(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料ポンプ又は燃料システムを改良して、燃料を加圧し内燃機関の高圧燃料供給システムに給送する高圧燃料供給ポンプと、低圧燃料と高圧燃料とを内燃機関に供給する燃料供給システムにおいて、従来より低い騒音レベルと振動で動作する高圧燃料供給ポンプと燃料供給システムとを提供。【解決手段】往復運動して圧縮室内の燃料を加圧するプランジャと、圧縮室から高圧燃料通路に吐出する吐出弁と、内燃機関に低圧燃料を供給する低圧燃料供給システムと接続する第１の低圧燃料通路と圧縮室との接続及び接続解除を行なう第１の電磁弁とを有し、第１の電磁弁は、偏倚部材によって閉弁方向に偏倚され付勢されると第１の偏倚部材の偏倚力に抗して開かれるか又は開弁状態に保たれ、低圧燃料供給システムと接続する第２の低圧燃料通路と圧縮室との接続及び接続解除を行なう第２の電磁弁を設け、第２の電磁弁は付勢されると閉じられるように構成される。【選択図】図１
2011094610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮室と、前記圧縮室内において往復運動して前記圧縮室内の燃料を加圧するプランジャと、加圧燃料を前記圧縮室から内燃機関に高圧燃料を供給する高圧燃料供給システムの高圧燃料通路に吐出する吐出弁と、前記内燃機関に低圧燃料を供給する低圧燃料供給システムと接続する第１の低圧燃料通路と前記圧縮室との接続及び接続解除を行なう第１の電磁弁とを有し、該第１の電磁弁は、第１の偏倚部材によって閉弁方向に偏倚され、前記第１の電磁弁は、付勢されると前記第１の偏倚部材の偏倚力に抗して開かれるか、又は開弁状態に保たれる高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記低圧燃料供給システムと接続する第２の低圧燃料通路と前記圧縮室との接続及び接続解除を行なう第２の電磁弁を設け、該第２の電磁弁は付勢されると閉じられるように構成されることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記第２の電磁弁は、第２の偏倚部材によって開弁方向に偏倚され、前記第２の電磁弁は、付勢されると前記第２の偏倚部材の力に抗して閉じられるように構成されることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項３】
請求項１に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記第２の電磁弁はいかなる偏倚部材も有さずに構成され、前記第２の電磁弁が付勢解除されると前記プランジャの上方移動行程時に油圧力によって開かれるように構成され、前記第２の電磁弁は、付勢されると前記油圧力に抗して閉じられるか、又は閉弁状態に保たれるように構成されることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項４】
請求項１に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記第２の電磁弁は、第２の偏倚部材によって閉弁方向に偏倚され、前記第２の偏倚部材の偏倚力は、前記プランジャの上方移動行程時における前記油圧力より小さく設定され、前記第２の電磁弁は、前記プランジャの上方移動行程時に油圧力により前記第２の偏倚部材の偏倚力に抗して開かれ、前記第２の電磁弁は、付勢されると前記油圧力に抗して閉じられるか、又は閉弁状態に保たれるように構成されることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記第２の電磁弁はプッシュ型電磁弁であって、弁座と、前記第２の電磁弁が付勢されて前記弁座と接触するまで磁力によって押され前記第２の電磁弁を閉じる押し棒とを有し、該押し棒は、前記第２の電磁弁が付勢解除されると前記第２の偏倚部材の偏倚力により引かれ及び／又は油圧力により前記弁座から押されて、前記第２の電磁弁を開かせることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記第２の電磁弁はプル型電磁弁であって、弁座と、前記弁座に接触して前記第２の電磁弁を閉じ第３の偏倚部材によって閉弁方向に偏倚される弁体と、該弁体と接触するとともに前記第２の偏倚部材の偏倚力によって開弁方向に偏倚され、前記第２の電磁弁が付勢解除されると前記第３の偏倚部材の偏倚力に抗して開かれるか、又は開弁状態に保たれるようになる引き棒とを有し、前記第２の電磁弁が付勢されると、前記引き棒は前記第２の偏倚部材の偏倚力に抗して磁力により前記弁体から引かれ、前記第２の電磁弁は前記第３の偏倚部材の偏倚力によって閉じられるように構成されることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記低圧燃料供給システムは、低圧燃料を前記内燃機関の吸気通路内に噴射する複数の燃料噴射手段を有する少なくとも１個の低圧燃料レールを含み、前記高圧燃料供給システムは、高圧燃料を前記内燃機関の複数のシリンダ内に直接噴射する複数のガソリン直接噴射手段を有する少なくとも１個の高圧燃料レールを含むことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
高圧燃料供給ポンプの第１の動作モードの際、前記高圧燃料供給ポンプは、前記第１の電磁弁及び前記第２の電磁弁が継続して付勢解除状態に保たれるように制御され、前記第２の電磁弁は連続的に開弁状態に保たれるとともに、前記プランジャの上方移動行程では燃料は前記圧縮室内で加圧されることなしに前記第２の電磁弁を介して前記圧縮室外に流出し、前記内燃機関は前記低圧燃料供給システムにより低圧燃料の供給のみを受けることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
高圧燃料供給ポンプの第２の動作モードの際、前記高圧燃料供給ポンプは、前記第２の電磁弁が継続して付勢状態に保たれて磁力により閉弁状態に保たれるように制御され、前記第１の電磁弁は、油圧力及び／又は磁力によって開かれるか、又は開弁状態に保たれ、前記プランジャの吸込行程時に低圧燃料を前記圧縮室内に給送する吸込弁として、かつ前記プランジャの上方移動行程時に前記圧縮室外に低圧燃料を流出させる逃し弁として機能し、前記第１の電磁弁は、前記プランジャの上方移動行程時に付勢解除されて油圧力によって前記第１の電磁弁が閉じられて、前記圧縮室内の燃料は加圧されるとともに前記吐出弁を介して前記高圧燃料供給システムに給送されることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
高圧燃料供給ポンプの第３の動作モードの際、前記高圧燃料供給ポンプは、前記第２の電磁弁が連続的に閉弁状態に保たれるように制御され、前記第２の電磁弁は前記プランジャの上方移動行程時に付勢解除状態に保たれて前記プランジャの上方移動行程中は油圧力により閉弁状態に保たれ、前記第２の電磁弁は前記プランジャの前記上方移動行程の終了時から吸込行程中及び次の上方移動行程の開始時まで付勢状態に保たれ磁力によって閉弁状態に保たれ、前記第１の電磁弁は油圧力及び／又は磁力によって開かれるか、又は開弁状態に保たれて、前記プランジャの吸込行程時に低圧燃料を前記圧縮室内に給送する吸込弁として、かつ前記プランジャの上方移動行程及び次の上方移動行程時に前記圧縮室外に燃料を流出させる逃し弁として機能し、前記第１の電磁弁は前記プランジャの上方移動行程及び次の上方移動行程時に付勢解除され前記第１の電磁弁が油圧力により閉じられて、圧縮室内の燃料は加圧されるとともに前記吐出弁を介して前記高圧燃料供給システムに給送されることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
高圧燃料供給ポンプの第４の動作モードの際、前記高圧燃料供給ポンプは、前記プランジャの上方移動行程中に前記第２の電磁弁が付勢状態に保たれる一方で前記第１の電磁弁を付勢解除することによって前記圧縮室内における燃料の加圧が開始され、前記第２の電磁弁を付勢解除することによって燃料の加圧が停止されるように制御されることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
高圧燃料供給ポンプの第５の動作モードの際、前記高圧燃料供給ポンプは、前記第１の電磁弁が継続して付勢解除状態に保たれように制御され、前記第２の電磁弁は、前記プランジャの吸込行程時に低圧燃料を前記圧縮室内に給送する吸込弁として、かつ前記プランジャの上方移動行程時に低圧燃料を前記圧縮室から流出させる逃し弁として機能し、前記第２の電磁弁は、前記プランジャの上方移動行程中に付勢されて前記第２の電磁弁が閉じられて前記圧縮室内の燃料が加圧されるとともに、前記吐出弁を介して前記高圧燃料供給システムに給送されることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記第１の電磁弁及び前記第２の電磁弁はそれぞれパルス幅変調により制御され、前記第１の電磁弁及び前記第２の電磁弁は、付勢後は前記ソレノイドを磁化するために実質的に１００％のデューティサイクルで制御され、前記第１の電磁弁及び前記第２の電磁弁は、前記ソレノイドの磁化後は前記第１の電磁弁及び前記第２の電磁弁を付勢状態に保つために１００％未満のデューティサイクルで制御されることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項１４】
内燃機関に燃料を供給する燃料供給システムであって、高圧燃料を前記内燃機関に供給する高圧燃料供給システムと、燃料を加圧するとともに加圧燃料を前記高圧燃料供給システムに給送する高圧燃料供給ポンプと、低圧燃料を前記高圧燃料供給ポンプに給送する低圧燃料供給システムとを含み、前記高圧燃料供給ポンプは、圧縮室と、前記圧縮室内において往復運動して前記圧縮室内の燃料を加圧するプランジャと、加圧燃料を前記圧縮室から前記高圧燃料供給システムの高圧燃料通路に吐出する吐出弁と、前記低圧燃料供給システムの第１の低圧燃料通路と前記圧縮室との接続及び接続解除を行なう第１の電磁弁とを含み、前記第１の電磁弁は、第１の偏倚部材によって閉弁方向に偏倚され、前記第１の電磁弁は、付勢されると前記第１の偏倚部材の偏倚力に抗して開かれるか、又は開弁状態に保たれる燃料供給システムにおいて、
前記低圧燃料供給システムは、さらに、低圧燃料を前記内燃機関に直接供給するように構成され、第２の電磁弁が設けられて、前記低圧燃料供給システムの第２の低圧燃料通路と前記高圧燃料供給ポンプの前記圧縮室との接続及び接続解除、又は前記低圧燃料供給システムの第２の低圧燃料通路と前記高圧燃料システムの高圧燃料通路との接続及び接続解除を行ない、前記第２の電磁弁は付勢されると閉じられることを特徴とする内燃機関に燃料を供給する燃料供給システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の燃料供給システムにおいて、
前記高圧燃料供給システムは、前記高圧燃料供給システム内の前記加圧燃料の圧力を判断する圧力センサ手段を含み、前記第２の電磁弁は、前記圧力センサ手段により判断された前記高圧燃料供給システム内の前記加圧燃料の前記圧力が所定の高圧閾値以上である場合に付勢解除されるように制御されることを特徴とする燃料供給システム。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載の燃料供給システムにおいて、
前記第２の電磁弁は、前記高圧燃料供給ポンプに含まれて、前記低圧燃料システムの前記第２の低圧燃料通路と前記高圧燃料供給ポンプの前記圧縮室との接続及び接続解除を行なって、前記高圧燃料供給ポンプが請求項１〜１０の少なくとも１項に記載の高圧燃料供給ポンプであることを特徴とする燃料供給システム。
【請求項１７】
請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の燃料供給システムにおいて、
前記高圧燃料供給システムは、加圧燃料を前記内燃機関の複数のシリンダ内に直接噴射する複数のガソリン直接噴射手段を有する高圧燃料レールを含み、前記第２の電磁弁は、前記高圧燃料供給システムの前記高圧燃料レールと前記低圧燃料供給システムの前記第２の低圧燃料通路との接続及び接続解除を行なうように構成されることを特徴とする燃料供給システム。
【請求項１８】
請求項１４乃至１７のいずれか１項に記載の燃料供給システムにおいて、
前記低圧燃料供給システムは、低圧燃料を前記内燃機関の吸気通路内に噴射する複数の燃料噴射手段を有する少なくとも１個の低圧燃料レールを含み、
