JP4743147B2 - 電動式流体ポンプの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動式流体ポンプの制御装置に関する。

従来、この種の流体ポンプの制御装置として、モータを駆動源とし、車両等の燃料タンクから燃料を吸引して吐出可能な電動式燃料ポンプを駆動制御するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の装置では、ポンプ駆動電流を検出し、その駆動電流が異常上昇した場合に、ポンプがモータロック状態にあるとして燃料ポンプの回転異常を検出している。

ところで、モータは、ロータ磁石の停止位置が毎回相違し、その停止位置によっては正常時の回転方向とは逆方向に回転を開始する可能性がある。しかしながら、上記特許文献１に記載の装置では、ポンプがモータロックした場合のような電流値の異常上昇は検出できるが、電流値の変化の少ないポンプの逆回転状態の検出は困難である。
特開平４−２８４１５５号公報

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、ポンプの回転方向を判定することが可能な電動式流体ポンプの制御装置を提供することを主たる目的とするものである。

以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて作用、効果等を示しつつ説明する。
請求項１に記載の発明では、パルス幅変調信号を出力する回転速度制御手段により回転速度が制御されるブラシレスモータを内蔵し、当該ブラシレスモータにより回転駆動される流体ポンプの制御装置であって、前記パルス幅変調信号に基づいて前記流体ポンプの実回転速度を算出する実回転速度算出手段と、前記流体ポンプへの供給電圧を検出する供給電圧検出手段と、前記流体ポンプが停止状態から動作状態となるポンプ起動状態において、前記実回転速度算出手段により算出した前記流体ポンプの実回転速度と前記供給電圧検出手段により検出した供給電圧とに基づいて、前記流体ポンプの回転方向を判定する回転方向判定手段とを備えることを特徴としている。

流体ポンプの回転速度は、供給電圧に応じて定まっている。ところで、流体ポンプが正回転する場合には、ポンプ自身の回転抵抗の他に流体の吐出抵抗が存在する。一方、流体ポンプが逆回転する場合には、ポンプは流体を吐出できないためポンプが空転状態となる。そのため、ポンプ自身の回転抵抗はあるが流体の吐出抵抗は存在しない。その結果、同じ供給電圧で比較した場合には、流体ポンプが正回転する場合よりも逆回転する場合の方が回転速度が大きくなる。この性質を利用し、流体ポンプの実回転速度と供給電圧とを用いることで、流体ポンプの回転方向を判定することが可能となる。

また、本発明の流体ポンプは、パルス幅変調信号により回転速度が制御されるブラシレスモータを有し、そのブラシレスモータの回転により駆動されるものである。そのため、回転速度センサを追加することなく、流体ポンプの実回転速度を算出することができる。そして、このようにして算出された流体ポンプの実回転速度を用いて流体ポンプの回転方向を判定しているので、制御装置の構成を簡素化することができる。

請求項２に記載の発明では、前記供給電圧検出手段により検出した供給電圧から基準回転速度を算出する基準回転速度算出手段を有し、前記回転方向判定手段は、前記ポンプ起動状態において、前記基準回転速度算出手段により算出した基準回転速度と前記実回転速度算出手段により算出した前記流体ポンプの実回転速度とを比較し、前記流体ポンプの実回転速度の方が大きい場合に前記流体ポンプが逆回転していると判定することを特徴としている。

上述のように、同じ供給電圧で比較した場合には、流体ポンプが正回転する場合よりも逆回転する場合の方が回転速度が大きくなる。本発明ではこの点に着目し、検出した供給電圧から基準回転速度を算出し、この基準回転速度とポンプの実回転速度とを比較することで流体ポンプの回転方向を判定することが可能となる。

なお、請求項３に記載の発明のように、前記基準回転速度算出手段は、予め定めた前記流体ポンプの正回転時におけるポンプ供給電圧とポンプ回転速度との関係を用い、ポンプ供給電圧に対応するポンプ正回転時のポンプ回転速度よりも所定速度大きい値として前記基準回転速度を算出することが望ましい。これにより、流体ポンプの製造ばらつき等があった場合にも、流体ポンプの回転方向の判定を精度よく行うことが可能となる。

