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JP6657472B1 - VEHICLE MOTOR DRIVE CONTROL DEVICE AND VEHICLE MOTOR DRIVE CONTROL DEVICE CONTROL METHOD - Google Patents

VEHICLE MOTOR DRIVE CONTROL DEVICE AND VEHICLE MOTOR DRIVE CONTROL DEVICE CONTROL METHOD Download PDF

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JP6657472B1
JP6657472B1 JP2019508274A JP2019508274A JP6657472B1 JP 6657472 B1 JP6657472 B1 JP 6657472B1 JP 2019508274 A JP2019508274 A JP 2019508274A JP 2019508274 A JP2019508274 A JP 2019508274A JP 6657472 B1 JP6657472 B1 JP 6657472B1
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章弘 亨
章弘 亨
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Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
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Abstract

車両用モータ駆動制御装置の制御部は、モータの位相に応じて、ハイサイドスイッチをオフする制御とPWM制御とを切り換えるとともに、ローサイドスイッチをオンする制御とPWM制御とを切換える。さらに、制御部は、ハイサイドスイッチのPWM制御時には、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとが相補的にオン/オフするようにローサイドスイッチをPWM制御するようにして、モータを120度通電又は180度通電するように、第1ないし第3ハーフブリッジを制御する。The control unit of the vehicle motor drive control device switches between control for turning off the high side switch and PWM control, and switching between control for turning on the low side switch and PWM control according to the phase of the motor. Further, during PWM control of the high-side switch, the control unit PWM-controls the low-side switch so that the high-side switch and the low-side switch complementarily turn on / off, so that the motor is energized at 120 degrees or 180 degrees. To control the first to third half bridges.

Description

本発明は、車両用モータ駆動制御装置、及び、車両用モータ駆動制御装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a vehicle motor drive control device and a control method of the vehicle motor drive control device.

従来、直流電源が出力する直流電圧を電力変換した3相の交流電圧を3相のモータに供給して、当該3相のモータを駆動するモータ駆動制御装置がある(例えば、特開2010−011628参照)。   Conventionally, there is a motor drive control device that supplies a three-phase AC voltage obtained by converting the DC voltage output from a DC power supply to a three-phase motor and drives the three-phase motor (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-011628). reference).

このような従来のモータ駆動制御装置において、例えば、図12、図13A、図13B、図14A、図14Bに示すように、120°通電時にハイサイドFETをPWM制御行う場合、モータのステージを切り替える際にモータから起電力によりバッテリへの負電流が発生する(図14B)。なお、図13A、図14Aでは、PWM制御されているスイッチがオンしている状態を示している。一方、図13B、図14Bでは、PWM制御されているスイッチがオフしている状態を示している。   In such a conventional motor drive control device, for example, as shown in FIG. 12, FIG. 13A, FIG. 13B, FIG. 14A, and FIG. At this time, a negative current to the battery is generated by the electromotive force from the motor (FIG. 14B). Note that FIGS. 13A and 14A show a state where a switch under PWM control is on. On the other hand, FIGS. 13B and 14B show a state in which the switch under PWM control is off.

すなわち、従来のモータ駆動制御装置において、バッテリ、モータの組合せによっては許容できない負電流が生じる場合がある。   That is, in the conventional motor drive control device, an unacceptable negative current may occur depending on the combination of the battery and the motor.

この場合、バッテリへ流れる負電流を回避する回路の追加や、スイッチング方式を任意のタイミングで変える制御を実行する必要があり、装置のコストアップや、制御の複雑化につながる。   In this case, it is necessary to add a circuit for avoiding a negative current flowing to the battery and to execute control for changing the switching method at an arbitrary timing, which leads to an increase in the cost of the device and complexity of the control.

このように、従来の車両用モータ駆動制御装置では、装置のコストアップや制御を複雑化すること無く、バッテリへ流れる負電流の発生を抑えることができない問題がある。   As described above, in the conventional vehicle motor drive control device, there is a problem that the generation of the negative current flowing to the battery cannot be suppressed without increasing the cost of the device or complicating the control.

そこで、本発明は、装置のコストアップや制御を複雑化すること無く、バッテリへ流れる負電流の発生を抑えることが可能な車両用モータ駆動制御装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a motor drive control device for a vehicle that can suppress the generation of a negative current flowing to a battery without increasing the cost of the device or complicating the control.

本発明の一態様に係る実施形態に従った車両用モータ駆動制御装置は、
バッテリが出力する直流を3相の交流に変換し、当該3相の交流を車両の3相のモータに供給して駆動するための車両用モータ駆動制御装置であって、
前記バッテリの正極が接続される電源端子、及び、前記バッテリの負極が接続される接地端子と、
前記モータの第1コイルに接続される第1モータ端子、前記モータの第2コイルに接続される第2モータ端子、及び、前記モータの第3コイルに接続される第3モータ端子と、
前記電源端子と前記接地端子との間でハイサイドスイッチとローサイドスイッチとが直列に接続されて構成されるとともに、前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチとの接続点がそれぞれ前記第1ないし第3モータ端子に接続され、互いに並列に接続される第1ないし第3ハーフブリッジと、
前記モータMを駆動するように前記第1ないし第3ハーフブリッジを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記モータの位相に応じて、前記ハイサイドスイッチをオフする制御とPWM制御とを切り換えるとともに、前記ローサイドスイッチをオンする制御とPWM制御とを切換え、
さらに、前記ハイサイドスイッチのPWM制御時には、前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチとが相補的にオン/オフするように前記ローサイドスイッチをPWM制御するようにして、前記モータを120度通電又は180度通電するように、前記第1ないし第3ハーフブリッジを制御する
ことを特徴とする。
The vehicle motor drive control device according to the embodiment according to one aspect of the present invention includes:
A vehicle motor drive control device for converting a DC output from a battery into a three-phase AC, and supplying the three-phase AC to a three-phase motor of the vehicle to drive the vehicle.
A power terminal to which the positive electrode of the battery is connected, and a ground terminal to which the negative electrode of the battery is connected,
A first motor terminal connected to a first coil of the motor, a second motor terminal connected to a second coil of the motor, and a third motor terminal connected to a third coil of the motor;
A high-side switch and a low-side switch are connected in series between the power terminal and the ground terminal, and a connection point between the high-side switch and the low-side switch is the first to third motors. First to third half bridges connected to the terminals and connected in parallel with each other;
A control unit that controls the first to third half bridges to drive the motor M,
The control unit includes:
In accordance with the phase of the motor, while switching between the control to turn off the high-side switch and the PWM control, switching between the control to turn on the low-side switch and the PWM control,
Further, during PWM control of the high-side switch, the low-side switch is PWM-controlled so that the high-side switch and the low-side switch are turned on / off complementarily. The first to third half bridges are controlled so as to be energized.

前記車両用モータ駆動制御装置において、
前記第1ハーフブリッジは、
一端が前記電源端子に接続され且つ他端が前記第1モータ端子に接続された第1ハイサイドスイッチと、
カソードが前記第1ハイサイドスイッチの一端に接続され且つアノードが前記第1ハイサイドスイッチの他端に接続された第1ハイサイドダイオードと、
一端が前記第1モータ端子に接続され且つ他端が前記接地端子に接続された第1ローサイドスイッチと、
カソードが前記第1ローサイドスイッチの一端に接続され且つアノードが前記第1ローサイドスイッチの他端に接続された第1ローサイドダイオードと、を有し、
前記第2ハーフブリッジは、
一端が前記電源端子に接続され且つ他端が前記第2モータ端子に接続された第2ハイサイドスイッチと、
カソードが前記第2ハイサイドスイッチの一端に接続され且つアノードが前記第2ハイサイドスイッチの他端に接続された第2ハイサイドダイオードと、
一端が前記第2モータ端子MT2に接続され且つ他端が前記接地端子に接続された第2ローサイドスイッチと、
カソードが前記第2ローサイドスイッチの一端に接続され且つアノードが前記第2ローサイドスイッチの他端に接続された第2ローサイドダイオードと、を有し、
前記第3ハーフブリッジは、
一端が前記電源端子に接続され且つ他端が前記第3モータ端子に接続された第3ハイサイドスイッチと、
カソードが前記第3ハイサイドスイッチの一端に接続され且つアノードが前記第3ハイサイドスイッチの他端に接続された第3ハイサイドダイオードと、
一端が前記第3モータ端子に接続され且つ他端が前記接地端子に接続された第3ローサイドスイッチと、
カソードが前記第3ローサイドスイッチの一端に接続され且つアノードが前記第3ローサイドスイッチの他端に接続された第3ローサイドダイオードと、を有する
ことを特徴とする。
In the vehicle motor drive control device,
The first half bridge includes:
A first high-side switch having one end connected to the power terminal and the other end connected to the first motor terminal;
A first high-side diode having a cathode connected to one end of the first high-side switch and an anode connected to the other end of the first high-side switch;
A first low-side switch having one end connected to the first motor terminal and the other end connected to the ground terminal;
A first low-side diode having a cathode connected to one end of the first low-side switch and an anode connected to the other end of the first low-side switch;
The second half bridge includes:
A second high-side switch having one end connected to the power terminal and the other end connected to the second motor terminal;
A second high-side diode having a cathode connected to one end of the second high-side switch and an anode connected to the other end of the second high-side switch;
A second low-side switch having one end connected to the second motor terminal MT2 and the other end connected to the ground terminal;
A second low-side diode having a cathode connected to one end of the second low-side switch and an anode connected to the other end of the second low-side switch;
The third half bridge,
A third high-side switch having one end connected to the power supply terminal and the other end connected to the third motor terminal;
A third high-side diode having a cathode connected to one end of the third high-side switch and an anode connected to the other end of the third high-side switch;
A third low-side switch having one end connected to the third motor terminal and the other end connected to the ground terminal;
A third low-side diode having a cathode connected to one end of the third low-side switch and an anode connected to the other end of the third low-side switch.

