CN108696201A - 马达驱动装置、方法和程序 - Google Patents

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Abstract

马达驱动装置、方法和程序。实现了初始位置确定处理和旋转驱动处理这二者。马达包括具有有多个磁极的永磁体的转子以及具有有多个相位的线圈的定子。电压信号产生部分产生与流过定子的具有相位的每个线圈的电流相对应的电压信号。滤波器部分包括第一滤波器和第二滤波器。电压信号通过滤波器部分输入到比较器。控制部分进行控制，使得当执行转子的初始位置确定处理时选择滤波器常数较大的第一滤波器，并且当执行旋转驱动处理时选择滤波器常数较小的第二滤波器。

Description

马达驱动装置、方法和程序
相关申请的交叉引用
2017年3月30日递交的日本专利申请第2017-067316号的包括说明书和附图及摘要的公开内容通过引用全部合并于此。
背景技术
本发明涉及马达(motor)驱动装置、方法和程序，并且更具体地，涉及用于在永磁同步马达的旋转驱动中使用的马达驱动装置、方法和程序。
专利文献1公开了一种用于在无刷DC(直流)马达的驱动控制中使用的半导体装置。在专利文献1中，为了确定转子的停止位置，在转子的旋转驱动之前，向定子的具有多个相位的线圈顺序地供应电流。当电流被供应给具有每个相位的线圈时，电流从导电线圈流过耦接到该导电线圈的具有另一个相位的线圈的容易性(easiness)由于停止的转子的磁通量的效应而变化。在专利文献1中，使用比较器来检测流过具有各个相位的线圈的电流的流动的容易性的差别，并且基于其确定结果来确定转子相对于定子的停止位置(初始位置)。
此外，根据专利文献1，当确定流过具有各个相位的线圈的电流的容易性的差别时，使用比较器将由DAC(数模转换器)产生的预定的电压与同流过具有每个相位的线圈的电流的幅度相对应的信号进行比较，并且测量与流过具有每个相位的线圈的电流的幅度相对应的信号上升到预定的电压所需要的时间。此外，专利文献1公开了一种技术，其中在转子的高速旋转期间，利用在确定转子的初始位置时已使用的比较器来监测非导电相位的电压，并且切换导电线圈相位。
[专利文献]
专利文献1:日本未审专利申请公开第2016-73041号
发明内容
然而，在专利文献1中，在初始位置确定和高速旋转驱动时均使用相同的电路配置。因此，专利文献1中描述的技术在实现这两个处理时均具有困难。
根据本说明书的描述和附图，上述的以及其它的目的和新的特征将是明显的。
根据一个实施例，旋转驱动装置包括：电压信号产生部分，所述电压信号产生部分产生与流过定子的具有多个相位的每个线圈的电流相对应的电压信号；以及比较器，所述电压信号通过包括第一滤波器和第二滤波器的滤波器部分输入到所述比较器。当在滤波器部分中执行转子的初始位置确定处理时，选择滤波器常数较大的第一滤波器。此外，当执行旋转驱动处理时，选择滤波器常数较小的第二滤波器。
根据上述一个实施例，变得可以实现初始位置确定处理和转子的旋转驱动处理这二者。
附图说明
图1是示出根据实施例1的马达驱动装置的框图；
图2是示出低通滤波器部分的配置示例的框图；
图3是示出逆变器电路的配置示例的框图；
图4是示出定子中的电流的方向与转子中的磁极的方向之间的关系的示意图；
图5是波形图，其中图5A至5C示出在测量电压上升时间时各个部分的波形示例；
图6是示出马达驱动装置中的操作的流程的流程图；
图7是示出初始位置确定处理的流程的流程图；
图8是波形图，其中图8A至8G示出在初始位置确定处理时各个部分的波形示例；
图9是波形图，其中图9A至9G示出在转子的旋转驱动处理时各个部分的波形示例；
图10是示出实施例2中使用的低通滤波器部分的配置示例的框图；
图11是示出实施例2中的初始位置确定处理的流程的流程图；
图12是波形图，其中图12A至12C示出在切换滤波器前后各个部分的波形示例；以及
图13是示出电压信号产生部分的另一个配置示例的框图。
具体实施方式
在下文中，参照附图，将详细说明用于解决上述问题的手段所应用于的实施例。为了说明的清楚起见，适当地省略和简化了下面的描述和附图。此外，附图中作为执行各种处理的功能框描述的每个部件可以利用作为硬件的CPU(中央处理单元)、存储器和其它电路来配置，并且是通过作为软件的在存储器等中加载的程序来实现的。相应地，本领域的技术人员应当理解，这些功能框可以通过仅硬件、仅软件、或硬件和软件的组合以各种形式来实现，并且本发明不限于这些中的任一种。应当注意，在每个附图中向相同的部件附加相同的标记，并且根据需要省略重复的说明。
此外，上述程序使用各种类型的非暂态计算机可读介质来存储，并且可应用于计算机。非暂态计算机可读介质包括各种类型的有形存储介质。非暂态计算机可读介质的示例包括：磁记录介质(例如软盘、磁带、硬盘)；磁光记录介质(例如磁光盘)；CD-ROM(只读存储器)；CD-R、CD-R/W；以及半导体存储器(例如掩膜ROM、PROM(可编程ROM)、EPROM(可擦除PROM)、闪存ROM、RAM(随机存取存储器)。此外，可以通过各种类型的暂态计算机可读介质向计算机提供程序。暂态计算机可读介质的示例包括：电信号；光信号；以及电磁波。暂态计算机可读介质可以通过诸如电线和光纤之类的有线通信信道或无线通信信道向计算机提供程序。
在下面的实施例中，在需要时，通过使用单独的部分或单独的实施例来说明本发明。然而，除非以其它方式指定，否则这些实施例并不是彼此无关的。也就是说，这些实施例以这样的方式相关联：一个实施例是另一个实施例的一部分或整体的变型示例、应用示例、详细示例或补充示例。此外，在下面的实施例中，当提及元件的数量等(包括数量、值、数目、范围等)时，除了所述数量被显式地指定或所述数量基于其原理明显地限于特定的数量的情况之外，所述数量不限于该特定的数量。也就是说，也可以使用比特定的数量更大的数量或更小的数量。
此外，在下面的实施例中，除了所述部件被显式地指定或所述部件基于其原理明显是必不可少的情况之外，所述部件(包括操作步骤等)不一定是必不可少的。类似地，在下面的实施例中，当提及部件等的形状、位置关系等时，除了被显式地指定或基于其原理被排除的情况之外，该形状中也包括基本上类似于该形状或相似于该形状的形状等。这对上述数量等(包括数量、值、数目、范围等)也是适用的。
[实施例1]图1示出根据实施例1的马达驱动装置。马达驱动装置100包括半导体装置101、电压信号产生部分102、滤波器部分103、以及逆变器电路104。半导体装置101包括马达控制定时器111、选择器112、比较器113、DAC(数模转换器)114、定时器115、滤波器选择部分116和控制部分117。半导体装置101被配置为包括CPU(未示出)和RAM的微计算机单元(MCU，Micro Computer Unit)，CPU根据存储在外部存储器或内部存储器中的程序来执行计算。
马达驱动装置100使作为永磁同步马达的马达200旋转。马达200包括具有有多个磁极的永磁体的转子和具有有多个相位的线圈的定子。在下文中，将主要说明其中马达200为具有2个磁极、3个相位和3个槽(slot)的配置的无刷马达的示例。然而，转子中的磁极的数量和定子中的槽的数量并不特定地限于这些。马达200可以是内转子型马达，或者可以是外转子型马达。
