JP3079776B2

JP3079776B2 - 燃料ポンプの制御装置

Info

Publication number: JP3079776B2
Application number: JP04136772A
Authority: JP
Inventors: 繁竹内; 浩昭中根; 薫彦田島
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1992-05-28
Filing date: 1992-05-28
Publication date: 2000-08-21
Anticipated expiration: 2015-08-21
Also published as: JPH05332215A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料ポンプの制御装
置、特に車両に搭載されたエンジンに燃料を供給するポ
ンプを制御する機能を有する制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば図１０に示したよう
に、燃料ポンプ１０１のアース側に接続されたＦＥＴ
（電界効果トランジスタ）１０２を含む制御装置１０３
によって、燃料ポンプ１０１の端子電圧を切り替えてエ
ンジンへ供給される燃料流量を制御する能力切替機能
と、エンジン停止時に燃料ポンプ１０１の電力供給線１
０４に直列に接続したリレー１０５をオフすることによ
って、確実に燃料供給を停止させるポンプ停止機能とを
持つ燃料ポンプの制御装置１００が提案されている。

【０００３】なお、制御装置１０３およびリレー１０５
は、いずれもコンピュータ１００からスロットル開度信
号や車速信号等の車両の運転状態の情報に基づいて発信
される制御信号か、あるいはリレー１０５のみエアフロ
メータ（図示せず）からエンジンの吸入空気量に基づい
て発進される制御信号により制御されている。なお、１
０９はバッテリ、１１０はメインリレースイッチ、１１
１は入力判定回路、１１２は駆動回路である。

【０００４】また、特開平１−２５５４９７号公報に
は、この燃料ポンプの制御装置１００において、装置の
小型化、信号出力線１０７、１０８の簡略化、および装
置の静粛性を向上させるために、作動音の大きなリレー
１０５を装置から取り外し制御装置１０３によってエン
ジン停止時に燃料ポンプ１０１を停止させるようにした
燃料ポンプの制御装置が開示されている。

【０００５】特開平３−６０２１４号公報には、半導体
素子の保護回路において、ＦＥＴ素子の使用状態をカレ
ントミラーＭＯＳＦＥＴを利用して電流を検出し、また
パワーＭＯＳＦＥＴと熱的に結合したダイオードの順方
向電圧を検知することによりＦＥＴの温度を検出して、
半導体素子を保護する装置が開示されている。しかし、
この装置は単に半導体素子の異常を検出し、半導体素子
を保護するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、半導体素子に
より制御される負荷の特性に従って、異常を除去するよ
うに半導体素子を制御することができなかった。従っ
て、比較的軽微な異常でも、それが連続すると半導体素
子などが損傷してしまうので、半導体素子をオフして燃
料ポンプの作動を停止させる必要があり、特に、車両に
搭載されたエンジンでは、エンジンの停止により車両の
走行が不能になるという問題があった。そこで本発明
は、比較的軽微な異常の場合にはそれを除去することの
できる燃料ポンプ制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのため本発明は、電源
から電力の供給を受けることにより動作する燃料ポンプ
と、前記燃料ポンプに供給される電力を制御するための
駆動信号を信号出力線に出力する信号制御手段と、電力
端子と制御端子を有し、該電力端子を介して前記電源及
び燃料ポンプと直列に接続され、該制御端子が前記信号
出力線に接続されて、該制御端子に供給される前記駆動
信号に応じて所定周期で断続動作する半導体素子と、を
備える燃料ポンプの制御装置において、前記信号制御手
段は、前記燃料ポンプや前記半導体素子の軽微な異常を
検出する検出手段と、この検出手段により軽微な異常が
検出されると前記半導体素子を実質的に全導通させるた
めの全導通手段とを備える燃料ポンプの制御装置を提供
するものである。

【０００８】

【作用】本発明によれば、燃料ポンプへの電源配線や駆
動回路に軽微な異常が生じた場合やポンプ内や配管の詰
まりが発生した場合などには、それを検出手段により検
出して全導手段によって半導体素子を実質的に全導通さ
せて、異常状態が継続しないようにする。

【０００９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば比較的
軽微な異常の場合には半導体素子を実質的に全導通させ
て、それを除去することができ、従って例えば車両に搭
載されているエンジンに用いた場合でも、車両の走行不
能を未然に防止することができるという優れた効果があ
る。

