JP5742428B2

JP5742428B2 - 直噴型燃料噴射ポンプの制御方法

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Publication number: JP5742428B2
Application number: JP2011097116A
Authority: JP
Inventors: 努古橋; スペンスレベッカ; ルビンスキジョゼフ; ラママーシーディアナ; 小田　薫; 薫小田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2011-04-25
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2031-04-25
Also published as: US9435335B2; US20160305418A1; DE102011122986B3; CN104791165B; CN102287284A; US20140161634A1; CN102287284B; DE102011017786A1; JP2015098872A; JP5804159B2; US9435334B2; US8677977B2; US20140161631A1; JP2011236901A; JP6044664B2; US20110265765A1; DE102011122985B3; CN104791166B; JP2014211168A; CN104791166A

Description

本発明は、直噴型燃料噴射ポンプの制御方法に関する。直噴型燃料噴射ポンプは、例えば、直噴型内燃機関に使用される。

この項は、本発明に関連する背景技術を開示するが、それは公知の従来技術として開示されるものではない。ガソリンを燃料とするエンジンのような現代の内燃機関には、直噴と呼ばれるシステムを採用するものがある。このような直噴型内燃機関は、少なくとも部分的に、ガソリンを気筒内に直接的に噴射する直噴型燃料噴射ポンプによって制御される。例えば、特許文献１−４に記載の直噴型燃料噴射ポンプが知られている。なお、特許文献１と特許文献２との間、および特許文献３と特許文献４との間には、優先権主張による対応関係がある。

米国特許第７，６３５，２５７号明細書特開２００６−２００４０７号公報国際公開第２００６／０６９８１８号パンフレット特表２００８−５２５７１３号公報

このようなガソリンを利用する直噴型燃料噴射ポンプは、所期の目的を達成するために十分な性能を提供するが、依然として改良の余地があった。そのような改良の余地のひとつは、圧力制御弁（ＰＣＶ）の制御に存在する。作動において、圧力制御弁の内部の部材は、それに隣接する部材と衝突する。そのような衝突は、運転中の直噴型内燃機関から数フィート（例えば、３フィート、または約１メートル）離れている人が聞き取ることができる騒音を発生する。よって、直噴型燃料噴射ポンプの騒音を抑制するための直噴型燃料噴射ポンプの制御方法の改良が望まれていた。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、直噴型燃料噴射ポンプの騒音を抑制するための制御方法を提供することである。

本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
ここに開示される発明は、直噴型燃料噴射ポンプの制御方法を提供する。直噴型燃料噴射ポンプは、第１の容積室（５４）、第２の容積室（６２）、第３の容積室（７２）、および第４の容積室（８４）を区画するポンプケーシング（４８）と、第１の容積室に設けられた可動の第１の弁部材（５８）と、第２の容積室に設けられ、第１の弁部材によって閉弁方向への移動が妨げられることがあり、直噴型燃料噴射ポンプを通る燃料の流れを制御するための可動の第２の弁部材（６４）と、第４の容積室に設けられた可動の第３の弁部材（７８）と、ソレノイドコイル（５６）とを備え、第１の容積室に設けられた流体の入口（５２）と、第４の容積室に設けられた流体の出口（９６）とを有する。直噴型燃料噴射ポンプは、さらに、第２の弁部材が着座、または離座する弁座（６６）と、第２の弁部材が弁座から離座し向かうストッパとしての座部（１０４）と、ニードルを押すように配置され、ソレノイドコイルの中心軸の近傍に延在し、ソレノイドコイルによって少なくとも部分的に囲まれたニードルスプリングと、吸入弁を吸入弁の弁座に対して押すように配置された吸入弁のスプリング（６８）とを備える。直噴型燃料噴射ポンプの制御方法は、直噴型燃料噴射ポンプの吸入行程において、第３の容積室の容積が増加するように第３の容積室から離れるようにプランジャ（７４）を移動させ、入口から第１の容積室と第２の容積室とを通って第３の容積室へ燃料を吸入するための負圧を第３の容積室の中に発生させる工程と、出口からの燃料の流出を阻止するように弁座（８０）に対して第３の弁部材を移動させる工程と、直噴型燃料噴射ポンプの加圧行程において、ソレノイドコイルを励磁し、同時に、第１の弁部材をソレノイドコイルに向けて吸引し、第２の弁部材を弁座（６６）に向けて移動させる工程と、プランジャの上死点の前、そして上死点の後においてソレノイドコイルの励磁を維持する工程とを備え、さらに、ソレノイドコイルを非励磁にし、ニードルを移動させ、ニードルを吸入弁に衝突させる工程を備えることを特徴とする。

この項は、本発明に関する概略的な開示を与えるが、その全範囲またはその全特徴の包括的な開示ではない。直噴型燃料噴射ポンプは、容積室を区画するケーシングによって複数の容積室を区画する。ケーシングは、第１の容積室への入口を区画する。第１の容積室に隣接してソレノイドコイルが設けられる。ソレノイドコイルの励磁と非励磁とは、可動の第１の弁部材（ニードル）の移動を制御する。ケーシング内には第２の容積室を設けることができる。第２の容積室には、可動の第２の弁部材が配置される。第２の容積室は、第１の容積室に隣接して設けることができ、第１の容積室と第２の容積室との間を連通する通路が第１の連通穴によって提供される。ケーシング内には第３の容積室を設けることができる。第３の容積室は、筒状であり、かつプランジャを収容したスリーブに面して連通している。さらに、直噴型燃料噴射ポンプは、第２の容積室と第３の容積室とを連通する流体の通路としての第２の連通穴を区画する第２の壁を備えることができる。ケーシング内には第４の容積室を設けることができる。第４の容積室には、可動の第３の弁部材が配置される。さらに、直噴型燃料噴射ポンプは、第３の容積室と第４の容積室との間の第３の連通穴を区画する第３の壁を備えることができる。第３の連通穴は、第３の容積室と第４の容積室との間を連通する流体の通路を区画し提供する。

直噴型燃料噴射ポンプの制御方法は、入口、第１の容積室、および第２の容積室を通って第３の容積室に流体を吸引する工程を含むことができる。直噴型燃料噴射ポンプの制御方法は、その後に、ソレノイドコイルを励磁する工程を含む。ソレノイドコイルの励磁は、第１の弁部材の移動を生じさせる。それは、第１の壁、または座部に対して、第２の弁部材を座部に衝突させ着座させる。次に、プランジャの上死点に向けて、かつ第３の容積室の中に向けて移動するプランジャは、第３の容積室の中における流体の加圧を可能とする。上死点はＴＤＣとも呼ばれる。その後、プランジャのＴＤＣ位置をプランジャが通過する際におけるソレノイドコイルの励磁の維持は、ソレノイドコイルの近傍に第１の弁部材を維持することを可能とする。次に、ソレノイドコイルの励磁は停止され、それによって第１の弁部材は移動し、第２の弁部材に衝突する。ソレノイドコイルによって吸引されたときにソレノイドコイルの近くに位置してストッパに衝突する第１の弁部材の端部は、第２の弁部材に衝突する第１の弁部材の端部の反対側の端部である。ストッパとしての座部が設けられた壁に衝突する第２の弁部材の端部は、第１の弁部材が衝突する第２の弁部材の端部の反対側の端部である。さらに、第１の弁部材（ニードル）を押すように配置され、ソレノイドコイルの中心軸の近傍に延在し、ソレノイドコイルによって少なくとも部分的に囲まれた第１の弁部材のためのスプリングを備えることができる。直噴型燃料噴射ポンプは、第１の弁部材を部分的に第１の容積室内に配置し、部分的に第２の容積室内に配置している。さらに、直噴型燃料噴射ポンプは、第２の弁部材に装着された第２の弁部材のスプリングを備える。このスプリングは、第２の弁部材を、その座部または壁に対して押すように配置されている。第１の弁部材（ニードル）のためのスプリングの力は、第２の弁部材（吸入弁）のために設けられたスプリングの力より大きい。ソレノイドコイルが励磁されていないとき、第１の弁部材と第２の弁部材とは接触し、第２の弁部材（吸入弁）はその弁座から離れて弁を開くように、これらのスプリングの力が設定されている。ソレノイドコイルの非励磁への切換えは、吸入行程における、吸入弁の最高の移動の速度において、またはプランジャの最高の移動の速度において発生する。吸入工程は、第３の容積室から離れてゆくプランジャの下向きの移動の期間である。

