JP2008263665A - ブラシレスモータの駆動装置及び流体ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】起動時間を短縮させ、消費電力を低減させ、モータ効率低下を防止すること。
【解決手段】ブラシレスモータ２１の駆動装置は、３相の各コイル２５Ａ〜２５Ｃを有するステータ２５と、ステータ２５に設けられるマグネットロータ２４とを備えたブラシレスモータ２１について、各相のコイル２５Ａ〜２５Ｃ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２４を回転させると共に、各相のコイル２５Ａ〜２５Ｃに生じる誘起電圧に基づいてマグネットロータ２４の位置を検出し、その検出位置に基づいて各相のコイル２５Ａ〜２５Ｃに対する通電を制御するコントローラ１０を備える。コントローラ１０は、自己への電源供給が途切れたときに、次回の強制駆動を可能とする初期位置にマグネットロータ２４の位置をセットする初期セット制御を実行する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、センサレス駆動方式により誘起駆動を行うブラシレスモータの駆動装置及び流体ポンプに関する。

従来より、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用いない代わりに、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誘起される電圧信号（誘起電圧）を検出し、その検出信号に基づいてモータの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を採用したものが知られている。しかし、コイルに電圧信号が誘起されるのは、マグネットロータが回転している場合だけであり、モータ停止時には、コイルに誘起電圧は発生しないことから、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、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」させる必要がある。そして、そのときにマグネットロータが逆回転等しないように、マグネットロータの初期位置を所定の位置にセットする初期セットを行う必要があり、そのために時間がかかり、ブラシレスモータを直ちに起動させることができなかった。

そこで、下記の特許文献１には、停止位置規制用の永久磁石を設けて、モータ停止時にマグネットロータを永久磁石の磁力により特定の停止位置で停止させるようにしたブラシレスモータが記載されている。このブラシレスモータによれば、マグネットロータの位置検出のためのホール素子等が無くても、起動当初にマグネットロータの初期位置を所定の位置にセットして起動することができる。このようなブラシレスモータを、自動車用エンジンの燃料ポンプに使用することが考えられる。

特開２０００−０６００７０号公報 特開平１０−０７０８９５号公報 特開平１０−２７１８８１号公報 特開２００５−３１５２４３号公報 特開２００５−０５７９２２号公報

ところが、特許文献１に記載のブラシレスモータでは、そのモータを回転させるときに永久磁石の磁力を打ち消す必要がある。そのために、消磁用コイルを設けて、ブラシレスモータが回転するときに消磁用コイルに常時通電しなければならない。この結果、ブラシレスモータでの消費電力が増し、モータ効率が低下する懸念があった。そして、このブラシレスモータを自動車用エンジンの燃料ポンプに使用した場合には、燃費の悪化を招くおそれがある。また、エンジン始動時には、エンジンに直ちに燃料を供給するために燃料ポンプを速やかに起動させる必要があるが、燃料ポンプの起動当初におけるマグネットロータの位置を認識する手段には時間がかかり不向きである。

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、起動時間を短縮させ、消費電力を低減させると共に、モータ効率低下を防止することを可能としたブラシレスモータの駆動装置を提供することにある。また、この発明の別の目的は、エンジン始動時に速やかに流体を昇圧させることを可能とした流体ポンプを提供することにある。

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た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制御手段を備えたブラシレスモータの駆動装置であって、制御手段は、自己への電源供給が途切れたときに、次回の強制駆動を可能とする初期位置にマグネットロータの位置をセットする初期セット制御を実行することを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、制御手段へ電源が供給されなくなると、やがてマグネットロータが停止することとなる。この発明では、制御手段への電源供給が途切れたときに、各相のコイルに対する通電が停止する前に、制御手段が初期セット制御を実行することにより、次回の強制駆動を可能とする初期位置にマグネットロータの位置が初期セットされてから同ロータが停止することとなる。従って、次回の始動時には、マグネットロータが強制駆動によって直ちに回転し始めることとなる。

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、制御手段は、初期セット制御の前にマグネットロータの回転を停止させるブレーキ駆動制御を実行することを趣旨とする。

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、制御手段がブレーキ駆動制御を実行することにより、初期セット制御の前に、マグネットロータの回転が速やかに減速する。

