【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】
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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid pump system that supplies a liquid to an engine such as an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
FIG. 1 shows a liquid pump system 10 for supplying a liquid fuel such as gasoline to an internal combustion engine (not shown). Liquid fuel pressurized by a fuel pump 12 is supplied to a supply port of a supply pipe 14 from a fuel tank 11 that stores the liquid fuel. The discharge port of the supply pipe 14 communicates with a fuel injector 15 having a discharge port in an intake system (not shown) of the internal combustion engine. Is done. At this time, a pressure regulator 16 is provided to adjust the liquid fuel pressure in the pipe and the injector 15 to a desired constant pressure. When the liquid pressure becomes excessive, the excess liquid fuel is supplied to the pressure regulator 16. Thus, the fuel is returned to the fuel tank 11 via the return pipe 17.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a liquid pump system cannot cope with an abnormality such as a hole in a supply pipe, disconnection of a pipe, or clogging of a pipe. When attempting to detect such an abnormality, it is possible to detect a decrease in the liquid pressure by installing a pressure sensor in the pipe. In some cases, a sensor is required, and the cost of the entire system is increased.
[0004]
The present invention has been made in view of such a problem, and has as its object to provide a liquid pump system that can detect an abnormal state without using a pressure sensor.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A liquid pump system according to the present invention includes a pump disposed in a liquid supply pipe to apply pressure to the liquid, a motor driving the pump, and a pump control for supplying a drive current to the motor to rotate the motor. A liquid pump system including a circuit, wherein the pump control circuit estimates or detects a current rotation speed of the motor, and a desired current based on the current rotation speed as the drive current. Drive current generating means for setting circuit characteristics to be supplied to the motor; motor current detecting means for detecting a current value flowing through the motor; and detecting an abnormal state based on the current speed and the current value. Abnormality detecting means for performing the operation.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 shows a liquid pump system 20 according to an embodiment of the present invention. The liquid pump system 20 includes a tank 21 for storing a liquid and a pump 22 provided in the tank 21. The pump 22 includes a cavity (not shown) communicating with the tank 21 and a rotor (not shown) such as a vane and a gear rotatably provided in the cavity, such as a Wesco pump or a trochoid pump. Has become. The built-in motor of the pump 22 is electrically connected to a pump control circuit 23 that controls the motor. The pump control circuit 23 may be integrated with the pump 22. One end of a supply pipe 24 is connected to a discharge port of the pump 22, and the other end of the supply pipe 24 is connected to a fuel injector 25 of an internal combustion engine (not shown).
[0007]
FIG. 3 shows details of the pump control circuit 23 shown in FIG. The built-in motor is a brushless motor 31, and a U-phase coil 32, a V-phase coil 33, and a U-phase coil 32, which generate electromagnetic force for rotating the brushless motor 31 around a rotor (not shown) at 120-degree intervals. The W-phase coil 34 is provided on a stator (not shown) of the motor 31. The pump control circuit 23 includes a drive circuit unit 35, a control unit 36 including a microprocessor or the like, and a drive current generation unit 37. The control unit 36 outputs a rotation command and a stop command to the drive current generation unit 37 via the data line 36a, and the drive current generation unit 37 outputs a control pattern for rotating the motor 31 in accordance with the supplied command. The drive current is supplied to each phase coil 32 to 34 at the timing according to the following. The output terminal of the drive circuit unit 35 to the motor 31 is provided with a comparator 38 which adds the terminal voltages of the coils 32 to 34 and outputs a current rotation speed output signal of the motor based on the difference between the added value and the reference voltage Vr. It is connected. Further, a resistor R for current detection is inserted in series with the amplifier circuit including six transistors of the drive circuit 35. The control unit 36 takes in the power supply voltage value Vb to the drive circuit unit 35 and the drive current value Ip flowing through the circuit obtained from the voltage applied to both ends of the resistor R of the drive circuit unit 35. The estimated current rotational speed Rc is fetched, and a command obtained by the operation as shown in FIGS. 4 and 5 is supplied to the drive current generator 37.
[0008]
FIG. 4 shows a flowchart of the liquid pump control operation of the control unit 36 in the present embodiment. In this routine, first, the power supply voltage value Vb from the drive circuit unit 35 to the motor 31 is fetched (step 101). The control unit 36 has a data map in which the relationship between the actually measured rotation speed of the motor 31 and the motor current corresponding to the power supply voltage Vb is measured in advance. Table 1 below shows an example of a data map when the liquid pressure is set to a constant value of 0.3 MPa, for example. Rs in the table indicates a fully closed rotation speed of the pump for maintaining a desired liquid pressure in a state where all the injectors 25 are closed. In step 101, the power supply voltage value to the motor 31 is taken in by Vb, and then the estimated value of the current rotation speed Rc of the motor 31 is taken in from the comparator 38 (step 102). A comparison with the number Rs is performed (step 103).