直噴型燃料噴射ポンプは、複数のカム山をもつカム、およびプランジャの端部に設けられたフォロワを備える。制御方法は、さらに、プランジャを第３の容積室の中へ、または第３の容積室から離れるように移動させるために、カムを回転させ、プランジャの端部をフォロワを介してカムの複数のカム山に接触させる工程を含む。カム山とプランジャの端部とは、直接に接触することはなくフォロワを介して間接的に連動関係におかれている。さらに、直噴型燃料噴射ポンプは、第３の弁部材に装着された第３の弁部材のスプリングを備える。このスプリングは、第３の容積室から第４の容積室をシールするように、第３の弁部材を壁に対して押すように配置されている。

なお、特許請求の範囲および上記手段の項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る制御方法によって制御される直噴型燃料噴射装置を搭載した車両の側面図である。図２は、図１に図示された直噴型燃料噴射装置のブロック図であって、燃料噴射弁と、コモンレールと、一実施形態に係る制御方法によって制御される直噴型燃料噴射ポンプとが図示されている。図３Ａは、一実施形態に係る高圧の直噴型燃料噴射ポンプを示す側面図である。図３Ｂは、一実施形態に係る高圧の直噴型燃料噴射ポンプを示す側面図であって、カムフォロワと、カム山とが図示されている。図４は、一実施形態に係る制御方法によって制御される直噴型燃料噴射ポンプの模式的な断面図である。図５Ａは、一実施形態に係る制御方法によって制御される直噴型燃料噴射ポンプの模式的な断面図であって、ある作動状態における、プランジャと、ニードル弁と、吸入弁との位置を示している。図５Ｂは、一実施形態に係る制御方法によって制御される直噴型燃料噴射ポンプの模式的な断面図であって、ある作動状態における、プランジャと、ニードル弁と、吸入弁との位置を示している。図５Ｃは、一実施形態に係る制御方法によって制御される直噴型燃料噴射ポンプの模式的な断面図であって、ある作動状態における、プランジャと、ニードル弁と、吸入弁との位置を示している。図５Ｄは、一実施形態に係る制御方法によって制御される直噴型燃料噴射ポンプの模式的な断面図であって、ある作動状態における、プランジャと、ニードル弁と、吸入弁との位置を示している。図５Ｅは、一実施形態に係る制御方法によって制御される直噴型燃料噴射ポンプの模式的な断面図であって、ある作動状態における、プランジャと、ニードル弁と、吸入弁との位置を示している。図６は、一実施形態に係る制御方法によって制御される直噴型燃料噴射ポンプのカム位置を示すグラフであって、ニードル弁および吸入弁の位置との相対的な関係を示している。図７は、一実施形態に係る制御方法によって制御される直噴型燃料噴射ポンプの模式的な断面図であって、異なる複数の作動状態における、ニードル弁および吸入弁の位置を示している。図８は、一実施形態に係る直噴型燃料噴射ポンプの制御方法を示すフローチャートである。図９は、他の実施形態に係る直噴型燃料噴射ポンプの制御方法を示すフローチャートである。図１０は、さらに他の実施形態に係る直噴型燃料噴射ポンプの制御方法を示すフローチャートである。図１１は、本発明の一実施形態に係る直噴型燃料噴射ポンプの制御方法による各部の挙動を示すグラフである。図１２は、カム角（回転角度位置）（横軸）に対する、プランジャのリフト量（縦軸）と、圧力制御弁の状態（縦軸、ＯＮ状態およびＯＦＦ状態）との関係を示すグラフである。図１３は、カム角（横軸）に対する、カムのリフト量（縦軸）と、圧力制御弁の状態（縦軸、ＯＮ状態およびＯＦＦ状態）と、ニードル弁のリフト量（縦軸）との関係を示すグラフである。図１４は、カム角（横軸）に対する、プランジャのリフト量（縦軸）と、プランジャの速度（縦軸）との関係を示すグラフである。図１５は、一実施形態に係る高圧の直噴型燃料噴射ポンプを示す断面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
図１−１５を参照して、本発明の一実施形態に係る直噴型燃料噴射装置を説明する。この説明において、直噴型燃料噴射装置を含む車両用燃料供給装置と、直噴型燃料噴射装置に含まれる直噴型燃料噴射ポンプおよびその制御方法が明らかにされる。

図１および図２において、例えば自動車のような車両１０は、エンジン１２、燃料供給経路１４、燃料タンク１６、および燃料ポンプモジュール１８を備えるものとして図示されている。燃料ポンプモジュール１８は、フランジを用いることによって、燃料タンク１６の内部に収容されている。燃料ポンプモジュール１８は、燃料タンク１６が液体の燃料を有しているとき、量が変動する燃料タンク１６内の液体の燃料の中に浸漬されているか、または囲まれている。燃料ポンプモジュール１８内の電動燃料ポンプは、燃料タンク１６から直噴型燃料噴射ポンプ２２へ燃料供給通路１４を通して燃料を供給する。直噴型燃料噴射ポンプ２２は、高圧ポンプである。直噴型燃料噴射ポンプ２２に到達すると、液体燃料は、その後に、コモンレール２４に向けて供給される前にさらに加圧される。コモンレール２４からは、複数の燃料噴射弁２６がエンジン１２の燃焼シリンダ内における最終的な燃焼のための燃料を受け取る。直噴型燃料噴射装置は、制御装置（Controller）１３を備える。制御装置１３は、少なくとも直噴型燃料噴射ポンプ２２を制御する。制御装置１３は、エンジン制御装置、またはポンプ制御装置とも呼ばれる。

図３Ａは、この実施形態に係る高圧の直噴型燃料噴射ポンプ２２を示す側面図である。直噴型燃料噴射ポンプ２２は、例えばカムフォロワのようなフォロワ（従動部材）２３に対する力を維持するためにフォロワスプリング２７を備える。フォロワ２３は、図３Ｂに図示されている。フォロワ２３は、その一部にローラ２５を備えることができる。ローラ２５は、カム８６と接触するための部材である。より具体的には、ローラ２５は、カム８６のカム山と接触するための部材である。フォロワスプリング２７がフォロワ２３に対して一定の力を維持するから、ローラ２５はカム８６の径方向外側の面に対して連続的な接触状態を維持する。

さらに、図４を含む複数の図面を参照して、直噴型燃料噴射ポンプ２２の構成と、制御装置１３によって実行される直噴型燃料噴射ポンプ２２に関連付けられた制御方法を説明する。直噴型燃料噴射ポンプ２２は、全体のケーシングまたは外側のケーシング４８を有する。ケーシング４８は、複数の容積室を区画形成し、複数の構造および複数の構成部品を収容する内部収容室５０を区画形成する。複数の構造および複数の構成部品は、直噴型燃料噴射ポンプ２２を通過する燃料を加圧し、制御するために作動する。液体の燃料、例えばガソリンは、燃料供給経路１４を通って流れる。燃料供給経路１４は、直噴型燃料噴射ポンプ２２の圧力制御弁の部分の入口５２に接続されるか、または最終的にそこに導かれる、圧力制御弁はＰＣＶとも呼ばれる。ケーシング４８は、ポンプケーシングとも呼ばれる。ケーシング４８は、入口５２と出口９６とを区画形成している。ケーシング４８は、入口５２と出口９６との間に、入口５２から出口９６への燃料の流れに沿って、順に、第１の容積室５４、第２の容積室６２、第３の容積室７２、および第４の容積室８４を区画形成している。これら複数の容積室５４、６２、７２、８４の間は、壁によって仕切られているが、壁には燃料の流れを許容する通路が形成されている。第１の容積室５４と第２の容積室６２との間には、第１の容積室５４から第２の容積室６２への流れを許容し、第２の容積室６２から第１の容積室５４への流れを阻止する吸入弁装置６４、６６、６８が設けられている。第３の容積室７２と第４の容積室８４との間には、第３の容積室７２から第４の容積室８４への流れを許容し、第４の容積室８４から第３の容積室７２への流れを阻止する逆止弁装置７８、８０、８２が設けられている。矢印４４に従って流れる燃料は、入口５２を通過し、第１の容積室５４に流入する。第１の容積室５４は、ニードル５８とニードル５８の端部に対して力をおよぼすニードルスプリング６０とを収容している。ニードル５８は、可動の第１の弁部材５８とも呼ばれる。ニードルスプリング６０は、可動の第１の弁部材５８のための第１のスプリング６０とも呼ばれる。電磁的な駆動手段としてのソレノイドコイル５６は、第１の容積室５４の外側に設けられている。第２の容積室６２は、吸入弁６４を収容している。吸入弁６４は、直噴型燃料噴射ポンプ２２を通る燃料の流れを制御するために、弁座６６に着座、または離座することができる。吸入弁６４は、ニードル５８との関連によって、ニードル５８と共同して作動することができる。吸入弁６４の閉弁方向への移動は、ニードル５８によって妨げられることがある。ニードル５８は、吸入弁６４の閉位置への移動を妨げる状態と、吸入弁６４の閉位置への移動を許容する状態とに切換え可能である。ニードル５８は、吸入弁６４の閉位置への移動を妨げる状態にあるとき、さらに、吸入弁６４を開位置に向けて操作することができる。ニードル５８と吸入弁６４とは、ニードル５８が吸入弁６４に対して、吸入弁６４を開位置へ向かわせる方向に沿って衝突することができるように配置されている。吸入弁６４は、可動の第２の弁部材６４とも呼ばれる。吸入弁６４は、スプリング６８によって押されている。吸入弁６４は、スプリング６８によって閉弁方向へ向けて押されている。スプリング６８は、壁７０に対して壁７０を固定端として吸入弁６４を押す。吸入弁６４が弁座６６から離座すると、燃料は第３の容積室７２に流入する。第３の容積室７２は、加圧室７２とも呼ばれる。加圧室７２内には、望ましい圧力まで燃料を加圧するプランジャ７４が往復移動可能に配置されている。プランジャ７４の外径は、加圧室７２の内径または内面７６に対してシール性を提供しながら、その移動を許容する。加圧室７２から出力される燃料の圧力は、適用対象となっている内燃機関の要求圧力に依存して設定される。出口の逆止弁７８は、弁座８０に着座、または離座することができる。逆止弁７８は第４の容積室８４に収容されている。逆止弁７８はスプリング８２のバネ定数にしたがって、弁座８０との着座および離座を切換える。逆止弁７８は、直噴型燃料噴射ポンプ２２が吸入行程にあるときに燃料配管の中に高圧を維持するために貢献する。加圧室７２内における燃料の加圧をさらに促進するために、プランジャ７４の端部８９はフォロワ２３を介してカム８６のカム山の上に沿って摺動するか、または接触する、カム８６は、エンジン１２の回転によって直接的に、または間接的に駆動される。したがって、プランジャの長さの違いと、カム山の高さの違いが、加圧室７２内における燃料の加圧に影響する。

