JP4613596B2

JP4613596B2 - Fuel supply device

Info

Publication number: JP4613596B2
Application number: JP2004355575A
Authority: JP
Inventors: 長田　　喜芳; 晶也大竹
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-04-02
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2024-12-08
Also published as: JP2005315243A

Description

本発明は、自動二輪車用のインタンク式の燃料ポンプを用いた燃料供給装置に関する。 The present invention relates to a fuel supply device using an in-tank fuel pump for a motorcycle.

従来、コイルを巻回した回転子に供給する電流を整流子で制御して回転子を回転させるモータが知られている。そして、燃料タンクの燃料を吸入して、燃料消費装置であるエンジンに燃料を供給する燃料ポンプの駆動源として、前述したような整流子制御のモータが用いられている（例えば、特許文献１参照）。しかし、整流子制御のモータでは、整流子とブラシとの摺動抵抗、ならびに整流子を各セグメントに分割するために設けた溝が受ける流体抵抗により、モータ効率が低下し、結果として燃料ポンプの効率が低下するという問題がある。ここで燃料ポンプの効率とは、（モータ効率）・（ポンプ効率）で表される。モータ効率およびポンプ効率は、燃料ポンプのモータ部に供給する駆動電流をＩ、印加する電圧をＶ、モータ部のトルクをＴ、モータ部の回転数をＮ、燃料ポンプが吐出する燃料圧力をＰ、燃料吐出量をＱとすると、（モータ効率）＝（Ｔ・Ｎ）／（Ｉ・Ｖ）、（ポンプ効率）＝（Ｐ・Ｑ）／（Ｔ・Ｎ）で表される。したがって、（燃料ポンプの効率）＝（モータ効率）・（ポンプ効率）＝（Ｐ・Ｑ）／（Ｉ・Ｖ）である。
また、整流子制御のモータには、整流子とブラシとの摺動箇所の摩耗によりモータ寿命が短くなるという問題がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a motor that rotates a rotor by controlling a current supplied to a rotor around which a coil is wound with a commutator. A commutator-controlled motor as described above is used as a drive source of a fuel pump that sucks fuel in a fuel tank and supplies fuel to an engine that is a fuel consuming device (see, for example, Patent Document 1). ). However, in the commutator-controlled motor, the motor resistance is reduced due to the sliding resistance between the commutator and the brush, and the fluid resistance received by the grooves provided to divide the commutator into segments. There is a problem that efficiency decreases. Here, the efficiency of the fuel pump is expressed by (motor efficiency) / (pump efficiency). The motor efficiency and pump efficiency are: I for the drive current supplied to the motor part of the fuel pump, V for the applied voltage, T for the torque of the motor part, N for the rotation speed of the motor part, and P for the fuel pressure discharged by the fuel pump. When the fuel discharge amount is Q, (motor efficiency) = (T · N) / (I · V), (pump efficiency) = (P · Q) / (T · N). Therefore, (efficiency of fuel pump) = (motor efficiency) · (pump efficiency) = (P · Q) / (I · V).
Further, the commutator-controlled motor has a problem that the motor life is shortened due to wear of the sliding portion between the commutator and the brush.

特公平７−８５６４２号公報Japanese Patent Publication No. 7-85642

ところで、搭載スペースが狭いために搭載できるバッテリー容量が小さい二輪自動車に、四輪自動車の整流子制御モータを駆動源とする燃料ポンプを用いようとすると、燃料ポンプの効率が低いので、燃料ポンプに供給する電力の確保が困難になることがある。また、二輪自動車用の体格の小さい燃料タンクの場合、燃料タンク内に燃料ポンプを設置することは困難である。 By the way, if you try to use a fuel pump that uses a commutator control motor of a four-wheeled vehicle as a drive source for a two-wheeled vehicle with a small battery capacity that can be mounted because the mounting space is small, the efficiency of the fuel pump is low. Securing the power to be supplied may be difficult. In the case of a fuel tank with a small size for a two-wheeled vehicle, it is difficult to install a fuel pump in the fuel tank.

また、二輪自動車には劣化燃料や例えばアルコールを含んだ低質燃料が使用される恐れがあり、このような劣化燃料や低質燃料を使用した二輪自動車に整流子制御モータを用いた燃料ポンプを搭載すると、整流子とブラシとの摺動箇所に電食や腐食が発生し、電気的な導通不良を起こす恐れがある。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、高効率かつ小型であり、耐油性が高く長寿命の燃料ポンプを二輪自動車の燃料タンク内に設置することを目的とする。 In addition, there is a possibility that deteriorated fuel or low quality fuel containing alcohol, for example, may be used for two-wheeled vehicles. If a two-wheeled vehicle using such deteriorated fuel or low-quality fuel is equipped with a fuel pump using a commutator control motor. Electrolytic corrosion and corrosion may occur at the sliding portion between the commutator and the brush, which may cause poor electrical conduction.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to install a fuel pump having high efficiency and small size, high oil resistance and long life in a fuel tank of a motorcycle.

請求項１から１２記載の発明では、ステータコアに巻回されたコイルへの通電が制御されることによりステータコアの周方向に形成する磁極が切り換わり、この磁極の切り換わりによって回転子とともにポンプ部の回転部材が回転し、燃料を昇圧する。つまり、ブラシレスモータを用いた燃料ポンプを二輪自動車の燃料タンク内に設置している。ブラシレスモータは整流子を用いないので、整流子制御モータに比べて摺動抵抗および流体抵抗を低減できる。これにより、前述したモータ効率が向上し、その結果燃料ポンプの効率が向上するので、同出力の場合、モータを小型化し低電流化できる。したがって、四輪自動車に比べて体格の小さい二輪自動車の燃料タンク内に燃料ポンプを設置できる。
また、ブラシレスモータは整流子を用いないので、劣化燃料や低質燃料を使用しても、整流子制御モータのように整流子とブラシとの摺動箇所に電食や腐食が発生しない。さらに、整流子とブラシとの摺動摩耗が発生しないので燃料ポンプの寿命が長くなる。
また、請求項１から１２記載の発明では、コイルに供給する駆動電流を制御する制御装置を燃料タンクの開口部を塞ぐ蓋部材の外側に取り付けているので、燃料タンク内に設置する場合に比べ制御装置のシールが容易である。また、コイルに供給する駆動電流を制御する制御装置を燃料ポンプ内に搭載していないので、燃料ポンプの小型化が容易である。 In the first to twelfth aspects of the present invention, the magnetic poles formed in the circumferential direction of the stator core are switched by controlling the energization of the coils wound around the stator core, and the switching of the magnetic poles causes the pump portion together with the rotor. The rotating member rotates and boosts the fuel. That is, a fuel pump using a brushless motor is installed in a fuel tank of a two-wheeled vehicle. Since a brushless motor does not use a commutator, sliding resistance and fluid resistance can be reduced compared to a commutator control motor. Thereby, the motor efficiency described above is improved, and as a result, the efficiency of the fuel pump is improved. Therefore, in the case of the same output, the motor can be reduced in size and the current can be reduced. Therefore, a fuel pump can be installed in the fuel tank of a two-wheeled vehicle that is smaller than a four-wheeled vehicle.
Further, since the brushless motor does not use a commutator, even if deteriorated fuel or low-quality fuel is used, no electrolytic corrosion or corrosion occurs at the sliding portion between the commutator and the brush unlike the commutator control motor. Furthermore, since the sliding wear between the commutator and the brush does not occur, the life of the fuel pump is extended.
In the inventions according to claims 1 to 12, since the control device for controlling the drive current supplied to the coil is attached outside the lid member that closes the opening of the fuel tank, it is compared with the case where it is installed in the fuel tank. The controller can be easily sealed. Further, since the control device for controlling the drive current supplied to the coil is not mounted in the fuel pump, the fuel pump can be easily downsized.

