JP2021050654A - 燃料噴射システム - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの燃費を向上させ、騒音を低減する。【解決手段】燃料噴射システム１は、エンジン３に供給される燃料を貯留する燃料タンク５と、燃料を昇圧して燃料ギャラリ（第１燃料ギャラリ１５）に供給する第１高圧燃料ポンプ１１と、燃料を昇圧して燃料ギャラリ（第２燃料ギャラリ１７）に供給する第２高圧燃料ポンプ１３と、エンジン３の動力で回転し、第１高圧燃料ポンプ１１を駆動する第１ポンプカム（第１カム）５３と、エンジン３の動力で回転し、第２高圧燃料ポンプ１３を駆動する第２ポンプカム（第２カム）５５と、第２ポンプカム５５のリフト量を変更可能なリフト量可変機構５７と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、燃料噴射システムに関する。

特許文献１には、エンジンの各気筒内に燃料を噴射する燃料噴射システムについて開示がある。燃料噴射システムは、燃料タンクと、フィードポンプと、第１高圧燃料ポンプと、第１燃料ギャラリと、第２高圧燃料ポンプと、第２燃料ギャラリと、複数のインジェクタとを備える。

燃料タンクは、燃料を貯留する。フィードポンプは、燃料タンクに貯留された燃料を第１高圧燃料ポンプおよび第２高圧燃料ポンプに供給する。第１高圧燃料ポンプは、エンジンのカムと連動して駆動され、燃料を昇圧して第１燃料ギャラリに供給する。第２高圧燃料ポンプは、エンジンのカムと連動して駆動され、燃料を昇圧して第２燃料ギャラリに供給する。第１燃料ギャラリおよび第２燃料ギャラリは、複数のインジェクタに接続され、昇圧された燃料を複数のインジェクタに導く。

特開２００７−２８５１２５号公報

しかし、エンジンの低負荷時、複数のインジェクタから噴射される燃料噴射量が低減する。したがって、エンジンの低負荷時には、２つの高圧燃料ポンプのうち一方の高圧燃料ポンプで、複数のインジェクタに必要な燃料を供給することが可能となる。

ところが、上述したように、２つの高圧燃料ポンプは、それぞれエンジンのカムと連動して駆動されるため、一方の高圧燃料ポンプの駆動だけを停止することが困難である。そのため、従来では、エンジンの低負荷時においても２つの高圧燃料ポンプが駆動されていた。

その結果、エンジンのカムは、エンジンの低負荷時に１つの高圧燃料ポンプを駆動する場合と比べてフリクションが増大していた。エンジンのカムのフリクションが増大すると、エンジンの燃費が悪化し、騒音が増大するという問題があった。

そこで、本発明は、エンジンの燃費を向上させ、騒音を低減することが可能な燃料噴射システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の燃料噴射システムは、エンジンに供給される燃料を貯留する燃料タンクと、燃料を昇圧して燃料ギャラリに供給する第１高圧燃料ポンプと、燃料を昇圧して燃料ギャラリに供給する第２高圧燃料ポンプと、エンジンの動力で回転し、第１高圧燃料ポンプを駆動する第１カムと、エンジンの動力で回転し、第２高圧燃料ポンプを駆動する第２カムと、第２カムのリフト量を変更可能なリフト量可変機構と、を備える。

エンジンの低負荷時において、第２カムのリフト量が小さくなるように、リフト量可変機構を制御する駆動制御部を備えてもよい。

駆動制御部は、エンジンの低負荷時において、第２カムのリフト量をゼロにしてもよい。

燃料ギャラリは、第１高圧燃料ポンプから燃料を供給される第１燃料ギャラリと、第２高圧燃料ポンプから燃料を供給される第２燃料ギャラリと、第１燃料ギャラリと第２燃料ギャラリとを連通する連通路と、を備えてもよい。

本発明によれば、エンジンの燃費を向上させ、騒音を低減することが可能となる。

図１は、本実施形態に係る燃料噴射システムを示す概略構成図である。 図２は、本実施形態に係る第２ポンプカムおよびリフト量可変機構を示す概略構成図である。 図３は、高リフトカムを図２中、Ａ方向から見た矢視図である。 図４は、低リフトカムを図２中、Ａ方向から見た矢視図である。 図５は、カムユニットを図２中、Ａ方向から見た矢視図である。 図６は、カムユニットが図２中、左方向に移動した後の状態を示す概略図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

