JPWO2021024302A1 - 車両用燃料ポンプ制御装置 - Google Patents

Abstract

燃料ポンプの吸入口におけるベーパーの発生を抑制することができる車両用燃料ポンプ制御装置を提供する。車両用燃料ポンプ制御装置は、ブラシレスモータ２０を有する燃料ポンプ２の吸入口１１５で発生したべーパーを検出するベーパー検出部１７と、ベーパー検出部１７がベーパーを検出すると、ブラシレスモータ２０の回転をエンジン制御装置５が設定した目標回転速度よりも小さい予め定められた回転速度に制限又は停止し、ブラシレスモータ２０の回転速度の制限又は停止から予め定められた時間経過後にブラシレスモータ２０の回転の制限又は停止を解除する制御部１３とを備える。

Description

本開示は、燃料タンクの燃料をエンジンに供給する燃料ポンプを制御する車両用燃料ポンプ制御装置に関する。

世界的な二酸化炭素排出量削減の潮流から、再生可能なバイオ燃料が使用される機会が増加している。しかし、バイオ燃料はアルコール成分を含むため、飽和蒸気圧が高く、ガソリンと比較してベーパー（気泡）が発生しやすい。ここで、特許文献１に記載の燃料ポンプの制御方法（以下で、従来の燃料ポンプの制御方法と称す）では、燃料ポンプ内で発生したベーパーを検出すると、燃料ポンプが有するインペラの回転速度を所定時間、通常制御の回転速度よりも高くし、ポンプ室のベーパーをベーパー排出孔から排出し、ベーパーによって燃料ポンプから燃料が吐出されない、いわゆるベーパーロックを防ぐことを意図している。

特開２０１５−４８７３０号公報

ところで、燃料ポンプにおけるベーパーは、燃料ポンプの吸入口で発生しやすく、また、燃料が高温かつ低圧の状態で発生しやすい。ここで、従来の燃料ポンプの制御方法では、インペラの回転速度が高くなることで燃料ポンプ内を流れる燃料の流速が速くなる。これにより、燃料ポンプの吸入口が低圧になる。また、インペラの回転速度を上げたことでその動力源であるモータの温度も上昇する。ただし、従来の燃料ポンプの制御方法をブラシ付きモータを有する燃料ポンプに適用した場合、ブラシ付きモータの高温部位はその燃料と高速で接触し、急速に冷却される。その結果、従来の燃料ポンプの制御方法をブラシ付きモータを有する燃料ポンプに適用した場合では、燃料ポンプの吸入口の燃料の圧力は低下するものの、吸入口の温度は上昇しないため、ベーパーの発生が抑制されていた。しかし、ブラシレスモータを有する燃料ポンプでは、燃料ポンプに流入した燃料とモータの高温部位との接触面積が、ブラシ付きモータを有する燃料ポンプにおける燃料とモータの高温部位との接触面積よりも小さい。従って、従来の燃料ポンプの制御方法をブラシレスモータを有する燃料ポンプに適用して、インペラの回転速度を高くし、燃料ポンプ内を流れる燃料の流速を速くしても、ブラシ付きモータを有する燃料ポンプのように冷却されない。その結果、従来の燃料ポンプの制御方法をブラシレスモータを有する燃料ポンプに適用すると、燃料ポンプの吸入口が、高温かつ低圧の状態になり、ベーパーが発生やすくなるという問題があった。

本開示は、ブラシレスモータを有する燃料ポンプの吸入口におけるベーパーの発生を抑制することができる車両用燃料ポンプ制御装置を提供することを目的とする。

本開示の一形態に係る車両用燃料ポンプ制御装置は、ブラシレスモータを有する燃料ポンプの吸入口で発生したべーパーを検出するベーパー検出部と、ベーパー検出部がベーパーを検出すると、ブラシレスモータの回転をエンジン制御装置が設定した目標回転速度よりも小さい予め定められた回転速度に制限又は停止し、ブラシレスモータの回転速度の制限又は停止から予め定められた時間経過後にブラシレスモータの回転速度の制限又は停止を解除する制御部と、を備える。

本開示によれば、ブラシレスモータを有する燃料ポンプの吸入口におけるベーパーの発生を抑制することができる。

実施の形態１に係る車両用燃料ポンプ制御装置を用いた燃料供給システムの構成例を示す概略図である。 実施の形態１に係る車両用燃料ポンプ制御装置の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１に係る燃料ポンプを燃料ポンプが有するブラシレスモータの回転軸に沿って切断した場合の燃料ポンプの断面図である。 図３のＡ−Ａ’断面における断面図である。 実施の形態１に係る車両用燃料ポンプ制御装置におけるベーパー発生時の制御に関するタイミングチャートである。 燃料の温度、燃料の圧力、燃料の飽和蒸気圧及び図５のタイミングチャートに示される各時間における燃料の状態の関係を示す図である。 実施の形態１に係る車両用燃料ポンプ制御装置における制御のフローチャートである。 実施の形態２に係る車両用燃料ポンプ制御装置の構成例を示すブロック図である。 実施の形態２に係る車両用燃料ポンプ制御装置における制御のフローチャートである。 実施の形態３に係る車両用燃料ポンプ制御装置の構成例を示すブロック図である。 ベーパー発生前からベーパーロック発生時までのブラシレスモータの相電流と車両用燃料ポンプ制御装置の電源電流との関係を示す図である。 ベーパー発生前から初期ベーパー発生時におけるブラシレスモータの相電流と車両用燃料ポンプ制御装置の電源電流との関係を示す図である。 初期ベーパー発生時におけるブラシレスモータへの制御信号、ブラシレスモータの相電流及び車両用燃料ポンプ制御装置の電源電流との関係を示す図である。 燃料ポンプが正常動作している状態におけるブラシレスモータへの制御信号、ブラシレスモータの相電流及び車両用燃料ポンプ制御装置の電源電流との関係を示す図である。 実施の形態３に係る車両用燃料ポンプ制御装置における制御のフローチャートである。 実施の形態４に係る車両用燃料ポンプ制御装置の構成例を示すブロック図である。 実施の形態４に係る車両用燃料ポンプ制御装置における制御のフローチャートである。 実施の形態４に係るブラシレスモータの回転速度と時間の関係を示す図である。 実施の形態５に係る車両用燃料ポンプ制御装置の構成例を示すブロック図である。 実施の形態５に係る車両用燃料ポンプ制御装置における、水温又は外気温とブラシレスモータの回転を停止させる時間との関係を示す図である。 各実施の形態に係る車両用燃料ポンプ制御装置のハードウェア構成例を示す図である。

以下で、一実施形態である車両用燃料ポンプ制御装置について、添付した図面を参照しながら説明する。各実施の形態において同一の構成については、同一の符号を付す。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る車両用燃料ポンプ制御装置１を用いた燃料供給システムの構成例を示す概略図である。実施の形態１に係る車両用燃料ポンプ制御装置１を用いた燃料供給システムは、車両用燃料ポンプ制御装置１、燃料ポンプ２、燃料フィルター３、燃料タンク４、エンジン制御装置５、エンジン６、燃料噴射装置７、高圧ポンプ８、燃料ポンプ２の吐出側に設けられた燃料圧力センサ９、水温センサ１０、外気温センサ１１、外気温センサ１１からの温度情報を取得する車室内温度制御装置１２、及び吐出側配管４０を備える。

車両用燃料ポンプ制御装置１は、燃料ポンプ２が有するブラシレスモータ２０の回転を制御する。ブラシレスモータ２０の目標回転速度は、エンジン６の運転状況に応じてエンジン６への燃料の吐出量を制御するエンジン制御装置５が設定し、指令値として、車両用燃料ポンプ制御装置１に送信される。そして、車両用燃料ポンプ制御装置１の制御部１３は、この目標回転速度に基づいて、ブラシレスモータ２０の回転を制御する。なお、エンジン制御装置５から送信される指令値は、ブラシレスモータ２０の目標回転速度だけでなく、ブラシレスモータ２０に印加する電圧、または駆動電量、あるいはトルクであってもよい。

車両用燃料ポンプ制御装置１によって燃料ポンプ２が駆動されると、燃料タンク４に蓄積された燃料が燃料フィルター３を介して燃料ポンプ２に吸引される。吸引された燃料は、燃料ポンプ２の内部で昇圧される。そして、昇圧された燃料は、燃料ポンプ２の吐出管と接続された吐出側配管４０を経て、高圧ポンプ８に送られる。高圧ポンプ８は、エンジン６と連動して動作し、エンジン６が作動すると、燃料ポンプ２から送られてきた燃料をさらに昇圧し、燃料噴射装置７に供給する。そして、燃料噴射装置７からエンジン６のシリンダー内に燃料が噴射される。なお、エンジン制御装置５は、吐出側配管４０における燃料ポンプ２と高圧ポンプ８との間に設けられた燃料圧力センサ９、エンジン６を冷却する冷却水の温度である水温を検出する水温センサ１０や、燃料ポンプ２が搭載される車両外部の温度である外気温を検出する外気温センサ１１から、各々のセンサによる検出値を得ることができる。また、エンジン制御装置５は、外気温センサ１１からの外気温の情報を、車室内温度制御装置１２を介して得る。

