JPH0698593A - 直流モータ駆動系の異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直流モータの電源供給経路に駆動電流検出用
の抵抗器を設けることなく、且つ直流モータの両端の電
圧を夫々検出することなく、直流モータ及びその駆動系
の異常を検出できる直流モータ駆動系の異常検出装置を
提供する。 【構成】 直流モータを駆動源とする燃料ポンプ２に、
燃料ポンプ２のオン・オフ状態切換用のリレースイッチ
８，通電電流切換用のリレースイッチ１０を介してバッ
テリ電圧＋Ｂを印加して、燃料ポンプ２を駆動する装置
において、燃料ポンプ２を抵抗器Ｒｏを介して低電流駆
動しているときに、燃料ポンプ２の端子電圧ＶFPが正常
値より低い第１の基準値を下回っている場合に、燃料ポ
ンプ２のロック，短絡，及びハーネス系の断線，短絡を
判定する。また、燃料ポンプ２の駆動停止時には燃料ポ
ンプ２に微少電流を流し、そのときの端子電圧ＶFPが正
常値より高い第２の基準値を越えている場合に、燃料ポ
ンプ２の断線を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電源供給経路の抵抗値
を抵抗器により切り換えることにより直流モータの通電
電流を制御する直流モータ駆動系に設けられ、直流モー
タを含む当該直流モータ駆動系の異常を検出する異常検
出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、直流モータを駆動源とする燃
料ポンプの異常を検出する装置として、燃料ポンプの駆
動電流を抵抗器を介して電圧値として検出し、その検出
電圧が正常値から外れている場合に、燃料ポンプ（即ち
直流モータ）及びその駆動系の異常を判定する装置が知
られている（実開平３−１２６０号公報）。

【０００３】しかし、こうした従来装置では、直流モー
タの電源供給経路に駆動電流検出用の抵抗器を直列接続
するようにしているので、直流モータの駆動中には、抵
抗器に常時電流が流れることとなり、抵抗器による消費
電力が大きくなるといった問題があった。

【０００４】また、このように直流モータの電源供給経
路に駆動電流検出用の抵抗器を直列接続した場合には、
その抵抗器から多量の熱が発生するため、この熱を放出
するための放熱板等が必要となり、装置が大型化すると
いう問題があった。一方、従来より、こうした問題を解
決するために、直流モータを駆動源とする燃料ポンプの
電源側端子電圧及び接地側端子電圧を夫々検出し、接地
側電圧が第１設定値以上で、且つ両端子電圧の差が第２
設定値以上であるときに正常と判断し、それ以外のとき
に燃料ポンプの異常を判断することにより、駆動電流検
出用の抵抗器を使用することなく、燃料ポンプ，延いて
は直流モータの異常を検出できるようにした装置もある
（特開昭６３−８８２８６号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この装置で
は、直流モータの両端の電圧を夫々検出する必要がある
ため、電圧検出回路を２つ設けなければならず、回路面
積が大きくなると共に、コストアップになるといった問
題があった。

【０００６】本発明はこうした問題に鑑みなされたもの
で、上記前者の装置のように直流モータの電源供給経路
に駆動電流検出用の抵抗器を設けることなく、しかも上
記後者の装置のように直流モータの両端の電圧を検出す
ることなく、直流モータ及びその駆動系の異常を検出す
ることができる、直流モータ駆動系の異常検出装置を提
供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項１に記載の発明は、駆動電源から直
流モータまでの電源供給経路の抵抗値を抵抗器により切
り換えることにより直流モータの通電電流を制御する直
流モータ駆動系に設けられ、上記直流モータを含む当該
直流モータ駆動系の異常を検出する異常検出装置であっ
て、上記電源供給経路に接続される直流モータの端子電
圧を検出する電圧検出手段と、上記直流モータが所定の
抵抗器を介して通電駆動されているとき、上記電圧検出
手段にて検出された端子電圧を読み込み、該端子電圧が
予め設定された第１の基準電圧より低い場合に、上記直
流モータのロック，短絡，及び上記電源供給経路の異常
を判定する異常判定手段と、を備えたことを特徴として
いる。

