JP4743175B2 - Vehicle fuel supply system - Google Patents
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Description
本発明は、車両の燃料タンク内に貯留された燃料を外部に供給する車両用燃料供給装置に関する。 The present invention relates to a vehicle fuel supply device that supplies fuel stored in a fuel tank of a vehicle to the outside.
車両用燃料供給装置においては、車室内に配置されていたポンプ制御回路から発せられるスイッチングノイズが車載ラジオに影響することを低減するために、特許文献1のように、ポンプ制御回路を、燃料タンクの開口部を閉鎖するためのポンプモジュール上部へ搭載することが行われている。これにより、ノイズ源となるポンプ制御回路からの負荷ラインを短くすると共に車室外とすることができ、負荷線に挿入していたノイズフィルタ(コイルとコンデンサで構成)の廃止と、ノイズ低減の両立を可能としていた。この場合、燃料タンク内に位置する燃料ポンプ自身からスイッチングノイズが放射されるものの、金属製の燃料タンクでシールドされていることから、燃料ポンプからのスイッチングノイズが問題となることはなかった。
しかしながら、近年、燃料タンクが金属製から樹脂製に変更になりつつあることから、樹脂製の燃料タンクでは、燃料タンク内に位置する燃料ポンプ自身からのスイッチングノイズの放射が、樹脂製の燃料タンクを貫通し、さらに大地にて反射されるか若しくは直接放射され、ラジオアンテナでノイズとして拾われ問題となるということが発生している。 However, in recent years, since the fuel tank is being changed from metal to resin, in the resin fuel tank, radiation of switching noise from the fuel pump itself located in the fuel tank is generated by the resin fuel tank. In addition, it is reflected on the ground or directly radiated and picked up as noise by the radio antenna, causing a problem.
このような問題に対応する場合、従来と同様にポンプ制御回路内の負荷ラインにノイズフィルタを搭載すれば低減可能であるが、制御回路の大形化(構造部品の追加並びに発熱増による放熱フィンの大形化)及び電力損失の増大があり、ポンプモジュール上への搭載が困難である。 To deal with such problems, the noise can be reduced by installing a noise filter in the load line in the pump control circuit as in the conventional case. However, the control circuit is increased in size (additional structural parts and heat radiation fins due to increased heat generation). ) And an increase in power loss, and mounting on the pump module is difficult.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、燃料ポンプが配置される燃料タンクが樹脂製であっても、燃料ポンプからの電磁ノイズが大地から反射若しくは直接放射して車載機器に影響を及ぼすことを防止できる車両用燃料供給装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide on-vehicle equipment in which electromagnetic noise from the fuel pump is reflected or directly radiated from the ground even if the fuel tank in which the fuel pump is disposed is made of resin. An object of the present invention is to provide a vehicular fuel supply device that can prevent the influence on the vehicle.
樹脂製の燃料タンク内に位置する燃料ポンプが駆動されると、燃料ポンプから電磁ノイズが燃料タンクを貫通し、大地で反射されるか若しくは直接放射して車載ラジオなどの車載機器に影響を及ぼす虞があるものの、請求項1,2の発明によれば、燃料ポンプからの電磁ノイズは車両ボデーにアース接続された金属製のサブタンク、或いは導電性を有するサブタンクにより遮断されるので、樹脂製の燃料タンクを貫通した電磁ノイズが大地で反射するにしても、車載機器に影響を及ぼすことを防止できる。