図２は、実施の形態１に係る車両用燃料ポンプ制御装置１の構成例を示すブロック図である。車両用燃料ポンプ制御装置１は、エンジン制御装置５及び燃料ポンプ２と接続されている。また、車両用燃料ポンプ制御装置１は、エンジン制御装置５が設定した目標回転速度に基づいて燃料ポンプ２が有するブラシレスモータ２０の回転を制御する制御部１３、ブラシレスモータ２０を駆動する駆動回路１４、ブラシレスモータ２０の駆動に用いられる電流である駆動電流を検出する電流検出部１５、ブラシレスモータ２０の回転速度を検出する速度検出部１６、燃料ポンプ２の吸入口で発生したベーパーを検出するベーパー検出部１７、及び記憶部１８を備えている。なお、車両用燃料ポンプ制御装置１及び燃料ポンプ２のブラシレスモータ２０を駆動するための電力は、図示しないバッテリーから電源ケーブル及び電源回路を介して、車両用燃料ポンプ制御装置１に供給される。また、記憶部１８は、エンジン制御装置５が設定した目標回転速度、電流検出部１５により検出された駆動電流、速度検出部１６により検出された回転速度、及び各目標回転速度でブラシレスモータ２０が回転する時の駆動電流の基準値である電流基準値を記憶している。

図３は、実施の形態１に係る燃料ポンプ２を燃料ポンプ２が有するブラシレスモータ２０の回転軸に沿って切断した場合の燃料ポンプ２の断面図である。燃料ポンプ２は、ブラシレスモータ２０及びポンプ部２２を備えている。燃料ポンプ２は、ポンプ部２２の備えるインペラ１１０の回転により、図３の下方に示す吸入口１１５から燃料を吸入し、その燃料を昇圧して、図３の上方に示す吐出管１１６から昇圧された燃料を吐出する。

ポンプ部２２は、インペラ１１０、下ケーシング１１１及び上ケーシング１１２を備える。インペラ１１０は、燃料ポンプ２の吸入側から吐出側に向かう方向において下ケーシング１１１及び上ケーシング１１２に挟まれるように配置され、インペラ１１０を中心に吸入側に下ケーシング１１１が、吐出側に上ケーシング１１２が位置する。インペラ１１０は、円盤状を成し、その円盤の両表面には周方向に並ぶ複数の羽根溝１１９が設けられている。インペラ１１０は、ブラシレスモータ２０から伸びるロータシャフト１０６に固定され、ロータシャフト１０６と共に回転する。また、上ケーシング１１２のインペラ１１０側の表面（下面）及び下ケーシング１１１のインペラ１１０側の表面（上面）には、ロータシャフト１０６と平行な方向から見たときに環状を成す溝１３０が形成されている。また、溝１３０の位置は、ロータシャフト１０６の中心軸と平行な方向から見たときに羽根溝１１９と重なっている。さらに、溝１３０の幅は一定であり、その深さは、燃料の吸入側から排出側に向かって浅くなっていく。つまり、溝１３０により形成される燃料の流路は、吸入側から排出側に向かって狭くなる。その結果、インペラ１１０の回転によって、羽根溝１１９が流動させる燃料の圧力は、溝１３０を通過することで、吸入側から排出側に向かうにつれて高くなる。なお、溝１３０を通過した燃料は、上ケーシング１１２に設けられた排出口を通過してブラシレスモータ２０に排出され後、さらにブラシレスモータ２０内を通過して、吐出管１１６から吐出される。また、吐出管１１６からの燃料の逆流を防ぐために、吐出管１１６には逆止弁１１４が設けられている。

ブラシレスモータ２０は、三相交流ブラシレスモータであり、ステータ９９、ロータ１２０、ロータシャフト１０６を備える。

ステータ９９は、円筒状を成し、ステータ鉄心１００及びステータコイル１０１を有している。ステータ鉄心１００は、鉄等の磁性材料で形成される。ステータコイル１０１は、ステータ鉄心１００に巻回され、三相巻線を構成する。ステータコイル１０１が巻回されたステータ鉄心１００は、その周囲を鉄フレーム１０３に覆われるとともに、鉄フレーム１０３に対して固定されている。

ロータ１２０は、ステータ９９の内側に回転可能に収容される。ロータ１２０は、ロータ鉄心１２５とロータ鉄心１２５の周囲に固定されたロータマグネット１２４を備えている。また、ロータマグネット１２４は、ロータ鉄心１２５の周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置されている。

ロータシャフト１０６は、ロータ１２０の中心に圧入固定され、ロータ１２０とともに回転する。ロータシャフト１０６は、その一方側が燃料ポンプ２の外形をなすポンプケース１１３に固定された軸受１０７に回転可能に支持され、他方側が上ケーシング１１２に設けられた軸受１０８に回転可能に支持される。さらに、ロータシャフト１０６の他方側の端部は、スラスト軸受１０９により支持されている。

図４は、図３のＡ−Ａ’断面における断面図である。燃料ポンプ２を駆動するブラシレスモータ２０は、４極６スロットの３相ブラシレスモータで構成される。ステータ鉄心１００は、Ｕ相ステータ鉄心１００Ｕ１，１００Ｕ２、Ｖ相ステータ鉄心１００Ｖ１，１００Ｖ２、およびＷ相ステータ鉄心１００Ｗ１，１００Ｗ２から構成される。ステータコイル１０１は、Ｕ相ステータコイル１０１Ｕ１，１０１Ｕ２、Ｖ相ステータコイル１０１Ｖ１，１０１Ｖ２、およびＷ相ステータコイル１０１Ｗ１，１０１Ｗ２から構成される。そして、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれに設けられたステータコイル端子１０２（図３に示す）から、ステータ９９の各相のステータコイル１０１に三相電力が供給されると、ステータ９９に回転磁界が生じ、ロータ１２０とロータシャフト１０６とが回転する。

次に、図５及び図６を参照しながら、燃料ポンプ２におけるベーパー発生と、実施の形態１に係る車両用燃料ポンプ制御装置１の動作について説明する。また、下記では、ベーパーが発生しやすい状況として、ブラシレスモータ２０の目標回転速度が急速に低下した場合を例として説明する。なお、ブラシレスモータ２０の目標回転速度は、エンジン制御装置５が設定し、エンジン制御装置５からの指令として、車両用燃料ポンプ制御装置１に送信される。この指令に含まれる目標回転速度に基づいて、車両用燃料ポンプ制御装置１の制御部１３が、ブラシレスモータ２０の回転を制御する。

図５は、実施の形態１に係る車両用燃料ポンプ制御装置１におけるベーパー発生に関するタイミングチャートである。図６は、燃料の温度、燃料の圧力、燃料の飽和蒸気圧及び図５のタイミングチャートに示される各時間における燃料の状態の関係を示す図である。なお、図６のＱｔ１は図５の時刻Ｔ１における燃料の状態を表し、図６のＱｔ２は図５の時刻Ｔ２における燃料の状態を表し、図６のＱｔ３は図５の時刻Ｔ３における燃料の状態を表し、図６のＱｔ４は図５の時刻Ｔ４における燃料の状態を表し、図６のＱｔ５は図５の時刻Ｔ５における燃料の状態を表し、図６のＱｔ６は図５の時刻Ｔ６における燃料の状態を表す。

図５（ａ）の実線で示されるブラシレスモータ２０の目標回転速度が、時刻Ｔ１において下がると、これに合わせて、車両用燃料ポンプ制御装置１は、燃料ポンプ２に内蔵されたブラシレスモータ２０への印加電圧を低減し、図５（ａ）の一点鎖線で示されるブラシレスモータ２０の実際の回転速度を目標回転速度に合うように低下させる。このとき、図５（ｂ）に示すように、車両用燃料ポンプ制御装置１の電源電流も低下する。また、ブラシレスモータ２０の回転速度の低下に伴って、燃料ポンプ２の吸引力が低下する。その結果、燃料ポンプ２における吸入口１１５の燃料の圧力は、燃料タンク４に貯められた燃料全体の圧力に近づく。これにより、図５（ｃ）に示すように、燃料ポンプ２の吸入口１１５の燃料の圧力は上昇する。なお、車両用燃料ポンプ制御装置１の電源電流は、駆動回路１４に接続された駆動電流を電流検出部１５で検出することにより、間接的に検出することができる。

