JPH10274075A

JPH10274075A - カム駆動式燃料ポンプ付き筒内噴射内燃機関及び平行配置式燃料供給系付き筒内噴射内燃機関

Info

Publication number: JPH10274075A
Application number: JP9078383A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Azuma; 博文東; Akihito Miyamoto; 彰仁宮本; Kazuhiro Geshi; 和弘下司; Hirohiko Iwamoto; 裕彦岩本
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1997-03-28
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】カム駆動式燃料ポンプ付き筒内噴射内燃機関
及びカム駆動式燃料ポンプ付き筒内噴射内燃機関に関
し、カム駆動式燃料ポンプにより生じる吐出脈動によっ
て各気筒間で燃料量が異ならないようにする。【解決手段】筒内噴射内燃機関において、高圧燃料ポ
ンプ２５が、ポンプハウジング５２内を摺動自在に設け
られたプランジャ５３をカム駆動により往復駆動させて
燃料の吸入・吐出を行なうカム駆動式燃料ポンプにより
構成され、第１吐出時期で燃料を吐出する第１吐出部２
５Ｌと、第１吐出時期とは所要の位相差Θの第２吐出時
期で燃料を吐出する第２吐出部２５Ｒとをそなえ、燃料
噴射弁が、高圧ポンプ下流で分岐して第１吐出時期で燃
料供給される第１噴射弁群及び第２吐出時期で燃料供給
される第２噴射弁群とから構成され、カム部５８のカム
山数Ｙが、ポンプ減速比Ｊ，機関の気筒数Ｋに関して、
Ｙ×Ｊ＝Ｋ／４を満たし、位相差Θ（°）が、Θ／Ｊ＝
７２０／Ｋを満たすように設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧で燃料噴射を
行なう、カム駆動式ポンプ付き筒内噴射内燃機関及び平
行配置式燃料供給系付き筒内噴射内燃機関に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、燃料噴射弁によって燃料供給を行
なう内燃機関（以下、エンジンという）が増加している
が、さらには、各気筒の燃焼室内に燃料噴射弁を直接臨
ませて燃焼室内に燃料を高圧噴射する筒内噴射内燃機関
（以下、筒内噴射式エンジンという）も開発され実用化
されている。

【０００３】この筒内噴射式エンジンは、燃料噴射のタ
イミングが吸気行程に限定される吸気ポート噴射とは異
なり、燃料噴射を自由なタイミングで行なえる。そこ
で、例えばエンジンの圧縮行程において燃料噴射を行な
って、燃料をシリンダ内全体に混合させるのではなく、
燃料を点火プラグ近傍に偏在させ、部分的にはリッチに
しながらシリンダ内全体として極めて空燃比の大きな燃
焼運転（超リーンバーン運転又はパーシャルリーン燃焼
運転）を行なうことができ、燃費の大幅な向上を図りつ
つ、安定した燃焼を行なうことができる。

【０００４】一方、大きなエンジン出力を得るには、シ
リンダ内の容積全体を有効利用してシリンダ内全体が最
適な空燃比（ストイキオ又はエンリッチ状態）となるよ
うにした上で着火・燃焼を行なうことが必要になる。こ
のように、着火前に燃料と空気とを十分に混合させる
（いわゆる、予混合）には、着火までに予混合しうる時
間的余裕のある吸気行程を中心としたタイミングで燃料
噴射を行なうことが必要となる。

【０００５】このため、エンジンのアイドル運転時や低
負荷時等（一般には、エンジンの低速回転時）にはエン
ジンの出力はそれほど必要とされないため、パーシャル
リーン燃焼運転を行なって燃費を向上させ、エンジン負
荷が大きくなると（一般には、エンジンの高回転時）、
吸気行程を中心とした燃料噴射により燃料をシリンダ内
全体に混合させてから着火する予混合燃焼運転を行なっ
て、要求されるエンジン出力を得られるようにすること
ができる。

【０００６】なお、この吸気行程噴射による予混合燃焼
運転にも、空燃比をストイキオよりも大きな状態に調整
して燃費向上を図ったリーン燃焼運転や、空燃比をほぼ
ストイキオ状態に調整してエンジン出力確保を図ったス
トイキオ燃焼運転や、空燃比をストイキオ状態よりも小
さくして更なるエンジン出力確保を図ったリッチ燃焼運
転が考えられている。

【０００７】ところで、このように燃料噴射を自由なタ
イミングで行なうためには、燃料噴射弁から極めて高圧
で燃料噴射を行なうことが必要になる。そこで、筒内噴
射式エンジンでは、燃料噴射弁へ燃料を高圧供給しうる
高圧燃料ポンプを装備するようにしている。このような
燃料供給用の高圧燃料ポンプには、図１３に示すように
１本のプランジャのみを備えたカム駆動式ポンプとして
のシングルプランジャ型ポンプ（単筒型ポンプ）１５１
や、図１５に示すように複数のプランジャを備えた斜板
駆動式ポンプとしてのマルチプランジャ型ポンプ６１が
ある。

【０００８】シングルプランジャ型ポンプ１５１につい
て説明すると、図１３に示すように、単筒のシリンダ１
５２内に一本のプランジャ１５３が往復動しうるように
内挿されており、シリンダ１５２内のシリンダ端壁部１
５４とプランジャ１５３の一端との間にポンプ室１５５
が形成されている。シリンダ端壁部１５４には、吸入口
１５６及び吐出口１５７が形成され、それぞれリーフ弁
１５６Ａ，１５７Ａが装備されている。

【０００９】また、プランジャ１５３の他端には、カム
１５８が装備されており、プランジャ１５３の一端とシ
リンダ端壁部１５４との間に介装されたスプリング１５
９により、プランジャ１５３が常時カム１５８に当接す
るように付勢されている。したがって、カム１５８が回
動すると、プランジャ１５３がカム１５８のカムプロフ
ィル（カム山形状）に応じてシリンダ１５２内を往復動
するようになっている。

【００１０】カム１５８は、エンジンに連動して回転す
るようになっており、プランジャ１５３の他端がカム１
５８のカム山１５８Ａを外れてプランジャ１５３が後退
（図１３中、下方へ移動）すると、リーフ弁１５７Ａが
吐出口１５７を閉鎖するとともにリーフ弁１５６Ａが開
放して吸入口１５６からポンプ室１５５内に燃料が吸入
され、プランジャ１５３の他端がカム１５８のカム山１
５８Ａに当接してプランジャ１５３が前進（図１３中、
上方へ移動）すると、リーフ弁１５６Ａが吸入口１５６
を閉鎖してポンプ室１５５内が加圧され、さらに、リー
フ弁１５７Ａが開放してポンプ室１５５内の加圧された
燃料が吐出口１５７から吐出される。

【００１１】マルチルプランジャ型ポンプ６１について
説明すると、図１５に示すように、シリンダブロック６
２内に互いに平行な複数（ここでは７つ）のシリンダ６
２Ａが形成されており、各シリンダ６２Ａ内にそれぞれ
一本のプランジャ６３が往復動しうるように内挿されて
いる。各シリンダ６２Ａ内のプランジャ６３の一端（内
端）側には、ポンプ室６５が設けられており、このポン
プ室６５には、プランジャ６３の動きに応じて、図示し
ない吸入口及び吐出口を開閉する吸入弁及び吐出弁（図
示略）が装備されている。

【００１２】また、プランジャ６３の他端（外端）には
斜板６６が装備されている。この斜板６６は、シリンダ
ブロック６２の回転軸に対して傾斜してそなえられた板
部材であり、各プランジャ６３の外端は、斜板６６にピ
ボットジョイント６７により結合されており、シリンダ
ブロック６２がエンジンに連動して回転すると、斜板６
６の傾斜に応じて各プランジャ６３が各シリンダ６２Ａ
内を往復動するようになっている。

【００１３】つまり、斜板６６は、シリンダブロック６
２と共に回転する各プランジャ６３を、各シリンダ６２
Ａ内への進入を深くした上死点位置（図１５の右側部
分）と各シリンダ６２Ａ内への進入を浅くした下死点位
置（図１５の左側部分）との間で進退駆動する。したが
って、各プランジャ６３のシリンダ６２Ａ内への進入が
浅くなる際には、吐出弁が吐出口を閉鎖するとともに吸
入弁が開放して吸入口からポンプ室６５内に燃料が吸入
され、各プランジャ６３のシリンダ６２Ａ内への進入が
深くなる際には、吸入弁が吸入口を閉鎖してポンプ室６
５内が加圧され、さらに、吐出弁が開放してポンプ室６
５内の加圧された燃料が吐出口から吐出される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なシングルプランジャ型ポンプ１５１及びマルチプラン
ジャ型ポンプ６１には、それぞれ次のような利点や欠点
がある。つまり、シングルプランジャ型ポンプ１５１
は、構造が簡素なため、低コストであるとともに小型化
し易い利点があるが、マルチプランジャ型ポンプ６１
は、斜板６６やピボットジョイント６７を要するなど構
造が複雑なため、コスト高であるとともに小型化し難い
という不具合がある。特に、ピボットジョイント６７の
精度が高くないと、高圧燃料ポンプとしての性能を確保
できないが、このピボットジョイント６７を小型化する
のは加工が困難であり、マルチプランジャ型ポンプ６１
を小型化し難い要因になっている。

【００１５】したがって、例えば自動車用エンジンのよ
うに、スペースの限られた狭隘な空間に高圧燃料ポンプ
を設置しなくてはならない場合には、マルチプランジャ
型ポンプ６１よりもシングルプランジャ型ポンプ１５１
が適していることになる。ところが、このようなプラン
ジャ型ポンプ１５１，６１では、プランジャ１５３，６
３が往復動しながら燃料の吸入と吐出とを繰り返すの
で、吸入脈動や吐出脈動が生じる。

