(57)【要約】【課題】各相コイルの温度状態や燃料粘性の違いに拘わらず初期セットによりマグネットロータを速やかに初期位置にセットしてブラシレスモータの起動時間短縮と通電エネルギーロス低減を図ること。【解決手段】燃料ポンプに使用されるブラシレスモータ11の駆動装置は、各相コイル14A〜14Cへの通電を順次切り換えてマグネットロータ15を回転させると共に、各相コイル14A〜14Cに生じる誘起電圧に基づき各相コイル14A〜14Cへの通電を制御する誘起駆動を行う。駆動装置は、各相コイル14A〜14Cを流れるモータ電流を測定するシャント抵抗16と、制御回路12を備える。制御回路12は、誘起駆動を行う前に、マグネットロータ15を初期位置にセットするために各相コイル14A〜14Cへの通電を制御する初期セットを行い、そのために測定されるモータ電流に基づき通電デューティ値を制御する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数相のコイルを有するステータと、前記ステータに設けられるマグネットロータとを備え、燃料ポンプの駆動源として使用されるブラシレスモータについて、前記各相のコイルに対する通電を順次切り換えることにより前記マグネットロータを回転させると共に、前記各相のコイルに生じる誘起電圧に基づいて前記マグネットロータの位置を検出し、その検出位置に基づいて前記各相のコイルに対する通電を制御する誘起駆動を行うブラシレスモータの駆動装置であって、
前記各相のコイルを流れるモータ電流を測定するための電流測定手段と、
前記各相のコイルに対する通電はデューティ制御によるものであり、前記誘起駆動を行う前に、前記マグネットロータを所定の初期位置にセットするために前記各相のコイルに対する通電を制御する初期セットを行い、その初期セットを行うときに前記電流測定手段により測定されるモータ電流に基づいて前記デューティ制御に係る通電デューティ値を制御する初期セット制御手段と
を備えたことを特徴とするブラシレスモータの駆動装置。
【請求項２】
前記初期セット制御手段は、前記通電デューティ値の制御に係る複数の制御モードを備え、前記初期セットを開始するときに、前記電流測定手段により測定される前記モータ電流の大きさに基づいて前記複数の制御モードを選択的に実行することを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの駆動装置。
【請求項３】
前記初期セット制御手段は、前記制御モードとして、前記通電デューティ値を徐々に増加させるスイープ制御と、前記通電デューティ値を一気に最大値に増大させる最大値制御とを備え、前記初期セットを開始するときに、前記電流測定手段により測定される前記モータ電流が所定の基準値以上となる場合は前記最大値制御を実行し、前記測定されるモータ電流が前記基準値未満となる場合は前記スイープ制御を実行することを特徴とする請求項２に記載のブラシレスモータの駆動装置。
【請求項４】
前記初期セット制御手段は、前記初期セットを開始するときに、前記電流測定手段により測定される前記モータ電流が所定の基準値以上となる場合は、前記ブラシレスモータが起動遅れとなることを示す信号を外部へ出力することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載のブラシレスモータの駆動装置。
【請求項５】
前記ブラシレスモータが停止してからの経過時間を計時する計時手段を更に備え、
前記初期セット制御手段は、前記ブラシレスモータを再起動させる場合に、前記計時手段により計時される経過時間が所定の基準値以内となるときは、前記通電デューティ値を一気に最大値に増大させる最大値制御を実行することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載のブラシレスモータの駆動装置。
【請求項６】
前記初期セット制御手段は、前記ブラシレスモータを再起動させる場合に、前記計時手段により計時される経過時間が前記基準値以内となるときは、前記ブラシレスモータが起動遅れとなることを示す信号を外部へ出力することを特徴とする請求項５に記載のブラシレスモータの駆動装置。
【請求項７】
前記初期セット制御手段は、前記初期セットのために前記通電デューティ値を徐々に増加させるスイープ制御を行うと共に、前記電流測定手段により測定される前記モータ電流が所定の幅で徐々に増加する所定の制御範囲内の値となるように前記通電デューティ値を制御することを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの駆動装置。
【請求項８】
前記初期セット制御手段は、前記制御される前記通電デューティ値が最大値となり、かつ、前記電流測定手段により測定される前記モータ電流がゼロとなるときに、前記ブラシレスモータに異常が発生したことを示す信号を外部へ出力することを特徴とする請求項７に記載のブラシレスモータの駆動装置。
【請求項９】
前記初期セット制御手段は、前記制御される前記通電デューティ値がゼロとなり、かつ、前記電流測定手段により測定される前記モータ電流が最大値となるときに、前記ブラシレスモータに異常が発生したことを示す信号を外部へ出力することを特徴とする請求項７に記載のブラシレスモータの駆動装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか一つに記載のブラシレスモータの駆動装置とブラシレスモータを備え、前記ブラシレスモータを駆動源として設けたことを特徴とする燃料ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、センサレス駆動方式を採用したブラシレスモータの駆動装置及びその駆動装置とブラシレスモータを備えた燃料ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブラシレスモータとして、マグネットロータの磁極位置を検出するセンサを使わない代わりに、マグネットロータが回転するときにステータのコイルに発生する誘起電圧を検出し、その検出信号に基づいてモータ通電信号を生成する、すなわち「誘起駆動」を行う、センサレス駆動方式のブラシレスモータが知られている。ところが、コイルに誘起電圧が発生するのは、マグネットロータが回転しているときだけであり、モータ停止時には、マグネットロータが回転していないことから、コイルに誘起電圧が発生せず、マグネットロータの位置情報が得られない。このため、モータ起動時には、ステータのコイルに強制的に通電してマグネットロータを強制的に回転させる、すなわち「強制駆動」を行う必要があった。一例として、下記の特許文献１には、モータ起動時に強制駆動を行うセンサレス駆動方式を採用したブラシレスモータの駆動装置が記載されている。
【０００３】
しかし、モータ起動時に強制駆動を行っても、通電対象となるコイルの相が不適切であれば、マグネットロータを強制的に回転させることができず、誘起電圧を発生させることができない。この結果、ブラシレスモータを起動させることができない。特許文献１に記載の駆動装置では、最初に特定相のコイルに通電を行い、マグネットロータの初期位置を確定させてから適切な相のコイルに通電を行うようになっている。ところが、マグネットロータを初期位置に確定させる対策が不十分であり、場合によってはモータが誤動作するおそれがあった。例えば、マグネットロータを目標位置まで動かす際、勢い余って目標位置を通り過ぎてしまったり、反対に動きが遅すぎて目標位置に到達しないうちに強制駆動が始まってしまったりすることがあり、ブラシレスモータを確実に起動させることができないおそれがあった。また、強制駆動時にも通電時間や通電タイミングが不適切であれば、ブラシレスモータを起動させることはできない。
【０００４】
ここで、特許文献２には、マグネットロータが何れの位置に停止していても、ブラシレスモータを起動可能な状態にできるブラシレスモータの駆動装置が提案されている。この駆動装置は、各相のコイルに対する通電をデューティ制御によるものとして、誘起駆動の前の強制駆動を行う前に、マグネットロータを所定の初期位置にセットする初期セットが行われるようになっている。そのために、初期セットとして、各相のコイルに対する通電デューティ値を徐々に変化させるスイープ制御を行うようになっている。この初期セットを行うことにより、ブラシレスモータの起動を確実なものとし、起動時間の安定性を確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２４８３８７号公報
【特許文献２】特開２００８−３０１５８８号公報
【特許文献３】特開２００５−１１０３４５号公報
【特許文献４】特開２００５−２１４２１６号公報
【特許文献５】特開平８−３０８２８８号公報
【特許文献６】特開平９−３１２９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献２に記載の駆動装置では、初期セットのために多少時間がかかることから、その分だけブラシレスモータの起動時間が通常のＤＣモータに比べて長くなる傾向があった。このことは、例えば、ブラシレスモータを、エンジンに燃料を圧送する燃料ポンプの駆動源として使用した場合、エンジン始動時に燃料ポンプの起動に時間がかかることとなる。この結果、燃料圧力の上昇が遅れてエンジンへ燃料を速やかに供給することができず、エンジンの始動性能を低下させる懸念があった。
【０００７】
また、ステータの各相のコイルの抵抗は、各相のコイルの温度が高くなるほど増す傾向がある。このため、各相のコイルの温度の違いによってブラシレスモータの起動性が異なるおそれがあった。そこで、汎用性のある起動方法を考えた場合、ブラシレスモータの使用条件のうち、各相のコイルの温度が最も高くなる高温条件下で、各相のコイルに供給される通電に関するパラメータを最適値に設定することが考えられる。しかしながら、通電に関するパラメータを、高温条件下での最適値に設定すると、低温条件下では、通電により各相のコイルに過剰な電力が供給されることとなり、エネルギーロスが問題となる。
【０００８】
また、燃料ポンプが汲み上げる燃料の粘性の違いによってもブラシレスモータの起動抵抗が異なることがある。このため、ブラシレスモータの初期セットに際して、一定の通電デューティ値によりブラシレスモータを駆動したとしても、各相のコイルを流れるモータ電流が増減することがあり、ブラシレスモータの起動時間が変わるおそれがあった。