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１又は２に記載の発明において、ステータは３相のコイルを備え、各相のコイルへの励磁は、３相全波駆動方式であることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、マグネットロータが、ステータとの間で効率よく強制駆動可能な位置関係となる。

上記目的を達成するために、請求項４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含むブラシレスモータを駆動源として備え、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制御手段を備え、マグネットロータの回転力に基づいて流体を昇圧させるポンプ部を備えてエンジンに付随して設けられる流体ポンプであって、制御手段は、エンジンの停止時に、次回の強制駆動を可能とする初期位置にマグネットロータの位置をセットする初期セット制御を実行し、エンジンの始動時には初期セット制御を実行することなく強制駆動を実行することを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、制御手段へ電源が供給されなくなると、やがてマグネットロータが停止して流体ポンプが停止することとなる。この発明では、エンジンの停止時に、制御手段が初期セット制御を実行することにより、次回の強制駆動を可能とする初期位置にマグネットロータの位置が初期セットされる。また、エンジンの始動時には、制御手段は、初期セットを実行することなく強制駆動を実行するので、エンジンの始動時には、マグネットロータが強制駆動によって直ちに回転し始め、流体ポンプが直ちに動作し始める。

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４に記載の発明において、制御手段は、初期セット制御の前にマグネットロータの回転を停止させるブレーキ駆動制御を実行することを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項４に記載の発明の作用に加え、制御手段がブレーキ駆動制御を実行することにより、初期セット制御の前に、マグネットロータの回転が速やかに減速する。

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４又は５に記載の発明において、ステータは３相のコイルを備え、各相のコイルへの励磁は、３相全波駆動方式であることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項４又は５に記載の発明の作用に加え、マグネットロータが、ステータとの間で効率よく強制駆動可能な位置関係となる。

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４乃至６の何れかに記載の発明において、エンジンの電動燃料ポンプ又は電動水ポンプとして使用されることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、エンジンの電動燃料ポンプ又は電動水ポンプにつき、請求項４乃至６の何れかに記載の発明の作用が得られる。

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時間を短縮させることができ、消費電力を低減させることができ、モータ効率低下を防止することができる。

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加え、ブラシレスモータの停止時には、初期セット制御を速やかに終了することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２又は３に記載の発明の効果に加え、特に３相のブラシレスモータにつき、効率良く強制駆動することができる。

請求項４に記載の発明によれば、エンジン始動時に速やかに流体を昇圧させることができる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の効果に加え、ブラシレスモータの停止時には、初期セット制御を速やかに終了することができる。

請求項６に記載の発明によれば、請求項４又は５に記載の発明の効果に加え、特に３相のブラシレスモータにつき、効率良く強制駆動することができる。

請求項７に記載の発明によれば、エンジンの電動燃料ポンプ又は電動水ポンプにつき、請求項４乃至６の何れかに記載の発明の効果を得ることができる。

以下、本発明におけるブラシレスモータの駆動装置及び流体ポンプを具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

この実施形態では、本発明をエンジンの電動燃料ポンプと、その燃料ポンプに使用される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、自動車用エンジン１１に付随して自動車に搭載される燃料タンク１を断面図により示す。燃料タンク１の中には、タンク本体２とは別体をなす高圧フィルタカバー３が設けられる。この高圧フィルタカバー３には、電動燃料ポンプ（以下、単に「燃料ポンプ」と言う。）４、燃料通路５ａ，５ｂ、プレッシャレギュレータ６及び高圧燃料フィルタ７が設けられる。燃料ポンプ４の吸入口には燃料フィルタ８が設けられる。燃料ポンプ４が作動することにより、タンク本体２に貯留された燃料は、燃料フィルタ８を介して燃料ポンプ４に吸入され、燃料通路５ａを経由して高圧燃料フィルタ７を通り、更に燃料通路５ｂを経由してプレッシャレギュレータ６により調圧されて出口９から吐出される。吐出された燃料は、燃料ライン１２を通じてエンジン１１に供給される。高圧フィルタカバー３の最上部には、燃料ポンプ４を制御するためのコントローラ１０が設けられる。このコントローラ１０には、燃料ポンプ４が電気的に接続される。この実施形態で、コントローラ１０は本発明の制御手段に相当する。この実施形態で、燃料ポンプ４は、長寿命化を図るために、ブラシレスモータ２１を駆動源として備え、同モータ２１の動力に基づき燃料を昇圧させるポンプ部４ａを備える。ポンプ部４ａには、後述するマグネットロータ２４の回転力に基づき回転するフィン等の回転部材（図示略）が設けられる。

