(57)【要約】【課題】モータの回転嵌合部と負荷の受力部との衝突による部材の摩耗および破損を抑制可能な駆動制御装置を提供する。【解決手段】位置センサレス式のブラシレスモータの起動において、駆動制御装置の通電出力制御手段は、位置決めによりシャフト（回転嵌合部）の外壁がインペラの穴部（負荷の受力部）の内壁に衝突するときの衝突応力を緩和させるように、位置検出（予備動作段階）から位置決め処理（衝突準備段階）に移行する時刻ｔ２にて通電出力の値を変更する「衝突応力緩和制御」を実行する。位置検出時（ｔ１〜ｔ２）の第１出力値Ｉ１の最大値は、誘起電圧を検出可能な回転数に到達するための下限値である第１閾値Ｉ１MINを上回るように設定されている。位置決め処理時（ｔ２〜ｔ４）の第２出力値Ｉ２は、衝突により発生する衝突応力によってインペラの摩耗又は破損に至らないための上限値である第２閾値Ｉ２MAXを下回るように設定されている。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子（３０）、及び、当該固定子に対し相対回転可能に設けられる回転子（５０）を備え、前記回転子に連結された回転嵌合部（６０）が負荷（８０）に形成された受力部（８１）との間に回転方向の隙間を有する状態で嵌合されることで、出力トルクを前記負荷に伝達可能なモータ（４）の駆動を制御する駆動制御装置（９０）であって、
前記モータに供給される電流、電圧、又は電力の少なくとも一つを含む通電出力を制御する通電出力制御手段（９３）を有し、
前記通電出力制御手段は、前記モータの起動時又は駆動中に前記回転嵌合部が前記受力部に衝突することが予測されるとき、
前記衝突に先行して前記回転嵌合部が予備動作する予備動作段階、及び、前記予備動作段階から通電を切り替え前記回転嵌合部が前記受力部に衝突するまで動作する衝突準備段階において、前記予備動作段階における前記通電出力である第１出力値（Ｉ１）に対し、前記衝突準備段階における前記通電出力である第２出力値（Ｉ２）を、前記衝突時に発生する衝突応力が緩和されるように変更する衝突応力緩和制御を実行することを特徴とする駆動制御装置。
【請求項２】
前記第１出力値の最大値は所定の第１閾値を上回るように設定されており、且つ、前記第２出力値は所定の第２閾値を下回るように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動制御装置。
【請求項３】
前記予備動作段階から前記衝突準備段階に移行する時、前記通電出力の値は、前記第１出力値から前記第２出力値に低下することを特徴とする請求項２に記載の駆動制御装置。
【請求項４】
前記第２出力値は、一定に設定されていることを特徴とする請求項２または３に記載の駆動制御装置。
【請求項５】
前記モータの起動時において前記衝突応力緩和制御を実行することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の駆動制御装置。
【請求項６】
前記モータは、三相以上の多相モータであり、
前記予備動作段階と前記衝突準備段階とで通電する相を切り替えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の駆動制御装置。
【請求項７】
前記モータとして、位置センサレス式の多相ブラシレスモータの駆動を制御する請求項６に記載の駆動制御装置であって、
前記ブラシレスモータの起動時、前記ブラシレスモータの駆動制御を開始可能な駆動開始位置に前記回転子を位置決めする位置決め手段（９２０）を有し、
前記位置決め手段は、さらに、
前記予備動作段階において、非通電相に生じる誘起電圧に基づいて前記回転子の位置を検出する位置検出手段（９２１）と、
前記位置検出手段が検出した前記回転子の位置に基づき前記駆動開始位置を決定する位置決定手段（９２２）と、
前記衝突準備段階において、通電を切り替え、前記位置決定手段が決定した駆動開始位置まで前記回転子を回転させることで前記回転子を位置決めする位置決め処理手段（９２３）と、
を有することを特徴とする駆動制御装置。
【請求項８】
前記通電出力制御手段は、前記衝突後の前記通電出力を前記第２出力値の最大値よりも増加させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の駆動制御装置。
【請求項９】
前記通電出力制御手段は、前記第１出力値及び前記第２出力値をフィードバック制御により演算することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の駆動制御装置。
【請求項１０】
固定子（３０）、及び、当該固定子に対し相対回転可能に設けられる回転子（５０）を備え、前記回転子に連結された回転嵌合部（６０）が負荷（８０）に形成された受力部（８１）との間に回転方向の隙間を有する状態で嵌合されることで、出力トルクを前記負荷に伝達可能なモータ（４）と、
前記受力部を有する前記負荷と、
前記モータの駆動を制御する請求項１〜９のいずれか一項に記載の駆動制御装置（９０）と、
を含むモータ駆動システム（１００）。
【請求項１１】
前記回転嵌合部としてのシャフトの端部（６１）に形成された駆動側外壁（６１１、６１２）が前記受力部としての穴部に形成された被駆動側内壁（８１１、８１２）に嵌合することを特徴とする請求項１０に記載のモータ駆動システム。
【請求項１２】
前記シャフトの端部の前記駆動側外壁、及び、前記穴部の前記被駆動側内壁は、互いに嵌合する部分の形状について、円周面の少なくとも一部に平面部が形成された形状を呈していることを特徴とする請求項１１に記載のモータ駆動システム。
【請求項１３】
前記負荷の回転により液体を圧送する液体ポンプが前記モータと一体に設けられていることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のモータ駆動システム。
【請求項１４】
車両（９）に搭載されることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか一項に記載のモータ駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動制御装置、及び、これを用いたモータ駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータに流れる電流、又は、モータに印加される電圧もしくは供給される電力を制御することにより、モータの駆動を制御する駆動制御装置が知られている。
