(57)【要約】【課題】モータＭ１の駆動回路に過電流が発生した際にはその原因を判定し、過電流の原因に応じた適切な制御が可能な燃料ポンプ制御装置を提供する。【解決手段】負荷電流が過電流となり、ロック判定閾値を超えた場合には、モータＭ１を一旦オフとし、その後、モータＭ１をオンとするオン期間、及びモータＭ１をオフとするオフ期間となる状態判定処理を実行する。そして、オフ期間におけるＶＩＳ信号、ＶＭＳ信号、及びオン期間におけるＶＩＳ信号、ＶＭＳ信号に基づいて、過電流の発生原因がモータＭ１のロック故障によるものか、或いは短絡故障によるものかを判定する。ロック故障と判定された場合には、モータＭ１を間欠駆動させて異物を除去する。短絡故障と判定された場合には、ＦＥＴ（Ｔ１）を遮断してモータＭ１を停止させる。従って、過電流の原因に応じた適切な対応を採ることができ、燃料ポンプ制御の信頼性を向上させることができる。【選択図】図１
2012026359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体スイッチを用いて燃料ポンプ駆動用のモータを制御する燃料ポンプ制御装置において、
前記モータに流れる負荷電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段にて過電流が検出された場合に、前記半導体スイッチをオフとし、その後、前記半導体スイッチをオンとするオン期間、及び半導体スイッチをオフとするオフ期間とする制御を行い、前記オフ期間での前記モータの端子間電圧、及び前記負荷電流に基づいて、前記過電流の原因がモータのロック故障によるものか、或いは短絡故障によるものかを判定する状態判定手段と、
前記状態判定手段により、過電流の原因がロック故障であると判定された場合には、前記モータを間欠駆動するように前記半導体スイッチを制御し、過電流の原因が短絡故障であると判定された場合には、前記半導体スイッチを遮断する制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする燃料ポンプ制御装置。
【請求項２】
前記状態判定手段は、
前記オフ期間における前記端子間電圧が予め設定した第１閾値未満で、且つ前記負荷電流が予め設定した第２閾値未満である場合には、前記過電流の原因がロック故障であると判定し、
前記制御手段は、ロック故障と判定された場合には、前記オフ期間の後、前記半導体スイッチを間欠駆動することを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記負荷電流が予め設定した第３閾値以上となった場合には、前記負荷電流が常時前記第２閾値以上となる「Logic_Ｈ」に固定し、且つ、前記オン期間には、前記半導体スイッチをＰＷＭ制御し、
前記状態判定手段は、前記オフ期間における前記端子間電圧が前記第１閾値未満で、且つ前記負荷電流が前記第２閾値以上である場合に短絡故障と判定し、
前記制御手段は、短絡故障と判定された場合には、前記オフ期間の後、前記半導体スイッチを遮断することを特徴とする請求項２に記載の燃料ポンプ制御装置。
【請求項４】
前記状態判定手段は、前記オフ期間での前記端子間電圧、及び前記負荷電流に基づき、前記ロック故障、及び短絡故障に加え、過電流の原因が前記直流電源の過電圧によるものか否かを判定し、
前記制御手段は、過電流の原因が過電圧である判定された場合には、前記半導体スイッチをフルデューティで駆動することを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に搭載される燃料ポンプを制御する制御装置に係り、特に、駆動用のモータに異常が発生した際にこれを検知して適切な制御を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両に搭載される燃料ポンプ駆動用のモータは、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチを介して直流電源に接続し、半導体スイッチをＰＷＭ制御することにより、所望の速度で回転するように制御している。また、燃料ポンプ或いは燃料の配管に異物が詰まることがあり、この場合には燃料ポンプがロックし、燃料の供給が停止するというトラブルが生じるので、半導体スイッチを間欠動作（全導通と停止を繰り返す動作）で駆動させることにより、燃料ポンプのロックを回避する方式が採られている。