【０００９】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ブラシレスモータの起動に際して、誘起駆動を行う前に初期セットを行うものにつき、各相のコイルの温度状態や燃料粘性の違いにかかわらず、初期セットによりマグネットロータを速やかに所定の初期位置にセットして、ブラシレスモータの起動時間の短縮と通電によるエネルギーロスの低減を図ることを可能としたブラシレスモータの駆動装置及び燃料ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数相のコイルを有するステータと、ステータに設けられるマグネットロータとを備え、燃料ポンプの駆動源として使用されるブラシレスモータについて、各相のコイルに対する通電を順次切り換えることによりマグネットロータを回転させると共に、各相のコイルに生じる誘起電圧に基づいてマグネットロータの位置を検出し、その検出位置に基づいて各相のコイルに対する通電を制御する誘起駆動を行うブラシレスモータの駆動装置であって、各相のコイルを流れるモータ電流を測定するための電流測定手段と、各相のコイルに対する通電はデューティ制御によるものであり、誘起駆動を行う前に、マグネットロータを所定の初期位置にセットするために各相のコイルに対する通電を制御する初期セットを行い、その初期セットを行うときに電流測定手段により測定されるモータ電流に基づいてデューティ制御に係る通電デューティ値を制御する初期セット制御手段とを備えたことを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成によれば、ブラシレスモータの起動に際して、誘起駆動が行われる前に、初期セット制御手段により、マグネットロータを所定の初期位置にセットするための初期セットが行われる。そして、この初期セットのために、電流測定手段により測定されるモータ電流に基づいて、デューティ制御に係る通電デューティ値が制御される。ここで、測定されるモータ電流は、ブラシレスモータの各相のコイルの抵抗値の違い、ブラシレスモータを駆動源とする燃料ポンプが汲み上げる燃料の粘性の違いなどによって変わり得る。従って、初期セットのために、通電デューティ値が各相のコイルの抵抗値の違いや燃料粘性の違いに応じて制御されることとなる。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、初期セット制御手段は、通電デューティ値の制御に係る複数の制御モードを備え、初期セットを開始するときに、電流測定手段により測定されるモータ電流の大きさに基づいて複数の制御モードを選択的に実行することを趣旨とする。
【００１３】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、初期セットを開始するときに、通電デューティ値の制御に係る複数の制御モードが、測定されるモータ電流の大きさに基づいて選択的に実行される。従って、複数の最適な制御モードを予め設定しておくことで、通電デューティ値を容易に制御することが可能となる。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、初期セット制御手段は、制御モードとして、通電デューティ値を徐々に増加させるスイープ制御と、通電デューティ値を一気に最大値に増大させる最大値制御とを備え、初期セットを開始するときに、電流測定手段により測定されるモータ電流が所定の基準値以上となる場合は最大値制御を実行し、測定されるモータ電流が基準値未満となる場合はスイープ制御を実行することを趣旨とする。
【００１５】
上記発明の構成によれば、請求項２に記載の発明の作用に加え、初期セットを開始するときに、測定されるモータ電流が所定の基準値以上となる場合は、各相のコイルの抵抗値が相対的に小さくなったり、燃料粘度が相対的に高くなったりするものとして、制御モードとして通電デューティ値を一気に最大値に増大させる最大値制御が実行され、各相のコイルに一気に強力な励磁力が与えられる。一方、初期セットを開始するときに、測定されるモータ電流が所定の基準値未満となる場合は、各相のコイルの抵抗値が相対的に大きくなったり、燃料粘度が相対的に低くなったりするものとして、制御モードとして通電デューティ値を徐々に増加させるスイープ制御が実行され、各相のコイルに徐々に強い励磁力が与えられる。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明において、初期セット制御手段は、初期セットを開始するときに、電流測定手段により測定されるモータ電流が所定の基準値以上となる場合は、ブラシレスモータが起動遅れとなることを示す信号を外部へ出力することを趣旨とする。
【００１７】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の作用に加え、測定されるモータ電流が所定の基準値以上となる場合とは、外気温度の低下により各相のコイルの抵抗値が小さくなったり、燃料粘度が高くなったりする場合に相当する。この場合は、ブラシレスモータの起動、延いては燃料ポンプの起動に時間がかかるおそれがある。このような場合がモータ電流に基づいて想定されるときは、そのことを示す信号が外部へ出力される。従って、燃料ポンプの起動遅れに合わせて、関連する機器を適宜動作させることが可能となる。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の発明において、ブラシレスモータが停止してからの経過時間を計時する計時手段を更に備え、初期セット制御手段は、ブラシレスモータを再起動させる場合に、計時手段により計時される経過時間が所定の基準値以内となるときは、通電デューティ値を一気に最大値に増大させる最大値制御を実行することを趣旨とする。
【００１９】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至４の何れか一つに記載の発明の作用に加え、ブラシレスモータを再起動させるときに、ブラシレスモータが停止してからの経過時間が所定の基準値以内となるときは、前回の停止から間もない再起動を意味する。この場合は、自己発熱により各相のコイルの抵抗値が相対的に大きく、ブラシレスモータ、延いては燃料ポンプが起動し難い状態にあると考えられる。従って、この場合に、ブラシレスモータに対する通電デューティ値を一気に最大値に増大させることで、各相のコイルに一気に強力な励磁力が与えられる。
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、初期セット制御手段は、ブラシレスモータを再起動させる場合に、計時手段により計時される経過時間が基準値以内となるときは、ブラシレスモータが起動遅れとなることを示す信号を外部へ出力することを趣旨とする。
【００２１】
上記発明の構成によれば、請求項５に記載の発明の作用に加え、ブラシレスモータが起動し難い状態にある場合に、ブラシレスモータが起動遅れとなることを示す信号が外部へ出力されるので、ブラシレスモータの起動遅れ、延いては燃料ポンプの起動遅れに合わせて、関連する機器を適宜動作させることが可能となる。
【００２２】
上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、初期セット制御手段は、初期セットのために通電デューティ値を徐々に増加させるスイープ制御を行うと共に、電流測定手段により測定されるモータ電流が所定の幅で徐々に増加する所定の制御範囲内の値となるように通電デューティ値を制御することを趣旨とする。
【００２３】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、初期セットのためにスイープ制御を行うと共に、実際に測定されるモータ電流が所定の幅で徐々に増加する所定の制御範囲内の値となるように通電デューティ値が制御される。従って、初期セットのために、各相のコイルの抵抗値の違いや燃料粘性の違いにかかわらず、各相のコイルを流れるモータ電流が徐々に増加され、各相のコイルに徐々に強い励磁力が与えられる。
【００２４】
上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、初期セット制御手段は、制御される通電デューティ値が最大値となり、かつ、電流測定手段により測定されるモータ電流がゼロとなるときに、ブラシレスモータに異常が発生したことを示す信号を外部へ出力することを趣旨とする。
【００２５】
上記発明の構成によれば、請求項７に記載の発明の作用に加え、制御される通電デューティ値が最大値となり、かつ、測定されるモータ電流がゼロとなるときは、各相のコイル等の断線異常が想定される。従って、この場合にそのことを示す信号が外部へ出力されるので、ブラシレスモータ、延いては燃料ポンプの異常発生に合わせて、関連する機器を適宜動作させることが可能となる。
【００２６】
上記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、初期セット制御手段は、制御される通電デューティ値がゼロとなり、かつ、電流測定手段により測定されるモータ電流が最大値となるときに、ブラシレスモータに異常が発生したことを示す信号を外部へ出力することを趣旨とする。
【００２７】
上記発明の構成によれば、請求項７に記載の発明の作用に加え、制御される通電デューティ値がゼロとなり、かつ、測定されるモータ電流が最大値となるときは、各相コイル等の短絡異常が想定される。従って、この場合にそのことを示す信号が外部へ出力されるので、ブラシレスモータ、延いては燃料ポンプの異常発生に合わせて、関連する機器を適宜動作させることが可能となる。
【００２８】
上記目的を達成するために、請求項１０に記載の発明の燃料ポンプは、請求項１乃至９の何れか一つに記載のブラシレスモータの駆動装置とブラシレスモータを備え、ブラシレスモータを駆動源として設けたことを趣旨とする。
【００２９】
上記発明の構成によれば、燃料ポンプにつき、請求項１乃至９の何れか一つに記載のブラシレスモータの駆動装置と同等の作用が得られる。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１に記載の発明によれば、ブラシレスモータの起動に際して、誘起駆動を行う前に初期セットを行うものにつき、各相のコイルの温度状態や燃料粘性の違いにかかわらず、初期セットによりマグネットロータを速やかに所定の初期位置にセットすることができ、ブラシレスモータ、延いては燃料ポンプの起動時間を短縮することができ、通電によるエネルギーロスの低減を図ることができる。
【００３１】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に対し、初期セットによりマグネットロータを確実に所定の初期位置にセットすることができ、ブラシレスモータ、延いては燃料ポンプの起動性を向上させることができる。
【００３２】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、スイープ制御により、マグネットロータを、揺れが起きないようにゆっくりと回転させて所定の初期位置にセットすることができる。また、最大値制御により、マグネットロータを、揺れを力で押さえながら急回転させて、できるだけ速やかに所定の初期位置にセットすることができる。
【００３３】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の効果に加え、燃料ポンプの起動遅れに合わせて、関連する機器を適宜動作させることができる。
【００３４】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の何れか一つに記載の発明の効果に加え、前回の停止から間もない再起動時にも、最大値制御により、マグネットロータを、揺れを力で押さえながら急回転させてできるだけ速やかに所定の初期位置にセットすることができる。