ところで、吸入口１１５における燃料の温度は、ブラシレスモータ２０の減速とともに上昇する。具体的には、ブラシレスモータ２０が高速で回転し、燃料ポンプ２を多くの燃料が短時間で通過する場合には、ブラシレスモータ２０の回転によって発生した熱の大部分が、燃料ポンプ２を通過する燃料によって奪われていく。その結果、ブラシレスモータ２０で発生した熱が鉄フレーム１０３を経由して吸入口１１５へ伝達されても、吸入口１１５における燃料の温度を著しく上昇させるといった事態には至らない。しかし、図５（ａ）に示すように、ブラシレスモータ２０の回転速度が急速に低下し、燃料ポンプ２を通過する燃料が大幅に減少すると、燃料ポンプ２を通過する燃料によって奪われるブラシレスモータ２０の熱が、ブラシレスモータ２０が高速で回転している場合よりも大幅に減少する。その結果、ブラシレスモータ２０で発生した熱が鉄フレーム１０３を経由して吸入口１１５へ伝達し、図５（ｄ）に示すように吸入口１１５における燃料の温度が上昇する。これにより、吸入口１１５における燃料の状態は、図６に示すように、Ｑｔ１からＱｔ２に遷移する、つまり、ベーパーが発生する領域に近づいていく。

時刻Ｔ２において吸入口１１５の燃料にベーパーが発生したあと、車両用燃料ポンプ制御装置１のベーパー検出部１７がベーパーを検出する時刻Ｔ３まで、図６に示すように、吸入口１１５における燃料の温度は上昇し続ける。そして、図５（ｅ）に示すように、時刻Ｔ３においてベーパー検出部１７がベーパーを検出すると、その信号を受け、制御部１３は、図５（ｆ）に示すように、ブラシレスモータ２０を停止する。なお、ベーパー検出部１７によるベーパーの検出方法については、後述する。

時刻Ｔ３において、ブラシレスモータ２０が停止すると、燃料ポンプ２から燃料が吐出されなくなるため、図２に示される燃料ポンプ２の逆止弁１１４が閉じる。その結果、図５（ｃ）及び図６に示すように、吸入口１１５の燃料の圧力が一気に上昇する。その後、ブラシレスモータ２０の停止により、ブラシレスモータ２０からの発熱が抑えられ、図５（ｄ）及び図６に示すように、吸入口１１５の温度が下がり始める。

ブラシレスモータ２０の停止後、時刻Ｔ４になると吸入口１１５における燃料のベーパーが消失し始める。さらに時間が経過し時刻Ｔ５になると、吸入口１１５における燃料の圧力及び温度が、図６のＱｔ５に示すように、ベーパーがほとんど発生しない領域に達する。そして、時刻Ｔ５において、車両用燃料ポンプ制御装置１の制御部１３は、エンジン制御装置５により設定されたブラシレスモータ２０の目標回転速度に合うように、再び、ブラシレスモータ２０の回転速度を制御する。結果として、図５（ｄ）及び図６に示すように、吸入口１１５における燃料の温度は上昇するものの、ベーパーが発生する領域には達しない。従って、時刻Ｔ３から時刻Ｔ５までブラシレスモータ２０の回転を停止させたことで、ベーパーの発生が抑制されたといえる。

次に、ベーパー検出部１７を用いたベーパーの検出方法について説明する。ベーパー検出部１７は、ブラシレスモータ２０の駆動に用いられる電流である駆動電流を、駆動回路１４と接続された電流検出部１５から取得し、この駆動電流の値から吸入口１１５におけるベーパーの発生を検出する。具体的に以下で説明する。

吸入口１１５でベーパーが発生すると、燃料ポンプ２を通過する燃料の密度が低くなる。これにより、燃料ポンプ２のインペラ１１０を回転させるための負荷が軽くなる。これに伴って、インペラ１１０を駆動させるブラシレスモータ２０の負荷も軽くなる。その結果、ある回転速度を維持してブラシレスモータ２０を回転させる際、吸入口１１５にベーパーが発生していない状態とベーパーが発生している状態とでは、ベーパーが発生している状態の方が、ブラシレスモータ２０の駆動電流の値が低くなる。そこで、車両用燃料ポンプ制御装置１のベーパー検出部１７は、ブラシレスモータ２０がある目標回転速度で回転する時の駆動電流の基準値として記憶部１８に記憶されている電流基準値と、ブラシレスモータ２０が目標回転速度に追従して回転しているとみなせる時に電流検出部１５により検出された駆動電流の値である電流検出値とを比較する。そして、ベーパー検出部１７は、電流検出値が電流基準値よりも小さい場合には、燃料ポンプ２の吸入口１１５でベーパーが発生した判定する。このようにして、ベーパー検出部１７は、燃料ポンプ２の吸入口１１５で発生するベーパーを検出できる。

次に、図７のフローチャートを参照して、燃料ポンプ２の吸入口１１５におけるベーパーの発生を抑制する制御について説明する。図７は、実施の形態１に係る車両用燃料ポンプ制御装置１における制御のフローチャートである。車両用燃料ポンプ制御装置１における制御は、燃料ポンプ２が燃料を供給するエンジンの始動により開始される。

エンジンが始動すると、ステップＳ１０１にて、エンジン制御装置５から送信されてきたブラシレスモータ２０の目標回転速度が記憶部１８に記憶される。そして、ステップＳ１０２にて、制御部１３は、記憶部１８を参照して、ブラシレスモータ２０の回転速度が目標回転速度となるように、駆動回路１４を介してブラシレスモータ２０を制御する。つまり、制御部１３は、目標回転速度に応じた電圧を、駆動回路１４を介してブラシレスモータ２０に印加する。

次に、ステップＳ１０３にて、速度検出部１６が、ブラシレスモータ２０の回転速度を検出するとともに、電流検出部１５が、駆動電流を検出する。ステップＳ１０４にて、速度検出部１６が検出した回転速度が検出回転速度として記憶部１８に記憶されるとともに、電流検出部１５が検出した駆動電流が、電流検出値として記憶部１８に記憶される。

そして、ステップＳ１０５にて、ベーパー検出部１７は、記憶部１８から、目標回転速度と検出回転速度を読み込む。さらに、ステップＳ１０６にて、ベーパー検出部１７は、目標回転速度及び検出回転速度の差の絶対値である回転速度偏差を算出する。

ステップＳ１０７にて、ベーパー検出部１７は、回転速度偏差が予め定められた値以上であるか未満であるかを判定する。回転速度偏差が予め定められた値以上である場合には、本制御は、再びステップＳ１０１に戻る。回転速度偏差が予め定められた値未満である場合、つまり、目標回転速度と検出回転速度の差の絶対値が予め定められた値よりも小さい場合には、本制御は、ステップＳ１０８に進み、駆動電流の比較動作に移る。なお、回転速度偏差が予め定められた値以上である場合に駆動電流の比較動作に移らない理由は、回転速度偏差が予め定められた値以上のときは、ブラシレスモータ２０が目標回転速度になる前の過渡状態であり、このような状態では、ブラシレスモータ２０が目標回転速度に追従して回転しているとみなせないため、上述の検出方法によりベーパーを検出することが困難だからである。また、回転速度偏差について予め定められた値とは、検出回転速度が目標回転速度に追従しているか否かを判断するための値であり、例えば、回転速度の検出誤差以上の値である。なお、ステップＳ１０７からステップＳ１０１に再び戻った場合には、エンジン制御装置５から新たに送信されてきたブラシレスモータ２０の目標回転速度が記憶部１８に記憶され、この目標回転速度に基づいて、ステップＳ１０２以降の制御が行われる。

ステップＳ１０８にて、ベーパー検出部１７は、記憶部１８から、電流基準値及び電流検出値を読み込む。

ステップＳ１０９にて、ベーパー検出部１７は、電流基準値と電流検出値の差を算出する。そして、ステップＳ１１０にて、ベーパー検出部１７は、電流基準値から電流検出値を引いた値である電流変化値が正であるか否かを判定する。電流変化値が正である場合、つまり電流検出値が電流基準値よりも小さい場合には、ベーパーが発生したと判定し、ステップＳ１１１にて、ベーパー検出部１７は、ベーパー発生状態であるフラグを立て、その信号を制御部１３に送信する。電流変化値が０以下である場合には、つまり電流検出値が電流基準値以上の場合には、ベーパーは発生していないと判定して、本制御はステップＳ１０１に戻る。なお、ステップＳ１１０からステップＳ１０１に再び戻った場合には、エンジン制御装置５から新たに送信されてきたブラシレスモータ２０の目標回転速度が記憶部１８に記憶され、この目標回転速度に基づいて、ステップＳ１０２以降の制御が行われる。

ステップＳ１１２にて、制御部１３は、ベーパー検出部１７からのベーパー発生の信号を受信する。その後、制御部１３は、ステップＳ１１３にて、ブラシレスモータ２０を停止する。そして、制御部１３は、ステップＳ１１４にて、制御部１３に内蔵されたタイマーによる経過時間の計測を開始する。