即ち、燃料ポンプ駆動用のモータに流れる電流が過電流となった場合に、半導体スイッチを断続的に全導通させることにより、異物に振動を加えて該異物の詰まりを除去する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３３２２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来における燃料ポンプ制御装置では、過電流が検出された場合には、半導体スイッチを全導通させるので、過電流の原因が燃料ポンプのロックである場合には、異物の詰まりを除去できるが、短絡事故等に起因した過電流である場合には、半導体スイッチに不必要な電流を流し続けることになる。従って、温度センサを設置して半導体スイッチの温度を測定することにより、半導体スイッチ及び電線の過熱を防止している。このため、装置構成が大がかりになり、コスト高になるという欠点がある。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、モータの駆動回路に過電流が発生した際にはその原因を判定し、過電流の原因に応じた適切な制御が可能な燃料ポンプ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、半導体スイッチを用いて燃料ポンプ駆動用のモータを制御する燃料ポンプ制御装置において、前記モータに流れる負荷電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段にて過電流（例えば、ロック判定電流）が検出された場合に、前記半導体スイッチ（Ｔ１）をオフとし、その後、前記半導体スイッチをオンとするオン期間、及び半導体スイッチをオフとするオフ期間とする制御を行い、前記オフ期間での前記モータの端子間電圧（例えば、ＶＭＳ信号）、及び前記負荷電流（例えば、ＶＩＳ信号）に基づいて、前記過電流の原因がモータのロック故障によるものか、或いは短絡故障によるものかを判定する状態判定手段（例えば、状態判定部１２）と、前記状態判定手段により、過電流の原因がロック故障であると判定された場合には、前記モータを間欠駆動するように前記半導体スイッチを制御し、過電流の原因が短絡故障であると判定された場合には、前記半導体スイッチを遮断する制御を行う制御手段（例えば、出力制御部１１）と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記状態判定手段は、前記オフ期間における前記端子間電圧が予め設定した第１閾値未満（例えば、ＧＮＤ〜ＶＢの間に設定される閾値）で、且つ前記負荷電流が予め設定した第２閾値未満（例えば、電圧Ｖ１で設定される閾値）である場合には、前記過電流の原因がロック故障であると判定し、前記制御手段は、ロック故障と判定された場合には、前記オフ期間の後、前記半導体スイッチを間欠駆動することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、前記制御手段は、前記負荷電流が予め設定した第３閾値以上（例えば、電圧Ｖ３で設定される閾値）となった場合には、前記負荷電流が常時前記第２閾値以上となる「Logic_Ｈ」に固定し、且つ、前記オン期間には、前記半導体スイッチをＰＷＭ制御し、前記状態判定手段は、前記オフ期間における前記端子間電圧が前記第１閾値未満で、且つ前記負荷電流が前記第２閾値以上である場合に短絡故障と判定し、前記制御手段は、短絡故障と判定された場合には、前記オフ期間の後、前記半導体スイッチを遮断することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、前記状態判定手段は、前記オフ期間での前記端子間電圧、及び前記負荷電流に基づき、前記ロック故障、及び短絡故障に加え、過電流の原因が前記直流電源の過電圧によるものか否かを判定し、前記制御手段は、過電流の原因が過電圧である判定された場合には、前記半導体スイッチをフルデューティで駆動することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る燃料ポンプ制御装置では、負荷電流が過電流となった場合には、一旦半導体スイッチを遮断した後、オン期間、及びオフ期間を設定し、このうち、オフ期間における負荷電流、及びモータの端子間電圧の状態に基づいて過電流の原因がロック故障であるか、或いは短絡故障であるかを判定する。そして、この判定結果に基づき、過電流の原因がロック故障である場合にはモータを間欠駆動させ、過電流である場合には半導体スイッチを遮断する。