【００１０】

【実施例】本発明の燃料ポンプの制御装置の基本構成を
図１ないし図３に基づき説明する。図１ないし図３は乗
用車用燃料ポンプ制御装置を示した図である。

【００１１】乗用車用燃料ポンプ制御装置１は、バッテ
リ２、メインリレースイッチ３、燃料ポンプ４、コンピ
ュータ５および駆動制御装置６を備える。バッテリ２
は、燃料ポンプ４に電力を供給するもので、マイナス電
極がボディ７に接続されている。メインリレースイッチ
３は、並列接続されたイグニッションスイッチ（図示せ
ず）が閉じられてリレーコイル（図示せず）がオンされ
ると閉じる。燃料ポンプ４は、メインリレースイッチ３
および電力供給線８を介してバッテリ２のプラス電極に
接続され、電力が供給されると燃料をエンジン（図示せ
ず）に圧送する。燃料ポンプ４の他の電極端子はボディ
に接続されている。なお、電力供給線８は、１組のワイ
ヤリングハーネスにより構成されている。

【００１２】コンピュータ５は、スロットル開度信号、
車速信号、エンジン回転数信号、イグニッションスイッ
チのオンオフ信号およびスタータの作動信号等の乗用車
の運転状態に基づいて、信号出力線９に制御信号を供給
する。制御信号は第２図に示すようなハイレベル信号、
ローレベル信号またはオフ信号からなる。なお、オフ信
号は、ボディ７のアース電位（０Ｖ）と同電位の信号で
ある。また、ハイレベル信号およびローレベル信号は、
オフ信号より電位の高い信号である。なお、信号出力線
９は、１組のワイヤリングハーネスにより構成されてい
る。

【００１３】駆動制御装置６は、入力判定回路１０、駆
動回路１１およびＦＥＴ１２から構成されている。入力
判定回路１０は、信号出力線９から入力するコンピュー
タ５の制御信号を判定する回路である。駆動回路１１
は、入力判定回路１０の判定結果に応じた信号をＦＥＴ
１２のゲートに出力する。ＦＥＴ１２は、本発明の半導
体素子であって、例えばＮ型チャネルの二重拡散型電界
効果トランジスタが使用されている。このＦＥＴ１２
は、ドレインが電力供給線８のバッテリ２側配線１３に
接続され、ソースが電力供給線８の燃料ポンプ４側配線
１４に接続されており、ゲートが駆動回路１１に接続さ
れている。ゲートの入力信号に応じてドレイン−ソース
間電圧を制御する。

【００１４】このため、駆動制御装置６は、コンピュー
タ５からオフ信号を入力すると燃料ポンプ４の端子電圧
を０Ｖに切り替え、コンピュータ５からローレベル信号
を入力すると燃料ポンプ４の端子電圧をαＶに切り替
え、コンピュータ５からハイレベル信号を入力すると燃
料ポンプ４の端子電圧をβＶに切り替える。これらの端
子電圧の関係は、０Ｖ＜αＶ＜βＶである。

【００１５】よって、駆動制御装置６は、燃料ポンプ４
の端子電圧を切り替える能力切替機能と、オフ信号を入
力することにより燃料ポンプ４の通電を停止するポンプ
停止機能とを備える。

【００１６】図３はコンピュータ５の作動を示したフロ
ーチャートである。まず、イグニッションスイッチがオ
ンか否かを判定する（ステップＳ１）。オフの（Ｎｏ）
時、オフ信号を信号出力線９に発信し（ステップＳ
２）、フラグを０にし（ステップＳ３）、リターンす
る。

【００１７】ステップＳ１において、オンの（Ｙｅｓ）
時、スタータが作動中か否かを判定する（ステップＳ
４）。スタータが作動中の（Ｙｅｓ）時、フラグＦを１
にし（ステップＳ５）、エンジン始動に対応するハイレ
ベル信号を信号出力線９に発信し（ステップＳ６）、リ
ターンする。

【００１８】ステップＳ４において、スタータが作動後
の（Ｎｏ）時、フラグが１（Ｆ＝１）か否かを判定する
（ステップＳ７）。Ｆ＝１ではない（Ｎｏ）時、ステッ
プＳ２の制御を行う。

【００１９】ステップＳ７において、Ｆ＝１の（Ｙｅ
ｓ）時、エンジン回転数（ＮＥ）が設定値（ＮＳ：例え
ば１００ｒｐｍ）より大きい（ＮＥ＞ＮＳ）か否かを判
定する（ステップＳ８）。エンジン回転数ＮＥが設定値
ＮＳより大きくない（Ｎｏ）時、ステップＳ２の制御を
行う。

