ２２を往復移動可能に収容する。シリンダ２１の深部に、燃料が加圧される加圧室２３が形成される。プランジャ２２の加圧室２３と反対側の端部には、スプリング座２４が取り付けられている。スプリング座２４とポンプボディ１０との間に設けられたスプリング２５は、プランジャ２２をカム９側に付勢している。そのため、矢印Ａに示す方向にカム９が回転すると、プランジャ２２は、シリンダ２１の軸方向に往復移動する。プランジャ２２の往復移動により加圧室２３の容積が変化し、加圧室２３に燃料が吸入、加圧される。なお、ポンプボディ１０のカム９側に取り付けられたシール部材２６は、プランジャ２２の外周を囲い、シリンダ２１とプランジャ２２との隙間から燃料が漏れることを防いでいる。

燃料吸入部３０は、ポンプボディ１０に形成された燃料通路３１，３２、その燃料通路３１，３２に交差する収容穴３３に設けられたロータリ弁３４、およびそのロータリ弁３４を駆動するモータ３５等から構成されている。
燃料通路３１，３２は、低圧燃料配管５と加圧室２３とを連通する。収容穴３３は、円筒状に形成され、その中心軸が燃料通路３１，３２に交差または直交するように設けられている。以下の説明において、燃料通路３１，３２のうち収容穴３３に対して加圧室２３とは反対側に位置する部分を上流側燃料通路３１と称する。また、燃料通路３１，３２のうち収容穴３３より加圧室２３側に位置する部分を下流側燃料通路３２と称する。

ロータリ弁３４は、収容穴３３の内側で軸周りに正転方向または逆転方向に回転可能に設けられる。なお、正転方向とはロータリ弁３４の周方向における一方向をいい、逆転方向とはロータリ弁３４の周方向における正転方向とは逆向きの方向をいう。ロータリ弁３４は、正転方向または逆転方向に回転することにより、上流側燃料通路３１と下流側燃料通路３２との連通と遮断を切り替えるものである。

図２および図３に示すように、ロータリ弁３４は、ほぼ円筒状に形成され、その外径が収容穴３３の内径より僅かに小さく形成されている。そのため、ロータリ弁３４は、径方向の外壁が収容穴３３の内壁に摺接する。
ロータリ弁３４には、連通路４０が設けられている。この連通路４０は、ロータリ弁３４が所定の回転角に位置するとき、上流側燃料通路３１と下流側燃料通路３２とを連通するものである。連通路４０は、外周流路４１、溝流路４２および切欠溝４３を有している。

外周流路４１は、上流側燃料通路３１に連通する位置に設けられ、ロータリ弁３４の外壁を周方向に全周に亘り延びている。
溝流路４２は、ロータリ弁３４の径方向の外壁を軸方向に延び、下流側燃料通路３２と外周流路４１とを連通する。この溝流路４２は、ロータリ弁３４の軸に対して対称となる位置でロータリ弁３４の径方向の外壁に設けられた第１溝流路４２１と第２溝流路４２２とを有する。第１溝流路４２１と第２溝流路４２２とは、ロータリ弁３４を径方向に貫通する第１貫通路４４により連通している。

切欠溝４３は、外周流路４１に対し溝流路４２とは軸方向の反対側に位置する部分において、ロータリ弁３４の径方向の外壁に設けられ、外周流路４１に連通している。この切欠溝４３は、ロータリ弁３４の軸に対して対称となる位置に設けられた第１切欠溝４３１と第２切欠溝４３２とを有する。ロータリ弁３４を軸方向から見て、第１切欠溝４３１と第１溝流路４２１とは重なる位置に設けられ、第２切欠溝４３２と第２溝流路４２２とは重なる位置に設けられている。なお、図２および図３では、ロータリ弁３４に作用するスラスト力を低減するために、第１切欠溝４３１と第２切欠溝４３２はいずれもロータリ弁３４の先端まで形成されていない。なお、第１切欠溝４３１と第２切欠溝４３２は、ロータリ弁３４の先端まで形成してもよい。

