JP6584520B2 - 高圧燃料ポンプ及び制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、高圧燃料ポンプ及び制御装置に関する。

自動車等の内燃機関において、燃焼室内へ直接的に燃料を噴射する直接噴射タイプにおいて、燃料を高圧化し所望の燃料流量を吐出する流量制御弁を備えた高圧燃料ポンプが広く用いられている。

高圧燃料供給ポンプに設けられている電磁吸入弁について、作動した際に発生する衝突音を低減する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１においては、「磁気吸引力によって衝突する部材の質量を小さくして、発生する音を小さくすることとした。このように構成した本発明によれば、以下の効果が得られる。磁気吸引力によってコアとアンカーが衝突する際に発生する音は、可動部の運動エネルギーの大きさに依る。衝突によって消費される運動エネルギーは、アンカーの運動エネルギーのみである。
ロッドの運動エネルギーは、ばねで吸収するので音に寄与しないので、アンカー３１とコア３３が衝突する際のエネルギーを小さくすることができ、発生する音を低減することができる。」と開示されている（要約参照）。

特開２０１２−２５１４４７号公報

高圧燃料ポンプは高圧化、あるいは大容量化が求められており、ポンプを大容量化すると、吸入弁に作用する流体力も増加する。そのため、吸入弁を開弁保持するばね力の強化が必要となるが、ばね力を強化すると、吸入弁の閉弁の応答性が下がってしまう。ソレノイドに電流が流れていない状態において、ばね力により開弁保持される高圧燃料ポンプ、つまりノーマルオープン式の高圧燃料ポンプは必要なタイミングにおいて、吸入弁を閉弁することにより加圧室で加圧した燃料を吐出する。

ここで吸入弁の閉弁の応答性が下がると、必要なタイミングで吸入弁を閉弁することができなくなる。そうすると加圧室の燃料は吸入側に戻ってしまい、吐出流量（吐出効率）が下がってしまう。また、応答性を上げるために駆動電流を高めたり、通電時間を長くしたりする等の対策が必要となる場合がある。しかし、特許文献１に開示されるような技術では、これらの点について考慮されていない。

そこで本発明の目的は、高圧燃料ポンプの高圧化、あるいは大容量化を図った場合においても吸入弁の閉弁の応答性を維持し、吐出効率を確保することができる高圧燃料ポンプ及び制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、吸入弁を開弁方向に付勢するロッドと、前記ロッドを閉弁方向に駆動する可動子と、前記可動子を閉弁方向に移動させる磁気吸引力を発生させるソレノイドと、を備えた高圧燃料ポンプにおいて、前記吸入弁が吸入弁閉位置から前記開弁方向に移動を開始した後に、前記ロッドが前記吸入弁閉位置に到達し、さらに前記開弁方向に移動する。

本発明によれば、高圧燃料ポンプの高圧化、あるいは大容量化を図った場合においても吸入弁の閉弁の応答性を維持し、吐出効率を確保することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施形態に係る高圧燃料供給ポンプを含む燃料供給システムの全体構成の一例を示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る高圧燃料供給ポンプの断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る高圧燃料供給ポンプに用いる取り付け根部が内燃機関本体に取り付けられて、固定された状態を示した図である。 第１の実施形態における高圧燃料供給ポンプ本体の流量制御弁の断面拡大図を示した図である。 第１の実施形態における流量制御弁の断面拡大図かつ、吐出工程において吸入弁が閉弁し、アンカー部と固定コアが接触している状態を示した図である。 ポンプ作動における各工程における各部状態などを示したタイムチャートを示した図である。 本発明の第２の実施形態に係る高圧燃料ポンプの運転状態を説明するための図である。

以下、図面を用いて、本発明の第１〜第２の実施形態による高圧燃料ポンプ（高圧燃料供給ポンプ）の構成及び動作について説明する。なお、各図において、同一符号は同一部分を示す。

（第１の実施形態）
最初に、図１〜７を用いて、本発明の第１の実施形態に係る高圧燃料ポンプについて説明する。図１は、本実施形態の高圧燃料供給ポンプを含む燃料供給システムの全体構成の一例を示す図である。図２は、本実施形態における高圧燃料ポンプ本体の断面図である。

図１において、破線で囲まれた部分がポンプボディ１０１（高圧燃料供給ポンプ本体）を示し、この破線の中に示されている機構、部品はポンプボディ１０１に一体に組み込まれていることを示す。ポンプボディ１０１には、燃料タンク１１０からフィードポンプ１１２を経由して燃料が送り込まれ、ポンプボディ１０１からコモンレール１２１を通って、燃料噴射装置１２２（インジェクタ）に加圧された燃料が送られる。制御装置としてのエンジンコントロールユニット１２３（ＥＣＵ）は圧力センサ１２４から燃料の圧力を取り込み、これを最適化すべくフィードポンプ１１２、ポンプボディ１０１内のソレノイド１０２（電磁コイル）、燃料噴射装置１２２を制御する。

図１において、燃料タンク１１０の燃料は、エンジンコントロールユニット１２３からの制御信号Ｓ１に基づきフィードポンプ１１２によって汲み上げられ、適切なフィード圧力に加圧されて燃料配管１３０Ａを通してポンプボディ１０１の低圧燃料吸入口１０３（吸入ジョイント）に送られる。低圧燃料吸入口１０３を通過した燃料は、圧力脈動低減機構１０４、吸入通路１０５を介して容量可変機構を構成する流量制御弁１０６の吸入ポート１０７に至る。

なお圧力脈動低減機構１０４は、エンジンのカム機構（図示せず）により往復運動を行うプランジャ１０８に連動して圧力を可変とする、環状低圧燃料室１０９に連通することで、流量制御弁１０６の吸入ポート１０７に吸入する燃料圧力の脈動を低減している。

流量制御弁１０６の吸入ポート１０７に流入した燃料は、吸入弁１１３を通過し加圧室１１４に流入する。吸入弁１１３の弁位置は、エンジンコントロールユニット１２３からの制御信号Ｓ２に基づき、ポンプボディ１０１内のソレノイド１０２が制御されることで定まる。加圧室１１４では、エンジンのカム機構（図示せず）により、プランジャ１０８に往復運動する動力が与えられている。プランジャ１０８の往復運動により、プランジャ１０８の下降工程では吸入弁１１３から燃料を吸入し、プランジャ１０８の上昇工程では吸入した燃料が加圧され、吐出弁機構１１５を介して圧力センサ１２４が装着されているコモンレール１２１へ燃料が圧送される。この後、エンジンコントロールユニット１２３からの制御信号Ｓ３に基づき燃料噴射装置１２２がエンジンへ燃料を噴射する。

加圧室１１４の出口に設けられた吐出弁機構１１５は、吐出弁シート１１５ａ、吐出弁シート１１５ａと接離する吐出弁１１５ｂ、吐出弁１１５ｂを吐出弁シート１１５ａに向かって付勢する吐出弁ばね１１５ｃ、吐出弁１１５ｂと吐出弁シート１１５ａとを収容する吐出弁ホルダ１１５ｄなどで構成されている。吐出弁シート１１５ａと吐出弁ホルダ１１５ｄとは当接部（図示せず）で溶接により接合されて一体の吐出弁機構１１５を形成している。

加圧室１１４の内部圧力が吐出弁１１５ｂの下流側の吐出通路１１６側圧力よりも高く、かつ吐出弁ばね１１５ｃが定める抗力に打ち勝つときに吐出弁１１５ｂが開放され、加圧室１１４から吐出通路１１６側に加圧された燃料が圧送供給される。

また、図１の流量制御弁１０６は、図４に示すように、吸入弁１１３、吸入弁１１３の位置を制御するロッド１１７（ロッド部）、可動子４４２（可動部）、アンカー部１１８に固定されロッド１１７と摺動するアンカー摺動部４４１、吸入弁ばね１１９、ロッドを吸入弁１１３の方向へ付勢する付勢ばね１２５、アンカー部付勢ばね１２６から構成される。

