用于驱动旋转机械的装置和方法

摘要

本发明涉及用于驱动旋转机械的装置和方法。一种电机驱动装置(1)，具有失步监测电路(7)，其监测诸如无刷DC电机等旋转机械(2)的旋转以检测转变到失步状态的迹象。当检测到所述迹象时，激励控制电路(4)暂时停止驱动旋转机械以使其进入自由运行状态，之后执行控制以恢复对旋转机械(2)的驱动。此外，所述电机驱动装置(1)具有逆变器(12)和驱动控制电路(220)，其基于旋转机械(2)的旋转来控制逆变器(12)的开关操作。

权利要求

1.一种旋转机械驱动装置，包括：

功率变换电路，其包括开关元件，所述开关元件基于旋转机械的感应电压，通过确定操作所述旋转机械的指定时间点来控制所述旋转机械的输出，其特征在于，

定位模块，其用于在所述旋转机械起动之前使电流从所述旋转机械的一部分相同时流到另一部分相，从而将所述旋转机械的旋转角度固定在预定角度，其中所述一部分相和所述另一部分相中的至少一个包括多个相。

2.如权利要求1所述的旋转机械驱动装置，其中：所述旋转机械为三相旋转机械。

3.如权利要求1或2所述的旋转机械驱动装置，其中：所述定位模块包括短路模块，用于在使电流从所述旋转机械的所述一部分相流到所述另一部分相的过程之后，在所述旋转机械的电源的正极或负极与所述旋转机械的所有相之间建立导通，从而使所述旋转机械的所有相短路。

4.如权利要求1或2所述的旋转机械驱动装置，其中：所述定位模块一次以上地执行使电流从所述旋转机械的所述一部分相流到所述另一部分相的过程，从而将所述旋转机械的所述旋转角度固定在预定角度，其中每次都改变所述一部分相和所述另一部分相。

5.如权利要求4所述的旋转机械驱动装置，其中：所述定位模块还包括建立模块，用于在把所述电流从所述一部分相供给所述另一部分相之后，在所述旋转机械的电源的正极或负极与所述旋转机械的所有相之间建立导通，从而在所述一部分相和所述另一部分相被改变之前使所述旋转机械的所有相短路。

6.如权利要求1或2所述的旋转机械驱动装置，还包括：限制模块，其用于在由于所述定位模块的激励操作使提供给所述旋转机械的电流量等于或大于预定值时，限制所述激励的量。

7.如权利要求1或2所述的旋转机械驱动装置，其中：所述定位模块将所述预定角度设置在从第一角度到第二角度的角度范围内，所述第一角度位于从其中如果伴随所述旋转机械起动的第一开关操作被保持则获得的所述旋转机械的旋转角度的稳定值延迟了180°的角度之前，而所述第二角度位于超前所述稳定值30°的角度之后。

8.如权利要求1或2所述的旋转机械驱动装置，还包括：抑制模块，其用于抑制所述旋转机械起动，直到所述旋转机械的电源的电压等于或大于预定的指定电压，其中，所述旋转机械安装在车载发动机系统中。

9.如权利要求8所述的旋转机械驱动装置，其中：所述抑制模块抑制所述旋转机械起动，直到所述电源的所述电压等于或大于所述指定电压的时间段持续了预定时间。

10.如权利要求1或2所述的旋转机械驱动装置，其中：所述旋转机械是燃料泵的致动器。

说明书

用于驱动旋转机械的装置和方法

[0001] 本申请是申请日为2007年11月30日、发明名称为“用于驱动旋转机械的装置和方法”的专利申请200710194074.3的分案申请。

技术领域

[0002] 本发明涉及一种用于驱动诸如无刷DC电机等旋转电机的装置和方法，其中估计旋转机械的转子位置以确定驱动该旋转机械的激励时间点。

背景技术

[0003] 一些常规驱动装置采用无位置传感器的方法，该方法被设计为对无刷DC电机的转子位置进行估计，从而获得该电机的换向时间点并驱动该电机。如果这类驱动装置中发生故障或者发生负载波动，则它可能进入失步状态，在该失步状态下，驱动装置不能再像预期的那样驱动电机。

[0004] JP-A-2004-104935公开了一种技术，该技术用于在检测到电机已经进入失步状态并且已经停止时重新开始驱动控制该电机。然而，根据这种技术，在电机等驱动电动车辆的情况下，即使电机已经进入了失步状态，也不适宜在车辆正在行驶的同时停止该电机的旋转。必须尽可能地维持电机的旋转。在这种技术中，在检测到电机已经完全失步之后，要妥善处理该失步。

[0005] JP4-317587A、US5432414(JP5-284781A)和JP7-327390A公开的技术是通过改变电机的励磁(激励)频率来起动该电机。由于电机暂时沿相反方向旋转或者电机中产生的转矩太大，而且这会引起过速和失步，从而导致了常规装置的起动时间变长，所以提出了这些技术。然而，提出的用于改变励磁频率的电路非常复杂，并且这也会不 可避免地增加了电路的尺寸。例如，当利用数字处理来改变励磁频率时，用于计算对应于频率的周期的计数器的位数也要增加。

[0006] JP11-18478A公开了一种基于产生的作为电机端电压的感应电压来检测时间点的技术，在该时间点，电机的电角度等于预定电角度。依照这种技术，限制了能够对出现预定电角度的时间进行检测的允许时间段。然而，检测到的电机转速值转变到过高的值或者过低的值，并固定在那个值。在这些情况下，难以按照需要控制电机的旋转状态。当电机的转速值转变到过高的值或者过低的值时，出现预定电角度的时间没有落入该允许时间段内。存在这样的情况，例如电机的供电电压或者负载突然波动，并且这会引起电机的转速突然波动。还有，在这些情况下，出现预定电角度的时间可能会临时落在该允许时间段之外。由于这个原因，如果出现预定电角度的时间没有落入允许时间段内，那么将确定旋转状态异常。存在下列可能性，即，将难以按照需要控制旋转状态的状态(失步状态)和负载变化等引起的临时旋转波动状态都确定为异常。因此，例如仅发生负载变化，则难以继续控制旋转机械。

[0007] US2005/0258788(JP2005-333689A)公开了通过检测感应电压(即，端电压)来确定电机的电角度。当起动三相电机时，逆变器的所有开关元件都是关断的，因此三相电机的每一相都是高阻抗状态。由于这个原因，可能会出现中性点电压等于三相电机的每一相电势的情况。在该状态下检测感应电压时，如果混入了噪声，那么中性点电压和每相电压往往会相互串扰。最后，常常错误地检测了过零时间。由于这个原因，例如，需要基于与过零时间点有关的检测信号在紧挨着三相电机起动之后操作逆变器的系统无法适当地满足这个要求。

[0008] 此外，在US2005/0258788中，可以利用出现上述过零情况的时间点之间的时间间隔来确定转子旋转预定电角度间隔所需要的时间。将出现过零时间点之后经过所需时间的时间点看作是所指定的时间点，在该指定的时间点处，出现了为开关操作提供基准的角度。当三相电机起动并且通过上述方法设置该指定时间点时，该指定时间点通过缩短在上面计算所需要的时间中使用的预定电角度间隔来设置。如 果该时间点是在正常条件下起动的初始阶段中计算出来的，那么该时间点会毫无例外地相对于出现参考角的时间点存在延迟。在这种情况下，通过基于出现过零时间点之间的时间间隔来确定从出现过零时间点到出现参考角所需的时间，以设置该指定时间点。本发明人发现：为了进行精确的设置，电机的转速必须稳定。由于这个原因，不但在电机起动时而且一般在转速大幅波动时，都不能精确地设置出现所述参考角的时间点。这可能导致电机的可控性下降。

[0009] JP2642357B1公开了用于多相旋转机械的常规控制装置的实例。在控制旋转机械(三相无刷电机)的另一种技术中，提出了一种图50所示的120°激励方法。在该附图中，(a)示出了端电压Vu、Vv、Vw的转变情况；(b)示出了作为图(a)中用实线表示的端电压Vu、Vv、Vw与参考电压Vref的比较结果的比较信号PU、PV、PW的转变情况；(c)示出了通过将比较信号PU、PV、PW逻辑组合获得的一位组合信号PS的转变情况；(d)示出了通过对组合信号PS的波形进行整形所获得的检测信号Qs的转变情况。在由(a)表示的端电压Vu、Vv、Vw与参考电压Vref一致的时间点(过零时间点)处，使比较信号PU、PV、PW的输出翻转。然而，实际上，当与无刷电机连接的逆变器(电力变换电路)的开关元件的操作改变时，比较信号PU、PV、PW的输出也翻转。该翻转是由电流流经与开关元件并联连接的二极管引起的。由于这个原因，通过逻辑合成比较信号PU、PV、PW所获得的组合信号PS的上升沿和下降沿不仅仅只与过零时间点一致。一些上升沿和下降沿与提供电流通过二极管的时间点一致。与此同时，获得的作为波形整形结果的检测信号Qs的全部上升沿和下降沿都与过零时间点一致。

[0010] 无刷电机的电角度由过零时间点唯一确定。由于这个原因，当从过零时间开始已经经过了电机旋转预定角度间隔(例如30°)所需的时间时，通过在此时(指定时间点)改变开关元件的操作状态可以执行下列操作。可以利用120°激励方法来控制无刷电机。更具体来说，预先确定关于开关元件操作的时序模式。因此，通过在每次出现指定时间点时根据上述模式来操作开关元件可以实现120°激励方法的控 制。

[0011] 由于检测信号Qs是一位信号，因此不可能在三相无刷电机中根据该信号将一个过零时间与另一个过零时间区分开来。由于这个原因，如果无刷电机的旋转状态变得异常或者噪声混入端电压Vu、Vv、Vw等中，那么存在无刷电机的可控性显著下降的可能性。下面将给出更具体的说明。即使无刷电机例如反向旋转，也难以根据检测信号Qs检测到这种反向旋转。因此，当从检测信号Qs的上升沿或者下降沿开始已经经过了所需的时间(指定时间点)时，存在开关元件的操作在正常条件下继续改变的可能性。在这种情况下，不能很好地控制无刷电机。

[0012] 为了控制无刷电机的输出、控制并限制供给无刷电机的电流或者为了其它类似目的，存在一种用于执行下列的公知技术。在开关元件的导通操作的允许时间段(基于上述指定时间点限定)期间，执行PWM调制处理以重复导通和关断所述开关元件。然而，在这种情况下，出现了问题。在PWM调制处理中，开关元件频繁地从导通切换到关断，从而使电流频繁地流经二极管。结果，比较信号PU、PV、PW和组合信号PS将频繁地翻转。此时，难以产生用作与过零时间点同步的适当信号的检测信号Qs。因此，难以适当地设置指定时间点。

发明内容

[0013] 因此，本发明的第一目的是提供一种旋转机械驱动装置和方法，其中在旋转机械完全进入失步状态之前，可以恢复驱动控制而无需停止由无传感器方法驱动的旋转机械的操作。为了实现第一目的，监测旋转机械的旋转状态以检测所述旋转机械转变到失步状态的迹象(sign)，并且当检测到所述迹象时，暂时停止所述旋转机械的驱动，以使所述旋转机械进入自由运行状态。之后，重新开始用于驱动所述旋转机械的正常控制。

[0014] 本发明的第二目的是提供一种旋转机械驱动装置和方法，其中旋转机械可以通过简单的构造在短时间内起动。为了实现第二目的，执 行旋转机械的强制换向，当执行强制换向时，将提供给所述旋转机械的绕组的电流限制到上限值，其中所述上限值被设置为高于当所述旋转机械处于正常旋转状态时所流过的电流值。

[0015] 本发明的第三目的是提供一种旋转机械驱动装置，其能够基于电机的感应电压而更加适当地检测旋转机械的旋转状态。为了实现第三目的，允许一个用于基于检测到的旋转机械的端电压值来检测预定电角度的允许时间段，当预定电角度连续出现在所述允许时间段之前或之后的次数等于或大于阈值时，确定所述旋转机械的旋转状态为异常。

[0016] 本发明的第四目的是提供一种旋转机械驱动装置，该装置可以避免错误地检测中性点电压等于参考电压的过零时间点。为了实现第四目的，将所述旋转机械的端电压与所述参考电压关于幅值进行比较，以检测所述参考电压和旋转机械的感应电压相互一致的过零时间点，其中所述参考电压是所述旋转机械的中性点电压或者是其等效电压。基于所述过零时间点来操作用于向所述旋转机械提供电流的开关元件。当旋转机械的转速基本为零时，对要比较的端电压值和参考电压值中的至少一个进行偏移校正，以便于区分所述端电压和所述参考电压的值。

[0017] 本发明的第五目的是提供一种旋转机械驱动装置，其中在旋转机械的感应电压与参考电压的比较结果的基础上，可以以更高的精度获得与旋转机械的电角度有关的信息。为了实现第五目的，将旋转机械的每一相的端电压与参考电压进行比较，基于在开关元件的当前操作状态中出现过零时间点时的比较结果和关于每一相的实际比较结果，可以获得与旋转机械的电角度有关的信息。基于检测到的旋转机械的感应电压值，可以确定在所述旋转机械的旋转状态下是否存在异常，当检测到异常时，将所述旋转机械的所有相都引导到电源的正极或者负极，从而强制停止所述旋转机械的旋转。

[0018] 本发明的第六目的是提供一种旋转机械驱动装置，其中当电力变换电路的开关元件被操作为控制旋转机械时，基于所述旋转机械的感应电压等于参考电压的过零时间点，而不考虑转速的波动，可以更适 当地确定出现参考角的时间点。为了实现第六目的，从过零时间点的检测结果中提取与旋转机械的转速变化有关的信息，并且基于与转速变化有关的所述信息可变地设置用于控制所述旋转机械的指定时间点。所述信息是加速度。根据所述加速度，限制所述旋转机械的激励量。在所述旋转电机起动前，将从一部分相流到其另一部分相的电流供应给所述旋转机械，使得所述旋转机械的旋转角固定在预定的角度。所述一部分相和所述另一部分相中的至少一个包括多个相。

附图说明

[0019] 通过参考附图进行的下列详细说明，本发明的上述和其它目的、特征以及优点将变得更加显而易见。在附图中：

[0020] 图1是示出根据本发明第一实施例的旋转机械驱动装置的电路图；

[0021] 图2是示出由驱动控制电路和失步监测电路执行的过程的流程图；

[0022] 图3是示出在电机旋转时观察到的逆变器单元的输出电压波形的信号图；

[0023] 图4是示出本发明第二实施例的信号图；

[0024] 图5是说明提早切换时的开关信号波动的信号图；

[0025] 图6是说明不规则切换时的开关信号波动的信号图；

[0026] 图7是示出对应于图1的本发明第三实施例的电路图；

[0027] 图8是示出对应于图3的信号图；

[0028] 图9是示出部分对应于图1的本发明第四实施例的电路图；

[0029] 图10是示出电机失步之前电流波动状态的操作图；

[0030] 图11是示出本发明第五实施例中的旋转机械驱动装置的电路图；

[0031] 图12是示出当电机在正常状态下旋转时观察到的各相电压和转子位置信号的信号图；

[0032] 图13是示出栅极驱动电路的电路图；

[0033] 图14是示出在栅极驱动电路限制起动电流时产生的波形的信号 图；

[0034] 图15是示出电机实际起动时提供的电流被限制到2A时观察到的各相电压和电机电流的信号图；

[0035] 图16是示出电机起动时电流没有受限制和被限制到各个限制值时观察到的起动时间变化的示意图；

[0036] 图17是示出电机起动时由驱动控制电路执行的部分过程的流程图；

[0037] 图18是示出第六实施例中的用于无刷电机的旋转机械驱动装置的电路图；

[0038] 图19是示出用于执行120°激励控制的模式的信号图；

[0039] 图20是示出用于设置120°激励控制的计数器的过程的流程图；

[0040] 图21是示出用于操作开关元件的模式的流程图；

[0041] 图22是示出用于校正计数器的计数速度的过程的流程图；

[0042] 图23是示出电压变化和计数速度校正系数之间关系的特性要素图；

[0043] 图24是示出用于确定失步状态的过程的流程图；

[0044] 图25是示出用于确定失步状态的过程的流程图；

[0045] 图26A是示出第七实施例中的用于校正计数器的计数速度的过程的流程图；

[0046] 图26B是示出加速度和计数速度校正系数之间关系的特性要素图；

[0047] 图27A是示出第八实施例中的用于设置最大超前计数器的方法的信号图；

[0048] 图27B是示出最大超前计数器的计数操作的信号图；

[0049] 图28是示出用于确定失步状态的流程图；

[0050] 图29是示出一个修改例中的计数速度校正系数相对于电压和电压变化的关系的图表；

[0051] 图30是示出另一个修改例中的计数速度校正系数相对于电压变化和电机温度的关系的图表；

[0052] 图31是示出第九实施例中的旋转机械驱动装置的电路图；

[0053] 图32是示出120°激励控制模式的信号图；

[0054] 图33是示出用于检测反向旋转的模式的信号图；

[0055] 图34是示出正向旋转和反向旋转之间关系的操作图；

[0056] 图35是示出在反向旋转时重新起动过程的流程图；

[0057] 图36A-36E是示出在起动已经停止旋转的无刷电机时出现的参考电压和端电压的转变的信号图；

[0058] 图37是示出第十实施例中的比较器的电路图；

[0059] 图38是示出第十一实施例中的旋转机械驱动装置的电路图；

[0060] 图39是示出120°激励控制模式的信号图；

[0061] 图40是示出用于操作开关元件的过程的流程图；

[0062] 图41是示出用于改变开关元件的操作的过程的流程图；

[0063] 图42是示出PWM控制中的过程的流程图；

[0064] 图43是示出PWM控制模式的信号图；

[0065] 图44是示出反向旋转模式的信号图；

[0066] 图45是示出正向旋转和反向旋转之间关系的操作图；

[0067] 图46是示出第十二实施例中的用于重新起动无刷电机的过程的流程图；

[0068] 图47是示出第十三实施例中的接线断开的原理的信号图；

[0069] 图48是示出用于检测接线断开的过程的流程图；

[0070] 图49是示出第十四实施例中的旋转机械驱动装置的电路图；

[0071] 图50是示出常规的120°激励控制模式的信号图；

[0072] 图51是示出第十五实施例中的旋转机械驱动装置的电路图；

[0073] 图52是示出开关控制模式的信号图；

[0074] 图53是示出开关控制模式的信号图；

[0075] 图54是示出用于设置各个计数器的过程的流程图；

[0076] 图55是示出用于切换开关元件的过程的流程图；

[0077] 图56A和56B是示出在正常和加速时间之间的感应电压偏移的信号图；

[0078] 图57A和57B是示出在加速时转子角度的检测误差的实验结果的曲线；

[0079] 图58A和58B是示出用于设置指定时间点的过程的流程图和数据表；

[0080] 图59是示出在电机起动时在转速增加过程中的经过校正的仿真结果的信号图；

[0081] 图60是示出在电机起动时在转速增加过程中的未经校正的仿真结果的信号图；

[0082] 图61A和61B是示出第十六实施例中的用于设置指定时间点的过程的流程图和数据表；

[0083] 图62是示出第十七实施例中的用于估计过零时间点的过程的流程图；

[0084] 图63是示出第十八实施例中的用于限流的过程的流程图；

[0085] 图64A和64B是示出第十九实施例中的用于在起动无刷电机前执行的定位过程的电路图；

[0086] 图65A和65B是示出利用定位过程稳定转子角度所需要时间的信号图；

[0087] 图66是示出利用定位过程所固定的转子角度与起动时间之间关系的曲线；

[0088] 图67是示出利用定位过程所固定的转子角度与开始起动操作时产生的转矩之间关系的信号图；

[0089] 图68是示出定位过程的流程图；

[0090] 图69是示出第二十实施例中的定位过程的流程图；

[0091] 图70是示出第二十一实施例中的定位过程的流程图；

[0092] 图71是示出第二十二实施例中的定位过程的流程图；

[0093] 图72是示出第二十三实施例中的用于限制定位过程中的激励量的过程的流程图；

[0094] 图73是示出第二十四实施例中的用于开始起动无刷电机的过程的流程图；以及[0095] 图74是示出起动时的电池电压的转变的信号图。

具体实施方式

[0096] (第一实施例)