また、ロータリ弁３４には、下流側燃料通路３２に連通可能な位置に第１圧力調整溝４５および第２圧力調整溝４６が設けられている。この第１圧力調整溝４５および第２圧力調整溝４６はいずれも、第１溝流路４２１および第２溝流路４２２に対して、周方向に９０°ずれた位置に設けられている。第１圧力調整溝４５と第２圧力調整溝４６とは、ロータリ弁３４を径方向に貫通する第２貫通路４７により連通している。

図１に示すように、ロータリ弁３４の一端は、接続部材３６を介してモータ３５のシャフト３７に接続されている。このモータ３５は、例えばステッピングモータであり、エンジンの電子制御装置（ＥＣＵ）３９の通電により駆動制御される。なお、モータ３５およびＥＣＵ３９は、特許請求の範囲に記載の「駆動制御部」の一例に相当する。
ロータリ弁３４の外周には、接続部材３６に対しモータ３５とは反対側の位置に、Ｏリング５０が取り付けられている。Ｏリング５０は、収容穴３３からモータ３５側に燃料が流れることを防いでいる。

図１および図９に示すように、モータ３５のシャフト３７には、ばね部材５１が設けられている。ばね部材５１は、一端５１１がモータ３５のシャフト３７に係止され、他端５１２がポンプボディ１０に係止されている。ばね部材５１は、例えばゼンマイばね、または、捩りコイルばね等から構成され、シャフト３７に対し逆転方向のみに、ばね荷重を印加するものである。また、モータ３５のシャフト３７には、ばね部材５１から軸方向に離れた位置に凸部５２が設けられている。一方、ポンプボディ１０には、その凸部５２に当接可能なストッパ５３が設けられている。この凸部５２とストッパ５３との当接により、シャフト３７の逆転方向の回転が規制される。
なお、ばね部材５１は、シャフト３７に対し正転方向のみにばね荷重を印加する構成としてもよい。この場合、ストッパ５３は、凸部５２の正転方向の回転を規制する位置に設けられることとなる。

高圧ポンプ１は、ばね部材５１とストッパ５３を備えることにより、仮にモータ３５に障害が発生した際、ばね部材５１の弾性力により、凸部５２とストッパ５３とが当接する位置にロータリ弁３４を戻すことができる。したがって、凸部５２とストッパ５３とが当接する位置を、上流側燃料通路３１と下流側燃料通路３２とが連通路４０を介して連通する位置とすれば、高圧ポンプ１は、モータ３５が故障した際のフェールセーフ機能を備えることが可能である。

なお、ばね部材５１の一端５１１をモータ３５のシャフト３７に係止することに代えて、ロータリ弁３４に係止する構成としてもよい。また、ばね部材５１の他端５１２をポンプボディ１０に係止することに代えて、モータ３５のハウジングに係止する構成としてもよい。本実施形態のモータ３５のシャフト３７は、特許請求の範囲に記載の「駆動制御部が有する回転部」の一例に相当し、モータ３５のハウジングは、特許請求の範囲に記載の「動制御部が有する固定部」の一例に相当する。

図１及び図４に示すように、ロータリ弁３４が所定の回転角に位置するとき、ロータリ弁３４に設けられた外周流路４１、第１溝流路４２１および第２溝流路４２２を介して、上流側燃料通路３１と下流側燃料通路３２とが連通する。
一方、ロータリ弁３４が図１及び図４に示した回転角から９０°回転した状態を、図５及び図６に示す。この状態で、下流側燃料通路３２は、第１圧力調整溝４５、第２貫通路４７および第２圧力調整溝４６に連通している。ここで、第１圧力調整溝４５および第２圧力調整溝４６の外側の箇所においてロータリ弁３４の径方向の外壁と収容穴３３の内壁との隙間は、第１圧力調整溝４５および第２圧力調整溝４６からの燃料リーク量を極めて少量に制限することの可能な間隔に設定されている。したがって、図５及び図６に示した状態でプランジャ２２が上昇すると、下流側燃料通路３２および加圧室２３の燃料が十分に加圧される。

