JPH07133766A - ポンプ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ポンプ系の異常にもかかわらず、必要な動作の
遂行、異常発生ポンプの保護を行うポンプ制御装置の提
供。 【構成】第１発明のポンプ制御装置は、両スイッチ８、
９の一方に導通を指令した時点からの経過時間が所定時
間を超える場合にはポンプ１２、１３の一方の異常と判
定し、運転中のモータ１０又は１１への通電を遮断し、
停止中のモータ１０又は１１へ通電する。第２発明のポ
ンプ制御装置は、ポンプ運転指令中における所定の圧力
変化方向への圧力変化速度が所定レベル以下の場合にポ
ンプ１２又は１３の異常と判定する。このようにすれ
ば、装置構成をほとんど複雑化することなくポンプ系
（スイッチ、そのスイッチにより駆動されるモータ、こ
のモータにより駆動されるポンプ）の故障を検出してそ
れを停止し、予備のポンプ系を運転することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポンプ制御装置に関す
る。本発明は例えば車両用制動倍力装置に用いる真空ポ
ンプの制御に用いられる。

【０００２】

【従来の技術】例えば特開昭６３−３１４３８５号公報
に開示される従来の車両用制動倍力装置では、タンクに
蓄圧される真空圧力の低下を検出してから真空圧力が所
定レベルに回復するまで真空ポンプを運転する。また、
この真空ポンプ、ポンプ駆動用モータ、モータ通電用の
スイッチからなるポンプ装置を２系統設けて並列運転す
ることも行われている。

【０００３】更に、給水ポンプ装置などでは２台のポン
プを交互運転することも知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のポンプ装置では、モータ自体には過電流リレー
（サーマルリレー）やノーフューズブレーカなどのモー
タ保護装置を付設しているが、このようなモータ保護装
置はモータは保護するものの、ポンプ装置の他の構成要
素であるポンプ、スイッチ、圧力センサ（本明細書では
レベルセンサも圧力センサに包含する）をその異常から
保護することができず、かつ、それらの異常時にポンプ
装置全体の機能を維持するための方策も考慮されていな
かった。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、その第一の目的はポンプ、モータ、スイッチの異
常にもかかわらず、必要な動作を遂行可能なポンプ制御
装置を提供することにある。また、本発明の第二の目的
は、ポンプに異常が生じた場合に、このポンプを一層の
損壊から保護することにある。更に、本発明の第三の目
的は、圧力センサの異常にかかわらず、必要な動作を遂
行可能なポンプ制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１発明のポンプ制御装
置は、一対のポンプを個別駆動する一対のモータへの通
電を個別に制御する一対のスイッチと、前記ポンプによ
り蓄圧されるタンクの圧力を検出する圧力検出手段と、
検出した前記圧力に基づいて前記両モータを交互運転し
て前記タンクの圧力を所定レベルに制御する交互運転指
令手段と、前記両スイッチの一方に導通を指令した時点
からの経過時間をカウントするタイマと、前記両ポンプ
の一方へ運転を指令するにもかかわらず 前記経過時間
が所定時間を超える場合に前記ポンプの異常と判定する
判定手段と、前記ポンプ異常判定時に前記運転中のモー
タへの通電停止及び停止中の前記モータへ通電を指令す
る異常時通電切替え手段とを備えることを特徴としてい
る。

【０００７】第２発明のポンプ制御装置は、一対のポン
プを個別駆動する一対のモータへの通電を個別に制御す
る一対のスイッチと、前記ポンプにより蓄圧されるタン
クの圧力を検出する圧力検出手段と、検出した前記圧力
に基づいて前記両モータを交互運転して前記タンクの圧
力を所定レベルに制御する交互運転指令手段と、前記両
スイッチの一方に導通を指令した時点からの経過時間を
カウントするタイマと、前記経過時間中における所定の
圧力変化方向への前記タンクの圧力変化速度が所定レベ
ル以下の場合に前記ポンプの異常と判定する判定手段
と、前記ポンプ異常判定時に前記運転中のモータへの通
電停止及び停止中の前記モータへ通電を指令する異常時
通電切替え手段とを備えることを特徴としている。

