JP4111141B2 - 多段ポンプシステム - Google Patents

Description

本発明は、低圧側ポンプの吐出圧力を利用してブースタで生成した高圧を高圧側ポンプの吐出側に供給するようにした多段ポンプシステムに関する。

従来、こうした多段ポンプシステムとしては、例えば特許文献１に示すようなものが存在する。即ち、燃料タンクからインジェクタに対して高圧燃料を供給するための圧力経路には、その上流側に低圧側ポンプが、そして下流側に高圧側ポンプが直列配置されている。この圧力経路には、低圧側ポンプの吐出圧力を利用した可動隔壁の変位によって高圧側ポンプの吐出側に高圧を供給するブースタが設けられている。この高圧供給によって、システム始動時等、高圧側ポンプの吐出圧力不足時におけるインジェクタ噴射圧の上昇速度の向上が図られる。
特開平５−３２１７８７号公報

しかしながらこうした多段ポンプシステムにおいては、前述したインジェクタ噴射圧の上昇速度向上は見込まれるものの、圧力上昇後等、定常運転時において圧力経路の高圧側ポンプ吐出側に生じる圧力脈動によって噴射量がばらつく虞があり、この点において改善の余地を残すものとなっていた。

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、始動時における高圧側ポンプの吐出側の圧力上昇速度向上を図り得るとともに、定常運転時において高圧側ポンプの吐出側に生じる圧力脈動を抑制可能な多段ポンプシステムを提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
先ず、請求項１に係る発明は、吸入側から吐出側への圧力経路において直列に多段配置された複数のポンプと、前記ポンプのうちの低圧側ポンプの吐出圧力を受圧可能な可動隔壁を内蔵し、前記吐出圧力を受けて前記可動隔壁が変位することで前記吐出圧力よりも高圧なブースト圧力を生成可能であるとともに同ブースト圧力を前記圧力経路における高圧側ポンプの吐出側に供給可能なブースタとを備えた多段ポンプシステムにおいて、前記圧力経路の通過断面積を変更すべく開度制御される制御弁を設け、前記高圧側ポンプの吐出側の圧力に基づき前記可動隔壁に作用する押圧力と、前記低圧側ポンプの吐出圧力に基づき前記可動隔壁に作用する押圧力とのバランスを前記制御弁の開度制御に基づき変更することで、前記ブースタの機能を、前記高圧側ポンプの吐出側へのブースト圧力導入を行うブースト機能と、前記高圧側ポンプの吐出側の圧力変動に伴って前記可動隔壁が変位することで前記圧力変動を抑制する圧力変動抑制機能とで切り替えるようにしたことをその要旨とする。

この発明においてブースタは、高圧側ポンプの吐出側への高圧導入（ブースト圧力導入）を行うブースト機能と、高圧側ポンプの吐出側の圧力変動を抑制する圧力変動抑制機能との両機能を有し、これら両機能は、制御弁の開度制御を通じて切り替えられる。即ち本発明によれば、前述したブースタの両機能を例えば圧力経路の圧力状況等に応じて使い分けることができ、その結果、圧力経路における高圧側ポンプの吐出側の圧力上昇速度を向上させつつ、定常運転時等における同吐出側の圧力脈動等を好適に抑制することができるようになる。

また、このように押圧力のバランスを変更する際の具体的な態様としては、請求項２に記載の発明によるように、請求項１に記載の発明において、前記押圧力のバランス変更は、前記可動隔壁に作用する前記両圧力の比率が前記開度制御に基づき変更されることで行われる、といった構成を採用することができる。

また、請求項３に記載の発明によるように、請求項１又は２に記載の発明において、前記押圧力のバランス変更は、前記可動隔壁に対する前記各圧力の作用面積の比率が前記開度制御に基づき変更されることで行われる、といった構成を採用することができる。

そして、このように各圧力の作用面積の比率を変更する際の具体的な態様としては、請求項４に記載の発明によるように、請求項３に記載の発明において、前記可動隔壁は、前記高圧側ポンプの吐出側の圧力が導入される圧力室の内壁面を構成する高圧側受圧面と、前記低圧側ポンプの吐出圧力が導入される圧力室の内壁面を構成する低圧側受圧面とを有し、前記両圧力室の少なくとも一方は、同圧力室に対応する前記受圧面を内壁面とする複数の分室に区画され、前記作用面積の比率変更は、同圧力室において前記圧力の導入がなされる前記分室の数が前記開度制御に基づき変更されることで行われる、といった構成を採用することができる。

こうした開度制御を行う制御弁の態様としては、請求項５に記載の発明によるように、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、前記制御弁は、前記高圧側ポンプの吐出側の圧力に基づく外部からの指令信号によって他律的に開度変更可能な他律制御弁である、といった構成を採用することができる。

また、請求項６に記載の発明によるように、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明において、前記制御弁は、前記高圧側ポンプの吐出側の圧力に応じて機械的且つ自律的に開度変更可能な自律制御弁である、といった構成を採用することができる。

これら請求項５，６に記載の発明によれば、ブースタの上記各機能及びこれら機能の切替を、高圧側ポンプの吐出側の圧力に応じた好適なものとすることができる。更に、請求項６に記載の発明においては、高圧側ポンプの吐出側の圧力を検出するためにセンサを用いたり、同センサによる検出結果に基づいて演算を行うＣＰＵ等の制御装置を用いたりして他律的に制御弁の開度制御を行うようにした態様と比較して、こうしたセンサや制御装置を設ける必要がなくなるため構成が簡素となる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発明において、前記可動隔壁において前記高圧側ポンプの吐出側の圧力を受圧する高圧側受圧面と前記低圧側ポンプの吐出圧力を受圧する低圧側受圧面とを連通するリリーフ通路と、同通路を開閉可能な弁体とを備え、前記リリーフ通路を介した圧力抜きを通じて前記高圧側ポンプの吐出側の圧力上昇を抑制可能な高圧リリーフ弁機構を更に設けたことをその要旨とする。

この発明によれば、前述したブースタの圧力変動抑制機能に加えて、更なる圧力上昇の抑制効果が得られるようになる。また例えば、ブースタにおいて可動隔壁を収容するハウジングに通路を設け、同通路を介して高圧側ポンプの吐出側の圧力を低圧側ポンプ側に導入することで高圧側ポンプの吐出側の圧力上昇を抑制するようにした構成と比較して、ハウジングの小型化が容易となる。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の発明において、前記ポンプには、回転式のものが用いられていることをその要旨とする。
この発明によれば、例えば、往復動式のポンプが用いられた態様に比較して、圧力脈動を小とすることができる。

また、上記した発明の具体的な態様としては、請求項９記載の発明によるように、請求項１〜８のいずれか一項に記載の発明において、前記圧力経路の吐出口には燃料供給用のインジェクタが接続されている、といった構成を採用することができる。即ち本発明の多段ポンプシステムは燃料供給に用いられる。

（第１実施形態）
以下、本発明を車載用内燃機関の燃料供給に用いられる多段ポンプシステムとして具体化した一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。