燃料吐出部６０は、吐出通路６１の内壁に形成された弁座６２と、その弁座６２に対し着座および離座可能に設けられた吐出弁６３と、その吐出弁６３を弁座６２側へ付勢するスプリング６４とを備えている。
図１に示すように、高圧燃料配管６から吐出弁６３が受ける力とスプリング６４の付勢力との和よりも、加圧室２３から吐出弁６３が受ける力が小さいとき、吐出弁６３は弁座６２に着座する。これにより、加圧室２３から高圧燃料配管６への燃料の吐出が停止する。
一方、図５に示すように、高圧燃料配管６から吐出弁６３が受ける力とスプリング６４の付勢力との和よりも、加圧室２３から吐出弁６３が受ける力が大きくなると、吐出弁６３は弁座６２から離座する。これにより、加圧室２３の燃料は、吐出通路６１から高圧燃料配管６へ吐出される。

次に、高圧ポンプ１の制御方法について説明する。
まず、ＥＣＵ３９からモータ３５に通電されると、モータ３５はロータリ弁３４を所定角度（例えば１８０°）正転方向へ回転する。図７では、制御開始時にモータ３５がロータリ弁３４を所定角度（例えば１８０°）回転させた回転角度を０°としている。図７において回転角度が０°の状態で、ロータリ弁３４に設けられた連通路４０は、図１、図４および図８（Ａ）に示すように、上流側燃料通路３１と下流側燃料通路３２とを連通する。なお、図８では、説明のため、上流側燃料通路３１、下流側燃料通路３２および第１貫通路４４の位置を破線で示している。
このように、制御開始時にロータリ弁３４を所定角度回転することで、図９に示したフェールセーフ機構を構成するストッパ５３と凸部５２とが離れた状態になる。そのため、後述する制御において、ロータリ弁３４を正転方向および逆転方向へ、所定の回転角ごとに切り替えて回転させることが可能になる。

（１）吸入行程
図７の時刻ｔ０からｔ１にかけてプランジャ２２が下降すると、加圧室２３の容積が増加し、加圧室２３の燃料が減圧される。このとき、モータ３５の回転角度は０°であり、図８（Ａ）に示すように、上流側燃料通路３１と下流側燃料通路３２とはロータリ弁３４の連通路４０を通じて連通している。一方、吐出弁６３は弁座６２に着座し、吐出通路６１を閉塞している。そのため、燃料通路３１，３２から加圧室２３に燃料が吸入される。

（２）調量行程
図７の時刻ｔ１からｔ７にかけてプランジャ２２が上昇するとき、時刻ｔ２まではモータ３５の回転角度は０°を維持している。時刻ｔ２からモータ３５は正転方向へ回転動作を開始し、時刻ｔ４でモータ３５は正転方向へ９０°回転する。図８（Ａ）から（Ｃ）に示すように、ロータリ弁３４も正転方向へ９０°回転し、ロータリ弁３４の連通路４０と下流側燃料通路３２との連通を次第に遮断する。ロータリ弁３４の連通路４０と下流側燃料通路３２とが連通しているとき、加圧室２３の燃料は下流側燃料通路３２からロータリ弁３４の連通路４０を通じて上流側燃料通路３１側へ戻される。

（３）吐出行程
時刻ｔ２から時刻ｔ４の間にモータ３５が正転方向へ回転するにつれ、ロータリ弁３４の連通路４０と下流側燃料通路３２とが連通する開口面積が次第に小さくなる。それと共に、プランジャ２２の上昇に伴って加圧室２３の燃料が次第に加圧される。時刻ｔ３で吐出弁６３が弁座６２から離座すると、加圧室２３から吐出通路６１を経由して燃料が吐出する。その後、時刻ｔ５まで、ロータリ弁３４は正転方向へ９０°回転した状態を維持している。

（４）無吐出行程
時刻ｔ５からモータ３５は逆転方向への回転動作を開始し、時刻ｔ７でモータ３５は０°の位置に戻る。このとき、図８（Ｃ）から（Ｅ）に示すように、ロータリ弁３４も逆転方向へ回転するにつれ、連通路４０と下流側燃料通路３２とが連通する面積が大きくなる。これに伴い、加圧室２３の燃料は下流側燃料通路３２からロータリ弁３４の連通路４０を通じて上流側燃料通路３１側へ戻されるので、加圧室２３の燃料圧力は減少する。時刻ｔ６で吐出弁６３が弁座６２に着座すると、加圧室２３から吐出通路６１を経由した燃料吐出が停止し、無吐出状態となる。