前記低圧燃料レールは、前記低圧燃料レール内の低圧燃料の圧力を判断する圧力センサ手段を含み、前記第２の低圧燃料通路は、前記低圧燃料レールに接続されて、低圧燃料を前記低圧燃料レールに供給し、前記第１の低圧燃料通路及び前記第２の低圧燃料通路は、前記第２の低圧燃料通路から前記第１の低圧燃料通路への燃料の流量を低減させる流量低下手段を含む第３の低圧燃料通路により接続されることを特徴とする燃料供給システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の燃料供給システムにおいて、
前記少なくとも１個の低圧燃料レールへの低圧燃料の給送は、前記第１の電磁弁及び第２の電磁弁によって制御され、前記第１の電磁弁は、前記プランジャの上方移動行程時に付勢解除されて前記圧縮室内の燃料の加圧を開始させるように制御され、前記第２の電磁弁は、前記圧力センサ手段により判断された前記低圧燃料レール内の前記加圧燃料の前記圧力が所定の低圧閾値以上である場合に付勢解除されるように制御されることを特徴とする燃料供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧燃料を内燃機関の高圧燃料供給システムに給送する高圧燃料供給ポンプにおいて、圧縮室と、圧縮室内で往復運動して圧縮室内の燃料を加圧するプランジャと、内燃機関に高圧燃料を供給する高圧燃料供給システムの高圧燃料通路に加圧燃料を圧縮室から吐出する吐出弁と、第１の低圧燃料通路と圧縮室との接続及び接続解除を行なう第１の電磁弁を有し、第１の電磁弁は第１の偏倚部材により閉弁方向に偏倚され、付勢されると第１の偏倚部材の偏倚力に抗して開かれるか、又は開弁状態に保たれる高圧燃料供給ポンプに関する。
【０００２】
さらにまた本発明は、高圧燃料を内燃機関に供給する高圧燃料供給システムと、燃料を加圧して高圧燃料供給システムに給送する高圧燃料供給ポンプと、低圧燃料を高圧燃料供給ポンプに給送する低圧燃料供給システムからなり、高圧燃料供給ポンプは、圧縮室と、圧縮室内で往復移動して圧縮室内の燃料を加圧するプランジャと、加圧燃料を圧縮室から高圧燃料供給システムの高圧燃料通路に吐出する吐出弁と、低圧燃料供給システムの第１の低圧燃料通路と圧縮室との接続及び接続解除を行なう第１の電磁弁を有し、第１の電磁弁は第１の偏倚部材により閉弁方向に偏倚され、付勢されると第１の偏倚部材の偏倚力に抗して開かれるか、又は開弁状態に保たれる燃料供給システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
大気汚染が環境に及ぼす影響が次第に知られるようになってくると、内燃機関、例えば自動車等の車両の内燃機関の排気ガスの排出低減に対する需要と要求が高まり続け、次には排気ガスの排出がますます規制されるようになってきた。特に、例えば欧州における煤煙排出規制等の煤煙排出規制は厳しさを増してきている。
【０００４】
これらの規制及び将来の規制を満たしうる技術を提供するために、低圧燃料を内燃機関に供給する低圧燃料供給システムと高圧燃料を内燃機関に供給する高圧燃料供給システムとを組み合わせたハイブリッド方式を用いて内燃機関に燃料を供給する燃料供給システムが提案された。このようなハイブリッドシステムは、ガソリン直接噴射（ＧＤＩ）又は火花点火直接噴射（ＳＩＤＩ）とも呼ばれ高圧燃料を内燃機関に供給するモードと、ポート燃料噴射（ＰＦＩ）と呼ばれ低圧燃料を内燃機関に供給するモードのいずれも行なうように構成される。従って、このようなハイブリッド燃料供給システムは、例えば燃料をＧＤＩモード又はＰＦＩモードのいずれでも供給することができるとともに、厳しい煤煙排出基準と将来の排気ガス規制とを満たすことを可能にする潜在的な候補である。
【０００５】
一般に、このようなハイブリッド燃料供給システムは、一方ではＰＦＩエンジンを用いて達成される低煤煙排出レベルによる利点と、他方ではＧＤＩエンジンの燃料消費量の改善による利点とを有する。
【０００６】
例えば、吸気マニホルド噴射器と低圧給送管とを含む低圧燃料供給システムと、シリンダ内噴射器と高圧給送管と高圧燃料供給ポンプとを含む高圧燃料供給システムを有するハイブリッド燃料供給システムが特許文献１により公知である。燃料をタンクから低圧燃料システムと高圧燃料供給システムの高圧圧燃料供給ポンプに送り出す低圧燃料ポンプの吐出流量は、エンジン動作条件に従って得られる、低圧燃料供給システム及び高圧燃料供給システムに対する所要供給量に基づいて設定される。特許文献１によれば、高圧燃料供給ポンプは、ソレノイドの巻線にいかなる電流も印加されないときに開かれ、ソレノイドに電流が印加されると閉じられるいわゆる「常時開」吸込弁である電磁吸込弁を含む。
【０００７】
このような常時開電磁吸込弁を用いて高圧噴射管に給送される燃料の量を制御する場合は、高圧燃料供給ポンプの動作中において、例えばハイブリッド燃料供給システムのＧＤＩモードで高圧燃料が内燃機関に給送されるときに騒音と振動が発生するという欠点を有する。特に、特許文献１に記載の燃料供給システムは、ＭＰＩ噴射器に低圧燃料を給送することにより内燃機関がＰＦＩモードで動作しているときは電気エネルギーを必要としない常時開電磁吸込弁を含むため、「常時開」電磁弁が高圧燃料を内燃機関に給送する流量制御弁として動作するときに、こうした弁に特有の高周波の衝撃音が発生する。さらに、「常時開」電磁弁に関してはポンプ容量に厳しい制限がある。
【０００８】
さらに、低圧燃料及び／又は高圧燃料を内燃機関に給送するこのようなハイブリッド燃料供給システムに関して、解決されなければならないさらに他の多くの課題がある。例えば、主要な課題の１つは高圧燃料給送システムを、例えばＰＦＩ運転用の低圧燃料システムと組み合わせるハイブリッドシステムでの使用に適合させることである。このようなシステムにおいて、内燃機関が低煤煙排出量を達成するために主に低圧燃料の供給を受ける場合に、高圧燃料システムが長時間使用されない状態に耐えることができるように適合されなければならない。
【０００９】
しかし、高圧燃料供給システムをこのような要件に適合させるためには、例えばＰＦＩモードで低圧燃料が内燃機関に給送され、いかなる燃料も加圧されない場合に、高圧燃料システムにおいて燃料流量を効率的にゼロに制御すること、高圧燃料供給ポンプの動作時に一般に「常時開」電磁弁において発生する騒音及び振動レベルを低下させること、例えばＰＦＩモードで低圧燃料が内燃機関に給送される場合に新鮮なガソリンが循環されず高圧燃料供給システム内における燃料の昇温を招いて高圧燃料供給システムを昇温させ燃料の劣化をもたらす問題の軽減又は防止等の課題を考慮しなければならない。さらに他の課題は、例えば上述した燃料の劣化により高圧燃料噴射器において付着物が生じること、パッケージ化に関し部品点数の増加にも係わらず小型の構造を維持することに関する課題に関する。
【００１０】
高圧燃料供給ポンプの動作時における騒音と振動とを低下させるために、特許文献２に、十分な流量の高圧燃料の供給を、より低い騒音レベルで振動の発生を軽減して可能にするいわゆる「常時閉」電磁弁を含む高圧燃料供給ポンプが示されている。ここで、「常時閉」という用語は、高圧燃料供給ポンプの電磁吸込弁が、ソレノイドの巻線にいかなる電流も印加されないときは、弁を閉弁方向にばね等の偏倚部材により偏倚させることにより閉じられるという特徴を指す。電流が印加されてソレノイドが付勢されると、上記の「常時開」電磁弁の動作とは対照的に、弁は付勢されたソレノイドにより生じる電磁力により開かれるか、又は開弁状態に保たれる。
【００１１】
常時閉吸込弁を含む特許文献２に記載の高圧燃料供給ポンプは、十分な高圧燃料流量を、より低い騒音レベルとより低い振動で達成する。しかし、その基本的な構造により、燃料流量がゼロのとき例えばいかなる高圧燃料も内燃機関に供給されないときにソレノイド制御を必要とする。低煤煙排出要件を満たすために、上述のように、低圧／高圧ハイブリッド燃料供給システム（例えばＧＤＩ（ＳＩＤＩ）＋ＰＦＩ）において例えばＰＦＩモードでの低圧燃料の供給が優勢な動作モードとなる。従って、例えばＰＦＩモード中は低圧燃料の給送のみを行なうために、電気エネルギーを高圧燃料供給ポンプに連続的に加えなければならない。さらに、ハイブリッドシステムによる低圧燃料供給中に高圧燃料供給ポンプ内に残っている燃料が昇温して劣化し、さらに噴射器の付着物問題等を招きうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】欧州特許第１８１２７０４（Ａ１）号明細書
【特許文献２】欧州特許第１７０１０３１（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、内燃機関に高圧燃料を供給する燃料ポンプ又は燃料システムを改良して、上述の従来技術の課題を解決するとともに、燃料を加圧し内燃機関の高圧燃料供給システムに給送する高圧燃料供給ポンプと、低圧燃料と高圧燃料とを内燃機関に供給する燃料供給システムにおいて、周知のハイブリッド燃料供給システムと比べると、より低い騒音レベルかつより低い振動で動作する高圧燃料供給ポンプと燃料供給システムとを提供することにある。
【００１４】
本発明のさらに他の目的は、燃料を加圧し内燃機関の高圧燃料供給システムに給送する高圧燃料供給ポンプと、低圧燃料と高圧燃料とを内燃機関に供給する燃料供給システムにおいて、上述の「常時閉」電磁弁の利点を維持する一方で、同時に上記課題に対処し、さらにいかなる高圧燃料も内燃機関に供給されないときにゼロ燃料流量の効率的な制御を可能にする高圧燃料供給ポンプと燃料供給システムとを提供することにある。
【００１５】
本発明のさらに他の目的は、燃料を加圧し内燃機関の高圧燃料供給システムに給送する高圧燃料供給ポンプと、低圧燃料と高圧燃料とを内燃機関に供給する燃料供給システムであって、さまざまな動作モードを可能にする燃料供給システムとを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的は、燃料を加圧し内燃機関の高圧燃料供給システムに給送する高圧燃料供給ポンプと、内燃機関に燃料を供給する燃料供給システムとを提供することによって達成される。
【００１７】
特に、燃料を加圧し内燃機関の高圧燃料供給システムに給送する高圧燃料供給ポンプと、内燃機関に燃料を供給する燃料供給システムとは、２個の電磁弁が設けられるという共通の発明概念を共有する。すなわち、本発明によれば、第１の低圧燃料通路と高圧燃料供給ポンプの圧縮室との接続及び接続解除を行なう第１の電磁弁と、第２の低圧燃料通路と圧縮室との接続及び接続解除又は少なくとも第２の低圧燃料通路と高圧燃料供給システムの高圧燃料通路との接続及び接続解除を行なう第２の電磁弁とが設けられる。本発明によれば、第１の電磁弁は、第１の偏倚部材により第１の電磁弁の閉弁方向に偏倚され、第１の電磁弁は付勢されると第１の偏倚部材の偏倚力に抗して開かれるか又は開弁状態に保たれ、第２の電磁弁は付勢されると閉じられるように構成され、第１の低圧燃料通路及び第２の低圧燃料通路は、低圧燃料を内燃機関に供給する低圧燃料供給システムに接続される。
【００１８】
上述の本発明の概念によれば、本発明の基本的な着想は、２種類の電磁弁、すなわち「常時閉」電磁弁と「常時開」電磁弁とを１個の単独の高圧燃料供給ポンプ又は１個の燃料供給システムにおいて組み合わせて、高圧燃料供給ポンプ又は燃料供給システムが、「常時閉」電磁弁式高圧燃料供給ポンプ構成によって得られる十分な流量及び低い衝撃音という利点を達成するとともに、加えて、「常時開」電磁弁が付勢解除されるような制御信号がないときには燃料を給送しない「常時開」電磁弁によって得られる機能性を有するようにすることである。同時に、本発明は、圧縮室と低圧燃料通路とを接続することにより、ＰＦＩ噴射動作モード時の燃料再循環が可能になって、高圧ポンプと低圧燃料通路とが新鮮な燃料を用いて冷却されるというさらに他の利点を提供するものである。
【００１９】
本発明によれば、高圧燃料供給ポンプは、圧縮室、圧縮室内において往復運動して圧縮室内の燃料を加圧するプランジャと、高圧燃料を内燃機関に供給する高圧燃料供給システムの高圧燃料通路に加圧燃料を圧縮室から吐出する吐出弁と、第１の低圧燃料通路と圧縮室との接続及び接続解除を行なう第１の電磁弁とを含み、第１の電磁弁は第１の偏倚部材により第１の電磁弁の閉弁方向に偏倚され、第１の電磁弁は付勢されると第１の偏倚部材の偏倚力に抗して開かれるか、又は開弁状態に保たれる。
【００２０】
本発明による高圧燃料供給ポンプは、第２の低圧燃料通路と圧縮室との接続及び接続解除を行なう第２の電磁弁を特徴とし、第２の電磁弁は、第２に電磁弁が付勢されると閉じられるように構成され、第１の低圧燃料通路及び第２の低圧燃料通路は、低圧燃料を内燃機関に供給する低圧燃料供給システムに接続される。
【００２１】