例えば特許文献１に開示されたモータ駆動装置は、位置センサレス式のブラシレスモータを起動する時、強制転流での電流制限レベルを定常回転状態でのレベルよりも高く設定することで、起動時間の短縮を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１４８３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、モータの出力トルクを負荷に伝達する構成として、モータの回転子に連結された回転嵌合部が、負荷に形成された受力部との間に「回転方向の隙間を有する状態」で嵌合する構成が用いられる。具体的には、回転嵌合部としての軸部が受力部としての穴部の内側に嵌合する構成と、回転嵌合部としての筒部が受力部としての被駆動軸の外側に嵌合する構成とがある。これらの構成では、起動時や回転方向反転時、回転嵌合部が微小回転して受力部の壁に衝突した後、回転嵌合部と受力部とが一体になって回転を開始する。
【０００５】
ここで、回転嵌合部が受力部に衝突する直前の動作段階を「衝突準備段階」といい、さらに衝突準備段階の前に回転嵌合部が動作する段階を「予備動作段階」という。予備動作段階から衝突準備段階への移行では、通電が切り替えられる。
例えば、位置センサレス方式ブラシレスモータの起動時において、まず所定の通電により回転子の位置を「検出」し、検出した回転子の位置に基づいて駆動開始位置を「決定」し、続いて、通電を切り替えて回転子を駆動開始位置まで回転させることで「位置決め」してから起動する、という起動方法がある。三相ブラシレスモータの場合、三相のうち二相に通電して回転子を回転させ、非通電相に生じる誘起電圧から回転子の位置を検出するときの動作段階が「予備動作段階」に相当し、回転子を駆動開始位置まで回転させ、位置決めするときの動作段階が「衝突準備段階」に相当する。
【０００６】
ところで、回転嵌合部が受力部に衝突するときの荷重が瞬間的な破壊強度を超えると、或いは、ある値以上の衝突荷重が繰り返し作用すると、場合によっては温度、圧力や外部の振動との複合要因により、相対的に強度の低い部材が摩耗又は破損するおそれがある。
例えば回転嵌合部としての軸部が金属で形成されており、受力部が樹脂で形成されている場合、起動毎の衝突の繰り返しによって穴部内壁が耐久劣化し、クラックの発生に至ることが懸念される。
【０００７】
特許文献１の装置では、ブラシレスモータの起動時間短縮の視点から電流制限レベルを管理しているが、上述のような、回転嵌合部と受力部との衝突による部材の摩耗や破損に関しては何ら考慮していない。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータの回転嵌合部と負荷の受力部との衝突による部材の摩耗及び破損を抑制可能な駆動制御装置、並びに、これを用いてモータを駆動するモータ駆動システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の駆動制御装置は、固定子、及び、当該固定子に対し相対回転可能に設けられる回転子を備え、回転子に連結された回転嵌合部が負荷に形成された受力部との間に「回転方向の隙間を有する状態で嵌合される」ことで、出力トルクを負荷に伝達可能なモータの駆動を制御する駆動制御装置であって、モータに供給される電流、電圧、又は電力の少なくとも一つを含む通電出力を制御する通電出力制御手段を有している。
このモータには、回転子の位置を検出するセンサを用いないで駆動を制御する「位置センサレス式」の多相ブラシレスモータの他、位置センサを用いて制御するブラシレスモータやブラシ付モータが含まれる。
【０００９】
通電出力制御手段は、モータの起動時又は駆動中に回転嵌合部が受力部に衝突することが予測されるとき、衝突に先行して回転嵌合部が予備動作する「予備動作段階」、及び、予備動作段階から通電を切り替え回転嵌合部が受力部に衝突するまで動作する「衝突準備段階」において、予備動作段階における通電出力である第１出力値（Ｉ１）に対し、衝突準備段階における通電出力である第２出力値（Ｉ２）を、衝突時に発生する衝突応力が緩和されるように変更する「衝突応力緩和制御」を実行することを特徴とする。
例えば位置センサレス式の多相ブラシレスモータにおける起動時の位置決め制御では、回転子の位置検出の動作段階が「予備動作段階」に相当し、回転子の位置決め処理の動作段階が「衝突準備段階」に相当する。そして、「衝突応力緩和制御」により、位置決めにおいて回転嵌合部が受力部に衝突するときに発生する衝突応力を緩和する。
【００１０】
具体的には、「衝突応力緩和制御」では、第１出力値の最大値は所定の第１閾値を上回るように設定されており、且つ、第２出力値は所定の第２閾値を下回るように設定されている。例えば予備動作段階に位置検出を行う場合、第１閾値は、誘起電圧を検出可能な回転数に到達するための下限値に相当する。また、第２閾値は、衝突により発生する衝突応力によって部材の摩耗又は破損に至らないための上限値に相当する。
ここで、第２閾値が第１閾値以下である場合、予備動作段階から衝突準備段階に移行する時、通電出力の値は、第１出力値から第２出力値に低下する。
【００１１】
このように本発明では、衝突前に予備動作段階から衝突準備段階への移行に伴って通電を切り替える場合、予備動作段階では、例えば起動時間の短縮等の起動性向上を優先し、衝突準備段階では、衝突応力の緩和を優先して通電出力を変更する。
したがって、モータの駆動特性を良好に確保しつつ、回転嵌合部と受力部との衝突による部材の摩耗及び破損を好適に抑制することができる。
【００１２】
また、本発明のモータ駆動システムは、上述の回転嵌合部を有するモータと、受力部を有する負荷と、モータの駆動を制御する上述の駆動制御装置とを含む。
このモータ駆動システムは、例えば、回転嵌合部としてのシャフトの駆動側外壁が受力部としての穴部の被駆動側内壁に嵌合する。その場合、例えば、シャフトの駆動側外壁、及び、穴部の被駆動側内壁は、互いに嵌合する部分の形状について、円周面の少なくとも一部に平面部が形成された「Ｄ字状」等の形状を呈している。
【００１３】
本発明のモータ駆動システムは、モータの起動時又は駆動中に回転嵌合部が負荷の受力部に衝突することが予測されるとき、駆動制御装置の通電出力制御手段が「衝突応力緩和制御」を実行することで、回転嵌合部と受力部との衝突による部材の摩耗及び破損を抑制することができる。
さらに、車両に搭載され、負荷として燃料ポンプやファン等を動作させるモータ駆動システムでは、モータの起動等の回数が多く且つ長寿命が要求されるため、本発明によるモータ駆動システムの効果が特に有効に発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態による駆動制御装置、及び燃料ポンプを示す断面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図３】本発明の実施形態による燃料ポンプのインペラを示す図。
【図４】本発明の実施形態による駆動制御装置の回路構成を示す模式図。
【図５】（Ａ）はロータが駆動開始位置に対応する位置にあるとき、（Ｂ）はロータが駆動開始位置に対応する位置以外にあるときの状態を示す模式図。