【０００８】また、請求項２に記載の発明は、上記請求
項１に記載の直流モータ駆動系の異常検出装置に、更
に、上記直流モータと上記電源供給経路とが遮断されて
いるとき、上記検出手段が接続された上記直流モータの
端子から上記直流モータに微小電流を供給する通電手段
と、該通電手段が上記直流モータに微小電流を供給して
いるときに、上記検出手段にて検出された端子電圧を読
み込み、該端子電圧が予め設定された第２の基準電圧よ
り高い場合に、上記直流モータの断線を判定する断線判
定手段と、を設けたことを特徴としている。

【０００９】

【作用及び発明の効果】上記のように構成された請求項
１に記載の異常検出装置においては、電圧検出手段が、
直流モータの駆動電源側の端子電圧を検出する。そして
異常検出手段が、その検出された端子電圧を、直流モー
タが所定の抵抗器を介して通電駆動されているときに読
み込み、その読み込んだ端子電圧が予め設定された第１
の基準電圧より低い場合に、直流モータのロック，短
絡，及び電源供給経路の異常を判定する。

【００１０】つまり、本発明の異常検出装置は、直流モ
ータの通電電流を制御するために電源供給経路に接続さ
れる駆動電源側の抵抗器と直流モータとの間の端子電圧
を検出して、その端子電圧が第１の基準電圧より低い場
合に、直流モータのロック，短絡，及び電源供給経路の
異常を判定する。

【００１１】このため、本発明によれば、従来のよう
に、直流モータの電源供給経路に駆動電流検出用の抵抗
器を設けることなく、しかも直流モータの両端の電圧を
検出することなく、直流モータのロック，短絡，及び電
源供給経路の異常を検出することができる。

【００１２】なお、直流モータの駆動電源側の端子電圧
から、直流モータのロック，短絡，及び電源供給経路の
異常を検出できる理由は、次の通りである。即ち、まず
直流モータが短絡した場合、上記端子電圧は接地側端子
電圧と同電位となって、正常値より低下する。また直流
モータがロックして回転しなくなった場合には、直流モ
ータの回転時にモータ内部に発生する逆起電力が発生し
なくなるため、上記端子電圧は正常値より低下する。ま
た電源供給経路に断線或は短絡等の異常が発生した場合
には、直流モータの電源側端子に正常な電源電圧が印加
されなくなるため、端子電圧は正常値より低下する（通
常は０になる）。このため、第１の基準電圧に正常値よ
り若干小さい値を設定しておけば、この端子電圧と第１
の基準電圧とを比較することにより、直流モータのロッ
ク，短絡，及び電源供給経路の異常を判定することがで
きるのである。

【００１３】次に請求項２に記載の異常検出装置におい
ては、請求項１に記載の異常検出装置に、通電手段及び
断線判定手段を設けたものであるため、請求項１に記載
の異常検出装置と同様、電圧検出手段が、直流モータの
駆動電源側の端子電圧を検出すると共に、直流モータの
駆動時に、異常検出手段が、直流モータのロック，短
絡，及び電源供給経路の異常判定を行なう。

【００１４】一方、直流モータと電源供給経路とが遮断
されると（即ち、直流モータの通電駆動が停止される
と）、通電手段が、直流モータの駆動電源側端子から直
流モータに微小電流を供給し、その電流供給時に、断線
判定手段が、電圧検出手段にて検出された端子電圧を読
み込み、端子電圧が予め設定された第２の基準電圧より
高い場合に直流モータの断線を判定する。

【００１５】つまり、直流モータの駆動時に異常検出を
行なう請求項１に記載の異常検出装置においては、上記
のように直流モータのロック，短絡，及び電源供給経路
の異常は判定できるものの、直流モータの断線時には上
記端子電圧が基準値より低下することがないため、こう
した異常を判定することができない。そこで、本発明で
は、こうした請求項１に記載の異常検出装置に、通電手
段と、断線判定手段とを設けることにより、直流モータ
の断線を検出するようにしているのである。

【００１６】この結果、本発明の断線検出装置によれ
ば、直流モータのロック，短絡，断線、及び電源供給経
路の断線，短絡、といった直流モータ駆動系で生じる全
ての異常を検出することができるようになる。