【００２０】ＮＥがＮＳより大きい（Ｙｅｓ）時、エン
ジンの定常回転に対応するローベル信号を信号出力線９
に発信し（ステップＳ９）、リターンする。この乗用車
用燃料ポンプ制御装置１の作用を図１および図２に基づ
き説明する。イグニッションスイッチがオンされると、
メインリレースイッチ３が閉じられ、さらにスタータが
作動してエンジンが回されると、コンピュータ５からハ
イレベル信号が信号出力線９に発信される。このため、
駆動制御装置６の入力判定回路１０にハイレベル信号が
入力されることによって、駆動回路１１がＦＥＴ１２の
ゲートにハイレベル信号に応じた信号を供給する。した
がって、ＦＥＴ１２によってバッテリ２と燃料ポンプ４
とを導通させることにより電力供給線８から燃料ポンプ
４に、端子電圧がβＶの電力が供給される。このため、
燃料ポンプ４は高速回転するためエンジンに多量の燃料
が圧送される。

【００２１】そして、エンジンが始動を始めると、スタ
ータが停止し、このときエンジン回転数が設定値（例え
ば１００ｒｐｍ）より大きければ、コンピュータ５から
ローレベル信号が信号出力線９に発信される。このた
め、駆動制御装置６にローレベル信号が入力されること
によって燃料ポンプ４の端子電圧がαＶに切り替えられ
る。こうして、燃料ポンプ４は低速回転するためエンジ
ンに所定量の燃料が圧送される。

【００２２】なお、乗用車を運転中に操作ミスあるいは
事故等によりエンジンが停止したときは、コンピュータ
５からボディ７のアース電位と同電位のオフ信号が信号
出力線９に発信される。このため、駆動制御装置６の入
力判定回路１０にオフ信号が入力されることによって、
駆動回路１１がＦＥＴ１２のゲートにオフ信号に応じた
電圧（＝０Ｖ）を供給する。したがって、ＦＥＴ１２に
よってバッテリ２と燃料ポンプ４との導通が遮断される
ため、燃料ポンプ４の端子電圧が０Ｖとなる。このた
め、燃料ポンプ４は停止するためエンジンへの燃料の圧
送が止まる。

【００２３】ここで、例えば電力供給線８のバッテリ２
側配線１３がボディ７に接触するか、あるいは噛み込ん
でしまいアース電位となってもコンピュータ５の出力の
如何に拘わらず燃料ポンプ４は通電されないので停止す
る。また、例えば電力供給線８の燃料ポンプ４側配線１
４が同様にアース電位となっても燃料ポンプ４は通電さ
れないので停止する。そして、例えば信号出力線９が同
様にアース電位となって駆動制御装置６にアース電位が
入力されても、燃料ポンプ４のオフ信号をボティ７の電
位、すなわち、アース電位と同電位としているので、必
ずＦＥＴ１２がオフされ燃料ポンプを停止させることが
できる。このため、乗用車用燃料ポンプ制御装置１は、
安全性および信頼性に優れる。

【００２４】また、この乗用車用燃料ポンプ制御装置１
は、燃料ポンプ４の端子電圧の切り替えでエンジンへ供
給される燃料流量を制御する能力切替機能と、エンスト
時に確実に燃料供給を停止するポンプ停止機能とを有し
１本（１組のワイヤリングハーネス）の信号出力線９だ
けで能力切替機能とポンプ停止機能とを制御できる１個
の駆動制御装置６にて構造が簡易となる。

【００２５】したがって、コンピュータと能力切替機能
を持つ回路およびポンプ停止機能を持つ回路からなる２
つの回路とを２本の信号出力線でそれぞれ接続する必要
がなくなるため、部品点数も減少することからコスト低
減を図れる。さらに、組み付け工数も大幅に減少させる
ことができ、リレーを廃止したことによって、リレーの
作動音もなくなり、搭載場所も自由度が増加する。

【００２６】次に、本発明の一実施例を第４図から第９
図を参照して説明する。該実施例においては図１におけ
る駆動制御装置６がさらに診断機能を有して、燃料ポン
プ系の異常事態における駆動制御装置６の保護と、異常
状態をコンピュータ５に報知するものである。

【００２７】本実施例の駆動制御装置６は、第４図に示
すように、入力判定回路１０と駆動回路１１に加えて、
負荷ショート検出回路１５と、過電流検出回路１６と、
オープン検出回路１７と、温度検出回路１８と、診断出
力回路１９を備える。

【００２８】駆動制御装置６は、さらにバッテリ２の電
圧を昇圧して駆動回路１１に供給する昇圧回路２６と、
バッテリ２出力が低電圧の時に駆動制御装置６か誤作動
するのを防ぐ低電圧補償回路２７と、過電圧から駆動制
御装置６を保護する過電圧保護回路２８を備える。