（５）吸入行程（２回目）
次の吸入行程において、時刻ｔ７からｔ８にかけてプランジャ２２が下降すると、加圧室２３の燃料が減圧され、燃料通路３１，３２から加圧室２３に燃料が吸入される。

（６）調量行程（２回目）
次の調量行程において、時刻ｔ８からｔ１４にかけてプランジャ２２が上昇するとき、時刻ｔ９まではモータ３５の回転角度は０°を維持している。時刻ｔ９からモータ３５は逆転方向へ回転動作を開始し、時刻ｔ１１でモータ３５は逆転方向へ−９０°回転する。図８（Ｅ）から（Ｇ）に示すように、ロータリ弁３４も逆転方向へ−９０°回転し、上流側燃料通路３１と下流側燃料通路３２との連通を次第に遮断する。

（７）吐出行程（２回目）
時刻ｔ１０で吐出弁６３が弁座６２から離座すると、加圧室２３から吐出通路６１を経由して燃料が吐出する。その後、時刻ｔ１２まで、ロータリ弁３４は逆転方向へ−９０°回転した状態を維持している。

（８）無吐出行程（２回目）
時刻ｔ１２からモータ３５は正転方向への回転動作を開始し、時刻ｔ１４でモータ３５は０°の位置に戻る。このとき、図８（Ｇ）、（Ｈ）及び（Ａ）に示すように、ロータリ弁３４も正転方向へ回転する。時刻ｔ１３で吐出弁６３が弁座６２に着座すると、加圧室２３から吐出通路６１を経由した燃料吐出が停止し、無吐出状態となる。

高圧ポンプ１は、時刻１４以降も、上述した吸入行程、調量行程、吐出行程および無吐出行程を繰り返し実行する。なお、本実施形態では、吸入行程、調量行程、吐出行程および無吐出行程を「１回の燃料吐出」と称することとする。
上述した高圧ポンプ１の制御において、例えば時刻ｔ２からｔ７における説明のように、ロータリ弁３４を正転方向へ９０°回転して燃料通路３１，３２を遮断状態とした後、ロータリ弁３４を逆転方向へ９０°度回転して燃料通路３１，３２を連通状態とする動作を第１正逆転動作と称する。また、例えば時刻ｔ９からｔ１４における説明のように、ロータリ弁３４を逆転方向へ９０°回転して燃料通路３１，３２を遮断状態とした後、ロータリ弁３４を正転方向へ９０°度回転して燃料通路３１，３２を連通状態とする動作を第２正逆転動作と称する。
本実施形態の高圧ポンプ１の制御では、この第１正逆転動作と第２正逆転動作とを、１回の燃料吐出ごとに切り替えるものである。これにより、第１溝流路４２１および第２溝流路４２２は収容穴３３の内壁の全周に面することになるので、第１溝流路４２１および第２溝流路４２２からロータリ弁３４の外壁および収容穴３３の内壁の全周に、常に燃料が供給される。

本実施形態の高圧ポンプ１は、次の作用効果を奏する。
（１）第１実施形態では、モータ３５は、ロータリ弁３４に設けられた第１溝流路４２１または第２溝流路４２２が収容穴３３の内壁の全周に面するように、ロータリ弁３４を軸周りに正転方向および逆転方向に回転駆動する。
これにより、ロータリ弁３４に設けられた溝流路４２から収容穴３３の内壁の全周に燃料を供給することが可能である。したがって、この高圧ポンプ１は、ロータリ弁３４の回転動作を良好にして、ロータリ弁３４の焼き付きを防ぐことができる。

（２）第１実施形態では、モータ３５は、ロータリ弁３４の回転方向を所定の回転角（９０°）ごとに切り替えて回転駆動する。
これにより、高圧ポンプ１は、モータ３５のシャフト３７に対し正転方向または逆転方向の一方のみに荷重を印加するばね部材５１を設けることが可能となる。したがって、高圧ポンプ１は、この制御により、モータ３５が故障した際のフェールセーフ機能を備えることが可能である。

