(57)【要約】【課題】高圧側の設定圧に好ましい速度で切替え可能なコンパクトで配管の簡素な低コストの流体圧力調整装置および燃料供給装置を提供する。【解決手段】導入側の燃料通路３７，３２ｈおよび排出側の燃料通路３１ｈを有するハウジング２１と、ハウジング２１内に導入側の燃料通路３７，３２ｈに連通する調圧室２３を形成するとともに、調圧室２３内に導入された燃料圧力に応じ導入側の燃料通路３７，３２ｈと排出側の燃料通路３１ｈとを連通させて導入側の燃料通路３７に導入される燃料圧力を設定圧に調整する隔壁状の調圧部材２２とを備え、導入側の燃料通路３７，３２ｈに選択的に導入される燃料圧力に応じて設定圧を切り替える流体圧力調整装置であって、設定圧を低圧側の設定圧から高圧側の設定圧に切り替えるときに導入側の流体通路３７，３２ｈのうち特定の流体通路３２ｈにジェットポンプ５０からの負圧を導入する三方電磁弁４５が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が導入される複数の導入側の流体通路および該流体が排出される排出側の流体通路を有するハウジングと、
前記ハウジング内に前記導入側の流体通路に連通する調圧室を形成するとともに、前記調圧室内に導入された流体の圧力に応じて前記導入側の流体通路と前記排出側の流体通路とを連通させて前記導入側の流体通路のいずれかの流体通路に導入される前記流体の圧力を設定圧に調整する隔壁状の調圧部材と、を備え、
前記複数の導入側の流体通路に選択的に導入される前記流体の圧力に応じて前記設定圧を切り替えるようにした流体圧力調整装置であって、
前記設定圧を低圧側の設定圧から高圧側の設定圧に切り替えるときに、前記複数の導入側の流体通路のうち特定の流体通路に負圧を導入する負圧導入手段が設けられていることを特徴とする流体圧力調整装置。
【請求項２】
前記設定圧を前記高圧側の設定圧から前記低圧側の設定圧に切り替えるときに開弁するよう、前記特定の流体通路の上流側で該上流側の流体通路を開閉する通路開閉弁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の流体圧力調整装置。
【請求項３】
前記負圧導入手段が、前記通路開閉弁が閉弁するときに前記特定の流体通路の上流側の流体通路のうち前記通路開閉弁より前記調圧室側の通路区間の圧力を解放させるとともに前記調圧室側の通路区間に負圧を導入する負圧導入弁を有していることを特徴とする請求項２に記載の流体圧力調整装置。
【請求項４】
前記通路開閉弁と前記負圧導入弁とが、前記設定圧を前記高圧側の設定圧から前記低圧側の設定圧に切り替えるときに前記特定の流体通路への前記流体の導入を許容する一方、前記設定圧を前記低圧側の設定圧から前記高圧側の設定圧に切り替えるときに、前記特定の流体通路内の圧力を解放させるとともに前記調圧室側の通路区間に負圧を導入する三方弁によって構成されていることを特徴とする請求項３に記載の流体圧力調整装置。
【請求項５】
前記負圧導入手段が、前記排出側の流体通路から排出される流体により作動し、前記調圧室側の通路区間に導入される負圧を発生するジェットポンプを有していることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の流体圧力調整装置。
【請求項６】
前記負圧導入手段が、前記調圧室側の通路区間に一端側で接続された前記負圧導入弁の他端側を、前記複数の導入側の流体通路のうち少なくとも１つに前記流体を供給するポンプの吸入ポート側に接続する負圧導入通路を有していることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の流体圧力調整装置。
【請求項７】
前記ポンプの負荷状態を検出する負荷状態検出手段をさらに備えた請求項６に記載の流体圧力調整装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のうちいずれか１の請求項に記載された流体圧力調整装置を備え、燃料ポンプから内燃機関の燃料噴射弁に供給される燃料を前記流体圧力調整装置により調圧することを特徴とする燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料供給装置に関し、特に内燃機関の燃料を燃料ポンプから燃料噴射弁に供給するときにその燃料圧力を調整するのに好適な流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載される内燃機関の燃料供給装置においては、一般に、燃料ポンプからインジェクタ（燃料噴射弁）に燃料を供給するとともに、その燃料供給通路内の燃料圧力を流体圧力調整装置であるプレッシャレギュレータより調整するようになっている。このような燃料供給装置は、プレッシャレギュレータのハウジング内をダイヤフラムによって調圧室と背圧室とに区画するとともに、調圧室内の燃料圧力による開弁方向の付勢力と背圧室側からの閉弁方向の付勢力とをダイヤフラムに作用させ、ダイヤフラムの変位に応じて調圧室内の燃料の一部を排出させることで、調圧室内の燃料圧力を背圧室側からの付勢力に基づく所定の設定圧に調圧する構成となっている。
【０００３】
この種の燃料供給装置としては、例えばハウジング内を３つの圧力室に区画する第１および第２のダイヤフラムと、ハウジングと第１のダイヤフラムの間の第１の圧力室内で調圧用の排出口を開閉するよう第１のダイヤフラムに装着された弁体と、第１および第２のダイヤフラムの間の第２の圧力室に配された連結杆を介して弁体に連結されるとともに第２ダイヤフラムに固着された受圧体と、ハウジングと第２のダイヤフラムの間の第３の圧力室内に設けられ受圧体を閉弁方向に付勢するスプリングとを具備するものが知られている。この流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料供給装置では、第２および第３の圧力室内への供給圧力を制御することで、調圧する燃料圧力を複数段階に切り替えることができるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、インジェクタへの燃料供給通路内の燃料圧力を絞り要素および第１のプレッシャレギュレータによって第１の設定圧に調整するとともに、燃料供給通路に直結する第２のプレッシャレギュレータによってその燃料圧力を上限圧力としての第２の設定圧に制限するようにしたものが知られており、この装置では、鞍型燃料タンクの燃料ポンプから離れた副燃料タンク領域の燃料を、プレッシャレギュレータのリターン通路上に配したジェットポンプによって燃料ポンプ側の主燃料タンク領域に移送するようになっている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、インジェクタへの燃料供給通路に接続する第１のプレッシャレギュレータの出口パイプ側に燃料移送用のジェットポンプを設けるとともに、その第１のプレッシャレギュレータとジェットポンプの間の燃料圧力を第２のプレッシャレギュレータによって調圧するようにしたものも知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１０８６８４号公報
【特許文献２】特開２００４−２３２４９４号公報
【特許文献３】特開昭６２−１９１６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のような従来の流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料供給装置にあっては、設定圧の異なる複数のプレッシャレギュレータを用いたり、設定圧を切替え可能とするために背圧室側でも流体圧を変化させる構成となっていたりしたため、燃料圧力を調整する装置の構成や配管が複雑になるばかりか、シール性能の要求される部位が増えてしまうことになってしまい、コスト高を招いてしまうという問題があった。
【０００８】
また、調圧室以外に流体圧を供給したり燃料移送のためにジェットポンプに燃料を給送したりする必要から燃料ポンプの吐出流量が大きくなってしまい、燃料ポンプの負荷が増大したり燃料ポンプの大型化やコスト高を招来したりしてしまうという問題があった。
【０００９】
さらに、ダイヤフラム等の調圧部材に背圧を付与するためにスプリングを用いるこの種のプレッシャレギュレータにおいては、特に設定圧を低圧側から高圧側に切り替えるときにタイムラグが生じ易く、切替え速度を高速（高応答）にしたいという要求を満足させることができないという問題もあった。