【０００８】好適な態様において、前記ポンプ異常発生
時に前記異常ポンプの番号を記憶する記憶手段を備え、
前記異常時通電切替え手段は、前記モータの運転開始に
際して前記記憶手段が前記番号を記憶する場合に、前記
異常ポンプ駆動用の前記モータへの通電を遮断し、他方
のモータへ通電するものである。好適な態様において、
一対の前記圧力センサと、前記ポンプの運転を指令して
いる期間における前記両圧力センサの圧力変化速度を算
出して、所定の圧力変化方向における前記両圧力センサ
の一方の圧力変化速度が所定範囲内で、前記両圧力セン
サの他方の圧力変化速度が所定範囲外の場合に前記他方
の圧力センサを異常と判定する圧力センサ異常検出手段
とを備える。

【０００９】好適な態様において、前記圧力センサ異常
判定時に前記他方の圧力センサの代わりに前記一方の圧
力センサを用いることを指令する異常時圧力センサ切替
え手段を備える。

【００１０】

【作用及び発明の効果】第１発明のポンプ制御装置は、
異常が発生しない場合に、交互運転指令手段は、圧力検
出手段が検出した圧力に基づいて一対のスイッチを交互
に導通させて一対のモータを交互運転し、タンクの圧力
を所定レベルに制御する。一方、両スイッチの一方に導
通を指令した時点からの経過時間が所定時間を超える場
合にはポンプの異常と判定し、運転中のモータへの通電
を遮断し、停止中のモータへ通電する。

【００１１】第２発明のポンプ制御装置は、第１発明の
ポンプ制御装置とポンプ異常判定方式だけが異なってお
り、他の構成は同じである。この発明では、ポンプ運転
指令中における所定の圧力変化方向への圧力変化速度が
所定レベル以下の場合にポンプの異常と判定する。例え
ば、スイッチ導通指令時点とその後の所定時点との間の
圧力の差を算出して、所定の圧力変化方向における前記
圧力差が所定レベル以下の場合にポンプ異常と判定す
る。

【００１２】上記両発明によれば、判定手段は通常マイ
コンのフローチャートなどにより構成できるので実質的
にはタイマを一個追加するだけで、運転指令されたポン
プ系（スイッチ、そのスイッチにより駆動されるモー
タ、このモータにより駆動されるポンプ）のどれかが故
障した場合にそれを検出し、その対策として他方のポン
プ系にて機能を遂行することができ、装置の信頼性を大
幅に向上することができ、かつ、速やかな運転停止によ
り異常が発生したポンプの修理も容易となる。

【００１３】好適な態様において、異常ポンプの番号を
記憶しておき、モータの運転開始に際して番号が記憶さ
れている場合、正常なモータに通電する。このようにす
れば、一旦、タンクが所定圧力レベルとなって両ポンプ
が停止した場合、次のポンプ運転時には異常ポンプへの
通電を回避するので、異常ポンプの更なる故障進行、タ
ンク圧力回復の遅れといった問題が生じない。なお、車
両用ポンプなどにおいて車両停止の際、コントローラへ
の通電が停止される場合には不揮発メモリに番号が格納
されるのが好ましい。

【００１４】好適な態様において、一対の圧力センサが
設けられ、ポンプの運転を指令している期間における所
定の圧力変化方向への両圧力センサの一方の圧力変化速
度が所定レベル以上で、他方の圧力変化速度が所定レベ
ル以下の場合に他方の圧力センサを異常と判定する。こ
のようにすれば、圧力センサの異常を上記ポンプ系の異
常と誤認することがなく、また、圧力センサの異常によ
りポンプ系に不必要な作動をさせたり、必要な作動を遮
断させたりすることがない。

