JPWO2013190631A1 - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

従来のブラシレス燃料ポンプ、容量式燃料レベルゲージを用いた燃料供給装置は、制御部を単独で配設している、また制御部は片方の機能しか持たない構成であり、全体として複雑な構成となる。また、容量式燃料レベルゲージはその原理から浮遊容量の影響を受けやすく、製造時の配線バラツキや使用中の配線動揺による影響を受け、Ｓ／Ｎ比を悪くするという課題があった。制御部を有するブラシレス燃料ポンプ（１００）と容量式燃料レベルゲージ（１１０）の制御部を一体化し、制御部（１２０）を燃料ポンプの上面（フランジ部）（１０３）に配設することにより、簡単な構成で両方の機能を実現することができ、小型化を達成できる。

Description

この発明は、車載用ブラシレス燃料ポンプと容量式燃料レベルゲージとを用いるタイプの燃料供給装置に関し、その配置・構成を工夫してその小型化を図った燃料供給装置に関するものである。

従来の車載用ブラシレス燃料ポンプでは、高圧フィルターカバーの最上部に燃料ポンプのブラシレスモータを駆動するコントローラ及び駆動回路を含む制御部が配設されていた（例えば、特許文献１参照。）。
また、静電容量式燃料レベルゲージとしては、燃料ポンプと一体になっていないものが知られており、静電容量式燃料レベルゲージの発信器及び液位算出部を含む制御部は、燃料タンク外であって、燃料に浸漬されたセンサー部とは別体に配設され、センサー部と制御部とはコ字状のフラットワイヤで接続された構成を採用している（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００７−１８９８８９号公報 特開平５−２２３６２４号公報

以上のように構成された従来のブラシレス燃料ポンプ及び静電容量式燃料レベルゲージでは、制御部をそれぞれ単独で配設しているので、構成が複雑化し配置スペースが大きくなっていた。また、静電容量式燃料レベルゲージは、その原理からセンサー部と制御部間を接続する配線の浮遊容量の影響を受けやすい構成であるため、配線が長くなると製造時の配線バラツキや使用中の配線動揺による影響を受けて、Ｓ／Ｎ比が悪化し、液位の検出精度が落ちてしまうという問題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、制御部を有するブラシレス燃料ポンプと静電容量式燃料レベルゲージの制御部を一体化することにより、液位の検出精度を低下させることなく構成の簡単化、小型化を実現した燃料供給装置を提供することを目的としている。

本発明の燃料供給装置は、車載用ブラシレス燃料ポンプの制御部と容量式燃料レベルゲージの制御部を一体化し、この制御部を燃料ポンプ上部に配設することを特徴とするものである。
また、ブラシレス燃料ポンプおよび静電容量式燃料レベルゲージの制御部を１個のＩＣを用いて制御可能として制御部を一体化構成とし、かつ静電容量式燃料レベルゲージのセンシング部を制御部にプラグイン取り付け形状としたものである。

この発明によれば、ブラシレス燃料ポンプおよび静電容量式燃料レベルゲージの制御部を一体化したので、制御部構成が小型化され、燃料タンクへの燃料ゲージつき燃料ポンプの装着・脱着が容易となる。また容量式燃料レベルゲージを配線からの影響が少ないプラグイン化することにより、浮遊容量による不安定要因（Ｓ／Ｎ比悪化）を低減できる。

本発明の実施の形態１における燃料供給装置を燃料タンクに装着した状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態１における燃料供給装置の外観を示す斜視図である。 図１の燃料供給装置におけるＡ矢視の底面図である。 本発明の実施の形態１における制御部の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態２における制御部の機能ブロック図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１における燃料供給装置を燃料タンクに装着した状態を示す説明図、図２は図１の燃料供給装置の外観斜視図で、図３は図２の燃料供給装置の下面視の外観図である。次に、図１、図２および図３を用いて本発明の実施の形態１における燃料供給装置の装着形状及び外観構造について説明する。