【００１０】
本発明は、上述のような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、調整圧力の設定圧を高圧側と低圧側とに好ましい速度で切り替えることができるコンパクトで配管の簡素な低コストの流体圧力調整装置を提供し、併せて、これを用いたコンパクトで配管の簡素な低コストの燃料供給装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る流体圧力調整装置は、上記課題を解決するために、（１）流体が導入される複数の導入側の流体通路および該流体が排出される排出側の流体通路を有するハウジングと、前記ハウジング内に前記導入側の流体通路に連通する調圧室を形成するとともに、前記調圧室内に導入された流体の圧力に応じて前記導入側の流体通路と前記排出側の流体通路とを連通させて前記導入側の流体通路のいずれかの流体通路に導入される前記流体の圧力を設定圧に調整する隔壁状の調圧部材と、を備え、前記複数の導入側の流体通路に選択的に導入される前記流体の圧力に応じて前記設定圧を切り替えるようにした流体圧力調整装置であって、前記設定圧を低圧側の設定圧から高圧側の設定圧に切り替えるときに、前記複数の導入側の流体通路のうち特定の流体通路に負圧を導入する負圧導入手段が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
この構成により、負圧導入手段が作動して調圧部材の一面側で特定の流体通路内の流体圧力が解放され更に負圧になると、調圧室内で調圧部材に加圧された流体圧力を作用させる受圧領域が特定の流体通路以外の導入側の流体通路に対応する領域のみに縮小され、背圧に対抗する付勢力を生じさせる受圧面積が縮小されるとともに、特定の流体通路に対応する領域では背圧と同方向に付勢力を生じさせる負圧受圧面積が生じることになり、設定圧が高圧側に切り替えられる。一方、負圧導入手段の非作動時には、調圧部材の一面側で特定の流体通路内の流体圧力が高まることから、背圧と同方向に付勢力を生じさせる負圧受圧面積が消滅し、背圧に対抗する付勢力を生じさせる受圧面積が相対的に拡大することで、設定圧が低圧側に切り替えられる。したがって、調圧部材の一面側のみで流体の出入りを制御して設定圧を切り替えることのできる、設定圧の切替えに適したコンパクトで配管の簡素な低コストの流体圧力調整装置となる。しかも、高圧側の設定圧に切り替えるとき導入側の特定の流体通路に負圧を導入することにより切替えをアシストでき、低圧側の設定圧から高圧側の設定圧への切替えを確実でかつ高応答に行うことができる。
【００１３】
上記（１）に記載の構成を有する流体圧力調整装置においては、（２）前記設定圧を前記高圧側の設定圧から前記低圧側の設定圧に切り替えるときに開弁するよう、前記特定の流体通路の上流側で該上流側の流体通路を開閉する通路開閉弁が設けられていることが好ましい。
【００１４】
この構成により、設定圧が高圧側の設定圧に切り替えられるときには特定の流体通路に流体が導入されず、流体を無駄に排出させることがないから、消費エネルギを抑えることができる。
【００１５】
上記（２）に記載の構成を有する流体圧力調整装置においては、（３）前記負圧導入手段が、前記通路開閉弁が閉弁するときに前記特定の流体通路の上流側の流体通路のうち前記通路開閉弁より前記調圧室側の通路区間の圧力を解放させるとともに前記調圧室側の通路区間に負圧を導入する負圧導入弁を有していることが好ましい。
【００１６】
この場合、負圧導入手段を簡素な弁を用いて構成できる。
【００１７】
上記（３）に記載の構成を有する流体圧力調整装置においては、（４）前記通路開閉弁と前記負圧導入弁とが、前記設定圧を前記高圧側の設定圧から前記低圧側の設定圧に切り替えるときに前記特定の流体通路への前記流体の導入を許容する一方、前記設定圧を前記低圧側の設定圧から前記高圧側の設定圧に切り替えるときに、前記特定の流体通路内の圧力を解放させるとともに前記調圧室側の通路区間に負圧を導入する三方弁によって構成されているのがよい。
【００１８】
この構成により、通路開閉弁および負圧導入弁が三方弁によって一体に構成されることで、装置の一層のコンパクト化と配管の簡素化が可能になる。
【００１９】
上記（３）または（４）に記載の構成を有する流体圧力調整装置においては、（５）前記負圧導入手段が、前記排出側の流体通路から排出される流体により作動し、前記調圧室側の通路区間に導入される負圧を発生するジェットポンプを有していることが望ましい。
【００２０】
この構成により、設定圧の高圧側から低圧側への切替えが開始されるときには、排出側の流体通路を通して排出される流体の流量が比較的多くなっており、その排出流体により特定の流体通路の上流側の流体通路のうち通路開閉弁より調圧室側の通路区間に導入される負圧を迅速かつ確実に発生させることができるので、低圧側の設定圧から高圧側の設定圧への切替えを確実でかつ高応答に行うことが可能になる。
【００２１】
上記（３）または（４）に記載の構成を有する流体圧力調整装置においては、（６）前記負圧導入手段が、前記調圧室側の通路区間に一端側で接続された前記負圧導入弁の他端側を、前記複数の導入側の流体通路のうち少なくとも１つに前記流体を供給するポンプの吸入ポート側に接続する負圧導入通路を有しているものであってもよい。
【００２２】
この構成により、設定圧の高圧側から低圧側への切替えが開始されるときには、負圧導入弁が開弁することによって、特定の流体通路の上流側の流体通路のうち通路開閉弁より調圧室側の通路区間がポンプの吸入ポート側に接続され、この吸入ポート側の負圧が迅速かつ確実に調圧室側の通路区間に導入される。したがって、低圧側の設定圧から高圧側の設定圧への切替えを確実でかつ高応答に行うことが可能になる。
【００２３】
上記（６）に記載の構成を有する流体圧力調整装置においては、（７）前記ポンプの負荷状態を検出する負荷状態検出手段をさらに備えているのが好ましい。
【００２４】
この構成により、ポンプの吸入ポート側に通常設置されるサクションフィルタの目詰まりや負圧導入弁等のバルブの異常、燃圧の異常等をポンプの負荷状態の変化から検出することができる。なお、ここにいうポンプの負荷状態は、例えばポンプに供給される電流の変化として検出できる。
【００２５】
本発明に係る燃料供給装置は、（８）上記（１）〜（７）に記載のいずれかの流体圧力調整装置を備え、燃料ポンプから内燃機関の燃料噴射弁に供給される燃料を前記流体圧力調整装置により調圧することを特徴とする。
【００２６】
この構成により、流体圧力調整装置の調圧部材の一面側のみで燃料の出入りを制御して複数の設定圧に切り替えることができ、設定圧の切替えに適したコンパクトで配管の簡素な低コストの燃料供給装置を構成できる。しかも、低圧側の設定圧から高圧側の設定圧への切替えを高応答に行うことができるので、設定圧を高圧側と低圧側とに好ましい速度で切り替えることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の流体圧力調整装置によれば、調圧部材の一面側のみで流体の出入りを制御して設定圧を切り替えることができ、しかも、高圧側の設定圧に切り替えるときに導入側の特定の流体通路の負圧を導入することで、低圧側の設定圧から高圧側の設定圧への切替えを確実でかつ高応答に行うことができる。その結果、調整圧力の設定圧を高圧側と低圧側とに好ましい速度で切り替えることができる、コンパクトで配管の簡素な低コストの流体圧力調整装置を提供することができる。
【００２８】
本発明の燃料供給装置によれば、本発明の流体圧力調整装置により調整圧力の設定圧を高圧側と低圧側とに好ましい速度で切り替えることができる、コンパクトで配管の簡素な低コストの燃料供給装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料調整装置の概略構成図である。
【図２】図３（ａ）は本発明の第１実施形態に係る流体圧力調整装置の調圧部材における高圧側の設定圧時の受圧領域の配置説明図であり、図３（ｂ）はその調圧部材における低圧側の設定圧時の受圧領域の配置説明図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料調整装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３１】