【００１５】

【実施例】

（実施例１）本発明のポンプ制御装置を車両用倍力装置
用の真空ポンプ装置に適用した実施例を図１のブロック
図を参照して説明する。このポンプ制御装置は、一対の
真空ポンプ（本発明でいうポンプ）１２、１３を個別駆
動する一対のモータ１０、１１への通電を個別に制御す
る一対のスイッチ８、９と、真空ポンプ１２、１３によ
り所定の真空圧力を蓄圧される真空タンク（図示せず）
の圧力を検出する圧力センサ（本発明でいう圧力検出手
段）６、７と、検出した圧力に基づいてモータ１０、１
１を制御するマイコン構成のコントローラ（本発明でい
う交互運転指令手段、タイマ、判定手段、異常時通電切
替え手段）１００と、コントローラ１００により駆動さ
れる警報ランプ４及び警報ブザー５を備えている。

【００１６】スイッチ８、９は、電磁リレーからなる
が、半導体電力スイッチで構成できることは当然であ
る。コントローラ１００は、２台のマイコン１０１、１
０２の並列構成となっており、これらマイコン１０１、
１０２はそれぞれＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏイン
ターフェイスを備えている。そして、マイコン１０１は
圧力センサ６からの信号に基づいてスイッチ８を駆動
し、マイコン１０２は圧力センサ７からの信号に基づい
てスイッチ９を駆動する。また、マイコン１０１はモー
タ１０の高電位端の電圧を検出し、マイコン１０２はモ
ータ１１の高電位端の電圧を検出している。

【００１７】３はバッテリであり、マイコン１０１はイ
グニッションスイッチ１を通じてスイッチ８の制御端子
対に流れる電流を制御し、マイコン１０２はイグニッシ
ョンスイッチ１を通じてスイッチ９の制御端子対に流れ
る電流を制御している。また、バッテリ３はスイッチ
８、９の主端子対を通じてモータ１０、１１に給電して
いる。

【００１８】以下、図２のフローチャートを参照して上
記装置の作動を説明する。ただし、この実施例では、車
両エンジン停止時（イグニッションキーオフ時）にはコ
ントローラ１００には給電されないものとし、後述のフ
ラグＦの内容及び異常発生情報はマイコン内蔵の不揮発
メモリに記憶されるものとする。また、圧力センサ６、
マイコン１０１、スイッチ８、モータ１０及び真空ポン
プ１２を第１ポンプ系と呼び、圧力センサ７、マイコン
１０２、スイッチ９、モータ１１及び真空ポンプ１３を
第２ポンプ系と呼ぶ。

【００１９】説明簡略化のために図２はマイコン１０１
のフローチャートを示す。マイコン１０１と並列動作す
るマイコン１０２の作動は図２と同じであり、ただ、ス
テップ２００でＦ＝１かどうか調べる点、ステップ２３
０、２２４でＦを０とする点だけが異なっている。な
お、Ｆが０であれば第１ポンプ系が選択され、フラグＦ
が１であれば第２ポンプ系が選択される。フラグＦは両
マイコン１０１、１０２の不揮発メモリにそれぞれ保持
されており、ステップ１００では両不揮発メモリからそ
れぞれフラグＦを読み出して調べるものとする。

【００２０】まずイグニッションキー１のＯＮにより両
マイコン１００、１０１が作動し、初期設定後、ステッ
プ２００にて今回作動予定のポンプ系を選択するための
フラグＦを調べる。説明簡単のためにＦは０であり、マ
イコン１００のフローチャートが選択され、マイコン１
０１は待機状態とする。以下、マイコン１００のフロー
チャートを図２に基づいて説明する。