可動部と固定部間に電気的接触部を有しないブラシレス燃料ポンプ１００は、内燃機関の燃料１０１を貯蔵する燃料タンク１０２内に配設されている。ブラシレス燃料ポンプ１００の上部にはフランジ部１０３が設けられ、これによって燃料タンク１０２に保持、固定されている。燃料タンク１０２には直径がΦＬの穴１０４があけられており、この穴１０４の周辺にフランジ部１０３が図示しない螺子などで固定され、保持と同時にシール機能も持たせている。

燃料１０１は内燃機関が作動中はブラシレス燃料ポンプ１００の吸い込み側に設けられたフィルタ１０５により、燃料１０１中の一定寸法以上の異物を除去し、上記燃料ポンプ１００及び図示しないモータの回転により吸い込まれて、吐出パイプ１０６から図示しないインジェクターへと送り出される。

燃料タンク１０２中の燃料１０１の残量に対しては、静電容量式燃料ゲージ１１０で計測して、図示しない運転者近傍の表示器に信号を送り、運転者に知らせている。静電容量式燃料ゲージ１１０のセンシング部１１１はグランドに接続された導電性のパイプ１１２と中心電極１１３により構成され、これらが一体として上記フランジ部１０３に固定されたコネクタ１１４にワンタッチでプラグインされる構造となっている。

パイプ１１２はコネクタ１１４の一部（円筒部）に差し込まれ、パイプ１１２に形成された爪部１１６が上記円筒部の爪孔部１１７（図２参照）に嵌り込むことにより固定される。その後、ホルダ１１５によりブラシレス燃料ポンプ１００に取り付けられる。また、コネクタ１１４は、ブラシレス燃料ポンプ１００のモータ部に接続されるＵ相、Ｖ相，Ｗ相からの電線の接続部でもある。

制御部１２０はブラシレス燃料ポンプ１００の制御部と静電容量式燃料ゲージ１１０の制御部を併せた制御機能を持つ。ケース１２１は制御部１２０その他の電子部品を搭載・収納するためのもので、ケース１２１の中に、基板１２２が入る。図示する基板１２２は電子部品などが搭載される前の状況を示し、コネクタ１１４から出た端子１２３が挿入される穴１２４の状態を表している。

５個の穴１２４のうち３個は、Ｕ相、Ｖ相，Ｗ相への電力供給及び信号検出用の端子用で、残り２個はセンシング部１１１の中心電極１１３及びグランドであるパイプ１１２からの接続用穴で、いずれも基板１２２に半田で固着しており、車や燃料の動揺により容易に動く構造ではない。また、端子１２３はフランジ部１０３に、例えばインサート成型などの方法で形成され、タンクの気密を保つように配慮されている。センシング部１１１から基板１２２までの配線は、後述の配線の浮遊容量の影響を低減するため最短距離とすることが望ましいので、穴１２４、コネクタ１１４、及びセンシング部１１１は、略垂直に伸びる一直線上に配設されることが望ましい。

このような静電容量式燃料ゲージ１１０の取り付け構造およびその構成は、静電容量を原理として用いた検出体においてしばしば問題となる配線の浮遊容量に対しその影響をミニマム化することが出来ると共に、中心電極１１３と対となる電極、すなわち、パイプ１１２を導電性の物質にすることにより、周囲からのノイズを遮蔽することができる。

フランジ部１０３上部に一体化された制御部１２０の機能ブロック図を図４に示す。図中ＩＣ１は燃料ポンプ１００の制御をするＩＣであり、ＩＣ２は静電容量式燃料ゲージ用で、それぞれに電源１３０から電力の供給を受けている。各入力情報の元で予め組み込まれたロジックに従い、それぞれに独立にブラシレス燃料ポンプ１００およびガソリン残量表示計１４０に信号を出す。

燃料タンク１０２には直径がΦＬの穴１０４を設けているが、図３に示す燃料供給装置の下から見た図における最大直径Φｍは穴直径ΦＬより小さく設計することが燃料供給装置の燃料タンク１０２への脱着作業性を著しく向上させる。