（第１実施形態）
図１および図２は、本発明の第１実施形態に係る流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料供給装置を示している。
【００３２】
本実施形態は、本発明を車両用内燃機関の燃料（流体）の圧力を調整するプレッシャレギュレータとしての流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料供給装置に適用したものであり、いわゆるインタンク式の燃料供給システムとして構成されている。すなわち、本実施形態の燃料供給装置は、燃料タンク内のサブタンクに収納されたプレッシャレギュレータを具備しており、エンジンで遂次消費される燃料消費量分の燃料を例えば図示しないジェットポンプ（後述する負圧発生用のジェットポンプとは別に設けられるもの）によりサブタンク内に移送するようになっている。
【００３３】
まず、本実施形態の構成について説明する。
【００３４】
図１および図２に示すように、本実施形態の燃料供給装置は、内燃機関であるエンジン１で消費される燃料、例えばガソリンを貯留する燃料タンク２と、その燃料タンク２内に貯留された燃料をエンジン１に装備される複数のインジェクタ３（燃料噴射弁；図１中に１つのみ図示している）に圧送・供給する燃料圧送回路１０と、この燃料圧送回路１０からインジェクタ３に供給される燃料を導入して予め設定されたインジェクタ３への燃料供給圧（システム圧）である燃料圧力Ｐ１に調圧するとともに、その燃料圧力Ｐ１を高圧側の設定圧と低圧側の設定圧とのうち任意の一方に切り替える、すなわち可変制御することができるプレッシャレギュレータ２０と、プレッシャレギュレータ２０の設定圧を高圧側と低圧側とのうち任意の一方側の設定圧に切替え制御することができる設定圧切替機構４０と、を備えている。そして、プレッシャレギュレータ２０および設定圧切替機構４０によって流体圧力調整装置が構成されている。
【００３５】
エンジン１は、例えば多気筒の４サイクルガソリンエンジンであり、このエンジン１の複数の気筒に対応して設けられたインジェクタ３は、例えばその噴孔側端部３ａを複数の気筒の吸気ポート（図示せず）内に露出している。また、燃料圧送回路１０からの燃料は、デリバリーパイプ４を介して各インジェクタ３に分配されるようになっている。
【００３６】
燃料圧送回路１０は、燃料タンク２内の燃料を汲み上げるとともに加圧して吐出する燃料ポンプ１１と、燃料ポンプ１１の吸入口側で異物の吸入を阻止するサクションフィルタ１２と、燃料ポンプ１１の吐出口側で吐出燃料中の異物を除去する燃料フィルタ１３と、燃料フィルタ１３より下流側に位置するチェック弁１４（逆止弁）と、を含んで構成されている。
【００３７】
燃料ポンプ１１は、詳細を図示しないが、ポンプ作動用の羽根車を有するポンプ作動部分１１ｐとそのポンプ作動部分を駆動する直流の内蔵モータ１１ｍとを有しており、燃料タンク２内から燃料を図１中に仮想線で示すように汲み上げて加圧し、吐出することができる。この燃料ポンプ１１は、内蔵モータの回転速度［ｒｐｍ］を変化させることで、その単位時間当りの吐出量を可変制御することができるようになっている。また、チェック弁１４は、燃料ポンプ１１からインジェクタ３側への燃料供給方向に開弁する一方、インジェクタ３側から燃料ポンプ１１側への燃料の逆流方向には閉弁し、加圧された供給燃料の逆流を阻止するようになっている。
【００３８】
また、燃料ポンプ１１は、後述する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）４１により内蔵モータ１１ｍへの通電を制御されることで、駆動および停止されるとともに、単位時間当りの燃料吐出量を変化させるようになっている。
【００３９】
プレッシャレギュレータ２０は、燃料が導入される外側の連通孔２１ａと、その内側で燃料を排出する中間の連通孔２１ｂと、半径方向で最内方に位置する内側の連通孔２１ｃ（詳細図示せず）とを有するハウジング２１とを備えており、このハウジング２１は、一対の凹状のハウジング部材１８、１９をそれらの外周フランジ部１８ｊ、１９ｊで結合したものである。なお、本実施形態では、連通孔２１ａ、２１ｂは、それぞれハウジング２１の円周方向に等間隔に離間しているが、それぞれハウジング２１の円周方向のいずれかの位置に少なくとも１つ形成すればよく、それぞれの開口形状は任意である。また、ハウジング部材１８、１９は、例えば鋼板やステンレス鋼板を凹状にプレス加工したものであってもよい。
【００４０】
図１および図２に示すように、ハウジング２１の内部には、ハウジング２１の内部を２室に区画する隔壁状の調圧部材２２が設けられており、調圧部材２２は、ハウジング２１の内部にあってこのハウジング２１との間に外側の連通孔２１ａに連通する調圧室２３を形成している。
【００４１】
調圧部材２２は、可撓性の環状膜部材２４とその環状膜部材２４の内周側に位置する略円板状の板状部材２５（板状の可動弁体部）とを一体的に組み付けて構成されており、環状膜部材２４はその一面側で外側の連通孔２１ａから調圧室２３内に導入される燃料の圧力を常時受圧するようになっている。また、調圧部材２２は、その他面側でハウジング２１との間に背圧室２６を形成しており、この背圧室２６内には、調圧部材２２の板状部材２５を閉弁方向に付勢する付勢機構としての圧縮コイルばね２７（弾性部材）が設けられている。また、調圧部材２２と共に背圧室２６を形成する一方のハウジング部材１９には、少なくとも１つの大気圧導入穴１９ａが形成されている。そして、調圧部材２２は、調圧室２３内に導入される燃料圧力および後述するパイロット圧に応じて、圧縮コイルばね２７からの閉弁方向の付勢力に抗して外側の連通孔２１ａを内側の連通孔２１ｃに連通させる開弁方向に変位できるようになっている。
【００４２】
調圧部材２２の環状膜部材２４は、具体的には、例えば基布材料層（例えば、ポリアミド合成繊維等）に燃料に対し劣化し難いゴム層（例えば、水素添加ニトリルゴムやフッ素ゴム等）を一体的に接着した可撓性のダイヤフラムで構成されており、調圧部材２２の板状部材２５は、環状膜部材２４の中央部に支持された例えば金属（例えば、工具鋼、ステンレス鋼等）製の略円板状のプレートで構成されている。
【００４３】
また、ハウジング２１の内部には、調圧室２３の内部で調圧部材２２の板状部材２５の一面側に対向する大径の外側環状弁座部３１（第１弁座部）および小径の内側環状弁座部３２（第２弁座部）が略同心に配置されており、外側環状弁座部３１および内側環状弁座部３２と板状部材２５とは、相対変位により開閉する調圧バルブ機構を構成している。
【００４４】
具体的には、外側環状弁座部３１および内側環状弁座部３２は、互いに径が異なりハウジング２１の内部に同軸に配置された外側筒状部材３５および内側筒状部材３６によって構成されており、外側環状弁座部３１に対応する外側筒状部材３５は、その外周側でハウジング２１および調圧部材２２との間に外側の連通孔２１ａに連通する環状の外側燃料通路３７（導入側の流体通路）を形成している。また、この外側筒状部材３５と内側環状弁座部３２に対応する内側筒状部材３６との間には、中間の連通孔２１ｂに連通する中間燃料通路３１ｈ（排出側の流体通路）が形成されており、内側環状弁座部３２の内周側には、後述するパイロット圧が選択的に導入される内側燃料通路３２ｈ（導入側の流体通路）が形成されている。なお、外側環状弁座部３１および内側環状弁座部３２の内外周縁部には、それぞれ面取りが施されている。
【００４５】
外側環状弁座部３１は、調圧室２３内に燃料を導入する外側燃料通路３７と調圧室２３から燃料を排出する中間燃料通路３１ｈとの間で両通路３７、３１ｈを区画するとともに、調圧部材２２に当接および離隔することにより外側燃料通路３７に対して中間燃料通路３１ｈを遮断および連通させることができる。また、内側環状弁座部３２は、内側燃料通路３２ｈと中間燃料通路３１ｈとの間で両通路３２ｈ、３１ｈを区画するとともに、調圧部材２２に当接および離隔することにより内側燃料通路３２ｈに対して中間燃料通路３１ｈを遮断および連通させることができる。
【００４６】
また、板状部材２５は、その一面側に、外側環状弁座部３１および内側環状弁座部３２に着座するときに外側燃料通路３７、中間燃料通路３１ｈおよび内側燃料通路３２ｈの相互の連通を遮断するバルブ面部２５ａを有しており、外側環状弁座部３１および内側環状弁座部３２は、板状部材２５のバルブ面部２５ａに対して互いに略平行な弁座面（符号無し）を有している。