請求項２に記載したように、エンジンの排気量が１５０ｃｃ以下の二輪自動車の場合、燃料ポンプに要求される燃料吐出量は、四輪自動車に比べ、例えば１／１０〜１／３程度少なくなる。その結果、燃料ポンプを駆動する駆動電流も小さくでき、駆動電流を制御する制御装置の、例えばパワースイッチング素子に安価な素子を使用できる。
また、排気量が１５０ｃｃ以下の二輪自動車の場合、燃料タンクの容量が四輪自動車に比べて例えば１／１０程度であるから、小型化可能なブラシレスモータを燃料ポンプの駆動源として用いることが好適である。 As described in claim 2, in the case of a two-wheeled vehicle having an engine displacement of 150 cc or less, the fuel discharge amount required for the fuel pump is, for example, about 1/10 to ３ less than that of a four-wheeled vehicle. . As a result, the drive current for driving the fuel pump can be reduced, and an inexpensive element can be used for the power switching element of the control device for controlling the drive current.
Further, in the case of a two-wheeled vehicle having a displacement of 150 cc or less, the capacity of the fuel tank is, for example, about 1/10 of that of a four-wheeled vehicle. Therefore, it is preferable to use a brushless motor that can be miniaturized as a fuel pump drive source. It is.

請求項３記載の発明では、燃料ポンプが小型化され、コイルに供給される駆動電流の合計が１Ａ以下であるから、コイルに供給する駆動電流を制御する制御装置の、例えばパワースイッチング素子に安価な素子を使用できる。
請求項４記載の発明では、要求される燃料ポンプの燃料吐出量が５Ｌ／ｈ以上３０Ｌ／ｈ以下であるから、燃料ポンプを駆動する駆動電流が小さくなり、駆動電流を制御する制御装置の、例えばパワースイッチング素子に安価な素子を使用できる。 In the invention according to claim 3, since the fuel pump is downsized and the total drive current supplied to the coil is 1 A or less, the control device for controlling the drive current supplied to the coil is inexpensive, for example, a power switching element. Can be used.
In the invention according to claim 4, since the required fuel discharge amount of the fuel pump is 5 L / h or more and 30 L / h or less, the drive current for driving the fuel pump is reduced, and the control device for controlling the drive current is For example, an inexpensive element can be used as the power switching element.

請求項６記載の発明では、回転方向に複数の羽根溝を有している回転部材の外径を２６ｍｍ未満に設定することにより、燃料ポンプを小径化できる。
請求項７記載の発明では、回転方向に複数の羽根溝を有している回転部材の外径を１２．１ｍｍ以上２６ｍｍ未満にすることにより、回転部材の外径が２６ｍｍのものとほぼ同じか、それ以上の燃料ポンプの効率を実現する。 In the invention according to claim 6, the fuel pump can be reduced in diameter by setting the outer diameter of the rotating member having a plurality of blade grooves in the rotating direction to be less than 26 mm.
In the invention according to claim 7, whether the outer diameter of the rotating member having a plurality of blade grooves in the rotating direction is 12.1 mm or more and less than 26 mm, the outer diameter of the rotating member is substantially the same as that of 26 mm. Realize more fuel pump efficiency.

請求項９記載の発明では、コイルが樹脂モールドされているので、例えば劣化燃料または低質燃料を使用した場合にも、コイルと燃料との界面距離を長くすることができる。したがって、燃料がコイルに触れるのを抑制し、その結果としてコイルの電食および腐食を抑制できる。 In the ninth aspect of the invention, since the coil is resin-molded, for example, even when deteriorated fuel or low-quality fuel is used, the interface distance between the coil and the fuel can be increased. Therefore, it can suppress that a fuel touches a coil and, as a result, can suppress the electrolytic corrosion and corrosion of a coil .

ところでブラシレスモータでは、回転子の回転位置を検出し、コイルへの通電を制御する必要がある。そこで、請求項１０記載の発明では、通電を停止したコイルに発生する誘導起電力に基づいて回転子の回転位置を検出し、コイルへの通電を制御する。これによると、回転子の回転位置を検出するために、ホール素子等の検出素子を用いる必要がない。したがって、回転子の回転位置を安価に検出できる。 By the way, in the brushless motor, it is necessary to detect the rotational position of the rotor and control the energization to the coil. Accordingly, in the invention described in claim 10 , the rotational position of the rotor is detected based on the induced electromotive force generated in the coil that has been de-energized, and the energization to the coil is controlled. According to this, it is not necessary to use a detection element such as a Hall element in order to detect the rotational position of the rotor. Therefore, the rotational position of the rotor can be detected at low cost.

また、例えば小型の自動二輪車においては、エンジンへの燃料供給に電気駆動式の燃料ポンプを搭載した構成であっても、バッテリーが完全放電した状態でキックレバーをキックしエンジンを始動することが求められることがある。そのためには、燃料ポンプ、エンジン制御装置等のエンジン始動に必要な電気部品にキックにより発生する限られた電力を供給して作動させる必要がある。 Also, for example, in a small motorcycle, even if the fuel supply to the engine is equipped with an electrically driven fuel pump, it is required to kick the kick lever and start the engine with the battery fully discharged. May be. For this purpose, it is necessary to supply the electric parts necessary for starting the engine, such as a fuel pump and an engine control device, by supplying the limited electric power generated by the kick.

そこで請求項１から１２記載の発明では、燃料ポンプの始動時にコイルに流れる電流値を所定値以下に制限することにより、エンジン始動時に燃料ポンプで消費する電力量を抑制している。また、バッテリーが完全放電している場合にはキックレバーをキックすることにより、電解コンデンサに電力を蓄積して燃料ポンプの始動電力を供給する。これにより、例えばバッテリーが完全放電した状態でキック始動する場合においても、燃料ポンプを含め、エンジン制御装置等のエンジン始動に必要な電気部品にキックにより発生する限られた電力を供給し、エンジンを始動できる。 Therefore, in the inventions according to claims 1 to 12, the amount of electric power consumed by the fuel pump when starting the engine is suppressed by limiting the value of the current flowing through the coil to a predetermined value or less when the fuel pump is started . When the battery is completely discharged, the kick lever is kicked to accumulate electric power in the electrolytic capacitor and supply the starting power for the fuel pump. As a result, even when the kick start is performed with the battery completely discharged, for example, the limited electric power generated by the kick is supplied to the electrical components necessary for starting the engine, such as the engine control device, including the fuel pump. Can start.

請求項１１記載の発明では、コイルへの通電をスイッチングする三相回路部と、コイルに流れる電流値を所定値以下に制限する制限回路部とを一つの回路モジュールで構成している。その結果、異なる回路モジュールで構成する場合に比べ、三相回路部および制限回路部からなる回路モジュールの製造コストを低減できる。また、一つの回路モジュールで構成するので、三相回路部および制限回路部を小型化し、容易に組み付けることができる。 In the invention described in claim 11 , the three-phase circuit section for switching the energization to the coil and the limiting circuit section for limiting the value of the current flowing through the coil to a predetermined value or less are constituted by one circuit module. As a result, the manufacturing cost of the circuit module including the three-phase circuit unit and the limiting circuit unit can be reduced as compared with the case where the circuit module is configured with different circuit modules. Moreover, since it is configured with one circuit module, the three-phase circuit portion and the limiting circuit portion can be reduced in size and easily assembled.

請求項１２記載の発明では、コイルへの通電をスイッチングする三相回路部と、コイルに流れる電流値を所定値以下に制限する制限回路部とを異なる回路モジュールで構成しているので、既存の三相回路部に制限回路部を容易に追加できる。 In the invention described in claim 12, since the three-phase circuit unit for switching energization to the coil and the limiting circuit unit for limiting the current value flowing through the coil to a predetermined value or less are configured by different circuit modules, A limiting circuit can be easily added to the three-phase circuit .