図１に示すように、この多段ポンプシステムは、吸入側の燃料タンク１１から吐出側のインジェクタ１２に向けて燃料を供給するための燃料供給路１３を備えている。この燃料供給路１３の途中には、低圧側ポンプ１４及び高圧側ポンプ１５が直列に、即ち多段配置されている。両ポンプ１４，１５はそれぞれ共通の回転軸１６を介して、駆動源であるとともに燃料供給先でもある内燃機関１７に作動連結されている。本実施形態ではこれらポンプ１４，１５に、回転式のものが用いられている。内燃機関１７からの駆動力によって両ポンプ１４，１５が駆動されることで、低圧側ポンプ１４を介して燃料タンク１１の燃料が高圧側ポンプ１５側に圧送され、同圧送された燃料が高圧側ポンプ１５を介して更に昇圧されてインジェクタ１２側に送られる。

燃料供給路１３において低圧側ポンプ１４と高圧側ポンプ１５との間には、プレッシャレギュレータ１８が配設されている。プレッシャレギュレータ１８は、燃料供給路１３における低圧側ポンプ１４と高圧側ポンプ１５との間の部分の燃料圧力が所定圧以上となったときに同燃料供給路１３の燃料をリターン経路１９を介して燃料タンク１１に戻すことで、燃料供給路１３における上記部分の燃料圧力を所定圧未満に保持する。

また、燃料供給路１３において、インジェクタ１２が接続される吐出口２０と高圧側ポンプ１５との間には、高圧リザーバ２１が配設されている。高圧側ポンプ１５から吐出された燃料は高圧リザーバ２１に一旦蓄積された後にインジェクタ１２から噴射される。なお燃料供給路１３において高圧側ポンプ１５と高圧リザーバ２１との間の部分には、同部分を開閉可能な制御弁３０Ｃが設けられている。

なお、こうした多段ポンプシステムでは、その始動直後において低圧側ポンプ１４の吐出圧力は比較的早期に所望の圧力まで上昇されるものの、高圧側ポンプ１５の吐出圧力は上記圧力よりも高い圧力を目標とされることもあって、その目標に達するまでに比較的時間を要するものとなっている。

本実施形態においては、こうした不都合を解消すべく、低圧側ポンプ１４の吐出燃料の圧力を利用して、同圧力よりも高圧なブースト圧力を高圧リザーバ２１に供給可能なブースタ４０が設けられている。ブースタ４０は、燃料供給路１３におけるプレッシャレギュレータ１８と高圧側ポンプ１５との間の部分と、高圧リザーバ２１とを接続するブースタ経路４１の途中に設けられている。このブースタ経路４１のうち、前述の燃料供給路１３におけるプレッシャレギュレータ１８と高圧側ポンプ１５との間の部分とブースタ４０とを接続する第１ブースタ経路４１ａは、低圧側ポンプ１４の吐出燃料（即ち同吐出燃料の圧力）をブースタ４０に導入可能とする。また、ブースタ経路４１のうち、ブースタ４０と高圧リザーバ２１とを接続する第２ブースタ経路４１ｂは、同ブースタ４０によって昇圧された吐出燃料（即ち同吐出燃料の圧力）を高圧リザーバ２１に導入可能とする。

第１ブースタ経路４１ａには、同経路４１ａを開閉可能な制御弁３０Ａが設けられている。同経路４１ａにおける制御弁３０Ａとブースタ４０との間の部分は、圧力調整経路４２を介してリターン経路１９と接続されている。この圧力調整経路４２には、同経路４２を開閉可能な制御弁３０Ｄが設けられている。また、第２ブースタ経路４１ｂには、同経路４１ｂを開閉可能な制御弁３０Ｂが設けられている。なお、ブースタ４０とリターン経路１９とはドレーン経路４３を介して接続されており、同ドレーン経路４３を介したブースタ４０からリターン経路１９へのドレーン排出がなされるようになっている。

本実施形態では、上記した燃料供給路１３、ブースタ経路４１、圧力調整経路４２、ドレーン経路４３、及びリターン経路１９が、吸入側から吐出側への圧力経路を構成している。

各制御弁３０Ａ〜３０Ｄは、ＥＣＵ（電子制御装置）３１からの指令信号による他律的な通電制御を通じてその開度制御が行われる電磁弁であり、この開度制御に基づいて、それぞれが設けられた圧力経路（燃料供給路１３、ブースタ経路４１、圧力調整経路４２）を開閉（即ち通過断面積を変更）するようになっている。

ＥＣＵ３１は、内燃機関１７の運転状態等に基づき、これら制御弁３０Ａ〜３０Ｄの開度制御を行う。ＥＣＵ３１には、内燃機関１７の排気内酸素濃度を検出する酸素センサ３２、クランク角度センサ３３、及びイグニッションスイッチ３４の各検出結果が入力されるようになっている。ＥＣＵ３１は、これら検出結果を取り込み、排気内の酸素濃度、機関回転速度、及びイグニッションのオン／オフ状況を検出する。

またＥＣＵ３１は、上記圧力経路において各所に配設された複数の圧力センサ３５の検出結果を取り込み、各所の圧力を検出するようになっている。これら複数の圧力センサ３５のうち圧力センサ３５ａ，３５ｂは、燃料供給路１３においてそれぞれ同順に、低圧側ポンプ１４の吸入側、同ポンプ１４とプレッシャレギュレータ１８との間の部分の圧力を検出する。また圧力センサ３５ｃ，３５ｄ，３５ｇは、同じく燃料供給路１３においてそれぞれ同順に、プレッシャレギュレータ１８と高圧側ポンプ１５との間、同ポンプ１５と制御弁３０Ｃとの間、高圧リザーバ２１と吐出口２０との間の部分の圧力を検出する。更に、圧力センサ３５ｅは第１ブースタ経路４１ａにおける制御弁３０Ａとブースタ４０との間の部分、そして圧力センサ３５ｆは第２ブースタ経路４１ｂにおけるブースタ４０と制御弁３０Ｂとの間の部分の圧力を検出する。

図２に示すように、ブースタ４０のハウジング５１には燃料の導入される圧力室５２が形成され、同圧力室５２には可動隔壁５３が往復摺動可能に即ち変位可能に収容されている。可動隔壁５３が収容されることで圧力室５２はそれぞれ互いに圧力的に隔絶された分室５２ａ，５２ｂ，５２ｃに区画される。分室５２ａには上記した第１ブースタ経路４１ａが接続されており、分室５２ｃには第２ブースタ経路４１ｂが接続されている。また、分室５２ｂにはドレーン経路４３が接続されている。

分室５２ａには、可動隔壁５３の変位に係る圧力の作用する同可動隔壁５３の低圧側受圧面５３ａが曝されている。分室５２ｃには、可動隔壁５３の変位に係る圧力の作用する同可動隔壁５３の高圧側受圧面５３ｃが曝されている。また、分室５２ｂには、可動隔壁５３の変位に係る圧力の作用する同可動隔壁５３のドレーン受圧面５３ｂが曝されている。即ちこれら各受圧面５３ａ，５３ｂ，５３ｃは、それぞれ同順に分室５２ａ，５２ｂ，５２ｃの内壁面を構成する。各受圧面５３ａ，５３ｂ，５３ｃの上記変位方向の投影面積をそれぞれ同順にＳａ，Ｓｂ，Ｓｃとすると、これらの関係は次の式１に示す通りとなっている。