【００４７】
このように、本実施形態では、外側燃料通路３７、中間燃料通路３１ｈおよび内側燃料通路３２ｈがそれぞれ調圧部材２２の一面側に配置されており、調圧部材２２は、ハウジング２１の内部で外側燃料通路３７に導入される燃料の圧力に基づく、さらには内側燃料通路３２ｈに選択的に導入されるパイロット圧に基づく開弁方向（外側燃料通路３７と中間燃料通路３１ｈとを連通させる方向）の付勢力と、圧縮コイルばね２７からの閉弁方向（外側燃料通路３７と中間燃料通路３１ｈとの連通を遮断する方向）の付勢力とに応じて、外側燃料通路３７と中間燃料通路３１ｈの間および内側燃料通路３２ｈと中間燃料通路３１ｈの間をそれぞれ連通および遮断するようになっている。
【００４８】
また、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、調圧部材２２は、外側燃料通路３７に導入される流体の圧力を受ける外側環状面部２２ａと、中間燃料通路３１ｈの内端部に対向する中間環状面部２２ｂと、内側燃料通路３２ｈに選択的に導入される加圧燃料の圧力（パイロット圧）を受ける円形中央面部２２ｃと、を有している。
【００４９】
調圧部材２２の外側環状面部２２ａは、板状部材２５の外周部に液密（気密的）に結合するとともにハウジング２１に支持された環状膜部材２４によって、板状部材２５の周囲に形成されており、環状の外側燃料通路３７の内部の燃料の圧力を常時受圧するようになっている。また、調圧部材２２の中間環状面部２２ｂは、板状部材２５の一面側のバルブ面部２５ａ（図１参照）の一部によって形成され、燃料タンク２の内圧（例えば大気圧）相当の中間燃料通路３１ｈ内の圧力（燃料圧力）を受け、実質的に加圧されないようになっている。さらに、円形中央面部２２ｃは、板状部材２５の一面側のバルブ面部２５ａの残部によって形成され、内側燃料通路３２ｈ内の圧力を受けるようになっている。また、調圧部材２２の外側環状面部２２ａと中間環状面部２２ｂは、外側環状弁座部３１に対向する境界部分（符号無し）を挟んで半径方向に隣り合っており、中間環状面部２２ｂと円形中央面部２２ｃとは、内側環状弁座部３２に対向する境界部分（符号無し）を挟んで半径方向に隣り合っている。
【００５０】
そして、調圧部材２２の外側環状面部２２ａに対し燃料ポンプ１１からの加圧燃料の圧力が作用するとき、調圧部材２２は、外側燃料通路３７と中間燃料通路３１ｈとを連通および遮断することで、外側燃料通路３７内に導入される供給側の燃料の圧力を設定圧に調整することができる。
【００５１】
また、調圧部材２２の円形中央面部２２ｃには、燃料ポンプ１１からの加圧燃料の圧力が選択的にパイロット圧として作用するようになっており、調圧部材２２は、その円形中央面部２２ｃに作用する中間燃料通路３１ｈ内の燃料の圧力（パイロット圧）の有無により設定圧を切り替えるようになっている。ここで、外側環状面部２２ａの受圧面積Ａ１と円形中央面部２２ｃの受圧面積Ａ３とは、予め設定された面積比Ａ１／Ａ３になるように設定されている。
【００５２】
外側燃料通路３７は、ハウジング部材１８、調圧部材２２および外側筒状部材３５によって形成され、外側の連通孔２１ａから燃料を導入するとともに外側環状面部２２ａにその燃料圧力を受圧させるようになっている。また、中間燃料通路３１ｈは、外側筒状部材３５と内側筒状部材３６の間に略円筒状に形成されるとともに、ハウジング２１の中間の連通孔２１ｂに連通している。さらに、内側燃料通路３２ｈは、内側筒状部材３６の内方に略円柱状に形成されており、ハウジング２１の内側の連通孔２１ｃに連通している。
【００５３】
図１に示すように、ハウジング２１の外側の連通孔２１ａは、燃料圧送回路１０の燃料通路１５のチェック弁１４より下流側の第１の分岐通路１５ａに接続されている。また、ハウジング２１の内側の連通孔２１ｃは、後述する三方電磁弁４５を介して燃料通路１５のチェック弁１４より上流側の第２の分岐通路１５ｆに接続され、選択的にチェック弁１４より上流側から加圧燃料を導入するようになっている。なお、燃料通路１５の第１の分岐通路１５ａは、デリバリーパイプ４とチェック弁１４の間の燃料配管路部分を構成するとともに、例えばサクションフィルタ１２および燃料フィルタ１３のフィルタエレメントを燃料ポンプ１１と共に収納する図示しないフィルタケースに形成された環状通路部分を有している。
【００５４】
また、燃料通路１５の第２の分岐通路１５ｆは、燃料ポンプ１１から圧送された燃料をチェック弁１４より上流側の一端側から導入する燃料配管路であり、この分岐通路１５ｆの途中に三方電磁弁４５（三方弁）が設けられている。
【００５５】
この三方電磁弁４５は、内側燃料通路３２ｈの上流側の分岐通路１５ｆ（上流側の流体通路）上で内側燃料通路３２ｈへの加圧燃料（パイロット圧に加圧された燃料）の導入を許容しまたは規制することができる通路開閉弁としての機能と、この通路開閉弁が内側燃料通路３２ｈへの燃料の導入を規制するよう閉弁するときに、分岐通路１５ｆのうちその通路開閉弁より内側燃料通路３２ｈ側の通路区間１５ｇ（上流側の流体通路のうち調圧室側の通路区間）を後述するジェットポンプ５０の第１通路部５１に接続することでジェットポンプ５０から内側燃料通路３２ｈ内に選択的に負圧を導入する負圧導入弁の機能と、を併有している。そして、この三方電磁弁４５の開閉状態に応じて内側燃料通路３２ｈへの加圧燃料の導入が選択的に規制されるとともに、その規制時に内側燃料通路３２ｈ内の燃料に負圧が作用することで、調圧部材２２に加圧燃料による開弁方向の圧力の作用する領域が、外側環状面部２２ａおよび円形中央面部２２ｃの双方になるか、あるいは外側環状面部２２ａのみになるかが切り替えられるとともに、調圧部材２２の円形中央面部２２ｃに負圧燃料による閉弁方向の圧力が作用するか否かが切り替えられるようになっている。
【００５６】
三方電磁弁４５は、燃料通路１５の第２の分岐通路１５ｆのうち上流側部分に接続された第１ポート４５ａと、燃料通路１５の第２の分岐通路１５ｆのうち下流部分に接続された第２ポート４５ｂと、燃料タンク２の内部空間に開放された第３ポート４５ｃと、これら３つのポート４５ａ〜４５ｃの間の連通状態を切替え操作する電磁操作部４５ｄとを有している。
【００５７】
電磁操作部４５ｄは、ＥＣＵ４１側から励磁駆動電流が供給される操作信号ＯＮ状態になるか否かに応じて、そのＯＮ状態では第２ポート４５ｂを第１ポート４５ａから遮断しつつ第３ポート４５ｃに連通させ（図１中に示す状態）、ＥＣＵ４１側から励磁駆動電流が供給されない操作信号ＯＦＦ状態では第２ポート４５ｂを第３ポート４５ｃから遮断しつつ第１ポート４５ａに連通させるようになっている。したがって、三方電磁弁４５の第１ポート４５ａおよび第２ポート４５ｂは、前述の通路開閉弁の入口ポートおよび出口ポートに相当し、三方電磁弁４５の第２ポート４５ｂおよび第３ポート４５ｃは、前述の負圧導入弁の入口ポートおよび出口ポートに相当する。また、三方電磁弁４５の操作信号ＯＮ状態で、前記通路開閉弁としては閉弁状態となり、前記負圧導入弁としては開弁状態となる。
【００５８】
ジェットポンプ５０は、例えばベンチュリ効果を利用して負圧を発生させるアスピレータ型のもので、三方電磁弁４５の第３ポート４５ｃに連通する第１通路部５１と、第１通路部５１を燃料タンク２の内部に開放させる第２通路部５２と、一端側でプレッシャレギュレータ２０の中間の連通孔２１ｂに連通し、他端側で第２通路部５２の上流端に向かって第１通路部５１の内部で開口する第３通路部５３と、を有している。このジェットポンプ５０は、プレッシャレギュレータ２０から排出される余剰のリターン燃料を第３通路部５３内を流下させて第２通路部５２側に突入させ（いわゆるリターンジェット）、流下させることで、三方電磁弁４５の第３ポート４５ｃに連通する第１通路部５１の内部に負圧を発生させることができるようになっており、三方電磁弁４５の第２ポート４５ｂおよび第３ポート４５ｃが連通するときにプレッシャレギュレータ２０の内側燃料通路３２ｈの内部の燃料にその負圧が作用するようになっている。
【００５９】
ジェットポンプ５０と負圧導入弁としての三方電磁弁４５とは、プレッシャレギュレータ２０の設定圧を低圧側の設定圧から高圧側の設定圧に切り替えるときに、互いに協働して外側燃料通路３７および内側燃料通路３２ｈのうち特定の流体通路である内側燃料通路３２ｈに負圧を導入する負圧導入手段を構成している。