図５Ａ−図５Ｂに加えて、さらに図６を参照することによって、この実施形態における直噴型燃料噴射ポンプの制御方法をより詳細に説明する。図６の横軸は時間（Time）を示し、縦軸はカムのリフト量（Cam Lift）を示す。図５Ａは、矢印４４によって示されるように第１の容積室５４に燃料が流入する吸入行程を示している。吸入行程における矢印４４の流れは、ソレノイドコイル５６への通電が遮断され、非励磁になることで可能となる。ソレノイドコイル５６が非励磁であるとき、ニードルスプリング６０は、ニードル５８がソレノイドコイル５６から離れるように力をおよぼすことが可能である。スプリング６０の力によって、ニードル５８が吸入弁６４に向けて移動する。吸入弁６４が弁座６６から休止部または座部としてのストッパ突起１０４に向けて移動しているときに、ソレノイドコイル５６が非励磁になる。吸入弁６４が弁座６６からストッパ突起１０４に向けて最高の速度で移動しているときに、ソレノイドコイル５６が非励磁になる。ニードル５８は、吸入弁６４が弁座６６からストッパ突起１０４に向けて最高の速度で移動しているときに、吸入弁６４に追いつくようにして、吸入弁６４に衝突する。これにより、ニードル５８が吸入弁６４に接触し、ニードル５８がスプリング６８に抗してスプリング６８が圧縮されるように吸入弁６４を押す。スプリング６８が圧縮されると、燃料が吸入弁６４を通過し加圧室７２に流入することを許容するように、吸入弁６４は、弁座６６から離れるように移動する。矢印４４に示される燃料の流れは、図４に関連して説明されたように、プランジャ７４の端部８９がフォロワ２３を介してカム８６の表面に沿って摺動することによって、矢印８８で示されるように下向きに移動するプランジャ７４によって助長され、促進される。プランジャ７４の下向きの移動は、加圧室７２内に生成される負圧に起因する吸引力を生じる。プランジャ７４が加圧室７２から離れるように矢印８８に示されるように移動すると、逆止弁７８は、弁座８０に対して着座し、シール性を提供する。プランジャ７４による吸引行程の間中、スプリング８２の力は、弁座８０への逆止弁７８の着座を促進する。さらに、加圧室７２に生じた負圧も、弁座８０に向けて逆止弁を吸引する。よって、図５Ａは、ソレノイドコイル５６が電気的に非活性化され、その結果、燃料がプランジャ７４によって加圧室７２に吸い込まれる様子を示している。図６に図示されるように、図５Ａの吸入行程におけるプランジャ７４の位置は、カムのリフト量の減少過程または低下過程において生じ、例えば曲線７３の位置７５である。

図５Ｂおよび図６において、プランジャ７４がシリンダまたはスリーブ９０内を矢印８８に沿って上方向へ移動するとき、プレストロークまたは予備加圧行程と呼ばれる行程範囲が図示されている。図６に図示されるように、プレストロークの行程は、図４に図示されるカム８６がプランジャ７４を持ち上げる過程の動きからなる。しかし、燃料は、直噴型燃料噴射ポンプ２２から矢印９２によって示されるように流出することができ、よって、燃料はまだ加圧室７２の中において加圧されない。吸入弁６４が弁座６６に着座するまで、この状態は継続する。よって、図５Ｂは、ソレノイドコイル５６がＯＦＦ状態または非励磁状態であるとき、ニードルスプリング６０の力がプランジャ７４によって作り出される燃料９２の流れの力より大きく、燃料が加圧室７２から直噴型燃料噴射ポンプ２２を通ってケーシングの入口またはポンプの入り口５２から流出する様子を示している。逆止弁７８は、プランジャ７４が上向きに動き始めた直後の短期間である図５Ｂのプレストロークの間中、弁座８０に着座している。図６に図示されるように、図５Ｂのプレストロークにおけるプランジャ７４の位置は、カムのリフト量が増加している過程において生じ、例えば曲線７３の位置７７である。

図５Ｃは、ソレノイドコイル５６が励磁され、そして図５Ｂの予備加圧行程に連続するものとして、矢印８８に示されるように、プランジャ７４がさらに上方向へ向けてまたは加圧室７２に向けて移動するポンプ行程、または加圧行程を示している。スリーブ９０内をプランジャ７４が移動すると、燃料は加圧室７２内において加圧される。図６に図示されるように、加圧行程は、図示されるカム８６の上昇可能範囲または移動可能範囲における、カム８６がプランジャ７４を上死点に向けて、そして上死点まで上昇させる行程または移動させる行程によって構成されている。上死点はＴＤＣとも呼ばれる。しかし、燃料は、矢印９４で示されるように出口９６において、直噴型燃料噴射ポンプ２２を通り、この直噴型燃料噴射ポンプ２２から出ることができる。よって、燃料は加圧室７２内において加圧される。よって、図５Ｃは、ソレノイドコイル５６がＯＮ状態または励磁状態であるとき、励磁されたソレノイドコイル５６の力がニードル５８を吸引し、それによってニードルスプリング６０を圧縮し、ニードルの端部９８を吸入弁６４との接触から引き離す様子を示している。よって、スプリング６８はその後に吸入弁６４を弁座６６に向けて押す。これにより、燃料が第１の容積室５４または入口室５４から流入することが阻止され、代わりに、燃料は第４の容積室８４または出口室８４に流入し、逆止弁のスプリング８２が圧縮されるとき、出口９６から流出するように流される。

図５Ｃに引き続き、燃料が出口９６から流出するとき、燃料の流れの力、および／または容積室７２内の圧力は、燃料が出口９６から流出できるように、スプリング８２の圧縮と逆止弁７８の移動とを許容するために、逆止弁７８に対するスプリング８２の抵抗力または圧縮力より大きい。スプリング６８は、吸入弁６４が閉じようとしているとき、そしてその後に閉じられるとき、壁１００を固定端として吸入弁６４に力をおよぼす。スプリング６８は、吸入弁６４の閉位置（図５Ｃ参照）においては吸入弁６４に力をおよぼさない。スプリング６８は、吸入弁６４の開位置（図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｅ参照）においては吸入弁６４に力をおよぼす。スプリング６８は、吸入弁６４の中間位置と開位置との間においてのみ、スプリング６８を閉位置に向けて押す力をおよぼす。同様に、スプリング８２は、逆止弁７８が開こうとしているとき、または閉じようとしているとき、壁１０２に対して壁１０２を固定端として逆止弁７８に力をおよぼす。よって、図５Ａから図５Ｃのそれぞれは、プランジャ７４の位置、ソレノイドコイル５６の対応する状態、例えばＯＮ状態またはＯＦＦ状態、および直噴型燃料噴射ポンプ２２における燃料の流れへのプランジャ７４の位置とソレノイドコイル５６の状態との影響および効果を示している。図６に図示されるように、図５Ｃの加圧行程におけるプランジャ７４の位置は、カムのリフト量が上昇する過程において生じ、例えば曲線７３の位置７９である。