【図６】ブラシレスモータの（Ａ）停止時、（Ｂ）位置決め時、（Ｃ）起動時におけるシャフトとインペラとの位置関係を説明する模式図。
【図７】本発明の第１実施形態による衝突応力緩和制御を示すタイムチャート。
【図８】本発明の第２実施形態による衝突応力緩和制御を示すタイムチャート。
【図９】本発明の第３実施形態による衝突応力緩和制御を示すタイムチャート。
【図１０】比較例の位置決め制御を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の複数の実施形態による駆動制御装置、及び、これを用いてモータを駆動制御するモータ駆動システムを図面に基づいて説明する。なお、図面の記載が煩雑になることを避けるため、１つの図において同一の部材、又は部位等には、複数のうち１つ又は数個のみに符号を付す場合がある。
【００１６】
（共通構成）
本発明の各実施形態に共通する構成について、図１〜図６を参照して説明する。
図１に示すモータ駆動システム１００は、車両９に搭載され、ブラシレスモータ４（以下、適宜「モータ４」という。）及び「負荷」としてのインペラ８０が一体に設けられた燃料ポンプ１、並びに、駆動制御装置９０を含む。
燃料ポンプ１は、例えば車両９のバッテリ９６から供給される電力により駆動される。燃料ポンプ１は、「液体を圧送する液体ポンプ」の一態様として、図示しない燃料タンクの燃料を吸入し、燃料供給対象としての内燃機関８に吐出供給する。特に車両９がアイドリングストップ車やハイブリッド車の場合、燃料ポンプ１は、車両９の想定使用期間等に相当する所定期間内のオンオフ回数、言い換えれば停止後の再起動回数が多くなる。
【００１７】
燃料ポンプ１は、モータ４、ハウジング５、ポンプカバー１０、カバーエンド２０、及び、「負荷」としてのインペラ８０等を備えている。
モータ４は、固定子としてのステータ３０、巻線４０、「回転子」としてのロータ５０、及び、「回転嵌合部」としてのシャフト６０等を備えている。
【００１８】
図２に示すように、ステータ３０は、セグメント３１及びインシュレータ３４等を有している。
セグメント３１は、磁性材料の薄板を積層した積層鉄心から形成されている。本実施形態では、セグメント３１は６つ設けられている。セグメント３１は、ヨーク部３２及びティース部３３を有している。ステータ３０は、６つのヨーク部３２が６角筒を形成するよう筒状に形成されている。ティース部３３は、ヨーク部３２の中央から径方向内側へ延びるよう形成されている。インシュレータ３４は、樹脂により形成され、セグメント３１のティース部３３に設けられている。
【００１９】
巻線４０は、例えば銅等の金属により形成され、Ｕ相巻線４１、Ｖ相巻線４２、Ｗ相巻線４３からなり、インシュレータ３４に巻回されることによりステータ３０のティース部３３に設けられている。Ｕ相巻線４１はモータ４のＵ相を構成し、Ｖ相巻線４２はＶ相を構成し、Ｗ相巻線４３はＷ相を構成している。
ロータ５０は、円筒状に形成され、コア５１、磁石５２、５３、５４、５５を有している。ロータ５０は、ステータ３０の内側で回転可能に設けられている。
【００２０】
コア５１は、略円筒状に形成され、中心に穴部５１１を有している。磁石５２、５３、５４、５５は、コア５１の外壁に周方向に並ぶよう設けられている。磁石５２、５４は、ロータ５０の径方向外側の磁性がＳ極となるよう着磁されている。磁石５３、５５は、ロータ５０の径方向外側の磁性がＮ極となるよう着磁されている。すなわち、ロータ５０の外壁は、磁性が周方向で交互に異なるよう着磁されている。
【００２１】
このように本実施形態では、モータ４は、４極（２極対）６スロットの三相ブラシレスモータである。また、本実施形態では、ブラシレスモータ４のロータ５０の位置を検出可能な位置センサを備えていない。つまり、モータ４は、位置センサレス式のブラシレスモータである。また、本実施形態では、燃料ポンプ１の所定期間内のオンオフ回数が多いため、ブラシレスモータ４の所定期間内のオンオフ回数も多い。
【００２２】
シャフト６０は、例えばステンレス等の金属により棒状、すなわち、長い円柱状に形成されている。シャフト６０は、ロータ５０のコア５１の穴部５１１に嵌合し、ロータ５０に連結されている。これにより、シャフト６０はロータ５０と一体に回転可能である。
【００２３】
本実施形態では、シャフト６０の一方の端部６１は、軸に垂直な面による断面がＤ字状に形成されている（図３参照）。この「Ｄ字状」は、円周面の一箇所に平面部が形成された形状である。シャフト６０の平面状の外壁６１１、及び曲面状の外壁６１２は、「駆動側外壁」に相当する。また、外壁６１１と外壁６１２との境界を含む角部６１３、６１４は、滑らかな曲面状となるよう面取りされている。
ハウジング５は、例えば鉄等の金属により、略円筒状に形成されている。また、ハウジング５の表面には、例えば亜鉛または錫等によるめっきが施されている。
【００２４】
ポンプカバー１０は、例えばアルミニウム等の金属により略円板状に形成され、ハウジング５の一端を塞いでいる。ポンプカバー１０は、ハウジング５の一端が径方向内側へかしめられることにより、ハウジング５の内側で固定され、軸方向への抜けが規制されている。図１に示すように、ポンプカバー１０は、筒状の吸入部１１を有している。吸入部１１の内側には、ポンプカバー１０を板厚方向に貫く吸入通路１１１が形成されている。
【００２５】
カバーエンド２０は、例えば樹脂により円板状に形成され、ハウジング５の他端を塞いでいる。カバーエンド２０は、外縁部がハウジング５の他端の内側に圧入される。また、カバーエンド２０は、ハウジング５の他端が径方向内側へかしめられることにより、ハウジング５の内側で固定され、軸方向への抜けが規制されている。
【００２６】
図１に示すように、ステータ３０を構成するセグメント３１、インシュレータ３４及び巻線４０は、カバーエンド２０を形成する樹脂によりモールドされている。すなわち、ステータ３０は、樹脂によりモールドされることにより、カバーエンド２０と一体に形成されている。このように、ステータ３０は、ハウジング５と同軸に、ハウジング５の内側に収容されている。
【００２７】
ポンプカバー１０とステータ３０との間には、例えばアルミニウム等の金属により略円板状に形成されたポンプケーシング７０が設けられている。ポンプケーシング７０の中心部には、ポンプケーシング７０を板厚方向に貫く穴部７１が形成されている。ポンプケーシング７０の穴部７１には、軸受部材７２が嵌め込まれている。軸受部材７２は、例えば銅系の焼結金属により円筒状に形成されている。
【００２８】
カバーエンド２０のロータ５０側端面の中央には、軸受部２２が形成されている。軸受部２２は、カバーエンド２０の中央に、ロータ５０側に筒状に突出するよう形成されている。ここで、軸受部２２の中心軸は、カバーエンド２０の中心軸と一致している。すなわち、軸受部２２は、カバーエンド２０の中心軸上に設けられている。軸受部２２の内側には、軸受部材２３が嵌め込まれている。軸受部材２３は、軸受部材７２と同様、例えば銅系の焼結金属により円筒状に形成されている。
