JP2007189889A - ポンプ用ブラシレスモータの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誘起電圧の中性点検出のためにマスクをかけずに位相を適正に検出すること。
【解決手段】燃料ポンプに設けられるブラシレスモータ１１のコントローラ１０は、ブラシレスモータ１１において各相コイル１４Ａ〜１４Ｃに生じる誘起電圧に基づいてロータ１５の位相を検出し、その検出された位相に基づいて各相コイル１４Ａ〜１４Ｃへの通電を制御するようになっている。ここで、コントローラ１０の制御回路１２は、３つの基準電圧ＶＴＨ１,ＶＴＨ２,ＶＴＨ３を判定値として誘起電圧を判定し、その判定結果を論理信号に変換して論理信号の所定変化によりロータ１５の位相を検出するようになっている。
【選択図】 図２

Description

この発明は、ポンプに設けられるブラシレスモータに係り、詳しくは、ブラシレスモータを制御するためのポンプ用ブラシレスモータの制御装置に関する。

従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載のブラシレスモータの制御装置が知られている。ここで使用されるブラシレスモータは、各相コイルに生じる誘起電圧の中性点により位相を検出するようになっている。ところで、誘起電圧の変化において逆起電圧としてパルス状電圧が生じ、そのパルス状電圧により位相が誤検出されるおそれがある。そこで、特許文献１に記載の制御装置では、パルス状電圧による位相の誤検出を防止するために、中性点の検出に一定時間だけマスクをかけるようになっている。

また、近年では、ポンプの小型化を図るために、ポンプにブラシレスモータが用いられることが、例えば、下記の特許文献２に記載されている。

特許第２６４２３５７号公報 特開２００３−８８０８０号公報

ところが、特許文献１に記載の制御は、全てのブラシレスモータで同様に成立するとは限らなかった。すなわち、インダクタンスの大きいブラシレスモータや電流値の大きいブラシレスモータ、あるいは低回転域で使用されるブラシレスモータでは、パルス状電圧の発生時間が比較的長くなることから、ブラシレスモータによっては、中性点の検出においてマスクをかける時間を変更しなければならない。このため、各種ブラシレスモータの制御について同じ制御回路を使用することができず、制御回路を共通化することができなかった。

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、誘起電圧の中性点の検出のためにマスクをかけることなく位相を適正に検出することを可能としたポンプ用ブラシレスモータの制御装置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、ポンプに設けられるブラシレスモータにおいて各相コイルに生じる誘起電圧に基づいて位相を検出し、その検出された位相に基づいて各相コイルへの通電を制御するようにしたポンプ用ブラシレスモータの制御装置であって、複数の基準電圧を判定値として誘起電圧を判定し、その判定結果を論理信号に変換して論理信号の所定変化により位相を検出することを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、複数の基準電圧を判定値として誘起電圧が判定され、その判定結果が論理信号に変換されて論理信号の所定変化により位相が検出されることから、中性点の検出にマスクをかけることなくパルス状電圧を他と区別して判定することが可能となる。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、ポンプに設けられるブラシレスモータにおいて各相コイルに生じる誘起電圧に基づいて位相を検出し、その検出された位相に基づいて各相コイルへの通電を制御するようにしたポンプ用ブラシレスモータの制御
装置であって、複数の基準電圧を判定値として誘起電圧を判定し、その判定結果を論理信号に変換して論理信号の変化サイクルにより異常を検出することを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、複数の基準電圧を判定値として誘起電圧が判定され、その判定結果が論理信号に変換されて論理信号の変化サイクルにより異常が検出されることから、中性点の検出にマスクをかけることなくパルス状電圧を他と区別して判定することが可能となる。

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、複数の基準電圧のうちの一つは各相コイルの中性点の電圧、若しくは直流電源電圧の半分の電圧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、論理信号の所定変化により、又は、論理信号の変化サイクルにより、各相コイルの中性点を他と区別して判定することが可能となる。