図５Ｄは、ニードル５８および吸入弁６４のような内部部品の位置を示している。より具体的には、ニードル５８の位置は、プランジャ７４がＴＤＣに接近しているときのＴＤＣの直前である。この状態は、加圧室７２に最も近いプランジャ７４の端部と反対側の端部がフォロワ２３を介してカムの一部に接触しているときに発生する。ソレノイドコイル５６は通電され励磁されているから、ニードル５８は吸入弁６４から離れるように吸引されている。その結果、プランジャ７４がＴＤＣに接近しているとき、ニードル５８は吸入弁６４に接触していない。また、図５Ｄは、吸入弁６４が休止部または座部としてのストッパ突起１０４に接触していないことも図示している。図６に図示されるように、図５Ｄの加圧行程におけるプランジャ７４の位置は、カムのリフト量が上昇する過程において生じ、例えば曲線７３の位置８１である。位置８１は、プランジャ７４のＴＤＣの位置８５の直前である。

図５Ｅは、カム８６のＴＤＣ直後における、ニードル５８および吸入弁６４のような内部部品の位置を示している。すなわち、プランジャ７４はＴＤＣから離れ始めており、吸入行程の初期位置にある。図５Ｅにおいて、ソレノイドコイル５６は依然として励磁され、よってニードル５８は依然としてソレノイドコイル５６に吸引され、吸入弁６４から離れるように固定されている。したがって、互いに接触したひとつの質量体としてのニードル５８と吸入弁６４との組み合わせ物の場合とは逆に、図５Ｅにおいては、吸入弁６４だけがストッパ突起１０４に接触している。ニードル５８はソレノイドコイル５６に接触しないから、ニードルのためのストッパが設けられてもよい。吸入弁６４は、プランジャによる負圧によって、エンジン回転数のほとんどの値（ほとんどの回転数領域）において浮動状態にある。浮動状態とは、吸入弁６４が弁座６６とストッパ突起１０４との間にあり、しかもどちらにも接触していない状態を指している。吸入弁６４がストッパ突起１０４に接触するためには、ソレノイドコイル５６が非励磁にされ、ニードル５８が吸入弁６４をストッパ突起１０４に向けて押さなければならない。プランジャ７４の負圧は、それ自身、吸入弁６４をストッパ突起１０４に接触させるために十分な力を発生しない。

プランジャ７４がＴＤＣから離れるように動き始めた直後においては、吸入弁６４はストッパ突起１０４に向けて接近するかもしれないが、ストッパ突起１０４には接触しない。加圧室７２内の圧力の低下によって燃料が再び入口５２へ吸い込まれ吸入弁６４を通過し加圧室７２に吸入されるために、スプリング６８の圧縮を許容する所定圧まで加圧室７２内の圧力が低下する。よって、ニードル５８はソレノイドコイル５６によって吸入弁６４から離れて保持され、吸入弁６４だけがストッパ突起１０４に向けて移動する。言い換えると、吸入弁６４は、浮動状態になる。プランジャ７４が発生させる負圧だけでは、吸入弁６４をストッパ突起１０４に接触させることができない。すなわち、プランジャ７４がＴＤＣを過ぎた後においては、特に、プランジャ７４が下降を開始した直後においては、吸入弁６４が浮動状態にある。しかも、吸入弁６４が開位置の近傍において浮動するように、スプリング６８が吸入弁６４に閉方向の力をおよぼす。スプリング６８は、そのような状態を作るよう強度が設定され、吸入弁６４の中間位置と開位置との間においてのみ吸入弁６４に力をおよぼす形状、例えば長さに設定されている。

ソレノイドコイル５６への通電が遮断され、非励磁にされることによって、図５Ａに図示された行程に戻る過程において、まず、ＴＤＣの後にニードル５８が解放される。次に、スプリング６０によって押されたニードル５８と、浮動する吸入弁６４とが衝突する。その後、ニードル５８と吸入弁６４とが短い距離を一体となって移動する。さらに、その後に、ニードル５８と吸入弁６４との一体物がストッパ突起１０４に衝突する。次に、ソレノイドコイル５６が非励磁状態にされ、ニードル５８がソレノイドコイル５６から離れるように吸入弁６４に向けて移動し、やがて吸入弁６４に衝突する。ニードル５８は、吸入弁６４が弁座６６からストッパ突起１０４に向けて移動するとき、すなわち浮動状態にあるときの、最高の移動の速度において吸入弁６４に追いつくようにして吸入弁６４に衝突する。その後、ニードル５８と吸入弁６４との組み合わせられた質量体がストッパ突起１０４に接触する。組み合わせられた質量による移動距離は、ＴＤＣの後にソレノイドコイル５６を非励磁にすることによって減少される。このような部品の挙動は、モーメントを低減する。そして、さらには、衝突エネルギと、その衝突からの対応する騒音を抑制する。

ＴＤＣの直後の点に引き続いて、例えばスプリング８２が出口の逆止弁７８が閉じることを許容する程度に加圧室７２内の圧力が充分に低くなる時に、プランジャ７４は再び吸入行程を開始する。加圧室７２への燃料の吸入を開始するために、ソレノイドコイル５６を非励磁状態にすることによって、ニードル５８はソレノイドコイル５６から解放され、ニードル５８が吸入弁６４に衝突することが許容される。ニードル５８が吸入弁６４に衝突するとき、聞き取り可能な騒音が発生するおそれがある。よって、図５Ｄを参照して上述された挙動によると、吸入弁６４が浮動しているか、ストッパ突起１０４に到達していないけれどもストッパ突起１０４に向けて移動しているときに、その吸入弁６４にニードル５８が衝突したときに、車両１０の外にいる者によって聞き取られるような第１の騒音が発生する。このような騒音発生過程は、ニードル５８と吸入弁６４とが互いに接触したひとつの質量体として、それらが共に長い距離を移動することを許容され、その後にストッパ突起１０４に衝突する騒音発生過程に比べて、小さい騒音を発生する。図６に図示されるように、図５Ｅの行程におけるプランジャ７４の位置は、カムのリフト量の減少過程の初期段階において発生し、それは例えばプランジャ７４のＴＤＣ位置８５の直後である曲線７３の位置８３である。吸入弁６４がストッパ突起１０４に向けて移動するとき、流体はまだ吸入弁６４の周りを通過し、第３の容積室７２に流入することができる。

図７Ａ−図７Ｃは、直噴型燃料噴射ポンプ２２の内部部品を目立つ態様で示している。例えば、図７Ｂと図７Ｃは、直噴型燃料噴射ポンプ２２の部品の騒音発生位置を目立つ態様で示している。図７Ａはプランジャ７４がＴＤＣに到達する直前におけるニードル５８と吸入弁６４との位置を示している。吸入弁６４は、図示された位置においては、吸入弁６４はまだストッパ突起１０４に衝突していないから、いなかる騒音も発生しない。図７Ｂにおいて、プランジャ７４が下方向へ移動すると、加圧室７２内の圧力が変化し、低くなる（図５Ｅ参照）。この圧力の低下は、吸入弁６４がストッパ突起１０４に向けて吸われ、移動することを補助する。しかし、ソレノイドコイル５６は通電されるか、または励磁されており、よって、ニードル５８はソレノイドコイル５６の近くに吸引され、吸入弁６４から引き離される。この結果、ニードル５８は吸入弁６４から離れるように吸引され、吸入弁６４に接触することができない。プランジャ７４がＴＤＣに向けて接近していくときの様子において、図７Ｂに図示されるように吸入弁６４だけがストッパ突起１０４に向けて移動していると、引き続きプランジャ７４はＴＤＣに到達し、その後に、ＴＤＣからの下降を開始する。そのときの様子が図７Ｃに図示されている。さらに、図７Ｃは、ソレノイドコイル５６が非励磁状態になりニードル５８を解放した後に、吸入弁６４に衝突するニードル５８を図示している。ニードル５８は、ニードル５８に対して力を作用させるニードルスプリング６０の力によって移動する。同時に、吸入弁６４へ向かうニードル５８の動きを促進するように、吸入弁６４が浮動状態のままで、加圧室７２の圧力が減少する。図７Ｃに図示されるように、ニードル５８が吸入弁６４に衝突するにあたり、ギザギザの模様１０８によって示されるように聞き取り可能な騒音が発生するおそれがある。次に、ニードル５８と吸入弁６４とは共に移動し、ストッパ突起１０４に衝突する。この衝突は、第２の聞き取り可能な騒音を発生する。このようなニードル５８と吸入弁６４とが共にストッパ突起１０４に接触した状態は、図５Ａに図示されている。それぞれの聞き取り可能かもしれない複数の衝撃は、ニードル５８と吸入弁６４とが一体の大きい質量をもつ質量体となって、共に移動し、共に衝突した場合に比べて小さい。ニードル５８と吸入弁６４とが一体の大きい質量をもつ質量体となって、共に移動し、共に衝突した場合は、ひとつの大きい音の衝撃を生じる。すなわち、弁座６６に着座している吸入弁６４にニードル５８が衝突し、その後、ニードル５８と吸入弁６４とが共にひとつの質量体としてストッパ突起１０４に衝突した場合である。このひとつの大きい音の衝撃は、独立した複数の質量体による複数の衝撃、または分離された衝撃より大きい。独立した複数の質量体は、例えば、ニードル５８と吸入弁６４との各々である。反対に、まとめられた質量体、または組み合わせられた質量体は、ニードル５８と吸入弁６４との両方である。