以下、本発明の複数の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料ポンプを用いた燃料供給装置を図３に示す。燃料供給装置の燃料ポンプ１０は、二輪自動車の燃料タンク１内に設置されるインタンク式のウエスコポンプである。燃料ポンプ１０に要求される燃料吐出量は５Ｌ／ｈ以上３０Ｌ／ｈ以下である。燃料ポンプ１０は、サクションフィルタ２００を通して吸入した燃料タンク１内の燃料を昇圧して吐出する。燃料ポンプ１０が吐出した燃料は、逆止弁２０２を通り、プレッシャレギュレータ２０４で燃料圧力を調圧されて燃料消費装置であるエンジンに供給される。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
A fuel supply apparatus using the fuel pump according to the first embodiment of the present invention is shown in FIG. The fuel pump 10 of the fuel supply device is an in-tank type Wesco pump installed in the fuel tank 1 of a two-wheeled vehicle. The fuel discharge amount required for the fuel pump 10 is 5 L / h or more and 30 L / h or less. The fuel pump 10 pressurizes and discharges the fuel in the fuel tank 1 sucked through the suction filter 200. The fuel discharged from the fuel pump 10 passes through the check valve 202, is adjusted in fuel pressure by the pressure regulator 204, and is supplied to the engine which is a fuel consuming device.

燃料ポンプ１０に供給する駆動電流を制御する制御装置２１０は、燃料タンク１の開口部を塞ぐ蓋部材２の燃料タンク１の外側に取り付けられている。燃料ポンプ１０に駆動電流を供給する図示しない二輪自動車のバッテリー容量は、電圧が１２Ｖで電流が６Ａ〜１０Ａの範囲である。燃料ポンプ１０、サクションフィルタ２００、逆止弁２０２、プレッシャレギュレータ２０４、および制御装置２１０は特許請求の範囲に記載した燃料供給装置を構成している。 A control device 210 that controls the drive current supplied to the fuel pump 10 is attached to the outside of the fuel tank 1 of the lid member 2 that closes the opening of the fuel tank 1. The battery capacity of a two-wheeled vehicle (not shown) that supplies a driving current to the fuel pump 10 is in a range of a voltage of 12V and a current of 6A to 10A. The fuel pump 10, the suction filter 200, the check valve 202, the pressure regulator 204, and the control device 210 constitute the fuel supply device described in the claims.

図１および図２に示すように、燃料ポンプ１０は、モータ部１２と、モータ部１２の回転子３０の回転により駆動され、吸入した燃料を昇圧するポンプ部１３とを備えている。
モータ部１２は、所謂ブラシレスモータであり、ステータコア２０、コイル２４および回転子３０を有している。ステータコア２０は、磁性鋼板を軸方向に積層して形成されており、図２に示すように、モータ部１２の中心側に向けて突出するティース２２が周方向に等間隔に６個形成されている。各ティース２２にコイル２４が巻回されている。樹脂ハウジング１４は、ステータコア２０およびコイル２４をモールドしている。金属ハウジング１６は、樹脂ハウジング１４にインサート成形され、後述する吸入側カバー４０をかしめている。金属ハウジング１６に設けた複数の貫通孔１６ａに、樹脂ハウジング１４の樹脂が充填されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the fuel pump 10 includes a motor unit 12 and a pump unit 13 that is driven by the rotation of the rotor 30 of the motor unit 12 and boosts the sucked fuel.
The motor unit 12 is a so-called brushless motor, and includes a stator core 20, a coil 24, and a rotor 30. The stator core 20 is formed by laminating magnetic steel plates in the axial direction, and as shown in FIG. 2, six teeth 22 projecting toward the center side of the motor unit 12 are formed at equal intervals in the circumferential direction. Yes. A coil 24 is wound around each tooth 22. The resin housing 14 is molded with the stator core 20 and the coil 24. The metal housing 16 is insert-molded in the resin housing 14 and caulked with a suction side cover 40 described later. A plurality of through holes 16 a provided in the metal housing 16 are filled with the resin of the resin housing 14.

回転子３０は、シャフト３２、回転コア３４および永久磁石３６を有し、ステータコア２０の内周に回転可能に設置されている。永久磁石３６は、一部材で円筒状に形成され、回転コア３４の外周側に設置されている。永久磁石３６は、回転方向に８個の磁極部３７を形成している。８個の磁極部３７は、ステータコア２０と向き合う外周面側に回転方向に交互に異なる磁極を形成するように着磁されている。 The rotor 30 has a shaft 32, a rotating core 34, and a permanent magnet 36, and is rotatably installed on the inner periphery of the stator core 20. The permanent magnet 36 is formed in a cylindrical shape with one member, and is installed on the outer peripheral side of the rotary core 34. The permanent magnet 36 forms eight magnetic pole portions 37 in the rotation direction. The eight magnetic pole portions 37 are magnetized so as to form different magnetic poles alternately in the rotational direction on the outer peripheral surface facing the stator core 20.

ポンプ部１３は、吸入側カバー４０、吐出側カバー４２、およびインペラ５０を有している所謂ウエスコポンプである。吸入側カバー４０および吐出側カバー４２は、回転部材であるインペラ５０を回転可能に収容するケース部材である。吐出側カバー４２は、金属ハウジング１６により樹脂ハウジング１４と吸入側カバー４０との間に挟持されている。吸入側カバー４０および吐出側カバー４２は、後述するインペラ５０の羽根溝５４に沿ってポンプ通路１１０、１１２を形成している。 The pump unit 13 is a so-called Wesco pump including a suction side cover 40, a discharge side cover 42, and an impeller 50. The suction side cover 40 and the discharge side cover 42 are case members that rotatably accommodate an impeller 50 that is a rotating member. The discharge side cover 42 is sandwiched between the resin housing 14 and the suction side cover 40 by the metal housing 16. The suction side cover 40 and the discharge side cover 42 form pump passages 110 and 112 along a blade groove 54 of an impeller 50 described later.

インペラ５０を吸入側カバー４０側から見た斜視図である図４に示すように、インペラ５０は円板状に形成されている。インペラ５０の外周は環状部５２に囲まれており、環状部５２の内周側の回転軸方向両側に羽根溝５４が形成されている。インペラ５０の回転により吸入側カバー４０の燃料入口１００から吸入された燃料は、羽根溝５４の径方向外側からそれぞれポンプ通路１１０、１１２に流出し、回転方向後方に位置する羽根溝５４の径方向内側に流入する。そして、羽根溝５４からの流出、羽根溝５４への流入を次々と繰り返すことにより、旋回流となった燃料のエネルギーにより、ポンプ通路１１０、１１２の燃料が昇圧される。ポンプ通路１１０、１１２で昇圧された燃料は、吐出側カバー４２の燃料出口１２０から吐出され、ステータコア２０と回転子３０との間を通り、吐出口１３０から吐出される。 As shown in FIG. 4, which is a perspective view of the impeller 50 viewed from the suction side cover 40 side, the impeller 50 is formed in a disc shape. The outer periphery of the impeller 50 is surrounded by an annular portion 52, and blade grooves 54 are formed on both sides of the annular portion 52 on the inner peripheral side in the rotation axis direction. The fuel sucked from the fuel inlet 100 of the suction side cover 40 by the rotation of the impeller 50 flows out from the radially outer side of the blade groove 54 to the pump passages 110 and 112, respectively, and the radial direction of the blade groove 54 positioned rearward in the rotational direction. Flows inward. Then, the fuel in the pump passages 110 and 112 is boosted by the energy of the swirled fuel by repeating the outflow from the blade groove 54 and the inflow into the blade groove 54 one after another. The fuel pressurized in the pump passages 110 and 112 is discharged from the fuel outlet 120 of the discharge side cover 42, passes between the stator core 20 and the rotor 30, and is discharged from the discharge port 130.

前述した制御装置２１０は、燃料ポンプ１０のコイル２４に供給する駆動電流をスイッチングして制御する三相回路部である。図５に示すように、制御装置２１０は、制御回路２１２と、パワースイッチング素子２１４とを有している。制御装置２１０は、６個のティースに巻回されたコイル２４のうち２／３を駆動する三相全波を採用している。制御装置２１０は、回転子３０の回転により通電していないコイル２４に発生する誘導起電力を検出し、回転子３０の回転位置を判定する。そして、判定した回転子３０の回転位置に基づき、コイル２４に供給する駆動電流をパワースイッチング素子２１４により切り換えている。 The control device 210 described above is a three-phase circuit unit that switches and controls the drive current supplied to the coil 24 of the fuel pump 10. As shown in FIG. 5, the control device 210 includes a control circuit 212 and a power switching element 214. The controller 210 employs a three-phase full wave that drives 2/3 of the coils 24 wound around the six teeth. The control device 210 detects the induced electromotive force generated in the coil 24 that is not energized due to the rotation of the rotor 30, and determines the rotational position of the rotor 30. The drive current supplied to the coil 24 is switched by the power switching element 214 based on the determined rotational position of the rotor 30.