【００３５】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５の何れか一つに記載の発明の効果に加え、前回の停止から間もない再起動に起因する燃料ポンプの起動遅れに合わせて、関連する機器を適宜動作させることができる。
【００３６】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、各相のコイルの抵抗値の違いや燃料粘性の違いにかかわらず、マグネットロータを、揺れが起きないようにゆっくりと回転させて所定の初期位置にセットすることができる。
【００３７】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明の効果に加え、関連の機器を、ブラシレスモータの異常発生、延いては燃料ポンプの異常発生に対処して好適に動作させることができる。
【００３８】
請求項９に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明の効果に加え、関連の機器を、ブラシレスモータの異常発生、延いては燃料ポンプの異常発生に対処して好適に動作させることができる。
【００３９】
請求項１０に記載の発明によれば、燃料ポンプにつき、請求項１乃至９の何れか一つに記載のブラシレスモータの駆動装置と同等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１実施形態に係り、エンジンシステムを示す概略構成図。
【図２】同実施形態に係り、ブラシレスモータとコントローラの構成を示す電気回路図。
【図３】同実施形態に係り、誘起駆動時の各相のコイルに対する通電タイミングと各相のコイル端子電圧の変化を示すタイムチャート。
【図４】同実施形態に係り、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各コイルの端子電圧の変化を示すタイムチャート。
【図５】同実施形態に係り、ブラシレスモータの停止状態におけるステータとマグネットロータの位置関係につき、考えられる全ての関係を示す概念図。
【図６】同実施形態に係り、制御回路が実行する制御ロジックを示すフローチャート。
【図７】同実施形態に係り、各相のコイルに対する通電デューティ値の理想的な変化を示すタイムチャート。
【図８】同実施形態に係り、図６に示す制御ロジックに対応した通電相の変化を示すフローチャート。
【図９】同実施形態に係り、制御ロジックの流れに伴う通電相の変化と、ステータとマグネットロータの位置関係の変化を示す概念図。
【図１０】同実施形態に係り、各相のコイルを流れるモータ電流の変化を示すタイムチャート。
【図１１】同実施形態に係り、各相のコイルを流れるモータ電流の変化を示すタイムチャート。
【図１２】同実施形態に係り、各相のコイルを流れるモータ電流の変化を示すタイムチャート。
【図１３】同実施形態に係り、初期セット１回目の制御ロジックを示すフローチャート。
【図１４】同実施形態に係り、上限値、下限値及び制御範囲の関係を示すグラフ。
【図１５】同実施形態に係り、１回の初期セットにおける通電デューティ値とモータ電流の変化を示すタイムチャート。
【図１６】同実施形態に係り、１回の初期セットにおける通電デューティ値とモータ電流の変化を示すタイムチャート。
【図１７】同実施形態に係り、断線等の異常が発生した場合のモータ電流の変化を示すタイムチャート。
【図１８】同実施形態に係り、短絡等の異常が発生した場合のモータ電流の変化を示すタイムチャート。
【図１９】第２実施形態に係り、起動制御に関連してエンジン制御用のＥＣＵが電源オフ時に実行する電源オフ制御の内容を示すフローチャート。
【図２０】同実施形態に係り、制御回路が実行する起動制御の内容を示すフローチャート。
【図２１】同実施形態に係り、ホットスタート時における初期セット１回目から誘起駆動までの通電デューティ値の変化を示すタイムチャート。
【図２２】同実施形態に係り、コールドスタート時であって燃料粘度が高めとなる場合における初期セット１回目から誘起駆動までの通電デューティ値の変化を示すタイムチャート。
【図２３】同実施形態に係り、コールドスタート時であって燃料粘度が標準程度となる場合における初期セット１回目から誘起駆動までの通電デューティ値の変化を示すタイムチャート。
【図２４】別の実施形態に係り、コールドスタート時であって燃料粘度が標準程度となる場合における初期セット１回目から誘起駆動までの通電デューティ値の変化を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
［第１実施形態］
以下、本発明におけるブラシレスモータの駆動装置及び燃料ポンプを具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００４２】
この実施形態では、本発明におけるブラシレスモータの駆動装置を、自動車用エンジンに燃料を圧送する燃料ポンプの駆動源として使用されるセンサレス駆動方式を採用したブラシレスモータの駆動装置に具体化して説明する。図１に、エンジンシステムを概略構成図により示す。エンジンシステムを構成するエンジン４１は、燃焼室４２に外気を導入する吸気通路４３と、燃焼室４２から排気ガスを外部へ導出する排気通路４４とを備える。吸気通路４３には、燃料を噴射するインジェクタ４５が設けられる。エンジン４１には、点火プラグ４６が設けられる。点火プラグ４６は、イグナイタ４７からの高電圧を受けて点火動作する。
【００４３】
エンジンシステムは、燃焼室４２へ燃料を供給する燃料供給装置４８を含む。燃料供給装置４８は、インジェクタ４５の他に、燃料を貯留する燃料タンク４９と、燃料タンク４９に収容された燃料ポンプユニット５０と、燃料ポンプユニット５０からインジェクタ４５へ燃料を送る燃料ライン５１とを備える。燃料ポンプユニット５０は、燃料ポンプ５２及び高圧フィルタ５３等を備える。燃料ポンプ５２が動作することで、燃料タンク４９の燃料が汲み上げられて燃料ライン５１を通じてインジェクタ４５へ圧送される。インジェクタ４５へ圧送された燃料は、インジェクタ４５が動作することで吸気通路４３へ噴射される。噴射された燃料は、吸気通路４３に吸入された空気と混合気を形成して燃焼室４２に導入される。この混合気は、燃焼室４２にて点火プラグ４６が動作することで爆発燃焼する。燃焼後の排気ガスは、排気通路４４を通じて外部へ排出される。このような一連の行程でピストン５４が上下動することにより、クランクシャフト（図示略）が回転してエンジン４１に動力が得られる。
【００４４】
吸気通路４３には、吸気量を調節する電子スロット装置５５が設けられる。吸気通路４３には、吸気温センサ６１及び吸気圧センサ６２が設けられる。エンジン４１には、水温センサ６３及び回転速度センサ６４が設けられる。運転席には、アクセルペダル５６に対応してアクセルセンサ６５が設けられる。運転席には、エンジン４１の始動を操作するためのイグニションスイッチ（ＩＧスイッチ）６６が設けられる。このエンジンシステムは、エンジン４１の運転を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）７０を更に備える。ＥＣＵ７０は、各種センサ等６１〜６６からの検出信号に基づいてエンジン４１の運転状態に応じた燃料供給制御及び点火時期制御等を実行するために、インジェクタ４５、イグナイタ４７、燃料ポンプ５２及び電子スロット装置５５をそれぞれ制御するようになっている。
【００４５】
燃料タンク４９の中には、燃料が貯留されると共に、燃料ポンプユニット５０が設けられる。燃料タンク４９の上部外側には、燃料ポンプ５２を制御するためのコントローラ１０が設けられる。燃料ポンプ５２は、センサレス駆動方式を採用したブラシレスモータ１１と、同モータ１１により回転駆動されるインペラ等（図示略）を備える。コントローラ１０は、このブラシレスモータ１１を制御することで、燃料ポンプ５２を制御するようになっている。ＥＣＵ７０は、エンジン４１の運転時に燃料ポンプ５２を制御するために、コントローラ１０との間で信号のやりとりを行うようになっている。
【００４６】
次に、上記した燃料ポンプ５２に係り、ブラシレスモータ１１と、その駆動装置であるコントローラ１０の構成について詳しく説明する。図２に、ブラシレスモータ１１と、そのコントローラ１０の構成を電気回路図により示す。コントローラ１０は、制御回路１２と駆動回路１３とを含む。この実施形態で、ブラシレスモータ１１は、３相４極のセンサレス駆動方式のものであり、駆動回路１３には３相全波駆動方式の回路が採用される。ブラシレスモータ１１は、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイル１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃを含むステータ１４と、ステータ１４に対応して設けられたアウタ式の４極のマグネットロータ１５とを備える。ブラシレスモータ１１は、センサレス駆動方式であることから、ステータ１４に対するマグネットロータ１５の磁極位置（ロータ位置）を検出するために、ホール素子を使わずに、ステータ１４の各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃで生じる誘起電圧を利用するようになっている。そして、駆動回路１３は、マグネットロータ１５が回転するときに、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃで発生する誘起電圧に基づいてロータ位置を検出し、その検出されるロータ位置に基づいて通電対象となる各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃを決定する、「誘起駆動」を行うようになっている。
【００４７】
図２に示すように、駆動回路１３は、スイッチング素子としてのＰＮＰ形の第１、第３及び第５のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５、並びに、ＮＰＮ形の第２、第４及び第６のトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６を３相ブリッジにより接続して構成される。第１、第３及び第５のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５のエミッタはそれぞれ電源（＋Ｂ）接続され、第２、第４及び第６のトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６のエミッタはそれぞれ接地される。ブラシレスモータ１１の各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃの一端子は互いに共通接続点に接続され、各他端子は第１及び第２のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の共通接続点、第３及び第４のトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４の共通接続点、並びに第５及び第６のトランジスタＴｒ５，Ｔｒ６の共通接続点にそれぞれ接続される。各トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のベースは制御回路１２に接続される。制御回路１２の両端子は、それぞれ電源（＋Ｂ）に接続され、接地される。この実施形態で、制御回路１２はカスタムＩＣにより構成される。