作動において、プランジャ７４がＴＤＣを通過した後、プランジャ７４は下向きの移動を開始するか、または第３の容積室７２から離れるように移動を開始する。このプランジャ７４の移動は、第３の容積室７２内における吸引力または負圧と、吸入弁６４に対する吸引力とを生じる。吸引力は、吸入弁６４が弁座６６から離座し、ストッパ突起１０４に向かう移動を吸入弁６４に開始させるが、吸入弁６４をストッパ突起１０４にまで到達させることはない。ソレノイドコイル５６はプランジャ７４がＴＤＣを通過した後に非励磁にされる。このとき、吸入弁６４は、浮動状態にある。浮動状態とは、吸入弁６４が弁座６６とストッパ突起１０４との間にあることを意味する。ソレノイドコイル５６が非励磁になることによって解放されたニードル５８は、浮動状態の吸入弁６４に衝突する。このとき、聞き取り可能な騒音が発生することがある。ニードル５８と吸入弁６４とは、互いに接触し、吸入弁６４がストッパ突起１０４に衝突するまでひとつの質量体として共に移動する。しかし、ニードル５８と吸入弁６４とが共に移動する距離は、短く減らされている。なぜなら、吸入弁６４は、ニードル５８と衝突する前に、すでに加圧室７２の負圧によってストッパ突起１０４へ向けて所定距離だけ移動しているからである。よって、ニードル５８と吸入弁６４とが共にストッパ突起１０４に衝突する衝撃は、減らされている。よって、聞き取り可能な騒音が抑制され、低減される。加えて、ニードル５８の吸入弁６４への衝突は、吸入弁６４が最高の移動の速度にあるときに発生するように発生時刻が調節されている。この結果、ニードル５８と吸入弁６４とが共に、一体のまたは組み合わせられた質量体としてストッパ突起１０４に衝突する前に、ニードル５８が吸入弁６４に衝突するときの聞き取り可能な騒音が抑制される。

図８は、一実施形態のフローチャートを示している。図９は、他の実施形態のフローチャートを示している。これらのフローチャートにおいては、特徴的な直噴型燃料噴射ポンプの制御または騒音抑制制御を開始するための決定が実行される。この決定は、例えば車両１０のような車両のエンジン１２が運転されているときの速度、例えば１分当たりの回転数、またはＲＰＭに基づいて実行される。より具体的には、図８の場合、制御装置１３は、ステップＳ１１において処理を開始する。ステップＳ１２において、車両のエンジン１２がアイドリング状態にあると、例えば６００と１０００ｒｐｍとの間において回転していると、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、騒音抑制制御が開始される。車両のエンジン１２がアイドリング状態にないと、例えば１０００ｒｐｍを越えて回転していると、ステップＳ１４に進むことにより通常制御が開始される。図９に図示された他の実施形態においては、制御装置１３は、ステップＳ２１において処理を開始する。ステップＳ２２において、車両のエンジンが低回転であるとステップＳ２３に進む。ステップＳ２１においては、エンジン１２が１０００−１３００ＲＰＭの範囲で運転されているときにのみ、またはエンジン１２が２０００ＲＰＭを下回って運転されているときにのみ、エンジン１２が低回転であると判定することができる。ステップＳ２３では、騒音抑制制御が開始される。車両のエンジン１２が低回転ではないと、ステップＳ２４に進むことにより通常制御が開始される。図１０は、さらに他の実施形態のフローチャートを示している。このフローチャートにおいては、直噴型燃料噴射ポンプ２２のための騒音抑制制御を開始するか否かの決定は、複数の決定、すなわち条件判断に依存している。具体的には、制御装置１３は、ステップＳ３１において処理を開始する。ステップＳ３２において、車両のエンジン１２が低回転であると、ステップＳ３３に進む。ステップＳ３３において、車両のアクセルペダルがオフ状態であると、すなわち踏み込まれていないと、ステップＳ３４に進む。ステップＳ３４では、騒音抑制制御が開始される。この例では、エンジン１２の回転数が閾値条件を満たし、かつ、アクセルペダルが踏み込まれていないときに騒音抑制制御が開始さえる。閾値条件は、エンジン１２の回転数が１０００−１３００ＲＰＭの範囲内にあることを採用することができる。ステップＳ３２またはＳ３３において条件が満たされない場合、ステップＳ３５に進むことにより通常制御が開始される。すなわち、騒音抑制制御が開始されない場合、通常制御が開始される。騒音抑制制御は、図５Ａ−図５Ｅとの関連の下で説明された作動および手順、および図７Ａ−図７Ｃとの関連の下で説明された作動および手順の一部または全部を備えることができる。図８−図１０における騒音抑制制御、または通常制御は、ＴＤＣに先立ってソレノイドへの通電を遮断し消勢する工程を含んでいる。

図１１は、一実施形態に係る直噴型燃料噴射ポンプ２２の制御方法による各部の挙動を示すグラフである。図１１Ａは、時間に対するカムのリフト量を示す。カムのリフト量は、ｘ軸とｙ軸との交点から、ｙ軸または縦軸に沿って増加する。時間は、ｘ軸とｙ軸との交点から、ｘ軸または横軸に沿って増加する。図１１Ｂ−図１１Ｆのそれぞれの間での対比のために、図１１Ａは、共通の基準を示している。図１１Ａは、図６に図示された吸入行程１１０、プレストローク行程１１２、および加圧行程１１４の繰り返しを示している。プランジャ７４の位置１１６は、プランジャ７４の下死点を示す。下死点はＢＤＣとも呼ばれる。プランジャ７４の位置１１８は、プランジャ７４のＴＤＣを示す。図１１Ｂは、時間に対する通常の制御信号（Typical Signal）の変化を示す。

図１１Ｃは、この実施形態における上述の騒音抑制制御において利用されるソレノイドコイル５６の制御信号の第１例（Option 1 Signal）を示す。図示されるように、制御信号は、カム８６がＢＤＣ位置に向かうような、カム８６がＴＤＣ位置を通過した後に、ＯＮ状態に切換えられ、ソレノイドコイル５６を励磁する。カム８６のＴＤＣ位置は、プランジャ７４のＴＤＣ位置に対応している。

図１１Ｄは、この実施形態における上述の騒音抑制制御において利用されるソレノイドコイル５６の制御信号の第２例（Option 2 Signal）を示す。第２例の制御信号は、パルス信号であり、第１例の制御信号に比べて短い期間だけＯＮ状態に切換えられる。すなわち、制御信号は、プランジャ７４のＴＤＣ位置１１８の直後において、パルス状にＯＮ状態に切換えられ、その後ＯＦＦ状態に切換えられる。図１１Ｅは、この実施形態における上述の騒音抑制制御において利用されるソレノイドコイル５６の制御信号の第３例（Option 3 Signal）を示す。第３例の制御信号は、遅延型の信号である。遅延型の制御信号のエネルギは、徐々に減少する。図示の例においては、制御信号のエネルギが直線的に減少する。制御信号のエネルギは、ＴＤＣの直前のカムの位置から減少させることができる。制御信号の遅延は、ＴＤＣの後であって、かつＢＤＣの前の位置において終了する。図１１Ｆは、この実施形態における上述の騒音抑制制御において利用されるソレノイドコイル５６の制御信号の第４例（Option 4 Signal）を示す。第４例の制御信号は、遅延型の信号である。遅延型の制御信号のエネルギは、ステップ状に減少する。制御信号のエネルギは、１つのステップ、または複数のステップをなすように減少させることができる。図示の例においては、制御信号のエネルギが中間値を経て１段のステップ状に減少する。制御信号のエネルギは、ＴＤＣの直前のカムの位置から減少させることができる。制御信号の遅延は、ＴＤＣの後であって、かつＢＤＣの前の位置において終了する。

