(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室内へ液化燃料を供給する燃料供給装置であって、
軸方向に往復する第１の昇圧用ピストンを有し、前記第１昇圧用ピストンが軸方向に往復することにより前記液化燃料の吸入と吐出を交互に行う第１往復式ポンプと、
軸方向に往復する第２昇圧用ピストンを有し、前記第２昇圧用ピストンが軸方向に往復することにより前記液化燃料の吸入と吐出を交互に行う第２往復式ポンプと、
前記第１昇圧用ピストンおよび前記第２昇圧用ピストンが同軸となるように取り付けられ、前記第１昇圧用ピストンおよび前記第２昇圧用ピストンを軸方向に往復させることで前記第１往復式ポンプおよび前記第２往復式ポンプに前記液化燃料の吐出を交互に行わせる第１リニアアクチュエータと、
軸方向に往復する第３昇圧用ピストンを有し、前記第３昇圧用ピストンが軸方向に往復することにより前記液化燃料の吸入と吐出を交互に行う第３往復式ポンプと、
前記第３昇圧用ピストンを軸方向に往復させる第２リニアアクチュエータと、
前記第１リニアアクチュエータおよび前記第２リニアアクチュエータの駆動を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記第３往復式ポンプが前記液化燃料を吸入するときに前記第３昇圧用ピストンの吸入移動方向に移動する速度を加速させる最大加速度の絶対値を、前記第３往復式ポンプが前記液化燃料を吐出するときに前記第３昇圧用ピストンの吐出移動方向に移動する速度を加速させる最大加速度の絶対値に比べて小さくするように、前記第３往復式ポンプを制御する、燃料供給装置。
【請求項２】
軸方向に往復する第４昇圧用ピストンを有し、前記第４昇圧用ピストンが軸方向に往復することにより前記液化燃料の吸入と吐出を交互に行う第４往復式ポンプと、
軸方向に往復する第５昇圧用ピストンを有し、前記第５昇圧用ピストンが軸方向に往復することにより前記液化燃料の吸入と吐出を交互に行う第５往復式ポンプと、
前記第４昇圧用ピストンおよび前記第５昇圧用ピストンが同軸となるように取り付けられ、前記第４昇圧用ピストンおよび前記第５昇圧用ピストンを軸方向に往復させることで前記第４往復式ポンプおよび前記第５往復式ポンプに前記液化燃料の吐出を交互に行わせる第３のリニアアクチュエータと、を備え、
前記コントローラは、前記第１リニアアクチュエータ及び前記第２リニアアクチュエータの他に、前記第３のリニアアクチュエータの駆動を制御する、
請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記コントローラは、前記内燃機関の出力が一定の場合において、
前記第１往復式ポンプ、前記第２往復式ポンプおよび前記第３往復式ポンプのそれぞれから吐出される液化燃料の吐出速度の合計が一定となるように、前記第２リニアアクチュエータの駆動を調節する、請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記コントローラは、前記内燃機関の出力が一定の場合において、
前記第１往復式ポンプ、前記第２往復式ポンプ、前記第３往復式ポンプ、前記第４往復式ポンプ、および前記第５往復式ポンプのそれぞれから吐出される液化燃料の吐出速度の合計が一定となるように、前記第２リニアアクチュエータの駆動を調節する、請求項２に記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記コントローラは、前記第１昇圧用ピストンおよび前記第２昇圧用ピストンの往復運動における速度が最小となるときに前記第４昇圧用ピストンおよび前記第５昇圧用ピストンの往復運動における速度が最大となり、かつ、前記第１昇圧用ピストンおよび前記第２昇圧用ピストンの往復運動における速度が最大となるときに前記第４昇圧用ピストンおよび前記第５昇圧用ピストンの往復運動における速度が最小となるように、前記第１リニアアクチュエータおよび前記第３のリニアアクチュエータを制御する、請求項２又は４に記載の燃料供給装置。
【請求項６】
前記コントローラは、前記第３往復式ポンプが前記液化燃料を吸入するときの吸入時間を、前記第３往復式ポンプが前記液化燃料を吐出するときの吐出時間に比べて長くするように、前記第３往復式ポンプを制御する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【請求項７】
前記コントローラは、前記第３昇圧用ピストンが所定の周期で、所定の移動距離を往復するように前記第３往復式ポンプの駆動を制御し、
前記第３往復式ポンプが前記液化燃料を吸入するときに前記第３昇圧用ピストンの吸入移動方向に移動する速度を加速させる最大加速度の絶対値は、前記第３昇圧用ピストンが前記所定の周期で、前記所定の移動距離を単振動運動で往復して前記液化燃料を吸入するときに前記第３昇圧用ピストンの吸入移動方向に移動する速度を加速させる最大加速度の絶対値に比べて小さい、請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の船舶においては、低速での出力が可能であり、プロペラに直結して駆動することができる、２ストロークサイクルの低速ディーゼルエンジンが用いられている。
近年、低速ディーゼルエンジンの燃料として、ＮＯｘ、ＳＯｘ、排出量の少ない天然ガスが注目されている。低速ディーゼルエンジンの燃焼室に高圧の天然ガスを燃料として噴射して燃焼させることで、高熱効率で出力が得られる。
【０００３】
例えばクランク軸を用いて回転運動を往復運動に変えることで、往復式ポンプを駆動することが行われている。クランク軸を用いて往復式ポンプのピストンを駆動する場合、ピストンストロークがクランク軸によって定まるため、ピストンストロークを自由に調整することができない。また、複数の往復式ポンプを同一のクランク軸によって駆動する場合、往復式ポンプのそれぞれを独立して制御することができなかった。
【０００４】
一方、特許文献１には、往復式ポンプを用いて液体の燃料を昇圧してエンジンに供給する装置が記載されている。特許文献１の装置では、往復式ポンプのピストンを軸方向に駆動しており、ピストンを駆動するリニアアクチュエータとして、「線形油圧モータ」（油圧シリンダユニット）が用いられている。特許文献１では、油圧シリンダユニットへ油圧ポンプから供給する作動油の方向を方向切替弁で切り替えることにより、往復式ポンプのピストンの移動方向を切り替えている。油圧シリンダユニットを用いる場合、クランク軸を用いる場合よりも、低速で往復式ポンプを駆動することができる。また、ピストンが一定の速度で移動するようにピストン行程を制御することができるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００５−５０４９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、往復式ポンプを用いて内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置では、種々の原因により脈動が生じるという問題があった。脈動の原因の１つとして、往復式ポンプから燃料が吐出されるタイミングが考えられている。脈動を低減するために、複数の往復式ポンプからの吐出タイミングをずらすことが考えられる。例えば、３台の往復式ポンプによる吐出タイミングを１／３周期ずつずらすことで、吐出量の合計量の時間変動を小さくすることができるが、完全には時間変動が消失することはなかった。
特許文献１には、ピストンが一定の速度で移動するようにピストン行程を制御することで、圧力パルスの発生を低減することが記載されている。しかし、特許文献１の装置では、往復式ポンプの下流側では燃料の吐出時に吸入時と比較して圧力が上昇するため、ピストンの往復サイクルに応じた脈動が生じるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、往復式ポンプに起因する燃料の圧力の脈動を低減することができる燃料供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様は、内燃機関の燃焼室内へ液化燃料を供給する燃料供給装置であって、
軸方向に往復する第１の昇圧用ピストンを有し、前記第１昇圧用ピストンが軸方向に往復することにより前記液化燃料の吸入と吐出を交互に行う第１往復式ポンプと、
軸方向に往復する第２昇圧用ピストンを有し、前記第２昇圧用ピストンが軸方向に往復することにより前記液化燃料の吸入と吐出を交互に行う第２往復式ポンプと、
前記第１昇圧用ピストンおよび前記第２昇圧用ピストンが同軸となるように取り付けられ、前記第１昇圧用ピストンおよび前記第２昇圧用ピストンを軸方向に往復させることで前記第１往復式ポンプおよび前記第２往復式ポンプに前記液化燃料の吐出を交互に行わせる第１リニアアクチュエータと、
軸方向に往復する第３昇圧用ピストンを有し、前記第３昇圧用ピストンが軸方向に往復することにより前記液化燃料の吸入と吐出を交互に行う第３往復式ポンプと、
前記第３昇圧用ピストンを軸方向に往復させる第２リニアアクチュエータと、
前記第１リニアアクチュエータおよび前記第２リニアアクチュエータの駆動を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記第３往復式ポンプが前記液化燃料を吸入するときに前記第３昇圧用ピストンの吸入移動方向に移動する速度を加速させる最大加速度の絶対値を、前記第３往復式ポンプが前記液化燃料を吐出するときに前記第３昇圧用ピストンの吐出移動方向に移動する速度を加速させる最大加速度の絶対値に比べて小さくするように、前記第３往復式ポンプを制御する、
ことを特徴とする。
【０００９】
前記コントローラは、前記内燃機関の出力が一定の場合において、
前記第１往復式ポンプ、前記第２往復式ポンプおよび前記第３往復式ポンプのそれぞれから吐出される液化燃料の吐出速度の合計が一定となるように、前記第２リニアアクチュエータの駆動を調節することが好ましい。
【００１０】
前記燃料供給装置は、さらに、軸方向に往復する第４昇圧用ピストンを有し、前記第４昇圧用ピストンが軸方向に往復することにより前記液化燃料の吸入と吐出を交互に行う第４往復式ポンプと、