従って、本発明は、両方の種類の電磁弁、すなわち「常時閉」電磁弁及び「常時開」電磁弁の利点を利用した高圧燃料供給ポンプを提供するものであり、動作音及び振動が低減され、エネルギー消費量が削減される。加えて、こうした本発明の構成は、複数の高圧燃料供給モード、複数の低圧燃料供給モード、圧力除去モード、同期モード及び対故障モードを含むさまざまな要件によって用いられうる複数の動作モード（電磁制御モード）を提供するものである。
【００２２】
好ましくは、第２の電磁弁は第２の偏倚部材により開弁方向に偏倚され、第２の電磁弁は付勢されると第２の偏倚部材の力に抗して閉じられ、又は閉弁状態に保たれるように構成される。
【００２３】
これに代わる方法として、第２の電磁弁は、いかなる偏倚部材も有さずにプランジャの上方移動行程時に油圧力のみによって第２の電磁弁が開かれうるように構成され、第２の電磁弁は、好ましくは、第２の電磁弁が付勢されると油圧力に抗して閉じられ、又は閉弁状態に保たれるように構成される。
【００２４】
さらにまた他の方法として、第２の電磁弁は、第２の偏倚部材により閉弁方向に偏倚され、第２の偏倚部材の偏倚力は、プランジャの上方移動行程時の油圧力より小さいため、第２の電磁弁は、プランジャの上方移動行程時に第２の偏倚部材の偏倚力に抗して油圧力のみによって開かれ、第２の電磁弁は付勢されると油圧力に抗して閉じられ、又は閉弁状態に保たれるように構成される。
【００２５】
従って、プランジャの上方移動行程時の油圧力より小さい偏倚力を第２の電磁弁の閉弁方向に作用させる第２の偏倚部材を設けることにより、第２の電磁弁の応答時間をより高速化することができ、第２の電磁弁は常時開弁として機能しうる。
【００２６】
第２の電磁弁は、好ましくは、弁座と、第２の電磁弁が付勢されては磁力により弁座に接触するまで押されると弁座と接触して弁を閉じる押し棒であって、第２の電磁弁が付勢解除されると第２の偏倚部材の偏倚力により弁座から引かれ、又はプランジャの上方移動行程時に油圧力により弁座から押されて弁を開かせる押し棒とからなるプッシュ型電磁弁とされる。
【００２７】
これに代わる方法として、第２の電磁弁は、好ましくは弁座に接触して弁を閉じる弁体であって、第３の偏倚部材により閉弁方向に偏倚される弁体、及び弁体と接触する引き棒であって、第２の電磁弁が付勢解除されると第２の偏倚部材の偏倚力により開弁方向に偏倚されて第３の偏倚部材の偏倚力に抗して弁が開かれるか、又は開弁状態に保たれるようにするとともに、第２の電磁弁が付勢されると、第２の偏倚部材の偏倚力に抗して磁力により弁体から引かれて第３の偏倚部材の偏倚力により第２の電磁弁が閉じられるようにする引き棒とからなるプル型電磁弁ともされる。
【００２８】
好ましくは、低圧燃料供給システムは、低圧燃料を内燃機関の吸気通路内に噴射する少なくとも１個の燃料噴射手段を有する少なくとも１個の低圧燃料レールを含む。
【００２９】
好ましくは、高圧燃料供給システムは、高圧燃料を内燃機関の複数のシリンダ内に直接噴射する複数のガソリン直接噴射手段を有する少なくとも１個の高圧燃料レールを含む。
【００３０】
好ましくは、高圧燃料供給ポンプの第１の動作モードにおいて、高圧燃料供給ポンプは、第１の電磁弁と第２の電磁弁とが連続的に付勢解除状態に保たれるように制御され、第２の電磁弁は連続的に開弁状態に保たれ、燃料はプランジャの上方移動行程時に圧縮室内で加圧されることなしに第２の電磁弁を介して圧縮室外に流出して、内燃機関が低圧燃料供給システムにより低圧燃料の供給のみを受けるようになる。このような動作モードは、ＰＦＩモード等の低圧燃料供給モードを、より低い騒音及び振動で非常に静かな動作で、高圧燃料供給ポンプの動作にいかなる電気エネルギーの消費も必要とせずに達成する。
【００３１】
好ましくは、高圧燃料供給ポンプの第２の動作モードにおいて、高圧燃料供給ポンプは、第２の電磁弁が連続的に付勢状態に保たれて磁力により閉弁状態に保たれるように制御され、第１の電磁弁は油圧力及び／又は磁力により開かれるか、又は開弁状態に保たれて、プランジャの吸込行程時に圧縮室内に低圧燃料を給送する吸込弁として、かつプランジャの上方移動行程時に圧縮室外に低圧燃料を流出させる逃し弁として機能するようになり、第１の電磁弁は、プランジャの上方移動行程時に付勢解除されて油圧力により第１の電磁弁を閉じられて、圧縮室内の燃料が加圧されるとともに吐出弁を介して高圧燃料供給システムに給送されるようになる。このような動作モードは、ＧＤＩモード等の高圧燃料供給モードをより低い騒音及び振動で非常に静かな動作で達成する。
【００３２】
好ましくは、高圧燃料供給ポンプの第３の動作モードにおいて、高圧燃料供給ポンプは第２の電磁弁が継続的に閉弁状態に保たれるように制御され、第２の電磁弁はプランジャの上方移動行程時において付勢解除状態に保たれてプランジャの上方移動行程中は油圧力によって閉弁状態に保たれるようになり、第２の電磁弁は、上方移動行程の終了時から吸込行程中かつプランジャの次の上方移動行程の開始時まで付勢状態に保たれて磁力によって閉弁状態に保たれるようになる。
【００３３】
第１の電磁弁は、プランジャの吸込行程時に油圧力及び／又は磁力（少なくとも油圧力又は磁力の一つ）によって開かれるか、又は開弁状態に保たれて圧縮室内に低圧燃料を給送する吸込弁として、かつプランジャの上方移動行程中及び次の上方移動行程中は圧縮室外に低圧燃料を流出させる逃し弁として機能するようになり、第１の電磁弁は、プランジャの上方移動行程及び次の上方移動行程中は付勢解除されて油圧力によって閉じられて、圧縮室内の燃料が加圧されるとともに吐出弁を介して高圧燃料供給システムに給送されるようになる。このような動作モードは、エネルギー消費量がさらに削減されるＧＤＩモード等のまた別の高圧燃料供給モードを達成する。
【００３４】
好ましくは、高圧燃料供給ポンプの第４の動作モードにおいて、高圧燃料供給ポンプは、圧縮室内における燃料の加圧が、プランジャの上方移動行程時に第２の電磁弁を付勢状態に保ちながら第１の電磁弁を付勢解除することによって開始され、燃料の加圧が、第２の電磁弁を付勢解除することによって停止されるように制御される。このような動作モードは、有利な圧力除去を可能にし、高圧燃料の吐出タイミング及び量を非常に有利に制御して噴射事象と同期させることを可能にする。
【００３５】
好ましくは、高圧燃料供給ポンプの第５の動作モードにおいて、高圧燃料供給ポンプは、第１の電磁弁が継続的に付勢解除状態に保たれるように制御され、第２の電磁弁はプランジャの吸込行程時に低圧燃料を圧縮室内に給送する吸込弁として、かつプランジャの上方移動行程時に低圧燃料を圧縮室外に流出させる逃し弁として機能し、第２の電磁弁は、プランジャの上方移動行程時に第２の弁を閉弁させるために付勢されて、圧縮室内の燃料が加圧されるとともに吐出弁を介して高圧燃料供給システムに給送されるようになる。このような動作モードは、例えば第１の電磁弁が不具合を有し、第２の電磁弁を用いて高圧燃料供給を制御しうる場合に、故障モードという有利な可能性をもたらすＧＤＩモード等のまた別の高圧燃料供給モードを達成する。
【００３６】
好ましくは、第１の電磁弁及び第２の電磁弁は、それぞれパルス幅変調により制御され、第１の電磁弁及び第２の電磁弁は、ソレノイドを磁化するために付勢された後に実質的に１００％のデューティサイクルで制御され、第１の電磁弁及び第２の電磁弁は、第１の電磁弁及び第２の電磁弁を付勢状態に保つためにソレノイドの磁化後は１００％未満のデューティサイクルで制御される。記載された全ての動作モードに適用されるこのような動作モードにおいて、エネルギー消費量はさらに削減される。
【００３７】
以下に、本発明による燃料供給システムを説明する。当然ながら、以下に記載の燃料システムは、高圧燃料供給ポンプに関して説明された上記の特徴及び態様のいずれとも組み合わされる。特に、上記の動作モードも以下に記載の本発明による燃料システムに適用される。
【００３８】
本発明によれば、内燃機関に燃料を供給する燃料供給システムは、高圧燃料を内燃機関に供給する高圧燃料供給システム、燃料を加圧するとともに加圧燃料を高圧燃料供給システムに給送する高圧燃料供給ポンプ、及び低圧燃料を高圧燃料供給ポンプに給送する低圧燃料供給システムを含み、高圧燃料供給ポンプは、圧縮室、圧縮室内において往復運動して圧縮室内の燃料を加圧するプランジャ、加圧燃料を圧縮室から高圧燃料供給システムの高圧燃料通路に吐出する吐出弁、及び低圧燃料供給システムの第１の低圧燃料通路と圧縮室との接続及び接続解除を行なう第１の電磁弁からなり、第１の電磁弁は、第１の偏倚部材によって第１の電磁弁の閉弁方向に偏倚され、第１の電磁弁は、第１の電磁弁が付勢されると第１の偏倚部材の偏倚力に抗して開かれるか、又は開弁状態に保たれる。
【００３９】
本発明によれば、低圧燃料供給システムは、さらに、低圧燃料を内燃機関に直接供給するように構成され、低圧燃料供給システムの第２の低圧燃料通路と高圧燃料供給ポンプの圧縮室との接続及び接続解除又は低圧燃料供給システムの第２の低圧燃料通路と高圧燃料供給システムの高圧燃料通路との接続及び接続解除を行なう第２の電磁弁が設けられ、第２の電磁弁は、第２の電磁弁が付勢されると閉じられる。
【００４０】
好ましくは、第２の電磁弁は、第２の偏倚部材によって第２の電磁弁の開弁方向に偏倚され、第２の電磁弁は、第２の電磁弁が付勢されると第２の偏倚部材の偏倚力に抗して閉じられる。
【００４１】
好ましくは、高圧燃料供給システムは、高圧燃料供給システム内の加圧燃料の圧力を判断する圧力センサ手段を含み、第２の電磁弁は、圧力センサ手段により判断される高圧燃料供給システム内の加圧燃料の圧力が所定の高圧閾値以上である場合に付勢解除されるように制御される。
【００４２】
第２の電磁弁を高圧燃料供給ポンプ内に含めて、低圧燃料供給システムの第２の低圧燃料通路と高圧燃料供給ポンプの圧縮室との接続及び接続解除を行なわせて、高圧燃料供給ポンプが、本発明による上記の高圧燃料供給ポンプとなるようにしうる。
【００４３】
これに代わる方法として、高圧燃料供給システムは、加圧燃料を内燃機関の複数のシリンダ内に直接噴射する複数のガソリン直接噴射手段を有する高圧燃料レールを含み、第２の電磁弁は、高圧燃料供給システムの高圧燃料レールと低圧燃料供給システムの第２の低圧燃料通路との接続及び接続解除を行なうように構成される。この場合でも上記の動作モードが適用される。さらにまた、システムの第２の電磁弁は、好ましくは上記のようなプッシュ型電磁弁とされる。
【００４４】
さらに好ましくは、低圧燃料供給システムは、低圧燃料を内燃機関の吸気通路内に噴射する少なくとも１個の噴射手段を有する少なくとも１個の低圧燃料レールを含み、低圧燃料レールは、少なくとも１個の内の１個の低圧燃料レール内における低圧燃料の圧力を判断する圧力センサ手段を含み、第２の低圧燃料通路は、少なくとも１個の低圧燃料レールに接続されて低圧燃料を少なくとも１個の低圧燃料レールに給送し、第１の低圧燃料通路及び第２の低圧燃料通路は、第２の低圧燃料通路内の燃料の圧力が第１の低圧燃料通路内の燃料の圧力より大きい場合に、第２の低圧燃料通路から第１の低圧燃料通路への燃料の流量を減少させる流量低下手段を含む第３の低圧燃料通路により接続される。これは、低圧燃料システム内の圧力が電磁弁の制御により流量低下手段のレール側において高められうるという利点をもたらす。
【００４５】
従って、低圧燃料ポンプによりタンクから供給される低圧燃料の圧力を低下させることができて、より小型の低圧燃料ポンプをタンクに設けうるようになる。これにより、少なくとも１個の低圧燃料レールへの低圧燃料の給送は、第１及び第２の電磁弁によって制御され、第１の電磁弁は、プランジャの上方移動行程時に付勢解除されて圧縮室内における燃料の加圧が開始されるように制御され、第２の電磁弁は、圧力センサ手段により判断される少なくとも１個の低圧燃料レール内の加圧燃料の圧力が所定の低圧閾値以上になると付勢解除されるように制御される。
【００４６】
本発明の上記の態様及び特徴は、何らかの方法で部分的に又は全体として組み合される。本発明の上記の態様及び特徴と本発明の利点とは、添付図面を参照して説明される以下の好適な実施例の詳細な説明により、さらに明らかにされる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明力は、２種類の電磁弁、すなわち「常時閉」電磁弁と「常時開」電磁弁とを１個の単独の高圧燃料供給ポンプ又は１つの燃料供給システムにおいて組み合わせて、高圧燃料供給ポンプ又は燃料供給システムが「常時閉」電磁弁を有する高圧燃料供給ポンプ構成によって得られる十分な流量及び低い衝撃音という利点を提供するとともに、加えて、「常時開」電磁弁が付勢解除されるような制御信号がないときには燃料を給送しない「常時開」電磁弁によって得られる機能性を有するようにすることである。
【００４８】
同時に、本発明は、圧縮室と低圧燃料通路とを接続することにより、ＰＦＩ噴射動作モード時の燃料再循環が可能になって、高圧ポンプと低圧燃料通路とが新鮮な燃料を用いて冷却されるというさらに他の利点を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施例１及び実施例２における高圧燃料供給ポンプと対応する燃料供給システムの概略図