従って、過電流の原因に応じた適切な対応を採ることができ、燃料ポンプ制御の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料ポンプ制御装置の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る燃料ポンプ制御装置に設けられる出力制御部の詳細な構成を示す回路図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る燃料ポンプ制御装置で、モータのロック故障に起因した過電流が流れた場合の、各信号の変化を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る燃料ポンプ制御装置で、短絡故障に起因した過電流が流れた場合の、各信号の変化を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る燃料ポンプ制御装置の状態判定部に設定される状態判定対応表を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る燃料ポンプ制御装置での、異常原因の判定結果と、フェールセーフ制御、及び復帰条件の対応関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る燃料ポンプ制御装置の構成を示す回路図である。図１に示すように、この燃料ポンプ制御装置１００は、主として、出力制御部１１と、状態判定部１２と、フェールセーフ制御部１３と、オン・オフ制御部１４、及び互いに直列に接続された２個のＦＥＴ（Ｔ１；半導体スイッチ），（Ｔ２）を備えている。更に、該燃料ポンプ制御装置１００は、エンジン制御用ユニット２１に接続されている。
【００１３】
２個のＦＥＴのうち、ＦＥＴ（Ｔ１）はＰ型ＭＯＳＦＥＴ、ＦＥＴ（Ｔ２）はＮ型ＭＯＳＦＥＴであり、これらの接続点は、燃料ポンプ駆動用のモータＭ１の一端に接続され、該モータＭ１の他端はグランドに接地されている。また、ＦＥＴ（Ｔ１）の一端は抵抗Ｒａ、スイッチＳＷ１を介して直流電源ＶＢ（出力電圧も同様の符号ＶＢで示す）のプラス端子に接続され、ＦＥＴ（Ｔ２）の一端はグランドに接地されている。そして、各ＦＥＴ（Ｔ１），（Ｔ２）は出力制御部１１より出力されるパルス信号ＰＢ１，ＰＢ２によりＰＷＭ制御され、モータＭ１を駆動する。なお、モータＭ１に流れる電流を負荷電流ＩＬとする。
【００１４】
出力制御部１１は、アンプＡＭＰ１の出力電圧ＶＩＬ、及びスイッチＳＷ４側より供給されるパルス信号ＰＢに基づいて、パルス信号ＰＢ１，ＰＢ２を出力し、且つ、直流電源ＶＢが過電圧となった場合、及びモータＭ１に流れる負荷電流ＩＬが過電流となった場合に、信号ＶＩoverを出力する。詳細については図２を参照して後述する。
【００１５】
状態判定部１２は、比較器ＣＭＰ１の出力信号ＶＩＳ、及びモータＭ１の両端に生じる電圧ＶＭＳに基づいて、モータＭ１の駆動回路（電線、ＦＥＴ、負荷を含む回路）に発生する異常を検知し、更に、この異常の原因を判定する処理を実行する。具体的には、後述する状態判定対応表（図５参照）に基づいて、異常の原因がモータＭ１のロック故障、短絡故障（過熱異常を含む）、或いは過電圧異常のうちのいずれであるかを判定する。そして、異常原因の判定処理中である場合には、判定中を示す信号をスイッチＳＷ４に出力し、異常原因が特定された場合には、この異常原因を示す異常信号をスイッチＳＷ３に出力し、且つ、この異常信号をＤＩＡＧ信号としてエンジン制御用ユニット２１に出力する。
【００１６】
エンジン制御用ユニット２１は、燃料ポンプ制御装置１００に駆動用のパルス信号を出力する。このパルス信号は、スイッチＳＷ３、ＳＷ４を経由し、ＰＢ信号として出力制御部１１に供給される。その後、このＰＢ信号は出力制御部１１の制御により増幅され、パルス信号ＰＢ１，ＰＢ２として各ＦＥＴ（Ｔ１），（Ｔ２）のゲートに出力されて、各ＦＥＴ（Ｔ１），（Ｔ２）が制御される。更に、該エンジン制御用ユニット２１は、状態判定部１２より供給されるＤＩＡＧ信号に基づき、モータＭ１に異常が発生していると判定された場合には、警報手段（図示省略）等により、異常が発生していることを車両の乗員に通知する制御を行う。
【００１７】
フェールセーフ制御部１３は、スイッチＳＷ３に接続されており、状態判定部１２にて異常が検出され、スイッチＳＷ３が「異常」側に接続された際には、異常の原因がモータＭ１のロック故障、短絡故障、或いは過電圧異常の各場合に応じた各ＦＥＴ（Ｔ１），（Ｔ２）の駆動信号を出力する。詳細については後述する。
【００１８】
