电动机驱动装置及驱动方法

专利名称：电动机驱动装置及驱动方法
技术领域：
本发明涉及不需要转子位置传感器而可稳定、迅速地进行起动的三相无刷式的电动机驱动装置及电动机驱动方法。
背景技术：
无刷电动机，定子选择适当的线圈，流过电流而向转子提供稳定的转矩。因此，需要转子对定子的电气相对位置。为了得知该相对位置，使用多种转子位置传感器。另一方面，在可靠性、成本增加和耐环境性方面，还开发了不需要转子位置传感器的无传感器驱动技术。在这种无传感器驱动技术中，一般公知有在转子旋转时，通过读出在定子相线圈中产生的反向感应电压，来检测转子位置的技术。但是，由于在转子停止时不产生反向感应电压，因此提出了各种在转子停止时检测转子位置的检测方法。
根据专利文献1，依次选择定子相，施加转子位置搜索脉冲。此时，根据流过定子的相线圈的电流产生最高振幅的定子相，来检测转子位置。
此外，根据专利文献2，与专利文献1同样，依次选择定子相，施加转子位置搜索脉冲。在电极线圈的中性点，划分为表示接近电源电压的1/3的电压值的第一测定组、表示接近电源电压的2/3的电压值的第二测定组。在每个测定组中，求得绝对值最小的电压值和最大的电压值之间的电压差。对各测定组求得的各电压差进行比较，通过得到较大电压差的通电模式(pattern)，决定转子位置。
进一步采用图36、37，对专利文献3中公开的电动机驱动控制电路以及电动机驱动装置进行说明。另外，在此只记载了进行原理说明所必需的结构。
图36的三相电动机的驱动装置，具备驱动部1p、电动机2p、电动机驱动控制电路3p。驱动部1p具有三相驱动电路结构，包括作为n沟道型MOSFET的各功率晶体管Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q5p、Q6p。从各功率晶体管Q1p到Q3p的漏极被共通连接，并与施加驱动电压VD的端子连接。
功率晶体管Q1p的源极与功率晶体管Q4p的漏极连接，功率晶体管Q2p的源极与功率晶体管Q5p的漏极连接，功率晶体管Q3p的源极与功率晶体管Q6p的漏极连接。从各功率晶体管Q4p到Q6p的源极被共通连接，并接地。
电动机2p的电动机线圈Lup的一端与功率晶体管Q1p和功率晶体管Q4p之间的连接节点连接，电动机2p的电动机线圈Lvp的一端与功率晶体管Q2p和功率晶体管Q5p之间的连接节点连接，电动机2p的电动机线圈Lwp的一端与功率晶体管Q3p和功率晶体管Q6p之间的连接节点连接。此外，各电动机线圈Lup、Lvp以及Lwp的另一端被共通连接。
电动机驱动控制电路3p，与驱动部1p和电动机2p之间的各连接节点和各定子线圈Lup、Lvp以及Lwp的共通连接点和驱动部1p内的功率晶体管Q1p到Q6p的各栅极连接。从功率晶体管Q1p到Q6p的各栅极通过从电动机驱动控制电路3p输出的各驱动信号D1、D2、D3、D4、D5、D6控制。并且，从驱动部1p向电动机2p供给驱动电流，电动机2旋转。
电动机驱动控制电路3p由脉冲发生器4p、时序(sequence)电路5p、模式选择电路6p、线圈中性点变动检测比较器7p、检测电平生成电路8p、寄存器9p、译码器10p、预置电路11p、反向感应电压检测比较器12p、开关噪声屏蔽电路13p和驱动波形生成电路14p构成。
图37为表示图36中的各定子线圈Lup、Lvp、Lwp的中性点电压CT(纵轴)和电动机起动前的电动机位置(横轴)之间的关系的波形图。根据专利文献3，电动机驱动控制电路3p，在电动机起动前将转子位置检测用驱动信号供给到驱动部1p。驱动部1p基于转子位置检测用驱动信号，将转子位置搜索脉冲供给到各定子线圈Lup、Lvp、Lwp。转子位置搜索脉冲的大小被设定为，在电动机起动前中性点电压CT按照转子位置而变动，并且电动机2p不旋转。电动机驱动控制电路3p基于此时发生的图36的中性点电压CT，检测出电动机起动前的转子位置。
检测电平生成电路8p，具备各一端与电动机2p和驱动部1p之间的各连接节点连接，各其他端被共通连接的多个电阻，将该电阻的共通连接端的电压移到与转子位置检测用驱动信号对应的电平。线圈中性点变动检测比较器7p，将检测电平生成电路8p的输出和中性点电压CT进行比较。电动机驱动控制电路3p基于线圈中性点变动检测比较器7p的输出，检测电动机起动前的转子位置。
在三相无刷电动机中，通过构造方面的措施抑制振动、噪声、旋转不均，因此在市场上出现了改变转子的磁体的着磁方法和铁心的形状等各种各样的电动机。
专利文献1中，存在难以正确地取入在转子位置搜索脉冲施加时所流过的脉冲电流的峰值的问题。而且，依赖于转子位置而表现在脉冲电流峰值的每相的差异非常小。因此，作为前提条件，需要定子和转子原来具有的每相的电磁特性的偏差较小。因此，会有在每相的特性管理不充分的廉价的电动机中难以适用的情况。此外，在为了得到高速特性而降低线圈电感的电动机的情况下，脉冲电流自身变大，为了得到脉冲电流峰值的差异也有电流值自身过大的问题。
此外，在专利文献2中，划分为第一测定电压组和第二测定电压组而存储每次施加电动机位置搜索脉冲的电动机线圈的中性点电压值。对各组求得的电压差进行比较，求得较大的电压差。因此对中性点电压值的变动进行AD变换，需要运算处理的能力。从而，在由电动机求得自律的控制性或廉价的电动机驱动系统时，难以适用。
在专利文献3中，具有存在不能检测转子位置的区域的问题。在这种区域中电动机在起动时却停止，无论如何施加转子位置搜索脉冲，也可能会处于电动机停止的状态，产生不能起动的问题。
此外，在像这样，不能正确地检测转子位置时，即使从转子位置的初始位置搜索模式切换为反向感应电压模式，在切换之后的反向感应电压检测相中也会产生感应电压和反向感应电压的合成电压。因此，在转速非常低的状态下，错误检测转子位置信息，在电动机起动中产生反转等的问题。如上所述，在不能正确地判定转子位置地情况下，即使从转子位置的初始位置搜索模式切换为反向感应电压模式，也有产生反转或同步骤偏离的问题。
此外，在将中性点电压的变动用于转子的初始位置检测的现有的无传感驱动技术中，在没有电动机中性点端子的电动机中无传感起动较困难。
专利文献1日本专利第2547778号公报；专利文献2日本专利公布平7-83628号公报；专利文献3日本专利公开2004-104846号公报；专利文献4日本专利公开2003-174789号公报；专利文献5日本专利第3239426号公报；专利文献6日本专利公开2001-54295号公报；专利文献7日本专利公开2001-258287号公报；专利文献8日本专利公开2000-201495号公报；专利文献9日本专利公开平11-341870号公报。

发明内容
为了实现上述目的，本发明的电动机驱动装置，对于具备N相电动机线圈的N相电动机，在搜索起动模式中，通过供给搜索电流和起动电流起动上述N相电动机，在反向感应电压模式中，通过供给驱动电流驱动上述N相电动机，其中N为2以上的整数，上述电动机驱动装置具有驱动信号生成机构，其生成搜索驱动信号、起动驱动信号以及通常驱动信号；驱动机构，其基于上述搜索驱动信号、上述起动驱动信号以及上述通常驱动信号，分别生成上述搜索电流、上述起动电流、上述驱动电流；模拟中性点电压生成机构，其生成用于表示N相电动机端子电压平均值的模拟中性点电压；和端子电压差检测机构，其检测出用于表示上述N相电动机端子电压与上述模拟中性点电压之差的端子电压差，生成检测结果信号，上述驱动信号生成机构，在搜索起动模式中，基于上述搜索驱动信号和上述检测结果信号，控制上述起动驱动信号。
发明效果通过本发明的电动机驱动方法，施加规定范围内的搜索脉冲，将端子电压差与规定值进行比较，确定转子位置。因此，在所选择的相中能直接决定转子位置的情况以一定比例存在。因此，转子位置检测后，能直接对最佳通电相通电，起动转子。即在本发明中，在一次规定相选择后不必经过判定的步骤，而可施加用于起动的转矩信号。由此，可缩短搜索起动模式的期间，提高起动速度。此外，由于检测对规定范围内的搜索脉冲的端子电压差，因此端子电压差的品质良好，可检测正确的转子位置。
此外，表示各相的电动机端子电压和模拟中性点之间的差的端子电压差，与线圈两端电压和中性点电压差相比，振幅大且抗噪性优良。此外，由于转子位置的检测角度范围变大，因此能够防止发生不能检测转子位置的角度。由此，通过端子电压差，能可靠地检测出转子位置。
如上所述，通过本发明，在电机初始起动时赋予适当的转速，能可靠地进行搜索起动模式。此外，搜索起动模式后，切换为反向感应电压模式，因此能够确切且迅速地进行无传感器电动机的起动。还有，这些控制可低成本且容易地被实现。还有，在没有电动机中性点端子的电动机中，也能实现无传感器起动。


图1A为表示第一实施方式的电路结构的框图。
图1B为表示第一实施方式的换流控制部的结构的框图。
图2为第一实施方式的端子电压差相对于搜索脉冲的波形图。
图3为第一实施方式的端子电压差相对于搜索脉冲的波形图。
图4为表示第一实施方式中的端子电压差检测部的输出和转矩常数之间的关系的波形图。
图5为表示第一实施方式中的搜索通电相的种类、转子位置以及对应的起动通电相的关系的说明图。
图6为表示第一实施方式中的搜索通电相的角度范围的说明图。
图7为第一实施方式中的搜索脉冲和起动脉冲施加的时序图。
图8为表示第一实施方式中的第一相、第二相、第三相的搜索通电相的角度范围的说明图。
图9为表示第一实施方式中的变形例1的搜索脉冲和起动脉冲施加的时序图。
图10为第一实施方式的变形例4中的搜索脉冲和起动脉冲施加的时序图。
图11为第一实施方式的变形例4中的搜索脉冲和起动脉冲施加的时序图。
图12为第一实施方式的变形例6中的搜索脉冲和起动脉冲施加的时序图。
图13为第一实施方式的变形例7中的搜索脉冲和起动脉冲施加的时序图。
图14为第一实施方式的变形例2中的端子电压差的波形图。
图15为第一实施方式的变形例2中的搜索脉冲的电流波高值控制的波形图。
图16为第一实施方式的变形例2中的搜索脉冲的电流波高值控制的波形图。
图17为搜索脉冲和起动脉冲的波形图。
图18为第一实施方式的变形例7中的端子电压差的波形图。
图19为第一实施方式中的端子电压差检测部的电路图。
图20为第一实施方式中反向感应电压检测部的电路图。
图21为表示第一实施方式中的通电电流波形的时刻的说明图。
图22为表示第一实施方式中的反向感应电压模式中的零交叉检测的时刻的说明图。
图23为第一实施方式中的感应电压和反向感应电压的波形图。
图24为第一实施方式中的感应电压和反向感应电压的波形图。
图25为第一实施方式中的搜索步骤的流程图。
图26为第一实施方式中的搜索步骤的流程图。
图27为第一实施方式中的搜索步骤的流程图。
图28为第一实施方式中的后续搜索起动步骤的流程图。
图29为表示第一实施方式中的全体的动作的流程图。
图30为表示测定三相无刷电动机的中性点电压差的波形图。
图31为第二实施方式的电路结构的框图。
图32为兼用第二实施方式中的端子电压差检测部和反向感应电压检测部的电路图。
图33为第三实施方式的电路结构的框图。
图34为兼用第三实施方式中的端子电压差检测部和反向感应电压检测部的电路图。
图35为表示第四实施方式中的电路结构的框图。
图36为表示现有的电动机驱动装置的结构的框图。
图37为表示现有的电动机驱动装置中的中性点电压和转子位置之间的关系的波形图。
图中1-电动机；2-驱动部；3-高电位侧电源；4-低电位侧电源；5-驱动信号生成部；6-比较部；7-电流检测部；8-相转矩指令信号生成部；9-搜索指令信号生成部；10-起动指令信号生成部；11-模拟中性点电压生成部；12-阈值设定部；13-端子电压差检测部；14、14A、14B-反向感应电压检测部；15-预驱动器(predriver)；16、16A-换流控制部；17-PWM控制部；18-脉冲发生器；19-放大器；20-第一相选择部；21-比较器；22-比较器；23-比较器；24-第二相选择部；LU、LV、LW-U相、V相、W相的各电动机线圈；Q1、Q2、Q3-U相、V相、W相的各高电位侧开关元件；Q4、Q5、Q6-U相、V相、W相的各低电位侧开关元件；RU、RV、RW-U相、V相、W相的各电阻；RD-电流检测电阻。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施方式相关的几个实施例进行说明。另外，在附图中，对实质上表示相同结构、动作以及效果的要素付与相同的符号。另外，以下记述的数字全部为为了具体地说明本发明而例示的数字，本发明并不限于所例示的数字。
(第一实施方式)图1A表示本发明相关的电动机驱动装置的第一实施方式中的电路结构。在图1A中，电动机驱动装置具备电动机1、驱动部2、驱动信号生成部5、比较部6、电流检测部7、相转矩指令信号生成部8、搜索指令信号生成部9、起动指令信号生成部10、模拟中性点电压生成部11、端子电压差检测部13以及反向感应电压检测部14。
电动机1包括三相固定的定子以及在定子周围旋转的转子。在第一实施方式中，电动机采用三相电动机1，但本发明将N设为2以上的整数，对N相电动机也能适用。缠绕在定子中的U相电动机线圈LU、V相电动机线圈LV以及W相电动机线圈LW通过中性点CN被共通连接，其他端子分别与U相电动机端子QU、V相电动机端子QV、W相电动机端子QW连接。
驱动部2包括对由驱动信号生成部5生成的6个驱动信号S16C进行放大的预驱动器(predriver)15以及通过预驱动器15驱动控制电极的6个开关元件。6个开关元件为U相高电位侧开关元件Q1、V相高电位侧开关元件Q2、W相高电位侧开关元件Q3、U相低电位侧开关元件Q4、V相低电位侧开关元件Q5以及W相低电位侧开关元件Q6。各个开关元件反向导通方向地并联连接有二极管。各高电位侧开关元件Q1、Q2、Q3的高电位侧电极与高电位侧电源3连接，各低电位侧开关元件Q4、Q5、Q6的低电位侧电极介由电流检测部7与低电位侧电源4连接。U相高电位侧开关元件Q1的低电位侧电极和U相低电位侧开关元件Q4的高电位侧电极在电动机端子QU被连接，V相高电位侧开关元件Q2的低电位侧电极和V相低电位侧开关元件Q5的高电位侧电极在电动机端子QV被连接，W相高电位侧开关元件Q3的低电位侧电极和W相低电位侧开关元件Q6的高电位侧电极在电动机端子QW被连接。驱动部2向电动机1供给来自高电位侧电源3的驱动电流或驱动电压，驱动电动机1。
驱动信号生成部5包括换流控制部16、PWM控制部17、脉冲发生器18以及阈值设定部12。电流检测部7包括电流检测电阻RD和放大器19。模拟中性点电压生成部11包括各相电阻RU、RV、RW。各相电阻RU、RV、RW与模拟中性点PN共通连接，其他端分别与电动机端子QU、电动机端子QV、电动机端子QW连接。端子电压差检测部13包括第一相选择部24、比较器21和比较器22。反向感应电压检测部14包括第二相选择部20以及比较器23。将比较器21和比较器22称为第一比较器，将比较器23称为第二比较器。
在本发明的电动机驱动装置中，只要没有特别指定，各端子中的电压表示各端子的电位和规定的基准电位之间的差。在第一实施方式中，低电位侧电源4供给规定的基准电位例如接地电位。在电动机端子QU中，发生以低电位侧电源4作为基准电位的U相电动机端子电压SU，在电动机端子QV中，发生以低电位侧电源4作为基准电位的V相电动机端子电压SV，在电动机端子QW中，发生以低电位侧电源4作为基准电位的W相电动机端子电压SW。在中性点CN中发生以低电位侧电源4作为基准电位的中性点电压SCN。在模拟中性点PN中发生以低电位侧电源4作为基准电位的模拟中性点电压SPN。模拟中性点电压生成部11通过各相电阻RU、RV、RW对U相电动机端子电压SU、V相电动机端子电压SV和W相电动机端子电压SW进行平均，在模拟中性点PN中，生成模拟中性点电压SPN。该平均化中，还包括各相电阻RU、RV、RW的加权平均。第一实施方式中，各相电阻RU、RV、RW具有互相相等的值。另外，规定的基准电位也可由高电位侧电源3供给，也可由其他的基准电位供给源供给。
将各电动机端子电压SU、SV、SW和中性点电压SCN之间的电压差称作线圈两端电压。此外，将各电动机端子电压SU、SV、SW和模拟中性点电压SPN之间的电压差称作端子电压差。即分别将U相电动机端子SU和模拟中性点电压SPN之间的电压差称作U相端子电压差，将V相电动机端子SV和模拟中性点电压SPN之间的电压差称作V相端子电压差，将W相电动机端子SW和模拟中性点电压SPN之间的电压差称作W相端子电压差，总称U相端子电压差、V相端子电压差和W相端子电压差为端子电压差。
各电动机线圈LU、LV、LW的线圈两端电压包括驱动电压、反向感应电压、感应电压和下降电压。驱动电压由驱动部2供给，驱动电动机1。反向感应电压，在转子旋转时，基于转子磁通的变化的电磁感应而产生。基于驱动电压流过电动机线圈的驱动电流在电动机线圈中引起磁通变化，感应电压通过基于该磁通变化的电磁感应而产生。感应电压有在与驱动电流流动的电动机线圈相同的电动机线圈中产生的由自感引起的电压和在与驱动电流流动的电动机线圈不同的电动机线圈中产生的由互感引起的电压。下降电压为由电动机线圈的电阻产生的电压降。
以下，由于下降电压相对较小，因此忽略。二相通电时的非通电相的情况下，驱动电压实质上为零。此外，如电流控制的PWM驱动那样，如果规定期间、二相通电的驱动电流为大致恒定的小电流，则感应电压实质上也为零。从而，在驱动电流变化时，基于互感仅产生感应电压。该感应电压，基于电动机线圈间的互感而产生，互感系数根据转子磁性体的位置而变化，感应电压变化。因此，二相通电时的非通电相的线圈两端电压可用作检测转子位置的信息。
各开关元件Q1到Q6中，可使用MOS晶体管、双极型晶体管、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等。在本发明的实施方式中，从各开关元件Q1到Q6使用n沟道型MOS晶体管。此时，高电位侧电极为漏极，低电位侧电极为源极，控制电极为栅极。
将与各开关元件Q1到Q6中、与导通的开关元件对应的驱动信号S16C的逻辑电平称作动作状态电平，将与截止的开关元件对应的驱动信号S16C的逻辑电平称作非动作状态电平。本发明的实施方式中采用的n沟道型MOS晶体管的情况下，动作状态电平为高电平，非动作状态电平为低电平。将逻辑电平取得动作状态电平或非动作状态电平的、一个时刻(timing)的逻辑的状态称作逻辑状态。还有将与各高电位侧开关元件Q1、Q2、Q3中、与导通的开关元件对应的相称作动作状态相，将动作状态相的相的状态称作PWM导通状态。反过来，将与截止的开关元件对应的相称作非动作状态相，将非动作状态相的相的状态称作PWM截止状态。将PWM导通状态的期间称作PWM导通期间，将PWM截止状态的期间称作PWM截止期间。动作状态相以及非动作状态相被设定在控制驱动部2的换流控制部16中。驱动部2在动作状态相中将来自高电位侧电源3的驱动电流供给到电动机1，在非动作状态相中停止供给。
在本发明的电动机驱动装置中，对停止中的电动机1搜索转子的初始位置，进行起动旋转而开始起动，将到达极低速旋转状态之前的状态称作搜索起动模式。此外，稳定地检测反向感应电压，将能换流控制的通常旋转状态称作反向感应电压模式。
首先向反向感应电压模式的转矩控制进行说明。将反向感应电压模式中的驱动信号S16C称作通常驱动信号S16C。反向感应电压模式中，不使用搜索指令信号生成部9和起动指令信号生成部10。相转矩指令信号生成部8生成用于指定电动机1的转矩的转矩指令信号。此外，相转矩指令信号生成部8从换流控制部16被输入表示通常驱动信号S16C中的动作状态电平的组合的动作状态信号S16A。相转矩指令信号生成部8，基于转矩指令信号和动作状态信号S16A生成与各相对应的相转矩指令信号S8。脉冲发生器18具有周期性，生成表示PWM导通状态中的始点时刻的导通脉冲S18。电流检测部7采用电流检测电阻RD将流过各相开关元件的电动机电流变换为电压，通过由放大器19放大而生成电流检测信号S7。
比较部6从换流控制部16接收表示动作状态相的动作状态相信号S16B。比较部6基于动作状态相信号S16B对电流检测信号S7和相转矩指令信号S8进行比较。在电流检测信号S7比动作状态相的相转矩指令信号S8大的情况下，对动作状态相生成关断脉冲S6。PWM控制部17具有例如SR触发器的结构，生成由导通脉冲S18置位、由关断脉冲S6复位的PWM控制信号S17后，送到换流控制部16。由此，控制动作状态相的PWM脉冲宽度。上述的结构以及动作，即使在三相电动机线圈中都存在电动机电流的情况下，也可进行电流控制。另外，在进行120度通电的情况下，不进行三相同时通电的电动机电流斜率控制(slope control)，由于同时通电的相只有两相，因此相转矩指令信号S8为一个。
接下来，对反向感应电压模式的通电相控制进行说明。换流控制部16和反向感应电压检测部14联合工作。在预测为各相的反向感应电压的极性变化的期间，换流控制部16进行使对应的相的电动机电流为零的通电控制。在电动机电流为零的相、即非通电相中，电动机电流的时间变化成分也在短时间后变为零。在非通电相的线圈两端电压中，出现可检测反向感应电压的状态。检测出该反向感应电压的极性变化的时刻、即零交叉时刻后，可正确地识别转子位置。
在反向感应电压模式中，阈值设定部12在比较器23比较两个输入信号时设定规定的阈值S12C。将输入信号间的电位差与阈值S12C比较，使比较器23的输出变化。通过阈值S12C能够防止零交叉时刻的波动。
换流控制部16生成在各时刻表示电动机电流及其时间变化为零的相的相选择信号S16D，输出到第二相选择部20。第二相选择部20中，还输入电动机端子QU的U相电动机端子电压SU、电动机端子QV的V相电动机端子电压SV、电动机端子QW的W相电动机端子电压SW以及中性点CN的中性点电压SCN。第二相选择部20基于相选择信号S16D，从各相电动机端子电压SU、SV、SW中选择一个，与中性点电压SCN一起发送到比较器23。比较器23将所选择的电动机端子电压和中性点电压SCN之间的差、即选择的电动机端子的反向感应电压的绝对值与阈值S12C比较，如果在阈值S12C以上，则生成表示转子的相位信息的转子相位信号S23，发送到换流控制部16。换流控制部16基于转子相位信号S23继续维持正确的换流时刻的控制。