請求項４に記載の発明では、前記回転方向判定手段により前記流体ポンプが逆回転していると判定された場合に、前記流体ポンプを停止させ、その後、当該流体ポンプを再起動させることを特徴としている。流体ポンプのブラシレスモータは、ロータ磁石の停止位置が毎回相違し、その位置によっては逆回転する可能性がある。この点、本発明によれば、逆回転しているモータを一旦停止させ、再度回転させることで、回転方向を正常に戻しうる。

請求項５に記載の発明では、前記流体ポンプの停止及び再起動が所定回数以上連続して実行された場合に、前記流体ポンプの故障が発生していると判定する手段を備えることを特徴としている。上述のように、流体ポンプを回転駆動させるブラシレスモータは、停止時のロータ磁石の位置によっては逆回転をする可能性がある。しかし、停止及び再起動を所定回数繰り返しても依然として流体ポンプが逆回転している場合には、流体ポンプが故障している可能性が高い。本発明では、この点に着目して故障の可能性を的確に判断することが可能となる。

請求項６に記載の発明では、請求項１から請求項５のいずれかに記載の電動式流体ポンプを内燃機関の燃料供給用ポンプに適用することを特徴としている。内燃機関に燃料を供給するポンプの回転方向を判定することにより、燃料の供給状態を判定することができる。また、逆回転していると判定された際には、停止及び再起動をすることで内燃機関の始動性を向上することができる。なお、本発明は農耕用車両又は二輪車等の小型車両に搭載された内燃機関の燃料供給用ポンプに適用することも可能である。これにより、簡素なシステムの車両においても、極力付加物なく燃料供給用ポンプの回転を適切に制御することが可能となる。

以下、本発明を具体化した実施の形態を図面に従って説明する。本実施形態は、内燃機関である二輪車用ガソリンエンジンを対象にエンジン制御システムを構築するものとしており、当該制御システムにおいては電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として燃料噴射量の制御や点火時期の制御等を実施することとしている。先ずは、図１を用いてエンジン制御システムの全体概略構成図を説明する。

図１に示すエンジン１０において、吸気管１１の最上流部にはエアクリーナ１２が設けられ、その下流側にはスロットルバルブ１４が設けられている。エアクリーナ１２には吸気温を検出するための吸気温センサ１３が設けられ、スロットルバルブ１４にはスロットル開度を検出するためのスロットル開度センサ１５が設けられている。スロットルバルブ１４の下流側には吸気管圧力を検出するための吸気管圧力センサ１６が設けられている。更に、吸気管１１の吸気ポート近傍には電磁駆動式のインジェクタ１７が取り付けられている。

エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートにはそれぞれ吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が設けられており、吸気バルブ２１の開動作により空気と燃料との混合気が燃焼室２３内に導入され、排気バルブ２２の開動作により燃焼後の排気が排気管２４に排出される。エンジン１０のシリンダヘッドには各気筒毎に点火プラグ２５が取り付けられており、点火プラグ２５には、点火コイル等よりなる点火装置２６を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ２５の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室２３内に導入された混合気が着火され燃焼に供される。

排気管２４には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化するための三元触媒等の触媒３１が設けられ、この触媒３１の上流側には排気を検出対象として混合気の空燃比を検出するためのＡ／Ｆセンサ３２が設けられている。また、エンジン１０には、冷却水温を検出する冷却水温センサ３３や、エンジン１０の回転に伴い所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状のクランク角信号を出力するクランク角センサ３４が設けられている。