【００１７】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面と共に説明す
る。まず図１は本発明が適用された燃料ポンプ駆動装置
の全体構成を表す概略構成図である。

【００１８】燃料ポンプ（Ｆ／Ｐ）２は、図示しない車
両用エンジンに燃料を噴射供給する燃料噴射弁に燃料を
圧送するためのものであり、直流モータとその直流モー
タの回転により燃料タンクから燃料を汲み上げ圧送する
圧送機構とからなっている。そしてこの燃料ポンプ２
（詳しくは燃料ポンプの駆動源となる直流モータ）の一
端は接地されており、その他端に、ヒューズ４，エンジ
ンのイグニッションスイッチ６，燃料ポンプ駆動用のリ
レースイッチ８，燃料ポンプ２の通電電流切り換え用の
リレースイッチ１０を介してバッテリ電圧＋Ｂを印加す
ることにより、燃料ポンプ２を駆動できるようにされて
いる。

【００１９】なお、通電電流切り換え用のリレースイッ
チ１０は、燃料ポンプ２にバッテリ電圧＋Ｂを直接印加
するか、抵抗器Ｒｏを介して間接的に印加するかを切り
換えることにより、燃料ポンプ駆動時の通電電流を２段
階に切り換えるためのものであり、エンジン制御用の電
子制御装置２０により駆動される。

【００２０】また、燃料ポンプ駆動用のリレースイッチ
８は、燃料ポンプ２を駆動するか否かを切り換えるため
のものであり、エンジン制御用の電子制御装置２０によ
りＯＮ・ＯＦＦ状態が切り換えられると共に、エンジン
の始動時にはスタータにより強制的にＯＮされる。

【００２１】次に、エンジン制御用の電子制御装置２０
は、ＣＰＵ２０ａ、ＲＯＭ２０ｂ、ＲＡＭ２０ｃ、バッ
クアップＲＡＭ２０ｄ、これら各部を結ぶバスライン２
０ｅ、及び、上述のヒューズ４及びイグニッションスイ
ッチ６を介してバッテリ電圧＋Ｂを受けて内部回路に定
電圧を供給する電源回路２０ｆ等を備えた周知のマイク
ロコンピュータとして構成されている。

【００２２】そしてこの電子制御装置２０は、エンジン
回転数ＮＥ，吸気管圧力ＰＡ，冷却水温ＴＨＷ等のエン
ジンの運転状態を検出する各種センサからの検出信号に
基づき、エンジンへの燃料噴射量や点火時期を制御する
周知のエンジン制御、リレースイッチ８をＯＮして燃料
ポンプ２に電源供給を行なうと共に、リレースイッチ８
のＯＮ時に、エンジンの要求燃料が少ない場合にはリレ
ースイッチ１０を抵抗器Ｒｏ側（図１に示す端子ａ側）
に切り換えて燃料ポンプ２を低電流で駆動させ、逆にエ
ンジンの要求燃料が多い場合にはリレースイッチ１０を
抵抗器Ｒｏとは反対側（図１に示す端子ｂ側）に切り換
えて燃料ポンプ２を高電流で駆動する燃料ポンプ２の駆
動制御、及び本発明にかかわる主要な処理である燃料ポ
ンプ２の駆動系の異常検出処理を実行する。

【００２３】また電子制御装置２０には、こうした燃料
ポンプ２の駆動制御やその駆動系の異常検出処理を実行
するために、上記各リレースイッチ８，１０を駆動する
ための駆動信号を出力する出力回路２２、燃料ポンプ２
の電源側の端子電圧を検出する検出回路２４、その検出
された端子電圧を入力する入力回路２６、この入力回路
２６を介して入力された端子電圧をデジタル信号に変換
するＡ／Ｄ変換回路２８、及び、燃料ポンプ２の駆動系
の異常を検出した際に警告灯３０を点灯して異常を報知
するための駆動回路２９が備えられている。