另外，比较器23，如上述那样，对所输入的电动机端子电压和中性点电压SCN提供阈值S12C的偏置电压(offset)并进行比较，生成转子相位信号S23。该比较动作，更一般地可表示为，检测表示所输入的电动机端子电压和中性点电压SCN之差的反向感应电压，将检测结果与阈值S12C进行比较，生成转子相位信号S23。此外，作为转子相位信号S23也可为比较结果的2值信号，也可直接为所检测的反向感应电压。还有，也可在换流控制部16中设置锁存器(latch)，来代替通过阈值设定部12设定在比较器23的偏置电压值，可对转子相位信号S23进行锁存，也能防止振动。第二相选择部20不仅采用反向感应电压模式，也可使用搜索起动模式。
接下来，对搜索起动模式进行说明。本发明的电动机驱动装置，在从停止到起动之后的极低速旋转状态之前，工作于搜索起动模式。在搜索起动模式中，通过交替重复搜索步骤(step)和起动步骤，进行起动以及加速。搜索步骤也称作搜索状态，起动步骤也称作起动状态。在搜索步骤中，换流控制部16选择三相中的两个相，驱动部2对该两个相施加搜索脉冲。搜索脉冲也称作搜索脉冲电流或搜索电流。搜索脉冲在转子不动的程度以极短的时间或微小地进行施加，检测出转子位置。起动步骤中，判定转子位置后，向最佳的定子相施加起动脉冲，提供起动转矩。起动脉冲也称作起动脉冲电流或起动电流。
接下来，在图1A中，对搜索起动模式相关的部分的结构及其动作说明。换流控制部16，在二相通电时的各时刻生成表示电动机电流及其时间变化为零的相、即非通电相的相选择信号S16G，发送到第一相选择部24。第一相选择部24也被输入U相电动机端子电压SU、V相电动机端子电压SV、W相电动机端子电压SW以及模拟中性点电压SPN。第一相选择部24基于相选择信号S16G选择各相电动机端子电压SU、SV、SW中至少一个，与模拟中性点电压一起发送到各比较器21、22。
换流控制部16向阈值设定部12输出对端子电压差检测部13中的两个规定的阈值S12A、S12B进行控制的阈值控制信号S16E。阈值设定部12基于阈值控制信号S16E向比较器21提供规定的正阈值S12A，向比较器22提供规定的负阈值S12B。在此，本发明为了简单化，而将正阈值S12A以及负阈值S12B的各个绝对值设为相等，但也可不同。另外，通过一个比较器构成端子电压差检测部13，阈值设定部12向端子电压差检测部13提供正的阈值S12A和负的阈值S12B，端子电压差检测部13也可适当切换所提供的正阈值S12A和负阈值S12B来使用。此外，阈值设定部12也可分时地将正阈值S12A和负阈值S12B单系统化，由一个系统向端子电压差检测部13发送。
各比较器21以及比较器22中，输入各电动机端子电压SU、SV、SW的至少任一个和模拟中性点电压SPN。如果各电动机端子电压SU、SV、SW和模拟中性点电压SPN之差在正的阈值S12A以上，则比较器21生成阈值超过信号S21，向换流控制部16发送。如果各电动机端子电压SU、SV、SW与模拟中性点电压SPN之差在负的阈值S12B以下，则比较器22生成阈值超过信号S22，向换流控制部16发送。
将各电动机端子电压SU、SV、SW与模拟中性点电压SPN之间的电压差称作端子电压差。即将U相电动机端子电压SU和模拟中性点电压SPN之间的电压差称作U相端子电压差，将V相电动机端子电压SV和模拟中性点电压SPN之间的电压差称作V相端子电压差，将W相电动机端子电压SW和模拟中性点电压SPN之间的电压差称作W相端子电压差。总称U相端子电压差、V相端子电压差和W相端子电压差为端子电压差。由此，在端子电压差和规定的各阈值S12A、S12B之间的差值的极性与端子电压差的极性一致的情况下，端子电压差检测部13生成阈值超过信号S21或S22，向换流控制部16发送。由此，检测出转子位置，搜索步骤结束。
另外，阈值超过信号也称作检测结果信号。此外，比较器21如上所述，对所输入的各电动机端子电压SU、SV、SW和模拟中性点电压SPN提供阈值S12A的偏置电压，并进行比较，生成阈值超过信号S21。对比较器22也同样。该比较动作更一般地可表示为，检测出用于表示所输入的各电动机端子电压SU、SU、SW和模拟中性点电压SPN之间的差的端子电压差，将检测结果与各阈值S12A、S12B比较，生成阈值超过信号S21。此外，作为阈值超过信号S21也可为比较结果的二值信号，也可直接为所检测的端子电压差。
接下来，对搜索步骤相关的动作进行说明。
图2为在三相无刷电动机1A中，施加二相通电的搜索脉冲时，测定出现在非通电相的端子电压差的波形图。纵轴表示各种电压，基准为0mV。横轴表示转子的相对位置，基准为在稳定电流从电动机端子QU流到电动机端子QV时转子被锁定(lock)的位置(150度)。仅将这种转子的相对位置称作转子位置。关于后述的图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图18、图23、图24、图30，横轴的基准也相同。在第一实施方式中，搜索脉冲通过二相通电被施加。在图2的情况下，将U相作为源(source)相，将V相作为汇集(sink)相，以转子不动的程度以极短的时间或微小地施加搜索脉冲。端子电压差产生在非通电相的W相。
在此，源相为电动机电流从驱动部2流出到电动机线圈的相，汇集相为电动机电流从电动机线圈流入到驱动部2的相。此外，源电流为源相的电动机电流，汇集电流为汇集相的电动机电流。
在图2中，VCT为二相通电时中的非通电相的线圈两端电压，如上所述实质上与感应电压一致。W相的线圈两端电压VCT由式1表示。
(线圈两端电压VCT)＝(W相电动机端子电压SW)-(中性点电压SCN) …(1)VCP为用中性点电压SCN和模拟中性点电压SPN之间的电压差表示的中性点电压差。中性点电压差由式2表示。
(中性点电压差VCP)＝(中性点电压SCN)-(模拟中性点电压SPN) …(2)VTP为用二相通电时中的非通电相的电机端子电压和模拟中性点电压SPN之间的电压差表示的端子电压差。W相端子电压差VTP由式3表示。
(端子电压差VTP)＝(W相电动机端子电压SW)-(模拟中性点电压SPN)＝(线圈两端电压VCT)+(中性点电压差VCP)…(2)由此，端子电压差VTP的波形与将线圈两端电压VCT和中性点电压差VCP相加合成的波形大致一致。因此，端子电压差VTP与线圈两端电压VCT和中性点电压差VCP相比，振幅变大，抗噪性优良。此外，由于转子位置的检测角度范围变大，因此防止产生不能检测转子位置的角度。由此，通过端子电压差能够可靠地检测转子位置。
在第一实施方式中，如图1A所示，包括驱动信号生成部5的电动机驱动装置的控制结构成为电流驱动的结构，但为电压驱动的结构，也可得到相同的效果。此外，在第一实施方式中，作为无传感器控制有检测反向感应电压的结构，即使使电压指令和驱动电流的相位一致而进行驱动的功率因数控制结构，也可得到相同的效果。还有，如下述结构那样，即使采用适于正弦波驱动的无传感器控制的结构，也能得到相同效果，上述结构为在专利第3239426号公报中记载的ACCT和通过滤波器进行电流相位检测的无传感器控制的结构、在专利公开2001-54295公报中记载的根据驱动电流的面积进行相位差检测的无传感器控制的结构、专利公开2001-258287公报中记载的根据相电流的有无检测电流相位的无传感器控制的结构、专利公开2000-201495公报中记载的根据上下开关断开时的端子电压检测电流相位的无传感器控制的结构和专利公开平11-341870公报中记载的根据输出元件的Vds间电压的极性检测电流相位的无传感器控制的结构。
图3为二相通电中，针对搜索脉冲的施加而测定在非通电相产生的端子电压差的波形图。纵轴表示在非通电相产生的端子电压差，基准为模拟中性点电压SPN(0mV)。横轴表示转子的位置。图3(a)中，将U相作为源(source)相，将V相作为汇集(sink)相，以转子不动的程度以极短的时间或微小地施加搜索脉冲。端子电压差M1在非通电相的W相中产生。此外，图3(b)中，将V相作为源(source)相，将U相作为汇集(sink)相，以转子不动的程度以极短的时间或微小地施加搜索脉冲。端子电压差M2在非通电相的W相中产生。
在图3中，S12A及S12B分别为正的阈值及负的阈值。另外，如图3(a)所示，将U相作为源相，将V相作为汇集相，将流过电流脉冲表示为U□V。此外，如图3(b)所示，将V相作为源相，将U相作为汇集相，将流过电流脉冲表示为V□U。同样在所有的实施方式中，将电流脉冲从源相流至汇集相表示为(源相)□(汇集相)。在此，(源相)以及(汇集相)分别为U、V、W的任一个。(源相)□(汇集相)表示，流过电流脉冲时的通电相为(源相)和(汇集相)，电流脉冲的朝向为从(源相)朝向(汇集相)。电流脉冲为搜索脉冲时，将(源相)□(汇集相)称作搜索通电相。
在图3(a)中，端子电压差M1在110度附近和190度附近具有极大值。在110度附近的极值为最小值，在190度附近的极值为最大值。在150度附近端子电压差M1为0mV，但在U□V中流过稳定电流时，与转子被锁定的位置设为150度的情况对应。将该角度称作搜索通电相中心角度。此外，在图3(b)中，端子电压差M2在10度附近和290度附近具有极大值。在10度附近的极值为最小值，在290度附近的极值为最大值。搜索通电相中心角度为330度。另外，虽然未图示，但V□W时的端子电压差以及W□U时的端子电压差为图3(a)的端子电压差M1分别移动+120度以及-120度后的波形。此外，W□V时的端子电压差以及U□W时的端子电压差为图3(b)的端子电压差M2分别移动+120度以及-120度后的波形。
在此，在图3中，将转子位置360度中、从规定的角度到规定的角度的角度范围称作搜索角度范围。在图3(a)中，端子电压差M1，仅在搜索角度范围D1N位于负的阈值S12B以下，仅在搜索角度D1P位于正的阈值S12A以上。还有，在图3(b)中，端子电压差M2，仅在搜索角度范围D4N位于负的阈值S12B以下，仅在搜索角度D4P位于正的阈值S12A以上。搜索角度范围D1P、D1N、D4P、D4N的任一个角度大致相等。将该角度差称作搜索角度差DPN。
图4为表示相对与图3相同的横轴、端子电压差检测部13的动作的波形图。图4(b)、(c)的波形信号为将图3(a)的端子电压差M1分别与正的阈值S12A、负的阈值S12B进行比较的结果。同样，图4(d)、(e)的波形信号为将图3(b)的端子电压差M2分别与正的阈值S12A、负的阈值S12B进行比较的结果。图示的各搜索角度范围D1P、D1N、D4P、D4N与图3所图示的内容对应。
如果端子电压差位于正的阈值S12A以上，则图4(b)、(d)的各波形信号成为高电平。如果端子电压差位于负的阈值S12B以下，则图4(c)、(e)的各波形信号成为低电平。图4(b)、(d)的各波形信号为高电平的期间以及图4(c)、(e)的各波形信号位于低电平的期间，为端子电压差超过各规定的阈值S12A、S12B的期间。将处于高电平期间的图4(b)、(d)的各波形信号称作阈值超过信号S21，将处于低电平期间的图4(c)、(e)的各波形信号称作阈值超过信号S22。即在端子电压差和规定的各阈值S12A、S12B之间的差的极性与端子电压差的极性一致的情况下，端子电压差检测部13生成阈值超过信号S21或S22，向换流控制部16发送。由此，检测出转子位置，搜索步骤结束。
接下来，对起动步骤相关的动作进行说明。
在图4(a)中，TU、TV、TW分别表示U相电动机线圈、V相电动机线圈、W相电动机线圈的转矩常数。转矩常数为用比值表示相对对流过电动机线圈的电动机电流得到的转矩的常数。在某相的转矩常数为正的情况下，如果对应的电动机线圈中流过源电流，则在正转方向产生转矩而对转子加速。此外，在某相的转矩常数为负的情况下，如果对应的电动机线圈中流过汇集电流，则在正转方向产生转矩而对转子加速。
例如在图4(b)中，在阈值超过信号S21为高电平的期间，V相转矩常数TV为正的值、W相转矩常数TW为负的值，因此如果在V□W的方向流过具有转子开始转动程度的时间或振幅的电流脉冲，则在正转方向产生转矩。同样，在图4(c)中，在阈值超过信号S22处于低电平的期间，U相转矩常数TU为正的值，W相转矩常数TW为负的值，因此如果在U□W的方向流过具有转子开始转动程度的时间或振幅的电流脉冲，则在正转方向产生转矩。
同样，在图4(d)中，在阈值超过信号S21为高电平的期间，在W□U的朝向，另外在图4(e)中，在阈值超过信号S22为低电平的期间，在W□V的朝向，如果分别流过具有转子开始转动程度的时间或振幅的电流脉冲，则在正转方向产生转矩。在此，将转子停止时在正转方向产生转矩的通电相称作起动通电相，用(源相)□(汇集相)表示。
图4在将与图3相同的横轴作为基准，从U相电动机线圈到V相电动机线圈流过稳定电流的情况下，将转子被锁定的位置设为150度。该150度，在图4(a)的情况下，U相转矩常数TU和V相转矩常数TV均为正，并且位于大小一致的转子位置。即在U相转矩常数TU和V相转矩常数TV均在正的位置交叉的点中，在正的U相转矩常数TU中流过源极电流，在正的V相转矩常数TV中流过汇集电流，而且由于源电流和汇集电流的大小一致，因此转子不动且被锁定。由此，图4(a)的各转矩常数TU、TV、TW的波形与上述的横轴的基准对应。在该图中，U相转矩常数TU在转子位置0度，在正方向开始产生。此时，U相电动机线圈的反向感应电压在转子位置0度中，以中性点电压SCN为基准而在正方向开始产生。
图5为表示在2相通电中，针对各搜索通电相的各状态的关系的关系图。各状态中，存在端子电压差检测部13中的规定额阈值的极性、在非通电相中产生的端子差电压的最大值或最小值中的转子位置和起动通电相。
在三相电动机中，由U相、V相、W相内的两相的组合构成的搜索通电相全部为6种。在第一实施方式中，由于使转子正转，因此搜索通电相以U□V(状态F1)、U□W(状态F2)、V□W(状态F3)、V□U(状态F4)、W□U(状态F5)、W□V(状态F6)、U□V(状态F1)、…的顺序切换。由此将搜索通电相以每6个状态循环的系列称作搜索通电相系列。此外，由于端子电压差在非通电相产生，因此状态F1在W相产生端子电压差，状态F2在V相产生端子电压差，状态F3在U相产生端子电压差，状态F4在W相产生端子电压差，状态F5在V相产生端子电压差，状态F6在U相产生端子电压差。
关于各状态F1、F2、F3、F4、F5、F6，各两个的起动通电相被分割为起动通电相系列FA和起动通电相系列FB。分割的方法为转子位置对各个起动通电相系列等间隔，而且各状态F1到F6的搜索角度范围横跨全部电角度360度而不遗漏地遍布。
状态F1将搜索通电相设定为U□V，如果阈值超过信号S22处于低电平，则检测转子位置为110度附近的最小值，将起动通电相设定为U□W。此外，状态F1，如果阈值超过信号S21处于高电平，则检测转子位置为190度附近，将起动通电相设定为V□W。
状态F2将搜索通电相设定为U□W，如果阈值超过信号S21处于高电平，则检测转子位置为170度附近的最大值，将起动通电相设定为V□W。此外，状态F2，如果阈值超过信号S22处于低电平，则检测转子位置为250度附近，将起动通电相设定为V□U。
状态F3将搜索通电相设定为V□W，如果阈值超过信号S22处于低电平，则检测转子位置为230度附近的最小值，将起动通电相设定为V□U。此外，状态F3，如果阈值超过信号S21处于高电平，则检测转子位置为310度附近，将起动通电相设定为W□U。
状态F4将搜索通电相设定为V□U，如果阈值超过信号S21处于高电平，则检测转子位置为290度附近的最大值，将起动通电相设定为W□U。此外，状态F4，如果阈值超过信号S22处于低电平，则检测转子位置为10度附近，将起动通电相设定为W□U。
状态F5将搜索通电相设定为W□U，如果阈值超过信号S22处于低电平，则检测转子位置为350度附近的最小值，将起动通电相设定为W□V。此外，状态F5，如果阈值超过信号S21处于高电平，则检测转子位置为70度附近，将起动通电相设定为U□V。
状态F6将搜索通电相设定为W□V，如果阈值超过信号S21处于高电平，则检测转子位置为50度附近的最大值，将起动通电相设定为U□V。此外，状态F6，如果阈值超过信号S22处于低电平，则检测转子位置为130度附近，将起动通电相设定为U□W。
起动通电相系列FA的最大值或最小值的转子位置为50度附近、110度附近、170度附近、230度附近、290度附近以及350度附近，起动通电相系列FB的最大值或最小值的转子位置为70度附近、130度附近、190度附近、250度附近、310度附近以及10度附近。各起动通电相系列FA、FB的最大值或最小值的转子位置均间隔60度。但是，可知如果将成为最大值或最小值的转子位置的期望值设在60度附近、120度附近、180度附近、240度附近、300度附近以及0度(360度)附近，则错开期望值一些。由此，在无传感器驱动技术中，用于转子位置的搜索的转子初始位置信息，错开期望值一些，成为能够充分灵活应用的值。在各搜索通电相中，搜索通电相中心角度位于各起动通电相系列FA、FB的最大值或最小值的转子位置的平均值，因此从状态F1到F6分别位于150度、210度、270度、330度、30度、90度。它们也间隔60度。
由此，各起动通电相系列FA、FB成为起动通电相以60度间隔每六状态循环的系列。此外，各个切换顺序与搜索通电相系列的切换顺序一致，其方向与搜索通电相系列相同，成为使转子正转的方向。但是，起动通电相系列FA的切换顺序相对搜索通电相系列的切换顺序超前一个状态。还有起动通电相系列FB的切换顺序相对起动通电相系列FA的切换顺序超前一个状态。即起动通电相系列FB的切换顺序相对探索通电相系列的切换顺序超前两个状态。
在搜索步骤中，检测出端子电压差的绝对值在规定阈值以上的搜索通电相。在起动步骤中，起动通电相系列为FA的情况下，设定为相对该搜索通电相超前一个状态的起动通电相，起动通电相系列为FB的情况下，设定为相对该搜索通电相超前两个状态的起动通电相。对该起动通电相提供起动脉冲。如后所述，利用之前的起动通电相作为第二个以后的搜索通电相时，具有分开使用各起动通电相系列FA、FB的意思。即通过起动步骤转子位置每次移动约60度的情况下，适用起动通电相系列FA，此外旋转速度加快，通过起动步骤转子位置每次移动约120度时，适用起动通电相FB。任一个都可使用转子位置从60度前进到120度的搜索通电相，能够提早搜索起动步骤的上升沿。
此外，在起动通电相系列FA的情况下，第一次搜索步骤后、执行第一次起动步骤，第二次搜索步骤利用第一次起动步骤的结果。接下来，第二次起动步骤对起动通电相系列FA内的下一个起动通电相执行，第三次搜索步骤利用第二次起动步骤的结果。如果这样进行，则仅起动通电相系列FA可对所有六种的搜索通电相搜索转子位置，能够设定起动通电相。
由此，通过一次搜索脉冲，与正负的阈值量对应，可搜索120度的较大搜索角度范围的转子位置，即使第一次搜索步骤能特定转子位置的概率也较高。由此，在特殊的三相无刷电动机中，可短时间地特定转子位置，接着与起动步骤一起可靠地开始起动。
图6为表示二相通电的搜索通电相的搜索角度范围的说明图。
U□V(负)表示在从U相对V相提供电流脉冲的搜索通电相中，基于负的阈值S12B采用比较器22检测出端子电压差，检测出转子位置的搜索角度范围。此外，所谓U□V(正)表示从U相对V相提供电流脉冲的搜索通电相中，基于正的阈值S12A采用比较器22检测出W相端子电压差，检测出转子位置的搜索角度范围。关于V□U(正)、V□U(负)、V□W(正)、V□W(负)、W□V(正)、W□V(负)、W□U(正)、W□U(负)、U□W(正)、U□W(负)也同样。
在此，参照图1A、图3、图5，对两相通电中的搜索起动模式，以图6的说明的顺序(U□V、V□U、V□W、W□V、W□U(正)、W□U、U□W)搜索时的动作。
本发明的电动机驱动装置，在从停止到起动之后的极低速旋转状态为止，作为搜索起动模式工作。搜索起动模式中，通过搜索步骤和起动步骤交替地反复而进行起动以及加速。在搜索步骤中，换流控制部16选择三相中两相的组合构成的搜索通电相，驱动部2对该搜索通电相施加搜索脉冲。搜索脉冲在转子不动的程度以极短的时间或微小地进行施加，检测出转子位置。起动步骤中，判定转子位置后，向最佳的起动通电相施加起动脉冲，并提供起动转矩。
最初在图5的状态F1中，换流控制部16基于搜索通电相U□V，使图1A的高电位侧开关元件Q1和低电位侧开关元件Q5导通。由此，搜索脉冲以高电位侧电源3、高电位侧开关元件Q1、U相电动机线圈LU、中性点CN、V相电动机线圈LV、低电位侧开关元件Q5、电流检测电阻RD、低电位侧电源4的路径流动。即搜索脉冲从U相电动机线圈LU流到V相电动机线圈LV。此时，在非通电相的W相电动机端子QW和模拟中性点PN之间产生W相电动机端子电压差。图3(a)的M1，此时为相对转子位置测定该W相电动机端子电压差的数据。
搜索起动模式中，阈值设定部12向比较器21提供规定的正的阈值S12A，向比较器22提供规定的负的阈值S12B。在图3(a)、(b)中，图示了正的阈值S12A和负的阈值S12B。此时将W相电动机端子电压差输入到比较器21以及比较器22的同相输入端子，将模拟中性点电压SPN输入到反相输入端子。
此时，如果阈值超过信号S21为高电平，则根据图3(a)检测出转子位置在190度附近。如果阈值超过信号S22为低电平，则通过图3(a)检测出转子位置在110度附近。阈值超过信号S21以及阈值超过信号S22分别为低电平以及高电平的情况下，判定转子处于其他角度的范围。