【００２９】
ポンプケーシング７０の穴部７１は、ポンプ室７３内に位置するシャフト６０の一方の端部６１側を、軸受部材７２を介し軸受けしている。カバーエンド２０の軸受部２２は、シャフト６０の他方の端部６２側を、軸受部材２３を介し軸受けしている。これにより、ロータ５０及びシャフト６０は、軸受部材７２及び穴部７１、並びに、軸受部材２３及び軸受部２２を介し、ポンプケーシング７０及びカバーエンド２０に回転可能に支持されている。
【００３０】
インペラ８０は、例えばＰＰＳ等の樹脂により略円板状に形成され、ポンプカバー１０とポンプケーシング７０との間に形成された略円板状のポンプ室７３に収容されている。インペラ８０の中心には、板厚方向に貫く穴部８１が形成されている。穴部８１は、シャフト６０の一方の端部６１の断面形状に対応するようＤ字状に形成されている。穴部８１の平面状の内壁８１１、及び曲面状の内壁８１２は、「被駆動側内壁」に相当する。
【００３１】
「回転嵌合部」としてのシャフト６０の一方の端部６１は、「受力部」としての穴部８１との間に回転方向の隙間を有する状態で嵌合する（図３参照）。当該隙間により、インペラ６０の製造誤差及び組み付け誤差を吸収することができる。シャフト６０の端部６１が穴部８１に嵌合することで、シャフト６０がロータ５０とともに回転すると、インペラ８０は、ポンプ室７３内で回転する。
【００３２】
ポンプカバー１０のインペラ８０側の面には、略Ｃ字状の溝１２が形成されている。当該溝１２と吸入通路１１１とは接続している。また、ポンプケーシング７０のインペラ８０側の面には、略Ｃ字状の溝７４が形成されている。当該溝７４には、ポンプケーシング７０を板厚方向に貫く通路７５が形成されている。インペラ８０には、溝１２及び溝７４に対応する位置に羽根部８２が形成されている。
【００３３】
カバーエンド２０には、吐出部２１が設けられている。吐出部２１は、カバーエンド２０のポンプカバー１０とは反対側の端面から筒状に突出するようカバーエンド２０と一体に樹脂により形成されている。吐出部２１の内側には、吐出通路２１１が形成されている。吐出通路２１１は、ハウジング１０内側のポンプカバー１０とカバーエンド２０との間の空間６に連通している。
図１に示すように、吐出部２１には、一端が内燃機関８に接続する供給管７の他端が接続されている。インペラ８０の回転によって空間６で加圧された燃料は、吐出通路２１１を流通し吐出部２１から吐出され、供給管７を経由して内燃機関８に供給される。
【００３４】
カバーエンド２０には、端子４４が設けられている（図１参照）。端子４４は、例えば銅等の金属により棒状に形成されている。本実施形態では、端子４４は３つ設けられ、それぞれ、一端がＵ相巻線４１、Ｖ相巻線４２及びＷ相巻線４３に接続し、他端がカバーエンド２０のポンプカバー１０とは反対側の端面から露出するようカバーエンド２０に埋設されている。
【００３５】
駆動制御装置９０は、燃料ポンプ１を構成するモータ４を駆動制御するＦＰＣ（Fuel Pump Controller）である。駆動制御装置９０は、端子４４及びバッテリ９６に接続するよう設けられ、バッテリ９６から入力される電力を三相電力に変換してモータ４に供給する。
【００３６】
図４に示すように、駆動制御装置９０は、マイコン９１、駆動回路９４及び三相インバータ９５を有している。
三相インバータ９５は、巻線４０（Ｕ相巻線４１、Ｖ相巻線４２、Ｗ相巻線４３）への通電を切り替えるべく、６つのスイッチング素子９５１〜９５６がブリッジ接続されている。本実施形態では、スイッチング素子９５１〜９５６として、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）を用いる。以下、スイッチング素子９５１〜９５６を、適宜、ＭＯＳ９５１〜９５６という。
【００３７】
３つの高電位側ＭＯＳ９５１〜９５３は、ドレインが、バッテリ９６の正極側に接続されている。また、ＭＯＳ９５１〜９５３のソースが、それぞれＭＯＳ低電位側９５４〜９５６のドレインに接続されている。ＭＯＳ９５４〜９５６のソースは、バッテリ９６の負極側すなわちグランドに接続されている。
【００３８】
図４に示すように、対になっているＭＯＳ９５１とＭＯＳ９５４との接続点は、Ｕ相巻線４１の一端に接続している。また対になっているＭＯＳ９５２とＭＯＳ９５５との接続点は、Ｖ相巻線４２の一端に接続している。さらにまた、対になっているＭＯＳ９５３とＭＯＳ９５６との接続点は、Ｗ相巻線４３の一端に接続している。
【００３９】
マイコン（制御部）９１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を有する小型のコンピュータであり、入力された信号等に基づき、ＲＯＭに格納されたプログラムに従って演算を行い、制御信号を生成して駆動回路９４へ出力する。
具体的には、マイコン９１は、三相インバータ９５から巻線４０に供給される電力を制御することにより、モータ４の回転数及びトルクを制御可能である。
また、本実施形態のマイコン９１は、Ｕ相巻線４１、Ｖ相巻線４２、Ｗ相巻線４３に印加されている電圧を取得する。これにより、例えば二相通電時に非通電相に発生する誘起電圧を検出可能である。
【００４０】
さらにマイコン９１は、ブラシレスモータ４をセンサレス制御するための構成として、ブラシレスモータ４の起動時、ブラシレスモータ４の駆動制御を開始可能な駆動開始位置にロータ５０を位置決めする位置決め手段９２０、及び、モータ４の巻線４０に供給される電流、電圧、又は電力の少なくとも一つを含む「通電出力」を制御する通電出力制御手段９３を有している。詳しくは、位置決め手段９２０は、位置検出手段９２１、位置決定手段９２２及び位置決め処理手段９２３を含む。
これらの各手段は物理的に独立した形態で設けられる必要はなく、一つのマイコン９１が、随時、位置決め手段９２０として機能したり、通電出力制御手段９３として機能したりすればよい。各手段についての詳細な作用については後述する。
【００４１】
ここで、「通電出力」について補足すると、モータ４の巻線４０には常に「電力（＝電流×電圧）」が供給されるのであって、電流又は電圧のみが供給又は印加されることはない。ただし、本明細書では、電流を制御することで電力を制御する方法、電圧を制御することで電力を制御する方法、及び、電力を直接制御する方法を想定し、そのうち一つ以上の方法で「巻線４０に供給される電力」を制御するという意味で、「通電出力を制御する」という表現を用いる。また、「モータ４の巻線４０に供給される」ことを、単に「モータ４に供給される」という。
通電出力は、モータ４の出力トルク、トルクの時間変化率である「トルク加速度」、或いは、衝突時の「衝突エネルギー」等と相関する。
【００４２】
