JP2012127316A - ポンプユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプの吐出圧を検出する圧力検出手段に異常が発生したことを適切に検出できるポンプユニット、及び圧力検出手段に異常が発生しても制御不能状態に陥ることなく正常な制御を継続することができるポンプユニットを提供する。
【解決手段】センサレスのブラシレスモータＭＬとブラシレスモータを制御する制御手段ＣＬとを備えたポンプユニットにおいて、ポンプユニットの吐出側には圧力検出手段４０Ｌが設けられて検出圧力が目標圧力となるようにブラシレスモータが制御される。そして制御手段は、ブラシレスモータに供給している電流量と、ブラシレスモータの回転数とを検出可能であり、圧力検出手段が異常時には、検出した電流量と、検出した回転数と、に基づいて吐出側の圧力を推定した推定圧力を求め、求めた推定圧力が目標圧力となるようにブラシレスモータを制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、吐出圧が目標圧力となるように制御されるポンプユニットに関し、特に吐出圧を検出する圧力検出手段の異常判定、及び異常時の制御に関する。

近年の内燃機関の燃料噴射システムには、高圧のシリンダ内に、更に高圧の燃料を直接噴射する、いわゆる筒内噴射システムを用いた燃料噴射システムがある。
筒内噴射システムにおける燃料供給装置では、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプを直列に配置し、燃料タンク内の燃料を、低圧燃料ポンプにて一旦低圧側目標圧力に制御し、低圧側目標圧力の燃料を、インジェクタに近い位置に配置した高圧燃料ポンプにて高圧側目標圧力に制御し、この高圧側目標圧力の燃料をインジェクタから噴射している。
従来の燃料供給装置では、高圧燃料ポンプでは高圧側圧力センサを用いて高圧側目標圧力となるようにフィードバック制御を行い、低圧燃料ポンプでは低圧側圧力センサを用いて低圧側目標圧力となるようにフィードバック制御を行っている。

例えば特許文献１に記載された従来技術には、燃料タンク内の燃料をフィードポンプにて低圧領域に圧送し、更に低圧領域の燃料を高圧ポンプにて高圧領域に圧送し、高圧領域の燃料をインジェクタから噴射する、内燃機関用の燃料噴射装置が開示されている。低圧領域には低圧領域内の圧力を検出するための専用の圧力センサが設けられ、高圧領域には高圧領域内の圧力を検出するための専用の高圧センサが設けられている。そして低圧領域では（低圧領域用の）圧力センサが検出した圧力に基づいてフィードポンプが制御され、高圧領域では（高圧領域用の）高圧センサが検出した圧力に基づいて高圧ポンプが制御される。
また例えば特許文献２に記載された従来技術では、液圧源（ギアポンプ）の供給圧力を検出するための比較的高価な液圧センサを用いずに、圧力センサにて検出した圧力や、ポンプモータの回転数や供給電流から推定した液圧に基づいて制動力を制御することで、コストの低減や装置の簡素化を図った、車両のブレーキ液圧制御装置が開示されている。
また例えば特許文献３に記載された従来技術には、ポンプ回転数から燃圧を推定し、圧力センサにて検出した実燃圧と推定燃圧とを比較して、ポンプのリリーフ弁の異常を判定する、燃料供給制御装置が開示されている。

特表２００９−５４０２０５号公報 特開２００６−１７５９０５号公報 特開２００９−２８１１８４号公報

特許文献１〜特許文献３のいずれも、圧力センサに異常が発生した場合、ポンプの正しい吐出圧（液圧）を検出することができなくなり、正常な制御ができなくなる可能性がある。しかし、圧力センサの異常の判定方法や、圧力センサに異常が発生した場合の処置について開示されていない。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、ポンプの吐出圧を検出する圧力検出手段に異常が発生したことを適切に検出できるポンプユニット、及び圧力検出手段に異常が発生しても制御不能状態に陥ることなく正常な制御を継続することができるポンプユニットを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る燃料供給装置は次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、センサレスのブラシレスモータと、前記ブラシレスモータを制御する制御手段と、を備えたポンプユニットにおいて、前記ポンプユニットの吐出側には、圧力検出手段が設けられており、前記制御手段は、前記圧力検出手段にて検出した圧力である検出圧力が目標圧力となるように前記ブラシレスモータを制御する。
そして制御手段は、更に、前記ブラシレスモータに供給している電流量と、前記ブラシレスモータの回転数とを検出可能であり、前記圧力検出手段が異常時には、検出した前記電流量と、検出した前記回転数と、に基づいて吐出側の圧力を推定した推定圧力を求め、求めた推定圧力が前記目標圧力となるように前記ブラシレスモータを制御する。