【図２Ａ】本発明の実施例における第１の電磁弁の開弁状態における模式図
【図２Ｂ】本発明の実施例における第１の電磁弁の閉弁状態における模式図
【図３】本発明の実施例１における高圧燃料供給ポンプを示す断面図
【図４】本発明の実施例１における高圧燃料供給ポンプの第２の電磁弁の断面図
【図５】本発明の実施例２における高圧燃料供給ポンプの断面図
【図６Ａ】本発明の実施例２における高圧燃料供給ポンプの第２の電磁弁の断面図
【図６Ｂ】本発明の実施例２における高圧燃料供給ポンプの第２の電磁弁の概略図
【図７】本発明の実施例３の一例における高圧燃料供給ポンプと対応する燃料供給システムの概略図
【図８】本発明の実施例３の他の例における高圧燃料供給ポンプと対応する燃料供給システムの概略図
【図９】本発明による燃料システムの第１の動作モードの一例を示す説明図
【図１０】本発明による燃料システムの第２の動作モードの一例を示す説明図
【図１１】本発明による燃料システムの第３の動作モードの一例を示す説明図
【図１２】本発明による燃料システムの第４の動作モードの一例を示す説明図
【図１３】本発明による燃料システムの第４の動作モードの他の例を示す説明図
【図１４】本発明による燃料システムの第５の動作モードの一例を示す説明図
【図１５】本発明による燃料システムの第５の動作モードの他の例を示す説明図
【図１６】本発明による燃料システムの第６の動作モードの一例を示す説明図
【図１７】本発明による燃料システムの第７の動作モードの一例を示す説明図
【図１８】本発明による燃料システムの第７の動作モードの他の例を示す説明図
【図１９】本発明による燃料システムの第７の動作モードの他の例を示す説明図
【図２０】本発明による燃料システムの第８の動作モードの一例を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００５０】
本発明の好適な実施例を以下に図面を参照して説明する。記載の実施例の特徴及び態様を改変し又は組み合わせて、本発明のさらに他の実施例を形成させうる。
【００５１】
本発明は、いわゆる「常時開」電磁弁と「常時閉」電磁弁とを組み合わせるという単一の一般的概念を有する。従って、本発明による高圧燃料供給ポンプ又は燃料供給システムは、高圧燃料噴射器への高圧燃料供給ポンプ又は燃料供給システムの燃料供給を制御して内燃機関に高圧燃料を供給する２個の電磁弁、すなわち「常時開」電磁弁と「常時閉」電磁弁とを有する。特に、第１の電磁弁は「常時閉」電磁弁であり、この電磁弁は作動信号がなく電磁弁にいかなる電流も印加されないときに閉じる。第２の電磁弁は、作動信号が供給されず電磁弁にいかなる電流も印加されないときに開く「常時開」電磁弁である。
【００５２】
図１に、本発明の実施例における高圧燃料供給ポンプ１と燃料供給システムとが示されており、高圧燃料供給ポンプ１は、燃料供給システム内に設けられ、内燃機関に供給される高圧燃料の流量を制御する第１の電磁弁である電磁弁ＳＯＬ１と第２の電磁弁である電磁弁ＳＯＬ２とを含む。
【００５３】
本発明の実施例によれば、電磁弁ＳＯＬ１はいわゆる「常時閉」電磁弁であり、電磁弁ＳＯＬ２はいわゆる「常時開」電磁弁である。正確には、電磁弁ＳＯＬ１は巻線１４を有するソレノイドにいかなる電流も印加されないときは、一般に閉弁状態（又は電磁力以外の油圧力等の力により開弁状態）にあり、ソレノイドに電流が印加されることで電磁力により開かれ、又は開弁状態に保たれるように構成される。
【００５４】
一方、電磁弁ＳＯＬ２は巻線１５を有するソレノイドにいかなる電流も印加されないときは、一般に開弁状態（ばね等の偏倚部材又は油圧等により）にあり、電磁弁ＳＯＬ２のソレノイドに電流が印加されることで電磁力により閉じられ、又は閉弁状態に保たれる。
【００５５】
図１において、燃料供給システムは、さらに、低圧燃料主通路５に接続される第１の低圧燃料通路である低圧燃料通路３と第２の低圧燃料通路である低圧燃料通路４とを含む低圧燃料システムの低圧燃料主通路５に低圧燃料ポンプ２ａにより給送される燃料を含む燃料タンク２を含む。
【００５６】
低圧燃料通路３は電磁弁ＳＯＬ１に接続され、低圧燃料通路４は電磁弁ＳＯＬ２に接続されて、低圧燃料が燃料タンク２から低圧燃料主通路５を経て電磁弁ＳＯＬ１及びＳＯＬ２に給送される。又、高圧燃料供給ポンプ１から低圧で流出する燃料が電磁弁ＳＯＬ１およびＳＯＬ２の特定の制御動作モードによって第１の低圧燃料通路である低圧燃料通路３及び第２の低圧燃料通路である低圧燃料通路４を経て低圧燃料主通路５に給送される。本発明による電磁弁ＳＯＬ１及びＳＯＬ２のさまざまな可能な制御動作モードについては、後ほど詳細に説明する。
【００５７】
さらに、低圧燃料主通路５は、低圧燃料を内燃機関（図示せず）の吸気通路内に噴射する４個の噴射手段６ａを含む低圧燃料レール６にさらに接続される。これらの噴射手段６ａは、例えばポート燃料噴射用ＰＦＩ噴射器とされる。従って、高圧燃料供給ポンプ１が、いかなる高圧燃料も内燃機関に供給されないように制御される場合は、燃料供給システムは、ＰＦＩモードで低圧燃料を内燃機関の吸気通路に供給する。高圧燃料供給ポンプ１を制御するため、正確には電磁弁ＳＯＬ１及びＳＯＬ２を別々に制御するために、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）７が設けられる。
【００５８】
図１の高圧燃料供給ポンプ１は、さらに、圧縮室８と、圧縮室８内において往復運動して圧縮室８内の燃料を加圧するプランジャ９と、高圧燃料を内燃機関に供給するために加圧燃料を圧縮室８から高圧燃料通路１１に吐出する吐出弁１０とを含む。高圧燃料通路１１は高圧燃料供給ポンプ１の吐出弁１０に接続され、高圧燃料通路１１は、さらに、内燃機関のシリンダ内に高圧燃料を直接噴射する４個のガソリン直接噴射手段１２ａを含む高圧燃料レール１２に接続される。ガソリン直接噴射手段１２ａは、例えばＳＩＤＩ噴射器とされる。４０はプランジャ９を駆動するカムローブである。
【００５９】
従って、高圧燃料供給ポンプ１が高圧燃料を内燃機関に供給するように制御される場合は、燃料供給システムは、圧縮室８内において加圧される高圧燃料を供給し吐出弁１０を介して内燃機関に吐出される。これによりＧＤＩモード又はＳＩＤＩモードにおいて高圧燃料が内燃機関のシリンダ内に高圧で直接噴射される。従って、例えばＰＦＩモードで内燃機関に低圧燃料を供給するとともに、例えばＧＤＩモードで内燃機関に高圧燃料を供給するハイブリッド燃料供給システムが提供される。
【００６０】
図１の構造によれば、圧縮室８内への燃料流を制御するために電磁弁ＳＯＬ１を制御して、高圧燃料供給ポンプ１の吸込弁として機能させることができる。電磁弁ＳＯＬ１は、ＥＣＵ７からの作動信号がないとき、すなわち電磁弁ＳＯＬ１のソレノイドに電流が供給されないときは閉弁状態となり、いかなる燃料も圧縮室８から電磁弁ＳＯＬ１を介して流出することができない。
【００６１】
電磁弁ＳＯＬ２は、ＥＣＵ７からのいかなる作動信号もないとき、すなわち電磁弁ＳＯＬ２のソレノイドに電流が供給されないときは開弁状態に保たれる「常時開」電磁弁である。流量は電磁弁ＳＯＬ１により制御され、電磁弁ＳＯＬ１は「常時閉」型の電磁弁であるため、内燃機関がＧＤＩモード等で高圧燃料の供給を受けるときに典型的な高周波の衝撃音を防ぐことが可能になる。
【００６２】
さらに、電磁弁ＳＯＬ２の存在を活用して、いかなる制御信号もないとき、すなわち電磁弁ＳＯＬ１のソレノイドにも電磁弁ＳＯＬ２のソレノイドにも電流が印加されないときに圧縮室内８における燃料の圧縮を防いで、以って制御信号が供給されないときに高圧燃料供給ポンプと燃料供給システムとに加圧された高圧燃料を出力させないようにすることができる。従って、ＰＦＩモード等の低圧供給モード時にソレノイドに電流を供給する必要がなくなるため、ハイブリッド燃料供給システムのＰＦＩモード等のエネルギー効率のよい低圧供給モードが達成される。
【００６３】
低圧流路は、燃料タンクとＳＯＬ１の入口とを接続して、低圧燃料を高圧燃料供給ポンプ１に供給する。電磁弁ＳＯＬ２は、高圧燃料供給ポンプ１の圧縮室８と低圧燃料通路４との間の通路を開閉制御する。通常電磁弁ＳＯＬ２が付勢解除されると、接続部が開かれて圧縮室８内の燃料が低圧通路に流出するようになり、燃料の圧縮が防がれる。電磁弁ＳＯＬ２が付勢されると流出路が閉じられ、このことにより、電磁弁ＳＯＬ１に適用される制御動作によって高圧燃料供給ポンプ１のプランジャ９の上方移動行程時に圧縮室８内における燃料加圧が可能になる。
【００６４】
従って、本発明の基本的な概念は、これらの２種類の電磁弁すなわち「常時閉」型電磁弁と「常時開」型電磁弁とを組み合わせて１個の高圧燃料供給ポンプ又は燃料供給システムに組み込み、燃料供給システムが、「常時閉」電磁弁の高流量及び低衝撃音という利点を有しうる一方で、制御信号がないときすなわち電磁弁ＳＯＬ１及びＳＯＬ２のソレノイドにいかなる電気エネルギーも供給されないときは、いかなる高圧燃料も内燃機関に供給されないことを可能にする「常時開」電磁弁の機能性を得るようにすることである。
【００６５】
例えば高圧燃料供給ポンプ内において高圧燃料供給ポンプ１の圧縮室８に接続される圧縮室弁１０は、高圧燃料供給システムの他の場所において、高圧燃料通路１１と例えば低圧燃料主通路５又は低圧燃料レール６等の低圧燃料システムとの接続／接続解除のため、又は高圧燃料レール１２と例えば低圧燃料主通路５又は低圧燃料レール６等の低圧燃料システムとの接続／接続解除のために組み込むことができる。
【００６６】
高圧燃料供給ポンプ１は、回転軸（一般にカム軸）にポンプ駆動用のカムローブ４０を介して機械的に接続される。これは、全ての動作モード（例えばＧＤＩモード及びＰＦＩモード）に当てはまる。従って、高圧燃料が内燃機関に供給されず燃料が圧縮室８内で加圧される必要がないＰＦＩ動作モード時でもプランジャ９は圧縮室８内において往復運動しており、ＰＦＩモード等の低圧燃料供給モード時には圧縮室８内における燃料の加圧が防がれなければならない。
【００６７】
本発明において、燃料ポンプ内又は燃料供給システムの一部として高圧燃料供給ポンプ１以外に電磁弁ＳＯＬ１と電磁弁ＳＯＬ２とを設けることは、高圧燃料供給ポンプ１の圧縮室８への連続的な燃料供給及び燃料の流出を可能にする。よって、例えば圧縮室８内のプランジャ９等のポンプの可動部品の潤滑が、ＰＦＩモード等の低圧燃料供給モード時にも保証される。これは本発明による二重燃料供給システムの耐久性に関する非常に重要な利点となる。加えて、圧縮室８と低圧燃料主通路５とを接続することにより、ＰＦＩモード等の低圧燃料供給モード時における燃料再循環が可能になり、高圧燃料供給ポンプ１と燃料管を低圧燃料システムの新鮮な燃料を用いて冷却できるようになる。
【００６８】
上記の利点は、本発明の下記の実施例の全てに当てはまる。実施例１は電磁弁ＳＯＬ１とプッシュ型電磁弁である電磁弁ＳＯＬ２とを含む高圧燃料供給ポンプを含む燃料供給システムに関し、実施例２は電磁弁ＳＯＬ１とプル型電磁弁である電磁弁ＳＯＬ２とを含む高圧燃料供給ポンプを含む燃料供給システムに関し、実施例３は電磁弁ＳＯＬ１を含む高圧燃料供給ポンプを含む燃料供給システムであって、電磁弁ＳＯＬ２が設けられて高圧燃料レール１２と低圧燃料主通路５との接続及び接続解除を行なう燃料供給システムに関する。
【００６９】
図２Ａ及び２Ｂに、本発明の実施例における電磁弁ＳＯＬ１として用いられる「常時閉」電磁弁の一例が示されている。図２Ａにおいて、「常時閉」電磁弁ＳＯＬ１は閉弁状態で、すなわちいかなる電流も巻線１４に印加されず、かついかなる油圧もない状態、すなわち弁の上流側と下流側との間にいかなる圧力差も存在しない状態で示されている。また、図２Ｂにおいて、「常時閉」電磁弁ＳＯＬ１は開弁状態で、すなわち電流が巻線１４に印加されているときの状態で示されている。
【００７０】
図２Ａ及び２Ｂの「常時閉」電磁弁ＳＯＬ１は、弁棒２２と弁部材２３とからなる。ここでは、弁棒２２と弁部材２３とは一体構造として形成されるが、弁棒２２と弁部材２３とは別個の部材としても形成される。さらに、アンカー２４が弁棒２２の他方の端部すなわち弁部材２３とは反対側の弁棒２２の端部に設けられる。電流が巻線１４に印加されると、電磁弁のアンカー２４とコア２５とが互いに磁力によって引き寄せられて、弁棒２２は、アンカー２４とコア２５とが接触して弁棒２２の変位が阻止されるようになるまで開弁方向に変位するようになる。
【００７１】
