JP6981169B2 - 電動ポンプ - Google Patents

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Description

本発明は、電動ポンプに関し、特に、モータの回転状態を示すパルス信号を出力する制御部を備える電動ポンプに関する。
従来、モータの回転状態を示すパルス信号を出力する制御部を備える電動ポンプが知られている(たとえば、特許文献1参照)。
上記特許文献1に記載の電動ウォータポンプは、第1信号ラインおよび第2信号ラインにより電子制御ユニットに接続されている。電子制御ユニットは、第1信号ラインを介して、電動ウォータポンプに駆動制御信号を送信する。また、電子制御ユニットは、第2信号ラインを介して、電動ウォータポンプの回転数信号を受信する。また、電動ウォータポンプの吐出口の近傍にはサーミスタが設けられている。サーミスタがオンしている場合(サーミスタの検知温度が電動ウォータポンプの冷却媒体の凍結温度以下の場合)で、かつ、電動ウォータポンプの回転数が0の場合には、第2信号ラインを介して所定の閾電圧以上の高電位が保持された信号(回転数信号)が電子制御ユニットに送信される。
また、電子制御ユニットは、電動ウォータポンプの駆動時に、電動ウォータポンプの故障診断を実行する。具体的には、第2信号ラインを介して送信される回転数信号がパルス信号であるか否かが判定される。パルス信号であると判定された場合で、かつ、パルス信号の周波数が所定のパルス周波数閾値以上である場合には、電動ウォータポンプが正常に駆動していると判断される。また、パルス信号の周波数が所定のパルス周波数閾値よりも小さい場合には、電動ウォータポンプはロック故障(ポンプの機械的故障による停止)により停止していると判断される。
また、第2信号ラインを介して送信される回転数信号がパルス信号ではないと判定された場合で、かつ、回転数信号が上記所定の閾電圧以上に保持されている場合には、電動ウォータポンプは凍結により駆動できない状態であると判断される。すなわち、所定のパルス周波数閾値に対するパルス信号の周波数の大小(2値)、または、閾電圧値に対するパルス信号の電位の大小(2値)に基づいて、電動ウォータポンプが凍結により停止しているか、ロック故障により停止しているかが判別可能である。
特開2017−44167号公報
しかしながら、上記特許文献1の電動ウォータポンプでは、所定のパルス周波数閾値に対するパルス信号の周波数の大小(2値)、または、閾電圧値に対するパルス信号の電位の大小(2値)に基づいてモータの状態を判別可能に構成しているため、判別可能な電動ウォータポンプ(電動ウォータポンプを駆動するモータ)の状態数に限りがある。すなわち、周波数に基づく2つの状態と、電位に基づく2つの状態との最大4つの状態しか判別できない。この場合、電子制御ユニットは、電動ウォータポンプの状態を正確に判別することが困難になる場合があるという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、(電動ポンプを駆動する)モータの状態を正確に判別可能にすることが可能な電動ポンプを提供することである。
上記目的を達成するために、この発明の一の局面における電動ポンプは、ポンプを駆動するモータと、外部装置からモータを駆動するための入力信号が入力され、入力信号に基づいて駆動信号を出力するとともに、外部装置にモータの回転状態を示すパルス信号を出力する制御部と、を備え、制御部は、モータが駆動状態、正常停止状態、または異常停止状態であること、および、異常停止状態におけるモータの複数の状態を判別可能に、パルス信号の周波数およびデューティ比の両方を変化させるとともに、正常停止状態と異常停止状態の複数の状態との各々において、パルス信号の周波数を互いに同一に設定しかつパルス信号のデューティ比を互いに異なる値に設定するように構成されている。
ここで、電圧の閾値(周波数の閾値)に対するパルス信号の電位(周波数)の大小(2値)に基づいてモータの状態を判別可能に構成する場合では、判別可能なモータの状態数に限りがある。これに対して、この発明の一の局面による電動ポンプでは、上記のように、パルス信号の周波数およびデューティ比の両方を変化させて、モータが駆動状態または停止状態であること、および、停止状態におけるモータの複数の状態を判別可能に構成することによって、それぞれの状態毎にデューティ比および周波数の各々を設定することができるので、判別可能な状態数を少なくとも5つ以上に容易に増加させることができる。その結果、モータの状態を正確に判別可能にすることができる。
上記一の局面による電動ポンプにおいて、好ましくは、制御部は、モータが停止状態である場合に、パルス信号を所定の周波数に設定するとともに、モータが駆動状態である場合に、パルス信号を所定の周波数以外の周波数に設定するように構成されている。