次に、燃料ポンプ１０の性能と、体格との関係について説明する。
まず、二輪自動車の燃料タンク１内に燃料ポンプ１０を設置するためには、図１に示す燃料ポンプ１０の最大外径であるポンプ外径Ｄ０が、Ｄ０＜３０ｍｍであることが望ましい。特に排気量１５０ｃｃ以下の二輪自動車の場合、燃料タンクが小さいので、要求性能を満たす範囲で燃料ポンプ１０の外径を極力小さくしたい。 Next, the relationship between the performance of the fuel pump 10 and the physique will be described.
First, in order to install the fuel pump 10 in the fuel tank 1 of a motorcycle, it is desirable that the pump outer diameter D0, which is the maximum outer diameter of the fuel pump 10 shown in FIG. 1, is D0 <30 mm. In particular, in the case of a two-wheeled vehicle having a displacement of 150 cc or less, the fuel tank is small, so it is desirable to make the outer diameter of the fuel pump 10 as small as possible within a range that satisfies the required performance.

図６に、燃料ポンプ１０の燃料吐出量を２０Ｌ／ｈ、燃料吐出圧を３００ｋＰａにした場合の、燃料ポンプ１０のポンプ外径Ｄ０と、モータ効率、ポンプ効率、総合効率との関係を示す。燃料ポンプ１０の効率である総合効率とは、（モータ効率）・（ポンプ効率）で表される。モータ効率およびポンプ効率は、モータ部１２に供給する駆動電流をＩ、印加する電圧をＶ、モータ部１２のトルクをＴ、モータ部１２の回転数をＮ、燃料ポンプ１０が吐出する燃料圧力をＰ、燃料吐出量をＱとすると、（モータ効率）＝（Ｔ・Ｎ）／（Ｉ・Ｖ）、（ポンプ効率）＝（Ｐ・Ｑ）／（Ｔ・Ｎ）で表される。したがって、（総合効率）＝（モータ効率）・（ポンプ効率）＝（Ｐ・Ｑ）／（Ｉ・Ｖ）である。つまり、総合効率は、燃料ポンプ１０に供給する電力に対して燃料ポンプ１０が行う仕事の効率を表している。 FIG. 6 shows the relationship between the pump outer diameter D0 of the fuel pump 10, the motor efficiency, the pump efficiency, and the overall efficiency when the fuel discharge amount of the fuel pump 10 is 20 L / h and the fuel discharge pressure is 300 kPa. The overall efficiency that is the efficiency of the fuel pump 10 is expressed by (motor efficiency) · (pump efficiency). The motor efficiency and the pump efficiency are: the drive current supplied to the motor unit 12 is I, the applied voltage is V, the torque of the motor unit 12 is T, the rotational speed of the motor unit 12 is N, and the fuel pressure discharged by the fuel pump 10 When P and the fuel discharge amount are Q, they are expressed by (motor efficiency) = (T · N) / (I · V), (pump efficiency) = (P · Q) / (T · N). Therefore, (total efficiency) = (motor efficiency) · (pump efficiency) = (P · Q) / (I · V). That is, the overall efficiency represents the efficiency of work performed by the fuel pump 10 with respect to the electric power supplied to the fuel pump 10.

図６から分かるように、燃料ポンプ１０のポンプ外径Ｄ０が１４ｍｍのとき、ポンプ外径Ｄ０が３０ｍｍのときとほぼ同等の総合効率である。したがって、燃料ポンプ１０のポンプ外径Ｄ０は１４ｍｍ≦Ｄ０＜３０ｍｍであることが望ましい。特に、ポンプ外径Ｄ０が２０ｍｍの付近で、総合効率が最大になっている。ここで、ポンプ外径Ｄ０と、インペラ５０の外径Ｄ１とはほぼ比例関係にあり、ポンプ外径Ｄ０が３０ｍｍのとき、インペラ外径Ｄ１は２６ｍｍである。したがって、１４ｍｍ≦Ｄ０＜３０ｍｍを満たすインペラ外径Ｄ１の範囲は、１２．１ｍｍ≦Ｄ１＜２６ｍｍである。 As can be seen from FIG. 6, when the pump outer diameter D0 of the fuel pump 10 is 14 mm, the overall efficiency is almost the same as when the pump outer diameter D0 is 30 mm. Therefore, the pump outer diameter D0 of the fuel pump 10 is desirably 14 mm ≦ D0 <30 mm. Particularly, the overall efficiency is maximized when the pump outer diameter D0 is around 20 mm. Here, the pump outer diameter D0 and the outer diameter D1 of the impeller 50 are substantially proportional to each other. When the pump outer diameter D0 is 30 mm, the impeller outer diameter D1 is 26 mm. Therefore, the range of the impeller outer diameter D1 that satisfies 14 mm ≦ D0 <30 mm is 12.1 mm ≦ D1 <26 mm.

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図７に示す。ポンプ部６０が第１実施形態のポンプ部１３と異なる以外は、実質的に第１実施形態の構成と同一である。尚、第１実施形態と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
第２実施形態では、ポンプ部６０は、トロコイドポンプを構成している。ハウジング６２の内周側にアウタロータ６４が収容され、アウタロータ６４の内周側にインナロータ６６が収容されている。アウタロータ６４の内周に形成した内歯６５と、インナロータ６６の外周に形成した外歯６７とが噛み合っている。アウタロータ６４の中心はインナロータ６６の中心に対して偏心しており、内歯６５の数は外歯６７の数よりも１個多い。モータ部１２の駆動力によりインナロータ６６が回転するとアウタロータ６４も回転し、アウタロータ６４とインナロータ６６との間の燃料が昇圧される。 (Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. Except for the pump unit 60 being different from the pump unit 13 of the first embodiment, the configuration is substantially the same as that of the first embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the substantially same component as 1st Embodiment.
In the second embodiment, the pump unit 60 constitutes a trochoid pump. An outer rotor 64 is accommodated on the inner peripheral side of the housing 62, and an inner rotor 66 is accommodated on the inner peripheral side of the outer rotor 64. Inner teeth 65 formed on the inner periphery of the outer rotor 64 and outer teeth 67 formed on the outer periphery of the inner rotor 66 mesh with each other. The center of the outer rotor 64 is eccentric with respect to the center of the inner rotor 66, and the number of inner teeth 65 is one more than the number of outer teeth 67. When the inner rotor 66 is rotated by the driving force of the motor unit 12, the outer rotor 64 is also rotated, and the fuel between the outer rotor 64 and the inner rotor 66 is boosted.

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図８に示す。尚、第１実施形態と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
第３実施形態では、制御装置２２０は、三相回路部２３０、電流検出部２４０およびＰＷＭ（Pulse Width Modulation)制御部２５０を有している。第３実施形態の三相回路部２３０は、第１実施形態の図５に示す制御装置２１０と実質的に同一の回路である。三相回路部２３０、電流検出部２４０およびＰＷＭ制御部２５０は、一つの回路モジュールとして、１チップのＩＣ素子で構成されている。 (Third embodiment)
A third embodiment of the present invention is shown in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the substantially same component as 1st Embodiment.
In the third embodiment, the control device 220 includes a three-phase circuit unit 230, a current detection unit 240, and a PWM (Pulse Width Modulation) control unit 250. The three-phase circuit unit 230 of the third embodiment is substantially the same circuit as the control device 210 shown in FIG. 5 of the first embodiment. The three-phase circuit unit 230, the current detection unit 240, and the PWM control unit 250 are configured as a single-chip IC element as one circuit module.

