JP6746001B2 - 車載燃料ポンプ制御装置 - Google Patents
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Description
異常検出部は、複数の領域のそれぞれにおける回転速度と評価基準から評価値を算出し、評価値が第1閾値以上になる領域が存在する場合に当該領域における異物噛み込み異常を検出するとともに、評価値が第1閾値より大きい第2閾値以上になる領域が存在する場合に重度の異常であると判別する一方、評価値が第1閾値より大きい第2閾値以上になる領域が存在しない場合に軽度の異常であると判別する。
また、異常検出部は、複数の領域のそれぞれにおける回転速度と評価基準から評価値を算出し、評価値が第1閾値以上になる領域が存在する場合に当該領域における異物噛み込み異常を検出するとともに、評価値が第1閾値以上になる領域が複数存在する場合に重度の異常であると判別する一方、評価値が第1閾値以上になる領域が複数存在しない場合に軽度の異常であると判別する。
また、異常検出部は、複数の領域のそれぞれにおける回転速度と評価基準から評価値を算出し、評価値が第3閾値以上で、かつ、第3閾値よりも大きい第4閾値未満である領域が時間と共に変移する場合、流動性異物による異常を検出すると共に当該異常を軽度な異常と判別し、評価値が第3閾値以上で、かつ、第4閾値以上である領域がある場合、異物噛み込み異常を検出すると共に当該異常を重度な異常と判別する。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る車載燃料ポンプ制御装置1を用いた燃料供給システムの構成例を示すブロック図である。燃料供給システムは、車載燃料ポンプ制御装置1、ブラシレス燃料ポンプモータ2、およびエンジン制御装置3を備える。車載燃料ポンプ制御装置1とエンジン制御装置3との間は、信号線によって接続される。この信号線を通じて、エンジン制御装置3から車載燃料ポンプ制御装置1へ目標回転速度などの制御指令値が送信され、車載燃料ポンプ制御装置1からエンジン制御装置3へ燃料ポンプ異常発生などのダイアグ情報が送信される。車載燃料ポンプ制御装置1とブラシレス燃料ポンプモータ2との間は、モータケーブルで接続される。モータケーブルは、ブラシレス燃料ポンプモータ2のU相、V相およびW相のステータコイルに接続される。
なお、ブラシレス燃料ポンプモータ2は、図2に示される構成に限定されるものではない。例えば、多相ブラシレスモータ2aと燃料ポンプ2bとが別体で構成されてもよい。
ステータコイル101は、図3に示されるU相ステータコイル101U1,101U2、V相ステータコイル101V1,101V2、およびW相ステータコイル101W1,101W2により構成されている。各相で生じる誘起電圧は、ロータマグネット104の磁束がU相ステータコイル101U1,101U2、V相ステータコイル101V1,101V2、およびW相ステータコイル101W1,101W2に鎖交して発生するため、図4に示されるように、ロータマグネット104の回転に同期した正弦波状の電圧波形となる。実施の形態1のロータマグネット104は4極の着磁が行われているため、ロータシャフト106が1回転する間に2周期の誘起電圧が生じる。
実施の形態1において、ロータシャフト106の1回転角あたり電気的に2周期の誘起電圧が各相に生じるため、各相のゼロクロス信号の電気的1/2周期はロータシャフト106の1/4回転角に相当する。車載燃料ポンプ制御装置1の速度検出部12は、オフ期間におけるU相端子電圧、つまりU相誘起電圧を検出し、検出したU相誘起電圧と所定の基準電圧とを比較することによってゼロクロス点を検出してU相ゼロクロス信号を生成する。
また、制御部11は、速度検出部12から出力される3相の速度信号を用いて、多相ブラシレスモータ2aの平均回転速度を算出する。そして、制御部11は、エンジン制御装置3から指示された目標回転速度と上記平均回転速度との速度偏差を算出し、速度偏差がゼロに漸近するように駆動回路10の出力電圧を制御する。
異常検出部13は、速度検出部12から出力される速度信号を用いて、第1〜第4領域ごとに、平均回転速度を算出する。異常検出部13は、例えばエンジン制御装置3から指示される目標回転速度を、制御部11を介して受け取り、この目標回転速度を評価基準として用いて評価基準と領域ごとの平均回転速度との速度偏差を求める。そして、異常検出部13は、第1〜第4領域の速度偏差の分布に基づいて、ブラシレス燃料ポンプモータ2の異物噛み込みによる異常発生を検出する。異常検出部13は、異常発生を検出した場合に制御部11へ通知する。制御部11は、異常発生の通知を異常検出部13から受け取ると、燃料ポンプ2bの異常発生をエンジン制御装置3に通知する。