また、燃料系において、燃料タンク４１内にはインタンク式の燃料ポンプモジュール４２が設けられており、燃料ポンプモジュール４２には燃料配管４３を介してデリバリパイプ４５が接続されている。燃料ポンプモジュール４２は、ポンプ部４６、モータ４７及びプレッシャレギュレータ４４を含んで構成されている。また、燃料ポンプモジュール４２は、図１において図示せぬ燃料フィルタ及びリターン配管等を含んで構成されている。モータ４７はポンプ部４６を回転駆動するためのものであり、モータ４７とポンプ部４６とは同じ回転速度で回転する。モータ４７は、ロータ磁石の停止位置が毎回相違し、その停止位置によっては正常時の回転方向とは逆方向に回転を開始する可能性がある。そして、ポンプ部４６は正回転した場合にのみ、燃料を吐出できるように構成されている。なお、本実施形態においては、モータ４７には、回転位置センサなしに回転速度制御ができる周知のセンサレスタイプのブラシレスモータが用いられている。

プレッシャレギュレータ４４は、燃料ポンプモジュール４２から供給される燃料の圧力を調整するためのものである。燃料ポンプモジュール４２のポンプ部４６から吐出される燃料の圧力がプレッシャレギュレータ４４の設定圧より高くなると、過剰な燃料はリターン配管を介して燃料タンク４１に戻されるように構成されている。すなわち、プレッシャレギュレータ４４により所定の圧力に調整された燃料が燃料ポンプモジュール４２から燃料配管４３を介してデリバリパイプ４５に吐出されるとともに、余剰燃料はリターン配管から燃料タンク４１に戻されるようになっている。

ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ５０には前記各種センサの検出信号やモータ４７への供給電圧ＶＰの検出信号などが入力される。ＥＣＵ５０は、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラや点火プラグ２５による点火時期などを制御する。

ここで、ＥＣＵ５０は、モータ４７にパルス幅変調信号を出力してモータ４７の回転速度制御を行っている。モータ４７はＥＣＵ５０からの駆動開始信号により回転を開始する。ＥＣＵ５０は、モータ４７のロータ磁石が回転することによりステータコイルに発生する誘導電圧に対応させてパルス幅変調信号を変化させていき、モータ４７の回転速度を上昇させる。そして、モータ４７は、所定時間経過後に所定の回転速度に収束する。

モータ４７の回転速度（＝ポンプ部４６の回転速度、以下、「ポンプ回転速度」という）（ＮＥＰ）の収束値は、モータ４７への供給電圧（以下、「ポンプ供給電圧」という）（ＶＰ）によって定まり、図３に示す関係にある。図３はポンプ供給電圧ＶＰとポンプ回転速度ＮＥＰとの関係を示す図であり、実線はポンプ部４６が正回転している場合、破線はポンプ部４６が逆回転している場合を示している。ポンプ部４６が正回転する場合には、ポンプ部４６自身の回転抵抗の他に燃料の吐出抵抗等が存在する。一方、ポンプ部４６が逆回転する場合には、燃料を吐出できずポンプ部４６が空転状態にあるため、燃料の吐出抵抗がない。そのため、図３に示すように、同じポンプ供給電圧ＶＰに対しては、逆回転する場合の方が正回転する場合よりも回転速度の収束値が大きくなる。

また、上述の通り、モータ４７はＥＣＵ５０から出力されるパルス幅変調信号により回転速度が制御されている。すなわち、実際のポンプ回転速度ＮＥＰを知るために回転位置センサ等を用いる必要はなく、ＥＣＵ５０自身が出力しているモータ４７の駆動信号（パルス幅変調信号）により実際のポンプ回転速度ＮＥＰを検出することができる。

図２はポンプ部４６の逆転判定／再起動ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはエンジン始動時に所定周期ごとにＥＣＵ５０により実行される。エンジン始動時であるか否かは、エンジン回転速度が低い（例えば、２０００ｒｐｍ以下）か否かにより判定する。

図２において、ステップＳ１０１では、ポンプ部４６が動作状態にあるか否かの判定を行う。ステップＳ１０１におけるポンプ部４６が動作状態にあるか否かの判定は、ＥＣＵ５０がモータ４７に駆動信号を出力しているか否かにより行う。