[0097] 参考图1，来自车辆驱动电源的电池(未示出)的驱动电源极电压VB向旋转机械驱动装置1供电。通过逆变器单元3对无刷DC电机2，即旋转机械进行驱动。通过例如以三相桥结构连接6个N沟道功率MOSFET3a到3f，将逆变器单元3构造为电力变换电路。逆变器单元3的各相输出端分别连接到电机2各相的定子线圈(绕组)2U、2V、2W上。附图中向下朝向的箭头表示地。

[0098] 由微机或者逻辑电路构成的驱动控制电路(驱动控制模块)4对逆变器单元3进行控制。驱动信号通过栅极驱动电路5a到5f输出到FET3a到3f的栅极。比较器6U、6V、6W对逆变器单元3每相的输出电压与虚拟中性点电势相比较。然后，它们将比较信号PU、PV、PW输出到驱动控制电路4和失步监测电路(失步预测模块)7。比较器6U、6V、6W的(+)端分别连接到逆变器单元3的各个相的输出端OUTu、OUTv、OUTw。比较器6U、6V、6W的(－)端共同连接到参考电压源8，该参考电压源8等效于虚拟中性点电势(或VB/2)。

[0099] 驱动控制电路4基于比较信号PU、PV、PW产生用于逆变器单元3的换向模式信号，并将其通过相应的栅极驱动电路5输出到每个FET3的栅极。类似于驱动控制电路4，失步监测电路7由微机或逻辑电路构成。它基于上述比较信号PU、PV、PW检测电机2转变到失步状态的迹象(可能性)。当检测到该迹象时，它在预定时间内只输出驱动停止信号给驱动控制电路4。只要输出了驱动停止信号，驱动控制电路4将停止对逆变器电源3的驱动控制以使电机2保持自由运行状态。

[0100] 驱动控制电路4和失步监测电路7执行图2的过程。当用于驱动装置1的电源开启时，驱动控制电路4用直流电流对电机2的绕组2U、2V、2W进行励磁以确定其转子的位置(步骤1：S1)。之后，根据预定换向模式激励绕组2U、2V、2W，并由此通过强制换向起动电机2(S2)。

[0101] 当电机2的转数在电机起动之后增加到某程度时，能够观察到绕 组2U、2V、2W中产生的感应电压。因此，驱动控制电路4将用于电机2的驱动方案变为无传感器模式(S3)。即，基于比较信号PU、PV、PW产生用于逆变器单元3的换向模式信号，并且栅极信号UH到WL输出到各个FET3a到3f的栅极上。感应电压的过零时间点相对于适当的激励时间点有30°电角度的相延迟。因此，驱动控制电路4在其产生换向模式信号时调节这个相延迟。

[0102] 在正以无传感器模式驱动电机2的同时，失步监测电路7获得用于预测失步的数据(S4)。基于该数据，失步监测电路7检查在电机2的驱动状态下是否有失步的迹象(可能性)(S5)。当确定没有失步的迹象(“否”)时，过程进行到S7。

[0103] 在S7，驱动控制电路4基于比较信号PU、PV、PW检查在该时间点处电机2是否正在旋转。当电机正在旋转(“是”)时，该过程返回到S3，并继续无传感器模式。当电机2停止(“否”)时，过程返回到S1，通过执行初始定位过程，并随后执行强制换向过程来重新起动电机2。

[0104] S4和S5处执行的失步预测和检测如下所述。图3示出在电机2旋转时观察到的逆变器单元3的输出电压波形。当三相电机被驱动时，它的电压波形如下。使高侧和低侧之间受激励的两相变为高电平和低电平，而剩余的未被激励的一相处于高阻抗状态。在这期间，绕组2U、2V中产生感应电压Vu、Vv、Vw，并显示出高电平和低电平之间的瞬时电压变化。在图3中，感应电压Vu、Vv、Vw被描述为好像在上述时间段期间其是直线增加或减少的。然而，实际上，感应电压是正弦变化的。

[0105] 对于每一相中的非激励时间段，产生感应电压过零点的时间间隔(不同相之间)是等于60°电角度的时间段T60。当换向模式改变时，如图3(a)到(c)所示，电流通过FET3a到3f的续流二极管回流持续瞬时时间，并且产生“过零”点。因此，上述时间段反映在比较器6U到6W输出的比较信号PU到PW中。然而，驱动控制电路4和失步监测电路7中的波形处理将该时间段忽略不计。结果，产生的位置信号PU′、PV′、PW′如图3(d)到(f)所示。

[0106] 失步监测电路7基于位置信号PU′、PV′、PW′检测相之间的过零间隔时间段T60。然后，它检查该时间段T60是否等于对应于电机2的正常转数的时间。例如，当电机2的正常转数在额定速度下为10000rmp并且电机2的极数为N时，每单位时间旋转时间段的1/6为(2/N)ms。因此，当过零间隔时间段T60变得比(2/N)ms长预定时间时，失步监测电路7确定电机2可能转变到了失步状态(S5：“是”)。然后，失步监测电路7向驱动控制电路4输出驱动停止信号。

[0107] 然后，驱动控制电路4在输出驱动停止信号的时间段内停止对电机2的驱动控制。这样，使电机2处于自由运行状态(自由运行控制，S6)。这时，电机2保持在自由运行状态的时间例如是几百μs到几ms左右。电机2保持自由运行状态仅持续预定时间之后，驱动控制电路4进行到S7。当电机2的旋转还没有停止时(“是”)，继续以无传感器模式驱动控制。

[0108] 根据第一实施例，实现了下列方面。旋转机械驱动装置1的失步监测电路7监测无刷DC电机2的旋转状态，以用于检测电机2转变到失步状态的迹象。当检测到这种迹象时，驱动控制电路4暂时停止驱动电机2并使电机进入自由运行状态。之后，执行控制以重新驱动电机2。因此，可以防止电机由于电机完全失步而停止，并继续旋转驱动电机。

[0109] 具体地，失步监测电路7检测电机2的速度并将检测到的速度与电机2的正常速度比较。当它们之间的差值等于或高于预定值时，检测出转变到失步状态的迹象。当电机2可能失步时，电机2的速度快速波动。失步监测电路7基于电机2的感应电压的过零时间点来检测等于60°电角度的时间段T60。然后，将检测到的时间段T60的长度与在正常速度下等于60°电角度的时间段相比较。因此，可以轻易地检测出转变到失步状态的迹象。

[0110] (第二实施例)

[0111] 在图4到6示出的第二实施例中，采用不同的检测方案来预测失步，这在图2中的S4和S5处执行。第二实施例中的失步监测电路7 基于位置信号PU′、PV′、PW′进行逻辑组合，并产生开关信号Ssw，如图4(g)所示。

[0112] 开关信号在任意两相的位置信号PU′、PV′、PW′为高电平的期间变成高电平。从而以等于60°电角度的时间段重复地变为高电平和低电平。当电机2以正常速度旋转时，逆变器单元3的每一相的输出电压重复预定模式。因此，开关信号Ssw是具有50％占空比的矩形波。当产生不同于预定模式的模式时，则存在转变到失步的高可能性。因此，失步监测电路7监测开关信号的输出状态以预测失步。

[0113] 图5中示出的开关信号的波形表示的情况是电机2的换向时间点早于正常速度。这是异常状态，在此状态下，开关信号的时间段迅速地变短。反之，如果换向时间点变得较慢，则开关信号的时间段变长。图6所示的开关信号的波形表示的情况是电机2的换向时间点没有如预期那样变化或者没有规则变化。这也是一种异常状态，在该状态下，开关信号的时间段暂时变短。当检测到这些状态中的任意一种状态超过预定时间时，可以认为电机2具有失步的迹象，在S5，可以确定为“是”。

[0114] 根据第二实施例，失步监测电路7执行下列过程。当逆变器单元3的每一相的输出电压的产生模式与预定模式不一致的时间段等于或大于预定值时，检测出转变到失步状态的迹象。因此，可以可靠地检测到该迹象。

[0115] (第三实施例)

[0116] 在图7和图8所示的第三实施例中，失步监测电路(失步预测模块)7监测每一相感应电压的产生模式。为了这个目的，为每一相提供三个比较器13。

[0117] 类似于第一实施例中的比较器6U、6V、6W，比较器13UM、13VM、13WM将逆变器单元3的输出电压与参考电压源8M的虚拟中性点电势相比较。比较器13UH、13VH、13WH将上述输出电压与参考电压源8H的高侧阈值相比较，其中将该高侧阈值设置得高于参考电压源8M的电势。比较器13UL、13VL、13WL将上述输出电压 与参考电压源8L的低侧阈值相比较，其中将该低侧阈值设置得低于参考电压源8M的电势。

[0118] 虽然图7中没有示出，但是比较器13UM、13VM、13WM输出的比较信号PU、PV、PW如第一实施例那样提供给驱动控制电路4。在图7中，没有示出FET3a到3f的续流二极管，并且栅极驱动电路5(5a到5f)是以框图的方式示出的。

[0119] 在下面的说明中，关于所有相共有的操作，附图标记不再带有后缀“U、V或W”。失步监测电路7基于位置信号PH′、PM′、PL′监测每一相的激励模式，其中所述位置信号PH′、PM′、PL′是从比较器13H、13M、13L输出的比较信号PH、PM、PL中获得的。这时，将激励模式区分为三个电平：高电平SH、中间电平(高阻抗)SM和低电平SL。图8(d)、(e)、(f)示出了U相的位置信号PUH′、PUM′、PUL′。

[0120] 更具体地，高电平SH和低电平SL分别由SH＝PH′和SL＝/PL′(“/”表示求反)确定。中间电平按如下确定。

[0121] SM＝(/PH′·PM′)+(/PM′·PL′)

[0122] 由于可以确定中间电平SM，所以实现了下列方面。当电机2的旋转正常(处于稳定状态)时，失步监测电路7可以识别：U相、V相和W相中的每一相的激励模式从状态1转变到状态6，如下表所示，每个相隔60°的电角度。这里，“M”代表高阻抗。

[0123]状态 1 2 3 4 5 6
U L L M H H M
V H M L L M H
W M H H M L L

[0124] 因此，失步监测电路7监测上述从状态1到状态6的周期是否以正确(正常)的模式重复。如果偏离了正确模式，则可以确定有失步的迹象。

[0125] 根据第三实施例，失步监测电路7执行下列过程。在检测电机2的每一相输出电压的产生模式中，将输出电压区分为三个电平：高电平、低电平和非激励电平(中间电平)。因此，可以更明确地监测电机的旋转状态。

[0126] 在第三实施例中，中间电平SM可以再被分成两个电平以细分输出电压的模式。

[0127] SMH＝/PH′·PM′

[0128] SML＝/PM′·PL′

[0129] 此外，还可以移除比较器13UM、13VM、13WM，并且可以通过SM＝/PH′·PL′进行确定。

[0130] 对于状态1到6，可以采用下列手段。仅仅选择性地检测达到高阻抗的时间段“M”，并且监测时间段“M”的发展模式是否正常循环。

[0131] (第四实施例)

[0132] 在图9和10示出的第四实施例中，将旋转机械驱动装置1构造为使得失步监测电路(失步预测模块)7检测提供给电机2的电流，并基于电流的波动状态预测失步。逆变器单元3的FET3a的漏极和栅极分别与电流感测N沟道功率MOSFET23的漏极和栅极连接。通过共用栅极信号使它们同时导通/关断。FET3a、23如此设置，使得当它们导通时，流过的电流的比例分别大约为100：1到5000：1。

[0133] FET23的源极通过二极管24、NPN晶体管25的集电极-发射极以及电阻器26连接到地线，并且还连接到运算放大器27的(+)端。运算放大器27的(－)端连接到FET3a的源极，并且它的输出端连接到晶体管25的基极。晶体管25的发射极连接到比较器28的(+)端，并且比较器28的(－)端连接到电压源29，该电压源29用于提供进行比较的参考电压。将比较器28构造为使得它的输出信号输入到驱动控制电路4中。

[0134] 当FET3a、23同时导通时，对应于它们的电流比例的漏极电流分别流经FET3a、23。在这种情况下，它们的源极电压由于运算放大器27的操作(虚短路)而变得彼此相等。因此，即使电阻器26连接到电流感测FET23上，它们的电流比例也如所指定那样保持。

[0135] FET23导通时提供的电流经由二极管24和晶体管25流到电阻器26。利用比较器28，将电阻器26的端电压与电压源29的参考电压比较。当前者的电平变得更高时，比较器28的输出信号变为高电 平。

[0136] 如图10所示，提供给电机2的电流在电机转变到失步状态之前波动。然而，这个附图中描述的电流并不是由FET23检测到的电流，而是通过直流电源线的总电流。当电机2在正常(稳定)状态下旋转时，电流几乎不波动并且基本上是恒定的。当在电机2的旋转中出现某种故障并且它的输出转矩较大波动或者在其它类似场合时，电流波动也会随之增大。因此，失步监测电路7通过检测此时的电流波动(增大)来对失步进行预测。

[0137] 更具体地说，当比较器28的输出信号变为高电平时，驱动控制电路4由该电平改变而触发，并使电机2进入自由运行状态。这些过程对应于图2中的过程S4到S6。

[0138] 根据第四实施例，失步监测电路7对提供给电机2的电流进行检测。当电流中的波动变得等于或大于预定值时，失步监测电路7检测到失步的迹象。因此，能够可靠地预测失步。

[0139] 在第一到第四实施例中，可以通过组合各种实施例中的失步预测方法和施加OR条件来预测失步。这些实施例不仅仅适用于驱动电动车辆的驱动电机。它还可以广泛地应用在当通过无传感器方法驱动电机时难以因失步要停止无刷DC电机的应用中。

[0140] (第五实施例)

[0141] 在图11示出的第五实施例中，将旋转机械驱动装置1配置为对电机进行驱动，用于驱动例如迷你盘(MD)或者硬盘驱动器(HDD)。该旋转机械驱动装置1类似于第一实施例的旋转机械驱动装置(图1)，但是没有失步监测电路。然而，驱动控制电路4包括内部计数器(未示出)以测量位置信号PU′、PV′、PW′的边沿之间的时间间隔，从而测量对应于60°电角度的过零时间段T60，如图12(g)所示。感应电压的过零时间点相对于适当的激励时间点有30°电角度的相延迟。因此，驱动控制电路4通过对相延迟进行补偿来产生换向模式。可以将对应于30°电角度的时间间隔确定为T60/2。电机2旋转时观察到的逆变器单元3的输出电压波形在图12中示出。当驱动三相电机2 时，它的电压波形类似于第一实施例的电压波形(图3)。

[0142] 高侧栅极驱动电路5a、5c、5f被构造为彼此相似。例如，将栅极驱动电路5a构造为如图13所示。构成逆变器单元3的FET3a的漏极和栅极分别与电流感测N沟道功率MOSFET107的漏极和栅极相连接。它们通过共同的栅极信号同时导通和关断。将FET3a、107如此设置，使得当它们导通时，分别流过的电流的比例例如为100：1到5000：1左右。

[0143] 在电源线(VB)和地线之间，连接了电阻器111和112以及N沟道MOSFET113的串联电路。电阻器111和112的共同连接点与PNP晶体管114的基极相连接，并且晶体管114的发射极连接到电源线上。晶体管114的集电极通过升压电路部分115和二极管116连接到FET107和FET3a的栅极。

[0144] 在二极管116的阳极和FET107的源极之间，将两个齐纳二极管117和118连接为使得它们彼此在相反方向串联。升压电路部分115用于执行升压操作以获得驱动高侧N-MOSFET3a和107所需的栅极电压。升压电路部分115是由二极管和电容器组合而成的常规电荷泵电路构成的。

[0145] FET107的源极通过二极管119、NPN晶体管120的集电极-发射极和电阻器121连接到地线上，并且还连接到运算放大器122的(+)端。运算放大器122的(－)端连接到FET3a的源极，而它的输出端连接到晶体管120的基极。晶体管120的发射极连接到比较器123的(－)端，并且比较器123的(+)端连接到电压源124，该电压源124用于提供比较的参考电压。比较器123的输出信号提供给与门126到滤波器125的任意输入端上。

[0146] 将与门126构造为可以实现下列方面。当比较器123的输出信号处于高电平时，与门126将驱动控制电路4所输出的栅极信号UH输出给FET3a和FET107。当输出信号转变为低电平时，它禁止栅极信号UH的输出。当高电平的栅极驱动信号提供到FET113时，FET113导通，结果晶体管114也导通。这样，将与FET107的源极相关的栅极驱动电压施加到FET3a和FET107的栅极上，FET3a和107 再次导通。

[0147] FET3a和107形成电流镜结构，它们的源极电压由于运算放大器122的操作(虚短路)而变得彼此相等。因此，即使电阻器121连接到电流感测FET107上，它们的电流比例也如所指定那样保持。当FET3a和107导通时，提供给FET107的电流经由二极管119和晶体管120流到电阻器121上。利用比较器123，将电阻器121的端电压电平与电压源124的参考电压进行比较。

[0148] 滤波器125的时间常数可以设置为能够实现下列方面，在后面的图14中示出。削减了在与门126中断驱动电流时频率高于关断时间Toff的噪声。

[0149] 该实施例的操作将参考图14到图17描述。当电机2起动时，驱动控制电路4执行图17所示的过程，其类似于第一实施例中的过程(图2)。部分过程包括由硬件执行的过程。驱动控制电路4利用直流电流对电机2的绕组2U、2V、2W进行励磁以确定其转子的位置(S1)。然后，根据预定的换向模式，激励绕组2U、2V、2W，并因此通过强制换向来起动电机2(S2)。

[0150] 将驱动控制电路4构造为使得在执行强制换向时，它执行超前激励，即，在超前角或者提前角处激励。即，相对于在S1确定的转子位置，在超前正常适当的换向时间点30°的时间点处执行换向。通过在电机2起动时执行超前激励，减小了电机2的转矩。因此，获得了抑制出现过速的效果。

[0151] 当电机2的转数在电机起动之后增加到某个程度时，可以观察到绕组2U、2V、2W中产生的感应电压。因此，驱动控制电路4将用于电机2的驱动方案变为无传感器模式(S3)。即，基于比较信号PU、PV、PW产生用于逆变器单元3的换向模式信号，并且输出栅极信号UH到WL到单个FET3a到3f的栅极。无传感器模式中的激励相角相对于感应电压的过零点超前
30°。

[0152] 当在S2执行强制换向时，栅极驱动电路5a中的比较器123的输出信号根据FET107检测到的提供给电机2的电流而变化。将电压源124的参考电压设置为这样的电平，以使得电机2起动时提供的过电 流按照图14所示限制。在本实施例中，将参考电压设置为相当于例如2A电流的电压。

[0153] 图15示出了在电机2实际起动时提供的电流被限制为2A时所观察到的各相电压Vu到Vw以及电机电流Im。如图15(d)所示，当电机2正常旋转时，流过的电流Im小于1A。2A的限制值为仅在起动时流过的过大值的电流提供了所设置的上限。