【００６０】
また、三方電磁弁４５は、ＥＣＵ４１と共に、プレッシャレギュレータ２０の設定圧の切替え制御を実行する設定圧切替機構４０を構成している。
【００６１】
この設定圧切替機構４０においては、プレッシャレギュレータ２０の設定圧を低圧側の設定圧から高圧側の設定圧に切り替えるときには、三方電磁弁４５が第２ポート４５ｂを第３ポート４５ｃに連通させるＯＮ状態となることにより負圧導入弁として開弁し、外側燃料通路３７および内側燃料通路３２ｈ（複数の導入側の流体通路）のうち特定の流体通路である内側燃料通路３２ｈをジェットポンプ５０の第１通路部５１に連通させる一方、通路開閉弁として閉弁し、内側燃料通路３２ｈの上流側で内側燃料通路３２ｈへの加圧燃料の導入を規制する。また、プレッシャレギュレータ２０の設定圧を高圧側の設定圧から低圧側の設定圧に切り替えるときには、三方電磁弁４５が第３ポート４５ｃを遮断しつつ第２ポート４５ｂを第１ポート４５ａに連通させるＯＦＦ状態となることで負圧導入弁として閉弁する一方で、内側燃料通路３２ｈの上流側の第２の分岐通路１５ｆに配された通路開閉弁としては開弁して、内側燃料通路３２ｈの上流側で内側燃料通路３２ｈへの加圧燃料の導入を許容するようになっている。
【００６２】
また、三方電磁弁４５が通路開閉弁として開弁し、外側燃料通路３７に燃料ポンプ１１からの加圧燃料が供給されるとともに、内側燃料通路３２ｈにも燃料ポンプ１１からの加圧燃料がパイロット圧として供給されるときには、調圧部材２２に燃料圧力が作用する領域は、外側環状面部２２ａおよび円形中央面部２２ｃの双方になる。この状態から、例えば三方電磁弁４５が通路開閉弁として閉弁し、燃料ポンプ１１からの加圧燃料が内側燃料通路３２ｈに導入されることが規制されるときには、外側燃料通路３７にのみ燃料ポンプ１１からの加圧燃料が供給されることから、調圧部材２２に加圧された燃料圧力が作用する領域は、外側環状面部２２ａのみとなる。このように、調圧部材２２は、外側環状面部２２ａおよび円形中央面部２２ｃにおいて加圧された燃料の圧力に基づく液圧付勢力を受け、その付勢力によって開弁方向に付勢される。また、調圧部材２２は、その板状部材２５を外側環状弁座部３１および内側環状弁座部３２に押し付けるように付勢機構である圧縮コイルばね２７から常に閉弁方向に付勢され、さらに、選択的に内側燃料通路３２ｈ内に導入される負圧（負圧燃料）によっても閉弁方向に付勢される。したがって、調圧部材２２は、開弁方向および閉弁方向の付勢力の大小関係により外側燃料通路３７を中間燃料通路３１ｈに連通させる開弁方向に、あるいは外側燃料通路３７を中間燃料通路３１ｈから遮断する閉弁方向に、その板状部材２５を変位させることができる。
【００６３】
そして、プレッシャレギュレータ２０は、燃料ポンプ１１から吐出されインジェクタ３に供給される燃料を調圧室２３内の外側燃料通路３７に導入し、さらに内側燃料通路３２ｈに選択的に導入することで、燃料通路１５から調圧室２３内に導入される燃料を、予め設定された高圧側の設定圧と低圧側の設定圧とのうち任意の設定圧に切り替えながら調圧することができる。また、内側燃料通路３２ｈ内に選択的に導入される負圧によって生じる閉弁方向の付勢力は、低圧側から高圧側の設定圧への切替え時に調圧部材２２を閉弁方向に引き込むアシスト力となり、プレッシャレギュレータ２０の低圧側の設定圧から高圧側の設定圧への切替えの応答性が向上するようになっている。
【００６４】
プレッシャレギュレータ２０の高圧側の設定圧および低圧側の設定圧は、ジェットポンプ５０から内側燃料通路３２ｈ内への負圧導入が無いとき（例えば、燃料ポンプ１１の停止中）には、加圧燃料による調圧部材２２の受圧領域が外側環状面部２２ａのみとなって開弁方向の付勢力が小さくなるときの受圧面積Ａ１と、加圧燃料による調圧部材２２の受圧領域が受圧面積Ａ１の外側環状面部２２ａおよび受圧面積Ａ３の円形中央面部２２ｃの双方になるときの受圧面積（Ａ１＋Ａ３）との面積比に応じた圧力比となり、低圧側の設定圧Ｌは、高圧側の設定圧Ｈｎに対してＡ１／（Ａ１＋Ａ３）の比で小さくなる。
【００６５】
一方、ジェットポンプ５０から内側燃料通路３２ｈ内への負圧導入が有るときには、ジェットポンプ５０から内側燃料通路３２ｈ内に導入される負圧をＰｓ、圧縮コイルばね２７の閉弁方向の付勢力（閉弁時）をＦ、低圧側の設定圧をＬ、高圧側の設定圧をＨ、ジェットポンプ５０から内側燃料通路３２ｈ内への負圧導入が無い場合の高圧側の設定圧Ｈｎとすると、概ね、高圧調圧時の調圧室内の開弁方向の付勢力はＨ×Ａ１となり、閉弁方向の付勢力はＦ＋Ａ３×Ｐｓとなって、両付勢力が釣り合うように調圧がなされる。一方、低圧調圧時においては、調圧室内の開弁方向の付勢力はＬ（Ａ１＋Ａ３）となり、閉弁方向の付勢力はＦとなって、これらが釣り合うことになる。
【００６６】
したがって、ジェットポンプ５０から内側燃料通路３２ｈ内への負圧導入が可能なエンジン１の運転中において、プレッシャレギュレータ２０の高圧側の設定圧Ｈは、ジェットポンプ５０から内側燃料通路３２ｈ内への負圧導入が無い場合の高圧側の設定圧Ｈｎに比べると、（Ａ３／Ａ１）×Ｐｓだけ高圧になる。すなわち、開弁方向の付勢力Ｈ×Ａ１が圧縮コイルばね２７の閉弁方向の付勢力Ｆと内側燃料通路３２ｈ内の負圧に基づく閉弁方向の付勢力Ａ３×Ｐｓとの和と釣り合うように調圧がなされることになる（Ｈ×Ａ１＝Ｆ＋Ａ３×Ｐｓ＝Ｈｎ×Ａ１＋Ａ３×Ｐｓ；ただし、Ｆ＝Ｈｎ×Ａ１）。なお、ジェットポンプ５０から内側燃料通路３２ｈ内に導入される負圧をＰｓは、プレッシャレギュレータ２０から排出されるリターン燃料の流量に応じて変化するから、燃料ポンプ１１の吐出量を変化させることで調整可能である。
【００６７】
また、プレッシャレギュレータ２０の低圧側の設定圧は、例えばエンジン１の通常運転時の燃料供給圧に相当する設定圧であり、プレッシャレギュレータ２０の高圧側の設定圧は、低圧側の設定圧より高圧で、エンジン１の停止中、例えばアイドリングストップ時に後述する残圧保持区間内に保持される燃料圧力あるいはエンジン１の高負荷時に要求される燃料圧力に相当する設定圧である。
【００６８】
ここにいう残圧保持区間とは、燃料ポンプ１１が停止するときに、燃料通路１５のうちインジェクタ３の上流側であってチェック弁１４より下流側に形成され、外側燃料通路３７に連通しつつ調圧部材２２を介した圧縮コイルばね２７からの付勢力によって燃料圧力を保持する通路区間である。また、高圧側の設定圧は、調圧部材２２に燃料圧力の作用する領域が外側燃料通路３７に対応する外側環状面部２２ａのみとなるときの設定圧であるが、本実施形態ではエンジン１および燃料ポンプ１１の停止中にチェック弁１４からインジェクタ３までの残圧保持区間（下流側通路区間）内の燃料圧力を外側環状面部２２ａに受圧させるときの設定圧でもあり、さらに、エンジン１の始動のために燃料ポンプ１１からインジェクタ３への燃料供給が開始されるときや高負荷運転時に残圧保持区間内に高圧を生じさせるときの設定圧に近い設定圧でもある。
【００６９】
なお、高圧側の設定圧は、例えば４００［ｋＰａ］（ゲージ圧；以下、同様）であり、エンジン停止直後等にデリバリーパイプ４内の燃料温度が高温になっても、燃料ベーパが生じ難い燃料圧力（通常、３２４ｋＰａ以上）の設定値となっている。また、低圧側の設定圧は、例えば２４０［ｋＰａ］となっており、通常運転時の燃料温度で燃料ベーパが生じ難い燃料圧力の設定値となっている。
【００７０】
ＥＣＵ４１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、不揮発性メモリからなるバックアップメモリに加えて、入力インターフェース回路および出力インターフェース回路等を含んで構成されており、このＥＣＵ４１には車両のイグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号が取り込まれるとともに、バッテリからの電源供給がなされるようになっている。さらに、ＥＣＵ４１の入力インターフェース回路には、各種センサ群が接続されており、これらセンサ群からのセンサ情報がＡ／Ｄ変換器等を含む入力インターフェース回路を通してＥＣＵ４１に取り込まれるようになっている。ＥＣＵ４１の出力インターフェース回路には、インジェクタ３、燃料ポンプ１１および三方電磁弁４５等のアクチュエータ類を制御するため、リレースイッチやスイッチング素子、駆動回路等が設けられている。
【００７１】