【００２１】次に、圧力センサ６が検出した圧力を読み
取り、この圧力が真空ポンプ１２をオンすべき圧力以上
に増加したか（真空が低下したか）どうかを調べ、Ｎｏ
であれば待機し、Ｙｅｓであればスイッチ８をオンする
（２０４）。次に、スイッチ８とモータ１０との接続点
の電圧Ｖを読み込み、Ｖが所定電圧Ｖａ以上になったか
どうかを調べ（２０６）、Ｎｏであればスイッチ８の異
常であるとしてステップ２３０に進み、Ｙｅｓであれば
内蔵のタイマをスタートさせる（２０８）。

【００２２】次に、圧力センサ６から圧力を読み込み
（２１０）、タイマの経過時間が所定時間Ｔ１（ここで
は数十秒とする）を超過したかどうかを調べ（２１
２）、超過していなければステップ２１６にジャンプ
し、超過していれば圧力センサ６から読み込んだ圧力Ｐ
が所定の中間圧力Ｐｍ以下かどうかを調べる（２１
４）。ここで、圧力Ｐが中間圧力Ｐｍ以下なら（真空度
が向上していれば）ポンプ１２及びモータ１０は正常と
見做してステップ２１６に進み、圧力Ｐが中間圧力Ｐｍ
を超過していれば（真空度が向上していなければ）ポン
プ１２又はモータ１０は異常と見做してステップ２３０
に進む。

【００２３】ステップ２１６では、タイマがカウントす
る経過時間が所定時間Ｔ２（ここでは数分とする）を超
過したかどうかを調べ（２１６）、超過していなければ
ステップ２１８に進み、超過していればポンプ作動時間
が長過ぎるのはポンプ１２又はモータ１０は異常と見做
してステップ２３にジャンプする。次に、ステップ２１
８では圧力センサ６から読み込んだ圧力Ｐが圧力ＰＬ以
下かどうかを調べ、以下でなければステップ２１０へリ
ターンし、以下であればタンク圧力が予定の真空圧力Ｐ
Ｌに達したものとしてスイッチ８をオフし（２２０）、
次に内蔵の不揮発メモリが過去に異常発生を記憶してい
るかどうかを調べ（２２２）、記憶していなければ第２
ポンプ系は正常であるとしてフラグＦを１にしてそれを
マイコン１０２へ通信して、ステップ２００にリターン
する。

【００２４】一方、ステップ２３０では、スイッチ８を
オフし（マイコン１０２作動時にはスイッチ９をオフ
し）、フラグを１とし（マイコン１０２作動時にはフラ
グＦを０とし）、待機中のマイコン（ここでは１０２）
にフラグＦを通信する。なお、待機中のマイコン（ここ
では１０２）は受信ルーチンは実行するものとする。次
に、第１ポンプ系に異常が発生したことを内蔵の不揮発
メモリに記憶し（２３２）、警報ランプ４及びブザー５
をオンしてこのマイコン１０１の作動を終了する。

【００２５】図３に上記装置の正常な交互運転時のタイ
ミングチャートを示す。 （変形態様）上記した実施例ではコントローラ１００は
２個のマイコン１０１、１０２を並列動作させたが、マ
イコンの異常はポンプ系の異常より頻度が少ないので、
コントローラ１００を一個のマイコン１０１だけで構成
することもできる。この実施例では、マイコン１０１は
圧力センサ６からのみ圧力信号を受け取る。

【００２６】この１マイコン構成のコントローラ１００
の動作は図２のフローチャートと同じであるが、ただ、
ステップ２３０、２２４における通信動作は省略され
る。すなわち、図４において、図２のステップ２００の
代わりに、ステップ３００、３０１を実行する。ステッ
プ３００では不揮発メモリからフラグＦを読出し、読み
出したフラグＦの値に応じて以下作動させるべきポンプ
系を選択する（３０１）。更にステップ２３０では現在
オン状態のスイッチをオフしてフラグＦを切替え、ステ
ップ２３２、２３４を実行後、ステップ３００にリター
ンする。また、ステップ２２４ではフラグＦの切替えだ
けを行う。 （実施例２）他の実施例を説明する。