【００４８】
加えて、この実施形態では、駆動回路１３に、ステータ１４の各相のコイル１４Ａ〜１４を流れるモータ電流ＩＭを測定するためのシャント抵抗１６が設けられる。このシャント抵抗１６は、第２、第４及び第６のトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６のエミッタと接地との間に接続される。このシャント抵抗１６の両端は、制御回路１２に接続され、シャント抵抗１６で測定されるモータ電流ＩＭが制御回路１２に入力されるようになっている。この実施形態で、シャント抵抗１６は、本発明の電流測定手段に相当する。
【００４９】
このブラシレスモータ１１は、センサレス駆動方式であることから、停止時には各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃで誘起電圧が発生しない。そこで、この実施形態では、ブラシレスモータ１１の起動に際して、３相のコイル１４Ａ〜１４Ｃのうち２相のコイルに対して所定の通電順序により強制的に通電を行うことでマグネットロータ１５を回転させる「強制駆動」が行われるようになっている。しかしながら、起動時にロータ位置を無視して各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃに所定の通電順序で強制的に通電を始めても、マグネットロータ１５が回転したり回転しなかったりすることがある。このため、ブラシレスモータ１１が起動できたり、起動できなかったり、あるいは、起動完了までに必要以上に時間がかかったりすることがある。そこで、この実施形態では、ブラシレスモータ１１の起動に際して、所定の「起動制御」を実行することで、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃに対する通電を行い、ブラシレスモータ１１を起動させるようになっている。この起動制御によって所期の誘起電圧が発生した後は、上記した誘起駆動に切り替えるようになっている。
【００５０】
ここで、誘起駆動について詳しく説明する。図３に、誘起駆動時に制御回路１２により実行される各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃに対する通電タイミングと各相のコイル端子電圧の変化をタイムチャートにより示す。制御回路１２は、駆動回路１３の各トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のベース（ゲート）に対する通電を制御することにより、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各コイル１４Ａ〜１４Ｃに対する通電を制御するようになっている。図３において、「ＵＨ，ＶＨ，ＷＨ」はそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相をハイレベルとするＨｉ側ゲートを示し、「ＵＬ，ＶＬ，ＷＬ」はそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相をロウレベルとするＬｏｗ側ゲートを示す。図３に示すように、Ｈｉ側ゲート及びＬｏｗ側ゲートの通電を制御することにより、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各コイル１４Ａ〜１４Ｃが通電され、各相にコイル端子電圧が生じることが分かる。
【００５１】
図４に、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各コイル１４Ａ〜１４Ｃにつき、それらの端子電圧の変化をタイムチャートにより示す。このタイムチャートから分かるように、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃは、「１２０°通電」と「６０°非通電」を交互に受ける。図４において、時刻ｔ１で、非通電に切り替えられると、最初にパルス状電圧として正の逆起電力が生じ、その後に誘起電圧が増加する。次に、時刻ｔ２で、通電に切り替えられてから、時刻ｔ３で非通電に切り替えられるまでの間で、正の定電圧により推移する。そして、時刻ｔ３で、非通電に切り替えられると、パルス状電圧として負の逆起電力が生じ、その後に誘起電圧が減少する。そして、時刻ｔ４で、通電に切り替えられると、負の定電圧により推移する。制御回路１２は、逆起電圧の後に生じる誘起電圧を利用してロータ位置を検出するようになっている。制御回路１２は、上記のように検出されるロータ位置に基づいてＵ相、Ｖ相及びＷ相の各コイル１４Ａ〜１４Ｃに対する通電を制御する。つまり、制御回路１２は、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃに対する通電を順次切り替えることにより、マグネットロータ１５を回転させると共に、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃに生じる誘起電圧に基づいてロータ位置を検出する。そして、制御回路１２は、検出されたロータ位置に基づいて各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃに対する通電を制御する。このようにして誘起駆動が行われるようになっている。
【００５２】
ここで、図５（Ａ）〜（Ｆ）に、ブラシレスモータ１１の停止状態におけるステータ１４とマグネットロータ１５の位置関係につき、考えられる全ての関係を概念図により示す。起動前のステータ１４に対するマグネットロータ１５の停止位置（初期位置）が、ブラシレスモータ１１の起動に好都合な場合は、例えば、「Ｕ→Ｖ」、「Ｕ→Ｗ」、「Ｖ→Ｗ」、「Ｖ→Ｕ」、「Ｗ→Ｕ」及び「Ｗ→Ｖ」という所定の通電順序で通電相を切り替えることにより、ブラシレスモータ１１を起動させることができる。図５（Ａ）〜（Ｄ）の位置関係がこの好都合な場合に相当する。これに対し、起動前のステータ１４に対するマグネットロータ１５の停止位置（初期位置）がブラシレスモータ１１の起動に不都合な場合は、上記した所定の通電順序で通電相を切り替えても、ブラシレスモータ１１を起動させることができない。図５（Ｅ），（Ｆ）の位置関係がこの不都合な場合に相当する。このように、マグネットロータ１５の初期位置によっては、ブラシレスモータ１１が起動できたり、できなかったりすることとなり、従来は、ブラシレスモータを確実に起動させることができなかった。
【００５３】
そこで、この実施形態では、マグネットロータ１５の停止位置がブラシレスモータ１１の起動に不都合な場合に対処するために、制御回路１２は、ブラシレスモータ１１の起動に際して、「誘起駆動」に先立って「初期セット」と「強制駆動」を実行することによりマグネットロータ１５を回転させるようになっている。強制駆動により誘起電圧が発生した後は、誘起電圧を検出して行う誘起駆動に切り替えるようになっている。この実施形態で、制御回路１２は、本発明の初期セット制御手段に相当する。
【００５４】
図６に、制御回路１２が実行する制御ロジックをフローチャートにより示す。図７に、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃに対する通電デューティ値ＤＹの理想的な変化をタイムチャートにより示す。
【００５５】
この制御ロジックでは、最初に、ステップ１００で、エンジン４１のイグニションスイッチ（ＩＧスイッチ）６６がオン操作されて起動信号が入力されると、ステップ２００で、制御回路１２は、初期セット１回目を「スイープ制御」により実行する。すなわち、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃに対する通電デューティ値ＤＹを徐々に変化させる。この実施形態では、図７の時刻ｔ０〜ｔ１に示すように、通電デューティ値ＤＹを、短い時間（小さい通電割合）から長い時間（大きい通電割合）へ徐々に増加させるようになっている。図７の時刻ｔ０〜ｔ１に示す通電デューティ値ＤＹの変化は、理想的な変化であり、これと異なる変化を示す場合もあり得る。この初期セットの制御の詳細については後述する。初期セット１回目の目的は、マグネットロータ１５が「デッドポイント」に止まるのを回避することである。この初期セット１回目により、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃにゆっくりと励磁力を与え、マグネットロータ１５に揺れが起きないようにしている。ここで、「デッドポイント」とは、後に強制駆動が行われたときに逆回転や脱調が起きやすい位置のことである。この初期セット１回目に要する時間を、例えば「３２ｍｓ」とすることができる。このときの通電デューティ値ＤＹは、例えば「１５％〜１００％」の範囲で変化させることができる。
【００５６】
次に、ステップ３００で、制御回路１２は、初期セット２回目をスイープ制御により実行する。すなわち、初期セット１回目と同様に、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃに対する通電デューティ値ＤＹを徐々に変化させる。この実施形態では、図７の時刻ｔ１〜ｔ２に示すように、通電デューティ値ＤＹを、再び短い時間（小さい通電割合）から長い時間（大きい通電割合）へ徐々に増加させる。図７の時刻ｔ１〜ｔ２に示す通電デューティ値ＤＹの変化は理想的な変化であり、これと異なる変化を示す場合もあり得る。この初期セット２回目の目的は、初期セット１回目にマグネットロータ１５がデッドポイントで止まってしまった場合の回避策であり、マグネットロータ１５を所定の初期位置にセットすることである。この場合も、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃにゆっくりと励磁力を与え、マグネットロータ１５に揺れが起きないようにしている。
【００５７】
上記のように２回の初期セットを行うことにより、マグネットロータ１５を、ブラシレスモータ１１の起動に好都合な所定の初期位置、すなわち図４（Ａ）〜（Ｄ）に示す位置関係にセットすることができる。
【００５８】
その後、ステップ４００で、制御回路１２は強制駆動を実行する。すなわち、図７の時刻Ｔ２〜ｔ３に示すように、通電デューティ値ＤＹを所定の一定値（この実施形態では「３０％」）として、マグネットロータ１５が所定の初期位置にセットされた状態で、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃに対して所定の通電順序で通電相を切り替えることによりブラシレスモータ１１を強制的に駆動させる。この強制駆動の目的は、マグネットロータ１５の脱調を防止することである。
【００５９】
続いて、ステップ５００で、制御回路１２は誘起電圧を監視することにより、マグネットロータ１５の位置検出を実行する。その後、ステップ６００で、制御回路１２は、マグネットロータ１５の位置検出ができたか否かを判断する。この判断により位置検出ができなければ、制御回路１２は、再びステップ４００の強制駆動へ戻る。