前記車両用モータ駆動制御装置において、
前記制御部は、
前記モータを120度通電する場合に、
第1ステージにおいて、前記第1ハイサイドスイッチ及び第1ローサイドスイッチをPWM制御し、前記第2ハイサイドスイッチをオフするとともに第2ローサイドスイッチをPWM制御し、且つ、前記第3ハイサイドスイッチをオフするとともに第3ローサイドスイッチをオンし、
前記第1ステージに続く第2ステージにおいて、前記第1ハイサイドスイッチをオフするとともに第1ローサイドスイッチをPWM制御し、前記第2ハイサイドスイッチ及び第2ローサイドスイッチをPWM制御し、且つ、前記第3ハイサイドスイッチをオフするとともに第3ローサイドスイッチをオンし、
前記第2ステージに続く第3ステージにおいて、前記第1ハイサイドスイッチをオフするとともに第1ローサイドスイッチをオンし、前記第2ハイサイドスイッチ及び第2ローサイドスイッチをPWM制御し、且つ、前記第3ハイサイドスイッチをオフするとともに第3ローサイドスイッチをPWM制御する
ことを特徴とする。
In the vehicle motor drive control device,
The control unit includes:
When energizing the motor at 120 degrees,
In the first stage, the first high-side switch and the first low-side switch are PWM-controlled, the second high-side switch is turned off, the second low-side switch is PWM-controlled, and the third high-side switch is turned off. And turn on the third low-side switch,
In a second stage following the first stage, the first high-side switch is turned off, the first low-side switch is PWM-controlled, the second high-side switch and the second low-side switch are PWM-controlled, and 3 Turn off the high-side switch and turn on the third low-side switch,
In a third stage subsequent to the second stage, the first high-side switch is turned off and the first low-side switch is turned on, the second high-side switch and the second low-side switch are PWM-controlled, and the third The high side switch is turned off and the third low side switch is PWM controlled.

前記車両用モータ駆動制御装置において、
前記制御部は、
前記モータを180度通電する場合に、
第4ステージにおいて、前記第1ハイサイドスイッチ及び第1ローサイドスイッチをPWM制御し、前記第2ハイサイドスイッチをオフするとともに第2ローサイドスイッチをオンし、且つ、前記第3ハイサイドスイッチ及び第3ローサイドスイッチをPWM制御し、
前記第4ステージに続く第5ステージにおいて、前記第1ハイサイドスイッチ及び第1ローサイドスイッチをPWM制御し、前記第2ハイサイドスイッチをオフするとともに第2ローサイドスイッチをオンし、且つ、前記第3ハイサイドスイッチをオフするとともに第3ローサイドスイッチをオンし、
前記第5ステージに続く第6ステージにおいて、前記第1ハイサイドスイッチ及び第1ローサイドスイッチをPWM制御し、前記第2ハイサイドスイッチ及び第2ローサイドスイッチをPWM制御し、且つ、前記第3ハイサイドスイッチをオフするとともに第3ローサイドスイッチをオンする
ことを特徴とする。
In the vehicle motor drive control device,
The control unit includes:
When the motor is energized by 180 degrees,
In a fourth stage, the first high-side switch and the first low-side switch are subjected to PWM control, the second high-side switch is turned off, the second low-side switch is turned on, and the third high-side switch and the third high-side switch are turned on. PWM control the low side switch,
In a fifth stage following the fourth stage, the first high-side switch and the first low-side switch are subjected to PWM control, the second high-side switch is turned off, the second low-side switch is turned on, and the third stage is turned on. Turn off the high-side switch and turn on the third low-side switch,
In a sixth stage following the fifth stage, the first high-side switch and the first low-side switch are subjected to PWM control, the second high-side switch and the second low-side switch are subjected to PWM control, and the third high-side switch is controlled. The switch is turned off and the third low-side switch is turned on.

前記車両用モータ駆動制御装置において、
前記モータの位相を検出し、検出した前記モータの位相に応じた検出信号を出力する検出部をさらに備え、
前記制御部は、
前記検出部が検出した前記モータの位相に基づいて、前記第1ないし第3ハーフブリッジを制御する
ことを特徴とする。
In the vehicle motor drive control device,
Further comprising a detection unit that detects the phase of the motor, and outputs a detection signal corresponding to the detected phase of the motor,
The control unit includes:
The first to third half bridges are controlled based on the phase of the motor detected by the detection unit.

前記車両用モータ駆動制御装置において、
前記制御部は、
前記検出信号に基づいて、モータの回転速度を取得する
ことを特徴とする。
In the vehicle motor drive control device,
The control unit includes:
The rotation speed of the motor is obtained based on the detection signal.

前記車両用モータ駆動制御装置において、
前記制御部は、
前記モータの回転速度が予め設定した閾値回転速度未満である場合には、前記モータを120度通電するように、前記第1ないし第3ハーフブリッジを制御する
ことを特徴とする。
In the vehicle motor drive control device,
The control unit includes:
When the rotation speed of the motor is lower than a preset threshold rotation speed, the first to third half bridges are controlled such that the motor is energized at 120 degrees.

前記車両用モータ駆動制御装置において、
前記制御部は、
前記モータの回転速度が前記閾値回転速度以上である場合には、前記モータを180度通電するように、前記第1ないし第3ハーフブリッジを制御する
ことを特徴とする。
In the vehicle motor drive control device,
The control unit includes:
If the rotation speed of the motor is equal to or higher than the threshold rotation speed, the first to third half bridges are controlled such that the motor is energized by 180 degrees.
It is characterized by the following.

前記車両用モータ駆動制御装置において、
前記制御部は、
PWM制御により前記ハイサイドスイッチをオン/オフする周波数を、PWM制御により前記ローサイドスイッチをオン/オフする周波数と同じにする
ことを特徴とする。
In the vehicle motor drive control device,
The control unit includes:
A frequency at which the high-side switch is turned on / off by PWM control is made equal to a frequency at which the low-side switch is turned on / off by PWM control.

前記車両用モータ駆動制御装置において、
前記車両は、電動二輪車であり、
前記車両用モータ駆動制御装置は、電動二輪車に積載され、
前記モータは、前記電動二輪車の車輪に接続されている
ことを特徴とする。
In the vehicle motor drive control device,
The vehicle is an electric motorcycle,
The vehicle motor drive control device is mounted on an electric motorcycle,
The motor is connected to wheels of the electric motorcycle.

前記車両用モータ駆動制御装置において、
前記バッテリは、前記電動二輪車に積載されている場合には、回生により充電されないようになっており、
前記バッテリが前記電動二輪車に積載されていない場合に、外部の充電装置により充電されるようになっている
ことを特徴とする。
In the vehicle motor drive control device,
When the battery is loaded on the electric motorcycle, the battery is not charged by regeneration,
When the battery is not loaded on the electric motorcycle, the battery is charged by an external charging device.

前記車両用モータ駆動制御装置において、
前記電動二輪車の車輪の回転を前記モータによりブレーキする場合に、前記モータの逆起電力が前記バッテリに回生されないようになっている
ことを特徴とする。
In the vehicle motor drive control device,
When the rotation of the wheels of the electric motorcycle is braked by the motor, the back electromotive force of the motor is not regenerated by the battery.

前記車両用モータ駆動制御装置において、
前記検出部は、
前記モータの位相に応じた検出信号を前記制御部に出力するホールセンサである
ことを特徴とする。
In the vehicle motor drive control device,
The detection unit,
It is a Hall sensor that outputs a detection signal corresponding to the phase of the motor to the control unit.

前記車両用モータ駆動制御装置において、
前記第1ないし第3ハイサイドスイッチ、及び、前記第1ないし第3ローサイドスイッチは、それぞれ、一端がドレインであり、他端がソースであるMOSトランジスタである
ことを特徴とする。
In the vehicle motor drive control device,
The first to third high-side switches and the first to third low-side switches are MOS transistors each having one end serving as a drain and the other end serving as a source.

本発明の一態様に係る実施形態に従った車両用モータ駆動制御装置の制御方法は、
バッテリが出力する直流を3相の交流に変換し、当該3相の交流を車両の3相のモータに供給して駆動するための車両用モータ駆動制御装置であって、前記バッテリの正極が接続される電源端子、及び、前記バッテリの負極が接続される接地端子と、前記モータの第1コイルに接続される第1モータ端子、前記モータの第2コイルに接続される第2モータ端子、及び、前記モータの第3コイルに接続される第3モータ端子と、前記電源端子と前記接地端子との間でハイサイドスイッチとローサイドスイッチとが直列に接続されて構成されるとともに、前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチとの接続点がそれぞれ前記第1ないし第3モータ端子に接続され、互いに並列に接続される第1ないし第3ハーフブリッジと、前記モータMを駆動するように前記第1ないし第3ハーフブリッジを制御する制御部と、を備えた車両用モータ駆動制御装置の制御方法であって、
前記制御部は、
前記モータの位相に応じて、前記ハイサイドスイッチをオフする制御とPWM制御とを切り換えるとともに、前記ローサイドスイッチをオンする制御とPWM制御とを切換え、
さらに、前記ハイサイドスイッチのPWM制御時には、前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチとが相補的にオン/オフするように前記ローサイドスイッチをPWM制御するようにして、前記モータを120度通電又は180度通電するように、前記第1ないし第3ハーフブリッジを制御する
ことを特徴とする。
The control method of the vehicle motor drive control device according to the embodiment according to an aspect of the present invention includes:
A motor drive control device for a vehicle for converting a direct current output from a battery into a three-phase alternating current, and supplying the three-phase alternating current to a three-phase motor of the vehicle to drive the vehicle. A power terminal, a ground terminal to which a negative electrode of the battery is connected, a first motor terminal connected to a first coil of the motor, a second motor terminal connected to a second coil of the motor, and A third motor terminal connected to a third coil of the motor, and a high-side switch and a low-side switch connected in series between the power supply terminal and the ground terminal; First to third half-bridges connected to the first to third motor terminals at respective connection points of the motor M and the low-side switch; A control unit for controlling the first through third half-bridge to drive a control method of the vehicle motor drive control device provided with,
The control unit includes:
In accordance with the phase of the motor, while switching between the control to turn off the high-side switch and the PWM control, switching between the control to turn on the low-side switch and the PWM control,
Further, during PWM control of the high-side switch, the low-side switch is PWM-controlled so that the high-side switch and the low-side switch are turned on / off complementarily. The first to third half bridges are controlled so as to be energized.

本発明の一態様に係る車両用モータ駆動制御装置は、バッテリが出力する直流を3相の交流に変換し、当該3相の交流を車両の3相のモータに供給して駆動するための車両用モータ駆動制御装置であって、バッテリの正極が接続される電源端子、及び、バッテリの負極が接続される接地端子と、モータの第1コイルに接続される第1モータ端子、モータの第2コイルに接続される第2モータ端子、及び、モータMの第3コイルに接続される第3モータ端子と、電源端子と接地端子との間でハイサイドスイッチとローサイドスイッチとが直列に接続されて構成されるとともに、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとの接続点がそれぞれ第1ないし第3モータ端子に接続され、互いに並列に接続される第1ないし第3ハーフブリッジと、モータMを駆動するように第1ないし第3ハーフブリッジを制御する制御部と、を備える。   A vehicle motor drive control device according to one embodiment of the present invention converts a direct current output from a battery into a three-phase alternating current, and supplies the three-phase alternating current to a three-phase motor of the vehicle to drive the vehicle. Motor drive control device, comprising: a power supply terminal connected to a positive electrode of a battery; a ground terminal connected to a negative electrode of the battery; a first motor terminal connected to a first coil of the motor; A high-side switch and a low-side switch are connected in series between a second motor terminal connected to the coil, a third motor terminal connected to the third coil of the motor M, and a power supply terminal and a ground terminal. A first to third half-bridge, wherein connection points of the high-side switch and the low-side switch are respectively connected to the first to third motor terminals and connected in parallel with each other; And a control unit for controlling the first through third half-bridge to drive the motor M, the.