図２に、燃料ポンプ４に使用されるブラシレスモータ２１と、そのコントローラ１０の構成等を電気回路図により示す。コントローラ１０は、制御回路２２、駆動回路２３及び第２の電源トランジスタＴｒＢを含む。この実施形態で、ブラシレスモータ２１は３相モータであり、駆動回路２３は３相全波駆動方式を採用した回路である。ブラシレスモータ２１は、マグネットロータ２４の位置（ロータ位置）を検出するためにホール素子を用いずに、ブラシレスモータ２１を構成するステータの各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイル２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃで生じる誘起電圧（発電電圧）を利用するようになっている。すなわち、燃料ポンプ４の可動部材でもあるマグネットロータ２４が回転することで発生する誘起電圧からロータ位置を検出し、通電対象となる各相のコイル２５Ａ〜２５Ｃを決定するようになっている。ただし、起動時は、誘起電圧が発生しないことから、「強制駆動」によりマグネットロータ２４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われる「誘起駆動」に切り替えられるようになっている。

図２に示すように、駆動回路２３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コントローラ１０の電源端子（＋Ｂａ）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。３相のブラシレスモータ２１は、マグネットロータ２４と、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各コイル２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃを有するステータ２５とを備える。各相のコイル２５Ａ〜２５Ｃの一端子は共通に接続され、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２２に接続される。制御回路２２の両端子は、それぞれコントローラ１０の電源端子（＋Ｂａ）に接続され、接地される。この実施形態で、制御回路２２はカスタムＩＣにより構成される。第２の電源トランジスタＴｒＢは、ＰＮＰ形のトランジスタより構成され、そのエミッタはコントローラ１０の電源端子（＋Ｂａ）に接続され、そのコレクタはコントローラ１０の端子（Ｖｂ）に接続され、そのベースは制御回路２２に接続される。

図２に示すように、コントローラ１０は、電源回路３１を介して電子制御装置（ＥＣＵ）３２に接続される。電源回路３１は、ＥＣＵ３２及びコントローラ１０に電源を供給する回路である。ＥＣＵ３２は、主としてエンジン１１の制御を司る装置である。ＥＣＵ３２は、中央処理装置（ＣＰＵ）３３と第１の電源トランジスタＴｒＡを含む。ＣＰＵ３３は、ＥＣＵ３２の電源端子（＋Ｂ）に接続される。第１の電源トランジスタＴｒＡは、ＰＮＰ形のトランジスタより構成され、そのエミッタはＥＣＵ３２の電源端子（＋Ｂ）に接続され、そのコレクタはＥＣＵ３２の端子（Ｖａ）に接続され、そのベースはＣＰＵ３３に接続される。

電源回路３１は、バッテリ３４、イグニションスイッチ（ＩＧ／ＳＷ）３５及びリレー３６を備える。リレー３６のスイッチ３６ａは、一端がコントローラ１０の電源端子（＋Ｂａ）に接続され、他端がバッテリ３４に接続される。イグニションスイッチ３５は、一端がバッテリ３４に接続され、他端がＥＣＵ３２の電源端子（＋Ｂ）に接続される。リレー３６のコイル３６ｂは、一端がＥＣＵ３２の端子（Ｖａ）に接続され、他端が接地される。コントローラ１０の端子（Ｖｂ）は、ＥＣＵ３２の端子（Ｖａ）に接続される。イグニションスイッチ３５の一端は、コントローラ１０のＩＧ端子（ＩＧ）を介して制御回路２２に接続される。

次に、ＥＣＵ３２及びコントローラ１０が実行する制御ロジックを図３に示す概念図を参照して説明する。

最初に、ステップ１００で、電源回路３１のイグニションスイッチ（ＩＧ／ＳＷ）３５が「ＯＮ」されなければ、ステップ３００で、ＣＰＵ３３は、第１の電源トランジスタＴｒＡを「ＯＦＦ」とする。