吸入弁１１３は、吸入弁ばね１１９により閉弁方向に付勢され、ロッド付勢ばね１２５によりロッド１１７を介して開弁方向に付勢されている。また、可動子４４２はアンカー部付勢ばね１２６により閉弁方向に付勢されている。吸入弁１１３の弁位置は、ソレノイド１０２によりロッド１１７を駆動することで制御される。また、以降、可動子４４２とアンカー摺動部４４１と一体で構成される部品をアンカー部１１８と称する。

このように高圧燃料供給ポンプは、図１に示すように、エンジンコントロールユニット１２３が流量制御弁１０６へ与える制御信号Ｓ２によりポンプボディ１０１内のソレノイド１０２が制御され、吐出弁機構１１５を介してコモンレール１２１へ圧送される燃料が所望の供給燃料となるように燃料流量を吐出する。

また高圧燃料供給ポンプにおいては、加圧室１１４とコモンレール１２１との間が、リリーフ弁１３０により連通されている。このリリーフ弁１３０は、吐出弁機構１１５と並列配置された弁機構である。リリーフ弁１３０は、コモンレール１２１側の圧力がリリーフ弁１３０の設定圧力以上に上昇すると、リリーフ弁１３０が開弁しポンプボディ１０１の加圧室１１４内に燃料が戻されることでコモンレール１２１内の異常な高圧状態を防止する。

リリーフ弁１３０は、ポンプボディ１０１内の吐出弁１１５ｂの下流側の吐出通路１１６と加圧室１１４とを連通する高圧流路１３１を形成し、ここに吐出弁１１５ｂをバイパスするように設ける。高圧流路１３１には燃料の流れを吐出通路１１６から加圧室１１４への一方向のみに制限する弁体１３２が設けられている。弁体１３２は、押付力を発生するリリーフばね１３３によりリリーフ弁シート１３４に押付けられており、加圧室１１４内と高圧流路１３１内との間の圧力差がリリーフばね１３３で定まる規定の圧力以上になるとリリーフ弁１３０がリリーフ弁シート１３４から離れ、開弁するように設定されている。

この結果、ポンプボディ１０１の流量制御弁１０６の故障等によりコモンレール１２１が異常な高圧となった場合、吐出通路１１６と加圧室１１４の差圧が弁体１３２の開弁圧力以上になると、リリーフ弁１３０が開弁し、異常高圧となった燃料は吐出通路１１６から加圧室１１４へと戻され、コモンレール１２１等の高圧部配管が保護されるよう構成する。

図２は、機構的に一体に構成された高圧燃料供給ポンプの具体事例を示した図である。
図２より、図示中央高さ方向にエンジンのカム機構（図示せず）により往復運動（この場合には上下動）を行うプランジャ１０８がシリンダ２０１内に配置され、プランジャ１０８の上部のシリンダ２０１内に加圧室１１４が形成されている。

また、図示中央左側に流量制御弁１０６側の機構を配置し、図示中央右側にリリーフ弁１３０の機構を配置している。また図示上部には、燃料吸入側の機構として低圧燃料吸入口（図示せず）、圧力脈動低減機構１０４、吸入通路１０５などを配置している。さらに、図２の中央下部には取り付け根部２０４（プランジャ内燃機関側機構）を記載している。取り付け根部２０４は、図３に示すように内燃機関本体に埋め込まれて固定される部分である。

なお、図２の表示断面では、低圧燃料吸入口を図示していない。低圧燃料吸入口は、別角度の表示断面内には表示可能である。詳細には、低圧燃料吸入口１０３は、シリンダ２０１を軸として円周上の一に設けられる。

図３は、取り付け根部２０４が内燃機関本体に埋め込まれて、固定された状態を示したものである。但し図３では取り付け根部２０４を中心として記述しているので、他の部分の記述を割愛している。図３では、低圧燃料吸入口１０３が燃料ポンプ本体の上部に位置している。

図３において、３０２は内燃機関のシリンダヘッドの肉厚部分を示している。内燃機関のシリンダヘッド３０２には、取り付け根部２０４の形状に合わせて２段の径で構成される取り付け根部取り付け用孔３０３が形成される。この取り付け根部取り付け用孔３０３に、取り付け根部２０４が嵌め込まれることで、取り付け根部２０４が内燃機関のシリンダヘッド３０２に気密に固定される。

図３では、高圧燃料供給ポンプはポンプボディ１０１に設けられたフランジ３０４を用いシリンダヘッド３０２の平面に密着し、少なくとも２つ以上の複数のボルト３０５で固定される。取付けフランジ３０４は、溶接部３０６にてポンプボディ１０１に全周をレーザーにて溶接結合されて環状固定部を形成している。またシリンダヘッド３０２とポンプボディ１０１間のシールのためにＯリング３０７がポンプボディ１０１に嵌め込まれ、エンジンオイルが外部に漏れるのを防止する。なお、フランジ３０４とポンプボディ１０１は一体に成形しても良い。

取り付け根部２０４には、プランジャ１０８の下端３０８において、内燃機関のカムシャフトに取り付けられたカム３０９の回転運動を上下運動に変換し、プランジャ１０８に伝達するタペット３１０が設けられている。プランジャ１０８はリテーナ３１１を介してばね３１２にてタペット３１０に圧着されている。これによりカム３０９の回転運動に伴い、プランジャ１０８を上下に往復運動させている。

また、シールホルダ３１３の内周下端部に保持されたプランジャシール３１４がシリンダ２０１の図中下方部においてプランジャ１０８の外周に摺動可能に接触する状態で設置されており、環状低圧燃料室１０９の燃料をプランジャ１０８が摺動した場合にでもシール可能な構造とし、外部に燃料が漏れることを防止する。

図２において、ポンプボディ１０１には、プランジャ１０８の往復運動をガイドし、かつ内部に加圧室１１４を形成するよう端部（図２では上側）が有底筒型状に形成されたシリンダ２０１が取り付けられている。さらに、流量制御弁１０６と加圧室１１４から吐出通路に燃料を吐出するための吐出弁機構１１５に連通するよう、外周側に環状の溝２０６と、環状の溝２０６と加圧室１１４とを連通する複数個の連通穴２０５（図３参照）が設けられている。

シリンダ２０１はその外径において、ポンプボディ１０１と圧入で接合することで固定され、ポンプボディ１０１との隙間から加圧した燃料が低圧側に漏れないよう圧入部円筒面でシールしている。また、シリンダ２０１の加圧室１１４側外径に小径部２０７を有する。加圧室１１４の燃料が加圧されることによりシリンダ２０１の低圧燃料室２２０側に力が作用するが、ポンプボディ１０１に小径部２３０を設けることで、シリンダ２０１が低圧燃料室２２０側に抜けることを防止している。お互いの面を軸方向に平面に接触させることで、ポンプボディ１０１とシリンダ２０１との前記接触円筒面のシールに加え、二重のシールの機能をも果たす。

ポンプボディ１０１の頭部にはダンパカバー２０８が固定されている。また、ポンプボディ１０１の低圧燃料室２２０側には、低圧燃料吸入口１０３（図３参照）が設けられている。低圧燃料吸入口を通過した燃料は、低圧燃料吸入口の内側に固定されたフィルタ（図示せず）を通過し、圧力脈動低減機構１０４、吸入通路１０５を介して流量制御弁１０６の吸入ポート１０７に至る。