この第１の発明によれば、圧力検出手段に異常が発生している場合は、ブラシレスモータに供給している電流量とブラシレスモータの回転数から求めた推定圧力を用いて、吐出圧が目標圧力となるように制御する。
圧力検出手段による検出圧力と比較して推定圧力は精度がやや落ちるが、圧力検出手段に異常が発生して検出圧力が使用できない状態であっても、推定圧力を使って正常な制御を継続することができる。

次に、本発明の第２の発明は、センサレスのブラシレスモータと、前記ブラシレスモータを制御する制御手段と、を備えたポンプユニットにおいて、前記ポンプユニットの吐出側には、圧力検出手段が設けられており、前記制御手段は、前記圧力検出手段にて検出した圧力である検出圧力が目標圧力となるように前記ブラシレスモータを制御する。
そして制御手段は、更に、前記ブラシレスモータに供給している電流量と、前記ブラシレスモータの回転数とを検出可能であり、検出した前記電流量と、検出した前記回転数と、に基づいて吐出側の圧力を推定した推定圧力を求め、前記検出圧力と前記推定圧力に基づいて前記圧力検出手段が異常であるか否かを判定する。

この第２の発明では、例えば、ブラシレスモータの回転数と電流量にて推定される推定圧力と、圧力検出手段により検出される検出圧力と、の偏差に基づいて、異常判定の精度をより向上させることができる。例えば単純な断線異常（回路オープン）や短絡異常（回路ショート）に加えて、出力されている検出信号が本来出力されるべきレベルの信号に近いものであるか否か等、より高精度な異常判定を行うことができる。

次に、本発明の第３の発明は、上記第２の発明に係るポンプユニットであって、前記制御手段は、前記目標圧力と前記検出圧力との偏差、及び前記検出圧力と前記推定圧力との偏差、に基づいて前記圧力検出手段が異常であるか否かを判定する。

この第３の発明によれば、推定圧力と検出圧力との偏差に基づいて圧力検出手段の異常を判定するとともに、更に、目標圧力と検出圧力との偏差に基づいて圧力検出手段の異常を判定することで、更に精度の良い判定をすることができる。

本発明のポンプユニット２０を適用した燃料噴射システムの一実施の形態を説明する図である。 ポンプユニット２０の構成の例を説明する図である。 本願と従来の制御ブロック図の例を説明する図である。 予め測定した、低圧燃料ポンプにおける、電流・回転数−圧力特性である。 低圧側制御手段ＣＬの処理手順の例と、当該処理手順におけるフィードバック処理の処理手順の例を説明するフローチャートである。 低圧側制御手段ＣＬの処理手順における異常判定処理の処理手順の例を説明する図である。 異常判定処理の処理手順の、他の例を説明する図である。

以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明のポンプユニット２０を適用した内燃機関の燃料噴射システムの一実施の形態を説明する図である。なお本発明のポンプユニットは、センサレスのブラシレスモータを備えたポンプユニットであり、図１に示すポンプユニット２０（低圧燃料ポンプユニット）が相当している。