When a fuel pump located in a resin fuel tank is driven, electromagnetic noise from the fuel pump penetrates the fuel tank and is reflected on the ground or directly radiated, affecting on-vehicle equipment such as in-vehicle radio. Although there is a possibility, according to the inventions of
請求項3の発明によれば、燃料ポンプからの電磁ノイズは、燃料ポンプを電圧または電流制御にてPWM等のスイッチング制御する駆動回路を使用する際の高周波ノイズであることから、その電磁ノイズの抑制に有効となる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、燃料ポンプの駆動回路を構成するスイッチング回路をハイサイド駆動に接続するようにしたので、アース接続を燃料タンク内のポンプモジュールにおいて完結することができ、アース端子を特別に設けることなく実施することができる。また、駆動回路と共通のアースとして短い配線にて接続できるので、配線が電磁ノイズの新たな発生源となることを防止できる。
According to the invention of
(一実施例)
以下、本発明の一実施例について図1ないし図6を参照して説明する。
図1は車両用燃料供給装置の側面図、図2は車両用燃料供給装置の平面図である。これらの図1及び図2において、車両用燃料供給装置1は、車両の燃料タンク2(図では燃料タンクの筺体表面を二点鎖線で示している)に設置され、燃料タンク2に貯留されている燃料を外部の燃料消費装置であるエンジンに供給するようになっている。車両用燃料供給装置1は、蓋部材3とポンプモジュール4とサブタンク(シールド手段に相当)5とから構成されている。蓋部材3は、POM(ポリアセタール)等を使用した樹脂製のフランジ6を有しており、そのフランジ6により燃料タンク2の開口部を閉鎖するようになっている。
(One embodiment)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a side view of a vehicle fuel supply device, and FIG. 2 is a plan view of the vehicle fuel supply device. 1 and 2, the vehicle fuel supply device 1 is installed in a
蓋部材3の図示下面には2本のシャフト7が取付けられており、それらのシャフト7の先端にサブタンク5が図示しない圧縮スプリングにより蓋部材3に対して図1に示す上下方向に弾性的に移動可能に吊下げられている。
以上のような構成により、車両用燃料供給装置1が装着される燃料タンク2が温度変化による内圧の変化や燃料量の変化で膨張または収縮するにしても、サブタンク5の底部が燃料タンク2の底部内壁に常に押し付けた状態を維持することができる。
Two
With the configuration as described above, even if the
サブタンク5内にはポンプモジュール4が収納されている。このポンプモジュール4は、燃料ポンプ8、サクションフィルタ9、燃料フィルタ10及びプレッシャレギュレータ11などから構成されている。サクションフィルタ9は、燃料ポンプ8がサブタンク5内から吸入する燃料中に含まれる異物を除去する。燃料フィルタ10は、フィルタケース12内にフィルタエレメント13を燃料ポンプ8の外側を周方向に覆うように収容しており、燃料ポンプ8が吐出する燃料中に含まれる異物を除去する。フィルタケース12の底部には、フィルタエレメント13で異物を除去された燃料を吐出する吐出管14が形成されており、その吐出管14が図示しない蛇腹管により蓋部材3の下面に形成された流入管15と接続されている。フィルタケース12の底部側方には、吐出管14から吐出される燃料の圧力を調圧するプレッシャレギュレータ11が設けられおり、余剰燃料をサブタンク5内に排出することにより吐出燃料の圧力を調整する。
A
蓋部材3の下面には直結コネクタ16が形成されており、その直結コネクタ16に燃料ポンプ8がリード線17を介して電気的に接続されている。蓋部材3の上面には吐出管18、センダコネクタ19及びコネクタ20が形成されており、吐出管18に燃料パイプが接続され、センダコネクタ19に液面計がリード線を介して接続され、コネクタ20にエンジンECUからのケーブル、電源線、GND線(何れも図示せず)が接続される。
A
蓋部材3の上面には収容室21が形成されており、その収容室21に制御回路22(図3参照)が収容されている。この制御回路22は、燃料ポンプ8に供給する電力を制御するポンプ制御回路を収容した制御IC(Integrated Circuit、集積回路)23(図3参照)を主体として構成されている。
A
ここで、本実施例では、上記サブタンク5は、金属(例えばステンレス、鉄)から形成されており、その端部にシールドグランド配線24が溶接(半田付けやかしめ等でも可能)されている。このシールドグランド配線24は、直結コネクタ16を通じて制御回路22のグランドラインと接続されている。
Here, in this embodiment, the
図3は、車両用燃料供給装置1の電気的構成を示している。この図3において、制御回路22は制御IC23を主体として構成されている。制御IC23の入力端子は、制御回路22の制御用端子FPC及びダイアグノーシス用端子DIと接続されている。制御用端子FPCは、エンジンECU25から制御IC23に対する制御信号が入力される端子である。ダイアグノーシス用端子DIは、エンジンECU25により制御IC23を診断するための端子である。
