CN112640295B - 车辆用电机驱动控制装置及车辆用电机驱动控制装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的车辆用电机驱动控制装置的控制部根据电机的相位，在对高侧开关进行断开控制与PWM控制之间进行切换的同时，在对低侧开关的开启控制与PWM控制之间进行切换。进一步地，控制部对第一至第三半桥进行控制，使得在进行高侧开关的PWM控制时，对低侧开关进行PWM控制以使高侧开关与低侧开关互补地开启/断开，从而使电机处于120度通电或180度通电的状态。

Description

车辆用电机驱动控制装置及车辆用电机驱动控制装置的控制 方法

技术领域

本发明涉及车辆用电机驱动控制装置及车辆用电机驱动控制装置的控制方法。

背景技术

以往，将直流电源输出的直流电压进行电力转换后得到的三相交流电压提供给三相电机来驱动该三相电机的电机驱动控制装置已被公开(例如，参照日本特开2010-011628号公报)。

在上述这样的以往电机驱动控制装置中，例如，如图12、图13A、图13B、图14A、图14B所示，当在120°通电时对高侧FET进行PWM控制的情况下，在切换电机的电级(stage)时会因来自于电机的电动势产生流向电池的负电流(图14B)。另外，在图13A、图14A中，展示了受PWM控制下的开关开启(ON)的状态。另一方面，在图13B和图14B中，展示了受PWM控制下的开关断开(OFF)的状态。

即，在以往的电机驱动控制装置中，有时会因电池、电机的组合而产生无法容许的负电流。

在这种情况下，需要追加避免负电流流向电池的电路，以及能够在任意时刻改变开关方式的控制方法，但这样一来，势必会导致装置的成本上升和控制的复杂化。

如上述般，在现有的车辆用电机驱动控制装置中，存在：不使装置的成本上升和控制复杂化的同时，同时又能抑制流向电池的负电流的产生的课题。

本发明鉴于上述课题，目的在于提供一种车辆用电机驱动控制装置，其能够在不使装置的成本上升和控制复杂化的情况下，抑制流向电池的负电流的产生。

发明内容

本发明的一种形态涉及的车辆用电机驱动控制装置，用于将电池输出的直流转换为三相交流，并将该三相交流提供给车辆的三相电机来进行驱动，其特征在于，包括：

与所述电池的正极连接的电源端子、以及与所述电池的负极连接的接地端子；

与所述电机的第一线圈连接的第一电机端子、与所述电机的第二线圈连接的第二电机端子、以及与所述电机的第三线圈连接的第三电机端子；

相互并联连接的第一至第三半桥，其各自的的高侧开关和低侧开关串联在所述电源端子与所述接地端子之间，并且所述高侧开关与所述低侧开关的连接点分别与所述第一至第三电机端子连接；以及

控制部，控制所述第一至第三半桥来驱动所述电机，

其中，所述控制部根据所述电机的相位，在对所述高侧开关进行断开控制与PWM控制之间进行切换的同时，在对所述低侧开关的开启控制与PWM控制之间进行切换，

进一步地，所述控制部对所述第一至第三半桥进行控制，使得在进行所述高侧开关的PWM控制时，对所述低侧开关进行PWM控制以使所述高侧开关与所述低侧开关互补地开启/断开，从而使所述电机处于120度通电或180度通电的状态。

在本发明的车辆用电机驱动控制装置中，

所述第一半桥具有：

第一高侧开关，其一端与所述电源端子连接，其另一端与所述第一电机端子连接；

第一高侧二极管，其阴极与所述第一高侧开关的一端连接，其阳极与所述第一高侧开关的另一端连接；

第一低侧开关，其一端与所述第一电机端子连接，其另一端与所述接地端子连接；以及

第一低侧二极管，其阴极与所述第一低侧开关的一端连接，其阳极与所述第一低侧开关的另一端连接，

所述第二半桥具有：

第二高侧开关，其一端与所述电源端子连接，其另一端与所述第二电机端子连接；

第二高侧二极管，其阴极与所述第二高侧开关的一端连接，其阳极与所述第二高侧开关的另一端连接；

第二低侧开关，其一端与所述第二电机端子TM2连接，其另一端与所述接地端子连接；以及

第二低侧二极管，其阴极与所述第二低侧开关的一端连接，其阳极与所述第二低侧开关的另一端连接，

所述第三半桥具有：

第三高侧开关，其一端与所述电源端子连接，其另一端与所述第三电机端子连接；

第三高侧二极管，其阴极与所述第三高侧开关的一端连接，其阳极与所述第三高侧开关的另一端连接；

第三低侧开关，其一端与所述第三电机端子连接，其另一端与所述接地端子连接；以及

第三低侧二极管，其阴极与所述第三低侧开关的一端连接，其阳极与所述第三低侧开关的另一端连接。

在本发明的车辆用电机驱动控制装置中，

当所述控制部将所述电机通控制为120度通电的情况下：

在第一阶段(Stage)，对所述第一高侧开关和所述第一低侧开关进行PWM控制，并在断开所述第二高侧开关的同时对所述第二低侧开关进行PWM控制，并在断开所述第三高侧开关的同时开启所述第三低侧开关，

在接在所述第一阶段之后第二阶段，在断开所述第一高侧开关的同时对所述第一低侧开关进行PWM控制，并对所述第二高侧开关和所述第二低侧开关进行PWM控制，并在断开所述第三高侧开关的同时开启所述第三低侧开关，

在接在所述第二阶段之后的第三阶段，在断开所述第一高侧端开关的同时开启所述第一低侧端开关，并对所述第二高侧开关和所述第二低侧开关进行PWM控制，并在断开所述第三高侧开关的同时对所述第三低侧开关进行PWM控制。