軸方向に往復する第５昇圧用ピストンを有し、前記第５昇圧用ピストンが軸方向に往復することにより前記液化燃料の吸入と吐出を交互に行う第５往復式ポンプと、
前記第４昇圧用ピストンおよび前記第５昇圧用ピストンが同軸となるように取り付けられ、前記第４昇圧用ピストンおよび前記第５昇圧用ピストンを軸方向に往復させることで前記第４往復式ポンプおよび前記第５往復式ポンプに前記液化燃料の吐出を交互に行わせる第３のリニアアクチュエータと、を備え、
前記コントローラは、前記第１リニアアクチュエータ及び前記第２リニアアクチュエータの他に、前記第３のリニアアクチュエータの駆動を制御してもよい。
【００１１】
前記コントローラは、前記内燃機関の出力が一定の場合において、
前記第１往復式ポンプ、前記第２往復式ポンプ、前記第３往復式ポンプ、前記第４往復式ポンプ、および前記第５往復式ポンプのそれぞれから吐出される液化燃料の吐出速度の合計が一定となるように、前記第２リニアアクチュエータの駆動を調節することが好ましい。
【００１２】
前記コントローラは、前記第１昇圧用ピストンおよび前記第２昇圧用ピストンの往復運動における速度が最小となるときに前記第４昇圧用ピストンおよび前記第５昇圧用ピストンの往復運動における速度が最大となり、かつ、前記第１昇圧用ピストンおよび前記第２昇圧用ピストンの往復運動における速度が最大となるときに前記第４昇圧用ピストンおよび前記第５昇圧用ピストンの往復運動における速度が最小となるように、前記第１リニアアクチュエータおよび前記第３のリニアアクチュエータを制御することが好ましい。
また、前記コントローラは、前記第３往復式ポンプが前記液化燃料を吸入するときの吸入時間を、前記第３往復式ポンプが前記液化燃料を吐出するときの吐出時間に比べて長くするように、前記第３往復式ポンプを制御する、ことが好ましい。
また、前記コントローラは、前記第３昇圧用ピストンが所定の周期で、所定の移動距離を往復するように前記第３往復式ポンプの駆動を制御し、前記第３往復式ポンプが前記液化燃料を吸入するときに前記第３昇圧用ピストンの吸入移動方向に移動する速度を加速させる最大加速度の絶対値は、前記第３昇圧用ピストンが前記所定の周期で、前記所定の移動距離を単振動運動で往復して前記液化燃料を吸入するときに前記第３昇圧用ピストンの吸入移動方向に移動する速度を加速させる最大加速度の絶対値に比べて小さい、ことが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第１往復式ポンプ、第２往復式ポンプおよび第３往復式ポンプのそれぞれから吐出される燃料の単位時間当たりの吐出量の合計が一定量となるように、第２リニアアクチュエータの駆動を調節することで、高圧燃料供給管内の燃料の圧力の脈動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の燃料供給装置１０Ａの概略構成図である。
【図２】リニアアクチュエータ３０Ａおよび往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂの断面図である。
【図３】リニアアクチュエータ３０Ｂおよび往復式ポンプ５０Ｃの断面図である。
【図４】（ａ）は往復式ポンプ５０Ａの吐出量の時間変動の一例を示す図であり、（ｂ）は往復式ポンプ５０Ｂの吐出量の時間変動の一例を示す図であり、（ｃ）は往復式ポンプ５０Ｃの吐出量の時間変動の一例を示す図であり、（ｄ）は図４（ａ）〜（ｃ）の往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのそれぞれの吐出量の合計の時間変動の一例を示す図である。
【図５】昇圧用ピストン５２Ｃの速度の時間変動の一例を示す図である。
【図６】昇圧用ピストン５２Ｃの速度の時間変動の他の一例を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係る燃料供給装置１０Ｂの概略構成図である。
【図８】リニアアクチュエータ３０Ｃおよび往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅの断面図である。
【図９】（ａ）は往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂの吐出量の合計量の時間変動の一例を示す図であり、（ｂ）は往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量の時間変動の一例を示す図であり、（ｃ）は往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量の時間変動の一例を示す図であり、（ｄ）は往復式ポンプ５０Ｃの吐出量の時間変動の一例を示す図であり、（ｅ）は往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量の時間変動の一例を示す図である。
【図１０】（ａ）は往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂの吐出量の合計量の時間変動の一例を示す図であり、（ｂ）は往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量の時間変動の他の一例を示す図であり、（ｃ）は往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量の時間変動の他の一例を示す図であり、（ｄ）は往復式ポンプ５０Ｃの吐出量の時間変動の他の一例を示す図であり、（ｅ）は往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量の時間変動の他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態に係る燃料供給装置を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１は第１実施形態に係る燃料供給装置１０Ａの概略構成図である。図１に示すように、本実施形態の燃料供給装置１０Ａは、液体燃料を昇圧・加熱し、内燃機関９０の燃焼室内へ高圧で噴射して供給する装置である。内燃機関９０はシリンダ内の燃焼室で燃料を燃焼させ、その熱エネルギーによって仕事をする原動機であり、例えばレシプロエンジン、ガスタービンである。特に、燃料を圧縮着火させるディーゼルエンジンを内燃機関９０として用いることが好ましい。以下の実施形態では、内燃機関９０として船舶に搭載されるディーゼルエンジンを用いる場合について説明するが、本発明は船舶以外のディーゼルエンジンへの燃料供給装置に適用することもできる。
【００１６】
燃料供給装置１０Ａは、図１に示すように、液体燃料タンク１１と、低圧燃料供給管１２と、燃料供給部２０Ａと、高圧燃料供給管１３と、熱交換器１４と、高温燃料供給管１５と、調圧弁１６と、圧力計１７と、制御部８０と、を備える。燃料供給装置１０Ａのこれらの構成要素は全て船舶に搭載される。
【００１７】
液体燃料タンク１１は、内燃機関９０に供給される燃料を液体の状態で貯留する。液体燃料タンク１１に貯留される液体燃料として、例えば、液化メタン、液化エタン、液化プロパン等を用いることができる。液体燃料タンク１１は、低圧燃料供給管１２と接続されており、低圧燃料供給管１２を介して液体燃料を燃料供給部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃに供給する。
低圧燃料供給管１２内の液体燃料の圧力は、液体燃料タンク１１内の液体燃料の温度、液面高さ等に応じた圧力となっている。この圧力を高め有効吸込みヘッド（NPSH：Net Positive Suction Head）を確保し、燃料供給部２０Ａに液体燃料を供給しやすくするために、液体燃料タンク１１は、燃料供給部２０Ａよりも高い位置に配置されている。
なお、液体燃料タンク１１が高い位置に配置できない場合は、液体燃料タンク１１に液体燃料を供給するブースターポンプにより液体燃料タンク１１内の液体燃料の圧力を高めることで、有効吸込ヘッドを確保してもよい。
【００１８】
燃料供給部２０Ａは、低圧燃料供給管１２と高圧燃料供給管１３との間に設けられている。燃料供給部２０Ａは、コントローラ２１と、リニアアクチュエータ３０Ａ、３０Ｂと、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃとを備える。
往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃは、低圧燃料供給管１２から供給される液体燃料を昇圧し、高圧燃料供給管１３を介して熱交換器１４に供給する。高圧燃料供給管１３には、内部の燃料の圧力変動を吸収するパルセーションダンパー（アキュムレータ）１３ａが設けられていてもよい。
低圧燃料管１２および高圧燃料供給管１３は、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃから着脱可能としてもよい。
【００１９】
リニアアクチュエータ３０Ａ（第１リニアアクチュエータ）は往復式ポンプ５０Ａ（第１往復式ポンプ）のピストン（第１昇圧用ピストン）および往復式ポンプ５０Ｂ（第２往復式ポンプ）のピストン（第２昇圧用ピストン）を駆動するものである。また、リニアアクチュエータ３０Ｂ（第２リニアアクチュエータ）は往復式ポンプ５０Ｃ（第３往復式ポンプ）のピストン（第３昇圧用ピストン）を駆動するものである。リニアアクチュエータ３０Ａ、３０Ｂを用いることで、クランク軸を用いる場合よりも往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのピストンを低速で駆動することができる。また、ピストン行程において往復式ポンプの液流入始め、液昇圧始め、液昇圧終了時以外は、ピストンが一定の速度で移動するように駆動制御することができる。リニアアクチュエータ３０Ａ、３０Ｂとして、例えば、油圧シリンダユニット、電動シリンダユニット等を用いることができる。以下の実施形態では、リニアアクチュエータ３０Ａ、３０Ｂとして油圧シリンダユニットを用いる場合について説明するが、リニアアクチュエータ３０Ａ、３０Ｂは油圧シリンダユニットに限られるものではない。