【００１６】例えばシングルプランジャ型ポンプ１５１
では、ただ一つのプランジャ１５３によって吸入と吐出
とを繰り返すので、図１４に示すように、吸入脈動や吐
出脈動が大きく生じることになる。なお、この図１４及
び後述の図１６では、エンジン回転時にクランク角に応
じて作動するプランジャ型ポンプ１５１，６１の吐出流
量及び吸入流量を示している。

【００１７】一方、マルチプランジャ型ポンプ６１で
は、多数のプランジャ６３が徐々に位相を変えるように
してそれぞれ吸入と吐出とを行なうので、各プランジャ
６３による脈動が互いに相殺されるようになって、全体
としては、図１６に示すように、吸入脈動や吐出脈動は
大きく緩和されることになる。シングルプランジャ型ポ
ンプ１５１のように吐出脈動が生じて、この吐出脈動が
大きくなると、各気筒に設置された燃料噴射弁の開弁時
における燃料圧力にばらつきが生じるようになり、噴射
される燃料量が各気筒間で異なるようになるため、空燃
比（Ａ／Ｆ）も各気筒間で異なるようになる。

【００１８】これでは、空燃比制御を適切に行なうこと
ができず、アイドル運転が不安定になるなどドライバビ
リティの悪化を招いたり、エンジン振動の増大を招いて
しまう。また、吐出脈動が大きく、燃料圧力が極めて高
い瞬間に燃料噴射を行なおうとすると、燃料圧力が高過
ぎて燃料噴射弁を開駆動することができないおそれもあ
り、これでは、燃料供給自体ができなくなってしまう。

【００１９】ところで、特開平７−４２６４６号公報に
は、筒内噴射内燃機関における単筒型の燃料ポンプ（単
筒型ポンプ）に関する技術が提案されているが、ポンプ
脈動に関しては言及されておらず、上述の課題を解決し
うるものではない。そこで、単筒型ポンプにおけるカム
部のカム山数Ｙを、ポンプ減速比（カム部回転数／エン
ジン回転数）Ｊ，該機関の気筒数Ｋ，正の整数ｎに関し
て、次式（１）を満たすように設定することを考えた。

【００２０】２×Ｙ×Ｊ＝Ｋ×ｎ（ただし、ｎ：正の整数）・・・（１）カム山数Ｙをこのように設定にすれば、ポンプ脈動周期
と燃料噴射弁による燃料噴射周期とが同期するようにな
り、ポンプ脈動により例え燃料圧力が大きく変動して
も、燃料噴射時には燃料噴射圧力が各気筒で常に略同レ
ベルとなり、各気筒で略同量の燃料が噴射されるように
なり、空燃比の制御も各気筒間でのバラツキを抑えなが
ら行なうことができるようになる。

【００２１】ところで、上述の式（１）を変形すると次
式（１′）のようになる。Ｙ＝Ｋ×ｎ／（２×Ｊ）・・・（１′）ここで、ポンプ減速比Ｊは、例えばポンプの回転軸を動
弁系（吸気弁，排気弁の駆動系）のカムシャフトと兼用
するなど、エンジン回転に連動して作動する他の回転系
の回転軸と兼用させる場合が多く、例えばＪ＝０．５程
度が一般的なものとなる。

【００２２】このため、Ｊ＝０．５とすると、Ｙ＝ｎ・
Ｋとなり、カム山数Ｙは、少なくとも気筒数Ｋと同一に
なるか、又は、気筒数Ｋの整数倍となる。したがって、
カム山数Ｙを最小とするようにｎ＝１とすると、気筒数
Ｋが４ならばＹ＝４、気筒数Ｋが６ならばＹ＝６、気筒
数Ｋが８ならばＹ＝８となる。カム山数Ｙが４であれば
カム形状は図１７（Ｂ）に示すようになるが、カム山数
Ｙが８であればカム形状は図１７（Ａ）に示すようにな
る。カム山数Ｙを例えば８のように大きくすると、カム
山間の谷部に凹状曲面（−Ｒ）が発生し、カム山１５８
Ａに当接するプランジャ１５３の端部がタペットタイプ
であると、カム駆動が成立しなくなってしまう。

【００２３】もちろん、カム山の高さを低くしてカム山
数Ｙを増やしても凹状曲面（−Ｒ）が発生しないように
することも考えうるが、プランジャのリフト量を確保す
るには、カム山の高さも一定以上必要になり凹状曲面
（−Ｒ）の発生を回避するのは容易ではない。一方、カ
ム山１５８Ａに当接するプランジャ１５３の端部を、図
１７（Ａ）に示すようなローラタイプにすれば、凹状曲
面にも沿ってプランジャ１５３を進退駆動しうるが、こ
のようなローラタイプは構造が複雑であり、シングルプ
ランジャ型ポンプが小型の場合には製造が困難となる
上、例え製造できても、ローラの曲率が小さくなるた
め、面圧が過大となり、作動性能や耐久性に問題が生じ
る。

【００２４】現状では、カム山数Ｙが４程度ならば何ら
問題はないが、これよりも大きくしていくと次第にカム
形状に発生する凹状曲面が問題になってくる。すなわ
ち、高圧燃料ポンプとしてエンジン駆動のシングルプラ
ンジャ型ポンプを採用したものにおいて、ポンプ脈動周
期と燃料噴射弁による燃料噴射周期とが同期するように
カム山数を設定して、ポンプ脈動により燃料圧力が大き
く変動しても各気筒で略均一量で燃料噴射が行なわれる
ようにする技術は、エンジンの気筒数が多くなると適用
が困難になる。

【００２５】ところで、気筒数の多いエンジンには、直
列６気筒や直列８気筒等の直列エンジンもあるが、Ｖ型
６気筒，Ｖ型８気筒，Ｖ型１０気筒等のＶ型エンジンを
始めとした並列エンジン（水平対向エンジンも含む）が
多い。このような並列エンジンの場合、燃料噴射弁へ燃
料を配送するデリバリパイプを各気筒列毎にそなえるこ
とになるが、高圧燃料ポンプから脈動を有して吐出され
る燃料を、各燃料噴射弁において偏差なく同量だけ噴射
させるには、高圧燃料ポンプから各気筒列のデリバリパ
イプへの燃料供給通路の構成や、燃料噴射弁から噴射さ
れなかった燃料をデリバリパイプから燃料供給源側へ返
送する燃料戻し通路の構成も関係するため、かかる並列
エンジンにおいては、これらの構成も工夫する必要があ
る。

【００２６】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、カム山数を一定限度内に抑えカム駆動式燃料ポン
プを確実な作動性能を確保しながら、カム駆動式燃料ポ
ンプにおいて生じる吐出脈動により各気筒間で噴射燃料
量が異なることのないようにした、単筒型ポンプ付き筒
内噴射内燃機関を提供することを目的とする。また、複
数の気筒列を有する筒内噴射内燃機関にあっては、燃料
供給経路等を適切に構成することで、燃料ポンプにおい
て生じる吐出脈動により各気筒間で噴射燃料量が異なる
ことのないようにした、平行配置式燃料供給系付き筒内
噴射内燃機関を提供することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明のカム駆動式燃料ポンプ付き筒内噴射内燃機関
は、各気筒の燃焼室内に直接臨んだ燃料噴射弁から該燃
焼室内に燃料を高圧噴射する筒内噴射内燃機関であっ
て、該燃料噴射弁へ高圧な燃料を噴射するための高圧燃
料ポンプをそなえ、該高圧燃料ポンプが、燃料を供給さ
れる燃料室と、該燃料室の一部を形成するハウジング
と、カム駆動により該ハウジング内を摺動自在に設けら
れたプランジャと、該プランジャの一端に当接するカム
部を有して該機関のクランク軸の回転力により該カム部
を回転駆動させ該プランジャを往復駆動させるカム駆動
手段とを有し、該プランジャの往復動に応じて燃料の吸
入及び吐出を行なうカム駆動式燃料ポンプにより構成さ
れるとともに、第１吐出時期で燃料を吐出する第１吐出
部と、該第１吐出時期とは所要の位相差Θを有する第２
吐出時期で燃料を吐出する第２吐出部とをそなえ、該燃
料噴射弁が、該高圧ポンプ下流の燃料配管から分岐し
て、該ポンプの第１吐出時期で燃料を供給される第１噴
射弁群及び該ポンプの第２吐出時期で燃料を供給される
第２噴射弁群から構成され、該カム部のカム山数Ｙが、
ポンプ減速比Ｊ，該機関の気筒数Ｋに関して、Ｙ×Ｊ＝
Ｋ／４を満たすように設定されるとともに、該位相差Θ
（°）が、Θ／Ｊ＝７２０／Ｋを満たすように設定され
ていることを特徴としている。

【００２８】請求項２記載の本発明のカム駆動式燃料ポ
ンプ付き筒内噴射内燃機関は、請求項１記載の機関にお
いて、該第１吐出部が、該第１吐出時期に対応して作動
する第１ポンプにより構成され、該第２吐出部が、該第
２吐出時期に対応して作動する第２ポンプにより構成さ
れていることを特徴としている。請求項３記載の本発明
のカム駆動式燃料ポンプ付き筒内噴射内燃機関は、請求
項１記載の機関において、該高圧燃料ポンプが、該ハウ
ジング内に第１プランジャ及び第２プランジャとの二つ
のプランジャをそなえ、該カム駆動手段が、同一カム軸
上にそなえられた第１カム部及び第２カム部とをそな
え、該第１カム部が該第１吐出時期に対応して該第１プ
ランジャを駆動するととも、該第２カム部が該第２吐出
時期に対応して該第２プランジャを駆動するように構成
されていることを特徴としている。

