(57)【要約】【課題】圧力センサを用いることなく、異常状態を検知できる液体ポンプシステムを提供する。【解決手段】液体の供給配管に配置されて前記液体に圧力を付与するポンプと、前記ポンプを駆動するモータと、前記モータに駆動電流を供給して前記モータを回転せしめるポンプ制御回路と、を含む液体ポンプシステムであって、前記ポンプ制御回路は、前記モータの現在回転数を推定もしくは検出する現在回転数設定手段と、前記現在回転数に基づいた所望電流を前記駆動電流として前記モータに供給すべく回路特性を設定する駆動電流生成手段と、前記モータに流れる現在電流値を検出するモータ電流検出手段と、前記現在回転数と前記現在電流値とに基づいて異常状態を検出する異常検出手段と、によって構成する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の供給配管に配置されて前記液体に圧力を付与するポンプと、前記ポンプを駆動するモータと、前記モータに駆動電流を供給して前記モータを回転せしめるポンプ制御回路と、を含む液体ポンプシステムであって、
前記ポンプ制御回路は、前記モータの現在回転数を推定もしくは検出する現在回転数設定手段と、前記現在回転数に基づいた所望電流を前記駆動電流として前記モータに供給すべく回路特性を設定する駆動電流生成手段と、前記モータに流れる現在電流値を検出するモータ電流検出手段と、前記現在回転数と前記現在電流値とに基づいて異常状態を検出する異常検出手段と、を含むことを特徴とする液体ポンプシステム。
【請求項２】
前記ポンプは、供給配管に連通したキャビティと前記キャビティ内において回転自在なロータとを含むポンプであることを特徴とする請求項１記載の液体ポンプシステム。
【請求項３】
前記ポンプ制御回路は、前記モータの現在回転数推定値に対応する指定電流値に等しい電流を前記駆動電流とすることを特徴とする請求項１記載の液体ポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関等の機関に対して液体を供給する液体ポンプシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、内燃機関（図示せず）へのガソリン等の液体燃料を供給する液体ポンプシステム１０を示している。液体燃料を貯蔵する燃料タンク１１から、燃料ポンプ１２によって加圧された液体燃料が供給配管１４の供給口に供給される。供給配管１４の吐出口は、内燃機関の吸気系（図示せず）に吐出口を有するフューエルインジェクタ１５に連通しており、フューエルインジェクタ１５がオンオフ制御されることによって、液体燃料が吸気系に噴射される。このとき、配管内部およびインジェクタ１５での液体燃料圧を所望の一定圧力に調整するために、圧力レギュレータ１６が設けられ、液体圧力が過大になった場合、余剰分の液体燃料が、圧力レギュレータ１６によって帰還配管１７を介して燃料タンク１１に戻されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる液体ポンプシステムは、例えば供給配管の穴空き、配管外れまたは配管の詰まり等の異常に対しては対応ができない。かかる異常を検知しようとする場合、配管内に圧力センサを取り付けることによって、液体圧力の低下を検知することは可能であるが、配管異常による液体圧力の異常な上昇や低下について、２つ以上のセンサが必要となる場合があり、システム全体のコストが高くなってしまうという問題点があった。
【０００４】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、圧力センサを用いることなく、異常状態を検知できる液体ポンプシステムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による液体ポンプシステムは、液体の供給配管に配置されて前記液体に圧力を付与するポンプと、前記ポンプを駆動するモータと、前記モータに駆動電流を供給して前記モータを回転せしめるポンプ制御回路と、を含む液体ポンプシステムであって、前記ポンプ制御回路は、前記モータの現在回転数を推定もしくは検出する現在回転数設定手段と、前記現在回転数に基づいた所望電流を前記駆動電流として前記モータに供給すべく回路特性を設定する駆動電流生成手段と、前記モータに流れる現在電流値を検出するモータ電流検出手段と、前記現在回転数と前記現在電流値とに基づいて異常状態を検出する異常検出手段と、を含むことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例について、図面に基づいて説明する。