このように構成すれば、パルス信号の周波数に基づいて、制御部により、モータが停止状態か、または、駆動状態かの判別を容易に行うことができる。
この場合、好ましくは、制御部は、モータが駆動状態である場合に、モータの回転数に応じて、パルス信号を所定の周波数とは異なる周波数範囲において可変に構成されている。
このように構成すれば、モータが停止状態か、または、駆動状態かの判別に加えて、パルス信号の周波数に基づいて、制御部により、モータの駆動時の回転数の判別も行うことができる。
上記一の局面による電動ポンプにおいて、好ましくは、制御部は、パルス信号の周波数およびデューティ比の両方を変化させるとともに、パルス信号の周波数の情報とデューティ比の情報とを組み合わせて1本の信号線を介して外部装置に出力するように構成されている。
このように構成すれば、パルス信号の周波数の情報と、パルス信号のデューティ比の情報とを、1本の信号線により同時に外部装置に出力することができる。その結果、パルス信号の周波数の情報と、パルス信号のデューティ比の情報とを互いに別個の信号線により出力する場合に比べて、部品点数(信号線の本数)を低減することができる。
上記一の局面による電動ポンプにおいて、好ましくは、制御部は、モータが停止状態である場合に、パルス信号を所定の周波数に設定するとともに、断線によりモータが通電状態でない場合に、パルス信号を所定の周波数以外の周波数に設定するように構成されている。
このように構成すれば、モータが駆動状態または停止状態であること、および、停止状態における複数の状態の判別に加えて、モータの周波数に基づいて、制御部により、モータが停止状態か、または、断線状態かの判別も行うことができる。
上記一の局面による電動ポンプにおいて、好ましくは、モータを駆動する駆動部をさらに備え、制御部は、モータが正常停状態である場合に、パルス信号のデューティ比を正常停止時デューティ比に設定するとともに、制御部に供給される電圧値が所定の範囲外の状態でモータが停止している第1の異常停止状態の場合、駆動部の温度が第1閾温度以上の状態でモータが停止している第2の異常停止状態の場合、駆動部の温度が第2閾温度以下の状態でモータが停止している第3の異常停止状態の場合、および、制御部に供給される電圧値が所定の範囲内で、かつ、モータの温度が第1閾温度よりも小さく第2閾温度よりも大きい状態でモータが停止している第4の異常停止状態の場合のそれぞれのデューティ比を、正常停止時デューティ比とは異なり、かつ、互いに異なるデューティ比に設定するように構成されている。
このように構成すれば、パルス信号のデューティ比に基づいて、制御部により、モータが正常に停止しているか、または、異常停止(第1の場合、第2の場合、第3の場合、および、第4の場合)しているかの判別を行うことができる。また、モータが異常停止している場合に、それぞれの場合のデューティ比を異ならせていることによって、制御部により、異常停止の原因の判別も行うことができる。
なお、本出願では、上記一の局面による電動ポンプにおいて、以下のような構成も考えられる。
(付記項1)
すなわち、上記一の局面による電動ポンプにおいて、好ましくは、制御部は、モータが正常に駆動している場合に、パルス信号のデューティ比を正常駆動時デューティ比に設定するとともに、モータの回転数が所定の回転数以上の状態でモータが駆動している場合に、パルス信号のデューティ比を正常駆動時デューティ比とは異なるデューティ比に設定するように構成されている。
このように構成すれば、パルス信号のデューティ比に基づいて、制御部により、モータが正常に駆動しているか、または、異常駆動(モータが所定の回転数以上で回転)しているかの判別を行うことができる。
(付記項2)
また、上記断線時にパルス信号が所定の周波数以外の周波数に設定される電動ポンプにおいて、好ましくは、制御部は、断線によりモータが通電状態でない場合に、パルス信号の周波数を0Hzにするとともに、パルス信号のデューティ比を0にするように構成されている。
このように構成すれば、断線が生じていない場合のパルス信号の周波数およびデューティ比が0以外の値になるように構成されている場合に、制御部により、断線が生じているか否かの判別を容易に行うことができる。
一実施形態による電動ポンプの全体構成を示す図である。 一実施形態による電動ポンプの停止時におけるパルス信号を説明するための図である。(図2(a)は、正常停止時のパルス信号の図である。図2(b)は、電圧保護停止時のパルス信号の図である。図2(c)は、過熱保護停止時のパルス信号の図である。図2(d)は、負荷凍結による停止時のパルス信号の図である。図2(e)は、ポンプロック時のパルス信号の図である。) 一実施形態による電動ポンプのモータの回転数とパルス信号の周波数との関係を説明するための図である。 一実施形態による電動ポンプの停止時におけるパルス信号を説明するための図である。(図4(a)は、正常駆動時のパルス信号の図である。図4(b)は、異常駆動(空転)時のパルス信号の図である。) 一実施形態による電動ポンプの断線時におけるパルス信号を説明するための図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