逆变器电路104耦接到马达200的定子的每个线圈。逆变器电路104包括例如多个推挽输出(push-pull output)电路，所述推挽输出电路的驱动端子耦接到定子的对应的线圈。马达控制定时器111被用作导电控制部分，并通过逆变器电路104控制对定子的具有相位的每个线圈的导电。马达控制定时器111可以是能够输出例如脉宽调制(PWM，PulseWidth Modulation)信号的定时器。
电压信号产生部分102包括与定子的各个相位的线圈相对应的电压信号产生部分102U、102V和102W。电压信号产生部分102U耦接到具有U相位的线圈，电压信号产生部分102V耦接到具有V相位的线圈，并且电压信号产生部分102W耦接到具有W相位的线圈。电压信号产生部分102U、102V和102W包括分别耦接到具有对应的相位的线圈的电阻器，并产生与流过各个线圈的电流相对应的电压信号。当流过具有各个相位的线圈的电流的幅度相同时，电压信号产生部分102U、102V和102W所产生的电压信号具有相同的电压。
滤波器部分103包括与定子的具有各个相位的线圈相对应的低通滤波器(LPF，Low-Pass Filter)部分103U、103V和103W。低通滤波器部分103U接收来自电压信号产生部分102U的电压信号，并向接收的电压信号应用低通滤波器处理。低通滤波器部分103V接收来自电压信号产生部分102V的电压信号，并向输入的电压信号应用低通滤波器处理。低通滤波器部分103W接收来自电压信号产生部分102W的电压信号，并向输入的电压信号应用低通滤波器处理。每个低通滤波器部分具有两个滤波器，所述两个滤波器的滤波器常数彼此不相同。滤波器选择部分116选择要在低通滤波器部分103U、103V和103W中使用的滤波器。
选择器112向比较器113输出由低通滤波器部分103U输出的滤波器处理所应用于的电压信号U-in、由低通滤波器部分103V输出的滤波器处理所应用于的电压信号V-in、以及由低通滤波器部分103W输出的滤波器处理所应用于的电压信号W-in之一。数模转换器114输出预定的基准电压。比较器113将从选择器112输出的电压信号U-in、V-in和W-in之一与预定的基准电压进行比较。定时器115例如是64MHz计数的定时器，并被用作测量时间的时间测量部分。定时器115测量电压上升时间，所述电压上升时间显示预定的时刻与在比较器113中确定电压信号U-in、V-in和W-in之一等于预定的基准电压(Vref1)时的时刻之间的时间差。
控制部分117利用比较器113中的比较结果来执行用于确定转子的初始位置的初始位置确定处理、以及用于使转子旋转的旋转驱动处理。在滤波器常数被定义为时间常数的情况下，当执行初始位置确定处理时，控制部分117控制滤波器选择部分116在低通滤波器部分103U、103V和103W中所包括的滤波器当中选择具有大的滤波器常数(时间常数)的滤波器。另一方面，当执行旋转驱动处理时，控制部分117控制滤波器选择部分116在低通滤波器部分103U、103V和103W中所包括的滤波器当中选择具有小的滤波器常数的滤波器。
除了上述滤波器的选择之外，在初始位置确定处理中，利用马达控制定时器111，控制部分117还通过在改变导电相位的同时将用于测量的电压脉冲供应给定子的具有相位的线圈而将用于测量的电流供应给线圈。此外，控制部分117控制电压信号产生部分102产生与流过耦接到用于测量的电压脉冲所供应到的线圈的、具有其它相位的每个线圈的电流相对应的电压信号。控制部分117基于电压上升时间的测量结果来确定转子的初始位置。
另一方面，在旋转驱动处理中，除了上述滤波器的选择之外，利用马达控制定时器111，控制部分117还将来自定子的具有一个相位的线圈的励磁电流供应到定子的具有另一个相位的线圈。此外，控制部分117控制电压信号产生部分102产生与同励磁电流所供应到的相位不相同的非导电相位的线圈中产生的感生的电动势相对应的电压信号。控制部分117通过基于在比较器113中确定电压信号等于预定的基准电压时的时刻切换励磁电流所供应到的线圈相位来使转子旋转。
[滤波器部分]图2示出低通滤波器部分103U的配置示例。低通滤波器部分103U包括选择器131、滤波器F1和滤波器F0。滤波器F1是包括电阻器R1和电容器C1的低通滤波器。滤波器F0是包括电阻器R0和电容器C0的低通滤波器。滤波器F1和滤波器F0具有彼此不相同的滤波器常数(时间常数)。滤波器F1的滤波器常数大于滤波器F0的滤波器常数。
选择器131选择性地将电压信号产生部分102U所产生的电压信号供应到滤波器F1或滤波器F0。选择器131被滤波器选择部分116控制(参见图1)。在转子的初始位置确定处理期间，选择器131选择滤波器常数较大的滤波器F1。在转子的旋转驱动处理期间，选择器131选择滤波器常数较小的滤波器F0。此外，在上述描述中，参照图2，已经说明了具有U相位的低通滤波器部分103U的配置示例。然而，具有V相位的低通滤波器部分103V以及具有W相位的低通滤波器部分103W的配置可以类似于低通滤波器部分103U的情况。
[逆变器电路]图3示出逆变器电路104的配置示例。逆变器电路104包括例如晶体管141U、141V和141W以及晶体管142U、142V和142W。在逆变器电路104中，例如，对于每个晶体管，使用n沟道型场效应晶体管。由马达控制定时器111输出的信号(参见图1)被输入到每个晶体管的栅极。尽管在图1和图3中未示出，但是在马达控制定时器111和逆变器电路104之间布置了预驱动器。预驱动器将由马达控制定时器111输出的每个信号转换成使逆变器电路104中的每个晶体管导通所需要的栅极电压。
马达200的定子包括具有三个相位(U相位、V相位和W相位)的线圈201U、202V和202W。在定子中，具有相应相位的线圈201U和202相互耦接到与线圈202W的电流输入/输出端子侧相对的侧的端子。具有相应相位的线圈201U和202V以及线圈202W的电流输入/输出端子通过晶体管141U、141V和141W耦接到马达的电源(Vmotor)。此外，具有相应相位的线圈201U、202V和202W的电流输入/输出端子通过晶体管142U、142V和142W接地。在定子中，线圈201U、202V和202W绕铁芯等缠绕，使得例如当电流从马达电源侧被供应到电流输入/输出端子时，与转子相对的侧用作S极，并且当电流从电流输入/输出端子流出时，与转子相对的侧用作N极。
晶体管141U和142U形成与具有U相位的线圈201U相对应的推挽输出电路。当马达控制定时器111输出的信号TRDIOB0处于H电平时，晶体管141U变成处于导通状态，并向具有U相位的线圈201U供应电流。当由马达控制定时器111输出的信号TRDIOD0处于H电平时，晶体管142U变成处于导通状态，并从具有U相位的线圈201U吸取电流。当信号TRDIOB0和TRDIOD0均处于L电平时，晶体管141U和142V既不向线圈201U供应电流，也不从线圈201U吸取电流。此外，在下文中，在推挽输出电路中，在一个晶体管处于导通状态的情况下的相位可以被称为“导电相位”，并且在两个晶体管均处于断开状态的情况下的相位可以被称为“非导电相位”。