また、ＥＣＵ４１は、ＲＯＭ内に格納された制御プログラムを実行することで、各種センサ群からのセンサ情報およびＲＯＭやバックアップメモリに予め格納された設定値やマップ情報に基づいて、エンジン１の始動のために燃料供給を開始する直前やエンジン１の停止直前に三方電磁弁４５をＯＮ状態（特定の流体通路へのパイロット圧導入の規制および負圧導入状態）に切り替え、燃料ポンプ１１からの燃料を調圧室２３内で高圧側の設定圧に調圧させるようになっている。また、ＥＣＵ４１は、エンジン１の運転中にその負荷状態を繰返し判定し、始動後の運転状態の大半を占める部分負荷の運転、すなわち始動後であって高負荷運転でない通常運転領域においては、三方電磁弁４５をＯＦＦ状態（パイロット圧導入状態）に切り替え、燃料ポンプ１１からインジェクタ３への供給燃料の圧力を調圧室２３内で低圧側の設定圧に調圧させるようになっている。そのため、ＥＣＵ４１のＲＯＭおよびバックアップメモリに格納される設定値には、燃料圧力の高圧側の設定値および低圧側の設定値がそれぞれ含まれ、ＲＯＭやバックアップメモリに格納されるマップ情報には、運転負荷の判定とその判定結果に応じた燃料圧力の切替え制御のための運転領域判定マップ等が含まれている。
【００７２】
ここにいう始動時とは、具体的には、例えば公知のアイドリングストップを実行する車両でエンジン１を一時停止させた後に再始動させるとき、ハイブリッド方式のパワーユニットを搭載する車両でそのパワーユニットの効率を高めるためにエンジン１を一時停止させた後に再始動するとき、あるいは、イグニッションキーがスタート位置に操作されてイグニッションＯＮの要求が発生するとき、等に、その始動のためのイグニッションＯＮ要求が発生したときである。
【００７３】
次に、本実施形態の燃料供給装置における燃料圧力の制御方法について説明する。
【００７４】
上述のように構成された本実施形態のプレッシャレギュレータ２０およびこれを用いた燃料供給装置では、エンジン１が長時間停止している停止中においては、燃料圧送回路１０の燃料ポンプ１１は燃料供給停止状態で、調圧対象であるその吐出側燃料圧力は０［ｋＰａ（gauge）］であり、三方電磁弁４５は電磁操作部４５ｄに通電されないＯＦＦ状態にある。
【００７５】
このとき、三方電磁弁４５は、第１ポート４５ａおよび第２ポート４５ｂを連通させる状態にあるが、燃料ポンプ１１が燃料供給停止状態であるから、プレッシャレギュレータ２０の内側燃料通路３２ｈには加圧燃料が供給されない。したがって、調圧部材２２が開弁方向に加圧燃料の圧力を受ける実質的な受圧領域は、図２（ａ）に示すように環状の外側燃料通路３７内の燃料圧力を受ける外側環状面部２２ａのみとなる。このとき、インジェクタ３への燃料供給圧であるチェック弁１４からインジェクタ３までの残圧保持区間の燃料圧力Ｐ１は、外側燃料通路３７内の燃料圧力に略等しい。
【００７６】
また、調圧部材２２は圧縮コイルばね２７により板状部材２５を外側環状弁座部３１および内側環状弁座部３２に着座させているから、外側燃料通路３７内の燃料圧力Ｐは、外側燃料通路３７側から調圧部材２２に作用する開弁方向の燃料圧力Ｐ１×外側環状面部２２ａの受圧面積Ａ１に相当する開弁方向の付勢力が、圧縮コイルばね２７からの閉弁方向の付勢力と釣り合うかそれより小さい付勢力となっている（Ｐ１≦Ｈｎ）。ただし、後述するように、エンジン１の停止に際して燃料ポンプ１１の停止直前に高圧側の設定圧Ｈに切り替えられることから、エンジン１の運転停止中の燃料圧力Ｐ１は、低圧側の設定圧Ｌより高く、高圧側の設定圧Ｈｎ以下の値となる（Ｌ≦Ｐ１≦Ｈ）。なお、エンジン１を停止させるときおよびその停止直後の動作については、後述する。
【００７７】
エンジン１が始動されるときには、その始動に先立って、ＥＣＵ４１により、最初に三方電磁弁４５への通電がなされる。すなわち、燃料ポンプ１１による燃料供給が開始されてその吐出圧が立ち上がるより前に、三方電磁弁４５が一旦ＯＮ状態に切り替えられる。
【００７８】
この時点では、三方電磁弁４５は、第２ポート４５ｂを第１ポート４５ａから遮断させつつ第３ポート４５ｃに連通させ、パイロット圧の導入を規制するとともに内側燃料通路３２ｈ内の燃料圧力を解放させるＯＮ状態に切り替わる。一方、燃料ポンプ１１は未だ燃料供給停止状態である。
【００７９】
また、このとき、チェック弁１４からインジェクタ３までの残圧保持区間の燃料圧力Ｐ１は、それまでと略同様に、低圧側の設定圧Ｌ以上で高圧側の設定圧Ｈ以下となる燃料圧力に保持される（Ｌ≦Ｐ１≦Ｈｎ）。
【００８０】
次いで、燃料ポンプ１１が起動されると、残圧保持区間内に燃料ポンプ１１からの燃料が供給され、このとき、内側燃料通路３２ｈが三方電磁弁４５を介してジェットポンプ５０の第１通路部５１に接続される。したがって、内側燃料通路３２ｈ内にジェットポンプ５０で発生した負圧が作用することになり、外側燃料通路３７内の燃料圧力が即座に高圧側の設定圧Ｈ（＞Ｈｎ）に到達する。
【００８１】
すなわち、外側燃料通路３７側から調圧部材２２に作用する開弁方向の付勢力が、圧縮コイルばね２７からの閉弁方向の付勢力（＝Ｈ×Ａ１）と内側燃料通路３２ｈ内の負圧に基づいて調圧部材２２に作用する閉弁方向の付勢力との和に相当する付勢力に達するまで、外側燃料通路３７の内部の燃料圧力が即座に上昇し、余剰の加圧燃料は中間燃料通路３１ｈに排出される。
【００８２】
次いで、エンジン１が始動される。このとき、インジェクタ３には、高圧側の設定圧Ｈまで昇圧された高圧燃料が供給されることから、インジェクタ３からエンジン１の燃焼室内に噴射される燃料の霧化が助長される。なお、エンジン１の再始動においても上述と同様な始動時の制御が実施可能であることはいうまでもない。
【００８３】
エンジン１の始動後の運転状態は、高燃料圧力が要求される特定の運転状態、例えば高負荷運転の要求時を除いて、通常は、専ら部分負荷運転状態となり、その通常運転時にはエンジン１の燃費や燃料ポンプ１１の信頼性の面から、低圧側の設定圧が要求される。
【００８４】
この通常運転時においては、ＥＣＵ４１から三方電磁弁４５への通電が停止されるとともに、燃料ポンプ１１の運転が継続される。したがって、エンジン１が始動後、通常運転に移行するときには、三方電磁弁４５がＯＦＦ状態（パイロット圧の導入状態）に切り替えられる。
【００８５】
このとき、外側燃料通路３７および内側燃料通路３２ｈの双方に燃料ポンプ１１からの燃料が供給されることで、図２（ｂ）に示すように、調圧部材２２の加圧燃料の受圧領域が、受圧面積Ａ１の外側環状面部２２ａおよび受圧面積Ａ２の中間環状面部２２ｂの双方になる。
【００８６】
したがって、調圧部材２２は圧縮コイルばね２７からの閉弁方向の付勢力Ｆ（＝Ｈｎ×Ａ１）を受ける一方、外側燃料通路３７内の燃料圧力Ｐ（＝Ｐ１）が作用する外側環状面部２２ａにおける開弁方向の付勢力Ｐ１×Ａ１と、内側燃料通路３２ｈの内の燃料圧力Ｐ１が作用する円形中央面部２２ｃにおける開弁方向の付勢力Ｐ１×Ａ３とを受け、これらの付勢力Ｐ１（Ａ１＋Ａ３）が釣り合うように調圧がなされる。
【００８７】
よって、このときの燃料圧力Ｐ１は、Ｐ１＝Ｈｎ×Ａ１／（Ａ１＋Ａ３）＝低圧側の設定圧Ｌとなる。したがって、高圧側の設定圧Ｈが４００［ｋＰａ］で、外側環状面部２２ａと円形中央面部２２ｃとの面積比Ａ１／Ａ３を便宜的に１とすると、このときの燃料圧力Ｐ１は、２００［ｋＰａ］の低圧側の設定圧Ｌとなる。
【００８８】
エンジン１の運転中、ＥＣＵ４１は、各種センサ情報から得られるエンジン１の回転速度や車両の車速等の運転状態、運転者のアクセルペダル操作量等に基づいて、エンジン１に要求される運転状態が予めマップ情報として保持している運転領域のどれに該当するかを判定し、要求される運転状態に適した燃料圧力になるように、三方電磁弁４５への通電を制御するとともに燃料ポンプ１１への通電を制御する。
【００８９】
エンジン１の通常運転時には、プレッシャレギュレータ２０の外側燃料通路３７および内側燃料通路３２ｈの双方に燃料ポンプ１１からの加圧燃料が供給され、低圧側の設定圧Ｌとなる。
【００９０】
車両を運転するドライバからの操作入力や車両の走行環境の変化によってエンジン１に要求される運転状態が高負荷運転領域に入るときには、ＥＣＵ４１により、三方電磁弁４５がＯＮ状態に切り替えられるとともに、燃料ポンプ１１の運転が継続される。
【００９１】
この切替え直後に、上述のエンジン１の始動時と同様に、三方電磁弁４５の閉弁により内側燃料通路３２ｈへの加圧燃料の導入が停止されるとともに、内側燃料通路３２ｈ内の圧力が解放され、更に内側燃料通路３２ｈ内に負圧が導入される。