[0154] 当电机电流Im超过该限制值时，比较器123的输出电流变为低电平，并且与门126阻止栅极信号UH的输出。这样，逆变器单元3的高侧FET3a、3c、3e关断，停止激励电机2。结果，检测到的电流值降低，并且比较器123的输出电流返回高电平。与此同时，与门126重新输出栅极信号UH，并激励电机2。

[0155] 电机2的绕组2U到2W的感应使得检测电流的变化具有预定的梯度。如图14所示，检测电流在起动时像接近限制值的锯齿波那样变化，并且限制了该电流。

[0156] 图16示出了电机2起动时在电流不受限制的情况下以及电流被限制到1A、2A和4A的限制值的情况下所观察到的起动时间(ms)的变化。将这里提到的“起动时间”定义为电机2的旋转达到其正常转数(例如，10000rm)的90％的时间。水平轴代表转子的初始位置(度)。

[0157] 当这个初始位置改变时，起动时间也会改变。当将该限制值设置为1A时，该限制值过低，并且不能获得所需的起动转矩。起动时间在初始位置的整个范围上都是100ms，并且这比产品(product)所需的例如70ms的标准值大得多。在“无限制”的情况下，以及在电流被限制到2A和4A的情况下，起动时间明显低于上述在初始位置的整个范围所需的标准值。

[0158] 下面将评价起动时间短于所需标准的三种情况。在限制值为2A的情况下，起动时间在初始位置的整个范围上是25ms。在“无限制”以及限制值为4A的情况下，起动时间可以短于限制值为2A情况下的起动时间，这取决于初始位置。然而，这两种情况下的最差值(30ms)大于限制值为2A情况下的起动时间。因此，认为限制值为2A的情况最有利于产品。

[0159] 在测量的一些其他例子中，电流剧烈波动的“无限制”情况下以及限制值为4A情况下的起动时间比限制值为2A情况下的起动时间更长。

[0160] 根据本实施例，当旋转机械驱动装置1通过强制换向起动无刷电机2时，实现了下列方面。栅极驱动电路5将提供给电机2的绕组2U到2W的电流限制到上限值，其中该上限值被设置得高于电机2处于正常或稳定旋转状态时提供给电机2的电流值。因此，可以抑制过速，从而缩短起动时间，且不会阻止电机的稳定旋转。

[0161] 当驱动控制电路4在确定转子位置之后执行强制换向时，该驱动控制电路4执行控制以使得绕组2U到2W的激励相角超前一个预定量。因此，可以进一步缩短起动时间。

[0162] 第五实施例可以以多种方式修改。例如，起动电流的限制值和正常转数可以根据所使用电机的额定值等适当地修改。强制换向中的超前激励可以按照需要执行。旋转机械驱动装置不仅仅适用于驱动迷你盘(MD)或者硬盘驱动器(HDD)的电机。它还可以广泛地应用在当通过无传感器方法驱动无刷DC电机时难以因失步要停止电机旋转的应用中。

[0163] (第六实施例)

[0164] 在图18示出的第六实施例中，提出了用于无刷DC电机2的旋转机械驱动装置，可以将该无刷DC电机2作为旋转机械设置在车辆中。

[0165] 电机2是三相电机和用于安装在机车中的内燃机的燃料泵的致动器。无刷电机2的三相(U相、V相、W相)与逆变器12连接。逆变器12是三相逆变器，并将电池214的电压施加到无刷电机2的三相上。为了在三相之中的每一相和电池214的正极和负极之间提供导通，将逆变器12构造为使得其包括并联连接单元，该并联连接单元具有：开关元件SW1、SW2(U相臂)、开关元件SW3、SW4(V相臂)、以及开关元件SW5、SW6(W相臂)。串联连接的开关元件SW1和开关元件SW2之间的连接点与无刷电机2的U相连接。串联 连接的开关元件SW3和开关元件SW4之间的连接点与无刷电机2的V相连接。串联连接的开关元件SW5和开关元件SW6之间的连接点与无刷电机2的W相连接。这些开关元件SW1到SW6分别与续流二极管D1到D6并联连接。

[0166] 每个臂的高侧开关元件SW1、SW3、SW5由P沟道MOS晶体管构成，而每个臂的低侧开关元件SW2、SW4、SW6由N沟道MOS晶体管构成。续流二极管D1到D6由MOS晶体管的寄生二极管构成。

[0167] 驱动控制电路220使逆变器12工作，从而控制无刷电机2的输出。具体地说，驱动控制电路220包括驱动器222、电压检测器228和开关控制器227。电压检测器228检测电池214的电压VB。

[0168] 开关控制器227通过驱动器222导通和关断开关元件SW1到SW6。在这个例子中，开关控制器227主要利用120°激励方法来进行开关控制。更具体地，利用无刷电机2的各相端电压Vu、Vv、Vw等于感应电压的时间点，开关控制器227检测下列各项。它检测感应电压等于无刷电机2的虚拟中性点电压(参考电压Vref)的时间(过零时间)。然后，它在从过零时间点延迟预定电角度(例如，30度)的时间点(指定时间点)处改变开关元件SW1到SW6的操作。然而，当传送到无刷电机2的电流(激励量)受到限制时，开关元件SW1到SW6导通的时间段并没有被设置为120°的时间段。取而代之的是，在这个时间段内执行PWM控制。

[0169] 开关控制器227可以由逻辑电路构成或者可以由中央处理单元和用于存储程序的存储单元构成。

[0170] 图2示出了在正常条件下执行开关控制的方式。具体来说，(a)示出了电机2的端电压Vu、Vv、Vw的转变；(b)示出了比较信号Uc、Vc、Wc的转变；(c)示出了过零检测信号的转变；(d)示出了各个计数器的值的转变；以及(e)示出了开关元件SW1到SW6的致动信号的转变。
(e)中示出的致动信号包括各个臂的高侧开关元件SW1、SW3、SW5的致动信号U+、V+、W+、以及低侧开关元件SW2、SW4、SW6的致动信号U-、V-、W-。这个例子中，各个臂的高侧开关元件SW1、SW3、SW5是P沟道晶体管；因此，这些致动信号U+、 V+、W+处于逻辑低电平(L)的时间段是它们导通的时间段。

[0171] (d)中向上的实线表示过零测量计数器的值Cm，该过零测量计数器用于测量相邻过零时间之间的时间间隔。如图所示，每当出现过零时间时，初始化该计数器，然后重新起动时间计数操作。相邻或连续过零时间之间的时间间隔与转速相关。由于这个原因，计数器在紧挨着初始化之前的值(计数器的最大值)提供了与转速相关的参数。

[0172] (d)中向下的实线表示指定时间点设置计数器的值Cs，该指定时间点设置计数器对直到过零时间点变得等于指定时间点时所需的时间进行计数，并由此设置指定时间点。指定时间点设置计数器在过零时间处采用初始化之前的计数器值作为它的初始值，并使它递减。然后，指定时间点设置计数器将值为零的时间点作为指定时间点。此时，执行下列操作。

[0173] 当过零时间点和指定时间点之间的时间间隔例如为30°时，将递减速度设置为是测量计数器的递增速度的两倍。考虑到相邻过零时间之间的时间间隔是60°，可以认为该设置可以使指定时间点设置计数器的值Cs变为0的时间点相对于过零时间点延迟了30°。

[0174] (d)中的两点式点划线表示允许起动计数器的值Cp。该允许起动计数器确定时间段(允许时间段)的开始时间，在该时间段内，允许基于端电压Vu、Vv、Vw与参考电压Vref的比较结果来检测过零时间。为了避免下列事件以及出于其它类似目的，提供了该允许时间段。在通过二极管D1到D6提供电流的时间段内，端电压Vu、Vv、Vw等于参考电压Vref，并由此错误地将这个时刻确定为过零时间。该计数器还将初始化之前的计数器的值作为它在过零时间的初始值，并使其递减。然后，它将值等于零的时间点设置为允许时间段的开始时间。当将允许时间段的开始时间设置成是相距过零时间例如45°的时间时，可以将递减速度设置为是测量计数器的递增速度的3/2倍。

[0175] (d)中的一点式点划线表示允许时间段设置计数器的值Cps，该允许时间段设置计数器用于确定上述允许时间段。当允许起动计数器的值为零时，允许时间段设置计数器将前一初始化之前的测量计数器的值作为它的初始值，并使其递减。它将直到该值为零时的时间段 设置为允许时间段。当允许时间段例如是30°的时间段时，可以将递减速度设置为是测量计数器的递增速度的两倍。

[0176] 在允许时间段设置计数器的值不小于零的时间段内，比较信号Uc、Vc、Wc有效。当比较信号Uc、Vc、Wc在该时间段内翻转时，相应相的过零检测信号翻转。在过零检测信号翻转时的过零时间处，指定时间点设置计数器的递减开始。当它的值为零时，开关元件SW1到SW6的操作改变。

[0177] 下面参考图20和图21描述本实施例中的开关控制过程。驱动控制电路220例如以预定周期反复执行图21中的过程，该过程用于设置上述四个计数器中的计数器值。

[0178] 该系列过程按照下列方式执行。在S10，检查允许时间段设置计数的值Cps是否等于或大于零。当确定该值不小于零时，在S12检查比较信号Uc、Vc、Wc中的任意一个是否已经改变或者翻转。该过程用于检测过零时间。当在S12确定比较信号中的任意一个已经改变时，在S14将测量计数器的当前值Cm作为计数器的最大值。随后在S16，将计数器的最大值作为指定时间点设置计数器和允许时间段设置计数器的值Cs和Cps。在S18，测量计数器被初始化(Cm＝0)

[0179] 当在S10或S12确定为否时，在S20使测量计数器(Cm)递增。与此同时，使允许起动计数器(Cp)、允许时间段设置计数器(Cps)和指定时间点设置计数器(Cs)递减。随后在S22，检查允许起动计数器的值Cp是否为零。该过程用于检查是否其是允许时间段的开始时间。当确定允许起动计数器的值Cp为零时，在S24将计数器的最大值Cm作为允许时间允许设置计数器的值Cps。之后，允许基于比较信号Uc、Vc、Wc检测过零时间，直到允许时间段设置计数器的值Cps为零。

[0180] 当在S22确定为否时，或者当S18或S24的过程完成时，该系列过程停止一次。

[0181] 通过图21示出的过程来执行将开关元件SW1到SW6的状态变成导通。该过程由驱动控制电路220例如以预定周期反复执行。

[0182] 在S30，检查指定时间点设置计数器的值Cs是否为零。该过程 用于确定指定时间点是否已经出现。当确定指定时间点设置计数器的值Cs已经为零时，在S32改变开关元件SW1到SW6的操作状态。在这个例子中，操作状态如下改变。当开关元件SW1、SW4在改变之前为导通时，将操作状态改变以使得开关元件SW1、SW6开始导通。当开关元件SW1、SW6在改变之前为导通时，将操作状态改变以使得开关元件SW3、SW6开始导通。当开关元件SW3、SW6在改变之前为导通时，将操作状态改变以使得开关元件SW2、SW3开始导通。当开关元件SW2、SW3在改变之前为导通时，将操作状态改变以使得开关元件SW2、SW5开始导通。当开关元件SW2、SW5在改变之前为导通时，将操作状态改变以使得开关元件SW4、SW5开始导通。当开关元件SW4、SW5在改变之前为导通时，将操作状态改变以使得开关元件SW1、SW4开始导通。

[0183] 在本实施例中，通过使开关元件SW1到SW6改变的时间点与过零时间点一一对应来执行120°激励方法的开关控制。

[0184] 在车辆中，电池214的电压易于波动。当电池214的电压波动时，无刷电机2的转速改变。这时，相邻过零时间之间的时间间隔(计数器的最大值)不能准确地表示接近当前过零时间的转速。因此，不能根据上述时间间隔将允许时间段设置在所期望的电角度范围内。由于这个原因，当例如无刷电机2加速时，过零时间有可能超前于允许时间段出现。当例如无刷电机2减速时，过零时间有可能滞后于允许时间段出现。

[0185] 在本实施例中，为了应对这种情形，将允许时间段的设置校正为与无刷电机2的转速变化相一致。考虑到转速是由电池214的电压VB的变化改变的，具体来说，将允许时间段的设置校正为与电池214的电压变化相一致。

[0186] 执行这种对允许时间段的设置进行的校正，如图22所示。该过程例如由驱动控制电路220以预定周期反复执行。

[0187] 在S40，获得电池214的电压VB。随后在S42，检查电池214的电压VB的变化量ΔVB是否等于或大于第一阈值α。该过程用于确定当前情形是否是可能发生下列情况的情形。作为无刷电机2加速 的结果，过零时间在转速确定的允许时间段之前出现。该阈值α是基于出现上述情形的最小值设置的。当确定所述变化量ΔVB等于或大于阈值α时，在S44增大允许起动计数器和允许时间段设置计数器的计数速度。如图23所示，具体来说，该计数速度随变化量ΔVB的增大而增大。在这个例子中，可以采取下列措施。为变化量ΔVB的每个离散值预先确定一个校正系数，并且逐步改变计数速度。作为替换，计数速度可以根据变化量ΔVB连续改变。该过程用于在无刷电机2的转速增加的情形下实现下列方面。将允许时间段设置为基本与转速恒定时的电角度范围相同。

[0188] 当变化量ΔVB小于阈值α时，在S46确定所述变化量ΔVB是否等于或低于第二阈值β。该过程用于确定当前情形是否是可能发生下列情况的情形。作为无刷电机2加速的结果，过零时间在转速确定的允许时间段之后出现。该阈值β是基于出现上述情形的最大值设置的。当确定所述变化量ΔVB等于或低于阈值β时，在S48降低允许起动计数器和允许时间段设置计数器的计数速度。如图23所示，具体来说，该计数速度随变化量ΔVB的降低而降低。当变化量呈现负值并且其绝对值增大时，降低计数速度。该过程用于在无刷电机2的转速降低的情形下实现下列方面。将允许时间段设置为基本与转速恒定时的电角度范围相同。

[0189] 当在S46确定所述变化量ΔVB大于阈值β时，或者当S44或S48的过程完成时，该系列过程停止一次。根据上述过程，即使在电池214的电压VB的变化量使无刷电机2的转速改变时，也可以适当地检测过零时间。

[0190] 存在基于过零时间点的检测值的无刷电机2的转速变得过高或过低的情况。这会造成难以适当地控制无刷电机2的旋转状态(失步状态)的情形。在这种情形中，需要重新起动无刷电机2。在出现这种情形之前，无刷电机2的转速连续增大或减小。由于这个原因，过零时间偏离允许时间段的现象往往连续出现不止一次。因此，在本实施例中，当过零时间连续出现在允许时间段之前或之后的次数等于或大于阈值时，执行下列过程。确定无刷电机2的旋转状态为异常，并 执行重新起动无刷电机2的过程。

[0191] 下面，参考图24和图25描述这个过程。图24示出的过程用于应对过零时间出现在允许时间段之前的异常情况。该过程例如由驱动控制电路220以预定周期反复执行。

[0192] 在该过程中，在S50，检查允许起动计数器的值Cp是否为零。该过程用于确定是否是允许时间段的开始时间。当确定允许起动计数器的值Cp为零时，在S52确定相应的比较信号Uc、Vc、Wc的逻辑值是否正常。该过程用于确定过零时间是否已经出现在所述允许时间段之前。

[0193] 如图19所示，每60°出现一次过零时间。任意相的感应电压无论是在其上升过程还是下降过程穿过参考电压Vref都有360°周期。由于这个原因，可以根据下列情形识别当前过零时间出现在哪一相以及该相的感应电压是在其上升过程还是下降过程：先前过零时间出现在哪一相以及该相的感应电压是在其上升过程还是下降过程。更具体来说，在图19示出的例子中，假设：过零时间在V相端电压Vv穿过参考电压Vref时处于其下降过程。在这种情况下，可以预测下一个过零时间将出现在U相，并且过零时间出现在该相端电压Vu的上升过程。由于这个原因，可以认为：在允许时间段内，U相的比较信号Uc从逻辑低电平翻转到逻辑高电平。同时，如果允许起动计数器的值为零时U相的比较信号Uc已经处于逻辑高电平，那么可以确定过零时间已经出现在允许时间段之前。

[0194] 当过零时间被假定出现在允许时间段内的那一相的比较信号逻辑值被确定为异常时，过程进行到S54。在S54，确定过零时间点过度超前。然后，用该计数器的值代替允许起动计数器的值Cp和指定时间点设置计数器的值Cs。这样，将允许起动计数器的值Cp为零的时间点作为过零时间点，以设置指定时间点等。该过程用于即使在S52作出错误确定时也可以避免下列情况：指定时间点等的设置相对于正常时间点过度偏移。随后在S56，初始化测量计数器。

[0195] 在S58，检查是否继续是过度超前的确定，即先前过零时间是否还出现在允许时间段之前。当先前过零时间还出现在该允许时间段之 前时，在S60，使过度超前计数器递增。将过度超前计数器配置为在过零时间连续出现在允许时间段之前时对次数Ca计数。随后，在S62，检查过度超前计数器的值Ca是否已经等于阈值MAX。该过程用于确定无刷电机2的旋转状态是否异常以及是否难以控制该旋转状态。在无刷电机2起动时，将该阈值MAX的值设定为大于过零时间出现在允许时间段之前时所估计的次数。当确定过度超前计数器的值等于阈值MAX时，在S64执行无刷电机2的重新起动过程(恢复过程)。与此同时，初始化过度超前计数器。

[0196] 当在S58作出否定的确定时，在S66初始化该过度超前计数器。这个过程用于避免当由于无刷电机2的起动、噪声影响等、负载变化等使过零时间出现在允许时间段之前时的下列情形。过度超前计数器的值Ca增加，并最终确定为异常并执行重新起动过程。当在S50或S52作出否定的确定时，或者当完成S64或S66的过程时，该系列过程停止一次。

[0197] 图25示出的过程用于应对过零时间出现在允许时间段之后的异常情况。即，过零时间被延迟。该过程例如由驱动控制电路220以预定周期反复执行。该系列过程按下列方式执行。

[0198] 在S70，检查允许时间段设置计数器的值Cps是否为零。这个过程用于确定是否是允许时间段的结束时间。当确定允许时间段设置计数器的值Cps为零时，在S72确定是否在图24中的S52作出了肯定的确定以及是否已经检测到了过零时间。该过程用于确定过零时间是否出现在允许时间段之前。更具体的说，当过零时间还没有出现在允许时间段之前并且没有出现在允许时间段内时，可以认为过零时间将要延迟并且出现在允许时间段之后。

[0199] 当在S72确定为否定时，在S74到S86执行与图24中的S54到S66相类似的过程，其中使用延迟计数器对延迟进行计数，以作为延迟值Cd。

[0200] 在本实施例中，基于过零时间连续出现在允许时间段之前或之后来确定失步状态。由于这个原因，能够将由噪声影响等偶然引起的过零时间偏离允许时间段的状态与失步状态区分开来。此外，进行这样 的设置以使得允许时间段是预定的电角度，而忽略电池214的电压波动。因此，可以防止由于电池214的电压波动而被确定为失步状态。

[0201] 根据第六实施例，具有如下优点：

[0202] (1)当过零时间连续出现在允许时间段之前或之后的次数等于或大于阈值MAX时，将无刷电机2确定为异常。这样，当由于出现负载变化等而出现暂时旋转波动或者出现任何其它类似事件时，可以防止被确定为异常。

[0203] (2)当确定过零时间已经出现在允许时间段之前时，假定允许时间段的开始时间为过零时间，以设置指定时间点。这样，即使确定是错误时，也可以避免很不恰当地设置指定时间点。

[0204] (3)当确定过零时间出现在允许时间段之后时，假定允许时间段的结束时间为过零时间，以设置指定时间点。这样，即使确定是错误时，也可以避免很不恰当地设置指定时间点。