上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において、複数の基準電圧は３つ乃至５つ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乃至３の何れかに記載の発明の作用に加え、３つ乃至５つの基準電圧を３つ乃至５つの判定値として誘起電圧が判定されるので、例えば、３つの基準電圧の場合は、判定結果から４つのモードを区別することが可能となる。

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１乃至４の何れかに記載の発明において、論理信号への変換は、各判定値による判定結果を、所定時間を置いた複数回の読み込みにより行うことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の作用に加え、判定結果が複数回読み込まれることから、ノイズの識別が可能となる。

上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、ポンプに設けられるブラシレスモータにおいて各相コイルに生じる誘起電圧に基づいて位相を検出し、その検出された位相に基づいて各相コイルへの通電を制御するようにしたポンプ用ブラシレスモータの制御装置であって、誘起電圧を３つ以上の基準電圧と比較することで得られる波形を演算処理してポンプの可動部材の位置を検出することを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、誘起電圧を３つ以上の基準電圧と比較することで得られる波形を演算処理してポンプの可動部材の位置を検出するので、誘起電圧から得られる波形の演算処理にマスクをかける必要がなく、ポンプの可動部材の位置をノイズと区別して検出することが可能となる。

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６に記載の発明において、基準電圧は５つ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６に記載の発明の作用に加え、誘起電圧が５つの基準電圧と比較されるので、例えば、誘起電圧に、急峻に立ち上がるインパルスノイズが含まれていても、そのノイズを他の信号と区別することが可能となる。

上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、ブラシレスモータにおいて各相コイルに生じる誘起電圧に基づいて位相を検出し、その検出された位相に基づいて各相コイルへの通電を制御するようにしたブラシレスモータの制御装置であって、複数の基準電圧を判定値として誘起電圧を判定し、その判定結果を論理信号に変換して論理信号の所定変化により位相を検出することを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、複数の基準電圧を判定値として誘起電圧が判定され、その判定結果が論理信号に変換されて論理信号の所定変化により位相が検出されることから、中性点の検出にマスクをかけることなくパルス状電圧を他と区別して判定することが可能となる。

上記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、ブラシレスモータにおいて各相コイルに生じる誘起電圧に基づいて位相を検出し、その検出された位相に基づいて各相コイルへの通電を制御するようにしたブラシレスモータの制御装置であって、複数の基準電圧を判定値として誘起電圧を判定し、その判定結果を論理信号に変換して論理信号の変化サイクルにより異常を検出することを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、複数の基準電圧を判定値として誘起電圧が判定され、その判定結果が論理信号に変換されて論理信号の変化サイクルにより異常が検出されることから、中性点の検出にマスクをかけることなくパルス状電圧を他と区別して判定することが可
能となる。

請求項１に記載の発明によれば、誘起電圧の中性点の検出のためにマスクをかけることなく位相を適正に検出することができる。

請求項２に記載の発明によれば、誘起電圧の中性点の検出にマスクをかけることなく適正に異常を検出することができ、これによって位相を適正に検出することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、誘起電圧の中性点の位相を直接判別することができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の効果に加え、位相の検出精度を高めることができ、ブラシレスモータの制御につき確実な動作を得ることができる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の効果に加え、ノイズを除去できることでブラシレスモータの制御につき確実な動作を得ることができる。

請求項６に記載の発明によれば、誘起電圧と基準電圧との比較のためにマスクをかけることなく可動部材の位置を適正に検出することができる。

請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明の効果に加え、ポンプの可動部材の位置検出精度を高めることができ、ブラシレスモータの制御につき確実な動作を得ることができる。

請求項８に記載の発明によれば、誘起電圧の中性点の検出のためにマスクをかけることなく位相を適正に検出することができる。

請求項９に記載の発明によれば、誘起電圧の中性点の検出にマスクをかけることなく適正に異常を検出することができ、これによって位相を適正に検出することができる。

以下、本発明におけるポンプ用ブラシレスモータの制御装置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燃料ポンプに使用されるブラシレスモータの制御装置に具体化して説明する。図１に、エンジンに付随して車両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とは別に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、燃料ポンプ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。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。この実施形態では、コントローラ１０により本発明の制御装置が構成される。この実施形態で、燃料ポンプ４には、長寿命化を図るために、ブラシレスモータが駆動源として使用されている。