（３）第１実施形態では、モータ３５は、第１正逆転動作と第２正逆転動作とを１回の燃料吐出ごとに切り替える。
これにより、第１溝流路４２１および第２溝流路４２２は、収容穴３３の内壁の全周に短い時間間隔で面することになる。したがって、溝流路４２からロータリ弁３４の外壁および収容穴３３の内壁の全周に燃料を常に供給することができる。

（４）第１実施形態では、ロータリ弁３４の溝流路４２は、ロータリ弁３４の軸を挟んで対称位置に設けられた第１溝流路４２１と第２溝流路４２２とを有する。
これにより、ロータリ弁３４を１８０°回転することで、溝流路４２からロータリ弁３４の外壁および収容穴３３の内壁の全周に燃料を供給することができる。ロータリ弁３４は、溝流路４２の数を２本のみとすることで、圧力調整溝４５，４６の外側の箇所においてロータリ弁３４の外壁と収容穴３３の内壁との摺接面積（シール面）を大きく確保することが可能である。したがって、この高圧ポンプ１は、吐出行程において、上流側燃料通路３１と下流側燃料通路３２との連通をロータリ弁３４で遮断する際のシール性を高めることができる。

（５）第１実施形態では、ロータリ弁３４の連通路４０は、外周流路４１に対し溝流路４２とは軸方向の反対側に位置する部分に、ロータリ弁３４の径方向の外壁に設けられた切欠溝４３を有する。
これにより、切欠溝４３からロータリ弁３４の外壁および収容穴３３の内壁に燃料が供給される。したがって、ロータリ弁３４のうち、外周流路４１に対し溝流路４２とは軸方向の反対側に位置する部分の回転動作を良好にすることができる。

（６）第１実施形態では、高圧ポンプ１は、モータ３５のシャフト３７に対し正転方向または逆転方向の一方のみに荷重を印加するばね部材５１をさらに備える。
これにより、仮にモータ３５またはＥＣＵ３９が故障した場合にも、ばね部材５１の付勢力により燃料通路３１，３２が連通状態となる位置にロータリ弁３４を戻すことが可能である。したがって、高圧ポンプ１は、フェールセーフ機能を備えることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図１０に示す。第２実施形態では、第１実施形態と比べて、モータ３５が故障した際のフェールセーフ機構を構成するためのばね部材５４が異なっている。ばね部材５４は、コイルスプリングにより構成され、一端５４１がモータ３５のシャフト３７に係止され、他端５４２がポンプボディ１０に係止されている。ばね部材５４は、シャフト３７に対し逆転方向のみにばね荷重を印加するものである。第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、仮にモータ３５に障害が発生した際、ばね部材５４の弾性力により、凸部５２とストッパ５３とが当接する位置にロータリ弁３４を戻すことができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図１１に示す。第３実施形態では、第１実施形態と比べて、高圧ポンプ１の制御方法が異なっている。
（１）吸入行程
図１１の時刻ｔ３０からｔ３１にかけてプランジャ２２が下降すると、加圧室２３の燃料が減圧され、燃料通路３１，３２から加圧室２３に燃料が吸入される。
（２）調量行程
時刻ｔ３１からｔ３７にかけてプランジャ２２が上昇するとき、時刻ｔ３２まではモータ３５の回転角度は０°を維持している。時刻ｔ３２からモータ３５は正転方向へ回転動作を開始し、時刻ｔ３４でモータ３５は正転方向へ９０°回転する。これにより、ロータリ弁３４も正転方向へ９０°回転し、上流側燃料通路３１と下流側燃料通路３２との連通を次第に遮断する。

（３）吐出行程
時刻ｔ３３で吐出弁６３が弁座６２から離座すると、加圧室２３から吐出通路６１を経由して燃料が吐出する。その後、時刻ｔ３５まで、ロータリ弁３４は正転方向へ９０°回転した状態を維持している。
（４）無吐出行程
時刻ｔ３５からモータ３５はさらに正転方向への回転動作を開始し、時刻ｔ３７でモータ３５は１８０°まで回転する。これにより、ロータリ弁３４も正転方向へ１８０°回転し、上流側燃料通路３１と下流側燃料通路３２とを次第に連通する。時刻ｔ３６で吐出弁６３が弁座６２に着座すると、加圧室２３から吐出通路６１を経由した燃料吐出が停止し、無吐出状態となる。