【００２９】入力判定回路１０は、入力信号線９の断線
を検出したときに断線信号を出力する信号線２１と、上
記異常検出回路の検出する異常状態に従って、動作モー
ドを選択するための入力信号線２２および２３と、コン
ピュータ５から入力する制御信号のレベルを示す信号を
出力する出力線２４と、ポンプ４が作動しているときに
高い電圧信号を出力する出力線２５を備え、かつこれら
入力信号に従った処理をする回路を有する。

【００３０】負荷ショート検出回路１５は、負荷４の内
部のショートまたは配線１４とボディ７とのショートを
検出するもので、ＦＥＴ１２のドレインとソースの間の
電位差を差動増幅器ＯＰ１で検出し、ショート判定回路
４１によりショートを判定し、遅延回路２９でショート
を確認し、さらにショートを確認するための条件の成立
をＡＮＤ回路４２、インバータ４３、フリップフロップ
３０を含む論理回路で判別して、入力判定回路１０と診
断出力回路１９に出力する。

【００３１】ショート検出は、ＦＥＴ１２がＯＮ状態で
のＦＥＴ１２のドレイン−ソース間電圧、すなわちＯＮ
電圧がＦＥＴ１２を流れる電流に比例して増加すること
を利用する。

【００３２】すなわち、負荷４がショートすると、ＦＥ
Ｔ１２のドレインのソースの間の電位が大きくなるの
で、第５Ａ図に示すように、差動増幅器ＯＰ１の出力ａ
を、演算増幅器で構成されるショート判定回路４１で所
定の値Ｖ_Tと比較することにより、検出出力ｂが得られ
る。

【００３３】ただし、ＦＥＴ１２がスイッチングしてデ
ューティー比制御を行っている場合（以下、ＰＷＭ制御
と呼ぶ）、ＯＦＦ時の検出電圧は、上記ショートの場合
と同様高い電圧となる為、図５Ｂのａに示す様な波形と
なる。そこで図５Ｂのｂ，ｃに示すように、判定する上
では遅延回路２９によりＰＷＭ制御周期Ｔより長い所定
の時間ｔｄ₁の間ａの電位が継続して電圧Ｖ_Tを越える
場合にショートと判定する。

【００３４】また、負荷ショートの判定は、上記ＯＮ電
圧検出によるとＦＥＴ１２がＯＦＦ時にも同様の信号を
発する為、図６に示す様な条件の確認をする。すなわち
第１に駆動制御装置６の入力信号が、ポンプ作動モード
であることが要求される。これは、図４におけるように
入力判定回路１０からの出力２５がハイレベルであるこ
とで判定される。第２にＦＥＴ１２を流れる電流が過電
流であることが要求される。これは後述する過電流検出
回路１６の出力により判定される。以上２点の条件も共
に成立することにより負荷ショート判定した場合、入力
判定回路１０に信号線２２を介して判定信号を与える
と、入力判定回路１０は強制ＯＦＦ信号を送り、ＦＥＴ
１２をＯＦＦさせる。この状態はフリップフロップ３０
によって、保持され、入力信号がＯＦＦされるか、又は
イグニッションスイッチ３がＯＦＦして、バッテリ２の
電圧が駆動制御装置６に接続されなくなった時に出力２
５の逆転により解除される。

【００３５】過電流検出回路１６は、ＦＥＴ１２の一部
のセルを利用したカレントミラーによりＦＥＴ１２に流
れる電流を測定して、負荷４の異常を監視するものであ
る。燃料ポンプ４がロック、又はハーフロック（完全停
止していないが、回転が鈍ったり、止まりそうになった
りする状況）となった場合、又は、ポンプの配管がつま
って、燃料圧力が異常に高まった様な場合、ポンプ電流
値が増加する現象が生ずる。したがって、ＦＥＴ１２の
過電流を監視することによりポンプの異常が検出でき
る。過電流検出回路１６はＦＥＴ１２の電流を表す電圧
を増幅する演算増幅器４４と、過電流判定回路４５を備
え、さらにポンプ作動時に出力される信号を信号線２５
から入力し過電流判定回路４５の出力と論理和をとるＡ
ＮＤ回路４６と、ポンプ始動時の突入電流を区別するた
めの遅延回路３１とを備える。遅延回路３１の遅延時間
はショート検出のための遅延時間ｔ_d1より長く設定され
る。