図２に、燃料ポンプ４で使用されるブラシレスモータ１１とコントローラ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相モータであり、駆動回路１３は３相全波駆動回路である。この実施形態のブラシレスモータ１１は、ロータ１５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１１を構成するステータの各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイル１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ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ロータ１５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、通電対象となるコイル１４Ａ〜１４Ｃを決定するようになっている。但し、起動時は、誘起電圧が発生しないことから、強制駆動によりロータ１５を回転させるようになっている。誘起電圧が発生した後は、誘起電圧を検出して行われる駆動に切り替えるようになっている。

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。３相のブラシレスモータ１１は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各コイル１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃを有するステータ１４と、永久磁石型ロータ１５とを備える。各相のコイル１４Ａ〜１４Ｃ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。

図３に、制御回路１２によるブラシレスモータ１１の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、ブラシレスモータ１１の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。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が通電され誘起電圧が生じることが分かる。

図４に、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各コイル１４Ａ〜１４Ｃ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１４Ａ〜１４Ｃは、「１２０°通電」と「６０°非通電」を交互に受ける。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。

図５に、制御回路１２が実行する制御ロジックを概念図により示す。最初に、ステップ１００で電源ＯＮにより起動されると、ステップ１１０で、制御回路１２はロータ１５を強制駆動する。次に、ステップ１２０で、制御回路１２は誘起電圧の検出を行う。誘起電圧が検出できなければ、制御回路１２はステップ１１０で再びロータ１５の強制駆動を行う。誘起電圧が検出できれば、制御回路１２はステップ１３０で、ロータ位置推定駆動を実行する。この詳しい処理内容は後述する。その後、ステップ１４０で、制御回路１２は異常検出を行う。ここで、異常とは、例えば、「脱調」等の現象を意味する。異常が検出できなければ、制御回路１２はステップ１２０で、再び誘起電圧の検出を行う。異常が検出できれば、制御回路１２は、ステップ１５０で再起動ロジックを実行した後、ステップ１２０で再び誘起電圧の検出を行う。

図６に、制御回路１２が実行する「ロータ位置推定駆動」に係る制御ロジックにつき、Ｕ相の誘起電圧を利用した内容についてフローチャートにより示す。Ｖ相及びＷ相については、Ｕ相と同様であることから、ここでは説明を省略する。また、図７に、各種パラメータの挙動をタイムチャートにより示す。