【００２０】
コントローラ２１は、制御部８０から入力される制御信号により、後述するようにリニアアクチュエータ３０Ａ、３０Ｂを制御する。また、コントローラ２１には、後述するように、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのピストンの位置を示す位置信号が入力される。コントローラ２１は、位置信号に応じて往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの吐出量が調節されるようにリニアアクチュエータ３０Ａ、３０Ｂを制御する。
【００２１】
熱交換器１４は、入口側が高圧燃料供給管１３と接続され、出口側が高温燃料供給管１５と接続されている。熱交換器１４は、高圧燃料供給管１３を介して供給される昇圧後の液体燃料を加熱する。液体燃料を加熱する熱源として、例えば、液体燃料タンク１１で発生するボイルオフガスの燃焼熱を用いることができる。あるいは、ボイルオフガスの燃焼熱で加熱した温水との熱交換により液体燃料を加熱してもよい。
【００２２】
高温燃料供給管１５には、調圧弁１６が設けられており、高温燃料供給管１５の一端は熱交換器１４と接続され、他端は内燃機関９０の燃焼室と接続されている。熱交換器１４で加熱後の液体燃料は、調圧弁１６により内燃機関９０が必要とする所定の範囲の圧力に調圧された後、高温燃料供給管１５を介して内燃機関９０の燃焼室に供給される。調圧弁１６は制御部８０により制御される。
ここで、内燃機関９０が必要とする所定の範囲の圧力は、内燃機関９０の種類や性能に応じて異なる。内燃機関９０が船舶用の２ストロークサイクルの低速ディーゼルエンジンであれば、所定の範囲の圧力は、例えば５〜１００ＭＰａ、好ましくは２０〜７０ＭＰａであるが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、高温燃料供給管１５には、圧力計１７が設けられている。圧力計１７は高温燃料供給管１５内の圧力を計測し、計測信号を制御部８０に出力する。
【００２３】
制御部８０には、内燃機関９０から内燃機関９０の負荷を示す信号が入力される。内燃機関９０の負荷を示す信号は、例えば、回転数を示す信号である。
制御部８０は、燃料供給部２０Ａのコントローラ２１に制御信号を出力することで、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの吐出量を調整する。往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの吐出量は、高温燃料供給管１５内の圧力が、必要とされる内燃機関９０の負荷に応じた圧力となるように調整される。
なお、内燃機関９０により駆動される推進用プロペラ（図示せず）の回転数を計測し、回転数に応じて高温燃料供給管１５内の圧力を調整してもよい。
【００２４】
液体燃料タンク１１、低圧燃料供給管１２、リニアアクチュエータ３０Ａ、３０Ｂ、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、高圧燃料供給管１３、熱交換器１４、高温燃料供給管１５、調圧弁１６、圧力計１７は、危険区域に配置される。一方、コントローラ２１および制御部８０は、一般に非防爆対応品であり、危険区域から防爆隔壁により隔離された非危険区域に配置するか、危険区域から十分に距離を隔てた非防爆区域に配置しなければならない。
【００２５】
次に、図２、図３を用いて、リニアアクチュエータ３０Ａ、３０Ｂおよび往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの構成について説明する。
本実施形態においては、リニアアクチュエータ３０Ａおよび往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂが軸方向を同一にして配置され、リニアアクチュエータ３０Ｂおよび往復式ポンプ５０Ｃが軸方向を同一にして配置される。なお、図２の左右方向がリニアアクチュエータ３０Ａおよび往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂの軸方向であり、図２においてリニアアクチュエータ３０Ａの左側に往復式ポンプ５０Ａが配置され、リニアアクチュエータ３０Ａの右側に往復式ポンプ５０Ｂが配置されている。また、図３の左右方向がリニアアクチュエータ３０Ｂおよび往復式ポンプ５０Ｃの軸方向であり、図３においてリニアアクチュエータ３０Ｃの左側に往復式ポンプ５０Ｃが配置されている。
【００２６】
図２に示すように、リニアアクチュエータ３０Ａは、インバータ３１Ａ、電動モータ３２Ａ、油圧ポンプ３３Ａ、第１の油圧配管３４Ａ、第２の油圧配管３５Ａ、油圧シリンダ４１Ａ、油圧ピストン４２Ａ、ピストンロッド４７Ａ、４７Ｂ等を備える。
また、図３に示すように、リニアアクチュエータ３０Ｂは、サーボアンプ３１Ｂ、電動モータ３２Ｂ、油圧ポンプ３３Ｂ、第１の油圧配管３４Ｂ、第２の油圧配管３５Ｂ、油圧シリンダ４１Ｂ、油圧ピストン４２Ｂ、ピストンロッド４７Ｃ、４７Ｄ等を備える。なお、リニアアクチュエータ３０Ｂの構成のうち、サーボアンプ３１Ｂおよび電動モータ３２Ｂ以外の構成については、リニアアクチュエータ３０Ａと同様であるため、リニアアクチュエータ３０Ａの構成と同じ数字で異なる文字の符号を付して説明を割愛する。
【００２７】
インバータ３１Ａはコントローラ２１によって制御され、電動モータ３２Ａを駆動する。電動モータ３２Ａには、インバータモータが用いられる。電動モータ３２Ａはインバータ３１Ａによって駆動され、油圧ポンプ３３Ａを回転させる。
サーボアンプ３１Ｂはコントローラ２１によって制御され、電動モータ３２Ｂを駆動する。電動モータ３２Ｂには、サーボモータが用いられる。電動モータ３２Ｂはサーボアンプ３１Ｂによって駆動され、油圧ポンプ３３Ｂを回転させる。電動モータ３２Ｂとしてサーボモータが用いられているため、インバータモータが用いられる電動モータ３２Ａと比較して応答速度が速く、また、微細な位置制御をすることができる。
【００２８】
油圧ポンプ３３Ａは第１の油圧配管３４Ａおよび第２の油圧配管３５Ａと接続されている。油圧ポンプ３３Ａは電動モータ３２Ａによって駆動される。電動モータ３２Ａの正逆の回転方向に応じて油圧ポンプ３３Ａから作動油が吐出される方向が切り替わる。例えば、電動モータ３２Ａの正回転時には、油圧ポンプ３３Ａは第１の油圧配管３４Ａ内の作動油を吸引し、吸引した作動油を第２の油圧配管３５Ａ側へ吐出する。また、電動モータ３２Ａの逆回転時には、油圧ポンプ３３Ａは第２の油圧配管３５Ａ内の作動油を吸引し、吸引した作動油を第１の油圧配管３４Ａ側へ吐出する。第１の油圧配管３４Ａおよび第２の油圧配管３５Ａ内の作動油の流量、圧力は、油圧ポンプ３３Ａの吐出量によって決定される。作動油の流量、圧力は電動モータ３２Ａの回転数によって調整することができる。
【００２９】
作動油としては、石油系作動油、合成系作動油、水性系作動油等から任意の作動油を採用することができる。
【００３０】
油圧シリンダ４１Ａは筒形状であり、図２の左右方向を軸方向としている。油圧シリンダ４１Ａは、作動油を収容する作動油収容空間４３Ａを有しており、作動油収容空間４３Ａ内に油圧ピストン４２Ａが軸方向に移動可能に収容されている。
【００３１】
油圧ピストン４２Ａは作動油収容空間４３Ａを油圧ピストン４２Ａよりも左側（往復式ポンプ５０Ａ側）の第１チャンバ４３ａと油圧ピストン４２Ａよりも右側（往復式ポンプ５０Ｂ側）の第２チャンバ４３ｂとに区画する。油圧ピストン４２Ａはダブルロッド型であり、油圧シリンダ４１Ａの両端部（図２の左右端部）から外部へ突出するピストンロッド４７Ａ、４７Ｂを有している。ピストンロッド４７Ａ、４７Ｂは油圧ピストン４２Ａとともに軸方向に移動する。油圧ピストン４２Ａがダブルロッド型であり、ピストンロッド４７Ａ、４７Ｂの断面積が等しいため、油圧ピストン４２Ａが図２の左側に移動したときの第１チャンバ４３ａの容積の減少量と第２チャンバ４３ｂの容積の増加量とが等しい。
【００３２】
また、油圧シリンダ４１Ａの側壁の左側端部には、第１チャンバ４３ａに通じる第１貫通孔４４Ａが設けられ、油圧シリンダ４１Ａの側壁の右側端部には、第２チャンバ４３ｂに通じる第２貫通孔４５Ａが設けられている。第１貫通孔４４Ａの外側開口部は第１の油圧配管３４Ａと接続されており、第２貫通孔４５Ａの外側開口部は第２の油圧配管３５Ａと接続されている。
【００３３】
一方、図３に示すように、リニアアクチュエータ３０Ｂの油圧シリンダ４１Ｂは、作動油を収容する作動油収容空間４３Ｂを有しており、作動油収容空間４３Ｂ内に油圧ピストン４２Ｂが軸方向に移動可能に収容されている。油圧ピストン４２Ｂは作動油収容空間４３Ｂを油圧ピストン４２Ｂよりも左側（往復式ポンプ５０Ｃ側）の第１チャンバ４３ａと油圧ピストン４２Ｂよりも右側（往復式ポンプ５０Ｃと反対側）の第２チャンバ４３ｂとに区画する。油圧ピストン４２Ｂはダブルロッド型であり、油圧シリンダ４１Ｂの両端部（図３の左右端部）から外部へ突出するピストンロッド４７Ｃ、４７Ｄを有している。ピストンロッド４７Ｃ、４７Ｄは油圧ピストン４２Ｂとともに軸方向に移動する。油圧ピストン４２Ｂがダブルロッド型であり、ピストンロッド４７Ｃ、４７Ｄの断面積が等しいため、油圧ピストン４２Ｂが図３の左側に移動したときの第１チャンバ４３ａの容積の減少量と第２チャンバ４３ｂの容積の増加量とが等しい。
【００３４】
ピストンロッド４７Ａの外側端部（図２の左側）は、連結部４９Ａにより往復式ポンプ５０Ａの昇圧用ピストン５２Ａの右側端部と連結されている。連結部４９Ａは、ピストンロッド４７Ａと昇圧用ピストン５２Ａの軸芯ずれ調整機能を持っていてもよい。
ピストンロッド４７Ｂの外側端部（図２の右側）は、連結部４９Ｂにより往復式ポンプ５０Ｂの昇圧用ピストン５２Ｂの左側端部と連結されている。連結部４９Ｂは、ピストンロッド４７Ｂと昇圧用ピストン５２Ｂの軸芯ずれ調整機能を持っていてもよい。
ピストンロッド４７Ｃの外側端部（図３の左側）は、連結部４９Ｃにより往復式ポンプ５０Ｃの昇圧用ピストン５２Ｃの右側端部と連結されている。連結部４９Ｃは、ピストンロッド４７Ｃと昇圧用ピストン５２Ｃの軸芯ずれ調整機能を持っていてもよい。