【００９２】
一方、燃料ポンプ１１の運転は継続されるので、プレッシャレギュレータ２０の外側燃料通路３７には加圧燃料が供給され続け、システム圧である燃料圧力Ｐ１は即座に高圧側の設定圧Ｈに上昇する。したがって、高負荷要求に応え得る十分な燃料噴射量が確保できることになる。
【００９３】
エンジン１を停止させるときには、ＥＣＵ４１は、エンジン１を停止させるのに先立って三方電磁弁４５をＯＮ状態（パイロット圧の導入規制状態）にする。例えばドライバによりイグニッションキーがイグニッションＯＦＦ側に操作され、エンジン１を停止させるイグニッションＯＦＦの要求が発生すると、まず、三方電磁弁４５への通電がなされて三方電磁弁４５がＯＮ状態になり、プレッシャレギュレータ２０内の調圧部材２２がそのＯＮ状態の姿勢で安定するのに十分な時間が経過したとき、エンジン１を停止させるのに必要な処理が実行される。
【００９４】
エンジン１の停止直後には、冷却水や冷却風によるエンジン１の冷却が停止されることで、燃料供給経路中のチェック弁１４からインジェクタ３までの残圧保持区間における燃料の温度が高くなる。このとき、この残圧保持区間の燃料圧力Ｐ１はプレッシャレギュレータ２０の外側燃料通路３７内の燃料圧力Ｐに等しく、その外側燃料通路３７内の燃料圧力Ｐは、高圧側の設定圧Ｈｎに到達するまで上昇し得るよう外側環状面部２２ａで調圧部材２２の可撓性の環状膜部材２４により弾力的に加圧される状態にある。したがって、チェック弁１４からインジェクタ３までの残圧保持区間における燃料の温度が高くなるとき、その温度上昇に伴って残圧保持区間内の燃料の蒸気圧が高くなるとともに、気液平衡を保つように燃料圧力Ｐ１が上昇する。したがって、エンジン停止直後等にデリバリーパイプ４内の燃料温度が高温になっても、燃料ベーパが生じ難い残圧が有効に確保され、良好な高温再始動等が可能になる。
【００９５】
次に、本実施形態の燃料供給装置の作用について説明する。
【００９６】
上述のような流体圧力調整装置としてのプレッシャレギュレータ２０およびこれを用いた燃料供給装置においては、ジェットポンプ５０の作動中に負圧導入弁としての三方電磁弁４５が開弁すると、即座に調圧部材２２の一面側で特定の流体通路である内側燃料通路３２ｈ内の流体圧力が解放されるとともに内側燃料通路３２ｈ内に負圧が導入され、その負圧により調圧部材２２の円形中央面部２２ｃに閉弁方向のアシスト力となる付勢力を作用させた状態で、図２（ａ）に示すように、調圧部材２２に加圧された燃料圧力を作用させる受圧領域が、内側燃料通路３２ｈ以外の導入側の流体通路である外側燃料通路３７に対応する外側環状面部２２ａのみとなり、背圧に対抗する開弁方向の付勢力を生じさせる受圧面積が受圧面積Ａ１に縮小されることにより、プレッシャレギュレータ２０の設定圧が迅速に高圧側に切り替えられる。
【００９７】
一方、通路開閉弁としての三方電磁弁４５が開弁し、負圧導入弁としての三方電磁弁４５が閉弁すると（負圧導入手段の非作動時）、調圧部材２２の一面側で内側燃料通路３２ｈ内の燃料圧力が高まることから、調圧部材２２に加圧された燃料圧力を作用させる受圧領域が、図２（ｂ）に示すように、内側燃料通路３２ｈを含む複数の導入側の流体通路、すなわち外側燃料通路３７および内側燃料通路３２ｈに対応する外側環状面部２２ａおよび円形中央面部２２ｃの双方となり、調圧部材２２の一面側で背圧に対抗する開弁方向の付勢力を生じさせる受圧面積が受圧面積Ａ１＋Ａ３に拡大されることにより、設定圧が低圧側に切り替えられる。
【００９８】
したがって、本実施形態の燃料供給装置では、調圧部材２２の一面側のみで流体の出入りを制御して設定圧を切り替えることのできる、設定圧の切替えに適したコンパクトで配管の簡素な低コストのものとなる。しかも、高圧側の設定圧に切り替えるときに導入側の特定の流体通路である内側燃料通路３２ｈの燃料圧力を解放するのと略同時に内側燃料通路３２ｈ内に負圧を導入するので、低圧側の設定圧から高圧側の設定圧への切替えを確実でかつ高応答に行うことができることになる。
【００９９】
また、本実施形態の流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料供給装置においては、内側燃料通路３２ｈの上流側の通路区間１５ｇ中に、プレッシャレギュレータ２０の設定圧を高圧側の設定圧から低圧側の設定圧に切り替えるときに開弁する通路開閉弁として、三方電磁弁４５が設けられているので、設定圧が高圧側の設定圧に切り替えられるときには内側燃料通路３２ｈに加圧燃料が導入されることがなく、燃料ポンプ１１で加圧された燃料を無駄に還流・排出させることがない。したがって、燃料ポンプ１１の消費エネルギを抑えることができる。
【０１００】
さらに、三方電磁弁４５が、通路開閉弁として閉弁するときに、同時に内側燃料通路３２ｈの上流側の通路区間１５ｇに負圧を導入する負圧導入弁として開弁する構成を有しているので、リターン燃料により負圧を発生可能なジェットポンプ５０と共に簡素な負圧導入手段を構成することができる。しかも、三方電磁弁４５が通路開閉弁および負圧導入弁として機能する三方弁となっているので、燃料圧力調整装置の一層のコンパクト化と配管の簡素化が可能になる。
【０１０１】
加えて、本実施形態においては、中間燃料通路３１ｈから排出されるリターン燃料により作動して内側燃料通路３２ｈおよびその上流側の通路区間１５ｇに導入される負圧を発生し、負圧導入弁としての三方電磁弁４５と協働するジェットポンプ５０によって負圧導入手段が構成されているので、設定圧の高圧側から低圧側への切替えが開始されるときには、中間燃料通路３１ｈを通して排出されるリターン燃料の流量が比較的多くなっており、そのリターン燃料により内側燃料通路３２ｈおよびその通路区間１５ｇに導入される負圧を迅速かつ確実に発生させることができるので、低圧側の設定圧から高圧側の設定圧への切替えを確実でかつ高応答に行うことが可能になる。
【０１０２】
このように、本実施形態の燃料圧力調整装置によれば、調圧部材２２の一面側のみで流体の出入りを制御して調圧部材２２の受圧面積を変化させることにより設定圧を切り替えることができ、しかも、高圧側の設定圧に切り替えるときに導入側の特定の流体通路である内側燃料通路３２ｈ内に負圧を導入することで、低圧側の設定圧から高圧側の設定圧への切替えを確実でかつ高応答に行うことができる。その結果、調整圧力の設定圧を高圧側と低圧側とに好ましい速度で切り替えることができる、コンパクトで配管の簡素な低コストの流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料供給装置を提供することができる。
【０１０３】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係る流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料供給装置を示している。
【０１０４】
なお、以下に説明する各実施形態は、上述の第１実施形態と類似する構成を有するので、その要部のみを図示し、上述の第１実施形態と同一または類似の構成要素については図１および図２に示した対応する構成要素と同一の符合を用いながら、上述の第１実施形態との相違点について説明する。
【０１０５】
第２実施形態の流体圧力供給装置を用いた燃料供給装置は、第１実施形態の燃料供給装置に対し、負圧導入手段の構成が相違するものである。
【０１０６】
図３に示すように、本実施形態の流体圧力供給装置を用いた燃料供給装置おいては、負圧導入手段として、負圧導入弁としての三方電磁弁４５と、燃料通路１５の第２の分岐通路１５ｆ（特定の燃料通路の上流側の流体通路）のうち通路開閉弁より調圧室２３側の通路区間１５ｇに一端側で接続された負圧導入弁としての三方電磁弁４５の他端側を、燃料ポンプ１１の吸入ポート側に設置された中空のサクションフィルタ１２の内部（あるいは、その内部に開口する燃料ポンプ１１の吸入ポートから分岐した吸入側通路）に接続する負圧導入通路６２が設けられている。
【０１０７】
この負圧導入通路６２は、サクションフィルタ１２および燃料ポンプ１１と共に負圧導入手段６０を構成している。
【０１０８】