Ｓａ＝Ｓｂ＋Ｓｃ … （式１）
また、分室５２ａ，５２ｂには、例えば全受圧面５３ａ〜５３ｃに燃料タンク１１内と同等の圧力が作用したときに可動隔壁５３をハウジング５１内において最も第１ブースタ経路４１ａ側の位置（本実施形態ではこの位置を原位置という）に保持するための保持圧縮バネ５４，５５が収容されている。図２（ａ）は可動隔壁５３がこの原位置に配置された状態を示している。ハウジング５１内には第１ブースタ経路４１ａ側（図面左側）への可動隔壁５３の移動を規制するための当接規制部材（図示なし）が設けられており、例えば上記した全受圧面５３ａ〜５３ｃに燃料タンク１１内と同等の圧力が作用した状態では、可動隔壁５３は当接規制部材に対して押圧力が殆ど生じない状態で接触されるようになっている。

例えば、この状態から、低圧側受圧面５３ａに作用する分室５２ａの圧力上昇によって、可動隔壁５３が保持圧縮バネ５５の力に抗して第２ブースタ経路４１ｂ側に変位されたとき、受圧する面積Ｓａが面積Ｓｃより大きい分、分室５２ｃの圧力は分室５２ａの圧力上昇分よりも大きく上昇される。即ちこのとき、可動隔壁５３の上記変位によって、低圧側ポンプ１４の吐出圧力よりも高圧なブースト圧力が分室５２ｃ内に生成されて第２ブースタ経路４１ｂに供給されることとなる。ちなみにこうした可動隔壁５３の変位時には、ドレーン経路４３を介して分室５２ｂ内の燃料が排出される。

本実施形態では、可動隔壁５３に作用する圧力バランス、即ち低圧側受圧面５３ａに作用する圧力と高圧側受圧面５３ｃに作用する圧力との比率がＥＣＵ３１による各制御弁３０Ａ〜３０Ｄの開度制御を通じて変更されることで、上記変位に係る可動隔壁５３への押圧力バランスが変更され得るようになっている。

図２（ｂ）、図２（ｃ）は、上記圧力バランス及びこれに基づく押圧力バランスが、図２（ａ）の状態と比較して分室５２ａの方が高圧となる側に偏った状態を示している。図２（ｂ）は、可動隔壁５３がハウジング５１内において最も第２ブースタ経路４１ｂ側の位置（本実施形態ではこの位置をブースト位置という）にある状態を示している。

図２（ｃ）は、可動隔壁５３が上記原位置と上記ブースト位置との中間位置（本実施形態ではこの位置をリリーフ中立位置という）にある状態を示している。このリリーフ中立位置にある状態の維持は、可動隔壁５３が上記ブースト位置にある状態よりも上記した圧力バランス（及び押圧力バランス）の偏りが小さいときに実現される。この状態の維持は、ブースタ４０に設けられた図示しない中立位置センサの検出結果に基づきＥＣＵ３１によって継続的に実行される制御弁３０Ａ〜３０Ｄの開度のフィードバック制御を通じて実現され得るようになっている。

また図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すように、可動隔壁５３には、低圧側受圧面５３ａと高圧側受圧面５３ｃとを連通するリリーフ通路５３ｄが形成されており、同リリーフ通路５３ｄ内には、同通路５３ｄを開閉可能な弁体としてのボール弁５３ｅが配設されている。ボール弁５３ｅは、リリーフ通路５３ｄ内に配設された圧縮バネ５３ｆによって、同通路５３ｄ内に形成された弁座に向けて押圧されている。ボール弁５３ｅに作用する分室５２ｃ側の圧力が分室５２ａ側の圧力よりも高くなり、両圧力の差が、圧縮バネ５３ｆの力に抗してボール弁５３ｅを弁座から離間させるほどのものとなったとき、リリーフ通路５３ｄを介して分室５２ｃの圧力（燃料）が分室５２ａに導入される、即ち圧力抜きが行われる（図２（ｄ）の状態）。図２（ａ）の状態での両室５２ａ，５２ｃの圧力バランスが、分室５２ｃの方が高圧となる側に偏ると、上記当接規制部材に対する可動隔壁５３の押圧力が増大されることとなる。そして、上記ボール弁５３ｅの開弁（弁座からの離間）は、こうした圧力バランスの偏りが所定よりも大きくなることで生じる。

リリーフ通路５３ｄ、ボール弁５３ｅ、及び圧縮バネ５３ｆは、同リリーフ通路５３ｄを介した高圧側受圧面５３ｃ側から低圧側受圧面５３ａ側への圧力導入（圧力抜き）を通じて高圧側ポンプ１５の吐出側の圧力上昇を抑制可能な高圧リリーフ弁機構を構成する。

次に、ＥＣＵ３１による各制御弁３０Ａ〜３０Ｄの開度制御に基づく上記圧力経路の圧力制御態様を、図３に示す制御マトリクスＭ１０１を用いて以下に説明する。なお同図において、「制御弁開閉状態」欄の「Ａ」〜「Ｄ」はそれぞれ同順に制御弁３０Ａ〜３０Ｄに相当し、「圧力センサ検出結果」欄の「ａ」〜「ｇ」はそれぞれ同順に圧力センサ３５ａ〜３５ｇに相当する。

先ず機関始動前においては全制御弁３０Ａ〜３０Ｄが非通電とされて「閉（本実施形態では全閉状態）」とされる。この状態では全圧力センサ３５ａ〜３５ｇの検出結果が燃料タンク１１内と同等の圧力（この圧力を便宜的に「０」ということにする）となる。このときブースタ４０の可動隔壁５３は上記原位置に配置された状態となっている。可動隔壁５３がこの原位置にある状態においては、分室５２ｃの体積が最大となるため同分室５２ｃにおける燃料の蓄積量は最大となる。

この状態からイグニッションスイッチ３４がオンされると、機関始動用のスタータモータの回転に伴い両ポンプ１４，１５が駆動開始されるとともに、ＥＣＵ３１はこのオンを検出したことに基づき制御弁３０Ａ，３０Ｂのみ「開（本実施形態では全開状態）」とする（始動時１）。この状態では、低圧側ポンプ１４の駆動開始とともに圧力センサ３５ｂ，３５ｃ，３５ｅの検出結果が低圧側ポンプ１４の吐出圧力と同等（以下、この圧力を「低」ということとする）となる。なお低圧側ポンプ１４の吐出圧力は、こうした駆動開始直後であっても定常運転時とほぼ同等の圧力まで上昇されているものとする。

即ちブースタ４０の分室５２ａの圧力が「０」から「低」に上昇されることで可動隔壁５３が上記原位置からブースト位置に変位され分室５２ｃから第２ブースタ経路４１ｂを介して高圧リザーバ２１に高圧燃料（上記ブースト圧力まで昇圧された燃料）が供給される。この高圧燃料は機関始動を好適に行うために充分な圧力の燃料であり、この燃料圧力と同等の圧力を以下では「高」ということとする。これにより圧力センサ３５ｆ，３５ｇの検出結果は「高」となる。なおこの時点では駆動開始から間もないため高圧側ポンプ１５による圧力上昇は未だ皆無に等しく、圧力センサ３５ｄの検出結果は低圧側ポンプ１４による昇圧分にとどまり「低」を示す。即ち可動隔壁５３の変位によってインジェクタ１２の噴射圧が、高圧側ポンプ１５の吐出圧力の上昇速度を上回る速度で迅速に上昇される。