【００３５】
往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃとして、例えば特許第５５１９８５７号に記載されているのと同様の構造を有する往復式ポンプを用いることができる。
往復式ポンプ５０Ａは、昇圧用シリンダ５１Ａと、昇圧用ピストン５２Ａと、シリンダライナ５３Ａと、カバー５４Ａと、弁箱６０Ａと、等を有する。往復式ポンプ５０Ｂは、昇圧用シリンダ５１Ｂと、昇圧用ピストン５２Ｂと、シリンダライナ５３Ｂと、カバー５４Ｂと、弁箱６０Ｂと、等を有する。往復式ポンプ５０Ｃは、昇圧用シリンダ５１Ｃと、昇圧用ピストン５２Ｃと、シリンダライナ５３Ｃと、カバー５４Ｃと、弁箱６０Ｃと、等を有する。
なお、以下の説明では主に往復式ポンプ５０Ａの構成について説明し、往復式ポンプ５０Ｂ、５０Ｃの構成のうち、往復式ポンプ５０Ａと同様の構成については、同じ数字で異なる文字の符号を付して説明を割愛する。
【００３６】
昇圧用シリンダ５１Ａは内部にシリンダライナ５３Ａおよび弁箱６０Ａを収容する空間を有する。昇圧用ピストン５２Ａはシリンダライナ５３Ａ内で軸方向に移動可能となるように昇圧用シリンダ５１Ａに収容されている。弁箱６０Ａはカバー５４Ａによって昇圧用シリンダ５１内に固定されている。
【００３７】
昇圧用シリンダ５１の側壁には、内部に弁箱６０Ａが固定される位置に、吸入口５５Ａが設けられている。吸入口５５Ａは低圧燃料供給管１２と接続されている。
カバー５４Ａは、昇圧用シリンダ５１Ａの昇圧用ピストン５２Ａが挿入される側と反対側の端部に固定されている。カバー５４には、昇圧用ピストン５２Ａの軸方向に貫通する吐出口５６Ａが設けられている。吐出口５６Ａは高圧燃料供給管１３と接続されている。
【００３８】
昇圧用ピストン５２Ａの外側端部（図２の右側端部）は、連結部４９Ａによってピストンロッド４７Ａの一端（図２の左側端部）と連結されており、昇圧用ピストン５２Ａはピストンロッド４７Ａと連動して軸方向（図２の左右方向）に移動する。
また、昇圧用ピストン５２Ａには、位置センサ７０Ａが設けられる。位置センサ７０Ａは、昇圧用ピストン５２Ａの軸方向（図２の左右方向）の位置を検出し、位置信号をコントローラ２１に出力する。なお、位置信号を用いて、昇圧用ピストン５２Ａの変位を時間微分することにより、昇圧用ピストン５２Ａの速度を求めることができる。すなわち、位置センサを速度センサとしても用いることができる。さらに、昇圧用ピストン５２Ａの速度を時間微分することにより、昇圧用ピストン５２Ａの加速度を求めることができる。すなわち、位置センサ７０Ａを加速度センサとしても用いることができる。
【００３９】
位置センサ７０Ａとして、例えば、磁歪式位置センサや超音波センサを用いることができる。ここでは磁歪式位置センサを使用した場合について説明する。
具体的には、位置センサ７０Ａは、センサプローブ７１（磁歪線）と、環状マグネット７２と、検出器７３とを有する。センサプローブ７１は昇圧用ピストン５２Ａと平行に設けられる。環状マグネット７２は中央にセンサプローブ７１が挿入された状態で、センサプローブ７１に沿って昇圧用ピストン５２Ａとともに軸方向に移動するように昇圧用ピストン５２Ａに取り付けられる。センサプローブ７１の一端にはセンサプローブ７１に生じる歪みを検出する検出器７３が設けられている。センサプローブ７１に電流パルス信号を与えると、センサプローブ７１を中心とする円周方向の磁場が生じる。センサプローブ７１の環状マグネット７２と同じ位置では、センサプローブ７１の軸方向に磁場が与えられるため、軸方向に対して斜め方向の合成磁場が生じる。これにより、センサプローブ７１に局部的なねじり歪みが生じる。検出器７３はこのねじり歪みを検出することで、環状マグネット７２の位置を検出し、昇圧用ピストン５２の軸方向の位置を示す位置信号をコントローラ２１に出力する。
【００４０】
図３に示すように、昇圧用ピストン５２Ｃにも、昇圧用ピストン５２Ａと同様の位置センサ７０Ｃが設けられる。
なお、位置センサ７０Ａを昇圧用ピストン５２Ａに設ける代わりに、昇圧用ピストン５２Ｂに取り付けてもよいし、ピストンロッド４７Ａ、４７Ｂのいずれかに取り付けてもよい。また、位置センサ７０Ｃを昇圧用ピストン５２Ｃに設ける代わりに、ピストンロッド４７Ｃ、４７Ｄのいずれかに取り付けてもよい。
【００４１】
弁箱６０Ａは昇圧用シリンダ５１Ａ内でシリンダライナ５３Ａとカバー５４Ａとの間に固定されている。弁箱６０Ａには、吐出流路６１Ａ、吐出用逆止弁６２Ａ、吸入流路６４Ａ、吸入用逆止弁６５Ａ、等が設けられている。
吐出流路６１Ａは弁箱６０Ａを昇圧用ピストン５２Ａの軸方向に貫通するように設けられている。吐出流路６１のカバー５４Ａ側の開口はカバー５４Ａの吐出口５６Ａと対向する位置に設けられている。吐出流路６１Ａの内部には、シリンダライナ５３Ａ側からカバー５４Ａ側への流体の流れを許容する一方、カバー５４Ａ側からシリンダライナ５３Ａ側への流体の流れを防ぐ吐出用逆止弁６２Ａが設けられている。
【００４２】
吸入流路６４Ａは弁箱６０Ａの外側壁からシリンダライナ５３Ａ内の空間に連通するように設けられている。吸入流路６４Ａの弁箱６０Ａの外側壁側の開口は昇圧用シリンダ５１Ａの吸入口５５Ａと対向する位置に設けられている。吸入流路６４Ａには、吸入口５５Ａ側からシリンダライナ５３Ａ側への流体の流れを許容する一方、シリンダライナ５３Ａ側から吸入口５５Ａ側への流体の流れを防ぐ吸入用逆止弁６５Ａが設けられている。
【００４３】
〔リニアアクチュエータおよび往復式ポンプの動作〕
次に、リニアアクチュエータ３０Ａおよび往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂの動作について説明する。
まず、電動モータ３２Ａにより油圧ポンプ３３Ａを駆動し、図２に実線の矢印で示すように、第１チャンバ４３ａ内の作動油を第１貫通孔４４Ａから排出し、第１の油圧配管３４Ａ、第２の油圧配管３５Ａを経て第２貫通孔４５Ａから第２チャンバ４３ｂへ供給する。すると、第２チャンバ４３ｂの容積が大きくなり、第１チャンバ４３ａの容積が小さくなるように、油圧ピストン４２Ａが作動油収容空間４３Ａ内で図２の左方向に移動する。なお、第１の油圧配管３４Ａおよび第２の油圧配管３５Ａは分岐等を有さないため、第１チャンバ４３ａから流出した作動油は全て第２チャンバ４３ｂへ供給される。
【００４４】
油圧ピストン４２Ａが図２の左方向に移動すると、往復式ポンプ５０Ａでは、連結部４９Ａでピストンロッド４７Ａの左側端部と連結されている昇圧用ピストン５２Ａがシリンダライナ５３Ａ内で図２の左方向に移動する。すると、シリンダライナ５３Ａの内部であって昇圧用ピストン５２Ａよりも左側の空間にある液体燃料が吐出流路６１Ａおよび吐出口５６Ａを通じて高圧燃料供給管１３に吐出される。このとき、吐出流路６１Ａ内の吐出用逆止弁６２Ａは開いた状態であり、吸入流路６４Ａ内の吸入用逆止弁６５Ａは閉じた状態である。
【００４５】
一方、油圧ピストン４２Ａが図２の左方向に移動すると、往復式ポンプ５０Ｂでは、連結部４９Ｂでピストンロッド４７Ｂの右側端部と連結されている昇圧用ピストン５２Ｂがシリンダライナ５３Ｂ内で図２の左方向に移動する。すると、シリンダライナ５３Ｂの内部であって昇圧用ピストン５２Ｂよりも右側の空間に、吸入口５５Ｂから吸入流路６４Ｂを通って液体燃料が供給される。このとき、吸入流路６４Ｂ内の吸入用逆止弁６５Ｂは開いた状態であり、吐出流路６１Ｂ内の吐出用逆止弁６２Ｂは閉じた状態である。
【００４６】
次に、コントローラ２１により電動モータ３２Ａの回転方向を切り替え、油圧ポンプ３３Ａを反対方向に駆動し、図２に破線矢印で示すように、第２チャンバ４３ｂ内の作動油を第２貫通孔４５Ａから排出し、第２の油圧配管３５Ａ、第１の油圧配管３４Ａを経て第１貫通孔４４Ａから第１チャンバ４３ａへ供給する。すると、第２チャンバ４３ｂの容積が小さくなり、第１チャンバ４３ａの容積が大きくなるように、油圧ピストン４２Ａが作動油収容空間４３内で図２の右方向へ移動する。なお、第１の油圧配管３４Ａおよび第２の油圧配管は分岐等を有さないため、第２チャンバ４３ｂから流出した作動油は全て第１チャンバ４３ａへ供給される。
【００４７】
油圧ピストン４２Ａが図２の右方向へ移動すると、往復式ポンプ５０Ａでは、連結部４９Ａでピストンロッド４７Ａの左側端部と連結されている昇圧用ピストン５２Ａがシリンダライナ５３Ａ内で図２の右方向に移動する。すると、シリンダライナ５３Ａの内部であって昇圧用ピストン５２Ａよりも左側の空間に、吸入口５５Ａから吸入流路６４Ａを通って液体燃料が供給される。このとき、吸入流路６４Ａ内の吸入用逆止弁６５Ａは開いた状態であり、吐出流路６１Ａ内の吐出用逆止弁６２Ａは閉じた状態である。
【００４８】
一方、油圧ピストン４２Ａが図２の右方向に移動すると、往復式ポンプ５０Ｂでは、連結部４９Ｂでピストンロッド４７Ｂの右側端部と連結されている昇圧用ピストン５２Ｂがシリンダライナ５３Ｂ内で図２の右方向に移動する。すると、シリンダライナ５３Ｂの内部であって昇圧用ピストン５２Ｂよりも右側の空間にある液体燃料が吐出流路６１Ｂおよび吐出口５６Ｂを通じて高圧燃料供給管１３Ｂに吐出される。このとき、吐出流路６１Ｂ内の吐出用逆止弁６２Ｂは開いた状態であり、吸入流路６４Ｂ内の吸入用逆止弁６５Ｂは閉じた状態である。
【００４９】
このように、電動モータ３２Ａの回転方向を切り替え、油圧ポンプ３３Ａの駆動方向を切り替えることで、第１チャンバ４３ａと第２チャンバ４３ｂとの間で作動油を交互に行き来させ、油圧ピストン４２Ａ、昇圧用ピストン５２Ａおよび昇圧用ピストン５２Ｂを図２の左右方向に往復移動させ、往復式ポンプ５０Ａおよび往復式ポンプ５０Ｂに液体燃料の吸入と吐出を交互に行わせることができる。また、往復式ポンプ５０Ａからの液体燃料の吐出と往復式ポンプ５０Ｂからの液体燃料の吐出を交互に行わせることができる。
【００５０】
次に、リニアアクチュエータ３０Ｂおよび往復式ポンプ５０Ｃの動作について説明する。