そして、制御部は、モータの位相に応じて、ハイサイドスイッチをオフする制御とPWM制御とを切り換えるとともに、ローサイドスイッチをオンする制御とPWM制御とを切換え、さらに、ハイサイドスイッチのPWM制御時には、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとが相補的にオン/オフするようにローサイドスイッチをPWM制御するようにして、モータを120度通電又は180度通電するように、第1ないし第3ハーフブリッジを制御する。   The control unit switches between the control for turning off the high-side switch and the PWM control in accordance with the phase of the motor, and switches between the control for turning on the low-side switch and the PWM control. Controlling the first to third half-bridges so that the low-side switch is PWM-controlled so that the high-side switch and the low-side switch are turned on / off complementarily, and the motor is energized 120 degrees or 180 degrees. I do.

これにより、本発明の車両用モータ駆動制御装置によれば、装置のコストアップや制御を複雑化すること無く、バッテリへ流れる負電流の発生を抑えることができる。   As a result, according to the motor drive control device for a vehicle of the present invention, it is possible to suppress the generation of the negative current flowing to the battery without increasing the cost of the device or complicating the control.

図1は、実施例1に係る車両用モータ駆動制御装置100の構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of the vehicle motor drive control device 100 according to the first embodiment. 図2は、車両用モータ駆動制御装置100の制御方法において、モータMを120度通電する場合における、第1ないし第3ハーフブリッジ(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)の動作シーケンスの一例を示す図である。FIG. 2 shows the first to third half bridges (Q1, Q2), (Q3, Q4), (Q5, Q6) when the motor M is energized at 120 degrees in the control method of the vehicle motor drive control device 100. FIG. 5 is a diagram showing an example of the operation sequence of FIG. 図3Aは、図2に示す動作シーケンスのステージ2における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。FIG. 3A is a diagram illustrating an example of a current path of the vehicle motor drive control device in stage 2 of the operation sequence illustrated in FIG. 2. 図3Bは、図2に示す動作シーケンスのステージ2における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。FIG. 3B is a diagram illustrating an example of a current path of the vehicle motor drive control device in stage 2 of the operation sequence illustrated in FIG. 2. 図4Aは、図2に示す動作シーケンスのステージ2からステージ3への切換時における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。FIG. 4A is a diagram showing an example of a current path of the vehicle motor drive control device when switching from the stage 2 to the stage 3 in the operation sequence shown in FIG. 図4Bは、図2に示す動作シーケンスのステージ2からステージ3への切換時における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。FIG. 4B is a diagram showing an example of a current path of the vehicle motor drive control device when switching from the stage 2 to the stage 3 in the operation sequence shown in FIG. 図5Aは、図2に示す動作シーケンスのステージ3における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。FIG. 5A is a diagram showing an example of a current path of the vehicle motor drive control device in stage 3 of the operation sequence shown in FIG. 図5Bは、図2に示す動作シーケンスのステージ3における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。FIG. 5B is a diagram illustrating an example of a current path of the vehicle motor drive control device in stage 3 of the operation sequence illustrated in FIG. 2. 図6Aは、図2に示す動作シーケンスのステージ3からステージ4への切換時における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。FIG. 6A is a diagram showing an example of a current path of the vehicle motor drive control device when switching from the stage 3 to the stage 4 in the operation sequence shown in FIG. 図6Bは、図2に示す動作シーケンスのステージ3からステージ4への切換時における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。6B is a diagram showing an example of a current path of the vehicle motor drive control device when switching from the stage 3 to the stage 4 in the operation sequence shown in FIG. また、図7は、車両用モータ駆動制御装置100の制御方法において、モータMを180度通電する場合における、第1ないし第3ハーフブリッジ(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)の動作シーケンスの一例を示す図である。FIG. 7 shows the first to third half bridges (Q1, Q2), (Q3, Q4), (Q5, Q3) when the motor M is energized by 180 degrees in the control method of the vehicle motor drive control device 100. It is a figure showing an example of operation sequence of Q6). 図8Aは、図7に示す動作シーケンスのステージ1における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。FIG. 8A is a diagram illustrating an example of a current path of the vehicle motor drive control device in stage 1 of the operation sequence illustrated in FIG. 7. 図8Bは、図7に示す動作シーケンスのステージ1における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。FIG. 8B is a diagram showing an example of a current path of the vehicle motor drive control device in stage 1 of the operation sequence shown in FIG. 図9Aは、図7に示す動作シーケンスのステージ1からステージ2への切換時における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。FIG. 9A is a diagram showing an example of a current path of the vehicle motor drive control device when switching from the stage 1 to the stage 2 in the operation sequence shown in FIG. 図9Bは、図7に示す動作シーケンスのステージ1からステージ2への切換時における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。FIG. 9B is a diagram illustrating an example of a current path of the vehicle motor drive control device when switching from the stage 1 to the stage 2 in the operation sequence illustrated in FIG. 7. 図10Aは、図7に示す動作シーケンスのステージ2における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。FIG. 10A is a diagram illustrating an example of a current path of the vehicle motor drive control device in stage 2 of the operation sequence illustrated in FIG. 7. 図10Bは、図7に示す動作シーケンスのステージ2における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。FIG. 10B is a diagram showing an example of a current path of the vehicle motor drive control device in stage 2 of the operation sequence shown in FIG. 図11Aは、図7に示す動作シーケンスのステージ2からステージ3への切換時における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。FIG. 11A is a diagram illustrating an example of a current path of the vehicle motor drive control device when switching from the stage 2 to the stage 3 in the operation sequence illustrated in FIG. 7. 図11Bは、図7に示す動作シーケンスのステージ2からステージ3への切換時における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。11B is a diagram illustrating an example of a current path of the vehicle motor drive control device when switching from the stage 2 to the stage 3 in the operation sequence illustrated in FIG. 7. 図12は、従来の車両用モータ駆動制御装置の制御方法において、モータMを120度通電する場合における、第1ないし第3ハーフブリッジの従来の動作シーケンスの一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example of a conventional operation sequence of the first to third half bridges when the motor M is energized by 120 degrees in the control method of the conventional vehicle motor drive control device. 図13Aは、図12に示す従来の動作シーケンスのステージ2における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。FIG. 13A is a diagram showing an example of a current path of the vehicle motor drive control device in stage 2 of the conventional operation sequence shown in FIG. 図13Bは、図12に示す従来の動作シーケンスのステージ2における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。FIG. 13B is a diagram showing an example of a current path of the vehicle motor drive control device in stage 2 of the conventional operation sequence shown in FIG. 図14Aは、図12に示す従来の動作シーケンスのステージ2における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。FIG. 14A is a diagram showing an example of a current path of the vehicle motor drive control device in stage 2 of the conventional operation sequence shown in FIG. 図14Bは、図12に示す従来の動作シーケンスのステージ2からステージ3への切換時における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。FIG. 14B is a diagram showing an example of a current path of the vehicle motor drive control device when switching from stage 2 to stage 3 in the conventional operation sequence shown in FIG.

以下、本発明に係る実施形態について図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施例1に係る車両用モータ駆動制御装置100は、例えば、図1に示すように、バッテリBが出力する直流を3相の交流に変換し、当該3相の交流を車両の3相のモータMに供給して駆動するようになっている。   The vehicle motor drive control device 100 according to the first embodiment converts, for example, a DC output from the battery B into a three-phase AC, and converts the three-phase AC into a three-phase AC of the vehicle, as illustrated in FIG. The motor M is supplied and driven.

ここで、当該車両は、例えば、電動二輪車である。この場合、車両用モータ駆動制御装置100は、電動二輪車に積載されるようになっている。   Here, the vehicle is, for example, an electric motorcycle. In this case, the vehicle motor drive control device 100 is mounted on an electric motorcycle.

さらに、モータMは、当該電動二輪車の車輪にトルクを授受可能に接続されるようになっている。   Further, the motor M is connected to wheels of the electric motorcycle so that torque can be transferred.

なお、図1の例では、モータMがスター結線の構成を有するが、デルタ結線の構成を有するようにしてもよい。   In the example of FIG. 1, the motor M has a star connection configuration, but may have a delta connection configuration.

また、バッテリBは、当該電動二輪車に積載されている場合には、例えば、回生により充電されないようになっている。   When the battery B is loaded on the electric motorcycle, the battery B is not charged by regeneration, for example.

すなわち、例えば、当該電動二輪車の車輪の回転をモータMによりブレーキする場合に、モータMの逆起電力がバッテリBに回生されないようになっている。   That is, for example, when the rotation of the wheels of the electric motorcycle is braked by the motor M, the back electromotive force of the motor M is not regenerated to the battery B.

さらに、当該バッテリBが前記電動二輪車に積載されていない場合に、例えば、外部の充電装置(図示せず)により充電されるようになっている。   Further, when the battery B is not loaded on the electric motorcycle, the battery is charged by, for example, an external charging device (not shown).

このような車両用モータ駆動制御装置100は、例えば、図1に示すように、電源端子BT1と、接地端子BT2と、第1モータ端子MT1と、第2モータ端子MT2と、第3モータ端子MT3と、第1ハーフブリッジ(Q1、Q2)と、第2ハーフブリッジ(Q3、Q4)と、第3ハーフブリッジ(Q5、Q6)と、検出部RDと、制御部CPUと、を備える。   Such a vehicle motor drive control device 100 includes, for example, as shown in FIG. 1, a power terminal BT1, a ground terminal BT2, a first motor terminal MT1, a second motor terminal MT2, and a third motor terminal MT3. , A first half bridge (Q1, Q2), a second half bridge (Q3, Q4), a third half bridge (Q5, Q6), a detection unit RD, and a control unit CPU.

なお、第1ハーフブリッジ(Q1、Q2)、第2ハーフブリッジ(Q3、Q4)、及び、第3ハーフブリッジ(Q5、Q6)は、ドライバ回路Xを構成している。   Note that the first half bridge (Q1, Q2), the second half bridge (Q3, Q4), and the third half bridge (Q5, Q6) constitute a driver circuit X.

そして、電源端子BT1は、例えば、図1に示すように、バッテリBの正極が接続されるようになっている。   The power supply terminal BT1 is connected to the positive electrode of the battery B, for example, as shown in FIG.

また、接地端子BT2は、例えば、図1に示すように、バッテリBの負極が接続されるようになっている。   Further, the ground terminal BT2 is connected to, for example, the negative electrode of the battery B as shown in FIG.

また、第1モータ端子MT1は、例えば、図1に示すように、モータMの第1コイルL1の一端に接続されるようになっている。   The first motor terminal MT1 is connected to one end of a first coil L1 of the motor M, for example, as shown in FIG.