晶体管141V和142V形成与具有V相位的线圈201V相对应的推挽输出电路。当由马达控制定时器111输出的信号TRDIOA1处于H电平时，晶体管141V变成处于导通状态，并向具有V相位的线圈201V供应电流。当由马达控制定时器111输出的信号TRDIOC1处于H电平时，晶体管142V变成处于导通状态，并从具有V相位的线圈201V吸取电流。当信号TRDIOA1和TRDIOC1均处于L电平时，晶体管141V和142V既不向线圈201V供应电流，也不从线圈201V吸取电流。
晶体管141W和142W形成与具有W相位的线圈201W相对应的推挽输出电路。当由马达控制定时器111输出的信号TRDIOB1处于H电平时，晶体管141W变成处于导通状态，并向具有W相位的线圈201W供应电流。当由马达控制定时器111输出的信号TRDIOD1处于H电平时，晶体管142W变成处于导通状态，并从具有W相位的线圈201W吸取电流。当信号TRDIOB1和TRDIOD1均处于L电平时，晶体管141W和142W既不向线圈201W供应电流，也不从线圈201W吸取电流。
[旋转驱动控制]马达控制定时器111控制逆变器电路104在转子的旋转时通过具有三个相位的线圈当中的具有两个相位的线圈供应励磁电流。例如，马达控制定时器111控制信号TRDIOB0处于H电平并控制晶体管141U处于导通状态，以及还控制信号TRDIOC1处于H电平并控制晶体管142V处于导通状态。以这种方式，通过逆变器电路104，马达控制定时器111将来自具有U相位的线圈201U的励磁电流供应到具有V相位的线圈201V。此时，信号TRDIOB1和TRDIOC1处于L电平，并且W相位变成非导电相位。
在具有作为非导电相位的W相位的线圈201W中，发生了由转子的旋转导致的感生的电动势(反电动势)。由反电动势产生的电流从线圈201W流入到电压信号产生部分102W中。电压信号产生部分102W产生与从具有作为非导电相位的W相位的线圈201W流出的电流相对应的电压信号W-in。电压信号W-in的电压值根据具有W相位的线圈201W中产生的反电动势的幅度而变化。
选择器112(参见图1)选择具有作为非导电相位的W相位的电压信号W-in，并将电压信号W-in输出到比较器113的输入端子。在转子的旋转驱动期间，数模转换器114输出与根据反电动势而变化的电压信号的中值相对应的电压作为基准电压(Vref2)。当通过选择器112输入的电压信号W-in变成等于基准电压时，比较器113改变输出信号。按照比较器113的输出信号被改变时的时刻，控制部分117改变励磁电流所供应到的相位。如通常所知的，在直流(DC)无刷马达中，通过在每次转子旋转预定角度时改变励磁电流所供应到的相位，变得可以在定子中产生使转子沿预定方向旋转的旋转磁场。
[初始位置确定]在转子的初始位置确定期间，马达控制定时器111控制逆变器电路104的晶体管141U至141V之一在预定时段内处于导通状态，并控制晶体管141U至141V中的其余晶体管以及晶体管142U至142W处于断开状态。换言之，马达控制定时器111通过逆变器电路104将用于测量的电压脉冲施加到三个相位的线圈当中的一个相位的线圈的端部。当供应用于测量的电压脉冲时，流过每个线圈的电流低于励磁电流，并且即使电流被供应给每个线圈，转子也不应旋转。马达控制定时器111通过控制例如信号TRDIOB0处于H电平并且控制晶体管141U处于导通状态，通过逆变器电路104向具有U相位的线圈201U施加用于测量的电压脉冲。此时，所有剩余的信号处于L电平，并且V相位和W相位变成非导电相位。
当用于测量的电压脉冲被施加到具有U相位的线圈201U的一个端部时，电流(用于测量的电流)从马达的电源被供应给具有U相位的线圈201U。被供应给具有U相位的线圈201U的电流(其一部分)经过具有V相位的线圈201V，并且流入到电压信号产生部分102V中。此外，被供应到具有U相位的线圈201U的电流(其一部分)经过具有W相位的线圈201W，并且流入到电压信号产生部分102W中。电压信号产生部分102V产生与从具有作为非导电相位的V相位的线圈201V流入的电流相对应的电压信号V-in。此外，电压信号产生部分102W产生与从具有作为非导电相位的W相位的线圈201W流入的电流相对应的电压信号W-in。
选择器112选择例如具有V相位的电压信号V-in，并将电压信号V-in输出到比较器113的输入端子。在确定转子的初始位置时，模数转换器114输出基准电压(Vref1)。当通过选择器112输入的电压信号V-in变成等于基准电压Vref1时，比较器113改变输出信号。定时器115开始按照预定的时刻(诸如马达控制定时器111已使信号TRDIOB0处于H电平时的时刻)来计数。如果比较器113中的输出信号改变，则定时器115结束计数操作。定时器115的计数值显示预定的时刻与在比较器113中确定电压信号V-in等于基准电压Vref1时的时刻之间的时间差。类似地，关于具有W相位的电压信号W-in，使用定时器115测量电压上升时间。
当在改变导电相位的同时向具有每个相位的线圈供应电力(施加用于测量的电压脉冲)时，控制部分117测量非导电相位中的电压信号的电压上升时间。控制部分117基于电压上升时间的测量结果来确定处于停机状态的转子的方位(停止位置)。控制部分117在检测到初始位置之后开始旋转驱动处理，并使转子旋转。控制部分117在旋转驱动处理中根据转子的初始位置的确定结果来确定线圈的导电相位，以使转子沿着预定方向旋转。
[初始位置确定的原理]图4示出定子中的电流的方向与转子中的磁极的方向之间的关系。例如，在转子的初始位置确定处理中，确定转子(磁极)位于图4中所示的六个区域θ1至θ6中的哪个区域。定子的每个线圈的电流输入/输出端子之间的电感根据转子的磁极的方位而变化。随着电感变得越小，流过每个线圈的电流的上升变得越陡峭，而随着电感变得越大，电流的上升变得越平缓。
例如，当转子的磁极存在于图4中所示的θ2和θ5的方向上时，线圈201U和线圈201V之间的电感变成最大，并且在U相位和V相位之间流动的电流的上升变得比在其它相位之间流动的电流的上升更平缓。换言之，当在U相位和V相位之间流动的电流的上升是最平缓的时候，可以确定转子的磁极存在于θ2和θ5的方向上。当转子的磁极存在于θ1和θ4的方向上时，线圈201V和线圈201W之间的电感到达其最大值，并且在V相位和W相位之间流动的电流的上升变得比在其它相位之间流动的电流的上升更平缓。当转子的磁极存在于θ3和θ6上时，线圈201U和线圈201W之间的电感到达其最大值，并且在U相位和W相位之间流动的电流的上升变得比在其它相位之间流动的电流的上升更平缓。
当用于测量的电压脉冲被施加到具有作为上述电感变化的结果的一个相位的线圈时，流过具有非导电相位的线圈的电流到达正常时间的电流值所需要的时间根据转子的位置而变化。使用定时器115测量的电压上升时间的长度对应于电感的幅度。通过在改变用于测量的电压脉冲所施加到的线圈相位的同时在每个非导电相位中利用定时器115测量电压上升时间，变得可以确定相位之间的电感的大小关系。基于大小关系，变得可以确定转子的位置。
[电压上升时间]图5是波形图，其中图5A至5C示出在测量电压上升时间时各个部分的波形示例。在下文中，将给出关于当使得具有U相位的线圈U导电时流过具有V相位的线圈201V的电流、以及定时器115中的电压上升时间的测量的说明。假设在电压上升时间的测量之前，在低通滤波器部分103V中，选择滤波器常数大的滤波器F1(参见图2)，并且选择器112已经选择了通过低通滤波器部分103V(滤波器F1)输入的电压信号V-in。