[実施形態]
図1〜図5を参照して、本実施形態による電動ポンプ100の構成について説明する。
図1に示すように、電動ポンプ100は、モータ1を備える。モータ1は、モータ1に接続されているポンプ2を駆動する。なお、電動ポンプ100(ポンプ2)の用途は、たとえば、ウォータポンプ、オイルポンプ、および、バキュームポンプなどが考えられる。
電動ポンプ100は、モータ1を駆動する駆動部3を備える。駆動部3は、複数の半導体スイッチング素子(図示せず)を含む。モータ1は、駆動部3からの3相交流電圧により駆動される。
また、電動ポンプ100は、制御部4を備える。制御部4には、ECU(エンジンコントロールユニット)10からモータ1を駆動するための入力信号が入力される。そして、制御部4は、ECU10から入力された入力信号に基づいて、モータ1を駆動するための駆動信号を駆動部3に出力する。また、制御部4は、図示しないセンサにより、モータ1の回転状態を示す情報を受信する。そして、制御部4は、受信した回転状態の情報に基づいて、モータ1の回転状態を示すパルス信号P(図2参照)をECU10に出力する。なお、制御部4は、ソフトウェアにより構成されていてもよいし、ハードウェアにより構成されていてもよい。また、ECU10は、特許請求の範囲の「外部装置」の一例である。
また、電動ポンプ100およびECU10の各々には、電源20から電圧が供給されている。具体的には、電動ポンプ100の駆動部3および制御部4の各々に、電源20から電圧が供給されている。
ここで、本実施形態では、図2に示すように、制御部4(図1参照)は、モータ1(図1参照)が駆動状態または停止状態であること、および、停止状態におけるモータ1の複数の状態を判別可能に、パルス信号Pの周波数およびデューティ比の両方を変化させるように構成されている。具体的には、制御部4は、パルス信号Pの周波数の情報とデューティ比の情報とを組み合わせて、1つのパルス信号PとしてECU10(図1参照)に出力するように構成されている。すなわち、制御部4は、1本の通信線4a(図1参照)だけを用いて、パルス信号PをECU10に送信している。また、制御部4は、1つのパルス信号Pにおける周波数およびデューティ比を、それぞれ個別に変化(制御)可能に構成されている。なお、通信線4aは、特許請求の範囲の「信号線」の一例である。
詳細には、制御部4は、モータ1が停止状態である場合には、パルス信号Pの周波数を4Hzに設定する。また、制御部4は、後述する図2(a)〜(e)に示すように、停止状態におけるモータ1の複数の状態に対応させて、パルス信号Pのデューティ比を変化させる。以下に、モータ1が停止状態である場合における、パルス信号Pの周波数およびデューティ比の制御の例を示す。なお、4Hzは、特許請求の範囲の「所定の周波数」の一例である。
図2(a)に示すように、モータ1が正常に停止している場合には、制御部4は、パルス信号Pの周波数を4Hzに設定するとともに、パルス信号Pのデューティ比を50%に設定する。なお、この場合、ECU10から制御部4へ送信される入力信号はモータ1を停止させるための停止信号である。また、50%は、特許性州の範囲の「正常停止時デューティ比」の一例である。
また、図2(b)に示すように、モータ1が電圧保護停止状態である場合には、制御部4は、パルス信号Pの周波数を4Hzに設定するとともに、パルス信号Pのデューティ比を33%に設定する。なお、電圧保護停止状態とは、制御部4に供給される電圧値が、過剰に低いか、または、過剰に高い場合に、モータ1を停止させている状態である。
具体的には、制御部4は、電源20(図1参照)から制御部4に供給される電圧値を検出する。そして、制御部4により検出された電圧値が所定の範囲(たとえば5V以上20V以下)外の状態でモータ1が停止している場合に、制御部4は、パルス信号Pの周波数を4Hzに設定するとともに、パルス信号Pのデューティ比を33%に設定する。なお、図2(b)、および、後述する図2(c)〜(e)の各々においては、ECU10から制御部4へ送信される入力信号はモータ1を駆動させるための駆動信号である。すなわち、これらの場合は、ECU10から駆動信号が入力されているにもかかわらず、モータ1が停止している場合である。なお、電圧保護停止状態である場合は、特許請求の範囲の「第1の場合」の一例である。