［１．燃料噴射システム１の全体構成］
図１は、本実施形態に係る燃料噴射システム１を示す概略構成図である。図１に示すように、燃料噴射システム１は、エンジン３と、燃料タンク５と、供給路７と、フィードポンプ９と、第１高圧燃料ポンプ１１と、第２高圧燃料ポンプ１３と、第１燃料ギャラリ１５と、第２燃料ギャラリ１７と、連通路１９と、還流路２１と、高圧燃料ポンプ駆動装置２３と、駆動制御部２５とを備える。

［２．エンジン３の構成］
エンジン３は、シリンダ２７と、ピストン２９と、コネクティングロッド３１と、クランクシャフト３３と、燃焼室３５と、吸気バルブ３７と、吸気カムシャフト３９と、吸気カム４１と、排気バルブ４３と、排気カムシャフト４５と、排気カム４７と、タイミングベルト４９と、インジェクタ５１とを備える。本実施形態では、エンジン３は、水平対向エンジンである。ただし、これに限定されず、エンジン３は、直列エンジンやＶ型エンジンであってもよい。

シリンダ２７は、円筒状に形成される。本実施形態では、シリンダ２７は、エンジン３に４つ設けられる。ただし、シリンダ２７の数は、これに限定されず、例えば、１つ（単数）、２つ、３つ、あるいは、５つ以上であってもよい。シリンダ２７は、クランクシャフト３３を介して水平方向に対向して配置される。例えば、シリンダ２７は、クランクシャフト３３に対し、図１中、左側に２つ配置され、図１中、右側に２つ配置される。

ピストン２９は、シリンダ２７内に配置され、シリンダ２７の中心軸に沿って摺動可能に構成される。ピストン２９は、燃焼室３５内で燃料が燃焼されることにより、シリンダ２７内を往復移動する。

コネクティングロッド３１は、ピストン２９と、クランクシャフト３３とを連結する。コネクティングロッド３１は、ピストン２９がシリンダ２７内を往復移動すると、ピストン２９と一体的に往復移動する。

クランクシャフト３３は、コネクティングロッド３１を介してピストン２９に接続される。クランクシャフト３３は、ピストン２９の往復運動を回転力に変換する。

燃焼室３５は、ピストン２９の冠面とシリンダ２７の内面により形成される。燃焼室３５内には、インジェクタ５１の噴射孔および点火プラグ（不図示）の点火部が配置される。インジェクタ５１から燃料が噴射され、点火プラグが点火されると、燃焼室３５内で燃料が燃焼し、燃焼室３５内の圧力（燃焼圧力）が高められる。燃焼室３５内の燃焼圧力を受け、ピストン２９は、シリンダ２７内を往復移動する。

吸気バルブ３７は、燃焼室３５と連通する吸気ポート（不図示）に配置される。吸気バルブ３７の傘部は、吸気ポートと燃焼室３５との間に配置される。吸気バルブ３７は、中心軸方向に移動することで、吸気ポートを開閉する。

吸気カムシャフト３９は、略円柱形状に形成される。吸気カムシャフト３９は、クランクシャフト３３の中心軸方向に延在する。吸気カムシャフト３９は、中心軸周りに回転自在に構成される。吸気カムシャフト３９は、クランクシャフト３３に対し、図１中、左側と、右側に一対設けられる。吸気カムシャフト３９は、吸気カム４１を介して吸気バルブ３７と接続される。

吸気カム４１は、涙滴形状に形成される。吸気カム４１は、吸気カムシャフト３９に設けられる。吸気カム４１は、吸気カムシャフト３９と一体的に形成される。したがって、吸気カム４１は、吸気カムシャフト３９が回転したとき、吸気カムシャフト３９と一体的に回転する。吸気カム４１は、吸気バルブ３７と常時当接して設けられる。吸気カム４１が回転すると、吸気バルブ３７は、吸気カム４１の外形形状に応じて、中心軸方向に移動し、吸気ポートを開閉する。

排気バルブ４３は、燃焼室３５と連通する排気ポート（不図示）に配置される。排気バルブ４３の傘部は、排気ポートと燃焼室３５との間に配置される。排気バルブ４３は、中心軸方向に移動することで、排気ポートを開閉する。

排気カムシャフト４５は、略円柱形状に形成される。排気カムシャフト４５は、クランクシャフト３３の中心軸方向に延在する。排気カムシャフト４５は、中心軸周りに回転自在に構成される。排気カムシャフト４５は、クランクシャフト３３に対し、図１中、左側と、右側に一対設けられる。排気カムシャフト４５は、排気カム４７を介して排気バルブ４３と接続される。