【００２９】請求項４記載の平行配置式燃料供給系付き
筒内噴射内燃機関は、それぞれ複数の気筒を有する第１
及び第２の気筒列をそなえ、これらの気筒列の各気筒の
燃焼室内に直接臨んだ燃料噴射弁から該燃焼室内に燃料
を高圧噴射する筒内噴射内燃機関であって、該燃料噴射
弁へ高圧な燃料を噴射するための高圧燃料ポンプと、該
第１の気筒列の各燃料噴射弁へ燃料を配送する第１のデ
リバリパイプと、該第２の気筒列の各燃料噴射弁へ燃料
を配送する第２のデリバリパイプとをそなえ、該第１の
デリバリパイプと該第２のデリバリパイプとが互いに平
行または略平行に配設されるとともに、各デリバリパイ
プ内の燃料流方向が互いに同方向に設定されるととも
に、該高圧燃料ポンプからの燃料を上記の第１及び第２
のデリバリパイプの各上流側にそれぞれ送給する燃料送
給通路と、上記の第１及び第２のデリバリパイプの各下
流側から燃料供給源側へ燃料を返送する燃料返送通路
と、該燃料返送通路に設けられ、上記の各燃料噴射弁か
ら噴射される燃料圧力を調整する燃圧調整手段とをそな
えていることを特徴としている。

【００３０】請求項５記載の平行配置式燃料供給系付き
筒内噴射内燃機関は、請求項４記載の機関において、該
高圧燃料ポンプが複数備えられて、該燃料送給通路が、
該複数の高圧燃料ポンプからそれぞれ吐出される燃料を
一旦合流させた後、上記の第１及び第２のデリバリパイ
プの各上流側にそれぞれ送給するように、合流部をそな
えていることを特徴としている。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明する。図１〜図８は本発明の第１実
施形態にかかる筒内噴射内燃機関（即ち、カム駆動式燃
料ポンプ付き筒内噴射内燃機関及びカム駆動式燃料ポン
プ付き筒内噴射内燃機関）を示すものであり、これらの
図に基づいて第１実施形態を説明する。

【００３２】まず、本筒内噴射内燃機関の全体構成を図
２を参照して説明する。なお、この図２では、機関本体
を直列エンジンとして記載しているが、本実施形態にか
かる機関本体は、図４に示すようなＶ型エンジンであ
る。図２において、１はエンジン本体、１Ａはシリンダ
（気筒）、１Ｂはピストン、２は吸気通路、３はスロッ
トル弁設置部分、４はエアクリーナ、５はバイパス通路
（第２バイパス通路）、６はバイパス通路５内を流通す
る空気量を調整しうる第２エアバイパスバルブである。

【００３３】吸気通路２は、上流側から吸気管７，サー
ジタンク８，吸気マニホールド９の順で接続され、バイ
パス通路５はサージタンク８の上流側に設けられてい
る。また、バイパスバルブ６は、ステッパモータで所要
の開度に調整されるか、又は、電磁弁のデューティ制御
により開度調整される。１２はアイドルスピードコント
ロール機能部であり、バイパス通路（第１バイパス通
路）１３とバイパスバルブとしての第１エアバイパスバ
ルブ１４とからなり、第１エアバイパスバルブ１４は例
えば図示しないステッパモータで駆動される。１５はス
ロットルバルブであり、第１バイパス通路１３及び第２
バイパス通路５は、吸気通路２のスロットルバルブ１５
の装着部分をバイパスするようにしてそれぞれの上流端
及び下流端を吸気通路２に接続されている。

【００３４】これらの第２エアバイパスバルブ６，第１
エアバイパスバルブ１４の各開閉制御は、電子制御装置
（ＥＣＵ）１６を通じて行なわれる。また、１７は排気
通路、１８は燃焼室であり、前記吸気通路２及び排気通
路１７の燃焼室１８への開口部、即ち吸気ポート２Ａ及
び排気ポート１７Ａには、吸気弁１９及び排気弁２０が
装備されている。

【００３５】そして、２１は燃料噴射弁（インジェク
タ）であり、本エンジンでは、このインジェクタ２１が
燃焼室１８へ直接燃料噴射するように配設されている。
さらに、２２は燃料タンク、２３Ａ〜２３Ｅは燃料供給
路、２４は低圧燃料ポンプ、２５は高圧燃料ポンプ、２
６は低圧レギュレータ、２７は高圧レギュレータ、２８
はデリバリパイプであり、燃料タンク２２内の燃料を低
圧燃料ポンプ２４で駆動して更に高圧燃料ポンプ２５で
加圧して所定の高圧状態で燃料供給路２３Ａ，２３Ｂ，
デリバリパイプ２８を通じてインジェクタ２１へ供給す
る。なお、この際、低圧燃料ポンプ２４から吐出された
燃料圧力は低圧レギュレータ２６で調圧され、高圧燃料
ポンプ２５で加圧されてデリバリパイプ２８に導かれる
燃料圧力は高圧レギュレータ２７で調圧される。

【００３６】また、２９はエンジン１の排気通路１７内
の排出ガス（排ガス）を吸気通路２内に還流させる排ガ
ス還流通路（ＥＧＲ通路）、３０はＥＧＲ通路２９を通
じて吸気通路２内に還流する排ガスの還流量を調整する
排ガス量調整手段としてのステッパモータ式のバルブ
（ＥＧＲバルブ）であり、３１はブローバイガスを還元
する流路であり、３２はクランク室積極換気用の通路、
３３はクランク室積極換気用のバルブであり、３４はキ
ャニスタであり、３５は排ガス浄化用触媒（ここでは、
リーンＮＯｘ触媒）である。

【００３７】ところで、ＥＣＵ１６では、図２に示すよ
うに、第１及び第２エアバイパスバルブ１４，６の制御
のほかに、インジェクタ２１や点火プラグ４５のための
点火コイルやＥＧＲバルブの制御や高圧レギュレータ２
７による燃圧制御も行なうため、エアフローセンサ４
４，吸気温度センサ３６，スロットル開度を検出するス
ロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）３７，アイドルス
イッチ３８，エアコンスイッチ（図示略），変速ポジシ
ョンセンサ（図示略），車速センサ（図示略），パワー
ステアリングの作動状態を検出するパワステスイッチ
（図示略），スタータスイッチ（図示略），第１気筒検
出センサ４０，クランク角センサ４１，エンジンの冷却
水温を検出する水温センサ４２，排ガス中の酸素濃度を
検出するＯ₂センサ４３等が設けられ、ＥＣＵ１６に接
続されている。また、ＥＣＵ１６内には、クランク角セ
ンサ４１に基づいて機関回転数（エンジン回転数）を算
出する機能がそなえられ、クランク角センサ４１とこの
エンジン回転数演算機能とからエンジン回転数センサが
構成されるが、ここではクランク角センサ４１について
も便宜上エンジン回転数センサともよぶ。

【００３８】そして、本エンジンでは、燃焼室１８内に
均一に燃料を噴射することで成立しうる予混合燃焼と、
燃焼室１８内に臨んだ点火プラグ４５の周囲に噴射燃料
を偏在させることで成立しうる層状燃焼とを、運転状態
に応じて切り換えるように構成されている。つまり、本
エンジンでは、エンジンの運転モードとして、圧縮行程
で燃料を噴射することで上記の層状燃焼運転を行なう層
状燃焼モードと、主として吸気行程で燃料を噴射するこ
とで上記の予混合燃焼運転を行なう予混合燃焼モードと
が設けられている。また、燃料噴射の観点からは、層状
燃焼モード時には圧縮行程噴射モードが、予混合燃焼モ
ード時には吸気行程噴射モードが実施される。

【００３９】層状燃焼モードとしては、層状燃焼により
燃料の極めて希薄な状態（即ち、空燃比が理論空燃比よ
りも極めて大）での運転（超リーン燃焼運転）を行なう
超リーン運転モードが設けられており、この超リーン運
転モードでは、エンジンの圧縮行程で燃料噴射を行なう
ので、圧縮リーン運転モードともいう。また、予混合燃
焼モードとしては、超リーン運転モードほどではないが
燃料の希薄な状態（即ち、空燃比が理論空燃比よりも
大）で運転を行なうリーン運転モードと、空燃比が理論
空燃比となるようにＯ₂センサ情報等に基づいてフィー
ドバック制御を行なうストイキオ運転モード（ストイキ
オフィードバック運転モード）と、燃料の過濃な状態
（即ち、空燃比が理論空燃比よりも小）で運転を行なう
エンリッチ運転モード（オープンループモード）とが設
けられている。リーン運転モードでは、エンジンの吸気
行程で燃料噴射を行なうので、吸気リーン運転モードと
もいう。

【００４０】圧縮リーン運転モードでは、最も希薄な燃
焼（空燃比が３０〜４０程度又はそれ以上）を実現で
き、このモードでは、燃料噴射を圧縮行程後期のように
極めて点火時期に近い段階で行ない、しかも燃料を点火
プラグの近傍に集めて部分的にはリッチにし全体的には
リーンとしながら着火性，燃焼安定性を確保しつつ節約
運転を行なうことができる。

【００４１】そして、吸気リーン運転モードも希薄燃焼
（空燃比が２０〜２４程度）を実現できるが、このモー
ドでは、燃料噴射を圧縮リーン運転モードよりも前の吸
気行程に行ない、燃料を燃焼室内に拡散させて全体空燃
比をリーンにしながら着火性，燃焼安定性を確保しつつ
ある程度の出力を確保するようにして、節約運転を行な
うことができる。

【００４２】ストイキオ運転モードは、Ｏ₂ センサの出
力に基づいて、空燃比をストイキオ又はストイキオ近傍
の状態に維持しながら十分なエンジン出力を効率よく得
られるようにしている。また、オープンループ燃焼運転
モードでは、加速時や発進時等に十分な出力が得られる
ように、オープンループ制御によりストイキオ又はこれ
よりもリッチな空燃比（エンリッチ）での燃焼運転を行
なう。