なお、当該第1コイルL1の他端は、中心端子MLに接続されている。   Note that the other end of the first coil L1 is connected to the center terminal ML.

また、第2モータ端子MT2は、例えば、図1に示すように、モータMの第2コイルL2の一端に接続されるようになっている。   The second motor terminal MT2 is connected to one end of a second coil L2 of the motor M, for example, as shown in FIG.

なお、当該第2コイルL2の他端は、中心端子MLに接続されている。   Note that the other end of the second coil L2 is connected to the center terminal ML.

また、第3モータ端子MT3は、例えば、図1に示すように、モータMの第3コイルL3の一端に接続されるようになっている。   The third motor terminal MT3 is connected to one end of a third coil L3 of the motor M, for example, as shown in FIG.

なお、当該第3コイルL3の他端は、中心端子MLに接続されている。   Note that the other end of the third coil L3 is connected to the center terminal ML.

また、第1ハーフブリッジ(Q1、Q2)は、電源端子BT1と接地端子BT2との間でハイサイドスイッチQ1とローサイドスイッチQ2とが直列に接続されて構成されている。   The first half bridge (Q1, Q2) is configured by connecting a high-side switch Q1 and a low-side switch Q2 in series between a power supply terminal BT1 and a ground terminal BT2.

そして、この第1ハーフブリッジのハイサイドスイッチQ1とローサイドスイッチQ2との接続点が、第1モータ端子MT1に接続されている。   A connection point between the high side switch Q1 and the low side switch Q2 of the first half bridge is connected to the first motor terminal MT1.

この第1ハーフブリッジ(Q1、Q2)は、例えば、図1に示すように、第1ハイサイドスイッチQ1と、第1ハイサイドダイオードD1と、第1ローサイドスイッチQ2と、第1ローサイドダイオードD2と、を有する。   The first half bridge (Q1, Q2) includes, for example, as shown in FIG. 1, a first high-side switch Q1, a first high-side diode D1, a first low-side switch Q2, and a first low-side diode D2. And

そして、第1ハイサイドスイッチQ1は、一端が電源端子BT1に接続され且つ他端が第1モータ端子MT1に接続されている。   The first high-side switch Q1 has one end connected to the power supply terminal BT1 and the other end connected to the first motor terminal MT1.

なお、この第1ハイサイドスイッチQ1は、例えば、図1に示すように、一端がドレインであり、他端がソースであるMOSトランジスタである。   The first high-side switch Q1 is, for example, a MOS transistor having one end as a drain and the other end as a source, as shown in FIG.

また、第1ハイサイドダイオードD1は、カソードが第1ハイサイドスイッチQ1の一端に接続され、且つ、アノードが第1ハイサイドスイッチQ1の他端に接続されている。   The first high-side diode D1 has a cathode connected to one end of the first high-side switch Q1 and an anode connected to the other end of the first high-side switch Q1.

また、第1ローサイドスイッチQ2は、一端が第1モータ端子MT1に接続され、且つ、他端が接地端子BT2に接続されている。   The first low-side switch Q2 has one end connected to the first motor terminal MT1 and the other end connected to the ground terminal BT2.

なお、この第1ローサイドスイッチQ2は、例えば、図1に示すように、一端がドレインであり、他端がソースであるMOSトランジスタである。   The first low-side switch Q2 is, for example, a MOS transistor having one end as a drain and the other end as a source, as shown in FIG.

また、第1ローサイドダイオードD2は、カソードが第1ローサイドスイッチQ2の一端に接続され、且つ、アノードが第1ローサイドスイッチQ2の他端に接続されている。   The first low-side diode D2 has a cathode connected to one end of the first low-side switch Q2, and an anode connected to the other end of the first low-side switch Q2.

また、第2ハーフブリッジ(Q3、Q4)は、電源端子BT1と接地端子BT2との間でハイサイドスイッチQ3とローサイドスイッチQ4とが直列に接続されて構成されている。   The second half bridge (Q3, Q4) is configured by connecting a high-side switch Q3 and a low-side switch Q4 in series between a power supply terminal BT1 and a ground terminal BT2.

そして、この第2ハーフブリッジ(Q3、Q4)のハイサイドスイッチQ3とローサイドスイッチQ4との接続点が第2モータ端子MT2に接続されている。   The connection point between the high-side switch Q3 and the low-side switch Q4 of the second half bridge (Q3, Q4) is connected to the second motor terminal MT2.

この第2ハーフブリッジ(Q3、Q4)は、例えば、図1に示すように、第2ハイサイドスイッチQ3と、第2ハイサイドダイオードD3と、第2ローサイドスイッチQ4と、第2ローサイドダイオードD4と、を有する。   The second half bridge (Q3, Q4) includes, for example, as shown in FIG. 1, a second high-side switch Q3, a second high-side diode D3, a second low-side switch Q4, and a second low-side diode D4. And

そして、第2ハイサイドスイッチQ3は、一端が電源端子BT1に接続され、且つ、他端が第2モータ端子MT2に接続されている。   The second high-side switch Q3 has one end connected to the power supply terminal BT1 and the other end connected to the second motor terminal MT2.

なお、この第2ハイサイドスイッチQ3は、例えば、図1に示すように、一端がドレインであり、他端がソースであるMOSトランジスタである。   The second high-side switch Q3 is, for example, a MOS transistor having one end as a drain and the other end as a source, as shown in FIG.

また、第2ハイサイドダイオードD3は、カソードが第2ハイサイドスイッチQ3の一端に接続され、且つ、アノードが第2ハイサイドスイッチQ3の他端に接続されている。   The second high-side diode D3 has a cathode connected to one end of the second high-side switch Q3 and an anode connected to the other end of the second high-side switch Q3.

また、第2ローサイドスイッチQ4は、一端が第2モータ端子MT2に接続され、且つ、他端が接地端子BT2に接続されている。   The second low-side switch Q4 has one end connected to the second motor terminal MT2 and the other end connected to the ground terminal BT2.

なお、この第2ローサイドスイッチQ4は、例えば、図1に示すように、一端がドレインであり、他端がソースであるMOSトランジスタである。   The second low-side switch Q4 is, for example, a MOS transistor having one end as a drain and the other end as a source, as shown in FIG.

また、第2ローサイドダイオードD4は、カソードが第2ローサイドスイッチQ4の一端に接続され、且つ、アノードが第2ローサイドスイッチQ4の他端に接続されている。   The second low-side diode D4 has a cathode connected to one end of the second low-side switch Q4 and an anode connected to the other end of the second low-side switch Q4.

また、第3ハーフブリッジ(Q5、Q6)は、電源端子BT1と接地端子BT2との間でハイサイドスイッチQ5とローサイドスイッチQ6とが直列に接続されて構成されている。   The third half bridge (Q5, Q6) is configured by connecting a high-side switch Q5 and a low-side switch Q6 in series between a power supply terminal BT1 and a ground terminal BT2.

そして、この第3ハーフブリッジ(Q5、Q6)のハイサイドスイッチQ5とローサイドスイッチQ6との接続点が第3モータ端子MT3に接続されている。   The connection point between the high side switch Q5 and the low side switch Q6 of the third half bridge (Q5, Q6) is connected to the third motor terminal MT3.

この第3ハーフブリッジ(Q5、Q6)は、例えば、図1に示すように、第3ハイサイドスイッチQ5と、第3ハイサイドダイオードD5と、第3ローサイドスイッチQ6と、第3ローサイドダイオードD6と、を有する。   The third half bridge (Q5, Q6) includes, for example, as shown in FIG. 1, a third high-side switch Q5, a third high-side diode D5, a third low-side switch Q6, and a third low-side diode D6. And

そして、第3ハイサイドスイッチQ5は、一端が電源端子BT1に接続され、且つ、他端が第3モータ端子MT3に接続されている。   The third high-side switch Q5 has one end connected to the power supply terminal BT1 and the other end connected to the third motor terminal MT3.

なお、この第3ハイサイドスイッチQ5は、例えば、図1に示すように、一端がドレインであり、他端がソースであるMOSトランジスタである。   The third high-side switch Q5 is, for example, a MOS transistor having one end as a drain and the other end as a source, as shown in FIG.

また、第3ハイサイドダイオードD5は、カソードが第3ハイサイドスイッチQ5の一端に接続され、且つ、アノードが第3ハイサイドスイッチQ5の他端に接続されている。   The third high-side diode D5 has a cathode connected to one end of the third high-side switch Q5 and an anode connected to the other end of the third high-side switch Q5.

また、第3ローサイドスイッチQ6は、一端が第3モータ端子MT3に接続され、且つ、他端が接地端子BT2に接続されている。   The third low-side switch Q6 has one end connected to the third motor terminal MT3 and the other end connected to the ground terminal BT2.

なお、この第3ローサイドスイッチQ6は、例えば、図1に示すように、一端がドレインであり、他端がソースであるMOSトランジスタである。   The third low-side switch Q6 is, for example, a MOS transistor having one end as a drain and the other end as a source, as shown in FIG.

また、第3ローサイドダイオードD6は、カソードが第3ローサイドスイッチQ6の一端に接続され、且つ、アノードが第3ローサイドスイッチQ6の他端に接続されている。   The third low-side diode D6 has a cathode connected to one end of the third low-side switch Q6 and an anode connected to the other end of the third low-side switch Q6.

これらの第1ないし第3ハーフブリッジ(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)は、例えば、図1に示すように、互いに並列に接続されている。   These first to third half bridges (Q1, Q2), (Q3, Q4), (Q5, Q6) are connected in parallel, for example, as shown in FIG.

また、検出部RDは、例えば、図1に示すように、モータMの位相を検出し、検出したモータMの位相に応じた検出信号SRDを出力するようになっている。   Further, the detection unit RD detects the phase of the motor M, for example, and outputs a detection signal SRD corresponding to the detected phase of the motor M, as shown in FIG.

なお、この検出部RDは、例えば、モータMの位相に応じた検出信号SDRを制御部に出力するホールセンサである。   The detection unit RD is, for example, a Hall sensor that outputs a detection signal SDR corresponding to the phase of the motor M to the control unit.

また、制御部CPUは、例えば、図1に示すように、モータMを駆動するように第1ないし第3ハーフブリッジ(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)を制御するようになっている。   Further, the control unit CPU controls the first to third half bridges (Q1, Q2), (Q3, Q4), (Q5, Q6) to drive the motor M, for example, as shown in FIG. It has become.

この制御部CPUは、例えば、モータMの位相に応じて、ハイサイドスイッチをオフする制御とPWM制御とを切り換えるとともに、ローサイドスイッチをオンする制御とPWM制御とを切換えるようになっている(後述の図2、図7)。   The control unit CPU switches between the control for turning off the high-side switch and the PWM control and the control for turning on the low-side switch and the PWM control in accordance with the phase of the motor M, for example (described later). 2 and 7).