[0205] (4)基于允许时间段的开始时间处的比较信号值，检查过零时间是否已经出现在允许时间段之前。基于在允许时间段内比较信号是否存在变化，检查过零时间是否出现在允许时间段之后。这样，可以恰当的进行这些确定。

[0206] (5)根据无刷电机2的转速变化，校正基于允许起动计数器和允许时间段设置计数器的值所设置的允许时间段。这使得可以准确地将允许时间段设置在所需的电角度范围内，而忽略转速的任何变化，并可以提高对无刷电机2的旋转状态的鲁棒控制。

[0207] (6)通过电池214的电压VB的电压变化量ΔVB来检测转速变化。这样，可以恰当地检测转速中的变化。特别是，基于电池214的电压VB来检测转速具有如下优点。当旋转状态变得异常而忽略电池214的电压VB波动时，允许时间段的设置保持不变。由于这个原因，当电池214的电压VB波动时，可以只对基于过零时间之间的时间间隔设置的允许时间段进行校正。

[0208] (第七实施例)

[0209] 在第七实施例中，基于检测到的过零时间值来检测无刷电机2的 加速度，并且基于这个加速度校正允许时间段的设置。图26A示出了用于校正允许时间段的设置的过程。该过程例如由驱动控制电路220以预定周期反复执行。该系列过程按照如下方式执行。

[0210] 在S90，基于计数器的先前最大值和计数器的当前最大值来计算无刷电机2的加速度A。最大值可以基于测量计数器的值Cm(图19)来确定。计数器的最大值用于计算过零时间之间的时间间隔，并与过零时间之间的瞬时转速相关联。由于这个原因，这两个值(计数器的先前最大值和计数器的当前最大值)是位于相对于瞬时转速的两个不同时间点处的值。由于这个原因，可以通过它们计算出加速度A。

[0211] 随后，在S92，检查加速度A是否等于或大于阈值Amax。该过程用于确定过零时间是否出现在允许时间段之前，其中所述允许时间段是由作为无刷电机2加速的结果的转速所确定的。当确定加速度等于或大于阈值Amax时，在S94执行与图22中的S44相同的过程。即，允许起动计数器和允许时间段设置计数器的计数速度随着加速度A的增大而增大，如图26B所示。

[0212] 当在S92确定为否定时，同时在S96确定加速度A是否等于或低于阈值Amin。该过程用于确定过零时间是否出现在允许时间段之后，所述允许时间段是由作为无刷电机2减速的结果的转速所确定的。当确定加速度等于或低于阈值Amin时，在S98执行与图22中的S48相同的过程。即，允许起动计数器和允许时间段设置计数器的计数速度随着加速度A的减小而减小。当加速度呈现负值并且其绝对值增加时，减小计数速度。

[0213] 当在S96确定为否定时，或者当完成S94或者S98的过程时，这一系列过程停止一次。

[0214] 根据上面描述的本实施例，除了具有第六实施例所描述的(1)到(5)的优点之外，还具有如下优点。

[0215] (7)基于过零时间的检测结果，提取出与无刷电机2的转速变化有关的信息。因此，可以恰当地确定转速变化。

[0216] (第八实施例)

[0217] 在第六实施例中，当过零时间出现在允许时间段之前时，将允许时间段的开始时间假定为过零时间，以设置指定时间点。然而，在这种情况下，当过零时间连续出现在允许时间段之前时，指定时间点连续延迟于适当时间点，并且这会降低对无刷电机2的输出的控制效率。

[0218] 因此，在第八实施例中，可以将被假定为过零时间并且采用的最大超前时间设置在允许时间点开始的时间之前。当过零时间出现在允许时间段之前时，将过零时间设置成是位于最大超前时间和允许时间段开始的时间之间的时间(包括最大超前时间和开始的时间)，在该时间处，它与过零时间之间的差值最小。

[0219] 如图27A和图27B所示，将最大超前时间设置为最大超前计数器的值Cma变为0的时间点。最大超前计数器从它的初始值开始递减，其中将过零时间处的计数器的值作为该初始值。通过使最大超前计数器的递减速度快于允许起动计数器的递减速度，可以将最大超前计数器的值为零处的最大超前时间设置在允许时间段的开始时间之前。根据无刷电机2等的技术说明，将这个最大超前时间预先确定为在过零时间后经过了预定电角度的时间点。

[0220] 图28示出的过程用于应对出现过零时间出现在允许时间段之前的异常情况。该过程例如由驱动控制电路220以预定周期反复执行。在图28中，为了简便起见，将与图24中所示的相同过程用相同的步骤号标识。

[0221] 当在S52确定为否定时，即，确定过零时间已经出现在允许时间段之前，过程进行到S100。在S100，检查比较信号Uc、Vc、Wc中的相应一个的输出电平变化时间是否出现在最大超前时间(包括最大超前时间)之前，或者早于最大超前时间(包括最大超前时间)。例如，根据最大超前计数器的值为0时比较信号Uc、Vc、Wc中的相应一个的逻辑值是否异常，可以执行该过程。当确定变化时间出现在最大超前时间之前时，在S102执行下列过程：除了确定过零时间点的过度超前的过程和用计数器的值Cm替换允许起动计数器的值Cp的过程之外，还执行将最大超前时间假定为过零时间以设置指定时间 点的过程。即，将指定时间点设置计数器的值Cs如此设置，使得基于从先前过零时间到此时假定的过零时间的时间段实现下列方面。指定时间点设置计数器采用的值对应于从当前时间到指定时间点所需的时间。

[0222] 当在S100确定变化时间出现在最大超前时间之后，在S104除了执行确定过零时间点的过度超前的过程和用计数器的值Cm替换允许起动计数器的值Cp的过程之外，还执行如下过程：将在从最大超前时间到允许时间段的开始时间的时间段内比较信号Uc、Vc、Wc中的相应一个的变化时间假设为过零时间并由此设置指定时间点。即，将指定时间点设置计数器的值Cs如此设置，使得基于从先前过零时间到此时假定的过零时间的时间段实现下列方面。指定时间点设置计数器采用的值对应于从当前时间到指定时间点所需的时间。

[0223] 当S102或S104的过程完成时，执行图6中的S56到S64的过程。

[0224] 根据本实施例，带来了如下优点。即便在过零时间出现在允许时间段的开始时间之前时，也可以通过设置最大超前时间以使用尽可能接近实际过零时间点的时间点来设置指定时间点。由于这个原因，可以很好地抑制无刷电机2的输出控制效率的下降。此外，基于过零时间连续出现在允许时间段之前，可以确定旋转状态的任何异常；因此，也可以适当地进行这种确定。

[0225] 第六实施例到第八实施例可以按照下文所述修改。

[0226] 在第六实施例中，根据电池214的电压变化量ΔVB校正允许起动计数器和允许时间段设置计数器的计数速度。可替换地，如图29所示，所述计数速度可以根据两个参数校正：电池214的电压VB及其变化量ΔVB。图29是详细说明这两个参数与计数速度校正系数Aij之间关系的数据图。使用电池214的电压VB作为参数的原因如下。即使在电池214的电压变化量ΔVB相同时，无刷电机2的转速变化程度也可能不同，这取决于电池214的电压VB。由于这个原因，使用两个参数可以更加准确地检测由电池214的电压VB波动所引起的无刷电机2的旋转波动。

[0227] 用于检测无刷电机2的转速变化的参数并不限于上述实施例和它们的修改实施例所描述的那些。例如，随着无刷电机2的温度Tm的升高，无刷电机2中的磁通变弱并且它的转速增加。考虑到这些，可以使用无刷电机2的温度的变化量(或者其等价量)。可替换地，使用清楚说明了计数速度校正系数Bij与无刷电机2的温度Tm和电池214的电压变化量ΔVB之间关系的图，其在图30中示出，可以基于这两个参数检测转速变化。

[0228] 在第六实施例中，不需要执行图22中的过程。通过调整图24或图25中的阈值，可以将失步状态至少与由于起动或者偶然噪声所引起的旋转波动的影响区别开来。

[0229] 无刷电机2的中性点电压可以被用作参考电压Vref，以代替虚拟中性点电压。通过利用电阻元件对电池214进行分压，可以使用电池214的电压VB的一半。

[0230] 当使用PWM控制作为控制无刷电机2的技术时，例如可以采用下列措施。将开关元件SW1到SW6导通的时间段作为导通允许时间段，并且在该时间段中重复导通和关断开关元件SW1到SW6。然而，在该情况下，无刷电机2的转速可以根据导通时间与导通时间和关断时间的总和的比率(占空比)而变化。因此，需要根据该占空比来确定校正计数速度的模式。

[0231] 基于感应电压检测的出现预定电角度的时间点并不限于过零时间点。例如，可以采用JP11-18478A中提出的技术。

[0232] 连接到无刷电机2的电源不必一定是电池214，而且也可以连接发电机。无刷电机2不必一定是车载燃料泵的致动器，而且也可以是车载冷却风扇的致动器。旋转机械不必一定是三相无刷电机，而可以是具有任何相数的电机。此外，不必一定是电动机，也可以是发电机。

[0233] (第九实施例)

[0234] 在图31所示的第九实施例中，无刷电机2是三相电机，并且它是用于安装在机车中的内燃机的燃料泵的致动器。无刷电机2的三相(U相、V相、W相)与逆变器12连接。该逆变器12是三相逆变器， 并将电池214的电压VB施加给无刷电机2的三相。为了在三相之中的每一相和电池214的正极或负极之间提供导通，将逆变器12构造为使得其包括并联连接主体，该并联连接主体具有：开关元件SW1、SW2(U相臂)、开关元件SW3、SW4(V相臂)、以及开关元件SW5、SW6(W相臂)。开关元件SW1到SW6和二极管D1到D6以类似于第六实施例的方式(图18)连接。

[0235] 驱动控制电路230通过驱动器222操作逆变器12，从而控制无刷电机2的输出。具体地说，驱动控制电路230从比较器224、226、228接收比较信号PU、PV、PW，并基于所述比较信号操作开关元件SW1到SW6。

[0236] 比较器224、226、228用于将各个相的端电压Vu、Vv、Vw与参考电压Vref进行比较。比较器224将无刷电机2的U相端电压Vu与参考电压Vref进行比较，并输出该比较结果作为比较信号PU。比较器226将无刷电机2的V相端电压Vv与参考电压Vref进行比较，并输出该比较结果作为比较信号PV。比较器228将无刷电机2的W相端电压Vw与参考电压Vref进行比较，并输出该比较结果作为比较信号PW。

[0237] 在本实施例中，将通过利用电阻元件RU、RV、RW对各相的端电压Vu、Vv、Vw进行分压所获得的虚拟中性点电压用作参考电压Vref。原因如下。在车载电池214中，它的电压值易于快速波动，而无刷电机2中的感应电压的变化率往往低于电池214的电压变化率。由于这个原因，当电池214的电压迅速升高时，感应电压的幅值的1/2并不等于电池214的电压的1/2。由于这个原因，当将电池214的电压的1/2用作参考电压时，比较器224、226、228在电池
214的电压波动的情况下不能恰当地进行比较。

[0238] 驱动控制电路230通过驱动器222导通和关断开关元件SW1到SW6。在这个例子中，驱动控制电路230主要利用120°激励方法来进行开关控制。利用上述比较信号PU、PV、PW，它检测无刷电机2的每一相的感应电压等于无刷电机2的参考电压Vref的时间点(过零时间点)。然后，它在从过零时间点延迟预定电角度(例如，30°) 的时间点(指定时间点)处改变开关元件SW1到SW6的操作。

[0239] 驱动控制电路230可以由逻辑电路构成或者可以由中央处理单元和存储程序的存储单元构成。

[0240] 如图32所示，利用120°激励控制进行开关控制。具体来说，(a)示出了实线表示的端电压Vu、Vv、Vw以及一点式点划线表示的参考电压Vref的转变。在本实施例中，将虚拟中性点电压用作参考电压Vref。虽然参考电压Vref实际上是波动的，但是为了简便这里认为它是恒定的。(b)示出了端电压Vu、Vv、Vw与参考电压Vref关于幅值的比较结果(比较信号PU、PV、PW)。(c)示出了比较信号PU、PV、PW的逻辑组合信号PS的转变。(d)示出了在过零时间出现时所期望的比较信号PU、PV、PW的逻辑组合信号(期望信号Se)的转变，同时开关元件SW1到SW6工作。(e)示出了检测信号Qs相对于过零时间点的转变。这是上升沿和下降沿与过零时间点同步的信号。(f)示出了各种计数器的值的转变，以及(g)示出了开关元件SW1到SW6的致动信号的转变。(g)中示出的致动信号包括各个相臂的高侧开关元件SW1、SW3、SW5的致动信号U+、V+、W+，以及各个相臂的低侧开关元件SW2、SW4、SW6的致动信号U-、V-、W-。各个相臂的高侧开关元件SW1、SW3、SW5是P沟道晶体管；因此，这些致动信号U+、V+、W+处于逻辑低电平的时间段是它们导通的时间段。

[0241] 组合信号PS是三位信号，并且比较信号PU、PV、PW的各个逻辑值分别与最高次(最高有效)位、中间位以及最低次(最低有效)位的逻辑值一致。即，当比较信号PU处于逻辑高电平时，最高次位设置为1；而当比较信号PU处于逻辑低电平时，最高次位设置为0。由于这个原因，当比较信号PU、PV、PW例如分别处于高电平、低电平和高电平时，将组合信号PS设置为二进制记数法的101和十进制记数法的5。在图32中，组合信号PS和期望信号Se都由十进制记数法表示。

[0242] (f)中的实线表示测量计数器的值Cm，该测量计数器用于测量相邻过零时间之间的时间间隔。每当出现过零时间时，初始化该测量 计数器，并且重新起动时间计数操作。相邻过零时间之间的时间间隔与转速有关。由于这个原因，计数器在紧挨着初始化之前的值(计数器的最大值)提供了与转速相关的参数。

[0243] (f)中的一点式点划线表示指定时间点设置计数器的值Cs，该指定时间点设置计数器对过零时间点一直到等于指定时间点时所需的时间进行计数，并由此设置指定时间点。指定时间点设置计数器在过零时间处采用初始化之前的计数器值作为它的初始值，并使它递减。然后，指定时间点设置计数器将值为零的时间点作为指定时间点。此时，执行下列操作。当过零时间点和指定时间点之间的时间间隔例如为30°时，将递减速度设置为是测量计数器递增速度的两倍。考虑到相邻过零时间之间的时间间隔是60°，可以认为这个设置使指定时间点设置计数器的值变为0的时间点相对于过零时间点延迟30°。

[0244] (f)所示的两点式点划线表示掩蔽时间段计数器的值Cmk。该掩蔽时间段计数器确定一个时间段(掩蔽时间段)，在该掩蔽时间段内，抑制(禁止)基于端电压Vu、Vv、Vw与参考电压Vref的比较对过零时间的检测。该计数器用于避免下列事件。在通过二极管D1到D6提供电流的时间段内，当端电压Vu、Vv、Vw与参考电压Vref一致时，错误地检测了过零时间。该计数器在过零时间处也采用初始化之前的计数器值作为它的初始值，并使它递减。然后，它将该值等于零之前的时间段设置为掩蔽时间段。当将掩蔽时间段设置成是相距过零时间例如45°的时间段时，可以将递减速度设置为是测量计数器的递增速度的3/2倍。

[0245] 当掩蔽时间段计数器的值为零时，使能比较信号PU、PV、PW和组合信号PS。当组合信号PS在这个时间段内与期望信号Se一致时，使检测信号Qs翻转。在检测信号Qs翻转的过零时间处，指定时间点设置计数器开始递减。当指定时间点设置计数器的值为零时，开关元件SW1到SW6的操作改变。

[0246] 如图32所示，开关元件SW1到SW6导通的指定时间点与过零时间点具有一一对应的相互关系。由于这个原因，根据开关元件SW1到SW6的操作状态，可以唯一地确定各个相的端电压Vu、Vv、Vw 的特性。因此，上述期望信号Se可以唯一地确定。

[0247] 如果电池214和逆变器12没有充分连接，或者如果发生了任何其它类似事件，则可能出现下列现象。由于车辆的振动传递给了电池214或者任何其它原因，电池214与逆变器12可能会彼此瞬时断开，接着在它们之间重新建立导通。如果这时暂时中断了对无刷电机2的供电，则无刷电机2的转速下降。如果这时使通过电机2所驱动的燃料泵从燃料箱排放到上游侧的燃料回流，那么作用到反向旋转侧的力会施加到无刷电机2上。这可能最终引起电机2反向旋转。如果在这种情况下开关元件SW1到SW6按照在正常条件下操作，那么可能会出现问题。例如，出现无刷电机2重复正常旋转和反向旋转的振荡现象，并且难以将无刷电机2控制在正确的旋转状态。

[0248] 可以基于上述由三位组成的组合信号PS适当地检测无刷电机2的反向旋转。如图33所示，当无刷电机2正以正向正常旋转时，关于组合信号PS的时序数据应该与关于期望信号Se的时序数据一致。同时，当无刷电机2正以反向旋转时，关于组合信号PS的时序数据应该与通过对关于期望信号Se的时序数据进行时间反向(即将排列顺序反向)所获得的数据一致，如图34所示。由于这个原因，可以基于组合信号PS检测无刷电机2的反向旋转。

[0249] 当无刷电机2的旋转状态变得异常时，所有的开关元件SW1到SW6关断，并且操作等待无刷电机2停止。然后，重新起动无刷电机2。然而，在该情况下，要费很长的时间使无刷电机2恢复到正常状态。

[0250] 为了应对这个问题，在本实施例中执行下列过程。当检测到无刷电机2正在反向旋转时，执行强制停止无刷电机2旋转的过程，然后，执行重新起动过程。

[0251] 图35示出了本实施例中的重新起动无刷电机2的过程。该过程例如由驱动控制电路230以预定周期反复执行。

[0252] 这一系列程序按照下列方式执行。在S210，检查掩蔽时间段计数器的值Cmk是否为零。当确定该掩蔽时间段计数器的值Cmk为零时，在S212确定比较信号PU、PV、PW的组合信号PS是否已经改 变。这个过程用于确定是否是过零时间点。当确定组合信号PS已经改变时，在S214确定当前组合信号是否与第二先前期望信号Se一致。该过程用于确定无刷电机2是否正以反向旋转。如图33所示，当无刷电机2正以反向旋转时，关于组合信号PS的时序数据被反向。因此，假设当前组合信号PS与第二先前期望信号Se一致。在当前组合信号PS与第二先前期望信号Se一致时，在S216确定无刷电机2正以反向旋转。

[0253] 随后，在S218，执行强制停止无刷电机2旋转的过程。具体来说，开关元件SW1、SW3、SW5或开关元件SW2、SW4、SW6全部导通以使无刷电机2的所有相短路。这样，仅无刷电机2旋转所产生的感应电压经过无刷电机2提供电流。电流通路的电阻使该电流迅速地衰减。结果，无刷电机2的旋转能转变成电能，并随后被衰减掉。由于这个原因，无刷电机2可以迅速地停止。

[0254] 在S220，检查无刷电机2的转速是否基本为零。基于相邻过零时间点之间的时间间隔可以计算转速。这可以使用计数器的最大值Cm来进行。当确定转速基本为零时，通过基于过零时间点操作开关元件SW1到SW6，在S222执行重新起动过程。

[0255] 当在S210到S214中的任意一个确定为否定时，或者当S222的过程完成时，这一系列过程停止一次。

[0256] 这样，使用过零时间点并结合停止过程来确定转速是否基本为零。然而，这可能引起问题。使用虚拟中性点设置参考电压Vref。因此，当无刷电机2的转速基本为零时，无刷电机2的所有相的端电压Vv、Vu、Vw可以与参考电压Vref一致。当将所有开关元件SW1到SW6一次关断以重新起动电机时，所有相都进行高阻抗状态。因此，同样在这种情况下，无刷电机2的所有相的端电压Vv、Vu、Vw可以与参考电压Vref一致。