FIG. 3 shows an electrical configuration of the vehicle fuel supply device 1. In FIG. 3, the
制御IC23の電源端子は制御回路22の電源端子+Bと接続されており、当該電源端子+Bを通じて車両のバッテリ26の正端子と接続されている。制御IC23のグランド端子は制御回路22のアース端子Eと接続され、当該アース端子Eを通じて車両ボデーにアース接続されている。制御IC23の出力端子はPチャンネルタイプのパワーMOS(Metal Oxide Semiconductor)FET(Field Effect Transistor、スイッチング回路に相当)27のゲートと接続されている。パワーMOSFET27のソースは制御回路22の電源端子+Bと接続され、パワーMOSFET27のドレインは制御回路22の正端子FP+と接続され、当該正端子FP+を通じて燃料ポンプ8の正端子と接続されている。つまり、パワーMOSFET27は、燃料ポンプ8をハイサイド駆動するように接続されている。燃料ポンプ8の負端子は、制御回路22の負端子FP−と接続されており、当該負端子FP−を通じて制御回路22のアース端子Eと接続されている。制御回路22の正端子FP+とアース端子Eとの間には図示極性のダイオード28が接続されている。
制御IC23は、パワーMOSFET27をPWM等のスイッチング制御することにより燃料ポンプ8に対する通電電力、ひいては燃料ポンプ8の回転数を調整するようになっている。
The power supply terminal of the
The
金属製のサブタンク5は、シールドグランド配線24を介して制御回路22の負端子FP−に接続されることにより車両ボデーにアース接続されている。つまり、制御回路22は、ハイサイドスイッチの駆動回路構成を採用することにより、シールドグランド配線24を負端子FP−と共通化することができるようになっており、シールドグランド配線24接続用のコネクタ端子を増設しなくてもいいように工夫されているのである。
The
ところで、上述したように制御IC23によりパワーMOSFET27をスイッチング制御することから、燃料ポンプ8から高周波の電磁ノイズが放射される。この場合、燃料タンク2が金属製の場合は燃料ポンプ8からの電磁ノイズが燃料タンク2により遮断されることにより問題となることはないものの、近年提供されつつある樹脂製の燃料タンク2に車両用燃料供給装置1を装着した場合は、燃料ポンプ8からの電磁ノイズが燃料タンク2を貫通してしまう。通常、燃料タンク2は車両のフロアパネルの下面側に設けられることから、燃料ポンプ8から燃料タンク2を貫通して上方に放射される電磁ノイズはフロアパネルで遮断されるのに対して、燃料ポンプ8から燃料タンク2を貫通して下方に放射される電磁ノイズは大地で反射若しくは大地とフロアの間を直接放射し、フロアパネルを回り込んでラジオアンテナにてノイズとして拾われて問題となる。
By the way, since the
しかしながら、本実施例の車両用燃料供給装置1によれば、燃料ポンプ8を囲繞するサブタンク5を金属製とすると共に車両ボデーにアース接続するようにしたので、燃料ポンプ8から放射される電磁ノイズをサブタンク5により遮断することができる。
さて、このような金属によるシールド効果は、燃料タンク2の底面を金属によりシールドしても得られることから、発明者は、金属製のサブタンク5によるシールド効果、及び樹脂製の燃料タンク2の底面に金属を設けることによるシールド効果を試験した。
However, according to the vehicle fuel supply device 1 of the present embodiment, the
Now, since the shielding effect by such a metal is obtained even if the bottom surface of the
図4は、サブタンク5をアルミニウムテープ貼付(以下、シールドと称する、本発明のシールド手段に相当)29によりシールドした場合を示し、その高さ寸法をhとする。図5は、燃料タンク2の底面をアルミニウムテープ貼付(以下、シールドと称する、本発明のシールド手段に相当)30によりシールドした場合を示し、その外形寸法をa×bとする。尚、図4及び図5に示すシールド30は、配線を用いて車両ボデーにアース接続したが、燃料タンク2のシールド30を車両ボデーに実際にアース接続する場合は、タンク取付けの金属フレームや金属バンドに接続する。
FIG. 4 shows a case where the
図6は、シールド29,30による電磁ノイズの低減効果の評価結果である。この図6では、シールドなし(現状)、サブタンク5のシールド29の高さ寸法を変更した場合、燃料タンク2の底面のシールド30の寸法を変更した場合、シールドアース接続なしの場合におけるノイズの低減効果をそれぞれ評価した。
尚、図6に示す判定値は絶対的な数値ではなく、サブタンク5をシールドする場合は、シールド29の高さがh/2を基準値とし、燃料タンク2の底面をシールドする場合は、シールド30の寸法が300×300を基準値とした。
FIG. 6 shows the evaluation results of the electromagnetic noise reduction effect by the