オン・オフ制御部１４は、スイッチＳＷ４に接続されており、状態判定部１２より判定中を示す信号が出力され、スイッチＳＷ４が「状態判定」側に接続された際には、状態判定用の駆動信号を出力する。詳細については後述する。
【００１９】
抵抗Ｒａの２つの端子は、それぞれアンプＡＭＰ１の２つの入力端子に接続され、該アンプＡＭＰ１の出力端子は、出力制御部１１、及び電流源Ｉａの双方に接続されている。電流源Ｉａの一端は、スイッチＳＷ１を介して直流電源ＶＢのプラス端子に接続され、他端はスイッチＳＷ２及び抵抗Ｒisを介してグランドに接地されている。また、該電流源Ｉａは、アンプＡＭＰ１の出力電圧ＶＩＬに比例した電流を流すように動作する。そして、出力電圧ＶＩＬは、負荷電流ＩＬ（モータＭ１に流れる電流）に比例した電圧であるので、電流源Ｉａに流れる電流は負荷電流ＩＬに比例した大きさとなり、抵抗Ｒisの両端には、負荷電流ＩＬに比例した大きさの電圧が発生することになる。
【００２０】
また、電流源Ｉａに対して、並列的に電流源Ｉｂが設けられている。即ち、該電流源Ｉｂの一端は、スイッチＳＷ１を介して直流電源ＶＢのプラス端子に接続され、他端は、スイッチＳＷ２に接続されている。従って、スイッチＳＷ２の切り替え状態により、電流源Ｉａ、または電流源Ｉｂのうち、いずれか一方の電流が抵抗Ｒisに流れることになる。なお、電流源Ｉｂは、後述する「Logic_Ｈ」を発生させるための電流を流す。
【００２１】
抵抗Ｒisの一端は、比較器ＣＭＰ１のプラス側入力端子に接続され、該比較器ＣＭＰ１のマイナス側入力端子には、モータＭ１のロック状態を判定するための閾値電圧Ｖ１（第２の閾値に対応する電圧）を出力する電源が接続されている。また、抵抗Ｒisに対して並列にコンデンサＣ１が設けられている。そして、比較器ＣＭＰ１の出力端子は、状態判定部１２に接続されている。従って、抵抗Ｒisに生じる電圧ＶＩＳ’が閾値電圧Ｖ１を上回った場合には、比較器ＣＭＰ１の出力信号ＶＩＳは「Ｈ」となり、電圧ＶＩＳ’が閾値電圧Ｖ１を下回った場合には、比較器ＣＭＰ１の出力信号ＶＩＳは「Ｌ」となって状態判定部１２に供給される。
【００２２】
また、状態判定部１２は、抵抗Ｒ１を介してモータＭ１の一端に接続されている。従って、モータＭ１の両端に生じる電圧ＶＭＳが状態判定部１２に供給されることになる。このＶＭＳ信号は、モータＭ１に生じる電圧が電源電圧の出力電圧ＶＢである場合には「Ｈ」、グランドレベルである場合には「Ｌ」となる。即ち、グランド〜ＶＢの間に閾値電圧（第１の閾値に対応する電圧）を設定しておき、この電圧を上回った場合にはＶＭＳ信号を「Ｈ」とし、下回った場合にはＶＭＳ信号を「Ｌ」とする。
【００２３】
次に、図２を参照して、出力制御部１１の詳細な構成について説明する。図２に示すように、出力制御部１１は、図１に示したスイッチＳＷ４に接続されるスイッチＳＷ５と、該スイッチＳＷ５の後段側に設けられるスイッチＳＷ６と、該スイッチＳＷ６の後段に設けられるアンプＡＭＰ２，ＡＭＰ３を備えている。スイッチＳＷ５の一方の端子には、過電流制御部３１が接続され、スイッチＳＷ６の一方の端子には過電圧制御部３２が接続されている。また、アンプＡＭＰ２の出力端子は、図１に示すＦＥＴ（Ｔ１）のゲートに接続され、アンプＡＭＰ３の出力端子は、ＦＥＴ（Ｔ２）のゲートに接続されている。
【００２４】
更に、出力制御部１１は、直流電源の出力電圧ＶＢと予め設定した閾値電圧Ｖ２とを比較する比較器ＣＭＰ２と、電圧ＶＩＬ（図１のアンプＡＭＰ１の出力電圧）と予め設定した閾値電圧Ｖ３（第３の閾値に対応する電圧）とを比較する比較器ＣＭＰ３と、を有している。
【００２５】
そして、比較器ＣＭＰ２の出力端子は２系統に分岐され、このうち一方の分岐線はオア回路ＯＲ１の入力端子に接続され、他方の分岐線はスイッチＳＷ６に接続されている。また、比較器ＣＭＰ３の出力端子はワンショットパルス発生器３３に接続され、該ワンショットパルス発生器３３の出力端子は２系統に分岐され、このうち一方の分岐線はオア回路ＯＲ１の入力端子に接続され、他方の分岐線はスイッチＳＷ５に接続されている。比較器ＣＭＰ２の出力信号が「Ｌ」である場合には、スイッチＳＷ６は「通常」側に接続され、出力信号が「Ｈ」である場合には、スイッチＳＷ６は「過電圧」側に接続される。
【００２６】
また、比較器ＣＭＰ３の出力信号が「Ｌ」である場合には、スイッチＳＷ５は「通常」側に接続され、電圧ＶＩＬが上昇して比較器ＣＭＰ３の出力信号が「Ｈ」となった場合には、スイッチＳＷ６はワンショットパルス発生器３３より出力されるワンショットパルスのオン時間Ｔovだけ「過電流」側に接続される。
【００２７】