[0257] 如果噪声在这些情形下叠加在端电压Vv、Vu、Vw上，那么出现下列现象。图36A中的实线所示的端电压Vv、Vu、Vw与一点式点划线所示的参考电压相互频繁交叉。实际上，根据端电压Vv、Vu、Vw的参考电压Vref也会波动；然而，为了简便，认为它是恒定的。 在这种情况下，存在频繁错误检测过零时间点的可能性。在本实施例中，为了应对这个问题，对参考电压Vref进行偏移校正以实现下列方面。当转速基本为零时，使输入到图31所示的比较器224、226、228中的参考电压Vref的值和端电压Vv、Vu、Vw的值彼此不同。即，将用于使参考电压Vref输入到比较器224、226、228的信号线通过电阻元件30连接到电池214的正极。这样，可以实现下列方面，如图36(b)所示。通过相对于端电压Vu的偏移量Δ，可以将转速基本为零时获得的参考电压Vref校正到电池214的正极侧。在该例子中，仅示出了U相。

[0258] 将该偏移量Δ设置为一个很小的量，以使得不会影响对无刷电机2的控制。同时，将偏移量设置为假定需要实现下列方面的量。当转速基本为零时，即使混入了噪声，也能够避免端电压Vu和参考电压Vref相互交叉，如图36B所示。利用这种设置，如图36C所示，参考电压Vref随着转速的增大而增大。当端电压Vu升高并且超过参考电压Vref时，出现了端电压Vu与参考电压Vref彼此交叉时的过零时间点。这样，如图36D所示，对于U相，可以执行图32中示出的在正常条件下的控制。

[0259] 在本实施例中，特别是，通过校正参考电压Vref避免了无刷电机2的效率下降。当同时对端电压Vu、Vv、Vw校正时，将出现图36E中示出的现象。即，可施加到无刷电机2上的电压波动量低于电池214的正极和负极之间的电压VB，并且这降低了效率。也就是说，产生了相当于图36E中的阴影区的损耗量。

[0260] 期望的是，偏移量Δ的近似数量级低于通过二极管D1到D6提供电流时观察到的电压下降量VE。这可以防止比较信号PU、PV、PW的值由于开关元件SW1到SW6的操作改变时所产生的脉动噪声而变得异常。由于这个原因，即使在执行PWM控制时也可以实现下列方面。也就是说，即使将从指定时间点到120°的时间段作为导通操作允许时间段并且开关元件SW1到SW6在此时间段内导通和关断时，也可以实现下列方面。利用图32中示出的方法可以准确地检测过零时间点。

[0261] 根据第九实施例，提供了下列优点。

[0262] (1)当无刷电机2的转速基本为零时，端电压Vu、Vv、Vw彼此相等。此时，对将由比较器224、226、228比较的端电压Vu、Vv、Vw的值和参考电压值Vref的值中的至少一个进行偏移校正。从而，使这些值彼此不同。因此，即使在混入噪声并因此端电压波动时，也可以避免出现端电压与参考电压频繁交叉的现象。结果，可以很好地避免过零时间点的错误检测。

[0263] (2)利用电阻元件30进行上述校正，该电阻元件30将用于使参考电压Vref输入到比较器224、226、228的信号线连接到电池214的正电势。这样，可以将参考电压Vref校正到电池214的正电势，此外，该校正量可以通过电阻元件30的电阻值进行调整。

[0264] (4)由于将校正参考电压Vref，所以带来了下列优点。与校正端电压Vu、Vv、Vw的情况相比，可以抑制无刷电机2的控制效率的下降，而且还可以减少校正目标的数量。

[0265] (5)虚拟中性点电压被用作参考电压Vref。因此，即使在无刷电机2没有连接到中性点的线时，也可以恰当地确定参考电压Vref。

[0266] (6)基于过零时间点的检测值，开始开关元件SW1到SW6的操作以起动处于停止的无刷电机2。如果在这种情况下噪声混入了端电压Vu、Vv、Vw中，那么会出现端电压Vu、Vv、Vw与参考电压Vref彼此频繁交叉的现象。结果，易于出现过零时间点的错误检测。为了应对这个问题，将本实施例构造为可以特别有利地提供上述操作和优点。

[0267] 在第九实施例中，可以采用微机处理代替比较器224、226、228来进行端电压Vu、Vv、Vw与参考电压Vref的相互比较。将用于施加参考电压Vref给比较器224、226、228的信号线可以通过电阻元件接地。这样，可以将参考电压Vref校正到接地电势侧。校正参考电压Vref的构造不需要一定是下列这样，即，用于施加参考电压Vref给比较器224、226、228的信号线经过电阻元件安连接到预定电势上。例如，可以将通过逆变放大器电路或非逆变放大器电路对电池214的正电势进行电压变换所获得的输出信号施加给信号线，以用于将参考 电压Vref施加给比较器224、226、228。要校正的目标可以不必是参考电压Vref，而可以是端电压Vu、Vv、Vw。可替换地，它也可以是参考电压Vref和端电压Vu、Vv、Vw两者。然而，当校正端电压Vu、Vv、Vw时，需要使它们的校正量彼此相等。

[0268] (第十实施例)

[0269] 在第十实施例中，通过比较器224、226、228的设置使将要相互比较的端电压Vu、Vv、Vw的值与参考电压Vref的值彼此不同。每个比较器224、226、228如图37所示构造。

[0270] 将每个比较器如此构造，使得它包括差动放大器电路240和输出电路250。在差动放大器电路240中，连接到电池214正极的恒流源241与一对晶体管242、243的发射极连接。该对晶体管242、243的基极分别与比较器224、226、228的非反向输入端(+)和反向输入端(－)连接。晶体管242、243的集电极分别与晶体管244、245的集电极连接。晶体管244、245的基极彼此短路，晶体管244、245的发射极通过电阻元件246、247接地。晶体管244、245的基极连接到晶体管242与晶体管244之间的连接点处。

[0271] 输出电路250包括晶体管252和晶体管254，并且晶体管252的基极连接到晶体管243和晶体管245之间的连接点上。晶体管252的发射极接地，而其集电极连接到恒流源241。
晶体管254的基极与晶体管252的集电极连接，并且晶体管254的发射极接地。晶体管254的集电极与电源连接，其中该电源是通过电阻元件256使电池214的正电势下降到预定电压而获得的。此外，它形成了比较器224、226、228的输出端。

[0272] 利用这种构造，执行下列操作。当非反向输入端的电压高于反向输入端的电压时，晶体管243导通，而晶体管242关断。因此，来自恒流源241的电流通过晶体管243流到晶体管252的基极。结果，晶体管252导通，而晶体管254关断。因此，使比较器224、226、228的输出变为电池214的正电势。换句话说，比较器输出逻辑高电平信号。

[0273] 当非反向输入端的电压低于反向输入端的电压时，晶体管242导通，而晶体管243关断。结果，来自恒流源241的电流通过晶体管242流到晶体管244、245的基极中。由于这个原因，晶体管244、245导通，并且没有电流流到晶体管252的基极。结果，晶体管252关断，而晶体管254导通。因此，使比较器224、226、228的输出变到接地电势。换句话说，比较器输出逻辑低电平信号。

[0274] 差动放大器电路240关于幅值所进行的一对输入信号的比较准确性取决于该差动放大器电路240中分别与输入端对应的元件对的对称性。该元件对包括晶体管242和晶体管243、晶体管244和晶体管245、以及电阻元件246和电阻元件247。具体而言，比较准确性随对称性的提高而提高。

[0275] 在本实施例中，使分别对应于输入端的元件对是非对称的。结果，当施加给非反向输入端和输入端的电压值相等时，比较器224、226、228的输出信号一定呈现特定逻辑值。这是因为在差动放大器电路240中，即使将相同的电压施加给非反向输入端和反向输入端时，晶体管242、243中的任意一个更易于导通。

[0276] 当将晶体管242、243构造为使得它们例如不对称时，实现下列方面。当由于晶体管242导通而使发射极和集电极之间的电压下降量UVF+大于由于晶体管243导通而使发射极和集电极之间的电压下降量UVF－时，晶体管243更易于导通。当将晶体管244、245构造为使得他们不对称时，实现下列方面。当由于晶体管244导通而使发射极和集电极之间的电压下降量UVf+大于由于晶体管245导通而使发射极和集电极之间的电压下降量Uvf－时，晶体管
243更易于导通。当电阻元件246的电阻值大于电阻元件247的电阻值时，晶体管243更易于导通。

[0277] 采用该设置，实现下列方面。在参考电压Vref和端电压Vu、Vv、Vw彼此一致的情况下，一定可以使比较器224、226、228确定任意一个较高。由于这个原因，即使在图36A所示的情况下，也可以避免比较器224、226、228的输出值频繁地翻转。为了使过零时间之间的时间间隔准确地与60°时间间隔相一致，需要采取下列措施。在参 考电压Vref的真实值与端电压Vu、Vv、Vw的真实值彼此一致的情形中，使比较器224、226、228关于哪一个(端电压Vu、Vv、Vw或端电压)较高的比较结果相同。此外，在比较器224、226、228的输出翻转时，对于所有相，需要使参考电压Vref和端电压Vu、Vv、Vw之间的差值相同。在本实施例中，由于这个原因，使比较器224、226、228的结构完全相同。

[0278] 根据本实施例，除了具有第九实施例的优点以外，还具有下列优点。

[0279] (7)将差动放大器电路240中的分别对应于比较器224、226、228的输入端子对的元件对构造为使得它们是非对称的。这样，可以转变将要进行相互比较的输入信号对之间的相对幅值关系。由于这个原因，可以在无刷电机2的转速基本为零并因此参考电压Vref与端电压Vu、Vv、Vw彼此相等的情形下实现下列方面。可以扩大这些将要相互比较的值之间的相对差。

[0280] (8)比较器224、226、228在结构上对于所有相都是相同的。这样，可以将过零时间之间的时间间隔准确地设置为60°。

[0281] 在第十实施例中，比较器224、226、228的电路可以构造为包括MOS晶体管。

[0282] 在第九和第十实施例中，可以采用下列处理方式。

[0283] 指定时间点设置计数器和测量计数器在计数速度方面可以完全相同，并且根据计数器初始化之前的值(最大值)设置指定时间点设置计数器的初始值。当将指定时间点设置成是相对于过零时间点延迟30°的时间点时，将测量计数器最大值的1/2作为指定时间点设置计数器的初始值。掩蔽时间段计数器和测量计数器在计数速度方面可以完全相同，并且根据计数器初始化之前的值(最大值)设置掩蔽时间段计数器的初始值。当将从过零时间点到45°的角范围设置为掩蔽时间段时，将计数器最大值的3/4作为掩蔽时间段计数器的初始值。替代虚拟中性点电压，可以采用无刷电机2的中性点电压作为参考电压Vref。各个臂的高侧上的开关元件SW1、SW3、SW5可以由N沟道MOS晶体管构成。与无刷电机2连接的电源不需要一定是电池214， 也可以是发电机。无刷电机2不必一定是车载燃料泵的致动器，而且也可以是车载冷却风扇的致动器。旋转机械不必一定是三相无刷电机，而可以是具有任何相数的电机。此外，不必一定是电动机，也可以是发电机。

[0284] (第十一实施例)

[0285] 在第十一实施例中，利用与第六实施例(图18)和第九实施例(图31)类似的方式来构造如图38所示的旋转机械驱动装置。然而，在本实施例中，提供电流检测器228来代替电压检测器225(图18)。这样，基于开关元件SW1到SW6的导通电阻来检测经过它们的电流。也就是说，电流检测器228包括检测晶体管，用于检测分别经过开关元件SW1到SW6的电流。开关元件SW1到SW6与相应检测晶体管的源极短路在一起，并且它们的栅极也短路在一起，从而构成电流镜电路。这样，可以基于检测晶体管的输出电流来检测经过开关元件SW1到SW6的电流。实际上，需要将电流检测器228形成为接近逆变器12。对于该信息，例如JP-A-10-256541公开了构成电流镜电路以检测电流的技术。

[0286] 开关控制器227通过驱动器222导通和关断开关元件SW1到SW6。在这个例子中，开关控制器227主要利用120°激励方法来进行开关控制。更具体地，作为通过电阻元件RU、RV、RW针对无刷电机2的各相端电压Vu、Vv、Vw进行分压的结果，获得了虚拟中性点电压(参考电压Vref)。基于该虚拟中性点电压与无刷电机2的每相端电压Vu、Vv、Vw一致的时间点，检测感应电压与参考电压Vref一致的时间点(过零时间点)。然后，它在从过零时间点延迟预定电角度(例如，30度)的时间点(指定时间点)处改变开关元件SW1到SW6的操作。然而，当电流检测器228检测到的电流超过了电流限制值时，采用下列措施来限制流经无刷电机2的电流(激励量)。代替将120°的时间段作为开关元件SW2、SW4、SW6导通的时间段，在这个时间段内也可以进行PWM控制。

[0287] 开关控制器227可以由逻辑电路构成或者可以由中央处理单元 和用于存储程序的存储单元构成。

[0288] 如图39示出了开关控制器227利用120°激励控制进行的开关控制方式。具体来说，(a)示出了实线表示的端电压Vu、Vv、Vw和参考电压Vref的转变。在本实施例中，将虚拟中性点电压用作参考电压Vref。虽然参考电压Vref实际上是波动的，但是为了简便这里认为它是恒定的。(b)示出了端电压Vu、Vv、Vw与参考电压Vref关于幅值的比较结果(比较信号PU、PV、PW)的转变。(c)示出了比较信号PU、PV、PW的逻辑组合信号PS的转变。(d)示出了在过零时间出现时所期望的比较信号PU、PV、PW的逻辑组合信号(期望信号Se)的转变，同时开关元件SW1到SW6工作。(e)示出了检测信号Qs相对于过零时间点的转变。这是上升沿和下降沿与过零时间点同步的信号。(f)示出了各种计数器的值的转变，以及(g)示出了开关元件SW1到SW6的致动信号的转变。(g)中示出的致动信号包括各个相臂的高侧开关元件SW1、SW3、SW5的致动信号U+、V+、W+，以及各个相臂的低侧开关元件SW2、SW4、SW6的致动信号U-、V-、W-。各个相臂的高侧开关元件SW1、SW3、SW5是P沟道晶体管；因此，这些致动信号U+、V+、W+处于逻辑低电平的时间段是它们导通的时间段。

[0289] 组合信号PS是三位信号，并且比较信号PU、PV、PW的各个逻辑值分别与最高次位、中间位以及最低次位的逻辑值一致。即，当比较信号PU处于逻辑高电平时，最高次位设置为1；而当比较信号PU处于逻辑低电平时，最高次位设置为0。由于这个原因，当比较信号PU、PV、PW例如分别处于高电平、低电平和高电平时，将组合信号PS设置为二进制记数法的101和十进制记数法的5。在图39中，组合信号PS和期望信号都由十进制记数法表示。

[0290] (f)中的实线表示测量计数器的值Cm，该测量计数器用于测量相邻过零时间之间的时间间隔。正如所示出的，每当出现过零时间时，初始化该测量计数器的计数Cm，并且重新起动时间计数操作。相邻过零时间之间的时间间隔与转速相关。由于这个原因，计数器在紧挨着初始化之前的值Cm(计数器的最大值)提供了与转速相关的参数。

[0291] (f)中的一点式点划线表示指定时间点设置计数器的值Cs，该指定时间点设置计数器对从出现过零时间点到出现指定时间点所需的时间进行计数，并由此设置指定时间点。指定时间点设置计数器在过零时间处采用初始化之前的计数器值作为它的初始值，并使它递减。然后，指定时间点设置计数器将值为零的时间点作为指定时间点。此时，执行下列操作。当过零时间点和指定时间点之间的时间间隔例如为30°时，将递减速度设置为是测量计数器递增速度的两倍。考虑到相邻过零时间之间的时间间隔是60°，可以认为这个设置使指定时间点设置计数器的值变为0的时间点相对于过零时间点延迟30°。

[0292] (f)中的两点式点划线表示掩蔽时间段计数器的值Cmk。该掩蔽时间段计数器确定一个掩蔽时间段，在该掩蔽时间段内，抑制(禁止)基于端电压Vu、Vv、Vw与参考电压Vref的比较对过零时间的检测。该计数器用于避免下列事件。在通过二极管D1到D6提供电流的时间段内，当端电压Vu、Vv、Vw与参考电压Vref一致时，错误地检测了过零时间。该计数器在过零时间处也采用初始化之前的计数器值作为它的初始值，并使它递减。然后，它将该值等于零之前的时间段设置为掩蔽时间段。当将掩蔽时间段设置成是相距过零时间例如45°的时间段时，可以将递减速度设置为是测量计数器的递增速度的3/2倍。

[0293] 当掩蔽时间段计数器的值为零时，使能比较信号PU、PV、PW和组合信号PS。当组合信号PS在这个时间段内与期望信号一致时，使检测信号Qs翻转。在检测信号Qs翻转的过零时间处，指定时间点设置计数器开始递减，并且当它的值为零时，开关元件SW1到SW6的操作改变。

[0294] 开关元件SW1到SW6导通的指定时间点与过零时间点具有一一对应的相互关系。由于这个原因，根据开关元件SW1到SW6的操作状态，可以唯一地确定各个相的端电压Vu、Vv、Vw的特性。因此，上述期望信号Se可以唯一地确定。

[0295] 接着，如图40和图41所示，执行120°激励控制的过程。用于对上述三个计数器上的计数器值进行设定的过程由驱动控制电路220 例如以预定周期反复执行。

[0296] 在这一系列过程中，在S310，检查掩蔽时间段计数器的值Cmk是否为零。当确定该值为零时，在S312确定比较信号PU、PV、PW的组合信号PS是否已经改变。当在S312确定组合信号PS已经改变时，在S314确定组合信号PS是否与期望信号Se相互一致。该过程用于确定端电压Vu、Vv、Vw和参考电压Vref之间的幅值关系变化是否与通过开关元件SW1到SW6的操作状态所假定的变化相一致。当确定组合信号PS与期望信号Se相互一致时，检查翻转允许标记Fip是否设置为ON。该翻转允许标记Fip是一个标记，当掩蔽时间段计数器的值Cmk为零之后检测信号Qs还没有翻转时，该标记被设置为ON。由于这个原因，当组合信号PS和期望信号Se在掩蔽时间段计数器的值为零后第一次相互一致时，将翻转允许标记Fip设置为ON。

[0297] 当将翻转允许标记设置为ON时，在S318检测信号Qs翻转。在S320，将翻转允许标记设置为OFF。随后，在S322，将测量计数器的值Cm作为指定时间点设置计数器和掩蔽时间段计数器的值Cs和Cmk。在S324，测量计数器被初始化(Cm＝0)。

[0298] 当在S310确定为否定时，在S326使测量计数器的值Cm递增。随后，在S328，检查指定时间点设置计数器的值Cs是否为零。当指定时间点设置计数器的值为零时，在S330将上述翻转允许计数器设置为ON。当指定时间点设置计数器的值Cs不为零时，在S332使指定时间点设置计数器的值Cs递减。

[0299] 当完成过程S330或S332时，在S334确定掩蔽时间段计数器的值Cmk是否为零。当掩蔽时间段计数器的值不为零时，在S336使掩蔽时间段计数器递减。