まず、電動モータ３２Ｂにより油圧ポンプ３３Ｂを駆動し、図３に実線の矢印で示すように、第１チャンバ４３ａ内の作動油を第１貫通孔４４Ｂから排出し、第１の油圧配管３４Ｂ、第２の油圧配管３５Ｂを経て第２貫通孔４５Ｂから第２チャンバ４３ｂへ供給する。すると、第２チャンバ４３ｂの容積が大きくなり、第１チャンバ４３ａの容積が小さくなるように、油圧ピストン４２Ｂが作動油収容空間４３Ｂ内で図３の左方向に移動する。なお、第１の油圧配管３４Ｂおよび第２の油圧配管３５Ｂは分岐等を有さないため、第１チャンバ４３ａから流出した作動油は全て第２チャンバ４３ｂへ供給される。
【００５１】
油圧ピストン４２Ｂが図３の左方向に移動すると、往復式ポンプ５０Ｃでは、連結部４９Ｃでピストンロッド４７Ｃの左側端部と連結されている昇圧用ピストン５２Ｃがシリンダライナ５３Ｃ内で図３の左方向に移動する。すると、シリンダライナ５３Ｃの内部であって昇圧用ピストン５２Ｃよりも左側の空間にある液体燃料が吐出流路６１Ｃおよび吐出口５６Ｃを通じて高圧燃料供給管１３に吐出される。このとき、吐出流路６１Ｃ内の吐出用逆止弁６２Ｃは開いた状態であり、吸入流路６４Ｃ内の吸入用逆止弁６５Ｃは閉じた状態である。
【００５２】
次に、コントローラ２１により電動モータ３２Ｂの回転方向を切り替え、油圧ポンプ３３Ｂを反対方向に駆動し、図３に破線矢印で示すように、第２チャンバ４３ｂ内の作動油を第２貫通孔４５Ｂから排出し、第２の油圧配管３５Ｂ、第１の油圧配管３４Ｂを経て第１貫通孔４４Ｂから第１チャンバ４３ａへ供給する。すると、第２チャンバ４３ｂの容積が小さくなり、第１チャンバ４３ａの容積が大きくなるように、油圧ピストン４２Ｂが作動油収容空間４３Ｂ内で図３の右方向へ移動する。なお、第１の油圧配管３４Ｂおよび第２の油圧配管３５Ｂは分岐等を有さないため、第２チャンバ４３ｂから流出した作動油は全て第１チャンバ４３ａへ供給される。
【００５３】
油圧ピストン４２Ｂが図３の右方向へ移動すると、往復式ポンプ５０Ｃでは、連結部４９Ｃでピストンロッド４７Ｃの左側端部と連結されている昇圧用ピストン５２Ｃがシリンダライナ５３Ｃ内で図３の右方向に移動する。すると、シリンダライナ５３Ｃの内部であって昇圧用ピストン５２Ｃよりも左側の空間に、吸入口５５Ｃから吸入流路６４Ｃを通って液体燃料が供給される。このとき、吸入流路６４Ｃ内の吸入用逆止弁６５Ｃは開いた状態であり、吐出流路６１Ｃ内の吐出用逆止弁６２Ｃは閉じた状態である。
【００５４】
このように、電動モータ３２Ｂの回転方向を切り替え、油圧ポンプ３３Ｂの駆動方向を切り替えることで、第１チャンバ４３ａと第２チャンバ４３ｂとの間で作動油を交互に行き来させ、油圧ピストン４２Ｂおよび昇圧用ピストン５２Ｃを図３の左右方向に往復移動させ、往復式ポンプ５０Ｃに液体燃料の吸入と吐出を交互に行わせることができる。
【００５５】
往復式ポンプ５０Ａおよび往復式ポンプ５０Ｂは同一のリニアアクチュエータ３０Ａにより駆動されるため、往復式ポンプ５０Ａおよび往復式ポンプ５０Ｂによる燃料の吐出量は、独立して制御することができない。一方、往復式ポンプ５０Ｃは往復式ポンプ５０Ａおよび往復式ポンプ５０Ｂとは異なるリニアアクチュエータ３０Ｂにより駆動されるため、往復式ポンプ５０Ｃによる燃料の吐出量は、往復式ポンプ５０Ａおよび往復式ポンプ５０Ｂと独立して制御することができる。
【００５６】
本実施形態においては、内燃機関９０の出力が一定の場合において、往復式ポンプ５０Ａ、往復式ポンプ５０Ｂおよび往復式ポンプ５０Ｃのそれぞれから吐出される燃料の吐出速度（単位時間当たりの燃料の吐出量）の合計が一定となるように、コントローラ２１がリニアアクチュエータ３０Ｂの駆動を調節することが好ましい。
【００５７】
具体的には、往復式ポンプ５０Ａおよび往復式ポンプ５０Ｂの吐出量の合計が減少するときに、その減少量を補うように往復式ポンプ５０Ｃの吐出量を増加させ、往復式ポンプ５０Ａおよび往復式ポンプ５０Ｂの吐出量の合計が増加するときに、その増加量を相殺するように往復式ポンプ５０Ｃの吐出量を減らせばよい。
【００５８】
図４（ａ）は往復式ポンプ５０Ａの吐出量の時間変動の一例を示す図であり、図４（ｂ）は往復式ポンプ５０Ｂの吐出量の時間変動の一例を示す図であり、図４（ｃ）は往復式ポンプ５０Ｃの吐出量の時間変動の一例を示す図であり、図４（ｄ）は図４（ａ）〜（ｃ）の往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのそれぞれの吐出量の合計の時間変動の一例を示す図である。なお、図４は、内燃機関９０の出力が一定の場合の時間変動の一例である。
【００５９】
時間ｔ０からｔ１にかけて、図４（ａ）に示すように、往復式ポンプ５０Ａの吐出量が増加すると同時に、図４（ｃ）に示すように、往復式ポンプ５０Ｃの吐出量が減少する。図４（ｂ）に示すように、往復式ポンプ５０Ｂの吐出量はゼロである。このとき、往復式ポンプ５０Ａの吐出量の増加速度と往復式ポンプ５０Ｃの吐出量の減少速度とが等しいため、図４（ｄ）に示すように、吐出量の合計は一定となる。
時間ｔ１からｔ２にかけては、図４（ａ）に示すように、往復式ポンプ５０Ａの吐出量が一定であり、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、他の往復式ポンプ５０Ｂ、５０Ｃの吐出量がゼロであるため、図４（ｄ）に示すように、吐出量の合計は一定となる。
時間ｔ２からｔ３にかけて、図４（ａ）に示すように、往復式ポンプ５０Ａの吐出量が減少すると同時に、図４（ｃ）に示すように、往復式ポンプ５０Ｃの吐出量が増加する。図４（ｂ）に示すように、往復式ポンプ５０Ｂの吐出量はゼロである。このとき、往復式ポンプ５０Ｃの吐出量の増加速度と往復式ポンプ５０Ａの吐出量の減少速度とが等しいため、図４（ｄ）に示すように、吐出量の合計は一定となる。
【００６０】
時間ｔ３からｔ４にかけて、図４（ｂ）に示すように、往復式ポンプ５０Ｂの吐出量が増加すると同時に、図４（ｃ）に示すように、往復式ポンプ５０Ｃの吐出量が減少する。図４（ａ）に示すように、往復式ポンプ５０Ａの吐出量はゼロである。このとき、往復式ポンプ５０Ｂの吐出量の増加速度と往復式ポンプ５０Ｃの吐出量の減少速度とが等しいため、図４（ｄ）に示すように、吐出量の合計は一定となる。
時間ｔ４からｔ５にかけては、図４（ｂ）に示すように、往復式ポンプ５０Ｂの吐出量が一定であり、図４（ａ）、（ｃ）に示すように、他の往復式ポンプ５０Ｂ、５０Ｃの吐出量がゼロであるため、図４（ｄ）に示すように、吐出量の合計は一定となる。
時間ｔ５からｔ６にかけて、図４（ｂ）に示すように、往復式ポンプ５０Ｂの吐出量が減少すると同時に、図４（ｃ）に示すように、往復式ポンプ５０Ｃの吐出量が増加する。図４（ａ）に示すように、往復式ポンプ５０Ｂの吐出量はゼロである。このとき、往復式ポンプ５０Ｃの吐出量の増加速度と往復式ポンプ５０Ｂの吐出量の減少速度とが等しいため、図４（ｄ）に示すように、吐出量の合計は一定となる。
【００６１】
このように、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのそれぞれから吐出される燃料の吐出量の総和が一定となるように、コントローラ２１がリニアアクチュエータ３０Ａの駆動に合わせてリニアアクチュエータ３０Ｂの駆動を調節することで、高圧燃料供給管１３に脈動が生じることを防ぐことができる。なお、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの吐出量の最大値をｖとすると、吐出量の合計はｖで一定となる。
【００６２】
なお、昇圧用シリンダ５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ内でのキャビテーションを防ぐために、昇圧用シリンダ５１内の圧力が、燃料の蒸気圧以下とならないように制御することが好ましい。具体的には、往復式ポンプ５０が燃料を吸入する時の昇圧用ピストン５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃの最大加速度を下げることで、昇圧用シリンダ５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ内の圧力が、燃料の蒸気圧以下となることを防ぐことができる。
【００６３】
ここで、往復式ポンプ５０Ａにおいて液体燃料の吐出を行うときに、往復式ポンプ５０Ｂにおいて液体燃料の吸入が行われ、往復式ポンプ５０Ｂにおいて液体燃料の吐出を行うときに、往復式ポンプ５０Ａにおいて液体燃料の吸入が行われる。往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂの吐出量は昇圧用ピストン５２Ａ、５２Ｂの速度に依存するため、昇圧用ピストン５２Ａ、５２Ｂの最大加速度を下げると、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂの吐出量を一定以上に増加させることができない。
【００６４】
一方、往復式ポンプ５０Ｃでは、他の往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂの吐出による影響を受けずに昇圧用ピストン５２Ｃの速度をすることができ、吐出時間を長くして吸入時間を短くすることで、総吐出量を増加させることができる。このため、内燃機関９０が必要とする燃料の量に応じて、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの吐出量の合計量を変動させることができる。ここで、往復式ポンプ５０Ｃを駆動するリニアアクチュエータ３０Ｂでは、応答速度が速く、昇圧用ピストン５２Ｃの微細な位置制御をすることができるという観点で、電動モータ３２Ｂとしてサーボモータを用いることが好ましい。しかし、充分な応答速度が得られるのであれば、電動モータ３２Ｂとしてインバータモータを用いてもよい。
【００６５】
例えば、コントローラ２１は、往復式ポンプ５０Ｃが燃料を吸入する時の昇圧用ピストン５２Ｃの加速度を、昇圧用ピストン５２Ｃが単振動運動をする場合の加速度よりも小さくなるようにリニアアクチュエータ３０Ｂを制御する。ここで、昇圧用ピストン５２Ｃが単振動運動をする場合、一定の周期かつ一定の振幅で往復運動する。
【００６６】