【００４３】ここで、本筒内噴射内燃機関の燃料供給系
に着目すると、既に図２を参照して説明したように、燃
料タンク２２内の燃料は低圧燃料ポンプ２４で加圧駆動
されて燃料供給路２３Ａを通じて高圧燃料ポンプ２５に
送給されて、この高圧燃料ポンプ２５で高圧に加圧され
て、燃料供給路（燃料送給通路）２３Ｂからデリバリパ
イプ２８を通じて燃料噴射弁２１側へ送られ、燃料噴射
弁２１から吐出されなかった燃料は、燃料供給路（燃料
返送通路）２３Ｃを経て燃料タンク２２側へ戻されるよ
うになっている。そして、燃料噴射弁２１から吐出され
る燃料の燃料圧力は、燃料供給路２３Ｃに設けられた高
圧レギュレータ２７で調圧される。

【００４４】ただし、本エンジンは、図４に示すよう
に、Ｖ型エンジン（ここではＶ型８気筒エンジン）であ
り、デリバリパイプ２８は、各気筒列（即ち、各バン
ク）毎に設けられている。以下、左バンクのデリバリパ
イプ（第１のデリバリパイプ）を２８Ｌで示し、右バン
クのデリバリパイプ（第２のデリバリパイプ）を２８Ｒ
で示す。

【００４５】また、高圧燃料ポンプ２５は、各気筒列
（各バンク）のカムシャフト（図示略）の端部にそれぞ
れ設けられている。以下、左バンクの高圧燃料ポンプ
（第１吐出部を構成する第１の高圧燃料ポンプ、以下、
第１ポンプともいう）を２５Ｌで示し、右バンクの高圧
燃料ポンプ（第２吐出部を構成する第２の高圧燃料ポン
プ、以下、第２ポンプともいう）を２５Ｒで示す。

【００４６】なお、これらのデリバリパイプ，高圧燃料
ポンプについて、左右を特に区別しないときには、Ｌ，
Ｒを付さない。そして、左右の高圧燃料ポンプ２５Ｌ，
２５Ｒから左右のデリバリパイプ２８Ｌ，２８Ｒに燃料
を供給する燃料供給路（燃料送給通路）２３Ｂは、図
３，図４に示すように、その中間部に合流部４７を有し
ており、両高圧燃料ポンプ２５Ｌ，２５Ｒからの燃料流
をこの合流部４７で一旦合流させた上で各デリバリパイ
プ２８Ｌ，２８Ｒに配分するように構成されている。

【００４７】また、デリバリパイプ２８からの燃料を返
送する燃料供給路（燃料返送通路）２３Ｃは、左右のデ
リバリパイプ２８Ｌ，２８Ｒからの燃料を合流させて高
圧レギュレータ２７に導くように構成されている。な
お、燃料供給路２３Ｂの各高圧燃料ポンプ２５Ｌ，２５
Ｒの吐出口の近傍（高圧燃料ポンプ２５の直ぐ下流側）
には、図３に鎖線で示すように、アキュムレータ４６を
設けることが望ましい。このアキュムレータ４６を設け
ることによってデリバリパイプ２８側に送られる燃料の
吐出流量や吐出圧力の変動を低減することができる。

【００４８】また、燃料供給系の配管構成を、左バンク
と右バンクとでほぼ対称（即ち、左右対称）とした、平
行配置式燃料供給系として構成することが望ましい。こ
れにより、左右のバンクに偏りなく吐出脈動（燃圧）が
与えられる効果がある。ところで、高圧燃料ポンプ２５
には、図６に示すようなカム駆動式ポンプである単筒型
ポンプ（シングルプランジャ型ポンプ）５１が採用され
ており、このシングルプランジャ型ポンプ５１は、脈動
により吐出流量や吐出圧力が変動する特性があるので、
本機関では、この吐出流量や吐出圧力の変動を抑制する
ために、シングルプランジャ型ポンプ５１のカム部のカ
ム山数に工夫が成されている。さらには、図３に破線で
示すアキュムレータ４６によっても燃料の吐出流量や吐
出圧力の変動を低減することができる。

【００４９】ここで、本機関にそなえられるシングルプ
ランジャ型ポンプ５１について説明すると、このポンプ
自体の概略構成は、従来技術として説明したものと同様
であり、図６に示すように構成される。つまり、図６に
示すように、単筒のシリンダ（ハウジング）５２内に一
本のプランジャ５３が往復動しうるように内挿され、シ
リンダ５２内のシリンダ端壁部５４とプランジャ５３の
一端との間にはポンプ室（燃料室）５５が形成されてい
る。シリンダ端壁部５４には、吸入口５６及び吐出口５
７が形成され、それぞれリーフ弁５６Ａ，５７Ａが装備
されている。

【００５０】また、本プランジャ５３は、その他端にタ
ペット５３Ａを冠装されたタペットタイプのプランジャ
として構成されている。さらに、プランジャ５３の他端
側にはカム（カム部）５８が装備され、プランジャ５３
の一端とシリンダ端壁部５４との間に介装されたスプリ
ング５９により、プランジャ５３の他端のタペット５３
Ａが常時カム５８に当接するように付勢されており、カ
ム５８が回動すると、プランジャ５３がカム５８のカム
プロフィル（カム山形状）に応じてシリンダ５２内を往
復動するようになっている。

【００５１】カム５８は、図５に示すように、このカム
５８をそなえたカム軸とエンジンとの間に介設されたカ
ム軸駆動系（カム駆動手段）６０を通じてエンジンに連
動して回転するようになっている。ここでは、カム５８
を動弁系（吸気弁，排気弁の駆動系）のカムシャフト６
０Ｃに設けており、カム軸駆動系６０にはこの動弁系が
兼用されている。

【００５２】即ち、カム軸駆動系６０は、図４，図５に
示すように、クランクシャフト（図示略）により駆動さ
れるタイミングベルト６０Ａ（図４参照）と、このタイ
ミングベルト６０Ａを巻回されてタイミングベルト６０
Ａにより駆動されるスプロケット６０Ｂと、このスプロ
ケット６０Ｂを一端に固定されたカムシャフト６０Ｃと
から構成される。

【００５３】したがって、カム５８の回転速度はエンジ
ン回転速度の１／２（即ち、ポンプ減速比Ｊ＝０．５）
となっている。なお、ポンプ減速比Ｊは、エンジン回転
速度（回転数）Ｎｅに対するカム５８の回転速度（回転
数）Ｎｐの比（Ｊ＝Ｎｐ／Ｎｅ）である。また、カム５
８には、等間隔（等中心角位置）に高さの等しいカム山
５８Ａが設けられている。

【００５４】そして、例えばプランジャ５３の他端がカ
ム５８のカム山５８Ａを外れてプランジャ５３が後退
（図６中、下方へ移動）すると、リーフ弁５７Ａが吐出
口５７を閉鎖するとともにリーフ弁５６Ａがを開放して
吸入口５６からポンプ室５５内に燃料が吸入され、プラ
ンジャ５３の他端がカム５８のカム山５８Ａに当接して
プランジャ５３が前進（図６中、上方へ移動）すると、
リーフ弁５６Ａが吸入口５６を閉鎖してポンプ室５５内
が加圧され、さらに、リーフ弁５７Ａが開放してポンプ
室５５内の加圧された燃料が吐出口５７から吐出される
ようになっている。

【００５５】そして、本高圧燃料ポンプ２５としてのシ
ングルプランジャ型ポンプ５１では、カム５８に形成さ
れたカム山５８Ａの数Ｙが、ポンプ減速比Ｊ，エンジン
の気筒数Ｋに応じて、次式（２）を満たすように設定さ
れている。Ｙ×Ｊ＝Ｋ／４・・・（２）したがって、単筒型ポンプ５１の脈動周期（クランク角
度基準の周期）が、各気筒で順に駆動される燃料噴射弁
２１からの燃料噴射周期（クランク角度基準の周期）の
整数倍となるように設定されることになる。

【００５６】ここで、エンジンは８気筒（Ｋ＝８）、ポ
ンプ減速比Ｊは０．５（Ｊ＝０．５）なので、Ｙ＝Ｋ／
（４Ｊ）＝８／（４×０．５）＝４となり、第１の高圧
燃料ポンプ２５Ｌ及び第２の高圧燃料ポンプ２５Ｒとし
ての各シングルプランジャ型ポンプ５１のカム部（カ
ム）５８のカム山５８Ａの数は、いずれも４になってい
る。

【００５７】このようなシングルプランジャ型ポンプ５
１が、エンジンの左右のバンクにそれぞれに、第１吐出
部を構成する第１の高圧燃料ポンプ２５Ｌとして、及
び、第２吐出部を構成する第２の高圧燃料ポンプ２５Ｒ
として装備されるが、これらの第１の高圧燃料ポンプ
（第１吐出部）２５Ｌと第２の高圧燃料ポンプ（第２吐
出部）２５Ｒとは、次式（３）に示すような所要の位相
差Θ（°）を有して作動するように設定されている。

【００５８】 Θ／Ｊ＝７２０／Ｋ・・・（３）ここで、エンジンは８気筒（Ｋ＝８）、ポンプ減速比Ｊ
は０．５（Ｊ＝０．５）なので、Θ＝７２０Ｊ／Ｋ＝７
２０×０．５／８＝４５（°）となる。このため、本筒
内噴射内燃機関では、第１の高圧燃料ポンプ２５Ｌと第
２の高圧燃料ポンプ２５Ｒとが、位相差４５°で作動す
るように設定されている。なお、図１の（Ａ），（Ｂ）
に、第１の高圧燃料ポンプ２５Ｌと第２の高圧燃料ポン
プ２５Ｒとの位相差を示している。