[0300] 当在S334作出肯定的确定时，当在S312到S316中的任意一个作出否定的确定时，以及当完成S336的过程时，这一系列过程停止一次。

[0301] 图41的过程用于在120°激励控制中基于上述指定时间点设置计数器改变开关元件SW1到SW6的操作。该过程例如由驱动控制电路 220以预定的周期反复执行。

[0302] 在该过程中，在S340，检查指定时间点设置计数器的值Cs是否已经为零。该过程用于确定是否是改变开关元件SW1到SW6的操作的时间。当确定指定时间点设置计数器的值已经为零时，在S342改变开关元件SW1到SW6的操作。基于开关元件SW1到SW6的操作模式(开关模式)来改变开关元件的操作。更具体而言，虽然开关元件SW1到SW6的操作模式以如图39所示的60°电角度的间隔进行改变，但是它有360°的周期。由于这个原因，利用当前操作状态唯一地确定开关元件SW1到SW6的下一个操作状态。因此，基于该唯一的关系，改变开关元件SW1到SW6的操作。

[0303] 随后，在S344，更新期望信号Se。当开关元件SW1到SW6的操作状态改变时，假定在保持该操作状态的时间段内出现一个过零时间。该过零时间处的比较信号PU、PV、PW的值由操作状态唯一地确定。由于这个原因，将期望信号Se更新为与当前操作状态相对应的值。具体而言，执行下列过程。如果先前期望信号是1，则将当前期望信号设置为5；如果先前期望信号是5，则将当前期望信号设置为4；如果先前期望信号是4，则将当前期望信号设置为6；如果先前期望信号是6，则将当前期望信号设置为2；如果先前期望信号是2，则将当前期望信号设置为3；以及如果先前期望信号是3，则将当前期望信号设置为1。

[0304] 当在S340作出否定的确定时，以及当S444的过程完成时，这一系列过程停止一次。

[0305] 根据上述过程，可以恰当地进行120°激励控制。

[0306] 图42示出了上述PWM控制中的过程。该过程例如由驱动控制电路220以预定的周期反复执行。

[0307] 在该过程中，在S350，利用图38所示的电流检测器228确定通过无刷电机2的单个相的电流最大值Imax是否超过了阈值Iref。该阈值Iref例如可以基于开关元件SW1到SW6中允许的最大电流值来设置。当确定超过该阈值时，在S352执行PWM过程。在该过程中，逆变器12的臂的低侧开关元件SW2、SW4、SW6在上述指定时间点 确定的导通时间段(导通允许时间段)内反复导通和关断。当在S350作出否定的确定时，以及当S352的过程完成时，这一系列过程停止一次。

[0308] 当执行上述PWM控制时，端电压Vu、Vv、Vw频繁改变。然而，根据图40所示的过程，即便在这种情况下，也可以准确地检测过零时间点。图43示出了利用PWM控制进行开关控制的方式。图43中的(a)到(e)分别对应于图39中的(a)到(e)。

[0309] 该图示出了在U相臂的低侧开关元件SW2的导通操作允许时间段(120°激励控制中的导通时间段)内执行PWM控制的方式。如图所示，每当开关元件SW2从导通状态切换到关断状态时，U相的端电压Vu升高并且高于电池214的正电压VB。这是因为当开关元件SW2从导通状态切换到关断状态时，无刷电机2的电感部件产生了一个电压，该电压保持在SW2导通时提供给U相的电流流过。这时，U相的开关元件SW1、SW2都关断；因此通过二极管D1，提供电流通过U相。由于这个原因，U相的端电压Vu高于电池214的正电压VB的大小近似为等同于二极管D1的电压下降量。

[0310] 由于W相的开关元件SW5、SW6在这时都关断，因此W相进入高阻抗状态。这时，W相的端电压Vw被V相的端电压Vv和U相的端电压Vu拉高，作为开关元件SW3导通的结果，V相的端电压Vv和U相的端电压Vu已经等于电池214的正电压VB。因此，它高于电池214的正电压VB。由于这个原因，每当开关元件SW2关断时，虚拟中心点设置的参考电压Vref也变得高于电池
214的正电压VB。虽然参考电压Vref在开关元件SW2关断时低于U相的端电压Vu，但是它这时高于W相的端电压Vw。由于这个原因，W相的端电压Vw保持低于参考电压Vref，直到W相的感应电压等于或高于参考电压Vref。

[0311] 这样，当过零时间出现时，比较信号PW第一次变为逻辑高电平。如图40所示，因此，通过采取下列措施，可以使检测信号Qs的改变时间点与过零时间点一一对应。当组合信号PS与期望信号第一次一致时，检测信号Qs翻转。当开关元件SW2关断时，W相的端电压 Vw可以交替呈现高于参考电压Vref的值和低于参考电压Vref的值。即使在这种情况下，也可以将组合信号PS与期望信号第一次相互一致的时间作为过零时间。这是因为在这种情况下，仅会发生下列情况。图中的组合信号4被5替换。

[0312] 同时，当利用如图12所示的比较信号PU、PV、PW产生一位组合信号时，该组合信号在PWM控制中频繁翻转。因此，不能检测到过零时间点。

[0313] 实际上，由于脉动噪声和开关元件SW1到SW6的操作改变，可能使比较信号PW在过零时间出现之前瞬时变为逻辑高电平。然而，在这种情况下，比较信号PU的逻辑值可能不同于图43所示的那样。因此，使三位组合信号PS与期望信号在过零时间出现之前相互一致的可能性最小。

[0314] 为了更加可靠地避免由脉动噪声影响所引起的过零时间点的错误检测，需要采取下列措施。在组合信号PS的值中，持续时间等于或者短于预定值的那些值不与期望信号比较。该过程例如通过采取下列措施来实现。以高速采样周期对组合信号PS进行采样，并且认为在相邻采样周期中两次或多次不同的值将受到噪声的影响，并将其排除。通过对基于虚拟中性点产生的参考电压进行轻微的偏移校正，也可以更加可靠地避免上述错误的检测。

[0315] 根据详细描述的本实施例，提供了下列优点。

[0316] (1)将过零时间出现在开关元件SW1到SW6的当前操作状态时所假设的比较信号PU、PV、PW的组合信号(期望信号Se)与实际组合信号PS关于每一相进行比较。基于这些比较结果，获得与无刷电机2的电角度有关的信息。这样，与使用比较信号PU、PV、PW的一位组合信号的情况相比，可以利用更加详细的信息。由于这个原因，可以获得关于电角度的高度准确的信息。

[0317] (2)基于比较信号PU、PV、PW的假设值与实际值关于所有相之间的一致性，检测过零时间点。换言之，基于三位组合信号PS与期望信号关于所有位之间的一致性，检测过零时间点。这样，与将用于表示关于所有相的比较结果的一位组合信号变化时的时间认为是 过零时间的情况相比，用于检测过零时间点的条件更加严格。由于这个原因，可以准确地检测过零时间点。

[0318] (3)基于过零时间点设置指定时间点，该指定时间点为改变开关元件SW1到SW6的操作状态提供基准。这样，可以恰当地设置指定时间点。

[0319] (4)指定时间点与过零时间点具有一一对应的相互关系。结果，开关元件SW1到SW6的操作状态也与过零时间点具有一一对应的相互关系。因此，可以唯一地确定当过零时间出现在开关元件SW1到SW6的当前操作状态时所假设的比较信号PU、PV、PW(期望信号)。

[0320] (5)参考电压Vref由无刷电机2的虚拟中性点电压设置。当提供给无刷电机2的电流过大时，在指定时间点所确定的开关元件SW2、SW4、SW6的各自导通操作允许时间段中执行PWM控制，并且操作在导通操作和关断操作之间切换。在这种情况下，比较信号PU、PV、PW的一位逻辑组合信号不能检测到过零时间点。同时，根据本实施例，基于都是三位信号的期望信号与组合信号PS的比较，可以准确地确定过零时间点。

[0321] 在第十一实施例中，基于组合信号PS与期望信号Se关于所有位之间的一致性来检测过零时刻。然而，例如，过零时间点可以基于位之间的一致性来检测，其中所述位与PWM控制中的感应电压与参考电压Vref相互过零的相相对应。

[0322] (第十二实施例)

[0323] 第十二实施例类似于第九实施例(图31到图36)。

[0324] 如果电池214和逆变器12没有充分连接而导致它们之间在电气上断开，或者如果发生了任何其它类似事件，则可能出现下列现象。由于车辆的振动传递给了电池214或者任何其它类似原因，电池214与逆变器12可能会彼此瞬时断开，接着在它们之间重新建立导通。如果这时暂时中断了对无刷电机2的供电，则无刷电机2的转速下降。如果这时使燃料泵从燃料箱排放到上游侧的燃料回流，那么作用到反向旋转侧的力会施加到无刷电机2上，并且这可能最终引起反向旋 转。如果在这种情况下开关元件SW1到SW6按照在正常条件下操作，那么可能会出现无刷电机2重复正常旋转和反向旋转的振荡现象。难以将无刷电机2控制在正确的旋转状态。

[0325] 可以基于上述由三位组成的组合信号PS适当地检测无刷电机2的反向旋转。更具体来说，如图44所示，当无刷电机2正常(沿正向)旋转时，关于组合信号PS的时序数据应该与关于期望信号Se的时序数据一致。同时，当无刷电机2正以反向旋转时，关于组合信号PS的时序数据应该与通过对关于期望信号的时序数据进行时间反向所获得的数据一致，如图45所示。由于这个原因，可以基于组合信号PS检测无刷电机2的反向旋转。

[0326] 可行的是，当无刷电机2的旋转状态变得异常时，将所有的开关元件SW1到SW6关断，并且操作等待，直到无刷电机2停止。然后，重新起动无刷电机。然而，在该情况下，要费很长的时间使无刷电机2恢复到正常状态。

[0327] 为了应对这个问题，在本实施例中执行下列过程。当检测到无刷电机2反向旋转时，执行强制停止无刷电机2旋转的过程，然后，执行重新起动过程。图46示出了本实施例中的重新起动无刷电机2的过程。该过程例如由驱动控制电路220以预定周期反复执行。

[0328] 这一系列过程按照下列方式执行。在S360，检查掩蔽时间段计数器的值Cmk是否为零。当确定该掩蔽时间段计数器的值为零时，在S362确定比较信号PU、PV、PW的组合信号PS是否已经改变。这个过程用于确定是否是过零时间。当确定组合信号PS已经改变时，在S364确定当前组合信号是否与最后之前的期望信号一致。该过程用于确定无刷电机2是否正以反向旋转。更具体来说，如图44和图45所示，当无刷电机2正以反向旋转时，关于组合信号PS的时序数据被反向。因此，假设当前组合信号PS与最后之前的期望信号一致。在当前组合信号PS与最后之前的期望信号Se一致时，在S366确定无刷电机2正以反向旋转。

[0329] 随后，在S368，执行强制停止无刷电机2旋转的过程。具体来说，开关元件SW1、SW3、SW5或开关元件SW2、SW4、SW6全部 导通以使无刷电机2的所有相短路。这样，仅无刷电机2旋转所产生的感应电压经过无刷电机2提供电流。电流通路等的电阻使该电流迅速地衰减。结果，无刷电机2的旋转能转换成电能，并随后被衰减掉。由于这个原因，无刷电机2可以迅速地停止。

[0330] 当无刷电机2的转速基本为零(S370：“是”)时，在S372执行重新起动过程。基于相邻过零时间点之间的时间间隔来计算无刷电机2的转速。这可以通过使用测量计数器的最大值Cm来进行。

[0331] 当在S360到S364中的任意一个确定为否定时，或者当S372的过程完成时，这一系列过程停止一次。

[0332] 根据本实施例，除了第十一实施例的优点(1)到(5)之外，还具有下列优点。

[0333] (6)基于开关元件SW1到SW6的当前操作状态中出现过零时间时所假定的组合信号PS与期望信号之间的不一致来确定无刷电机2的旋转状态异常。使用三位组合信号PS和三位期望信号Se可以恰当地确定是否存在异常。

[0334] (7)基于对根据开关元件SW1到SW6的操作状态的时序模式所假设的组合信号PS的时序模式进行时间反向而获得的模式与实际时序模式之间的一致性，确定存在无刷电机2反向旋转的异常。这样，可以恰当地检测无刷电机2正在反向旋转。

[0335] (8)当确定无刷电机2正在反向旋转时，执行强制停止无刷电机2的过程，之后重新起动无刷电机2。这样，可以将无刷电机2迅速地恢复到正常状态。

[0336] (9)建立从无刷电机2的全部相到电池214的正极或负极的导通以强制停止无刷电机2。这样，可以迅速减少无刷电机2的旋转能。

[0337] 在第十二实施例中，无刷电机2的全部相短路以强制停止无刷电机2。作为替换，可以对开关元件SW1到SW6的开关进行控制以便产生停止旋转的转矩。此外，在组合信号PS与最后之前的期望信号一致的条件下，检测出反向旋转。除了这个条件以外，当下一个组合信号PS与在最后之前的期望信号之前的期望信号一致时，也可以检测出反向旋转。

[0338] (第十三实施例)

[0339] 第十三实施例旨在改善下列问题。即，在无刷电机2的任意相线断开时，逆变器12向电机2的没有断开的线提供电压。然而，电流的流动可能被削弱并且过载可能施加在无刷电机2上。因此JP2-290191A提出利用分流电阻器确定相电流是否流动，并且基于该确定结果检测是否存在断开。然而，在该示例中，必须有感测元件来感测分流电阻器上的电压下降。这将增加驱动控制电路220的电路尺寸。

[0340] 因此，根据本实施例，基于比较信号PU、PV、PW来检测是否存在断开。由于控制电路220接收那些比较信号PU、PV、PW以用于操作开关元件SW1到SW6。因此，基于那些信号检测断开，可以避免增加电路的尺寸。下面首先描述基于比较信号PU、PV、PW检测断开的原理。

[0341] 如上所述，比较信号PU、PV、PW按照图43(b)所示改变。这里，由于在PWM控制的开关元件从导通切换到关断时，参考电压Vref超过了电池214的正极电压VB。结果，开关元件继续导通的相的比较信号在逻辑值上反向。如果无刷电机2处于断开状态，如图47所示，则比较信号在逻辑值上不会反向。这里，图47的(a)和(b)对应于图43的(a)和(b)，并且示出的情况是无刷电机2的W相的相线在比与电阻元件RW的连接点更接近无刷电机2的那侧断开。

[0342] 如图47所示，W相的端电压Vw大约下降到电池214的负极电压。这是因为虽然W相在图47所示的例子中处于高阻抗状态，但是由于开关元件SW6的栅极和漏极之间的寄生电容等使W相的电势朝着电池214的负极电势的方向下降。在这种情况下，当开关元件SW2从关断切换到导通时，电流流到二极管D1中。结果，U相的端电压Vu增加到高于电池214的正极电压VB，而参考电压Vref下降到低于电池214的正极电压VB。这是因为W相的端电压是由于断开而下降的。

[0343] 由于这个原因，与开关元件SW2的状态无关，参考电压Vref继续低于连接到电池214的正极电压VB侧的V相的端电压Vu。这样，如图47(b)所示，V相的比较信号PV继续为高电平，并且不同于图43(b)中示出的状态。因此，基于这些状态之间的差别可以检测无刷电机2的断开。

[0344] 虽然图47示出了在其中高侧臂和低侧臂上的开关元件都关断的相(要变为高阻抗)中出现断开的情况。即使在PWM控制的相(图47中的U相)断开时，通过使用比较信号PV也可以以类似方式检测到断开。这是因为，由于电池214的U相的端电压Vu继续为电池214的负极电压，因此参考电压Vref不会超过电池214的正极电压VB。

[0345] 图48示出了检测断开的过程。该过程例如由控制电路220以预定周期反复执行。

[0346] 在这一系列过程中，在S380，检查是否正在执行图42中的S352所进行的PWM控制。如果确定正在执行PWM控制，那么在S382指定一相，所指定的相是在高侧臂中的开关元件SW1、SW3、SW5之中处于导通操作允许时间段的相。利用该步骤，在图47的例子中指定了V相。
在随后的S384中，检查是否处于指定相的导通操作允许时间段内。这个步骤用于指定一个时间段，在该时间段内用于检测断开的适当相的端电压不改变。

[0347] 如果在S384确定了该相处于导通操作允许时间段，则在S386进一步检查在步骤S82指定的相的比较信号的逻辑值是否为低电平。这个步骤用于确定是否存在断开。如果在S386确定是肯定的，那么在S388将低电平检测标记设置为ON，以表示逻辑值已经变为低电平。可以将该步骤执行为在控制电路220中改变寄存器值的步骤。

[0348] 当S388已经完成或者在S386已经作出否定的确定时，过程返回到S390。在S390中，检查低电平检测标记是否为ON。该步骤用于确定是否存在断开。即，如果比较信号的逻辑值在S382指定的相的导通允许时间段内没有变为低电平，那么可以认为已经出现了图47(b)所示的现象。在该示例中，可以确定已经出现了断开。因此， 如果在S390作出否定的确定，则在步骤S392控制装置发出检测到断开的通知到外部。当S392已经完成或者在步骤S380或S390已经作出否定的确定时，在S394将低电平检测标记设置为OFF。

[0349] 当已经完成S394时，终止这一系列过程。

[0350] 根据本实施例，除了第十一实施例的优点之外，还具有下列优点。

[0351] (10)在仅使无刷电机2的一相与电池214的负极端导通而使另一相与电池214的正极端导通的情况下，基于在关断使负极端和无刷电机2导通的开关元件时是否存在另一相的比较信号的翻转，来检测无刷电机2是否存在断开。这样，可以检测无刷电机2的断开。

[0352] (11)在120°激励控制中，参考电压Vref不会超过电池214的正极电压。在该示例中，由于不能基于比较信号检测断开，因此在PWM控制中检测断开。因此，可以适当地实现断开检测。

[0353] (第十四实施例)

[0354] 图49示出了第十四实施例。无刷电机2是两相电机。为了以与第十三实施例类似的方式检测两相电机2中是否存在断开，将串联连接的二极管D5、D6并联连接到串联连接的开关元件SW1、SW2和串联连接的开关元件SW3、SW4。二极管D5、D6之间的连接点连接到无刷电机2a的中性点。这样，将连接到开关元件SW1、SW2之间的连接点的相定义为U相，将连接到开关元件SW3、SW4之间的连接点的相定义为V相，以及将连接到二极管D5、D6之间的连接点的相定义为W相。

[0355] 比较器Cu通过对端电压Vu和参考电压Vref进行比较来产生比较信号PU。比较器Cv通过对端电压Vv和参考电压Vref进行比较来产生比较信号PV。比较器Cw通过对端电压Vw和参考电压Vref进行比较来产生比较信号PW。基于这些比较信号PU、PV、PW，可以以与第十三实施例类似的方式检测断开。

[0356] 第十一实施例到第十四实施例可以按照下文描述进行修改。

[0357] 通过相对于测量计数器的递增速度来调整指定时间点设置计数器的递减速度，设置指定时间点。然而，这些计数器的计数速度相同， 并且可以根据测量计数器初始化之前的值(最大值)设置指定时间点设置计数器的初始值。当将指定时间点设置成是例如相对于过零时间点延迟30°的时间点时，可以将测量计数器最大值的1/2作为指定时间点设置计数器的初始值。

[0358] 通过相对于测量计数器的递增速度来调整掩蔽时间段计数器的递减速度，设置掩蔽时间段。然而，这些计数器的计数速度相同，并且根据测量计数器初始化之前的值(最大值)来设置掩蔽时间段计数器的初始值。当将从过零时间到45°的角范围设置为掩蔽时间段时，可以将测量计数器最大值的3/4作为掩蔽时间段计数器的初始值。