さらに、制御部CPUは、ハイサイドスイッチのPWM制御時には、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとが相補的にオン/オフするようにローサイドスイッチをPWM制御するようにして、モータMを120度通電又は180度通電するように、第1ないし第3ハーフブリッジを制御するようになっている。   Further, at the time of PWM control of the high-side switch, the control unit CPU performs PWM control of the low-side switch so that the high-side switch and the low-side switch are turned on / off complementarily. The first to third half bridges are controlled so as to be energized each time.

また、制御部CPUは、検出部RDが検出したモータMの位相(該検出信号SRDの情報)に基づいて、第1ないし第3ハーフブリッジ(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)を制御するようになっている。   Further, the control unit CPU determines the first to third half bridges (Q1, Q2), (Q3, Q4), (Q5) based on the phase of the motor M detected by the detection unit RD (information of the detection signal SRD). , Q6).

また、制御部CPUは、検出部RDが出力した該検出信号SRDに基づいて、モータMの回転速度(回転数)の情報を取得するようになっている。   Further, the control unit CPU acquires information on the rotation speed (number of rotations) of the motor M based on the detection signal SRD output from the detection unit RD.

また、制御部CPUは、モータMの回転速度が予め設定した閾値回転速度未満である場合には、モータMを120度通電するように、第1ないし第3ハーフブリッジ(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)を制御するようになっている。   When the rotation speed of the motor M is lower than a preset threshold rotation speed, the control unit CPU controls the first to third half bridges (Q1, Q2), ( Q3, Q4) and (Q5, Q6).

また、制御部CPUは、モータMの回転速度が当該閾値回転速度以上である場合には、モータMを180度通電するように、第1ないし第3ハーフブリッジ(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)を制御するようになっている。   When the rotation speed of the motor M is equal to or higher than the threshold rotation speed, the control unit CPU controls the first to third half bridges (Q1, Q2), (Q3, Q4) and (Q5, Q6) are controlled.

なお、制御部CPUは、PWM制御により各ハイサイドスイッチをオン/オフする周波数を、PWM制御により各ローサイドスイッチをオン/オフする周波数と同じにするようになっている。   The control unit CPU sets the frequency at which each high-side switch is turned on / off by PWM control to be the same as the frequency at which each low-side switch is turned on / off by PWM control.

次に、以上のような構成を有する車両用モータ駆動制御装置100の制御方法の一例について説明する。   Next, an example of a control method of the vehicle motor drive control device 100 having the above configuration will be described.

ここで、図2は、車両用モータ駆動制御装置100の制御方法において、モータMを120度通電する場合における、第1ないし第3ハーフブリッジ(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)の動作シーケンスの一例を示す図である。また、図3A、図3Bは、図2に示す動作シーケンスのステージ2における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。また、図4A、図4Bは、図2に示す動作シーケンスのステージ2からステージ3への切換時における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。また、図5A、図5Bは、図2に示す動作シーケンスのステージ3における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。また、図6A、図6Bは、図2に示す動作シーケンスのステージ3からステージ4への切換時における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。   Here, FIG. 2 shows the first to third half bridges (Q1, Q2), (Q3, Q4), (Q5) when the motor M is energized by 120 degrees in the control method of the vehicle motor drive control device 100. , Q6) are diagrams showing an example of the operation sequence. 3A and 3B are diagrams illustrating an example of a current path of the vehicle motor drive control device in stage 2 of the operation sequence illustrated in FIG. 4A and 4B are diagrams illustrating an example of a current path of the vehicle motor drive control device when switching from the stage 2 to the stage 3 in the operation sequence illustrated in FIG. 5A and 5B are diagrams illustrating an example of a current path of the vehicle motor drive control device in stage 3 of the operation sequence illustrated in FIG. 6A and 6B are diagrams illustrating an example of a current path of the vehicle motor drive control device when switching from the stage 3 to the stage 4 in the operation sequence illustrated in FIG.

なお、図3A、図4A、図5A、図6Aでは、PWM制御されているスイッチがオンしている状態を示している。一方、図3B、図4B、図5B、図6Bでは、PWM制御されているスイッチがオフしている状態を示している。   Note that FIGS. 3A, 4A, 5A, and 6A show a state in which a switch under PWM control is on. On the other hand, FIG. 3B, FIG. 4B, FIG. 5B, and FIG. 6B show a state where the switch under PWM control is off.

例えば、既述のように、制御部CPUは、検出部RDが出力した該検出信号SRDに基づいて、モータMの回転速度(回転数)の情報を取得する。   For example, as described above, the control unit CPU acquires information on the rotation speed (number of rotations) of the motor M based on the detection signal SRD output from the detection unit RD.

そして、制御部CPUは、モータMの回転速度が予め設定した閾値回転速度未満である場合には、モータMを120度通電するように、第1ないし第3ハーフブリッジ(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)を制御する。   When the rotation speed of the motor M is lower than a preset threshold rotation speed, the control unit CPU controls the first to third half bridges (Q1, Q2), ( Q3, Q4) and (Q5, Q6).

ここで、例えば、制御部CPUは、モータMを120度通電する場合に、第1ステージ(図2のステージ2)において、第1ハイサイドスイッチQ1及び第1ローサイドスイッチQ2をPWM制御し、第3ハイサイドスイッチQ3をオフするとともに第2ローサイドスイッチQ4をPWM制御し、且つ、第3ハイサイドスイッチQ5をオフするとともに第3ローサイドスイッチQ6をオンする(図3A、図3B)。   Here, for example, when energizing the motor M by 120 degrees, the control unit CPU performs PWM control on the first high-side switch Q1 and the first low-side switch Q2 in the first stage (stage 2 in FIG. 2). The third high-side switch Q3 is turned off and the second low-side switch Q4 is subjected to PWM control, and the third high-side switch Q5 is turned off and the third low-side switch Q6 is turned on (FIGS. 3A and 3B).

これにより、例えば、図3Bに示すように、PWM制御信号されている第1ハイサイドスイッチQ1がオフの時も、第1、第3ローサイドスイッチQ2、Q6で電流が流れ続ける。   As a result, for example, as shown in FIG. 3B, even when the first high-side switch Q1 that has been subjected to the PWM control signal is off, the current continues to flow through the first and third low-side switches Q2 and Q6.

さらに、制御部CPUは、モータMを120度通電する場合に、当該第1ステージに続く第2ステージ(図2のステージ3)において、第1ハイサイドスイッチQ1をオフするとともに第1ローサイドスイッチQ2をPWM制御し、第2ハイサイドスイッチQ3及び第2ローサイドスイッチQ4をPWM制御し、且つ、第3ハイサイドスイッチQ5をオフするとともに第3ローサイドスイッチQ6をオンする(図4A、図4B)。   Further, when energizing the motor M by 120 degrees, the control unit CPU turns off the first high-side switch Q1 and turns off the first low-side switch Q2 in the second stage (stage 3 in FIG. 2) following the first stage. Is PWM-controlled, the second high-side switch Q3 and the second low-side switch Q4 are PWM-controlled, and the third high-side switch Q5 is turned off and the third low-side switch Q6 is turned on (FIGS. 4A and 4B).

図4Aに示すように、PWM制御信号されている第1ハイサイドスイッチQ1がオンの時、 図2のステージ2で流れていた電流がゼロになるまで、第1コイルL1に流れていた電流は、第1ローサイドスイッチQ2の第1ローサイドダイオードを通り流れ続ける電流がある。このため、バッテリに負電流は流れない。   As shown in FIG. 4A, when the first high-side switch Q1 that is receiving the PWM control signal is on, the current flowing through the first coil L1 until the current flowing through the stage 2 in FIG. 2 becomes zero. , There is a current that continues to flow through the first low-side diode of the first low-side switch Q2. Therefore, no negative current flows through the battery.

また、図4Bに示すように、PWM制御信号されている第1ハイサイドスイッチQ1がオフの時は、第3コイルL3を流れる電流がローサイドスイッチ側へ流れる経路がある。このため、ローサイドスイッチで電流が流れ続けるため負電流は流れない。   Also, as shown in FIG. 4B, when the first high-side switch Q1 that is receiving the PWM control signal is off, there is a path through which the current flowing through the third coil L3 flows to the low-side switch. Therefore, no negative current flows because the current continues to flow in the low-side switch.

そして、図2のステージ3において、PWM制御信号されている第3ハイサイドスイッチQ3がオンの時、図5Aに示すように、第1コイルL1のエネルギーがゼロになると、当該第1コイルL1に電流が流れなくなる。そして、PWM制御信号されている第3ハイサイドスイッチQ3がオフの時、図5Bに示すように、第1コイルL1のエネルギーがゼロになると、第2、第3コイルL2、L3で電流が流れ続ける。   In the stage 3 of FIG. 2, when the energy of the first coil L1 becomes zero as shown in FIG. 5A when the third high-side switch Q3, which is subjected to the PWM control signal, is turned on, the first coil L1 is turned on. The current stops flowing. Then, when the energy of the first coil L1 becomes zero as shown in FIG. 5B when the third high-side switch Q3 that has been subjected to the PWM control signal is off, current flows through the second and third coils L2 and L3. to continue.

さらに、制御部CPUは、モータMを120度通電する場合に、当該第2ステージに続く第3ステージ(図2のステージ4)において、第1ハイサイドスイッチQ1をオフするとともに第1ローサイドスイッチQ2をオンし、第2ハイサイドスイッチQ3及び第2ローサイドスイッチQ4をPWM制御し、且つ、第3ハイサイドスイッチQ5をオフするとともに第3ローサイドスイッチQ6をPWM制御する(図6A、図6B)。   Further, when energizing the motor M by 120 degrees, the control unit CPU turns off the first high-side switch Q1 and turns off the first low-side switch Q2 in the third stage (stage 4 in FIG. 2) following the second stage. Is turned on, the second high-side switch Q3 and the second low-side switch Q4 are subjected to PWM control, the third high-side switch Q5 is turned off, and the third low-side switch Q6 is subjected to PWM control (FIGS. 6A and 6B).

図6Aに示すように、PWM制御信号されている第2ハイサイドスイッチQ3がオンの時、 図2のステージ3で流れていた第3コイルL3を流れる電流は、第3ハイサイドスイッチQ5の第3ハイサイドダイオードを通り流れ続ける。このため、バッテリに負電流は流れない。   As shown in FIG. 6A, when the second high-side switch Q3, which is under the PWM control signal, is on, the current flowing through the third coil L3 flowing through the stage 3 in FIG. 3 Continue to flow through the high-side diode. Therefore, no negative current flows through the battery.