次にＥＣＵ３１は、圧力センサ３５ｄが所定圧（本実施形態では「低」）に達したことを検出したことに基づき、制御弁３０Ａを「閉」とするとともに、制御弁３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄを「開」とする（始動時２）。よって圧力センサ３５ｅの検出結果が示すように分室５２ａの圧力は、圧力調整経路４２を介した圧力抜きがなされることで「０」に低下される。また高圧側ポンプ１５の吐出圧力の上昇に伴い圧力センサ３５ｄの検出結果は「高」となる。従って制御弁３０Ｃが「開」とされることで高圧側ポンプ１５からの高圧燃料が高圧リザーバ２１及び分室５２ｃに導入され、その結果可動隔壁５３に作用する押圧力バランスが逆転して同可動隔壁５３は上記ブースト位置から原位置に戻される。

そしてＥＣＵ３１は、各制御弁３０Ａ〜３０Ｄの開閉状態を上記した「始動時２」の状態としてからの経過時間が所定時間に達したことに基づき制御弁３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｄを「閉」とするとともに、制御弁３０Ｃを「開」とする（始動時３）。これにより、ブースタ４０の分室５２ａ，５２ｃは燃料供給路１３及びリターン経路１９と圧力的に隔絶され、全分室５２ａ〜５２ｃの圧力が「０」となることで可動隔壁５３が上記原位置に保持される。そして、高圧側ポンプ１５によるインジェクタ１２への高圧燃料供給が継続されることとなる。なお、上記したように可動隔壁５３を上記原位置からブースト位置に変位させた後に原位置に戻すようにしたことで、機関始動を完遂できなかった場合等に再度ブースタ４０によるインジェクタ１２の噴射圧上昇を図ることができるようになる。

次にＥＣＵ３１は、クランク角度センサ３３の検出結果に基づく機関回転速度が所定の回転速度に達したことにより内燃機関１７が定常運転状態に移行したと判断すると、例えば制御弁３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｄの開度調節を行うことで可動隔壁５３を上記原位置からリリーフ中立位置に変位させ同位置に保持する。なおＥＣＵ３１によるこの開度調節は、ブースタ４０に設けた上記中立位置センサからの検出結果に基づき可動隔壁５３の位置を検出しながらフィードバック制御することで行われる。

本実施形態においてＥＣＵ３１は、各制御弁３０Ａ〜３０Ｄの開度制御に基づき、可動隔壁５３に作用する圧力の比率を変更することで、ブースタ４０の機能を上記したようなインジェクタ１２側への高圧導入を行うための機能（ブースト機能）とインジェクタ１２側の圧力変動を抑制するための機能（圧力変動抑制機能）とで切り替える。

即ち、ＥＣＵ３１は機関定常運転時において、上記のように可動隔壁５３をリリーフ中立位置に保持するとともに、圧力センサ３５ｇの検出結果に基づいて制御弁３０Ａ〜３０Ｄの開度制御を行うことで、可動隔壁５３の変位を通じてインジェクタ１２の噴射圧を好適に維持するように機能する。例えば各ポンプ１４，１５の吐出圧力の脈動等の影響によりインジェクタ１２側の圧力が上記の「高」よりも高くなったと判断するとＥＣＵ３１は、制御弁３０Ａを「閉」とするとともに制御弁３０Ｂ〜３０Ｄを「開」とする（定常運転時１）。これにより分室５２ａの圧力が「０」となり、これに伴う圧力バランスの変動によって可動隔壁５３はリリーフ中立位置から原位置に向けて変位される。そしてこの変位に伴って分室５２ｃ即ちインジェクタ１２側の圧力上昇が抑制される。

なおこのときの分室５２ｃの圧力上昇が上記の可動隔壁５３の変位によって吸収しきれないほど大きい場合には、ボール弁５３ｅが開弁され（弁座から離間され）リリーフ通路５３ｄが連通状態となって分室５２ｃの圧力が同通路５３ｄを介して分室５２ａに導入されることで、分室５２ｃの過度な圧力上昇が回避されることとなる。

一方、インジェクタ１２側の圧力が上記の「高」よりも低くなったと判断するとＥＣＵ３１は、制御弁３０Ｄを「閉」とするとともに制御弁３０Ａ〜３０Ｃを「開」とする（定常運転時２）。これにより分室５２ａの圧力が「低」に上昇され、これに伴う圧力バランスの変動によって可動隔壁５３はリリーフ中立位置からブースト位置側に変位される。そしてこの変位に伴って分室５２ｃ即ちインジェクタ１２側の圧力低下が抑制される。ＥＣＵ３１によるこうした開度制御によって、インジェクタ１２側における圧力脈動が抑制されるようになる（圧力変動抑制機能）。

イグニッションスイッチ３４がオフされると、両ポンプ１４，１５が停止されるとともに、ＥＣＵ３１はこのオフを検出したことに基づき、先ず、制御弁３０Ａ，３０Ｄを「閉」とするとともに制御弁３０Ｂ，３０Ｃを「開」とする（停止時１）。この直後においては、ブースタ４０の分室５２ａの圧力が「０」となる一方、分室５２ｃの圧力は高圧リザーバ２１の残存圧力の影響により「高」のままとなる。そしてこうした圧力バランスの変動により可動隔壁５３は迅速に原位置に戻され得ることとなる。

そしてＥＣＵ３１は、圧力センサ３５ｇの検出結果が「０」となったことを検出すると、インジェクタ１２からの燃料噴射に伴い高圧リザーバ２１の圧力が燃料タンク１１内と同等の圧力まで低下したものとみなし、全制御弁３０Ａ〜３０Ｄへの通電を停止して「閉」とする（停止時２）。そして、ブースタ４０の全分室５２ａ〜５２ｃの圧力が「０」となり、可動隔壁５３は原位置に保持される。

なお定常運転時において内燃機関１７がストールした場合、ＥＣＵ３１は、このストールの発生を酸素センサ３２の検出結果に基づき検出すると、上述の「停止時１」そして「停止時２」と同様の開度制御を行うようになっている。

以上、こうしたブースタ４０のブースト機能及び圧力変動抑制機能により、機関回転速度とインジェクタ１２の噴射圧との関係は、例えば図４に示すようなものとなる。同図において示す線図４０１は、内燃機関１７にとって最適とされる上記関係を表すものである。また線図４０２は制御弁３０Ａ，３０Ｂを「閉」に維持するなどしてブースタ４０を機能させなかった場合を示し、線図４０３はブースタ４０を上述したように機能させた場合を示している。

線図４０１における低回転速度域に現れているピークＰは、内燃機関１７の始動時において高回転速度域と同等の噴射圧が望ましいことを示唆している。線図４０２に示されるようにブースタ４０が機能していない状態では、その低回転速度域において噴射圧が不足し、高回転速度域においては逆に過大となっている。そして線図４０３に示されるように、ブースタ４０が機能されることでその低回転速度域における噴射圧は線図４０１に近接するように引き上げられており、高回転速度域における噴射圧は同じく線図４０１に近接するように抑制されている。