駆動回路９４は、マイコン９１から入力された制御信号に基づき、三相インバータ９５を構成するＭＯＳ９５１〜９５６のオンオフを切り替える信号を生成し、ＭＯＳ９５１〜９５６のゲートへ出力する。これにより、ＭＯＳ９５１〜９５６がスイッチング作動し、バッテリ９６から巻線４０（Ｕ相巻線４１、Ｖ相巻線４２、Ｗ相巻線４３）へ電力が供給される。
マイコン９１が駆動回路９４及びＭＯＳ９５１〜９５６を経由して、Ｕ相巻線４１、Ｖ相巻線４２、Ｗ相巻線４３への通電を切り替えると、ステータ３０に回転磁界が形成され、ロータ５０が回転する。ロータ５０がシャフト６０とともに回転すると、シャフト６０が嵌合しているインペラ８０が回転する。
【００４３】
次に、ブラシレスモータ４の「駆動制御の開始」について説明する。以下、「駆動制御の開始」は「起動」と同じ意味で用いる。
本実施形態のブラシレスモータ４は、位置センサレス式であるため、駆動制御の開始前のロータ５０が停止している状態ではステータ３０に対するロータ５０の位置が不明である。そのため、駆動制御を開始可能なステータ３０に対するロータ５０の位置である「駆動開始位置」（巻線４０に通電したときにステータ３０においてＮ極となる位置）にロータ５０を強制的に位置決めした上で駆動制御を開始する必要がある。駆動制御開始前にマイコン９１が実行するロータ５０の位置決めに関する制御を「位置決め制御」という。
【００４４】
本実施形態のブラシレスモータ４は、４極６スロット構成のため、図５に示すように、「駆動開始位置」は、１２箇所（位置（角度）Ｐ１〜Ｐ１２）のうちのいずれかに設定され得る。よって、ロータ５０の磁石５２〜５５の中央が位置Ｐ１〜Ｐ１２のいずれかに位置している場合、ブラシレスモータ４の駆動制御を開始可能である（図５（Ａ）参照）。
図５に示す「正転方向」はインペラ８０が燃料を加圧可能なロータ５０（シャフト６０）の回転方向であり、「逆転方向」はインペラ８０が燃料を加圧不能なロータ５０（シャフト６０）の回転方向である。なお、回転方向の正逆は、各相巻線４１、４２、４３の配置やインペラ８０の視方向によって、適宜、設定される。
【００４５】
ここで、図６を参照し、ブラシレスモータ４の（Ａ）停止時、（Ｂ）位置決め時、（Ｃ）起動時におけるシャフト６０とインペラ８０との相対回転の位置関係について説明する。シャフト６０及びインペラ８０は、回転軸Ｏに対して同軸に相対回転する。また、後述の図７〜図１０において、（Ａ）停止時は、時刻ｔ０〜ｔ１の区間Ｉに対応し、（Ｂ）位置決め時は、時刻ｔ２〜ｔ６の区間ＩＩＩ、ＩＶに対応する。（Ｃ）起動時は、時刻ｔ７以降の区間ＶＩに対応する。
【００４６】
（Ａ）停止時には、シャフト６０はインペラ８０の穴部８１に対し中立位置にある。
（Ｂ）位置決め時には、ロータ５０の位置に応じて、シャフト６０は駆動開始位置まで正転または逆転する。正転の場合、シャフト６０の一方の角部６１３がインペラ８０の穴部８１の内壁８１１に衝突し、逆転の場合、☆印部にてシャフト６０の他方の角部６１４がインペラ８０の穴部８１の内壁８１１に衝突する。
（Ｃ）起動時には、シャフト６０の一方の角部６１３がインペラ８０の穴部８１の内壁８１１に当接した状態で正転する。
【００４７】
回転方向が一方向（正転方向）のブラシ付モータの場合、常にシャフト６０の一方の角部６１３がインペラ８０の穴部８１の内壁８１１に当接した状態となるのに対し、ブラシレスモータでは、起動毎に位置決めのため回転方向が変化する。その度にシャフト６０のいずれかの角部６１３、６１４が穴部８１の内壁８１１に衝突するため、インペラ８０の摩耗や破損が促進されやすくなる。
以下、衝突に関する記述として、正確には「シャフト６０の端部６１の外壁がインペラ８０の穴部８１の内壁に衝突する」と記述するところ、適宜、「シャフト６０（の外壁）がインペラ８０（の内壁）に衝突する」というように省略する。
【００４８】
続いて、本実施形態におけるマイコン９１の各手段の作用を説明する。以下の説明での「Ｘ手段は、・・・」という文は、「マイコン９１がＸ手段として機能するとき、・・・」と読み替えてもよい。
位置決め手段９２０は、ブラシレスモータ４の起動時、ブラシレスモータ４の駆動制御を開始可能な駆動開始位置（位置Ｐ１〜１２）にロータ５０を位置決めする。この位置決めの方法は、例えば特開２０１１−３６０８３号公報等に開示されている。
【００４９】
位置決め手段９２０は、位置検出手段９２１、位置決定手段９２２及び位置決め処理手段９２３を有する。位置検出手段９２１は、巻線４０に通電することにより、停止しているロータ５０を回転させ、ロータ５０のステータ３０に対する位置を検出する。具体的には、位置検出手段９２１は、Ｕ相巻線４１、Ｖ相巻線４２、Ｗ相巻線４３のうちの二相に通電し、ロータ５０を強制的に回転させる。そして、ロータ５０が回転することにより非通電相の巻線４０に生じる誘起電圧を検出することによって、ロータ５０のステータ３０に対する位置を検出する。このとき、位置検出手段９２１は、検出した誘起電圧の変化により、ロータ５０の回転方向を検出可能である。
【００５０】
位置決定手段９２２は、検出したロータ５０の位置及び回転方向に基づき、「駆動開始位置」を決定する。具体的には、例えば図５（Ｂ）に示すように、ロータ５０の磁石５２の中央Ｃ１（Ｓ極）が位置Ｐ１１と位置Ｐ１２との間に位置しロータ５０が逆方向に回転していることを検出した場合、位置Ｐ１１を「駆動開始位置」として決定する。
【００５１】
位置決め処理手段９２３は、位置決定手段９２２により決定された駆動開始位置にロータ５０を位置決めするように巻線４０に対する通電を切り替えることにより、ロータ５０を回転させる。具体的には、三相に通電することにより、例えば図５（Ｂ）に示す位置Ｐ１１（位置決定手段により決定）にロータ５０の磁石５２の中央Ｃ１が重なるようロータ５０を位置決めする。
【００５２】
このように、位置決め手段９２０は、ロータ５０が停止している状態から、ロータ５０を駆動開始位置に位置決めするまでの間に、ロータ５０の位置検出のために１回、位置決めのために１回の少なくとも計２回、巻線４０に対し通電する。すなわち、巻線４０に対する通電を少なくとも１回切り替える。
【００５３】
通電出力制御手段９３は、位置決め手段９２０がロータ５０を位置決めするとき、ブラシレスモータ４に供給される電流、電圧、又は電力の少なくとも一つを含む通電出力を制御する。特に本実施形態の通電出力制御手段９３は、位置決め制御において、シャフト６０の端部６１の外壁６１１がインペラ８０の穴部８１の内壁８１１に衝突するときの衝突応力を緩和する「衝突応力緩和制御」を実行することを特徴とする。
【００５４】
また、通電出力制御手段９３は、シャフト６０の外壁がインペラ８０の内壁に衝突した後の通電出力を第２出力値Ｉ２の最大値よりも増加させる。これにより、シャフト６０がインペラ８０に衝突するときの衝突応力を抑制しつつ、ロータ５０を駆動開始位置に素早く位置決めすることができる。なお、マイコン９１は、例えば巻線４０に生じる誘起電圧の変化を検出することにより、シャフト６０の外壁がインペラ８０の内壁に衝突したことを検出可能である。