在时间t0，马达控制定时器111控制信号TRDIOB0处于H电平(参见图5A)，并控制逆变器电路104中所包括的具有U相位的马达电源侧的晶体管141U(参见图3)处于导通状态。按照使得信号TRDIOB0处于H电平时的时刻，定时器115开始计数操作(参见图5C)。
电压信号产生部分102V产生具有与从具有U相位的线圈201U通过具有V相位的线圈201V流入的电流的幅度相对应的电压值的电压信号V-in。电压信号V-in通过低通滤波器部分103V的滤波器F1和选择器112被输入到比较器113的输入端子(参见图5B)。在这点上，由于滤波器F1的滤波器常数被设置为相对大的值，因此电压信号V-in的上升变得比不使用滤波器F1的情况下的电压信号V-in的上升更平缓。
当电压信号V-in在时间t1变得等于基准电压Vref1时，比较器113使输出信号逆变。在这点上，基准电压Vref1被设置为比电压信号产生部分102V所产生的、关于流过线圈201V的正常时间的电流而产生的电压信号的电压更低的电压。当比较器113的输出信号被逆变时，定时器115停止计数(参见图5C)。定时器115向控制部分117输出与从时间t0到时间t1的时间长度相对应的计数值。定时器115的计数值根据各个相位的端子之间的电感的幅度而改变。
[操作流程]在下文中，将说明操作中的流程。图6示出马达驱动装置中的操作流程。在转子的初始位置确定处理之前，控制部分117控制滤波器选择部分116在各个低通滤波器部分103U、103V和103W中选择具有大的滤波器常数的滤波器F1(步骤S1)。随后，控制部分117开始转子的初始位置确定处理(步骤S2)。
图7示出初始位置确定处理的操作流程。控制部分117确定用于测量的电压脉冲所施加到的线圈相位(导电相位)(步骤S11)。例如，首先，控制部分117将U相位确定为导电相位。通过马达控制定时器111，控制部分117将用于测量的电流供应到具有步骤S11中确定的导电相位的线圈(步骤S12)。在步骤S12中，例如，马达控制定时器111控制信号TRDIOB0处于H电平，并控制逆变器电路104的晶体管141U处于导通状态。以这种方式，用于测量的电流从马达的电源通过晶体管141U被供应到具有U相位的线圈201U。定时器115按照信号TRDIOB0变成处于H电平时的时刻开始计数操作。
在将用于测量的电流供应到导电相位之前，控制部分117在选择器112中选择非导电相位之一。控制部分117例如控制选择器112选择具有V相位的电压信号V-in。供应到导电相位的电流通过具有非导电相位的线圈被输入到电压信号产生部分102，并且电压信号产生部分102产生与流过具有非导电相位的线圈的电流相对应的电压信号(步骤S13)。例如，供应到具有U相位的线圈201U的电流通过具有V相位的线圈201流入到电压信号产生部分102V中，并且电压信号产生部分102V产生与流过具有V相位的线圈201的电流相对应的电压信号。由此产生的电压信号经过低通滤波器部分103V的滤波器F1，并通过选择器112被输入到比较器113。
比较器113将通过选择器112输入的电压信号与要由数模转换器114输出的基准电压Vref1进行比较。定时器115继续计数操作，直到在比较器113中确定电压信号变成等于基准电压Vref1时的时刻为止，并测量电压上升时间(步骤S14)。当测量电压上升时间时，控制部分117确定是否存在其电压上升时间尚未被测量的非导电相位(步骤S15)。
当在步骤S15中确定存在未测量的非导电相位时，所述处理返回到步骤S12，并且控制部分117再次将用于测量的电流供应到具有导电相位的线圈。当所述处理返回到步骤S12时，在步骤S13中由与未测量的非导电相位相对应的电压信号产生部分(例如W相位的电压信号产生部分102W)产生电压信号。在步骤S14中，作为电压上升时间，定时器115测量向线圈201U供应电流的开始与通过低通滤波器部分103W和选择器112输入的电压信号W-in达到基准电压Vref1时的时刻之间的时间差。
当在步骤S15中确定不存在未测量的非导电相位时，控制部分117确定是否所有相位已被选择为导电相位(步骤S16)。当在步骤S16中确定不是所有相位被选择为导电相位时，所述处理返回到步骤S11，并且控制部分117确定下个导电相位。随后，执行步骤S12至S15中的处理。然后，关于耦接到步骤S11中确定的导电相位的每个非导电相位，测量电压上升时间。
当在步骤S16中确定不存在尚未被选择为导电相位的相位时，控制部分117基于关于各个导电相位和非导电相位的每个模式而测量的电压上升时间来确定转子的初始位置(步骤S17)。已知的算法可被用于检测转子的初始位置。
再次参照图6，当转子的初始位置的确定结束时，控制部分117控制滤波器选择部分116选择滤波器常数为各个低通滤波器部分103U、103V和103W中最小的滤波器F0(步骤S3)。然后，利用对转子的初始位置的确定结果，控制部分117开始转子的旋转驱动处理(步骤S4)。在转子的旋转驱动处理中，每当通过低通滤波器部分的滤波器F0输入到比较器113的电压信号变成等于在转子的旋转驱动处理中由数模转换器114输出的基准电压Vref2时，控制部分117切换励磁电流所供应到的导电相位。
[在初始位置确定期间的操作波形的示例]图8是波形图，其中图8A到8G示出在初始位置确定处理期间的各个部分的波形示例。在时间t11，在要被输出到逆变器电路104的信号当中，马达控制定时器111仅控制信号TRDIOB0处于H电平，并将用于测量的电流通过逆变器电路104供应到具有U相位的线圈201U(参见图8A)。在时间t11，选择器112已经选择了具有V相位的电压信号V-in(参见图8G)。定时器115测量时间t11与在比较器113中确定电压信号V-in达到基准电压Vref1时的时刻之间的时间差，作为电压上升时间(参见图5B和图5C)。
在时间t12，在要被输出到逆变器电路104的信号当中，马达控制定时器111再次仅控制信号TRDIOB0处于H电平，并将用于测量的电流通过逆变器电路104供应到具有U相位的线圈201U(参见图8A)。在时间t12，选择器112已经选择了具有W相位的电压信号W-in(参见图8G)。定时器115测量时间t12与在比较器113中确定电压信号W-in已达到基准电压Vref1时的时间之间的时间差，作为电压上升时间。
类似地，在时间t13和时间t14，马达控制定时器111控制信号TRDIOA1处于H电平，并将用于测量的电流通过逆变器电路104供应到具有V相位的线圈201V(参见图8A)。在时间t13，选择器112已经选择具有U相位的电压信号U-in。定时器115测量时间t13与在比较器113中确定电压信号U-in已达到基准电压Vref1时的时间之间的时间差，作为电压上升时间。此外，在时间t14，选择器112已经选择具有W相位的电压信号W-in，并且定时器115测量时间t14与在比较器113中确定电压信号W-in已达到基准电压Vref1时的时刻之间的时间差，作为电压上升时间。