図２Ｂに示す様に電流が巻線１４に印加される限り、アンカー２４とコア２５とは互いに引き寄せられたまま接触状態に維持され、弁部材２３が弁座２８から離れた状態に保たれることで、電磁弁ＳＯＬ１は開弁状態に保たれるようになる。従って、低圧燃料は、矢印のように低圧システムから小通路２６を介して導かれるとともに、さらに吸込通路２７を介して図１の高圧燃料供給ポンプ１の圧縮室８に給送される。当然ながら、電流を巻線１４に印加することによって弁が開弁状態に保たれる限り、圧縮室８内のプランジャ９が圧縮室８の容積を減少させるような上方移動行程にあるときは、非加圧燃料は吸込通路２７を介して小通路２６を経て低圧燃料システムに逆流することもできる。
【００７２】
しかし、電流が巻線１４に印加されないときは、図２Ａに示されるように弁部材２３が弁座２８と接触して弁を閉じるまで、ばね１３が弁棒２２を閉弁方向に偏倚させる。従って、圧縮室８内におけるプランジャ９の上方移動行程において、燃料は吸込通路２７を介して流出することができず、燃料は圧縮室８内において加圧されて、図１の吐出弁１０を介して高圧で高圧燃料通路１１に吐出されるようになる。
【００７３】
他方、電流が巻線１４に印加されず、かつプランジャ９が圧縮室８の容積を増加させるような吸込行程（下方移動行程）にあるときは、圧縮室８内における燃料圧力が低圧燃料システムに接続される小通路２６内における燃料の圧力と比べて低下し、電流を巻線１４に印加しなくてもばね１３の偏倚力に抗して弁部材２３を開弁方向に変位させる油圧力が生じるようになる。この油圧力は、アンカー２４がコア２５と接触するまで弁棒２２及び弁部材２３を完全に変位させるか、又はアンカー２４がコア２５と接触するまで弁棒２２及び弁部材２３が変位しない不完全な変位を引き起こすかのいずれかとなりうる。
【００７４】
その後、電流が巻線１４に印加されソレノイドが付勢されると、磁力によって弁が開かれ又は開弁状態に保たれる。特に電流が巻線１４に印加される前に弁棒２２が弁部材２３と一緒に変位する、図２Ａ及び２Ｂに示されるような構造では、「常時閉」電磁弁の動作時において騒音レベルと振動とが効率的に低減される。このことは弁棒２２と弁部材２３とが一体構造として形成されることで達成される。しかし、弁棒２２と弁部材２３とは、互いに固着される別個の部材として形成されてもよく、又は弁棒２２と弁部材２３とが偏倚機構によって閉弁方向に偏倚される別個の部材として形成され、油圧力により弁部材２３が開弁方向に変位すると弁棒２２が偏倚力によって開弁方向に変位するように弁棒２２がさらに弁部材２３の方向に偏倚されてもよい。
【実施例１】
【００７５】
以下に、本発明による実施例１の高圧燃料供給ポンプと対応する燃料供給システムとを説明する。実施例１の高圧燃料供給ポンプと対応する燃料供給システムとの一般的な構造は、既に説明した図１に示される。
【００７６】
図３において、本発明の実施例１における高圧燃料供給ポンプ１は、圧縮室８と、圧縮室８内において往復運動して圧縮室８内の燃料を加圧するプランジャ９と、加圧燃料を圧縮室８から内燃機関に高圧燃料を供給する高圧燃料供給システムの高圧燃料通路１１に吐出する吐出弁１０と、低圧燃料通路３と圧縮室８との接続及び接続解除を行なう電磁弁ＳＯＬ１とを含む。
【００７７】
電磁弁ＳＯＬ１はばね１３によって電磁弁ＳＯＬ１の閉弁方向に偏倚される。電磁弁ＳＯＬ１が付勢され電流が電磁弁ＳＯＬ１の巻線１４に印加されると、ばね１３の偏倚力に抗して開かれるか、又は開弁状態に保たれる。この様に、電磁弁ＳＯＬ１は「常時閉」電磁弁である。
【００７８】
高圧燃料供給ポンプ１は、さらに、低圧燃料通路４と圧縮室８との接続及び接続解除を行なう電磁弁ＳＯＬ２を含む。電磁弁ＳＯＬ２は付勢され電流が電磁弁ＳＯＬ２の巻線１５に印加されると閉じられる「常時開」電磁弁である。
【００７９】
実施例１によれば、図３に示されるように、電磁弁ＳＯＬ２にばね１６を設けてプランジャ１８の上方移動行程時の油圧力より小さい偏倚力を電磁弁ＳＯＬ２の閉弁方向に作用させ、電磁弁ＳＯＬ２が付勢解除されると油圧力により開かれうるように構成される。
【００８０】
この変形例として、第２の電磁弁ＳＯＬ２は、図４に示されるプッシュ型の電磁弁ＳＯＬ２を用いることができる。プッシュ型の「常時開」電磁弁ＳＯＬ２は付勢解除されると油圧力により開かれるか、又は開弁状態に保たれうるため、弁を閉弁方向に偏倚させるための偏倚部材を持たない。他の変形例として、電磁弁ＳＯＬ２の開弁方向に作用するばね等の偏倚部材を設けて電磁弁ＳＯＬ２がこのばねによって電磁弁ＳＯＬ２の開弁方向に偏倚されるようにすることによって実施例１をさらに改変し、電磁弁ＳＯＬ２がばねの力に抗して閉弁するように構成されてもよい。
【００８１】
本発明の実施例１における電磁弁ＳＯＬ２は、図３のばね１６を有する電磁弁ＳＯＬ２、及び図４のばねを持たない電磁弁ＳＯＬ２のようなプッシュ型電磁弁であり、弁座１７と、電磁弁ＳＯＬ２が付勢され電流が巻線１５に印加されると弁座１７と接触して弁を閉じる押し棒１８とからなり、押し棒１８は弁座１７と接触するまで電磁力によって押されて弁は磁力により閉じられるか、又は閉弁状態に保たれるようになる。
【００８２】
図３及び４の電磁弁ＳＯＬ２は、コア１９とアンカー２０（図２及び３に示されるように押し棒に固定され、又は別々に形成されてもよい）とを有する。電流が巻線１５に印加されると、アンカー２０とコア１９とが互いに磁力により引き寄せられ、押し棒１８は弁座１７の方向に押されて、電流が巻線１５に印加されている限り弁を閉じ、又は閉弁状態に保つ。正確には、電磁弁ＳＯＬ２のソレノイドが付勢されると、磁力が押し棒１８を押して、高圧燃料供給ポンプの圧縮室８に接続される電磁弁ＳＯＬ２の小通路２１が閉鎖される。
【００８３】
このことは、電磁弁ＳＯＬ２のソレノイドが付勢されると、押し棒１８が弁座１７上に押圧されて電磁弁ＳＯＬ２が閉じられることを意味する。この構成では、電磁弁ＳＯＬ２が付勢され閉弁状態に保たれるときにのみ圧縮室８内の燃料を圧縮することが可能になる。
【００８４】
電磁弁ＳＯＬ２が付勢解除されているとき、すなわちいかなる電流も巻線１５に印加されていないときは、図３によれば、押し棒１８は、配設されるばね１６又は油圧力により弁座１７から離れる方向に押され、図４の例では油圧力によって弁座１７から離れる方向に押される。
【００８５】
このため、電流が電磁弁ＳＯＬ２のソレノイドに印加されず電磁弁ＳＯＬ２が遮断されているときは、燃料は電磁弁ＳＯＬ２を介して流出するため、圧縮室８内の燃料を圧縮することは不可能になる。すなわち、図３では、電磁弁ＳＯＬ２が付勢解除され電流が巻線１５に印加されないときは、押し棒１８は油圧力によって弁座１７から押されて、ばね１６の偏倚力に抗して弁が開かれ、又は開弁状態に保たれる（すなわちばね１６の偏倚力は油圧力より小さい）。図４では、電磁弁ＳＯＬ２が付勢解除され電流が巻線１５に印加されないときは、押し棒１８は油圧力によって弁座１７から押されて、弁が開かれ又は開弁状態に保たれる。
【００８６】
さらに、図４に示されるように、アンカー２０及びコア１９は、例えばコア１９を延長することにより例えば巻線１５の直径の外側にコア１９を突出させることによって、巻線１５の内径より大きい直径を有するように設けられうる。このような構成にすると、非常に小型の本体サイズで実現される、小さい駆動電流を用いるだけで強い磁力を有する電磁弁ＳＯＬ２のソレノイドが得られうる。
【００８７】
図３は、ばね１６を偏倚部材として持つ電磁弁ＳＯＬ２を有する実施例１における高圧燃料供給ポンプ全体を示す。当然ながら、図３の電磁弁ＳＯＬ２を図４の電磁弁ＳＯＬ２と交換することにより、いかなる偏倚部材も有さない電磁弁ＳＯＬ２を有する高圧燃料供給ポンプが得られる。
【実施例２】
【００８８】
本発明の実施例２における高圧燃料供給ポンプは、電磁弁ＳＯＬ２がプル型電磁弁であるという点においてのみ、実施例１の燃料ポンプと相違する。
【００８９】
図５に、実施例２における高圧燃料供給ポンプの一例を示す。低圧燃料通路４と圧縮室８との接続及び接続解除を行なう電磁弁ＳＯＬ２としてプル型電磁弁を含む。この場合も、電磁弁ＳＯＬ２は付勢されると閉じられるように構成される。
【００９０】
実施例２によれば、電磁弁ＳＯＬ２は、弁座１７と、弁座１７と接触して弁を閉じばね３１により閉弁方向に偏倚される弁体３０と、弁体３０と接触する引き棒２９を有するプル型電磁弁からなる。引き棒２９は、ばね１６の偏倚力により開弁方向に偏倚されて、電磁弁ＳＯＬ２が付勢解除されると、ばね３１の偏倚力に抗して開かれるか、又は開弁状態に保たれるようになる。従って、ばね１６の偏倚力はばね３１の偏倚力より大きい。さらに、電磁弁ＳＯＬ２が付勢されると、引き棒２９はばね１６の偏倚力に抗して磁力により弁体３０から引かれて、電磁弁ＳＯＬ２は、ばね３１の偏倚力により弁体３０が弁座１７上に押圧されることで閉じられる。
【００９１】
換言すれば、電磁弁ＳＯＬ２が付勢され電流が巻線１５に印加されると、アンカー２０とコア１９とが互いに引き寄せられることで、電磁弁の引き棒２９は、ばね１６の強い偏倚力に抗して、磁力によって弁体３０から離れる方向に引かれる。
【００９２】
電流が巻線１５に印加されないときは、ばね１６の強い偏倚力が引き棒を弁体３０の方向（開弁方向）に偏倚させるとともに、弁体３０を閉弁方向に偏倚させるばね３１の偏倚力に抗して弁体３０を弁座１７から離れた開弁位置へと押す傾向にある。
【００９３】
さらにまた、電流を巻線１５に印加することにより電磁弁ＳＯＬ２が付勢されると、引き棒２９は磁力により引き戻されて、ばね３１は弁体３０を変位させて弁座１７に接触させて弁を閉じるようにする。これにより、圧縮室８内の燃料は、圧縮室８内におけるプランジャ９の上方移動行程において圧縮／加圧される。しかし、電磁弁ＳＯＬ２が付勢解除されると、引き棒２９は弁体３０を開弁方向に押して弁を開かせて、燃料を圧縮室外に流出可能にすることにより、圧縮室８内の燃料がプランジャ９の上方移動行程において圧縮されることが防止される。
【００９４】
実施例２におけるプル型の電磁弁ＳＯＬ２の他の変形例が図６Ａ及び６Ｂに示されている。例えば図６Ａの変形例には、アンカー２０及びコア１９の直径を巻線１５の内径より大きくして、より小さいソレノイド駆動電流で小型構造において強い電磁力を生じさせる構造を有するソレノイドが示されている。また、図６Ｂの変形例には、小型構造において小さい駆動電流を用いて強い磁力を発生させるプッシュ型の電磁弁ＳＯＬ２が示されている。この構造によれば、全体でより大きい誘引部をもたらす第２の空隙３２が、アンカー２０とコア１９との間において第１の空隙に加えて設けられる。
【実施例３】
【００９５】
図７に、本発明の実施例３における、高圧燃料供給ポンプ１に含まれない電磁弁ＳＯＬ２を備えた燃料供給システムを示す。電磁弁ＳＯＬ２は例えば高圧燃料通路１１と高圧燃料レール１２の一方を、低圧燃料通路３、低圧燃料通路４、低圧主通路５及び低圧燃料レールの１つと接続／接続解除を行なうことによって、高圧燃料供給システムと低圧燃料供給システムとの接続／接続解除を行なうために設けられるという点で、実施例１及び実施例２に燃料供給システムとは異なる。以下に、実施例３の好適な構成を説明する。
【００９６】
上記の全ての実施例における燃料システム（例えば図１及び図７）は、高圧燃料を内燃機関に供給する高圧燃料供給システムと、燃料を加圧するとともに高圧燃料供給システムに給送する高圧燃料供給ポンプ１と、低圧燃料を高圧燃料供給ポンプ１に給送する低圧燃料供給システムとを含む。高圧燃料供給ポンプ１は、電流が巻線１４に印加されるとばね１３の変位力に抗して開かれ、又は開弁状態に保たれる「常時閉」型の電磁弁ＳＯＬ１を有する。
【００９７】
加えて、「常時開」型の電磁弁ＳＯＬ２が設けられて、図１の実施例１、２に示されるように低圧燃料供給システムの低圧燃料主通路５と高圧燃料供給ポンプ１の圧縮室８との接続及び接続解除を行なうか、又は図３の実施例３に示されるように低圧燃料供給システムの低圧燃料主通路５と高圧燃料システムの高圧燃料レール１２との接続及び接続解除を行なう。
【００９８】
実施例３によれば、「常時開」電磁弁ＳＯＬ２は、図７に示されるように高圧燃料レール１２上に取り付けられており、電磁弁ＳＯＬ２は図３及び４のプッシュ型電磁弁と同様のプッシュ型電磁弁である。図７において、高圧燃料通路１１及び高圧燃料レール１２内の燃料は、電磁弁ＳＯＬ２が付勢され電流が巻線１５に印加されて電磁弁ＳＯＬ２が閉弁状態に保たれるようになると圧縮され、高圧燃料が高圧燃料システムに高圧で給送される。
【００９９】
しかし、電磁弁ＳＯＬ２が付勢解除され電流が巻線１５に印加されない場合は、図３、４の押し棒１８が密封のための座面１７から離れて弁が開かれ、燃料は高圧燃料レール１２から低圧システムに、特に低圧燃料主通路５に放出されるようになる。電磁弁ＳＯＬ２が開かれているときは、燃料は高度には圧縮されない（吐出弁１０を介して高圧燃料システムに給送されるが高圧ではない）ため、ポンプ駆動エネルギーのいかなる圧縮損失も生じない。
【０１００】