一方、ステップ１００で、イグニションスイッチ（ＩＧ／ＳＷ）３５が「ＯＮ」されると、ステップ１１０で、ＥＣＵ３２の電源端子（＋Ｂ）が「ＯＮ」となる。これにより、ステップ１２０で、ＥＣＵ３２の第１の電源トランジスタＴｒＡを「ＯＮ」とし、ステップ１３０で、電源回路３１のリレー３６が「ＯＮ」となり、コントローラ１０の電源端子（＋Ｂａ）が「ＯＮ」となる。

このとき、ステップ１５０で、コントローラ１０の第２の電源トランジスタＴｒＢを「ＯＮ」とする。次に、ステップ１６０で、制御回路２２はマグネットロータ２４を「強制駆動」する。すなわち、マグネットロータ２４の位置（ロータ位置）にかかわらず各相のコイル２５Ａ〜２５Ｃのうち特定相に対して通電を行う。

次に、ステップ１７０で、制御回路２２は誘起電圧の検出を行う。誘起電圧が検出できなければ、ステップ１６０で、制御回路２２は再びマグネットロータ２４の「強制駆動」を行う。誘起電圧が検出できれば、ステップ１８０で、制御回路２２はロータ位置推定駆動を行う。その後、ステップ１９０で、制御回路２２はコントローラ１０のＩＧ端子（ＩＧ）が「ＯＦＦ」か否かを判断する。すなわち、イグニションスイッチ（ＩＧ／ＳＷ）３５が「ＯＦＦ」されたか否かを判断する。すなわち、ＩＧ端子（ＩＧ）が「ＯＮ」のままであれば、制御回路２２は、ステップ１７０に戻って再びステップ１７０〜１９０の処理を実行する。つまり、制御回路２２は、ステップ１７０〜１９０を繰り返すことで、「誘起駆動」を実行する。「誘起駆動」の詳しい内容については後述する。

一方、ステップ１９０で、ＩＧ端子（ＩＧ）が「ＯＦＦ」となれば、ステップ２００で、制御回路２２はロータブレーキ駆動を行うために第１、第４及び第６のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ４，Ｔｒ６を「ＯＮ」とする。すなわち、制御回路２２は、「ブレーキ駆動制御」を実行する。これにより、マグネットロータ２４に制動力が付与され、同ロータ２４の回転が減速する。

その後、ステップ２１０で、制御回路２２は、ロータ位置初期セットを行う。すなわち、制御回路２２は「初期セット制御」を実行する。この詳しい処理内容は後述する。そして、ステップ２２０で、制御回路２２は、第２の電源トランジスタＴｒＢを「ＯＦＦ」とする。これにより、ステップ２３０で、電源回路３１のリレー３６が「ＯＦＦ」となり、コントローラ１０の電源端子（＋Ｂａ）が「ＯＦＦ」となる。すなわち、エンジン１１を停止させるために、イグニションスイッチ３５がＯＦＦ操作されることにより、制御回路２２は、ロータ位置初期セットの完了を待って、コントローラ１０に対する電源供給を終了する。

ここで、上記した「誘起駆動」の制御について説明する。図４に、誘起駆動時に制御回路２２により実行される各相通電タイミングと各相誘起電圧変化をタイムチャートにより示す。制御回路２２は、駆動回路２３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２５Ａ〜２５Ｃに対する通電を制御する。図４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４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２５Ａ〜２５Ｃが通電され誘起電圧が生じることが分かる。

図５に、各相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）の各コイル２５Ａ〜２５ｃの端子電圧の変化をタイムチャートにより示す。このチャートから分かるように、各コイル２５Ａ〜２５Ｃは、「１２０°通電」と「６０°非通電」を交互に受ける。図５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２２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２２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２５Ａ〜２５Ｃに対する通電を制御する。すなわち、制御回路２２は、ステータ２５の各相のコイル２５Ａ〜２５Ｃ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２４を回転させると共に、上記したように各相のコイル２５Ａ〜２５Ｃに生じる誘起電圧に基づいてロータ位置を検出し、その検出されたロータ位置に基づいて各相のコイル２５Ａ〜２５Ｃに対する通電を制御する「誘起駆動」を行うようになっている。