また、図2(c)に示すように、モータ1が過熱保護停止状態である場合には、制御部4は、パルス信号Pの周波数を4Hzに設定するとともに、パルス信号Pのデューティ比を80%に設定する。なお、過熱保護停止状態とは、駆動部3の温度が過剰に高いために、モータ1を停止させている状態である。なお、モータ1が過熱保護停止状態である場合は、特許請求の範囲の「第2の場合」の一例である。
具体的には、駆動部3の近傍には、駆動部3の温度を検知するためのサーミスタ3aが設けられている。サーミスタ3aにより検知されたモータ1の温度情報は制御部4に送信される。詳細には、サーミスタ3aの抵抗値(の変化)に基づいた駆動部3の温度情報が制御部4に送信される。そして、(サーミスタ3aから送信された温度情報に基づいて検知された)駆動部3の温度が第1閾温度以上である状態でモータ1が停止している場合に、制御部4は、パルス信号Pの周波数を4Hzに設定するとともに、パルス信号Pのデューティ比を80%に設定する。
また、図2(d)に示すように、モータ1が負荷凍結による停止状態である場合には、制御部4は、パルス信号Pの周波数を4Hzに設定するとともに、パルス信号Pのデューティ比を20%に設定する。負荷凍結による停止状態とは、温度が過剰に低いためにポンプ2が凍結し、モータ1(ポンプ2)が停止してしまっている状態である。なお、モータ1が負荷凍結による停止状態である場合は、特許請求の範囲の「第3の場合」の一例である。
具体的には、(サーミスタ3aから送信された温度情報に基づいて検知された)駆動部3の温度が第2閾温度(たとえば、0度)以下である状態でモータ1が停止している場合に、制御部4は、パルス信号Pの周波数を4Hzに設定するとともに、パルス信号Pのデューティ比を20%に設定する。
また、図2(e)に示すように、モータ1がポンプロックによる停止状態である場合には、制御部4は、パルス信号Pの周波数を4Hzに設定するとともに、パルス信号Pのデューティ比を67%に設定する。ポンプロックによる停止状態とは、ポンプ2の機械的故障により、モータ1(ポンプ2)が停止してしまっている状態である。なお、モータ1がポンプロックによる停止状態である場合は、特許請求の範囲の「第4の場合」の一例である。
具体的には、制御部4に供給される電圧値が上記所定の範囲内で、かつ、駆動部3の温度が上記第1閾温度よりも小さく上記第2閾温度よりも大きい状態でモータ1が停止している場合に、制御部4は、パルス信号Pの周波数を4Hzに設定するとともに、パルス信号Pのデューティ比を67%に設定する。
なお、図2(a)〜(e)の各状態におけるデューティ比は、上記の値に限られない。モータ1が正常に停止している状態(図2(a)参照)のデューティ比と、モータ1が異常停止している状態(図2(b)〜(e)参照)のデューティ比とが互いに異なり、かつ、モータ1が異常停止している場合の各状態におけるデューティ比が互いに異なっていれば、上記の値以外の値であってもよい。
ここで、本実施形態では、図3に示すように、制御部4(図1参照)は、モータ1(図1参照)が駆動状態である場合に、パルス信号P(図4参照)を4Hz以外の周波数に設定するように構成されている。具体的には、制御部4は、モータ1が駆動状態である場合に、モータ1の回転数に応じて、パルス信号Pを4Hzとは異なる周波数範囲において可変に構成されている。詳細には、モータ1の回転数が160rpm以下の場合には、パルス信号Pの周波数は4Hzに設定される。また、モータ1の回転数が160rpmよりも大きい場合には、モータ1の回転数が大きくなるにつれて、パルス信号Pの周波数は1次関数的に大きくなる。なお、本実施形態では、モータ1の回転数が160rpm以下の場合にモータ1が停止状態であり、モータ1の回転数が160rpmよりも大きい場合にモータ1が駆動状態であるとする。以下に、モータ1が駆動状態である場合における、パルス信号Pの周波数およびデューティ比の制御の一例を示す。
本実施形態では、図4(a)に示すように、制御部4(図1参照)は、モータ1(図1参照)が正常に駆動している場合に、パルス信号Pのデューティ比を50%に設定する。この場合、パルス信号Pの周波数は、モータ1の回転数に応じた周波数(図3参照)に設定されている。
また、図4(b)に示すように、制御部4は、ポンプ2(図1参照)の空転によりモータ1が異常駆動状態である場合には、パルス信号Pのデューティ比を70%に設定するように構成されている。具体的には、制御部4は、モータ1の回転数が所定の回転数以上の状態でモータ1が駆動(回転)している場合に、ポンプ2が空転していると判断して、パルス信号Pのデューティ比を70%に設定する。なお、ポンプ2の空転とは、ポンプ2の内部に冷媒(たとえばウォータポンプにおける水)がない状態でポンプ2が駆動されている状態である。この場合、モータ1の回転数が設定値に対して過剰に大きくなる場合がある。