さらに、通電出力制御手段９３は、第１出力値Ｉ１及び第２出力値Ｉ２をＰＩ制御等のフィードバック制御により演算する。
【００５５】
（衝突応力緩和制御）
次に、本発明の各実施形態の駆動制御装置によるロータ位置決め時の衝突応力緩和制御について、比較例の単なる位置決め制御と対比しつつ、図７〜図１０（図１０は比較例）を参照して説明する。
最初に、各実施形態に共通する技術的思想や用語、及び、各図で共通して用いる記号について説明する。図７〜図１０は、時間の経過に伴う通電出力の変化を表すタイムチャートであり、縦軸には、マイコン９１の通電出力制御手段９３が「通電出力」として三相インバータ９５に指令する電流（目標値）を示している。ここでは、フィードバック制御が行われることを前提として、実値は目標値に一致しているものとする。
【００５６】
各実施形態の位置決め制御において、位置決めによる「衝突」に先行して位置検出手段９２１によってロータ５０の位置を検出する動作段階を「予備動作段階」といい、予備動作段階における通電出力の値を「第１出力値」という。例えば、第１出力値は、二相通電により非通電相に生じる誘起電圧を検出し、その誘起電圧に基づいてロータ５０の位置を検出するときの通電出力の値に相当する。
【００５７】
また、位置決定手段９２２が駆動開始位置を決定し、二相通電から三相通電に切り替えた後、位置決め処理手段９２３の位置決め処理により、シャフト６０の外壁がインペラ８０の内壁に衝突するまでの動作段階を「衝突に備える」という意味で「衝突準備段階」という。そして、衝突準備段階における三相通電の通電出力の値を「第２出力値」という。
【００５８】
以下の各実施形態では、マイコン９１の通電出力制御手段９３は、通電出力として「電流」を操作することで三相インバータ９５から巻線４０に供給される電力を制御する。そこで、第１出力値の記号を「Ｉ１」、第２出力値の記号を「Ｉ２」と表す。この例の他、通電出力制御手段９３は、通電出力として、電圧又は電力を操作してもよい。
【００５９】
予備動作段階での第１出力値Ｉ１が小さすぎると、シャフト６０のトルク加速度が十分に上がらず、非通電相の誘起電圧を検出するために必要な回転数に到達しない可能性がある。すると、ブラシレスモータ４の起動性が低下することとなるため、少なくとも第１出力値Ｉ１の最大値が、誘起電圧を検出可能な回転数に到達するための下限値を上回るように設定する必要がある。この第１出力値Ｉ１の下限値を「Ｉ１MIN」とする。
【００６０】
また、衝突準備段階での第２出力値Ｉ２が大きすぎると、シャフト６０の外壁が衝突したときの衝突応力により、インペラ８０の穴部８１が摩耗又は破損するおそれがある。そこで、第２出力値Ｉ２は、衝突による穴部８１の摩耗及び破損を回避可能なように、ある上限値を下回るように設定する必要がある。この第２出力値Ｉ２の上限値を「Ｉ２MAX」とする。
上限値Ｉ２MAXは、その電流値に基づくブラシレスモータ４の出力トルクに対応する衝突応力によって、インペラ８０の摩耗又は破損に至らないための値である。
【００６１】
続いて、図７〜図１０の横軸に共通に示す時刻ｔ０〜ｔ７の意味について説明する。
時刻ｔ０〜ｔ１（区間Ｉ）はロータ５０の停止時である。
時刻ｔ１にて位置検出のための二相通電が開始され、予備動作段階（時刻ｔ１〜ｔ２、区間ＩＩ）の間に誘起電圧に基づいてロータ５０の位置が検出される。このときの通電出力の値が第１出力値Ｉ１である。
【００６２】
時刻ｔ２にて二相通電から三相通電に切り替えられ、衝突準備段階（時刻ｔ２〜ｔ４、区間ＩＩＩ）の間にシャフト６０がインペラ８０に衝突する。ここで、通電を切り替えた時刻ｔ２におけるシャフト６０の初期位置に応じて、シャフト６０がインペラ８０に衝突するまでの時間は変化するため、シャフト６０がインペラ８０に衝突する「最も遅いタイミング」を時刻ｔ４に設定する。この時刻ｔ２〜ｔ４の通電出力の値が第２出力値Ｉ２である。
なお、「衝突準備段階」の終了時刻は、厳密には固定の時刻ｔ４ではなく、毎回の起動で実際に衝突が起こる時刻であると考えることもできる。しかし、説明の便宜上、実際の衝突タイミングとは関係なく、時刻ｔ４を一律に「衝突準備段階」の終了時刻として扱う。
【００６３】
時刻ｔ４〜ｔ６（区間ＩＶ）では、シャフト６０がインペラ８０に衝突した後、ロータ５０が回転し、駆動開始位置に位置決めされる。この段階での通電出力の許容最大値は、第２出力値Ｉ２よりも大きい第３出力値Ｉ３であるとする。
時刻ｔ６にてロータ５０の位置決めが完了すると、時刻ｔ６〜ｔ７（区間Ｖ）で電流値を一旦０にした後、時刻ｔ７にてブラシレスモータ４を起動（駆動制御を開始）する。時刻ｔ７以降（区間ＶＩ）、ブラシレスモータ４は駆動制御されつつ正転方向に回転する。
時刻ｔ０〜ｔ１、及び、時刻ｔ６〜ｔ７における挙動は、図７〜図１０で共通である。なお、図１０でのみ用いられる時刻ｔ３、及び、図７でのみ用いられる時刻ｔ５については、各図の説明で述べる。
【００６４】
図１０には、第１比較例の電流変化を長破線で示し、第２比較例の電流変化を二点鎖線で示している。第１比較例及び第２比較例の位置決め制御では、予備動作段階の二相通電から衝突準備段階の三相通電への切り替え時刻ｔ２の前後で通電出力を変化させるという思想はない。したがって、時刻ｔ２での電流の傾きは一定であり、予備動作段階（時刻ｔ１〜ｔ２）における第１出力値Ｉ１の増加勾配をそのまま衝突準備段階（時刻ｔ２後）に延長した値が第２出力値Ｉ２となっている。すなわち、第１比較例及び第２比較例の位置決め制御では、結果的に第２出力値Ｉ２は第１出力値Ｉ１よりも大きく設定されている。
【００６５】
第２比較例では、予備動作段階での第１出力値Ｉ１の始値Ｉ１ｓからの電流勾配が比較的大きく設定されており、衝突準備段階に移行してからも、時刻ｔ３で第３出力値Ｉ３に到達するまで電流が一定勾配で増加している。その結果、時刻ｔ４における電流は、第２出力値Ｉ２の上限値Ｉ２MAXを超えている。そのため、衝突準備段階（時刻ｔ２〜ｔ４、区間ＩＩＩ）の間のいつかのタイミングＣでインペラ８０にクラックが発生する可能性がある。
【００６６】
一方、第１比較例では、予備動作段階及び衝突準備段階（時刻ｔ１〜ｔ４）を通じて第１出力値Ｉ１及び第２出力値Ｉ２の電流勾配を小さくすることで、時刻ｔ４における第２出力値Ｉ２（ｔ４）である終値Ｉ２ｅが第２出力値Ｉ２の上限値Ｉ２MAXを下回るように設定している。したがって、シャフト６０の衝突時における衝突応力を抑制し、インペラ８０の摩耗や破損を回避することができる。
【００６７】
ここで、第１出力値Ｉ１の下限値が破線で示すＩ１’MINのように比較的小さい場合、第１比較例でもブラシレスモータ４の起動性を確保することができる。しかし、第１出力値Ｉ１の下限値が実線で示すＩ１MINのように比較的大きい場合、予備動作段階の終了時刻ｔ２における第１出力値Ｉ１（ｔ２）がＩ１MINを下回るため、誘起電圧を検出可能な回転数に到達しない可能性がある。