排気カム４７は、涙滴形状に形成される。排気カム４７は、排気カムシャフト４５に設けられる。排気カム４７は、排気カムシャフト４５と一体的に形成される。したがって、排気カム４７は、排気カムシャフト４５が回転したとき、排気カムシャフト４５と一体的に回転する。排気カム４７は、排気バルブ４３と常時当接して設けられる。排気カム４７が回転すると、排気バルブ４３は、排気カム４７の外形形状に応じて、中心軸方向に移動し、排気ポートを開閉する。

タイミングベルト４９は、クランクシャフト３３と、吸気カムシャフト３９と、排気カムシャフト４５とに巻き掛けられる。タイミングベルト４９は、クランクシャフト３３の回転を吸気カムシャフト３９および排気カムシャフト４５に伝達する。吸気カムシャフト３９および排気カムシャフト４５は、クランクシャフト３３の回転と連動して回転する。

インジェクタ５１は、燃料を噴射させる噴射孔を備え、所定のタイミングで燃焼室３５に燃料を噴射する。クランクシャフト３３に対し、図１中、左側のインジェクタ５１は、第１燃料ギャラリ１５に接続される。クランクシャフト３３に対し、図１中、右側のインジェクタ５１は、第２燃料ギャラリ１７に接続される。

［３．燃料系統の構成］
燃料タンク５は、エンジン３に供給する燃料を貯留する。燃料は、例えば、ガソリンである。

供給路７は、第１ポンプ供給路７ａと、第２ポンプ供給路７ｂと、第１ギャラリ供給路７ｃと、第２ギャラリ供給路７ｄとを備える。第１ポンプ供給路７ａは、フィードポンプ９と、第１高圧燃料ポンプ１１とを接続する。第２ポンプ供給路７ｂは、フィードポンプ９と、第２高圧燃料ポンプ１３とを接続する。第１ギャラリ供給路７ｃは、第１高圧燃料ポンプ１１と、第１燃料ギャラリ１５とを接続する。第２ギャラリ供給路７ｄは、第２高圧燃料ポンプ１３と、第２燃料ギャラリ１７とを接続する。

フィードポンプ９は、燃料タンク５内に配置される。フィードポンプ９は、燃料タンク５内に貯留された燃料を吸い上げ、第１ポンプ供給路７ａを介して第１高圧燃料ポンプ１１に燃料を供給（送出）する。また、フィードポンプ９は、第２ポンプ供給路７ｂを介して第２高圧燃料ポンプ１３に燃料を供給（送出）する。

第１高圧燃料ポンプ１１は、フィードポンプ９から供給された燃料の圧力をより高い圧力に上昇（昇圧）させる。第１高圧燃料ポンプ１１は、圧力を上昇させた高圧燃料を、第１ギャラリ供給路７ｃを介して第１燃料ギャラリ１５に供給（送出）する。第１高圧燃料ポンプ１１は、本体ＢＯ内に摺動可能に設けられたプランジャ１１ａを備える。

第２高圧燃料ポンプ１３は、フィードポンプ９から供給された燃料の圧力をより高い圧力に上昇（昇圧）させる。第２高圧燃料ポンプ１３は、圧力を上昇させた高圧燃料を、第２ギャラリ供給路７ｄを介して第２燃料ギャラリ１７に供給（送出）する。第２高圧燃料ポンプ１３は、本体ＢＯ内に摺動可能に設けられたプランジャ１３ａを備える。本実施形態では、第２高圧燃料ポンプ１３は、第１高圧燃料ポンプ１１と構成が同じである。ただし、第２高圧燃料ポンプ１３は、第１高圧燃料ポンプ１１と構成が異なっていてもよい。

第１燃料ギャラリ１５は、第１高圧燃料ポンプ１１から供給された高圧燃料を保持（貯留）する。第１燃料ギャラリ１５は、インジェクタ５１に接続され、インジェクタ５１に高圧燃料を供給する。また、第１燃料ギャラリ１５には、圧力センサ１５ａが設けられる。圧力センサ１５ａは、第１燃料ギャラリ１５内に保持された高圧燃料の圧力を検出する。

第２燃料ギャラリ１７は、第２高圧燃料ポンプ１３から供給された高圧燃料を保持（貯留）する。第２燃料ギャラリ１７は、インジェクタ５１に接続され、インジェクタ５１に高圧燃料を供給する。