（５）吸入行程（２回目）
次の吸入行程において、時刻ｔ３７からｔ３８にかけてプランジャ２２が下降すると、加圧室２３の燃料が減圧され、燃料通路３１，３２から加圧室２３に燃料が吸入される。
（６）調量行程（２回目）
次の調量行程において、時刻ｔ３８からｔ４４にかけてプランジャ２２が上昇するとき、時刻ｔ３９まではモータ３５の回転角度は１８０°を維持している。時刻ｔ３９からモータ３５はさらに正転方向へ回転動作を開始し、時刻ｔ４１でモータ３５は正転方向へ２７０°回転する。ロータリ弁３４も正転方向へ２７０°回転し、上流側燃料通路３１と下流側燃料通路３２との連通を次第に遮断する。なお、第３実施形態において、フェールセーフ機構を構成するばね部材５１およびストッパは、モータ３５のシャフト３７が２７０°またはそれ以上回転することを許容するものである。

（７）吐出行程（２回目）
時刻ｔ４０で吐出弁６３が弁座６２から離座すると、加圧室２３から吐出通路６１を経由して燃料が吐出する。その後、時刻ｔ４２まで、ロータリ弁３４は正転方向へ２７０°回転した状態を維持している。
（８）無吐出行程（２回目）
時刻ｔ４２からモータ３５は逆転方向への回転動作を開始し、時刻ｔ４４でモータ３５は１８０°の位置に戻る。このとき、ロータリ弁３４も逆転方向へ回転する。時刻ｔ４３で吐出弁６３が弁座６２に着座すると、加圧室２３から吐出通路６１を経由した燃料吐出が停止し、無吐出状態となる。

高圧ポンプ１は、時刻４４以降も、上述した吸入行程、調量行程、吐出行程および無吐出行程を繰り返し実行する。
上述した第３実施形態の制御において、例えば時刻ｔ３２からｔ４１における説明のように、ロータリ弁３４を正転方向へ９０°回転して燃料通路３１，３２を遮断状態とした後、さらにロータリ弁３４を正転方向へ９０°度回転して燃料通路３１，３２を連通状態とする動作を正転連続動作と称する。
また、例えば時刻ｔ４２からｔ５８のように、ロータリ弁３４を逆転方向へ９０°回転して燃料通路３１，３２を連通状態とした後、さらにロータリ弁３４を逆転方向へ９０°度回転して燃料通路３１，３２を遮断状態とする動作を逆転連続動作と称する。
第３実施形態の高圧ポンプ１の制御では、この正転連続動作と逆転連続動作とを、ロータリ弁３４の所定の回転角ごとに切り替えるものである。第３実施形態では、フェールセーフ機能を構成するばね部材５１の許容範囲内で正転連続動作または逆転連続動作を行うことが可能である。
この制御によっても、ロータリ弁３４の溝流路４２からロータリ弁３４の外壁および収容穴３３の内壁の全周に燃料を供給することが可能である。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図１２に示す。第４実施形態は、第１、第３実施形態と比べて、高圧ポンプ１の制御方法が異なっている。
第４実施形態の高圧ポンプ１の制御では、第１正逆転動作と第２正逆転動作とを、２回の燃料吐出ごとに切り替えている。この制御によっても、第１溝流路４２１および第２溝流路４２２からロータリ弁３４の外壁および収容穴３３の内壁の全周に燃料を供給することが可能である。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態を図１３に示す。第５実施形態では、ロータリ弁３４に設けられた連通路４０は、４本の切欠溝４３１−４３４を有している。４本の切欠溝４３１−４３４は、ロータリ弁３４の周方向に９０°間隔で設けられている。第５実施形態においても、４本の切欠溝４３１−４３４を有する連通路４０からロータリ弁３４の外壁および収容穴３３の内壁の全周に燃料を供給することが可能である。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態を図１４に示す。第６実施形態では、ロータリ弁３４に設けられた連通路４０は、ロータリ弁３４の径方向の外壁を周方向に延びるように設けられた複数の細溝４８を有する。細溝４８は、溝流路４２に連通している。また、細溝４８は、第１圧力調整溝４５および第２圧力調整溝４６からロータリ弁３４の軸方向に離れた位置に設けられている。第６実施形態においても、複数の細溝４８を有する連通路４０からロータリ弁３４の外壁および収容穴３３の内壁の全周に燃料を供給することが可能である。