弁が開かれたとき、さらに有利なことに、燃料供給システム内において新鮮な燃料の再循環が高圧燃料供給ポンプ１、高圧燃料通路１１、高圧燃料レール１２と低圧燃料システムの低圧燃料通路４及び低圧主燃料通路５と低圧燃料通路３の間に起こり、これが燃料の劣化を防ぐ。さらに高圧燃料システムがＰＦＩモード等の低圧燃料供給モード時にも冷却されることを可能にする。この構成のさらに他の利点は、直接噴射器１２ａも冷却されることであり、このことは噴射器１２ａ上の付着物を減少させるのに有利である。
【０１０１】
図７に示される実施例３の構造のＰＦＩモード時におけるさらに他の利点は、燃料が高圧燃料レール１２を通ることにより大量の燃料が脈動を減衰させる減衰効果がもたらされるため、プランジャ９の移動による低圧燃料レール６における圧力の脈動が図１の構成と比べて低減されることである。
【０１０２】
また、図８の変形例に示す様に、低圧燃料通路４内の燃料の圧力が低圧燃料通路３内の燃料の圧力より大きい場合に、例えば低圧燃料通路３及び低圧燃料通路４間の低圧燃料主通路５内等の低圧燃料システム内の低圧燃料通路４から低圧燃料通路３への流量を減少させるオリフィス３３等の流量低下手段を追加することができる。第２の電磁弁が開かれているときに、図８に示されるように電磁弁ＳＯＬ２を介した高圧燃料レールから低圧燃料通路への圧力の脈動の逆伝播（又は逆流）を低減することによって、図７の燃料供給システムの上記の構造を改善することが可能である。
【０１０３】
さらに、図８に示されるように低圧燃料レール６内の低圧燃料の圧力を判断する圧力センサ３４を追加することにより、オリフィス３３を有する燃料供給システムの上記の構造を改変することが可能である。オリフィス３３は、第１及び第２の低圧燃料通路３及び４間の低圧主通路５に設けられ、これに加えて圧力センサ３４が低圧燃料レール６に設けられる。このような構成では、ＰＦＩモード等の低圧燃料供給モードにおいても、低圧燃料レール６内の燃料圧力は、高圧燃料供給ポンプ１と電磁弁ＳＯＬ２により高圧燃料レール１２からの燃料流の再循環を制御して燃料タンク２から低圧ポンプで供給されるオリフィス３３下流の低圧システム内の燃料圧力と比べて大きくなりうる。
【０１０４】
高圧燃料供給ポンプ１と電磁弁ＳＯＬ２との動作は、圧力センサ３４を用いて測定される圧力に基づいて制御される。ここで、高圧燃料レール１２にも同様に圧力センサを設け、電磁弁ＳＯＬ２は、圧力センサにより判断された高圧燃料供給システム内の加圧燃料の圧力が所定の高圧閾値以上である場合に付勢解除されるように制御されることもできる。
【０１０５】
本発明の実施例３は、例えば霧化特性を向上させるために噴射器６ａにより高い燃料圧力を供給する上で有利となりうる。すなわち、低圧燃料ポンプによって供給される燃料のフィード圧を低下させて、タンク２から低圧燃料システムに燃料を供給する低圧ポンプ２ａの電気エネルギー消費量を節減するとともに、後にＰＦＩモードでのＰＦＩ噴射器等の低圧燃料供給モードで噴射器６ａに供給される燃料圧力を増大させることが可能になる。
【０１０６】
当然ながら、このようなオリフィス３３を低圧燃料通路３及び低圧燃料通路４の間にも設けて、例えば図１における第１及び実施例２のいずれかを改良してもよい。特に、本発明の実施例１〜実施例３を参照して説明された構造的、機能的態様及び特徴は、何らかの方法で部分的又は全体的に組み合わせられ、このような改変は本明細書の開示の範囲内に含まれる。あらゆる可能な組合せの詳細な説明は、本明細書を簡潔なものにするため省略される。
［内燃機関への適用］
上記の燃料供給システムは、特に内燃機関の構成に関する実施例として説明される。例えば、図１、７及び８には、４個の噴射手段６ａを有する低圧燃料レール６と４個の直接噴射手段１２ａを有する高圧燃料レール１２とが示されて、４気筒構成の内燃機関がこれらの図において示唆されている。しかし、本発明は高圧燃料と低圧燃料とを４気筒内燃機関に供給するハイブリッド燃料供給システムには制限されず、少なくとも以下の構成を含むさまざまな内燃機関構成のために、本発明による燃料供給システムの例が提供される。
（１）直列３気筒内燃機関、すなわち３個の低圧燃料噴射手段を有する低圧燃料レールと３個の直接噴射手段を有する高圧燃料レールとを含む燃料供給システム
（２）直列５気筒内燃機関、すなわち５個の低圧燃料噴射手段を有する低圧燃料レールと５個の直接噴射手段を有する高圧燃料レールとを含む燃料供給システム
（３）直列６気筒内燃機関、すなわち６個の低圧燃料噴射手段を有する低圧燃料レールと６個の直接噴射手段を有する高圧燃料レールとを含む燃料供給システム
（４）Ｖ６、Ｖ８、Ｖ１０又はＶ１２内燃機関と、高圧燃料供給ポンプを有するとともに、各々が３〜６個の低圧燃料噴射手段を有する２個の低圧燃料レールと、各々が３〜６個の直接噴射手段を有する高圧燃料供給ポンプから供給を受ける２個の高圧燃料レールとを含む燃料供給システム
（５）Ｖ６、Ｖ８、Ｖ１０又はＶ１２内燃機関と、２個以上の高圧燃料供給ポンプを有するとともに、各々がそれぞれの個数の低圧燃料噴射手段を有する２個以上の低圧燃料レールと、各々が所定個数の直接噴射手段を有する、２個以上の高圧燃料供給ポンプから供給を受ける２個以上の高圧燃料レールとを含む燃料供給システム
（６）Ｗ１２又はＷ１６内燃機関、４個の高圧ＧＤＩ、ＰＦＩ燃料レールを有する少なくとも１個の高圧燃料供給ポンプを共有する燃料供給システム
（７）ＰＦＩ及び／又はＧＤＩモードで動作し、燃料供給システムが少なくとも１個の高圧燃料供給ポンプと、各々が少なくとも１個の低圧燃料噴射手段を含む少なくとも１個の低圧燃料レールと、各々が少なくとも１個の直接噴射手段を含む少なくとも１個の高圧燃料レールであって、少なくとも１個の高圧燃料供給ポンプから供給を受ける高圧燃料レールとを含む内燃機関
２個以上の高圧燃料供給ポンプを有する上記の構成の燃料供給システムでは、第１及び実施例２で説明された少なくとも１個の高圧燃料供給ポンプと、実施例３で説明された少なくとも１個の高圧燃料供給ポンプとが組み合わされる。さらに、少なくとも１個の圧力センサ手段を高圧燃料システム（例えば少なくとも１個の高圧燃料レール）内に設けて高圧燃料システム内の高圧燃料の圧力を判断して、特に高圧燃料供給ポンプを高圧燃料供給システム内の圧力センサ手段の出力に基づいて制御することによってＥＣＵ７による燃料供給システムの閉ループ高圧制御を可能にしうる。
［動作モード］
次に、本発明の上記実施例における高圧燃料供給ポンプ及び燃料供給システムを、さまざまな異なる動作モードで動作させた場合について詳細に説明する。これらの動作モードは、本発明の上記の実施例における高圧燃料供給ポンプ及び燃料供給システムを制御し、特に電磁弁ＳＯＬ１及び電磁弁ＳＯＬ２を制御して、ＰＦＩモード等の低圧燃料供給モードにおける内燃機関の吸気通路へのＰＦＩ噴射による低圧燃料の供給、又はＧＤＩモード又はＳＩＤＩモード等の高圧燃料供給モードにおける内燃機関のシリンダへのＧＤＩ噴射による高圧燃料の供給を制御するようにするために行なわれうる種々の方法に対応する。
【０１０７】
図９〜２０を参照して、本発明の上記の実施例における高圧燃料供給ポンプ及び／又は本発明の上記の実施例における燃料供給システムのさまざまな可能な異なる動作モードを説明する。これらの説明図には、圧縮室８内におけるプランジャ９の移動（またはプランジャ９の昇降）が示されている。
【０１０８】
ｙ軸方向には、時間（ｘ軸方向）の関数としてのプランジャ９の昇降運動が示されており、プランジャ９は上方移動行程時に図に表示される「上死点」（ＴＤＣ）位置に達するまで圧縮室８内で上方に移動して圧縮室８の容積を減少させ、圧縮室８内の燃料を加圧して吐出弁１０を介して吐出する。又は吸込／逃し電磁弁ＳＯＬ１及びＳＯＬ２の制御状態によって吸込／逃し電磁弁ＳＯＬ１及びＳＯＬ２を介して圧縮室８から燃料を流出させる。
【０１０９】
その後、プランジャ９は吸込行程を開始し、吸込行程において、図表示される「下死点」（ＢＤＣ）位置に達するまで圧縮室８内で下方に移動して圧縮室８の容積を増大させて燃料を圧縮室８内に引き込む。その後、プランジャ９は再び上方移動行程を開始するとともに、上方移動行程において再び圧縮室８内において上方に移動する。従って、プランジャ９の移動は時間の関数として正弦関数で示される。
【０１１０】
さらに、図９〜２０には、電磁弁ＳＯＬ１及び電磁弁ＳＯＬ２のさまざまな可能な異なる制御動作における制御信号が時間（ｘ軸方向）のステップ関数として図示されて、電磁弁の付勢と付勢解除すなわち電圧が巻線に印加されるか否か、すなわち制御信号がオンであるかオフであるかが示されている。また、第１及び第２の電磁弁ＳＯＬ１及び／又はＳＯＬ２の対応する動作も時間の関数として図示されている。
【０１１１】
「常時開」型の電磁弁ＳＯＬ２（プッシュ型及びプル型）と「常時閉」型の電磁弁ＳＯＬ１との制御に必要とされる電気エネルギー量には１桁の差があり、後者の必要とする電気エネルギーははるかに少ない。さらに、「常時閉」型の電磁弁ＳＯＬ１の動作は、騒音レベルの有意な低下と振動の有意な低下とをもたらす。
【０１１２】
本発明の燃料供給システムの制御には、本質的に両方の電磁弁ＳＯＬ１及びＳＯＬ２の制御が必要である。いかなる電流も巻線に印加されないときは、各電磁弁に関して、ばねの変位力と発生した油圧力とが組み合わさることによって弁の位置が決定され、よってそれぞれの弁を介して圧縮室内又は圧縮室外へと至る燃料流は、非電磁的な合力に依存する。当然ながら、電流が巻線に印加されるときは、合力に電磁力が含まれ、一般に、巻線１４に電流が印加されると、電磁弁ＳＯＬ１が開かれ、又は開弁状態に保たれ、巻線１５に電流が印加されると、電磁弁ＳＯＬ２が閉じられ、又は閉弁状態に保たれる。
【０１１３】
いずれの弁に関しても、相対的に大きい規模の油圧力により、いかなる電流も巻線に印加されないときは油圧力が合力の力平衡において非常に重要な役割を果たすため、両方の電磁弁ＳＯＬ１及びＳＯＬ２の動作及び作用は同時に高圧燃料供給ポンプ及び燃料供給システムの性能において決定的な役割を担う。従って、少なくとも電磁弁ＳＯＬ１の制御、好ましくは両方の弁の制御を非常に正確に同期させなければならない。本発明におけるさまざまな動作モード及び電磁弁ＳＯＬ１及びＳＯＬ２の対応する制御を以下に説明する。
（第１の動作モード：低圧燃料供給のための基本動作モード）
図９に示される高圧燃料供給ポンプ１又は燃料供給システムの第１の動作モードにおいて、電磁弁ＳＯＬ１と電磁弁ＳＯＬ２とは、低圧燃料が内燃機関に例えばＰＦＩ噴射により供給されるように制御される。第１の動作モードは、本発明の上記の全ての実施例に当てはまる。
【０１１４】
第１の動作モードによれば、内燃機関は、例えばＰＦＩモードで運転され、低圧燃料が内燃機関に低圧燃料システムの低圧燃料レール６の噴射手段６ａにより供給され、ＧＤＩ噴射等の高圧での直接燃料噴射は行なわれない。
【０１１５】
第１の動作モードでは、電磁弁ＳＯＬ１及び電磁弁ＳＯＬ２はいずれも継続して付勢解除状態に保たれ、電磁弁ＳＯＬ１の巻線１４にも電磁弁ＳＯＬ２の巻線１５にも電流は供給されない。従って、圧縮室８内において何らかの燃料の圧縮が起こる前に燃料は付勢解除状態の「常時開」型の電磁弁ＳＯＬ２を介して圧縮室８外に流出しうるため、プランジャ９の移動にも係わらず、圧縮室８内ではいかなる燃料の圧縮も起こらない。
【０１１６】
従って、図９に示されるようにいずれの電磁弁も継続して付勢解除状態に保たれるので（制御信号オフ）、いかなる電流も全く印加されないため、第１の動作モードではいかなる電気エネルギーも必要とされない。
【０１１７】
よって、第１の動作モードに従って電磁弁ＳＯＬ１及び電磁弁ＳＯＬ２を制御することにより、動作が非常に静かであり、かつ動作時の騒音が効率的に低減される動作モードが得られる。さらに、第１の動作モードは、最小限の電気エネルギー所要量でＰＦＩ噴射モード等の低圧燃料供給モードで燃料供給システムを制御する非常に効率的な方法となる。
（第２の動作モード：高圧燃料供給のための基本動作モード）
図１０に示される第２の動作モードにおいて、高圧燃料供給ポンプ１又は燃料システムは、電磁弁ＳＯＬ２が継続して付勢状態に保たれて電磁力により閉弁状態に保たれ、電流が電磁弁ＳＯＬ２の巻線１５に連続的に印加され、電磁弁ＳＯＬ１は、プランジャ９の吸込行程において油圧力により開かれるか、又は開弁状態に保たれた後に電磁弁ＳＯＬ１が付勢されて、プランジャ９の吸込行程時に圧縮室８内に低圧燃料を給送する吸込弁として機能するように、高圧燃料を内燃機関に供給するために制御される。
【０１１８】
その後、電磁弁ＳＯＬ１が付勢されて（制御信号オン）、少なくともプランジャ９の上方移動行程の一部分において電磁力（又は油圧力及び電磁力）によってさらに開かれるか、又はさらに開弁状態に保たれて、プランジャ９の上方移動行程の一部分において圧縮室８外に低圧燃料を流出させる逃し弁として機能するようになる。
【０１１９】
次に、依然としてプランジャ９の上方移動行程中に電磁弁ＳＯＬ１が付勢解除されて（制御信号オフ）、電磁弁ＳＯＬ１はプランジャ９の上方移動行程中に油圧力により閉じられ、圧縮室８内の燃料が加圧されて吐出弁１０を介して高圧で高圧燃料供給システムに給送される。