なお、図4(a)および(b)の各状態におけるデューティ比は、上記の値に限られない。モータ1が正常に駆動している状態(図4(a)参照)のデューティ比と、モータ1が異常駆動している状態(図4(b)参照)のデューティ比とが互いに異なっていれば、上記の値以外の値であってもよい。また、図4(a)および(b)は概略図であり、互いの周波数の比率は、実際には、図示している状態とは異なる場合がある。
また、本実施形態では、図5に示すように、制御部4(図1参照)は、断線によりモータ1(図1参照)が通電状態でない場合に、パルス信号Pを4Hz以外の周波数に設定するように構成されている。具体的には、制御部4は、断線によりモータ1が通電状態でない場合に、パルス信号Pの周波数を0Hzにするとともに、パルス信号Pのデューティ比を0にするように構成されている。なお、制御部4は、電源20から制御部4に電圧が全く供給されていない場合、または、モータ1の回転状態を示す情報が制御部4に送信されていないと判断した場合などに、断線が生じていると判別する。
(本実施形態の効果)
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態では、上記のように、制御部4が、モータ1が駆動状態または停止状態であること、および、停止状態におけるモータ1の複数の状態を判別可能に、パルス信号Pの周波数およびデューティ比の両方を変化させるように、電動ポンプ100を構成する。ここで、電圧の閾値(周波数の閾値)に対するパルス信号の電位(周波数)の大小(2値)に基づいてモータの状態を判別可能に構成する場合では、判別可能なモータの状態数に限りがある。これに対して、パルス信号Pの周波数およびデューティ比の両方を変化させて、モータ1が駆動状態または停止状態であること、および、停止状態におけるモータ1の複数の状態を判別可能に構成することによって、それぞれの状態毎にデューティ比および周波数の各々を設定することができるので、判別可能な状態数を少なくとも5つ以上に容易に増加させることができる。その結果、モータ1の状態を正確に判別可能にすることができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部4が、モータ1が停止状態である場合に、パルス信号Pを4Hzに設定するとともに、モータ1が駆動状態である場合に、パルス信号Pを4Hz以外の周波数に設定するように、電動ポンプ100を構成する。これにより、パルス信号Pの周波数に基づいて、制御部4により、モータ1が停止状態か、または、駆動状態かの判別を容易に行うことができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部4が、モータ1が駆動状態である場合に、モータ1の回転数に応じて、パルス信号Pを4Hzとは異なる周波数範囲において可変にするように、電動ポンプ100を構成する。これにより、モータ1が停止状態か、または、駆動状態かの判別に加えて、パルス信号Pの周波数に基づいて、制御部4により、モータ1の駆動時の回転数の判別も行うことができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部4が、パルス信号Pの周波数およびデューティ比の両方を変化させるとともに、パルス信号Pの周波数の情報とデューティ比の情報とを組み合わせて1本の通信線4aを介してECU10に出力するように、電動ポンプ100を構成する。これにより、パルス信号Pの周波数の情報と、パルス信号Pのデューティ比の情報とを、1本の通信線4aにより同時にECU10に出力することができる。その結果、パルス信号Pの周波数の情報と、パルス信号Pのデューティ比の情報とを互いに別個の通信線により出力する場合に比べて、部品点数(通信線の本数)を低減することができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部4が、断線によりモータ1が通電状態でない場合に、パルス信号Pを4Hz以外の周波数に設定するように、電動ポンプ100を構成する。これにより、モータ1が駆動状態または停止状態であること、および、停止状態における複数の状態の判別に加えて、モータ1の周波数に基づいて、制御部4により、モータ1が停止状態か、または、断線状態かの判別も行うことができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部4が、モータ1が正常に停止している場合に、パルス信号Pのデューティ比を50%に設定するとともに、モータ1が電圧保護停止状態である場合、モータ1が過熱保護停止状態である場合、モータ1が負荷凍結による停止状態である場合、および、モータ1がポンプロックによる停止状態である場合のそれぞれのデューティ比を、50%とは異なり、かつ、互いに異なるデューティ比に設定するように、電動ポンプ100を構成する。