●［燃料噴射システムの構成（図１）］
図１に示す燃料噴射システムは、本発明のポンプユニット２０（低圧燃料ポンプユニット）と、高圧燃料ポンプユニット３０にて構成された燃料供給装置１を有している。
燃料タンク１０には、流体の燃料が貯蔵されている。
ポンプユニット２０は、低圧燃料ポンプＭＬ（センサレスのブラシレスモータに相当）と低圧側制御手段ＣＬ（制御手段に相当）にて構成されている。
低圧側制御手段ＣＬには、別体の外部制御装置５０（エンジンコントロールコンピュータ等）から低圧側目標圧力が入力され、低圧燃料ポンプＭＬの吐出圧（配管ＨＬ内の圧力）が低圧側目標圧力となるように低圧燃料ポンプＭＬを制御し、燃料タンク１０内の燃料を配管ＨＬ内（低圧領域に相当）に圧送する。
低圧燃料ポンプＭＬは、センサレスのブラシレスモータであり、詳細については後述する。
なお、低圧燃料ポンプＭＬの吐出側の配管ＨＬには圧力検出手段４０Ｌが設けられており、低圧側制御手段ＣＬは圧力検出手段４０Ｌにて検出した検出圧力が低圧側目標圧力となるように低圧燃料ポンプＭＬを制御する。

高圧燃料ポンプユニット３０は、高圧燃料ポンプＭＨと高圧側制御手段ＣＨにて構成されている。
高圧側制御手段ＣＨには、別体の外部制御装置５０から高圧側目標圧力が入力され、高圧燃料ポンプＭＨの吐出圧（配管ＨＨ内の圧力）が高圧側目標圧力となるように高圧燃料ポンプＭＨを制御し、配管ＨＬ内（低圧領域に相当）の燃料を配管ＨＨ内（高圧領域に相当）に圧送する。
なお、高圧燃料ポンプＭＨの吐出側の配管ＨＨには圧力検出手段４０Ｈが設けられており、高圧側制御手段ＣＨは圧力検出手段４０Ｈにて検出した検出圧力が高圧側目標圧力となるように高圧燃料ポンプＭＨを制御する。

インジェクタ６１〜６４は、外部制御装置５０からの駆動信号に基づいて、配管ＨＨに接続されたデリバリ６０内の高圧燃料を噴射する。
なお、例えばデリバリ６０内の燃料圧力が想定圧力よりも大きく上回った場合はバルブ７０を経由して配管ＨＬに戻される。
また、外部制御装置５０は、種々の入力手段（センサ等）からの検出信号が入力され、種々の出力手段（アクチュエータ等）の制御信号を出力し、インジェクタ６１〜６４の駆動信号や、低圧側目標圧力及び高圧側目標圧力を出力する。

●［ポンプユニット２０の構成（図２）］
図２に示すように、低圧燃料ポンプＭＬはセンサレスのブラシレスモータであり、例えばＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のコイルを有している。
このブラシレスモータを制御する低圧側制御手段ＣＬは、ＣＰＵ等の演算手段２１、ブラシレスモータの回転位置を検出するための位置検出回路２２、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に駆動電流を出力する駆動回路（Ｔｕ１〜Ｔｗ２）を有している。
演算手段２１は、位置検出回路２２からの検出信号に基づいてブラシレスモータの回転位置を検出し、回転位置に応じた駆動信号を駆動回路（Ｔｕ１〜Ｔｗ２）から出力する。
例えば位置検出回路２２は逆起電流の検出回路であり、ブラシレスモータが所定回転位置に達する毎にパルス信号が入力され、演算手段２１は、当該パルス信号が入力される毎に駆動信号（ＰＷＭ信号等）を切り替える。
また演算手段２１には、外部制御装置５０から低圧側目標圧力が入力され、圧力検出手段４０Ｌから検出信号が入力される。

演算手段２１は、位置検出回路２２からのパルス信号のインターバル時間からブラシレスモータの回転数を求めることができる。
また演算手段２１は、自身が駆動回路（Ｔｕ１〜Ｔｗ２）に出力している信号（例えばＰＷＭ信号の場合、ＰＷＭ信号のデューティ（パルス周期に対するＯＮパルス幅の割合［％］））から、ブラシレスモータに供給している電流量を求めることができる。
このように、センサレスのブラシレスモータを制御するために、もともと回転制御に必要な位置検出回路２２からの入力状態、駆動回路（Ｔｕ１〜Ｔｗ２）への出力状態を利用して、新たに検出回路等を設ける必要がなく、演算手段２１は、ブラシレスモータの回転数と電流量を検出することができる。