【００５９】第１及び第２のポンプ２５Ｌ，２５Ｒと
も、カム山５８Ａのトップとカム山５８Ａ相互間の谷部
の最下部とは４５°だけ位相差があるため、図１
（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１ポンプ２５Ｌのプラ
ンジャ５３がカム山５８Ａのトップに乗り上げたところ
では、第２ポンプ２５Ｒのプランジャ５３はカム山５８
Ａの相互間の谷部の最下部に位置するようになってい
る。本発明の第１実施形態にかかる筒内噴射内燃機関
（カム駆動式燃料ポンプ付き筒内噴射内燃機関及びカム
駆動式燃料ポンプ付き筒内噴射内燃機関）は、上述のよ
うに構成されており、第１の高圧燃料ポンプ２５Ｌ及び
第２の高圧燃料ポンプ２５Ｒは、それぞれのカム５８の
回転軸（ここでは、動弁系のカムシャフト）が、エンジ
ン回転速度の１／２の速度（ポンプ減速比Ｊ＝０．５）
で回転するので、ある一つの気筒が吸気，圧縮，膨張，
排気の４行程を行なう間、即ち、クランク角が７２０°
回転する間に、各カム５８は１回転することになる。

【００６０】各カム５８には、カム山５８Ａがそれぞれ
４つ設けられているので、各カム５８が１回転すると、
各ポンプ２５Ｌ，２５Ｒのプランジャ５３はそれぞれ４
往復駆動され、吐出，吸込の脈動を順次４回ずつ繰り返
すことになり、第１の高圧燃料ポンプ２５Ｌ及び第２の
高圧燃料ポンプ２５Ｒは、図１（ａ），（ｂ）に示すよ
うに吐出脈動を発生する。

【００６１】図１（ａ）は第１の高圧燃料ポンプ２５Ｌ
の吐出脈動を、図１（ｂ）は第２の高圧燃料ポンプ２５
Ｒの吐出脈動を、それぞれ示し、両ポンプ２５Ｌ，２５
Ｒのカム山５８Ａの位相差Θは、４５°に設定されてい
るので、両ポンプ２５Ｌ，２５Ｒの脈動の位相差は、カ
ム５８の回転角度では４５°となり、ポンプ減速比Ｊが
０．５なので、クランク角では９０°となる。

【００６２】このため、第１の高圧燃料ポンプ２５Ｌが
吸込脈動を生じている間に、第２の高圧燃料ポンプ２５
Ｒの吐出脈動が丁度行なわれることになり、燃料供給路
（燃料送給通路）２３Ｂの合流点４７よりも下流側で
は、各ポンプの吐出脈動が合成されて、図１（ｃ）に示
すように、クランク角７２０°の１燃焼サイクル（吸
気，圧縮，膨張，排気の１周期）で、８回の吐出脈動が
ほぼ連続的に生じることになる。

【００６３】このようにクランク角７２０°の間に８回
生じる吐出脈動は、いずれもほぼ特性の等しい脈動とな
り、一方、本エンジンの８つの気筒は、クランク角７２
０°の間にそれぞれ９０°ＣＡ（クランク角９０°）だ
け位相をずらせながら作動するので、各気筒への燃料噴
射も、それぞれ９０°ＣＡ（クランク角９０°）だけ位
相をずらせながら行なわれることになる。

【００６４】したがって、２つの高圧燃料ポンプ２５
Ｌ，２５Ｒの協働により得られる吐出脈動の周期は、各
気筒毎に順番に駆動される燃料噴射弁２１からの燃料噴
射周期と等しくなって、クランク角に対する燃料噴射圧
の変動は例えば図７に曲線Ｌ１で示すようになる。な
お、図７は、圧縮行程噴射モードにおける燃料噴射を行
なった場合の燃料噴射圧特性の一例について示してお
り、図７の上部に図示するように、各気筒（♯ｎは第ｎ
気筒を示す）では圧縮行程中に燃料噴射を行ない、デリ
バリパイプ２８の下流端近傍で燃料圧力を検出してい
る。

【００６５】ここでは、Ｖ型８気筒エンジンのうち１プ
レーン型のものについて説明しているが、２プレーン型
のＶ型８気筒エンジンでは、これとは異なる燃料噴射順
序（燃焼順序）となる。また、図７の下部には第１気筒
（♯１）のクランク角を示しており、ここでは、圧縮上
死点前１８０°（即ち、１８０°ＢＴＤＣ）付近で燃料
噴射を開始する例を示している。

【００６６】さらに、図７に示す曲線Ｌ２は、ポンプの
脈動周期と燃料噴射弁２１からの燃料噴射周期とが同期
しないようにカム山数を設定した場合（即ち、互いに所
定位相差で作動する２つの高圧燃料ポンプを有しそのポ
ンプのカム山数が３（Ｙ＝３）の場合、又は、ただ一つ
だけの高圧燃料ポンプを有しそのポンプのカム山数が６
（Ｙ＝６）の場合）の例を示している。

【００６７】このような燃料噴射圧変動に対して、各気
筒に燃料噴射を行なった時の燃料噴射量の気筒間バラツ
キ（最大偏差）を算出すると、本発明にかかるポンプ２
５Ｌ，２５Ｒによる場合（曲線Ｌ１の場合）は０．２％
程度、ポンプの脈動周期と燃料噴射周期とが同期しない
場合（曲線Ｌ２の場合）は１．４％程度となる。この図
７に示す例では、いずれも（曲線Ｌ１も曲線Ｌ２も）燃
料供給路２３Ｂの上流部にアキュムレータ４６を設けた
ものであり、このアキュムレータ４６の圧力変動抑制効
果によって、両者共に燃料噴射圧力の変動は大きく抑制
されるが、本実施形態にかかるシングルプランジャ型ポ
ンプ２５Ｌ，２５Ｒでは、気筒間バラツキが０．２％程
度と極めて均等な量でに燃料噴射が行なわれるのに対し
て、ポンプの脈動周期と燃料噴射周期とが同期しない場
合（曲線Ｌ２の場合）には、気筒間バラツキが１．４％
程度と本実施形態のポンプに比べて燃料噴射量のバラツ
キが大きいことがわかる。

【００６８】これは、本実施形態にかかるポンプ２５
Ｌ，２５Ｒは、曲線Ｌ１で示すように、ポンプ５１の吐
出脈動周期と燃料噴射弁２１からの燃料噴射周期とが同
期しているので、燃料噴射時には燃料噴射圧力が各気筒
で常に略同レベルにあり、したがって、各気筒で同期間
だけ燃料噴射弁２１を開駆動すれば、各気筒で殆ど同量
の燃料が噴射されることになる。

【００６９】一方、ポンプの脈動周期と燃料噴射周期と
が同期しない場合には、曲線Ｌ２で示すように、燃料噴
射時には燃料噴射圧力が各気筒で異なるようになり、し
たがって、各気筒で同期間だけ燃料噴射弁２１を開駆動
しても、各気筒から噴射される燃料量は、異なるものに
なってしまう。このように、本単筒型ポンプ２５Ｌ，２
５Ｒでは、カム駆動式の単筒型ポンプに避けられないポ
ンプ脈動の燃料噴射量に対する影響を極めて僅かなもの
に抑制することのできる、ポンプ脈動周期と燃料噴射周
期とを同期させるといった技術を、適用の困難な多気筒
エンジンにおいても、適用できるようになり、本実施形
態で説明したＶ型８気筒エンジン等の多気筒エンジンを
はじめとした種々の内燃機関において、ポンプ脈動周期
と燃料噴射周期とを同期させながら、気筒間での燃料噴
射量のバラツキを低減しうるようになり、空燃比（Ａ／
Ｆ）の制御も各気筒間でのバラツキを抑えながら行なう
ことができるようになる。

【００７０】したがって、空燃比制御を適切に行なうこ
とができるようになり、機関の運転状態に応じて適切に
空燃比を制御しながら、筒内噴射内燃機関としての特
性、即ち、機関の運転状態に応じて燃費向上を重視した
り出力確保を重視したり或いは燃費向上と出力確保を両
立させたりしうる特性を十分に発揮することができるよ
うになり、筒内噴射内燃機関の総合性能の向上に大きく
寄与する。

【００７１】もちろん、アイドル運転が不安定になるな
どドライバビリティの悪化を招くことや、エンジン振動
の増大を招くこともない。なお、本ポンプ２５Ｌ，２５
Ｒ、及び、ポンプ脈動周期と燃料噴射周期とが同期しな
いポンプであって燃料供給路２３Ｂにアキュムレータ４
６を備えない場合には、図８にＬ３，Ｌ４で示すよう
に、ポンプ脈動の影響が燃料圧力に大きく影響して、燃
料圧力が大きく変動する。なお、図８も、図８の上部に
図示すように、各気筒で圧縮行程中に燃料噴射を行なう
圧縮行程噴射モードにより燃料噴射を行なった場合の検
出結果を示しており、デリバリパイプ２８の下流端近傍
で燃料圧力を検出している。

【００７２】本ポンプ２５Ｌ，２５Ｒの場合には、曲線
Ｌ３で示すように、ポンプ脈動周期と燃料噴射周期とが
同期しているので、例え燃料圧力が大きく変動しても、
燃料噴射時には燃料噴射圧力が各気筒で常に略同レベル
にあり、各気筒で殆ど同量の燃料が噴射されるようにな
り、燃料噴射量の気筒間バラツキ（最大偏差）は、０．
３％程度と僅かなレベルまで抑えられる。

【００７３】一方、ポンプ脈動周期と燃料噴射周期とが
同期しない場合は、曲線Ｌ４で示すように、燃料圧力が
大きく変動するのに応じるように、燃料噴射時には燃料
噴射圧力が各気筒で異なるようになり、各気筒から噴射
される燃料量は、大幅に異なるものになり、燃料噴射量
の気筒間バラツキ（最大偏差）は、４．３％程度と大き
くなってしまう。

【００７４】また、燃料供給系の配管構成を、左バンク
と右バンクとでほぼ対称（即ち、左右対称）な平行配置
式燃料供給系として構成することで、左右のバンクに偏
りなく吐出脈動（燃圧）が与えられる利点があり、燃料
噴射量の気筒間バラツキの抑制にも効果的である。次
に、本発明の第２実施形態にかかるカム駆動式燃料ポン
プについて説明すると、図９はその模式図である。