これにより、パルス信号Pのデューティ比に基づいて、制御部4により、モータ1が正常に停止しているか、または、異常停止(電圧保護停止、過熱保護停止、負荷凍結による停止、および、ポンプロックによる停止)しているかの判別を行うことができる。また、モータ1が異常停止している場合に、それぞれの場合のデューティ比を異ならせていることによって、制御部4により、異常停止の原因の判別も行うことができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部4が、モータ1が正常に駆動している場合に、パルス信号Pのデューティ比を50%に設定するとともに、モータ1の回転数が所定の回転数以上の状態でモータ1が駆動している場合に、パルス信号Pのデューティ比を70%に設定するように、電動ポンプ100を構成する。これにより、パルス信号Pのデューティ比に基づいて、制御部4により、モータ1が正常に駆動しているか、または、異常駆動(モータ1が所定の回転数以上で回転)しているかの判別を行うことができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部4が、断線によりモータ1が通電状態でない場合に、パルス信号Pの周波数を0Hzにするとともに、パルス信号Pのデューティ比を0にするように、電動ポンプ100を構成する。これにより、断線が生じていない場合のパルス信号Pの周波数およびデューティ比が0以外の値になるように構成されている場合に、制御部4により、断線が生じているか否かの判別を容易に行うことができる。
[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
また、本実施形態では、モータが停止している場合におけるパルス信号の周波数と、モータが駆動している場合のパルス信号の周波数とを異ならせている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、それぞれの場合におけるパルス信号の周波数を異ならせることに加えて、それぞれの場合におけるパルス信号のデューティ比を異ならせてもよい。
また、本実施形態では、制御部は、断線時において、パルス信号の周波数を0Hzに設定するとともに、パルス信号のデューティ比を0にする例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部は、断線時において、パルス信号の周波数を、0Hz以外の周波数で、かつ、所定の周波数(4Hz)以外の周波数に設定してもよい。また、この場合、パルス信号のデューティ比を、モータの停止時および駆動時のそれぞれにおけるデューティ比と異ならせてもよいし、それぞれにおけるデューティ比のうちのいずれかと等しくしてもよい。
また、本実施形態では、制御部は、センサにより、モータの回転状態を示す情報を受信している例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部が、センサを用いずに、モータの回転状態を示す情報を検知するように構成してもよい。
また、本実施形態では、サーミスタ(3a)が駆動部の近傍に配置され、駆動部の温度を検知する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、サーミスタ(3a)がポンプ(モータ)の近傍に配置され、ポンプ(モータ)の温度を検知するように構成してもよい。
また、本実施形態では、モータが停止している場合に、パルス信号の周波数を4Hzにする例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、パルス信号の周波数を4Hz以外の周波数に設定してもよい。
また、本実施形態では、モータの回転数が160rpmよりも大きい場合に、パルス信号の周波数がモータの回転数に応じて変化する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、モータの回転数が160rpm以外の回転数(たとえば0rpm)よりも大きい場合に、パルス信号の周波数をモータの回転数に応じて変化するように構成してもよい。
また、本実施形態では、正常停止状態、電圧保護停止状態、過熱保護停止状態、負荷凍結による停止状態、および、ポンプロックによる停止状態のそれぞれに対応して、パルス信号のデューティ比を変化させる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、上記5つの状態に加えて、他の要因によりモータが停止している場合に対応して、パルス信号のデューティ比を変化させるようにしてもよい。
また、本実施形態では、正常駆動状態および空転状態のそれそれに対応して、パルス信号のデューティ比を変化させる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、上記2つの状態に加えて、他の状態でモータが駆動している場合に対応して、パルス信号のデューティ比を変化させるようにしてもよい。