●［本願の制御ブロック図（図３（Ａ））と、従来の制御ブロック図（図３（Ｂ））］
図３（Ａ）は、低圧燃料ポンプＭＬを制御する本願の制御ブロック図を示しており、図３（Ｂ）は従来の制御ブロック図を示している。
［従来の制御ブロック図（図３（Ｂ））］
図３（Ｂ）の制御ブロック図に示すように、従来は、ノードＮ１Ａにて目標圧力（この場合、低圧側目標圧力）と検出圧力（圧力検出手段４０Ｌにて検出した低圧燃料ポンプＭＬの実際の吐出圧）との偏差を求め、求めた偏差を演算ブロックＢ１に入力する。
演算ブロックＢ１では、入力された偏差に基づいて制御量を算出し、位置検出回路２２からの回転位置検出信号に基づいて駆動回路（Ｔｕ１〜Ｔｗ２）のそれぞれに最適な制御量を算出し、算出した制御量を駆動ブロックＢ２（駆動回路（Ｔｕ１〜Ｔｗ２））に入力する。
駆動ブロックＢ２では、入力された制御量に基づいて、低圧燃料ポンプＭＬに駆動信号を出力する。
そして低圧燃料ポンプＭＬの吐出圧を圧力検出手段４０Ｌにて検出し、検出した実際の圧力（検出圧力）をノードＮ１Ａに負帰還する。

［本願の制御ブロック図（図３（Ａ））］
図３（Ａ）に示すように、本願の制御ブロック図では、従来（図３（Ｂ））に対して、推定圧力を算出する演算ブロックＢ３、ノードＮ１に負帰還させる圧力を選択する切替手段ＳＷ、切替手段ＳＷに切替信号を出力する演算ブロックＢ４、が追加されている。この構成により、ノードＮ１には（推定圧力）、（検出圧力）のいずれかが負帰還される。以下、従来の制御ブロック図（図３（Ｂ））との相違点について主に説明する。

演算ブロックＢ３には、演算ブロックＢ１にて求めた制御量に基づいた電流量（低圧燃料ポンプＭＬに供給される電流量）と、位置検出回路２２からの検出信号に基づいた回転数（低圧燃料ポンプＭＬの回転数）が入力される。そして演算ブロックＢ３では電流量と回転数に基づいて吐出圧（推定圧力）が算出される。なお推定圧力の算出方法については後述する。
演算ブロックＢ４には、演算ブロックＢ３にて算出された推定圧力と、圧力検出手段４０Ｌにて検出された検出圧力と、ノードＮ１に入力される目標圧力（低圧側目標圧力）と、が入力され、圧力検出手段４０Ｌに異常が発生しているか否かが判定される。演算ブロックＢ４は、圧力検出手段４０Ｌに異常が発生していないと判定した場合は切替手段ＳＷを（検出圧力）の側に設定してノードＮ１に（検出圧力）を負帰還させ、圧力検出手段４０Ｌに異常が発生していると判定した場合は切替手段ＳＷを（推定圧力）の側に設定してノードＮ１に（推定圧力）を負帰還させる。
なお、演算ブロックＢ４の処理（圧力検出手段４０Ｌの異常を判定する処理）については後述する。

●［電流量と回転数から圧力を求める方法（図４）］
次に図４を用いて、電流量と回転数から推定圧力を求める方法（図３（Ａ）における演算ブロックＢ３の処理）について説明する。
図４に示す特性グラフは、低圧燃料ポンプＭＬの特性グラフであり、吐出圧がＡ１［ＫＰａ］における電流［Ａ］と回転数［ｒｐｍ］の関係が第１の点線で示されており、吐出圧がＡ２［ＫＰａ］における電流［Ａ］と回転数［ｒｐｍ］の関係が第２の点線で示されており、吐出圧がＡ３［ＫＰａ］における電流［Ａ］と回転数［ｒｐｍ］の関係が実線で示されており、吐出圧がＡ４［ＫＰａ］における電流［Ａ］と回転数［ｒｐｍ］の関係が一点鎖線で示されており、吐出圧がＡ５［ＫＰａ］における電流［Ａ］と回転数［ｒｐｍ］の関係が二点鎖線で示されている。なお、Ａ１＜Ａ２＜Ａ３＜Ａ４＜Ａ５である。