此外，在时间t15和时间t16，马达控制定时器111控制信号TRDIOB1处于H电平，并将用于测量的电流通过逆变器电路104供应到具有W相位的线圈201W(参见图8A)。在时间t15，选择器112已经选择了具有U相位的电压信号U-in，并且定时器115测量时间t15与在比较器113中确定电压信号U-in达到基准电压Vref1时的时刻之间的时间差，作为电压上升时间。此外，在时间t16，选择器112已经选择了具有V相位的电压信号V-in。定时器115测量时间t16与在比较器113中确定电压信号V-in已达到基准电压Vref1时的时间之间的时间差，作为电压上升时间。
在这点上，当导电相位为U相位时，关于V相位所测量的电压上升时间被称为“tc(VU)”，并且关于W相位所测量的电压上升时间被称为“tc(WU)”。此外，当导电相位为V相位时，关于U相位所测量的电压上升时间被称为“tc(UV)”，并且关于W相位所测量的电压上升时间被称为tc(WV)。此外，当导电相位为W相位时，关于U相位所测量的电压上升时间被称为“tc(UW)”，并且关于V相位所测量的电压上升时间被称为“tc(VW)”。
首先，基于上述电压上升时间的测量结果，控制部分117指定在U方向、V方向或W方向上是否存在磁极。在电压上升时间的测量结果中，当电压上升时间tc(VU)为最长时，控制部分117确定在W相位方向上，即在θ2和θ5的方向上存在转子的磁极(参见图4)。当电压上升时间tc(WV)为最长时，控制部分117确定在U相位方向上，即在θ1和θ4的方向上存在转子的磁极。此外，当电压上升时间tc(UW)为最长时，控制部分117确定在V相位方向上，即在θ3和θ6的方向上存在转子的磁极。
随后，根据关于磁极存在的方向的组合，控制部分117求得两个电压上升时间的总和。然后，基于电压上升时间的总和，控制部分117确定磁极存在于哪个区域中。具体地，当在上述处理中确定磁极存在于W相位方向上时，控制部分117分别求得电压上升时间tc(UW)和tc(VW)的总和、以及电压上升时间tc(WV)和tc(WU)的总和。控制部分117对它们进行比较，并且如果tc(UW)+tc(VW)>tc(WV)+tc(WU)，则确定磁极存在于θ2的区域中。如果tc(UW)+tc(VW)<tc(WV)+tc(WU)，则控制部分117确定磁极存在于θ5的区域中。
当确定磁极存在于U相位方向上时，控制部分117分别求得电压上升时间tc(VU)和tc(WU)的总和、以及电压上升时间tc(UW)和tc(UV)的总和。控制部分117对它们进行比较，并且如果tc(VU)+tc(WU)>tc(UW)+tc(UV)，则确定磁极存在于θ4的区域中。如果tc(VU)+tc(WU)<tc(UW)+tc(UV)，则控制部分117确定磁极存在于θ1的区域中。
当确定磁极存在于V相位方向上时，控制部分117分别求得电压上升时间tc(UV)和tc(WV)的总和、以及电压上升时间tc(VU)和tc(VW)的总和。控制部分117对它们进行比较，并且如果tc(UV)+tc(WV)>tc(VU)+tc(VW)，则控制部分117确定磁极存在于θ6的区域中。如果tc(UV)+tc(WV)<tc(VU)+tc(VW)，则控制部分117确定磁极存在于θ3的区域中。
当上述要比较的总和之间的差小于预定的阈值时，控制部分117可以改变将要由数模转换器114输出的基准电压Vref1，并再次测量电压上升时间。要与上述总和之间的差进行比较的预定的阈值是对预先根据定时器115中的时间分辨率以及初始位置确定的区域的数量等而设置的检测精确度进行控制的参数。当上述总和之间的差小于预定的阈值时，例如，控制部分117可以将基准电压Vref1设置为比目前的基准电压Vref1高预定电压的电压，所述预定电压在等于或小于预定的基准电压的最大值Vref1_max的电压范围之内。
[在旋转驱动期间的操作波形的示例]图9是波形图，其中图9A至9G示出在转子的旋转驱动期间各个部分的操作波形示例。应当在时间21之前的点沿着从W相位朝向V相位的方向向线圈201V和201W供应励磁电流。此外，选择器112已经在时间21之前的点选择了具有U相位的电压信号U-in(参见图9G)。在比较器113中，在时间t21，当确定电压信号U-in等于与其中心电平相对应的基准电压Vref2时，控制部分117切换励磁电流所供应到的线圈相位。
在时间t21，马达控制定时器111控制正被输出到逆变器电路104的信号TRDIOB0从L电平成为处于H电平(参见图9A)，并控制信号TRDIOB1从H电平成为处于L电平(参见图9E)。此时，马达控制定时器111保持信号TRDIOD0(参见图9B)、TRDIOA1(参见图9C)和TRDIOD1(参见图9F)处于L电平，并且保持信号TRDIOC1(参见图9D)处于H电平。通过变为处于H电平的信号TRDIOB0和TRDIOC1将励磁电流从U相位朝向V相位地供应到线圈201U和201V。
在时间t21，W相位变成非导电相位，并且选择器112选择具有W相位的电压信号W-in(参见图9G)。比较器113将电压信号W-in与基准电压Vref2进行比较。在时间t22，当在比较器113中确定电压信号W-in等于基准电压Vref2时，控制部分117切换励磁电流所供应到的线圈相位。
在时间t22，马达控制定时器111控制正被输出到逆变器电路104的信号TRDIOD1从L电平成为处于H电平(参见图9F)，并控制信号TRDIOC1从H电平成为处于L电平(参见图9D)。此时，马达控制定时器111保持信号TRDIOD0(参见图9B)、TRDIOA1(参见图9C)和TRDIOB1(参见图9E)处于L电平。另一方面，马达控制定时器111保持信号TRDIOB0(参见图9A)处于H电平。通过变为处于H电平的信号TRDIOB0和TRDIOD1将励磁电流从U相位朝向W相位地供应到线圈201U和201W。此外，V相位变成非导电相位，并且选择器112选择具有V相位的电压信号V-in(参见图9G)。
在时间t23，当在比较器113中确定电压信号V-in等于基准电压Vref2时，马达控制定时器111控制信号TRDIOA1从L电平成为处于H电平(参见图9C)，并且控制信号TRDIOB0从H电平成为处于L电平(参见图9A)。此时，将励磁电流从V相位朝向W相位地供应到线圈201V和201W。此外，U相位变为非导电相位，并且选择器112选择具有U相位的电压信号U-in(参见图9G)。
在下文中，类似地，在比较器113中确定具有非导电相位的电压信号变得等于基准电压Vref2时的时间t24、t25、t26、t27和t28，切换励磁电流所供应到的相位。此外，选择器112选择具有已变成非导电的相位的电压信号，并且在比较器113中监测具有已变成非导电的相位的电压信号。在马达200中，可以通过与转子的旋转同步地切换励磁电流所供应到的相位来使转子旋转。