（第７実施形態）
本発明の第７実施形態を図１５および図１６に示す。第７実施形態では、ロータリ弁３４に設けられた連通路４０は、内側流路４００および径流路４０１を有する。内側流路４００は、ロータリ弁３４の内側を軸方向に延び、上流側燃料通路３１および下流側燃料通路３２に連通する。径流路４０１は、ロータリ弁３４の径方向の外壁に設けられた開口４０２と、内側流路４００とを連通する。この構成により、内側流路４００を流れる燃料は、径流路４０１を通り、ロータリ弁３４の径方向の外壁に設けられた開口４０２から、ロータリ弁３４の外壁と収容穴３３の内壁との隙間に流出する。したがって、第７実施形態においても、内側流路４００および径流路４０１を有する連通路４０からロータリ弁３４の外壁および収容穴３３の内壁の全周に燃料を供給することが可能である。

（他の実施形態）
上述した実施形態では、ロータリ弁３４に設けられた連通路４０が有する溝流路４２は、２個または４個とした。これに対し、他の実施形態では、溝流路４２は、１個又は２個以上としてもよい。
上述した実施形態では、モータ３５のシャフト３７に凸部５２を設け、ポンプボディ１０にストッパ５３を設けた。これに対し、他の実施形態では、モータ３５のシャフト３７と同期して回転するギアを設け、そのギアの回転を規制するストッパを設けてもよい。これにより、ロータリ弁３４を２７０°以上回転させることが可能である。
このように、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、上述した複数の実施形態の構成を組み合わせることに加え、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１ ・・・高圧ポンプ
３１ ・・・上流側燃料通路（燃料通路）
３２ ・・・下流側燃料通路（燃料通路）
３３ ・・・収容穴
３４ ・・・ロータリ弁
３５ ・・・モータ（駆動制御部）
３９ ・・・電子制御装置（駆動制御部）
４０ ・・・連通路
４２ ・・・溝流路
４２１・・・第１溝流路
４２２・・・第２溝流路

Claims (11)