図１２は、カムの回転角度位置（横軸）に対するプランジャのリフト量（縦軸）の関係と、カムの回転角度位置（横軸）に対する圧力制御弁またはソレノイド５６の状態の関係とを示すグラフである。カムの回転角度位置は、カム角（Cam angle）とも呼ばれる。カム角の単位は、度（deg.）である。４つのカム山をもつカムの場合、それぞれのカム山の間は９０度である。圧力制御弁またはソレノイドコイル５６の状態は、通電状態に対応するＯＮ状態、および非通電状態に対応するＯＦＦ状態によって示されている。圧力制御弁は、ＰＣＶとも呼ばれる。図１２において、圧力制御弁（PCV）に関連して図示された実線は、通常の制御（Normal）における圧力制御弁のＯＮ期間、およびＯＦＦ時期を示している。ソレノイドコイル５６は、カム角におけるＴＤＣ前の−１５度においてＯＮ状態になり、ＴＤＣ前の所定時期までＯＮ状態に維持される。図１２において、圧力制御弁（PCV）に関連して図示された破線は、カム角に対する時刻のずれ、または延期を示している。破線は、圧力制御弁の長いＯＮ期間（Longer PCV duration）を示している。ソレノイドコイル５６は、カム角におけるＴＤＣ前の−１５度においてＯＮ状態になり、ＴＤＣを越えてもなおＯＮ状態に維持される。破線の例では、ＴＤＣ後の２０度と２５度との間の範囲までＯＮ状態に維持される。さらに、ソレノイドコイル５６は、カム角における７５度において再びＯＮ状態になり、カム角における１１０度と１１５度との間の範囲までＯＮ状態に維持される。カム角の−４５度、４５度、および１３５度は、プランジャのＢＤＣを示す。カム角の０度、および９０度は、プランジャのＴＤＣを示す。

よって、直噴型燃料噴射ポンプ２２を制御する制御方法は、第１の容積室５４、第２の容積室６２、第３の容積室７２、および第４の容積室８４を区画形成するケーシング４８をもつ直噴型燃料噴射ポンプ２２を準備することを必要とする。この制御方法は、さらに、第１の容積室５４への流体の入口５２と、第４の容積室８４からの流体の出口とを準備することを必要とする。可動の第１の弁部材が第１の容積室に設けられ、可動の第２の弁部材が第２の容積室に設けられ、そして、可動の第３の弁部材が第４の容積室に設けられる。この制御方法は、さらに、第１の容積室５４の中において第１の弁部材５８を移動させるためのソレノイドコイル５６を備える第１の容積室５４を準備することを必要とする。可動のプランジャ７４が第３の容積室７２から離れるように第３容積室７２内を移動することによって、第３の容積室７２内に負圧が発生し、燃料が入口５２を通り、第１の容積室５４を通り、第２の容積室６２を通って、第３の容積室７２に吸い込まれる。直噴型燃料噴射ポンプ２２の吸入行程の期間において、燃料のような流体は、可動のプランジャ７４が第３の容積室７２から離れるように第３容積室７２内を移動することによって、第１の容積室５４に吸入される。この制御方法は、出口９６を通して燃料が流出することを阻止するために、第３の弁部材７８を弁座８０に向けて移動させることを必要とする。第３の弁部材７８は、逆止弁７８または出口弁７８とも呼ばれる。

第３の容積室７２の中における圧力が上昇する直噴型燃料噴射ポンプ２２の加圧行程の期間において、この制御方法は、ソレノイドコイル５６に通電し励磁する工程を含むことができる。そして、同時に、またはソレノイドコイル５６の通電および励磁において、加圧を許容するように第３の容積室７２を流体的に隔離するために、第１の弁部材５８をソレノイドコイル５６へ向けて吸引する行程、例えばスプリング６８の力によって、第２の弁部材６４を弁座６６に向けて移動させる工程、および、例えばスプリングの力によって、第３の弁部材７８を弁座８０に向けて移動させる工程を含むことができる。この制御方法は、プランジャ７４の上死点の前と後とにおいてソレノイドコイル５６の通電状態および励磁状態を維持する工程を含むことができる。より具体的には、プランジャ７４は、複数のカム山を有するカム８６の回転によって移動する。プランジャ７４が第３の容積室７２内に最も深く入り込んでいるとき、プランジャ７４は上死点（ＴＤＣ）にあると考えることができる。プランジャ７４が第３の容積室７２から最も遠く離れているとき、例えば、プランジャ７４の端部がフォロワ２３を介してカム８６のカム山とカム山との等間隔位置と接触しているとき、プランジャ７４は下死点（ＢＤＣ）にあると考えることができる。

プランジャ７４が上死点に到達すると、新しい吸入行程が再び開始される。よって、プランジャ７４の上死点の後、直噴型燃料噴射ポンプ２２の制御方法は、さらに、流体が入口５２から流れ、第１の容積室５４を通り、第２の容積室６２に入り、その後、第３の容積室７２に入るように、第２の弁部材６４を弁座６６から離れるように移動させる工程を含むことができる。直噴型燃料噴射ポンプ２２の作動の期間中に騒音を抑制するために、直噴型燃料噴射ポンプ２２がその吸入行程をその繰り返し運転の中で再び開始したときに、第２の弁部材６４が、弁のストッパ突起１０４に向けて移動する。第２の弁部材６４は、それ自身によって、弁のストッパ突起１０４に向けて移動する。第２の弁部材６４は、他の隣接した弁、またはそれに接続または接触したニードルを伴うことなく、弁のストッパ突起１０４に向けて移動する。ソレノイドへの通電が遮断され非励磁になった直後に、吸入弁６４が弁座６６とストッパ突起１０４との間において浮動状態にあるとき、第１の弁部材５８は第２の弁部材６４に接触し、騒音を発生する。このときの騒音は、騒音Ａと呼ばれる。その後、ニードル５８またはコア、および吸入弁６４は、ストッパ突起１０４に衝突し、他の騒音を発生させる。このときの騒音は、騒音Ｂと呼ばれる。しかし第１の弁部材５８が吸入弁６４に接触し（騒音Ｃ）、それらが弁座６６からストッパ突起１０４までの全体の距離をひとつの質量体として共に移動し、ストッパ突起１０４において衝突し騒音（例えば、騒音Ｄ）を発生する場合より、騒音Ｂは小さい。

上述の制御方法によると、スプリング６０は、ソレノイドコイル５６によって少なくとも部分的に取り囲まれている。スプリング６０は、第１のスプリングとも呼ばれる。第２の容積室６２は、第１の容積室５４のすぐ隣に配置することができる。第１の容積室５４と第２の容積室６２との間は、分離壁によってだけ仕切られる。例えば、分離壁は、第１の連通穴５３を区画形成している。すなわち、第１の連通穴５３は、第１の容積室５４と第２の容積室６２との間の連通路を提供する。第１の弁部材５８は、ニードル５８とも呼ばれる。第１の弁部材５８は、少なくとも部分的に第１の連通穴５３を貫通して配置されているか、または第１の連通穴５３の中にある。すなわち、第１の弁部材５８は、第１の容積室５４内に部分的に通っているか配置されており、さらに、第２の容積室６２内に部分的にある。吸入弁のスプリング６８は、吸入弁６４に装着される。吸入弁のスプリング６８は、壁７０を固定端として吸入弁６４を移動させるように吸入弁６４を押すことができる。吸入弁のスプリング６８は、第２のスプリングとも呼ばれる。第３の容積室７２は、加圧室７２とも呼ばれる。スリーブ９０またはシリンダ９０は、プランジャ７４を収容している。プランジャ７４は加圧室７２内の燃料を加圧する。逆止弁のスプリング８２は、逆止弁７８に装着される。逆止弁のスプリング８２は、第４の容積室８４を第３の容積室７２からシールするために、逆止弁７８を弁座８０に対して押す。逆止弁のスプリング８２は、第３のスプリングとも呼ばれる。弁座８０は、互いに隣接している第３の容積室７２と第４の容積室８４とを区画し、仕切る壁の一部である。複数のカム山を有するカム８６は回転するように駆動され、プランジャ７４の端部８９に作用的に接触する。