The determination values shown in FIG. 6 are not absolute values. When the
ノイズ評価の結果、図6に示すようにサブタンク5をシールドする場合、或いは燃料タンク2の底面をシールドする場合の何れの場合であっても、燃料ポンプ8からの電磁ノイズに対するシールド効果を得られることを確認した。この場合、サブタンク5をシールドしたときは、シールド29の高さ寸法が大きいほどシールド効果が大きく、樹脂製の燃料タンク2の外側底面をシールドしたときは、シールド30の外形寸法が大きいほどシールド効果が大きいことを確認した。さらに、シールド29,30をアース接続しない場合は、シールド効果を得られないことを確認した。
As a result of the noise evaluation, a shielding effect against electromagnetic noise from the
以上の実験結果から、サブタンク5をシールドする場合、或いは燃料タンク2の底面をシールドする場合の何れの場合であっても、大きな寸法のシールドを設けることが効果的であることが判明したが、シールドを車両ボデーにアース接続することは製造コスト高を生じることから、本実施例のように、燃料ポンプ8を囲繞するサブタンク5にシールドを施し、車両ボデーにアース接続することがコスト低減には有効である。
From the above experimental results, it has been found that it is effective to provide a shield with a large size in either case of shielding the
このような実施例によれば、燃料ポンプ8を囲繞するサブタンク5を金属製とし、車両ボデーにアース接続するようにしたので、燃料ポンプ8から放射される電磁ノイズが樹脂製の燃料タンク2を貫通するにしても、その影響をノイズフィルタを用いることなく低減することができる。従って、燃料ポンプ8から放射された電磁ノイズが樹脂製の燃料タンク2を貫通するにしても、電磁ノイズを効果的に低減してラジオアンテナでノイズとして拾われてしまうことを防止できる。
According to such an embodiment, since the
しかも、ポンプモジュール4の構成部品であるサブタンク5の材質を金属に変更するだけで実施することができるので、部品点数が増加することなく実施することができ、大幅なコスト高を招来することなく実施することができる。
また、金属製のサブタンク5を車両ボデーにアース接続する手段として、燃料ポンプ8を接続するための直結コネクタ16に短いシールドグランド配線24にて共通接続するようにしたので、直結コネクタ16の端子を増設することなく実施することができ、この点でもコストの上昇を抑制することができると共に、シールドグランド配線24が電磁ノイズ新たな発生源となることを防止できる。
Moreover, since the
Further, as a means for grounding the
さらに、燃料ポンプ8の駆動回路を構成するスイッチング回路としてのパワーMOSFET27をハイサイド駆動となるように接続するようにしたので、アース接続を燃料タンク2内のポンプモジュール4において完結することができ、アース端子を特別に設けることなく実施できる。
Furthermore, since the
(参考例)
次に本発明の参考例について図7及び図8を参照して説明するに、一実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。この参考例は、燃料ポンプ8の外周を覆う金属ケースをシールド手段としたことを特徴とする。
( Reference example)
Next exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8, the embodiment and the same parts will not be described with the same reference numerals. This reference example is characterized in that a metal case covering the outer periphery of the
車両用燃料供給装置の一部を断面にして示す図7において、燃料ポンプ8の外周を覆う金属ケース(シールド手段に相当)31の上端には接続リング32が圧入されており、その接続リング32にはんだ付け(溶接、かしめ等でもよい)されたアース配線33をポンプコネクタ34のアース端子にかしめることにより、燃料ポンプ8の金属ケース31が車両ボデーと電気的にアース接続されている。
In FIG. 7, which shows a part of the vehicle fuel supply device in cross section, a
図8は、図7に示すように構成した場合の電気回路図を示している。
ところで、燃料ポンプ8から放射される電磁ノイズは、燃料ポンプ8の駆動回路を構成するパワーMOSFET27をスイッチング制御する際に燃料ポンプ8の金属ケース31から主に放射されるものと考えられることから、図7に示すように、燃料ポンプ8の外周を覆う金属ケース31を短いアース配線33にて車両ボデーにアース接続することで、電磁ノイズ放射を効果的に抑制することが可能となる。
FIG. 8 shows an electric circuit diagram in the case of the configuration shown in FIG.