図５の実線は本実施形態における昇圧用ピストン５２Ｃの速度の時間変動の一例を示す図であり、横軸が時間、縦軸が速度であり、吐出時の昇圧用ピストン５２Ｃの速度を正としている。すなわち、ピストン速度が正である時間ｔ０からｔ１にかけて往復式ポンプ５０は燃料を吐出し、ピストン速度が負である時間ｔ１からｔ４にかけて往復式ポンプ５０は燃料を吸入する。なお、図５に示す時間ｔ０〜ｔ４は、図４に示す時間ｔ０〜ｔ６とは異なる。
また、図５の一点鎖線は昇圧用ピストン５２Ｃが単振動運動をする場合の昇圧用ピストンの速度の時間変動である。昇圧用ピストン５２Ｃが単振動運動をされる場合も、ピストン速度が正である時間ｔ０からｔ１にかけて往復式ポンプ５０Ｃは燃料を吐出し、ピストン速度が負である時間ｔ１からｔ４にかけて往復式ポンプ５０Ｃは燃料を吸入する。
なお、対比のために、本実施形態の場合（実線）と単振動の場合（一点鎖線）とで周期およびストロークを同一としている。すなわち、時間ｔ０からｔ１にかけて（吐出時）の速度の積分値は、本実施形態の場合（実線）と単振動の場合（一点鎖線）とで同一である。同様に、時間ｔ１からｔ４にかけて（吸入時）の速度の積分値は、本実施形態の場合（実線）と単振動の場合（一点鎖線）とで同一である。
【００６７】
図５の実線では、吸入開始時（ｔ１）からｔ２までの間、昇圧用ピストン５２Ｃを加速し、ｔ２からｔ３までの間、一定の速度で昇圧用ピストン５２を移動させ、ｔ３から吸入終了時（ｔ４）までの間、昇圧用ピストン５２Ｃを減速している。ここで「加速する」とは昇圧用ピストン５２Ｃの速度の絶対値を増加させることをいい、「減速する」とは昇圧用ピストン５２の速度の絶対値を減少させることをいう。
【００６８】
図５の実線では、ｔ１からｔ２までの間に昇圧用ピストン５２の加速度が吸入時の最大加速度となるときがある。この最大加速度は図５の実線のｔ１からｔ２までの傾きの絶対値の最大値である。
一方、昇圧用ピストンが単振動する場合（一点鎖線）、昇圧用ピストン５２の加速度が最大となるときは吸入開始時（ｔ１）であり、最大加速度は図５の一点鎖線のｔ１における傾きの絶対値である。
【００６９】
図５の実線に示すように、本実施形態では、吸入時の昇圧用ピストン５２の最大加速度（実線のｔ１からｔ２までの傾きの絶対値の最大値）が単振動運動の場合の最大加速度（一点鎖線のｔ１における傾きの絶対値）よりも小さくなるように、リニアアクチュエータ３０Ｂが制御されている。このため、昇圧用シリンダ５１Ｃ内の圧力が急激に低下することを防ぎ、キャビテーションの発生を抑制することができる。
【００７０】
なお、単振動の場合、最大加速度となるときは吸入開始時（ｔ１）であるが、本実施形態においては、吸入開始時が最大加速度となるように昇圧用ピストン５２Ｃの速度を制御する必要はない。例えば、昇圧用ピストン５２Ｃの加速度が最大となるときが、燃料の吸入開始時（ｔ１）よりも後、かつ吸入開始時（ｔ１）から一周期の１／４の時間が経過するよりも前となるように制御してもよい。
【００７１】
なお、昇圧用ピストン５２Ｃのストローク長は、昇圧用ピストン５２Ｃが往復運動をするときの往復式ポンプ５０Ｃ内の容積が最小となる位置から最大となる位置までの移動距離である。リニアアクチュエータ３０Ｂは昇圧用ピストン５２Ｃを駆動させるため、昇圧用ピストン５２Ｃのストローク長は任意に設定することができる。
ストローク長は往復式ポンプ５０Ｃ内の容積が最小となる位置を基準として設定される。この位置を基準としてストローク長を調整することで、ストローク長をどのように設定しても、往復式ポンプ５０Ｃ内の液体燃料は各サイクルで全て吐出されることとなる。
【００７２】
図６の実線は本実施形態における昇圧用ピストン５２Ｃの速度の時間変動の他の一例を示す図であり、横軸が時間、縦軸が速度であり、吐出時の昇圧用ピストン５２Ｃの速度を正としている。すなわち、ピストン速度が正である時間ｔ０からｔ１にかけて往復式ポンプ５０Ｃは燃料を吐出し、ピストン速度が負である時間ｔ１からｔ５にかけて往復式ポンプ５０Ｃは燃料を吸入する。なお、図６に示す時間ｔ０〜ｔ５は、図４に示す時間ｔ０〜ｔ６および図５に示す時間ｔ０〜ｔ４とは異なる。
【００７３】
また、図６の一点鎖線は昇圧用ピストン５２Ｃが単振動運動をする場合の昇圧用ピストン５２Ｃの速度の時間変動である。昇圧用ピストン５２Ｃが単振動運動をする場合（一点鎖線）、ピストン速度が正である時間ｔ０からｔ２にかけて往復式ポンプ５０Ｃは燃料を吐出し、ピストン速度が負である時間ｔ２からｔ５にかけて往復式ポンプ５０Ｃは燃料を吸入する。
なお、対比のために、本実施形態の場合（実線）と単振動の場合（一点鎖線）とで周期およびストロークを同一としている。すなわち、本実施形態の場合（実線）の時間ｔ０からｔ１にかけて（吐出時）の速度の積分値は、単振動の場合（一点鎖線）の時間ｔ０からｔ２にかけて（吐出時）の速度の積分値と同一である。同様に、本実施形態の場合（実線）の時間ｔ１からｔ５にかけて（吸入時）の速度の積分値は、単振動の場合（一点鎖線）の時間ｔ２からｔ５にかけて（吸入時）の速度の積分値と同一である。
【００７４】
図６の実線では、吸入開始時（ｔ１）からｔ３までの間、昇圧用ピストン５２Ｃを加速し、ｔ３からｔ４までの間、一定の速度で昇圧用ピストン５２Ｃを移動させ、ｔ４から吸入終了時（ｔ５）までの間、昇圧用ピストン５２Ｃを減速している。
【００７５】
図６の実線では、ｔ１からｔ３までの間に昇圧用ピストン５２Ｃの加速度が吸入時の最大加速度となるときがある。この最大加速度は図６の実線のｔ１からｔ３までの傾きの絶対値の最大値である。
一方、昇圧用ピストン５２Ｃが単振動する場合（一点鎖線）、昇圧用ピストン５２Ｃの加速度が最大となるときは吸入開始時（ｔ２）であり、最大加速度は図６の一点鎖線のｔ２における傾きの絶対値である。
【００７６】
図６に示すように昇圧用ピストン５２Ｃを制御する場合でも、吸入時の昇圧用ピストン５２Ｃの最大加速度（ｔ１からｔ３までの実線の傾きの絶対値の最大値）が単振動の場合の最大加速度（一点鎖線のｔ２における傾きの絶対値）よりも小さくなるように、リニアアクチュエータ３０Ｂが制御されている。このため、昇圧用シリンダ５１Ｃ内の圧力が急激に低下することを防ぎ、キャビテーションの発生を抑制することができる。
【００７７】
なお、図５の場合は、昇圧用ピストン５２Ｃの一周期（ｔ０からｔ４までの時間）における、燃料を吐出する期間（ｔ０からｔ１までの間）と燃料を吸入する期間（ｔ１からｔ４までの間）とが等しい。これに対し、図６の場合は、昇圧用ピストン５２の一周期（ｔ０からｔ５までの時間）における、燃料を吐出する期間（ｔ０からｔ１までの間）よりも、燃料を吸入する期間（ｔ１からｔ５までの間）のほうが長くなっている。
【００７８】
このため、吸入時に昇圧用ピストン５２Ｃを加速する期間（図６のｔ１からｔ３までの間）をより長くすることができ、最大加速度をさらに小さくすることができる。
また、図６に示すように、燃料を吸入する期間（ｔ１からｔ５までの間）を吐出する期間（ｔ０からｔ１までの間）よりも長くすることで、吸入時の昇圧用ピストン５２の最大速度（実線のｔ３からｔ４までの間の速度の絶対値）を単振動の場合よりも小さくすることができる。このため、最大速度まで加速するための加速度の最大値を小さくすることができる。
【００７９】
なお、上記実施形態においては、燃料を吸入する時間と燃料を吐出する時が同じ場合（図５）、燃料を吸入する時間が燃料を吐出する時間よりも長い場合（図６）について説明したが、燃料を吸入する時間が燃料を吐出する時間よりも短くてもよい。
【００８０】
また、複数の往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃが低圧燃料供給管１２と高圧燃料供給管１３との間に並列に設けられているため、往復式ポンプの数を容易に変更することができる。また、複数の往復式ポンプのうち、いずれかにトラブルが発生したときや、メンテナンスを行うときでも、その何れかの往復式ポンプを取り外し、他の往復式ポンプを駆動し続けることができる。
【００８１】
また、往復式ポンプ５０Ｃは他の往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂとは独立して制御可能であるため、内燃機関９０の燃料需要に応じて供給される燃料の量を変更することもできる。また、往復式ポンプ５０Ｃの昇圧用ピストン５２Ｃの動作は他の往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂによって拘束されることがないためピストンストロークを自由に調整することができる。このため、他の往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂと独立して往復式ポンプ５０Ｃの吐出量を調整することができる。
【００８２】
また、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂを駆動するリニアアクチュエータ３０Ａにインバータモータを用いることで、サーボモータを用いる場合と比較して装置を安価にすることができる。
【００８３】
また、昇圧用ピストン５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃの位置を検出する位置センサを設けることで、確実に昇圧用ピストン５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃの速度や位置を調節することができる。
【００８４】
なお、上記説明においては、３台の往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃを用いる場合について説明したが、本発明はこれに限らず、任意の数の燃料供給部を用いることができる。また、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの形状は図２、図３に示される形状のものに限定されることなく、任意の形状の往復式ポンプを用いることができる。
【００８５】
〔第２実施形態〕
図７は第２の実施形態に係る燃料供給装置１０Ｂの概略構成図である。本実施形態の燃料供給装置１０Ｂは、第１実施形態の燃料供給装置１０Ａとは、燃料供給部２０Ｂの構成が異なる。なお、燃料供給部２０Ｂ以外の構成は第１実施形態と同様であるので、説明を割愛する。