【００２４】また次に、燃料ポンプ２の端子電圧を検出
する検出回路２４は、イグニッションスイッチ６から電
源回路２０ｆへの電源ラインとアースとの間に直列に設
けられた３つの抵抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３からなり、電源
側の抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２との接続点電圧を燃料ポン
プ２の電源側端子に印加し、アース側の抵抗器Ｒ３と抵
抗器Ｒ２との接続点電圧ＶFPを燃料ポンプ２の端子電圧
として入力回路２６に入力するようにされている。

【００２５】このため、燃料ポンプ２の電源側端子に
は、燃料ポンプ２の駆動が停止されているときにでも、
バッテリ電圧＋Ｂを抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２，Ｒ３とに
より分圧した電圧が印加されて、燃料ポンプ２に微小電
流が流れるようになり、またリレースイッチ１０が端子
ｂ側に切り換えられて燃料ポンプ２にバッテリ電圧＋Ｂ
が直接印加されている際に、入力回路２６にバッテリ電
圧＋Ｂが直接印加されるのを防止できる。

【００２６】なお、本実施例においては、この検出回路
２４を構成する抵抗器Ｒ２及びＲ３が本発明の電圧検出
手段に相当し、抵抗器Ｒ１が本発明の通電手段に相当す
る。次に、上記のように構成された電子制御装置２０に
て実行される異常検出処理について説明する。

【００２７】まず、この異常検出処理は、電子制御装置
２０において、エンジン制御のために実行される燃料噴
射量や点火時期等の制御量を算出する制御量算出処理
や、燃料ポンプ２の駆動制御処理と共に、メインルーチ
ンの一つとして実行される処理である。

【００２８】図２に示す如く、この異常検出処理が開始
されると、まずステップ１１０にて、通電電流切り換え
用のリレースイッチ１０（ＳＷ１０）が図１に示す端子
ａ側に切り換えられており、燃料ポンプ２は抵抗器Ｒｏ
を介して低電流駆動されているか否かを判断する。

【００２９】そして、リレースイッチ１０が端子ａ側に
切り換えられておらず、燃料ポンプ２にバッテリ電圧＋
Ｂが直接印加されている場合には、当該異常検出処理を
そのまま終了する。一方、ステップ１１０にて、リレー
スイッチ１０が端子ａ側に切り換えられていると判断さ
れた場合には、ステップ１２０に移行して、入力回路２
６，Ａ／Ｄ変換回路２８を介して入力される燃料ポンプ
２の端子電圧ＶFPを読み込み、ステップ１３０に移行し
て、燃料ポンプ駆動用のリレースイッチ８がＯＮ状態に
なっているか否かを判断する。

【００３０】そして、リレースイッチ８がＯＮ状態であ
り、燃料ポンプ２が抵抗器Ｒｏを介して通電駆動されて
いる場合には、ステップ１４０に移行して、上記検出し
た端子電圧ＶFPが予め設定された第１の基準電圧ＶTH1
より低いか否かを判断する、異常判定手段としての処理
を実行する。

【００３１】ここで、第１の基準電圧ＶTH1 には、図３
に示す如く、燃料ポンプ系及びハーネス系が共に正常で
あるときに燃料ポンプ２を抵抗器Ｒｏを介して通電駆動
した場合に得られる端子電圧ＶFPの正常範囲ＶIL〜ＶIH
より若干低い値が設定されており、ステップ１４０で
は、端子電圧ＶFPが第１の基準電圧ＶTH1 以上であれ
ば、燃料ポンプ２の駆動系には異常は生じていないと判
断し、逆に端子電圧ＶFPが第１の基準電圧ＶTH1 より低
い場合には、図１に示す燃料ポンプ系（Ｆ／Ｐ系）がロ
ック又は短絡しているか、或は図１に示すバッテリから
燃料ポンプ２までのハーネス系が短絡又は断線している
と判断する。