同じ回転数であっても電流が大きいほうが（負荷が高いほうが）圧力（吐出圧）が高くなり、同じ電流であっても回転数が小さいほうが（負荷が高いほうが）圧力（吐出圧）が高くなる。
演算手段２１は、図４に示す低圧燃料ポンプ特性を記憶しており、検出した電流量と回転数から、以下のように圧力を求めることができる。例えば検出した（電流量［Ａ］、回転数［ｒｐｍ］）が（Ｃ１［Ａ］、Ｒ１［ｒｐｍ］）であった場合、図４の例に示すように、（Ｃ１、Ｒ１）の位置に基づいたＡ２［ＫＰａ］上の点Ｐ（Ａ２）と、Ａ３［ＫＰａ］上の点Ｐ（Ａ３）との間を補間することで、（Ｃ１、Ｒ１）の圧力を求めることができる。
以上、回転数が分かっているがブラシレスモータの負荷（電流）が分からない場合は吐出圧のより正確な推定は困難であり、電流（負荷）が分かっているが回転数（流量）が分からない場合も吐出圧のより正確な推定は困難である。本願では、回転数（流量）と電流（負荷）から、ブラシレスモータのより正確な吐出圧を推定することができる。

●［低圧側制御手段ＣＬの処理手順の例（図５（Ａ））と、当該処理手順におけるフィードバック処理の処理手順（図５（Ｂ））］
次に図５を用いて、低圧側制御手段ＣＬ（演算手段２１）の処理手順の例について説明する。
低圧側制御手段ＣＬは、所定時間間隔あるいは位置検出回路２２からの検出信号が入力される毎等、所定のタイミングにて、図５（Ａ）に示す処理を開始する。

ステップＳ１０では、低圧側制御手段ＣＬは、外部制御装置５０から目標圧力（この場合、低圧側目標圧力）を取り込み、ステップＳ１１に進む。
ステップＳ１１では、低圧側制御手段ＣＬは、圧力検出手段４０Ｌの検出信号を取り込み、検出信号に基づいた検出圧力を取得（検出信号を検出圧力に換算）して、ステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、低圧側制御手段ＣＬは、位置検出回路２２からのパルス信号の間隔（周期）から、低圧燃料ポンプＭＬの現在の回転数を求める。また、自身が駆動回路（Ｔｕ１〜Ｔｗ２）に出力している駆動信号に基づいて電流量を求める。そして、燃料供給装置１で利用する電源の電圧を検出する電圧検出手段からの検出信号に基づいて、電源の電圧である測定電圧を求め、予め設定した基準電圧と、測定電圧とに基づいて、電流量を補正する。例えば図４に示す低圧燃料ポンプ特性が１２Ｖ基準で測定された特性である場合、基準電圧は１２［Ｖ］である。そして例えば測定電圧が１０［Ｖ］であった場合、以下のようにして電流量を補正する。
電流量（補正後）＝電流量（補正前）＊（１２［Ｖ］／１０［Ｖ］）
そして、求めた回転数と、補正した電流量と、図４に示す低圧燃料ポンプ特性と、に基づいて推定圧力を求め、ステップＳ２０に進む。
上記のステップＳ１２の処理は図３（Ａ）に示す演算ブロックＢ３の処理に相当する。
なお、測定電圧による電流量の補正は省略してもよい。

ステップＳ２０では、低圧側制御手段ＣＬは、圧力検出手段４０Ｌに異常が発生しているか否かを判定し、ステップＳ３０に進む。
ステップＳ３０では、低圧側制御手段ＣＬは、低圧燃料ポンプＭＬの吐出圧が低圧側目標圧力となるように低圧燃料ポンプＭＬをフィードバック制御し、処理を終了する。