また、実施の形態1では、ステータコイル101の相数が3相でありロータマグネット104の極数が4極であるブラシレス燃料ポンプモータ2を用いたが、相数および極数はこれらに限定されるものはない。異常検出部13は、ブラシレス燃料ポンプモータ2の仕様に応じて分割された領域の回転速度と評価基準との速度偏差に基づいて異常を検出すればよい。
実施の形態2に係る車載燃料ポンプ制御装置1を用いた燃料供給システムの構成は、実施の形態1の図1〜図3に示された構成と図面上は同一であるため、以下では図1〜図3を援用する。
実施の形態3では、車載燃料ポンプ制御装置1による燃料ポンプ2bの異物噛み込み異常の検出方法の一例を説明する。
実施の形態3に係る車載燃料ポンプ制御装置1を用いた燃料供給システムの構成は、実施の形態1の図1〜図3に示された構成と図面上は同一であるため、以下では図1〜図3を援用する。
具体的には、例えば、異常検出部13は、エンジン制御装置3から指示される多相ブラシレスモータ2aの目標回転速度の変動が予め定められた範囲内の定常状態である場合(ステップST101“YES”)、多相ブラシレスモータ2aが定常回転状態であると判定し、ステップST102へ進む。目標回転速度の変動は、下式に表されるように、現在の目標回転速度から前回の異常検出実施時の目標回転速度を減算した速度偏差の絶対値である。
目標回転速度の変動=|現在の目標回転速度−前回の目標回転速度|
異常検出部13は、上記いずれの具体例でも、目標回転速度の変動が無い安定した状態で精度よく異常検出を実施することができる。
なお、異常検出部13は、図9のフローチャートに示される動作を繰り返し行う際の初期段階であって現在領域の回転速度の検出値が所定回数分に満たない場合、上記移動平均値の代わりに、所定回数分に満たない数の現在領域の回転速度の検出値を用いて平均値を算出して保存する。
評価値=|評価基準−領域ごとの回転速度|
実施の形態4では、燃料ポンプ2bの異常が軽度か重度かを判別する例を説明する。
実施の形態4に係る車載燃料ポンプ制御装置1を用いた燃料供給システムの構成は、実施の形態1の図1〜図3に示された構成と図面上は同一であるため、以下では図1〜図3を援用する。
一方、ステップST112においては、異常検出部13は、制御部11を介してエンジン制御装置3に対し、燃料ポンプ2bの軽度の異常発生を通知する。
図11は、実施の形態4に係る車載燃料ポンプ制御装置1の動作の具体例を示すフローチャートである。図11に示されるように、ステップST120において、異常検出部13は、機械的1周期の全領域のうち、評価値が第1閾値以上になる領域が複数ある場合(ステップST120“YES”)、重度の異常と判定してステップST111へ進む。一方、異常検出部13は、機械的1周期の全領域のうち、評価値が第1閾値以上になる領域が1つ以下である場合(ステップST120“NO”)、軽度の異常と判定してステップST112へ進む。
実施の形態5では、車載燃料ポンプ制御装置1は、燃料ポンプ2bの異物噛み込みによる異常に加えて、流動性異物による異常も検出する。
実施の形態5に係る車載燃料ポンプ制御装置1を用いた燃料供給システムの構成は、実施の形態1の図1〜図3に示された構成と図面上は同一であるため、以下では図1〜図3を援用する。
実施の形態6では、図9〜図12のフローチャートに示されるステップST105および図15のフローチャートに示されるステップST205で用いられる評価基準の例を説明する。
実施の形態6に係る車載燃料ポンプ制御装置1を用いた燃料供給システムの構成は、実施の形態1の図1〜図3に示された構成と図面上は同一であるため、以下では図1〜図3を援用する。
第i領域の評価値=|目標回転速度−第i領域の回転速度|
第i領域の評価値=|全領域における回転速度の最低値−第i領域の回転速度|
第i領域の評価値=|全領域における回転速度の平均値−第i領域の回転速度|
図16Aおよび図16Bは、各実施の形態に係る車載燃料ポンプ制御装置1のハードウェア構成例を示す図である。車載燃料ポンプ制御装置1における駆動回路10は、例えば3相インバータである。車載燃料ポンプ制御装置1における制御部11、速度検出部12、および異常検出部13の各機能は、処理回路により実現される。即ち、車載燃料ポンプ制御装置1は、上記各機能を実現するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアとしての処理回路20であってもよいし、メモリ22に格納されるプログラムを実行するプロセッサ21であってもよい。