ここで、三方電磁弁４５の第１ポート４５ａと第２ポート４５ｂの間に通路開閉弁が構成され、三方電磁弁４５の第２ポート４５ｂと第３ポート４５ｃとの間に負圧導入弁が構成されており、この通路開閉弁より調圧室２３側の通路区間１５ｇに接続する負圧導入弁の一端側とは、三方電磁弁４５の第２ポート４５ｂに相当し、負圧導入弁の他端側とは、三方電磁弁４５の第３ポート４５ｃに相当する。
【０１０９】
また、燃料ポンプ１１は、外側燃料通路３７および内側燃料通路３２ｈのうち少なくとも１つに燃料を供給する燃料供給手段である。
【０１１０】
本実施形態では、さらに、燃料ポンプ１１の消費電流をスイッチング素子等により可変制御するＥＣＵ４１が、燃料ポンプ１１の負荷状態を検出する負荷状態検出部４１ａ（負荷状態手段）を有しており、この負荷状態検出部４１ａは、燃料ポンプ１１の消費電流を予め設定した閾値と比較することで、燃料ポンプ１１がサクションフィルタ１２の目詰まり等により生じる過負荷状態になっているか否かを判定するようになっている。
【０１１１】
具体的には、例えばサクションフィルタ１２が目詰まりすると、負圧導入弁としての三方電磁弁４５を閉弁動作させる電磁力が過大となって、高圧側の設定圧から低圧側の設定圧への切替えが正常に実行されず、プレッシャレギュレータ２０により調圧される燃圧が高圧側の設定圧に上昇したままとなり、燃料ポンプ１１の消費電流が過大となるという現象が生じることから、ＥＣＵ４１に燃料ポンプ１１の消費電流をモニタするプログラムを搭載して負荷状態検出部４１ａの機能を持たせておくことにより、サクションフィルタ１２の目詰まり等により生じる過負荷状態を検出することができる。
【０１１２】
本実施形態においては、設定圧の高圧側から低圧側への切替えが開始されるときには、負圧導入弁としての三方電磁弁４５が開弁することにより、内側燃料通路３２ｈの上流側の第２の分岐通路１５ｆの通路区間１５ｇが燃料ポンプ１１の吸入ポート側のサクションフィルタ１２の内部に接続され、この燃料ポンプ１１の吸入ポート側の負圧が迅速かつ確実に調圧室２３側の通路区間１５ｇに導入される。したがって、低圧側の設定圧から高圧側の設定圧への切替えを確実でかつ高応答に行うことが可能になる。
【０１１３】
よって、本実施形態においても、プレッシャレギュレータ２０の調圧部材２２の一面側のみで燃料の出入りを制御して複数の設定圧に切り替えることができ、設定圧の切替えに適したコンパクトで配管の簡素な低コストの燃料供給装置となる。しかも、低圧側の設定圧から高圧側の設定圧への切替えの応答性を向上させることができるので、設定圧を高圧側と低圧側とに好ましい速度で切り替えることができる。
【０１１４】
その結果、第１実施形態と同様に、調整圧力の設定圧を高圧側と低圧側とに好ましい速度で切り替えることができる、コンパクトで配管の簡素な低コストの流体圧力調整装置を提供することができる。
【０１１５】
本実施形態では、さらに、ＥＣＵ４１に燃料ポンプ１１の消費電流をモニタし、燃料ポンプ１１にサクションフィルタ１２の目詰まり等による過負荷状態が生じたことを検出できるようにしているので、サクションフィルタ１２の目詰まりや負圧導入弁としての三方電磁弁４５の閉弁動作の異常等を確実に検出して、燃圧の調圧レベルの異常を検出することができる。
【０１１６】
なお、上述の各実施形態においては、外側燃料通路３７、中間燃料通路３１ｈおよび内側燃料通路３２ｈのうちいずれか１つに燃料通路１５の第１の分岐通路１５ａ（供給側分岐通路）を接続して残圧保持区間の燃料圧力を導入し、他の１つに三方電磁弁４５によってパイロット圧を選択的に導入するようにしていたが、２つの三方電磁弁を設けて、外側燃料通路３７、中間燃料通路３１ｈおよび内側燃料通路３２ｈのうち特定の２つのいずれかに選択的に燃料ポンプ１１からの加圧燃料を導入し、調圧部材２２の受圧面積差に応じて設定圧を３段階に切り替えることもできる。例えば、燃料ポンプ１１からの燃料圧力を外側環状面部２２ａのみに作用させるときに高圧の設定圧、燃料ポンプ１１からの燃料圧力を外側環状面部２２ａおよび円形中央面部２２ｃの双方に作用させるときに低圧の設定圧、燃料ポンプ１１からの燃料圧力を円形中央面部２２ｃのみに作用させるときに超高圧の設定圧とすることができる。
【０１１７】
また、外側燃料通路３７および内側燃料通路３２ｈに代えて３つあるいはそれ以上の燃料通路を設けるとともに、それらに対応する３つ以上の受圧面部を調圧部材に設けるようにすることも考えられる。すなわち、燃料導入側および燃料排出側の流体通路に対応する調圧部材２２の受圧面部のうち一方または双方が複数に分割されてもよい。
【０１１８】
また、上述の第１実施形態における調圧部材２２は、可撓性の環状膜部材２４と板状部材２５とを有する構成としたが、環状膜部材２４はハウジング２１内に摺動可能に保持されたピストン状のもので、板状部材２５の背面を支持するようなものであってもよい。
【０１１９】
さらに、上述の各実施形態においては、インタンク式の流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料供給装置としていたが、デリバリーパイプの近傍に配置されるものであってもよいことはいうまでもない。また、外側筒状部材３５および内側筒状部材３６は、ハウジング２１と別体に作製されてハウジング２１に固定されたものとしていたが、これら外側筒状部材３５および内側筒状部材３６をハウジング２１と一体に成型してもよいことはいうまでもない。
【０１２０】
また、各実施形態では、背圧室２６側を燃料タンク２内に開放されたものとしたが、ハウジング２１内の調圧部材２２の他面側に閉じた背圧室を形成し、その閉じた背圧室に他の負圧または正圧の圧縮性流体（例えば空気）を封入したり、専用の背圧供給回路によって背圧付与のための流体をその閉じた背圧室に供給・排出させたりすることも勿論可能である。
【０１２１】
さらに、上述の各実施形態においては、燃料消費部がガソリンを消費する車両用のガソリンエンジンであったが、他の燃料を用いるエンジンにも使用できることは勿論であり、車両用以外のエンジンにも適用可能である。また、燃料を消費して何らかの出力をなす各種の燃料消費部において、燃料圧力の高圧／低圧切替えがなされる場合にも、本発明を適用することができる。さらに、本発明の流体圧力調整装置は、燃料以外の流体の調圧にも使用できることはいうまでもない。
【０１２２】
以上説明したように、本発明は、調整圧力の設定圧を高圧側と低圧側とに好ましい速度で切り替えることができるコンパクトで配管の簡素な低コストの流体圧力調整装置を提供し、併せて、これを用いたコンパクトで配管の簡素な低コストの燃料供給装置を提供するという効果を奏するものであり、内燃機関の燃料を燃料ポンプから燃料噴射弁に供給するときにその燃料圧力を調整するのに好適な流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料供給装置全般に有用である。
【符号の説明】
【０１２３】
１  エンジン（内燃機関）
２  燃料タンク（流体の貯留タンク）
３  インジェクタ（燃料噴射弁）
１０  燃料圧送回路
１１  燃料ポンプ（負圧導入手段）
１２  サクションフィルタ（負圧導入手段）
１５  燃料通路
１５ａ  第１の分岐通路
１５ｆ  第２の分岐通路（特定の流体通路の上流側の流体通路）
１５ｇ  通路区間（上流側の流体通路のうち通路開閉弁より調圧室側の通路区間）
２０  プレッシャレギュレータ
２１  ハウジング
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ  連通孔
２２  調圧部材
２２ａ  外側環状面部
２２ｂ  中間環状面部
２２ｃ  円形中央面部
２３  調圧室
２６  背圧室
３１  外側環状弁座部
３１ｈ  中間燃料通路（排出側の流体通路）
３２  内側環状弁座部
３２ｈ  内側燃料通路（特定の流体通路；導入側の燃料通路）
３７  外側燃料通路（導入側の流体通路）
４０  設定圧切替機構
４１  ＥＣＵ（電子制御ユニット）
４１ａ  負荷状態検出部（負荷状態検出手段）
４５  三方電磁弁（負圧導入手段、負圧導入弁、通路開閉弁、三方弁）
４５ａ  第１ポート
４５ｂ  第２ポート
４５ｃ  第３ポート
４５ｄ  電磁操作部
５０  ジェットポンプ（負圧導入手段）
６０  負圧導入手段
６２  負圧導入通路
Ｐ１  燃料圧力（供給圧力、システム圧）
【図１】
2011252392.tif 000003
【図２】
2011252392.tif 000004
【図３】
2011252392.tif 000005