プランジャ１０８は、大径部２１０と小径部２１１を有することにより、プランジャ１０８の往復運動によって環状低圧燃料室１０９の体積は増減を行う。体積の増減分は、燃料通路３２０（図３）により低圧燃料室２２０と連通していることにより、プランジャ１０８の下降時は、環状低圧燃料室１０９から低圧燃料室２２０へ、上昇時は、低圧燃料室２２０から環状低圧燃料室１０９へと燃料の流れが発生する。このことにより、ポンプの吸入工程もしくは、戻し工程におけるポンプ内外への燃料流量を低減することができ、脈動を低減する機能を有している。

図２に示すように、低圧燃料室２２０には高圧燃料供給ポンプ内で発生した圧力脈動が燃料配管１３０Ａ（図１）へ波及するのを低減させる圧力脈動低減機構１０４が設置されている。加圧室１１４に流入した燃料が、容量制御のため再び開弁状態の吸入弁１１３を通して吸入通路１０５（吸入ポート１０７）へと戻される場合、吸入通路１０５（吸入ポート１０７）へ戻された燃料により低圧燃料室２２０には圧力脈動が発生する。圧力脈動低減機構１０４は、２枚の波板状の円盤型金属板をその外周で張り合わせ、内部にアルゴンのような不活性ガスを注入した金属ダンパで形成されており、圧力脈動はこの金属ダンパが膨張・収縮することで吸収低減される。２２１は金属ダンパをポンプボディ１０１に固定するための取付金具である。

図２において、加圧室１１４と吐出弁機構１１５（図１参照）の燃料吐出口に燃料差圧が無い状態では、吐出弁１１５ｂは吐出弁ばね１１５ｃによる付勢力で吐出弁シート１１５ａに圧着され閉弁状態となっている。加圧室１１４の燃料圧力が、燃料吐出口の燃料圧力よりも大きくなった時に始めて、吐出弁１１５ｂは吐出弁ばね１１５ｃに逆らって開弁し、加圧室１１４内の燃料は燃料吐出口を経てコモンレール１２１へと高圧吐出される。
吐出弁１１５ｂは開弁した際、吐出弁ストッパと接触し、ストロークが制限される。したがって、吐出弁１１５ｂのストロークは吐出弁ストッパによって適切に決定される。これによりストロークが大きすぎて、吐出弁１１５ｂの閉じ遅れにより、燃料吐出口へ高圧吐出された燃料が、再び加圧室１１４内に逆流してしまうのを防止でき、高圧燃料供給ポンプの効率低下が抑制できる。

次に本実施形態の主要部である流量制御弁１０６側の構造について、図４、図５を用いて説明する。図４はポンプ作動における吸入、戻し、吐出の各工程のうち、吸入工程における状態、図５は吐出工程における状態を表している。まず図４により、流量制御弁１０６側の構造について説明する。流量制御弁１０６側の構造を、吸入弁１１３を主体に構成された吸入弁部４Ａと、ロッド１１７と可動子４４２およびソレノイド１０２を主体に構成されたソレノイド機構部４Ｂに大別して説明する。

まず吸入弁部４Ａは、吸入弁１１３、吸入弁シート４０１、吸入弁ストッパ４０２、吸入弁付勢ばね１１９、吸入弁ホルダ４０３から構成される。吸入弁シート４０１は円筒型で、内周側軸方向にシート部４０５、円筒の軸を中心に放射状に２つ以上の吸入通路４０４を有し、外周円筒面でポンプボディ１０１に圧入で接合されて保持される。

吸入弁ホルダ４０３は、放射状に２方向以上の爪を有し、爪外周側が吸入弁シート４０１の内周側で同軸に嵌合保持される。さらに円筒型で一端部につば形状を持つ吸入弁ストッパ４０２が吸入弁ホルダ４０３の内周円筒面に圧入で接合されて保持される。

吸入弁付勢ばね１１９は、吸入弁ストッパ４０２の内周側に、一部前記ばねの一端を同軸に安定させるための細径部に配置され、吸入弁１１３が、シート部４０５と吸入弁ストッパ４０２の間に、弁ガイド部４４４に吸入弁付勢ばね１１９が嵌合する形で構成される。吸入弁付勢ばね１１９は圧縮コイルばねであり、吸入弁１１３がシート部４０５に押し付けられる方向に付勢力が働く様に設置される。圧縮コイルばねに限らず、付勢力を得られるものであれば形態を問わないし、吸入弁１１３と一体になった付勢力を持つ板ばねの様なものでも良い。

この様に吸入弁部４Ａを構成することで、ポンプの吸入工程においては、吸入通路４０４を通過し流量制御弁の内部に入った燃料が、吸入弁１１３とシート部４０５の間を通過し、吸入弁１１３の外周側及び吸入弁ストッパ４０２の外径に設けた燃料通路４４５の間を通り、ポンプボディ１０１及びシリンダの通路を通過し、加圧室へ燃料を流入させる。
また、ポンプの吐出工程においては、吸入弁１１３がシート部４０５と接触して燃料をシールすることで、燃料の入口側への逆流を防ぐ逆止弁の機能を果たす。

吸入弁１１３の軸方向の移動量Ｄ１は、吸入弁ストッパ４０２によって有限に規制されている。移動量が大きすぎると吸入弁１１３が閉じる時の応答遅れにより前記逆流量が多くなりポンプとしての性能が低下するためである。この移動量の規制は、吸入弁シート４０１、吸入弁１１３、吸入弁ストッパ４０２の軸方向の形状寸法及び、圧入位置で規定することが可能である。

吸入弁ストッパ４０２には、環状突起が設けられ、吸入弁１１３が開弁している状態において、吸入弁ストッパ４０２との接触面積を小さくしている。開弁状態から閉弁状態へ遷移時、吸入弁１１３が吸入弁ストッパ４０２から離れやすい様、すなわち閉弁応答性を向上させるためである。前記環状突起が無い場合、すなわち前記接触面積が大きい場合、吸入弁１１３と吸入弁ストッパ４０２が離間する際に、吸入弁１１３と吸入弁ストッパ４０２との間の圧力が低下し、吸入弁１１３の動きを妨げる方向にスクイーズ力が働き、吸入弁１１３が吸入弁ストッパ４０２から離れにくくなる。

吸入弁１１３、吸入弁シート４０１、吸入弁ストッパ４０２は、お互い作動時に衝突を繰返すため、高強度、高硬度で耐食性にも優れるマルテンサイト系ステンレスに熱処理を施した材料を使用するとよい。吸入弁ばね１１９及び吸入弁ホルダ４０３には耐食性を考慮しオーステナイト系ステンレス材を用いるとよい。

次にソレノイド機構部４Ｂについて述べる。ソレノイド機構部４Ｂは、可動部品であるロッド１１７、可動子４４２、固定部であるガイド部４１０、アウターコア４１１、固定コア４１２、そして、ロッド付勢ばね１２５、アンカー部付勢ばね１２６、カバー部４１５、ヨーク４２３、ソレノイド１０２からなる。

可動部品であるロッド１１７とアンカー部１１８は、別部材に構成している。ロッド１１７はガイド部４１０の内周側で軸方向に摺動自在に保持され、可動子４４２のアンカー摺動部４４１の内周側は、ロッド１１７の外周側で摺動自在に保持される。すなわち、ロッド１１７及びアンカー部１１８共に幾何学的に規制される範囲で軸方向に摺動可能に構成されている。アンカー摺動部４４１は、固定コア４１２側端面でロッド１１７のつば部４１７ａと接触するよう構成している。

アンカー部１１８は燃料中で軸方向に自在に滑らかに動くために、アンカー摺動部４４１に部品軸方向に貫通する貫通孔４５０を１つ以上有する。また、貫通孔４５０はロッド１１７の中心に設け、ガイド部４１０よりも吸入弁１１３側に吸入通路４０４と実質的に平行となるよう横溝の燃料通路を設けて、アンカー部１１８の固定コア４１２側の空間と吸入弁シート４０１の上流の空間４１３とを連通させるよう構成しても良い。