連通路１９は、第１燃料ギャラリ１５と、第２燃料ギャラリ１７とを連通させる。そのため、高圧燃料は、連通路１９を通って、第１燃料ギャラリ１５と第２燃料ギャラリ１７との間を移動することができる。第１燃料ギャラリ１５内の高圧燃料の圧力が、第２燃料ギャラリ１７内の高圧燃料の圧力よりも小さいとき、第２燃料ギャラリ１７内の高圧燃料は、連通路１９を通って、第１燃料ギャラリ１５内に流入する。第２燃料ギャラリ１７内の高圧燃料の圧力が、第１燃料ギャラリ１５内の高圧燃料の圧力よりも小さいとき、第１燃料ギャラリ１５内の高圧燃料は、連通路１９を通って、第２燃料ギャラリ１７内に流入する。

還流路２１は、第１燃料ギャラリ１５と燃料タンク５とを接続する。還流路２１には、不図示のバルブが設けられ、圧力センサ１５ａが検出した圧力が閾値以上になったとき、不図示のバルブが閉状態から開状態に制御される。圧力センサ１５ａが検出した圧力が閾値未満になったとき、不図示のバルブが開状態から閉状態に制御される。不図示のバルブが開状態になると、第１燃料ギャラリ１５内の高圧燃料は、還流路２１を通って、燃料タンク５に還流される。

高圧燃料ポンプ駆動装置２３は、第１ポンプカム（第１カム）５３と、第２ポンプカム（第２カム）５５と、リフト量可変機構５７とを備える。第１ポンプカム５３は、涙滴形状に形成される。第１ポンプカム５３は、吸気カムシャフト３９に設けられる。第１ポンプカム５３は、吸気カムシャフト３９と一体的に形成される。第１ポンプカム５３は、エンジン３の動力により吸気カムシャフト３９と一体的に回転する。

第１ポンプカム５３は、第１高圧燃料ポンプ１１のプランジャ１１ａと常時当接して設けられる。第１ポンプカム５３が回転すると、プランジャ１１ａは、第１ポンプカム５３の外形形状に応じて、中心軸方向に移動する。プランジャ１１ａが中心軸方向に移動することで、第１高圧燃料ポンプ１１は、フィードポンプ９から供給された燃料を圧縮し、燃料の圧力をより高い圧力に上昇（昇圧）させる。このように、第１ポンプカム５３は、吸気カムシャフト３９の回転（エンジン３の動力）により、第１高圧燃料ポンプ１１を駆動する。本実施形態では、第１ポンプカム５３は、吸気カム４１の構成と同じである。ただし、第１ポンプカム５３は、吸気カム４１と構成が異なっていてもよい。

第２ポンプカム５５は、吸気カムシャフト３９に設けられる。第２ポンプカム５５は、エンジン３の動力により吸気カムシャフト３９と一体的に回転し、第２高圧燃料ポンプ１３を駆動する。リフト量可変機構５７は、第２ポンプカム５５のリフト量を変更可能に構成される。第２ポンプカム５５およびリフト量可変機構５７の詳細については、後述する。

駆動制御部２５は、リフト量可変機構５７の駆動を制御し、第２ポンプカム５５のリフト量を変更する。駆動制御部２５の詳細については、後述する。

［４．第２ポンプカム５５およびリフト量可変機構５７の構成］
図２は、本実施形態に係る第２ポンプカム５５およびリフト量可変機構５７を示す概略構成図である。図２に示すように、第２ポンプカム５５は、高リフトカム５５ａと、低リフトカム（ゼロリフトカム）５５ｂとを備える。図２では、高リフトカム５５ａは、第２高圧燃料ポンプ１３のプランジャ１３ａと対向して配置され、プランジャ１３ａと接触した状態を示している。また、低リフトカム５５ｂは、プランジャ１３ａと非対向に配置され、プランジャ１３ａと非接触の状態を示している。

図３は、高リフトカム５５ａを図２中、Ａ方向から見た矢視図である。図３に示すように、高リフトカム５５ａは、涙滴形状に形成される。高リフトカム５５ａは、中央部に貫通孔ＴＨが形成される。貫通孔ＴＨの内周面には、スプライン内歯が形成される。貫通孔ＴＨには、吸気カムシャフト３９（図２参照）が挿通される。吸気カムシャフト３９の外周面には、スプライン外歯（不図示）が形成される。高リフトカム５５ａのスプライン内歯は、吸気カムシャフト３９のスプライン外歯と係合している。