在此，对处于190度附近的转子，采用起动通电相系列FB，基于起动通电相V□W，使各开关元件Q2、Q6导通。由此，起动脉冲从V相电动机线圈LV流入W相电动机线圈LW，能够提供良好的起动转矩。对处于110度附近的位置的转子，采用起动通电相系列FA，基于起动通电相U□W，导通各开关元件Q1、Q6。由此，起动脉冲从U相电动机线圈LU流入W相电动机线圈LW，能够提供良好的起动转矩。
接下来，在图5的状态F4中，换流控制部16基于搜索通电相V□U，使各开关元件Q2、Q4导通。由此，搜索脉冲以高电位侧电源3、高电位侧开关元件Q2、V相电动机线圈LV、中性点CN、U相电动机线圈LU、低电位侧开关元件Q4、电流检测电阻RD、低电位侧电源4的路径流动。即搜索脉冲从V相电动机线圈LV流到U相电动机线圈LU。此时，在非通电相的W相电动机端子QW和模拟中性点PN之间产生W相电动机端子电压差。图3(b)的M2，此时为相对转子位置测定该W相电动机端子电压差的数据。W相电动机端子电压差被输入到比较器21以及比较器22的反相输入端子，模拟中性点电压SPN被输入到反相输入端子。
此时，如果阈值超过信号S21为高电平，则根据图3(b)检测出转子位置在290度附近。如果阈值超过信号S22为低电平，则通过图3(b)检测出转子位置在10度附近。阈值超过信号S21以及阈值超过信号S22分别为低电平以及高电平的情况下，判定转子处于其他角度的范围，选择U相和V相以外的组合来继续搜索步骤。
在此，对处于290度附近的转子，采用起动通电相系列FA，基于起动通电相W□U，使各开关元件Q3、Q4导通。由此，起动脉冲从W相电动机线圈LW流入U相电动机线圈LU，能够提供良好的起动转矩。对处于10度附近的位置的转子，采用起动通电相系列FB，基于起动通电相W□V，使各开关元件Q3、Q5导通。由此，起动脉冲从W相电动机线圈LW流入V相电动机线圈LV，能够提供良好的起动转矩。
接下来，在图5的状态F3中，换流控制部16基于搜索通电相V□W，使各开关元件Q2、Q6导通。由此，搜索脉冲从V相电动机线圈LV流入W相电动机线圈LW。此时，在非通电相的U相电动机端子QU和模拟中性点PN之间产生U相电动机端子电压差。U相电动机端子电压差被输入到比较器21以及比较器22的同相输入端子，模拟中性点电压SPN被输入到反相输入端子。此时，如果阈值超过信号S21为高电平，则检测出转子位置在310度附近。如果阈值超过信号S22为低电平，则检测出转子位置在230度附近。阈值超过信号S21以及阈值超过信号S22分别为低电平以及高电平的情况下，判定转子处于其他角度范围。
在此，对处于310度附近的转子，采用起动通电相系列FB，基于起动通电相W□U，使各开关元件Q3、Q4导通。由此，起动脉冲从W相电动机线圈LW流入U相电动机线圈LU，能够提供良好的起动转矩。对处于230度附近的位置的转子，采用起动通电相系列FA，基于起动通电相V□U，使各开关元件Q2、Q4导通。由此，起动脉冲从V相电动机线圈LV流入U相电动机线圈LU，能够提供良好的起动转矩。
接下来，在图5的状态F6中，换流控制部16基于搜索通电相W□V，使各开关元件Q3、Q5导通。由此，搜索脉冲从W相电动机线圈LW流入V相电动机线圈LV。此时，在非通电相的U相电动机端子QU和模拟中性点PN之间产生U相电动机端子电压差。U相电动机端子电压差被输入到比较器21以及比较器22的同相输入端子，模拟中性点电压SPN被输入到反相输入端子。此时，如果阈值超过信号S21为高电平，则检测出转子位置在50度附近。如果阈值超过信号S22为低电平，则检测出转子位置在130度附近。阈值超过信号S21以及阈值超过信号S22分别为低电平以及高电平的情况下，判定转子处于其他角度的范围，选择U相和V相的组合以及V相和W相的组合以外的组合、即W相和U相的组合来继续搜索步骤。
在此，对处于50度附近的转子，采用起动通电相系列FA，基于起动通电相U□V，使各开关元件Q1、Q5导通。由此，起动脉冲从U相电动机线圈LU流入V相电动机线圈LV，能够提供良好的起动转矩。对处于130度附近的位置的转子，采用起动通电相系列FB，基于起动通电相U□W，使各开关元件Q1、Q6导通。由此，起动脉冲从U相电动机线圈LU流入W相电动机线圈LW，能够提供良好的起动转矩。
接下来，在图5的状态F5中，换流控制部16基于搜索通电相W□U，使各开关元件Q3、Q4导通。由此，搜索脉冲从W相电动机线圈LW流入U相电动机线圈LU。此时，在非通电相的V相电动机端子QV和模拟中性点PN之间产生V相电动机端子电压差。V相电动机端子电压差被输入到比较器21以及比较器22的同相输入端子，模拟中性点电压SPN被输入到反相输入端子。此时，如果阈值超过信号S21为高电平，则检测出转子位置在70度附近。如果阈值超过信号S22为低电平，则检测出转子位置在350度附近。阈值超过信号S21以及阈值超过信号S22分别为低电平以及高电平的情况下，判定转子处于其他角度的范围。
在此，对处于70度附近的转子，采用起动通电相系列FB，基于起动通电相U□V，使各开关元件Q1、Q5导通。由此，起动脉冲从U相电动机线圈LU流入V相电动机线圈LV，能够提供良好的起动转矩。对处于350度附近的位置的转子，采用起动通电相系列FA，基于起动通电相W□V，使各开关元件Q3、Q5导通。由此，起动脉冲从W相电动机线圈LW流入V相电动机线圈LV，能够提供良好的起动转矩。
接下来，在图5的状态F2中，换流控制部16基于搜索通电相U□W，使各开关元件Q1、Q6导通。由此，搜索脉冲从U相电动机线圈LU流入W相电动机线圈LW。此时，在非通电相的V相电动机端子QV和模拟中性点PN之间产生V相电动机端子电压差。V相电动机端子电压差被输入到比较器21以及比较器22的同相输入端子，模拟中性点电压SPN被输入到反相输入端子。此时，如果阈值超过信号S21为高电平，则检测出转子位置在170度附近。如果阈值超过信号S22为低电平，则检测出转子位置在250度附近。阈值超过信号S21以及阈值超过信号S22分别为低电平以及高电平的情况下，判定转子处于其他角度范围，选择W相和U相以外的组合来继续搜索步骤。
在此，对处于170度附近的转子，采用起动通电相系列FA，基于起动通电相V□W，使各开关元件Q2、Q6导通。由此，起动脉冲从V相电动机线圈LV流入W相电动机线圈LW，能够提供良好的起动转矩。对处于250度附近的位置的转子，采用起动通电相系列FB，基于起动通电相V□U，导通各开关元件Q2、Q4。由此，起动脉冲从V相电动机线圈LV流入U相电动机线圈LU，能够提供良好的起动转矩。
以上，对还包括三相电动机的施加极性的6种的搜索通电相，还有如果考虑规定阈值的正负，则为12种的搜索角度范围进行了说明，但基本上在该6种的搜索通电相中，能够根据搜索脉冲施加时的端子电压差充分进行转子位置的检测。
在此，将与搜索通电相对应的驱动信号S16C称作搜索驱动信号S16C，将与起动通电相对应的驱动信号S16C称作起动驱动信号S16C。在搜索步骤中，驱动信号生成部5基于搜索通电相生成搜索驱动信号S16C，驱动部2基于搜索驱动信号S16C生成搜索电流。在起动步骤中，驱动信号生成部5基于起动通电相生成起动驱动信号S16C，驱动部2基于起动驱动信号S16C生成起动电流。在反向感应电压模式中，驱动信号生成部5基于通电相生成通常驱动信号S16C，驱动部2基于通常驱动信号S16C生成驱动电流。将搜索驱动信号、起动驱动信号、通常驱动信号总称为驱动信号。
图8为将图6的U相、V相、W相分别一般化为第一相、第二相、第三相的说明图。在此第一相指U相、V相、W相中任一相，第二相指U相、V相、W相中除第一相以外的任一相，第三相指U相、V相、W相中的除第一相和第二相以外的剩余的一相。作为例子，在此将U相作为第一相，将V相作为第二相，将W相作为第三相。第一相□第二相(正)与U□V(正)对应，第二相□第三相(正)与V□W(正)对应，第三相□第一相(正)与W□U(正)对应，第一相□第二相(负)与U□V(负)对应，第二相□第三相(负)与V□W(负)对应，第三相□第一相(负)与W□U(负)对应。此外，U□V(正)/(负)表示U□V(正)以及U□V(负)的简略标记。关于其他的搜索通电相，也使用同样的简略标记。由图6和图8可知，对这六种搜索通电相不需要全部施加搜索脉冲。
在图6中，将搜索通电相分类为3种的各搜索条件1A、2A、3A。
(1A)□□□ U□V(正)/(负)、V□U(正)/(负)(2A)□□□ V□W(正)/(负)、W□V(正)/(负)(3A)□□□ W□U(正)/(负)、U□W(正)/(负)同样在图8中，将搜索通电相分类为3种的各搜索条件1B、2B、3B。
(1B)□□□第1相□第2相(正)/(负)、第2相□第1相(正)/(负)(2B)□□□第2相□第3相(正)/(负)、第3相□第2相(正)/(负)(3B)□□□第3相□第1相(正)/(负)、第1相□第3相(正)/(负)对于各搜索条件1A、2A、3A或者各搜索条件1B、2B、3B中的任一个，基于两种的搜索通电相的四个搜索角度范围也不重复，因此能有效地搜索转子位置。在第一次搜索步骤中，从这些三种的搜索条件中选择一个，施加第一次搜索脉冲。如果没有检测出转子位置，则以相同的搜索条件使施加极性相反地施加第二次搜索脉冲。如果没有检测出转子位置，则选择三种的搜索条件中的另一个，施加第三次搜索脉冲。如果没有检测出转子位置，则以相同搜索条件使施加极性相反地施加第四次搜索脉冲。
例如，在第一次搜索步骤中，选择搜索条件1A，对搜索通电相U□V施加第一次搜索脉冲。如果没有检测出转子位置，则对搜索通电相V□U施加第二次搜索脉冲。如果没有检测出转子位置，则选择搜索条件2A，对搜索通电相V□W施加第三次搜索脉冲。如果没有检测出转子位置，则对搜索通电相W□V施加第四次搜索脉冲。
在第一次搜索步骤后，经过第一次起动步骤，进入第二次搜索步骤。为了第二次以后的搜索步骤的第一次搜索脉冲的施加，在第一次搜索步骤中，使用能够检测转子位置的搜索通电相。如果不能检测出转子位置，则在第二次搜索脉冲施加时，使用转子正转60度时的搜索通电相。
例如，在第一次搜索步骤中，如果设能够检测转子位置的搜索通电相为U□V，则为了第二次搜索步骤的第一次搜索脉冲的施加，使用搜索通电相U□V。如果不能检测转子位置，则为了第二次搜索脉冲的施加，使用转子60度正转时的搜索通电相U□W。
此外，在图6中，三种的搜索通电相U□V(正)/(负)、V□W(正)/(负)、W□U(正)/(负)互相位置重叠不多。关于其中两种的搜索通电相，也可对每一种施加一次，依次施加总计两次搜索脉冲。由此，在一对端子间正向以及反向地施加搜索脉冲的各搜索条件1A、2A、3A的转子位置掌握率，各搜索条件均大致相同。接着，如果第三次搜索脉冲以反极性施加到上述两种中一种搜索通电相，第四次搜索脉冲以反极性施加到上述两种中另一种搜索通电相，则能够掌握所有的转子位置。
例如如果以U□V(正)/(负)、V□W(正)/(负)、V□U(正)/(负)、W□V(正)/(负)的顺序，从第一次搜索脉冲施加到第四次搜索脉冲，则能够掌握转子位置。此外，即使改变该顺序的一部分，以U□V(正)/(负)、V□W(正)/(负)、W□V(正)/(负)、V□U(正)/(负)的顺序从第一次搜索脉冲施加到第四次搜索脉冲，也能掌握转子位置。此时，V相在施加第一次搜索脉冲时为汇集相，在施加第二次搜索脉冲时为源相。如果在第二次搜索脉冲的施加中V相为汇集相，则通过第一次电流脉冲施加和第二次电流脉冲施加搜索角度范围成为图6的U□V(正)/(负)、W□V(正)/(负)，重复较大，转子位置的早期检测率降低。
同样，三种的搜索通电相U□V(正)/(负)、W□V(正)/(负)、U□W(正)/(负)互相位置的重复少。关于其中两种的搜索通电相，也可对每一种类附加一次、依次施加总计两次搜索脉冲。由此，在一对端子间正向以及反向地施加搜索脉冲的各搜索条件1A、2A、3A的转子位置掌握率，各搜索条件均大致相同。接着，如果第三次搜索脉冲以反极性施加到上述两种类中一种搜索通电相，第四次搜索脉冲以反极性施加到上述两种中另一个搜索通电相，则能够掌握所有的转子位置。
在此，以图6为中心，参照图1A、图3、图5对从搜索步骤到起动步骤的搜索起动模式进行说明。
以图8中所记载的内容中、例如第1相□第2相(正)/(负)、第2相□第1相(正)/(负)第2相□第3相(正)/(负)、第3相□第2相(正)/(负)也即、U□V(正)/(负)、V□U(正)/(负)
V□W(正)/(负)、W□V(正)/(负)为例进行说明。
本发明的电动机驱动装置，从停止到起动之后的极低速旋转状态作为搜索起动模式工作。搜索起动模式中，通过交替地重复搜索步骤和起动步骤，进行起动以及加速。搜索步骤中，换流控制部16选择三相中的两相，驱动部2对该两相施加搜索脉冲。搜索脉冲在转子不动的程度以极短的时间或微小地被施加，检测出转子位置。起动步骤中，在判定转子位置后，向最佳定子相施加起动脉冲，提供起动转矩。
最初在图5的状态F1中，换流控制部16通过基于搜索通电相U□V，使图1A的高电位侧开关元件Q1和低电位侧开关元件Q5导通，搜索脉冲以高电位侧电源3、高电位侧开关元件Q1、U相电动机线圈LU、中性点CN、V相电动机线圈LV、低电位侧开关元件Q5、电流检测电阻RD、低电位侧电源4的路径流动。即搜索脉冲从U相电动机线圈LU流到V相电动机线圈LV。此时，在非通电相的W相电动机端子QW和模拟中性点PN之间产生W相电动机端子电压差。将W相电动机端子电压差输入到比较器21以及比较器22的同相输入端子，将模拟中性点电压SPN输入到反相输入端子。
此时，如果阈值超过信号S21为高电平，则检测出转子位置在190度附近。如果阈值超过信号S22为低电平，则检测出转子位置在110度附近。阈值超过信号S21以及阈值超过信号S22分别为低电平以及高电平的情况下，判定转子处于其他角度的范围。
在此，对处于190度附近的转子，采用起动通电相系列FB，通过基于起动通电相V□W使各开关元件Q2、Q6导通，起动脉冲从V相电动机线圈LV流入W相电动机线圈LW，能够提供良好的起动转矩。对处于110度附近的位置的转子，采用起动通电相系列FA，通过基于起动通电相U□W使各开关元件Q1、Q6导通，起动脉冲从U相电动机线圈LU流入W相电动机线圈LW，能够提供良好的起动转矩。
接下来，在图5的状态F4中，换流控制部16通过基于搜索通电相V□U使各开关元件Q2、Q4导通。由此，将搜索脉冲以高电位侧电源3、高电位侧开关元件Q2、V相电动机线圈LV、中性点CN、U相电动机线圈LU、低电位侧开关元件Q4、电流检测电阻RD、低电位侧电源4的路径流动。即搜索脉冲从V相电动机线圈LV流到U相电动机线圈LU。此时，在非通电相的W相电动机端子QW和模拟中性点PN之间产生W相电动机端子电压差。将W相电动机端子电压差输入到比较器21以及比较器22的同相输入端子，将模拟中性点电压SPN输入到反相输入端子。
此时，如果阈值超过信号S21为高电平，则检测出转子位置在290度附近。如果阈值超过信号S22为低电平，则检测出转子位置在10度附近。阈值超过信号S21以及阈值超过信号S22分别为低电平以及高电平的情况下，判定转子处于其他角度的范围，选择U相和V相以外的组合来继续搜索步骤。
在此，对处于290度附近的转子，采用起动通电相系列FA，通过基于起动通电相W□U使各开关元件Q3、Q4导通，将起动脉冲从W相电动机线圈LW流入U相电动机线圈LU，能够提供良好的起动转矩。对处于10度附近的位置的转子，采用起动通电相系列FB，通过基于起动通电相W□V使各开关元件Q3、Q5导通，将起动脉冲从W相电动机线圈LW流入V相电动机线圈LV，能够提供良好的起动转矩。
接下来，在图5的状态F3中，换流控制部16通过基于搜索通电相V□W使各开关元件Q2、Q6导通。由此，将搜索脉冲从V相电动机线圈LV流入W相电动机线圈LW。此时，在非通电相的U相电动机端子QU和模拟中性点PN之间产生U相电动机端子电压差。将U相电动机端子电压差输入到比较器21以及比较器22的同相输入端子，将模拟中性点电压SPN输入到反相输入端子。此时，如果阈值超过信号S21为高电平，则检测出转子位置在310度附近。如果阈值超过信号S22为低电平，则检测出转子位置在230度附近。阈值超过信号S21以及阈值超过信号S22分别为低电平以及高电平的情况下，判定转子处于其他角度范围。
在此，对处于310度附近的转子，采用起动通电相系列FB，通过基于起动通电相W□U使各开关元件Q3、Q4导通，将起动脉冲从W相电动机线圈LW流入U相电动机线圈LU，能够提供良好的起动转矩。对处于230度附近的位置的转子，采用起动通电相系列FA，通过基于起动通电相V□U导通各开关元件Q2、Q4，起动脉冲从V相电动机线圈LV流入U相电动机线圈LU，能够提供良好的起动转矩。
接下来，在图5的状态F6中，换流控制部16通过基于搜索通电相W□V，使各开关元件Q3、Q5导通。由此，将搜索脉冲从W相电动机线圈LW流入V相电动机线圈LV。此时，在非通电相的U相电动机端子QU和模拟中性点PN之间产生U相电动机端子电压差。将U相电动机端子电压差输入到比较器21以及比较器22的同相输入端子，将模拟中性点电压SPN输入到反相输入端子。此时，如果阈值超过信号S21为高电平，则检测出转子位置在50度附近。如果阈值超过信号S22为低电平，则检测出转子位置在130度附近。阈值超过信号S21以及阈值超过信号S22分别为低电平以及高电平的情况下，判定转子处于其他角度的范围，选择V相和W相以外的组合来继续搜索步骤。
在此，对处于50度附近的转子，采用起动通电相系列FA，通过基于起动通电相U□V使各开关元件Q1、Q5导通，将起动脉冲从U相电动机线圈LU流入V相电动机线圈LV，能够提供良好的起动转矩。对处于130度附近的位置的转子，采用起动通电相系列FB，通过基于起动通电相U□W使各开关元件Q1、Q6导通，将起动脉冲从U相电动机线圈LU流入W相电动机线圈LW，能够提供良好的起动转矩。
以上，对还包括三相电动机的施加极性的四种的搜索通电相，还有如果考虑了规定阈值的正负则为8种的搜索角度范围进行了说明，但基本上在该四种的搜索通电相中，能够根据搜索脉冲施加时的端子电压差，充分进行转子位置的检测。
在此，换流控制部16基于搜索通电相，生成搜索驱动信号，使高电位侧开关元件或低电位侧开关元件导通。将使高电位侧开关元件导通的搜索驱动信号称作高电位侧搜索驱动信号，将使低电位侧开关元件导通的搜索驱动信号称作低电位侧搜索驱动信号。
接下来，对搜索步骤进行说明。
图25为二相通电的搜索步骤的流程图。
在图25中，由步骤G100开始搜索步骤的动作。
在步骤G101，换流控制部16将搜索通电相设定为U□V。即换流控制部16将提供给各开关元件Q1、Q5的各控制电极的驱动信号S16C变为动作状态电平。
在步骤G102，驱动部2施加搜索脉冲。即驱动部2基于所设定的搜索通电相，使对应的各开关元件导通。
在步骤G103，端子电压差检测部13判断端子电压差是否在正的阈值S12A以上。如果判断为正的阈值S12A以上，则生成阈值超过信号S21，进入步骤G511，搜索步骤结束。如果判断为正的阈值S12A以下，则进入步骤G104。
在步骤G104，端子电压差检测部13判断端子电压差是否在负的阈值S12B以下。如果判断为负的阈值S12B以下，则生成阈值超过信号S22，进入步骤G511，搜索步骤结束。如果判断为负的阈值S12B以上，则继续搜索步骤，进入步骤G105。
在步骤G105，驱动部2使流过各电动机线圈LU、LV、LW的各电动机电流变为零。即换流控制部16使所有6个驱动信号S16C变为非工作状态电平，驱动部2的各开关元件Q1到Q6截止。
在步骤G106，判断是否将6种的搜索通电相全部设定结束。如果未完成，则进入步骤G107，如果完成，则进入步骤G503。
在步骤G107，换流控制部16将搜索通电相设定为其他组合，返回到步骤G102。
在步骤G503，执行搜索重新设定步骤的动作。
在如上那样的搜索步骤中，端子电压差和规定的各阈值S12A、S12B之间的差的极性与端子电压差的极性一致时，生成阈值超过信号S21或S22，发送到换流控制部16。换流控制部16存储发送阈值超过信号S21或S22时的搜索通电相，基于该搜索通电相和图5设定下一次起动步骤的起动通电相。另外在图25的步骤G101，将搜索通电相的初始设定作为U□V，但也可从其他搜索通电相开始搜索步骤。还有，也可不进行PWM驱动，而进行线性驱动。
接下来，采用图29的搜索步骤G502以及搜索重新设定步骤G503对图25的搜索重新设定步骤G503进行说明。
在步骤G502执行搜索步骤的动作。在端子电压差和规定的阈值之间的差的极性与端子电压差的极性一致的情况下，端子电压差检测部13生成阈值超过信号S21或S22，通过步骤G511结束搜索步骤。接下来，执行表示第一次搜索步骤以后的搜索起动步骤的后续搜索起动步骤G512。后续搜索起动步骤G512的流程，在图28后述。搜索步骤G502中，在即使对所有种类的搜索通电相执行搜索步骤也没有结束的情况下，进入搜索重新设定步骤G503。
在图29的搜索重新设定步骤G503中，判断虽然对搜索通电相的所有种类施加搜索脉冲，但中性点电压的绝对值没有在规定的阈值以上的原因在于规定的阈值过高。在此，使规定的阈值的绝对值降低规定值。
在步骤G504判断端子电压差检测部13的正的阈值S12A以及负的阈值S12B的各绝对值是否达到下限值。如果未达到，则进入步骤G505，如果达到，则进入步骤G506。
在步骤G505，换流控制部16介由阈值设定部12将规定的阈值的绝对值降低规定值，进入步骤G507。
通过步骤G506，判断即使规定的阈值足够低，端子电压差的绝对值也没有在规定的阈值以上的原因在于转子位置处于搜索角度范围的端部附近。在此，施加使转子相对定子的初始相对位置错开的一次以上的冲击脉冲(kick pulse)，移动转子位置少许。接下来进入步骤G507。