ガイド部４１０は、径方向には、ポンプボディ１０１の吸入弁１１３が挿入される穴の内周側に挿入され、軸方向には、吸入弁シート４０１の一端部に突き当てられ、ポンプボディ１０１に溶接固定されるアウターコア４１１とポンプボディ１０１との間に挟み込まれる形で配置される構成としている。ガイド部４１０にもアンカー部１１８と同様に軸方向に貫通する燃料通路４１４が設けられる。

アウターコア４１１は、ポンプボディ１０１と溶接される部位との反対側の形状を薄肉円筒形状としており、その内周側に固定コア４１２が挿入される形で溶接で接合して固定する。固定コア４１２の内周側にはロッド付勢ばね１２５が、細径部をガイドに配置され、ロッド１１７が吸入弁１１３と接触し、前記吸入弁１１３が吸入弁シート４０１から引き離す方向、すなわち吸入弁１１３の開弁方向に付勢力を与える。

アンカー部付勢ばね１２６は、ガイド部４１０の中心側に設けた円筒径の中央軸受部４５２に片端を挿入し同軸を保ちながら、アンカー部１１８にロッドつば部４１７ａ方向の付勢力を与える配置としている。アンカー部１１８の移動量Ｄ２は吸入弁１１３の移動量Ｄ１よりも大きく設定される。吸入弁１１３が開弁状態から閉弁する際にアンカー部１１８と固定コア４１２とが接触する前に、吸入弁１１３と吸入弁シート４０１とを接触させることによって、確実に吸入弁１１３を閉弁させられ、吸入弁１１３の閉弁時の応答性を確保できる。結果、吐出流量を確保できる。

また、アンカー部１１８の閉弁時の移動に伴う排除体積が、アンカー部１１８と固定コア４１２との間を流れることで、アンカー部１１８と固定コア４１２間の圧力が増加する。圧力が増加することで、アンカー部１１８には流体力、いわゆるスクイーズ力が作用して閉弁方向とは逆向きに押される。スクイーズ力は、一般的にアンカー部１１８と固定コア４１２とのギャップの３乗に比例するため、ギャップが小さいほどその影響が大きい。
吸入弁１１３の移動量Ｄ１よりもアンカー部１１８の移動量を大きくすることで、アンカー部に作用するスクイーズ力が増加する前に吸入弁１１３を閉弁させられるため、吸入弁１１３の応答性の低下によって生じる吐出流量の低下を抑制する効果がある。

ロッド１１７とガイド部４１０はお互い摺動し、また、ロッド１１７は吸入弁１１３と衝突を繰返すため、硬度と耐食性を考慮しマルテンサイト系ステンレスに熱処理を施したものを使用する。アンカー部１１８と固定コア４１２は磁気回路を形成するためフェライト系の磁性ステンレスを用い、ロッド付勢ばね１２５、アンカー部付勢ばね１２６には耐食性を考慮しオーステナイト系ステンレスを用いるとよい。

上記構成によれば、吸入弁部４Ａとソレノイド機構部４Ｂには、３つのばねが有機的に配置されて構成されている。吸入弁部４Ａに構成される吸入弁付勢ばね１１９と、ソレノイド機構部４Ｂに構成されるロッド付勢ばね１２５、アンカー部付勢ばね１２６がこれに相当する。本実施形態ではいずれのばねもコイルばねを使用しているが付勢力を得られる形態であればいかなるものでも構成可能である。

この３つのばね力の関係は、下記の式で構成する。
Ｆ１２５＞Ｆ１２６＋Ｆ１１９＋Ｆ１１３・・・（１）
ここで、Ｆ１２５はロッド付勢ばね１２５の力であり、Ｆ１２６はアンカー部付勢ばね１２６の力であり、Ｆ１１９は吸入弁付勢ばね１１９の力であり、Ｆ１１３は流体により吸入弁１１３が閉じようとする力である。

（１）式の関係により、ソレノイド１０２への無通電時には、各ばね力により、ロッド１１７は吸入弁１１３をシート部４０５から引き離す方向、すなわち弁が開弁する方向に力ｆ１として作用する。（１）式より、弁が開弁する方向の力ｆ１は下記の（２）式で表現される。
ｆ１＝Ｆ１２５−（Ｆ１２６＋Ｆ１１９＋Ｆ１１３）・・・（２）
ここで、Ｆ１１３はポンプ流量に応じて変わる力である。容量が大きいポンプでは流体力が大きいため、ロッド付勢ばね１２５力も大きくなる。

次に、ソレノイド機構部４Ｂのソレノイド１０２周辺のソレノイド部構成について述べる。ソレノイド部は、カバー部４１５、ヨーク４２３、ソレノイド１０２、ボビン４５３、端子４５４、コネクタ４５５から成る。ボビン４５３に銅線が複数回巻かれたソレノイド１０２が、カバー部４１５とヨーク４２３により取り囲まれる形で配置され、樹脂部材であるコネクタと一体にモールドされ固定される。二つの端子４５４のそれぞれの片端はソレノイド１０２の銅線の両端にそれぞれ通電可能に接続される。端子４５４も同様にコネクタ４５５と一体にモールドされ残りの片端がエンジン制御ユニット側と接続可能な構
成としている。

固定コア４１２外径の径方向のソレノイド１０２側には、シールリング４１８が設けられている。シールリング４１８は固定コア４１２の外径部４１７とアウターコア４１１の外径部４２０に圧入で接合して固定され、圧入固定部近傍を溶接して燃料をシールしている。シールリング４１８は固定コア４１２の吸引面４２１と径方向に対向する外径側に設けられている。また、ヨーク４２３の細径部４４０が、アウターコア４１１に圧入され固定される。その時、カバー部４１５の内径側は、固定コア４１２と接触もしくは僅かなクリアランスで近接する構成となる。

カバー部４１５、ヨーク４２３共に、磁気回路を構成するために、また耐食性を考慮し磁性ステンレス材料とし、ボビン４５３、コネクタ４５５は強度特性、耐熱特性を考慮し、高強度耐熱樹脂を用いる。ソレノイド１０２は銅、端子４５４には真鍮に金属めっきを施した物を使用する。

上述の様にソレノイド機構部４Ｂを構成することで、図４の破線４２２に示す様に、アンカー部１１８、固定コア４１２、カバー部４１５、ヨーク４２３、アウターコア４１１で磁気回路を形成し、ソレノイド１０２に電流を供給すると、固定コア４１２、アンカー部１１８間に磁気吸引力が発生し、アンカー部１１８を固定コア４１２側に引き寄せる力が発生する。

シールリング４１８の材質はオーステナイト系ステンレス鋼を用いるよう構成することで、磁束が固定コア４１２とアンカー部１１８との間を通過し易くなり、磁気吸引力を向上できる。また、シールリング４１８をアウターコア４１１と一体成形する場合には、吸引面４２１の径方向の外径に位置する箇所を極力薄肉にすることで、アウターコア４１１側を流れる磁束を低減できる。結果、固定コア４１２とアンカー部１１８との間を通過する磁束が増加し、磁気吸引力を向上できる。

上記の磁気吸引力が前記（２）式の弁が開弁する方向の力ｆ１を上回った時に、可動部品であるアンカー部１１８がロッド１１７と共に固定コア４１２に引き寄せられ、アンカー部１１８が固定コア４１２と接触するまでアンカー部１１８は運動を継続する。