[0359] 无刷电机2的旋转状态中的异常并不限于反向旋转。实质上仅当组合信号PS与期望信号不一致时，旋转状态就被确定为异常。

[0360] 在无刷电机2的相电流超过阈值时，执行PWM控制。然而，例如还可以仅在电流继续超过阈值时强制关断处于导通允许时间断内的低侧臂上的开关元件。这样，利用这种控制可以提供一种操作手段，以用于反复导通和关断处于导通允许时间段的开关元件。

[0361] 该操作手段不限于是用于操作低侧臂的开关元件的手段，而且还可以是用于操作高侧臂的开关元件的手段。在这种情况下，在第十三实施例和第十四实施例中，在低侧臂的开关元件被固定到导通状态的那相的比较信号是否存在翻转的基础上，检测是否存在断开。

[0362] 参考电压Vref不需要一定是基于端电压Vu、Vv、Vw所形成的虚拟中性点，而可以是无刷电机2的中性点电压。即使在这种情况下，也可以提供与根据第十一实施例那些相同的优点。即使将电池214的电压的1/2用作参考电压Vref时，利用三位组合信号和三位期望信号也可以实现下列方面。可以准确地检测旋转状态中的异常，并且可以提高120°激励控制中的过零时间点的检测准确性。当在逆变器12侧而不是在与无刷电机2的相线的电阻元件RU、RV、RW连接侧的相线断开时，基于与第十三实施例相同的现象，通过采用参考电压Vref作为中性点电压，可以检测断开。

[0363] 各个臂的高侧上的开关元件SW1、SW3、SW5可以由N沟道MOS晶体管构成。与无刷电机2连接的电源不需要一定是电池214， 也可以是发电机。无刷电机2不必一定是车载燃料泵的致动器，而且也可以是车载冷却风扇的致动器。

[0364] 多相旋转机械不必一定是三相无刷电机，而可以是具有任何相数的电机。此外，不必一定是电动机，也可以是发电机。即使在第十三实施例中将旋转机械的相数改变为N(>3)时，只要低侧臂上仅有一相的开关元件是处于导通允许时间段内，就可以以与第十三实施例相同的方式在PWM控制中检测断开。即，在仅有一相的开关元件从导通变为关断时，参考电压Vref就变成大约是(N-1)×VB/(N+Vf)。除非相数N变为过大，否则参考电压Vref保持低于电池214的正极电压VB。相反，当未发生断开时，参考电压Vref变为高于电池214的正极电压VB。结果，基于与高侧臂的被固定为导通状态的开关元件相对应的那一相的比较信号的逻辑值是否存在翻转，可以检测断开。

[0365] (第十五实施例)

[0366] 将图51中示出的第十五实施例构造成具有无刷电机2、逆变器12以及驱动控制电路220。该结构与图38所示的第十一实施例类似，因此不再详细描述。

[0367] 图52示出了开关控制器227采用120°激励控制进行开关控制的方式。具体地，(a)示出了由实线表示的U相端电压Vu的转变，两点式点划线表示的U相感应电压的转变，以及一点式点划线表示的参考电压Vref。(b)示出了与过零时间点检测相关的信号(过零检测信号)Un的转变。(c)示出了开关元件SW1的致动信号的转变，(d)示出了开关元件SW2的致动信号的转变。V相和W相的开关控制模式与U相的开关控制模式相同，省略了它们的解释和描述。

[0368] 如图2所示，当开关元件SW1、SW2导通时，端电压Vu与电池214的正电势或负电势一致。同时，在开关元件SW1和开关元件SW2都关断的时间段(感应电压暴露时间段)中，存在电流并不通过U相的时间段。在这些时间段中，端电压Vu等于感应电压。即使在开关元件SW1和开关元件SW2都关断的时间段中，端电压Vu与电流 通过二极管D1、D2供应(换向暂态)时的感应电压也不一致。

[0369] 因此，在下列时间段中，端电压Vu和参考电压Vref彼此一致的时间点是感应电压Vu与参考电压Vref彼此一致的过零时间点：开关元件SW1和开关元件SW2都关断并且没有电流通过二极管D1或D2的时间段。因此，将从该过零时间点延迟预定电角度(例如，30°)的时间点定义成指定时间点，并且将该指定时间点用作开关元件SW1、SW2的操作从关断操作变成导通操作的时间点。导通状态从出现指定时间点开始持续120°的时间段。具体地，将下面的指定时间点作为导通高侧臂的开关元件SW1的时间点：从感应电压在其上升过程中与参考电压Vref一致的过零时间点延迟预定电角度(例如，30°)的指定时间点。将下面的指定时间点作为导通低侧臂的开关元件SW2的时间点：从感应电压在其下降过程中与参考电压Vref一致的过零时间点延迟预定电角度(例如，30°)的指定时间点。导通U相开关元件SW1、SW2的时间点可由U相感应电压上升过程中的过零时间点以及其下降过程中的过零时间点确定。因此，在本实施例中，产生了在上升过程中随过零时间点上升并且在下降过程中随过零时间点下降的过零检测信号Un。其上升沿和下降沿用于设置指定时间点。

[0370] 图53示出了在无刷电机2的转速稳定的正常状态中执行开关控制的方式。具体地，(a)示出了端电压Vu、Vv、Vw的转变；(b)示出了用于表示端电压和参考电压Vref之间的幅值关系的比较信号Uc、Vc、Wc的转变；(c)示出了过零检测信号Un、Vn、Wn的转变；(d)示出了各个计数器上的值的转变；(e)示出了开关元件SW1到SW6的致动信号的转变。(e)中示出的致动信号包括用于高侧臂开关元件SW1、SW3、SW5的致动信号U+、V+、W+以及用于低侧臂开关元件SW2、SW4、SW6的致动信号U-、V-、W-。高侧臂开关元件SW1、SW3、SW5为P沟道晶体管；因此，这些致动信号U+、V+、W+为逻辑低电平的时间段是其导通的时间段。

[0371] (d)中的实线表示测量计数器的值Cm，该测量计数器用于测量相邻出现的过零时间点之间的时间间隔。如图所示，每当出现过零时 间点时，初始化该测量计数器的值，然后重新起动时间计数操作。相邻出现的过零时间点之间的时间间隔与转速相关。由于这个原因，计数器在紧挨着初始化之前的值(计数器的最大值)提供了与转速相关的参数。

[0372] (d)中的一点式点划线表示指定时间点设置计数器的值Cs，该指定时间点设置计数器对从出现过零时间点到出现指定时间点所需的时间进行计数，并由此设置指定时间点。指定时间点设置计数器在出现过零时间点处采用初始化之前的计数器值作为它的初始值，并使它递减。然后，指定时间点设置计数器将值为零的时间点作为指定时间点。此时，执行下列操作。当过零时间点和指定时间点之间的间隔例如为30°时，将递减速度设置为是测量计数器递增速度的两倍。这是因为相邻出现的过零时间点之间的间隔是60°。由于这个原因，当转速恒定时，指定时间点设置计数器的值变为0的时间点相对于过零时间点延迟30°。

[0373] (d)中的两点式点划线表示掩蔽时间段计数器的值Cmk。该掩蔽时间段计数器确定一个时间段(掩蔽时间段)，在该掩蔽时间段内，抑制(禁止)基于端电压Vu、Vv、Vw与参考电压Vref针对幅值的比较对过零时间点的检测。该计数器用于避免下列事件。在通过二极管D1到D6提供电流的时间段内，当端电压Vu、Vv、Vw与参考电压Vref一致时，错误地检测了过零时间点的出现。该计数器在出现过零时间点处也采用初始化之前的计数器值作为它的初始值，并使它递减。然后，它将该值等于零之前的时间段设置为掩蔽时间段。当将掩蔽时间段设置成是相距出现的过零时间点例如45°的时间段时，将递减速度设置为是测量计数器的递增速度的3/2倍。

[0374] 参考图54和图55描述开关控制的过程。图54示出了用于设置上述三个计数器上的计数器值的过程。该过程例如由驱动控制电路220以预定周期反复执行。

[0375] 该系列过程按照下列方式执行。在S410，检查掩蔽时间段计数器的值Cmk是否为0。当确定该值为零时，在S412中确定比较信号Uc、Vc、Wc中的任何一个是否已经翻转。实际上，该过程用于确定 上述过零检测信号Un、Vn、Wn是处于其上升沿还是其下降沿。当在S412确定任一信号已经翻转时，在S414将计数器的值Cm用作指定时间点设置计数器和掩蔽时间段计数器的值Cs和Cmk。在S416，将测量计数器初始化(Cm＝0)。

[0376] 当在S410或S412作出否定的确定时，在S418使测量计数器递增。接着，在S420，检查指定时间点设置计数器的值Cs是否为零。当指定时间点设置计数器的值不为零时，在S422使指定时间点设置计数器递减。同时，当在S420作出肯定的确定时，或者在完成S422的过程时，在S424确定掩蔽时间段计数器的值是否为零。当掩蔽时间段计数器的值不为零时，在S426使掩蔽时间段计数器递减。

[0377] 当在S424作出肯定的确定时，或者当完成S416或者S426的过程时，该系列过程停止一次。

[0378] 图5示出了用于导通开关元件SW1到SW6的过程流。例如，该过程由驱动控制电路220以预定周期反复执行。

[0379] 图55所示的系列过程按照下列方式执行。在S430，检查指定时间点设置计数器的值Cs是否为零。该过程用于确定是否已经出现指定时间点。当确定指定时间点设置计数器的值已经为零时，执行导通任意开关元件SW1到SW6的过程。更具体地，当过零时间点(计数器的值Cm设置为指定时间点设置计数器的值)是U相过零时间点(S432：是)时，执行下面的过程。当过零检测信号上升(S434：是)时，开关元件SW1导通(S436)。当过零检测信号下降(S434：否)时，开关元件SW2导通(S438)。

[0380] 同时，当上述过零时间点为V相过零时间点(S440：是)时，执行下面的过程。当过零检测信号上升(S442：是)时，开关元件SW3导通(S444)。当过零检测信号下降(S442：否)时，开关元件SW4导通(S446)。当上述过零时间点是W相过零时间点(S440:否)时，执行下面的过程。当过零检测信号上升(S448：是)时，开关元件SW5导通(S450)。当过零检测信号下降(S448：否)时，开关元件SW6导通(S452).

[0381] 关断开关元件SW1到SW6的技术与前文所述的类似。也就是说， 它们在从指定时间点延迟预定电角度(例如30°)的时间点上被关断，如图53所示。更具体的是，高侧臂的开关元件SW1、SW3、SW5在相对于不同相的感应电压上升过程中的过零时间点延迟预定电角度的时间点上关断。低侧臂的开关元件SW2、SW4、SW6在相对于下降过程中的过零时间点延迟预定电角度的时间点上关断。该过程也可与图55中的过程类似地执行，并省略其描述。

[0382] 如图56A和56B所示，作为一个加速的例子，过零时间点取决于无刷电机2的转速。因此，在无刷电机2的转速波动时，出现了问题。初始化时出现的过零时间点与下一次出现的过零时间点之间的时间间隔内的转速不能由紧挨着初始化之前的计数器值精确表示。因此，可能存在指定时间点设置计数器的值Cs为零的时间点与指定时间点偏离的情况。

[0383] 作为转速波动情形的一个实例，图57A和57B示出了加速过程中指定时间点的设置错误的实验结果。如图57A所示，当初始速度从零增加到预定速度时，将观察到如图57B所示的转子角度的检测误差(相移)。从图57B获知，相移在低速范围内特别大。

[0384] 因此，在本实施例中，从过零时间点的检测结果中提取与无刷电机2的转速变化有关的信息，并基于所提取的信息设置指定时间点。更具体的是，包含在上述信息中的转速变化与出现指定时间点之前的时间段相关。然而，假定转速变化可以用于确定紧挨着出现指定时间点之前的相邻出现的过零时间点的时间间隔内的转速与紧挨着出现指定时间点之前的转速之间的差。因此，基于上述信息确定上述差，并且设置指定时间点。

[0385] 图58A示出了本实施例中的用于设置指定时间点的过程。该过程例如由驱动控制电路220以预定周期反复执行。

[0386] 该系列过程按照下列方式执行。在S460，检查是否到了取消掩蔽的时间。即，检查掩蔽时间段计数器的值Cmk是否已经是零。当到了取消掩蔽的时间时，在S462使加速检测计数器的值Cac递增。在S464，检查比较信号Uc、Vc、Wc中的任何一个是否已经在图54中的S412翻转。当在S464作出肯定的确定时，在S466确定加速检 测计数器的值Cac是否等于或高于预定值B。该过程用于确定无刷电机2是否处于加速状态。在该实例中，当掩蔽时间段是从出现过零时间点到45°的时间段并且加速检测计数器的递增速度与测量计数器的递增速度相同时，可以实现下列方面。当加速检测计数器的值小于计数器先前值的1/4倍时，可以确定无刷电机2处于加速状态。因此，在该情况中，将预定值B设置成小于计数器先前值的1/4倍。

[0387] 当在S466确定无刷电机2处于加速状态时，在S468根据加速检测计数器的值设置用于校正指定时间点设置计数器的值的校正量△Ai。加速度随着加速检测计数器值的减少而增大。考虑这一点，在该实例中，当加速检测计数器的值Cac减小时，将校正量△Ai设置成较大的值，如图58B所示。随后，在S470，将从指定时间点设置计数器的值Cs减去校正量△Ai所得到的值设置为指定时间点设置计数器的值Cs。

[0388] 当在S466作出否定的确定时，或者当完成S470的过程时，在S472初始化加速检测计数器(Cac＝0)。当在S460或S464作出否定的确定时，或者当完成S472的过程时，该系列过程停止一次。

[0389] 图59示出了本实施例中用于控制无刷电机2的输出的模式。具体来说，(a)示出了转子角度的转变；(b)示出了转速的转变；(c)示出了相电流的转变。应该理解的是，指定时间点的检测误差在加速过程(例如，0.04到0.06秒的时间段)中也很小。因此，转速可以平滑地增加到期望转速。同时，如果没有执行图58A所示的测量计数器的校正过程，那么指定时间点的误差很大，如图60所示。因此，转速不能平滑地增加。

[0390] 根据第十五实施例，可以提供下面的优点。

[0391] (1)从过零时间点的检测结果中提取与无刷电机2的转速变化有关的信息，并且基于该信息设置指定时间点。因此，可以准确计算从指定出现的过零时间点到出现指定时间点所需的时间(指定时间点设置计数器的值Cs)。因此，可以准确地设置指定时间点。

[0392] (2)利用下面的时间间隔，计算从紧挨着出现指定时间点之前所出现的过零时间点到出现的指定时间点所需的时间：出现的过零时 间点之间的间隔(计数器的值)。此外，基于上述信息可进行校正。这样，即使当转速波动时，仍能准确计算所需的时间(指定时间点设置计数器的初始值)。

[0393] (3)基于从取消掩蔽到出现过零时间点的时间来获得上述信息。这样，上述信息可以恰当地获取。

[0394] (4)过零时间点出现之前的时间越短，指定时间点就越超前。这样，可以根据加速度准确地设置指定时间点。

[0395] (第十六实施例)

[0396] 在第十六实施例中，利用过零时间点的检测结果来计算无刷电机2的加速度，并根据该加速度可变地设置指定时间点。图61A示出了本实施例中用于设置指定时间点的过程。该过程例如由驱动控制电路220以预定周期反复执行。

[0397] 该一系列过程按照下列方式执行。在S480和S482，执行图54中的S410和S412的过程以确定是否是过零时间点。当它是过零时间点时，在S484执行计算加速度Ai的过程。此时，通过下面的差值来计算加速度Ai：N(i)与N(i－1)之间的差值，其中N(i)是先前出现的过零时间点与当前出现的过零时间点之间的时间间隔的倒数，而N(i－1)是第二先前出现的过零时间点与先前出现的过零时间点之间的时间间隔的倒数。实际上，可以通过从测量计数器的当前最大值的倒数中减去测量计数器的先前最大值的倒数来执行该过程。具体来说，加速度ΔAi可以按照下列方法计算，其中将Ti定义为先前过零时间点。

[0398] Ai＝N(i)-N(i-1)

[0399] N(i)＝1/{Ti-T(i-1)}

[0400] 随后，在S486，根据计算出的加速度Ai来计算用于校正指定时间点设置计数器的值Cs的校正量ΔAi。此时，校正量ΔAi按照图61B所示进行确定。即，当加速度Ai等于或大于预定值A2(>0)时，将校正量ΔAi设置为负值，以使其绝对值随着加速度Ai的增大而增大。当加速度Ai等于或小于预定值A1(<0)时，将校正量ΔAi设置为正 值以使其绝对值随着加速度Ai的减小而增大。

[0401] 随后，在S488，通过给指定时间点设置计数器的值Cs增加校正量ΔAi来校正指定时间点设置计数器的值Cs。当在S480或S482确定为否定时，或者当完成S488的过程时，这一系列过程停止一次。

[0402] 根据第十六实施例，除了第十五实施例的优点(1)和(2)之外，还具有以下优点。

[0403] (5)基于关于出现的过零时间点之间的时间间隔的多个值，计算无刷电机2的加速度Ai，并且基于该加速度设置指定时间点。这样，可以准确地设置指定时间点，而与转速波动无关。

[0404] (第十七实施例)

[0405] 当在掩蔽时间段计数器的值Cmk为零之前出现过零时间点时，不可能恰当地设置指定时间点以及不可能恰当地设置掩蔽时间段计数器等。为了应对这个问题，将这个第十七实施例构造为基于此时的感应电压来估计时间Te，该时间Te是从出现过零时间点到当前时间已经过去的时间。图62示出了上述估计的过程。该过程例如由驱动控制电路220以预定周期反复执行。

[0406] 该一系列过程按下列方式执行。在S490，检查是否到了取消掩蔽的时间，即，掩蔽时间段计数器的值Cmk变为零的时间。当到了取消掩蔽的时间时，在S492确定是否已经完成了过零时间点的出现。通过采用下列措施可以执行该过程。当感应电压处于其上升过程时，检查端电压是否已经超过了参考电压Vref。当感应电压处于其下降过程时，检查端电压是否已经下降到低于参考电压Vref。

[0407] 当确定过零时间点的出现已经完成时，过程进行到S494。在S494，基于计数器的先前值和端电压来估计从出现过零时间点到当前时间已经经过的时间Te。当取消掩蔽时，端电压表示感应电压。感应电压和参考电压Vref的值之间的差含有与上述过去时间Te有关的信息。然而，由于感应电压的幅值取决于转速，所以不可能仅通过当前感应电压准确地确定该经过时间。因此，在本实施例中，基于计数器的先前最大值(与转速相关的参数)和当前感应电压来估计该经过 时间。此时，例如可以采取下列措施。开关控制器227由微机构成，并且使用数据图来估计经过时间，该数据图定义了计数器的先前最大值和当前感应电压以及经过时间之间的关系。

[0408] 在S496，将通过从计数器的当前值中减去经过时间所获得的值设置为指定时间点设置计数器和掩蔽时间段计数器的值Cs和Cmk。这个过程用于基于估计的过零时间点设置指定时间点和掩蔽时间段。在S498，将计数器的值Cm设置为经过时间。当在S490或S492作出肯定的确定时，或者当S498的过程完成时，这一系列过程停止一次。

[0409] 在第十七实施例中，基于感应电压和转速来估计从之前紧挨着出现的过零时间点到当前时间已经经过的时间。然而，例如，基于在先前掩蔽取消时间段内的感应电压的最大值或最小值以及当前感应电压可以估计经过时间。更具体来说，考虑到感应电压的幅值取决于转速，所以可以采用转速。作为替换，还可以使用感应电压的先前最大值或最小值来确定幅值。