【００６８】
そこで、以下に説明する本発明の実施形態では、第１出力値Ｉ１の下限値Ｉ１MINが比較的大きい場合であっても、ブラシレスモータ４の起動性の向上と、インペラ８０の破損防止とを好適に両立することを目的とするものである。
本発明の「衝突応力緩和制御」では、予備動作段階での二相通電から衝突準備段階での三相通電に切り替える時刻ｔ２の前後で通電出力を区別し、衝突準備段階（時刻ｔ２後）の第２出力値Ｉ２を、予備動作段階（時刻ｔ２前）の第１出力値Ｉ１から変更することを特徴とする。
【００６９】
特に以下の実施形態では、第１出力値Ｉ１の最大値は下限値Ｉ１MINを上回るように設定されており、且つ、第２出力値Ｉ２は上限値Ｉ２MAXを下回るように設定されている。下限値Ｉ１MIN及び上限値Ｉ２MAXは、それぞれ、特許請求の範囲に記載の「所定の第１閾値」及び「所定の第２閾値」に相当する。
また、予備動作段階から衝突準備段階に移行する時、通電出力の値は、第１出力値Ｉ１から第２出力値Ｉ２に低下する。
【００７０】
（第１実施形態）
図７に示す第１実施形態では、予備動作段階（位置検出時）の第１出力値Ｉ１は、時刻ｔ１の始値Ｉ１ｓから時刻ｔ２の終値Ｉ１ｅまで一定勾配で増加する。
時刻ｔ２で通電を切り替え、衝突準備段階（位置決め処理）に移行したとき、第２出力値Ｉ２の始値Ｉ２ｓは、第１出力値の終値Ｉ１ｅから低下した値に設定される。衝突準備段階（位置決め処理）の第２出力値Ｉ２は、時刻ｔ２の始値Ｉ２ｓから時刻ｔ４の終値Ｉ２ｅまで一定勾配で増加する。衝突した時刻ｔ４後も電流は同じ勾配で増加し、時刻ｔ５で第３出力値Ｉ３に到達してからは時刻ｔ６まで一定値（Ｉ３）を維持する。
このように、第１実施形態では電流は鋸型状に変化する。また、第１出力値の終値Ｉ１ｅは下限値Ｉ１MIN以上に設定され、第２出力値の終値Ｉ２ｅは上限値Ｉ２MAX以下に設定されている。
【００７１】
第１実施形態の作用効果について、特許請求の範囲の記載に対応して説明する。各項目の括弧内の数字は、請求項の番号を示す。
本実施形態の駆動制御装置９０は、（１）ステータ３０、及び、当該ステータ３０に対し相対回転可能に設けられるロータ５０を備え、ロータ５０に連結されたシャフト６０がインペラ８０に形成された穴部８１との間に回転方向の隙間を有する状態で嵌合されることで、出力トルクをインペラ８０（負荷）に伝達可能なモータ４の駆動を制御する駆動制御装置９０であって、モータ４に供給される電流、電圧、又は電力の少なくとも一つを含む通電出力を制御する通電出力制御手段９３を有している。
【００７２】
通電出力制御手段９３は、モータ４の起動時又は駆動中にシャフト６０がインペラ８０に衝突することが予測されるとき、衝突に先行してシャフト６０が予備動作する「予備動作段階」、及び、予備動作段階から通電を切り替えシャフト６０がインペラ８０に衝突するまで動作する「衝突準備段階」において、予備動作段階における通電出力である第１出力値Ｉ１に対し、衝突準備段階における通電出力である第２出力値Ｉ２を、衝突時に発生する衝突応力が緩和されるように変更する「衝突応力緩和制御」を実行する。
【００７３】
このように予備動作段階と衝突準備段階との通電出力を区別して制御することで、予備動作段階では、例えば起動時間の短縮等の起動性向上を優先し、衝突準備段階では、衝突応力の緩和を優先して通電出力を決定することができる。したがって、モータの駆動特性を良好に確保しつつ、シャフト６０との衝突によるインペラ８０の摩耗及び破損を好適に抑制することができる。
【００７４】
本実施形態による衝突応力緩和制御では、（２）第１出力値Ｉ１の最大値は、「所定の第１閾値」として、誘起電圧を検出可能な回転数に到達するための下限値Ｉ１MINを上回るように設定されており、且つ、第２出力値Ｉ２は、「所定の第２閾値」として、衝突による穴部８１の摩耗及び破損を回避可能な上限値Ｉ２MAXを下回るように設定されている。
これにより、予備動作段階ではロータ５０の位置を確実に検出することができ、衝突準備段階では、穴部８１の摩耗及び破損を好適に抑制することができる。
【００７５】
ここで、第２出力値Ｉ２の上限値Ｉ２MAXが第１出力値Ｉ１の下限値Ｉ１MIN以下である場合、（３）予備動作段階から衝突準備段階に移行する時、通電出力の値は、第１出力値Ｉ１から第２出力値Ｉ２に低下する。
【００７６】
また、本実施形態では、特に（５）モータ４の起動時において衝突応力緩和制御を有効に実行する。したがって、上記の「摩耗及び破損の抑制」の効果は、特に、所定期間内のオンオフ回数が多いモータ４を駆動制御する場合に顕著となる。
【００７７】
本実施形態で駆動されるモータは、（６）三相ブラシレスモータであり、予備動作段階と衝突準備段階とで通電する相を切り替える。さらに、（７）この三相ブラシレスモータは、位置センサレス式であり、駆動制御装置９０は、ブラシレスモータ４の起動時、ブラシレスモータ４の駆動制御を開始可能な駆動開始位置にロータ５０を位置決めする位置決め手段９２０を有する。
【００７８】
位置決め手段９２０は、さらに位置検出手段９２１、位置決定手段９２２及び位置決め処理手段９２３を有する。
位置検出手段９２１は、予備動作段階において、非通電相に生じる誘起電圧に基づいてロータ５０の位置を検出する。
位置決定手段９２２は、位置検出手段９２１が検出したロータ５０の位置に基づき駆動開始位置を決定する。
位置決め処理手段９２３は、衝突準備段階において、通電を切り替え、位置決定手段９２２が決定した駆動開始位置までロータ５０を回転させることでロータ５０を位置決めする。
【００７９】
このように、本実施形態の位置決め手段９２０は、ロータ５０の位置を検出し、検出したロータ５０の位置に基づき「駆動開始位置」を決定し、決定した「駆動開始位置」にロータ５０を位置決めする。そのため、ブラシレスモータ４の駆動制御開始までに要する時間を短縮することができる。
【００８０】
また、本実施形態では、（８）通電出力制御手段９３は、衝突後の通電出力を第２出力値の最大値よりも増加させる。これにより、シャフト６０がインペラ８０に衝突するときの衝突応力を抑制しつつ、ロータ５０を「駆動開始位置」に素早く位置決めすることができる。そのため、ブラシレスモータ４の駆動制御開始までに要する時間をさらに短縮することができる。
【００８１】
また、本実施形態では、（９）第１出力値Ｉ１及び第２出力値Ｉ２をフィードバック制御により演算する。これにより、実値を目標値に一致させるように精度良く制御することができる。
【００８２】
また、本実施形態のモータ駆動システム１００は、（１０）モータ４と、穴部８１を有するインペラ８０と、モータ４の駆動を制御する上述の駆動制御装置９０とを備える。