本発明の実施形態に係る高圧燃料供給ポンプの上記構成によれば、ポンプ作動における吸入、戻し、吐出の各工程において、以下のように作動する。

最初に吸入工程について説明する。吸入工程では、図３のカム３０９の回転により、プランジャ１０８がカム３０９に向かう方向に移動（プランジャ１０８が下降）する。つまりプランジャ１０８位置が上死点から下死点に移動している。吸入工程状態にある時は、例えば図１、２、３を参照しながら説明すると、加圧室１１４の容積は増加し加圧室１１４内の燃料圧力が低下する。この工程で加圧室１１４内の燃料圧力が吸入通路１０５（図１）の圧力よりも低くなると、吸入弁１１３が開弁し、燃料がポンプボディ１０１に設けられた連通穴２０５と、溝２０６（シリンダ外周通路）を通過し、加圧室１１４に流入する。

吸入工程における流量制御弁１０６側の各部位置関係を、図４を用いて説明する。この状態では、ソレノイド１０２は無通電状態であり磁気吸引力は作用していない。よって、ロッド１１７は、ロッド付勢ばね１２５の付勢力を受けて、図右方法へ付勢される。吸入弁１１３は前後差圧とロッド１１７の付勢力により、図右方向へ付勢され、吸入弁ストッパ４０２と接触する位置まで開弁している。

このとき、アンカー部１１８はロッド１１７に係合して同じく図右方向へ移動するが、移動距離を規制する部位（ガイド部４５２の端面部４５２ａ）まではクリアランスがあるため、若干オーバーシュートすることが可能であるが、アンカー部付勢ばね１２６の付勢力により、ロッド１１７と係合する位置まで戻される。図４では、オーバーシュートする直前の状態を示す。

次に戻し工程について説明する。戻し工程では、図３のカム３０９の回転により、プランジャ１０８が上昇方向に移動する。つまりプランジャ１０８位置が下死点から上死点に向かって移動する。このとき加圧室１１４の容積は、プランジャ１０８における吸入後の圧縮運動に伴い減少するが、この状態では、一度、加圧室１１４に吸入された燃料が、再び開弁状態の吸入弁１１３を通して吸入通路４０４へと戻されるので、加圧室１１４の圧力が上昇することは無い。この工程を戻し工程と称する。

次に、この状態から、エンジンコントロールユニット１２３からの制御信号が流量制御弁１０６に印加されると、戻し工程から吐出工程に移行する。制御信号が流量制御弁１０６に印加されると、磁気回路内に磁束が発生し、アンカー部１１８に磁気吸引力が生じる。磁気吸引力作用時における流量制御弁１０６側の各部位置関係が図５に示されているので図５を参照しながら説明する。

この状態では、ソレノイド１０２に電流が与えられ、固定コア４１２、アンカー部１１８間を磁束が通過して、アンカー部１１８に磁気吸引力が発生し、アンカー部１１８は固定コア４１２側に引き寄せられている。ロッド１１７はロッドつば部４１７ａでアンカー部１１８と係合しており、アンカー部１１８と共に図左方向へ付勢されている。吸入弁１１３はロッド１１７による開弁付勢力が働かないため、吸入弁付勢ばね１１９による付勢力と燃料が吸入通路４０４に流れ込むことによる流体力により閉弁する。閉弁後、加圧室１１４の燃料圧力はプランジャ１０８の上昇運動と共に上昇し、吐出弁機構１１５の燃料吐出口の圧力以上になると、吐出弁機構１１５を介して燃料の高圧吐出が行われ、コモンレール１２１へと供給される。この工程を吐出工程と称する。

プランジャ１０８の圧縮工程（下始点から上始点までの間の上昇工程）は、戻し工程と吐出工程からなる。そして、流量制御弁１０６のソレノイド１０２への通電タイミングを制御することで、吐出される高圧燃料の量を制御できる。ソレノイド１０２へ通電するタイミングを早くすれば、圧縮工程中の、戻し工程の割合が小さく、吐出工程の割合が大きい。すなわち、吸入通路４０４に戻される燃料が少なく、高圧吐出される燃料は多くなる。一方、通電するタイミングを遅くすれば圧縮工程中の、戻し工程の割合が大きく吐出工程の割合が小さい。すなわち、吸入通路４０４に戻される燃料が多く、高圧吐出される燃料は少なくなる。ソレノイド１０２への通電タイミングは、エンジンコントロールユニット１２３からの指令によって制御することで、高圧吐出される燃料の量を内燃機関が必要とする量に制御できる。

圧縮工程の開始後、あるタイミングでソレノイド１０２への通電を解除する。そうすると、アンカー部１１８に作用していた磁気吸引力が消滅し、ロッド１１７はロッド付勢ばね１２５の力により開弁方向（図右方向）へ移動し、吸入弁１１３に衝突する。このとき、アンカー部１１８もロッド１１７と共に開弁方向へ移動するが、ロッド１１７が衝突停止するのに対して、アンカー部１１８は慣性力によりオーバーシュートする。オーバーシュート量は設計パラメータや運転状態によって異なる。例えば、吸入弁１１３が開弁位置にあるときに衝突する場合は、吸入弁１１３が閉弁位置にある場合と比べて加速距離が長いため、衝突速度が速く、オーバーシュート量が大きい。これにより、オーバーシュートから復帰するタイミングも異なる。

図６のタイミングチャートには、上から順にａ）プランジャ１０８の位置、ｂ）ソレノイド１０２の電流（駆動電流）、ｃ）吸入弁１１３の位置、ｄ）ロッド１１７の位置、ｅ）アンカー部１１８の位置、ｆ）加圧室１１４内圧力、ｇ）ソレノイド部振動を示している。また横軸には時間ｔを示している。

図６の、ａ）プランジャ１０８の位置によれば、吸入工程はプランジャ１０８の位置が上死点から下死点に至る期間であり、戻し工程と吐出工程の期間がプランジャ１０８の位置が下死点から上死点に至る期間である。またｂ）ソレノイド１０２の電流によれば、ソレノイド１０２に吸引電流を流し、アンカー部１１８およびロッド１１７を吸引する。さらに、ｃ）吸入弁１１３の位置、ｄ）ロッド１１７の位置、ｅ）アンカー部１１８の位置は、ｂ）ソレノイド１０２への電流供給による磁気吸引力の発生に対応してそれぞれの位置が変化する。

以下、各工程での各部動作とその時の各物理量との関係について、説明する。まず、吸入工程について、時刻ｔ０においてプランジャ１０８が上死点から下降を始めると、ｆ）加圧室内の圧力が例えば３０ＭＰａレベルの高圧の状態から低下する。加圧室内の圧力が吸入弁シート４０１の上流の空間４１３の圧力（略 吸入ポート１０７と同等）より低くなり、吸入弁１１３に作用する差圧力が吸入弁付勢ばね１１９の付勢力より大きくなると、吸入弁１１３は開弁運動を開始する。このとき、アンカー部１１８は、ソレノイド１０２の電流を通電終了して間が短いため、吸入弁１１３より遅れて移動する。吸入弁１１３が開弁することで、吸入弁シート４０１の通路４６０から吸入弁シート４０１内径側に流入した燃料が、加圧室１１４内に吸入され始める。

アンカー部１１８はロッド１１７に係合し、一緒に開弁方向へ移動する。図６の時刻ｔ２において、ロッド１１７は吸入弁１１３に衝突すると停止するが、アンカー部１１８は慣性力によりそのまま運動しつづける。その後、アンカー部付勢ばね１２６がアンカー部１１８をロッド１１７に係合するところまで押し戻す。このオーバーシュート動作を図６のＯＡに示す。

吐出工程に移行する際には、アンカー部１１８がオーバーシュートしている最中に、磁気吸引力が発生するようにソレノイド１０２電流を通電する。例えば、本実施形態では時刻ｔ３で通電開始する。

すなわち、可動子４４２（アンカー部１１８）が開弁方向に移動開始した後、ソレノイド１０２に通電していないときの可動子４４２の位置を示す可動子開位置Ｘｏ４４２（図４）を過ぎてから可動子開位置Ｘｏ４４２に戻るまでの間に、最大電流（吸引電流）の通電が開始される。