また、オア回路ＯＲ１の出力端子は、図１に示すスイッチＳＷ２に接続される。即ち、オア回路ＯＲ１の出力信号であるＶＩoverにより、スイッチＳＷ２が切り替えられる。具体的には、ＶＩoverが「Ｈ」とされた場合には、スイッチＳＷ２が電流源Ｉｂ側に接続されるように切り替えられる。
【００２８】
次に、図１に示した状態判定部１２に設定されている状態判定対応表について、図５を参照して説明する。該状態判定部１２は、負荷電流ＩＬがロック判定閾値（図１の電圧Ｖ１に対応）に達した場合には、モータＭ１を一旦遮断し、その後、モータＭ１をオンとするオン期間、及びモータＭ１をオフとするオフ期間を設定し、オン期間でのＶＩＳ信号とＶＭＳ信号との関係、及びオフ期間でのＶＩＳ信号とＶＭＳ信号との関係に基づいて、モータ駆動回路の状態を判定する。
【００２９】
即ち、図５に示すように、モータオン時のＶＩＳ信号が「Ｌ」、ＶＭＳ信号が「Ｈ」、モータオフ時のＶＩＳ信号が「Ｌ」、ＶＭＳ信号が「Ｌ」の場合には、モータＭ１の駆動回路は正常であると判断する。以下、同様の順序で、「Ｈ，Ｈ，Ｌ，Ｌ」の場合には、モータＭ１がロック故障であると判断し、「Ｈ，Ｈ，Ｈ，Ｌ」の場合には、モータＭ１の短絡故障（或いは、過熱異常）であると判断し、「Ｈ，Ｈ，Ｈ，Ｈ」の場合には、直流電源ＶＢの過電圧異常であるものと判断する。
【００３０】
次に、上述のように構成された本実施形態の燃料ポンプ制御装置１００の作用を、図３，図４に示すタイミングチャートを参照して説明する。
【００３１】
図３は、モータＭ１にロック故障（異物が詰まる等の理由でモータＭ１が停止する故障）が発生して、モータＭ１の駆動回路に流れる負荷電流ＩＬがロック判定閾値を上回った場合の、各信号の変化を示すタイミングチャートであり、（ａ）はＰＢ信号（ＰＢ１，ＰＢ２）の変化を示し、（ｂ）はＶＭＳ信号を示し、（ｃ）は電圧ＶＩＳ’を示している。
【００３２】
図３において、時刻ｔ１〜ｔ２の期間は、モータＭ１が正常に駆動している期間を示している。このとき、図１に示したスイッチＳＷ３は「通常」側に接続され、スイッチＳＷ４も同様に「通常」側に接続されるので、エンジン制御用ユニット２１より出力される駆動用パルス信号（ＰＢ信号）は、出力制御部１１に供給される。更に、図２に示すスイッチＳＷ５は「通常」側に接続され、スイッチＳＷ６も同様に「通常」側に接続されるので、ＰＢ信号（図３（ａ）参照）は２つのアンプＡＭＰ１，ＡＭＰ２に供給される。従って、ＰＢ信号を増幅したＰＢ１がＦＥＴ（Ｔ１）のゲートに供給され、ＰＢ２がＦＥＴ（Ｔ２）のゲートに供給される。
【００３３】
そして、ＰＢ信号が「Ｈ」のとき、図１に示すＰ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｔ１）はオフ、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｔ２）はオンとなるので、モータＭ１に電圧が印加されず、ＰＢ信号が「Ｌ」のとき、ＦＥＴ（Ｔ１）はオン、ＦＥＴ（Ｔ２）はオフとなるので、モータＭ１に電圧が印加される。従って、ＰＢ信号のデューティ比を変化させることにより、モータＭ１の回転数を変化させることができ、ひいては燃料ポンプによる燃料の供給量を制御することができる。
【００３４】
そして、モータＭ１に流れる負荷電流ＩＬは、ＰＢ信号が「Ｌ」となったときに立ち上がり、「Ｈ」となったときに立ち下がるように変化する。
【００３５】
また、モータＭ１の両端に生じる電圧を示すＶＭＳ信号は、モータＭ１がオンのときに「Ｈ」となる。即ち、図３（ｂ）に示すように、ＰＢ信号が「Ｌ」のときにＶＭＳ信号は「Ｈ」となる。これとは反対に、ＰＢ信号が「Ｈ」のときにＶＭＳ信号は「Ｌ」となる。
【００３６】
また、負荷電流ＩＬが流れると、この負荷電流ＩＬに比例した大きさの電圧が抵抗Ｒａの両端に生じる。この電圧は、アンプＡＭＰ１にて増幅され、増幅された電圧ＶＩＬは、電流源Ｉａに供給され、且つスイッチＳＷ２はＩａ側に接続されているので、該電流源Ｉａは、電圧ＶＩＬに応じた電流を流すように動作する。即ち、負荷電流ＩＬに比例した大きさの電流ＩＳを抵抗Ｒisに流す。
【００３７】
抵抗Ｒisに電流ＩＳが流れることにより、抵抗Ｒisの両端には電流ＩＳに比例した大きさの電圧、換言すれば、負荷電流ＩＬに比例した大きさの電圧ＶＩＳ’が発生することになる。従って、図３（ｃ）に示すように、電圧ＶＩＳ’は負荷電流ＩＬとほぼ一致して変化することになる。そして、電圧ＶＩＳ’は、比較器ＣＭＰ１のプラス側入力端子に供給される。該比較器ＣＭＰ１では、電圧ＶＩＳ’と、閾値電圧Ｖ１（ロック判定閾値に対応する電圧）との比較により、ＶＩＳ’≦Ｖ１のときには「Ｌ」、ＶＩＳ’＞Ｖ１のときには「Ｈ」の信号をＶＩＳ信号として出力する。