[概述]根据本实施例，低通滤波器部分103U、103V和103W具有滤波器常数彼此不相同的两个滤波器F1和F0。当执行转子的初始位置确定处理时，滤波器选择部分116选择滤波器常数大的滤波器F1。在初始位置确定处理时，使用滤波器F1将低通滤波处理应用于的电压信号U-in、V-in或W-in通过选择器112被输入到比较器113。在初始位置确定处理时，马达控制定时器111在改变导电相位的同时将用于测量的电流供应到定子的具有相位的线圈。此外，电压信号产生部分102产生电压信号，所述电压信号与流过耦接到用于测量的电流所供应到的线圈的具有其它相位的各个线圈的电流相对应。关于具有其它相位的各个线圈，定时器115测量电压上升时间，所述电压上升时间显示预定的时刻与在比较器113中确定利用滤波器F1将低通滤波器处理应用于的电压信号等于基准电压Vref1时的时刻之间的时间差。因此，变得可以通过利用该电压上升时间的测量结果来检测转子的初始位置。
另一方面，当执行转子的旋转驱动处理时，滤波器选择部分116选择滤波器常数小的滤波器F0。在转子的旋转驱动处理时，使用滤波器F0将低通滤波器处理应用于的电压信号U-in、V-in或W-in通过选择器112被输入到比较器113。在转子的旋转驱动处理期间，马达控制定时器111向具有基于转子的初始位置的确定结果而确定的导电相位的线圈供应励磁电流，并且马达控制定时器111开始转子的旋转驱动。电压信号产生部分102产生与具有非导电相位的线圈中产生的感生的电动势相对应的电压信号，并且比较器113将基准电压Vref2与使用滤波器F0将低通滤波处理应用于的电压信号进行比较。通过在比较器113中确定电压信号等于基准电压Vref2时的时刻改变励磁电流所供应到的线圈的相位，控制部分117允许转子旋转。
在这点上，当在初始位置确定处理时将用于测量的电流供应到一个相位的线圈时，关于电压信号产生部分102中产生的具有非导电相位的电压信号测量的电压上升时间在电路中具有主导性的能力。当电压上升时间对于定时器115的时间分辨率而言过短时，所测量的电压上升时间并不取决于转子的磁极的位置而变化。在这种情况下，不能确定转子的初始位置。根据本实施例，将滤波器部分103插入在比较器113与电压信号产生部分102之间，并且与未插入滤波器部分103的情况相比，输入到比较器113的电压信号的电压上升是平缓的。
然而，在转子的旋转时也使用比较器113。当滤波器部分103的滤波器常数大时，根据反电动势的电压信号的变化可以变得平缓，并且这可能对转子的旋转控制具有有害的效果。根据本实施例，滤波器部分103包括滤波器F1和滤波器F0。在滤波器部分103中，在初始位置确定处理时选择滤波器常数大的滤波器F1，并且在旋转驱动处理时选择滤波器常数小的滤波器F0。以这种方式，在使得初始位置确定处理时的电压信号的电压上升平缓的同时，变得可以在旋转处理时使电压信号的电压变化遵循非导电相位中产生的反电动势，并且可以执行初始位置确定而对转子的旋转控制没有有害效果。
[实施例2]接下来将说明实施例2。本实施例与实施例1的区别在于：滤波器部分103包括要在初始位置确定处理中使用的多个低通滤波器。实施例2的其它方面可以与实施例1的其它方面相同。
[滤波器部分]图10示出本实施例中使用的低通滤波器部分103Ua的配置示例。在“n”为2或更大的整数的情况下，低通滤波器部分103Ua包括选择器131、滤波器F1至Fn以及滤波器F0。在“i”为1或更大且为n或更小的整数的情况下，滤波器Fi包括电阻器Ri和电容器Ci。滤波器Fi的滤波器常数彼此不相同，并且“i”越大，滤波器常数变得越大。也就是说，滤波器F1的滤波器常数是最小的，并且滤波器Fn的滤波器常数是最大的。
选择器131选择性地将由电压信号产生部分102U产生的电压信号供应到滤波器F0至Fn中的任一个。在转子的初始位置确定处理时，选择器131选择滤波器F1至Fn之一，并且在转子的旋转驱动处理时，选择器131选择滤波器F0。此外，在上面的描述中，参照图10，已经说明了具有U相位的低通滤波器部分103Ua的配置示例。然而，具有V相位的低通滤波器部分和具有W相位的低通滤波器部分的配置可以与低通滤波器部分103Ua的情况相同。
[操作流程]图11示出根据本实施例的初始位置确定处理的流程。滤波器选择部分116选择低通滤波器部分中包括的滤波器F1至Fn之一(参见图10)。要在初始状态选择的滤波器可以是滤波器常数最小的滤波器F1，或者它可以是其它滤波器之一。控制部分117确定导电相位(步骤S11)。通过马达控制定时器111，控制部分117将用于测量的电流供应到(步骤S12)具有步骤S11中确定的导电相位的线圈。按照供应用于测量的电流时的时刻，定时器115开始计数操作。
供应到导电相位的电流通过具有非导电相位的线圈被输入到电压信号产生部分102。然后，电压信号产生部分102产生与流过具有非导电相位的线圈的电流相对应的电压信号(步骤S13)。由电压信号产生部分102产生的电压信号经过从滤波器F1至Fn当中选择的一个滤波器，并经由选择器112被输入到比较器113。
比较器113将通过选择器112输入的电压信号与数模转换器114输出的基准电压Vref1进行比较。定时器115保持计数，直到在比较器113中确定电压信号等于基准电压Vref1时的时刻为止，并测量电压上升时间(步骤S14)。当测量电压上升时间时，控制部分117确定是否存在电压上升时间尚未被测量的非导电相位(步骤S15)。
当控制部分117在步骤S15中确定存在未测量的非导电相位时，处理返回到步骤S12，并且控制部分117再次将用于测量的电流供应到具有导电相位的线圈。当在步骤S15中确定不存在未测量的非导电相位时，控制部分117确定是否所有相位被选择为导电相位(步骤S16)。当在步骤S16中确定不是所有相位被选择为导电相位时，处理返回到步骤S11，并且控制部分117确定下一个导电相位。到目前为止的过程可与实施例1中说明的图7中所示的过程相同。
当在步骤S16中确定不存在尚未被选择为导电相位的相位时，控制部分117对关于各个导电相位和非导电相位的每个模式测量的电压上升时间进行相互比较(步骤S18)。控制部分117确定所测量的电压上升时间的差是否等于或大于预定的阈值时间差(步骤S19)。在步骤S19中，控制部分117例如指定关于每个模式测量的电压上升时间中的最长的电压上升时间，并确定所指定的最长的电压上升时间与其它电压上升时间之间的差是否等于或大于阈值时间差。
例如，在所测量的电压上升时间tc(VU)、tc(WU)、tc(UV)、tc(WV)、tc(UW)和tc(VW)当中，当最长的电压上升时间被称为max_tc时，控制部分117将最长的电压上升时间max_tc与剩余的电压上升时间之间的差与阈值时间差ΔT1进行比较。阈值时间差ΔT1是对根据定时器115中的时间分辨率、初始位置确定的区域的数量等而预先设置的确定精确度进行控制的参数。如果电压上升时间的时间差等于或大于阈值时间差ΔT1，则变得可以确定在U相位方向、V相位方向或W相位方向上是否存在转子的磁极。
当在步骤S19中确定电压上升时间的差短于阈值时间差时，控制部分117将通过滤波器选择部分116选择的滤波器改变为滤波器常数比在电压上升时间的目前测量中已使用的滤波器的滤波器常数更大的滤波器(步骤S20)。例如，在步骤S20中，当目前测量中已使用的滤波器是滤波器Fi时，控制部分117将要被滤波器选择部分116选择的滤波器改变为滤波器Fi+1。在改变滤波器之后，处理返回到步骤S11，并且控制部分117在步骤S11中确定下一个导电相位。控制部分117重复测量每个模式的电压上升时间，直到在步骤S19中确定电压上升时间的差等于或大于阈值差为止。