続くステップＳ１１５において、制御部１３は、タイマーの経過時間がブラシレスモータ２０を停止させる時間として予め定められた時間Ｔａになったか否かを判定する。また、タイマーの経過時間が予め定められた時間Ｔａになるまで、本ステップは繰り返される。そして、タイマーの経過時間が時間Ｔａを経過すると、本制御は、ステップＳ１１６に進む。なお、予め定められた時間Ｔａとは、例えば、事前に実験により求められた値である。具体的には、ブラシレスモータ２０を停止させる時間が短すぎると吸入口１１５の温度が十分に下がりきらず、ブラシレスモータ２０の回転再開後に、再びベーパーが発生する。これを防ぐために、予め定められた時間Ｔａとは、ブラシレスモータ２０の回転再開後も、ベーパーが発生しない程度に、ブラシレスモータ２０を停止させる時間である。

ステップＳ１１６にて、制御部１３は、ベーパー検出部１７に対してベーパー発生を示すフラグを下ろすように命令し、ベーパー検出部１７のベーパー発生フラグは下ろされる（ベーパー発生フラグリセット）。そして、ステップＳ１１７にて、制御部１３は、ブラシレスモータ２０の停止を解除する。その後、本制御は、ステップＳ１０１に戻る。なお、ステップＳ１１６からステップＳ１０１に再び戻った場合には、エンジン制御装置５から新たに送信されてきたブラシレスモータ２０の目標回転速度が記憶部１８に記憶され、この目標回転速度に基づいて、ステップＳ１０２以降の制御が行われる。

以上のように構成された車両用燃料ポンプ制御装置１では、ブラシレスモータを有する燃料ポンプ２の吸入口１１５におけるベーパーの発生を抑制することができる。具体的には、車両用燃料ポンプ制御装置１では、ベーパー検出部１７が燃料ポンプ２の吸入口１１５で発生したベーパーを検出すると、燃料ポンプ２のブラシレスモータ２０を停止させる。その停止から予め定められた時間経過後に、ブラシレスモータ２０の回転の停止を解除する。つまり、車両用燃料ポンプ制御装置１では、ベーパー検出部１７がベーパーを検出すると、燃料ポンプ２のブラシレスモータ２０を停止させ、その停止から予め定められた時間が経過するまでは、ブラシレスモータ２０の回転を再開させない。これにより、ブラシレスモータ２０が停止後、吸入口１１５における燃料のベーパーが消失し、さらに時間が経過することで、吸入口における燃料の状態は、ベーパーをほとんど発生しない領域に達する。その後、車両用燃料ポンプ制御装置１の制御部１３がブラシレスモータ２０の停止を解除することで、吸入口１１５における燃料の温度は上昇するものの、ベーパーが発生する領域に達することなく、燃料ポンプ２は、その稼働を継続することができる。従って、車両用燃料ポンプ制御装置１では、燃料ポンプ２の吸入口１１５におけるベーパーの発生を抑制することができる。

また、車両用燃料ポンプ制御装置１では、吸入口１１５で発生したベーパーを検出するための特別なセンサを必要としない。具体的には、車両用燃料ポンプ制御装置１のベーパー検出部１７は、記憶部１８に記憶された目標回転速度と速度検出部１６により検出された検出回転速度の差の絶対値が予め定められた値よりも小さい場合、つまり、ブラシレスモータ２０が目標回転速度に追従して回転しているとみなせる場合であって、電流検出部１５が検出した駆動電流の値である電流検出値が電流基準値よりも小さい場合には、燃料ポンプ２の吸入口１１５でベーパーが発生したと判定する。このようにして、車両用燃料ポンプ制御装置１では、駆動電流を介して燃料ポンプ２の吸入口１１５で発生するベーパーを検出できるため、例えば、燃料タンク４内の燃料の圧力や温度を検出するような各種のセンサを必要としない。

実施の形態２．
図８は、実施の形態２に係る車両用燃料ポンプ制御装置１Ａの構成例を示すブロック図である。図８において、図２と同一又は相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。

実施の形態２である車両用燃料ポンプ制御装置１Ａと実施の形態１である車両用燃料ポンプ制御装置１との相違点は、燃料ポンプ２の吸入口１１５で発生するベーパーの検出方法である。従って、ベーパー検出部１７Ａが実施の形態１と異なる部分である。また、ベーパーの検出方法の相違に伴って、記憶部に記憶される内容も実施の形態１と異なるため、実施の形態２における記憶部の符号を１８Ａとする。

前述のとおり、ある回転速度を維持してブラシレスモータ２０を回転させる際、吸入口１１５にベーパーが発生していない状態とベーパーが発生している状態とでは、ベーパーが発生している状態の方が、ベーパーが発生していない状態よりも、ブラシレスモータ２０を駆動させるために必要な駆動電流の値が小さくなる。そこで、実施の形態２に係る車両用燃料ポンプ制御装置１Ａでは、ベーパー検出部１７Ａが、ブラシレスモータ２０が同一回転速度で回転している状態における異なる時刻の駆動電流の値を比較し、又は、ブラシレスモータ２０の回転が加速状態における異なる時刻の駆動電流の値を比較し、先の時刻に検出された駆動電流の値よりも後の時刻に検出された駆動電流の値が小さければ、ベーパーが発生したと判定する。

図９のフローチャートを参照しながら、より具体的に実施の形態２に係る車両用燃料ポンプ制御装置１Ａについて説明する。図９は、実施の形態２に係る車両用燃料ポンプ制御装置１Ａにおける制御のフローチャートである。図９において、図７で示した実施の形態１に係るフローチャートと同一のステップには同一の符号を付し、説明を省略する。

実施の形態２に係る車両用燃料ポンプ制御装置１Ａにおける制御では、エンジンが始動すると、ステップＳ２０１として、今回のエンジン始動前に検出されて記憶部１８に記憶されていたブラシレスモータ２０の回転速度及び駆動電流の値が、初期化される（ゼロリセット）。このとき、便宜的に、速度検出部１６がブラシレスモータ２０の回転速度を検出し、電流検出部１５が駆動電流の値を検出したとして、初期化された回転速度の値が回転速度の前回値として記憶部１８Ａに記憶され、初期化された駆動電流の値が電流前回値として記憶部１８Ａに記憶される。なお、以下では、回転速度の前回値となる回転速度を第１の回転速度、第１の回転速度が検出された時刻を第１の時刻と称す。

次に、実施の形態１に係る車両用燃料ポンプ制御装置１における制御と同様に、ステップＳ１０１にて、エンジン制御装置５から送信されてきたブラシレスモータ２０の目標回転速度が記憶部１８Ａに記憶され、ステップＳ１０２にて、制御部１３が目標回転速度に応じた電圧を、駆動回路１４を介してブラシレスモータ２０に印加すると、図９に示すように、本制御は、ステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２では、速度検出部１６が、ブラシレスモータ２０の回転速度を検出するとともに、電流検出部１５も駆動電流の値を検出する。そして、ステップＳ２０３では、ステップＳ２０２で速度検出部１６が検出した回転速度が回転速度の今回値として記憶部１８Ａに記憶され、電流検出部１５が検出した駆動電流の値が電流今回値として記憶部１８Ａに記憶される。なお、以下では、回転速度の今回値となる回転速度を第２の回転速度、第２の回転速度が検出された時刻を第２の時刻と称す。

ステップＳ２０４では、ベーパー検出部１７Ａが、記憶部１８Ａから、回転速度の今回値と回転速度の前回値を読み込む。そして、ステップＳ２０５にて、ベーパー検出部１７Ａは、回転速度の今回値と回転速度の前回値の差を算出する。

ステップＳ２０６にて、ベーパー検出部１７Ａは、回転速度の今回値から回転速度の前回値を引いた値である回転速度変化値が０以上であるか否かを判定する。回転速度変化値が０以上である場合、つまり、回転速度の今回値である第２の回転速度が回転速度の前回値である第１の回転速度以上である場合には、本制御は、ステップＳ２０７に進む。回転速度変化値が０未満である場合、つまり、回転速度の今回値が回転速度の前回値未満の場合には、本制御はステップＳ１０１に戻る。なお、再びステップＳ１０１に戻る場合には、ステップＳ２１０として回転速度の今回値が回転速度の前回値として記憶部１８Ａに上書きされ、さらに、ステップＳ２１１として電流今回値が電流前回値として記憶部１８Ａに上書きされた上で、ステップＳ１０１に戻る。また、ステップＳ２０６からステップＳ１０１に再び戻った場合には、エンジン制御装置５から新たに送信されてきたブラシレスモータ２０の目標回転速度が記憶部１８Ａに記憶され、この目標回転速度に基づいて、ステップＳ１０２の制御が行われる。その後、ステップＳ２０２で再度ブラシレスモータ２０の回転速度及び駆動電流が再度検出される。さらに、ステップＳ２０２で再度検出された回転速度は、ステップＳ２０３で回転速度の今回値として記憶部１８Ａに記憶され、ステップＳ２０２で再度検出された駆動電流の値は、ステップＳ２０３で電流今回値として記憶部１８Ａに記憶される。そして、ベーパー検出部１７Ａが、ステップＳ２０４で回転速度の今回値及び回転速度の前回値を読み込み、ステップＳ２０５で回転速度変化値を算出し、ステップＳ２０６で回転速度変化値が０以上か判定する。このようなステップが、回転速度の今回値が回転速度の前回値以上になるまで繰り返される。