[0410] 根据本实施例，除了第十五实施例的优点(1)到(4)之外，还具有如下优点。

[0411] (6)当在取消掩蔽时的之前紧挨着出现的过零时间点已经完成时，基于感应电压来估计从之前紧挨着出现的过零时间点到当前时间所经过的时间。这样，可以估计从之前紧挨着出现的过零时间点到出现指定时间点需要的时间。

[0412] (第十八实施例)

[0413] 在该第十八实施例中，根据无刷电机2的加速度可变地设置流过开关元件SW1到SW6的电流的限制值。图63示出了用于设置上述电流限制值的过程。该过程例如由驱动控制电路220以预定周期反复执行。

[0414] 该一系列过程按下列方式执行。在S500，计算加速度Ai。这个过程与图61中的过程S484相同。随后，在S502，检查加速度Ai是否等于或大于第一指定加速度Amax。所述第一指定加速度Amax是 根据过高的加速度设置的，在加速度过高时，基于出现的过零时间点之间的时间间隔所设置的指定时间点的准确性显著降低。当确定加速度Ai等于或大于第一指定加速度Amax时，在S504使电流限制值Li减小ΔL1(>0)。这个过程用于降低无刷电机2的加速度。

[0415] 当确定加速度Ai低于第一指定加速度Amax时，在S506确定它是否等于或低于第二指定加速度Amin。第二指定加速度Amin是根据过低的加速度(过高的减速度)设置的，在加速度过低时，基于出现的过零时间点之间的时间间隔所设置的指定时间点的准确性显著降低。当确定加速度等于或低于第二指定加速度Amin时，在S508使电流限制值Li增加ΔL2(>0)。这个过程用于降低无刷电机2的加速度的绝对值。

[0416] 在本实施例中，在加速度Ai的绝对值过大并因此设置指定时间点的准确性显著降低的情况下，执行下列过程。执行用于减少加速度的绝对值的过程。从而，提高设置指定时间点的准确性。该设置在下列情况中特别有效：主要利用120°激励方法进行激励以与本实施例一样仅控制转速的情况。更具体来说，通过施加到无刷电机2的输出轴上的负载等确定加速度，并且它的波动有各种情况。例如，当燃料泵中的燃料粘性很低时，施加到无刷电机2的输出轴上的负载轻。因此，存在加速度在起动等时间变得过高的可能性。当在燃料粘性低的情况下采取措施防止加速度变得过高时，出现下列情况。在燃料粘性高的情况下，延长了起动时间。由于存在缩短起动时间的需求或者由于其它类似原因，难以阻止加速度变得过高。

[0417] 当提供给开关元件SW1到SW6的电流超过电流限制值时，执行PWM控制来代替使开关元件SW1到SW6导通一个120°时间段。此时，在从指定时间点开始的120°时间段内，开关元件SW1到SW6的状态在导通状态和关断状态之间切换。此时，开关元件SW1到SW6第一次进入导通状态的时间点或它们最后一次进入关断状态的时间点并不总是与指定时间点一致。

[0418] 当通过PWM控制导通和关断开关元件SW1到SW6时，提供电流通过二极管D1到D6。结果，重新产生了端电压Vu、Vv、Vw与 参考电压Vref相互不一致的时间段。因此，另外设置掩蔽时间段。

[0419] 在本实施例中，当加速度为正且过高时，仅可以改变电流限制值。

[0420] 根据第十八实施例，除了第十五实施例的优点(1)到(4)之外，还具有如下优点。

[0421] (7)根据加速度可变地设置电流限制值Li。这样，可以将加速度的绝对值的增加抑制到基于出现的过零时间点之间的时间间隔计算所需时间的准确性不会过度下降的程度。由于这个原因，通过一起使用与转速变化有关的信息可以更准确地设置指定时间点。

[0422] (第十九实施例)

[0423] 无刷电机2旋转的同时产生无刷电机2的感应电压。由于这个原因，当起动停止的无刷电机2时，不能执行基于感应电压的开关操作。为了应对这个问题，当无刷电机2起动时，通常采用图64A中示出的措施。通过使电流从指定相流到另一指定相来固定转子的角度(电角度)，也就是，执行定位过程。在图55所示的例子中，高侧臂上的开关元件SW1和低侧臂上的开关元件SW6都进入导通状态，从而电流从U相流到W相，以使无刷电机2的转子角度固定。当通过这个过程固定转子的角度时，使转子角度达到稳定可能需要很长时间。由于这个原因，无刷电机2的起动时间可能延长。

[0424] 在第十九实施例中，执行图64B所示的过程。也就是，无刷电机2的高侧臂的一相上的开关元件和低侧臂的两相上的开关元件进入导通状态以使电流从一相流到两相(一相/两相激励)。从而，将无刷电机2的转子角度固定到预定角度。图64B示出了执行下列过程的情况的实例。高侧臂上的开关元件SW1和低侧臂上的开关元件SW4、SW6进入导通状态，从而电流从U相流到V相和W相。这样，施加作用以使无刷电机2的转子角度偏离预定角度减小；因此，可以缩短使转子角度稳定到预定角度所花费的时间。

[0425] 图65A示出了利用图64A所示的定位过程来稳定转子角度的方式，而图65B示出了利用图64B所示的定位过程来稳定转子角度的方式。在这些附图中，Iu、Iv、Iw表示相电流，Im和Ip分别表示电 机的相电流和电源电流。根据本实施例中的定位过程，如图65B所示，缩短了使转子角度稳定所花费的时间，并且很早地终止了与转子角度波动有关的电流波动。

[0426] 设置预定角度可以按照如图66所示来执行，该图示出了预定角度和起动时间之间的关系。在该例子中，将角度0°定义成是下述角度，即在开关操作的初始状态在无刷电机2起动时继续的情况下假定旋转角度稳定到的角度。该图示出了关于供给无刷电机2的电流在定位过程中不被限制的情况和关于电流被限制的情况下的起动时间(时间段)。

[0427] 当预定角度设置在从向前延迟150°的角度到向后超前30°的角度的范围时，电机可以顺利地起动。这与图67所示的关系有关，图67示出了伴随无刷电机2起动而开始开关操作时所产生的转矩与预定角度之间的关系。在该例子中，具有正值的转矩指的是使无刷电机2沿正向旋转的转矩。在超前侧的范围内，产生使无刷电机2反向旋转的转矩。因此，无刷电机2易于反向旋转。输出转矩在延迟60°的角度处最大。由于这个原因，接近延迟60°的角度，可以实现下列方面。如图66所示，特别能够缩短起动时间，而与提供给无刷电机2的电流在定位过程中是否受限无关。因此，在本实施例中，将预定角度设置为接近于延迟60°的角度。

[0428] 图68示出了本实施例中用于起动无刷电机2的过程。通过导通的点火开关(IG-ON)来触发该过程，并利用驱动控制电路220来执行。

[0429] 当点火开关导通时，在S510执行基于一相/两相激励的定位过程。在S512，检查在定位过程开始之后是否已经经过了预定时间Tdi。将预定时间Tdi设置为等于或长于基于一相/两相激励假定转子角度稳定到预定角度的时间，并要尽可能的短。当预定时间Tdi已经经过时，在S514终止定位过程。即，停止高侧臂的一相和低侧臂的两相的导通操作，并且这些相变为关断操作状态。在S516，无刷电机2起动。可以将S514的过程执行为下列过程，即从上述基于一相/两相激励的开关操作的状态变到伴随无刷电机2起动的开关操作的初始状态的 过程。当S516的过程完成时，这一系列过程停止一次。

[0430] 根据第十九实施例，除了第十五实施例的优点(1)到(4)之外，还具有如下优点。

[0431] (8)在无刷电机2起动之前，提供电流从无刷电机2的一相流到两个其他相，以将无刷电机2的转子角度固定在预定角度。这样，可以缩短使角度稳定到预定角度所花费的时间，并由此可以缩短无刷电机2的起动时间。

[0432] (9)将预定角度设置为接近于一个角度，该角度相对于如果伴随无刷电机2起动的开关操作的初始状态继续而假设的无刷电机2的转子稳定值延迟60°。这样，利用第一开关操作可以产生大的正向旋转转矩，并因此可以缩短起动时间。

[0433] (第二十实施例)

[0434] 当执行上述基于一相/两相激励的定位过程时，通过在定位过程开始之前取决于无刷电机2的停止位置的一相/两相激励不能产生旋转转矩。更具体来说，从图67明显可以看出，当预定角度与停止位置相互偏离180°时，不能产生旋转转矩。因此，在这种情况下，有可能通过上述过程无法恰当地执行定位。

[0435] 因此，在第二十实施例中，通过执行两次一相/两相激励来完成定位过程。图69示出了本实施例中用于起动无刷电机2的过程。该过程由导通的点火开关触发，并由驱动控制电路220执行。

[0436] 该一系列过程是按照下列方式执行的。在S520，执行基于一相/两相激励的临时定位过程。此时，转子的角度被固定在与预定角度不同的角度。当已经经过预定时间Tdi时(S522：是)，在S524停止临时定位过程。随后，在S526，利用一相/两相激励执行最终定位过程。即，执行该定位过程以使转子角度稳定到预定角度。此时，可像第十五实施例那样设置预定角度。即，将该角度设置为接近于下述角度，这里的下述角度相对于如果伴随无刷电机2起动的开关操作的初始状态继续而得到的转子角度的稳定值延迟60°。该预定角度如此设置，以使得通过上述临时定位过程使转子固定的角度与通过最终定位过 程使转子固定的角度之间的角度差大于0°并小于180°。更加期望这样设置，以使得所述角度差基本为60°。
当最终定位过程的时间等于预定时间Tdi时，在S530停止该最终定位过程。在S532，起动无刷电机2。

[0437] 根据上述过程，即使在无刷电机2的转子角度与预定角度之间的差值为180°时，也可以实现下列方面。通过临时定位过程将与预定角度的差值控制到小于180°，可以使无刷电机2旋转。由于这个原因，一定可以通过最终定位过程将无刷电机2的转子角度固定在预定角度。当定位过程之前的无刷电机2的转子角度是临时定位过程无法产生旋转转矩的角度时，该角度是最终定位过程产生旋转转矩的角度。由于这个原因，通过最终定位过程可以将转子旋转到预定角度。

[0438] 通过利用临时定位过程使转子固定的角度与预定角度之间的差值接近60°，可以实现下列方面。可以使S528的预定时间Tdi短于图68中的S512的预定时间Tdi。原因如下。当最终定位过程开始时，无刷电机2中产生的旋转转矩增加。结果，将通过临时定位过程使转子固定的角度转变到预定角度所需的时间缩短了。

[0439] 根据第二十实施例，除了第十九实施例的优点(8)和(9)之外，还具有如下优点。

[0440] (10)在固定位置变化的情况下，通过执行两次一相/两相激励使无刷电机2的转子角度固定在预定角度。这样，一定可以将转子角度固定在预定角度，而与定位过程之前无刷电机2的转子角度无关。

[0441] (第二十一实施例)

[0442] 在第二十一实施例中，如图70所示，通过导通的点火开关来触发用于起动无刷电机2的过程，并利用驱动控制电路220来执行。该系列过程类似于第十九实施例(图68)，但在S540和S542又区别于第十九实施例。

[0443] 当在S512确定已经经过了预定时间Tdis时，在S540执行所有相的短路过程。在该过程中，高侧臂上的开关元件SW1、SW3、SW5或低侧臂上的开关元件SW2、SW4、SW6全部导通。当执行全相短 路过程持续预定时间Ts(S542：是)时，起动无刷电机2。

[0444] 根据全相短路过程，利用伴随无刷电机2旋转的感应电压提供经过无刷电机2的电流。电流通路的电阻等使该电流衰减。换言之，衰减了旋转能。由于这个原因，无刷电机2可以迅速停止在预定角度。将预定时间Ts设置成是满足下列条件的时间：该时间应该等于或大于振动由全相短路过程衰减以使无刷电机2的转子角度稳定到预定角度并且该电机基本停止的时间；以及该时间应尽可能的短。

[0445] 根据该过程，不必根据无刷电机2的转子角度稳定到预定角度所花费的时间在S512确定预定时间Tdis。该预定时间可以根据使转子角度转变到预定角度所需的时间来确定。由于这个原因，可以使预定时间Tdis短于图68中的S512处的预定时间Tdi。

[0446] 根据第二十一实施例，除了第十九实施例的优点(8)和(9)之外，还具有如下优点。

[0447] (11)在基于一相/两相激励的过程之后，无刷电机2的所有相被短路。这样，可以进一步缩短转子角度稳定到预定角度所花费的时间。

[0448] (第二十二实施例)

[0449] 图71示出了第二十二实施例中的用于起动无刷电机2的过程。通过导通的点火开关来触发用于该过程，并利用驱动控制电路220来执行该过程。该过程类似于第二十实施例(图69)，但在S544和S546又区别于第二十实施例的过程。

[0450] 该一系列过程按照下列方式执行。当执行下列过程时，执行全相短路过程(S544和S546)。当执行用于临时定位过程的一相/两相激励时，执行全相短路过程持续预定时间Tdis(S522：是)。此外，当执行用于最终定位过程的一相/两相激励时，执行全相短路过程持续预定时间Tdis(S528：是)。这样，与第二十实施例(图69)相比，缩短了定位所需的时间。

[0451] (第二十三实施例)

[0452] 第二十三实施例是第二十实施例(图69)的变形。

[0453] 在120°激励控制中，当供给开关元件SW1到SW6的电流等于或大于预定值时，执行PWM控制来限制该电流。在本实施例中，在定位过程中，当供给开关元件SW1到SW6的电流等于或大于预定值时，也执行PWM控制。

[0454] 图72示出了第二十三实施例中的用于电流限制控制的过程。该过程例如由驱动控制电路220以预定周期反复执行。

[0455] 在S550，检查是否正在进行定位过程。当确定正在进行定位过程时，在S552确定高侧臂上的开关元件SW1、SW3、SW5的电流量Ih是否等于或大于阈值电流Ith。该过程用于确定定位过程期间的电流量Ih是否过大。当确定电流量Ih等于或大于阈值电流Ith时，在S554关断低侧臂上的所有开关元件SW2、SW4、SW6。当在S550或S552确定为否定时，或当S554的过程完成时，该一系列过程停止一次。

[0456] 在本第二十三实施例中，通过关断高侧臂上的开关元件可以限制电流。然而，在这种情况下，根据例如通过低侧臂上的开关元件的电流值的总和是否等于或大于预定值，执行限制电流的过程。

[0457] 根据第二十三实施例，除了优点(8)和(9)之外，还具有如下优点。

[0458] (12)当由于定位过程中的一相/两相激励而使供给无刷电机2的电流量等于或大于预定电流时，限制激励量。这样，可以防止定位过程中的功率消耗过大。此外，还可以防止用于定位的激励操作所产生的转矩过高，并缩短了旋转角度稳定所花费的时间。

[0459] (第二十四实施例)

[0460] 图73示出了第二十四实施例中的与起动无刷电机2的起动过程有关的过程。该过程由导通的点火开关触发，并由驱动控制电路220以预定周期反复执行。

[0461] 在该过程中，当电池214的电压VB等于或大于指定电压Vth的时间段持续预定时间Tv或者更长时(S560：是)，执行下列过程。 驱动控制电路220中的用于控制无刷电机2的各种参数被初始化(S562)，并且执行与无刷电机2的起动有关的过程(S564)。即，执行图68中示出的过程。

[0462] 将指定电压Vth设置为一个值，该值是通过将预定裕度加到驱动控制电路220工作所需的电压上获得的，以使驱动控制电路220稳定。当禁止无刷电机2的起动一直到其中电池214的电压等于或大于指定电压Vth的状态持续预定时间Tv或更长时，可以实现下列方面。如图74所示，当电池214的电压已经稳定时，可以起动无刷电机2。

[0463] 执行S562的初始化的原因如下。由于加在驱动控制电路220的电压一旦降低，所以驱动控制电路220中使用的参数的可靠性有可能降低。

[0464] 根据第二十四实施例，除了第二十实施例的优点(8)和(9)之外，还具有如下优点。

[0465] (13)禁止无刷电机2起动，一直到无刷电机2的电压等于或大于预定指定电压。这样可以防止驱动控制电路220的操作不稳定的事件以及防止无刷电机2的旋转状态失控等。由于这个原因，可以避免无刷电机2停止旋转以及随后再次执行起动过程的情形。

[0466] (14)禁止无刷电机2起动，一直到电池214的电压等于或大于指定电压的时间段持续了预定时间Tv。这样，可以以电池214的稳定电压起动电机。

[0467] 第十五到第二十四实施例可以按照下文所述进行修改。

[0468] 在第二十三实施例中进行的对第十九实施例的修改可以用到第二十二实施例中。在第二十四实施例中进行的对第十九实施例的修改可以用到第十五到第十九实施例中以及第二十二到第二十三实施例中。

[0469] 不必一定通过导通高侧臂上的一相的开关元件与低侧臂上的两个其他相的开关元件以使电流从一相流到另两相来执行所述定位过程。例如，它也可以通过导通高侧臂上的两相的开关元件与低侧臂上的另一相的开关元件以使电流从两相流到另一相来执行。如果采用例如四相或更多相的无刷电机2，可以按照下列方式执行定位过程。高 侧臂上的两相的开关元件导通，此外，低侧臂上的两相的开关元件导通。

[0470] 预定角度并不限于关于上述实施例的例子所描述的那些。在这种情况下，需要将预定角度设置在从向前延迟180°的角度到向后超前30°的角度的角度范围内。为了利用初始开关操作产生正转矩以起动无刷电机2，需要在延迟侧设置预定角度。另外，从减少起动时间而又与电流是否受限无关的观点来看，需要将预定角度设置在延迟的120°的角度之前。

[0471] 设置指定时间点的技术不必一定是下列方法：根据出现的过零时间点之间的时间间隔，计算从紧挨着之前出现的过零时间点到出现指定时间点所需的时间；以及根据转速变化校正所需的计算时间。例如，可以使用定义了转速、加速度和所需时间之间关系的二维图。此外，利用预定角度的表达式＝Ni×t+(1/2)×Ai×t×t，可以通过出现的过零时间点到出现的指定时间点的时间段内的预定角度、转速Ni和加速度Ai计算出所需时间t。

[0472] 用于提取与转速变化有关的信息并基于该信息检测过零时间点和设置指定时间点的技术并不限于关于上述实施例或其修改所描述的那些。例如，可以将通过下列表达式获得的值作为指定时间点设置计数器在出现过零时间点处的值：计数器的当前值×(计数器的当前值/计数器的先前值)。可以将计数器的当前值－K×(计数器的当前值－计数器的先前值)所获得的值作为指定时间点设置计数器的值。即，只要使用三个或多个过零时间点的检测结果提取出上述信息并根据该信息设置指定时间点，就可以采用任何技术。

[0473] 电流检测器228的结构并不限于关于上述实施例的例子所描述的那些。例如，可以将其构造为在每个开关元件SW1、SW3、SW5和电池214的正电压之间设置分流电阻器，并且基于该分流电阻器的电压下降量检测提供给它们的电流。

[0474] 无刷电机2不必一定是安装在燃料泵中的致动器，并且还可以是例如用于对车载内燃机的散热器进行冷却的风扇的致动器。此外，无刷电机2可以是设置在数据记录器或再现设备(安装在汽车导航系统 等内)中的电机。即，电机可以是设置在用于盘片介质的数据记录器或再现设备中的电机，所述盘片介质例如是DVD(数字化视频光盘)、CD-ROM(只读光盘)、以及硬盘。旋转机械不必一定是电动机，还可以是发电机。

[0475] 电源不必一定是电池214，也可以是设置为将车载内燃机的旋转能转变为电能的发电机。