【０１２０】
換言すれば、電磁弁ＳＯＬ２は、継続して付勢されて閉弁位置すなわち閉弁状態に保たれる。従って、高圧燃料供給ポンプ１は、「常時閉」の電磁弁ＳＯＬ１を吸込弁として利用しうる。
【０１２１】
電磁弁ＳＯＬ１は、吸込弁として機能するとともに、プランジャ９の吸込行程の開始時において付勢解除状態に保たれるように制御される。吸込行程時にプランジャ９の下向きの運動によって創出される吸引力は、吸込電磁弁ＳＯＬ１を開かせるのに十分な大きさの油圧力を生じさせる。プランジャ９がＢＤＣ位置に達する前の時点で、電磁弁ＳＯＬ１のソレノイドが付勢される。生じた電磁力は、油圧力により全開位置まで開かれきっていない場合に吸込電磁弁ＳＯＬ１を全開位置に至らせ、終には吸込電磁弁ＳＯＬ１の移動はコア２５とアンカー２４とが接触し、以って衝撃時に騒音を生じることで阻止される。電磁力は、プランジャ９が移動方向を変化させて上方移動行程で上方に移動しても、吸込電磁弁ＳＯＬ１を全開位置に保つ。
【０１２２】
その後、エンジン制御ユニット７により正確に制御された時点において、電磁弁ＳＯＬ１のソレノイドが付勢解除されて、圧縮室８内の燃料の圧縮により引き起こされる油圧力が電磁弁ＳＯＬ１を即座に閉弁させるようになり、燃料がもはや電磁弁ＳＯＬ１を介して流出することができなくなる。このことが圧縮室８内における燃料の急速な加圧を招いて、圧力が高圧燃料供給システム内（例えば高圧燃料通路１１内）の燃料の圧力を上回り、加圧燃料は圧縮室８から吐出弁１０を介して高圧燃料レールに給送される。
【０１２３】
本モードでは、付勢解除後に吸込電磁弁ＳＯＬ１が一気に閉じて完全閉弁位置につくことによって引き起こされる騒音、及び圧縮室８内における燃料の急速な加圧によって生じる騒音が発生しうる。
【０１２４】
第２の動作モードによれば、プランジャ９の上方移動行程中に給送される高圧燃料の量は、プランジャ９の上方移動行程中に電磁弁ＳＯＬ１のソレノイドを付勢解除するタイミングを制御することによって制御され、ＳＯＬ１の付勢解除が遅いほど、高圧システムに高圧で給送される燃料は少なくなる。
【０１２５】
第２の動作モードにより、ＧＤＩモード等の高圧燃料供給モードで高圧燃料システムに高圧燃料を供給する動作が達成される。さらに、ハイブリッドシステムにおいて一般に周知のＧＤＩ動作は騒音を発する「常時開」電磁弁によって制御されるが（例えば特許文献１参照）、第２の動作モードでは、「常時閉」電磁弁である第２の電磁弁により騒音の発生をなくすことができるという利点が得られる。ただし、電磁弁ＳＯＬ２が継続して付勢状態に保たれるため、必要とされる電気エネルギーの量は若干増加する。
（第３の動作モード：高圧燃料供給のための他の動作モード）
図１１に示される高圧燃料供給ポンプ１の第３の動作モードでは、高圧燃料供給ポンプ１は、電磁弁ＳＯＬ２が連続的に閉弁状態に保たれるように制御され、プランジャ９の上方移動行程時には電磁弁ＳＯＬ２は付勢解除状態に保たれてプランジャ９の上方移動行程中は油圧力によって閉弁状態に保たれる。
【０１２６】
上方移動行程の終了時から吸込工程中かつプランジャ９の次の上方移動行程の開始時まで電磁弁ＳＯＬ２は付勢状態に保たれて、磁力によって閉弁状態に保たれるようになり、電磁弁ＳＯＬ１は上記の第２の動作モードにおける動作モードと同様に操作される。
【０１２７】
第３の動作モードは、プル型の電磁弁ＳＯＬ２を用いる実施例に適用可能であって、プランジャ９の上方移動行程時に油圧力が生じるようにして、これによってプランジャ９の上方移動行程時に弁体３０が偏倚／押圧されて弁座１７に当接するようになる。やはり第２の動作モードと同様に、電磁弁ＳＯＬ２は、継続して磁力によるのではなしに、プランジャ９の上方移動行程の少なくとも一部分においては油圧力のみによって連続的に閉弁状態に保たれる。
【０１２８】
第２の動作モードにおけるＧＤＩモード等の高圧燃料供給モードのための基本的制御概念と比べると、第３の動作モードは、電磁弁ＳＯＬ２を連続的な閉弁状態に保ち続けるために必要とされる電気エネルギーがより少ないため、よりエネルギー効率がよい。
【０１２９】
しかし、これは、大量の燃料給送が必要とされるとき、すなわち圧縮室８内の圧力が高い期間（両方の電磁弁ＳＯＬ１及びＳＯＬ２が閉弁状態にある状態）が相対的に長いときにのみ適用可能とされる。その場合は、油圧力がばね力に対抗して電磁弁ＳＯＬ２を閉弁状態に保つため、いかなる危険性（すなわち電磁弁ＳＯＬ２が開弁する危険性）も伴わずに電磁弁ＳＯＬ２が付勢解除される期間が相対的に長くなる。
（第４の動作モード：逃し機能モード）
図１２及び１３に図示される高圧燃料供給ポンプ１又は燃料システムの第４の動作モードにおいて、燃料システム又は高圧燃料供給ポンプ１は、プランジャ９の上方移動行程時に電磁弁ＳＯＬ１を付勢解除する一方で電磁弁ＳＯＬ２を付勢状態に保つことによって圧縮室８内における燃料の加圧が開始され、電磁弁ＳＯＬ２を付勢解除することによって燃料の加圧が停止されるように制御される。
【０１３０】
図１２に示されるように、電磁弁ＳＯＬ２は、電気制御式圧力逃し弁として動作し、圧縮室８内における燃料の加圧は、例えば高圧燃料レール１２又は高圧燃料通路１１内等の高圧システム内における圧力が所定の圧力閾値を超えると、電磁弁ＳＯＬ２を付勢解除することによって停止される。高圧システム内の圧力は、例えば高圧燃料レール１２内の圧力センサ等の高圧燃料システム内の圧力センサによって判断される。
【０１３１】
したがって、電磁弁ＳＯＬ２が逃し弁として用いられて、高圧システム内の圧力が所定の圧力閾値を超えると、高圧燃料供給ポンプの出力を逃して、高圧燃料システム内例えば高圧燃料レール１２内におけるさらなる圧力の増大を防ぐことが可能になる。
【０１３２】
図１２からわかるように、電磁弁ＳＯＬ２が縦方向矢印Ａにより示される時点で付勢解除されると、ばね１６又は油圧力が電磁弁ＳＯＬ２を開かせて圧縮室の圧力を逃して、吐出弁１０を介した燃料の吐出が停止されるようになる。これはプル型電磁弁ＳＯＬ２すなわち実施例１及び実施例３に適用可能である。
【０１３３】
本発明の実施例３に従って電磁弁ＳＯＬ２が高圧燃料供給ポンプ内ではなく高圧燃料供給システム内に設けられる場合は、電磁弁ＳＯＬ２の逃し弁機能をさらに利用して、例えば高圧燃料通路１１及び／又は高圧燃料レール１２等の高圧燃料システム内の圧力を低下させうる。
【０１３４】
実施例１において電磁弁ＳＯＬ２が高圧燃料供給ポンプ内に設けられる場合は、電磁弁ＳＯＬ２は高圧燃料システム内の圧力を逃すことはできず、進行中の加圧行程を中断させて高圧燃料システム内における圧力の増大を防ぐことしかできない。
【０１３５】
さらにまた、図１３に示されるように、高圧燃料供給ポンプ１又は燃料システムの第４の動作モードによれば、ＧＤＩモード等の高圧燃料供給モードにおいて加圧事象のタイミングと直接噴射タイミングとを同期させるために非常に有利な柔軟性の向上を達成することができる。このような同期は、電磁弁ＳＯＬ１を用いて加圧行程の開始のタイミングを制御する、すなわちプランジャ９の上方移動行程中においてＳＯＬ１を付勢解除するタイミングを制御することにより達成される。かつさらに電磁弁ＳＯＬ２を用いてプランジャ９の上方移動行程中における加圧の終了を制御する、すなわちプランジャ９の上方移動行程中においてＳＯＬ２を付勢解除するタイミングを制御することにより達成される。
【０１３６】
従って、この非常に有利な動作モードでは、圧縮室８内における燃料加圧の開始時と終了時とが別々に制御されて、高圧燃料の吐出量と吐出タイミングとの両方が同時に制御されるようになる。これに対し従来技術によれば、タイミング又は量のいずれかを制御することしかできない。
【０１３７】
ＧＤＩモード等の高圧燃料供給モードにおいて加圧事象（開始及び終了タイミング）と噴射事象とを完全に同期させるためには、ポンプ駆動カムが、高圧燃料噴射器の個数と等しい個数のカムローブを有するように、かつさらにプランジャ９の上方移動行程が所望のエンジン条件で噴射事象のタイミングと一致するような角度にカム軸上において配向されるように構成されなければならない。
（第５の動作モード：高圧燃料供給のための動作モード）
図１４及び１５に示される高圧燃料供給ポンプ１又は燃料供給システムの第５の動作モードにおいて、高圧燃料供給ポンプ１は、電磁弁ＳＯＬ１が継続して付勢解除状態に保たれるように制御される。電磁弁ＳＯＬ２は、プランジャ９の吸込行程時において圧縮室８内に低圧燃料を給送する吸込弁として、又はプランジャ９の上方移動行程時に圧縮室８外に低圧燃料を流出させる逃し弁として機能し、電磁弁ＳＯＬ２は、プランジャ９の上方移動行程時に閉弁させるために付勢されて、圧縮室８内の燃料が加圧され、吐出弁１０を介して高圧燃料供給システムに給送されるようになる。
【０１３８】
第５の動作モードによれば、ＧＤＩモード等の高圧燃料供給モードは、また他の方法として電磁弁ＳＯＬ２によっても、すなわち継続して付勢解除状態に保たれる電磁弁ＳＯＬ１を全く制御せずに制御される。第５の動作モードを用いると、電気エネルギーの消費を減らすことができるが、「常時開」電磁弁の動作により結果的に騒音レベルと振動とが増大する。第５の動作モードは、電磁弁ＳＯＬ１の故障時に最も有利に用いられて、ＧＤＩモード等の高圧燃料供給モードを利用することができる。第５の動作モードは、実施例１については図１４に、実施例２については図１５に示されている。
【０１３９】
図１４に示されるように、電磁弁ＳＯＬ１のソレノイド信号は付勢解除され、電磁弁ＳＯＬ１の巻線１４にはいかなる電流も印加されない。それでも尚、電磁弁ＳＯＬ１は油圧力により変位されて、プランジャ９の吸込行程において開弁するようになる。電磁弁ＳＯＬ２は、プランジャ９の吸込行程中は付勢解除により解放されて、電磁弁ＳＯＬ２を介し、また油圧力により開弁する電磁弁ＳＯＬ１をも介して燃料の吸入が起こるとともに、電気エネルギーの消費が節減される。
【０１４０】
プランジャ９がＢＤＣ位置に達する前に、電磁弁ＳＯＬ２が付勢されて、磁力により閉じられる。プランジャ９の上方移動行程が始まると、電磁弁ＳＯＬ１は油圧力により迅速に閉じられ、電磁弁ＳＯＬ２は磁力により閉弁状態に保たれて、燃料が加圧されるとともに高圧燃料が吐出弁１０を介して吐出される。エンジン制御ユニット７により正確に制御される時点で、電磁弁ＳＯＬ２が即座に大きい衝撃音を伴って開かれるように付勢解除され、燃料が流出して、燃料の加圧は停止されるようになる。
【０１４１】
図１５に示されるように、電磁弁ＳＯＬ１のソレノイド信号は付勢解除され、電磁弁ＳＯＬ１の巻線１４にはいかなる電流も印加されない。それでも尚、電磁弁ＳＯＬ１は油圧により変位されて、プランジャ９の吸込行程において開弁するようになる。電磁弁ＳＯＬ２は、プランジャ９の吸込行程時に付勢解除により解放されて、電磁弁ＳＯＬ２を介してｍまた油圧力により開弁する電磁弁ＳＯＬ１をも介して燃料の吸入が起こるとともに、電気エネルギーの消費が節減される。
【０１４２】
電磁弁ＳＯＬ２は、プランジャ９の上方移動行程中のある時点で付勢されて、所定量の燃料が加圧されるとともに吐出弁１０を介して吐出されるようになる。電磁弁ＳＯＬ２が付勢されると、閉弁する。「常時閉」の電磁弁ＳＯＬ１も偏倚力及び油圧力により閉弁状態に保たれるため、燃料は圧縮室８内において加圧されるとともに、吐出弁１０を介して吐出される。
（第６の動作モード：ＰＷＭソレノイド制御）
図１６に示される第６の動作モードにおいて、電磁弁ＳＯＬ１及び電磁弁ＳＯＬ２は、上記又は下記のいずれかの動作モードに従って制御されるとともに、ソレノイドが付勢されるときはさらにパルス幅変調により制御され、電磁弁ＳＯＬ１及び／又は電磁弁ＳＯＬ２は付勢されてソレノイドが磁化された後は実質的に１００％のデューティサイクルで制御され、巻線に電流が印加されることにより通電された直後は、最初は電流が巻線に連続的に印加される。
【０１４３】
しかし、所定の付勢期間後は、電磁弁ＳＯＬ１及び／又は電磁弁ＳＯＬ２は、それぞれのソレノイドの磁化後に１００％未満のデューティサイクルで制御されて、電磁弁ＳＯＬ１及び／又は電磁弁ＳＯＬ２が付勢状態に保たれる。
【０１４４】
したがって、制御信号は、図１６に示されるようにオンとオフとの間で反復的に切り替えられ、これによって第６の動作モードのエネルギー消費量が削減される一方で、たとえ制御信号が１００％未満のデューティサイクルで制御されてもソレノイドは磁化されたままに保たれる。
【０１４５】