【００３８】
図３（ｃ）に示す例では、時刻ｔ２で負荷電流ＩＬがロック判定閾値に達して、電圧ＶＩＳ’が閾値電圧Ｖ１を上回る場合を示しており、この時刻ｔ２でＶＩＳ信号は、「Ｌ」から「Ｈ」に反転することになる。なお、モータＭ１のロック故障による過電流が発生した場合には、図１に示すアンプＡＭＰ１の出力電圧ＶＩＬが上昇するが、閾値電圧Ｖ３（図２参照）を上回ることはなく、ワンショットパルス発生器３３よりワンショットパルス信号は出力されない。
【００３９】
時刻ｔ２でＶＩＳ信号が「Ｈ」になると、状態判定部１２は、その後、状態判定処理を実行する。即ち、時刻ｔ３で状態判定中であることを示す信号をスイッチＳＷ４に出力する。これにより、該スイッチＳＷ４は、「通常」側から「状態判定」側に切り替えられる。その結果、オン・オフ制御部１４より出力されるパルス信号がＰＢ１，ＰＢ２となって各ＦＥＴ（Ｔ１），（Ｔ２）のゲートに出力される。このＰＢ信号（ＰＢ１，ＰＢ２）は、時刻ｔ３で一旦「Ｈ」となり、その後、時刻ｔ４で「Ｌ」、時刻ｔ５で「Ｈ」、時刻ｔ６で「Ｌ」となるパルス信号であり、例えば、１．５［ＫＨｚ］、デューティ比２５％のパルス信号である。そして、ＰＢ信号が「Ｈ」のときにモータＭ１がオフとなり、ＰＢ信号が「Ｌ」のときにモータＭ１はオンとなるので、ＶＭＳ信号は図３（ｂ）に示すように、デューティ比７５％のパルス信号となる。
【００４０】
そして、状態判定部１２は、モータＭ１がオンとされているとき（オン期間）のＶＩＳ信号、ＶＭＳ信号、及びモータＭ１がオフとされているとき（オフ期間）のＶＩＳ信号、ＶＭＳ信号に基づいて、モータＭ１駆動回路の状態を、図５に示した状態判定対応表に基づいて判断する。
【００４１】
モータＭ１のロック故障である場合には、モータＭ１のオン時には、ロック判定閾値を超える負荷電流が流れるので、ＶＩＳ信号が「Ｈ」となり、モータＭ１の両端に生じる電圧は、ほぼ直流電源の出力電圧ＶＢとなるのでＶＭＳ信号は「Ｈ」となる。また、モータＭ１のオフ時には、ＶＩＳ信号は「Ｌ」となり、ＶＭＳ信号は「Ｌ」となり、「Ｈ，Ｈ，Ｌ，Ｌ」となるので、図５の状態判定対応表に基づいて、過電流発生の原因がモータＭ１のロック故障であることが認識される。
【００４２】
状態判定部１２は、モータＭ１のロック故障と判定した場合には、異常検出信号をＤＩＡＧ信号としてエンジン制御用ユニット２１に出力する。これにより、該エンジン制御用ユニット２１は、警報装置（図示省略）にて警報を発する。また、異常検出信号は、スイッチＳＷ３に出力されて、スイッチＳＷ３を「通常」側から「異常」側に切り替えるので、フェールセーフ制御部１３よりパルス信号がＰＢ信号として出力される。該フェールセーフ制御部１３は、モータＭ１を間欠動作させるためのパルス信号を出力する。具体的には、状態判定処理が終了する時刻ｔ６の後に、全導通と停止を繰り返してモータＭ１を断続的に駆動させる。
【００４３】
その結果、燃料ポンプに異物が詰まる等の原因でモータＭ１がロックした場合には、モータＭ１の断続的な動作により異物を除去することができ、ロック故障の原因を回避して、燃料ポンプを正常に駆動させることができる。
【００４４】
次に、モータＭ１の駆動回路に短絡故障が発生した場合の動作を、図４に示すタイミングチャートを参照して説明する。図４（ａ）はＰＢ信号（ＰＢ１，ＰＢ２）の変化を示し、（ｂ）はＶＭＳ信号の変化を示し、（ｃ）は電圧ＶＩＳ’の変化を示し、（ｄ）は負荷電流ＩＬの変化を示す。
【００４５】
図４に示す時刻ｔ１１〜ｔ１２の期間でモータＭ１が正常に動作し、時刻ｔ１２でモータＭ１の駆動回路に短絡故障（デッドショート等）が発生すると、図４（ｄ）に示すように、負荷電流ＩＬが急激に上昇する。その結果、図１に示すアンプＡＭＰ１の出力電圧ＶＩＬ（負荷電流ＩＬに比例した大きさとなる電圧）が、閾値電圧Ｖ３（図２参照）を上回るので、比較器ＣＭＰ３の出力信号は「Ｌ」から「Ｈ」に反転し、この「Ｈ」信号はワンショットパルス発生器３３に出力される。これにより、ワンショットパルス発生器３３より、時間Ｔovだけ「Ｈ」となるワンショットパルスが出力される。
【００４６】
その結果、スイッチＳＷ５が「通常」側から「過電流」側に切り替えられ、且つ、オア回路ＯＲ１よりＶＩover信号が出力される。
【００４７】