ステップＳ２０７にて、ベーパー検出部１７Ａは、記憶部１８Ａから、電流今回値と電流前回値を読み込む。

ステップＳ２０８にて、ベーパー検出部１７Ａは、電流前回値と電流今回値の差を算出する。そして、ステップＳ２０９にて、ベーパー検出部１７Ａは、電流前回値から電流今回値を引いた値である電流変化値が正であるか否かを判定する。電流変化値が正である場合、つまり、電流今回値が電流前回値よりも小さい場合には、ベーパー検出部１７Ａは、ベーパーが発生したと判定し、ステップＳ１１１にて、ベーパー検出部１７Ａは、ベーパー発生状態であるフラグを立て、その信号を制御部１３に送信する。その後、本制御は、ステップＳ１１２に進む。また、電流変化値が０以下である場合、つまり、電流今回値が電流前回値以上の場合には、本制御はステップＳ１０１に戻る。再びステップＳ１０１に戻る場合には、ステップＳ２１０として回転速度の今回値が回転速度の前回値として記憶部１８Ａに上書きされ、さらに、ステップＳ２１１として電流今回値が電流前回値として記憶部１８Ａに上書きされた上で、その後のステップが繰り返される。なお、ステップＳ２０９からステップＳ１０１に再び戻った場合には、エンジン制御装置５から新たに送信されてきたブラシレスモータ２０の目標回転速度が記憶部１８Ａに記憶され、この目標回転速度に基づいて、その後の制御が行われる。また、ステップＳ１１２以降の制御については、実施の形態１で説明した制御と同じであるので、ここでの説明を省略する。

以上のように、実施の形態２である車両用燃料ポンプ制御装置１Ａでは、ベーパー検出部１７Ａは、回転速度の今回値である第２の回転速度が回転速度の前回値である第１の回転速度以上の場合であって、電流今回値が電流前回値よりも小さい場合には、燃料ポンプ２の吸入口１１５でベーパーが発生したと判定する。このようにしてベーパーを検出することで、車両用燃料ポンプ制御装置１Ａでは、ブラシレスモータ２０がある目標回転速度で回転する時の駆動電流の基準値である電流基準値を記憶部１８Ａに予め記憶させておく必要がない。

実施の形態２である車両用燃料ポンプ制御装置１Ａにおける他の構成は、実施の形態１である車両用燃料ポンプ制御装置１と同様である。従って、実施の形態２である車両用燃料ポンプ制御装置１Ａにおける他の構成、効果は、実施の形態１である車両用燃料ポンプ制御装置１での説明のとおりである。

実施の形態３．
図１０は、実施の形態３に係る車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂの構成例を示すブロック図である。図１０において、図２と同一又は相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。

実施の形態３である車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂと実施の形態１である車両用燃料ポンプ制御装置１との相違点は、燃料ポンプ２の吸入口１１５で発生するベーパーの検出方法である。従って、ベーパー検出部１７Ｂが実施の形態１と異なる部分である。また、ベーパーの検出方法の相違に伴って、記憶部に記憶される内容も実施の形態１と異なるため、実施の形態３における記憶部の符号を１８Ｂとする。

図１１は、ベーパー発生前からベーパーロック発生時までのブラシレスモータ２０の相電流と車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂの電源電流との関係を示す図である。図１２は、ベーパー発生前から初期ベーパー発生時におけるブラシレスモータ２０の相電流と車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂの電源電流との関係を示す図である。図１３は、初期ベーパー発生時におけるブラシレスモータ２０への制御信号、ブラシレスモータ２０の相電流及び車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂの電源電流との関係を示す図である。図１４は、燃料ポンプが正常動作している状態におけるブラシレスモータ２０への制御信号、ブラシレスモータ２０の相電流及び車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂの電源電流との関係を示す図である。

実施の形態３である車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂでは、燃料ポンプ２の吸入口１１５で発生するベーパーの検出方法として、車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂの電源電流の波形から、ベーパーを検出する。なお、車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂの電源電流は、ブラシレスモータ２０の駆動電流を検出することで確認することができる。つまり、車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂの電源電流は、電流検出部１５により間接的に検出することができる。

具体的には、燃料ポンプ２でベーパーが発生する場合には、図１１に示すように、燃料ポンプ２が正常動作している状態である正常動作区間Ｔ３０１から、ベーパーがわずかに発生する状態である初期ベーパー発生区間Ｔ３０２へ移行した後に、燃料ポンプ２が再び正常動作している状態である正常動作復帰区間Ｔ３０３に移行する。その後、実際にベーパーロックが発生するベーパーロック発生区間Ｔ３０４に移行する。

ここで、燃料ポンプ２に用いられるブラシレスモータ２０が３相交流ブラシレスモータの場合、図１２に示すように、車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂの電源電流の値は、３相ブラシレスモータの相電流周期の１／６の時間と同期したリップルが発生しているものの、正常動作区間Ｔ３０１ではほぼ一定の値を保っている。しかし、初期ベーパー発生区間Ｔ３０２では、車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂの電源電流の波形が、ブラシレスモータ２０の相電流の周期に近い周期で波打つことを、本願発明者は見出した。

そこで、車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂでは、電流検出部１５が、図１３に示すように、第３の時刻Ｔ３Ｂにおける駆動電流の値である第３の電流値と、ブラシレスモータ２０の相電流周期の１／６のＮ倍（Ｎは自然数）に相当する時間が第３の時刻Ｔ３Ｂから経過した時である第４の時刻Ｔ４Ｂにおける駆動電流の値である第４の電流値を検出する。次に、ベーパー検出部１７Ｂが、第３の電流値と第４の電流値の値との差の絶対値Ｄ１が、予め定められた値以上であるか判定する。このとき、絶対値Ｄ１が予め定められた値以上の場合には、車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂの電源電流の波形がブラシレスモータ２０の相電流の周期に近い周期で波打っていると推定できる。従って、第３の電流値と第４の電流値との差の絶対値Ｄ１が、予め定められた値以上である場合にはベーパーが発生したと判定できる。なお、予め定められた値とは、事前に実験により求められた値であり、第３の電流値と第４の電流値との差の絶対値Ｄ１が予め定められた値以上の場合には、車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂの電源電流の波形が、ブラシレスモータ２０の相電流の周期に近い周期で波打っていると予想するための閾値となる値である。また、図１３に示す例では、ブラシレスモータ２０の相電流周期の１／６の２倍に相当する時間が第３の時刻Ｔ３Ｂから経過した時を第４の時刻Ｔ４Ｂとしているが、例えば、ブラシレスモータ２０の相電流周期の１／６の５倍に相当する時間が第３の時刻Ｔ３Ｂから経過した時を第４の時刻Ｔ４Ｂとしてもよい。従って、第４の時刻Ｔ４Ｂは、ブラシレスモータ２０の相電流周期の１／６のＮ倍（Ｎは自然数）に相当する時間が第３の時刻Ｔ３Ｂから経過した時である。

ところで、実施の形態３におけるベーパーの検出方法において、第３の時刻Ｔ３Ｂにおける第３の電流値と、ブラシレスモータ２０の相電流周期の１／６のＮ倍に相当する時間が第３の時刻から経過した時である第４の時刻Ｔ４Ｂにおける第４の電流値とを比較する理由は、適当な時間間隔で検出した電流値同士を比較すると、車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂの電源電流の波形が、ブラシレスモータ２０の相電流に近い周期で波打っていることを判定できないからである。例えば、燃料ポンプ２が正常動作している状態を示す図１４を参照しながら説明すると、ある時刻Ｔ５Ｂで第５の電流値を検出し、その後の任意の時刻Ｔ６Ｂにおける第６の電流値を検出したとする。また、第５の電流値が、車両用燃料ポンプ制御装置１の電源電流に発生しているリップルの谷部分の電流値であり、第６の電流値が車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂの電源電流に発生しているリップルの山部分の電流値であるとする。この場合、燃料ポンプ２が正常動作しているにも関わらず、第５の電流値と第６の電流値の差の絶対値Ｄ２が予め定められた値以上になってしまい、結果として、ベーパーを誤検出してしまうことになる。

ここで、車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂの電源電流で発生するリップルは、ブラシレスモータ２０の相電流周期の１／６の時間と同期している。従って、図１３に示すように、第３の時刻Ｔ３Ｂにおける第３の電流値と、ブラシレスモータ２０の相電流周期の１／６のＮ倍に相当する時間が第３の時刻から経過した時である第４の時刻Ｔ４Ｂにおける第４の電流値とを検出することで、リップルの谷部分の電流値とリップルの山部分の電流値とを検出するという事態が避けられ、結果として、ベーパーの誤検出を抑制できる。