1. プランジャ（２２）と、
   前記プランジャの往復移動により燃料が加圧される加圧室（２３）に燃料を供給する燃料通路（３１，３２）、及び、その燃料通路に中心軸が交差する筒状の収容穴（３３）が設けられたポンプボディ（１０）と、
   前記収容穴の内壁に摺接し、軸周りに正転方向および逆転方向に回転可能に設けられたロータリ弁（３４）と、
   前記ロータリ弁に設けられ、前記ロータリ弁が所定の回転角に位置するとき、前記燃料通路のうちで前記収容穴に対して加圧室とは反対側に位置する上流側燃料通路（３１）と、前記燃料通路のうちで前記収容穴より加圧室側に位置する下流側燃料通路（３２）とを連通する連通路（４０）と、
   前記連通路を構成する流路のうちで前記ロータリ弁の径方向の外壁に設けられた１箇所又は複数箇所の溝流路（４２）が前記収容穴の内壁の全周に面するように、前記ロータリ弁を軸周りに正転方向および逆転方向に回転駆動する駆動制御部（３５）と、を備えた高圧ポンプ。
2. 前記駆動制御部は、前記ロータリ弁の回転方向を所定の回転角ごとに切り替えて回転駆動するものである請求項１に記載の高圧ポンプ。
3. 前記駆動制御部は、
   前記ロータリ弁を正転方向へ所定角度回転して前記燃料通路を遮断状態とし、前記ロータリ弁を逆転方向へ所定角度回転して前記燃料通路を連通状態とする動作を含む第１正逆転動作と、
   前記ロータリ弁を逆転方向へ所定角度回転して前記燃料通路を遮断状態とし、前記ロータリ弁を正転方向へ所定角度回転して前記燃料通路を連通状態とする動作を含む第２正逆転動作とを、所定回数の燃料吐出ごとに切り替えるものである請求項１または２に記載の高圧ポンプ。
4. 前記駆動制御部は、前記第１正逆転動作と前記第２正逆転動作とを１回の燃料吐出ごとに切り替えるものである請求項３に記載の高圧ポンプ。
5. 前記駆動制御部は、
   前記ロータリ弁を正転方向へ回転して前記燃料通路を遮断状態とし、さらに前記ロータリ弁を正転方向へ所定角度回転して前記燃料通路を連通状態とする動作を含む正転連続動作と、
   前記ロータリ弁を逆転方向へ所定角度回転して前記燃料通路を遮断状態とし、さらに前記ロータリ弁を逆転方向へ所定角度回転して前記燃料通路を連通状態とする動作を含む逆転連続動作とを、前記ロータリ弁の所定の回転角ごとに切り替えるものである請求項１または２に記載の高圧ポンプ。
6. 前記溝流路は、前記ロータリ弁の軸を挟んで対称位置に設けられた第１溝流路と第２溝流路とを有するものである請求項１から５のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
7. 前記連通路は、
   前記ロータリ弁の外壁を周方向に延び、前記上流側燃料通路または前記下流側燃料通路の一方に連通する外周流路（４１）と、
   前記ロータリ弁の径方向の外壁を軸方向に延び、前記上流側燃料通路または前記下流側燃料通路の他方と前記外周流路とを連通する前記溝流路（４２）と、
   前記外周流路に対し前記溝流路とは軸方向の反対側に位置する部分において、前記ロータリ弁の径方向の外壁に設けられ、前記外周流路に連通する切欠溝（４３）と、を有するものである請求項１から６のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
8. 前記連通路は、
   前記ロータリ弁の外壁を周方向に延び、前記上流側燃料通路または前記下流側燃料通路の一方に連通する位置に設けられる外周流路と、
   前記ロータリ弁の径方向の外壁を軸方向に延び、前記上流側燃料通路または前記下流側燃料通路の他方と前記外周流路とを連通する前記溝流路と、
   前記ロータリ弁の径方向の外壁を周方向に延び、前記溝流路に連通する細溝（４８）と、を有するものである請求項１から６のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
9. 前記連通路は、
   前記ロータリ弁の内側を軸方向に延び、前記上流側燃料通路および前記下流側燃料通路に連通する内側流路（４００）と、
   前記ロータリ弁の径方向の外壁に設けられた開口（４０２）と前記内側流路とを連通する径流路（４０１）と、を有するものである請求項１から８のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
10. 一端（５１１，５４１）が前記駆動制御部が有する回転部または前記ロータリ弁に係止され、他端（５１２，５４２）が前記駆動制御部が有する固定部または前記ポンプボディに係止され、前記回転部または前記ロータリ弁に対し正転方向または逆転方向の一方のみにばね荷重を印加するばね部材（５１、５４）をさらに備える請求項１から９のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
11. プランジャと、
    前記プランジャの往復移動により燃料が加圧される加圧室に燃料を供給する燃料通路、及び、その燃料通路に中心軸が交差する筒状の収容穴を有するポンプボディと、
    前記収容穴の内壁に摺接し、軸周りに正転方向および逆転方向に回転可能に設けられたロータリ弁と、
    前記ロータリ弁に設けられ、前記ロータリ弁が所定の回転角に位置するとき、前記燃料通路のうち前記収容穴に対して前記加圧室とは反対側に位置する上流側燃料通路と、前記燃料通路のうち前記収容穴より前記加圧室側に位置する下流側燃料通路とを連通する連通路と、
    前記ロータリ弁を軸周りに回転駆動する駆動制御部（３５，３９）と、を備えた高圧ポンプの制御方法であって、
    前記駆動制御部は、前記連通路を構成する流路のうちで前記ロータリ弁の径方向の外壁に設けられた１箇所又は複数箇所の溝流路が前記収容穴の内壁の全周に面するように、前記ロータリ弁を軸周りに正転方向および逆転方向に回転駆動する高圧ポンプの制御方法。

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