したがって、高リフトカム５５ａは、吸気カムシャフト３９が中心軸周りに回転したとき、吸気カムシャフト３９と一体的に回転する。また、高リフトカム５５ａは、吸気カムシャフト３９の中心軸方向に移動可能（摺動可能）に構成される。

図４は、低リフトカム５５ｂを図２中、Ａ方向から見た矢視図である。図４に示すように、低リフトカム５５ｂは、円筒形状に形成される。低リフトカム５５ｂは、中央部に貫通孔ＴＨが形成される。貫通孔ＴＨの内周面には、スプライン内歯が形成される。貫通孔ＴＨには、吸気カムシャフト３９（図２参照）が挿通される。吸気カムシャフト３９の外周面には、スプライン外歯（不図示）が形成される。低リフトカム５５ｂのスプライン内歯は、吸気カムシャフト３９のスプライン外歯と係合している。

したがって、低リフトカム５５ｂは、吸気カムシャフト３９が中心軸周りに回転したとき、吸気カムシャフト３９と一体的に回転する。また、低リフトカム５５ｂは、吸気カムシャフト３９の中心軸方向に移動可能（摺動可能）に構成される。

図２に戻り、リフト量可変機構５７は、カムユニット５９と、第１アクチュエータ６１と、第２アクチュエータ６３とを備える。

図５は、カムユニット５９を図２中、Ａ方向から見た矢視図である。図５に示すように、カムユニット５９は、円筒形状に形成される。カムユニット５９は、中央部に貫通孔ＴＨが形成される。貫通孔ＴＨの内周面には、スプライン内歯が形成される。貫通孔ＴＨには、吸気カムシャフト３９（図２参照）が挿通される。吸気カムシャフト３９の外周面には、スプライン外歯（不図示）が形成される。カムユニット５９のスプライン内歯は、吸気カムシャフト３９のスプライン外歯と係合している。

したがって、カムユニット５９は、吸気カムシャフト３９が中心軸周りに回転したとき、吸気カムシャフト３９と一体的に回転する。また、カムユニット５９は、吸気カムシャフト３９の中心軸方向に移動可能（摺動可能）に構成される。

図２に示すように、カムユニット５９の外周面には、ガイド溝６５が形成される。ガイド溝６５は、略Ｙ字形状に形成され、カムユニット５９の周方向に延在する。ガイド溝６５は、中央溝６５ａと、第１分岐溝６５ｂと、第２分岐溝６５ｃとを備える。

中央溝６５ａは、カムユニット５９の幅方向（図２中、左右方向）の中央に位置し、カムユニット５９の周方向に延在する。第１分岐溝６５ｂは、中央溝６５ａから第２ポンプカム５５に対し近接する側に分岐し、カムユニット５９の周方向に延在する。第２分岐溝６５ｃは、中央溝６５ａから第２ポンプカム５５に対し離隔する側に分岐し、カムユニット５９の周方向に延在する。

カムユニット５９は、高リフトカム５５ａおよび低リフトカム５５ｂと接続（連結）される。つまり、カムユニット５９は、第２ポンプカム５５（高リフトカム５５ａおよび低リフトカム５５ｂ）と一体的に構成される。カムユニット５９は、高リフトカム５５ａおよび低リフトカム５５ｂと吸気カムシャフト３９の周方向に一体的に回転する。カムユニット５９は、高リフトカム５５ａおよび低リフトカム５５ｂと吸気カムシャフト３９の中心軸方向に一体的に移動（摺動）する。

第１アクチュエータ６１は、カムユニット５９の外周面と対向して配置される。第１アクチュエータ６１は、例えば、ソレノイドである。第１アクチュエータ６１は、ソレノイドピン６１ａが第１分岐溝６５ｂと対向しているとき、ソレノイドピン６１ａをカムユニット５９の外周面に近接する方向に移動させ、第１分岐溝６５ｂに挿入させることができる。ソレノイドピン６１ａが第１分岐溝６５ｂに挿入された状態で、吸気カムシャフト３９の回転によりカムユニット５９が回転すると、ソレノイドピン６１ａは、第１分岐溝６５ｂに沿って移動し中央溝６５ａに導かれる。

また、第１アクチュエータ６１は、ソレノイドピン６１ａが中央溝６５ａに挿入されているとき、ソレノイドピン６１ａをカムユニット５９の外周面から離隔する方向に移動させ、中央溝６５ａから退避させることができる。