メモリ22は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable ROM)、またはフラッシュメモリ等の不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリであってもよいし、ハードディスクまたはフレキシブルディスク等の磁気ディスクであってもよいし、CD(Compact Disc)またはDVD(Digital Versatile Disc)等の光ディスクであってもよい。
Claims (9)
- 燃料タンクの燃料をエンジンに供給する燃料ポンプを制御する車載燃料ポンプ制御装置であって、
前記燃料ポンプを駆動する多相ブラシレスモータの1回転角を複数の領域に分割し、分割した前記複数の領域のそれぞれにおける前記多相ブラシレスモータの回転速度を検出する速度検出部と、
前記速度検出部により検出された前記複数の領域のそれぞれにおける回転速度を評価基準と比較して前記燃料ポンプの異常を検出する異常検出部とを備え、
前記異常検出部は、
前記複数の領域のそれぞれにおける回転速度と前記評価基準から評価値を算出し、前記評価値が第1閾値以上になる領域が存在する場合に当該領域における異物噛み込み異常を検出するとともに、
当該評価値が前記第1閾値より大きい第2閾値以上になる領域が存在する場合に重度の異常であると判別する一方、当該評価値が前記第1閾値より大きい第2閾値以上になる領域が存在しない場合に軽度の異常であると判別することを特徴とする車載燃料ポンプ制御装置。 - 燃料タンクの燃料をエンジンに供給する燃料ポンプを制御する車載燃料ポンプ制御装置であって、
前記燃料ポンプを駆動する多相ブラシレスモータの1回転角を複数の領域に分割し、分割した前記複数の領域のそれぞれにおける前記多相ブラシレスモータの回転速度を検出する速度検出部と、
前記速度検出部により検出された前記複数の領域のそれぞれにおける回転速度を評価基準と比較して前記燃料ポンプの異常を検出する異常検出部とを備え、
前記異常検出部は、
前記複数の領域のそれぞれにおける回転速度と前記評価基準から評価値を算出し、前記評価値が第1閾値以上になる領域が存在する場合に当該領域における異物噛み込み異常を検出するとともに、
当該評価値が前記第1閾値以上になる領域が複数存在する場合に重度の異常であると判別する一方、当該評価値が前記第1閾値以上になる領域が複数存在しない場合に軽度の異常であると判別することを特徴とする車載燃料ポンプ制御装置。 - 前記多相ブラシレスモータの相数は3相であり、
前記速度検出部は、前記多相ブラシレスモータの電気角1周期を6個の領域に分割することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の車載燃料ポンプ制御装置。 - 燃料タンクの燃料をエンジンに供給する燃料ポンプを制御する車載燃料ポンプ制御装置であって、
前記燃料ポンプを駆動する多相ブラシレスモータの1回転角を複数の領域に分割し、分割した前記複数の領域のそれぞれにおける前記多相ブラシレスモータの回転速度を検出する速度検出部と、
前記速度検出部により検出された前記複数の領域のそれぞれにおける回転速度を評価基準と比較して前記燃料ポンプの異常を検出する異常検出部とを備え、
前記異常検出部は、前記複数の領域のそれぞれにおける回転速度と前記評価基準から評価値を算出し、前記評価値が第3閾値以上で、かつ、前記第3閾値よりも大きい第4閾値未満である領域が時間と共に変移する場合、流動性異物による異常を検出すると共に当該異常を軽度な異常と判別し、前記評価値が前記第3閾値以上で、かつ、前記第4閾値以上である領域がある場合、異物噛み込み異常を検出すると共に当該異常を重度な異常と判別することを特徴とする車載燃料ポンプ制御装置。 - 前記評価基準は、エンジン制御装置から指示される前記多相ブラシレスモータの目標回転速度であることを特徴とする請求項4記載の車載燃料ポンプ制御装置。
- 前記評価基準は、前記多相ブラシレスモータの1回転角を分割した前記複数の領域のそれぞれにおける回転速度のうち、最も低い回転速度であることを特徴とする請求項4記載の車載燃料ポンプ制御装置。
- 前記評価基準は、前記多相ブラシレスモータの1回転角を分割した前記複数の領域すべての回転速度を平均した平均回転速度であることを特徴とする請求項4記載の車載燃料ポンプ制御装置。
- 前記異常検出部は、エンジン制御装置から指示される前記多相ブラシレスモータの目標回転速度の変動が予め定められた範囲内の定常回転状態である場合に前記燃料ポンプの異常検出を実施することを特徴とする請求項4記載の車載燃料ポンプ制御装置。
- 前記異常検出部は、エンジンがアイドリング状態である場合に前記燃料ポンプの異常検出を実施することを特徴とする請求項4記載の車載燃料ポンプ制御装置。
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