【００６０】
一方、ステップ６００の判断により位置検出ができたならば、制御回路１２は、ステップ７００で誘起駆動を実行した上で、ステップ５００の誘起電圧の監視に戻る。誘起駆動に際して、図７の時刻Ｔ３以降に示すように、通電デューティ値ＤＹを所定値とする。
【００６１】
つまり、この実施形態では、強制駆動と誘起駆動を行う前に、マグネットロータ１５を所定の初期位置にセットするための初期セットをスイープ制御により連続して２回行うようになっている。
【００６２】
ここで、図８に、図６に示す制御ロジックに対応した通電相の変化をフローチャートにより示す。この実施形態では、初期セット１回目（スイープ制御）では、Ｗ相からＵ相へ、すなわちコイル１４Ｃからコイル１４Ａへ通電を行う。初期セット１回目（スイープ制御）では、Ｗ相からＶ相へ、すなわちコイル１４Ｃからコイル１４Ｂへ通電を行う。また、強制駆動では、Ｕ相からＶ相へ、すなわちコイル１４Ａからコイル１４Ｂへ通電を行い、その後の強制駆動又は誘起駆動では、「Ｕ→Ｗ」、「Ｖ→Ｗ」、「Ｖ→Ｗ」、・・・「Ｕ→Ｖ」の方向と順序で各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃに対して通電を行うようになっている。
【００６３】
ここで、初期セット１回目（スイープ制御）から強制駆動又は誘起駆動を実行するまでの各相Ｕ，Ｖ，Ｗを含むステータ１４とマグネットロータ１５との位置関係について説明する。図９に、上記した制御ロジックの流れに伴う通電相の変化と、ステータ１４とマグネットロータ１５の位置関係の変化を概念図により示す。図５（Ａ）〜（Ｆ）に示すブラシレスモータ１１の停止状態から、初期セット１回目が行われることにより、マグネットロータ１５がゆっくりと回り始めて図９（Ａ）に示す状態となる。その後、初期セット２回目が行われることにより、マグネットロータ１５が更に３０°ゆっくりと回転して図９（Ｂ）に示す状態となる。その後、強制駆動が行われることにより、マグネットロータ１５が更に３０°回転して図９（Ｃ）に示す状態となる。その後、強制駆動又は誘起駆動が行われることにより、マグネットロータ１５が更に順次３０°ずつ順次回転して図９（Ｄ），（Ｅ）に示す状態となる。
【００６４】
ここで、上記した２回の初期セットにおいて、図７に示すような理想的な変化により通電デューティ値ＤＹを制御できた場合、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃを流れるモータ電流ＩＭは、図１０に示すように、図７に示すパターンと同様なパターンで変化することになる。図１０には、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃを流れるモータ電流ＩＭの変化をタイムチャートにより示す。しかし、実際には、モータ電流ＩＭは、外気温度や自己発熱による各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃの抵抗値の変化、燃料ポンプ５２が汲み上げる燃料の粘性の違いなどにより増減することがある。このため、図７に示す理想的なパターンで通電デューティ値ＤＹを一律に制御したとしても、モータ電流ＩＭは、図１０に示すパターンで変化するとは限らない。図７に示す理想的なパターンで通電デューティ値ＤＹを制御したとしても、例えば、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃの抵抗値が減ったり、燃料粘度が高くなったりした場合には、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃに供給される電流が過剰となり、図１１に示すように、初期セットにおいて、モータ電流ＩＭが早々と最大値ＩＭｍａｘに達して頭打ちになることがある。図１１には、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃを流れるモータ電流の変化をタイムチャートにより示す。一方、図７に示す理想的なパターンで通電デューティ値ＤＹを制御したとしても、例えば、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃの抵抗値が増えたり、燃料粘度が低くなったりした場合には、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃに供給される電流が不足し、図１２に示すように、初期セットにおいて、モータ電流ＩＭが最大値ＩＭｍａｘに届かないことがある。図１２には、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃを流れるモータ電流の変化をタイムチャートにより示す。この結果、初期セットが不良となり、最悪の場合、ブラシレスモータ１１の起動が不可能となることがある。
【００６５】
そこで、この実施形態では、上記したステップ２００，３００における初期セット１回目及び初期セット２回目を、以下のような制御内容で実行するようにしている。図１３に、初期セット１回目の制御ロジックをフローチャートにより示す。初期セット２回目の制御内容については、初期セット１回目のそれと同じであることから説明を省略する。
【００６６】
図１３に示すように、先ず、ステップ２０１で、制御回路１２は、スイープ制御のための最初の通電デューティ値ＤＹを「１５％」とする。次に、ステップ２０２で、制御回路１２は、シャント抵抗１６で測定されるモータ電流ＩＭを読み込む。
【００６７】
その後、ステップ２０３で、制御回路１２は、読み込まれたモータ電流ＩＭが、所定の下限値ＩＭｌｍ以上、かつ、所定の上限値ＩＭｕｍ以下の値であるか否か、すなわちモータ電流ＩＭが所定の制御範囲ＩＥ内の値であるか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、制御回路１２は処理をステップ２１１へ移行し、判断結果が肯定となる場合は、制御回路１２は、処理をステップ２０４へ移行する。
【００６８】
ここで、図１４に、上限値ＩＭｕｍ、下限値ＩＭｌｍ及び制御範囲ＩＥの関係をグラフに示す。上限値ＩＭｕｍと下限値ＩＭｌｍは、１回分の初期セットの開始から終了までの所定の初期セット時間Ｔｂｓの間に、モータ電流ＩＭとして「０」から「最大値ＩＭｍａｘ」までの範囲で、互いに所定の幅を保ちながらリニアに増加する。これら上限値ＩＭｕｍと下限値ＩＭｌｍで囲まれる範囲が制御範囲ＩＥである。最大値ＩＭｍａｘとして、例えば「２０（Ａ）」を当てはめることができる。また、初期セット時間Ｔｂｓとして、例えば「３２ｍｓ」を当てはめることができる。
【００６９】
ステップ２０４では、制御回路１２は、前回の通電デューティ値ＤＹｏに「１％」を加算して今回の通電デューティ値ＤＹとする。すなわち、通電デューティ値ＤＹを「１％」だけ微増させる。微増分の「１％」は、一例であり、これに限定されるものではない。その後、ステップ２０５で、制御回路１２は、モータ電流値ＩＭを読み込む。
【００７０】
次に、ステップ２０６で、制御回路１２は、所定の初期セット時間Ｔｂｓが満了したか否かを判断する。すなわち、初期セットを開始してから所定の初期セット時間Ｔｂｓが経過したか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、制御回路１２は、そのままステップ２００に係る処理を終了し、この判断結果が否定となる場合、制御回路１２は、処理をステップ２０７へ移行する。
【００７１】
ステップ２０７で、制御回路１２は、ステップ２０５で読み込まれたモータ電流ＩＭが、所定の下限値ＩＭｌｍ以上、かつ、所定の上限値ＩＭｕｍ以下の値であるか否か、すなわちモータ電流ＩＭが所定の制御範囲ＩＥ内の値であるか否かを再び判断する。この判断結果が肯定となる場合、制御回路１２は処理をステップ２０４へ戻し、ステップ２０４以降の処理を繰り返す。この判断結果が否定となる場合、制御回路１２は、処理をステップ２０８へ移行する。
【００７２】
ステップ２０８では、制御回路１２は、前回の通電デューティ値ＤＹｏを今回の通電デューティ値ＤＹとする。すなわち、通電デューティ値ＤＹを一定に保つ。その後、ステップ２０９で、制御回路１２は、モータ電流値ＩＭを読み込む。
【００７３】
そして、ステップ２１０で、制御回路１２は、初期セット時間Ｔｂｓが満了したか否かを再び判断する。この判断結果が否定となる場合、制御回路１２は、処理をステップ２０７へ戻し、ステップ２０７以降の処理を繰り返す。この判断結果が肯定となる場合、制御回路１２は、そのままステップ２００に係る処理を終了する。
【００７４】
一方、ステップ２０３から移行してステップ２１１では、制御回路１２は、ステップ２０２で読み込まれたモータ電流ＩＭが下限値ＩＭｌｍより小さいか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、制御回路１２は、処理をステップ２２０へ移行し、この判断結果が肯定となる場合、制御回路１２は、処理をステップ２１２へ移行する。
【００７５】
ステップ２１２では、制御回路１２は、前回の通電デューティ値ＤＹｏに「５％」を加算して今回の通電デューティ値ＤＹとする。すなわち、通電デューティ値ＤＹを急増させる。急増分の「５％」は、一例であり、これに限定されるものではない。その後、ステップ２１３で、制御回路１２は、モータ電流値ＩＭを読み込む。
【００７６】
次に、ステップ２１４で、制御回路１２は、通電デューティ値ＤＹを最大値である「１００（％）」まで上げた状態で、モータ電流ＩＭが「０（Ａ）」であるか否かを判断する。つまり、通電デューティ値ＤＹを最大値まで上げてもモータ電流ＩＭが測定不可能であるか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、制御回路１２は、処理をステップ２０３へ戻し、ステップ２０３以降の処理を繰り返す。この判断結果が肯定となる場合、制御回路１２は、処理をステップ２１５へ移行する。
【００７７】
ステップ２１５では、制御回路１２は、ブラシレスモータ１１に異常が発生したものとして、そのことをエンジン制御のためのＥＣＵ７０（図１参照）へ通知する。すなわち、ブラシレスモータ１１に異常が発生したことを示す異常信号を、外部の機器であるＥＣＵ７０へ出力する。このとき、制御回路１２は、その異常が起きたことを自身に設けられたメモリに記憶させる。この記憶されたデータは、燃料ポンプ５２の点検時に読み出し可能である。ＥＣＵ７０は、異常通知を受けて、例えば、エンジン４１の始動を停止させる制御を実行することができる。
【００７８】
一方、ステップ２１１から移行してステップ２２０では、制御回路１２は、前回の通電デューティ値ＤＹｏから「５（％）」を減算して今回の通電デューティ値ＤＹとする。すなわち、通電デューティ値ＤＹを急減させる。急減分の「５％」は、一例であり、これに限定されるものではない。その後、ステップ２２１で、制御回路１２は、モータ電流値ＩＭを読み込む。
【００７９】