在步骤G507，判断计测通过搜索重新设定步骤G503的次数的搜索重新设定计数器的值是否达到规定次数。如果达到，则进入步骤G508，如果未达到，则使搜索重新设定计数器的值加1，返回到步骤G502，再次执行搜索步骤。
在步骤G508，放弃搜索起动模式的起动，而执行同步起动模式的起动。
通过步骤G507，在搜索步骤的执行中设置次数限制，防止搜索步骤的过多的重新执行。同步起动模式，为使定子产生规定的转速的旋转磁场，起动电动机的模式。同步起动模式起动速度慢，但即使转子位置不明确也能可靠地起动。搜索重新设定计数器的规定次数可为0以上的任意值。在规定次数为0时，将不再次执行搜索步骤G502，而进入步骤G508。
由以上可知，图25所示的流程图，对所有六种的搜索通电相执行搜索步骤，检测出转子位置，之后直接结束。也可将图25的流程图用于起动步骤执行后的第二次以后的搜索步骤中，但从以后所述的高效化的观点来看，仅作为第一次搜索步骤使用是有效的。
图28(a)为在搜索起动模式中第一次起动步骤以后的流程图。采用步骤G511结束图25的第一次起动步骤后，开始图28(a)的流程图。
如果对图28(a)进行说明，则采用步骤G400开始流程图的动作。
在步骤G401，换流控制部16基于之前的搜索步骤的搜索通电相设定起动通电相，驱动部2施加起动脉冲。
在步骤G402，换流控制部16将通电相设定为上一次能检测转子位置的搜索通电相，驱动部2施加搜索脉冲。
在步骤G403，端子电压差检测部13判断端子电压差的绝对值是否在规定的阈值以上。在规定的阈值以上的情况下，进入步骤G404，在规定的阈值以下的情况下，进入步骤G405。
在步骤G404，判断转子位于上次判定的60度期间，再次从步骤G401开始反复。
在步骤G405判定转子在下一个60度期间换流，进入步骤G406。
在步骤G406，判定是否满足向反向感应电压模式的切换条件。即采用搜索通电相、阈值超过信号、起动通电相和转子相位信号的至少一个，生成模式切换信号，基于模式切换信号进行判断。在满足切换条件的情况下，进入步骤G407，结束搜索起动模式。在不满足切换条件的情况下，再次返回到步骤G401。
各步骤G401、G402、G403、G404、G405和起来构成表示第一次搜索步骤以后的搜索起动步骤的后续搜索起动步骤G512。
图28(b)为在搜索起动模式中第一次起动步骤以后的流程图。与图28(a)的流程图的不同点在于，起动脉冲兼用作搜索脉冲。用步骤G511结束图25中的第一次搜索步骤后，开始图28(b)的流程图。
如果对图28(b)进行说明，则在步骤G410开始流程图的动作。
在步骤G411，换流控制部16基于之前的搜索步骤的搜索通电相设定起动通电相，驱动部2施加起动脉冲。
在步骤G412，对应步骤G411的起动脉冲的施加，端子电压差检测部13判断端子电压差的绝对值是否在规定的阈值以上。在规定的阈值以上的情况下，进入步骤G414，在规定的阈值以下的情况下，进入步骤G413。
在步骤G413，判断转子位于上次判定的60度期间，再次从步骤G411开始反复。
在步骤G414判定转子在下一个60度期间换流，进入步骤G415。
在步骤G415，判定是否满足向反向感应电压模式的切换条件。即采用搜索通电相、阈值超过信号、起动通电相和转子相位信号中的至少一个，生成模式切换信号，基于模式切换信号进行判断。在满足切换条件的情况下，进入步骤G416，结束搜索起动模式。在不满足切换条件的情况下，再次返回到步骤G411。
各步骤G411、G412、G413、G414和起来构成表示第一次搜索步骤以后的搜索起动步骤的后续搜索起动步骤G512。
如上所述，由于在图28(b)中起动脉冲兼用作搜索脉冲，因此省略了图28(a)的搜索脉冲施加的步骤G402。在结束的步骤G407以及G416以后，转移到反向感应电压模式的动作。通过图28(b)，在不影响转矩的搜索脉冲的改变中使用起动脉冲，因此能够提高起动时的加速度。
接下来，对图26的搜索步骤进行说明。
图26为二相通电的搜索步骤的流程图。图25中，在端子差电压检测部13中使用两个比较器，但在图26中，在端子差电压检测部13中使用一个比较器，实现与图25相同的效果。
在图26中，在步骤G200开始搜索步骤的动作。
在步骤G201，换流控制部16将搜索通电相设定为U□V。即换流控制部16将提供给各开关元件Q1、Q5的各控制电极的驱动信号S16C变为动作状态电平。
在步骤G202，端子电压差检测部13决定规定的阈值的极性。
在步骤G203，驱动部2施加搜索脉冲。即驱动部2基于设定的搜索通电相，使对应的各开关元件导通。
在步骤G204，端子电压差检测部13判断端子电压差是否在规定的阈值以上。如果判断为规定的阈值以上，则生成阈值超过信号，进入步骤G511，搜索步骤结束。如果判断为规定的阈值以下，则进入步骤G205。
在步骤G205，驱动部2使流过各电动机线圈LU、LV、LW的各电动机电流变为零。即换流控制部16使所有6个驱动信号S16C变为非工作状态电平，驱动部2的各开关元件Q1到Q6截止。
在步骤G206，判断是否将6种的搜索通电相全部设定结束。如果未完成，则进入步骤G207，如果完成，则进入步骤G503。
在步骤G207，换流控制部16将搜索通电相设定为其他组合，返回到步骤G202。
在步骤G503，执行搜索重新设定步骤的动作。
如上所述，搜索步骤中，端子电压差和规定的阈值的差的极性与端子电压差的极性一致的情况下，生成阈值超过信号，发送到换流控制部16。换流控制部16存储发送阈值超过信号时的搜索通电相，基于该搜索通电相和图5设定下一次起动步骤的起动通电相。
另外，在图26的步骤G201将搜索通电相的初始设定作为U□V，但也可从其他的搜索通电相开始搜索步骤。另外，也可不必进行PWM驱动，而进行线性驱动。
接下来，采用图29的搜索步骤G502以及搜索重新设定步骤G503对图26的搜索重新设定步骤G503进行说明。
在步骤G502执行搜索步骤的动作。在端子电压差和规定的阈值之间的差的极性与端子电压差的极性一致的情况下，端子电压差检测部13生成阈值超过信号S21或S22，通过步骤G511结束搜索步骤。接下来，执行表示第一次搜索步骤以后的搜索起动步骤的后续搜索起动步骤G512。后续搜索起动步骤G512的流程，在图28后述。搜索步骤G502中，在即使对所有种类的搜索通电相执行搜索步骤也没有结束的情况下，进入搜索重新设定步骤G503。
在图29的搜索重新设定步骤G503中判断对于搜索通电相的所有种类，尽管施加搜索脉冲，但端子电压差的绝对值也没有在规定的阈值以上，其原因在于规定的阈值过高。在此，使规定的阈值的绝对值降低规定值。
在步骤G504判断端子电压差检测部13中的正的阈值S12A以及负的阈值S12B的各绝对值是否达到下限值。如果未达到，则进入步骤G505，如果达到，则进入步骤G506。
在步骤G505，换流控制部16介由阈值设定部12将规定的阈值的绝对值降低规定值，进入步骤G507。
通过步骤G506，判断即使规定的阈值足够低，端子电压差的绝对值也没有在规定的阈值以上的原因在于转子位置处于搜索角度范围的端部附近。在此，施加使转子相对定子的初始相对位置错开的、一次以上的冲击脉冲(kick pulse)，移动转子位置少许。接下来进入步骤G507。
在步骤G507，判断计测通过搜索重新设定步骤G503的次数的搜索重新设定计数器的值是否达到规定次数。如果达到，则进入步骤G508，如果未达到，则将搜索重新设定计数器的值加1，返回到步骤G502，再次执行搜索步骤。
在步骤G508，放弃搜索起动模式的起动，而执行同步起动模式的起动。
通过步骤G507，在搜索步骤的执行中设置次数限制，防止搜索步骤的过多的重新执行。同步起动模式，为使定子产生规定的转速的旋转磁场，起动电动机的模式。同步起动模式起动速度慢，但即使转子位置不明确也能可靠地起动。搜索重新设定计数器的规定次数可为0以上的任意值。在规定次数为0时，将不再次执行搜索步骤G502，而进入步骤G508。
由以上可知，图26所示的流程图，对所有六种的搜索通电相执行搜索步骤，检测出转子位置，之后直接结束。也可将图26的流程图用于起动步骤执行后的第二次以后的搜索步骤中，但从以后所述的效率化的观点来看，仅用于第一次搜索步骤是有效的。
图28(a)为在搜索起动模式中第一次起动步骤以后的流程图。采用步骤G511结束图26中的第一次搜索步骤后，开始图28(a)的流程图。
如果对图28(a)进行说明，则在步骤G400，开始流程图的动作。
在步骤G401，换流控制部16基于之前的搜索步骤的搜索通电相设定起动通电相，驱动部2施加起动脉冲。
在步骤G402，换流控制部16将通电相设定为上一次能检测出转子位置的搜索通电相，驱动部2施加搜索脉冲。
在步骤G403，端子电压差检测部13判断端子电压差的绝对值是否在规定的阈值以上。在规定的阈值以上的情况下，进入步骤G404，在规定的阈值以下的情况下，进入步骤G405。
在步骤G404，判断转子位于上次判定的60度期间，再次从步骤G401开始反复。
在步骤G405判定转子在下一个60度期间换流，进入步骤G406。
在步骤G406，判定是否满足向反向感应电压模式的切换条件。即采用搜索通电相、阈值超过信号、起动通电相和转子相位信号中的至少一个，生成模式切换信号，基于模式切换信号进行判断。在满足切换条件的情况下，进入步骤G407，结束搜索起动模式。在不满足切换条件的情况下，再次返回到步骤G401。
各步骤G401、G402、G403、G404、G405和起来构成表示第一次搜索步骤以后的搜索起动步骤的后续搜索起动步骤G512。
图28(b)为在搜索起动模式中第一次起动步骤以后的流程图。与图28(a)的流程图的不同点在于，起动脉冲兼用作搜索脉冲。用步骤G511结束图26的第一次搜索步骤后，开始图28(b)的流程图。
如果对图28(b)进行说明，则在步骤G410开始流程图的动作。
在步骤G411，换流控制部16基于之前的搜索步骤中的搜索通电相设定起动通电相，驱动部2施加起动脉冲。
在步骤G412，对于施加步骤G411的起动脉冲，端子电压差检测部13判断端子电压差的绝对值是否在规定的阈值以上。在规定的阈值以上的情况下，进入步骤G414，在规定的阈值以下的情况下，进入步骤G413。
在步骤G413，判断转子位于上次判定的60度期间，再次从步骤G411开始反复。
在步骤G414判定转子在下一个60度期间换流，进入步骤G415。
在步骤G415，判定是否满足向反向感应电压模式的切换条件。即采用搜索通电相、阈值超过信号、起动通电相和转子相位信号中的至少一个，生成模式切换信号，基于模式切换信号进行判断。在满足切换条件的情况下，进入步骤G416，结束搜索起动模式。在不满足切换条件的情况下，再次返回到步骤G411。
各步骤G411、G412、G413、G414和起来构成表示第一次搜索步骤以后的搜索起动步骤的后续搜索起动步骤G512。
如上所述，由于在图28(b)中起动脉冲兼用作搜索脉冲，因此省略了图28(a)的搜索脉冲施加的步骤G402。在结束的步骤G407以及G416以后，转移到反向感应电压模式的动作。通过图28(b)，在不影响转矩的搜索脉冲的改变中利用起动脉冲，因此能够提高起动时的加速度。
此外还有，通过图8的转子位置的可判定位置可知，能够一边排除冗长性，一边通过四种的搜索通电相判定转子位置。
图27为二相通电的4种的搜索通电相的搜索步骤的流程图。
在图27中，在步骤G301使电动机电流为零后，从第一相向第二相施加搜索脉冲。
在步骤G302中，端子电压差检测部13判断端子电压差是否在正的阈值以上。在正的阈值以上的情况下，生成阈值超过信号S21，在步骤G511结束搜索步骤。在正的阈值以下的情况下，进入步骤G303。
在步骤G303，端子电压差检测部13判断端子电压差是否在负的阈值以下。如果判断为负的阈值以下，则生成阈值超过信号S22，进入步骤G511，搜索步骤结束。如果判断为负的阈值以上，则进入步骤G304。
在步骤G304，使电动机电流为零后，从第二相向第一相施加搜索脉冲。
在步骤G305，端子电压差检测部13判断端子电压差是否在正的阈值以上。在正的阈值以上的情况下，生成阈值超过信号S21，在步骤G511结束搜索步骤。在正的阈值以下的情况下，进入步骤G306。
在步骤G306，端子电压差检测部13判断端子电压差是否在负的阈值以下。在负的阈值以下的情况下，生成阈值超过信号S22，在步骤G511结束搜索步骤。在负的阈值以上的情况下，进入步骤G307。
在步骤G307，使电动机电流为零后，从第二相向第三相施加搜索脉冲。
在步骤G308，端子电压差检测部13判断端子电压差是否在正的阈值以上。在正的阈值以上的情况下，生成阈值超过信号S21，在步骤G511结束搜索步骤。在正的阈值以下的情况下，进入步骤G309。
在步骤G309，端子电压差检测部13判断端子电压差是否在负的阈值以下。在负的阈值以下的情况下，生成阈值超过信号S22，在步骤G511结束搜索步骤。在负的阈值以上的情况下，进入步骤G310。
在步骤G310，使电动机电流为零后，从第三相向第二相施加搜索脉冲。
在步骤G311，端子电压差检测部13判断端子电压差是否在正的阈值以上。在正的阈值以上的情况下，生成阈值超过信号S21，在步骤G511结束搜索步骤。在正的阈值以下的情况下，进入步骤G312。
在步骤G312，端子电压差检测部13判断端子电压差是否在负的阈值以下。在负的阈值以下的情况下，生成阈值超过信号S22，在步骤G511结束搜索步骤。在负的阈值以上的情况下，进入步骤G503。
在步骤G503执行搜索重新设定步骤的动作。
由此，在步骤G312之前向四种的搜索通电相施加搜索脉冲，如果不能判断转子位置，进行搜索重新设定步骤。
接下来，采用图29的搜索步骤G502和搜索重新设定步骤G503对图27的搜索重新设定步骤G503进行说明。
在步骤G502中，执行搜索步骤的动作。在端子电压差和规定的阈值之间的差的极性与端子电压差的极性一致的情况下，端子电压差检测部13生成阈值超过信号S21或S22，通过步骤G511结束搜索步骤。接下来，执行表示第一次搜索步骤以后的搜索起动步骤的后续搜索起动步骤G512。后续搜索起动步骤G512的流程，在图28后述。搜索步骤G502中，在即使对所有四种的搜索通电相执行搜索步骤也没有结束的情况下，进入搜索重新设定步骤G503。
在图29的搜索重新设定步骤G503中，判断虽然对搜索通电相的所有四种施加搜索脉冲，但中性点电压的绝对值没有在规定的阈值以上的原因在于规定的阈值过高。在此，使规定的阈值的绝对值降低规定值。
在步骤G504判断端子电压差检测部13的正的阈值S12A以及负的阈值S12B的各绝对值是否达到下限值。如果未达到，则进入步骤G505，如果达到，则进入步骤G506。
在步骤G505，换流控制部16介由阈值设定部12将规定的阈值的绝对值降低规定值，进入步骤G507。
通过步骤G506，判断即使规定的阈值足够低，端子电压差的绝对值也没有在规定的阈值以上的原因在于转子位置处于搜索角度范围的端部附近。在此，施加用于使转子相对定子的初始相对位置错开的、一次以上的冲击脉冲(kick pulse)，移动转子位置少许。接下来进入步骤G507。
在步骤G507，判断计测通过搜索重新设定步骤G503的次数的搜索重新设定计数器的值是否达到规定次数。如果达到，则进入步骤G508，如果未达到，则将搜索重新设定计数器的值加1，返回到步骤G502，再次执行搜索步骤。
在步骤G508，放弃搜索起动模式的起动，而执行同步起动模式的起动。
通过步骤G507，在搜索步骤的执行中设置次数限制，防止搜索步骤的过多的重新执行。同步起动模式，为使定子产生规定的转速的旋转磁场，起动电动机的模式。同步起动模式起动速度慢，但即使转子位置不明确也能可靠地起动。搜索重新设定计数器的规定次数可为0以上的任意值。在规定次数为0时，不再次执行搜索步骤G502，而进入步骤G508。
由以上可知，图27所示的流程图，对所有四种的搜索通电相执行搜索步骤，检测出转子位置，之后直接结束。也可将图27的流程图用于起动步骤执行后的第二次以后的搜索步骤中，但从以后所述的效率化的观点来看，仅用于第一次搜索步骤是有效的。图27中的第一相、第二相以及第三相也可从U相、V相以及W相的三相中适当地不重复地选择。
图28(a)为在搜索起动模式中第一次起动步骤以后的流程图。采用步骤G511结束图27中的第一次起动步骤后，开始图28(a)的流程图。
如果对图28(a)进行说明，则在步骤G400，开始流程图的动作。
在步骤G401，换流控制部16基于之前的搜索步骤中的搜索通电相设定起动通电相，驱动部2施加起动脉冲。
在步骤G402，换流控制部16将通电相设定为上一次能检测到转子位置的搜索通电相，驱动部2施加搜索脉冲。
在步骤G403，端子电压差检测部13判断端子电压差的绝对值是否在规定的阈值以上。在规定的阈值以上的情况下，进入步骤G404，在规定的阈值以下的情况下，进入步骤G405。
在步骤G404，判断转子位于上次判定的60度期间，再次从步骤G401开始反复。
在步骤G405判定转子在下一个60度期间换流，进入步骤G406。
在步骤G406，判定是否满足向反向感应电压模式的切换条件。即采用搜索通电相、阈值超过信号、起动通电相和转子相位信号中的至少一个，生成模式切换信号，基于模式切换信号进行判断。在满足切换条件的情况下，进入步骤G407，结束搜索起动模式。在不满足切换条件的情况下，再次返回到步骤G401。
各步骤G401、G402、G403、G404、G405和起来构成表示第一次搜索步骤以后的搜索起动步骤的后续搜索起动步骤G512。
图28(b)为在搜索起动模式中第一次起动步骤以后的流程图。与图28(a)的流程图的不同点在于，起动脉冲兼用作搜索脉冲。用步骤G511结束图25的第一次搜索步骤后，开始图28(b)的流程图。
如果对图28(b)进行说明，则在步骤G410开始流程图的动作。
在步骤G411，换流控制部16基于之前的搜索步骤的搜索通电相设定起动通电相，驱动部2施加起动脉冲。
在步骤G412，对应步骤G411中的起动脉冲的施加，端子电压差检测部13判断端子电压差的绝对值是否在规定的阈值以上。在规定的阈值以上的情况下，进入步骤G414，在规定的阈值以下的情况下，进入步骤G413。
在步骤G413，判断转子位于上次判定的60度期间，再次从步骤G411开始反复。
在步骤G414判定转子在下一个60度期间换流，进入步骤G415。
在步骤G415，判定是否满足向反向感应电压模式的切换条件。即采用搜索通电相、阈值超过信号、起动通电相和转子相位信号的至少一个，生成模式切换信号，基于模式切换信号进行判断。在满足切换条件的情况下，进入步骤G416，结束搜索起动模式。在不满足切换条件的情况下，再次返回到步骤G411。
各步骤G411、G412、G413、G414和起来构成表示第一次搜索步骤以后的搜索起动步骤的后续搜索起动步骤G512。
如上所述，由于在图28(b)中起动脉冲兼用作搜索脉冲，因此省略了图28(a)的搜索脉冲施加的步骤G402。在结束的步骤G407以及G416以后，转移到反向感应电压模式的动作。通过图28(b)，在不影响转矩的搜索脉冲的改变中利用起动脉冲，因此能够提高起动时的加速度。
接下来，对图1A中所示的以搜索起动模式的搜索步骤进行工作的端子电压差检测部13进行说明。图19(a)、(b)为各比较器21、22和第一相选择部24的具体例子。
在图1A、图19(a)中，驱动部2使两相通电的搜索脉冲电流流入电动机。换流控制部16生成表示非通电相的相选择信号S16G，发送到第一相选择部24。第一相选择部24也被输入U相电动机端子电压SU、V相电动机端子电压SV、W相电动机端子电压SW以及模拟中性点电压SPN。第一相选择部24基于相选择信号S16G选择各相电动机端子电压SU、SV、SW中至少一个，与模拟中性点电压一起发送到各比较器21、22。
通过第一相选择部24所选择的电动机端子电压被输入到各比较器21、22的同相输入端子，模拟中性点电压SPN输入到反相输入端子。如果所选择的电动机端子电压和模拟中性点电压SPN之差在正的阈值S12A以上，则比较器21生成阈值超过信号S21，向换流控制部16发送。如果所选择的电动机端子电压和模拟中性点电压SPN之差在负的阈值S12B以下，则比较器22生成阈值超过信号S22，向换流控制部16发送。由此，在端子电压差和规定的各阈值S12A、S12B之间的差的极性与端子电压差的极性一致的情况下，端子电压差检测部13生成阈值超过信号S21或S22，向换流控制部16发送。
另外，在兼用端子电压差检测部13和反向感应电压检测部14的各个比较器时，在反向感应电压模式中，在各比较器21、22的反相输入端子中输入中性点电压SCN，减小规定的各阈值S12A、S12B的绝对值或将其设为零。
图19(b)与图1A的结构不同，不使用第一相选择部24，准备各U相比较器21U、22U、各V相比较器21V、22V和各W相比较器21W、22W，直接从非通电相的各相电动机端子QU、QV、QW读出端子电压差。通过比较器21U、22U、21V、22V、21W、22W分别生成的阈值超过信号S21U、S22U、S21V、S22V、S21W、S22W被输入到换流控制部16，在换流控制部16中选择非通电相的阈值超过信号。另外，在兼用端子电压差检测部13和反向感应电压检测部14的各个比较器时，在反向感应电压模式中，在各比较器21U、22U、21V、22V、21W、22W的反相输入端子中输入中性点电压SCN，减小规定的各阈值S12A、S12B的绝对值或将其设为零。
接下来，对以图1A中所示的反向感应电压模式进行工作的反向感应电压差检测部14进行说明。图20(a)、(b)为比较器23和第二相选择部20的具体例子。