第２アクチュエータ６３は、カムユニット５９の外周面と対向して配置される。第２アクチュエータ６３は、例えば、ソレノイドである。第２アクチュエータ６３は、ソレノイドピン６３ａが第２分岐溝６５ｃと対向しているとき、ソレノイドピン６３ａをカムユニット５９の外周面に近接する方向に移動させ、第２分岐溝６５ｃに挿入させることができる。ソレノイドピン６３ａが第２分岐溝６５ｃに挿入された状態で、吸気カムシャフト３９の回転によりカムユニット５９が回転すると、ソレノイドピン６３ａは、第２分岐溝６５ｃに沿って移動し中央溝６５ａに導かれる。

また、第２アクチュエータ６３は、ソレノイドピン６３ａが中央溝６５ａに挿入されているとき、ソレノイドピン６３ａをカムユニット５９の外周面から離隔する方向に移動させ、中央溝６５ａから退避させることができる。

［５．第２ポンプカム５５およびリフト量可変機構５７の動作］
図２に示すように、駆動制御部２５は、第１アクチュエータ６１および第２アクチュエータ６３と電気的に接続される。駆動制御部２５は、第１アクチュエータ６１および第２アクチュエータ６３の駆動を制御することができる。

図２において、例えば、駆動制御部２５は、第１アクチュエータ６１を駆動し、ソレノイドピン６１ａを第１分岐溝６５ｂに挿入させる。このとき、吸気カムシャフト３９が回転すると、カムユニット５９は、吸気カムシャフト３９と一体的に回転する。ソレノイドピン６１ａは、カムユニット５９の回転に伴い、第１分岐溝６５ｂから中央溝６５ａに向かって相対的に移動する。カムユニット５９は、ソレノイドピン６１ａが第１分岐溝６５ｂから中央溝６５ａに向かって相対的に移動するとき、ソレノイドピン６１ａにより図２中、左方向に押圧される。これにより、カムユニット５９は、図２中、左方向に移動する。

図６は、カムユニット５９が図２中、左方向に移動した後の状態を示す概略図である。図６に示すように、カムユニット５９の移動に伴い、高リフトカム５５ａは、第２高圧燃料ポンプ１３のプランジャ１３ａと吸気カムシャフト３９の中心軸方向にずれて配置され、プランジャ１３ａと非接触（非対向）となる。一方、低リフトカム５５ｂは、カムユニット５９の移動に伴い、第２高圧燃料ポンプ１３のプランジャ１３ａと対向して配置され、プランジャ１３ａと接触した状態となる。

一方、図６において、駆動制御部２５は、第１アクチュエータ６１を駆動し、ソレノイドピン６１ａを中央溝６５ａから退避させる。また、駆動制御部２５は、第２アクチュエータ６３を駆動し、ソレノイドピン６３ａを第２分岐溝６５ｃに挿入させる。このとき、吸気カムシャフト３９が回転すると、カムユニット５９は、吸気カムシャフト３９と一体的に回転する。ソレノイドピン６３ａは、カムユニット５９の回転に伴い、第２分岐溝６５ｃから中央溝６５ａに向かって相対的に移動する。カムユニット５９は、ソレノイドピン６３ａが第２分岐溝６５ｃから中央溝６５ａに向かって相対的に移動するとき、ソレノイドピン６３ａにより図６中、右方向に押圧される。これにより、カムユニット５９は、図６中、右方向に移動する。カムユニット５９が図６中、右方向に移動すると、カムユニット５９および第２ポンプカム５５は、図６に示す状態から図２に示す状態となる。

［６．第２ポンプカム５５およびリフト量可変機構５７の作用］
図２に示す状態では、第２高圧燃料ポンプ１３のプランジャ１３ａは、高リフトカム５５ａと接触している。ここで、高リフトカム５５ａが回転すると、プランジャ１３ａは、高リフトカム５５ａの外形形状に応じて、中心軸方向に移動する（押圧される）。プランジャ１３ａが中心軸方向に移動することで、第２高圧燃料ポンプ１３は、フィードポンプ９から供給された燃料を圧縮し、燃料の圧力をより高い圧力に上昇（昇圧）させる。このように、第２高圧燃料ポンプ１３は、高リフトカム５５ａと接触することで、第１高圧燃料ポンプ１１と同等に機能する。