例えば、可動子４４２（アンカー部１１８）がオーバーシュートの折り返し位置に到達するタイミングから可動子開位置Ｘｏ４４２に戻るまでの間に、最大電流（吸引電流）の通電を開始すると、可動子４４２の衝撃力を大きくすることができる。

一方、可動子４４２（アンカー部１１８）が可動子開位置Ｘｏ４４２に到達するタイミングからオーバーシュートの折り返し位置に到達するタイミングまでの間に最大電流（吸引電流）の通電を開始すると、オーバーシュート量（距離）を抑制することができる。

こうすることにより、磁気吸引力が発生している最中に、オーバーシュートしたアンカー部１１８がロッド１１７の係合部に衝突し、その衝突力を利用して、アンカー部１１８を短い時間で吸引することができる。

ロッド１１７とアンカー部１１８の再接触の時刻がｔ６で示されている。ロッド１１７が閉弁方向へ移動して、吸入弁１１３との係合が解除されると、吸入弁１１３は閉弁可能となる。アンカー部１１８が固定コア４１２に接触した時刻ｔ７後は、接触することにより、アンカー部１１８と固定コア４１２間の磁気抵抗が小さいために、十分な磁気吸引力が発生しており、接触を保持するためだけの小さな電流値（保持電流）とすることができる。

本実施形態では、ポンプの最大吐出量を得る条件を示しており、プランジャ１０８が下死点近傍にある状態で、吸入弁１１３が閉弁する例を示す。

ソレノイド１０２の電流は、アンカー吸引前は高めの電流（吸引電流）を流し、吸引後は低めの電流（保持電流）を流す。すなわち、保持電流は吸引電流よりも電流値が小さい。

図６において、移動した吸入弁１１３は、吸入弁シート４０１に衝突し停止することで、閉弁状態となる。閉弁すると、加圧室１１４の燃料圧力はプランジャ１０８の上昇運動と共に上昇し、吐出弁機構１１５の燃料吐出口の圧力以上になると、吐出弁機構１１５を介して燃料の高圧吐出が行われ、コモンレール１２１へと供給される。燃料圧送はプランジャ１０８が上死点に到達するまで行われる。この間、ソレノイド１０２には保持電流が流れていてもよい。

燃料圧送はプランジャ１０８が上死点に到達すると、再度、吸入工程に移行する。吸入工程開始後は前述の動作を繰り返す。本実施形態では、ソレノイド１０２の電流（保持電流）は上死点をまたいで通電している。ソレノイド１０２の電流を遮断するタイミングは、オーバーシュートするタイミングに基づいて決める。

すなわち、ソレノイド１０２の電流を遮断してから、アンカー部１１８がオーバーシュートから復帰するまでの遅れ時間をＴｅとすると、吸入弁１１３を閉弁させたいタイミングよりも遅れ時間Ｔｅだけ前倒しで遮断することとなる。このようにして、所望のタイミングでアンカーを吸引するときに、オーバーシュートの勢いを利用することができる。

本発明の実施形態による駆動方法を実践した場合、例えばｇ）ソレノイド部振動に示すような振動波形を計測することができる。まず、時刻ｔ２において、ロッド１１７が吸入弁１１３に衝突するときの振動が現れる。この振動は比較的小さい場合が多い。続いて、時刻ｔ７においてアンカー部１１８が固定コア４１２に衝突する振動が現れる。

以上説明したように、本実施形態によれば、高圧燃料ポンプの高圧化、あるいは大容量化を図った場合においても吸入弁の閉弁の応答性を維持し、吐出効率を確保することができる。特に、アンカー部１１８がオーバーシュートしている間にソレノイド１０２への通電を開始することにより、オーバーシュートしたアンカー部１１８がロッド１１７のつば部４１７ａに衝突し、その衝突力を利用して、アンカー部１１８を短い時間で吸引することができる。

（第２の実施形態）
図７を用いて、本発明の第２の実施形態に係る高圧燃料ポンプの運転状態の説明をする。図６はポンプ吐出量が多い場合の実施形態なのに対して、図７は吐出量が少ない場合の実施形態である。この場合、吸入弁１１３を閉弁させるタイミングはプランジャ１０８が上死点近傍に到達するタイミングとなる。

まず、吸入工程では図６の実施形態と同様に、加圧室内の圧力が吸入弁シート４０１の上流の空間４１３の圧力（略 吸入ポート１０７と同等）より低くなり、吸入弁１１３に作用する差圧力が吸入弁付勢ばね１１９の付勢力より大きくなると、吸入弁１１３は開弁運動を開始する。図７の例では、前の加圧工程（吐出工程）からソレノイド１０２の電流を通電継続している。これにより、アンカー部１１８およびロッド１１７を閉弁位置に保持する。吸入弁１１３が開弁することで、吸入弁シート４０１の通路４６０から吸入弁シート４０１内径側に流入した燃料が、加圧室１１４内に吸入され始める。

続いて、プランジャ１０８が下死点を通過して上昇すると、ポンプは戻し行程に入る。このとき、吸入弁１１３は前記弁が開弁する方向の力ｆ１で開弁状態に停止したままであり、吸入弁１１３を通過する流体の方向が逆転する。すなわち吸入工程では、燃料が吸入弁シート４０１の通路から加圧室１１４に流入していたのに対し、上昇工程（戻し工程）となった時点で、加圧室１１４から吸入弁シート４０１の通路の方向に戻される。この工程が戻し工程である。

戻し工程において、エンジン高回転時すなわちプランジャ１０８の上昇速度が大きい条件において、戻される流体による吸入弁１１３の閉弁力が増大し、前記弁が開弁する方向の力ｆ１が小さくなる。この条件において、各ばね力の設定力を誤り、弁が開弁する方向の力ｆ１が負の値になった場合、吸入弁１１３は意図せず閉弁してしまう。所望の吐出流量よりも大きな流量が吐出されてしまうため、燃料配管内の圧力が所望の圧力以上に上昇し、エンジンの燃焼制御に悪影響を及ぼすことになる。そのため、プランジャ１０８の上昇速度が最も大きい条件で、前記弁が開弁する方向の力ｆ１が正の値を保つように各ばね力を設定する必要がある。

具体的には、ロッド付勢ばね１２５を強化するか、アンカー部付勢ばね１２６または吸入弁付勢ばね１１９を弱化させる。いずれの場合も、アンカー部１１８を固定コア４１２側へ吸引するのに要する力が増える。そのため、対策を講じなければ、アンカー部１１８の吸引応答時間が長くなるため、規定時間内に吸引動作ができない、吸引電流を増やさなければならない、通電時間を増やさなければならない、等、はねかえりが生じる場合がある。

あるタイミングでソレノイド１０２の電流を通電終了すると、遅れ時間Ｔｄ後にアンカー部１１８およびロッド１１７は開弁位置まで移動し、ロッド１１７は吸入弁１１３に衝突して停止する。一方で、アンカー部１１８は慣性力があるためオーバーシュートし、やがてアンカー部付勢ばね１２６の力で戻ってくる。アンカー部１１８がオーバーシュートしているあるタイミングでｂ）ソレノイド１０２の電流を通電すると、初期速度を持った状態でアンカー部１１８がロッド１１７の係合部に衝突し、これによりロッド１１７を閉弁方向に駆動させることができる。

ロッド１１７の係合が解除されると、吸入弁１１３は閉弁し、加圧室１１４の圧力が上昇し、燃料の圧送が開始する。すなわち、吐出工程となる。本実施形態では吐出流量が少ない運転状態を示しているため、加圧室１１４の圧力が上昇してから、プランジャ１０８が上死点を迎えるまでの期間が短く示されている。