本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態によれば、各制御弁３０Ａ〜３０Ｄの開度制御を通じて、ブースタ４０の可動隔壁５３における高圧側受圧面５３ｃに作用する圧力と、低圧側受圧面５３ａに作用する圧力との比率が変更されることで、同可動隔壁５３に作用する押圧力バランスが変更される。そしてこの押圧力バランスの変更に基づき、ブースタ４０におけるブースト機能と圧力変動抑制機能との両機能の使い分けが可能となる。従って、これら両機能を、例えば燃料供給路１３の吐出口２０での圧力状況等に応じて使い分けることで、インジェクタ１２の燃料噴射圧の上昇速度を向上させつつ、内燃機関１７の定常運転時等における同燃料噴射圧の脈動等を好適に抑制することができるようになる。

（２）ブースタ４０には、可動隔壁５３に設けたリリーフ通路５３ｄを介して高圧な分室５２ｃから低圧な分室５２ａへの圧力抜きを行うことのできる高圧リリーフ弁機構が設けられている。従って、前述したブースタ４０の圧力変動抑制機能に加えて、高圧側ポンプ１５の吐出側において更なる圧力上昇の抑制効果が得られるようになる。

また、例えば、ブースタ４０のハウジング５１に通路を設け、同通路を介して高圧側ポンプ１５の吐出側の圧力を低圧側ポンプ１４側に導入することで高圧側ポンプ１５の吐出側の圧力上昇を抑制するようにした構成と比較して、ハウジング５１の小型化が容易となる。

（３）両ポンプ１４，１５には、回転式のものが用いられている。従って、例えば、往復動式のポンプが用いられた態様に比較して、圧力脈動を小とすることができる。
（第２実施形態）
この第２実施形態は、前記第１実施形態と異なり、ＥＣＵ３１からの指令に基づいて他律的に制御される制御弁によってではなく、圧力経路の圧力状況に応じて機械的かつ自律的に開度変更を行う制御弁によって同圧力経路の圧力調整を行うものとされている。本実施形態においては、第１実施形態と共通する構成部分については図面上に同一符号を付して重複した説明を省略する。

図５に示すように、本実施形態の多段ポンプシステムにおいては、上記第１実施形態で各所に設けられていた圧力センサ３５ａ〜３５ｆ、酸素センサ３２、クランク角度センサ３３、イグニッションスイッチ３４や、ＥＣＵ３１によって開閉制御されていた制御弁３０Ａ〜３０Ｄが省略されている。

本実施形態では、燃料供給路１３におけるプレッシャレギュレータ１８と高圧側ポンプ１５との間の部分と、高圧リザーバ２１とを接続するブースタ経路６１の途中に、ブースタ６０が設けられている。このブースタ６０は上記第１実施形態のブースタ４０と同様に、低圧側ポンプ１４の吐出圧力を利用して、同圧力よりも高圧なブースト圧力を高圧リザーバ２１に供給し得るものである。

ブースタ経路６１のうち、燃料供給路１３におけるプレッシャレギュレータ１８と高圧側ポンプ１５との間の部分とブースタ６０とを接続する第１ブースタ経路６１ａは、低圧側ポンプ１４の吐出圧力をブースタ６０に導入可能とする。また、ブースタ経路６１のうち、ブースタ６０と高圧リザーバ２１とを接続する第２ブースタ経路６１ｂは、同ブースタ６０によって昇圧された、ブースト圧力を高圧リザーバ２１に導入可能とする。

また、ブースタ６０には、第１ブースタ経路６１ａの途中から分岐されるとともに、これと並行して低圧側ポンプ１４の吐出圧力を同ブースタ６０に導入可能とする圧力制御経路６２が接続されている。この圧力制御経路６２には、同経路６２を開閉可能な制御弁７０が設けられている。

制御弁７０は、例えばダイヤフラム等の感圧機構を内蔵し、検圧経路６３を介して同感圧機構に作用される圧力に応じてその開度を機械的かつ自律的に制御する、所謂自律制御弁である。検圧経路６３は燃料供給路１３における高圧側ポンプ１５と高圧リザーバ２１との間の検圧部Ｓに接続されており、制御弁７０はこの検圧部Ｓの圧力、即ち高圧側ポンプ１５の吐出側の圧力に応じて開度制御を行うようになっている。制御弁７０は、検圧部Ｓの圧力が低圧側ポンプ１４の吐出圧力と同等の圧力（即ち前述の「低」と同等の圧力）よりも大であるときに開度を全開状態（即ち前述の「開」と同様）とし、上記圧力以下であるときに開度を全閉状態（即ち前述の「閉」と同様）とする。制御弁７０は、こうした開度制御に基づき圧力制御経路６２を開閉するようになっている。

なお、ブースタ６０はドレーン経路６４を介してリターン経路１９と接続されており、同ドレーン経路６４を介したブースタ６０からリターン経路１９へのドレーン排出がなされるようになっている。本実施形態では、上記した燃料供給路１３、ブースタ経路６１、圧力制御経路６２、ドレーン経路６４、及びリターン経路１９が、吸入側から吐出側への圧力経路を構成している。

図６に示すように、ブースタ６０のハウジング８１には燃料の導入される圧力室８２が形成され、同圧力室８２には可動隔壁８３が往復摺動可能に即ち変位可能に収容されている。可動隔壁８３が収容されることで圧力室８２はそれぞれ互いに圧力的に隔絶された分室８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄに区画される。分室８２ａには上記した第１ブースタ経路６１ａが接続されており、分室８２ｄには第２ブースタ経路６１ｂが接続されている。また、分室８２ｂには圧力制御経路６２が接続され、分室８２ｃにはドレーン経路６４が接続されている。

ともに低圧側ポンプ１４の吐出圧力が導入される分室８２ａ，８２ｂには、可動隔壁８３の変位に係る上記圧力の作用する同可動隔壁８３の第１低圧側受圧面８３ａ及び第２低圧側受圧面８３ｂが曝されている。即ち、本実施形態では、可動隔壁８３において低圧側ポンプ１４の吐出圧力を受圧する低圧側受圧面が、上記吐出圧力が導入される複数の圧力室（分室８２ａ，８２ｂ）の内壁面の一部をなす二つの受圧面８３ａ，８３ｂによって構成されている。

また、高圧側ポンプ１５の吐出側の圧力が導入される分室８２ｄには、可動隔壁８３の変位に係る上記圧力の作用する同可動隔壁８３の高圧側受圧面８３ｄが曝されている。また、分室８２ｃには、可動隔壁８３の変位に係る圧力の作用する同可動隔壁８３のドレーン受圧面８３ｃが曝されている。これら各受圧面８３ｃ，８３ｄは、それぞれ同順に分室８２ｃ，８２ｄの内壁面を構成する。各受圧面８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄの上記変位方向の投影面積をそれぞれ同順にＡａ，Ａｂ，Ａｃ，Ａｄとすると、これらの関係は次の式２及び式３に示す通りとなっている。

Ａａ＋Ａｂ＝Ａｃ＋Ａｄ … （式２）
Ａａ＞Ａｄ … （式３）
また、分室８２ｂ，８２ｃには、例えば全受圧面８３ａ〜８３ｄに燃料タンク１１内と同等の圧力（本実施形態においてもこの圧力を「０」という）が作用したときに可動隔壁８３をその変位方向における圧力室８２内での中間位置（本実施形態ではこの位置を原位置という）に保持するための保持圧縮バネ８４，８５が収容されている。図６（ａ）は可動隔壁８３がこの原位置に配置された状態を示している。