ＶＩover信号が出力されることにより、図１に示すスイッチＳＷ２が「Ｉａ」側から「Ｉｂ」側に切り替えられる。そして、電流源Ｉｂは、モータＭ１のロック電流に対応する一定の電流を流すので、電圧ＶＩＳ’は、その後の負荷電流ＩＬの変化に関係なく、閾値電圧Ｖ１を上回ることになり、比較器ＣＭＰ１の出力信号であるＶＩＳ信号は「Ｈ」となる。以下では、この状態を「Logic_Ｈ」と称する。
【００４８】
また、ＶＩＳ信号が「Ｈ」となったことにより、状態判定部１２は、判定中を示す信号をスイッチＳＷ４に出力するので、スイッチＳＷ４は「通常」側から「状態判定」側に切り替えられ、時刻ｔ１３でモータＭ１をオフとし、その後、時刻ｔ１４でモータＭ１をオンとする制御を行う。即ち、時刻ｔ１３〜ｔ１４の期間で「Ｈ」、時刻ｔ１４〜ｔ１５の期間で「Ｌ」、時刻ｔ１５〜ｔ１６の期間で「Ｈ」となるＰＢ信号を出力する。なお、上述したように、時刻ｔ１３〜ｔ１６の期間では、ＶＩＳ信号は「Logic_Ｈ」とされている。
【００４９】
一方、図２に示すスイッチＳＷ５が「過電流」側に切り替えられたことにより、過電流制御部３１より、ＰＢ信号が「Ｌ」の期間中に、ワンショットパルスのオン時間Ｔovよりも短い周期となるパルス信号が出力され、このパルス信号がアンプＡＭＰ２，ＡＭＰ３で増幅されて各ＦＥＴ（Ｔ１），（Ｔ２）のゲートに供給される。そして、このパルス信号により、ＦＥＴ（Ｔ１），（Ｔ２）が制御されるので、負荷電流ＩＬは、図４（ｄ）の時刻ｔ１４〜ｔ１５の期間に示すように、ワンショットパルスのオン時間Ｔovよりも短い周期Ｔ１で変動する負荷電流ＩＬが流れることになる。このときのオン時間は、極めて短い時間に設定されているので、短絡故障が発生している場合でもモータＭ１の駆動回路が過熱するという問題は発生しない。そして、この負荷電流ＩＬが流れることにより、ＶＭＳ信号は「Ｈ」となる。
【００５０】
そして、状態判定部１２は、モータＭ１がオンとされているときのＶＩＳ信号、ＶＭＳ信号、及びモータＭ１がオフとされているときのＶＩＳ信号、ＶＭＳ信号に基づいて、モータＭ１駆動回路の状態を、図５に示した状態判定対応表に基づいて判断する。
【００５１】
図４に示す短絡故障の発生時には、ＶＩＳ信号が「Logic_Ｈ」とされているので、モータＭ１のオン時、及びオフ時共に「Ｈ」となり、ＶＭＳ信号はモータＭ１のオフ時（ｔ１３〜ｔ１４）には「Ｌ」、オン時（ｔ１４〜ｔ１５）には「Ｈ」となるので、状態判定部１２には「Ｈ，Ｈ，Ｈ，Ｌ」の信号が供給されることになる。従って、図５の状態判定対応表に基づき、過電流発生の原因がモータＭ１の駆動回路に短絡故障、或いは過熱異常が発生したことが認識される。
【００５２】
従って、状態判定部１２は、モータＭ１の駆動回路に短絡故障、或いは過熱異常が発生したものと判断して異常信号を出力する。エンジン制御用ユニット２１は、この異常信号が供給された場合には、警報装置（図示省略）にて警報を発するので、短絡故障、或いは過熱異常が発生していることを操作者に認識させることができる。
【００５３】
また、異常検出信号は、スイッチＳＷ３に出力されて、スイッチＳＷ３を「通常」側から「異常」側に切り替えるので、フェールセーフ制御部１３により、ＰＢ信号を「Ｈ」に固定して、モータＭ１をオフとする。従って、モータＭ１の駆動回路に短絡故障或いは過熱異常が発生した場合には、モータＭ１を強制的にオフとすることにより、モータＭ１の駆動回路を過熱から保護することができる。
【００５４】
次に、直流電源の出力電圧ＶＢが過電圧となった場合の動作について説明する。出力電圧ＶＢが過電圧となり、図２に示す閾値電圧Ｖ２を上回ると、比較器ＣＭＰ２が「Ｌ」から「Ｈ」に反転する。その結果、オア回路ＯＲ１の出力信号であるＶＩoverが「Ｈ」となり、スイッチＳＷ２が「Ｉａ」側から「Ｉｂ」側に切り替えられる。従って、抵抗Ｒisには、電流源Ｉｂの出力電流が流れることになり、電圧ＶＩＳ’が閾値電圧Ｖ１を上回るので、ＶＩＳ信号は「Logic_Ｈ」に固定される。
【００５５】
また、比較器ＣＭＰ２の出力信号が「Ｈ」に切り替わることにより、スイッチＳＷ６が「通常」側から「過電圧」側に切り替えられる。これにより、過電圧制御部３２の出力信号がアンプＡＭＰ２，ＡＭＰ３側に出力される。この出力信号は、デューティ比１００％（フルデューティ）の信号に設定されており、各アンプＡＭＰ１，ＡＭＰ２で増幅された後、各ＦＥＴ（Ｔ１），（Ｔ２）のゲートに供給される。従って、ＦＥＴ（Ｔ１）が常時オン、ＦＥＴ（Ｔ２）が常時オフとなり、モータＭ１がＤＣ駆動することになる。
【００５６】
そして、モータＭ１がＤＣ駆動することにより、ＦＥＴ（Ｔ１），（Ｔ２）はスイッチング動作を行わないので、ＦＥＴ（Ｔ１），（Ｔ２）の発熱を抑制することができ、装置全体の温度上昇を抑えることができる。