この実施形態でも、先の実施形態と同じく、アンカー部１１８がオーバーシュートし、戻ってくる助走距離の勢いを有してロッド１１７の係合部に衝突させている。こうすることにより、勢いが無い場合と比べて、ロッド１１７を駆動する力が強くなり、ロッド１１７をより短い時間で駆動することができる。したがって、高圧燃料ポンプの高圧化、あるいは大容量化を図るために、開弁する方向の力ｆ１を増強した場合においても吸入弁１１３の閉弁の応答性を維持し、駆動電流の抑制が可能となる。

所望の流量を出すために吸入弁１１３を閉弁させたい時刻をｔ７として、駆動電流を停止してからアンカー部１１８がオーバーシュートし、再度、吸入弁１１３の係合部に衝突するまでの遅れ時間をＴｅとすると、ソレノイド通電を停止する時刻はｔ７−Ｔｅと演算できる。オーバーシュート量が大きすぎて、吸入弁１１３を閉弁させたい時刻までに戻れない場合は、アンカー部１１８の質量、移動距離、ロッド付勢ばね１２５とアンカー部付ばね１２６のばね力等を調整して、現実的な遅れ時間Ｔｅを得るように設計すればよい。

また、通電開始タイミング（時刻ｔ３）の目安として、駆動電流を停止してからアンカー部１１８がオーバーシュート開始するまでの遅れ時間Ｔｄがある。遅れ時間Ｔｄも稼動部（アンカー部１１８、ロッド１１７）の質量、移動距離、ばね荷重によって調整可能な時間であるため、これらを適宜選択することによって本発明を適用できるための設計が可能である。

本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、ロッド１１７が吸入弁１１３に衝突する時（時刻ｔ２）やアンカー部１１８が固定コア４１２に衝突する時（時刻ｔ７）などにソレノイドを起点とした振動が発生する。

環境負荷低減の観点から、バイオ燃料に代表されるエタノール混合ガソリンの普及が拡大している。エタノール混合ガソリンでは、エタノールが含まれないガソリンに比べてエネルギー密度が低いため、同じ出力を得ようとした場合、燃料噴射装置１２２で噴射する必要がある燃料量が増加する。吸入弁１１３に作用する流体による閉弁力は、吸入弁シート４０１を流れる燃料の流速が早くなるほど大きくなるため、燃料噴射装置１２２で噴射する燃料が増加すると、閉弁力が増加する。

すなわち、吸入弁１１３が開弁する方向の力ｆ１が正の値を保つように各ばね力を設定する必要がある。本実施形態を適用すれば、増大したｆ１に対して、磁気吸引力特性を大幅に増大させずに、ソレノイド弁の閉弁操作を行うことが可能となる。その結果、振動・騒音を比較的小さく押さえることができる。また、吸引電流の低減や通電時間の短縮が可能となり、消費電力及び発熱量の低減が可能となる。

さらに、本発明の実施形態によれば、キャビテーション壊食に対する利点もある。時刻ｔ２において、アンカー部１１８およびロッド１１７が開弁方向へ移動する際に、ソレノイド内部の押しのけられた燃料流れが生じる。もし、ロッド１１７及びアンカー部１１８が急停止すると、それまで流れていた燃料が突然停止させられることによる水撃が発生し、ソレノイド内部にキャビテーションが発生する。本発明の実施形態に示すように、アンカー部１１８を急停止させずに、緩やかにオーバーシュートさせれば、上記のような水撃は発生せずに、キャビテーション壊食に対しても利点がある。

上記第１及び第２の実施形態で説明したように、高圧燃料ポンプは、図５に示すように、吸入弁１１３を開弁方向に付勢するロッド１１７と、ロッド１１７を閉弁方向に駆動する可動子４４２と、可動子４４２を閉弁方向に移動させる磁気吸引力を発生させるソレノイド１０２と、を備える。ここで、可動子４４２は、ロッド１１７とは別体で構成される。

そして、吸入弁１１３が吸入弁閉位置Ｘｃ１１３から開弁方向に移動を開始した後に、ロッド１１３が吸入弁閉位置Ｘｃ１１３に到達し、さらに開弁方向に移動する。すなわち、高圧燃料ポンプを制御する制御装置は、吸入弁１１３が吸入弁閉位置Ｘｃ１１３から開弁方向に移動を開始した後に、ロッド１１７が吸入弁閉位置Ｘｃ１１３に到達し、さらに開弁方向に移動するようにソレノイド１０２に流す駆動電流を制御する。

これにより、可動子４４２（アンカー部１１８）の移動量Ｄ２を吸入弁１１３の移動量Ｄ１よりも大きくすることができる。その結果、可動子４４２（アンカー部１１８）がロッド１１７のつば部４１７ａに衝突する時の衝撃力を大きくすることができる。

詳細には、ロッド１１７のロッド閉位置Ｘｃ１１７から吸入弁閉位置Ｘｃ１１３までの移動距離をロッド移動距離ＤＬ（＝Ｄ２−Ｄ１）とした場合に、吸入弁１１３が吸入弁閉位置Ｘｃ１１３から開弁方向に移動を開始した後に、可動子４４２が可動子閉位置Ｘｃ４４２からロッド移動距離ＤＬの移動を完了し、さらに開弁方向に移動する。これにより、可動子４４２（アンカー部１１８）の移動量Ｄ２を吸入弁１１３の移動量Ｄ１よりも大きくすることができる。

また、実用的には、ソレノイド１０２に対して第１の電流としての最大電流（吸引電流）が流れた後に最大電流よりも低い第２の電流としての中間電流（保持電流）が流れることで可動子４４２が閉弁方向に移動し、中間電流は吸入弁１１３が吸入弁閉位置Ｘｃ１１３から開弁方向に移動を開始した後（ｔ１の後、図７）に遮断されることが望ましい。これにより、可動子４４２を開弁方向にすばやく移動することができる。

電流値を吸引電流から保持電流に切り替えるタイミングは、可動子４４２の移動完了後が望ましいが、少なくとも可動子４４２が移動開始後であれば機能的に実現可能である。

また、実施形態の一つとして、高圧燃料ポンプを制御する制御装置により、ソレノイド１０２に対して最大電流（吸引電流）が流れた後に前記最大電流よりも低い中間電流が流れることで可動子４４２が閉弁方向に移動し、中間電流は加圧室を加圧するプランジャが上死点に達した後（ｔ１０、図６）に遮断されることが望ましい。

これにより、可動子４４２（アンカー部１１８）が可動子閉位置Ｘｃ４４２に移動するタイミングが後ろ倒しになり、次のサイクルの吸引電流を通電するタイミングでプリストローク効果を利用できる。プリストローク効果とは、可動子４４２（アンカー部１１８）の停止時に設定されているストローク分を確保することで、吸引電流の通電後に確実に可動子４４２（アンカー部１１８）を固定コア４１２に移動させ、閉弁可能とする効果を示す。なお、プランジャ１０８は、カム３０９により往復運動することで加圧室１１４を加圧する。

もし、中間電流を遮断した後から、可動子４４２が閉弁位置に戻るまでの時間が長い場合は、中間電流の遮断タイミングを、プランジャが上死点に達する前に前倒ししてもよい。

さらに、中間電流は、プランジャが上死点に達した後に上死点よりも下死点に近づいた後（ｔ１０、図７）に遮断されることが望ましい。これにより、プリストローク効果が大きくなる。

また、ソレノイド１０２に対して最大電流を流した後に最大電流よりも低い中間電流を流すことで可動子４４２を閉弁方向に移動させ、中間電流を吸入弁１１３が閉弁位置から開弁位置に移動開始した後（ｔ１の後、図７）に遮断することが望ましい。