ステップ２００でブラシレスモータ１１が起動すると、制御回路１２は、ステップ２０１で初期化を行い、ステップ２０２でロータ１５を強制駆動する。

その後、制御回路１２は、ステップ２０３でＵ相の誘起電圧を読み込み、ステップ２０４で、読み込まれたＵ相の誘起電圧に基づき逆起電圧判定を行う。ここで、制御回路１２は、３つの基準電圧ＶＴＨ１（＋Ｂ／４），ＶＴＨ２（＋Ｂ／２），ＶＴＨ３（＋３Ｂ／４）を判定値として、読み込まれたＵ相の誘起電圧と３つの基準電圧ＶＴＨ１，ＶＴＨ２，ＶＴＨ３とを比較してＵ相誘起Ｈ（Ａ１）、Ｕ相誘起Ｍ（Ｂ１）及びＵ相誘起Ｌ（Ｃ１）の波形を得る。第１の基準電圧ＶＴＨ１は、電源電圧（＋Ｂ）の四分の一の値（＋Ｂ／４）を有し、第２の基準電圧ＶＴＨ２は、誘起電圧の中性点を示し電源電圧（＋Ｂ）の二分の一の値（＋Ｂ／２）を有し、第３の基準電圧ＶＴＨ３は、電源電圧（＋Ｂ）の四分の三の値（＋３Ｂ／４）を有する。ここで、Ｕ相の誘起電圧が第１の基準電圧ＶＴＨ１より小さい場合はＵ相誘起Ｈ（Ａ１）がハイレベルとなり、誘起電圧が第２の基準電圧ＶＴＨ２に等しい場合はＵ相誘起Ｍ（Ｂ１）がハイレベルとなり、誘起電圧が第３の基準電圧ＶＴＨ３より大きい場合はＵ相誘起Ｌ（Ｃ１）がハイレベルとなる。制御回路１２は、これら各Ｕ相誘起Ｈ，Ｍ，Ｌの波形Ａ１〜Ｃ１の組み合わせから論理モードを演算する。理論モードは、波形Ａ１〜Ｃ１を３BITの２進法に割り当てて１０進法に変換した値を「０，１，３，７」として表す。「０」は３つの波形Ａ１〜Ｃ１の全てがロウレベル（０００）となる判定結果を意味し、「１」は波形Ｃ１のみがハイレベル（００１）となる判定結果を意味し、「３」はＢ１，Ｃ１がハイレベル（０１１）となる判定結果を意味し、「７」は３つの波形Ａ１〜Ｃ１の全てがハイレベル（１１１）となる判定結果を意味する。このように制御回路１２は、上記判定結果を論理信号に変換することにより、「０，１，３，７」の値をＵ相誘起の波形Ｄ１として得る。従って、ステップ２０４で、制御回路１２は、誘起電圧が逆起電圧か否か、すなわちＵ相誘起の波形Ｄ１が「７」か否かを判定する。この判定結果が否定である場合、異常（例えば、電源電圧の異常低下による誘起電圧の異常低下等）を検出したものとして、制御回路１２は、ステップ２４０で異常処理を実行する。異常処理として、例えば、図５にステップ１５０で示す再起動ロジックを実行する。ここで、再起動ロジックとは、誘起電圧を検出してのブラシレスモータ１１の駆動を一旦停止させて再度誘起電圧の読み込みを開始させることを意味する。このとき誘起電圧を検出できなければ強制駆動を実行する。

一方、ステップ２０４の判定結果が肯定である場合、制御回路１２はステップ２０５で誘起電圧を読み込み、ステップ２０６で、読み込まれた誘起電圧に基づき誘起電圧判定を行う。ここで、制御回路１２は、Ｕ相誘起の波形Ｄ１が「０」か否かを判定する。この判定結果が否定である場合、異常を検出したものとして、制御回路１２は、ステップ２４０で異常処理を実行する。

ステップ２０６の判定結果が肯定である場合、制御回路１２はステップ２０７で誘起電圧を読み込み、ステップ２０８で、読み込まれた誘起電圧に基づき誘起電圧判定を行う。ここで、制御回路１２は、Ｕ相誘起の波形Ｄ１が「１」か否かを判定する。この判定結果が否定である場合、異常を検出したものとして、制御回路１２は、ステップ２４０で異常処理を実行する。

ステップ２０８の判定結果が肯定である場合、制御回路１２はステップ２０９で誘起電圧を読み込み、ステップ２１０で、読み込まれた誘起電圧に基づき誘起電圧判定を行う。ここで、制御回路１２は、Ｕ相誘起の波形Ｄ１が「３」か否かを判定する。この判定結果が否定である場合、異常を検出したものとして、制御回路１２は、ステップ２４０で異常処理を実行する。この判定結果が肯定である場合、制御回路１２はステップ２１１へ移行する。

上記したステップ２０３〜２１０の処理は、図４に示す誘起電圧の上昇過程について判定するものであり、制御回路１２は、Ｖ相及びＷ相についても並行してこの処理を行う。

そして、制御回路１２は、ステップ２１１でタイマＴ１をクリアし、ステップ２１２でタイマＴ１をスタートする。その後、ステップ２１３で、制御回路１２は、タイマＴ１がオーバーフローしたか否かを判定する。この判定結果が肯定である場合は、制御回路１２は、ステップ２４０で異常処理を実行する。