別の観点では、直噴型燃料噴射ポンプ２２は、複数の容積室を形成するケーシング４８、ケーシング４８により形成された第１の容積室５４、ケーシング４８により形成された第１の容積室５４への入口５２を備える。直噴型燃料噴射ポンプ２２は、さらに、第１の連通穴５３を区画形成する第１の壁６６を備える。直噴型燃料噴射ポンプ２２は、さらに、第１の容積室５４の近傍に配置されたソレノイドコイル５６、およびソレノイドコイル５６の励磁または非励磁に応じて移動が制御される第２の弁部材５８を備える。第１の容積室５４は、ソレノイドコイル５６を収容することができる。直噴型燃料噴射ポンプ２２は、さらに、ケーシング４８により形成された第２の容積室６２であって、第１の容積室５４に隣接して設けられた第２の容積室６２、第１の容積室５４と第２の容積室６２との間の流体通路を提供する第１の連通穴５３を区画する第１の壁、および第２の容積室６２に設けられた吸入弁６４を備える。直噴型燃料噴射ポンプ２２は、さらに、ケーシング４８により形成され、プランジャ７４を収容する筒状のスリーブ９０に連通する第３の容積室７２を備える。直噴型燃料噴射ポンプ２２は、さらに、第２の容積室６２と第３の容積室７２との間の流体通路を提供する第２の連通穴７１を区画する第２の壁７０を備える。直噴型燃料噴射ポンプ２２は、さらに、ケーシング４８により形成された第４の容積室８４、第４の容積室８４に設けられた第３の弁部材７８（出口弁７８）、および第３の容積室７２と第４の容積室８４との間の流体通路を提供する第３の連通穴８７を区画する第３の壁８０を備える。本発明に係る方法は、上述の直噴型燃料噴射ポンプ２２の構成要素を提供する工程を含むものとして解することもできる。

制御方法は、入口５２、第１の容積室５４、および第２の容積室６２を通して第３の容積室７２へ流体を吸入する工程を含む。制御方法は、第１の壁６６に対して第２の弁部材６４を衝突させ着座させる第１の弁部材５８の移動を生じさせるようにソレノイドコイル５６を励磁する工程を含む。制御方法は、次に、第３の容積室７２の中の流体を加圧することを許容するために、第３の容積室７２の中へプランジャ７４の上死点まで、プランジャ７４を移動させる工程を含む。制御方法は、その後に、プランジャ７４が上死点を通過する際に、第２の弁部材５８がソレノイドコイル５６に対して、またはストッパ上に維持されることを許容するようにソレノイドコイル５６の励磁を維持する工程を含む。制御方法は、次に、ソレノイドコイル５６の励磁を停止し、つまり非励磁にし、第１の弁部材５８を移動させ、第１の弁部材５８を第２の弁部材６４に衝突させる工程を含むことができる。ソレノイドコイル５６によって吸引されたときにソレノイドコイルの近くに位置してストッパに衝突する第１の弁部材５８の端部は、第２の弁部材６４に衝突する第１の弁部材５８の端部の反対側の端部である。ストッパとしての座部が設けられた壁７０に衝突する第２の弁部材６４の端部は、第１の弁部材５８が衝突する第２の弁部材６４の端部の反対側の端部である。直噴型燃料噴射ポンプ２２は、さらに、第１の弁部材５８を押すように配置され、ソレノイドコイル５６の中心軸の近傍に延在し、ソレノイドコイル５６によって少なくとも部分的に囲まれた第１の弁部材のためのスプリング６０を備える。本発明に係る方法は、スプリング６０を提供する工程を含むものとして解することもできる。直噴型燃料噴射ポンプ２２は、第１の弁部材５８を部分的に第１の容積室５４内に配置し、部分的に第２の容積室６２内に配置している。さらに、直噴型燃料噴射ポンプ２２は、第２の弁部材６４に装着された第２の弁部材のスプリング６８を備える。このスプリング６８は、第２の弁部材６４を、その座部または壁７０に対して押すように配置されている。本発明に係る方法は、スプリング６８を提供する工程を含むものとして解することもできる。

直噴型燃料噴射ポンプ２２は、複数のカム山をもつカム８６、およびプランジャ７４の端部に設けられたフォロワ２３を備える。制御方法は、さらに、プランジャ７４を第３の容積室７２の中へ、または第３の容積室７２から離れるように移動させるために、カム８６を回転させ、プランジャ７４の端部８９をフォロワ２３を介してカムの複数のカム山に接触させる工程を含む。さらに、直噴型燃料噴射ポンプ２２は、第３の弁部材７８に装着された第３の弁部材のスプリング８２を備える。このスプリング８２は、第３の容積室７２から第４の容積室８４をシールするように、第３の弁部材７８を壁８０に対して押すように配置されている。本発明に係る方法は、スプリング８２を提供する工程を含むものとして解することもできる。

図１３は、カム角（Cam Angle）（横軸）に対する、カムのリフト量（CamLift）（縦軸）と、圧力制御弁の状態（PCVCmd.）（縦軸）と、ニードル弁のリフト量（Needlelift）（縦軸）との関係を示すグラフである。圧力制御弁の状態は、そのＯＮ状態およびＯＦＦ状態によって示されている。ＯＮ状態とＯＦＦ状態とは、圧力制御弁の指令信号、または通電状態に対応している。図１４は、カムの回転角度位置（横軸）に対する、プランジャのリフト量（縦軸）と、プランジャの速度（縦軸）との関係を示すグラフである。図１３および図１４は、吸入弁６４が浮動しているときのＯＦＦ時期を決定するための工程の一部において利用することができる。先に説明したように、吸入弁６４は第２の弁部材６４でもある。図４において、吸入弁６４の浮動状態は、吸入弁６４が第１の壁６６に着座している状態と、図５Ｅに図示されるように壁７０またはストッパ突起１０４に着座している状態との間にあるときに発生する。図５Ａ−図５Ｅとの関連の下で上述された説明の一部は、ソレノイドコイル５６を消勢することにより、そして弁部材６４が弁座６６とストッパ突起１０４との間においてストッパ突起１０４に対向しながら浮動している間に、ニードル５８が弁部材６４に衝突することを許容することにより騒音を低減するための制御方法を説明している。

他の制御方法において、図６を参照し、曲線７３の吸入行程における位置１２０は、それと関連付けられた対応するカム角を有している。位置１２０は、圧力制御弁の対応するＯＦＦ時期、つまりソレノイドコイル５６の対応するＯＦＦ時期におけるカム角を示している。同様に、曲線７３の吸入行程における位置１２２は、それと関連付けられた対応するカム角を有している。位置１２２は、弁６４の対応するピーク速度におけるカム角を示している。例えば、図１３は、図４に図示されたカム８６のカム角における差を示している。図４には、３つのカム山をもつカムが図示されているが、４つのカム山をもつカムも使用することができる。よって、図１３は、吸入弁６４（図５Ｅ参照）に対するニードル５８の衝突目標（Impact target)を実現するためのカム角に対応するＹ度（Ｙ°）を示している。さらに、図１３は、衝突目標を示すＹ度の直前のカム角に対応するＸ度（Ｘ°）を示している。Ｘ度は、圧力制御弁のＯＦＦ時期（PCV OFF）を示している。Ｘ度は、吸入弁６４に対するニードル５８の衝突目標、すなわち衝突目標時期の望ましい時期を実現するために、ソレノイドコイル５６への通電が遮断されＯＦＦ状態にされるべきカムの角度位置を示している。よって、Ｘ度に対応するカム角において、ソレノイドコイル５６への通電は遮断され、ソレノイドコイル５６は消勢される。その後、Ｙ度に対応するカム角において、ニードル５８が吸入弁６４に衝突する。ニードル５８が吸入弁６４に衝突する時刻において、吸入弁６４とストッパ突起１０４との間にはまだ距離または隙間があり、プランジャ７４はまだその最高の速度にある。さらに、圧力制御弁のＯＦＦ時期は、ニードル５８の応答時間を補償するように設定されるべきである。ニードル５８の応答時間は、衝突目標であるＹ時点に先立って設定されたＯＦＦ時期であるＸ時点によって、フォロワ２３を介してプランジャ７４に接触しているカムが、Ｘ度とＹ度との間を回転するために必要な時間に等しい。