ステップＳ１０１の判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、ポンプ供給電圧ＶＰを検出し、その検出値をＲＡＭに格納する。ステップ１０３では、ＥＣＵ５０から出力されるモータ４７への駆動信号波形より実際のポンプ回転速度ＮＥＰを算出し、その算出値をＲＡＭに格納する。

ステップＳ１０４では、ステップＳ１０２で検出したポンプ供給電圧ＶＰに対応するポンプ部４６の正回転時におけるポンプ回転速度（ＮＥＶＰ）を算出し、その値に補正値αを加えた判定基準回転速度（ＮＥＶＰ＋α）を算出する。ここで、ポンプ供給電圧ＶＰとそれに対応するポンプ回転速度ＮＥＶＰとの関係は図３の実線に示されるような関係にあり、この関係は予めＥＣＵ５０内部にマップとして記憶されている。また、補正値αはポンプ部４６の製造ばらつき等を考慮するためのものであり、ポンプ供給電圧ＶＰに比例するように設定されて予めＥＣＵ５０内部にマップとして記憶されている。ステップＳ１０４において判定基準回転速度を算出する際にはこれらのマップが用いられる。

ステップＳ１０５では、実際のポンプ回転速度ＮＥＰが判定基準回転速度より大きいか否かを判定する。このステップは、ポンプ部４６が逆回転しているか否かを判定するためのステップである。すなわち、ポンプ部４６が正回転している場合には、実際のポンプ回転速度ＮＥＰはポンプ供給電圧ＶＰに対応するポンプ回転速度ＮＥＶＰとほぼ一致する。これに対し、ポンプ部４６が逆回転している場合には、実際のポンプ回転速度ＮＥＰはポンプ供給電圧ＶＰに対応するポンプ部４６の正回転時におけるポンプ回転速度ＮＥＶＰよりも大きくなる。ステップＳ１０５ではこの性質を利用することにより、ポンプ部４６の回転方向を判定している。ステップＳ１０５の判定結果がＹＥＳの場合は、判定基準回転速度よりも実際のポンプ回転速度ＮＥＰが高いため、ポンプ部４６が逆回転していると判定される。

ステップＳ１０５の判定結果がＮＯの場合、すなわちポンプ部４６が正回転していると判定された場合には、そのまま本処理を終了する。一方、ステップＳ１０５の判定結果がＹＥＳの場合、すなわちポンプ部４６が逆回転していると判定された場合にはステップＳ１０６に進み、ポンプ逆転フラグＦＦＰＲＥＶＳを１に設定する。ステップＳ１０７では、モータ４７への駆動信号出力を停止し、ポンプ部４６の駆動を停止させる。そして、ステップＳ１０８において、ポンプ部４６の逆回転状態という異常モードをユーザに知らせるため、ダイアグ用ランプを点灯させる。そして、ステップＳ１０９では、ポンプ駆動停止時間計測タイマＴＲＥＳＴを０にセットして、本処理を終了する。

ステップＳ１０１の判定結果がＮＯの場合、すなわちポンプ部４６が停止状態にある場合には、ステップＳ１１０に進む。ポンプ部４６が停止状態にある場合とは、ポンプ部４６の逆回転を検出してポンプ部４６の駆動を停止させた場合である。ステップＳ１１０では、ポンプ駆動停止時間計測タイマＴＲＥＳＴをインクリメント（＋１）する。そして、ステップＳ１１１では、ポンプ駆動停止時間計測タイマＴＲＥＳＴと予め定められた基準値βとを比較する。ステップＳ１１１はＥＣＵ５０からモータ４７への駆動信号出力が停止されてから所定時間が経過し、ポンプ部４６の回転が完全に停止したか否かを判定するためのステップである。そして、基準値βにはポンプ部４６の回転が完全に停止したとみなせる値（例えば、数百ｍｓ相当の値）が予め設定されている。