【００２７】この実施例では上記実施例１において、圧
力センサ６、７の異常の判別及びそれへの対応も実施す
るものであって、この実施例では圧力センサ６、７の出
力信号はマイコン１０１、１０２の両方にそれぞれ送信
される。詳しく説明すれば、この実施例では図２のステ
ップ２１８と２２０の間に図５に示す圧力センサ異常判
定ステップ３００〜３０８を実行するものである。

【００２８】以下、このステップを説明する。まずステ
ップ３００では、圧力センサ６から圧力Ｐ１を、圧力セ
ンサ７から圧力Ｐ２を読み込む。次に、Ｐ１がステップ
２１８で用いた圧力ＰＬの±１０％の範囲内かどうかを
調べ（３０２）、Ｎｏであれば圧力センサ６は不良と判
定してフラグＮを１にセットし（３０６）、ステップ２
２０へ進む。

【００２９】一方ステップ３０２にてＹｅｓであれば、
Ｐ２がステップ２１８で用いた圧力ＰＬの±１０％の範
囲内かどうかを調べ（３０４）、Ｎｏであれば圧力セン
サ７は不良と判定してフラグＭを１にセットし（３０
８）、ステップ２２０へ進む。そして、ステップ２０
２、２１０、２１４、２１８では、フラグＭ，Ｎが０で
あれば、マイコン１０１は圧力センサ６の検出圧力Ｐ１
を用い、マイコン１０２は圧力センサ６の検出圧力Ｐ２
を用いるが、Ｍが１であれば常にセンサ６の検出圧力Ｐ
１を用い、Ｎが１であれば常にセンサ７の検出圧力Ｐ２
を用いる。

【００３０】このようにすれば、圧力センサ６、７の信
頼性を向上することができる。なおこの実施例の圧力セ
ンサ６、７の異常判定方式は当然、１個のマイコンでコ
ントローラ１００を構成する場合にも応用できることは
明白であり、その説明は省略する。また上記各実施例に
おいて、ポンプ１２、１３はセンサ６又は７が圧力ＰＨ
を検出するたびに交互にオンしているが、ポンプ１２、
１３をＮ回づつ運転した後、交代することも可能である
ことは当然であり、また、ポンプ１２とポンプ１３の運
転時間を記憶し、両者が等しくなるように運転交代を行
うことも可能である。 （実施例３）更に上記各実施例において、ステップ２１
４にて検出圧力Ｐが中間圧力ＰＭ以下でなければ低下し
たにもかかわらず、なかなか運転が終了しない場合には
運転中のポンプの動作は一応正常であるが、タンクから
の圧力消費が大きいものと判定して２台のポンプを同時
並列に運転することもできる。

【００３１】すなわち、図６に示すように、ステップ２
１４と２１６との間に経過時間がＴ３（Ｔ１＜Ｔ３＜Ｔ
２）を超過どうか調べ（４００）、超過すれば２台のポ
ンプの運転指令を命令するステップ（４０２）を設けれ
ばよい。以下、上記説明した各実施例の作用効果を説明
する。スイッチ８又は９をオンしてから時間Ｔ２が経過
しても運転が終了しないいか、又は、スイッチ８又は９
をオンしてから時間Ｔ１が経過しても圧力ＰがＰＭ以下
に下がらない場合、運転中のポンプが不良であるとして
停止中のポンプに切り替えるので、簡単な構成により、
ポンプ系（スイッチ、そのスイッチにより駆動されるモ
ータ、このモータにより駆動されるポンプ）のどれかが
故障したことを検出し、かつ他方のポンプ系にて機能を
遂行することができ、装置の信頼性を大幅に向上するこ
とができ、かつ、速やかな運転停止により異常が発生し
たポンプの修理も容易となる。