【００３２】即ち、図３に示す如く、燃料ポンプ系にて
電源＋Ｂ側とアース間とが短絡した場合には、端子電圧
ＶFPはアースと同電位の０（図に示すＶ０）となる。ま
た、燃料ポンプ系がロックして燃料ポンプ２の駆動源と
なる直流モータが回転しなくなった場合には、直流モー
タの回転時にモータ内部に発生する逆起電力が発生しな
くなるため、端子電圧ＶFPは、正常値より低いＶLL〜Ｖ
LHの範囲内となる。一方、バッテリから燃料ポンプ２ま
でのハーネス系に断線或は短絡が生じた場合には、燃料
ポンプ２に電源電圧が印加されなくなるため、燃料ポン
プ系の短絡時と同様、端子電圧ＶFPはアースと略同電位
の０（図に示すＶ０）となる。

【００３３】そこで、本実施例では、上記のように燃料
ポンプ２の駆動時の端子電圧ＶFPと第１の基準電圧ＶTH
1 とを比較して、端子電圧ＶFPがこの基準電圧ＶTH1 よ
り低い場合に、燃料ポンプ系がロック又は短絡している
か、或はハーネス系が短絡又は断線している旨を判断す
るようにしているのである。

【００３４】なお、こうした異常判定を行なう場合、図
３に示す如く、ＶLLとＶ０との間にロック判定基準電圧
ＶTHO を設定し、端子電圧ＶFPが第１の基準電圧ＶTH1
より低い場合には、更に、端子電圧ＶFPがこのロック判
定基準電圧ＶTHO 以上か否かを判断するようにすれば、
燃料ポンプ２のロック時にのみ端子電圧ＶFPがロック判
定基準電圧ＶTHO 以上となるので、燃料ポンプ２のロッ
クのみを特定検出することができるようになる。

【００３５】そして、ステップ１４０にて、燃料ポンプ
系或はハーネス系の異常が判定されなければ、そのまま
当該処理を終了し、ステップ１４０にて、燃料ポンプ系
或はハーネス系の異常が判断されると、ステップ１５０
にて警告灯３０を点灯し、ステップ１６０にてバックア
ップＲＡＭ２０ｄに異常内容を記憶した後、当該異常検
出処理を終了する。

【００３６】一方、ステップ１３０にて、リレースイッ
チ８がＯＦＦ状態であり、燃料ポンプ２の駆動が停止さ
れていると判断されると、ステップ１７０に移行して、
上記検出した端子電圧ＶFPが予め設定された第２の基準
電圧ＶTH2 より高いか否かを判断する、断線判定手段と
しての処理を実行する。

【００３７】ここで、第２の基準電圧ＶTH2 には、燃料
ポンプ系に断線が生じていないときに、燃料ポンプ２の
駆動を停止した場合に、抵抗器Ｒ１を介して燃料ポンプ
２に微小電流が流れることにより得られる端子電圧ＶFP
の正常範囲より高い値が設定されており、ステップ１７
０では、端子電圧ＶFPが第２の基準電圧ＶTH2 以下であ
れば、燃料ポンプ２の駆動系には異常は生じていないと
判断し、逆に端子電圧ＶFPが第２の基準電圧ＶTH2 より
高い場合には、図１に示す燃料ポンプ系が断線している
と判断する。

【００３８】つまり、上記ステップ１４０の処理によれ
ば、燃料ポンプ系のロック，短絡，及びハーネス系の短
絡，断線については判定できるものの、燃料ポンプ系の
断線時には端子電圧が基準値より低下することがないた
め、本実施例では、燃料ポンプ２の駆動を停止している
際にも、燃料ポンプ２に微小電流が流れるように構成し
ておき、その時の端子電圧ＶFPが、第２の基準電圧ＶTH
2 より高い場合に、燃料ポンプ系が断線していると判断
するようにしているのである。

【００３９】なお、図３に示す如く、燃料ポンプ系にて
断線が生じた場合には、検出回路２４から燃料ポンプ２
に電流が流れないので、検出電圧ＶFPは、バッテリ電圧
＋Ｂを抵抗器Ｒ１，Ｒ２と抵抗器Ｒ３とにより分圧した
電圧ＶH となる。このため、第２の基準電圧ＶTH2 に
は、この電圧ＶH より低い値を設定しておく必要はあ
る。