次に図５（Ｂ）を用いて、図５（Ａ）のフローチャートにおけるステップＳ３０のフィードバック処理について説明する。なおステップＳ３０の処理は、図３（Ａ）における切替手段ＳＷとノードＮ１と演算ブロックＢ１と駆動ブロックＢ２による処理に相当する。
ステップＳ３１では、低圧側制御手段ＣＬは、圧力検出手段４０Ｌが正常であるか否かを判定する（ステップＳ２０にて判定されている）。正常であると判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３２に進み、異常であると判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ３３に進む。
ステップＳ３２に進んだ場合、低圧側制御手段ＣＬは、ステップＳ１０にて取り込んだ目標圧力（低圧側目標圧力）と、ステップＳ１１にて取得した検出圧力との偏差を求め、当該偏差に基づいて低圧燃料ポンプＭＬの制御量を算出してステップＳ３４に進む。
ステップＳ３３に進んだ場合、低圧側制御手段ＣＬは、ステップＳ１０にて取り込んだ目標圧力（低圧側目標圧力）と、ステップＳ１２にて算出した推定圧力との偏差を求め、当該偏差に基づいて低圧燃料ポンプＭＬの制御量を算出してステップＳ３４に進む。
ステップＳ３４では、低圧側制御手段ＣＬは、求めた制御量とステップＳ１２にて検出した回転位置検出信号に基づいて駆動回路（Ｔｕ１〜Ｔｗ２）を駆動して低圧燃料ポンプＭＬを駆動し、処理を終了する。

●［圧力検出手段４０Ｌの異常を判定する処理手順（図６）］
次に図６を用いて、図５（Ａ）のフローチャートにおけるステップＳ２０の異常判定処理について説明する。なおステップＳ２０の処理は、図３（Ａ）における演算ブロックＢ４による処理に相当する。
ステップＳ２１では、低圧側制御手段ＣＬは、圧力検出手段４０Ｌの検出信号を取り込み、検出信号（検出電圧）が上限閾値を上回っているか否かを判定する。本実施の形態の例では、検出電圧は圧力に応じた０［Ｖ］〜５［Ｖ］のアナログ電圧で入力され、通常では有り得ない電圧である４．５［Ｖ］を上限閾値に設定している。上限閾値を上回っている場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２１Ｔに進み、上限閾値を上回っていない場合（Ｎｏ）はステップＳ２２に進む。
ステップＳ２１Ｔに進んだ場合、低圧側制御手段ＣＬは、上限閾値を上回っている状態が第１所定時間継続した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２１Ｘに進み、第１所定時間継続していない場合（Ｎｏ）は処理を終了する。
ステップＳ２１Ｘに進んだ場合、低圧側制御手段ＣＬは圧力検出手段４０Ｌが異常であると判定し、処理を終了する（この場合は断線異常であると判定する）。

ステップＳ２２に進んだ場合、低圧側制御手段ＣＬは、圧力検出手段４０Ｌの検出信号（検出電圧）が下限閾値を下回っているか否かを判定する。本実施の形態の例では、検出電圧は圧力に応じた０［Ｖ］〜５［Ｖ］のアナログ電圧で入力され、通常では有り得ない電圧である０．５［Ｖ］を下限閾値に設定している。下限閾値を下回っている場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２２Ｔに進み、下限閾値を下回っていない場合（Ｎｏ）はステップＳ２３に進む。
ステップＳ２２Ｔに進んだ場合、低圧側制御手段ＣＬは、下限閾値を下回っている状態が第２所定時間継続した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２２Ｘに進み、第２所定時間継続していない場合（Ｎｏ）は処理を終了する。
ステップＳ２２Ｘに進んだ場合、低圧側制御手段ＣＬは圧力検出手段４０Ｌが異常であると判定し、処理を終了する（この場合は短絡異常であると判定する）。