【００７５】本実施形態では、高圧燃料ポンプ２５とし
て、図９に示すようなカム駆動式燃料ポンプとしての変
形単筒型ポンプ（変形シングルプランジャ型ポンプ）２
５１が用いられている。この変形シングルプランジャ型
ポンプ２５１では、図９に示すように、ハウジング２５
２内に、２本のシリンダ２５２Ａ，２５２Ｂが形成され
ている。これらのシリンダ２５２Ａ，２５２Ｂは、カム
回転軸（即ち、動弁系のカムシャフト）６０Ｃの軸線方
向に並設されている。各、シリンダ２５２Ａ，２５２Ｂ
内には、それぞれ一本のプランジャ２５３，２５３′が
往復動しうるように内挿され、各シリンダ２５２Ａ，２
５２Ｂ内のシリンダ端壁部とプランジャ２５３，２５
３′の一端との間にはポンプ室（燃料室）２５５，２５
５′が形成されている。

【００７６】なお、図示しないが、シリンダ端壁部に
は、吸入口及び吐出口が形成され、吸入口及び吐出口に
は、それぞれリーフ弁が装備されている。なお、シリン
ダ２５２Ａ内のポンプ室（燃料室）２５５の吐出口を第
１吐出部、シリンダ２５２Ｂ内のポンプ室（燃料室）２
５５′の吐出口を第２吐出部とする。また、各プランジ
ャ２５３，２５３′は、その他端にタペット２５３Ａ，
２５３′Ａを冠装されたタペットタイプのプランジャと
して構成されている。さらに、プランジャ２５３，２５
３′の他端側にはカム（カム部）２５８，２５８′が装
備され、プランジャ２５３，２５３′の一端とシリンダ
端壁部との間に介装されたスプリング（図示略）によ
り、プランジャ２５３，２５３′の他端のタペット２５
３Ａ，２５３′Ａが常時カム２５８，２５８′に当接す
るように付勢されており、各カム２５８，２５８′が回
動すると、対応するプランジャ２５３，２５３′がカム
２５８，２５８′のカムプロフィル（カム山形状）に応
じて各シリンダ２５２Ａ，２５２Ｂ内を往復動するよう
になっている。

【００７７】また、各カム２５８，２５８′は、カムシ
ャフト６０Ｃに設けられており、図５に示す場合と同様
に、カム軸駆動系（カム駆動手段）６０を通じてエンジ
ンに連動して回転するようになっている。そして、本ポ
ンプ２５１においても、各カム２５８，２５８′に形成
されたカム山２５８Ａ，２５８′Ａの数Ｙは、ポンプ減
速比Ｊ，エンジンの気筒数Ｋに応じて、前記の式（２）
を満たすように設定されている。

【００７８】ここでは、エンジンは８気筒（Ｋ＝８）、
ポンプ減速比Ｊは０．５（Ｊ＝０．５）なので、Ｙ＝Ｋ
／（４Ｊ）＝８／（４×０．５）＝４となっている。そ
して、第１のプランジャ２５３側の吐出口（第１吐出
部）と第２のプランジャ２５３′側の吐出口（第２吐出
部）とが、前記の式（３）に示すような所要の位相差Θ
（°）を有して作動するように設定されている。つま
り、各カム２５８，２５８′のカム山の位相差が位相差
Θ（°）となるように設定されている。

【００７９】ここで、エンジンは８気筒（Ｋ＝８）、ポ
ンプ減速比Ｊは０．５（Ｊ＝０．５）なので、Θ＝７２
０Ｊ／Ｋ＝７２０×０．５／８＝４５（°）となる。本
発明の第２実施形態にかかるカム駆動式燃料ポンプは、
このように、２本のプランジャ２５３，２５３′を一体
的に組み込んだ変形シングルプランジャ型ポンプ２５１
として構成されているので、第１実施形態のように、２
つのシングルプランジャ型ポンプ５１，５１（即ち、第
１ポンプ２５Ｌ及び第２ポンプ２５Ｒ）を備えずに、１
つの変形シングルプランジャ型ポンプ２５１を一方のバ
ンク側に取り付けることによって、第１実施形態と同様
な作用及び効果を得ることができる。

【００８０】つまり、カム駆動式燃料ポンプでは適用の
困難な多気筒エンジンにおいても、ポンプ脈動周期と燃
料噴射周期とを同期させるといった技術を実現すること
ができるようになり、本実施形態で説明したＶ型８気筒
エンジン等の多気筒エンジンをはじめとした種々の内燃
機関において、ポンプ脈動周期と燃料噴射周期とを同期
させながら、気筒間での燃料噴射量のバラツキを低減し
うるようになり、空燃比（Ａ／Ｆ）の制御も各気筒間で
のバラツキを抑えながら行なうことができるようにな
る。

【００８１】次に、本発明の第３実施形態にかかるカム
駆動式燃料ポンプについて説明すると、図１０はその模
式図である。本実施形態では、高圧燃料ポンプ２５とし
て、図１０に示すようなカム駆動式燃料ポンプとしての
変形単筒型ポンプ（変形シングルプランジャ型ポンプ）
３５１が用いられている。

【００８２】この変形シングルプランジャ型ポンプ３５
１では、図１０に示すように、２つのハウジング３５
２，３５２′をそなえ、各ハウジング３５２，３５２′
内のシリンダ３５２Ａ，３５２′Ａ内には、それぞれ一
本のプランジャ３５３，３５３′が往復動しうるように
内挿され、各シリンダ３５２Ａ，３５２′Ａ内のシリン
ダ端壁部とプランジャ３５３，３５３′の一端との間に
はポンプ室（燃料室）３５５，３５５′が形成されてい
る。

【００８３】なお、図示しないが、シリンダ端壁部に
は、吸入口及び吐出口が形成され、吸入口及び吐出口に
は、それぞれリーフ弁が装備されている。なお、シリン
ダ３５２Ａ内のポンプ室（燃料室）３５５の吐出口を第
１吐出部、シリンダ３５２Ｂ内のポンプ室（燃料室）３
５５′の吐出口を第２吐出部とする。また、各プランジ
ャ３５３，３５３′は、その他端にタペット３５３Ａ，
３５３′Ａを冠装されたタペットタイプのプランジャと
して構成されている。さらに、各プランジャ３５３，３
５３′の他端側には一つのカム（カム部）３５８が装備
され、プランジャ３５３，３５３′の一端とシリンダ端
壁部との間に介装されたスプリング（図示略）により、
プランジャ３５３，３５３′の他端のタペット３５３
Ａ，３５３′Ａが常時カム３５８に当接するように付勢
されており、一つのカム３５８が回動すると、各プラン
ジャ３５３，３５３′がカム３５８のカムプロフィル
（カム山形状）に応じて各シリンダ３５２Ａ，３５２′
Ａ内を往復動するようになっている。

【００８４】なお、カム３５８は、カムシャフト６０Ｃ
に設けられており、図５に示す場合と同様に、カム軸駆
動系（カム駆動手段）６０を通じてエンジンに連動して
回転するようになっている。そして、本ポンプ３５１に
おいても、カム３５８に形成されたカム山３５８Ａの数
Ｙは、ポンプ減速比Ｊ，エンジンの気筒数Ｋに応じて、
前記の式（２）を満たすように設定されている。

【００８５】ここでは、エンジンは８気筒（Ｋ＝８）、
ポンプ減速比Ｊは０．５（Ｊ＝０．５）なので、Ｙ＝Ｋ
／（４Ｊ）＝８／（４×０．５）＝４となっている。そ
して、第１のプランジャ３５３側の吐出口（第１吐出
部）と第２のプランジャ３５３′側の吐出口（第２吐出
部）とが、前記の式（３）に示すような所要の位相差Θ
（°）を有して作動するように設定されている。

【００８６】つまり、第１のプランジャ３５３と第２の
プランジャ３５３′とは、１つのカム３５８に対して位
相差Θ（°）を有して作動するように配置されている。
ここで、エンジンは８気筒（Ｋ＝８）、ポンプ減速比Ｊ
は０．５（Ｊ＝０．５）なので、Θ＝７２０Ｊ／Ｋ＝７
２０×０．５／８＝４５（°）となるが、位相差が９０
°で同一位相となるので、位相差Θを４５°とするに
は、第１のプランジャ３５３と第２のプランジャ３５
３′との配置を、互いに４５°又は１３５°ずらせばよ
い。ここでは、配置が容易な１３５°を採用し、第１の
プランジャ３５３の方向と第２のプランジャ３５３′の
方向とを１３５°ずらせて（位相差を付けて）配置して
いる。

【００８７】本発明の第３実施形態にかかるカム駆動式
燃料ポンプは、このように、２本のプランジャ２５３，
２５３′を所要の角度だけ位相を変えて一つのカム３５
３に対して連係させるようにした変形シングルプランジ
ャ型ポンプ３５１として構成されているので、第２実施
形態と同様に、第１実施形態のような２つのシングルプ
ランジャ型ポンプ５１，５１（即ち、第１ポンプ２５Ｌ
及び第２ポンプ２５Ｒ）を備えずに、１つの変形シング
ルプランジャ型ポンプ３５１によって、第１実施形態と
同様な作用及び効果を得ることができる。

【００８８】つまり、カム駆動式燃料ポンプでは適用の
困難な多気筒エンジンにおいても、ポンプ脈動周期と燃
料噴射周期とを同期させるといった技術を実現すること
ができるようになり、本実施形態で説明したＶ型８気筒
エンジン等の多気筒エンジンをはじめとした種々の内燃
機関において、ポンプ脈動周期と燃料噴射周期とを同期
させながら、気筒間での燃料噴射量のバラツキを低減し
うるようになり、空燃比（Ａ／Ｆ）の制御も各気筒間で
のバラツキを抑えながら行なうことができるようになる
のである。