图20(a)表示一个比较器23介由第二相选择部20从非通电相的各相电动机端子读出反向感应电压的结构。此外，图20(b)与图1A的结构不同，为不使用第二相选择部20，而准备U相比较器23U、V相比较器23V、W相比较器23W的结构。即直接从非通电相的各相电动机端子读出端子电压差。通过比较器23U、23U、23W分别生成的阈值超过信号S23U、S23V、S23W被输入到换流控制部16，在换流控制部16中选择非通电相的阈值超过信号。
图21为反向感应电压模式中的通入电流波形的时序图和表示各相零交叉点的方向的说明图。换流控制部16设定通电相，驱动部2在所设定的通电相中通入相电流。其结果，在各相电动机线圈中感应反向感应电压。此外，换流控制部16按照可检测反向感应电压的方式设定非通电相。在非通电相中，反向感应电压的零交叉点及其方向由反向感应电压检测部14检测出。
图21(a)的实线表示U相电流IU、虚线表示U相反向感应电压EU。同样图21(b)的实线表示表示V相电流IV、虚线表示V相反向感应电压EV，图21(c)的实线表示W相电流IW、虚线表示W相反向感应电压EW。对各相电流IU、IV、IW的斜线部分进行PWM控制。各期间H1、H2、H3、H4、H5以及H6分别相当于电角度60度。在图21(d)中，在各相电流IU、IV、IW为正的情况下，为源电流，此外在负的情况下为汇集电流。各相电流IU、IV、IW与图21(a)、(b)、(c)对应，在源电流以及汇集电流的各通电状态中，依次转移状态为增加状态、导通(on)固定状态以及减少状态。
接下来，在图21(d)中，对非通电相中产生的反向感应电压的零交叉点进行说明。
在期间H1中，换流控制部16将W相设定为非通电相。第二相选择部20选择中性点电压SCN和W相电动机端子电压SW，比较器23检测出表现为W相电动机端子电压SW中的W相反向感应电压处于中性点电压SCN以下的W相反向感应电压的下降零交叉点。将其表示为“W相下降”。在期间H2中，换流控制部16将V相设定为非通电相。第二相选择部20选择中性点电压SCN和V相电动机端子电压SV，比较器23检测出由V相电动机端子电压SV所表示的V相反向感应电压处于中性点电压SCN以上的V相反向感应电压的上升零交叉点。将其表示为“V相上升”。同样，比较器23在期间H3检查出U相反向感应电压位于中性点电压SCN以下的U相下降零交叉点，在期间H4检查出W相反向感应电压位于中性点电压SCN以上的W相上升零交叉点，在期间H5检查出V相反向感应电压位于中性点电压SCN以下的V相下降零交叉点，在期间H6检查出U相反向感应电压位于中性点电压SCN以上的U相上升零交叉点。
如上所述，在反向感应电压模式中，各相的反向感应电压在各相的非通电相中可检测。该反向感应电压的零交叉的反向，通过包括第二相选择部20和比较器23的反向感应电压检测部14检测出来。
采用图22，对反向感应电压的零交叉检测进行详细叙述。图22(a)为检测反向感应电压的零交叉的时序图。图22(b)以及(c)为在反向感应电压模式之后转子位置处于各时刻69、70时的电流曲线(profile)的波形图。横轴表示转子位置或时间轴。61表示图21所示的6种的60度期间H1到H6中任一个。62、63以及64分别表示60度期间61的中心位置、开始位置以及结束位置。67A、67B以及68A、68B表示反向感应电压零交叉检测期间的开始时刻以及结束时刻。该反向感应电压零交叉检测期间中、65A以及65B表示相位超前，66A以及66B表示反向感应电压零交叉到来之前的延长期间。
无传感器驱动，为了检测出反向感应电压，需要在各相中形成规定的零电流期间。将零电流期间内的规定的期间作为反向感应电压零交叉检测期间。如图21所示，预测的反向感应电压零交叉时刻为从由上次的其他相产生的反向感应电压零交叉的时刻经过60度后。自该预测时刻提前各相位超前期间65A、65B的各时刻67A、67B中，开始零交叉检测期间。由此，在预测的周期比实际长的情况下，即预测的转速比实际低的情况下，相位只超前一点点而预测值缓缓被修正。此外，在预测的周期比实际短的情况下，即预测的转速比实际高的情况下，如上所述，各延长期间66A、66B的期间、继续等待产生反向感应电压零交叉。其结果相位延迟并在时刻68A或68B中检测出正的反向感应电压零交叉，修正预测时刻。
通常在切换为反向感应电压模式之前的搜索起动模式中，60度正转换流期间中的起动脉冲的个数足够多。因此，反向感应电压模式中变化的时刻，在60度期间中的初始阶段产生，在反向感应电压模式中变化之后的转子位置也位于其附近的位置、例如时刻69。此时，电流曲线如图22(b)那样。接受之前的转子位置信息，U相电流84A比较急剧地上升，V相电流83A比较急剧地下降，W相电流85A以比较缓慢的倾斜度下降。之后，V相电流83A以比较缓慢的倾斜度开始上升。V相电流83A和W相电流85A等的缓慢变化率，用于形成对电动机振动以及噪声降低有效的斜波(slope)状电流。不久V相电流83A变为零，在V相电流83A稳定为零之前，经过短期间的零电流期间。之后，为了检查出V相电流83A从负向正的上升零交叉点，开始零交叉检测期间。在时刻62，检测出V相上升零交叉点的结果、V相电流再次在正方向以比较缓慢的倾斜度开始上升。
如上所述，在某60度期间变化为反向感应电压模式后，在相同的60度期间的中间时刻62产生反向感应电压零交叉，可检测出该反向感应电压零交叉。即从变化为反向感应电压模式的时刻开始约30度期间后的时刻62的附近设定零交叉检测期间即可。此时，零交叉检测期间，在检测出零交叉之前继续，能够正确地检测出零交叉时刻。
如果在之前的搜索起动模式中，60度正转换流期间中的起动脉冲的次数不多的情况下，变为反向感应电压模式的时刻也可在该60度期间中的终局阶段产生。因此，反向感应电压模式中变化后的转子位置也位于其附近的位置例如时刻70。此时，电流曲线如图22(c)那样。接受之前的转子位置信息，U相电流84B比较急剧地上升，V相电流83B比较急剧地下降，W相电流85B以比较缓慢的倾斜度下降。之后，V相电流83B以比较缓慢的倾斜度开始上升。V相电流83B和W相电流85B等的缓慢变化率，用于形成对电动机振动以及噪声降低有效的斜波状电流。不久V相电流83B变为零，在V相电流83B稳定为零之前，经过短期间的零电流期间。之后，为了检查出V相反向感应电压从负向正的上升零交叉点，开始零交叉检测期间。
此时，在时刻62，已发生反向感应电压零交叉。因此，在接下来的60度期间的中间时刻，还考虑检测零交叉的结构。但是，如上所述如果起动脉冲的次数足够多，则零交叉检测期间在90度相当期间继续，会产生转矩降低的问题。因此，即使在切换为反向感应电压模式之后的转子位置位于时刻70的情况下，也可为等待当前60度期间的反向感应电压零交叉一方。由于在时刻62已产生反向感应电压零交叉，因此在180度相当期间之前反向感应电压的极性恒定。在反向感应电压零交叉检测开始时刻67B中可基于该极性判断已产生反向感应电压零交叉。判断后，直接认为已检测出零交叉，形成下一个60度的曲线。另外，在这种情况下，不会产生转矩降低。如已说明那样，每个相位超前期间65B缩短预测周期信息，不久能够检测出正确的零交叉时刻。
图23、图24为对最近的三相无刷电动机1B从搜索起动模式切换为反向感应电压模式之后，测定非通电相中产生的反向感应电压的状态的波形图。在图23(a)中，图示了在从U相线圈向V相线圈的通电时，电动机转数为50rpm时作为非通电相的W相中产生的反向感应电压SF23B和W相的感应电压SF23A。横轴为电角度，纵轴以中性点电压SCN为基准(0V)。该三相无刷电动机1B的发电常数Ke为Ke＝0.74mV/rpm。在图23(b)中，图示了合成了图23(a)的W相的感应电压SF23A和W相的反向感应电压SF23B后的合成电压SF23C。
在图24(a)中，图示了在从U相线圈到V相线圈的通电时，电动机转数100rmp时作为非通电相的W相中产生的反向感应电压SF24B、电动机转数200rmp时作为非通电相的W相中产生的反向感应电压SF24C和W相的感应电压SF24A。图24(a)的感应电压SF24A与感应电压SF23A相同。在图24(b)中，图示了合成电压SF24D和合成电压SF24E，其中合成电压SF24D合成了图24(a)的W相的感应电压SF24A和电动机转数100rmp时的W相的反向感应电压SF24B，合成电压SF24E合成了W相的感应电压SF24A和电动机转数200rmp时的W相的反向感应电压SF24C。
在此，在从搜索起动模式切换为反向感应电压模式之后的反向感应电压模式中，在从U相到V相的通电时，在非通电相的W相电动机线圈的两端，如图23(b)、图24(b)所示，产生反向感应电压和感应电压的合成电压。此时，如图21的期间H1所示，该W相的合成电压的下降零交叉电已被检测出。
如图23(b)所示，在从搜索起动模式切换到反向感应电压模式之后，电动机转数较低，因此在W相产生的反向感应电压仍很小。二相通电的电流，为了起动电动机而较大，W相的感应电压的影响较大。因此，在电动机转数50rpm中，W相的合成电压SF23C的零交叉点产生在电角度50度附近和270度附近的两个位置。在反向感应电压检测期间，产生的零交叉点位于50度附近时，在正常检测位置没有特别的问题，但在270度附近时，在错误检测位置会有产生电动机反转等的问题。
为了避免图23(b)所示的问题，如图24(b)所示，在从搜索起动模式切换为反向感应电压模式之后，稍微提高电动机转数。由此，在W相中产生的反向感应电压稍微增大，W相的感应电压对通过与W相感应电压的合成所产生的W相合成电压的影响减小。
图24(b)的电动机转数100rmp和电动机转数200rmp时，合成电压的零交叉点位于一个位置即电角度50度附近。由于电动机转数稍微变高的量、W相中产生的反向感应电压增大，因此W相的合成电压增大，避免了与电角度270度附近的中性点电压SCN之间的零交叉。在反向感应电压检测期间中，避免270度附近的零交叉点的误检测，只检测正常检测位置的50度附近的零交叉点。由此，在从搜索起动模式切换到反向感应电压模式时，需要在搜索起动模式中将电动机转数加速到规定的转数后，切换为反向感应电压模式。
然而通常在三相无刷电动机中，在U相线圈中产生的反向感应电压、V相线圈中产生的反向感应电压和W相线圈中产生的反向感应电压为具有120度的相位差的正弦波状的波形。此时，三相电动机的中性点电压SCN成为U相线圈、V相线圈、W相线圈中产生的反向感应电压的合成电压。即中性点电压SCN合成三相的正弦波，除去三次高次谐波成分等后变为零。因此，在作为中性点电压SCN和模拟中性点电压SPN的电压差的中性点电压差中不包括反向感应电压的影响。
如上所述，通过第一实施方式，在搜索起动模式中，交替反复根据二相通电的端子电压差检测出转子位置的搜索步骤和在切换为反向感应电压之前向电动机提供适当的起动加速的起动步骤。此时，非通电相的端子电压差与线圈两端电压和中性点电压差相比，振幅变大且抗噪性优良。此外，由于转子位置的检测角度范围增大，因此防止不能检测出转子位置的角度产生。由此，根据端子电压差能够检测出正确的转子位置信息。从而，在搜索起动模式中，能够检测出正确的转子位置，能够迅速且正确地进行期望的起动加速。
此外，在从搜索起动模式切换为反向感应电压模式之后，在以反向感应电压检测为目的的非通电相中，产生感应电压和反向感应电压的合成电压。如果电动机起动时的初始加速期间的转速不充分，则如图23所示，在特定的三相无刷电动机1B中，会产生电动机位置的误检测所引起的反转等的问题。通过第一实施方式，在搜索起动模式中，能够检测出正确的转子位置，可迅速且可靠地进行期望的起动加速，因此能够在规定的电动机转数以上，反向感应电压能大到规定电压以上。在特定的三相无刷电动机1B中，从搜索起动模式、切换为反向感应电压模式之后到稳定旋转之前，不会进行转子位置的误检测，而能迅速且正确地起动。
接下来，对搜索起动模式以及反向感应电压模式进行更具体的说明。
在搜索步骤中，按照图5的状态F1到F6的顺序对6种的搜索通电相施加搜索脉冲。在图6中表示对各搜索通电相可检测的转子位置。如上所述，在第二次以后的搜索步骤的第一次搜索脉冲的施加中，在第一次搜索步骤中，使用能够检测转子位置的搜索通电相。如果不能检测转子位置，则在第二次搜索脉冲的施加时使用转子60度正转时的搜索通电相。
图7示意地表示搜索脉冲和起动脉冲的施加的样子。在图7中，横轴为时间轴，图7(a)、(b)及(c)分别表示U相线圈电流、V相线圈电流以及W相线圈电流。
图7(d)为与起动通电相系列FA对应、比较器21以及比较器22的输出结果，图7(e)为转子位置的判定结果。图7(f)为与起动通电相系列FB对应、比较器21以及比较器22的输出结果，图7(g)为转子位置的判定结果。图7(h)总结图7(d)、(f)的输出结果，图7(i)总结图7(e)、(g)的转子位置的判定结果。图7(h)中的正、负以及0分别表示比较器21的输出为高电平、比较器22的输出为低电平、以及比较器21的输出不是高电平且比较器22的输出不是低电平。图7(i)的230、290、350以及70分别表示转子位置的判定结果为230度附近、290度附近、350度附近以及70度附近。
图7中，在第一次搜索步骤中，适用可施加六次搜索脉冲的图25、图26的搜索步骤。在第一次搜索步骤之后，适用图28(a)的后续搜索起动步骤。
在图7中，DS1为第一次搜索步骤。在图6的六种的搜索通电相内，基于图25、图26的流程图以图5的状态F1、F2、F3的顺序施加搜索脉冲。在第一次以及第二次施加中，端子电压差检测部13不能检测转子位置。在第三次施加中，通过开关元件Q2以及Q6的导通，将搜索脉冲从V相施加到W相。比较器22的输出成为低电平，阈值超过信号S22被发送到换流控制部16。判定转子位置位于230度附近，保存此时的搜索通电相。接下来，在SP1所示的第一次起动步骤中，通过开关元件Q2以及Q4的导通，将起动脉冲从V相施加到U相，对转子提供最佳起动转矩。
在第二次搜索步骤DS2中，在上次保存的搜索通电相施加搜索脉冲。起动时一般转速低，因此产生换流的频度与转子位置的搜索次数相比非常低。在DS2中，比较器22的输出再次变为低电平，保存此时的搜索通电相。接下来，在第二次起动步骤SP2中，与起动步骤SP1相同，将起动脉冲从V相施加到U相，对转子提供最佳起动转矩。对第三次搜索步骤DS3以及起动步骤SP3和第四次搜索步骤DS4以及起动步骤SP4也相同，将起动脉冲从V相提供到U相。
第五次搜索步骤DS5由两次搜索脉冲构成。其中第一次搜索脉冲在上次保存的搜索通电相施加搜索脉冲。此时作为比较器22的输出得不到低电平。因此假定第五次搜索步骤DS5中的第二次搜索脉冲位于将转子旋转电角度60度后的290度附近，通过开关元件Q2以及Q4的导通将搜索脉冲从V相施加到U相。比较器21的输出成为高电平，判定转子位置在290度附近，保存此时的搜索通电相。接下来，在第五次起动步骤SP5中，通过开关元件Q3以及Q4的导通，将起动脉冲从W相施加到U相，对转子提供最佳起动转矩。以后，对第六次搜索步骤DS6以及起动步骤SP6和第七次搜索步骤DS7以及起动步骤SP7也一样，将起动脉冲从W相提供到U相。
第八次搜索步骤DS8由两次搜索脉冲构成。其中第一次搜索脉冲在上次保存的搜索通电相施加搜索脉冲。此时作为比较器21的输出得不到高电平。因此假定第八次搜索步骤DS8的第二次搜索脉冲位于将转子旋转电角度60度后的350度附近，通过开关元件Q3以及Q4的导通将搜索脉冲从W相施加到U相。比较器22的输出成为低电平，判定转子位置在350度附近，保存此时的搜索通电相。接下来，在第八次起动步骤SP8中，通过开关元件Q3以及Q5的导通，将起动脉冲从W相施加到V相，对转子提供最佳起动转矩。以后，对第九次搜索步骤DS9以及起动步骤SP9也一样，将起动脉冲从W相提供到V相。
第十次搜索步骤DS10由一次搜索脉冲构成。第一次搜索脉冲在上次保存的搜索通电相施加搜索脉冲。此时作为比较器21的输出得到高电平。因此判定作为第十次搜索步骤DS10的第一次搜索脉冲位于转子旋转电角度80度后的70度附近。接下来，如次稳定步骤AP1所示，通过开关元件Q1以及Q5的导通，基于PWM控制将驱动电流从U相供给到V相，加速转子的旋转。
在此，经过确认第一个60度正转换流的第五次搜索步骤DS5、确认第二个60度正转换流的第八次搜索步骤DS8，在第十次搜索步骤DS10中确认80度正转换流。如果根据上述三个从60度到80度的正转换流而判断旋转起动成功，则次稳定步骤AP1后，通过反向感应电压模式基于反向感应电压的位置检测可施加通常的加速转矩。
如果图7的过程与图29的流程图对应，则第一次搜索步骤DS1与搜索步骤G502对应，从第一次起动步骤SP1到次稳定步骤AP1经过步骤G511后与后续搜索起动步骤G512对应。接下来，在步骤G501中判断转速是否在规定值以上。步骤G501更一般地也可按照图28(a)、(b)的各步骤G406、G415那样判断是否满足向反向感应电压模式的切换条件。在步骤G501转速在规定值以上的情况下，进入各步骤G509、G510的反向感应电压模式，转速在规定值以下的情况下，在步骤G513将搜索重新设定计数器复位为初始值，再次执行搜索步骤G502。
在步骤G501中，判断是否进入反向感应电压模式、即旋转起动是否成功。在图7的说明中，虽然按照三次从60度到80度的正转换流而判断旋转起动成功，但也可按照进行三次以外的次数、或从60度到80以外的电角度的正转换流而判定转子的旋转起动成功。此外，也可根据从60度到80度的正转换流的期间中得到的转速达到规定值，判定旋转起动成功。还有，作为转速达到规定值的信号采用将搜索步骤从60度的正转换流的期间切换到80度正转换流的期间的信号，据此来判定旋转起动成功。
此外，由于在从搜索起动模式变化为反向感应电压模式之后施加加速转矩，形成电流曲线(profile)，需要设置检测反向感应电压的零交叉的零电流期间。基于搜索起动模式中的从60度到80度的每个换流周期在预先预测反向感应电压的零交叉的时刻设定该零电流期间。
在图7中，检测次稳定步骤AP1后的零交叉。接受判定转子位置的60度区域，例如在搜索起动模式的60度区域的大致中心时刻应该产生的W相线圈的反向感应电压中，检测从正到负的零交叉点。在零交叉检测期间的开始时，如果仍未产生规定的零交叉，则等待该零交叉的产生，根据零交叉的产生而检测60度正转换流。换句话说，在等待W相线圈的反向感应电压从正向负的零交叉的情况下，在反向感应电压检测期间开始时，如果W相线圈的反向感应电压仍为正，则到产生规定的零交叉之前继续零交叉检测，根据W相线圈的反向感应电压变负的时刻按照说明产生零交叉。在反向感应电压零交叉检测期间的开始时，在根据反向感应电压信号的极性判定已产生规定的零交叉时，用反向感应电压零交叉检测期间的开始时刻作为零交叉时刻。即例如在等待W相线圈的反向感应电压从正向负的零交叉的情况下，如果检测期间开始时W相线圈的反向感应电压已变为负，则直接产生零交叉。
(第一实施方式的变形例1)在第一实施方式中，采用图7的具体例对图6、图8的全部6种的搜索通电相进行了说明。但在第一实施方式的变形例1中，采用图9的具体例，以与上述第一实施方式不同的点为中心对4种的搜索通电相进行了说明。其他的结构、动作以及效果与第一实施方式相同。
根据图6、图8可知，对这些所有搜索通电相不需要全部施加搜索脉冲。
U□V(正)/(负)、V□U(正)/(负)、V□W(正)/(负)、W□V(正)/(负)、或者、W□U(正)/(负)、U□W(正)/(负)换言之、第1相□第2相(正)/(负)、第2相□第1相(正)/(负)、第2相□第3相(正)/(负)、第3相□第2相(正)/(负)、或者、第3相□第1相(正)/(负)、第1相□第3相(正)/(负)，关于上述任一种，由于基于两种的搜索通电相的四个搜索角度范围重复很少，因此对转子位置的搜索有效。在第一次搜索步骤中，从这些三种的搜索条件中选择一个，施加第一次搜索脉冲。如果不能检测出转子位置，则以相同搜索条件使施加极性相反地施加第二次搜索脉冲。如果不能检测出转子位置，则选择三种的搜索条件中另一个，施加第三次搜索脉冲。如果不能检测出转子位置，则以相同搜索条件以相反地施加极性施加第四次搜索脉冲。
如上所述，在第一实施方式的变形例1中，表示在第一次搜索步骤中，以下述所示的顺序选择图8的搜索通电相，搜索转子位置的情况。
以下述顺序施加搜索脉冲第1相□第2相(正)/(负)、第2相□第1相(正)/(负)、第2相□第3相(正)/(负)、第3相□第2相(正)/(负)、也即、U□V(正)/(负)、V□U(正)/(负)、V□W(正)/(负)、W□V(正)/(负)。
如上所述，在第二次以后的搜索步骤的第一次搜索脉冲的施加中，在第一次搜索步骤中，使用能检测转子位置的搜索通电相。如果不能检测转子位置，则在第二次搜索脉冲的施加中，使用转子为60度正转时的搜索通电相。
图9示意地表示施加搜索脉冲和起动脉冲的样子。在图9中，横轴为时间轴，图9(a)、(b)及(c)分别表示U相线圈电流、V相线圈电流以及W相线圈电流。
图9(d)为与起动通电相系列FA对应的、比较器21以及比较器22的输出结果。图9(e)为转子位置的判定结果。图9(d)的正、负以及0正、负以及0分别表示比较器21的输出为高电平、比较器22的输出为低电平、以及比较器21的输出不是高电平且比较器22的输出不是低电平。图9(e)的230、290、350以及50分别表示转子位置的判定结果为230度附近、290度附近、350度附近以及50度附近。
图9中，在第一次搜索步骤中，适用可施加四次搜索脉冲的图27的搜索步骤。在第一次搜索步骤之后，适用图28(a)的后续搜索起动步骤。
在图9中，DS1为第一次搜索步骤。在图8所示的四种的搜索通电相内，基于图27的流程图以图5的状态F1、F4、F3的顺序施加搜索脉冲。在第一次以及第二次施加中，端子电压差检测部13不能检测转子位置。在第三次施加中，通过开关元件Q2以及Q6的导通，将搜索脉冲从第二相(V相)施加到第三相(W相)。比较器22的输出成为低电平，阈值超过信号S22被发送到换流控制部16。判定转子位置位于230度附近，保存此时的搜索通电相。接下来，在SP1所示的第一次起动步骤中，通过开关元件Q2以及Q4的导通，将起动脉冲从第二相(V相)施加到第一相(U相)，对转子提供最佳起动转矩。