ステップＳ２３に進んだ場合、低圧側制御手段ＣＬは、目標圧力（この場合、低圧側目標圧力）と検出圧力（圧力検出手段４０Ｌにて検出した圧力）との偏差が第１圧力差（例えば５０［ＫＰａ］）以上であるか否かを判定する。第１圧力差以上である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２３Ａに進み、第１圧力差未満である場合（Ｎｏ）はステップＳ２５Ｔに進む。
ステップＳ２３Ａに進んだ場合、低圧側制御手段ＣＬは、検出圧力と推定圧力（回転数と電流量から推定した圧力）の偏差が第２圧力差（例えば３０［ＫＰａ］）以上であるか否かを判定する。第２圧力差以上である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２３Ｔに進み、第２圧力差未満である場合（Ｎｏ）はステップＳ２４に進む。
ステップＳ２３Ｔに進んだ場合（Ｙｅｓ）は、この状態（ステップＳ２３において第１圧力差以上、且つステップＳ２３Ａにおいて第２圧力差以上）が第３所定時間継続しているか否かを判定する。第３所定時間継続している場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２３Ｘに進み、第３所定時間継続していない場合（Ｎｏ）は処理を終了する。
ステップＳ２３Ｘに進んだ場合、低圧側制御手段ＣＬは圧力検出手段４０Ｌが異常であると判定し、処理を終了する。この場合、検出信号のレベルが上限閾値と下限閾値の範囲内ではあるが、圧力に対応した検出信号を出力していない異常（不定異常、あるいは特性異常）であると判定する。

ステップＳ２４に進んだ場合、低圧側制御手段ＣＬは、最大電流を供給中であるか否かを判定する。例えばＰＷＭ信号のデューティが１００［％］（最大デューティ）であるか否かを判定する。最大電流を供給中である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２４Ｔに進み、最大電流を供給中でない場合（Ｎｏ）はステップＳ２５Ｔに進む。
ステップＳ２４Ｔに進んだ場合（Ｙｅｓ）は、この状態（最大電流を供給中）が第４所定時間継続しているか否かを判定する。第４所定時間継続している場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２４Ｘに進み、第４所定時間継続していない場合（Ｎｏ）は処理を終了する。
ステップＳ２４Ｘに進んだ場合、低圧側制御手段ＣＬは燃料供給装置１のシステム（配管等）が異常であると判定し、処理を終了する（この場合は圧力検出手段４０Ｌの異常ではなく、配管漏れ等のシステム異常であると判定する）。

ステップＳ２５Ｔに進んだ場合、低圧側制御手段ＣＬは、このステップＳ２５の判定に流れてくる状態（つまり、異常が発見されない状態）が第５所定時間継続しているか否かを判定する。第５所定時間継続している場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２５Ｘに進み、第５所定時間継続していない場合（Ｎｏ）は処理を終了する。
ステップＳ２５Ｘに進んだ場合、低圧側制御手段ＣＬは圧力検出手段４０Ｌが正常である（異常が発見されない）と判定し、処理を終了する。

●［圧力検出手段４０Ｌの異常を判定する処理手順の他の例（図７）］
次に図７を用いて、図６のフローチャートに示す異常判定処理手順の他の例について説明する。
図７に示すフローチャートは、図６に示すフローチャートに対して、ステップＳ２０Ａの処理（最初のステップ）が追加されている点と、ステップＳ２３、Ｓ２３Ａ、Ｓ２４、Ｓ２４Ｔ、Ｓ２４Ｘが省略されている点が異なる。以下、図６に示すフローチャートとの相違点について主に説明する。

ステップＳ２０Ａでは、低圧側制御手段ＣＬは、目標圧力（この場合、低圧側目標圧力）と推定圧力との偏差が第１圧力差（例えば５０［ＫＰａ］）以上であるか否かを判定する。第１圧力差以上である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２１に進み、第１圧力差未満である場合（Ｎｏ）はステップＳ２５Ｔに進む。
ステップＳ２１に進んだ場合、低圧側制御手段ＣＬは、検出信号（検出電圧）が上限閾値を上回っているか否かを判定する。上限閾値を上回っている場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２１Ｔに進み、上限閾値を上回っていない場合（Ｎｏ）はステップＳ２２に進む。
ステップＳ２２に進んだ場合、低圧側制御手段ＣＬは、検出信号（検出電圧）が下限閾値を下回っているか否かを判定する。下限閾値を下回っている場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２２Ｔに進み、下限閾値を下回っていない場合（Ｎｏ）はステップＳ２３Ｔに進む。
他のステップの処理は、図６にて説明した処理と同様であるので、説明を省略する。
以上、図７に示すフローチャートの処理では、図６に示すフローチャートの処理を簡素化し、システム異常の判定（ステップＳ２４Ｘ）を省略している。