モータ４は、ステータ３０、及び、当該ステータ３０に対し相対回転可能に設けられるロータ５０を備え、ロータ５０に連結されたシャフト６０がインペラ８０に形成された穴部８１との間に回転方向の隙間を有する状態で嵌合されることで、出力トルクをインペラ８０（負荷）に伝達可能である。
【００８３】
本実施形態のモータ駆動システム１００は、モータ４の起動時又は駆動中にシャフト６０がインペラ８０の穴部８１に衝突することが予測されるとき、駆動制御装置９０が衝突応力緩和制御を実行することで、シャフト６０と穴部８１との衝突によるインペラ８０の摩耗及び破損を抑制することができる。
【００８４】
本実施形態では、具体的な形態として、（１１）「回転嵌合部」としてのシャフト６０の端部６１に形成された駆動側外壁６１１、６１２が「受力部」としての穴部に形成された被駆動側内壁８１１、８１２に嵌合する。また、（１２）駆動側外壁６１１、６１２、及び被駆動側内壁８１１、８１２は、互いに嵌合する部分の形状について、「円周面の少なくとも一部に平面部が形成された形状」を呈している。そして、（１３）インペラ８０の回転により燃料を圧送する燃料ポンプ１がモータ４と一体に設けられている。
このように、本発明のモータ駆動システムは、例えばインペラ８０の回転により燃料を圧送する燃料ポンプ１として有効に適用される。
【００８５】
さらに本実施形態では、（１４）モータ駆動システム１００は車両に搭載される。
車両に搭載され、負荷として燃料ポンプやファン等を動作させるモータ駆動システムでは、モータの起動等の回数が多く且つ長寿命が要求されるため、本発明によるモータ駆動システムの効果が特に有効に発揮される。
【００８６】
以下の第２、第３実施形態については、主に第１実施形態との相違点を説明する。
（第２実施形態）
図８に示す第２実施形態では、第１実施形態に対し、衝突準備段階（時刻ｔ２〜ｔ４）における第２出力値Ｉ２が一定に設定されており、時刻ｔ４にて、電流は第２出力値Ｉ２から第３出力値Ｉ３までステップ状に増加している。
【００８７】
上述の通り、シャフト６０がインペラ８０に衝突する時刻は、シャフト６０の初期位置に応じて変化するため、時刻ｔ２から第２出力値Ｉ２を漸増させる第１実施形態では、衝突時の電流にばらつきが生じる。
そこで第２実施形態では、衝突準備段階における第２出力値Ｉ２を一定に設定することで、第１実施形態の各作用効果に加え、以下の効果（４）を奏する。
【００８８】
第２実施形態では、（４）第２出力値Ｉ２が一定に設定されている。これにより、シャフト６０の初期位置に関係なく衝突時の衝突エネルギーを同等とし、製品品質を安定させることができる。また、上限値Ｉ１MINをより低く設定することで、摩耗や破損の発生に対する安全率を大きくすることができる。
【００８９】
（第３実施形態）
図９に示す第３実施形態では、第２実施形態と同様に衝突準備段階（時刻ｔ２〜ｔ４）における第２出力値Ｉ２が一定に設定されている。さらに、第３実施形態では、時刻ｔ１にて電流が０から第１出力値Ｉ１までステップ状に増加し、予備動作段階（時刻ｔ１〜ｔ２）における第１出力値Ｉ１が一定に設定されている。
【００９０】
第３実施形態は、第１、第２実施形態の各作用効果を奏することに加え、予備動作段階（位置検出時）に回転数を急激に上昇させることで、誘起電圧を検出可能な回転数に早く到達することができる。したがって、位置検出の時間を短縮することができる。
【００９１】
（他の実施形態）
（ア）本発明の駆動制御装置は、三相ブラシレスモータに限らず、四相以上の多相ブラシレスモータの駆動制御に用いられてもよい。また、位置センサレス式のブラシレスモータにおける位置決め制御に限らず、位置センサを用いて制御されるブラシレスモータやブラシ付モータの駆動制御に適用されてもよい。それらの場合、「予備動作段階」では位置検出以外のどのような予備動作を行ってもよい。
【００９２】
（イ）駆動制御装置が位置決め制御を行う場合、本発明の他の実施形態では、位置決め手段９２０は、位置検出手段９２１による位置検出（予備動作）や位置決定手段９２２による「駆動開始位置」の決定を行うことなく、ロータ５０を位置決めしてもよい。例えば特開平４−３１２３９０号公報に記載されたように、ある固定された相に一定時間通電して第１位置決めをし、その後残りの相にも一定時間通電して第２位置決めをすることによってもロータ５０を位置決めすることができる。
【００９３】
（ウ）本発明の他の実施形態では、通電出力制御手段９３は、シャフト６０の外壁がインペラ８０の穴部８１の内壁に衝突した後の通電出力を第２出力値Ｉ２よりも増加させるのではなく、第２出力値Ｉ２と同等以下に維持してもよい。
（エ）本発明の他の実施形態では、通電出力制御手段９３は、第１出力値Ｉ１及び第２出力値Ｉ２をフィードバック制御によらないで演算してもよい。
【００９４】
（オ）本発明のモータ駆動システムにおける「モータの回転嵌合部及び負荷の受力部」の構成は、上記実施形態のように、回転嵌合部としてのシャフト６０の端部６１が受力部としての穴部８１の内側に嵌合する構成の他、回転嵌合部としての筒部が受力部としての被駆動軸の外側に嵌合する、いわゆるアウターロータの構成としてもよい。例えば、駆動側である回転筒部の内壁に形成されたツメが被駆動軸（ギア）の外壁に形成された歯に係合することで、モータの出力トルクを負荷に伝達可能である。
【００９５】
（カ）上記実施形態のように、シャフトの端部が穴部の内側に嵌合する構成において、シャフトの端部とインペラの穴部との嵌合形状は、Ｄ字状に限らず、例えばＩ字状、多角形状等の「円周面の少なくとも一部に平面部が形成された」他の形状であってもよい。その他、シャフトとインペラとは、スプライン結合等により結合されてもよい。
【００９６】
（キ）本発明のモータ駆動システムは、車両に搭載される場合、燃料ポンプ以外にエアコンやブロワのファン等のモータ駆動等にも使用可能である。これらの多くは、受力部が樹脂で形成されているため、本発明による受力部の摩耗や破損抑制の効果が有効に発揮される。また、本発明のモータ駆動システムは、車両以外のどのようなモータの駆動制御に用いられてもよい。
以上、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００９７】
４  ・・・ブラシレスモータ（モータ）
３０  ・・・ステータ（固定子）
５０  ・・・ロータ（回転子）
６０  ・・・シャフト（回転嵌合部）
８０  ・・・インペラ（負荷）        ８１  ・・・穴部（受力部）
９０  ・・・駆動制御装置
９３  ・・・通電出力制御手段
１００  ・・・モータ駆動システム
【図１】
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【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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