図１５のフローチャートを参照しながら、より具体的に実施の形態３に係る車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂについて説明する。図１５は、実施の形態３に係る車両用燃料ポンプ制御装置における制御のフローチャートである。図１５において、図７で示した実施の形態１のフローチャートと同一のステップには同一の符号を付し、説明を省略する。

実施の形態３に係る車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂのベーパーの発生を抑制する制御では、ステップＳ１０２にて、エンジン制御装置５から送信された目標回転速度となるように、ブラシレスモータ２０の回転速度の制御を始めると、つまり、制御部１３が、目標回転速度に応じた電圧を、駆動回路１４を介してブラシレスモータ２０に印加すると、図１５に示すように、本制御は、ステップＳ３０１に進む。

ステップＳ３０１では、電流検出部１５が第３の時刻Ｔ３Ｂにおける駆動電流の電流値を第３の電流値として検出する。検出された第３の電流値は、ステップＳ３０２で、記憶部１８Ｂに記憶される。

ステップＳ３０３にて、制御部１３は、制御部１３に内蔵されたタイマーによる経過時間の計測を開始する。つまり、制御部１３は、タイマーをセットする。

続くステップＳ３０４にて、制御部１３は、タイマーの経過時間がブラシレスモータ２０の相電流周期の１／６のＮ倍に相当する時間になったか否かを判定する。また、タイマーの経過時間がブラシレスモータ２０の相電流周期の１／６のＮ倍に相当する時間になるまで、本ステップは繰り返される。そして、タイマーの経過時間がブラシレスモータ２０の相電流周期の１／６周期のＮ倍に相当する時間になると、本制御は、ステップＳ３０５に進む。

ステップＳ３０５では、電流検出部１５が第４の時刻における駆動電流の電流値を第４の電流値として検出する。検出された第４の電流値は、ステップＳ３０６で記憶部１８Ｂに記憶される。そして、ステップＳ３０７では、ベーパー検出部１７Ｂが、記憶部１８Ｂから、第３の電流値と第４の電流値を読み込む。

ステップＳ３０８にて、ベーパー検出部１７Ｂは、第３の電流値と第４の電流値との差の絶対値Ｄ１を算出する。そして、ステップＳ３０９にて、ベーパー検出部１７Ｂは、第３の電流値と第４の電流値との差の絶対値Ｄ１が予め定められた値以上であるか否かを判定する。第３の電流値と第４の電流値との差の絶対値Ｄ１が予め定められた値以上である場合には、ベーパー検出部１７Ｂはベーパーが発生したと判定し、ステップＳ１１１にて、ベーパー検出部１７Ｂは、ベーパー発生状態であるフラグを立て、その信号を制御部１３に送信する。その後、本制御は、図７で示されるフローチャートと同様にステップＳ１１２に進む。第３の電流値と第４の電流値との差の絶対値Ｄ１が予め定められた値未満である場合には、ベーパーは発生していないと判定して、本制御はステップＳ１０１に戻る。なお、ステップＳ３０９からステップＳ１０１に再び戻った場合には、エンジン制御装置５から新たに送信されてきたブラシレスモータ２０の目標回転速度が記憶部１８Ｂに記憶され、この目標回転速度に基づいて、その後の制御が行われる。また、ステップＳ１１２以降の制御については、実施の形態１で説明したベーパーの発生を抑制する制御と同じであるので、ここでの説明を省略する。

以上のように、実施の形態３である車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂでは、まず、電流検出部１５が、第３の時刻における駆動電流の値である第３の電流値と、ブラシレスモータ２０の相電流周期の１／６周期のＮ倍（Ｎは自然数）に相当する時間が第３の時刻から経過した時である第４の時刻における駆動電流の値である第４の電流値を検出する。そして、ベーパー検出部１７Ｂは、第３の電流値と第４の電流値との差の絶対値が、予め定められた値以上の場合には、ベーパーが発生したと判定する。このようにしてベーパーの発生を検出することで、実施の形態３である車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂでは、ベーパーロック発生にいたる前のベーパーがわずかに発生する状態である初期ベーパー発生区間Ｔ３０２でベーパーを検出できる。従って、実施の形態３である車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂでは、早期のベーパーの検出が可能である。なお、実施の形態３では、ベーパー検出部１７Ｂは、第３の電流値と第４の電流値とを検出し比較したが、例えば、駆動電流を３回以上検出し、駆動電流の値の差が最大となる２つの電流値を選択し、それらの電流値の差の絶対値が、予め定められた値以上の場合には、ベーパーが発生したと判定してもよい。このようにすることで、２つの電流値だけを検出してそれらを比較する場合と比べて、より精度よくベーパーを検出できる。また、実施の形態３においてブラシレスモータ２０の相電流周期の１／６のＮ倍に相当する時間を制御部１３に内蔵されたタイマーを用いて計測したが、本発明はこれに限定するものではなく、例えばブラシレスモータ２０の通電相の切り換えタイミングに同期した信号を用いて相電流周期の１／６のＮ倍に相当する時間を計測してもよい。さらに、実施の形態３におけるベーパーの検出方法は、目標回転速度が可能な限り一定である状態で行うと、初期ベーパー発生区間Ｔ３０２でのベーパーをより精度よく検出できる。

実施の形態３である車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂにおける他の構成は、実施の形態１である車両用燃料ポンプ制御装置１と同様である。従って、実施の形態３である車両用燃料ポンプ制御装置１Ｂにおける他の構成、効果は、実施の形態１である車両用燃料ポンプ制御装置１での説明のとおりである。

実施の形態４．
図１６は、実施の形態４に係る車両用燃料ポンプ制御装置１Ｃの構成例を示すブロック図である。図１７は、実施の形態４に係る車両用燃料ポンプ制御装置における制御のフローチャートである。図１８は、実施の形態４に係るブラシレスモータ２０の回転速度と時間の関係を示す図である。実施の形態４である車両用燃料ポンプ制御装置１Ｃと実施の形態１である車両用燃料ポンプ制御装置１との相違点は、ブラシレスモータ２０の回転停止を解除した後の制御である。つまり、ブラシレスモータ２０の回転の制御が、実施の形態４と実施の形態１との相違点であるため、実施の形態４に係る車両用燃料ポンプ制御装置１Ｃの構成例を示す図１６では、ブラシレスモータ２０の回転を制御する制御部の符号を１３Ｃとしている。

実施の形態４に係る車両用燃料ポンプ制御装置１Ｃでは、ブラシレスモータ２０の回転停止の解除後において、エンジン制御装置５が設定するブラシレスモータ２０の目標回転速度よりも、速い回転速度でブラシレスモータ２０を制御する。図１７のフローチャートを参照しながら、実施の形態４に係る車両用燃料ポンプ制御装置１による制御について具体的に説明する。なお、図１７において、図７で示した実施の形態１のフローチャートと同一のステップには同一の符号を付し、説明を省略する。

実施の形態４に係る車両用燃料ポンプ制御装置１Ｃによる制御では、制御部１３Ｃが、ステップＳ１１７にてブラシレスモータ２０の停止を解除すると、ステップＳ４０１にて、制御部１３Ｃは、エンジン制御装置５が設定した目標回転速度が、予め定められた回転速度よりも遅いか否かを判定する。例えば、実施の形態４では、エンジン制御装置５が設定した目標回転速度が、ブラシレスモータ２０の最大回転速度の７０％未満かを判定する。そして、エンジン制御装置５が設定した目標回転速度が、ブラシレスモータ２０の最大回転速度の７０％未満に設定されていた場合には本制御はステップＳ４０２に進み、ブラシレスモータ２０の最大回転速度の７０％以上に設定されていた場合には本制御はステップＳ１０２に戻る。なお、予め定められた回転速度は、最大回転速度の７０％に限られるものではなく、任意に設定できる。

ステップＳ４０２にて、制御部１３Ｃが、ブラシレスモータ２０の回転を再開させた時の回転速度を設定し、ブラシレスモータ２０を制御する。例えば、本実施の形態４では、制御部１３Ｃは、ブラシレスモータ２０の回転を再開させた時の回転速度を、ブラシレスモータ２０の最大回転速度の７０％の回転速度に設定し、ブラシレスモータ２０を制御する。つまり、ステップＳ４０２では、制御部１３Ｃが、目標回転速度よりも速い回転速度で、ブラシレスモータ２０を回転させる。