【００５７】
上記の内容をまとめると、図６に示す通りとなる。即ち、状態判定部１２により、モータＭ１のロック故障が発生していると判定された場合には、モータＭ１を間欠駆動させることにより、ロック故障の原因となる異物を除去する。そして、電圧ＶＩＳ’が閾値電圧Ｖ１を下回った場合に、ロック故障を解除して、モータＭ１を通常通り駆動させる。
【００５８】
また、モータＭ１の駆動回路に短絡故障（或いは過熱異常）が発生していると判定された場合には、モータＭ１を停止させ、直流電源ＶＢをオフとする。その後、短絡の原因が究明され故障部分が復旧された場合には、通常通りの駆動が可能となる。
【００５９】
更に、出力電圧ＶＢが過電圧であると判定された場合には、モータＭ１をＤＣ駆動させる。その後、出力電圧ＶＢが閾値電圧Ｖ２を下回った場合には、モータＭ１を通常通り駆動させる。
【００６０】
このようにして、本実施形態に係る燃料ポンプ制御装置１００では、負荷電流ＩＬがロック判定閾値（Ｖ１に対応する電流）を上回った際に、状態判定処理を実行する。該状態判定処理では、モータＭ１を所定時間オンとし、且つ所定時間オフとし、これらの各時間帯におけるＶＩＳ信号、及びＶＭＳを取得する。そして、モータＭ１オン時のＶＩＳ信号とＶＭＳ信号、モータＭ１オフ時のＶＩＳ信号とＶＭＳ信号に基づき、図５に示した状態判定対応表を参照して、負荷電流ＩＬがロック判定閾値を上回った原因が、モータＭ１のロック故障であるか、駆動回路の短絡故障または過熱異常であるか、或いは直流電源ＶＢの過電圧異常であるか、のいずれかを判定し、この判定結果に応じてモータＭ１の駆動回路を制御する。
【００６１】
具体的には、モータＭ１オン時のＶＩＳ信号、ＶＭＳ信号、モータＭ１オフ時のＶＩＳ信号、ＶＭＳ信号の順に「Ｌ，Ｈ，Ｌ，Ｌ」の場合には正常動作、「Ｈ，Ｈ，Ｌ，Ｌ」の場合にはロック故障、「Ｈ，Ｈ，Ｈ，Ｌ」の場合には短絡故障または過熱異常、「Ｈ，Ｈ，Ｈ，Ｈ」の場合には過電圧異常であると判定する。
【００６２】
そして、「ロック故障」の場合にはモータＭ１を間欠駆動させて異物を除去し、「短絡故障または過熱異常」の場合にはモータＭ１を停止させて回路を保護し、「過電圧異常」の場合にはモータＭ１をＤＣ駆動させて発熱量を抑制する。従って、負荷電流ＩＬが上昇した原因に応じた適切な対応を採ることができ、燃料ポンプ制御の信頼性を向上させることができる。また、従来のように短絡故障時の過熱を防止するための温度センサを設ける必要がなく、装置構成を簡素化し、コストダウンを図ることができる。
【００６３】
また、状態判定部１２からエンジン制御用ユニット２１に異常の状態をＤＩＡＧ信号として出力することができるので、過電流が発生した場合に、その原因についての情報を操作者に知らせることができ、過電流異常が発生した際に迅速に対応することができるようになる。
【００６４】
また、上述した実施形態では、図５の状態判定対応表に示したように、モータＭ１オン時のＶＩＳ信号、ＶＭＳ信号、及びモータＭ１オフ時のＶＩＳ信号、ＶＭＳ信号を用いて状態判定処理を行う例について説明したが、図５から理解されるように、異常時の場合には、モータＭ１オン時のＶＩＳ，ＶＭＳは全て「Ｈ」となっており、モータＭ１オン時のＶＩＳ，ＶＭＳの状態のみで故障の原因を判定することができる。従って、ＶＩＳ信号がロック判定閾値を上回った時点で、異常が発生していることを前提とするならば、モータＭ１オフ時における状態判定のみで、異常の原因を判定することが可能となる。このような構成によれば、状態判定部１２での演算負荷を軽減できるという利点がある。
【００６５】
以上、本発明の燃料ポンプ制御装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、車両に搭載される燃料ポンプに過電流が発生した場合に、その後の対応を決定することに利用できる。
【符号の説明】
【００６７】
１１  出力制御部
１２  状態判定部
１３  フェールセーフ制御部
１４  オン・オフ制御部
２１  エンジン制御用ユニット
３１  過電流制御部
３２  過電圧制御部
３３  ワンショットパルス発生器
１００  燃料ポンプ制御装置
【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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【図６】
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