電流検出部２４０は、燃料ポンプ１０の６個のコイル２４に流れる電流の合計を予め設定した比較値と比較し、その結果をＰＷＭ制御部２５０に送出する。
制限回路部としてのＰＷＭ制御部２５０では、ＰＷＭ値とカウンタ値との対応表が作成されている。例えば、ＰＷＭ値の最大値を１００％。最小値を０％とし、カウンタの最小値の０にＰＷＭ値の最大値１００％を対応させ、カウンタの最大値にＰＷＭ値の最小値０％を対応させる。対応表では、カウンタ値が増加すると、対応するＰＷＭ値は減少している。 The current detection unit 240 compares the total of the currents flowing through the six coils 24 of the fuel pump 10 with a preset comparison value, and sends the result to the PWM control unit 250.
In the PWM control unit 250 as the limiting circuit unit, a correspondence table between the PWM value and the counter value is created. For example, the maximum PWM value is 100%. The minimum value is set to 0%, the maximum value of the PWM value is made to correspond to 0 of the minimum value of the counter, and the minimum value of the PWM value is made to correspond to the maximum value of the counter. In the correspondence table, when the counter value increases, the corresponding PWM value decreases.

ＰＷＭ制御部２５０は、電流検出部２４０から送出された比較結果信号を元にカウンタ値を設定し、ＰＷＭ値とカウンタ値との対応表からＰＭＷ信号を生成し、三相回路部２３０の制御回路２１２に送出する。ＰＷＭ値が増加すると図９に示すＰＷＭ信号のパルスのオン時間が長くなり、ＰＷＭ値が減少するとＰＷＭ信号のパルスのオン時間が短くなる。 The PWM control unit 250 sets a counter value based on the comparison result signal sent from the current detection unit 240, generates a PMW signal from the correspondence table of the PWM value and the counter value, and controls the control circuit of the three-phase circuit unit 230 To 212. When the PWM value increases, the on time of the pulse of the PWM signal shown in FIG. 9 becomes longer, and when the PWM value decreases, the on time of the pulse of the PWM signal becomes shorter.

三相回路部２３０の制御回路２１２は、ＰＷＭ制御部２５０から送出されたＰＷＭ信号に基づいて各コイル２４への通電をスイッチングする。例えば、ＰＷＭ値が最大値のときにＰＷＭ制御部２５０から送出されるＰＷＭ信号に基づいて三相回路部２３０の制御回路２１２が各コイル２４への通電をスイッチングする場合、各コイル２４に印加される電圧は図１０の（Ａ）の矢印の左側である。これに対し、最大値よりも小さいＰＷＭ値を元にＰＷＭ制御部２５０から送出されるＰＷＭ信号に基づいて三相回路部２３０の制御回路２１２が各コイル２４への通電をスイッチングする場合、各コイル２４に印加される電圧は図１０の（Ａ）の矢印の右側のようになる。つまり、カウンタ値が増加してＰＷＭ値が減少すると、コイル２４に印加される電圧のオン時間が減少する。その結果、コイル２４に流れる電流は、図１０の（Ｂ）の矢印の左側に示すＰＷＭ値が最大値のときに比べ、矢印の右側のように減少する。 The control circuit 212 of the three-phase circuit unit 230 switches energization to each coil 24 based on the PWM signal sent from the PWM control unit 250. For example, when the control circuit 212 of the three-phase circuit unit 230 switches energization to each coil 24 based on the PWM signal sent from the PWM control unit 250 when the PWM value is the maximum value, it is applied to each coil 24. The voltage is the left side of the arrow in FIG. On the other hand, when the control circuit 212 of the three-phase circuit unit 230 switches energization to each coil 24 based on the PWM signal sent from the PWM control unit 250 based on the PWM value smaller than the maximum value, each coil The voltage applied to 24 is as shown on the right side of the arrow in FIG. That is, when the counter value increases and the PWM value decreases, the on-time of the voltage applied to the coil 24 decreases. As a result, the current flowing through the coil 24 decreases as shown on the right side of the arrow as compared with the case where the PWM value shown on the left side of the arrow in FIG.

次に、コイル２４への通電制御を具体的に説明する。以下に記載するステップ番号は、図１１に示すフローチャートのステップ番号である。
（１）エンジンキーを回してバッテリーから始動電力を供給するか、バッテリーが完全放電している場合にはキックレバーをキックすることにより、電解コンデンサ等に電力を蓄積して始動電力を供給する。そして、まずカウンタ（ＣＴ）をクリアする（ステップ３００）。電源オフ時にカウンタが初期クリアされる場合は、ステップ３００は不要である。 Next, energization control to the coil 24 will be specifically described. The step numbers described below are the step numbers of the flowchart shown in FIG.
(1) Turn the engine key to supply starting power from the battery, or if the battery is fully discharged, kick the kick lever to accumulate power in the electrolytic capacitor and supply the starting power. First, the counter (CT) is cleared (step 300). If the counter is initially cleared when the power is turned off, step 300 is not necessary.

（２）電流検出部２４０は、コイル２４に流れる合計電流Ｉｃを検出し（ステップ３０２）、予め設定された電流値であるｍａｘ値またはｍｉｎ値とＩｃとの比較結果をＰＷＭ制御部２５０に送出する。
（３）ＰＷＭ制御部２５０では、ステップ３０４においてＩｃとｍａｘとを比較し、図９の点線で示すようにＩｃ＞ｍａｘであれば、ＣＴがカウンタの最大値であるかを判定する（ステップ３０６）。ＣＴがカウンタの最大値でなければ、ＣＴを＋１（ステップ３０８）してステップ３１６に移行する。Ｉｃ＞ｍａｘでありＣＴがカウンタの最大値であればそのままステップ３１６に移行する。 (2) The current detection unit 240 detects the total current Ic flowing through the coil 24 (step 302), and sends a comparison result between a preset current value max value or min value and Ic to the PWM control unit 250. To do.
(3) The PWM controller 250 compares Ic and max in step 304, and if Ic> max as shown by the dotted line in FIG. 9, determines whether CT is the maximum value of the counter (step 306). ). If CT is not the maximum value of the counter, CT is incremented by 1 (step 308) and the process proceeds to step 316. If Ic> max and CT is the maximum value of the counter, the process proceeds to step 316 as it is.

（４）ステップ３０４においてＩｃ≦ｍａｘであれば、次に合計電流Ｉｃを設定値ｍｉｎと比較し（ステップ３１０）、Ｉｃ≧ｍｉｎであればステップ３１６に移行する。
（５）ステップ３１０において、図９の点線で示すようにＩｃ＜ｍｉｎであれば、ＣＴがカウンタの最小値の０であるかを判定する（ステップ３１２）。ＣＴがカウンタの最小値の０でなければ、ＣＴを−１し（ステップ３１４）、ステップ３１６に移行する。Ｉｃ＜ｍｉｎでありＣＴがカウンタの最小値であればそのままステップ３１６に移行する。
（６）ＰＷＭ制御部２５０は、設定したカウンタ値を元にＰＷＭ値とカウンタ値との対応表からＰＷＭ値を求めて図９に示すＰＷＭ信号を生成し、制御回路２１２に送出する。（７）三相回路部２３０の制御回路２１２は、ＰＷＭ制御部２５０から送出されたＰＷＭ信号に基づいてコイル２４への通電を制御する（ステップ３１６）。 (4) If Ic ≦ max at step 304, then the total current Ic is compared with the set value min (step 310), and if Ic ≧ min, the routine proceeds to step 316.
(5) In step 310, if Ic <min as indicated by the dotted line in FIG. 9, it is determined whether CT is 0, which is the minimum value of the counter (step 312). If CT is not 0, which is the minimum value of the counter, CT is decremented by 1 (step 314), and the process proceeds to step 316. If Ic <min and CT is the minimum value of the counter, the process proceeds to step 316 as it is.
(6) The PWM control unit 250 obtains the PWM value from the correspondence table between the PWM value and the counter value based on the set counter value, generates the PWM signal shown in FIG. 9, and sends it to the control circuit 212. (7) The control circuit 212 of the three-phase circuit unit 230 controls energization to the coil 24 based on the PWM signal sent from the PWM control unit 250 (step 316).