以上、本実施の形態にて説明したポンプユニット２０は、圧力検出手段４０Ｌに異常が発生しているか否かを、新たな圧力検出手段を設けることなく、より高精度に圧力検出手段４０Ｌの異常を判定することが可能であり、システムの簡素化、及び低コスト化を実現できる。
また、圧力検出手段４０Ｌに異常が発生していると判定した場合、推定圧力を用いて低圧燃料ポンプＭＬを制御するので、制御不能に陥ることがなく、より安全に制御を継続させることができる。

本発明のポンプユニット２０は、本実施の形態で説明した外観、構成、回路、処理等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば低圧燃料ポンプＭＬの特性は、図４に示す特性図に限定されるものではなく、低圧側制御手段ＣＬ、低圧燃料ポンプＭＬは、図２に示す構成の例に限定されるものではない。
また、本実施の形態にて説明したポンプユニット２０は、内燃機関の燃料ポンプに限定されることなく、センサレスのブラシレスモータを用いた種々のポンプユニットに適用することができる。

１ 燃料供給装置
１０ 燃料タンク
２０ ポンプユニット
２１ 演算手段（ＣＰＵ）
２２ 位置検出回路
３０ 高圧燃料ポンプユニット
４０Ｌ、４０Ｈ 圧力検出手段
５０ 外部制御装置
６１〜６４ インジェクタ
ＣＨ 高圧側制御手段
ＣＬ 低圧側制御手段（制御手段）
ＨＨ 配管（高圧領域）
ＨＬ 配管（低圧領域）
ＭＨ 高圧燃料ポンプ
ＭＬ 低圧燃料ポンプ（センサレスのブラシレスモータ）
Ｔｕ１〜Ｔｗ２ 駆動回路

Claims (3)

1. センサレスのブラシレスモータと、
   前記ブラシレスモータを制御する制御手段と、を備えたポンプユニットにおいて、
   前記ポンプユニットの吐出側には、圧力検出手段が設けられており、
   前記制御手段は、
   前記圧力検出手段にて検出した圧力である検出圧力が目標圧力となるように前記ブラシレスモータを制御し、
   更に、前記ブラシレスモータに供給している電流量と、前記ブラシレスモータの回転数とを検出可能であり、
   前記圧力検出手段が異常時には、検出した前記電流量と、検出した前記回転数と、に基づいて吐出側の圧力を推定した推定圧力を求め、
   求めた推定圧力が前記目標圧力となるように前記ブラシレスモータを制御する、
   ポンプユニット。
2. センサレスのブラシレスモータと、
   前記ブラシレスモータを制御する制御手段と、を備えたポンプユニットにおいて、
   前記ポンプユニットの吐出側には、圧力検出手段が設けられており、
   前記制御手段は、
   前記圧力検出手段にて検出した圧力である検出圧力が目標圧力となるように前記ブラシレスモータを制御し、
   更に、前記ブラシレスモータに供給している電流量と、前記ブラシレスモータの回転数とを検出可能であり、
   検出した前記電流量と、検出した前記回転数と、に基づいて吐出側の圧力を推定した推定圧力を求め、
   前記検出圧力と前記推定圧力に基づいて前記圧力検出手段が異常であるか否かを判定する、
   ポンプユニット。
3. 請求項２に記載のポンプユニットであって、
   前記制御手段は、
   前記目標圧力と前記検出圧力との偏差、及び前記検出圧力と前記推定圧力との偏差、に基づいて前記圧力検出手段が異常であるか否かを判定する、
   ポンプユニット。
   
   

Images