そして、制御部１３Ｃは、ステップＳ４０３にて、制御部１３Ｃに内蔵されたタイマーによる経過時間の計測を開始する。

続くステップＳ４０４にて、制御部１３Ｃは、タイマーの経過時間が、ブラシレスモータ２０の回転速度をエンジン制御装置５が設定した目標回転速度に復帰させる時間として予め定められた時間Ｔ１０２になったか否かを確認する。また、タイマーの経過時間が予め定められた時間Ｔ１０２になるまで、本ステップは繰り返される。そして、タイマーの経過時間が時間Ｔ１０２を経過すると、本制御は、ステップＳ１０１に戻る。なお、予め定められた時間Ｔ１０２とは、例えば、事前に実験により求められた時間である。具体的には、ブラシレスモータ２０の回転速度が、エンジン制御装置５が設定した目標回転速度を十分に上回るために必要な時間である。

以上のように、実施の形態４である車両用燃料ポンプ制御装置１Ｃでは、図１８の実線に示すように、ブラシレスモータ２０の停止を解除した時間Ｔ１Ｃの後であってブラシレスモータ２０を目標回転速度で回転させる前に、エンジン制御装置５が設定したブラシレスモータ２０の目標回転速度よりも速い回転速度で、ブラシレスモータ２０を回転させる。これにより、実施の形態４である車両用燃料ポンプ制御装置１Ｃでは、燃料ポンプ２の吐出管１１６と接続された吐出側配管４０内のベーパーの発生を抑制できる。

具体的には、燃料ポンプ２の吐出管１１６と接続された吐出側配管４０のうちエンジン６近くの部分は、エンジン６からの熱により高温になる。ここで、ブラシレスモータ２０の停止により燃料ポンプ２から燃料が吐出されなくなると、吐出側配管４０内の燃料の圧力が低下する。このような状態が長期におよぶと吐出側配管４０内でベーパーが発生するおそれがある。従って、ブラシレスモータ２０の停止後、できるだけ早期に吐出側配管４０内の燃料の圧力をブラシレスモータ２０の停止前の状態に戻す必要がある。そこで、実施の形態４である車両用燃料ポンプ制御装置１Ｃでは、目標回転速度が予め定められた回転速度よりも遅い場合に、ブラシレスモータ２０の停止を解除した後であってブラシレスモータ２０を目標回転速度で回転させる前に、エンジン制御装置５が設定したブラシレスモータ２０の目標回転速度よりも速い回転速度で、ブラシレスモータ２０を回転させる。これにより、燃料ポンプ２からは、ブラシレスモータ２０を目標回転速度で回転させたときよりも短時間に多くの燃料が吐出され、吐出側配管４０内の燃料の圧力を早期に回復させることができる。結果として、吐出側配管４０内のベーパーの発生を抑制できる。なお、目標回転速度が予め定められた回転速度よりも速い場合に、目標回転速度よりも速い速度でブラシレスモータ２０を回転させない理由は、例えば、目標回転速度がブラシレスモータ２０の最大回転速度の１００％に設定されていた場合には、それ以上に速度を上げることができないから、又は、ある回転速度以上でブラシレスモータ２０を回転させても吐出側配管４０内の圧力に対する効果が回転速度に比例して得られるとは限らないからである。

実施の形態４である車両用燃料ポンプ制御装置１Ｃにおける他の構成は、実施の形態１である車両用燃料ポンプ制御装置１と同様である。従って、実施の形態４である車両用燃料ポンプ制御装置１Ｃにおける他の構成、効果は、実施の形態１である車両用燃料ポンプ制御装置１での説明のとおりである。

実施の形態５．
図１９は、実施の形態５に係る車両用燃料ポンプ制御装置１Ｄの構成例を示すブロック図である。図２０は、実施の形態５に係る車両用燃料ポンプ制御装置１Ｄにおける、水温又は外気温とブラシレスモータの回転を停止させる時間との関係を示す図である。実施の形態５である車両用燃料ポンプ制御装置１Ｄと実施の形態１である車両用燃料ポンプ制御装置１との相違点は、ベーパーの検出後におけるブラシレスモータ２０の回転停止時間を、水温又は外気温により変化させる点である。つまり、ブラシレスモータ２０の回転の制御が、実施の形態５と実施の形態１との相違点であるため、実施の形態５に係る車両用燃料ポンプ制御装置１Ｄの構成例を示すブロック図１９では、ブラシレスモータ２０の回転を制御する制御部の符号を１３Ｄとしている。

前述のとおり、燃料ポンプ２の吸入口１１５でベーパーが発生しやすい条件として、燃料の温度が高いこと、及び燃料の圧力が低いことが挙げられる。従って、燃料タンク４に蓄積された燃料の温度が高ければ、燃料ポンプ２の吸入口１１５に流入する燃料の温度も高くなり、ベーパーが発生しやすくなる。ここで、燃料タンク４に蓄積された燃料の温度は、燃料タンク４周囲の温度に影響を受ける。そこで、実施の形態５に係る車両用燃料ポンプ制御装置１Ｄでは、燃料タンク４周囲の温度を示す指標として、エンジンを冷却する冷却水の温度である水温、または、車両外部の温度である外気温を使用する。また、車両用燃料ポンプ制御装置１Ｄは、それらの情報を、エンジン制御装置５及び車室内温度制御装置１２を介して取得する。そして、図２０に示すように、制御部１３Ｄは、水温又は外気温が高いほど、ベーパー発生検出後におけるブラシレスモータ２０の回転を停止させる時間として予め定められた時間Ｔａを長くする。つまり、制御部１３Ｄは、水温が第１の水温Ｔ１Ｗより高い第２の水温Ｔ２Ｗの時における予め定められた時間Ｔａを、第１の水温Ｔ１Ｗの時における予め定められた時間Ｔａよりも長くしている。または、制御部１３Ｄは、外気温が第１の外気温Ｔ１Ｇより高い第２の外気温Ｔ２Ｗの時における予め定められた時間Ｔａを、第１の外気温Ｔ１Ｇの時における予め定められた時間Ｔａよりも長くしている。ただし、予め定められた時間Ｔａがあまりにも長いと、エンジン６に燃料が吐出されなくなりエンジンが止まるため、予め定められた時間Ｔａには上限時間Ｔ１Ｄが設定されている。なお、水温センサ１０が検出する水温が高ければ高いほど、エンジン６から排出される排気ガスの温度も高くなる。そして、排気ガスの温度が高いほど、排気ガスを排気するエキゾーストパイプの温度が高くなり、結果として、エキゾーストパイプの周囲に位置する燃料タンク４が温まる。従って、水温センサ１０が検出する水温が示す値は、燃料タンク４の周囲の温度を間接的に示している。外気温センサ１１が検出する外気温についても、外気温が高いほど、燃料タンク４は温まるため、燃料タンク４の周囲の温度を間接的に示していると言える。

以上のような理由から、実施の形態５である車両用燃料ポンプ制御装置１Ｄでは、水温又は外気温が高いほど、ベーパー発生検出後におけるブラシレスモータ２０の回転を停止させる時間である予め定められた時間Ｔａを長くしている。これにより、実施の形態５である車両用燃料ポンプ制御装置１Ｄでは、燃料ポンプ２の吸入口１１５でのベーパーの発生を、実施の形態１である車両用燃料ポンプ制御装置１よりも、さらに効果的に抑制することができる。

実施の形態５である車両用燃料ポンプ制御装置１Ｄにおける他の構成は、実施の形態１である車両用燃料ポンプ制御装置１と同様である。従って、実施の形態５である車両用燃料ポンプ制御装置１における他の構成、効果は、実施の形態１である車両用燃料ポンプ制御装置１での説明のとおりである。

ここで、上述の各実施の形態に係る車両用燃料ポンプ制御装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのハードウェア構成を説明する。図２１（ａ）および図２１（ｂ）は、各実施の形態に係る車両用燃料ポンプ制御装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのハードウェア構成例を示す図である。車両用燃料ポンプ制御装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄにおける駆動回路１４は、例えば３相インバータである。車両用燃料ポンプ制御装置における制御部１３、１３Ｃ、１３Ｄ、電流検出部１５、速度検出部１６、ベーパー検出部１７、１７Ａ、１７Ｂ、記憶部１８、１８Ａ、１８Ｂの各機能は、処理回路により実現される。従って、車両用燃料ポンプ制御装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、上記の各機能を実現するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアとしての処理回路２００であってもよいし、メモリ２０２に格納されるプログラムを実行するプロセッサ２０１であってもよい。

図２１（ａ）に示すように、処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路２００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）または、これらを組み合わせたものが該当する。制御部１３、１３Ｃ、１３Ｄ、電流検出部１５、速度検出部１６、ベーパー検出部１７、１７Ａ、１７Ｂ、及び記憶部１８、１８Ａ、１８Ｂの機能を複数の処理回路２００で実現してもよいし、各部の機能をまとめて１つの処理回路２００で実現してもよい。