【００４０】そして、ステップ１７０にて、燃料ポンプ
系の断線が判定されなければ、そのまま当該処理を終了
し、ステップ１７０にて、燃料ポンプ系の断線が判定さ
れると、ステップ１５０にて警告灯３０を点灯し、ステ
ップ１６０にてバックアップＲＡＭ２０ｄに異常内容を
記憶した後、当該異常検出処理を終了する。

【００４１】このように本実施例においては、直流モー
タを駆動源とする燃料ポンプ２の駆動系の異常を、燃料
ポンプ２の電源側の端子電圧ＶFPに基づき検出するよう
にしている。このため、本実施例によれば、従来のよう
に、燃料ポンプの電源供給経路に駆動電流検出用の抵抗
器を設けることなく、しかも燃料ポンプの両端の電圧を
夫々検出することなく、燃料ポンプ２及びその電源供給
経路の異常を検出することができるようになる。

【００４２】なお、上記実施例では、燃料ポンプ系の短
絡，ロック，ハーネス系の短絡，断線を検出するための
第１の基準電圧ＶTH1 、及び燃料ポンプ系の断線を検出
するための第２の基準電圧ＶTH2 は、予め設定された値
であると説明したが、端子電圧ＶFPは、バッテリ電圧＋
Ｂが変動すると変化するため、バッテリ電圧＋Ｂが大き
く変動するようなシステムにおいては、基準電圧ＶTH
1，ＶTH2をバッテリ電圧＋Ｂに応じて設定するための図
４に示す如きマップを予め設定しておき、異常判定時に
は、このマップからバッテリ電圧＋Ｂに対応した基準電
圧ＶTH1，ＶTH2を読み出すようにすることが好ましい。
つまり、このようにすることで、異常判定精度を向上す
ることができる。

【００４３】また、バッテリ電圧は、エンジンの運転状
態（エンジン回転数、吸気圧力、冷却水温等）によって
変化するため、こうしたエンジンの運転状態に応じて基
準電圧ＶTH1，ＶTH2を設定するようにしてもよい。また
次に、上記実施例では、直流モータを駆動源とする燃料
ポンプ２の異常を検出する装置について説明したが、本
発明は、直流モータを使用している装置であれば適用で
き、上記実施例と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された燃料ポンプ駆動装置の全体
構成を表す概略構成図である。

【図２】電子制御装置２０で実行される異常検出処理を
表すフローチャートである。

【図３】異常検出処理による異常判定動作を説明する説
明図である。

【図４】異常判定基準となる第１及び第２の基準電圧Ｖ
TH1，ＶTH2を設定するためのマップを表す線図である。

【符号の説明】

２…燃料ポンプ ４…ヒューズ ６…イグニッショ
ンスイッチ ８，１０…リレースイッチ ２０…電子制御装置
２４…検出回路 ２６…入力回路 ２８…Ａ／Ｄ変換回路 ３０…警
告灯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 英人 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 兵藤 賢仁 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動電源から直流モータまでの電源供給
   経路の抵抗値を抵抗器により切り換えることにより直流
   モータの通電電流を制御する直流モータ駆動系に設けら
   れ、上記直流モータを含む当該直流モータ駆動系の異常
   を検出する異常検出装置であって、 上記電源供給経路に接続される直流モータの端子電圧を
   検出する電圧検出手段と、 上記直流モータが所定の抵抗器を介して通電駆動されて
   いるとき、上記電圧検出手段にて検出された端子電圧を
   読み込み、該端子電圧が予め設定された第１の基準電圧
   より低い場合に、上記直流モータのロック，短絡，及び
   上記電源供給経路の異常を判定する異常判定手段と、 を備えたことを特徴とする直流モータ駆動系の異常検出
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の直流モータ駆動系の異
   常検出装置において、 上記直流モータと上記電源供給経路とが遮断されている
   とき、上記検出手段が接続された上記直流モータの端子
   から上記直流モータに微小電流を供給する通電手段と、 該通電手段が上記直流モータに微小電流を供給している
   ときに、上記検出手段にて検出された端子電圧を読み込
   み、該端子電圧が予め設定された第２の基準電圧より高
   い場合に、上記直流モータの断線を判定する断線判定手
   段と、 を設けたことを特徴とする直流モータ駆動系の異常検出
   装置。