次に、ステップ２２２で、制御回路１２は、通電デューティ値ＤＹを最低値である「０（％）」まで下げた状態で、モータ電流ＩＭが「最大値ＩＭｍａｘ」であるか否かを判断する。つまり、通電デューティ値ＤＹを「０（％）」まで下げてもモータ電流ＩＭが最大値ＩＭｍａｘに張り付いているか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、制御回路１２は、処理をステップ２０３へ戻し、ステップ２０３以降の処理を繰り返す。この判断結果が肯定となる場合、制御回路１２は、処理をステップ２２３へ移行する。
【００８０】
そして、ステップ２２３では、制御回路１２は、ブラシレスモータ１１に異常が発生したものとして、そのことをエンジン制御のためのＥＣＵ７０（図１参照）へ通知する。すなわち、ブラシレスモータ１１に異常が発生したことを示す異常信号を、外部の機器であるＥＣＵ７０へ出力する。このとき、制御回路１２は、その異常が起きたことを自身に設けられたメモリに記憶させる。
【００８１】
上記のようにして制御回路１２は、１回分の初期セットの処理を実行する。図６のステップ３００における初期セット２回目についても、制御回路１２は、上記と同様の制御内容を実行することになる。この実施形態で、制御回路１２は、本発明の初期セット制御手段に相当する。
【００８２】
上記した１回分の初期セットの処理によれば、最初にとりあえず「１５％」の通電デューティ値ＤＹが各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃに供給される。その後、モータ電流ＩＭがモニタされ、そのモータ電流ＩＭが所定の幅で徐々に増加する所定の制御範囲ＩＥの中の値となるかチェックされる。そして、モータ電流ＩＭが制御範囲ＩＥから外れている場合は、「５％」ずつ通電デューティ値ＤＹを増減することで通電デューティ値ＤＹを補正する。これをモータ電流ＩＭが制御範囲ＩＥの中に入るまで繰り返す。そして、モニタされるモータ電流ＩＭが制御範囲ＩＥの中に入った場合は、通電デューティ値ＤＹを「１％」ずつ微増させ、モータ電流ＩＭを、徐々に増加する制御範囲ＩＥに沿って増大させる。もしモータ電流ＩＭが制御範囲ＩＥの上限値を超えれば、次回の通電デューティ値ＤＹを微増させず、前回の通電デューティ値ＤＹｏを保持する。
【００８３】
図１５に、１回の初期セットにおける通電デューティ値ＤＹとモータ電流ＩＭの変化をタイムチャートにより示す。図１５は、最初に「１５％」の通電デューティ値ＤＹを供給したときに、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃを流れるモータ電流ＩＭが制御範囲ＩＥより大きくなる場合を想定する。この場合、時刻ｔ１で、モータ電流ＩＭが制御範囲ＩＥを大幅に上回るので、その後、時刻ｔ１〜ｔ２の間で、通電デューティ値ＤＹを２回にわたり「５％」ずつ急減させることで、モータ電流ＩＭを制御範囲ＩＥの中に入れている。その後、時刻ｔ２〜ｔ３の間で、通電デューティ値ＤＹを「１％」ずつ段階的に微増させることで、モータ電流ＩＭが制御範囲ＩＥに沿って徐々に増加することになる。
【００８４】
図１６に、１回の初期セットにおける通電デューティ値ＤＹとモータ電流ＩＭの変化をタイムチャートにより示す。図１６は、最初に「１５％」の通電デューティ値ＤＹを供給したときに、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃを流れるモータ電流ＩＭが制御範囲ＩＥより小さくなる場合を想定する。この場合、時刻ｔ１で、モータ電流ＩＭが制御範囲をＩＥを下回るので、その後、時刻ｔ１〜ｔ２の間で、通電デューティ値ＤＹを２回にわたり「５％」ずつ急増させることで、モータ電流ＩＭを制御範囲ＩＥの中に入れている。その後、時刻ｔ２〜ｔ３の間で、通電デューティ値ＤＹを「１％」ずつ段階的に微増させることで、モータ電流ＩＭが制御範囲ＩＥに沿って徐々に増加することになる。
【００８５】
以上説明したこの実施形態における「ブラシレスモータの駆動装置」によれば、エンジン４１の始動に伴う燃料ポンプ５２の起動に際して、すなわちブラシレスモータ１１の起動に際して、強制駆動及び誘起駆動を行う前に、２回の初期セットを行うようになっている。また、各回の「初期セット」につき、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃに対する通電デューティ値ＤＹを徐々に変化させる「スイープ制御」を実行するようになっている。ここで、初期セット１回目により、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃにゆっくりと励磁力を与え、マグネットロータ１５に揺れが起きないようにしている。これにより、マグネットロータ１５がデッドポイントに止まるのを回避することができる。また、初期セット２回目により、初期セット１回目と同様、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃにゆっくりと励磁力を与え、マグネットロータ１５に揺れが起きないようにしている。これにより、仮に、初期セット１回目にマグネットロータ１５がデッドポイントに止まってしまっても、初期セット２回目でこれを回避することができる。この結果、マグネットロータ１５を、強制駆動により起動させることのできる所定の初期位置にセットすることができ、ブラシレスモータ１１を確実に強制駆動できる状態に設定することができ、強制駆動から誘起駆動へつなげることができる。これにより、ブラシレスモータ１１を速やかに起動させることができる。
【００８６】
そして、この実施形態によれば、初期セットが行われるときには、シャント抵抗１６により測定されるモータ電流ＩＭに基づいて通電デューティ値ＤＹが制御されるようになっている。ここで、測定されるモータ電流ＩＭは、ブラシレスモータ１１の各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃの抵抗値の違いにより変わり、ブラシレスモータ１１を駆動源とする燃料ポンプ５２が汲み上げる燃料の粘性の違いによっても変わり得る。従って、初期セットのために、通電デューティ値ＤＹが各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃの抵抗値の違いや燃料粘性の違いに応じて制御されることとなる。この結果、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃの温度状態や燃料粘性の違いにかかわらず、初期セットによりマグネットロータ１５を速やかに所定の初期位置にセットすることができ、ブラシレスモータ１１の起動時間を短縮することができ、通電によるエネルギーロスの低減を図ることができる。
【００８７】
特に、この実施形態では、初期セットのために通電デューティ値ＤＹを徐々に増加させるスイープ制御を行うと共に、実際にシャント抵抗１６により測定されるモータ電流ＩＭが所定の幅で徐々に増加する所定の制御範囲ＩＥの中の値となるように通電デューティ値ＤＹが制御される。つまり、通電デューティ値ＤＹが、実際に測定されるモータ電流ＩＭに基づいてフィードバック制御されるようになっている。従って、初期セットのために、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃの抵抗値の違いや燃料粘性の違いにかかわらず、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃを流れるモータ電流ＩＭが徐々に増加され、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃに徐々に強い励磁力が与えられる。この結果、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃの抵抗値の違いや燃料粘性の違いにかかわらず、マグネットロータ１５を、揺れが起きないようにゆっくりと回転させて所定の初期位置にセットすることができる。これにより、マグネットロータ１５がデッドポイントに止まることを回避することができる。
【００８８】
また、この実施形態では、制御される通電デューティ値ＤＹが最大値の「１００％」となり、かつ、測定されるモータ電流ＩＭが最小値の「ゼロ」となるときを、ブラシレスモータ１１に断線等の異常が発生しているときとして、そのことを示す信号が制御回路１２から外部のＥＣＵ７０へ出力される。図１７に、断線等の異常が発生した場合のモータ電流ＩＭの変化をタイムチャートにより示す。図１７から、断線等の異常が発生した場合は、１回の初期セットを行う間中で、モータ電流ＩＭが全く流れないことが分かる。従って、上記のようにブラシレスモータ１１に異常が発生、延いては燃料ポンプ５２に異常が発生した場合に、そのことを示す信号が外部へ出力されるので、ブラシレスモータ１１、延いては燃料ポンプ５２の異常発生に合わせて、関連する機器であるＥＣＵ７０を適宜に動作させることが可能となる。この実施形態では、ＥＣＵ７０が、異常発生の信号を受けて、インジェクタ４５からの燃料噴射を中止することで、エンジン４１の始動を中断させるような措置をとることができる。つまり、関連機器であるＥＣＵ７０を、ブラシレスモータ１５の異常発生、延いては燃料ポンプ５２の異常発生に対処して好適に動作させることができる。
【００８９】
同様に、この実施形態では、制御される通電デューティ値ＤＹが最大値の「０％」となり、かつ、測定されるモータ電流ＩＭが最大値（例えば「２０（Ａ）」）となるときを、ブラシレスモータ１１に短絡等の異常が発生しているときとして、そのことを示す信号が制御回路１２から外部のＥＣＵ７０へ出力される。図１８に、短絡等の異常が発生した場合のモータ電流ＩＭの変化をタイムチャートにより示す。図１８から、短絡等の異常が発生した場合は、１回の初期セットを行う間中で、モータ電流ＩＭが最大値に張り付くことが分かる。従って、上記のようにブラシレスモータ１１に異常が発生し、延いては燃料ポンプ５２に異常が発生した場合に、そのことを示す信号が外部へ出力されるので、ブラシレスモータ１１、延いては燃料ポンプ５２の異常発生に合わせて、関連する機器であるＥＣＵ７０を適切に動作させることが可能となる。この実施形態では、ＥＣＵ７０が、異常発生の信号を受けて、インジェクタ４５からの燃料噴射を中止することで、エンジン４１の始動を中断させるような措置をとることができる。つまり、関連機器であるＥＣＵ７０を、ブラシレスモータ１５の異常発生、延いては燃料ポンプ５２の異常発生に対処して好適に動作させることができる。
【００９０】
ここで、上記したように、エンジン４１の始動に際して、ブラシレスモータ１１を、延いては燃料ポンプ５２を速やかに起動させて燃料ポンプ５２からの燃料の吐出圧を速やかに上昇させることができる。この結果、エンジン４１の始動時には、インジェクタ３５へ速やかに燃料を圧送することができ、エンジン４１の始動性を向上させることができる。このことは、エンジン４１の始動時における排気エミッションの改善にも寄与する。
【００９１】
また、この実施形態では、上記した燃料ポンプ５２を、上記したコントローラ１０とブラシレスモータ１１を備え、ブラシレスモータ１１を駆動源として設けた「燃料ポンプ」としてとらえることができる。従って、この場合は、燃料ポンプ５２につき、上記した「ブラシレスモータの駆動装置」と同等の作用効果を得ることができる。