在第二次搜索步骤DS2中，在上次保存的搜索通电相施加搜索脉冲。起动时一般转速低，因此产生换流的频度与转子位置的搜索次数相比非常低。在DS2中，比较器22的输出再次变为低电平，保存此时的搜索通电相。接下来，在第二次起动步骤SP2中，与起动步骤SP1相同，将起动脉冲从第二相(V相)施加到第一相(U相)，对转子提供最佳起动转矩。对第三次搜索步骤DS3以及起动步骤SP3和第四次搜索步骤DS4以及起动步骤SP4也相同，将起动脉冲从第二相(V相)提供到第一相(U相)。
第五次搜索步骤DS5由两次搜索脉冲构成。其中第一次搜索脉冲在上次保存的搜索通电相施加搜索脉冲。此时作为比较器22的输出得不到低电平。因此假定第五次搜索步骤DS5中的第二次搜索脉冲位于将转子旋转电角度60度后的290度附近，通过开关元件Q2以及Q4的导通将搜索脉冲从第二相(V相)施加到第一相(U相)。比较器21的输出成为高电平，判定转子位置在290度附近，保存此时的搜索通电相。接下来，在第五次起动步骤SP5中，通过开关元件Q3以及Q4的导通，将起动脉冲从第三相(W相)施加到第一相(U相)，对转子提供最佳起动转矩。以后，对第六次搜索步骤DS6以及起动步骤SP6和第七次搜索步骤DS7以及起动步骤SP7也一样，将起动脉冲从第三相(W相)提供到第一相(U相)。
第八次的搜索步骤DS8由两次搜索脉冲构成。其中第一次搜索脉冲在上次保存的搜索通电相施加搜索脉冲。此时作为比较器21的输出得不到高电平。因此假定第八次搜索步骤DS8的第二次搜索脉冲位于将转子旋转电角度60度后的350度附近，通过导通开关元件Q3以及Q4将搜索脉冲从第三相(W相)施加到第一相(U相)。比较器22的输出成为低电平，判定转子位置在350度附近，保存此时的搜索通电相。接下来，在第八次起动步骤SP8中，通过开关元件Q3以及Q5的导通，将起动脉冲从第三相(W相)施加到第二相(V相)，对转子提供最佳起动转矩。以后，对第九次搜索步骤DS9以及起动步骤SP9也一样，将起动脉冲从第三相(W相)提供到第二相(V相)。
第十次搜索步骤DS10由两次搜索脉冲构成。其中第一次搜索脉冲在上次保存的搜索通电相施加搜索脉冲。此时作为比较器22的输出得不到低电平。因此假设作为第十次搜索步骤DS10的第二次搜索脉冲位于转子旋转电角度60度后的50度附近，通过开关元件Q3及Q5的导通，将搜索脉冲从第三相(W相)施加到第二相(V相)。比较器21的输出为高电平，判定转子位置位于50度附近。接下来，如次稳定步骤AP1所示，通过开关元件Q1以及Q5的导通，基于PWM控制将驱动电流从U相供给到V相，加速转子的旋转。
在此，经过确认第一次60度正转换流后的第五次搜索步骤DS5、确认第二个60度正转换流后的第八次搜索步骤DS8，在第十次搜索步骤DS10中确认第三次60度正转换流。如果根据上述三次60度的正转换流而判断旋转起动成功，则次稳定步骤AP1后，通过反向感应电压模式基于反向感应电压的位置检测，可施加通常的加速转矩。
在图29的步骤G501中，判断是否进入反向感应电压模式、即旋转起动是否成功。在图9的说明中，虽然按照三次60度的正转换流而判断旋转起动成功，但也可按照进行三次以外的次数、或包括60度以外的电角度、例如80度的电角度的多次正转换流而判定转子的旋转起动成功。此外，也可根据60度或80度的正转换流的期间中得到的转速达到规定值，判定旋转起动成功。
(第一实施方式的变形例2)在第一实施方式的变形例2中，以与上述第一实施方式不同的点为中心进行说明。其他的结构、动作以及效果与第一实施方式相同。
图14为在二相通电中，从U相线圈端子向V相线圈端子施加搜索脉冲时，关于搜索脉冲的电流电平不同的情况表示对端子电压差的转子位置的特性的波形图。在图14中，纵轴表示非通电相中产生的端子电压差，横轴表示转子位置。M3为搜索脉冲的电流电平较高时的端子电压差，M4为搜索脉冲的电流电平较低时的端子电压差。对各端子电压差M3、M4，P1M3、P1M4分别表示最大值，P2M3、P2M4分别表示最小值，P3M3、P3M4分别表示极大值，P4M3、P4M4分别表示极大值，P5M3、P5M4分别表示极小值。另外，极大值P3M4和极大值P4M4表示波形M4上的同一点，极大值P3M3和极大值P4M3表示波形M3上的同一点。
在图14中，由于极大值以及极小值，在将搜索脉冲设定为较高情况下的一方比将搜索脉冲设定为较低时小，因此能够确保正的阈值S12A以及负的阈值S12B的绝对值的下限余量(margin)较大。因此，在搜索步骤中，如果较好地控制规定的搜索脉冲，则出现在零电流的线圈两端的端子电压差的极大值以及极小值的大小减少，能够更正确地判定转子位置。
在图1A中，对将搜索脉冲施加在电动机1上的动作进行说明。基本上通过使所选择的各高电位侧开关元件Q1、Q2、Q3和各低电位侧开关元件Q4、Q5、Q6处于导通状态而以规定时间宽度将规定电压施加在线圈端子间，来提供搜索脉冲。PWM控制部17通过来自脉冲发生器18的导通脉冲S18，生成被置位(set)的PWM控制信号S17，向换流控制部16发送。换流控制部16基于处于所选择的搜索通电相的搜索角度范围内的PWM控制信号S17，使开关元件处于PWM导通状态。通过搜索脉冲的施加，开始流过电动机线圈的搜索脉冲电流通过电流检测电阻RD变换为电压。电流检测电阻RD的两端电压介由放大器19作为电流检测信号S7生成。搜索指令信号生成部9生成表示搜索脉冲的规定值的搜索指令信号S9。比较部6对电流检测信号S7和搜索指令信号S9进行比较，在电流检测信号S7的值达到搜索指令信号S9的值时刻生成导通脉冲S6。PWM控制信号S17在PWM控制部17中通过导通脉冲S6被复位。
另一方面，通过搜索脉冲的施加，在端子电压差检测部13中出现端子电压差。其绝对值根据转子位置有时会超过规定的阈值变大的情况。在端子电压差和规定的阈值的差的极性与端子电压差的极性一致的情况下，端子电压差检测部13生成各阈值超过信号S21、S22，发送到换流控制部16。换流控制部16在PWM控制信号S17被复位的时刻锁存各阈值超过信号S21、S22，并且使搜索脉冲处于PWM截止状态。
图15表示上述的搜索脉冲电流值的设定的情况。图15(a)、(b)以及(c)表示作为电流检测信号S7被检测的搜索脉冲电流SF15A、阈值超过信号S21或S22(图示为SF15B)以及对阈值超过信号SF15B进行锁存的信号(图示为SF15C)在搜索脉冲电流SF15A增加时的情况。在搜索脉冲电流SF15A达到搜索指令信号S9的值(图示为Ith)的时刻86，生成关断脉冲S6。关断脉冲S6对阈值超过信号SF15B进行锁存，并且使搜索脉冲处于PWM截止状态。
在图14中，搜索脉冲如上所述，在搜索通电相的搜索角度范围内被施加。端子电压差的绝对值在搜索角度范围内，稳定地处于规定的阈值以上。端子电压差成为极大值或极小值等的极值的转子位置，位于搜索角度范围的外侧。因此，能够防止处于极值的转子位置的误检测。假设转子位置处于图14的0度附近的位置，错误地流过搜索脉冲电流。此时，误检测图14的0度附近的各极大值P3M4、P3M3，随着搜索脉冲电流SF15A的增加，阈值超过信号SF15B如图15(b)所示那样呈现波动状态87。由此，阈值超过信号SF15B依赖于搜索脉冲电流SF15A的大小，存在波动状态87和逻辑电平稳定的稳定状态88。在阈值超过信号SF15B处于稳定状态88的期间所包括的时刻86，通过由关断脉冲S6对阈值超过信号SF15B进行锁存而能防止搜索步骤的误动作。
图16表示采用采样脉冲的其他结构的动作。图16(a)、(b)以及(c)表示作为电流检测信号S7被检测的搜索脉冲电流SF16A、采样脉冲SF16B以及由采样脉冲SF16B锁存阈值超过信号S21或S22的信号(图示为SF16C)在搜索脉冲电流SF16A增加时的情况。采样脉冲SF16B通过图1B所示的换流控制部16B内的定时器(timer)30生成。定时器30将PWM控制信号S17通过导通脉冲S18置位的时刻作为始点计时，规定的延迟时间后生成采样脉冲SF16B。由于搜索脉冲电流SF16A的形状大致恒定，因此采样脉冲SF16B在搜索脉冲电流SF16A达到规定值的时刻生成。在搜索脉冲电流SF16A达到搜索指令信号S9的值(图示为Ith)的时刻，换流控制部16B通过采样脉冲SF16B对各阈值超过信号S21、S22进行锁存，并且使搜索脉冲处于PWM截止状态。
在此虽然没有特别图示，但对得到关断脉冲S6(图示为SF16B)的构成例进行说明。在两个比较电路中，将搜索指令信号S9(图示为Ith)输入到一方的比较电路的同相输入端子，将比搜索指令信号S9低一些的规定的阈值电压输入到另一个比较电路的反相输入端子。在该两个比较电路的另一方的两个输入端子中共同输入搜索脉冲电流SF16A。如果将两个比较电路的输出输入到逻辑与电路，则该逻辑与电路的输出为在搜索脉冲电流SF16A横切搜索指令信号S9附近时产生的脉冲状信号。该脉冲状信号产生两次，在搜索脉冲电流SF16A增加时或减少时产生，因此如果使通过屏蔽电路减少时的脉冲信号输出禁止，则得到关断脉冲S6。
接下来，图16(d)、(e)表示作为电流检测信号S7被检测出的搜索脉冲电流SF16D、采样脉冲SF16E、搜索脉冲电流SF16D减少时的情况。采样脉冲SF16E通过图1B中所示的换流控制部16B内的定时器30生成。定时器30将PWM控制信号S17通过导通脉冲S18置位的时刻作为始点计时，规定的延迟时间后生成采样脉冲SF16E。由于搜索脉冲电流SF16D的形状大致恒定，因此采样脉冲SF16E在搜索脉冲电流SF16D达到规定值的时刻生成。在搜索脉冲电流SF16D达到搜索指令信号S9的值(图示为Ith)的时刻，换流控制部16B通过采样脉冲SF16E对各阈值超过信号S21、S22进行锁存。
作为关断脉冲S6，同样采用上述的采样脉冲SF16B。在此虽然没有具体地图示，但对得到采样脉冲SF16E的构成例进行了说明。在两个比较电路中，将搜索指令信号S9(图示作为Ith)输入到一方的比较电路的同相输入端子，将比搜索指令信号S9低一些的规定的阈值电压输入到另一个比较电路的反相输入端子。在该两个比较电路的另一方的两个输入端子中共同输入搜索脉冲电流SF16D。如果将两个比较电路的输出输入到逻辑与电路，则该逻辑与电路的输出为在搜索脉冲电流SF16D横切搜索指令信号S9附近时产生的脉冲状信号。该脉冲状信号产生两次，在搜索脉冲电流SF16D增加时和减少时产生，因此如果使通过屏蔽电路禁止输出增加时的脉冲状信号，则得到关断脉冲SF16E。
(第一实施方式的变形例3)在第一实施方式的变形例3中，以与上述第一实施方式不同的点为中心进行说明。其他结构、动作以及效果与第一实施方式相同。
基于转子位置的判断结果、对起动通电相付与起动脉冲。关于起动脉冲的付与方法，采用图17进行说明。在上述为止的说明中，搜索脉冲和起动脉冲如图17(a)所示，分别由一个脉冲构成。但是尤其会有付与起动脉冲的期间变长，伴随有过大电流上升的情况，在可靠性上产生问题。在此，如图17(b)所示，可进行PWM驱动。如果基于来自起动指令信号生成部10的起动指令信号S10，达到电流峰值，则PWM截止，经过规定时间后再次PWM导通。由此，能保持大致恒定的电流电平，可维持可靠性。关于搜索脉冲，如图17(b)所示，也可对电流值进行PWM控制，可有效地防止转子位置的误检测。
在以上中，基本上说明了搜索脉冲电流的大小具有增大倾向的情况。接下来，对搜索脉冲电流的大小具有减小倾向时也可检测转子位置进行说明。
图18为搜索脉冲电流增大的情况和减小的情况的端子电压差的波形图。表示将转子位置作为横轴，在从U相端子到V相端子的方向施加搜索脉冲的情况。M5为搜索脉冲电流具有增大倾向时的端子电压差，与图3的M1对应。M6为搜索脉冲具有减少倾向时的端子电压差。
端子电压差，作为电感和电流变化的乘积被检测出，因此转子位于相同的位置、电流增加时的端子电压差M5和电流减少时的端子电压差M6处于相反极性。即在设定电流增加时的端子电压差M5以及电流减少时的端子电压差M6的阈值的情况下，也可对相同转子位置设定互相反极性的规定的阈值。
例如在图17(b)中，PWM导通状态后，处于PWM截止状态，但用PWM导通状态和PWM截止状态能够检测出极性相反的端子电压差。在图5的说明中，转子位置处于230度时，搜索脉冲从V相端子流向W相端子方向的情况下，在电流减少的PWM导通期间，比较器22的输出变为低电平。但是在电流减少的PWM截止期间，比较器21的输出变为高电平。即图5表示在搜索起动步骤中，PWM导通期间中的各状态，在PWM导通期间中，将端子电压差检测部13的阈值的极性全部反转。由此，通过利用PWM导通期间和PWM截止期间的两方或任一方，能够更灵活地构成。
(第一实施方式的变形例4)在第一实施方式的变形例4中，以与上述第一实施方式不同的点为中心对将起动步骤兼用作搜索步骤的情况进行说明。其他结构、动作以及效果与第一实施方式相同。
图10为单纯地表示图9中的搜索起动步骤的示意时序图。在第一实施方式的变形例4中，在第一个起动步骤SD1中，将起动脉冲从V相施加到U相。不进行第二次搜索步骤DS2，而将第一次起动步骤SD1兼用作第二次搜索步骤。即基于第一次起动步骤SD1进行时从端子电压差检测部13得到的搜索通电相，进行第二次的起动步骤SD2。在兼用作搜索步骤的各起动步骤SD1、SD2、SD3中，W相端子电压差小。认为转子位置处于50度附近、110度附近、170度附近以及230度附近的任一个位置，但不产生转子换流，从而判断与以前相同处于230度附近。实际上，在各起动步骤SD1、SD2、SD3中，认为转子每次正转一点点，这意味着判断为与以前相同处于230度附近这一结果是正确的。
接下来，在兼用作搜索步骤的起动步骤SD4中，W相的端子电压差在正的阈值S12A以上，判断转子在290度附近进行60度正转换流。在第五次搜索脉冲兼用的起动步骤SD5以及第六次搜索脉冲兼用的起动步骤SD6中，将起动脉冲从W相施加到U相，但不产生转子的换流，判断与以前一样处于290度附近。在兼用作搜索步骤的起动步骤SD7中，V相的端子电压差成为负的阈值S12B以下，判断转子在350度附近正转换流60度。接下来，在兼用作搜索步骤的起动步骤SD8中，从W相到V相施加起动脉冲，但不产生转子的换流。最终，通过兼用作搜索步骤的起动步骤SD9，U相的端子电压差成为正的阈值S12A以上，判断转子在50度附近正向换流60度。由此，通过SD9确认第三次60度正向换流，以后切换为反向电压模式。
将以上的动作表现在流程图中，如图28(b)所示。在图28(b)中，起动脉冲兼用作搜索脉冲。即通过起动脉冲的施加，向转子提供初始起动，并且在端子电压差检测部13中检测端子电压差，确认转子位置。由此，在图28(b)的流程图中，省略了图28(a)的施加搜索脉冲的步骤G402。后续搜索起动步骤S512以后，在步骤G415中，判断是否进入反向感应电压模式。通过第一实施方式的变形例2，在不影响转矩的搜索脉冲的变化中利用起动脉冲，因此能够提高起动时的加速度。
图11为单纯地表示图10中的搜索起动步骤的示意时序图。图10中，从SD1到SD4的起动脉冲的期间为孤立的脉冲波形列的期间，但在图11中，从SD11到SD13的起动脉冲的期间成为以表示各个电流波形的方式，控制峰值电流值的PWM驱动期间。图11(d)的实线的箭头表示电流绝对值的增加期间。如果SD11的电流增加期间中出现的端子电压差为正的阈值以上，则表示转子处于290度的位置。同样如果SD12以及Sd13的电流增加期间中出现的端子电压差处于负的阈值以下以及正的阈值以上，则分别表示转子位于350度的位置以及50度的位置。
此外，图11(d)的虚线的箭头表示电流绝对值的减少期间。如果SD11的电流减少期间中出现的端子电压差为负的阈值以下，则表示转子处于290度的位置。同样，如果SD12以及SD13中的电流减少期间中出现的端子电压差处于正的阈值以及负的阈值以下，则分别表示转子位于350度的位置以及50度的位置。电流增加期间中出现的端子电压差以及电流减少期间中出现的端子电压差也可利用任一个一方，也可利用双方。在利用双方的情况下，用于起动的转矩电流连续，起动时的加速度可比图10的实施例高。
将以上的动作表现在流程图中，如图28(b)所示。在图28(b)中，起动脉冲兼用作搜索脉冲。即通过起动脉冲的施加，向转子提供初始起动，并且在端子电压差检测部13中检测端子电压差，确认转子位置。由此，在图28(b)的流程图中，省略了图28(a)的施加搜索脉冲的步骤G402。后续搜索起动步骤S512以后，在步骤G415中，判断是否进入反向感应电压模式。通过第一实施方式的变形例2，在不影响转矩的搜索脉冲的变化中利用起动脉冲，因此能够提高起动时的加速度。
(第一实施方式的变形例5)在第一实施方式的变形例5中，以与上述的第一实施方式不同的点为中心，对端子电压差检测部13的规定阈值的设定进行更详细地说明。其他结构、动作以及效果与第一实施方式相同。
由于端子电压差检测部13的适当的阈值电平域，通过电动机而变化，因此需要对每个电动机将阈值调整为适当的值。如果阈值过高，则例如图3(a)、(b)所示，用箭头所示的搜索角度范围变窄，因此产生不能判定的转子位置。如果过低，则将极大值或极小值作为最大值或最小值，有分别误判断的可能性。在自动地自我调整阈值的情况下，将初始阈值的绝对值设定地较大。即使施加6种的搜索脉冲，也会有端子电压差检测部13的输出不为高电平也不为低电平的情况，即不能进行转子位置判定的情况。在该情况下，或将阈值减小规定值之后，返回到再次搜索步骤，或施加规定的冲击脉冲而返回到再次搜索步骤。由此即使有不能判定的转子位置，通过更新阈值电平，能解除不能判定的转子位置。例如阈值设定部12具备非易失存储器，保持适当化的阈值，以后可迅速地搜索转子位置。
该阈值电平更新的过程，设置有图25、图26以及图27的搜索重新设定步骤。图29为具备从图25到图28所示的搜索步骤的流程图，增加阈值的绝对值电平的降低过程。还有在不论阈值的可变结果如何都不能检测转子位置的情况下，可追加向通过同步运转起动的同步起动模式的切换的步骤或向反向感应电压模式切换的过程。
将图28(a)、(b)的“向反向感应电压模式的切换条件”设为图29中“转速为规定值以上”。此外，在搜索步骤G502中，例示了搜索通电相为六种的图25、图26和搜索通电相为四种的图27。在搜索步骤G502中，对6种或4种的搜索通电相施加搜索脉冲，在即便如此仍不能判定转子位置的情况下，进入搜索重新设定步骤G503。
在搜索重新设定步骤G503，首先在步骤G504判断端子电压差检测部13的阈值的绝对值是否未达到下限值。如果未达到，则在步骤G505将阈值的绝对值降低规定值，再次重复搜索步骤G502。如果不论使端子电压差检测部13的阈值的绝对值降低规定值，经过所有种类的搜索脉冲的施加也仍不能判定转子位置，则再次同样使端子电压差检测部13的阈值的绝对值每次降低规定值。如果不能判定转子位置，则判定为端子电压差检测部13的阈值的绝对值达到下限值之前，反复进行端子电压差检测部13的阈值的绝对值的降低过程。
接下来，如果判定端子电压差检测部13的阈值的绝对值达到下限值，则为了错开转子位置，施加规定次数冲击脉冲。之后再次进入搜索步骤G502。此时，经过搜索重新设定步骤G503，用搜索重新设定计数器对再次进入搜索步骤G502的次数进行计数。在未达到规定的次数的情况下，再次进入搜索步骤G502。在达到规定的次数时，中止搜索脉冲施加所进行的转子位置检测，使定子产生规定的转速的旋转磁场，切换为进行电动机起动的同步起动模式。在同步起动模式中，起动速度变慢，但即使转子位置不明，也能实现可靠的起动。
在搜索起动模式中，在端子电压差检测部13中，检测出转子位置，施加基于转子位置的判定结果的起动脉冲，在转速达到规定值之前，重复搜索步骤和起动步骤。如果转速达到规定值，则将兼用作端子电压差检测部13的反向感应电压检测部14的比较器中的阈值的绝对值切换为适于反向感应电压模式的规定值，进行反向感应电压模式的动作。
(第一实施方式的变形例6)在第一实施方式的变形例6中，以与上述第二实施方式不同的点为中心，对冲击脉冲进行说明。其他的结构、动作以及效果与第二实施方式相同。
图30为对最近的三相无刷电动机1B表示三相通电的端子电压差的测定结果的波形图。图30的横轴表示电角度(度)，纵轴表示以模拟中性点电压SPN为基准的非通电相中产生的端子电压差。根据图30可知，在三相无刷电动机1B中，存在不能判定6个转子位置的不能判定角度范围UP。
这种情况下，如果将通过冲击脉冲偏离转子位置的动作追加到搜索起动模式，则有效。如果从全电角度来看，则不能判定角度范围UP比较窄。因此，进行规定的转子位置判定，在不能判定转子位置的情况下施加规定的冲击脉冲。通过使转子从现状的位置变位一些，以后可判定转子位置。此时，冲击脉冲将多个脉冲作为一组，在其内的至少一个脉冲必定施加规定值以上的转矩。例如，如果施加相位互相相差90度的两种的脉冲，则在最大转矩为1时能够至少施加0.71的转矩。如果施加相位互相相差60度或120度的三种的脉冲，则在最大转矩为1时能至少施加0.87的转矩。如果施加相位互相相差60度或120度的两种的脉冲，则最大转矩为1时，能施加至少0.50的转矩。相位互相相差60度或120度的脉冲的组合，可准备在图1A的三个相线圈端子中任意选择的两个端子间施加电流脉冲的组合。相位相差90度的脉冲准备为第一次在三个相线圈端子中、任意选择的两个端子间施加电流脉冲，第二次在将上述两端子连接的相线圈端子和剩余的一个端子之间施加电流脉冲。该冲击脉冲施加的过程被插入到图29所示那样的流程图中。此外，可明确冲击脉冲对三个相线圈的通电，可适用于两相通电、三相通电以及双方。