【００３６】そして、過電流検出をした場合には、前記
のショート検出の様にＦＥＴ１２を強制ＯＦＦさせるこ
とはせずにＦＥＴ１２を完全ＯＮさせるモード（Ｈモー
ドと呼ぶ）となる様強制Ｈモード信号を信号線２３によ
って入力判定回路１０に送る。そうすることによって、
燃料ポンプ４は、可能な最大トルクを得、ポンプの流量
も最大とでき、ロック，ハーフロックの原因であるポン
プ内部のつまり、引っかかり、又は、配管のつまり等を
除去する様に働く。

【００３７】Ｈモードとした後、ＦＥＴ１２に流れる電
流値が正常に戻った場合は、駆動制御装置６は、再び入
力信号に従って正常に作動する。また、過電流検出回路
１６の出力は診断出力回路１９を介してコンピュータ５
に送られて駆動制御装置等の制御に用いられる。

【００３８】ここでショート検出回路１５と過電流検出
回路１６との検出する電流設定値の関係を示す。例とし
て、普通乗用車に使用されている燃料ポンプについて示
すと、そのロック時の電流は図７に示す様にバッテリ２
を１２Ｖ系を使用したとして最大３０〜３５Ａである。
よってショート検出は、完全ロック状態の３０〜３５Ａ
より大きい４０Ａ程度に設定するのが妥当であると言え
る。

【００３９】また、過電流検出は、動作モードによりポ
ンプへの電圧が異なる為、ポンプの異常時より経験的に
１０〜２０Ａぐらいの設定が適当であり、その場合の遅
延回路３１の遅延時間は、約１００ｍＳにとる。

【００４０】出力線１４のオープン回路事故を検出する
オープン検出回路１７は、前記の過電流検出回路１６で
用いたＦＥＴ１２の電流検出回路において、ＦＥＴ１２
の電流を監視し電流が流れない場合を出力オープン判定
回路４７により検出している。当然のことながら、信号
線２５による入力信号が作動モードであることが条件で
あり、ＡＮＤ回路４８を介して得られる。検出出力は診
断出力回路１９を介してコンピュータ５に供給される。

【００４１】温度検出回路１８は、温度センサをなす検
出用ダイオード３３の順方向電圧の温度特性によってＦ
ＥＴ１２の発熱による温度上昇を検出する。温度は２つ
のコンパレータＣＰ１，ＣＰ２によりしきい値Ｔ₁，Ｔ
₂（Ｔ₁＜Ｔ₂）とそれぞれ比較される。Ｔ₁，Ｔ₂は
各々、入力判定回路１０の出力２４と抵抗３４によって
Ｈモード時には、Ｔ₁´（＞Ｔ₁），Ｔ₂´（＞Ｔ₂）
となる。通常の動作温度であるＴ₁以下では、フリップ
フロップ３２は、信号線２５とコンパレータＣＰ１との
各信号を論理回路４９によりとることによって、常にリ
セット状態である。

【００４２】第８図は、温度検出回路１８によるポンプ
を制御する場合の信号変化を示した信号波形図である。
入力信号が作動モードになり、ＦＥＴ１２の温度が上昇
しＴ ₁を越えるとコンパレータＣＰ１が動作して論理回
路４９の出力が低レベルになってフリップフロップ３２
はスタンバイされ、軽微異常温度Ｔ₂を越えるとコンパ
レータＣＰ２より入力信号が入り、フリップフロップ３
２がセットされて信号線２３を通じて強制Ｈモードへ切
り替わり、燃料ポンプ４はフル回転となる。この状態は
フリップフロップ３２によって保持されている。

【００４３】ここでＦＥＴ１２による発熱が増加して温
度上昇する原因は、第１に、過電流検出と同様、燃料ポ
ンプ４のロック又はハーフロックが考えられ、この場合
には強制Ｈモードにするのは前述した様に有効である。

【００４４】第２には、図４の昇圧回路２６の能力低下
が考えられる。昇圧電圧の負荷はＦＥＴ１２のゲート駆
動であり、Ｈモードの方が、スイッチングをしているＰ
ＷＭモードより消費電流が少なく、昇圧回路２６の能力
も小さくて済む為、この場合にも強制Ｈモードとするこ
とによって昇圧電圧低下が防がれる。

【００４５】また、ＦＥＴ１２にはＯＮ電圧の低いＮ−
チャネルパワーＭＯＳＦＥＴを用いている。ＦＥＴ１２
の直流的な損失はもともと少なく、スイッチング損失の
方が大きい為、強制Ｈモードとすることは、ＦＥＴ１２
にとっても発熱を減らす方向になる。