第６の動作モードによれば、電磁弁ＳＯＬ１及びＳＯＬ２のソレノイドは、パルス幅変調信号により制御されて、必要とされる磁力によって電気エネルギー所要量が削減される。ＰＷＭ（パルス幅変調）信号のデューティサイクルは通常的に異なる動作条件に関して較正されて、不必要に電気エネルギーを浪費することなしに適切な磁力が確保される。パルスの開始時において、ソレノイドの磁化が確立されるときは、１００％のデューティサイクルが適用されて、ソレノイドの磁化を急速に確立させるように電流の急速な増加が約束される。１００％のデューティサイクルの短い期間の後に、次にデューティサイクルのより小さいデューティサイクル信号で動作が継続される。
（第７の動作モード：パルススキップ制御）
電磁弁ＳＯＬ１及び電磁弁ＳＯＬ２のソレノイドの上記及び下記の動作モードのいずれかにおける制御は、通常全てのカムローブに関し、圧縮室８内におけるプランジャ９の吸込行程と上方移動行程との各行程対毎に繰り返される。しかし、例えば内燃機関のアイドリング運転時等の低燃料給送要求量の条件では、さらに、電磁弁ＳＯＬ１及び電磁弁ＳＯＬ２のソレノイドをパルススキップ制御モードで動作させ、すなわちプランジャ９の吸込行程と上方移動行程との１行程対においてのみ上記及び下記の高燃料供給動作モードを行なわせる一方で、プランジャ９の吸込行程と上方移動行程とのその他の行程においてはソレノイドを継続して付勢解除状態に保つことが可能である。
【０１４６】
これにより、プランジャ９の吸込行程と上方移動行程との１行程対において大量（又は全量）の高圧燃料が給送され、その後のカムローブのシーケンス、すなわちプランジャ９の吸込行程と上方移動行程との連続する行程対ではいかなる高圧燃料も給送されない。
【０１４７】
第７の動作モードでは、騒音レベルの低下が達成されるとともに、振動が低減される。上記及び下記の通常の高圧燃料供給モードでは、低い高圧燃料給送要求量の条件でプランジャ９の吸込行程と上方移動行程との各行程対において、一般に少量の高圧燃料のみを給送することが必要とされる。
【０１４８】
第７の動作モードは、上記及び下記の全ての高圧燃料供給動作モードに適用され、これによって高圧燃料供給動作モードはプランジャ９の吸込行程と上方移動行程との１行程対においてのみ適用され、その後のカムローブのシーケンス、すなわちプランジャ９の吸込行程と上方移動行程との連続する行程対ではいかなる高圧燃料も給送されない。
【０１４９】
実質的にプランジャ９の全上方移動行程中に燃料が加圧され吐出弁１０を介して吐出される高圧燃料の全量供給のための第７の動作モードが図１７に示されている。
【０１５０】
単一の高圧燃料吐出に続くいわゆるパルススキップのシーケンスではいかなる高圧燃料も給送されない。こうしたパルススキップ中は、圧縮室８内の燃料は、プランジャ９の上方移動行程中に電磁弁ＳＯＬ１又は電磁弁ＳＯＬ２を介して逆流するため、燃料は加圧されず、かついかなる高圧燃料も吐出弁１０を介して吐出されないようになる。
【０１５１】
図１７において、電磁弁ＳＯＬ２は継続して付勢状態に保たれて、いかなる動作音も電磁弁ＳＯＬ２から生じないようになる。電磁弁ＳＯＬ１も継続して付勢されて開弁状態に保たれる。高圧燃料の全量供給行程が必要とされる場合は、電磁弁ＳＯＬ１が単一の吸込行程中に早くも付勢解除されるとともに、それに続くプランジャ９の上方移動行程の全期間にわたって付勢解除状態に保たれて、圧縮室８内の燃料が加圧されるとともに、吐出弁１０を介して全量の高圧燃料が吐出される。
【０１５２】
他方、高圧燃料の部分給送のみが必要とされる場合は、電磁弁ＳＯＬ１がプランジャ９の単一の吸込行程中にプランジャがＢＤＣ位置に達する前に付勢されて、プランジャ９の上方移動行程中の適切な時点で再び付勢解除されることで、付勢解除時までに適正量の高圧燃料が給送されるようになる。
【０１５３】
第７の動作モードのさらに他の変形例が図１８に示されており、電磁弁ＳＯＬ１は、継続して付勢解除状態に保たれ、電磁弁ＳＯＬ２（プッシュ型）は、プランジャ９の単一の上方移動行程中に付勢されて閉弁されるとともに、プランジャ９の単一の上方移動行程中は閉弁状態に保たれるように制御されて、全量の高圧燃料が単一の上方移動行程中に吐出され、その後のいわゆるパルススキップのシーケンスではいかなる高圧燃料も給送されない。
【０１５４】
図１７の例の動作モードと比べると、必要とされる電気エネルギーは有意に低下するが、騒音低下の利点はある程度失われる。それでも尚、全体の騒音レベルは依然として非常に低い。さらに、第７の動作モードは、電磁弁ＳＯＬ１が故障した場合に用いられうる。
【０１５５】
第７の動作モードのさらにまた他の変形例が図１９に示されており、電磁弁ＳＯＬ１は継続して付勢解除状態に保たれ、電磁弁ＳＯＬ２（プル型）は、プランジャ９の単一の上方移動行程中に付勢されて閉弁されるとともに、プランジャ９の単一の上方移動行程中は閉弁状態に保たれるように制御される。全量の高圧燃料は単一の上方移動行程中に吐出され、その後のいわゆるパルススキップのシーケンスではいかなる高圧燃料も給送されない。
【０１５６】
プル型の電磁弁ＳＯＬ２はプランジャの単一の上方移動行程中は油圧力によって閉弁状態に保たれるため、プランジャ９の上方移動行程の全期間中にわたって付勢されなくてもよい。従って、電磁弁ＳＯＬ２は、図１９の例では単一の上方移動行程の開始から少し後に早くも付勢解除されるが、単一の上方移動行程の終了時にプランジャ９がＴＤＣ位置に到達するまで油圧力により閉弁状態に保たれ、燃料は単一の上方移動行程の終了時まで加圧されるとともに高圧で吐出される。
【０１５７】
図１７の制御モードと比べると、必要とされる電気エネルギーは有意に低下するが、騒音低下の利点はある程度失われる。それでも尚、全体の騒音レベルは依然として非常に低い。さらにまた、第７の動作モードは、電磁弁ＳＯＬ１が故障した場合に用いられうる。
（第８の動作モード：高圧燃料供給のための動作モード）
図２０に示される高圧燃料供給ポンプ１又は燃料供給システムの第８の動作モードにおいて、高圧燃料供給ポンプ１又は燃料供給システムは、電磁弁ＳＯＬ２がプランジャ９の吸込行程中に付勢解除されるとともにプランジャ９の上方移動行程中に付勢されて、プランジャの上方移動行程の全期間にわたって電磁弁ＳＯＬ２が閉弁状態に保たれるように制御される。電磁弁ＳＯＬ１は、上記の第２の動作モードにおける動作モードと同様に操作される。第８の動作モードは騒音レベルの増大を招くが、エネルギー消費量は第２の動作モードに比べて有利に削減される。
【０１５８】
図２０に示される動作モードでは、電磁弁ＳＯＬ２はプランジャ９の吸込行程中は付勢解除される。よって、電磁弁ＳＯＬ２はばね力又は油圧により急速に開かれて、これにより騒音を発生させる。その後、吸込行程において、燃料は電磁弁ＳＯＬ１と電磁弁ＳＯＬ２との両方から圧縮室内に引き込まれる。
【０１５９】
吸込工程においてプランジャ９がＢＤＣ位置に達する前に、電磁弁ＳＯＬ２が付勢されて閉弁されるとともに閉弁状態に保たれ、その結果として大きい衝撃音が生じる。電磁弁ＳＯＬ１はプランジャの上方移動行程中に閉弁されるように付勢解除されるため、燃料は圧縮室８内において加圧され、高圧の燃料が吐出弁１０を介して吐出される。
（第９の動作モード：故障時動作モード）
実施例１、実施例２及び実施例３の構造によれば、運転者が自動車を運転して修理に出しに行くことを可能にするように電磁弁ＳＯＬ２が制御される非常に有利な故障時動作モードの可能性が得られる（例えば第１の電磁弁が故障した場合）。特に実施例３では、電磁弁ＳＯＬ２は高圧燃料供給ポンプ１の一部として設けられないので、電磁弁ＳＯＬ２の制御を高圧燃料供給ポンプのカムローブの位置（すなわちプランジャ９の位置）と同期させる必要もない。従って、実施例３における電磁弁の制御には、この位置を示す内燃機関のセンサからのいかなる入力も必要とされなくなり、これによって、内燃機関の位置センサが故障した場合に非常に有利な故障時動作モードの可能性がさらに得られる。
（第１０の動作モード：低圧燃料供給のための動作モード）
上述のように、本発明の上記の実施例のいずれにおいても、オリフィス３３等の流量低下手段を低圧燃料主通路５内において第１の低圧燃料通路３及び第２の低圧燃料通路４間に設けることにより、高圧燃料供給ポンプ１をＰＦＩモード等の低圧燃料供給モード時に用いることも可能になる。
【０１６０】
これにより、燃料タンク２の低圧燃料ポンプは、ＰＦＩモード等の低圧燃料供給モードに必要とされる低圧レベルより低い圧力で低圧燃料を供給するとともに、電磁弁ＳＯＬ２を用いることにより低圧燃料レール６内の低圧燃料の圧力を制御するように構成される。このため、低圧燃料レール６内の圧力センサ３４が、オリフィス３３等の流量低下手段の低圧燃料レール側において低圧燃料システム内の圧力の正確な閉ループ制御のために用いられる。
【０１６１】
このような構成例は図８の実施例３に示される。ここで、電磁弁ＳＯＬ２のソレノイドに印加される電流が正確に制御されて、プッシュ型の電磁弁ＳＯＬ２の押し棒１８の開弁動作は、低圧燃料レール内における所要の燃料圧力が得られるまで必要とされる量の燃料を高圧燃料レール１２から低圧燃料システムに逆流させるように設定される。
（まとめ）
要約すれば、本発明は、ＰＦＩモード等の低圧燃料供給モードで低圧燃料を内燃機関に供給するように構成されるとともに、ＧＤＩモード等の高圧燃料供給モードで高圧燃料を内燃機関に供給するように構成される高圧燃料供給ポンプ及び燃料システム、すなわち内燃機関の煤煙排出量を効率的に低減させるＰＦＩ／ＧＤＩハイブリッド燃料供給システム等のハイブリッド高圧／低圧燃料供給システムを提供するものである。
【０１６２】
本発明の概念によれば、第１の低圧燃料通路と高圧燃料供給ポンプの圧縮室との接続及び接続解除を行なう第１の電磁弁と、第２の低圧燃料通路と圧縮室との接続及び接続解除を行なうか、又は少なくとも第２の低圧燃料通路と高圧燃料供給システムの高圧燃料通路との接続及び接続解除を行なう第２の電磁弁とが設けられる。
【０１６３】
本発明の概念によれば、第１の電磁弁は、第１の偏倚部材によって第１の電磁弁の閉弁方向に偏倚されるとともに、第１の電磁弁が付勢されると第１の偏倚部材の偏倚力に抗して開かれるか又は開弁状態に保たれ、第２の電磁弁は付勢されると閉じられるように構成され、第１の低圧燃料通路及び第２の低圧燃料通路は、低圧燃料を内燃機関に供給する低圧燃料供給システムに接続される。
【０１６４】
本発明は、両方の種類の電磁弁、すなわち「常時閉」電磁弁と「常時開」電磁弁との利点を利用した燃料供給システムを提供するものである。加えて、上記のように、本発明の構成は、さまざまな要件に依存して用いられうる複数のさまざまな可能な動作モード（ソレノイド制御モード）を提供するものである。
【０１６５】
本発明の複数の実施例の上記の例、態様及び特徴は、いかなる方法でも部分的に又は全体として組み合わせられうる。特に、上記の実施例の特徴、構成要素及び特定の詳細な構造を取り替えて、又は組み合わせて、それぞれの用途に最適化されたさらに他の実施例を作り出すことができる。こうした改変は、それらが当業者にとって自明である限り、あらゆる可能な組合せを明白に特定せずに上記の説明により明白に開示されたものとする。
【符号の説明】
【０１６６】
１：高圧燃料供給ポンプ
２：燃料タンク
３、４：低圧燃料通路
５：低圧燃料主通路
６：低圧燃料レール
６a：燃料噴射手段
７：エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
８：圧縮室
９：プランジャ
１０：吐出弁
１１：高圧燃料通路
１２：高圧燃料レール
１２a：ガソリン直接噴射手段
１３、１６、３１：ばね
１７：弁座
１８：押し棒
２９：引き棒
３０：弁体
３３：流量低下手段
３４：圧力センサ
４０：カムローブ
ＳＯＬ１：第１の電磁弁
ＳＯＬ２：第２の電磁弁
【図１】
2011094610.tif 000003
【図２Ａ】
2011094610.tif 000004
【図２Ｂ】
2011094610.tif 000005
【図３】
2011094610.tif 000006
【図４】
2011094610.tif 000007
【図５】
2011094610.tif 000008
【図６Ａ】
2011094610.tif 000009
【図６Ｂ】
2011094610.tif 000010
【図７】
2011094610.tif 000011
【図８】
2011094610.tif 000012
【図９】
2011094610.tif 000013
【図１０】
2011094610.tif 000014
【図１１】
2011094610.tif 000015
【図１２】
2011094610.tif 000016
【図１３】
2011094610.tif 000017
【図１４】
2011094610.tif 000018
【図１５】
2011094610.tif 000019
【図１６】
2011094610.tif 000020
【図１７】
2011094610.tif 000021
【図１８】
2011094610.tif 000022
【図１９】
2011094610.tif 000023
【図２０】
2011094610.tif 000024