【００８９】次に、本発明の第４実施形態にかかる燃料
供給系について説明すると、図１１はその模式的な構成
図である。この燃料供給系を有する筒内噴射内燃機関
も、Ｖ型８気筒エンジンであり、この燃料供給系も、既
に図２を参照して説明したように、燃料は、燃料タンク
２２，低圧燃料ポンプ２４，燃料供給路２３Ａ，高圧燃
料ポンプ２５，燃料供給路（燃料送給通路）２３Ｂ，デ
リバリパイプ２８と供給されて燃料噴射弁２１側へ送ら
れ、燃料噴射弁２１から吐出されなかった燃料は、デリ
バリパイプ２８から燃料供給路（燃料返送通路）２３Ｃ
を経て燃料タンク２２側へ戻るようになっているが、本
燃料供給系には、例えば第２又は第３実施形態にかかる
変形シングルプランジャ型ポンプ２５１，３５１のよう
に、１つで多気筒に対応する吐出脈動を実行しうるポン
プが、高圧燃料ポンプ２５としてそなえられるものとす
る。

【００９０】この場合には、図１１に示すように、高圧
燃料ポンプ２５から左右のデリバリパイプ２８Ｌ，２８
Ｒに燃料を供給する燃料供給路（燃料送給通路）２３Ｂ
は、その中間部から分岐しており、燃料ポンプ２５から
の燃料流をこの分岐部で配分しながら互いに平行な（又
はほぼ平行な）左右のデリバリパイプ２８Ｌ，２８Ｒに
送給するように構成されている。

【００９１】すなわち、第１及び第２のデリバリパイプ
２８Ｌ，２８Ｒの各上流側（各バンクの一端側）に燃料
供給路２３Ｂを、第１及び第２のデリバリパイプ２８
Ｌ，２８Ｒの各下流側（各バンクの他端側）に燃料返送
通路２３Ｃを設けた構成になっている。そして、燃料噴
射弁２１から吐出される燃料の燃料圧力は、燃料供給路
（燃料返送通路）２３Ｃに設けられた高圧レギュレータ
２７で調圧されるようになっている。

【００９２】また、燃料供給路２３Ｂの高圧燃料ポンプ
２５の吐出口の近傍（高圧燃料ポンプ２５の直ぐ下流
側）には、図１１に鎖線で示すように、アキュムレータ
４６を設けることが望ましい。また、燃料供給系の配管
構成は、左バンクと右バンクとでほぼ対称（即ち、左右
対称）に構成されており、平行配置式燃料供給系として
構成されている。これにより、左右のバンクに偏りなく
吐出脈動（燃圧）が与えられるようになる。

【００９３】本発明の第４実施形態にかかる燃料供給系
は、このように構成されているので、各バンクの一端側
に燃料供給路２３Ｂを他端側へ燃料返送通路２３Ｃを設
けることになり、スペース効率良く燃料供給系を構成す
ることができる。そして、こうした燃料供給系を有する
平行配置式燃料供給系付き筒内噴射内燃機関では、左バ
ンクと右バンクとで偏りなく吐出脈動（燃圧）が与えら
れる利点があり、燃料噴射量の気筒間バラツキの抑制に
も効果的である。

【００９４】次に、本発明の第５実施形態にかかる燃料
供給系について説明すると、図１２はその模式的な構成
図である。この燃料供給系を有する筒内噴射内燃機関
は、直列８気筒エンジンであり、この燃料供給系も、既
に図２を参照して説明したように、燃料は、燃料タンク
２２，低圧燃料ポンプ２４，燃料供給路２３Ａ，高圧燃
料ポンプ２５，燃料供給路（燃料送給通路）２３Ｂ，デ
リバリパイプ２８と供給されて燃料噴射弁２１側へ送ら
れ、燃料噴射弁２１から吐出されなかった燃料は、デリ
バリパイプ２８から燃料供給路（燃料返送通路）２３Ｃ
を経て燃料タンク２２側へ戻るようになっている。

【００９５】そして、本燃料供給系では、デリバリパイ
プ２８の両端に、例えば第１実施形態にかかるシングル
プランジャ型ポンプ５１のような高圧燃料ポンプ２５
Ｌ，２５Ｒが、そなえられるものとする。この場合に
は、図１２に示すように、各高圧燃料ポンプ２５Ｌ，２
５Ｒからデリバリパイプ２８の左右端部に燃料を供給す
る燃料供給路（燃料送給通路）２３Ｂは、２系統そなえ
られ、燃料供給路（燃料返送通路）２３Ｃは、デリバリ
パイプ２８の中間部から配管されており、燃料ポンプ２
５からのデリバリパイプ２８の両端に流入した燃料の一
部は燃料噴射弁２１から吐出され、残りはデリバリパイ
プ２８の中間部から燃料返送通路２３Ｃを経て返送され
るようになっている。なお、燃料噴射弁２１から吐出さ
れる燃料の燃料圧力は、燃料供給路（燃料返送通路）２
３Ｃに設けられた高圧レギュレータ２７で調圧される。

【００９６】また、燃料供給路２３Ｂの高圧燃料ポンプ
２５の吐出口の近傍（高圧燃料ポンプ２５の直ぐ下流
側）には、図１２に鎖線で示すように、アキュムレータ
４６を設けることが望ましい。そして、本高圧燃料ポン
プ２５としてのシングルプランジャ型ポンプ５１は、第
１実施形態と同様に、カム５８に形成されたカム山５８
Ａの数Ｙが、ポンプ減速比Ｊ，エンジンの気筒数Ｋに応
じて、前記の式（２）を満たすように設定されている。

【００９７】ここで、エンジンは８気筒、ポンプ減速比
Ｊは０．５なので、Ｙ＝４となり、第１の高圧燃料ポン
プ２５Ｌ及び第２の高圧燃料ポンプ２５Ｒとしての各シ
ングルプランジャ型ポンプ５１のカム部（カム）５８の
カム山５８Ａの数は、いずれも４になっている。また、
第１の高圧燃料ポンプ（第１吐出部）２５Ｌと第２の高
圧燃料ポンプ（第２吐出部）２５Ｒとは、前記の式
（３）に示すような所要の位相差Θ（°）を有して作動
するように設定されている。

【００９８】ここで、エンジンは８気筒、ポンプ減速比
Ｊは０．５なので、Θ＝４５（°）となっており、第１
の高圧燃料ポンプ２５Ｌと第２の高圧燃料ポンプ２５Ｒ
とが、位相差４５°で作動するように設定されている。
本発明の第５実施形態にかかる燃料供給系は、このよう
にシングルプランジャ型ポンプ５１による高圧燃料ポン
プ２５Ｌ，２５Ｒを２つそなえて構成されているので、
カム駆動式燃料ポンプでは適用の困難な多気筒エンジン
においても、ポンプ脈動周期と燃料噴射周期とを同期さ
せるといった技術を実現することができるようになり、
本実施形態で説明したＶ型８気筒エンジン等の多気筒エ
ンジンをはじめとした種々の内燃機関において、ポンプ
脈動周期と燃料噴射周期とを同期させながら、気筒間で
の燃料噴射量のバラツキを低減しうるようになり、空燃
比（Ａ／Ｆ）の制御も各気筒間でのバラツキを抑えなが
ら行なうことができるようになるのである。

【００９９】なお、各実施形態では、８気筒エンジンを
説明しているが、本発明は、気筒数に関係なく採用する
ことができ、勿論、気筒数の少ないエンジンでは、本発
明の構成を適用しなくても、ポンプ脈動周期と燃料噴射
周期とを同期させるといった技術を実現することができ
るが、かかる技術を適用しにくい気筒数の多いエンジン
に本構成を適用することで、優れた利点を得ることがで
きる。

【０１００】また、Ｖ型エンジンは、気筒列を複数備え
たエンジンの一例であり、本筒内噴射内燃機関は、水平
対向エンジンなど他のエンジンにも適用しうる。もちろ
ん、気筒列が単数のエンジン（直列エンジン）でも、気
筒数の多い場合には、本構成を適用することで優れた利
点を得ることができる。また、気筒列を複数備えたエン
ジンの場合は、左右対称の平行配置式燃料供給系を適用
しうるが、これについては必須ではなく、例えばレイア
ウト上困難であれば、非対称としてもよい。

【０１０１】また、左右非対称としながらも、各バンク
の一端側に燃料供給路２３Ｂを他端側へ燃料返送通路２
３Ｃを設けることになり、スペース効率良く燃料供給系
を構成することができる利点は得られる。

【０１０２】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明のカム駆動式燃料ポンプ付き筒内噴射内燃機関によ
れば、２つの高圧燃料ポンプをそなえ、カム山数の設定
及び２つの高圧燃料ポンプの位相差の設定という極めて
簡素な構成により、適用が困難な気筒数の多い機関にお
いても、ポンプ脈動周期と燃料噴射弁による燃料噴射周
期とが同期するようにできる。これにより、ポンプ脈動
により例え燃料圧力が大きく変動しても、燃料噴射時に
は燃料噴射圧力が各気筒で常に略同レベルとなり、各気
筒で略同量の燃料が噴射されるようになり、空燃比の制
御も各気筒間でのバラツキを抑えながら行なうことがで
きるようになる。

【０１０３】したがって、空燃比制御を適切に行なうこ
とができるようになり、機関の運転状態に応じて適切に
空燃比を制御しながら、筒内噴射内燃機関としての特
性、即ち、機関の運転状態に応じて燃費向上を重視した
り或いは出力確保を重視したり或いは燃費向上と出力確
保を両立させたりすることができ、筒内噴射内燃機関と
しての性能を十分に発揮することができるようになり、
内燃機関の総合性能の向上に大きく寄与する。もちろ
ん、アイドル運転が不安定になるなどドライバビリティ
の悪化の回避や、エンジン振動の増大の回避も行なえ、
この点でも、筒内噴射内燃機関の総合性能の向上に大き
く寄与する。