また、図6Bに示すように、PWM制御信号されている第2ハイサイドスイッチQ3がオフの時、PWM制御信号されている第2ローサイドスイッチQ4を通り電流が流れ続け、第3コイルL3を流れる電流についてもPWM制御信号されている第3ローサイドスイッチQ6を流れる。このため、バッテリに負電流は流れない。   Further, as shown in FIG. 6B, when the second high-side switch Q3 that is being subjected to the PWM control signal is off, current continues to flow through the second low-side switch Q4 that is subjected to the PWM control signal, and flows through the third coil L3. The current also flows through the third low-side switch Q6 that is being subjected to the PWM control signal. Therefore, no negative current flows through the battery.

ここで、図7は、車両用モータ駆動制御装置100の制御方法において、モータMを180度通電する場合における、第1ないし第3ハーフブリッジ(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)の動作シーケンスの一例を示す図である。また、図8A、図8Bは、図7に示す動作シーケンスのステージ1における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。また、図9A、図9Bは、図7に示す動作シーケンスのステージ1からステージ2への切換時における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。また、図10A、図10Bは、図7に示す動作シーケンスのステージ2における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。また、図11A、図11Bは、図7に示す動作シーケンスのステージ2からステージ3への切換時における、車両用モータ駆動制御装置の電流経路の一例を示す図である。   Here, FIG. 7 shows the first to third half bridges (Q1, Q2), (Q3, Q4), (Q5) when the motor M is energized by 180 degrees in the control method of the vehicle motor drive control device 100. , Q6) are diagrams showing an example of the operation sequence. 8A and 8B are diagrams showing an example of a current path of the vehicle motor drive control device in stage 1 of the operation sequence shown in FIG. 9A and 9B are diagrams illustrating an example of a current path of the vehicle motor drive control device when switching from the stage 1 to the stage 2 in the operation sequence illustrated in FIG. 10A and 10B are diagrams illustrating an example of a current path of the vehicle motor drive control device in stage 2 of the operation sequence illustrated in FIG. 11A and 11B are diagrams illustrating an example of a current path of the vehicle motor drive control device when switching from the stage 2 to the stage 3 in the operation sequence illustrated in FIG.

なお、図8A、図9A、図10A、図11Aでは、PWM制御されているスイッチがオンしている状態を示している。一方、図8B、図9B、図10B、図11Bでは、PWM制御されているスイッチがオフしている状態を示している。   FIGS. 8A, 9A, 10A, and 11A show a state in which the switch under PWM control is on. On the other hand, FIG. 8B, FIG. 9B, FIG. 10B, and FIG. 11B show a state where the switch under PWM control is off.

例えば、既述のように、制御部CPUは、検出部RDが出力した該検出信号SRDに基づいて、モータMの回転速度(回転数)の情報を取得する。   For example, as described above, the control unit CPU acquires information on the rotation speed (number of rotations) of the motor M based on the detection signal SRD output from the detection unit RD.

そして、例えば、既述のように、制御部CPUは、モータMの回転速度が当該閾値回転速度以上である場合には、モータMを180度通電するように、第1ないし第3ハーフブリッジ(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)を制御する。   Then, as described above, for example, when the rotation speed of the motor M is equal to or higher than the threshold rotation speed, the control unit CPU causes the first to third half bridges ( Q1, Q2), (Q3, Q4), (Q5, Q6).

ここで、例えば、制御部CPUは、モータMを180度通電する場合に、第4ステージ(図7のステージ1)において、第1ハイサイドスイッチQ1及び第1ローサイドスイッチQ2をPWM制御し、第3ハイサイドスイッチQ3をオフするとともに第2ローサイドスイッチQ4をオンし、且つ、第3ハイサイドスイッチQ5及び第3ローサイドスイッチQ6をPWM制御する(図8A、図8B)。   Here, for example, when energizing the motor M by 180 degrees, the control unit CPU performs PWM control on the first high-side switch Q1 and the first low-side switch Q2 in the fourth stage (stage 1 in FIG. 7), The third high-side switch Q3 is turned off, the second low-side switch Q4 is turned on, and the third high-side switch Q5 and the third low-side switch Q6 are PWM-controlled (FIGS. 8A and 8B).

これにより、例えば、図8Bに示すように、PWM制御信号されている第1、第3ハイサイドスイッチQ1、Q5がオフの時も、ローサイドスイッチで電流が流れ続ける。   As a result, for example, as shown in FIG. 8B, even when the first and third high-side switches Q1 and Q5 for which the PWM control signal is turned off, the current continues to flow through the low-side switch.

さらに、制御部CPUは、モータMを180度通電する場合に、当該第4ステージに続く第5ステージ(図7のステージ2)において、第1ハイサイドスイッチQ1及び第1ローサイドスイッチQ2をPWM制御し、第3ハイサイドスイッチQ3をオフするとともに第2ローサイドスイッチQ4をオンし、且つ、第3ハイサイドスイッチQ5をオフするとともに第3ローサイドスイッチQ6をオンする(図9A、図9B)。   Further, when the motor M is energized by 180 degrees, the control unit CPU performs PWM control on the first high-side switch Q1 and the first low-side switch Q2 in the fifth stage (stage 2 in FIG. 7) following the fourth stage. Then, the third high-side switch Q3 is turned off and the second low-side switch Q4 is turned on, and the third high-side switch Q5 is turned off and the third low-side switch Q6 is turned on (FIGS. 9A and 9B).

図9Aに示すように、PWM制御信号されている第1ハイサイドスイッチQ1がオンの時、図7のステージ1で流れていた第3コイルL3の電流がゼロになるまで当該電流は第3ローサイドスイッチQ6を通り流れ続ける。しかし、第1、第2コイルL1、L2を流れる電流があるため、バッテリに負電流は流れない。   As shown in FIG. 9A, when the first high-side switch Q1 that is receiving the PWM control signal is turned on, the current flows through the third low-side switch L3 until the current of the third coil L3 flowing through the stage 1 in FIG. It continues to flow through switch Q6. However, since there are currents flowing through the first and second coils L1 and L2, no negative current flows through the battery.

また、図9Bに示すように、PWM制御信号されている第1ハイサイドスイッチQ1がオフの時、電流がローサイドスイッチを流れる経路があるため、当該ローサイドスイッチで電流が流れ続ける。このため、バッテリに負電流は流れない。   Further, as shown in FIG. 9B, when the first high-side switch Q1 that is subjected to the PWM control signal is off, there is a path through which the current flows through the low-side switch, so that the current continues to flow through the low-side switch. Therefore, no negative current flows through the battery.

そして、図7のステージ2において、PWM制御信号されている第1ハイサイドスイッチQ1がオンの時、図10Aに示すように、第2、第3ローサイドスイッチQ4、Q6に流れる。そして、PWM制御信号されている第1ハイサイドスイッチQ1がオフの時、図10Bに示すように、第1、第2、第3ローサイドスイッチQ1、Q2、Q3で電流が流れ続ける。   Then, when the first high-side switch Q1 that has been subjected to the PWM control signal is on in the stage 2 of FIG. 7, the current flows to the second and third low-side switches Q4 and Q6 as shown in FIG. 10A. When the first high-side switch Q1 receiving the PWM control signal is off, current continues to flow in the first, second, and third low-side switches Q1, Q2, and Q3, as shown in FIG. 10B.

さらに、制御部CPUは、モータMを180度通電する場合に、当該第5ステージに続く第6ステージ(図7のステージ3)において、第1ハイサイドスイッチQ1及び第1ローサイドスイッチQ2をPWM制御し、第3ハイサイドスイッチQ3及び第2ローサイドスイッチQ4をPWM制御し、且つ、第3ハイサイドスイッチQ5をオフするとともに第3ローサイドスイッチQ6をオンする(図11A、図11B)。   Further, when energizing the motor M by 180 degrees, the control unit CPU performs PWM control on the first high-side switch Q1 and the first low-side switch Q2 in the sixth stage (stage 3 in FIG. 7) following the fifth stage. Then, the third high-side switch Q3 and the second low-side switch Q4 are PWM-controlled, and the third high-side switch Q5 is turned off and the third low-side switch Q6 is turned on (FIGS. 11A and 11B).

図11Aに示すように、PWM制御信号されている第2ハイサイドスイッチQ3がオンの時、 図7のステージ2で流れていた第2コイルL2を流れる電流は、第2ハイサイドスイッチQ2を通り流れ続ける。このため、バッテリに負電流は流れない。   As shown in FIG. 11A, when the second high-side switch Q3, which is under the PWM control signal, is on, the current flowing through the second coil L2 flowing through the stage 2 in FIG. 7 passes through the second high-side switch Q2. Keep flowing. Therefore, no negative current flows through the battery.

また、図11Bに示すように、PWM制御信号されている第2ハイサイドスイッチQ3がオフの時、PWM制御信号されている第1、2ローサイドスイッチQ2、Q4を通り電流が流れる。このため、バッテリに負電流は流れない。   Further, as shown in FIG. 11B, when the second high-side switch Q3 that is being subjected to the PWM control signal is off, a current flows through the first and second low-side switches Q2 and Q4 that are subjected to the PWM control signal. Therefore, no negative current flows through the battery.

以上のように、車両用モータ駆動制御装置100の制御部CPUは、モータMの位相に応じて、ハイサイドスイッチをオフする制御とPWM制御とを切り換えるとともに、ローサイドスイッチをオンする制御とPWM制御とを切換え、さらに、ハイサイドスイッチのPWM制御時には、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとが相補的にオン/オフするようにローサイドスイッチをPWM制御するようにして、モータを120度通電又は180度通電するように、第1ないし第3ハーフブリッジ(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)を制御する。   As described above, the control unit CPU of the vehicle motor drive control device 100 switches between the control to turn off the high side switch and the PWM control according to the phase of the motor M, the control to turn on the low side switch, and the PWM control. Further, at the time of PWM control of the high-side switch, the low-side switch is PWM-controlled so that the high-side switch and the low-side switch are turned on / off complementarily. To control the first to third half bridges (Q1, Q2), (Q3, Q4), (Q5, Q6).

これにより、実施例1に係る車両用モータ駆動制御装置100によれば、装置のコストアップや制御を複雑化すること無く、バッテリBへ流れる負電流の発生を抑えることができる。   As a result, according to the vehicle motor drive control device 100 according to the first embodiment, the generation of the negative current flowing to the battery B can be suppressed without increasing the cost of the device or complicating the control.

既述の実施例1では、第1ないし第3ハイサイドスイッチQ1、Q3、Q5、及び、第1ないし第3ローサイドスイッチQ2、Q4、Q6は、それぞれ、一端がドレインであり、他端がソースであるMOSトランジスタである例について説明したが、他の半導体素子を適用するようにしてもよい。   In the first embodiment, one end of each of the first to third high-side switches Q1, Q3, Q5 and the first to third low-side switches Q2, Q4, Q6 is a drain, and the other end is a source. Although the description has been given of the example in which the MOS transistor is used, another semiconductor element may be applied.