【００９２】
［第２実施形態］
次に、本発明におけるブラシレスモータの駆動装置及び燃料ポンプを具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００９３】
なお、以下の説明において、第１実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。
【００９４】
この実施形態では、「起動制御」の内容の点で第１実施形態と構成が異なる。図１９には、この起動制御に関連し、エンジン制御用のＥＣＵ７０が、ＩＧスイッチ６６がオフされるときに実行する「電源オフ制御」の内容をフローチャートにより示す。図２０には、燃料ポンプ５２を制御するためにコントローラ１０の制御回路１２が実行する起動制御の内容をフローチャートにより示す。
【００９５】
先ず、電源オフ制御について説明する。図１９に示すルーチンにおいて、ＥＣＵ７０は、ステップ３００で、ＩＧスイッチ６６がオフされるのを待って、ステップ３１０で、ＥＣＵ７０に含まれるタイマによるカウントを開始する。このタイマは、ＩＧスイッチ６６がオフされてからの経過時間をカウントするものであり、所定の基準値に相当する所定時間（例えば「９００秒」）をカウントするようになっている。その後、ＥＣＵ７０は、ステップ３２０で、タイマが所定時間のカウントを終了するのを待って、ステップ３３０で、ＥＣＵ７０の電源をオフして処理を終了する。つまり、この電源オフ制御によれば、ＥＣＵ７０は、ＩＧスイッチ６６がオフされてから所定時間の経過を待って電源をオフするようになっている。
【００９６】
この実施形態では、ＩＧスイッチ６６がオフされることにより、エンジン４１が停止すると共に、燃料ポンプ５２が停止するようになっている。従って、ＥＣＵ７０のタイマは、燃料ポンプ５２、延いてはブラシレスモータ１１が停止してからの経過時間を計時することとなり、本発明の計時手段に相当する。
【００９７】
次に、「起動制御」について説明する。図２０に示すルーチンにおいて、先ず、制御回路１２は、ステップ４０１で、ＩＧスイッチ６６がオン操作されて起動信号が入力されるのを待って、ステップ４０２で、ＥＣＵ７０のタイマが、上記した所定時間をカウント中であるか否かを判断する。つまり、ステップ４０２では、エンジン停止直後のエンジン再始動時、すなわち「ホットスタート時」であるか否かを判断することになる。
【００９８】
ステップ４０２の判断結果が肯定となる場合、ホットスタート時であるとして、ステップ４０３で、制御回路１２は、初期セット１回目のために通電デューティ値ＤＹを「１００％」とする。続いて、ステップ４０４で、制御回路１２は、初期セット２回目のために通電デューティ値ＤＹを「１００％」とする。ホットスタート時には、燃料ポンプ５２のブラシレスモータ１１が発熱しており、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃの起磁力が低下してブラシレスモータ１１が起動し難い状態にあると考えられる。そこで、初期セットとして、通電デューティ値ＤＹを一気に最大値である「１００％」とすることで、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃにできるだけ強力な励磁力を与え、揺れを力で押さえながらマグネットロータ１５を急回転させるようにしている。
【００９９】
その後、ステップ４０５で、制御回路１２は、ＥＣＵ７０へ遅延通知を行う。これは、ホットスタート時には、ブラシレスモータ１１の起動遅れや不起動が起き易いことから、このことに対処してＥＣＵ７０がエンジン４１を適宜動作させるようにしている。例えば、ＥＣＵ７０は、この遅延通知を受けて、インジェクタ４５からの初回燃料噴射を遅らせることができる。これによりエンジン始動時における排気エミッションの悪化を防ぐことができる。ステップ４０５の処理を実行後、制御回路１２は、処理をステップ４１４へ移行する。
【０１００】
一方、ステップ４０２の判断結果が否定となる場合、ホットスタート時ではないとして、すなわち「コールドスタート時」であるとして、ステップ４０６で、制御回路１２は、モータ電流ＩＭを測定するために通電デューティ値ＤＹを「１５％」とする。その後、ステップ４０７で、制御回路１２は、シャント抵抗１６で測定されるモータ電流ＩＭを読み込む。ここで、モータ電流ＩＭを読み込むのは、燃料ポンプ５２が汲み上げようとする燃料の粘度を判断するためである。例えば、モータ電流ＩＭが「５（Ａ）」以上となる場合は、燃料粘度が高めであることが分かり、モータ電流ＩＭが「５（Ａ）」未満となる場合は、燃料粘度が標準程度であることが分かる。
【０１０１】
次に、ステップ４０８で、制御回路１２は、読み込まれたモータ電流ＩＭが「５(Ａ）」以上であるか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、燃料粘度が高めであるとして、制御回路１２は処理をステップ４０９へ移行し、この判断結果が否定となる場合、燃料粘度が標準程度であるとして、制御回路１２は処理をステップ４１２へ移行する。
【０１０２】
ステップ４０９では、制御回路１２は、初期セット１回目のための通電デューティ値ＤＹを「１００％」とする。続いて、ステップ４１０で、制御回路１２は、初期セット２回目のために通電デューティ値ＤＹを「１００％」とする。このように２回の初期セットで通電デューティ値ＤＹを「１００％」とするのは、燃料粘度が高めとなることで燃料ポンプ５２、延いてはブラシレスモータ１１が起動し難い状態にあることに対処するためである。
【０１０３】
次に、ステップ４１１で、制御回路１２は、ＥＣＵ７０へ遅延通知を行う。これは、燃料粘度が高いことで、ブラシレスモータ１１に起動遅れや不起動が起き易いことから、このことに対処してＥＣＵ７０がエンジン４１を適宜動作させるようにするためである。例えば、ＥＣＵ７０は、この遅延通知を受けて、上記と同様にインジェクタ４５からの初回の燃料噴射を遅らせることができる。ステップ４１１の処理を実行後、制御回路１２は、処理をステップ４１４へ移行する。
【０１０４】
一方、ステップ４０８から移行してステップ４１２では、燃料粘度が標準程度であることから、制御回路１２は、初期セット１回目のために、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃに対する通電デューティ値ＤＹを徐々に「１００％」まで増加させる「スイープ制御」を実行する。続いて、ステップ４１３で、制御回路１２は、初期セット２回目のために、同じく「スイープ制御」を実行する。ステップ４１３の処理を実行後、制御回路１２は、処理をステップ４１４へ移行する。
【０１０５】
そして、ステップ４０５、ステップ４１１又はステップ４１３から移行してステップ４１４では、制御回路１２は、強制駆動を実行する。すなわち、通電デューティ値ＤＹを所定の一定値（この実施形態では「３０％」）として、マグネットロータ１５が所定の初期位置にセットされた状態で、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃに対して所定の通電順序で通電相を切り替えることによりブラシレスモータ１１を強制的に駆動させる。
【０１０６】
次に、ステップ４１５で、制御回路１２は、誘起電圧を監視することにより、マグネットロータ１５の位置検出を実行する。その後、ステップ４１６で、制御回路１２は、誘起電圧が検出できたか否か、すなわち、マグネットロータ１５の位置検出ができたか否かを判断する。この判断により位置検出ができなければ、制御回路１２は、再びステップ４１４の強制駆動へ戻る。
【０１０７】
一方、ステップ４１６で位置検出ができたならば、制御回路１２は、ステップ４１７で誘起駆動を実行した上で、処理をステップ４１５の誘起電圧の監視に戻る。誘起駆動に際して、制御回路１２は、通電デューティ値ＤＹを所定値とする。
【０１０８】
つまり、この実施形態では、強制駆動と誘起駆動を行う前の初期セットのために、ホットスタート時であるか否か、燃料粘度が高いか否かに応じて、複数の「制御モード」を選択的に実行するようになっている。ここで、「制御モード」とは、通電デューティ値ＤＹの制御に係る態様である。この実施形態では、「制御モード」として、通電デューティ値ＤＹを徐々に増加させる「スイープ制御」と、通電デューティ値ＤＹを一気に最大値（１００％）に増大させる「最大値制御」が含まれる。この実施形態で、制御回路１２は、本発明の初期セット制御手段に相当する。
【０１０９】
図２１に、ホットスタート時における初期セット１回目から誘起駆動までの通電デューティ値ＤＹの変化をタイムチャートにより示す。この場合、制御回路１２は、ホットスタート時であることを判断すると、時刻ｔ０で、初期セット１回目のために通電デューティ値ＤＹを一気に「１００％」とし、その後「１００％」を保持し、時刻ｔ１で、初期セット２回目のために通電デューティ値ＤＹを再び一気に「１００％」とし、その後「１００％」を保持することとなる。次に、制御回路１２は、時刻ｔ２で、強制駆動のために通電デューティ値ＤＹを所定値（例えば「５０％」）とし、その値を保持し、時刻ｔ３から誘起駆動のために通電デューティ値ＤＹを所定値（例えば「８０％」）とし、その値を保持することとなる。
【０１１０】
このように、ホットスタート時には、燃料ポンプ５２のブラシレスモータ１１が発熱しており、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃの起磁力が低下してブラシレスモータ１１が起動し難い状態にあると考えられる。従って、上記のように２回の初期セットとして、通電デューティ値ＤＹを一気に最大値である「１００％」とすることで、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃにできるだけ強力に励磁力を与え、揺れを力で押さえながらマグネットロータ１５を急回転させることができる。これにより、マグネットロータ１５をできるだけ速やかに所定の初期位置にセットすることができる。初期セットを２回行うのは、１回目でマグネットロータ１５が「デッドポイント」に停止するのを回避するためであり、２回目でマグネットロータ１５を所定の初期位置にセットするためである。
【０１１１】
図２２に、コールドスタート時であって燃料粘度が高めとなる場合における初期セット１回目から誘起駆動までの通電デューティ値ＤＹの変化をタイムチャートにより示す。この場合、制御回路１２は、コールドスタート時であることを判断すると、時刻ｔ０〜ｔ１で、モータ電流ＩＭを測定し、そのモータ電流ＩＭに基づき燃料粘度が高めであるか否かを判断することとなる。そして、燃料粘度が高めと判断した場合、制御回路１２は、時刻ｔ１で、初期セット１回目のために通電デューティ値ＤＹを一気に「１００％」とし、その後「１００％」を保持し、時刻ｔ２で、初期セット２回目のために通電デューティ値ＤＹを再び一気に「１００％」とし、その後「１００％」を保持することとなる。そして、制御回路１２は、時刻ｔ３で、強制駆動のために通電デューティ値ＤＹを所定値（例えば「５０％」）とし、その値を保持し、時刻ｔ４から誘起駆動のために通電デューティ値ＤＹを所定値（例えば「８０％」）とし、その値を保持することとなる。
【０１１２】