一方、ステップ２１３の判定結果が否定である場合、ステップ２１４で、制御回路１２は、Ｗ相について行うステップ２３０の判定結果が肯定であるとき、すなわちＷ相誘起の波形Ｄ３が「１」となるときにタイマＴ１をストップする。

その後、ステップ２１５で、制御回路１２は、タイマＴ１の１／２の値（タイマ値Ｔ１／２）を読み込み、タイマＴ１Ａをクリアする。そして、制御回路１２は、ステップ２１６でタイマＴ１Ａをスタートし、ステップ２１７で、タイマＴ１Ａが「Ｔ１／２」となるのを待って、ステップ２１８で、通電相を「Ｕ→Ｖ」から「Ｕ→Ｗ」へ切り替える。そのために、制御回路１２は、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ６を「ＯＮ」とし、それ以外を「ＯＦＦ」とする状態から、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４を「ＯＮ」とし、それ以外を「ＯＦＦ」とする状態へ切り替える。

その後、制御回路１２は、ステップ２２３〜２３０の処理を実行する。これらの処理は、図４に示す誘起電圧の降下過程について判定するものであり、制御回路１２は、Ｖ相及びＷ相についても並行してこの処理を行う。

すなわち、制御回路１２は、ステップ２２３で誘起電圧を読み込み、ステップ２２４で読み込まれた誘起電圧に基づき逆起電圧判定を行う。ここで、制御回路１２は、Ｕ相誘起の波形Ｄ１が「０」か否かを判定する。この判定結果が否定である場合、異常を検出したものとして、制御回路１２は、ステップ２４０で異常処理を実行する。

一方、ステップ２２４の判定結果が肯定である場合、制御回路１２はステップ２２５で誘起電圧を読み込み、ステップ２２６で、読み込まれた誘起電圧に基づき誘起電圧判定を行う。ここで、制御回路１２は、Ｕ相誘起の波形Ｄ１が「７」か否かを判定する。この判定結果が否定である場合、異常を検出したものとして、制御回路１２は、ステップ２４０で異常処理を実行する。

ステップ２２６の判定結果が肯定である場合、制御回路１２はステップ２２７で誘起電圧を読み込み、ステップ２２８で、読み込まれた誘起電圧に基づき誘起電圧判定を行う。ここで、制御回路１２は、Ｕ相誘起の波形Ｄ１が「３」か否かを判定する。この判定結果が否定である場合、異常を検出したものとして、制御回路１２は、ステップ２４０で異常処理を実行する。

ステップ２２８の判定結果が肯定である場合、制御回路１２はステップ２２９で誘起電圧を読み込み、ステップ２３０で、読み込まれた誘起電圧に基づき誘起電圧判定を行う。ここで、制御回路１２は、Ｕ相誘起の波形Ｄ１が「１」か否かを判定する。この判
定結果が否定である場合、異常を検出したものとして、制御回路１２は、ステップ２４０で異常処理を実行する。この判定結果が肯定である場合、制御回路１２はステップ２３１へ移行する。

そして、制御回路１２は、ステップ２３１でタイマＴ４をクリアし、ステップ２３２でタイマＴ４をスタートする。その後、ステップ２３３で、制御回路１２は、タイマＴ４がオーバーフローしたか否かを判定する。この判定結果が肯定である場合は、制御回路１２は、ステップ２４０で異常処理を実行する。

一方、ステップ２３３の判定結果が否定である場合、ステップ２３４で、制御回路１２は、Ｗ相について行うステップ２１０の判定結果が肯定であるとき、すなわちＷ相誘起の波形Ｄ３が「３」となるときにタイマＴ４をストップする。