例えば、この全受圧面８３ａ〜８３ｄに燃料タンク１１内と同等の圧力が作用した状態から、低圧側ポンプ１４が駆動開始されると、これに伴って、低圧側受圧面８３ａに作用する分室８２ａの圧力が上昇する。なお、本実施形態においても低圧側ポンプ１４の吐出圧力を「低」とする。そしてこの圧力上昇によって可動隔壁８３が保持圧縮バネ８５の力に抗して第２ブースタ経路６１ｂ側に変位されたとき、受圧する面積Ａａが面積Ａｄより大きい分、分室８２ｄの圧力は分室８２ａの圧力上昇分よりも大きく上昇される。即ちこのとき、可動隔壁８３の上記変位によって、低圧側ポンプ１４の吐出圧力よりも高圧なブースト圧力（本実施形態ではこの圧力を「中」とする）が分室８２ｄ内に生成されて第２ブースタ経路６１ｂに供給されることとなる。なお、上記圧力「中」は、機関定常運転時におけるインジェクタ１２の通常噴射圧（異常でない噴射圧。本実施形態ではこの圧力を「高」ということとする）よりは低いが、機関始動を良好に行い得る燃料圧力である。

図６（ｂ）は、例えばこういったように、圧力室８２内の圧力に基づいて可動隔壁８３に作用するその変位方向の押圧力バランスが、図６（ａ）の状態と比較して、低圧側ポンプ１４側（第１ブースタ経路６１ａ及び圧力制御経路６２側）の方が高圧側ポンプ１５側（第２ブースタ経路６１ｂ側）よりも大となる側に偏った状態を示している。同図においては、可動隔壁８３が圧力室８２において最も第２ブースタ経路６１ｂ側の位置（本実施形態ではこの位置をブースト位置という）にある状態が示されている。

逆に図６（ｃ）は、前述の押圧力バランスが、図６（ａ）の状態と比較して、高圧側ポンプ１５側の方が低圧側ポンプ１４側よりも大となる側に偏った状態を示している。同図においては、可動隔壁８３が圧力室８２において最も第１ブースタ経路６１ａ側の位置（本実施形態ではこの位置をフェイルセーフ位置という）にある状態が示されている。

本実施形態においては、前述したように、分室８２ｂの圧力が「０」（但し分室８２ｃの圧力も「０」）である場合に分室８２ａの圧力が「低」、分室８２ｄの圧力が「中」のとき、図６（ｂ）に示すように可動隔壁８３がブースト位置に配置される。一方、この状態から、内燃機関１７が定常運転状態となり高圧側ポンプ１５の吐出圧力が充分なものとなって分室８２ｄの圧力が「高」に上昇すると、可動隔壁８３は図６（ｃ）に示すようにフェイルセーフ位置に配置される。

本実施形態では、こうした可動隔壁８３に作用する変位方向の押圧力のバランスの変更を、前述したような分室８２ａと分室８２ｄとの圧力関係によるものの他に、圧力制御経路６２を介した分室８２ｂへの圧力導入とその禁止とを制御弁７０の開閉によって切り替えることで行うことができるようになっている。即ち、本実施形態では、圧力室８２において低圧側ポンプ１４の吐出圧力が導入される低圧側の二つの分室８２ａ，８２ｂのうち、分室８２ｂに対して上記吐出圧力を導入するか否かが制御弁７０の開度制御に基づき変更される、換言すれば、上記吐出圧力の導入がなされる分室の数が変更される。従って、この変更に伴って、可動隔壁８３において、低圧側ポンプ１４の吐出圧力が作用する面積と、高圧側ポンプ１５の吐出側の圧力が作用する面積との比率（作用面積の比率）が変更されることとなり、前述の押圧力バランスが変更される。

そして、本実施形態においては、制御弁７０が「開（本実施形態では全開状態）」とされて各受圧面８３ａ，８３ｂの双方に圧力「低」が作用し且つドレーン受圧面８３ｃに圧力「０」、及び高圧側受圧面８３ｄに圧力「高」が作用したとき、可動隔壁８３が原位置に配置されるように上記各面積Ａａ〜Ａｄが設定されている。但し、高圧側ポンプ１５の吐出圧力が脈動を伴っている場合は、同吐出圧力の中心値において上記配置が成立するように設定されている。

また図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、可動隔壁８３には、上記第１実施形態同様、高圧リリーフ弁機構を構成する、第１低圧側受圧面８３ａと高圧側受圧面８３ｄとを連通するリリーフ通路８３ｆ、及び、ボール弁８３ｇ、圧縮バネ８３ｈが設けられている。これにより、リリーフ通路８３ｆを介した高圧側受圧面８３ｄ側から第１低圧側受圧面８３ａ側への圧力導入（圧力抜き）を通じて高圧側ポンプ１５の吐出側の圧力上昇を抑制することが可能となる。

次に、燃料供給路１３における高圧側ポンプ１５の吐出側の圧力に基づく制御弁７０の機械的かつ自律的な開度制御を通じた圧力経路の自律的な圧力制御態様を、図７に示す制御マトリクスＭ２０１を用いて以下に説明する。なお同図において、「圧力状態」欄の「８２ａ」〜「８２ｄ」、「Ｓ」はそれぞれ同順に分室８２ａ〜８２ｄ、検圧部Ｓに相当し、「弁開閉状態」欄の「７０」、「８３ｇ」はそれぞれ同順に制御弁７０、ボール弁８３ｇに相当する。

先ず機関始動前においては両ポンプ１４、１５とも駆動停止状態にあるため、分室８２ａ〜８２ｄ、及び検圧部Ｓの圧力は「０」となる。このとき、検圧部Ｓの圧力が「０」であることから制御弁７０は「閉（本実施形態では全閉状態）」とされている。また、ブースタ６０においては、可動隔壁８３が原位置に配置されているとともに、分室８２ａと分室８２ｄとの圧力差がないためボール弁８３ｇが「閉」となっている。

この状態から内燃機関１７が始動されると（始動時１）、両ポンプ１４，１５が駆動開始されて、この駆動開始直後に分室８２ａ，８２ｄ及び検圧部Ｓの圧力が「低」となる。なおこの時点で検圧部Ｓの圧力が「低」なのは、駆動開始から間もないため高圧側ポンプ１５による圧力上昇が皆無に等しいためである。ここでは、分室８２ａの圧力が「低」に上昇したことによって、可動隔壁８３のブースト位置への変位が開始される。

そしてこの可動隔壁８３の変位に伴い分室８２ｄの圧力が「中」（ブースト圧力）に上昇され、この圧力での燃料供給が高圧リザーバ２１に対して行われる（始動時２）。即ち、可動隔壁８３の変位によってインジェクタ１２の噴射圧が、高圧側ポンプ１５の吐出圧力の上昇速度を上回る速度で迅速に上昇される。この分室８２ｄの圧力上昇に伴い検圧部Ｓの圧力が「中」に上昇される、即ち「低」よりも大となることから、制御弁７０が「開」となる。