すなわち、これらの第1ないし第3ハイサイドスイッチQ1、Q3、Q5、及び、第1ないし第3ローサイドスイッチQ2、Q4、Q6は、同様の機能を実施できるように、バイポーラトランジスタや他の半導体素子で代替するようにしてもよい。   That is, the first to third high-side switches Q1, Q3, Q5 and the first to third low-side switches Q2, Q4, Q6 are bipolar transistors or other semiconductor elements so that the same function can be performed. May be substituted.

なお、この実施例2におけるその他の車両用モータ駆動制御装置の構成は、実施例1と同様である。   The other configurations of the vehicle motor drive control device according to the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

以上のように、本発明の一態様に係る車両用モータ駆動制御装置は、バッテリBが出力する直流を3相の交流に変換し、当該3相の交流を車両の3相のモータMに供給して駆動するための車両用モータ駆動制御装置100であって、バッテリBの正極が接続される電源端子BT1、及び、バッテリBの負極が接続される接地端子BT2と、モータMの第1コイルに接続される第1モータ端子MT1、モータMの第2コイルに接続される第2モータ端子MT2、及び、モータMの第3コイルに接続される第3モータ端子MT3と、電源端子BT1と接地端子BT2との間でハイサイドスイッチとローサイドスイッチとが直列に接続されて構成されるとともに、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとの接続点がそれぞれ第1ないし第3モータ端子MT1、MT2、MT3に接続され、互いに並列に接続される第1ないし第3ハーフブリッジ(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)と、モータMを駆動するように第1ないし第3ハーフブリッジを制御する制御部CPUと、を備える。   As described above, the motor drive control device for a vehicle according to one embodiment of the present invention converts the DC output from the battery B into three-phase AC and supplies the three-phase AC to the three-phase motor M of the vehicle. And a ground terminal BT2 to which a positive electrode of the battery B is connected, a ground terminal BT2 to which a negative electrode of the battery B is connected, and a first coil of the motor M. , A first motor terminal MT1 connected to the second coil of the motor M, a third motor terminal MT3 connected to the third coil of the motor M, a power terminal BT1 and the ground. A high-side switch and a low-side switch are connected in series between the terminal BT2 and a connection point between the high-side switch and the low-side switch is connected to the first to third modes, respectively. First to third half bridges (Q1, Q2), (Q3, Q4), (Q5, Q6) connected to terminals MT1, MT2, MT3 and connected in parallel to each other, and a first half bridge (Q5, Q6) for driving the motor M. A control unit CPU that controls the first to third half bridges.

そして、制御部CPUは、モータの位相に応じて、ハイサイドスイッチをオフする制御とPWM制御とを切り換えるとともに、ローサイドスイッチをオンする制御とPWM制御とを切換え、さらに、ハイサイドスイッチのPWM制御時には、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとが相補的にオン/オフするようにローサイドスイッチをPWM制御するようにして、モータを120度通電又は180度通電するように、第1ないし第3ハーフブリッジを制御する。   The control unit CPU switches between the control for turning off the high-side switch and the PWM control in accordance with the phase of the motor, the control for turning on the low-side switch and the PWM control, and further performs the PWM control for the high-side switch. Sometimes, the low-side switch is PWM-controlled so that the high-side switch and the low-side switch are turned on / off complementarily, and the first to third half-bridges are energized by 120 degrees or 180 degrees to energize the motor. Control.

これにより、本発明の車両用モータ駆動制御装置によれば、装置のコストアップや制御を複雑化すること無く、バッテリへ流れる負電流の発生を抑えることができる。   Thus, according to the motor drive control device for a vehicle of the present invention, it is possible to suppress the generation of the negative current flowing to the battery without increasing the cost of the device or complicating the control.

なお、各実施例においては、モータMがスター結線の構成を有する場合について説明したが、モータMがスター結線と回路的に等価なデルタ結線の構成を有するようにしてもよい。   In each embodiment, the case where the motor M has a star connection configuration has been described. However, the motor M may have a delta connection configuration that is equivalent in circuit to the star connection.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are provided by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and equivalents thereof.

100 車両用モータ駆動制御装置
BT1 電源端子
BT2 接地端子
MT1 第1モータ端子
MT2 第2モータ端子
MT3 第3モータ端子
Q1、Q2 第1ハーフブリッジ
Q3、Q4 第2ハーフブリッジ
Q5、Q6 第3ハーフブリッジ
CPU 制御部
RD 検出部
Q1 第1ハイサイドスイッチ
D1 第1ハイサイドダイオード
Q2 第1ローサイドスイッチ
D2 第1ローサイドダイオード
Q3 第2ハイサイドスイッチ
D3 第2ハイサイドダイオード
Q4 第2ローサイドスイッチ
D4 第2ローサイドダイオード
Q5 第3ハイサイドスイッチ
D5 第3ハイサイドダイオード
Q6 第3ローサイドスイッチ
D6 第3ローサイドダイオード
100 Motor drive control device for vehicle BT1 Power supply terminal BT2 Ground terminal MT1 First motor terminal MT2 Second motor terminal MT3 Third motor terminal Q1, Q2 First half bridge Q3, Q4 Second half bridge Q5, Q6 Third half bridge CPU Control unit RD detection unit
Q1 First high side switch D1 First high side diode Q2 First low side switch D2 First low side diode Q3 Second high side switch D3 Second high side diode Q4 Second low side switch D4 Second low side diode Q5 Third high side switch D5 Third high-side diode Q6 Third low-side switch D6 Third low-side diode

Claims (15)