【００４６】図８の温度変化（Ｃ）が示すように、温度
検出後、強制Ｈモードになってもなお温度上昇する場合
は信号線２４よりの信号がインバータ５０を介して抵抗
３４に供給されることにより完全異常温度Ｔ₂´となっ
た時点で、コンパレータＣＰ２よりの信号と信号線２４
よりの信号とのＡＮＤがＡＮＤ回路５１によりとられて
駆動制御装置６は信号線２２を通じて強制ＯＦＦとな
る。ただし、強制ＯＦＦ信号はラッチされずその後Ｔ₂
´よりも温度が下がれば、エンストしない限り再び作動
する。また、図９に示す様に、強制Ｈモードにした後、
前述の効果等によって温度が下がった場合には、温度が
Ｔ₁´を下回った時点でフリップフロップ３２がリセッ
トされて通常動作に戻る。Ｔ₂´の値は、半導体素子の
保持のため１５０℃程度にとる。

【００４７】ダイアグ出力回路１９は、ＯＲ回路よりな
り、今まで述べてきた全ての異常モードを信号線２０に
よりコンピュータ５へ知らせる。入力線９の断線を出力
した信号２１によるダイアグ信号は、入力信号ＯＦＦの
時にも生成されるので、他の条件と共に判断するためコ
ンピュータ５側に供給される。

【００４８】低電圧補償回路２７は、エンジン始動時の
スタータＯＮ状態などでバッテリ２の電圧が異常に低下
したために燃料ポンプ４の作動状態、駆動制御回路６の
作動状態が不安定な時に、前述してきた全ての異常検出
機能をキャンセルし、ともかく燃料ポンプ４を駆動させ
ることを最優先とするために設備されるものである。

【００４９】なお、本実施例では、燃料ポンプの通電を
制御する半導体素子としてＮ型チャネルの二重拡散型電
界効果トランジスタを使用したが、Ｐ型チャネルの二重
拡散型電界効果トランジスタ、ＮＰＮ型トランジスタ、
ＰＮＰ型トランジスタやサイリスタ等を使用しても良
い。

【００５０】本実施例では、停止信号（ＯＦＦ信号）よ
り駆動信号（ハイレベル信号、ローレベル信号）を大き
い電位の信号を用いたが、停止信号より駆動信号を小さ
い電位の信号を用いても良い。

【００５１】また、信号出力線の駆動信号の種別は、電
位切り替えの他に異なったパルス信号入力も可能であ
る。燃料ポンプの端子電圧の切り替えは、単に半導体素
子のＯＮ、ＯＦＦのみでも良く、そのＯＮ、ＯＦＦの時
間割合を変えるデューティー比制御を行っても良い。そ
して、能力切替機能の切替段数も３段以上でも良く、無
段階（リニア）制御でも良い。

【００５２】また、信号出力線は、１組ワイヤリングハ
ーネスによるシリアル通信だけでなく、複数組のワイヤ
リングハーネスを利用してパラレルに信号処理を行って
も良い。さらに、能力切替機能の制御が複雑になった場
合には、複数組のワイヤリングハーネスを利用して各々
シリアル通信を行っても良い。

【００５３】なお、ショート検出回路１５、電流検出回
路１６には、各々、ＦＥＴ１２のＯＮ電圧測定、ＦＥＴ
１２の一部セルを利用したカレントミラーによる電流測
定のどちらの方法をとっても良く、また、いずれの検出
回路１５，１６においてもＦＥＴ１２に流れる電流に比
例して電圧出力が得られる様なセンサであれば、ピック
アップコイルの様なものを用いてもよい。

【００５４】また、出力オープン判定は電流検出によっ
て実現しているが、出力電圧判定でも可能である。ま
た、温度検出は、ダイオード３３の順方向電圧の温度特
性によってＦＥＴ１２の発熱を検出しているが、サーミ
スタなど、温度変化に対して電圧変化として出力できる
センサーを用いることによっても実現できる。また、２
つのコンパレータＣＰ１，ＣＰ２を用いたヒステリシス
効果を有するしきい値のかわりに、強制Ｈ時に温度検出
遅れ時間をもたせても良い。また、軽微異常温度と完全
異常温度は、切り替えられる作動モードの発熱が異なる
為、同じ値でも良い。また、温度検出して判定後の強制
Ｈモードは、そのシステムでより発熱の低いモードと置
換えも可能である。入力信号が作動モードであるとの判
定条件は、いずれかの異常判定に選択的に用いても良
い。入力信号が作動モードであることの判定は、入力判
定回路１０からではなく、ＦＥＴ１２の駆動回路１１か
ら出力しても良い。