その後、ステップ２３５で、制御回路１２は、タイマＴ４の１／２の値（タイマ値Ｔ４／２）を読み込み、タイマＴ４Ａをクリアする。そして、制御回路１２は、ステップ２３６でタイマＴ４Ａをスタートし、ステップ２３７で、タイマＴ４Ａが「Ｔ４／２」となるのを待って、ステップ２３８で、通電相を「Ｖ→Ｕ」から「Ｗ→Ｕ」へ切り替える。そのために、制御回路１２は、トランジスタＴｒ５，Ｔｒ２を「ＯＮ」とし、それ以外を「ＯＦＦ」とする状態から、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ２を「ＯＮ」とし、それ以外を「ＯＦＦ」とする状態へ切り替える。そして、制御回路１２は、ステップ２０３からの処理を繰り返す。

図７に示すタイムチャートから明らかなように、上記したタイマＴ１，Ｔ４を含むタイマＴ１〜Ｔ４の挙動から位置信号Ｅが形成されることが分かる。この位置信号Ｅがハイレベルとなる時間又はロウレベルとなる時間の半分（Ｔ１／２，Ｔ２／２，Ｔ３／２，Ｔ４／２）の時間をカウントすることにより、次の通電相の切替時刻を決定するようになっている。

以上説明したこの実施形態におけるブラシレスモータの制御装置によれば、制御回路１２は、燃料ポンプ４に設けられるブラシレスモータ１１において、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各コイル１４Ａ〜１４Ｃに生じる誘起電圧に基づいてロータ１５の位相（ロータ位置）を検出し、その検出された位相に基づいて各コイル１４Ａ〜１４Ｃへの通電を制御するようになっている。ここで、制御回路１２は、３つの基準電圧ＶＴＨ１,ＶＴＨ２,ＶＴＨ３を判定値として誘起電圧の大きさを判定し、その判定結果を論理モード、すなわち論理信号に変換して、その論理信号の所定変化、すなわち変換値が「１→３」又は「３→１」に変化するとき、つまり誘起電圧が中性点となるときをロータ１５の位相（ロータ位置）として検出するようになっている。そして、図７に示すように、変換値が「１→３」に変化するときは、位置信号Ｅをロウレベルからハイレベルにセットし、変換値が「３→１」に変化するときは、位置信号Ｅをハイレベルからロウレベルへセットする。制御回路１２は、このようにして位置信号Ｅの生成を完了して、位置信号Ｅがハイレベル又はロウレベルにセットされてからハイレベル又はロウレベルの継続時間の半分の時間が経過したときに通電相の切り替えを行うようになっている。

従って、この制御装置によれば、誘起電圧の中性点の検出に際して特にマスクをかけることなくパルス状電圧である逆起電圧を他と区別して判定することが可能となる。このため、誘起電圧の中性点の検出にマスクをかけることなくロータ１５の位相（ロータ位置）を適正に検出することができる。また、中性点の検出にマスクをかける必要がないことから、インダクタンスの大きいブラシレスモータや電流値の大きいブラシレスモータ、あるいは低回転域で使用されるブラシレスモータについて、誘起電圧におけるパルス状電圧の発生時間が比較的長くなるものであっても、マスクをかける時間（マスク時間）を問題にする必要がなく、各種ブラシレスモータに対応して制御回路１２の特性を変更する必要がなく、各種ブラシレスモータの間で制御回路１２を共通化して使用することができる。このため、制御装置の低コスト化を図ることができる。また、マスク時間を各種ブラシレスモータ毎にマッチングする開発工数を省略することができ、開発期間の短縮化と低コスト化を図ることができる。

また、この実施形態の制御装置は、３つの基準電圧ＶＴＨ１,ＶＴＨ２,ＶＴＨ３を判定値として誘起電圧を判定し、その判定結果を論理モード、すなわち論理信号に変換して、その論理信号の変化サイクルが、正規の「７→０→１→３→７→０→７→３→１→０」というサイクルから逸脱したときに脱調等の異常を検出するようになっている。従って、誘起電圧の中性点の検出に際して特にマスクをかけることなくパルス状電圧である逆起電圧を他と区別して判定することが可能となる。このため、誘起電圧の中性点の検出にマスクをかけることなく適正に異常を検出することができ、これによってロータ１５の位相（ロータ位置）を適正に検出することができる。