【００８６】
本実施形態の燃料供給部２０Ｂは、第１実施形態の燃料供給部２０Ａの構成に加えて、さらに、リニアアクチュエータ３０Ｃと、往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅとを備える。
図８はリニアアクチュエータ３０Ｃおよび往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅの断面図である。なお、リニアアクチュエータ３０Ｃの構成は、第１実施形態のリニアアクチュエータ３０Ａの構成と同様である。このため、リニアアクチュエータ３０Ｃの構成については、リニアアクチュエータ３０Ａの構成と同じ数字で異なる文字の符号を付して説明を割愛する。
また、往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅの構成は、第１実施形態の往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂの構成と同様である。このため、往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅの構成については、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂの構成と同じ数字で異なる文字の符号を付して説明を割愛する。燃料供給部２０Ｂのその他の構成は、第１実施形態の燃料供給部２０Ａの構成と同様であるので、説明を割愛する。
【００８７】
本実施形態においては、リニアアクチュエータ３０Ａおよび往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂに加えて、リニアアクチュエータ３０Ｃおよび往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅを備えるので、以下に説明するように、リニアアクチュエータ３０Ａの往復運動の位相とリニアアクチュエータ３０Ｃの往復運動の位相とをずらすことで、脈動を低減することができる。
【００８８】
図９（ａ）は往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂの吐出量の合計量の時間変動の一例を示す図であり、図９（ｂ）は往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量の時間変動の一例を示す図であり、図９（ｃ）は往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量の時間変動の一例を示す図であり、図９（ｄ）は往復式ポンプ５０Ｃの吐出量の時間変動の一例を示す図であり、図９（ｅ）は往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量の時間変動の一例を示す図である。なお、図９は、内燃機関９０の出力が一定の場合の時間変動の一例である。
【００８９】
往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂは同一のリニアアクチュエータ３０Ａの両端部に設けられているため、往復式ポンプ５０Ａからの吐出と往復式ポンプ５０Ｂからの吐出は交互に行われ、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂの吐出量の合計量は図９（ａ）に示すように変動する。図９（ａ）において、時間ｔ０からｔ１の間に往復式ポンプ５０Ａからの吐出量が増加し、時間ｔ１からｔ５の間の往復式ポンプ５０Ａからの吐出量は一定（ｖ）であり、時間ｔ５からｔ６の間に往復式ポンプ５０Ａからの吐出量が減少する。時間ｔ６からｔ１２の間の往復式ポンプ５０Ａからの吐出量はゼロである。
一方、時間ｔ０からｔ６の間の往復式ポンプ５０Ｂからの吐出量はゼロである。時間ｔ６からｔ７の間に往復式ポンプ５０Ｂからの吐出量が増加し、時間ｔ７からｔ１１の間の往復式ポンプ５０Ｂからの吐出量は一定（ｖ）であり、時間ｔ１１からｔ１２の間に往復式ポンプ５０Ｂからの吐出量が減少する。
【００９０】
往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅは同一のリニアアクチュエータ３０Ｃの両端部に設けられているため、往復式ポンプ５０Ｄからの吐出と往復式ポンプ５０Ｅからの吐出は交互に行われ、往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量は図９（ｂ）に示すように変動する。ここで、リニアアクチュエータ３０Ｃの往復運動はリニアアクチュエータ３０Ａの往復運動と１／４周期ずれている。図９（ｂ）において、時間ｔ０からｔ２の間に往復式ポンプ５０Ｄの吐出量が一定（ｖ）であり、時間ｔ２からｔ３の間に往復式ポンプ５０Ｄからの吐出量が減少する。時間ｔ３からｔ９の間の往復式ポンプ５０Ｄからの吐出量はゼロである。時間ｔ９からｔ１０の間に往復式ポンプ５０Ｄからの吐出量が増加し、時間ｔ１０からｔ１２の間の往復式ポンプ５０Ｄからの吐出量は一定（ｖ）である。
一方、時間ｔ０からｔ３の間に往復式ポンプ５０Ｅの吐出量はゼロである。時間ｔ３からｔ４の間に往復式ポンプ５０Ｅからの吐出量が増加し、時間ｔ４からｔ８の間の往復式ポンプ５０Ｅからの吐出量は一定（ｖ）であり、時間ｔ８からｔ９の間に往復式ポンプ５０Ｅからの吐出量が減少する。時間ｔ９からｔ１２の間の往復式ポンプ５０Ｅの吐出量はゼロである。
【００９１】
このため、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量の時間変動は、図９（ｃ）に示すようになる。ここで、リニアアクチュエータ３０Ｃの往復運動がリニアアクチュエータ３０Ａの往復運動と１／４周期ずれているため、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂの吐出量の合計量が最大吐出量（ｖ）よりも小さくなるとき（ｔ０〜ｔ１、ｔ５〜ｔ７、ｔ１１〜ｔ１２）と、往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量が最大吐出量（ｖ）よりも小さくなるとき（ｔ２〜ｔ４、ｔ８〜ｔ１０）とが重ならないため、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量の変動量は最大でｖとなる。このため、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量の最大値（２ｖ）に対して変化量を１／２とすることができる。
【００９２】
本実施形態においては、内燃機関９０の出力が一定の場合において、往復式ポンプ５０Ａ〜５０Ｅのそれぞれから吐出される燃料の吐出速度（単位時間当たりの燃料の吐出量）の合計が一定となるように、コントローラ２１がリニアアクチュエータ３０Ｂの駆動を調節することが好ましい。
図９（ｃ）に示すように、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量が最大値（２ｖ）よりも小さくなるのは、時間ｔ０〜ｔ１、ｔ２〜ｔ４、ｔ５〜ｔ７、ｔ８〜ｔ１０、ｔ１１〜ｔ１２の間である。そこで、本実施形態においては、図９（ｄ）に示すように、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量が最大値（２ｖ）から減少した差分量を補うように、往復式ポンプ５０Ｃの吐出量を調整する。これにより、図９（ｅ）に示すように、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量を一定の値（２ｖ）とすることができる。すなわち、第２実施形態の燃料供給部２０Ｂでは、燃料の最大吐出量（２ｖ）を、第１実施形態の燃料供給部２０Ａによる燃料の最大吐出量（ｖ）の２倍とすることができる。さらに、リニアアクチュエータ３０Ｃおよび往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅからなるユニットと同様のユニットを追加することで、燃料の最大吐出量をさらに増加させることができる。
一方、リニアアクチュエータ３０Ａおよび往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂからなるユニット、リニアアクチュエータ３０Ｃおよび往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅからなるユニットのいずれかに故障が生じた場合でも、故障したユニットを取り外して交換、修理することができ、残ったユニットのみで第１実施形態と同様に稼動を続けることができるため、稼働率を高めることができる。
【００９３】
また、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｄ、５０Ｅを駆動するリニアアクチュエータ３０Ａ、３０Ｃにインバータモータを用いることで、サーボモータを用いる場合と比較して装置を安価にすることができる。
【００９４】
図１０（ａ）は往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂの吐出量の合計量の時間変動の他の一例を示す図であり、図１０（ｂ）は往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量の時間変動の他の一例を示す図であり、図１０（ｃ）は往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量の時間変動の他の一例を示す図であり、図１０（ｄ）は往復式ポンプ５０Ｃの吐出量の時間変動の他の一例を示す図であり、図１０（ｅ）は往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量の時間変動の他の一例を示す図である。
【００９５】
図１０（ａ）においては、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂの吐出量の合計量は図９（ａ）と同様に変動している。