そして内燃機関１７の駆動開始からの時間の経過に伴い高圧側ポンプ１５の吐出圧力が前述の「高」に至ると、これに伴い分室８２ｄの圧力が「高」となる（定常運転時１）。本実施形態では、仮に制御弁７０が「閉」にあるとき（分室８２ｂの圧力が「０」）、この分室８２ｄの圧力が「高」で且つ分室８２ａの圧力が「低」である場合（但し分室８２ｃの圧力は「０」）に、可動隔壁８３がフェイルセーフ位置に配置される。しかしこの「定常運転時１」においては、前述した「始動時２」において制御弁７０が「開」とされたことにより、分室８２ｂの圧力が「低」とされる。従ってこの場合、可動隔壁８３は、ブースト位置から、フェイルセーフ位置ではなく原位置に配置されることとなる。

この内燃機関１７の定常運転時において可動隔壁８３が原位置に配置された状態では、燃料供給路１３において生じる高圧側ポンプ１５の吐出側の圧力変動がブースタ６０によって抑制されるようになっている（定常運転時２）。この圧力変動は、内燃機関１７の回転速度の変動や両ポンプ１４，１５の吐出圧力の脈動等の影響により生じるものである。即ち、可動隔壁８３は、これに作用する圧力室８２内の圧力変動に伴って、圧力室８２においてブースト位置とフェイルセーフ位置との間を移動（変位）することで、前述した高圧側ポンプ１５の吐出側の圧力変動を抑制するように機能する。

例えば、可動隔壁８３が原位置に静止した状態から、高圧側ポンプ１５の吐出側即ち分室８２ｄの圧力が低下方向に変動した場合、可動隔壁８３に作用する変位方向の押圧力バランスが偏って同可動隔壁８３がブースト位置側に変位することで分室８２ｄでのそれ以上の圧力低下が抑制される。この圧力低下抑制は、可動隔壁８３がブースト位置に至るまで行われ得る。

逆に、例えば、可動隔壁８３が原位置に静止した状態から、高圧側ポンプ１５の吐出側即ち分室８２ｄの圧力が上昇方向に変動した場合、可動隔壁８３に作用する変位方向の押圧力バランスが前述と逆向きに偏って同可動隔壁８３がフェイルセーフ位置側に変位することで分室８２ｄでのそれ以上の圧力上昇が抑制される。この可動隔壁８３の変位に伴う圧力上昇抑制は、同可動隔壁８３がフェイルセーフ位置に至るまで行われ得る。

即ち、ブースタ６０は、こうした可動隔壁８３の変位に基づいた、インジェクタ１２側の圧力変動を抑制するための機能（圧力変動抑制機能）を有しているといえる。そして、制御弁７０は、その機械的かつ自律的な開度制御に基づき可動隔壁８３における上記作用面積の比率を変更することで、ブースタ６０の機能を前述したようなインジェクタ１２側への高圧導入を行うための機能（ブースト機能）と、上記圧力変動抑制機能とで切り替えるものである。

なお、前述の分室８２ｄの圧力上昇が可動隔壁８３の変位によって吸収しきれないほど大きい場合（このときの圧力を「超高」ということとする）には、ボール弁８３ｇが開弁され（弁座から離間され）リリーフ通路８３ｆが連通状態となって分室８２ｄの圧力が同通路８３ｆを介して分室８２ａに導入即ち圧力抜きされる（異常高圧時）。これにより、分室８２ｄの過度な圧力上昇が回避されることとなる。

そして、内燃機関１７が駆動停止され両ポンプ１４，１５が停止されたとき、本実施形態では、その停止直後においては、検圧部Ｓ及び分室８２ｄの圧力が「高」を呈するとともに、分室８２ａ，８２ｂの圧力が「低」を呈する（停止時１）。こうした圧力状態となることで可動隔壁８３は原位置に配置されることとなる。そして内燃機関１７の駆動停止からの時間の経過に伴い圧力経路内の圧力は「０」となり、可動隔壁８３は原位置に保持される（停止時２）。この圧力の低下時においては、検圧部Ｓの圧力が「低」以下となることで制御弁７０が「閉」となる。

本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、可動隔壁８３に作用するその変位方向の押圧力バランスが変更されることで、ブースタ６０におけるブースト機能と圧力変動抑制機能との両機能の使い分けが可能となる。従って、これら両機能を、例えば燃料供給路１３の吐出口２０での圧力状況等に応じて使い分けることで、インジェクタ１２の燃料噴射圧の上昇速度を向上させつつ、内燃機関１７の定常運転時等における同燃料噴射圧の脈動等を好適に抑制することができるようになる。

また、本実施形態では、上記の（２）及び（３）と同様の効果の他に、以下のような効果を得ることができる。
（４）制御弁７０の開度制御に基づき、低圧側ポンプ１４の吐出圧力が導入される分室（分室８２ａ，８２ｂ）の数を変更することで、可動隔壁８３に対する高圧側ポンプ１５の吐出側の圧力と低圧側ポンプ１４の吐出圧力との作用面積の比率を変更するようにした。これによれば、可動隔壁８３の両圧力の作用面積の比率の変更に基づき押圧力バランスを変更させることができ、ブースタ６０の両機能を切り替えることができるようになる。

（５）制御弁７０は高圧側ポンプ１５の吐出側の圧力に応じて機械的且つ自律的に開度変更可能な自律制御弁である。これによれば、ブースタ６０の上記各機能及びこれら機能の切替を、高圧側ポンプ１５の吐出側の圧力に応じた好適なものとすることができる。また、例えば、高圧側ポンプ１５の吐出側の圧力を検出するためにセンサを用いたり、同センサによる検出結果に基づいて演算を行うＣＰＵ等の制御装置を用いたりして他律的に制御弁の開度制御を行うようにした、上記第１実施形態のような態様と比較して、こうしたセンサや制御装置を設ける必要がなくなるため構成が簡素となる。

なお、実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、以下の様態としてもよい。
・第１実施形態においては、例えば、圧力センサ３５ｄ，３５ｇを除いて、他の圧力センサ３５を省略してもよい。圧力センサ３５ｄによる検出結果は、前述の始動時２において、可動隔壁５３を原位置に配置するための制御弁３０Ａ〜３０Ｄの開度制御時に参照される。また、圧力センサ３５ｇは、前述の定常運転時１，２において、インジェクタ１２の噴射圧を好適に維持すべく可動隔壁５３を変位させるための制御弁３０Ａ〜３０Ｄの開度制御時に参照される。なお、前述の始動時２においては、圧力センサ３５ｄの検出結果に基づき、可動隔壁５３を原位置に配置するための制御弁３０Ａ〜３０Ｄの開度制御が行われたが、これに代えて、例えば、圧力センサ３５ｂや圧力センサ３５ｃの検出結果に基づき同様の開度制御が行われるものとされてもよい。この場合、そうした検出結果の参照がなされる圧力センサ３５ｂ，３５ｃに代えて圧力センサ３５ｄを省略するようにしてもよい。

・第２実施形態において、圧力センサ３５ｇを省略してもよい。
・第１及び第２実施形態において、高圧リリーフ弁機構を省略してもよい。
・第２実施形態では、制御弁７０を所謂自律制御弁としたが、これに代えて、例えば、検圧部Ｓの圧力を検出する圧力センサを設けるとともに、同センサの検出結果に基づく電子制御装置からの指令によって他律的に開度制御される制御弁により圧力制御経路６２を開閉するようにしてもよい。