以上のように本発明の実施の形態１における燃料供給装置は、ブラシレス燃料ポンプ１００の制御機能と静電容量式燃料ゲージ１１０の制御機能をブラシレス燃料ポンプ１００の上部フランジ部１０３上に一つのＩＣで構成し、さらに、静電容量式燃料ゲージ１１０のセンシング部１１１をフランジ部１０３部のコネクタ１１４にプラグインできる構成としたので、簡単な構成で信頼性の高い小型の燃料供給装置供給できる効果がある。なお、上記の説明ではフランジ部１０３部の上部に制御部１２０を設けたが、フランジ部１０３部の下部に設ける構成としても良い。

なお、上記実施の形態１では静電容量式燃料ゲージ１１０で燃料１０１の残量を測るものについて説明したが、静電容量式を用いて燃料の性状を測ることもまったく同一の形状の中で成立するし、また２本のセンシング部１１１を持つことにより燃料量と燃料性状を同時に測ることも可能である。

実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２における制御部１２０の機能ブロック図を示す。
実施の形態１では、ブラシレス燃料ポンプ１００の機能と静電容量式燃料ゲージ１１０の機能を、それぞれの制御部１２０はフランジ上部１０３上に一体化し、制御のＩＣはＩＣ１、ＩＣ２としてそれぞれ単独に成立させることについて述べたが、本実施の形態では、両方を組み合わせ1個のＩＣ１５０で構成するようにしたものである。

1個のＩＣ１５０で制御することにより、単独時に比べて更なる性能向上を果たすことが出来る。通常レギュラーガソリンの比誘電率(ε）は２〜３程度と低いこと、燃料タンクの中に設置するため複雑な構造がとりにくく、静電容量値（Ｃ）を決める対向面積（Ｓ）の拡大やｇａｐ（ｄ）の縮小が難しいため、小さい容量の検出を精度よくさらに再現性よく検出する必要がある。そのため、浮遊容量の影響を小さくする必要があり、基板１２２上の配線を出来るだけ短くすることが性能に影響する。１個のＩＣで制御するとコストダウンや省スペースを含め、性能向上にも役立つ。

１００ ブラシレス燃料ポンプ、 １０１ 燃料、 １０２ 燃料タンク、１０３ フランジ部、 １０４ 穴、 １０５ フィルタ、 １０６ 吐出ポンプ、 １１０ 静電容量式燃料ゲージ、 １１１ センシング部、 １１２ パイプ、 １１３ 中心電極、 １１４ コネクタ、 １１５ ホルダ、 １１６ 爪部、１１７ 爪孔部、 １２０ 制御部、 １２１ ケース、 １２２ 基板、 １２３ 端子、 １２４ 穴、 １３０ 電源、 １４０ ガソリン残量表示計。

Claims (6)

1. フランジ部を介して燃料タンク内に保持されたブラシレス燃料ポンプと、
   センシング部が上記燃料タンク内の燃料に浸漬された状態で上記ブラシレス燃料ポンプに取り付けられた容量式燃料レベルゲージを備え、
   上記ブラシレス燃料ポンプを制御する制御部と、上記容量式燃料レベルゲージを制御する制御部とを一体化して、上記フランジ部に設置したことを特徴とする燃料供給装置。
2. 上記容量式燃料レベルゲージを上記フランジ部に取り付けられたコネクタにプラグイン構造により直接脱着可能としたことを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
3. ブラシレス燃料ポンプおよび容量式燃料レベルゲージの制御部を１個のＩＣを用いて制御可能とたことを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の燃料供給装置。
4. 上記容量式燃料レベルゲージのセンシング部は、上記プラグイン部及びコネクタと略一直線上に配設されていることを特徴とする請求項２に記載の燃料供給装置。
5. 上記センシング部は導電性のパイプと中心電極で構成され、導電性のパイプは接地されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
6. 燃料タンクの穴直径ΦＬが燃料供給装置の最大直径Φmより大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の燃料供給装置。

Images