ステップＳ１１１の判定結果がＹＥＳの場合には、ポンプ部４６が完全に停止した状態にありポンプ部４６の再起動が可能であると判断し、ステップＳ１１２においてモータ４７への駆動信号の出力を再開し、ポンプ部４６を再起動する。そして、ステップＳ１１３でポンプ逆転フラグＦＦＰＲＥＶＳを０に設定し、ステップＳ１１４でダイアグ用ランプを消灯した後、本処理を終了する。一方、ステップＳ１１１の判定結果がＮＯの場合には、まだポンプ部４６の回転が完全に停止していないと判断し、ポンプ部４６の回転を再開することなく本処理を終了する。

以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

本実施形態では、ポンプ供給電圧ＶＰに対応するポンプ回転速度ＮＥＶＰを用いて算出した判定基準回転速度とポンプ部４６の実際のポンプ回転速度ＮＥＰとを比較することにより、ポンプ部４６の回転方向を判定している。ポンプ部４６が正回転している場合と逆回転している場合とでは、燃料の吐出抵抗の有無により同じポンプ供給電圧ＶＰでも回転速度に差が生じる。この性質を用いることにより、精度よくポンプ部４６の回転方向を判定することが可能となる。

特に、本実施形態では、ポンプ部４６が正回転している場合におけるポンプ供給電圧ＶＰに対応するポンプ回転速度ＮＥＶＰよりも補正値αだけ大きい値を判定基準回転速度として設定している。これにより、ポンプ部４６に製造ばらつき等があった場合においても、精度よくポンプ部４６の回転方向を判定することが可能となる。

本実施形態では、ブラシレスモータを用いたため、ポンプ回転速度の制御に用いるパルス幅変調信号により実際のポンプ回転速度ＮＥＰを算出することができる。したがって、回転位置センサが不要になり、モータ４７の構成ひいてはポンプモジュール４２の構成を簡素にすることができる。

本実施形態では、ポンプ部４６が逆回転していると判定された場合には、ポンプ部４６を一旦停止させ、その後ポンプ部４６再起動させている。ポンプ部４６を回転駆動するモータ４７は、停止時におけるロータ磁石の位置によっては逆回転をする可能性がある。この点、本実施形態では、ポンプ部４６が逆回転していると判定された場合には、ポンプ部４６を一旦停止させ、その後再起動させている。そのため、ポンプ部４６の逆転状態を解消することが可能となる。また、逆転状態を解消することで、エンジン１０に燃料が供給されるようになるので、エンジン１０の始動性を向上することが可能となる。

本実施形態では、ポンプ部４６が逆回転していると判定された場合には、ダイアグ用ランプを点灯させている。これにより、ポンプ部４６の逆回転状態という異常モードをユーザに対して知らせることができる。

ここで、燃料ポンプモジュール４２（モータ４７）に対する電源供給系の構成について図４に基づいて説明する。

図４において、バッテリ６１には、イグニッションスイッチ（以下、ＩＧスイッチという）６２を介して燃料ポンプモジュール４２とＥＣＵ５０とが接続されており、ドライバの始動操作によってＩＧスイッチ６２がオン（閉鎖）されることに伴い、バッテリ６１から燃料ポンプモジュール４２やＥＣＵ５０に対して電源が供給される。

ＥＣＵ５０はマイコン（マイクロコンピュータ）５１を備えており、このマイコン５１には、ポンプ供給電圧ＶＰを検出するためのＶＰ検出回路５２と、ポンプ駆動回路を構成するトランジスタ５３とが接続されている。燃料ポンプモジュール４２の一方の端子（プラス側端子）はＩＧスイッチ６２に接続され、他方の端子（マイナス側端子）はトランジスタ５３のコレクタに接続されている。また、トランジスタ５３のベースはマイコン５１に接続され、エミッタは接地されている。図４の構成において、ＶＰ検出回路５２は、燃料ポンプモジュール４２の通電経路上においてＩＧスイッチ６２と燃料ポンプモジュール４２との間の電圧（燃料ポンプモジュール４２のプラス側端子電圧）をポンプ供給電圧ＶＰとして検出する。なお、ＥＣＵ５０は、電源供給系の構成として、ＩＧスイッチ６２を介して供給されるバッテリ電圧によりマイコン駆動用の電源電圧（例えばＶｃｃ＝５Ｖ）を生成する電源回路を有するが、図示は省略している。