【００５５】逆に、強制Ｈモード、強制ＯＦＦ信号の入
力も、入力判定回路１０へ入力するのでなく、駆動回路
１１側へ入力しても良い。また、各々の機能の判定は、
誤判定をなくす為に、１回のみの読み取りではなく、あ
る時間内に２度以上の判定の読み込みをした場合のみ、
判定する様なロジックをとっても可能である。特にダイ
アグ出力１９の場合には、誤ダイアグを防ぐ為にも、各
異常モードの読み込みを２度以上としても良い。

【００５６】各判定に対して遅延をもたせれば、ノイズ
等の影響も少なくなり、誤判定しにくくなる。次に、本
発明の他の実施例を図１１において説明する。

【００５７】デューティー比制御により、燃料ポンプ４
の電源にスイッチング周波数の発振ノイズが発生しラジ
オノイズの原因となる。これに対し、チョークコイル１
０１，コンデンサ１０２，１０３のＬＣ回路により電源
ライン８の平滑化を行い、チョークコイル２０１、コン
デンサ２０２のＬＣ回路により、燃料ポンプ４側配線１
４の平滑化を行い、ラジオノイズ防止を行っている。こ
の時、デューティー比１００％未満では、駆動制御装置
６の出力の波形には図１２の（ｂ）に示す如く、交流成
分が発生する。ここで、駆動制御装置６の回路ＦＥＴ１
２，チョークコイル２０１（ラジオノイズ対策用）にお
ける消費電力（発熱）は図１２の（Ｃ）に示す如く、デ
ューティー比に対応し上昇するが、さらにデューティー
比１００％に達すると、図１２の（ａ）で示す如く交流
成分がなくなるため、図１２の（Ｃ）で示す如く発熱量
は低下することになる。

【００５８】この作用より、ＦＥＴ１２やチョークコイ
ル２０１の発熱による故障が推定される条件をバッテリ
電圧，制御デューティー比であらかじめ設定してコンピ
ュータ５のＲＯＭに記憶させ、この条件となった場合、
コンピュータ５により制御デューティーを１００％にす
ることで、エンジン要求の燃料量を低下させることな
く、ＦＥＴ１２やチョークコイル２０１の温度上昇によ
る不具合を防ぐことが可能となる。

【００５９】図１３に、バッテリ電圧と制御デューティ
ー比による、回路温度上昇のグラフを示す。次に図１４
のフローチャートに従い説明する。この制御は定期的
（例えば３２ｍｓ毎）に実施される。コンピュータ５は
吸入空気センサ、機関回転センサ等の信号によりエンジ
ンの運転状態を検出し、エンジンの要求燃料量を算出す
る（ステップＳ１１）。これより要求燃料に応じ燃料ポ
ンプ４の駆動電圧Ｖｐを算出し、（ステップＳ１２）、
バッテリ２の電圧：ＶＢを読み込んで（ステップＳ１
３）、制御デューティー比：Ｄを算出する（ステップＳ
１４）。ここで図１３に示すグラフに相当するマップ等
により回路温度上昇値：ΔＴを推定する（ステップＳ１
５）。

【００６０】次にこのΔＴが制御回路が高温不具合とな
る温度上昇値ΔＴＣを越えるか否かを判断し（ステップ
Ｓ１６）、以下の場合は算出したデューティー比：Ｄを
Ｄｏｕｔに格納する（ステップ１７）。越える場合は、
１００％をＤｏｕｔに格納する（ステップＳ１８）。こ
のＤｏｕｔに応じた制御信号を駆動制御装置６におくる
（ステップＳ１９）。駆動制御装置６はこの信号に応じ
て、電源電圧を制御し燃料ポンプ４に出力するよう設定
されて、この制御を終了する。

【００６１】以下のような制御を行うことで、電源（バ
ッテリ）電圧が高く、制御デューティーが大きい時に制
御回路（駆動制御装置６）が高温となり、故障となるの
を防止することができる。また、過剰な放熱設計を不要
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】乗用車用燃料ポンプ制御装置の概略を示した回
路図である。