By the way, it is considered that the electromagnetic noise radiated from the
このような実施例によれば、燃料ポンプ8の外周を覆う金属ケース31を車両ボデーに短いアース配線33にてアース接続することによりシールド手段として機能させるようにしたので、特別な手段を用いることなく、燃料ポンプ8からの電磁ノイズを効果的に低減することができると共に、アース配線33が電磁ノイズの新たな発生源となることを防止できる。
According to such an embodiment, the
尚、本参考例は、燃料ポンプ8の外周を覆う金属ケース31とポンプコネクタ34のアース端子とを接続すれば、電磁ノイズの抑制効果があることから、電気的接続方法は配線による以外でも、燃料ポンプ8内部でのアース端子との接触接続、或いはスプリングによる弾性接触等でもよい。
In this reference example, if the
本発明は、上記実施例に限定されることなく、次のように変形または拡張できる。
シールド構造としては、サブタンクを金属フィラーが混入された導電性樹脂で成型したり、シールド金属をインサートした樹脂成形品としてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be modified or expanded as follows.
The shield structure, the sub-tank and Ri metallic filler is molded by mixing electrically conductive resin, the shield metal may be used as the resin molded article is insert.
サブタンク5のシールドと燃料タンク2のシールドとを組み合わせるようにしてもよい。
車両ボデーへのアース接続方法として、金属製のシャフト7を通じてフランジ6上へ取り出すようにしてもよい。
The shield of the
As a ground connection method to the vehicle body, it may be taken out onto the
図面中、1は車両用燃料供給装置、2は燃料タンク、4はポンプモジュール、5はサブタンク(シールド手段)、8は燃料ポンプ、24はシールドグランド配線、27はパワーMOSFET(スイッチング回路)、31は金属ケース(シールド手段)、32は接続リング、33はアース配線である。 In the drawings, 1 is a vehicle fuel supply device, 2 is a fuel tank, 4 is a pump module, 5 is a sub tank (shield means), 8 is a fuel pump, 24 is a shield ground wiring, 27 is a power MOSFET (switching circuit), 31 Is a metal case (shielding means), 32 is a connection ring, and 33 is a ground wiring.
Claims (4)
前記燃料ポンプの下方を含むように当該燃料ポンプを囲繞するように設けられ、車両ボデーにアース接続された状態で、前記燃料ポンプから少なくとも下方に放射される電磁ノイズを遮断する金属製のサブタンクを備えたことを特徴とする車両用燃料供給装置。 A fuel supply device for a vehicle having a fuel pump disposed in a fuel tank of a vehicle and supplying the fuel stored in the fuel tank to the outside in a driving state of the fuel pump;
A metal sub-tank that is provided so as to surround the fuel pump so as to include the lower part of the fuel pump and that shields electromagnetic noise radiated at least downward from the fuel pump in a state of being grounded to the vehicle body. A fuel supply device for a vehicle, comprising:
前記燃料ポンプの下方を含むように当該燃料ポンプを囲繞するように設けられ、車両ボデーにアース接続された状態で、前記燃料ポンプから少なくとも下方に放射される電磁ノイズを遮断する導電性を有するサブタンクを備えたことを特徴とする車両用燃料供給装置。 A fuel supply device for a vehicle having a fuel pump disposed in a fuel tank of a vehicle and supplying the fuel stored in the fuel tank to the outside in a driving state of the fuel pump;
A sub-tank that is provided so as to surround the fuel pump so as to include the lower part of the fuel pump, and has conductivity to block electromagnetic noise radiated at least downward from the fuel pump in a state where the fuel pump is grounded. A vehicle fuel supply device comprising:
前記スイッチング回路は、前記燃料ポンプをハイサイド駆動するように接続されていることを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載の車両用燃料供給装置。 The fuel pump drive circuit is configured to have a switching circuit,
4. The vehicle fuel supply device according to claim 1, wherein the switching circuit is connected so as to drive the fuel pump at a high side .
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