また、この実施形態では、３つの基準電圧ＶＴＨ１,ＶＴＨ２,ＶＴＨ３のうちの一つである第２の基準電圧ＶＴＨ２は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各コイル１４Ａ〜１４Ｃの中性点の電圧（＋Ｂ／２）、すなわち電源電圧（＋Ｂ）の半分の電圧であることから、上記した論理信号の所定変化により、又は、論理信号の変化サイクルにより、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各コイル１４Ａ〜１４Ｃの中性点を他と区別して判定することが可能となる。このため、誘起電圧の中性点の位相を直接判別することができる。

更に、この実施形態では、複数の基準電圧が３つ、すなわち基準電圧ＶＴＨ１,ＶＴＨ２,ＶＴＨ３であることから、３つの基準電圧ＶＴＨ１,ＶＴＨ２,ＶＴＨ３を３つの判定値として誘起電圧が判定されるので、その判定結果から４つのモード、つまり論理信号の変換値「０，１，３，７」をより正確に区別することが可能となる。このため、ロータ１５の位相（ロータ位置）の検出精度を高めることができ、ブラシレスモータ１１の制御につき確実な動作を得ることができる。

尚、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構成の一部を適宜変更すること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、誘起電圧の判定値として３つの基準電圧ＶＴＨ１,ＶＴＨ２,ＶＴＨ３を使用したが、この基準電圧の数を４つ以上としてもよい。特に、基準電圧の数を５つとすることが好適である。このように基準電圧の数を４つ以上とすることで、誘起電圧から中性点（＋Ｂ／２）となるときを更に精度良く検出することができる。これは、基準電圧の数を４つ以上、特に５つとすることで、本来の誘起電圧とインパルスノイズとが分別し易くなるからである。誘起電圧は、徐々に増加（又は減少）し、低い基準電圧から順番に高い基準電圧を越えるのに対し、急峻に立ち上がるインパルスノイズは、低い基準電圧から一気に（順番を飛び越して）高い基準電圧を越えてしまう。この違いは、誘起電圧と比較される基準電圧の数を４つ以上に、特に５つにすることで、インパルスノイズを他の信号と区別して検出できるのでより明確となる。このため、ロータ１５の位相（ロータ位置）の位置検出精度を高めることができ、ブラシレスモータ１１の制御につき確実な動作を得ることができる。

（２）例えば、誘起電圧の判定結果を論理信号へ変換するのに、各判定値による判定結果を、所定時間を置いた複数回の読み込みにより行うようにしてもよい。一例として、制御回路１２が、図８及び図９に示すように、Ｕ相誘起Ｈ（Ａ１）の波形の立ち上がり及び立ち下がりを読み込むのに、所定時間を置いて２度読むことにより、Ｕ相誘起Ｈ（Ａ１）が正常に変化している場合は、タイミングは若干遅れるもののＵ相誘起Ｈ（Ａ１’）を適正に読み込むことができる（図８参照）。一方、Ｕ相誘起Ｈ（Ａ１）にノイズがのった場合は、２度読むことにより、ノイズの読み込みを排除することができ、Ｕ相誘起Ｈ（Ａ１’）からノイズの影響を除去することができる（図９参照）。この２度読みにより、一定時間内にＵ相誘起Ｈ（Ａ１）が変化しないことを確認した後にその変化を認知することができる。このため、ノイズを除去できることで、ブラシレスモータ１１の制御につき確実な動作を得ることができる。ここで、判定結果の読み込みは、２回に限るものではなく、３回以上の回数であってもよい。

（３）前記実施形態では、本発明の制御装置をエンジンの燃料ポンプ４に使用されるブラシレスモータ１１に具体化したが、これに限られるものではなく、エンジンの冷却装置を構成するウォータポンプに使用されるブラシレスモータに具体化してもよい。