次に、上記した「ロータ位置初期セット（初期セット制御）」について説明する。図３のステップ２１０で、制御回路２２は、２回の初期セットを行う。すなわち、初期セット１回目（デューティスイープ制御）では、制御回路２２は、各相のコイル２５Ａ〜２５Ｃ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６に時刻ｔ０〜ｔ１に示すように、通電デューティ値ＤＹの値を、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。続いて、初期セット２回目（デューティスイープ制御）では、制御回路２２は、１回目と同様に、各相のコイル２５Ａ〜２５Ｃに対する通電デューティ値ＤＹを再び徐々に変化させる。この実施形態では、図６に時刻ｔ１〜ｔ２に示すように、通電デューティ値ＤＹの値を、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。

ここで、初期セット１回目（デューティスイープ制御）及び初期セット２回目（デューティスイープ制御）における各相Ｕ，Ｖ，Ｗを含むステータ２５とマグネットロータ２４との位置関係について説明する。図７（Ａ）〜（Ｆ）に、モータ停止状態におけるステータ２５とマグネットロータ２４との位置関係につき考えられる位置関係を概念図により示す。図８に、初期セット１回目及び初期セット２回目における通電相の変化と、ステータ２５とマグネットロータ２４との位置関係の変化を概念図により示す。図７に示すモータ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２４がゆっくり動き始めて図８（Ａ）又は（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２４が更に３０°又は６０°回転して図８（Ｂ）に示す状態となる。従って、エンジン１１の停止時、すなわち燃料ポンプ４の停止時、延いては、ブラシレスモータ２１の停止時には、ステータ２５とマグネットロータ２４が、図８（Ｂ）に示す状態で停止することとなる。図８（Ｂ）に示すマグネットロータ２４の位置が、次回の「強制駆動」を可能とする「初期位置」であり、マグネットロータ２４は、２回の初期セットにより「初期位置」にセットされることとなる。このため、ブラシレスモータ２１の始動時には、図８（Ｂ）に示す状態（初期位置）から、「Ｕ→Ｖ」の相で通電を行うことにより、「強制駆動」が容易に行われ、マグネットロータ２４が更に３０°回転して図８（Ｃ）に示す状態となる。その後、「Ｕ→Ｗ」及び「Ｖ→Ｗ」の相で通電を順次行うことにより、「強制駆動」又は「誘起駆動」が行われ、マグネットロータ２４が更に順次３０°ずつ順次回転して、図８（Ｄ）,（Ｅ）に示す状態となる。

以上説明したこの実施形態におけるブラシレスモータ２１の駆動装置によれば、イグニションスイッチ３５がＯＦＦ操作されたことを受けて、マグネットロータ２４が初期セット位置に停止することとなる。この実施形態では、イグニションスイッチ３５がＯＦＦ操作されたときに、各相のコイル２５Ａ〜２５Ｃに対し、コントローラ１０が「初期セット制御」を実行することにより、次回の「強制駆動」を可能とする初期位置にマグネットロータ２４の位置が初期セットされてから、同ロータ２４が停止することとなる。従って、次回にブラシレスモータ２１を始動させるときには、マグネットロータ２４が強制駆動によって直ちに回転し始めることとなる。このため、ブラシレスモータ２１の起動時間を短縮させることができ、同モータ２１による消費電力を低減させることができる。また、従来例とは異なり、停止位置規制用の永久磁石の磁力を打ち消すために消磁用コイルを設けてモータ動作時に常時通電する必要がないので、モータ効率低下を防止することができる。

この実施形態では、コントローラ１０は、「初期セット制御」の前にマグネットロータ２４の回転を停止させる「ブレーキ駆動制御」を実行するので、「初期セット制御」の前に、マグネットロータ２４の回転が速やかに減速する。このため、ブラシレスモータ２１の停止時には、初期セット制御を速やかに終了することができる。