一方、図６に示す状態では、第２高圧燃料ポンプ１３のプランジャ１３ａは、低リフトカム５５ｂと接触している。ここで、低リフトカム５５ｂは、外径が一定である。したがって、プランジャ１３ａは、低リフトカム５５ｂと接触した状態で低リフトカム５５ｂが回転しても、低リフトカム５５ｂにより押圧されない。したがって、プランジャ１３ａは、低リフトカム５５ｂが回転しても、中心軸方向に移動しない。その結果、第２高圧燃料ポンプ１３は、フィードポンプ９から供給された燃料を圧縮せずに、燃料の昇圧を停止する。つまり、第２高圧燃料ポンプ１３は、駆動が停止（休止）される。

［７．駆動制御部２５の動作］
ところで、エンジン３の高負荷時は、エンジン３の低負荷時よりも、インジェクタ５１から噴射される燃料噴射量が増加する。したがって、エンジン３の高負荷時は、１つの高圧燃料ポンプでは、燃料供給が不足する場合がある。そのため、本実施形態の燃料噴射システム１は、２つの高圧燃料ポンプ（第１高圧燃料ポンプ１１および第２高圧燃料ポンプ１３）を備える。

燃料噴射システム１は、２つの高圧燃料ポンプを備えることで、エンジン３の高負荷時において、１つの高圧燃料ポンプを備える場合よりも、燃料供給が不足することを抑制することできる。

一方、エンジン３の低負荷時においては、インジェクタ５１から噴射される燃料噴射量が低減する。したがって、エンジン３の低負荷時には、２つの高圧燃料ポンプは、必ずしも必要でない。

ここで、エンジン３の低負荷時において、２つの高圧燃料ポンプを駆動させると、１つの高圧燃料ポンプを駆動する場合と比べて、フリクションが増大し、エンジン３の燃費の悪化、および、騒音の増大につながる。

そこで、本実施形態の駆動制御部２５は、エンジン負荷（要求燃料流量）に応じて、第２高圧燃料ポンプ１３を駆動する第２ポンプカム５５のリフト量を変更している。具体的に、駆動制御部２５は、エンジン３の高負荷時において、リフト量可変機構５７を図２に示す第２高圧燃料ポンプ駆動状態に制御する。

これにより、燃料噴射システム１は、エンジン３の高負荷時において、第１高圧燃料ポンプ１１から第１燃料ギャラリ１５に高圧燃料が供給されるとともに、第２高圧燃料ポンプ１３から第２燃料ギャラリ１７に高圧燃料が供給される。したがって、燃料噴射システム１は、エンジン３の高負荷時において燃料供給が不足することを抑制することができる。

一方、駆動制御部２５は、エンジン３の低負荷時において、リフト量可変機構５７を図６に示す第２高圧燃料ポンプ休止状態に制御する。つまり、駆動制御部２５は、エンジン３の低負荷時において、第２ポンプカム５５のリフト量が小さく（ここでは、リフト量がゼロ）なるように、リフト量可変機構５７を制御する。

これにより、燃料噴射システム１は、エンジン３の低負荷時において、第１高圧燃料ポンプ１１から第１燃料ギャラリ１５に高圧燃料が供給されるとともに、第２高圧燃料ポンプ１３の駆動を停止することができる。このように、燃料噴射システム１は、エンジン３の低負荷時において、第２高圧燃料ポンプ１３の駆動を停止することができる。そのため、燃料噴射システム１は、エンジン３の低負荷時、第２高圧燃料ポンプ１３を駆動させる際に生じる第２ポンプカム５５のフリクションを低減させることができる。その結果、エンジン３の燃費を向上させ、騒音を低減することができる。

以上のように、本実施形態の燃料噴射システム１は、リフト量可変機構５７を備える。そのため、燃料噴射システム１は、第２高圧燃料ポンプ１３を駆動状態と、駆動停止（休止）状態とに切り替えることができる。その結果、燃料噴射システム１は、エンジン３の低負荷時において、エンジン３の燃費を向上させ、騒音を低減することができる。

また、燃料噴射システム１は、駆動制御部２５を備える。これにより、燃料噴射システム１は、エンジン負荷（要求燃料流量）に応じて、第２高圧燃料ポンプ１３を駆動状態と、駆動停止（休止）状態とに制御することができる。