ここで、マイコン５１はトランジスタ５３に対してポンプ駆動信号を出力し、そのポンプ駆動信号に応じて燃料ポンプモジュール４２への電源供給がオン／オフされる。すなわち、ポンプ駆動信号＝オフ信号（Ｌレベル信号）であれば、トランジスタ５３がオフされ、燃料ポンプモジュール４２への電源供給が停止される。また、ポンプ駆動信号＝オン信号（Ｈレベル信号）であれば、トランジスタ５３がオンされ、燃料ポンプモジュール４２への電源供給が行われる。

マイコン５１には、ＶＰ検出回路５２により検出されたポンプ供給電圧ＶＰが逐次入力され、マイコン５１は、ポンプ供給電圧ＶＰに基づいて燃料ポンプモジュール４２の回転方向を判定する。

また、燃料ポンプモジュール４２への電源供給をオン／オフするための構成として、リレー回路を用いる構成を図５に示す。なお、図５において、前述した図４と同じ構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

図５では、燃料ポンプモジュール４２の通電経路上においてＩＧスイッチ６２と燃料ポンプモジュール４２との間に常開式のリレー回路６３が設けられている。このリレー回路６３はスイッチ６３ａとコイル６３ｂとから構成されており、コイル６３ｂの一端がポンプ通電経路（ＩＧスイッチ６２とスイッチ６３ａとの間）に接続されるとともに、他端がトランジスタ５３のコレクタに接続されている。また、コイル６３ｂとトランジスタ５３のコレクタとの間にＶＰ検出回路５２が接続されている。図５の構成において、ＶＰ検出回路５２は、リレー回路６３の端子電圧をポンプ供給電圧ＶＰとして検出する。

マイコン５１から出力されるポンプ駆動信号によってトランジスタ５３がオンされると、コイル６３ｂが通電される。そして、その通電に伴いスイッチ６３ａがオンとなり、燃料ポンプモジュール４２への電源供給が行われる。また、前記同様、マイコン５１には、ＶＰ検出回路５２により検出されたポンプ供給電圧ＶＰが逐次入力され、マイコン５１は、ポンプ供給電圧ＶＰに基づいて燃料ポンプモジュール４２の回転方向を判定する。

図５の構成では、ＩＧスイッチ６２と燃料ポンプモジュール４２との間にリレー回路６３を設けたが、これに代えて、燃料ポンプモジュール４２とグランドとの間にリレー回路６３を設ける構成であってもよい。

燃料ポンプモジュール４２に対する電源供給系の他の構成として、図６（ａ），（ｂ）の構成を用いることも可能である。なお、図６において、前述した図４や図５と同じ構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

図６（ａ）では、燃料ポンプモジュール４２の通電経路上においてリレー回路６３と燃料ポンプモジュール４２との間にインジェクタ１７が接続されている。インジェクタ１７は、プラス側端子がリレー回路６３に接続され、マイナス側端子が、インジェクタ駆動回路を構成するトランジスタ５４のコレクタに接続されている。また、インジェクタ１７のマイナス側端子とトランジスタ５４のコレクタとの間にＶＰ検出回路５２が接続されている。図６（ａ）の構成において、ＶＰ検出回路５２は、インジェクタ１７のマイナス側端子電圧をポンプ供給電圧ＶＰとして検出する。