この実施形態では、ステータ２５は３相のコイル２５Ａ〜２５Ｃを備え、各相のコイル２５Ａ〜２５Ｃへの励磁は、３相全波駆動方式であることから、マグネットロータ２４が、ステータ２５との間で効率よく強制駆動可能な位置関係となる。このため、この実施形態の３相のブラシレスモータ２１につき、効率良く「強制駆動」することができる。

また、この実施形態の燃料ポンプ４によれば、イグニションスイッチ３５がＯＦＦ操作されたことを受けて、マグネットロータ２４が停止して燃料ポンプ４が停止することとなる。この実施形態では、エンジン１１の停止時に、コントローラ１０が「初期セット制御」を実行することにより、次回の「強制駆動」を可能とする「初期位置」にマグネットロータ１０の位置が初期セットされる。また、エンジン１１の始動時には、コントローラ１０は、初期セットを実行することなく「強制駆動」を実行するので、エンジン１１の始動時には、マグネットロータ２４が「強制駆動」によって直ちに回転し始め、燃料ポンプ４が直ちに動作し始める。このため、エンジン１１の始動時には、燃料を速やかに昇圧させることができ、エンジン１１に速やかに燃料を供給することができる。この意味で、エンジン１１の始動性を向上させることができ、エンジン１１の始動時間を短縮することができ、エンジン１１の燃費を向上させることができる。

なお、この発明は前記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以下のように実施することもできる。

（１）前記実施形態では、本発明の流体ポンプを燃料ポンプ４に具体化したが、電動水ポンプに具体化することもできる。

（２）前記実施形態では、本発明の駆動装置を３相のブラシレスモータ２１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。

エンジンに付随して自動車に搭載される燃料タンクを示す断面図。 燃料ポンプのブラシレスモータ及びコントローラの構成等を示す電気回路図。 制御ロジックを示す概念図。 誘起駆動時の各相通電タイミングと各相誘起電圧変化を示すタイムチャート。 各相のコイルの端子電圧の変化を示すタイムチャート。 各相のコイルに対する通電デューティ値変化を示すタイムチャート。 モータ停止状態のステータとマグネットロータとの位置関係を示す概念図。 通電相変化、ステータとマグネットロータとの位置関係変化を示す概念図。

符号の説明

４ 燃料ポンプ
４ａ ポンプ部
１０ コントローラ（制御手段）
１１ エンジン
２１ ブラシレスモータ
２４ マグネットロータ
２５ ステータ
２５Ａ コイル（Ｕ相）
２５Ｂ コイル（Ｖ相）
２５Ｃ コイル（Ｗ相）

Claims (7)

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た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制御手段を備えたブラシレスモータの駆動装置であって、
   前記制御手段は、自己への電源供給が途切れたときに、次回の強制駆動を可能とする初期位置に前記マグネットロータの位置をセットする初期セット制御を実行することを特徴とするブラシレスモータの駆動装置。
2. 前記制御手段は、前記初期セット制御の前に前記マグネットロータの回転を停止させるブレーキ駆動制御を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。
3. 前記ステータは３相のコイルを備え、前記各相のコイルへの励磁は、３相全波駆動方式であることを特徴とする請求項１又は２に記載のブラシレスモータの駆動装置。
4. 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含むブラシレスモータを駆動源として備え、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制御手段を備え、前記マグネットロータの回転力に基づいて流体を昇圧させるポンプ部を備えてエンジンに付随して設けられる流体ポンプであって、
   前記制御手段は、前記エンジンの停止時に、次回の強制駆動を可能とする初期位置に前記マグネットロータの位置をセットする初期セット制御を実行し、前記エンジンの始動時には前記初期セット制御を実行することなく前記強制駆動を実行することを特徴とする流体ポンプ。
5. 前記制御手段は、前記初期セット制御の前に前記マグネットロータの回転を停止させるブレーキ駆動制御を実行することを特徴とする請求項４に記載の流体ポンプ。
6. 前記ステータは３相のコイルを備え、前記各相のコイルへの励磁は、３相全波駆動方式であることを特徴とする請求項４又は５に記載の流体ポンプ。
7. 前記エンジンの電動燃料ポンプ又は電動水ポンプとして使用されることを特徴とする請求項４乃至６の何れかに記載の流体ポンプ。

Images