图12示意地表示包括冲击脉冲的搜索脉冲和起动脉冲的施加样子。在图27中，在第一次搜索步骤中不能判定转子位置的情况下，插入三个相位相差60度的二相通电的冲击脉冲。在第二次搜索步骤中，再次以与第一次搜索步骤相同的顺序进行搜索步骤，判明转子位置。但是如上所述，在第三次以后的搜索步骤中，第一次搜索脉冲，在上次的搜索步骤中采用能够判定转子位置的搜索通电相，除此以外的情况下，在第二次搜索脉冲中，采用转子60度正转的搜索通电相。在图12中，横轴为时间轴，图12(a)、(b)以及(c)分别表示U相线圈电流、V相线圈电流以及W相线圈电流。
图12(d)为与图5的起动通电相系列对应、比较器21以及比较器22的输出结果，图12(e)为转子位置的判定结果。图12(d)的正、负以及0分别表示比较器21的输出为高电平、比较器22的输出为低电平、以及比较器21的输出不是高电平且比较器22的输出不是低电平。图12(e)的230、290、350以及50分别表示转子位置的判定结果为230度附近、290度附近、350度附近以及50度附近。
图12中，在第一次搜索步骤中，适用可施加六次搜索脉冲的图26的搜索步骤。在第一次搜索步骤之后，适用图28(a)的后续搜索起动步骤。
在图12中，DS1为第一次搜索步骤。对于图5中的六种的搜索通电相内，基于图25的流程图以状态F1、F2、F3、F4、F5、F6的顺序施加搜索脉冲。在图12中，对6种的搜索通电相全部施加了搜索脉冲，但端子电压差检测部13A不能检测出转子位置。
接下来，由于转子位置错开一点，因此在二相通电中被PWM控制，以KP1、KP2、KP3的顺序施加相位相差60度的冲击脉冲共计三次。
在冲击脉冲KP1中，通过开关元件Q1以及Q5的导通、截止的PWM驱动控制，冲击脉冲电流从U相流过V相。在冲击脉冲KP2中，通过开关元件Q1以及Q6的导通、截止的PWM驱动控制，冲击脉冲电流从U相流过W相。在冲击脉冲KP3中，通过开关元件Q2以及Q6的导通、截止的PWM驱动控制，冲击脉冲电流从V相流过W相。由此，通过三个冲击脉冲，使转子位置错开一点。
在第二次搜索步骤DS2中，与第一次搜索脉冲DS1相同，再次施加搜索脉冲。在第一次以及第二次施加中，端子电压差检测部13不能检测转子位置。在第三次施加中，通过开关元件Q2以及Q6的导通，将搜索脉冲从V相施加到W相。比较器22的输出成为低电平，阈值超过信号S22被发送到换流控制部16。判定转子位置位于230度附近，保存此时的搜索通电相。接下来，在SP1所示的第一次起动步骤中，通过开关元件Q2以及Q4的导通，将起动脉冲从V相施加到U相，对转子提供最佳起动转矩。
在第三次搜索步骤DS3中，在上次保存的搜索通电相中施加搜索脉冲。起动时一般转速低，因此产生换流的频度与转子位置的搜索次数相比非常低。在DS3中，比较器22的输出再次变为低电平，保存此时的搜索通电相。接下来，在第二次起动步骤SP2中，与起动步骤SP1相同，将起动脉冲从V相施加到U相，对转子提供最佳起动转矩。对第四次搜索步骤DS4以及第三次起动步骤SP3也相同，将起动脉冲从V相提供到U相。
第五次搜索步骤DS5由两次搜索脉冲构成。其中第一次搜索脉冲在上次保存的搜索通电相施加搜索脉冲。此时比较器22的输出得不到低电平。因此假定第五次搜索步骤DS5中的第二次搜索脉冲位于将转子旋转电角度60度后的290度附近，通过开关元件Q2以及Q4的导通，将搜索脉冲从V相施加到U相。比较器21的输出成为高电平，判定转子位置在290度附近，保存此时的搜索通电相。接下来，在第四次起动步骤SP4中，通过开关元件Q3以及Q4的导通，将起动脉冲从W相施加到U相，对转子提供最佳起动转矩。以后，对第六次搜索步骤DS6以及第五次起动步骤SP5也一样，将起动脉冲从W相提供到U相。
第七次搜索步骤DS7由两次搜索脉冲构成。其中第一次搜索脉冲在上次保存的搜索通电相施加搜索脉冲。此时作为比较器21的输出得不到高电平。因此假定第七次搜索步骤DS7的第二次搜索脉冲位于将转子旋转电角度60度后的350度附近，通过开关元件Q3以及Q4的导通，将搜索脉冲从W相施加到U相。比较器22的输出成为低电平，判定转子位置在350度附近，保存此时的搜索通电相。接下来，在第六次起动步骤SP6中，通过开关元件Q3以及Q5的导通，将起动脉冲从W相施加到V相，对转子提供最佳起动转矩。
第八次搜索步骤DS8由两次搜索脉冲构成。其中第一次搜索脉冲在上次保存的搜索通电相施加搜索脉冲。此时作为比较器22的输出得不到低电平。因此假定第八次搜索步骤DS8的第二次搜索脉冲位于将转子旋转电角度60度后的50度附近，通过开关元件Q3以及Q5的导通，将搜索脉冲从W相施加到V相。此时，比较器21的输出成为高电平。因此判定作为第八次搜索步骤DS8中的第二次搜索脉冲位于转子旋转电角度60度后的50度附近。接下来，如次稳定步骤AP1所示，通过开关元件Q1以及Q5的导通，基于PWM控制将驱动电流从U相供给到V相，加速转子的旋转。
在此，经过确认第一次60度正转换流的第五次搜索步骤DS5、确认第二次60度正转换流的第七次搜索步骤DS7，在第八次搜索步骤DS8中确认第三次60度正转换流。如果根据上述三次60度的正转换流而判断旋转起动成功，则次稳定步骤AP1后，通过反向感应电压模式基于反向感应电压的位置检测可施加通常的加速转矩。
在以上的说明中，按照三次60度正转换流，判定旋转起动成功，但也可按照进行三次以外的次数、或60度以外的电角度的正转换流而判定转子的旋转起动成功。此外，也可根据三次60度的正转换流的期间中得到的转速达到规定值，判定旋转起动成功。
此外，由于在从搜索起动模式变化为反向感应电压模式之后施加加速转矩，从而形成电流曲线(profile)，需要设置检测反向感应电压的零交叉的零电流期间。该零电流期间，基于搜索起动模式的每60度的换流周期在预先预测反向感应电压的零交叉的时刻被设定。
(第一实施方式的变形例7)在第一实施方式的变形例7中，以与上述第一实施方式不同的点为中心进行说明。其他结构、动作及效果与第一实施方式相同。
基于转子位置的判定结果，对起动通电相付与起动脉冲。采用图17对起动脉冲的供给方法进行说明。在上述为止的说明中，搜索脉冲和起动脉冲如图17(a)所示，分别由一个脉冲构成。但是尤其会有付与起动脉冲的期间变长，伴随过大电流上升的情况，在可靠性上产生问题。在此，如图17(b)所示，可进行PWM驱动。如果基于来自起动指令信号生成部10的起动指令信号S10，达到电流峰值，则PWM截止，经过规定时间后再次PWM导通。由此，能保持大致恒定的电流电平，可维持可靠性。关于搜索脉冲，如图17(a)所示，也可对电流值进行PWM控制，可有效地防止转子位置的误检测。
在以上的描述中，基本上说明了搜索脉冲电流的大小具有增大倾向的情况。接下来，对搜索脉冲电流的大小具有减小倾向时也可检测转子位置进行说明。
图18为在二相通电中，搜索脉冲电流增大的情况和减小的情况的端子电压差的波形图。表示将转子位置作为横轴，在从U相端子到V相端子的方向施加搜索脉冲的情况。M5为搜索脉冲电流具有增大倾向时的端子电压差。M6为搜索脉冲电流具有减少倾向时的端子电压差。
端子电压差，作为电感和电流变化的乘积被检测出，因此转子位于相同的位置、电流增加时的端子电压差M5和电流减少时的端子电压差M6处于反极性。即在设定电流增加时的端子电压差M5以及电流减少时的端子电压差M6的阈值的情况下，也可对相同转子位置设定互相反极性的规定的阈值。
例如在图17(b)中，PWM导通状态后，处于PWM截止状态，但用PWM导通状态和PWM截止状态能够检测出极性相反的端子电压差。在图5的说明中，转子位置处于230度时，搜索脉冲从V相端子流向W相端子方向的情况下，在电流增加的PWM导通期间，比较器22的输出变为低电平。但是在电流减少的PWM截止期间，比较器21的输出变为高电平。即图5表示在搜索起动步骤中，PWM导通期间中的各状态，在PWM导通期间中，将端子电压差检测部13的阈值的极性全部反转。由此，通过利用PWM导通期间和PWM截止期间的两方或任一方，能够更灵活地构成。
图13为如上那样还利用PWM截止状态的例子，示意性地表示包括冲击脉冲的搜索脉冲和起动脉冲的施加的样子。在图13中，在第一次搜索步骤不能判定转子位置的情况下，作为第二次搜索步骤插入三次相位相差60度的二相通电的冲击脉冲。即在第二次搜索步骤中，施加兼用搜索脉冲功能的冲击脉冲，使转子移动一点，并且通过端子电压差检测部13搜索转子位置。其结果，在第三次冲击脉冲判明转子位置。但是如上所述，在第三次以后的搜索步骤中，第一次搜索脉冲，在上次的搜索步骤中采用能够判定转子位置的搜索通电相，除此以外的情况下，在第二次搜索脉冲中，采用转子60度正转的搜索通电相。在图13中，横轴为时间轴，图13(a)、(b)以及(c)分别表示U相线圈电流、V相线圈电流以及W相线圈电流。
图13(d)为与图5的起动通电相系列对应、比较器21及比较器22的输出结果，图13(e)为转子位置的判定结果。图13(d)的正、负以及0分别表示比较器21的输出为高电平、比较器22的输出为低电平、以及比较器21的输出不是高电平且比较器22的输出不是低电平。图13(e)中的230、290、350以及50分别表示转子位置的判定结果为230度附近、290度附近、350度附近以及50度附近。
图13中，在第一次搜索步骤中，适用可施加六次搜索脉冲的图25的搜索步骤。在第一次搜索步骤之后，适用图28(a)的后续搜索起动步骤。
在图13中，DS1为第一次搜索步骤。在图5中的六种的搜索通电相内，基于图26的流程图以状态F1、F2、F3、F4、F5、F6的顺序施加搜索脉冲。在图13中，对6种的搜索通电相全部施加了搜索脉冲，但端子电压差检测部13不能检测出转子位置。
接下来，在第二次搜索步骤DS2中，由于转子位置错开一点，因此用两相通电进行PWM驱动控制，以KP1、KP2、KP3的顺序施加相位相差60度的冲击脉冲共计三个，同时搜索转子位置。
在冲击脉冲KP1中，通过对开关元件Q1以及Q5进行导通、截止的PWM驱动控制，冲击脉冲电流从U相流过V相。在冲击脉冲KP2中，通过开关元件Q1以及Q6的导通、截止的PWM驱动控制，冲击脉冲电流从U相流过W相。在冲击脉冲KP3中，通过开关元件Q1以及Q6的导通、截止的PWM驱动控制，冲击脉冲电流从U相流过W相。由此，通过三个冲击脉冲，使转子位置错开一点。
在第一次冲击脉冲KP1以及第二次冲击脉冲KP2中，端子电压差检测部13不能检测转子位置。通过第三次冲击脉冲KP3，比较器22的输出变为低电平，阈值超过信号S22被发送到换流控制部16。判定转子位置位于230度附近，保存此时的搜索通电相。接下来，在SP1所示的第一次起动步骤中，通过导通开关元件Q2以及Q4，将起动脉冲从V相施加到U相，对转子提供最佳起动转矩。
在第三次搜索步骤DS3中，在上次保存的搜索通电相施加搜索脉冲。起动时一般转速低，因此产生换流的频度与转子位置的搜索次数相比非常低。在DS3中，比较器22的输出再次变为低电平，保存此时的搜索通电相。接下来，在第二次起动步骤SP2中，与起动步骤SP1相同，将起动脉冲从V相施加到U相，对转子提供最佳起动转矩。对第四次搜索步骤DS4以及第三次起动步骤SP3也相同，将起动脉冲从V相提供到U相。
第五次搜索步骤DS5由两次搜索脉冲构成。其中第一次搜索脉冲在上次保存的搜索通电相施加搜索脉冲。此时作为比较器22的输出得不到低电平。因此假定第五次搜索步骤DS5中的第二次搜索脉冲位于将转子旋转电角度60度后的290度附近，通过开关元件Q2以及Q4的导通，将搜索脉冲从V相施加到U相。比较器21的输出成为高电平，判定转子位置在290度附近，保存此时的搜索通电相。接下来，在第四次起动步骤SP4中，通过开关元件Q3以及Q4的导通，将起动脉冲从W相施加到U相，对转子提供最佳起动转矩。以后，对第六次搜索步骤DS6以及第五次起动步骤SP5也一样，将起动脉冲从W相提供到U相。
第七次搜索步骤DS7由两次搜索脉冲构成。其中第一次搜索脉冲在上次保存的搜索通电相施加搜索脉冲。此时作为比较器21的输出得不到高电平。因此假定第七次搜索步骤DS7中的第二次搜索脉冲位于将转子旋转电角度60度后的350度附近，通过开关元件Q3以及Q4的导通，将搜索脉冲从W相施加到U相。比较器22的输出成为低电平，判定转子位置在350度附近，保存此时的搜索通电相。接下来，在第六次起动步骤SP6中，通过开关元件Q3以及Q5的导通，将起动脉冲从W相施加到V相，对转子提供最佳起动转矩。
第八次搜索步骤DS8由两次搜索脉冲构成。第一次搜索脉冲在上次保存的搜索通电相施加搜索脉冲。此时作为比较器22的输出得不到低电平。因此假定第八次搜索步骤DS8中的第二次搜索脉冲位于将转子旋转电角度60度后的50度附近，通过开关元件Q3以及Q5的导通，将搜索脉冲从W相施加到V相。此时，比较器21的输出成为高电平。因此判定作为第八次搜索步骤DS8中的第二次搜索脉冲位于转子旋转电角度60度后的50度附近。接下来，如次稳定步骤AP1所示，通过开关元件Q1以及Q5的导通，基于PWM控制将驱动电流从U相供给到V相，加速转子的旋转。
在此，经过确认第一次60度正转换流的第五次搜索步骤DS5、确认第二次60度正转换流的第七次搜索步骤DS7，在第八次搜索步骤DS8中确认第三次60度正转换流。如果根据上述三次60度的正转换流而判断旋转起动成功，则次稳定步骤AP1后，通过反向感应电压模式基于反向感应电压的位置检测可施加通常的加速转矩。
在以上的说明中，按照三次60度正转换流，判定旋转起动成功，但也可按照进行三次以外的次数、或60度以外的电角度的正转换流而判定转子的旋转起动成功。此外，也可根据三个60度的正转换流的期间中得到的转速达到规定值，判定旋转起动成功。
此外，由于在从搜索起动模式变化为反向感应电压模式之后施加加速转矩，从而形成电流曲线(profile)，需要设置检测反向感应电压的零交叉的零电流期间。该零电流期间，基于搜索起动模式的每60度的换流周期在预先预测反向感应电压的零交叉的时刻被设定。
在第一实施方式的变形例7中，对冲击脉冲进行PWM驱动控制，其间通过实施搜索步骤，可同时进行使转子位置错开动作和转子位置搜索。由此，能够迅速地搜索转子位置，加快通常的向搜索步骤的返回。此外，将冲击脉冲所引起的反转缩短到最小限，可提供迅速且可靠的电动机起动。
(第二实施方式)在第二实施方式中，以与上述第一实施方式不同的点为中心进行说明。其他的结构、动作以及效果与第一实施方式相同。
图31为表示第二实施方式中的电路结构的框图。图31将图1A中的端子电压差检测部13和反向感应电压检测部14放在一起作为电动机电压检测部40。电动机电压检测部40执行第一实施方式中的端子电压差检测部13和反向感应电压检测部14两方的动作，具有两种效果。
换流控制部16A生成表示二相通电中的非通电相的相选择信号S16H，输出到第三相选择部41。第三相选择部41中，还输入U相电动机端子电压SU、V相电动机端子电压SV、W相电动机端子电压SW、中性点电压SCN以及模拟中性点电压SPN。第三相选择部41基于相选择信号S16H，选择各相电动机端子电压SU、SV、SW中的至少一个和中性点电压SCN以及模拟中性点电压SPN中的任一个，发送到各比较器42、43。
换流控制部16A向阈值设定部12A输出对电动机电压检测部40中的两个规定的阈值S12D、S12E进行控制的阈值控制信号S16E。阈值设定部12A基于阈值控制信号S16E向比较器42提供规定的正阈值S12D，向比较器43提供规定的负阈值S12E。在此，本发明为了简单化，而将正阈值S12D以及负阈值S12E的各个绝对值设为相等，但也可不同。另外，通过一个比较器构成电动机电压检测部40，阈值设定部12A向电动机电压检测部40提供正的阈值S12D和负的阈值S12E，电动机电压检测部40也可适当切换所提供的正阈值S12D和负阈值S12E来使用。此外，阈值设定部12A也可分时地将正阈值S12D和负阈值S12E一系统化，由一个系统向电动机电压检测部40发送。
由此，第三相选择部41基于相选择信号S16H进行中性点电压SCN和模拟中性点电压SPN之间的切换，搜索起动模式时，选择模拟中性点电压SPN，反向感应电压模式的情况下，选择中性点电压SCN。此外，非通电相的各电动机端子电压SU、SV、SW，不是如图1A那样输入到第一相选择部24和第二相选择部20这两处，而是合起来输入到第三相选择部41这一处。还有，相对图1A中的三个，将比较器减为两个。并且，作为起动搜索通电相系列，选择例如FA系列，通过适当地切换赋予比较器的正的阈值和负的阈值，可将比较器减为一个。
如上所述，在第二实施方式的构成中，电动机电压检测部40在从停止到起动之后的极低速旋转状态，作为搜索起动模式工作。在搜索起动模式，通过交替地重复搜索步骤和起动步骤，进行起动以及加速。在搜索步骤中，在转子不动的程度以极短的时间或微小的大小施加搜索脉冲，检测出转子位置。起动步骤中，判定转子位置后，向最佳的定子相施加起动脉冲，提供起动转矩。在搜索起动模式中，稳定地检测反向感应电压，如果达到能换流控制的通常旋转状态，则从搜索起动模式转移到反向感应电压模式，电动机电压检测部40作为反向感应电压模式工作。
图32表示图31中的电动机电压检测部40的具体例。首先，参照图31、图32(a)，对电动机电压检测部40的结构以及动作进行说明。在搜索起动模式中，驱动部2使二相通电的搜索脉冲电流流过电动机1。换流控制部16A生成表示非通电相的相选择信号S16H，发送到第三相选择部41。第三相选择部41，还输入U相电动机端子电压SU、V相电动机端子电压SV、W相电动机端子电压SW。第三相选择部41基于相选择信号S16H，选择各相电动机端子电压SU、SV、SW中的非通电相的电动机端子电压和模拟中性点电压SPN中的任一个，发送到各比较器42、43。
各比较器42、43的同相输入端子中，被输入通过第三相选择部41所选择的电动机端子电压，在反向输入端子中输入模拟中性点电压SPN。在所选择的电动机端子电压和模拟中性点电压SPN之差在正的阈值S12D以上时，比较器42生成阈值超过信号S42，向换流控制部16A发送。所选择的电动机端子电压和模拟中性点电压SPN之差在负的阈值S12E以下时，比较器43生成阈值超过信号S43，向换流控制部16A发送。如上所述，在端子电压差和规定的各阈值S12D、S12E之差的极性与端子电压差的极性一致的情况下，电动机电压检测部40生成阈值超过信号S42或S43，并向换流控制部16A发送。
另外，由一个比较器构成电动机电压检测部40，阈值设定部12A向电动机电压检测部40赋予正的阈值S12D和负的阈值S12E，电动机电压检测部40也可适当地切换所赋予的正的阈值S12D和负的阈值S12E而使用。此外，阈值设定部12A也可分时地将正阈值S12D和负阈值S12E一系统化，由一个系统向电动机电压检测部40发送。
接下来，在反向感应电压模式中，换流控制部16A生成表示预测反向感应电压的零交叉的时刻的相选择信号S16H后，发送到第三相选择部41。第三相选择部41基于相选择信号S16H，选择各相电动机端子电压SU、SV、SW中的非通电相的电动机端子电压和中性点电压SCN，发送到比较器42。
比较器42的同相输入端子中，输入通过第三相选择部41所选择的电动机端子电压，在反向输入端子中输入中性点电压SCN。在所选择的电动机端子电压和中性点电压SCN之差的绝对值在阈值S12D以上时，比较器42生成转子相位信号S42，向换流控制部16A发送。换流控制部16A基于转子相位信号S42，继续维持正确的换流时刻的控制。将规定的阈值S12D的绝对值设定为比搜索起动模式时小，或设定为零。另外，比较器42、43也被分别称为第三比较器42、43。
接下来，参照图31、图32(b)，以与图32(a)不同的点为中心，对电动机电压检测部40的构成以及动作进行说明。各比较器42U、43U的同相输入端子中输入电动机端子电压SU，在各比较器42V、43V的同相输入端子中输入电动机端子电压SV，在各比较器42W、43W的同相输入端子中输入电动机端子电压SW。在搜索起动模式中，第三相选择部41基于相选择信号S16H选择模拟中性点电压SPN，向各比较器42U、43U、42V、43V、42W、43W的反相输入端子输入。
在电动机端子电压SU、SV、SW和模拟中性点电压SPN之差在正的阈值S12D以上时，比较器42U、42V、42W分别生成阈值超过信号S42U、S42V、S42W后，向换流控制部16A发送。在电动机端子电压SU、SV、SW和模拟中性点电压SPN之差在负的阈值S12E以下时，比较器43U、43V、43W分别生成阈值超过信号S43U、S43V、S43W后，向换流控制部16A发送。由此，在端子电压差和规定的各阈值S12D、S12E之差的极性与端子电压差的极性一致的情况下，电动机电压检测部40生成各阈值超过信号S42U、S42V、S42W或S43U、S43V、S43W，并向换流控制部16A发送。
接下来，在反向感应电压模式中，第三相选择部41基于相选择信号S16H，选择中性点电压SCN后，输入到各比较器42U、42V、42W的反相输入端子。在电动机端子电压SU、SV、SW和中性点电压SCN之差在阈值S12D以上时，比较器42U、42V、42W分别生成转子相位信号S42U、S42V、S42W后，向换流控制部16A发送。换流控制部16A选择预测反向感应电压的零交叉的相的转子相位信号，继续进行正确的换流时刻的控制。将规定的阈值S12D的绝对值设定为比搜索起动模式时小，或设定为零。另外，比较器42U、43U、42V、43V、42W、43W也被分别称为第三比较器42U、43U、42V、43V、42W、43W。
如上所述，在第二实施方式中，通过将端子电压差检测部13和反向感应电压检测部14合起来作为电动机电压检测部，能够兼用比较器和相选择部，能够以简单的结构得到相同的效果。
(第三实施方式)在第三实施方式中，以与上述第一实施方式不同的点为中心进行说明。其他的结构、动作以及效果与第一实施方式相同。