バッテリが出力する直流を3相の交流に変換し、当該3相の交流を車両の3相のモータに供給して駆動するための車両用モータ駆動制御装置であって、
前記バッテリの正極が接続される電源端子、及び、前記バッテリの負極が接続される接地端子と、
前記モータの第1コイルに接続される第1モータ端子、前記モータの第2コイルに接続される第2モータ端子、及び、前記モータの第3コイルに接続される第3モータ端子と、
前記電源端子と前記接地端子との間でハイサイドスイッチとローサイドスイッチとが直列に接続されて構成されるとともに、前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチとの接続点がそれぞれ前記第1ないし第3モータ端子に接続され、互いに並列に接続される第1ないし第3ハーフブリッジと、
前記モータMを駆動するように前記第1ないし第3ハーフブリッジを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記モータの位相に応じて、前記ハイサイドスイッチをオフする制御とPWM制御とを切り換えるとともに、前記ローサイドスイッチをオンする制御とPWM制御とを切換え、
さらに、前記ハイサイドスイッチのPWM制御時には、前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチとが相補的にオン/オフするように前記ローサイドスイッチをPWM制御するようにして、前記モータを120度通電又は180度通電するように、前記第1ないし第3ハーフブリッジを制御する
ことを特徴とする車両用モータ駆動制御装置。
A vehicle motor drive control device for converting a DC output from a battery into a three-phase AC, and supplying the three-phase AC to a three-phase motor of the vehicle to drive the vehicle.
A power terminal to which the positive electrode of the battery is connected, and a ground terminal to which the negative electrode of the battery is connected,
A first motor terminal connected to a first coil of the motor, a second motor terminal connected to a second coil of the motor, and a third motor terminal connected to a third coil of the motor;
A high-side switch and a low-side switch are connected in series between the power terminal and the ground terminal, and a connection point between the high-side switch and the low-side switch is the first to third motors. First to third half bridges connected to the terminals and connected in parallel with each other;
A control unit that controls the first to third half bridges to drive the motor M,
The control unit includes:
In accordance with the phase of the motor, while switching between the control to turn off the high-side switch and the PWM control, switching between the control to turn on the low-side switch and the PWM control,
Further, during PWM control of the high-side switch, the low-side switch is PWM-controlled so that the high-side switch and the low-side switch are turned on / off complementarily. A motor drive control device for a vehicle, wherein the first to third half bridges are controlled so as to be energized.
前記第1ハーフブリッジは、
一端が前記電源端子に接続され且つ他端が前記第1モータ端子に接続された第1ハイサイドスイッチと、
カソードが前記第1ハイサイドスイッチの一端に接続され且つアノードが前記第1ハイサイドスイッチの他端に接続された第1ハイサイドダイオードと、
一端が前記第1モータ端子に接続され且つ他端が前記接地端子に接続された第1ローサイドスイッチと、
カソードが前記第1ローサイドスイッチの一端に接続され且つアノードが前記第1ローサイドスイッチの他端に接続された第1ローサイドダイオードと、を有し、
前記第2ハーフブリッジは、
一端が前記電源端子に接続され且つ他端が前記第2モータ端子に接続された第2ハイサイドスイッチと、
カソードが前記第2ハイサイドスイッチの一端に接続され且つアノードが前記第2ハイサイドスイッチの他端に接続された第2ハイサイドダイオードと、
一端が前記第2モータ端子MT2に接続され且つ他端が前記接地端子に接続された第2ローサイドスイッチと、
カソードが前記第2ローサイドスイッチの一端に接続され且つアノードが前記第2ローサイドスイッチの他端に接続された第2ローサイドダイオードと、を有し、
前記第3ハーフブリッジは、
一端が前記電源端子に接続され且つ他端が前記第3モータ端子に接続された第3ハイサイドスイッチと、
カソードが前記第3ハイサイドスイッチの一端に接続され且つアノードが前記第3ハイサイドスイッチの他端に接続された第3ハイサイドダイオードと、
一端が前記第3モータ端子に接続され且つ他端が前記接地端子に接続された第3ローサイドスイッチと、
カソードが前記第3ローサイドスイッチの一端に接続され且つアノードが前記第3ローサイドスイッチの他端に接続された第3ローサイドダイオードと、を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用モータ駆動制御装置。
The first half bridge includes:
A first high-side switch having one end connected to the power terminal and the other end connected to the first motor terminal;
A first high-side diode having a cathode connected to one end of the first high-side switch and an anode connected to the other end of the first high-side switch;
A first low-side switch having one end connected to the first motor terminal and the other end connected to the ground terminal;
A first low-side diode having a cathode connected to one end of the first low-side switch and an anode connected to the other end of the first low-side switch;
The second half bridge includes:
A second high-side switch having one end connected to the power terminal and the other end connected to the second motor terminal;
A second high-side diode having a cathode connected to one end of the second high-side switch and an anode connected to the other end of the second high-side switch;
A second low-side switch having one end connected to the second motor terminal MT2 and the other end connected to the ground terminal;
A second low-side diode having a cathode connected to one end of the second low-side switch and an anode connected to the other end of the second low-side switch;
The third half bridge,
A third high-side switch having one end connected to the power supply terminal and the other end connected to the third motor terminal;
A third high-side diode having a cathode connected to one end of the third high-side switch and an anode connected to the other end of the third high-side switch;
A third low-side switch having one end connected to the third motor terminal and the other end connected to the ground terminal;
The vehicle motor drive according to claim 1, further comprising: a third low-side diode having a cathode connected to one end of the third low-side switch and an anode connected to the other end of the third low-side switch. Control device.
前記制御部は、
前記モータを120度通電する場合に、
第1ステージにおいて、前記第1ハイサイドスイッチ及び第1ローサイドスイッチをPWM制御し、前記第2ハイサイドスイッチをオフするとともに第2ローサイドスイッチをPWM制御し、且つ、前記第3ハイサイドスイッチをオフするとともに第3ローサイドスイッチをオンし、
前記第1ステージに続く第2ステージにおいて、前記第1ハイサイドスイッチをオフするとともに第1ローサイドスイッチをPWM制御し、前記第2ハイサイドスイッチ及び第2ローサイドスイッチをPWM制御し、且つ、前記第3ハイサイドスイッチをオフするとともに第3ローサイドスイッチをオンし、
前記第2ステージに続く第3ステージにおいて、前記第1ハイサイドスイッチをオフするとともに第1ローサイドスイッチをオンし、前記第2ハイサイドスイッチ及び第2ローサイドスイッチをPWM制御し、且つ、前記第3ハイサイドスイッチをオフするとともに第3ローサイドスイッチをPWM制御する
ことを特徴とする請求項2に記載の車両用モータ駆動制御装置。
The control unit includes:
When energizing the motor at 120 degrees,
In the first stage, the first high-side switch and the first low-side switch are PWM-controlled, the second high-side switch is turned off, the second low-side switch is PWM-controlled, and the third high-side switch is turned off. And turn on the third low-side switch,
In a second stage following the first stage, the first high-side switch is turned off, the first low-side switch is PWM-controlled, the second high-side switch and the second low-side switch are PWM-controlled, and 3 Turn off the high-side switch and turn on the third low-side switch,
In a third stage subsequent to the second stage, the first high-side switch is turned off and the first low-side switch is turned on, the second high-side switch and the second low-side switch are PWM-controlled, and the third The motor drive control device for a vehicle according to claim 2, wherein the high-side switch is turned off and the third low-side switch is subjected to PWM control.
前記制御部は、
前記モータを180度通電する場合に、
第4ステージにおいて、前記第1ハイサイドスイッチ及び第1ローサイドスイッチをPWM制御し、前記第2ハイサイドスイッチをオフするとともに第2ローサイドスイッチをオンし、且つ、前記第3ハイサイドスイッチ及び第3ローサイドスイッチをPWM制御し、
前記第4ステージに続く第5ステージにおいて、前記第1ハイサイドスイッチ及び第1ローサイドスイッチをPWM制御し、前記第2ハイサイドスイッチをオフするとともに第2ローサイドスイッチをオンし、且つ、前記第3ハイサイドスイッチをオフするとともに第3ローサイドスイッチをオンし、
前記第5ステージに続く第6ステージにおいて、前記第1ハイサイドスイッチ及び第1ローサイドスイッチをPWM制御し、前記第2ハイサイドスイッチ及び第2ローサイドスイッチをPWM制御し、且つ、前記第3ハイサイドスイッチをオフするとともに第3ローサイドスイッチをオンする
ことを特徴とする請求項3に記載の車両用モータ駆動制御装置。
The control unit includes:
When the motor is energized by 180 degrees,
In a fourth stage, the first high-side switch and the first low-side switch are subjected to PWM control, the second high-side switch is turned off, the second low-side switch is turned on, and the third high-side switch and the third high-side switch are turned on. PWM control the low side switch,
In a fifth stage following the fourth stage, the first high-side switch and the first low-side switch are subjected to PWM control, the second high-side switch is turned off, the second low-side switch is turned on, and the third stage is turned on. Turn off the high-side switch and turn on the third low-side switch,
In a sixth stage following the fifth stage, the first high-side switch and the first low-side switch are subjected to PWM control, the second high-side switch and the second low-side switch are subjected to PWM control, and the third high-side switch is controlled. The vehicle motor drive control device according to claim 3, wherein the switch is turned off and the third low side switch is turned on.
前記モータの位相を検出し、検出した前記モータの位相に応じた検出信号を出力する検出部をさらに備え、
前記制御部は、
前記検出部が検出した前記モータの位相に基づいて、前記第1ないし第3ハーフブリッジを制御する
ことを特徴とする請求項4に記載の車両用モータ駆動制御装置。
Further comprising a detection unit that detects the phase of the motor, and outputs a detection signal corresponding to the detected phase of the motor,
The control unit includes:
The motor drive control device for a vehicle according to claim 4, wherein the first to third half bridges are controlled based on a phase of the motor detected by the detection unit.
前記制御部は、
前記検出信号に基づいて、モータの回転速度を取得する
ことを特徴とする請求項5に記載の車両用モータ駆動制御装置。
The control unit includes:
The motor drive control device for a vehicle according to claim 5, wherein a rotation speed of the motor is acquired based on the detection signal.
前記制御部は、
前記モータの回転速度が予め設定した閾値回転速度未満である場合には、前記モータを120度通電するように、前記第1ないし第3ハーフブリッジを制御する
ことを特徴とする請求項6に記載の車両用モータ駆動制御装置。
The control unit includes:
When the rotation speed of the motor is lower than a preset threshold rotation speed, the first to third half bridges are controlled so that the motor is energized by 120 degrees. Vehicle motor drive control device.
前記制御部は、
前記モータの回転速度が前記閾値回転速度以上である場合には、前記モータを180度通電するように、前記第1ないし第3ハーフブリッジを制御する
ことを特徴とする請求項7に記載の車両用モータ駆動制御装置。
The control unit includes:
If the rotation speed of the motor is equal to or higher than the threshold rotation speed, the first to third half bridges are controlled such that the motor is energized by 180 degrees.
The motor drive control device for a vehicle according to claim 7, wherein:
前記制御部は、
PWM制御により前記ハイサイドスイッチをオン/オフする周波数を、PWM制御により前記ローサイドスイッチをオン/オフする周波数と同じにする
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用モータ駆動制御装置。
The control unit includes:
2. The motor drive control device for a vehicle according to claim 1, wherein a frequency at which the high-side switch is turned on / off by PWM control is the same as a frequency at which the low-side switch is turned on / off by PWM control. 3.
前記車両は、電動二輪車であり、
前記車両用モータ駆動制御装置は、電動二輪車に積載され、
前記モータは、前記電動二輪車の車輪に接続されている
ことを特徴とする請求項4に記載の駆動装置。
The vehicle is an electric motorcycle,
The vehicle motor drive control device is mounted on an electric motorcycle,
The drive device according to claim 4, wherein the motor is connected to wheels of the electric motorcycle.
前記バッテリは、前記電動二輪車に積載されている場合には、回生により充電されないようになっており、
前記バッテリが前記電動二輪車に積載されていない場合に、外部の充電装置により充電されるようになっている
ことを特徴とする請求項10に記載の車両用モータ駆動制御装置。
When the battery is loaded on the electric motorcycle, the battery is not charged by regeneration,
The motor drive control device for a vehicle according to claim 10, wherein the battery is charged by an external charging device when the battery is not loaded on the electric motorcycle.
前記電動二輪車の車輪の回転を前記モータによりブレーキする場合に、前記モータの逆起電力が前記バッテリに回生されないようになっている
ことを特徴とする請求項11に記載の車両用モータ駆動制御装置。
The motor drive control device for a vehicle according to claim 11, wherein when the rotation of the wheels of the electric motorcycle is braked by the motor, the back electromotive force of the motor is not regenerated by the battery. .
前記検出部は、
前記モータの位相に応じた検出信号を前記制御部に出力するホールセンサである
ことを特徴とする請求項8に記載の車両用モータ駆動制御装置。
The detection unit,
The motor drive control device for a vehicle according to claim 8, wherein the hall sensor outputs a detection signal corresponding to a phase of the motor to the control unit.
前記第1ないし第3ハイサイドスイッチ、及び、前記第1ないし第3ローサイドスイッチは、それぞれ、一端がドレインであり、他端がソースであるMOSトランジスタである
ことを特徴とする請求項4に記載の車両用モータ駆動制御装置。
5. The MOS transistor according to claim 4, wherein the first to third high-side switches and the first to third low-side switches are MOS transistors each having one end as a drain and the other end as a source. Vehicle motor drive control device.
バッテリが出力する直流を3相の交流に変換し、当該3相の交流を車両の3相のモータに供給して駆動するための車両用モータ駆動制御装置であって、前記バッテリの正極が接続される電源端子、及び、前記バッテリの負極が接続される接地端子と、前記モータの第1コイルに接続される第1モータ端子、前記モータの第2コイルに接続される第2モータ端子、及び、前記モータの第3コイルに接続される第3モータ端子と、前記電源端子と前記接地端子との間でハイサイドスイッチとローサイドスイッチとが直列に接続されて構成されるとともに、前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチとの接続点がそれぞれ前記第1ないし第3モータ端子に接続され、互いに並列に接続される第1ないし第3ハーフブリッジと、前記モータMを駆動するように前記第1ないし第3ハーフブリッジを制御する制御部と、を備えた車両用モータ駆動制御装置の制御方法であって、
前記制御部は、
前記モータの位相に応じて、前記ハイサイドスイッチをオフする制御とPWM制御とを切り換えるとともに、前記ローサイドスイッチをオンする制御とPWM制御とを切換え、
さらに、前記ハイサイドスイッチのPWM制御時には、前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチとが相補的にオン/オフするように前記ローサイドスイッチをPWM制御するようにして、前記モータを120度通電又は180度通電するように、前記第1ないし第3ハーフブリッジを制御する
ことを特徴とする車両用モータ駆動制御装置の制御方法。
A motor drive control device for a vehicle for converting a direct current output from a battery into a three-phase alternating current, and supplying the three-phase alternating current to a three-phase motor of the vehicle to drive the vehicle. A power terminal, a ground terminal to which a negative electrode of the battery is connected, a first motor terminal connected to a first coil of the motor, a second motor terminal connected to a second coil of the motor, and A third motor terminal connected to a third coil of the motor, and a high-side switch and a low-side switch connected in series between the power supply terminal and the ground terminal; First to third half-bridges connected to the first to third motor terminals at respective connection points of the motor M and the low-side switch; A control unit for controlling the first through third half-bridge to drive a control method of the vehicle motor drive control device provided with,
The control unit includes:
In accordance with the phase of the motor, while switching between the control to turn off the high-side switch and the PWM control, switching between the control to turn on the low-side switch and the PWM control,
Further, during PWM control of the high-side switch, the low-side switch is PWM-controlled so that the high-side switch and the low-side switch are turned on / off complementarily. A method for controlling a motor drive control device for a vehicle, comprising controlling the first to third half bridges so as to energize.
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