さらに、図１３は、カム８６のようなプランジャ７４を駆動するカムの角度位置（Cam Angle）に対する、カムのリフト量（CamLift）、圧力制御弁の状態（PCV Cmd.）、およびニードルのリフト量（Needlelift）を示している。圧力制御弁の状態は、圧力制御弁の指令信号によって示されており、ＯＦＦは通電遮断状態、ＯＮは通電状態に対応している。図示されるように、ニードル５８のリフト量は、ソレノイド５８への通電が遮断されると減少する。ニードルのリフト量は、圧力制御弁が通電されているときの、吸入弁６４に対向するニードル５８の端部と、吸入弁６４との間の距離に対応している。このようなニードルのリフト量、すなわち距離は、ソレノイド５８への通電が遮断されると減少する。しかし、カムのリフト量、またはカム角は、まだＢＤＣに向けて接近を続けており、まだＢＤＣには到達していない。

図１４は、カム角（度）に対するプランジャのリフト量（ｍｍ）の軌跡１２４と、カム角（度）に対するプランジャの速度（ｍｍ／度）の軌跡１２６とを示す。図１４に図示された複数の軌跡により与えられる利点は、プランジャの瞬間的な速度を視覚的に示すことができる点と、いつプランジャが、例えばプランジャ７４が、最高の速度になるかを特定することができる点とである。図１４において、プランジャ７４は、横軸に沿って図示されたＹ度において、最高の速度になる。図１４におけるＹ度の位置は、カム角における７５度、または７５度の近傍に対応し、プランジャの速度の０．１５ｍｍ／度、または０．１５ｍｍ／度の近傍に対応し、さらに、プランジャのリフト量の０．０５ｍｍと０．１ｍｍとの間に対応する。プランジャ７４を移動させるために使用されるカムは、３つのカム山をもつカム、または４つのカム山をもつカムなどの複数のカム山をもつカム、または他のカムによって提供することができる。よって、ソレノイド５６のＯＦＦ時期は、プランジャ７４の端部に接触するカムのＹ度より前に発生するか、または、図１４に示された例においては、カム角の７５度の前に発生する。よって、ソレノイドコイルへの通電の遮断、すなわち消勢は、最高速度の角度より数度、例えば１−５度、早く、またはその最高速度の角度より前において発生する。最高速度の角度は、第２の弁部材、例えば吸入弁、が最高の速度となる角度、またはプランジャ７４が最高の速度となる角度である。

図１５は、一実施形態に係る高圧の直噴型燃料噴射ポンプを示す断面図である。複数の図面の図示にわたって、対応する参照符号は、対応する部分を指している。

以上に述べた実施形態の説明は、図示と説明のために与えられたものである。そこには、発明を限定する意図や、網羅的にする意図はない。それぞれの個別の構成要素、または特定の実施形態の特徴は、その特定の実施形態に限定されない。しかし、具体的に図示され説明されていない限り、適用可能であれば、それらは互いに入れ替え可能であり、特定の選ばれた実施形態において利用可能である。それぞれの個別の構成要素、または特定の実施形態の特徴は、多くの手法に変形可能でもある。それらの変形例は本発明からの派生物として考慮されるべきではなく、すべてのそれらの変形例は本発明の技術的範囲に属するべきものとして意図されている。ここに説明された方法における工程、処理、および操作は、それらの実行順序が具体的に特定されている場合を除いて、ここに説明され、図示された特定の実行順序でのそれらの実行が必ず要求されるものとしては構成されていない。工程、処理、および操作は、異なる順序によって実行することができる場合がある。さらに、追加的な、または代替的な工程を採用することができることも理解されるべきである。

構成要素または構成層が、他の構成要素または構成層に対して、「上に」、「連結され」、「接続され」、または「結合され」と記載されて表現されるとき、それは、他の構成要素または構成層に対して上に直接にあるか、直接に連結されているか、直接に接続されているか、または直接に結合されていることを意味しているか、または、他の介在要素または介在層が存在していることを意味している。反対に、構成要素または構成層が、他の構成要素または構成層に対して、「上に直接に」、「直接に連結され」、「直接に接続され」、または「直接に結合され」と記載されて表現されるとき、そこには他の介在要素または介在層が存在しないことを意味している。構成要素の間の関係を表現する他の用語も、同様に解釈されるべきである。例えば、「間に」と「間に直接に」との意味、および「隣接して」と「直接に隣接して」との意味である。ここでは、用語「および/または」は、関連付けて挙げられた複数の要素のうちのひとつまたは複数の組み合わせのいかなるものも、そしてすべてを含むものである。

（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

例えば、制御装置が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置をアナログ回路によって構成してもよい。

２２直噴型燃料噴射ポンプ
２３フォロワ
４８ケーシング
５２入口
５４第１の容積室
５６ソレノイドコイル
５８ニードル（第１の弁部材）
６０スプリング
６２第２の容積室
６４吸入弁（第２の弁部材）
６６弁座
６８スプリング
７２第３の容積室
７４プランジャ
７８逆止弁（第３の弁部材）
８２スプリング
８４第４の容積室
８６カム
９６出口
１０４ストッパ突起

Claims

複数の容積室を形成するケーシング（４８）、
前記ケーシングにより形成された第１の容積室（５４）、
前記ケーシングにより形成された前記第１の容積室への入口（５２）、
前記第１の容積室の近傍に配置されたソレノイドコイル（５６）、
前記ソレノイドコイルの励磁または非励磁に応じて移動が制御されるニードル（５８）、
前記ケーシングにより形成された第２の容積室であって、前記第１の容積室に隣接して設けられた第２の容積室（６２）、
前記第１の容積室と前記第２の容積室との間の流体通路を提供する第１の連通穴（５３）を区画する第１の壁、
前記第２の容積室に設けられ、前記ニードルによって閉弁方向への移動が妨げられることがあり、直噴型燃料噴射ポンプを通る燃料の流れを制御するための吸入弁（６４）、
前記ケーシングにより形成され、プランジャ（７４）を収容するスリーブ（９０）に連通する第３の容積室（７２）、
前記第２の容積室と前記第３の容積室との間の流体通路を提供する第２の連通穴（７１）を区画する第２の壁、
前記ケーシングにより形成された第４の容積室（８４）、
前記第４の容積室に設けられた出口弁（７８）、および
前記第３の容積室と前記第４の容積室との間の流体通路を提供する第３の連通穴（８７）を区画する第３の壁を備える直噴型燃料噴射ポンプの制御方法において、
前記直噴型燃料噴射ポンプは、さらに、
前記吸入弁が着座、または離座する弁座（６６）と、
前記吸入弁が前記弁座から離座し向かうストッパとしての座部（１０４）と、
前記ニードルを押すように配置され、前記ソレノイドコイルの中心軸の近傍に延在し、前記ソレノイドコイルによって少なくとも部分的に囲まれたニードルスプリングと、
前記吸入弁を前記吸入弁の前記弁座に対して押すように配置された吸入弁のスプリング（６８）とを備え、
前記入口、前記第１の容積室、および前記第２の容積室を通して前記第３の容積室へ流体を吸入する工程と、
前記第１の壁に対して前記吸入弁を着座させる前記ニードルの移動を生じさせるように前記ソレノイドコイルを励磁する工程と、
前記第３の容積室の中の流体を加圧するために、前記第３の容積室の中へ前記プランジャの上死点まで、前記プランジャを移動させる工程と、
前記プランジャが上死点を通過する際に、前記ニードルを前記ソレノイドコイルに対して維持するように前記ソレノイドコイルの励磁を維持する工程とを備え、
さらに、前記ソレノイドコイルを非励磁にし、前記ニードルを移動させ、前記ニードルを前記吸入弁に衝突させる工程を備えることを特徴とする直噴型燃料噴射ポンプの制御方法。
前記ソレノイドコイルを非励磁にする工程は、前記吸入弁の最高の速度の前に発生することを特徴とする請求項１に記載の直噴型燃料噴射ポンプの制御方法。
前記ソレノイドコイルを非励磁にする工程は、前記吸入弁の最高の速度において発生することを特徴とする請求項１に記載の直噴型燃料噴射ポンプの制御方法。
さらに、前記直噴型燃料噴射ポンプは、複数のカム山をもつカム（８６）、および前記プランジャの端部に設けられたフォロワ（２３）を備え、
さらに、前記プランジャを移動させるために、前記カムを回転させ、前記フォロワを前記カムの複数の前記カム山に接触させる工程を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の直噴型燃料噴射ポンプの制御方法。