【図２】コンピュータ出力の電位を示したグラフであ
る。

【図３】コンピュータの作動を示したフローチャートで
ある。

【図４】本願発明の一実施例を示す回路である。

【図５】（Ａ）は上記実施例に用いられるショート検出
回路を示す回路図である。（Ｂ）はこのショート検出回
路がショートを検出するときの信号波形図である。

【図６】制御回路がショート検出を判定するためのフロ
ーチャートである。

【図７】燃料ポンプがロックしたときの電流と端子電圧
の関係を示すグラフである。

【図８】ポンプを強制駆動したにもかかわらず温度上昇
して制御装置が停止させる場合のいくつかの信号を示し
た信号波形図である。

【図９】ポンプを強制駆動することにより正常に復帰し
たときを示す信号波形図である。

【図１０】従来の燃料ポンプ制御装置の概略を示す配線
図である。

【図１１】本発明の他の実施例の要部構成を示す回路図
である。

【図１２】（ａ），（ｂ）は上記他の実施例におけるデ
ューティー１００％時とデューティー１００％未満時と
の信号波形図、（ｃ）はデューティー比と消費電力との
関係を示すグラフである。

【図１３】上記他の実施例における制御デューティー比
と回路温度上昇との関係を示すグラフである。

【図１４】上記他の実施例におけるフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１乗用車用燃料ポンプ制御装置２バッテリ（電源）４燃料ポンプ５コンピュータ６駆動制御装置１２ＦＥＴ（半導体素子）１５負荷ショート検出回路１６過電流検出回路１８温度検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−265689（ＪＰ，Ａ) 特開平４−325762（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 37/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電源から電力の供給を受けることにより
動作する燃料ポンプと、前記燃料ポンプに供給される電
力を制御するための駆動信号を信号出力線に出力する信
号制御手段と、電力端子と制御端子を有し、該電力端子を介して前記電
源及び燃料ポンプと直列に接続され、該制御端子が前記
信号出力線に接続されて、該制御端子に供給される前記
駆動信号に応じて所定周期で断続動作する半導体素子
と、を備える燃料ポンプの制御装置において、前記信号制御手段は、前記燃料ポンプや前記半導体素子
の軽微な異常を検出する検出手段と、この検出手段により軽微な異常が検出されると前記半導
体素子を実質的に全導通させるための全導通手段とを備
える燃料ポンプの制御装置。
【請求項２】前記検出手段は、前記半導体素子の発熱
による温度上昇を検出する温度センサを含み、前記全導通手段は、前記温度センサによって検出された
温度が通常の作動温度より高い軽微異常温度に達すると
動作する温度応動手段を含む請求項１記載の燃料ポンプ
の制御装置。
【請求項３】前記検出手段は、前記半導体素子に流れ
る電流を検出する電流検出手段を含み、前記全導通手段は、前記電流検出手段によって検出され
た電流が前記燃料ポンプの完全ロック状態より低い値に
設定した軽微異常電流に達すると動作する電流応動手段
を含む請求項１または２記載の燃料ポンプの制御装置。
【請求項４】前記検出手段は、前記半導体素子が故障
の原因となる温度まで上昇する条件を感知する条件感知
手段を含み、前記全導通手段は、前記条件感知手段によって、前記半
導体素子が故障となる温度まで上昇する条件であると感
知されると動作する条件感知応動手段とを含む請求項１
または２または３記載の燃料ポンプの制御装置。
【請求項５】前記半導体素子の負荷側のショートを検
出して前記半導体素子を停止する信号を供給するショー
ト検出回路をさらに備える請求項１〜４のいずれかに記
載の燃料ポンプの制御装置。
【請求項６】前記半導体素子の温度を検出し、この温
度が完全異常温度を超えると前記半導体素子を停止する
信号を供給する温度応動停止手段をさらに備える請求項
１〜５のいずれかに記載の燃料ポンプの制御装置。
【請求項７】直流電源より負荷に供給される電力を制
御する負荷制御装置であって、前記直流電源と前記負荷との間に挿入され、前記直流電
源より前記負荷に供給される電力を断続制御するための
半導体素子と、前記半導体素子に流れる電流を検出して、この電流が前
記負荷のショート時の値より低く設定した設定値に達す
ると前記半導体素子を実質的に全導通させる信号を前記
半導体素子に供給するための過電流検出回路と、この過電流検出回路により過電流が検出され、かつ前記
半導体素子の負荷側のショートを検出すると前記半導体
素子に停止信号を供給するショート検出回路と、前記半導体素子の温度を検出し、この温度が通常の作動
温度より高い軽微異常温度に達すると前記半導体素子を
実質的に全導通させる信号を前記半導体素子に供給し、
かつこの温度が前記軽微異常温度より高い完全異常温度
を超えると前記半導体素子に停止信号を供給するための
温度検出回路とを備える燃料ポンプの制御装置。