図１０（ｂ）においては、時間ｔ０からｔ４の間に往復式ポンプ５０Ｃの吐出量が一定（ｖ）であり、時間ｔ４からｔ５の間に往復式ポンプ５０Ｃからの吐出量が減少する。時間ｔ５からｔ１１の間の往復式ポンプ５０Ｃからの吐出量はゼロである。時間ｔ１１からｔ１２の間に往復式ポンプ５０Ｃからの吐出量が増加する。
一方、時間ｔ０からｔ４の間に往復式ポンプ５０Ｅの吐出量はゼロである。時間ｔ４からｔ５の間に往復式ポンプ５０Ｅからの吐出量が増加し、時間ｔ５からｔ１０の間の往復式ポンプ５０Ｅからの吐出量は一定（ｖ）であり、時間ｔ１０からｔ１１の間に往復式ポンプ５０Ｅからの吐出量が減少する。時間ｔ１１からｔ１２の間の往復式ポンプ５０Ｅの吐出量はゼロである。
【００９６】
このため、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量の時間変動は、図１０（ｃ）に示すようになる。ここで、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂの吐出量の合計量が減少するとき（時間ｔ５からｔ６の間および時間ｔ１１からｔ１２の間）に、往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量が増加し、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂの吐出量の合計量の減少速度と往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量の増加速度とが等しくなるように、リニアアクチュエータ３０Ａ、３０Ｃが制御されている。このため、時間ｔ５からｔ６の間および時間ｔ１１からｔ１２の間において、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量は一定（ｖ）となる。
【００９７】
図１０（ｃ）に示すように、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量が最大値（２ｖ）よりも小さくなるのは、時間ｔ０〜ｔ１、ｔ４〜ｔ７、ｔ１０〜ｔ１２の間である。そこで、本実施形態においては、図１０（ｄ）に示すように、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量が最大値（２ｖ）から減少した差分量を補うように、往復式ポンプ５０Ｃの吐出量を調整する。これにより、図１０（ｅ）に示すように、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量を一定の値（２ｖ）とすることができる。
【００９８】
なお、図９の場合には、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｄ、５０Ｅの昇圧用ピストン５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｄ、５２Ｅが１往復する間に、往復式ポンプ５０Ｃの昇圧用ピストン５２Ｃが４往復する必要がある。一方、図１０の場合は、昇圧用ピストン５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｄ、５２Ｅが１往復する間に、昇圧用ピストン５２Ｃが２往復すればよい。このため、図１０の場合のほうが、往復式ポンプ５０Ｃを動作させるリニアアクチュエータ３０Ｂに用いられる油圧ポンプ３３Ｂに要求される応答速度が低くなるため、より応答速度が低い油圧ポンプを用いることができる。
【００９９】
なお、図１０では、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂの吐出量の合計量が減少するとき（時間ｔ５からｔ６の間および時間ｔ１１からｔ１２の間）に、往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量が増加し、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂの吐出量の合計量の減少速度と往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量の増加速度とが等しくなるように、リニアアクチュエータ３０Ａ、３０Ｃを制御することとしたが、本発明はこれに限られない。例えば、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂの吐出量の合計量が増加するときに、往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量が減少し、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂの吐出量の合計量の増加速度と往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅの吐出量の合計量の減少速度とが等しくなるように、リニアアクチュエータ３０Ａ、３０Ｃを制御してもよい。
【０１００】
なお、上記実施形態においては、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂおよび往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅによる最大吐出量（ｖ）を同一としたが、本発明はこれに限られない。例えば、往復式ポンプ５０Ｄ、５０Ｅによる最大吐出量を往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂによる最大吐出量の数倍としてもよい。
【０１０１】
また、上記実施形態においては、往復式ポンプ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、５０Ｅの昇圧用シリンダ５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ、５１Ｅを水平方向に駆動した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、昇圧用シリンダ５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ、５１Ｅを垂直方向に駆動してもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１０Ａ、１０Ｂ    燃料供給装置
１１    液体燃料タンク
１２    低圧燃料供給管
１３    高圧燃料供給管
１４    熱交換器
１５    高温燃料供給管
１６    調圧弁
１７    圧力計
２０Ａ、２０Ｂ  燃料供給部
２１    コントローラ
３０Ａ、３０Ｂ    リニアアクチュエータ
３１Ａ    インバータ
３１Ｂ    サーボアンプ
３２Ａ、３２Ｂ    電動モータ
３３Ａ、３３Ｂ    油圧ポンプ
３４Ａ、３４Ｂ    第１の油圧配管
３５Ａ、３５Ｂ    第２の油圧配管
４１Ａ、４１Ｂ    油圧シリンダ
４２Ａ、４２Ｂ    油圧ピストン
４３Ａ、４３Ｂ    作動油収容空間
４３ａ  第１チャンバ
４３ｂ  第２チャンバ
４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｃ、４７Ｄ    ピストンロッド
４９Ａ、４９Ｂ、４９Ｃ    連結部
５０Ａ    （第１）往復式ポンプ
５０Ｂ    （第２）往復式ポンプ
５０Ｃ    （第３）往復式ポンプ
５０Ｄ    （第４）往復式ポンプ
５０Ｅ    （第５）往復式ポンプ
５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ、５１Ｅ    昇圧用シリンダ
５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄ、５２Ｅ    昇圧用ピストン
５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、５３Ｄ、５３Ｅ    シリンダライナ
５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄ、５４Ｅ    カバー
５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃ、５５Ｄ、５５Ｅ    吸入口
５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄ、５６Ｅ    吐出口
６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ、６０Ｅ    弁箱
６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄ、６１Ｅ    吐出流路
６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄ、６２Ｅ    吐出用逆止弁
６４Ａ、６４Ｂ、６５Ｃ、６５Ｄ、６５Ｅ    吸入流路
６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃ、６５Ｄ、６５Ｅ    吸入用逆止弁
７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｄ    位置センサ
８０    制御部
９０    内燃機関
【図１】
0006586681.tif 000002
【図２】
0006586681.tif 000003
【図３】
0006586681.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006586681.tif 000006
【図６】
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【図７】
0006586681.tif 000008
【図８】
0006586681.tif 000009
【図９】
0006586681.tif 000010
【図１０】
0006586681.tif 000011