第３実施形態では、コイル２４に流れる合計電流Ｉｃが設定したｍａｘ値を越えると、ＣＴの値が＋１またはカウンタの最大値に設定される。また、コイル２４に流れる合計電流Ｉｃが設定したｍｉｎ値より小さくなると、ＣＴが−１またはカウンタの最小値に設定される。対応表においては、ＣＴの値が増加するとＰＷＭ値は減少し、ＣＴの値が減少するとＰＷＭ値は増加する。 In the third embodiment, when the total current Ic flowing through the coil 24 exceeds the set max value, the CT value is set to +1 or the maximum value of the counter. When the total current Ic flowing through the coil 24 becomes smaller than the set min value, CT is set to -1 or the minimum value of the counter. In the correspondence table, the PWM value decreases as the CT value increases, and the PWM value increases as the CT value decreases.

エンジンキーを回してバッテリーから電力を供給するか、キックレバーをキックして電力を供給した直後はＩｃ＜ｍｉｎであり、ＣＴはカウンタの最小値の０に設定されているので、Ｉｃ＞ｍａｘになるまでＣＴは０のままである。したがって、ＰＷＭ値は最大値となる。この状態でコイル２４に流れる合計電流Ｉｃが増加し、Ｉｃ＞ｍａｘになると、カウンタ値が増加され、カウンタ値に対応するＰＷＭ値が減少する。その結果、三相回路部２３０の通電制御によりコイル２４に印加される電圧のオン時間が減少するので、図９に示すように。合計電流Ｉｃはｍａｘ値を越えないように制御される。 Immediately after supplying power from the battery by turning the engine key or kicking the kick lever, Ic <min, and CT is set to 0, which is the minimum value of the counter. Until then, CT remains zero. Therefore, the PWM value is the maximum value. In this state, the total current Ic flowing through the coil 24 increases, and when Ic> max, the counter value is increased and the PWM value corresponding to the counter value is decreased. As a result, the ON time of the voltage applied to the coil 24 is reduced by the energization control of the three-phase circuit unit 230, as shown in FIG. The total current Ic is controlled so as not to exceed the max value.

一方、Ｉｃ＜ｍｉｎになると、カウンタ値が減少し、カウンタ値に対応するＰＷＭ値が増加する。その結果、三相回路部２３０の通電制御によりコイル２４に印加される電圧のオン時間が増加するので、合計電流Ｉｃはｍｉｎ値より小さくならないように制御される。
ここで、エンジンキーを回してもバッテリーが完全放電しているためにエンジンを始動できないときに、キックレバーをキックして二輪自動車を始動する場合、キックレバーをキックすることにより発生した電力は例えば電解コンデンサ等に蓄えられ、電解コンデンサに蓄えられた限られた電力が各電気部品に供給される。 On the other hand, when Ic <min, the counter value decreases and the PWM value corresponding to the counter value increases. As a result, the on-time of the voltage applied to the coil 24 is increased by energization control of the three-phase circuit unit 230, so that the total current Ic is controlled not to be smaller than the min value.
Here, when the engine cannot be started because the battery is completely discharged even if the engine key is turned, when the motorcycle is started by kicking the kick lever, the electric power generated by kicking the kick lever is, for example, The electric power stored in the electrolytic capacitor or the like and the limited electric power stored in the electrolytic capacitor is supplied to each electric component.

第３実施形態では、コイル２４に流れる合計電流Ｉｃが予め設定したｍａｘ値を越えないようにＰＷＭ制御されているので、燃料ポンプ１０が消費する電力量を抑制し、バッテリーが完全放電した状態でも、キックレバーをキックすることにより電解コンデンサに蓄えられた限られた電力をエンジン制御装置等のエンジン始動に必要な電気部品に供給できる。したがって、バッテリーが完全放電した場合にも、キックレバーをキックすることにより、二輪自動車のエンジンを始動することができる。 In the third embodiment, since the PWM control is performed so that the total current Ic flowing through the coil 24 does not exceed a preset maximum value, the amount of power consumed by the fuel pump 10 is suppressed, and even when the battery is completely discharged. By kicking the kick lever, the limited electric power stored in the electrolytic capacitor can be supplied to the electrical components necessary for starting the engine, such as the engine control device. Therefore, even when the battery is completely discharged, the engine of the two-wheeled vehicle can be started by kicking the kick lever.

第３実施形態では、合計電流Ｉｃの最大値を制限する制御は、エンジン始動後においても有効である。したがって、エンジン始動後の通常運転時に過電流が三相回路部２３０に供給されても、合計電流Ｉｃの最大値を制限することにより、三相回路部２３０に過電流が流れることを防止し、三相回路部２３０の電気部品の損傷を防止できる。 In the third embodiment, the control for limiting the maximum value of the total current Ic is effective even after the engine is started. Therefore, even if an overcurrent is supplied to the three-phase circuit unit 230 during normal operation after the engine is started, the maximum value of the total current Ic is limited to prevent the overcurrent from flowing through the three-phase circuit unit 230. Damage to the electrical components of the three-phase circuit unit 230 can be prevented.

また、第３実施形態では、エンジン始動後の通常運転時に合計電流Ｉｃが予め設定したｍｉｎ値より小さくならないようにＰＷＭ制御されているので、燃料ポンプ１０を駆動するために必要な電流を供給し燃料ポンプ１０の作動を維持できる。
また第３実施形態では、三相回路部２３０、電流検出部２４０およびＰＷＭ制御部２５０を一つの回路モジュールとして構成したので、三相回路部２３０、電流検出部２４０およびＰＷＭ制御部２５０からなる回路モジュールの製造コストを低減できる。また、一つの回路モジュールとして構成するので、三相回路部２３０、電流検出部２４０およびＰＷＭ制御部２５０を小型化し、容易に組み付けることができる。 In the third embodiment, since the PWM control is performed so that the total current Ic does not become smaller than a preset min value during normal operation after engine startup, a current necessary for driving the fuel pump 10 is supplied. The operation of the fuel pump 10 can be maintained.
In the third embodiment, since the three-phase circuit unit 230, the current detection unit 240, and the PWM control unit 250 are configured as one circuit module, a circuit including the three-phase circuit unit 230, the current detection unit 240, and the PWM control unit 250. Module manufacturing costs can be reduced. Further, since it is configured as one circuit module, the three-phase circuit unit 230, the current detection unit 240, and the PWM control unit 250 can be downsized and easily assembled.

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態によるコイル２４への通電制御のフローチャートを図１２に示す。尚、第１実施形態と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
前述した第３実施形態では、コイル２４に流れる合計電流Ｉｃがｍａｘ値を越えればＣＴを＋１してＰＷＭ値を低減し、ｍｉｎ値より小さくなればＣＴを−１してＰＷＭ値を増加することにより、ＰＷＭ制御部２５０から制御回路２１２に送出するＰＷＭ信号を制御した。これに対し、第４実施形態では、図１２のステップ３０４、３２０の判定により、合計電流Ｉｃがｍａｘ値を越えればＣＴを＋１してＰＷＭ値を低減し、合計電流Ｉｃがｍａｘ値よりも小さくなればＣＴを−１してＰＷＭ値を増加することにより、ＰＷＭ制御部２５０から制御回路２１２に送出するＰＷＭ信号を制御する。つまり、第４実施形態では、ｍａｘ値を境界にしてＰＷＭ値が増減する。 (Fourth embodiment)
FIG. 12 shows a flowchart of energization control to the coil 24 according to the fourth embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the substantially same component as 1st Embodiment.
In the third embodiment described above, if the total current Ic flowing through the coil 24 exceeds the max value, CT is incremented by 1 to decrease the PWM value, and if smaller than the min value, CT is decremented by 1 and the PWM value is increased. Thus, the PWM signal sent from the PWM control unit 250 to the control circuit 212 was controlled. On the other hand, in the fourth embodiment, if the total current Ic exceeds the maximum value as determined in steps 304 and 320 in FIG. 12, CT is incremented by 1 to reduce the PWM value, and the total current Ic is smaller than the maximum value. In this case, the PWM signal sent from the PWM control unit 250 to the control circuit 212 is controlled by increasing the PWM value by reducing the CT by -1. That is, in the fourth embodiment, the PWM value increases or decreases with the max value as a boundary.