図２１（ｂ）に示すように、処理回路がプロセッサ２０１である場合、制御部１３、１３Ｃ、１３Ｄ、電流検出部１５、速度検出部１６、ベーパー検出部１７、１７Ａ、１７Ｂ、記憶部１８、１８Ａ、１８Ｂの各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ２０２に格納される。プロセッサ２０１は、メモリ２０２に格納されたプログラムを読みだして実行することにより、各部の機能を実現する。従って、車両用燃料ポンプ制御装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、プロセッサ２０１により実行されたときに、図７等のフローチャートで示されるステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ２０２を備える。また、このプログラムは、制御部１３、１３Ｃ、１３Ｄ、電流検出部１５、速度検出部１６、ベーパー検出部１７、１７Ａ、１７Ｂ、記憶部１８、１８Ａ、１８Ｂの手順または方法をコンピュータに実行させるものであるといえる。

ここで、プロセッサ２０１とは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、またはマイクロコンピュータ等のことである。メモリ２０２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、Ｒｏｍ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓｅｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、またはフラッシュメモリ等の不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリであってもよいし、ハードディスクまたはフレキシブルディスク等の磁気ディスクであってもよいし、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）またはＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等の光ディスクであってもよい。

なお、制御部１３、１３Ｃ、１３Ｄ、電流検出部１５、速度検出部１６、ベーパー検出部１７、１７Ａ、１７Ｂ、記憶部１８、１８Ａ、１８Ｂの各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、車両用燃料ポンプ制御装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄにおける処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

他の実施の形態．
本開示に係る車両用燃料ポンプ制御装置は、前述の実施の形態に限らずその要旨の範囲内において変更可能である。例えば、ベーパー検出部１７がベーパーの発生を検出した際に、上記の各実施の形態では、ブラシレスモータ２０の回転を停止したが、これに代えて、ブラシレスモータ２０の回転をエンジン制御装置５が設定した目標回転速度よりも小さい予め定められた回転速度に制限し、ブラシレスモータ２０の回転速度の制限から予め定められた時間経過後にブラシレスモータの回転速度の制限を解除してブラシレスモータ２０の温度を下げることで、ベーパーの発生を抑制してもよい。また、ベーパー検出の方法は、ブラシレスモータ２０の駆動電流によるものでなくても、ベーパーを検出する他の方法、例えば、燃料タンク内の燃料の圧力や温度を検出するような各種のセンサを用いてベーパーを検出する方法であってもよい。さらに、各実施の形態を組み合わせてもよい。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 車両用燃料ポンプ制御装置、２ 燃料ポンプ、５ エンジン制御装置、６ エンジン、１０ 水温センサ、１１ 外気温センサ、１３，１３Ｃ，１３Ｄ 制御部、１５ 電流検出部、１６ 速度検出部、１７，１７Ａ，１７Ｂ ベーパー検出部、１８，１８Ａ、１８Ｂ 記憶部、２０ ブラシレスモータ、１１５ 吸入口

本開示の一形態に係る車両用燃料ポンプ制御装置は、ブラシレスモータを有する燃料ポンプの吸入口で発生したべーパーを検出するベーパー検出部と、ベーパー検出部がベーパーを検出すると、ブラシレスモータの回転をエンジン制御装置が設定した目標回転速度よりも小さい予め定められた回転速度に制限又は停止し、ブラシレスモータの回転速度の制限又は停止から予め定められた時間経過後にブラシレスモータの回転速度の制限又は停止を解除する制御部と、を備える。制御部は、目標回転速度が予め定められた回転速度よりも遅い場合に、ブラシレスモータの回転速度の制限又は停止を解除した後であってブラシレスモータを目標回転速度で回転させる前に、目標回転速度よりも速い回転速度で、ブラシレスモータを回転させる。
本開示の一形態に係る車両用燃料ポンプ制御装置は、ブラシレスモータを有する燃料ポンプの吸入口で発生したべーパーを検出するベーパー検出部と、ベーパー検出部がベーパーを検出すると、ブラシレスモータの回転をエンジン制御装置が設定した目標回転速度よりも小さい予め定められた回転速度に制限又は停止し、ブラシレスモータの回転速度の制限又は停止から予め定められた時間経過後にブラシレスモータの回転速度の制限又は停止を解除する制御部と、を備える。制御部は、エンジンを冷却する冷却水の温度である水温を検出する水温センサから水温の情報を取得し、水温が第１の水温より高い第２の水温の時における予め定められた時間を、第１の水温の時における予め定められた時間よりも長くする。
本開示の一形態に係る車両用燃料ポンプ制御装置は、ブラシレスモータを有する燃料ポンプの吸入口で発生したべーパーを検出するベーパー検出部と、ベーパー検出部がベーパーを検出すると、ブラシレスモータの回転をエンジン制御装置が設定した目標回転速度よりも小さい予め定められた回転速度に制限又は停止し、ブラシレスモータの回転速度の制限又は停止から予め定められた時間経過後にブラシレスモータの回転速度の制限又は停止を解除する制御部と、を備える。制御部は、燃料ポンプが搭載される車両外部の温度である外気温を検出する外気温センサから外気温の情報を取得し、外気温が第１の外気温より高い第２の外気温の時における予め定められた時間を第１の外気温の時における予め定められた時間よりも長くする。

Claims (7)

1. ブラシレスモータを有する燃料ポンプの吸入口で発生したべーパーを検出するベーパー検出部と、
   前記ベーパー検出部がベーパーを検出すると、前記ブラシレスモータの回転をエンジン制御装置が設定した目標回転速度よりも小さい予め定められた回転速度に制限又は停止し、前記ブラシレスモータの回転速度の制限又は停止から予め定められた時間経過後に前記ブラシレスモータの回転速度の制限又は停止を解除する制御部と、を備える車両用燃料ポンプ制御装置。
2. 前記ブラシレスモータの回転速度を検出する速度検出部と、
   前記ブラシレスモータの駆動に用いられる電流である駆動電流を検出する電流検出部と、
   前記目標回転速度で前記ブラシレスモータが回転する時の前記駆動電流の基準値である電流基準値を記憶する記憶部とを備え、
   前記ベーパー検出部は、前記目標回転速度と前記速度検出部により検出された回転速度である検出回転速度の差の絶対値が予め定められた値よりも小さい場合であって、前記ブラシレスモータが前記検出回転速度で回転している時に前記電流検出部が検出した前記駆動電流の値である電流検出値が前記電流基準値よりも小さい場合には、前記吸入口でベーパーが発生したと判定する、請求項１に記載の車両用燃料ポンプ制御装置。
3. 前記ブラシレスモータの回転速度を検出する速度検出部と、
   前記ブラシレスモータの駆動に用いられる電流である駆動電流を検出する電流検出部と、
   前記速度検出部が第１の時刻において検出した第１の回転速度、前記速度検出部が前記第１の時刻後である第２の時刻において検出した第２の回転速度、前記電流検出部が前記第１の時刻において検出した駆動電流の値である電流前回値、及び前記電流検出部が前記第２の時刻において検出した駆動電流の値である電流今回値を記憶する記憶部とを備え、
   前記ベーパー検出部は、前記第２の回転速度が前記第１の回転速度以上の場合であって前記電流今回値が前記電流前回値よりも小さい場合には、前記吸入口でベーパーが発生したと判定する、請求項１に記載の車両用燃料ポンプ制御装置。
4. 前記ブラシレスモータの駆動に用いられる電流である駆動電流を検出する電流検出部と、
   第３の時刻において前記電流検出部が検出した前記駆動電流の値である第３の電流値、及び前記ブラシレスモータの相電流周期の１／６のＮ倍（Ｎは自然数）に相当する時間が前記第３の時刻から経過した時である第４の時刻において前記電流検出部が検出した前記駆動電流の値である第４の電流値を記憶する記憶部とを備え、
   前記ブラシレスモータは、三相交流ブラシレスモータであり、
   前記ベーパー検出部は、前記第３の電流値と前記第４の電流値との差の絶対値が予め定められた値以上の場合には、前記吸入口でベーパーが発生したと判定する、請求項１に記載の車両用燃料ポンプ制御装置。
5. 前記制御部は、前記目標回転速度が予め定められた回転速度よりも遅い場合に、前記ブラシレスモータの回転速度の制限又は停止を解除した後であって前記ブラシレスモータを前記目標回転速度で回転させる前に、前記目標回転速度よりも速い回転速度で、前記ブラシレスモータを回転させる、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用燃料ポンプ制御装置。
6. 前記制御部は、エンジンを冷却する冷却水の温度である水温を検出する水温センサから前記水温の情報を取得し、前記水温が第１の水温より高い第２の水温の時における前記予め定められた時間を、前記第１の水温の時における前記予め定められた時間よりも長くする、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両用燃料ポンプ制御装置。
7. 前記制御部は、前記燃料ポンプが搭載される車両外部の温度である外気温を検出する外気温センサから前記外気温の情報を取得し、前記外気温が第１の外気温より高い第２の外気温の時における前記予め定められた時間を前記第１の外気温の時における前記予め定められた時間よりも長くする、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両用燃料ポンプ制御装置。

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