マイコン５１から出力されるインジェクタ駆動信号によってトランジスタ５４がオンされると、インジェクタ１７が通電される。そして、その通電に伴いインジェクタ１７が開弁し、エンジンへの燃料噴射が行われる。また、前記同様、マイコン５１には、ＶＰ検出回路５２により検出されたポンプ供給電圧ＶＰが逐次入力され、マイコン５１は、ポンプ供給電圧ＶＰに基づいて燃料ポンプモジュール４２の回転方向を判定する。

また、図６（ｂ）では、リレー回路６３とインジェクタ１７のプラス側端子との間に、モニタ電圧ＶＭを検出するためのＶＭ検出回路５５が接続されている。ここで、モニタ電圧ＶＭは、インジェクタ１７による燃料噴射制御において駆動信号時間の電圧補正を実施するためのパラメータとなるものであり、燃料噴射制御に際して、モニタ電圧ＶＭと作動遅れ時間（無効噴射時間）との関係を考慮して駆動信号時間の補正が行われる。図６（ｂ）の構成では、ＶＭ検出回路５５により検出されるモニタ電圧ＶＭ（すなわち、インジェクタ１７のプラス側端子電圧）がポンプ供給電圧ＶＰに相当する。

マイコン５１には、ＶＭ検出回路５５により検出されたモニタ電圧ＶＭが逐次入力され、マイコン５１は、モニタ電圧ＶＭに基づいて燃料ポンプモジュール４２の回転方向を判定する。

なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。

上記実施形態では、ポンプ部４６が逆回転していると判定された場合には、ポンプ部４６の逆回転状態という異常モードをユーザに知らせるため、ダイアグ用ランプを点灯させている。しかし、ポンプ部４６の逆回転状態をランプではなく、音声等でユーザに知らせるようにしてもよい。

上記実施形態では、ポンプ部４６が逆回転していると判定された場合には、ポンプ部４６を一旦停止させ、その後再起動させている。そして、仮に、再起動後もポンプ部４６が逆回転している場合には、正回転するまで、停止と再起動を繰り返すようになっている。しかし、停止と再起動を所定回数以上繰り返してもポンプ部４６が正回転とならない場合には、ポンプ部４６又はモータ４７の故障のおそれもある。したがって、停止と再起動の実行回数をカウントしておき、正回転するまでに所定回数（例えば５回）以上連続して停止及び再起動を実行した場合には、ポンプ部４６及びモータ４７を含んだ燃料ポンプモジュール４２の故障の可能性をユーザに対して報知するようにしてもよい。また、この場合には、ダイアグコードを出力するようにしてもよい。

エンジン始動時、すなわち燃料ポンプモジュール４２の起動時には、ポンプ供給電圧ＶＰの上昇に対してポンプ回転速度ＮＥＰの上昇が遅れるため、ポンプ供給電圧ＶＰとポンプ回転速度ＮＥＰとの関係がずれ、図３の関係が成立しない。そこで、ポンプ起動時から所定時間が経過するまでの起動後所定期間（エンジン始動後の所定期間でも可）は、ポンプ回転方向の判定を実施せず、起動後所定期間が経過した時点でポンプ回転方向の判定を実施するとよい。これにより、ポンプ起動直後においてポンプ回転方向が誤判定されるといった不都合を解消できる。

また、ポンプ起動時からの経過時間に代えて、ポンプ回転速度ＮＥＰをパラメータとしてポンプ回転方向の判定を許可又は禁止する構成であってもよい。すなわち、ポンプ起動後において、ポンプ回転速度ＮＥＰが所定回転速度に上昇するまでは、ポンプ回転方向の判定を実施せず、所定回転速度に到達した時点でポンプ回転方向の判定を実施する。なお、所定回転速度は、図３の関係が成立すると想定されるポンプ回転速度であるとよい。又は、ポンプ起動後において、起動後所定期間が経過したこと、ポンプ回転速度ＮＥＰが所定回転速度に到達したことのいずれかが成立したタイミングでポンプ回転方向の判定を実施する構成であってもよい。