以上説明した上記複数の実施形態では、燃料ポンプの駆動源としてブラシレスモータを用いることにより、整流子制御モータに比べ摺動抵抗および流体抵抗が低減するので、燃料ポンプの効率を向上できる。その結果、燃料ポンプを小型化および低電流化できる。したがって、二輪自動車の体格の小さい燃料タンク内に燃料ポンプを設置しやすくなる。 In the above-described plurality of embodiments, by using a brushless motor as a drive source of the fuel pump, sliding resistance and fluid resistance are reduced as compared with the commutator control motor, so that the efficiency of the fuel pump can be improved. As a result, the fuel pump can be reduced in size and current. Therefore, it becomes easy to install the fuel pump in the small fuel tank of the motorcycle.

また、ブラシレスモータを駆動源とするので、整流子制御モータのように整流子とブラシとの摺動箇所の摩耗の問題が発生しない。これにより、モータの回転数を上げることができる。また、燃料ポンプを小型化することにより、ポンプ効率の低下を招くポンプ通路における漏れの割合が低下する。したがって、ブラシレスモータを駆動源とし、例えば第１実施形態で述べたように、インペラ外径Ｄ１の範囲を１２．１ｍｍ≦Ｄ１＜２６ｍｍとして燃料ポンプを小型化することにより、小型自動二輪車の流量域において燃料ポンプの効率が向上する。 Further, since the brushless motor is used as a drive source, there is no problem of wear of the sliding portion between the commutator and the brush unlike the commutator control motor. Thereby, the rotation speed of a motor can be raised. Further, by reducing the size of the fuel pump, the ratio of leakage in the pump passage that causes a decrease in pump efficiency is reduced. Therefore, by using a brushless motor as a drive source and reducing the fuel pump size by setting the impeller outer diameter D1 in the range of 12.1 mm ≦ D1 <26 mm, for example, as described in the first embodiment, the flow range of a small motorcycle is reduced. In this case, the efficiency of the fuel pump is improved.

また、定格回転数を上昇することができるので、燃料ポンプを低電圧で再始動するときにも、燃料吐出圧が速やかに所定圧に上昇する。
また、小径、高回転化による燃料ポンプの効率向上により、コイル２４に供給する駆動電流の合計を１Ａ以下にすることができる。これにより、制御装置２１０のパワースイッチング素子２１４に安価な素子を使用できる。 Further, since the rated rotational speed can be increased, the fuel discharge pressure quickly increases to a predetermined pressure even when the fuel pump is restarted at a low voltage.
In addition, the total drive current supplied to the coil 24 can be reduced to 1 A or less by improving the efficiency of the fuel pump by reducing the diameter and increasing the rotation speed. Thereby, an inexpensive element can be used for the power switching element 214 of the control device 210.

また、コイル２４に供給する駆動電流を制御する制御装置２１０を燃料タンク１内ではなく、燃料タンク１の開口１ａを塞ぐ蓋部材２の燃料タンク１の外部に設置した。燃料ポンプ内に制御装置を搭載しないので、燃料ポンプ自体と、燃料ポンプを挿入するために燃料タンクに形成するタンク穴とを小さくすることができる。したがって、二輪自動車の体格の小さい燃料タンク１内に燃料ポンプ１０を搭載できる。また、制御装置２１０を燃料タンク１内に設置する場合に比べ、制御装置２１０の燃料シールが不要であるから、制御装置２１０のシールが容易である。
上記複数の実施形態では、コイル２４を樹脂モールドしているので、コイル２４と燃料との界面距離が長くなる。その結果、コイル２４と燃料とが接触する可能性を低減できるので、コイル２４の電食および腐食を防止できる。 Further, the control device 210 that controls the drive current supplied to the coil 24 is installed outside the fuel tank 1 of the lid member 2 that closes the opening 1 a of the fuel tank 1, not in the fuel tank 1. Since the control device is not mounted in the fuel pump, the fuel pump itself and the tank hole formed in the fuel tank for inserting the fuel pump can be made small. Therefore, the fuel pump 10 can be mounted in the fuel tank 1 having a small size of the two-wheeled vehicle. Further, as compared with the case where the control device 210 is installed in the fuel tank 1, the fuel seal of the control device 210 is not necessary, so that the control device 210 can be easily sealed.
In the above embodiments, since the coil 24 is resin-molded, the interface distance between the coil 24 and the fuel becomes long. As a result, since the possibility that the coil 24 and the fuel come into contact with each other can be reduced, electrolytic corrosion and corrosion of the coil 24 can be prevented.

（他の実施形態）
上記第１実施形態では、インペラ外径Ｄ１を１２．１ｍｍ≦Ｄ１＜２６ｍｍに設定したが、二輪自動車の燃料タンク内に燃料ポンプを設置できるのであれば、燃料ポンプのインペラ外径Ｄ１は上記範囲に限定されるものではない。
また上記複数の実施形態では、燃料ポンプに要求される燃料吐出量を５Ｌ／ｈ以上３０Ｌ／ｈ以下にしたが、これ以外の燃料吐出量を要求する二輪自動車の燃料タンク内に燃料ポンプを設置するのであれば、燃料ポンプの燃料吐出量は５Ｌ／ｈ以上３０Ｌ／ｈ以下の範囲に限定されるものではない。 (Other embodiments)
In the first embodiment, the impeller outer diameter D1 is set to 12.1 mm ≦ D1 <26 mm. However, if the fuel pump can be installed in the fuel tank of the motorcycle, the impeller outer diameter D1 of the fuel pump is within the above range. It is not limited to.
In the above embodiments, the fuel discharge amount required for the fuel pump is set to 5 L / h or more and 30 L / h or less. However, the fuel pump is installed in the fuel tank of a motorcycle that requires other fuel discharge amount. If so, the fuel discharge amount of the fuel pump is not limited to the range of 5 L / h or more and 30 L / h or less.

また、上記複数の実施形態の燃料ポンプを、エンジン排気量が１５０ｃｃを越える二輪自動車の燃料タンク内に設置してもよい。
また、二輪自動車の燃料タンク内に燃料ポンプを設置できるのであれば、コイル２４に供給する駆動電流の合計は、１Ａを越えてもよい。
また、二輪自動車の燃料タンク内に燃料ポンプを設置できるのであれば、コイル２４に供給する駆動電流を制御する制御装置を、燃料タンク内、または燃料ポンプ内に設置してもよい。 Further, the fuel pumps of the above-described embodiments may be installed in a fuel tank of a two-wheeled vehicle having an engine displacement exceeding 150 cc.
If the fuel pump can be installed in the fuel tank of the two-wheeled vehicle, the total drive current supplied to the coil 24 may exceed 1A.
If a fuel pump can be installed in the fuel tank of a two-wheeled vehicle, a control device that controls the drive current supplied to the coil 24 may be installed in the fuel tank or in the fuel pump.

また、上記複数の実施形態では、通電されていないコイル２４に発生する誘導起電力から回転子の回転位置を検出したが、ホール素子等の検出素子を用いて回転子の回転位置を検出してもよい。
上記複数の実施形態では、外周側のステータコア２０にコイル２４を巻回し、内周側の回転子３０に永久磁石３６を設置してブラシレスモータを構成したが、外周側の回転子に永久磁石を設置し、内周側のステータコアにコイルを巻回してブラシレスモータを構成してもよい。 In the above embodiments, the rotational position of the rotor is detected from the induced electromotive force generated in the coil 24 that is not energized. However, the rotational position of the rotor is detected using a detection element such as a Hall element. Also good.
In the above embodiments, the coil 24 is wound around the stator core 20 on the outer peripheral side and the permanent magnet 36 is installed on the rotor 30 on the inner peripheral side to configure the brushless motor. However, the permanent magnet is used on the rotor on the outer peripheral side. The brushless motor may be configured by installing and winding a coil around the inner peripheral side stator core.

また第３、第４実施形態では、コイル２４に流れる合計電流Ｉｃとｍａｘ値およびｍｉｎ値、あるいはｍａｘ値だけとの比較結果からカウンタ値を増減し、対応するＰＷＭ値を求めたが、カウンタを使用せず、例えば合計電流Ｉｃとｍａｘ値およびｍｉｎ値、あるいはｍａｘ値だけとの比較結果から直接ＰＷＭ値を求めてもよい。また、ＰＷＭ制御によりコイル２４に流れる合計電流を制御したが、デューティ制御によりコイルに流れる合計電流を制御してもよい。 In the third and fourth embodiments, the counter value is increased or decreased from the comparison result between the total current Ic flowing through the coil 24 and the max value and min value, or only the max value, and the corresponding PWM value is obtained. For example, the PWM value may be obtained directly from the comparison result between the total current Ic and the max value and min value, or only the max value, without using it. Further, although the total current flowing through the coil 24 is controlled by PWM control, the total current flowing through the coil may be controlled by duty control.