（４）前記実施形態では、第２の基準電圧ＶＴＨ２の値を、誘起電圧の中性点の電圧と
したが、複数の基準電圧のうちの一つを直流電源電圧の半分の電圧としてもよい。

燃料タンクを示す断面図。 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。 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。 各相コイルの端子電圧変化を示すタイムチャート。 制御回路が実行する制御ロジックを示す概念図。 制御回路が実行する制御ロジックの内容を示すフローチャート。 各種パラメータの挙動を示すタイムチャート。 Ａ１波形とその２度読みタイミング等を示すタイムチャート。 Ａ１波形とその２度読みタイミング等を示すタイムチャート。

符号の説明

４ 燃料ポンプ
１０ コントローラ
１１ ブラシレスモータ
１２ 制御回路
１４Ａ コイル
１４Ｂ コイル
１４Ｃ コイル
１５ ロータ（可動部材）
ＶＴＨ１ 第１の基準電圧
ＶＴＨ２ 第２の基準電圧
ＶＴＨ３ 第３の基準電圧

Claims (9)

1. ポンプに設けられるブラシレスモータにおいて各相コイルに生じる誘起電圧に基づいて位相を検出し、その検出された位相に基づいて前記各相コイルへの通電を制御するようにしたポンプ用ブラシレスモータの制御装置であって、
   複数の基準電圧を判定値として前記誘起電圧を判定し、その判定結果を論理信号に変換して前記論理信号の所定変化により前記位相を検出することを特徴とするポンプ用ブラシレスモータの制御装置。
2. ポンプに設けられるブラシレスモータにおいて各相コイルに生じる誘起電圧に基づいて位相を検出し、その検出された位相に基づいて前記各相コイルへの通電を制御するようにしたポンプ用ブラシレスモータの制御装置であって、
   複数の基準電圧を判定値として前記誘起電圧を判定し、その判定結果を論理信号に変換して前記論理信号の変化サイクルにより異常を検出することを特徴とするポンプ用ブラシレスモータの制御装置。
3. 前記複数の基準電圧のうちの一つは前記各相コイルの中性点の電圧、若しくは直流電源電圧の半分の電圧であることを特徴とする請求項１又は２に記載のポンプ用ブラシレスモータの制御装置。
4. 前記複数の基準電圧は３つ乃至５つであることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のポンプ用ブラシレスモータの制御装置。
5. 前記論理信号への変換は、前記各判定値による判定結果を、所定時間を置いた複数回の読み込みにより行うことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のポンプ用ブラシレスモータの制御装置。
6. ポンプに設けられるブラシレスモータにおいて各相コイルに生じる誘起電圧に基づいて位相を検出し、その検出された位相に基づいて前記各相コイルへの通電を制御するようにしたポンプ用ブラシレスモータの制御装置であって、
   前記誘起電圧を３つ以上の基準電圧と比較することで得られる波形を演算処理して前記ポンプの可動部材の位置を検出することを特徴とするポンプ用ブラシレスモータの制御装置。
7. 前記基準電圧は５つであることを特徴とする請求項６に記載のポンプ用ブラシレスモータの制御装置。
8. ブラシレスモータにおいて各相コイルに生じる誘起電圧に基づいて位相を検出し、その検出された位相に基づいて前記各相コイルへの通電を制御するようにしたブラシレスモータの制御装置であって、
   複数の基準電圧を判定値として前記誘起電圧を判定し、その判定結果を論理信号に変換して前記論理信号の所定変化により前記位相を検出することを特徴とするブラシレスモータの制御装置。
9. ブラシレスモータにおいて各相コイルに生じる誘起電圧に基づいて位相を検出し、その検出された位相に基づいて前記各相コイルへの通電を制御するようにしたブラシレスモータの制御装置であって、
   複数の基準電圧を判定値として前記誘起電圧を判定し、その判定結果を論理信号に変換して前記論理信号の変化サイクルにより異常を検出することを特徴とするブラシレスモータの制御装置。

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