駆動制御部２５は、エンジン３の低負荷時において、第２ポンプカム５５のリフト量をエンジン３の高負荷時のリフト量よりも小さくするように制御する。これにより、エンジン３の低負荷時において、エンジン３の高負荷時よりも、エンジン３の燃費を向上させ、騒音を低減することができる。

本実施形態では、駆動制御部２５は、エンジン３の低負荷時において、第２ポンプカム５５のリフト量をゼロ（ゼロリフト量）に制御する。これにより、燃料噴射システム１は、エンジン３の低負荷時において、第２高圧燃料ポンプ１３の駆動を停止させるため、第２ポンプカム５５のフリクションを最小にすることができる。

また、燃料噴射システム１は、連通路１９を備える。連通路１９は、第１燃料ギャラリ１５と第２燃料ギャラリ１７とを連通させる。第１燃料ギャラリ１５は、連通路１９を介して第２燃料ギャラリ１７と連通することで、第２高圧燃料ポンプ１３の駆動を停止させた場合でも、第２燃料ギャラリ１７に高圧燃料を供給することが可能となる。さらに、連通路１９を介して第２燃料ギャラリ１７と連通しない場合よりも、見かけ上の容積が大きくなる。同様に、第２燃料ギャラリ１７の見かけ上の容積も大きくなる。燃料ギャラリの容積が大きくなるほど、インジェクタ５１から燃料を噴射した際に生じる脈動が小さくなる。そのため、連通路１９は、第１燃料ギャラリ１５と第２燃料ギャラリ１７とを連通させた方が、連通させない場合よりも、インジェクタ５１から燃料を噴射した際に生じる脈動を低減することができる。その結果、インジェクタ５１から噴射される燃料噴射量の精度を向上させることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

上記実施形態では、第２ポンプカム５５およびリフト量可変機構５７が第２高圧燃料ポンプ１３に対して設けられる例について説明した。しかし、これに限定されず、第２ポンプカム５５およびリフト量可変機構５７は、第１高圧燃料ポンプ１１に対して設けられてもよい。また、第２ポンプカム５５およびリフト量可変機構５７は、第１高圧燃料ポンプ１１および第２高圧燃料ポンプ１３の双方に対して設けられてもよい。

上記実施形態では、低リフトカム５５ｂがゼロリフトカムである例について説明した。しかし、これに限定されず、低リフトカム５５ｂは、高リフトカム５５ａの最大外径より小さい最大外径を有していれば、ゼロリフトカムで構成されなくてもよい。

上記実施形態では、第２ポンプカム５５およびリフト量可変機構５７が吸気カムシャフト３９に設けられる例について説明した。しかし、これに限定されず、第２ポンプカム５５およびリフト量可変機構５７は、排気カムシャフト４５や、エンジン３に搭載されたエンジン３の動力で回転する他のカムに設けられてもよい。

本発明は、燃料噴射システム１に利用できる。

１ 燃料噴射システム
３ エンジン
５ 燃料タンク５
１１ 第１高圧燃料ポンプ
１３ 第２高圧燃料ポンプ
１５ 第１燃料ギャラリ
１７ 第２燃料ギャラリ
１９ 連通路
２５ 駆動制御部
５３ 第１ポンプカム
５５ 第２ポンプカム
５７ リフト量可変機構

Claims (4)

1. エンジンに供給される燃料を貯留する燃料タンクと、
   前記燃料を昇圧して燃料ギャラリに供給する第１高圧燃料ポンプと、
   前記燃料を昇圧して燃料ギャラリに供給する第２高圧燃料ポンプと、
   前記エンジンの動力で回転し、前記第１高圧燃料ポンプを駆動する第１カムと、
   前記エンジンの動力で回転し、前記第２高圧燃料ポンプを駆動する第２カムと、
   前記第２カムのリフト量を変更可能なリフト量可変機構と、
   を備える燃料噴射システム。
2. 前記エンジンの低負荷時において、前記第２カムの前記リフト量が小さくなるように、前記リフト量可変機構を制御する駆動制御部を備える請求項１に記載の燃料噴射システム。
3. 前記駆動制御部は、前記エンジンの低負荷時において、前記第２カムの前記リフト量をゼロにする請求項２に記載の燃料噴射システム。
4. 前記燃料ギャラリは、
   前記第１高圧燃料ポンプから燃料を供給される第１燃料ギャラリと、
   前記第２高圧燃料ポンプから燃料を供給される第２燃料ギャラリと、
   前記第１燃料ギャラリと前記第２燃料ギャラリとを連通する連通路と、
   を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料噴射システム。

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