当在步骤S19中确定电压上升时间的差等于或大于阈值时间差时，控制部分117确定转子的初始位置(步骤S17)。确定转子的初始位置的算法可以与实施例1中说明的算法相同。
顺便提及，当在电压上升时间的测量中已经选择了滤波器Fn时，要在步骤S20中改变的滤波器不存在。当电压上升时间的差短于阈值时间差且所使用的滤波器具有最大的滤波器常数时，控制部分117可以将基准电压Vref1设置为在等于或低于预定的基准电压的最大值Vref1_max的电压范围内的、比目前的基准电压Vref1高预定电压的电压。例如，控制部分117可以控制数模转换器114输出通过将基准电压Vref1加上预定的电压ΔV而获得的电压，作为新的基准电压Vref1，并使用新的基准电压Vref1再次测量电压上升时间。
[操作波形的示例]
图12是波形图，其中图12A至12C示出在切换滤波器前后的相应部分的操作波形。尽管下面将说明当向具有U相位的线圈201U供电时具有V相位的电压信号V-in的电压波形的示例，但是具有其它相位的电压信号的电压波形也是相同的。在图12中，图12A示出马达控制定时器111输出的信号TRDIOB0，图12B示出当在低通滤波器部分中选择滤波器Fi(i≠n)时输入到比较器113的电压信号V-in的信号波形，以及图12C示出当在低通滤波器部分中选择滤波器Fj(j>i)时输入到比较器113的电压信号V-in的信号波形。在这点上，滤波器Fj的滤波器常数大于滤波器Fi的滤波器常数。
马达控制定时器111在时间t0将信号TRDIOB0改变为处于H电平，并使逆变器电路104中包含的具有U相位的马达的电源侧的晶体管141U导通(参见图3)。当在低通滤波器部分中选择了滤波器Fi时，电压信号V-in在时间t2达到基准电压Vref1(参见图12B)。在这种情况下，定时器115测量从时间t0到时间t2的时间差Tc_A作为电压上升时间。
由于诸如电压上升时间Tc_A对于定时器115的时间分辨率而言过短等原因，当与其它电压上升时间之间的时间差过短时，其影响转子的初始位置的确定。在这种情况下，在步骤S20中滤波器选择部分116选择滤波器常数较大的滤波器Fj。当使用滤波器常数较大的滤波器Fj时，输入到比较器113的电压信号V-in的上升变得比使用滤波器Fi的情况更平缓。作为结果，输入到比较器113的电压信号V-in在晚于时间t2的时间t3达到基准电压Vref1。在这种情况下，定时器115测量时间t0和时间t3之间的时间差Tc_B作为电压上升时间。
[概述]根据本实施例，滤波器部分103包括用于初始位置确定处理的滤波器。当用于测量电压上升时间的滤波器不适用且电压上升时间的测量结果之间的差短于阈值时间差时，控制部分117将要使用的滤波器改变为滤波器常数较大的滤波器，并再次测量电压上升时间。由于马达驱动装置100可以与各种马达200相结合地使用，因此可以设想，适当的滤波器常数可以根据马达200的类型而变化。然而，在本实施例中，当不能以预定的确定精确度执行初始位置确定处理时，要使用的滤波器被改变为滤波器常数较大的滤波器。因此，变得可以以预定的精确度执行位置确定处理。
[变型]在实施例1中，已经说明了当W相位方向上存在磁极时通过将电压上升时间tc(UW)和tc(VW)的总和与电压上升时间tc(WV)和tc(WU)的总和进行比较来确定磁极是存在于θ2区域中还是θ5区域中的方法。然而，确定其中存在磁极的区域的方法并不限于上述。
例如，当W相位方向上存在磁极时，控制部分117可以根据下面的过程来确定其中存在磁极的区域。首先，使用马达控制定时器111和逆变器电路104，控制部分117控制晶体管141W(参见图3)处于导通状态，并控制晶体管142U和142V处于导通状态。在这种情况下，电流从具有W相位的线圈201W的电流输入/输出端子流向具有U相位的线圈201U的电流输入/输出端子和具有V相位的线圈201V的电流输入/输出端子。控制部分117测量此时的电流值i1。随后，控制部分117控制晶体管141U和141V处于导通状态，并且控制晶体管142W处于导通状态。此时，电流从具有U相位的线圈201U的电流输入/输出端子和具有V相位的线圈201V的电流输入/输出端子流向具有W相位的线圈201W的电流输入/输出端子。控制部分117测量此时的电流值i2。然后，控制部分117比较测量的电流值。如果i1>i2，则控制部分117确定在θ2的区域中存在磁极，而如果i1<i2，则控制部分117确定在θ5的区域中存在磁极。
当在U相位方向上存在磁极时，首先，使用马达控制定时器111和逆变器电路104，控制部分117控制晶体管141U处于导通状态，并控制晶体管142V和142W处于导通状态。在此情况下，电流从具有U相位的线圈201U的电流输入/输出端子流向具有V相位的线圈201V的电流输入/输出端子和具有W相位的线圈201W的电流输入/输出端子。控制部分117测量此时的电流值i1。随后，控制部分117控制晶体管141V和141W处于导通状态，并控制晶体管142U处于导通状态。在此情况下，电流从具有V相位的线圈201V的电流输入/输出端子和具有W相位的线圈201W的电流输入/输出端子流向具有U相位的线圈201U的电流输入/输出端子。控制部分117测量此时的电流值i2。控制部分117比较测量的电流值。如果i1>i2，则控制部分117确定在θ4的区域中存在磁极。此外，如果i1<i2，则控制部分117确定在θ1的区域中存在磁极。
当在V相位方向上存在磁极时，首先，使用马达控制定时器111和逆变器电路104，控制部分117控制晶体管141V处于导通状态，并控制晶体管142U和142W处于导通状态。在此情况下，电流从具有V相位的线圈201V的电流输入/输出端子流向具有U相位的线圈201U的电流输入/输出端子和具有W相位的线圈201W的电流输入/输出端子。控制部分117测量此时的电流值i1。随后，控制部分117控制晶体管141U和141W处于导通状态，并控制晶体管142V处于导通状态。在此情况下，电流从具有U相位的线圈201U的电流输入/输出端子和具有W相位的线圈201W的电流输入/输出端子流向具有V相位的线圈201V的电流输入/输出端子。控制部分117测量此时的电流值i2。控制部分117比较测量的电流值。如果i1>i2，控制部分117确定在θ6的区域中存在磁极。此外，如果i1<i2，控制部分117确定在θ3的区域中存在磁极。
此外，在实施例1中，已经说明了通过确定电压上升时间tc(VU)、tc(WV)和tc(UW)中的哪个最长来以60度的精确度执行角度确定的示例。然而，该方法并不限定于此。也可以通过确定关于导电相位和非导电相位的组合测量的电压上升时间的最大值和最小值、关于两个组合测量的电压上升时间的彼此接近的值、或者关于三个组合测量的电压上升时间的彼此远离的值，以15度的间隔执行角度确定。
在图1和图2中，已经示出了电压信号产生部分102包括串联耦接的两个电阻器的示例。然而，电压信号产生部分102的配置不限于此。图13示出电压信号产生部分的另一个配置示例。除了相互串联耦接的两个电阻器Ra和Rb之外，根据另一个配置示例的电压信号产生部分102a具有电容器C以及二极管D1和D2。电容器C将两个电阻器Ra和Rb的连接节点与接地电位相耦接。二极管D1和D2串联地放置在高电位侧的电源与接地电位之间。二极管D1的阴极耦接到高电位侧的电源，并且二极管D2的阳极耦接到接地电位。二极管D1和D2的连接节点耦接到电压信号产生部分102a的输出信号线路。当使用这种配置的电压信号产生部分102a时，变得可以防止过大的电压或负电压的电压信号在后续步骤中被输入到比较器113(参见图1)。