【００３２】また、異常ポンプの番号を記憶しているの
で、次のポンプ運転時には異常ポンプへの通電を回避す
ることができ、故障ポンプの更なる故障進行、タンク圧
力回復の遅れといった問題が生じない。更に、圧力セン
サの異常を上記ポンプ系の異常と誤認することがなく、
また、圧力センサの異常によりポンプ系に不必要な作動
をさせたり、必要な作動を遮断させたりすることがな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のポンプ制御装置のブロック図であ
る。

【図２】実施例１のコントローラのフローチャートであ
る。

【図３】実施例１の圧力変化を示すタイミングチャート
である。

【図４】実施例１の変形態様の動作を示すフローチャー
トである。

【図５】実施例２のコントローラのフローチャートであ
る。

【図６】実施例３のコントローラのフローチャートであ
る。

【図７】クレーム対応図である。

【図８】クレーム対応図である。

【符号の説明】

６は第１圧力センサ、７は第２圧力センサ、８は第１ス
イッチ、９は第２スイッチ、１０は第１モータ、１１は
第２モータ、１２は第１ポンプ、１３は第２ポンプ、１
００はコントローラ（交互運転指令手段、タイマ、判定
手段、異常時通電切替え手段）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対のポンプを個別駆動する一対のモータ
   への通電を個別に制御する一対のスイッチと、前記ポン
   プにより蓄圧されるタンクの圧力を検出する圧力検出手
   段と、検出した前記圧力に基づいて前記両モータを交互
   運転して前記タンクの圧力を所定レベルに制御する交互
   運転指令手段と、 前記両スイッチの一方に導通を指令した時点からの経過
   時間をカウントするタイマと、 前記両ポンプの一方へ運転を指令するにもかかわらず
   前記経過時間が所定時間を超える場合に前記ポンプの異
   常と判定する判定手段と、 前記ポンプ異常判定時に前記運転中のモータへの通電停
   止及び停止中の前記モータへ通電を指令する異常時通電
   切替え手段とを備えることを特徴とするポンプ制御装
   置。
2. 【請求項２】一対のポンプを個別駆動する一対のモータ
   への通電を個別に制御する一対のスイッチと、前記ポン
   プにより蓄圧されるタンクの圧力を検出する圧力検出手
   段と、検出した前記圧力に基づいて前記両モータを交互
   運転して前記タンクの圧力を所定レベルに制御する交互
   運転指令手段と、 前記両スイッチの一方に導通を指令した時点からの経過
   時間をカウントするタイマと、 前記経過時間中における所定の圧力変化方向への前記タ
   ンクの圧力変化速度が所定レベル以下の場合に前記ポン
   プの異常と判定する判定手段と、 前記ポンプ異常判定時に前記運転中のモータへの通電停
   止及び停止中の前記モータへ通電を指令する異常時通電
   切替え手段とを備えることを特徴とするポンプ制御装
   置。
3. 【請求項３】前記ポンプ異常発生時に前記異常ポンプの
   番号を記憶する記憶手段を備え、 前記異常時通電切替え手段は、前記モータの運転開始に
   際して前記記憶手段が前記番号を記憶する場合に、前記
   異常ポンプ駆動用の前記モータへの通電を遮断し、他方
   のモータへ通電するものである請求項１又は２記載のポ
   ンプ制御装置。
4. 【請求項４】一対の前記圧力センサと、 前記ポンプの運転を指令している期間における前記両圧
   力センサの圧力変化速度を算出して、所定の圧力変化方
   向における前記両圧力センサの一方の圧力変化速度が所
   定範囲内で、前記両圧力センサの他方の圧力変化速度が
   所定範囲外の場合に前記他方の圧力センサを異常と判定
   する圧力センサ異常検出手段とを備える請求項１又は２
   記載のポンプ制御装置。
5. 【請求項５】前記圧力センサ異常判定時に前記他方の圧
   力センサの代わりに前記一方の圧力センサを用いること
   を指令する異常時圧力センサ切替え手段を備える請求項
   ４記載のポンプ制御装置。