[0009]
[Table 1]
If the current rotational speed estimated value Rc is smaller than the fully closed rotational speed Rs corresponding to the power supply voltage Vb (Rc <Rs), a command to supply the fully closed designated current value according to the data map to the motor 31 is issued (step 104). ), End the routine. For example, when the power supply voltage Vb is 10 V, the fully-closed designated current value is 0.67 A.
[0010]
On the other hand, if the current rotational speed estimated value Rc is equal to or greater than the fully closed rotational speed Rs (Rc ≧ Rs), a designated current value corresponding to the estimated value Rc is extracted from the map (step 105), and the extracted designated current value is extracted. A command is issued to supply a drive current equal to the value to the circuit (step 106), and the routine ends.
FIG. 5 shows a flowchart of the abnormality detection operation of the control unit 36 in the present embodiment. In this routine, first, the power supply voltage value Vb from the drive circuit unit 35 to the motor 31 is fetched (step 201). Next, the current rotational speed estimation value Rc of the motor 31 is fetched from the comparator 38 (step 202), and the current current value Ip flowing through the motor 31 is fetched (step 203). Subsequently, the specified current value Id corresponding to the power supply voltage value Vb and the current rotation speed estimated value Rc fetched in steps 201 and 202 from the data map is extracted (step 204), and the current value Ip and the specified current value Id are extracted. (Step 205).
[0011]
If the current value Ip is equal to the specified current value Id (Ip = Id), the system determines that the system is operating normally according to the data map, and terminates the routine. On the other hand, if the current value Ip is different from the specified current value Id, it is determined that there is a possibility that an abnormality has occurred in any of the systems, and the routine is repeatedly determined (step 206). Here, when the repetition frequency N is smaller than the maximum repetition frequency Nmax, 1 is added to the frequency N (step 207), and the process returns to step 201 to repeat the operation of this routine again. If the repetition frequency N is equal to or greater than the maximum repetition frequency Nmax, it is determined that an abnormality has occurred in any of the systems, and a motor stop command is issued (step 208). (Step 209), and terminates the routine. This includes an operation for expecting self-recovery in the case of clogging of a supply pipe or the like. Here, Nmax is, for example, 3, and can be set arbitrarily.
[0012]
In the current value determination in this routine, if the liquid pressure abnormally rises due to, for example, a blockage of the supply pipe 24, the rotation speed of the motor 31 becomes smaller than the expected rotation speed. A current Ip larger than the current value Id flows. On the other hand, when the liquid pressure is greatly reduced due to the supply pipe 24 coming off or a hole or the like, the load on the motor 31 is reduced and the rotation speed becomes larger than the expected rotation speed. A current Ip smaller than the value Id flows. By the same operation, it is possible to determine the case where the liquid in the tank 21 has run out. In the current value determination in step 205, a current width may be given to the specified current value Id to set an allowable range thereof.
[0013]
In this way, when the state deviates from the relationship between the appropriate rotation speed and current value based on the specified current-rotation speed data map previously measured for the desired liquid pressure, the predetermined number of reconfirmations is performed. If the value does not recover to the normal value, this is determined as an abnormal state.
In the above-described embodiment, the rotation speed of the motor is controlled by estimating the current rotation speed of the motor based on the terminal voltage of the coil of the pump motor in accordance with the routine shown in FIG. It is also possible to perform feedback control by actually measuring with a rotation speed sensor or the like.
[0014]
【The invention's effect】
As described above, according to the liquid pump system of the present invention, an abnormal state can be detected without using a component such as a pressure sensor or a pressure regulator that monitors the flow rate and pressure of the liquid.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a conventional liquid pump system.
FIG. 2 is a block diagram of a liquid pump system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram showing details of a pump control circuit shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a flowchart showing a pump control operation of the control circuit shown in FIG. 3;
5 is a flowchart showing an abnormality detection operation of the control circuit shown in FIG.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 20 liquid pump system 22 pump 23 pump control circuit 24 supply pipe 25 fuel injector 31 brushless motor 36 control unit 37 drive current generation unit 38 comparator