別の観点でいえば、本実施形態の高圧燃料ポンプを制御する制御装置はソレノイド１０２に対して最大電流を流した後に最大電流よりも低い中間電流を流すことで可動子４４２を閉弁方向に移動させ、中間電流を前記プランジャが上死点に達した後に遮断することが望ましい。これにより、前述したように、プリストローク効果が得られる。

（変形例）
本発明は、内燃機関の運転状態に応じて適用してもよい。例えば、エンジン回転数が高い場合は、ポンプも高速に動作する必要があり、そのような運転条件においてのみに本発明の制御方法を適用することは有効である。

図６、図７の実施形態においては、遅れ時間Ｔｅが比較的短い事例を示しため、ソレノイド電流は吐出工程が終了して吸入工程に至るまで通電を続けていたが、遅れ時間Ｔｅが長い場合は、吐出工程終了前に通電停止することで本発明を適用できる。すなわち、アンカー部１１８のオーバーシュートから復帰するタイミングで、次のサイクルの吸入弁閉弁タイミングが来るように駆動することで、本発明の効果を得ることができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD（Solid State Drive）等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。

１２…燃料吐出口
１０１…ポンプボディ
１０２…ソレノイド
１０３…低圧燃料吸入口
１０４…圧力脈動低減機構
１０６…流量制御弁
１０８…プランジャ
１１３…吸入弁
１１４…加圧室
１１５…吐出弁機構
１１７…ロッド（ロッド部）
１１８…アンカー部
１１９…吸入弁ばね
１２２…燃料噴射装置（インジェクタ）
１２３…エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
１２５…ロッド付勢ばね
１２６…アンカー部付勢ばね
２０１…シリンダ
３１３…シールホルダ
３１４…プランジャシール
４０１…吸入弁シート
４０５…シート部
４１１…アウターコア
４１２…固定コア
４１５…カバー部
４１８…シールリング
４２３…ヨーク
４４１…アンカー摺動部（摺動部）
４４２…可動子

Claims (11)

1. 吸入弁を開弁方向に付勢するロッドと、前記ロッドを閉弁方向に駆動する可動子と、前記可動子を閉弁方向に移動させる磁気吸引力を発生させるソレノイドと、を備え、前記ロッドと前記可動子が軸方向に相対移動可能に構成された高圧燃料ポンプにおいて、
   前記吸入弁が吸入弁閉位置から前記開弁方向に移動を開始した後に、前記ロッドが前記吸入弁閉位置に到達し、さらに前記開弁方向に移動し、
   前記可動子が開弁方向に移動開始した後、前記ソレノイドに通電していないときの可動子の位置を示す可動子開位置を過ぎてから前記可動子開位置に戻るまでの間に、前記ソレノイドに対して吸引電流の通電が開始されることを特徴とする高圧燃料ポンプ。
2. 請求項１に記載の高圧燃料ポンプにおいて、
   前記ロッドのロッド閉位置から前記吸入弁閉位置までの移動距離をロッド移動距離とした場合に、
   前記吸入弁が前記吸入弁閉位置から前記開弁方向に移動を開始した後に、前記可動子が可動子閉位置から前記ロッド移動距離の移動を完了し、さらに前記開弁方向に移動することを特徴とする高圧燃料ポンプ。
3. 請求項１に記載の高圧燃料ポンプにおいて、
   前記ソレノイドに対して前記吸引電流を形成する最大電流が流れた後に前記最大電流よりも低い中間電流が流れることで前記可動子が前記閉弁方向に移動し、前記中間電流は前記吸入弁が前記吸入弁閉位置から前記開弁方向に移動を開始した後に遮断されることを特徴とする高圧燃料ポンプ。
4. 請求項１に記載の高圧燃料ポンプにおいて、
   前記ソレノイドに対して前記吸引電流を形成する最大電流が流れた後に前記最大電流よりも低い中間電流が流れることで前記可動子が前記閉弁方向に移動し、前記中間電流は加圧室を加圧するプランジャが上死点に達した後に遮断されることを特徴とする高圧燃料ポンプ。
5. 請求項１に記載の高圧燃料ポンプにおいて、
   前記ソレノイドに対して前記吸引電流を形成する最大電流が流れた後に前記最大電流よりも低い中間電流が流れることで前記可動子が前記閉弁方向に移動し、前記中間電流は加圧室を加圧するプランジャが上死点に達する前に遮断されることを特徴とする高圧燃料ポンプ。
6. 吸入弁を開弁方向に付勢するロッドと、前記ロッドとは別体で構成される可動子と、前記可動子を閉弁方向に移動させる磁気吸引力を発生させるソレノイドと、を備え、前記ロッドと前記可動子が軸方向に相対移動可能に構成された高圧燃料ポンプにおいて、
   前記ソレノイドに対して最大電流が流れた後に前記最大電流よりも低い中間電流が流れることで前記可動子が前記閉弁方向に移動し、前記中間電流は前記吸入弁が吸入弁閉位置から開弁位置に移動開始した後に遮断され、
   前記可動子が開弁方向に移動開始した後、前記ソレノイドに通電していないときの可動子の位置を示す可動子開位置を過ぎてから前記可動子開位置に戻るまでの間に、前記最大電流の通電が開始されることを特徴とする高圧燃料ポンプ。
7. カムにより往復運動することで加圧室を加圧するプランジャと、吸入弁を開弁方向に付勢するロッドと、前記ロッドとは別体で構成される可動子と、前記可動子を閉弁方向に移動させる磁気吸引力を発生させるソレノイドと、を備え、前記ロッドと前記可動子が軸方向に相対移動可能に構成された高圧燃料ポンプにおいて、
   前記ソレノイドに対して最大電流が流れた後に前記最大電流よりも低い中間電流が流れることで前記可動子が前記閉弁方向に移動し、前記中間電流は前記プランジャが上死点に達した後に遮断され、
   前記可動子が開弁方向に移動開始した後、前記ソレノイドに通電していないときの可動子の位置を示す可動子開位置を過ぎてから前記可動子開位置に戻るまでの間に、前記最大電流の通電が開始されることを特徴とする高圧燃料ポンプ。
8. 請求項６又は７に記載の高圧燃料ポンプにおいて、
   前記中間電流は、加圧室を加圧するプランジャが上死点に達した後に上死点よりも下死点に近づいた後に遮断されることを特徴とする高圧燃料ポンプ。
9. 吸入弁を開弁方向に付勢するロッドと、前記ロッドを閉弁方向に駆動する可動子と、前記可動子を閉弁方向に移動させる磁気吸引力を発生させるソレノイドと、を備え、前記ロッドと前記可動子が軸方向に相対移動可能に構成された高圧燃料ポンプを制御する制御装置において、
   前記吸入弁が吸入弁閉位置から前記開弁方向に移動を開始した後に、前記ロッドが前記吸入弁閉位置に到達し、さらに前記開弁方向に移動し、
   前記可動子が開弁方向に移動開始した後、前記ソレノイドに通電していないときの可動子の位置を示す可動子開位置を過ぎてから前記可動子開位置に戻るまでの間に、前記ソレノイドに対して吸引電流の通電が開始されるように、前記ソレノイドに流す駆動電流を制御することを特徴とする制御装置。
10. 請求項９に記載の制御装置において、
    前記ソレノイドに対して前記吸引電流を形成する最大電流を流した後に前記最大電流よりも低い中間電流を流すことで前記可動子を前記閉弁方向に移動させ、前記中間電流を前記吸入弁が閉弁位置から開弁位置に移動開始した後に遮断することを特徴とする制御装置。
11. 請求項９に記載の制御装置において、
    前記ソレノイドに対して前記吸引電流を形成する最大電流を流した後に前記最大電流よりも低い中間電流を流すことで前記可動子を前記閉弁方向に移動させ、前記中間電流を加圧室を加圧するプランジャが上死点に達した後に遮断することを特徴とする制御装置。

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