このように、コールドスタート時であって燃料粘度が高めとなる場合には、燃料ポンプ５２、延いてはブラシレスモータ１１が起動し難い状態にあると考えられる。従って、上記のように２回の初期セットとして、通電デューティ値ＤＹを一気に最大値である「１００％」とすることで、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃにできるだけ強力に励磁力を与え、揺れを力で押さえながらマグネットロータ１５を急回転させることができる。これにより、マグネットロータ１５をできるだけ速やかに所定の初期位置にセットすることができる。初期セットを２回行うのは、１回目でマグネットロータ１５が「デッドポイント」に停止するのを回避するためであり、２回目でマグネットロータ１５を所定の初期位置にセットするためである。
【０１１３】
図２３に、コールドスタート時であって燃料粘度が標準程度となる場合における初期セット１回目から誘起駆動までの通電デューティ値ＤＹの変化をタイムチャートにより示す。この場合、制御回路１２は、コールドスタート時であることを判断すると、時刻ｔ０〜ｔ１で、モータ電流ＩＭを測定し、そのモータ電流ＩＭに基づき燃料粘度が高めであるか否かを判断することとなる。そして、燃料粘度が標準程度と判断した場合、制御回路１２は、時刻ｔ１で、初期セット１回目のために通電デューティ値ＤＹを徐々に「１００％」まで増加させ、時刻ｔ２で、初期セット２回目のために通電デューティ値ＤＹを再び徐々に「１００％」まで増加させることとなる。つまり、２回のスイープ制御が行われる。そして、制御回路１２は、時刻ｔ３で、強制駆動のために通電デューティ値ＤＹを所定値（例えば「５０％」）とし、その値を保持し、時刻ｔ４から誘起駆動のために通電デューティ値ＤＹを所定値（例えば「８０％」）とし、その値を保持することとなる。
【０１１４】
このように、コールドスタート時であって燃料粘度が標準程度となる場合には、上記のように２回の初期セットとして、通電デューティ値ＤＹを徐々に「１００％」まで増加させる「スイープ制御」を実行することで、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃにゆっくりと励磁力を与え、揺れが起きないようにマグネットロータ１５をゆっくりと回転させることができる。これにより、マグネットロータ１５を速やかに所定の初期位置にセットすることができる。初期セットを２回行うのは、１回目でマグネットロータ１５が「デッドポイント」に停止するのを回避するためであり、２回目でマグネットロータ１５を所定の初期位置にセットするためである。
【０１１５】
以上説明したこの実施形態におけるブラシレスモータの駆動装置によれば、エンジン４１の始動に伴う燃料ポンプ５２の起動に際して、すなわちブラシレスモータ１１の起動に際して、強制駆動及び誘起駆動を行う前に、２回の初期セットを行うようになっている。そして、この実施形態では、コールドスタート時において、２回の初期セットのために、シャント抵抗１６により測定されるモータ電流ＩＭに基づいて通電デューティ値ＤＹが制御される。ここで、測定されるモータ電流ＩＭは、ブラシレスモータ１１の各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃの抵抗値の違いにより変わり、燃料ポンプ５２が汲み上げる燃料の粘性の違いによっても変わり得る。従って、初期セットのために、通電デューティ値ＤＹが各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃの抵抗値の違いや燃料粘性の違いに応じて制御されることとなる。この結果、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃの温度状態や燃料粘性の違いにかかわらず、初期セットによりマグネットロータ１５を速やかに所定の初期位置にセットすることができ、ブラシレスモータ１１の起動時間を短縮することができ、通電によるエネルギーロスの低減を図ることができる。
【０１１６】
この実施形態では、コールドスタート時において初期セットを開始するときに、通電デューティ値ＤＹの制御に係る２つの制御モードが、測定されるモータ電流ＩＭの大きさに基づいて選択的に実行される。従って、２つの最適な制御モードを予め設定しておくことで、通電デューティ値ＤＹを容易に制御することが可能となる。この結果、初期セットにより、マグネットロータ１５を確実に所定の初期位置にセットすることができ、ブラシレスモータ１１、延いては燃料ポンプ５２の起動性を向上させることができる。
【０１１７】
ここで、コールドスタート時において、測定されるモータ電流ＩＭが所定の基準値（この実施形態では「５（Ａ）」）以上となる場合は、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃの抵抗値が相対的に小さくなったり、燃料粘度が相対的に高くなったりするものとして、制御モードとして通電デューティ値ＤＹを一気に最大値である「１００％」にする最大値制御が実行され、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃに一気に強力な励磁力が与えられる。この結果、最大値制御により、マグネットロータ１５を、揺れを力で押さえながら急回転させて、できるだけ速やかに所定の初期位置にセットすることができる。これにより、その後の強制駆動及び誘起駆動につなげ、ブラシレスモータ１１を確実に起動させることができる。
【０１１８】
上記の場合は、ブラシレスモータ１１の起動、延いては燃料ポンプ５２の起動に時間がかかるおそれがある。そして、このような場合がモータ電流ＩＭに基づいて想定されるときは、そのことを示す遅延通知の信号が、制御回路１２からＥＣＵ７０へ出力される。従って、燃料ポンプ５２の起動遅れに合わせて、関連するＥＣＵ７０を適宜動作させることが可能となる。例えば、ＥＣＵ７０は、この遅延通知を受けて、インジェクタ４５からの初回燃料噴射を遅らせることができる。これによりエンジン始動時における排気エミッションの悪化を防ぐことができる。
【０１１９】
一方、コールドスタート時において、測定されるモータ電流ＩＭが所定の基準値未満となる場合は、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃの抵抗値が相対的に大きくなったり、燃料粘度が相対的に低くなったりするものとして、制御モードとして通電デューティ値ＤＹを徐々に「１００％」まで増加させるスイープ制御が実行され、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃに徐々に強い励磁力が与えられる。この結果、スイープ制御により、マグネットロータ１５を、揺れが起きないようにゆっくりと回転させて所定の初期位置にセットすることができる。これにより、その後の強制駆動及び誘起駆動につなげ、ブラシレスモータ１１を確実に起動させることができる。
【０１２０】
また、この実施形態では、ブラシレスモータ１１が前回停止してからの経過時間が所定の基準値以内となる「ホットスタート時」には、自己発熱により各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃの抵抗値が相対的に大きく、ブラシレスモータ１１、延いては燃料ポンプ５２が起動し難い状態にあると考えられる。従って、この場合に、初期セットとして、ブラシレスモータ１１に対する通電デューティ値ＤＹを一気に最大値である「１００％」に増大させる最大値制御が行われることで、各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃに一気に強力な励磁力が与えられる。この結果、ホットスタート時においても、最大値制御により、マグネットロータ１５を、揺れを力で押さえながら急回転させて、できるだけ速やかに所定の初期位置にセットすることができる。これにより、その後の強制駆動及び誘起駆動につなげ、ブラシレスモータ１１を確実に起動させることができる。
【０１２１】
また、この実施形態では、上記したホットスタート時に、ブラシレスモータ１１が起動し難い状態にある場合には、ブラシレスモータ１１が起動遅れとなることを示す遅延通知の信号が制御回路１２から外部のＥＣＵ７０へ出力されるので、ブラシレスモータ１１の起動遅れ、延いては燃料ポンプ５２の起動遅れに合わせて、関連するＥＣＵ７０を適宜動作させることが可能となる。このため、例えば、ＥＣＵ７０は、この遅延通知を受けて、インジェクタ４５からの初回燃料噴射を遅らせることができる。これによりエンジン始動時における排気エミッションの悪化を防ぐことができる。
【０１２２】
また、この実施形態では、上記した燃料ポンプ５２を、上記したコントローラ１０とブラシレスモータ１１を備え、ブラシレスモータ１１を駆動源として設けた「燃料ポンプ」としてとらえることができる。従って、この場合は、燃料ポンプ５２につき、上記した「ブラシレスモータの駆動装置」と同等の作用効果を得ることができる。
【０１２３】
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して以下のように実施することもできる。
【０１２４】
（１）前記第２実施形態では、１回の初期セットにおいて、図２３に示すように、通電デューティ値ＤＹを最大値である「１００％」まで徐々に増加させるスイープ制御を行った。これに対し、図２４にタイムチャートに示すように、１回の初期セットにおいて、初めに、時刻ｔ１〜ｔ２で示すように、通電デューティ値ＤＹを「１５％」から最大値である「１００％」まで徐々に増加させる「スイープ制御」を行い、続いて、時刻ｔ２〜ｔ３で示すように、通電デューティ値ＤＹを最大値（１００％）一定に保持する「保持制御」を行うようにしてもよい。
【０１２５】
（２）前記第２実施形態では、「最大値制御」と「スイープ制御」の２つの制御モードを予め設定したが、「最大値制御」と「スイープ制御」を含む３つ以上の制御モードを予め設定することもできる。
【０１２６】
（３）前記各実施形態では、強制駆動の前に、１回目と２回目の合計２回の初期セットを行うように構成したが、この初期セットを１回又は３回以上行うようにしてもよい。
【０１２７】
（４）前記各実施形態では、本発明の駆動装置を３相のブラシレスモータ１１に具体化したが、３相以外の相数のブラスレスモータにも適宜具体化することができる
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明は、燃料ポンプ、特には、自動車用エンジンに燃料を圧送する燃料ポンプに利用することができる。
【符号の説明】
【０１２９】
１１  ブラシレスモータ
１２  制御回路（初期セット制御手段）
１４  ステータ
１４Ａ  コイル（Ｕ相）
１４Ｂ  コイル（Ｖ相）
１４Ｃ  コイル（Ｗ相）
１５  マグネットロータ
１６  シャント抵抗（電流測定手段）
７０  ＥＣＵ（計時手段）
【図１】
2011072057.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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