到目前为止，通过实施例的方式描述了本发明人所完成的本发明。然而，自然可以理解，本发明不限于所述实施例，并且可以在不偏离本发明的要旨的范围之内进行各种改变。

Claims (12)

1.一种马达驱动装置，包括：
逆变器电路，耦接到无刷直流马达的具有多个相位的线圈中的每个线圈，所述无刷直流马达包括具有有多个磁极的永磁体的转子以及具有有所述相位的线圈的定子；
导电控制部分，所述导电控制部分通过所述逆变器电路控制对具有所述相位的每个线圈的导电；
电压信号产生部分，每个所述电压信号产生部分包括耦接到具有所述相位的线圈的多个电阻器，并且产生与流过线圈的电流相对应的电压信号；
滤波器部分，包括第一滤波器以及第二滤波器，第二滤波器的滤波器常数小于第一滤波器的滤波器常数；
滤波器选择部分，所述滤波器选择部分选择第一滤波器和第二滤波器之一；
比较器，所述比较器将通过由所述滤波器选择部分选择的滤波器输入的电压信号与预定的基准电压进行比较；以及
控制部分，所述控制部分执行用于确定所述转子的初始位置的初始位置确定处理以及用于利用所述比较器中的比较结果来使所述转子旋转的旋转驱动处理；
其中，所述控制部分在执行所述初始位置确定处理时控制所述滤波器选择部分选择第一滤波器，并且在执行所述旋转驱动处理时控制所述滤波器选择部分选择第二滤波器。
2.根据权利要求1所述的马达驱动装置，还包括：用于测量电压上升时间的定时器，所述电压上升时间显示预定的时刻与在所述比较器中确定所述电压信号等于第一基准电压时的时刻之间的时间差，
其中，所述控制部分在所述初始位置确定处理中在改变导电相位的同时控制所述导电控制部分向具有所述相位的线圈供应电流，控制电压信号产生部分产生与流过耦接到所述电流被供应到的线圈的具有其它相位的每个线圈的电流相对应的电压信号，控制所述定时器以关于具有其它相位的每个线圈测量电压上升时间，并且基于所述电压上升时间的测量结果来确定所述转子的初始位置。
3.根据权利要求2所述的马达驱动装置，
其中，第一滤波器包括滤波器常数彼此不相同的多个低通滤波器，以及
其中，所述控制部分在所述初始位置确定处理中控制所述滤波器选择部分选择低通滤波器之一，以及当关于每个相位测量的电压上升时间的差短于预定的阈值时间差时，控制所述滤波器选择部分将所选择的低通滤波器改变为滤波器常数比测量电压上升时间时使用的低通滤波器的滤波器常数更大的低通滤波器。
4.根据权利要求3所述的马达驱动装置，其中，所述控制部分指定关于每个相位测量的电压上升时间当中的最长的电压上升时间，并且确定所指定的最长的电压上升时间与另一个电压上升时间之间的差是否短于阈值时间差。
5.根据权利要求3所述的马达驱动装置，其中，当电压上升时间的差等于或大于所述阈值时间差时，所述控制部分确定所述转子的初始位置。
6.根据权利要求3所述的马达驱动装置，其中，当电压上升时间的差短于所述阈值时间差并且测量所述电压上升时间时使用的低通滤波器为具有最大的滤波器常数的低通滤波器时，所述控制部分将第一基准电压设置为比测量所述电压上升时间时使用的电压更高的电压。
7.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其中，与相应相位的线圈的电流输入端子侧相对的端子在所述定子中彼此耦接。
8.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其中，在所述旋转驱动处理中，所述控制部分使用所述导电控制部分将励磁电流从具有一个相位的线圈供应到具有另一个相位的线圈，控制所述电压信号产生部分产生与具有与所述励磁电流被供应到的相位不相同的非导电相位的线圈中产生的感生的电动势相对应的电压信号，并且基于在所述比较器中确定所述电压信号等于第二基准电压时的时刻，切换所述励磁电流所供应到的线圈相位。
9.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其中，所述控制部分通过控制所述滤波器选择部分选择第一滤波器来执行所述初始位置确定处理，并且在所述初始位置确定处理之后，通过控制所述滤波器选择部分选择第二滤波器来开始所述旋转驱动处理。
10.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其中，在所述旋转驱动处理中，所述控制部分基于在所述初始位置确定处理中对所述转子的初始位置的测量结果，确定用于使所述转子沿预定方向旋转的导电线圈相位。
11.一种用于使无刷直流马达旋转的马达驱动方法，所述无刷直流马达包括具有有多个磁极的永磁体的转子和具有有多个相位的线圈的定子，所述马达驱动方法包括以下步骤：
在改变导电相位的同时，向具有所述相位的线圈供应电流；
产生与流过耦接到所述电流被供应到的线圈的具有其它相位的每个线圈的电流相对应的电压信号；
通过第一滤波器将所述电压信号输入到比较器；
关于具有其它相位的每个线圈测量电压上升时间，所述电压上升时间显示预定的时刻与在所述比较器中确定所述电压信号等于第一基准电压时的时刻之间的时间差；
基于所述电压上升时间的测量结果来确定所述转子的初始位置；
基于所述转子的初始位置的确定结果来确定导电相位；
通过将励磁电流供应到具有所确定的导电相位的线圈来开始所述转子的旋转驱动处理；
通过滤波器常数小于第一滤波器的滤波器常数的第二滤波器，将与具有与所述励磁电流被供应到的相位不相同的非导电相位的线圈中产生的感生的电动势相对应的电压信号输入到所述比较器；以及
通过基于在所述比较器中确定所述电压信号等于第二阈值电压时的时刻切换所述励磁电流所供应到的线圈相位，使所述转子旋转。
12.一种用于允许计算机使无刷直流马达旋转的计算机可读存储介质，所述无刷直流马达包括具有有多个磁极的永磁体的转子和具有有多个相位的线圈的定子，包括以下步骤：
控制所述计算机在改变导电相位的同时向具有所述相位的线圈供应电流；
控制定时器以关于具有其它相位的每个线圈测量电压上升时间，所述电压上升时间显示预定的时刻与在比较器中确定与流过耦接到所述电流被供应到的线圈的具有其它相位的每个线圈的电流相对应的电压信号等于第一基准电压时的时刻之间的时间差，其中，与流过耦接到所述电流被供应到的线圈的具有其它相位的每个线圈的电流相对应的电压信号通过第一滤波器输入到所述比较器；
基于所述电压上升时间的测量结果来确定所述转子的初始位置；
基于所述转子的初始位置的确定结果来确定导电相位；
通过将励磁电流供应到具有所确定的导电相位的线圈来开始所述转子的旋转驱动处理；以及
通过按照在比较器中确定与具有与所述励磁电流被供应到的相位不相同的非导电相位的线圈中产生的感生的电动势相对应的电压信号等于第二阈值电压时的时刻切换所述励磁电流所供应到的线圈相位，使所述转子旋转，其中，与具有与所述励磁电流被供应到的相位不相同的非导电相位的线圈中产生的感生的电动势相对应的电压信号通过滤波器常数小于第一滤波器的滤波器常数的第二滤波器输入到所述比较器。
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