图33为表示第三实施方式中的电路结构的框图。图33，为在图31的电动机电压检测部40中的第三相选择部41中，不采用中性点电压SCN的输入的结构，将其作为第四相选择部41A。
换流控制部16A生成表示二相通电中的非通电相的相选择信号S16H，输出到第四相选择部41A。第四相选择部41A中，还输入U相电动机端子电压SU、V相电动机端子电压SV、W相电动机端子电压SW以及模拟中性点电压SPN。第四相选择部41A基于相选择信号S16H，选择各相电动机端子电压SU、SV、SW中的至少一个，与模拟中性点电压SPN一起发送到各比较器42、43。
换流控制部16A向阈值设定部12A输出对电动机电压检测部40A中的两个规定的阈值S12D、S12E进行控制的阈值控制信号S16E。阈值设定部12A基于阈值控制信号S16E向比较器42提供规定的正阈值S12D，向比较器43提供规定的负阈值S12E。在此，本发明为了简单化，而将正阈值S12D以及负阈值S12E的各个绝对值设为相等，但也可不同。另外，通过一个比较器构成电动机电压检测部40A，阈值设定部12A向电动机电压检测部40A提供正的阈值S12D和负的阈值S12E，电动机电压检测部40A也可适当切换所提供的正阈值S12D和负阈值S12E来使用。此外，阈值设定部12A也可分时地将正阈值S12D和负阈值S12E一系统化，由一个系统向电动机电压检测部40发送。
由此，非通电相的各电动机端子电压SU、SV、SW，不是如图1A那样输入到第一相选择部24和第二相选择部20这两处，而是合起来输入到第三相选择部41A这一处。还有，相对图1A中的三个，将比较器减为两个。并且，作为起动搜索通电相系列，选择例如FA系列，通过适当地切换赋予比较器的正的阈值和负的阈值，可将比较器减为一个。
如上所述，在第三实施方式的构成中，电动机电压检测部40A在从停止到起动之后的极低速旋转状态，作为搜索起动模式工作。在搜索起动模式，通过交替地重复搜索步骤和起动步骤，进行起动以及加速。在搜索步骤中，在转子不动的程度以极短的时间或微小的大小施加搜索脉冲，检测出转子位置。起动步骤中，判定转子位置后，向最佳的定子相施加起动脉冲，提供起动转矩。在搜索起动模式中，稳定地检测反向感应电压，如果达到能换流控制的通常旋转状态，则从搜索起动模式转移到反向感应电压模式，电动机电压检测部40A作为反向感应电压模式工作。
图34表示图33中的电动机电压检测部40A的具体例。首先，参照图33、图34(a)，对电动机电压检测部40A的结构以及动作进行说明。在搜索起动模式中，驱动部2使二相通电的搜索脉冲电流流过电动机1。换流控制部16A生成表示非通电相的相选择信号S16H，发送到第四相选择部41A。第四相选择部41A，还输入U相电动机端子电压SU、V相电动机端子电压SV、W相电动机端子电压SW。第四相选择部41基于相选择信号S16H，选择各相电动机端子电压SU、SV、SW中的非通电相的电动机端子电压，与模拟中性点电压SPN一起发送到各比较器42、43。
各比较器42、43的同相输入端子中，输入通过第四相选择部41A所选择的电动机端子电压，在反向输入端子中输入模拟中性点电压SPN。在所选择的电动机端子电压和模拟中性点电压SPN之差在正的阈值S12D以上时，比较器42生成阈值超过信号S42，向换流控制部16A发送。所选择的电动机端子电压和模拟中性点电压SPN之差在负的阈值S12E以下时，比较器43生成阈值超过信号S43，向换流控制部16A发送。如上所述，在端子电压差和规定的各阈值S12D、S12E之差的极性与端子电压差的极性一致的情况下，电动机电压检测部40A生成阈值超过信号S42或S43，并向换流控制部16A发送。
另外，由一个比较器构成电动机电压检测部40A，阈值设定部12A向电动机电压检测部40A赋予正的阈值S12D和负的阈值S12E，电动机电压检测部40A也可适当地切换所赋予的正的阈值S12D和负的阈值S12E而使用。此外，阈值设定部12A也可分时地将正阈值S12D和负阈值S12E一系统化，由一个系统向电动机电压检测部40A发送。
接下来，在反向感应电压模式中，换流控制部16A生成表示预测反向感应电压的零交叉的时刻的相选择信号S16H后，发送到第四相选择部41A。第四相选择部41A基于相选择信号S16H，选择各相电动机端子电压SU、SV、SW中的非通电相的电动机端子电压，与模拟中性点电压SPN一起发送到比较器42。
比较器42的同相输入端子中，输入通过第四相选择部41A所选择的电动机端子电压，在反向输入端子中输入中性点电压SCN。在所选择的电动机端子电压和中性点电压SCN之差的绝对值在阈值S12D以上时，比较器42生成转子相位信号S42，向换流控制部16A发送。换流控制部16A基于转子相位信号S42，继续维持正确的换流时刻的控制。将规定的阈值S12D的绝对值设定为比搜索起动模式时小，或设定为零。
接下来，参照图33、图34(b)，以与图34(a)不同的点为中心，对电动机电压检测部40A的构成以及动作进行说明。各比较器42U、43U的同相输入端子中输入电动机端子电压SU，在各比较器42V、43V的同相输入端子中输入电动机端子电压SV，在各比较器42W、43W的同相输入端子中输入电动机端子电压SW。在各比较器42U、43U、42V、43V、42W、43W的反相输入端子中，输入模拟中性点电压SPN。
在搜索起动模式中，在电动机端子电压SU、SV、SW和模拟中性点电压SPN之差在正的阈值S12D以上时，比较器42U、42V、42W分别生成阈值超过信号S42U、S42V、S42W后，向换流控制部16A发送。在电动机端子电压SU、SV、SW和模拟中性点电压SPN之差在负的阈值S12E以下时，比较器43U、43V、43W分别生成阈值超过信号S43U、S43V、S43W后，向换流控制部16A发送。由此，在端子电压差和规定的各阈值S12D、S12E之差的极性与端子电压差的极性一致的情况下，电动机电压检测部40A生成各阈值超过信号S42U、S42V、S42W或S43U、S43V、S43W，并向换流控制部16A发送。
接下来，在反向感应电压模式中，在电动机端子电压SU、SV、SW和模拟中性点电压SPN之差在阈值S12D以上时，比较器42U、42V、42W分别生成转子相位信号S42U、S42V、S42W后，向换流控制部16A发送。换流控制部16A选择预测反向感应电压的零交叉的相的转子相位信号，继续进行正确的换流时刻的控制。将规定的阈值S12D的绝对值设定为比搜索起动模式时小，或设定为零。
如上所述，在第三实施方式中，在搜索起动模式中向电动机赋予初始加速而达到适当的转数，因此在电动机的非通电相中产生的反向感应电压比较大。因此，能够顺利地从搜索起动模式切换到反向感应电压模式，可迅速且可靠地执行电动机的起动。由此，通过省略将中性点电压SCN输入到电动机电压检测部40A，本发明也可适用于没有输出中性点电压SCN的端子的电动机中。
(第四实施方式)在第四实施方式中，以与上述的第一实施方式不同的点为中心，对将本发明的电动机驱动装置应用于盘驱动装置进行说明。其他的结构、动作以及效果与第一实施方式相同。
从可靠性、增加成本和耐环境性能方面来看，可将不需要转子位置传感器的无传感器驱动技术采用于各种领域。本发明可用于能够使用这种无传感器驱动技术的领域。盘驱动装置是其中之一。在盘驱动装置中，有硬盘驱动装置和光盘驱动装置等。在第四实施方式中，说明了采用图35所示的光盘驱动装置的结构。
在图35中，光拾取器130使光束照射到光盘100，通过其反射光将盘上的信息作为电信号，并输出到再生信号处理电路140。在再生信号处理电路140中被振幅补正的再生信号，在再生信号解调电路150中解调，对记录在光盘100中的信息进行再生。伺服电路520，介由光盘电动机驱动电路120控制光盘电动机110的旋转，以使光盘100以微计算机510命令的转速旋转。再生信号处理电路140生成作为光束焦点的聚焦反向的误差信号即聚焦误差信号和作为光束焦点的追踪反向的误差信号即追踪误差信号。伺服电路520，基于由再生信号处理电路140生成的聚焦误差信号介由聚焦驱动电路220和聚焦执行机构210将光束焦点控制到聚焦方向、即进行所谓的聚焦伺服，以使光束焦点与光盘100的记录面一致。此外，伺服电路520基于追踪误差信号，介由追踪驱动电路320和追踪执行机构310将光束焦点控制到追踪方向、即进行所谓的追踪伺服，以使光束焦点追踪光盘上的记录轨道。
从可靠性、增加成本和耐环境性能方面来看，在这种光盘驱动装置中的光盘电动机驱动电路120中适用不需要转子位置传感器的无传感器驱动技术。通过将本发明用于光盘电动机驱动电路120中，在光盘电动机110的初始起动时，提供适当的转速，能可靠地进行搜索起动模式。此外，搜索起动模式后，切换为反向感应电压模式，因此能够可靠且迅速地进行无传感器电动机的起动。
以上，在实施方式中展开的说明全部为具体化本发明的一例，本发明并不限定于这些例子。
工业上应用的可能性本发明应用于电动机驱动装置以及电动机驱动方法。
权利要求
1.一种电动机驱动装置，对于具备N相电动机线圈的N相电动机，在搜索起动模式中，通过供给搜索电流和起动电流起动上述N相电动机，在反向感应电压模式中，通过供给驱动电流驱动上述N相电动机，其中N为2以上的整数，上述电动机驱动装置具有驱动信号生成机构，其生成搜索驱动信号、起动驱动信号以及通常驱动信号；驱动机构，其基于上述搜索驱动信号、上述起动驱动信号以及上述通常驱动信号，分别生成上述搜索电流、上述起动电流、上述驱动电流；模拟中性点电压生成机构，其生成用于表示N相电动机端子电压平均值的模拟中性点电压；和端子电压差检测机构，其检测出用于表示上述N相电动机端子电压与上述模拟中性点电压之差的端子电压差，生成检测结果信号，上述驱动信号生成机构，在搜索起动模式中，基于上述搜索驱动信号和上述检测结果信号，控制上述起动驱动信号。
2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，还具有反向感应电压检测机构，其检测出用于表示上述N相电动机端子电压和与上述N相电动机线圈的共通连接端中的中性点电压之差的反向感应电压，生成转子相位信号，上述驱动信号生成机构，在上述反向感应电压模式中，基于上述转子相位信号，控制上述通常驱动信号，采用上述搜索驱动信号、上述检测结果信号、上述起动驱动信号和上述转子相位信号中的至少一个，生成模式切换信号，基于上述模式切换信号，从上述搜索起动模式切换到上述反向感应电压模式。
3.根据权利要求2所述的电动机驱动装置，其特征在于，上述反向感应电压检测机构包括比较器，上述比较器将上述N相电动机端子电压和上述中性点电压进行比较、生成上述转子相位信号。
4.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，上述端子电压差检测机构，在上述端子电压差和规定阈值之差的极性与上述端子电压差的极性一致的情况下，生成上述检测结果信号。
5.根据权利要求4所述的电动机驱动装置，其特征在于，上述阈值至少为正值的阈值和负值的阈值。
6.根据权利要求4所述的电动机驱动装置，其特征在于，上述驱动信号生成机构，使上述阈值的值变化，控制上述检测结果信号。
7.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，上述端子电压差检测机构包括第一比较器，上述第一比较器将上述N相电动机端子电压和上述模拟中性点电压进行比较，生成上述检测结果信号。
8.根据权利要求7所述的电动机驱动装置，其特征在于，还具有反向感应电压检测机构，其检测出用于表示上述N相电动机端子电压与上述中性点电压之差的反向感应电压，生成转子相位信号，上述反向感应电压检测机构包括第二比较器，上述第二比较器将上述N相电动机端子电压和上述中性点电压进行比较，生成上述转子相位信号，上述第一比较器和上述第二比较器至少一部分共用。
9.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，还具有比较器，该比较器在上述搜索起动模式中，对上述N相电动机端子电压和上述模拟中性点电压进行比较，生成上述检测结果信号，在上述反向感应电压模式中，对上述N相电动机端子电压和上述中性点电压进行比较，生成上述转子相位信号。
10.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，还具有比较器，该比较器在上述搜索起动模式中，对上述N相电动机端子电压和上述模拟中性点电压进行比较，生成上述检测结果信号，在上述反向感应电压模式中，对上述N相电动机端子电压和上述模拟中性点电压进行比较，生成上述转子相位信号。
11.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，还具有搜索指令信号生成机构，其生成用于指定上述搜索电流大小的搜索指令信号；电流检测机构，其检测出上述N相电动机的电动机电流的大小，生成电流检测信号；和比较机构，其将上述搜索指令信号和上述电流检测信号进行比较，生成比较结果信号，上述驱动信号生成机构，基于上述比较结果信号进行控制。
12.根据权利要求11所述的电动机驱动装置，其特征在于，还具有起动指令信号生成机构，其生成用于指定上述起动电流大小的起动指令信号，上述比较机构，将上述起动指令信号和上述电流检测信号进行比较，生成比较结果信号，上述驱动信号生成机构，基于上述比较结果信号进行控制。
13.根据权利要求11所述的电动机驱动装置，其特征在于，还具有相转矩指令信号生成机构，其生成用于指定上述N相电动机转矩的相转矩指令信号，上述比较机构，将上述相转矩指令信号和上述电流检测信号进行比较，生成比较结果信号，上述驱动信号生成机构，基于上述比较结果信号进行控制。
14.根据权利要求11所述的电动机驱动装置，其特征在于，上述驱动信号生成机构，具有脉冲发生器，其发生导通脉冲，该导通脉冲具有PWM频率的周期；和PWM控制部，其生成由上述导通脉冲置位、由上述比较结果信号复位来控制脉冲宽度的PWM控制信号，上述驱动信号生成机构，基于上述PWM控制信号进行控制。
15.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，上述驱动信号生成机构，在上述搜索起动模式中，被控制为生成上述搜索驱动信号的至少一次搜索状态和生成上述起动驱动信号的至少一次起动状态，在上述搜索状态和上述起动状态的任一个中被控制为至少一个逻辑状态。
16.根据权利要求15所述的电动机驱动装置，其特征在于，上述驱动信号生成机构，在上述搜索起动模式中，控制上述搜索驱动信号和上述起动驱动信号，交替地重复上述搜索状态和上述起动状态。
17.根据权利要求15所述的电动机驱动装置，其特征在于，上述驱动信号生成机构，在上述搜索起动模式中，控制上述搜索驱动信号和上述起动驱动信号，经由第一次为第一次搜索状态，第二次为第一次起动状态，在第三次以后仅为起动状态。
18.根据权利要求15所述的电动机驱动装置，其特征在于，上述驱动信号生成机构，控制上述搜索驱动信号，使上述搜索状态中的最初逻辑状态与前一次的搜索状态中的最后逻辑状态相同。
19.根据权利要求15所述的电动机驱动装置，其特征在于，上述驱动信号生成机构，控制上述起动驱动信号，使上述起动状态中的最初逻辑状态与前一次起动状态中的最后逻辑状态相同。
20.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，上述驱动机构包括N相个的高电位侧开关元件和N相个的低电位侧开关元件，上述驱动信号生成机构，生成N相的高电位侧搜索驱动信号和N相的低电位侧搜索驱动信号，上述N相的高电位侧搜索驱动信号分别控制上述N相个的高电位侧开关元件，上述N相的低电位侧搜索驱动信号分别控制上述N相个的低电位侧开关元件。
21.根据权利要求20所述的电动机驱动装置，其特征在于，上述驱动信号生成机构，在上述搜索状态中包括连续的四个逻辑状态，控制上述搜索驱动信号的逻辑电平。
22.根据权利要求21所述的电动机驱动装置，其特征在于，上述驱动信号生成机构，在N为3时，在包括连续的四个逻辑状态的上述搜索驱动信号中，在第一个逻辑状态下，将三个相中两个相的第一组合中的第一相的高电位侧搜索驱动信号和上述第一组合中的第二相的低电位侧搜索驱动信号控制为动作状态电平，在第二个逻辑状态下，将上述第一组合中的第二相的高电位侧搜索驱动信号和上述第一组合中的第一相的低电位侧搜索驱动信号控制为动作状态电平，在第三个逻辑状态下，将上述三个相中不成为上述第一组合的的两个相的第二组合中的第一相的高电位侧搜索驱动信号和上述第二组合中的第二相的低电位侧搜索驱动信号控制为动作状态电平，在第四个逻辑状态下，将上述第二组合中的第二相的高电位侧搜索驱动信号和上述第二组合中的第一相的低电位侧搜索驱动信号控制为动作状态电平。
23.根据权利要求21所述的电动机驱动装置，其特征在于，上述驱动信号生成机构，在N为3时，在包括连续的四个逻辑状态的上述搜索驱动信号中，在第一个逻辑状态下，将三个相中两个相的第一组合中的第一相的高电位侧搜索驱动信号和上述第一组合中的第二相的低电位侧搜索驱动信号控制为动作状态电平，在第二个逻辑状态下，将上述三个相中不成为上述第一组合的的两个相的第二组合中的第一相的高电位侧搜索驱动信号和上述第二组合中的第二相的低电位侧搜索驱动信号控制为动作状态电平，在第三个逻辑状态下，将上述第一组合中的上述第二相的高电位侧搜索驱动信号和上述第一组合中的上述第一相的低电位侧搜索驱动信号控制为动作状态电平，在第四个逻辑状态下，将上述第二组合中的上述第二相的高电位侧搜索驱动信号和上述第二组合中的上述第一相的低电位侧搜索驱动信号控制为动作状态电平。
24.根据权利要求21所述的电动机驱动装置，其特征在于，上述驱动信号生成机构，在N为3时，在包括连续的四个逻辑状态的上述搜索驱动信号中，在第一个逻辑状态下，将三个相中两个相的第一组合中的第一相的高电位侧搜索驱动信号和上述第一组合中的第二相的低电位侧搜索驱动信号控制为动作状态电平，在第二个逻辑状态下，将上述三个相中不成为上述第一组合的的两个相的第二组合中的第一相的高电位侧搜索驱动信号和上述第二组合中的第二相的低电位侧搜索驱动信号控制为动作状态电平，在第三个逻辑状态下，将上述第二组合中的上述第二相的高电位侧搜索驱动信号和上述第二组合中的上述第一相的低电位侧搜索驱动信号控制为动作状态电平，在第四个逻辑状态下，将上述第一组合中的上述第二相的高电位侧搜索驱动信号和上述第一组合中的上述第一相的低电位侧搜索驱动信号控制为动作状态电平。
25.根据权利要求20所述的电动机驱动装置，其特征在于，上述驱动信号生成机构，在上述搜索状态中包括连续的6个逻辑状态，控制上述搜索驱动信号的逻辑电平。
26.根据权利要求25所述的电动机驱动装置，其特征在于，上述驱动信号生成机构，在包括连续的6个逻辑状态的上述搜索驱动信号中，在第一个逻辑状态下，将第一相的高电位侧搜索驱动信号和第二相的低电位侧搜索驱动信号控制为动作状态电平，在第二个逻辑状态下，将第一相的高电位侧搜索驱动信号和第三相的低电位侧搜索驱动信号控制为动作状态电平，在第三个逻辑状态下，将第二相的高电位侧搜索驱动信号和第三相的低电位侧搜索驱动信号控制为动作状态电平，在第四个逻辑状态下，将第二相的高电位侧搜索驱动信号和第一相的低电位侧搜索驱动信号控制为动作状态电平，在第五个逻辑状态下，将第三相的高电位侧搜索驱动信号和第一相的低电位侧搜索驱动信号控制为动作状态电平，在第六个逻辑状态下，将第三相的高电位侧搜索驱动信号和第二相的低电位侧搜索驱动信号控制为动作状态电平。
27.一种电动机驱动方法，对于具备N相电动机线圈的N相电动机，在搜索起动模式中通过供给搜索电流和起动电流，起动上述N相电动机，在反向感应电压模式中通过供给驱动电流，驱动上述N相电动机，其中N为2以上的整数，上述电动机驱动方法具有生成搜索驱动信号、起动驱动信号以及通常驱动信号的步骤；基于上述搜索驱动信号、上述起动驱动信号以及上述通常驱动信号，分别生成上述搜索电流、上述起动电流、上述驱动电流的步骤；生成用于表示N相电动机端子电压的平均值的模拟中性点电压的步骤；和检测出用于表示上述N相电动机端子电压与上述模拟中性点电压之差的端子电压差，生成检测结果信号的步骤，生成上述驱动信号的步骤，在搜索起动模式中，基于上述搜索驱动信号和上述检测结果信号，控制上述起动驱动信号。
28.根据权利要求27所述的电动机驱动方法，其特征在于，还具有检测用于表示上述N相电动机端子电压与上述N相电动机线圈的共通连接端中的中性点电压之差的反向感应电压，生成转子相位信号的步骤，上述生成驱动信号的步骤，在上述反向感应电压模式中，基于上述转子相位信号，控制上述通常驱动信号，采用上述搜索驱动信号、上述检测结果信号、上述起动驱动信号和上述转子相位信号中的至少一个，生成模式切换信号，基于上述模式切换信号，从上述搜索起动模式切换到上述反向感应电压模式。
全文摘要
一种电动机驱动装置和驱动方法，在依次选择通电相而通电时，通过作为电动机端子电压和模拟中性点电压之间的差电压的端子电压差是否超过规定的阈值来判定转子位置。基于该判定，决定转子起动的通电相，按照该决定进行电动机的起动通电。不通过转子位置的初始位置搜索步骤直接切换为反向感应电压模式，而通过对电动机的初始起动提供适当的转速的搜索起动模式切换为反向感应电压模式。从而会正确地取入位置检测信号的峰值，并解决由于每相检测电流的差异很小，易受电动机特性偏差小影像的问题。此外，解决了在求得较大差电压的方法中，需要参照列表和较高的运算处理能力的问题。
文档编号H02P6/14GK101039089SQ20071008576
公开日2007年9月19日 申请日期2007年3月14日 优先权日2006年3月15日
发明者深水新吾, 山本泰永, 森英明, 黑岛伸一 申请人:松下电器产业株式会社