1 モータ
2 ポンプ
3 駆動部
4 制御部
4a 通信線(信号線)
10 ECU(外部装置)
100 電動ポンプ
P パルス信号

Claims (6)

  1. ポンプを駆動するモータと、
    外部装置から前記モータを駆動するための入力信号が入力され、前記入力信号に基づいて駆動信号を出力するとともに、前記外部装置に前記モータの回転状態を示すパルス信号を出力する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記モータが駆動状態、正常停止状態、または異常停止状態であること、および、前記異常停止状態における前記モータの複数の状態を判別可能に、前記パルス信号の周波数およびデューティ比の両方を変化させるとともに、前記正常停止状態と前記異常停止状態の前記複数の状態との各々において、前記パルス信号の周波数を互いに同一に設定しかつ前記パルス信号のデューティ比を互いに異なる値に設定するように構成されている、電動ポンプ。
  2. 前記制御部は、前記モータが停止状態である場合に、前記パルス信号を所定の周波数に設定するとともに、前記モータが駆動状態である場合に、前記パルス信号を前記所定の周波数以外の周波数に設定するように構成されている、請求項1に記載の電動ポンプ。
  3. 前記制御部は、前記モータが駆動状態である場合に、前記モータの回転数に応じて、前記パルス信号を前記所定の周波数とは異なる周波数範囲において可変に構成されている、請求項2に記載の電動ポンプ。
  4. 前記制御部は、前記パルス信号の周波数およびデューティ比の両方を変化させるとともに、前記パルス信号の周波数の情報とデューティ比の情報とを組み合わせて1本の信号線を介して前記外部装置に出力するように構成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電動ポンプ。
  5. 前記制御部は、前記モータが停止状態である場合に、前記パルス信号を所定の周波数に設定するとともに、断線により前記モータが通電状態でない場合に、前記パルス信号を前記所定の周波数以外の周波数に設定するように構成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電動ポンプ。
  6. 前記モータを駆動する駆動部をさらに備え、
    前記制御部は、前記モータが前記常停状態である場合に、前記パルス信号のデューティ比を正常停止時デューティ比に設定するとともに、前記制御部に供給される電圧値が所定の範囲外の状態で前記モータが停止している第1の前記異常停止状態の場合、前記駆動部の温度が第1閾温度以上の状態で前記モータが停止している第2の前記異常停止状態の場合、前記駆動部の温度が第2閾温度以下の状態で前記モータが停止している第3の前記異常停止状態の場合、および、前記制御部に供給される電圧値が前記所定の範囲内で、かつ、前記駆動部の温度が前記第1閾温度よりも小さく前記第2閾温度よりも大きい状態で前記モータが停止している第4の前記異常停止状態の場合のそれぞれのデューティ比を、前記正常停止時デューティ比とは異なり、かつ、互いに異なるデューティ比に設定するように構成されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電動ポンプ。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3058539B2 (ja) * 1993-08-18 2000-07-04 三菱電機株式会社 燃料ポンプ制御装置
JP4576739B2 (ja) * 2001-04-02 2010-11-10 パナソニック電工株式会社 ポンプ用モータ駆動制御装置
DE102005060025A1 (de) * 2005-12-15 2007-06-21 Siemens Ag Verfahren zur Informationsübermittlung mittels eingendiagnosefähiger Pulsweitenmodulation
JP2008232099A (ja) * 2007-03-23 2008-10-02 Aisan Ind Co Ltd 流体用ポンプ制御装置
JP5281301B2 (ja) * 2008-03-06 2013-09-04 矢崎総業株式会社 フューエルポンプ制御装置
JP2012225288A (ja) 2011-04-21 2012-11-15 Honda Motor Co Ltd 通電状態監視装置
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