【０１０４】請求項２記載の本発明のカム駆動式燃料ポ
ンプ付き筒内噴射内燃機関によれば、簡素なポンプ構成
により、適用が困難な気筒数の多い機関においても、ポ
ンプ脈動周期と燃料噴射弁による燃料噴射周期とが同期
するようにでき、ポンプ脈動により例えポンプの燃料吐
出圧力が大きく変動しても、各気筒で略同量の燃料が噴
射されるようにでき、空燃比の制御も各気筒間でのバラ
ツキを抑えながら行なうことができるようになる。

【０１０５】請求項３記載の本発明のカム駆動式燃料ポ
ンプ付き筒内噴射内燃機関によれば、１つのポンプによ
り、適用が困難な気筒数の多い機関においても、ポンプ
脈動周期と燃料噴射弁による燃料噴射周期とが同期する
ようにでき、ポンプ脈動により例えポンプの燃料吐出圧
力が大きく変動しても、各気筒で略同量の燃料が噴射さ
れるようにでき、空燃比の制御も各気筒間でのバラツキ
を抑えながら行なうことができるようになる。

【０１０６】請求項４記載の本発明の平行配置式燃料供
給系付き筒内噴射内燃機関によれば、スペース効率良く
燃料供給系を構成することができる利点は得られる。請
求項５記載の本発明の平行配置式燃料供給系付き筒内噴
射内燃機関によれば、左右の気筒列間で、偏りなく吐出
脈動（燃圧）が与えられる利点があり、燃料噴射量の気
筒間バラツキの抑制にも効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態にかかるカム駆動式燃料
ポンプの構成とその吐出特性を示す図である。

【図２】本発明の第１実施形態にかかるカム駆動式燃料
ポンプ付き筒内噴射内燃機関を示す構成図である。

【図３】本発明の第１実施形態にかかる筒内噴射内燃機
関の燃料供給系を示す模式図である。

【図４】本発明の第１実施形態にかかる筒内噴射内燃機
関の燃料供給系を示す機関の斜視図である。

【図５】本発明の第１実施形態にかかるカム駆動式燃料
ポンプを示す模式的な断面図（図４のＡ−Ａ矢視断面
図）である。

【図６】本発明の第１実施形態にかかるカム駆動式燃料
ポンプ（シングルプランジャ型ポンプ）を示す模式的な
縦断面図である。

【図７】本発明の第１実施形態にかかるカム駆動式燃料
ポンプ（シングルプランジャ型ポンプ）の効果を説明す
る燃料噴射圧特性を示す図である。

【図８】本発明の第１実施形態にかかるカム駆動式燃料
ポンプ（シングルプランジャ型ポンプ）の効果を説明す
る燃料噴射圧特性を示す図である。

【図９】本発明の第２実施形態にかかるカム駆動式燃料
ポンプを示す模式図であり、（Ａ）はカム軸の横断面及
びプランジャの縦断面を示す図、（Ｂ）はカム軸の側面
図及びプランジャの縦断面を示す図である。

【図１０】本発明の第３実施形態にかかるカム駆動式燃
料ポンプを示す模式図であり、はカム軸の横断面及びプ
ランジャの縦断面を示す図である。

【図１１】本発明の第４実施形態にかかる燃料供給系の
模式的な構成図である。

【図１２】本発明の第５実施形態にかかる燃料供給系の
模式的な構成図である。

【図１３】従来のカム駆動式ポンプ（シングルプランジ
ャ型ポンプ）を示す模式的な縦断面図である。

【図１４】従来のカム駆動式ポンプ（シングルプランジ
ャ型ポンプ）の吐出流量特性を示す図である。

【図１５】従来の斜板駆動式ポンプ（マルチプランジャ
型ポンプ）を示す模式的な縦断面図である。

【図１６】従来の斜板駆動式ポンプ（マルチプランジャ
型ポンプ）の吐出流量特性を示す図である。

【図１７】カム駆動式ポンプ（シングルプランジャ型ポ
ンプ）におけるカム山数の限界を説明する図であり、
（Ａ）は実現困難なカム山数８の場合を、（Ｂ）は実現
可能なカム山数４の場合を示す。

【符号の説明】

２１燃料噴射弁（インジェクタ）２３Ａ〜２３Ｅ燃料供給路２５高圧燃料ポンプ２５Ｌ第１吐出部としての第１の高圧燃料ポンプ（第
１ポンプ）２５Ｒ第２吐出部としての第２の高圧燃料ポンプ（第
２ポンプ）２７高圧レギュレータ２８，２８Ｌ，２８Ｒデリバリパイプ４６アキュムレータ４７合流部５１カム駆動式燃料ポンプ（シングルプランジャ型ポ
ンプ）５２シリンダ（ハウジング）５３プランジャ５４シリンダ端壁部５５ポンプ室（燃料室）５６吸入口５７吐出口５６Ａ，５７Ａリーフ弁５８カム（カム部）５８Ａカム山５９スプリング６０カム軸駆動系（カム駆動手段）６０Ａタイミングベルト６０Ｂスプロケット６０Ｃカムシャフト２５１，３５１カム駆動式燃料ポンプとしての変形単
筒型ポンプ２５２，３５２ハウジング２５３Ａ，２５２Ｂ，３５３Ａ，３５２Ｂシリンダ２５３，２５３′，３５３，３５３′ プランジャ２５５，２５５′，３５５，３５５′ ポンプ室（燃料
室）２５３Ａ，２５３′Ａ，３５３Ａ，３５３′Ａタペッ
ト２５８，２５８′，３５８，３５８′ カム（カム部）２５８Ａ，２５８′Ａ，３５８Ａ，３５８′Ａカム山

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｍ 55/02 ３５０Ｆ０２Ｍ 55/02 ３５０Ｅ 59/10 59/10 Ｃ 63/00 63/00 Ｊ (72)発明者岩本裕彦東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各気筒の燃焼室内に直接臨んだ燃料噴射
弁から該燃焼室内に燃料を高圧噴射する筒内噴射内燃機
関であって、該燃料噴射弁へ高圧な燃料を噴射するための高圧燃料ポ
ンプをそなえ、該高圧燃料ポンプが、燃料を供給される燃料室と、該燃料室の一部を形成する
ハウジングと、カム駆動により該ハウジング内を摺動自
在に設けられたプランジャと、該プランジャの一端に当
接するカム部を有して該機関のクランク軸の回転力によ
り該カム部を回転駆動させ該プランジャを往復駆動させ
るカム駆動手段とを有し、該プランジャの往復動に応じ
て燃料の吸入及び吐出を行なうカム駆動式燃料ポンプに
より構成されるとともに、第１吐出時期で燃料を吐出する第１吐出部と、該第１吐
出時期とは所要の位相差Θを有する第２吐出時期で燃料
を吐出する第２吐出部とをそなえ、該燃料噴射弁が、該高圧ポンプ下流の燃料配管から分岐
して、該ポンプの第１吐出時期で燃料を供給される第１
噴射弁群及び該ポンプの第２吐出時期で燃料を供給され
る第２噴射弁群から構成され、該カム部のカム山数Ｙが、ポンプ減速比Ｊ，該機関の気
筒数Ｋに関して、Ｙ×Ｊ＝Ｋ／４を満たすように設定されるとともに、該位相差Θ（°）が、 Θ／Ｊ＝７２０／Ｋを満たすように設定されていることを特徴とする、カム
駆動式燃料ポンプ付き筒内噴射内燃機関。
【請求項２】該第１吐出部が、該第１吐出時期に対応
して作動する第１ポンプにより構成され、該第２吐出部
が、該第２吐出時期に対応して作動する第２ポンプによ
り構成されていることを特徴とする、請求項１記載のカ
ム駆動式燃料ポンプ付き筒内噴射内燃機関。
【請求項３】該高圧燃料ポンプが、該ハウジング内に
第１プランジャ及び第２プランジャとの二つのプランジ
ャをそなえ、該カム駆動手段が、同一カム軸上にそなえられた第１カ
ム部及び第２カム部とをそなえ、該第１カム部が該第１吐出時期に対応して該第１プラン
ジャを駆動するととも、該第２カム部が該第２吐出時期
に対応して該第２プランジャを駆動するように構成され
ていることを特徴とする、請求項１記載のカム駆動式燃
料ポンプ付き筒内噴射内燃機関。
【請求項４】それぞれ複数の気筒を有する第１及び第
２の気筒列をそなえ、これらの気筒列の各気筒の燃焼室
内に直接臨んだ燃料噴射弁から該燃焼室内に燃料を高圧
噴射する筒内噴射内燃機関であって、該燃料噴射弁へ高圧な燃料を噴射するための高圧燃料ポ
ンプと、該第１の気筒列の各燃料噴射弁へ燃料を配送する第１の
デリバリパイプと、該第２の気筒列の各燃料噴射弁へ燃料を配送する第２の
デリバリパイプとをそなえ、該第１のデリバリパイプと該第２のデリバリパイプとが
互いに平行または略平行に配設されるとともに、各デリ
バリパイプ内の燃料流方向が互いに同方向に設定される
とともに、該高圧燃料ポンプからの燃料を上記の第１及び第２のデ
リバリパイプの各上流側にそれぞれ送給する燃料送給通
路と、上記の第１及び第２のデリバリパイプの各下流側から燃
料供給源側へ燃料を返送する燃料返送通路と、該燃料返送通路に設けられ、上記の各燃料噴射弁から噴
射される燃料圧力を調整する燃圧調整手段とをそなえて
いることを特徴とする、平行配置式燃料供給系付き筒内
噴射内燃機関。
【請求項５】該高圧燃料ポンプが複数備えられて、該燃料送給通路が、該複数の高圧燃料ポンプからそれぞ
れ吐出される燃料を一旦合流させた後、上記の第１及び
第２のデリバリパイプの各上流側にそれぞれ送給するよ
うに、合流部をそなえていることを特徴とする、請求項
４記載の平行配置式燃料供給系付き筒内噴射内燃機関。