また第３、第４実施形態では、ＰＷＭ制御によりコイル２４に印加する電圧のオン時間を増減してコイルに流れる合計電流を制御したが、図１３に示すように、ＰＷＭ制御により、コイル２４に印加する電圧値を増減してコイルに流れる合計電流を制御してもよい。
また第３実施形態では、三相回路部２３０、電流検出部２４０およびＰＷＭ制御部２５０を一つの回路モジュールで構成したが、それぞれ異なる回路モジュールとして構成してもよい。これにより、既存の三相回路部２３０に、三相回路部２３０と異なる回路モジュールを構成する電流検出部２４０およびＰＷＭ制御部２５０を追加することより、制御装置２２０を容易に構成できる。 In the third and fourth embodiments, the total current flowing in the coil is controlled by increasing / decreasing the on-time of the voltage applied to the coil 24 by PWM control. However, as shown in FIG. The total current flowing through the coil may be controlled by increasing or decreasing the voltage value to be applied.
In the third embodiment, the three-phase circuit unit 230, the current detection unit 240, and the PWM control unit 250 are configured as one circuit module, but may be configured as different circuit modules. Thus, the control device 220 can be easily configured by adding the current detection unit 240 and the PWM control unit 250 that constitute a circuit module different from the three-phase circuit unit 230 to the existing three-phase circuit unit 230.

また第３実施形態では、コイル２４に流れる合計電流の上限および下限を、エンジン始動後から通常運転時においても常に制限しているが、下限値の制限は省略してもよい。また、第３、第４実施形態では、エンジン始動後の所定の時間内だけ、コイル２４に流れる合計電流の上限を制限し、所定時間が経過すると電流制限を解除してもよい。 In the third embodiment, the upper limit and the lower limit of the total current flowing through the coil 24 are always limited even during normal operation after the engine is started, but the lower limit may be omitted. In the third and fourth embodiments, the upper limit of the total current flowing in the coil 24 may be limited only within a predetermined time after the engine is started, and the current limit may be released when the predetermined time has elapsed.

本発明の第１実施形態による燃料ポンプを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the fuel pump by 1st Embodiment of this invention. 図１のII−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line of FIG. 第１実施形態の燃料ポンプを用いた燃料供給装置を示す模式的構成図である。It is a typical block diagram which shows the fuel supply apparatus using the fuel pump of 1st Embodiment. 第１実施形態のインペラを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the impeller of 1st Embodiment. 第１実施形態の制御装置を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the control apparatus of 1st Embodiment. 第１実施形態のポンプ外径およびインペラ外径と、モータ効率、ポンプ効率および総合効率との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the pump outer diameter and impeller outer diameter of 1st Embodiment, motor efficiency, pump efficiency, and total efficiency. 第２実施形態のポンプ部を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the pump part of 2nd Embodiment. 第３実施形態の制御装置を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the control apparatus of 3rd Embodiment. ＰＷＭによりコイルに流れる合計電流Ｉｃの経過を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows progress of the total electric current Ic which flows into a coil by PWM. （Ａ）はＰＷＭにより各コイルに印加される電圧の変化を示す説明図であり、（Ｂ）はコイルに流れる電流の変化を示す説明図である(A) is explanatory drawing which shows the change of the voltage applied to each coil by PWM, (B) is explanatory drawing which shows the change of the electric current which flows into a coil. 第３実施形態におけるＰＷＭによりコイルに流れる合計電流Ｉｃの制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control of the total electric current Ic which flows into a coil by PWM in 3rd Embodiment. 第４実施形態におけるＰＷＭによりコイルに流れる合計電流Ｉｃの制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control of the total electric current Ic which flows into a coil by PWM in 4th Embodiment. ＰＷＭにより各コイルに印加される電圧の他の制御を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other control of the voltage applied to each coil by PWM.

Explanation of symbols

１燃料供給装置、１０燃料ポンプ、１２モータ部（ブラシレスモータ）、１３、６０ポンプ部、１４樹脂ハウジング、２０ステータコア、２４コイル、３０回転子、３６永久磁石、３７磁極部、５０インペラ（回転部材）、５４羽根溝、６４アウタロータ（外周回転部材）、６５内歯、６６インナロータ（内周回転部材）、６７外歯、２１０、２２０制御装置、２３０三相回路部、２４０電流検出部、２５０ＰＷＭ制御部（制限回路部） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel supply device, 10 Fuel pump, 12 Motor part (brushless motor), 13, 60 Pump part, 14 Resin housing, 20 Stator core, 24 Coil, 30 Rotor, 36 Permanent magnet, 37 Magnetic pole part, 50 Impeller (Rotating member) ), 54 blade grooves, 64 outer rotor (outer peripheral rotating member), 65 inner teeth, 66 inner rotor (inner peripheral rotating member), 67 outer teeth, 210, 220 control device, 230 three-phase circuit unit, 240 current detection unit, 250 PWM Control unit (limit circuit unit)

Claims

In a fuel supply device using a fuel pump installed in a fuel tank of a motorcycle,
A stator core;
A coil that is wound around the stator core and switches the magnetic poles formed in the circumferential direction of the stator core by controlling energization;
A rotor in which different magnetic poles alternately in the rotation direction are formed on the facing surface facing the stator core;
A pump unit that has a rotating member that rotates by the rotational force of the rotor, and that boosts fuel by rotation of the rotating member;
A fuel pump comprising:
A control device for controlling energization of the coil;
A lid member for closing the opening of the fuel tank,
The control device is attached to the outside of the fuel tank of the lid member, and limits the current value flowing through the coil when the motorcycle is started to a predetermined value or less.
A fuel supply device characterized in that when a battery is completely discharged, a kick lever is kicked to store electric power in an electrolytic capacitor to supply starting power for a fuel pump .

2. The fuel supply apparatus according to claim 1, wherein an engine displacement of the motorcycle is 150 cc or less.

The fuel supply apparatus according to claim 1 or 2, wherein a total of drive currents supplied to the coils is 1A or less.

The fuel supply apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel discharge amount is 5 L / h or more and 30 L / h or less.

The rotating member has a plurality of blade grooves in the rotation direction, and the pump unit pressurizes fuel in a pump passage formed along the blade grooves as the rotating member rotates. The fuel supply device according to any one of claims 1 to 4.

6. The fuel supply device according to claim 5, wherein an outer diameter of the rotating member is less than 26 mm.

The fuel supply device according to claim 6, wherein an outer diameter of the rotating member is 12.1 mm or more.

The pump portion includes an inner peripheral rotating member provided with a plurality of external teeth in a rotation direction and an inner peripheral tooth that surrounds the outer periphery of the inner peripheral rotating member and meshes with the outer teeth, and rotates eccentrically with respect to the inner peripheral rotating member. The fuel supply device according to any one of claims 1 to 4, further comprising an outer periphery rotating member that is installed in a possible manner.

The fuel supply apparatus according to claim 1, wherein the coil is resin-molded.

The fuel supply device according to any one of claims 1 to 9, wherein the control device controls energization to the coil based on an induced electromotive force generated in the coil that has been de-energized.

The control device includes a three-phase circuit unit that switches energization to the coil, and a limit circuit unit that limits a current value flowing through the coil to a predetermined value or less, and the three-phase circuit unit and the limit circuit unit The fuel supply device according to any one of claims 1 to 10, wherein each of the two is constituted by one circuit module .

The control device includes a three-phase circuit unit that switches energization to the coil, and a limit circuit unit that limits a current value flowing through the coil to a predetermined value or less, and the three-phase circuit unit and the limit circuit unit The fuel supply device according to any one of claims 1 to 10, wherein the fuel supply device comprises a circuit module different from the above .