・第２実施形態では、低圧側受圧面（第１及び第２低圧側受圧面８３ａ，８３ｂ）において、低圧側ポンプ１４の吐出圧力の作用面積を二段に切り替えるようにしたが、三段以上に切り替えるようにしてもよい。

・第２実施形態では、低圧側受圧面（第１及び第２低圧側受圧面８３ａ，８３ｂ）において低圧側ポンプ１４の吐出圧力の作用面積を切り替えるようにしたが、これに代えて、高圧側受圧面において高圧側ポンプ１５の吐出側の圧力の作用面積を切り替えるようにしてもよい。また、高圧側及び低圧側の双方の受圧面において各作用面積を切り替えるようにしてもよい。

・制御弁３０Ａ〜３０Ｄ，７０の開度制御において、これを全開と全閉とで切り替える構成に限らず、全開及び全閉以外の開度間で変更するように開度制御してもよい。
・高圧側受圧面５３ｃ，８３ｄに作用する圧力と、低圧側受圧面５３ａ，８３ａ，８３ｂに作用する圧力との比率変更を、制御弁の自律的な開度制御に基づき行うことで、可動隔壁５３，８３に作用する押圧力バランスを変更するようにしてもよい。この場合、例えば、第２実施形態において、制御弁７０を、第１ブースタ経路６１ａ上に移設し、この部分における第１ブースタ経路６１ａの通過断面積を変更制御するようにする。このとき、圧力制御経路６２を省略するとともに分室８２ｂを例えばハウジング８１内において分室８２ａとのみ連通した状態とする。そして、検圧部Ｓの圧力に基づく制御弁７０の自律的な開度制御によって上記第１ブースタ経路６１ａの通過断面積の変更が行われるようにする。なお、上記開度制御においては、制御弁７０の開度が全開と全閉とで切り替えられてもよく、全開及び全閉以外の開度間で変更されてもよい。

・両ポンプには回転式のものが用いられたが、これに限らず、例えば、ピストン等を備えた往復動式のものが用いられてもよい。
・両ポンプ１４，１５の駆動源を内燃機関１７以外のもの、例えば同内燃機関１７と別個に設けられた電動モータ等としてもよい。

・第１及び第２実施形態では、低圧側ポンプ１４及び高圧側ポンプ１５といった二つのポンプを設けたが、これに限らず、三つ以上のポンプを圧力経路において直列に配置してもよい。この場合、例えば、圧力経路において最も低圧側に設けられるポンプ以外のポンプにおいてその吸入口と吐出口とをブースタ経路で連通してもよく、また、三つ以上のポンプのうち隣り合わないポンプの吐出口どうしをブースタ経路で連通するようにしてもよい。

・上記実施形態では、本発明を、内燃機関用の燃料噴射装置に適用したが、例えば他の燃料供給用として用いてもよく、燃料以外の流体供給用として用いてもよい。

第１実施形態の多段ポンプシステムの概要を示す構成図。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、ブースタを示す断面図。 ＥＣＵによる制御弁の開閉制御を説明するための制御マトリクス。 機関回転速度とインジェクタの噴射圧との関係を示すグラフ。 第２実施形態の多段ポンプシステムの概要を示す構成図。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、ブースタを示す断面図。 制御弁の自律的な開閉制御を説明するための制御マトリクス。

符号の説明

１２…インジェクタ、１３…燃料供給路、１４…低圧側ポンプ、１５…高圧側ポンプ、１９…リターン経路、２０…吐出口、３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，７０…制御弁、４０，６０…ブースタ、４１，６１…ブースタ経路、４２…圧力調整経路、４３，６４…ドレーン経路、５２，８２…圧力室、５３，８３…可動隔壁、５３ａ…低圧側受圧面、５３ｃ，８３ｄ…高圧側受圧面、５３ｄ，８３ｆ…リリーフ通路、５３ｅ，８３ｇ…ボール弁、５３ｆ，８３ｈ…圧縮バネ、６２…圧力制御経路、８２ａ，８２ｂ…分室、８３ａ…第１低圧側受圧面、８３ｂ…第２低圧側受圧面、Ａａ，Ａｂ，Ａｄ…投影面積。

Claims (9)

1. 吸入側から吐出側への圧力経路において直列に多段配置された複数のポンプと、
   前記ポンプのうちの低圧側ポンプの吐出圧力を受圧可能な可動隔壁を内蔵し、前記吐出圧力を受けて前記可動隔壁が変位することで前記吐出圧力よりも高圧なブースト圧力を生成可能であるとともに同ブースト圧力を前記圧力経路における高圧側ポンプの吐出側に供給可能なブースタと
   を備えた多段ポンプシステムにおいて、
   前記圧力経路の通過断面積を変更すべく開度制御される制御弁を設け、
   前記高圧側ポンプの吐出側の圧力に基づき前記可動隔壁に作用する押圧力と、前記低圧側ポンプの吐出圧力に基づき前記可動隔壁に作用する押圧力とのバランスを前記制御弁の開度制御に基づき変更することで、前記ブースタの機能を、前記高圧側ポンプの吐出側へのブースト圧力導入を行うブースト機能と、前記高圧側ポンプの吐出側の圧力変動に伴って前記可動隔壁が変位することで前記圧力変動を抑制する圧力変動抑制機能とで切り替えるようにした
   ことを特徴とする多段ポンプシステム。
2. 前記押圧力のバランス変更は、前記可動隔壁に作用する前記両圧力の比率が前記開度制御に基づき変更されることで行われる
   請求項１に記載の多段ポンプシステム。
3. 前記押圧力のバランス変更は、前記可動隔壁に対する前記各圧力の作用面積の比率が前記開度制御に基づき変更されることで行われる
   請求項１又は２に記載の多段ポンプシステム。
4. 前記可動隔壁は、前記高圧側ポンプの吐出側の圧力が導入される圧力室の内壁面を構成する高圧側受圧面と、前記低圧側ポンプの吐出圧力が導入される圧力室の内壁面を構成する低圧側受圧面とを有し、前記両圧力室の少なくとも一方は、同圧力室に対応する前記受圧面を内壁面とする複数の分室に区画され、前記作用面積の比率変更は、同圧力室において前記圧力の導入がなされる前記分室の数が前記開度制御に基づき変更されることで行われる
   請求項３に記載の多段ポンプシステム。
5. 前記制御弁は、前記高圧側ポンプの吐出側の圧力に基づく外部からの指令信号によって他律的に開度変更可能な他律制御弁である
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の多段ポンプシステム。
6. 前記制御弁は、前記高圧側ポンプの吐出側の圧力に応じて機械的且つ自律的に開度変更可能な自律制御弁である
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の多段ポンプシステム。
7. 前記可動隔壁において前記高圧側ポンプの吐出側の圧力を受圧する高圧側受圧面と前記低圧側ポンプの吐出圧力を受圧する低圧側受圧面とを連通するリリーフ通路と、同通路を開閉可能な弁体とを備え、前記リリーフ通路を介した圧力抜きを通じて前記高圧側ポンプの吐出側の圧力上昇を抑制可能な高圧リリーフ弁機構を更に設けた
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の多段ポンプシステム。
8. 前記ポンプには、回転式のものが用いられている
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の多段ポンプシステム。
9. 前記圧力経路の吐出口には燃料供給用のインジェクタが接続されている
   請求項１〜８のいずれか一項に記載の多段ポンプシステム。

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