図２は、本発明の実施例である液体ポンプシステム２０を示している。この液体ポンプシステム２０は、液体を貯蔵するタンク２１とこのタンク２１内に設けられたポンプ２２とを含んでいる。ポンプ２２は、例えばウェスコ型ポンプまたはトロコイドポンプの如く、タンク２１に連通するキャビティ（図示せず）と、このキャビティ内に回転自在に設けられたベーン、ギア等のロータ（図示せず）とからなっている。ポンプ２２の内蔵モータは、このモータを制御するポンプ制御回路２３と電気的に接続されている。ポンプ制御回路２３は、ポンプ２２と一体化されていても良い。またポンプ２２の吐出口に供給配管２４の一端が結合されており、供給配管２４の他端は、内燃機関（図示せず）のフューエルインジェクタ２５に接続されている。
【０００７】
図３は、図２に示されたポンプ制御回路２３の詳細をポンプ２２の内蔵モータとの関係とともに示している。この内蔵モータは、ブラシレスモータ３１であり、ブラシレスモータ３１の回転子（図示せず）の周りに１２０度間隔にて、これを回転せしめる電磁力を発生するＵ相コイル３２、Ｖ相コイル３３およびＷ相コイル３４が、モータ３１の固定子（図示せず）に設けられている。ポンプ制御回路２３は、駆動回路部３５とマイクロプロセッサ等からなる制御部３６と駆動電流生成部３７とを含む。制御部３６は、駆動電流生成部３７に対してデータライン３６ａを介して回転コマンドおよび停止コマンドを出力し、駆動電流生成部３７は、供給されるコマンドに応じて、モータ３１を回転せしめる制御パターンに従ったタイミングによって駆動電流を各相コイル３２〜３４に供給する。駆動回路部３５のモータ３１への出力端子には、各相コイル３２〜３４の端子電圧を加算してその加算値と基準電圧Ｖｒとの差分によってモータの現在回転数出力信号を与えるコンパレータ３８が接続されている。また、駆動回路３５の６つのトランジスタからなる増幅回路に直列に、電流検出用の抵抗Ｒが挿入されている。制御部３６は、駆動回路部３５への電源電圧値Ｖｂと、駆動回路部３５の抵抗Ｒの両端にかかる電圧から求められる回路に流れる駆動電流値Ｉｐとを取り込み、コンパレータ３８から回転数信号によって推定される現在回転数Ｒｃを取り込んで、図４および図５に示すような動作によって得られるコマンドを駆動電流生成部３７に供給する。
【０００８】
図４に、本実施例における制御部３６の液体ポンプ制御動作フローチャートを示す。このルーチンでは、まず駆動回路部３５からモータ３１への電源電圧値Ｖｂを取り込む（ステップ１０１）。制御部３６は、電源電圧Ｖｂ毎にモータ３１の実測された回転数に対応するモータ電流との間の関係を予め測定したデータマップを有している。以下の表１に、例えば液体圧力を０．３ＭＰａの一定値とする場合のデータマップ例を示す。表中のＲｓとは、インジェクタ２５の全てが閉じている状態で所望液体圧力を維持するためのポンプの全閉時回転数を表わしている。ステップ１０１でモータ３１への電源電圧値をＶｂ取り込み、続いてコンパレータ３８からモータ３１の現在回転数Ｒｃの推定値を取り込んで（ステップ１０２）、この推定された現在回転数Ｒｃと全閉時回転数Ｒｓとの比較を行う（ステップ１０３）。
【０００９】
【表１】
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現在回転数推定値Ｒｃが電源電圧Ｖｂに対応する全閉時回転数Ｒｓより小さい（Ｒｃ＜Ｒｓ）場合、前記データマップに従う全閉時指定電流値をモータ３１に供給する指令を発し（ステップ１０４）、ルーチンを終了する。例えば、電源電圧Ｖｂ＝１０Ｖの場合、全閉時指定電流値は０．６７Ａである。
【００１０】
一方、現在回転数推定値Ｒｃが全閉時回転数Ｒｓ以上である（Ｒｃ≧Ｒｓ）場合は、この推定値Ｒｃに対応した指定電流値をマップから抽出し（ステップ１０５）、抽出した指定電流値に等しい駆動電流を回路に供給することを指令するコマンドを発して（ステップ１０６）ルーチンを終了する。