上記実施形態では、本制御システムを二輪車用のエンジンに適用した場合について説明した。しかし、本制御システムの適用は、二輪車に限定されるものではなく、その他の車両にも適用可能である。特に、本制御システムは、二輪車の他、農耕車両等の小型車両に適用することができる。これにより、簡素なシステムの車両においても、極力付加物なく燃料ポンプモジュール４２のポンプ部４６の回転を適切に制御することが可能となる。また、上記実施形態では、燃料を吐出するポンプ部４６の回転方向の判定を行ったが、本発明は燃料供給用のポンプに限定されるものではなく、その他の液体を含んだ流体ポンプ一般に適用することが可能である。

上記実施形態では、車載バッテリから燃料ポンプモジュールに対して給電（電源供給）される構成について例示したが、これを変更し、エンジンを駆動源として発電を行う発電機（例えば交流発電機）から燃料ポンプモジュールに対して給電される構成としてもよい。本構成においても、前記同様、都度のポンプ回転速度とポンプ供給電圧とに基づいてポンプ回転方向を判定する構成が適用できる。

本発明の実施の形態におけるエンジン制御システムの概略を示す構成図。 ポンプ逆転判定／再起動ルーチンを示すフローチャート。 モータのへの供給電圧とポンプ回転速度との関係を示す図。 燃料ポンプモジュールの電源供給系の構成を示す回路図。 燃料ポンプモジュールの電源供給系の構成を示す回路図。 燃料ポンプモジュールの電源供給系の構成を示す回路図。

符号の説明

１０…エンジン、１７…インジェクタ、４１…燃料タンク、４２…燃料ポンプモジュール、４３…燃料配管、４４…プレッシャレギュレータ、４５…デリバリパイプ、４６…ポンプ部、４７…モータ、５０…ＥＣＵ、５１…マイコン、５２…ＶＰ検出回路、５５…ＶＭ検出回路、６１…バッテリ。

Claims (6)

1. パルス幅変調信号を出力する回転速度制御手段により回転速度が制御されるブラシレスモータを内蔵し、当該ブラシレスモータにより回転駆動される流体ポンプの制御装置であって、
   前記パルス幅変調信号に基づいて前記流体ポンプの実回転速度を算出する実回転速度算出手段と、
   前記流体ポンプへの供給電圧を検出する供給電圧検出手段と、
   前記流体ポンプが停止状態から動作状態となるポンプ起動状態において、前記実回転速度算出手段により算出した前記流体ポンプの実回転速度と前記供給電圧検出手段により検出した供給電圧とに基づいて、前記流体ポンプの回転方向を判定する回転方向判定手段とを備えることを特徴とする電動式流体ポンプの制御装置。
2. 前記供給電圧検出手段により検出した供給電圧から基準回転速度を算出する基準回転速度算出手段を有し、
   前記回転方向判定手段は、前記ポンプ起動状態において、前記基準回転速度算出手段により算出した基準回転速度と前記実回転速度算出手段により算出した前記流体ポンプの実回転速度とを比較し、前記流体ポンプの実回転速度の方が大きい場合に前記流体ポンプが逆回転していると判定することを特徴とする請求項１に記載の電動式流体ポンプの制御装置。
3. 前記基準回転速度算出手段は、予め定めた前記流体ポンプの正回転時におけるポンプ供給電圧とポンプ回転速度との関係を用い、ポンプ供給電圧に対応するポンプ正回転時のポンプ回転速度よりも所定速度大きい値として前記基準回転速度を算出することを特徴とする請求項２に記載の電動式ポンプの制御装置。
4. 前記回転方向判定手段により前記流体ポンプが逆回転していると判定された場合に、前記流体ポンプを停止させ、その後、当該流体ポンプを再起動させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電動式流体ポンプの制御装置。
5. 前記流体ポンプの停止及び再起動が所定回数以上連続して実行された場合に、前記流体ポンプの故障が発生していると判定する手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の電動式流体ポンプの制御装置。
6. 内燃機関の燃料供給用ポンプに適用されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の電動式流体ポンプの制御装置。

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