図５に、本実施例における制御部３６の異常検出動作フローチャートを示す。このルーチンでは、まず駆動回路部３５からモータ３１への電源電圧値Ｖｂを取り込む（ステップ２０１）。次にコンパレータ３８からモータ３１の現在回転数推定値Ｒｃを取り込んで（ステップ２０２）、さらにモータ３１に流れる現在電流値Ｉｐを取り込む（ステップ２０３）。続いて、前記データマップよりステップ２０１および２０２で取り込んだ電源電圧値Ｖｂおよび現在回転数推定値Ｒｃに対応する指定電流値Ｉｄを抽出して（ステップ２０４）、現在電流値Ｉｐと指定電流値Ｉｄとの比較を行う（ステップ２０５）。
【００１１】
現在電流値Ｉｐが指定電流値Ｉｄと等しい場合（Ｉｐ＝Ｉｄ）、システムはデータマップに従って正常に動作していると判断して、そのままルーチンを終了する。これに対して現在電流値Ｉｐが指定電流値Ｉｄと異なる場合は、システム中のいずれかで異常が発生している可能性があると判断して、ルーチンの繰り返し判定を行う（ステップ２０６）。ここで、繰り返し度数Ｎが最大繰り返し度数Ｎｍａｘより小さい場合、度数Ｎに１加算し（ステップ２０７）、ステップ２０１へ戻って再び本ルーチンの動作を繰り返す。繰り返し度数Ｎが最大繰り返し度数Ｎｍａｘ以上となった場合は、システム中のいずれかで異常が発生していると判定して、モータの停止指令を発し（ステップ２０８）、続いて異常の告知をブザー等の告知手段（図示せず）に指令して（ステップ２０９）、ルーチンを終了する。これは、供給配管の詰まり等の場合に、その自己回復を期待する動作等を含んでいる。ここでＮｍａｘは例えば３であり、任意に設定することが可能である。
【００１２】
本ルーチンの電流値判定において、例えば、供給配管２４の詰まり等で液体圧力が異常に上昇した場合、モータ３１の回転数が期待される回転数より小さくなるため、モータ３１にはデータマップに従う指定電流値Ｉｄより過大な電流Ｉｐが流れる。一方、供給配管２４の外れや穴空き等で液体圧力が大きく低下した場合は、モータ３１の負荷が小さくなり回転数が期待される回転数より大きくなるため、モータ３１にはデータマップに従う指定電流値Ｉｄより小さな電流Ｉｐが流れる。同様の動作により、タンク２１の液体が切れた場合も判定することができる。また、ステップ２０５における電流値判定では、指定電流値Ｉｄに電流幅を与えてその許容範囲を設定しても良い。
【００１３】
このようにして、所望の液体圧力に対して予め測定された指定電流−回転数データマップに基づいて適切な回転数と電流値との関係から外れる状態が生じたとき、所定回数の再確認を行っても正常値に回復しない場合、これを異常状態と判別するのである。
なお、上記実施例においては、図４に示した如きルーチンに従って、ポンプモータのコイルの端子電圧によってモータの現在回転数を推定してモータの回転制御を行っているが、モータの現在回転数を回転数センサ等によって実測してフィードバック制御することも出来る。
【００１４】
【発明の効果】
上記した如く、本発明による液体ポンプシステムによれば、液体の流量および圧力を監視する圧力センサまたは圧力レギュレータ等の部品を用いることなく、異常状態を検知することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の液体ポンプシステムを示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例である液体ポンプシステムのブロック図である。
【図３】図２に示されたポンプ制御回路の詳細を示す回路図である。
【図４】図３に示された制御回路のポンプ制御動作を示すフローチャートである。
【図５】図３に示された制御回路の異常検出動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２０  液体ポンプシステム
２２  ポンプ
２３  ポンプ制御回路
２４  供給配管
２５  フューエルインジェクタ
３１  ブラシレスモータ
３６  制御部
３７  駆動電流生成部
３８  コンパレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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