在本发明的车辆用电机驱动控制装置中，

当所述控制部将所述电机通控制为180度通电的情况下：

在第四阶段，对所述第一高侧开关和所述第一低侧开关进行PWM控制，并在断开所述第二高侧开关的同时开启所述第二低侧开关，并对所述第三高侧开关和所述第三低侧开关进行PWM控制，

在接在所述第四阶段之后第五阶段，对所述第一高侧开关和所述第一低侧开关进行PWM控制，并在断开所述第二高侧开关的同时开启所述第二低侧开关，并在断开所述第三高侧开关的同时开启所述第三低侧开关，

在接在所述第五阶段之后的第六阶段，对所述第一高侧开关和所述第一低侧开关进行PWM控制，并对所述第二高侧开关和所述第二低侧开关进行PWM控制，并在断开所述第三高侧开关的同时开启所述第三低侧开关。

在本发明的车辆用电机驱动控制装置中，进一步包括：

检测部，检测所述电机的相位，并输出与检测出的所述电机的相位对应的检测信号，

所述控制部根据所述检测部检测出的所述电机的相位来控制所述第一至第三半桥。

在本发明的车辆用电机驱动控制装置中，

所述控制部根据所述检测信号来获取电机的转速。

在本发明的车辆用电机驱动控制装置中，

所述控制部在所述电机的转速小于预先设定的阈值转速的情况下，控制所述第一至第三半桥以使所述电机120度通电。

在本发明的车辆用电机驱动控制装置中，

所述控制部在所述电机的转速大于等于预先设定的阈值转速的情况下，控制所述第一至第三半桥以使所述电机180度通电。

在本发明的车辆用电机驱动控制装置中，

所述控制部将通过PWM控制使所述高侧开关开启/断开的频率与通过PWM控制使所述低侧开关开启/断开的频率控制为相同的频率。

在本发明的车辆用电机驱动控制装置中，

所述车辆为电动二轮车，

所述车辆用电机驱动控制装置装载在电动二轮车上，

所述电机与所述电动二轮车的车轮连接。

在本发明的车辆用电机驱动控制装置中，

当所述电池被装载于所述电动二轮车的情况下，不通过再生来进行充电，

当所述电池未装载于所述电动二轮车上的情况下，通过外部的充电装置来进行充电。

在本发明的车辆用电机驱动控制装置中，

当通过所述电机对所述电动二轮车的车轮旋转进行制动的情况下，所述电机的反电动势不会在所述电池中再生。

在本发明的车辆用电机驱动控制装置中，

所述检测部为霍尔传感器，其将与所述电机的相位相对应的检测信号输出至所述控制部。

在本发明的车辆用电机驱动控制装置中，

所述第一至第三高侧开关及所述第一至第三低侧开关分别为一端为漏极、另一端为源极的MOS晶体管。

本发明的一种形态涉及的车辆用电机驱动控制装置的控制方法，所述车辆用电机驱动控制装置用于将电池输出的直流转换为三相交流，并将该三相交流提供给车辆的三相电机来进行驱动，车辆用电机驱动控制装置包括：与所述电池的正极连接的电源端子、以及与所述电池的负极连接的接地端子；与所述电机的第一线圈连接的第一电机端子、与所述电机的第二线圈连接的第二电机端子、以及与所述电机的第三线圈连接的第三电机端子；相互并联连接的第一至第三半桥，其各自的高侧开关和低侧开关串联在所述电源端子与所述接地端子之间，并且所述高侧开关与所述低侧开关的连接点分别与所述第一至第三电机端子连接；以及控制部，控制所述第一至第三半桥来驱动所述电机，其特征在于：

所述控制部根据所述电机的相位，在对所述高侧开关进行断开控制与PWM控制之间进行切换的同时，在对所述低侧开关的开启控制与PWM控制之间进行切换，

进一步地，所述控制部对所述第一至第三半桥进行控制，使得在进行所述高侧开关的PWM控制时，对所述低侧开关进行PWM控制以使所述高侧开关与所述低侧开关互补地开启/断开，从而使所述电机处于120度通电或180度通电的状态。

发明效果

本发明的一种形态所涉及的车辆用电机驱动控制装置，用于将电池输出的直流转换为三相交流，并将该三相交流提供给车辆的三相电机来进行驱动，其特征在于，包括：与电池的正极连接的电源端子、以及与电池的负极连接的接地端子；与电机的第一线圈连接的第一电机端子、与电机的第二线圈连接的第二电机端子、以及与电机的第三线圈连接的第三电机端子；相互并联连接的第一至第三半桥，其各自的的高侧开关和低侧开关串联在电源端子与接地端子之间，并且高侧开关与低侧开关的连接点分别与第一至第三电机端子连接；以及控制部，控制第一至第三半桥来驱动电机。

并且，控制部根据电机的相位，在对高侧开关进行断开控制与PWM控制之间进行切换的同时，在对低侧开关的开启控制与PWM控制之间进行切换，

进一步地，控制部对第一至第三半桥进行控制，使得在进行高侧开关的PWM控制时，对低侧开关进行PWM控制以使高侧开关与低侧开关互补地开启/断开，从而使电机处于120度通电或180度通电的状态。

通过这样，本发明的车辆用电机驱动控制装置就能够在不使装置的成本上升和控制复杂化的情况下，抑制流向电池的负电流的产生。

附图说明

图1是展示第一实施例涉及的车辆用电机驱动控制装置100的结构示例图。

图2是展示在车辆用电机驱动控制装置100的控制方法中，当电机M处于120度通电时第一至第三半桥(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)的运作顺序的示例图。

图3A是展示图2所示的运作序列的阶段(stage)2中车辆用电机驱动控制装置的电流路径的示例图。

图3B是展示图2所示的运作序列的阶段2中车辆用电机驱动控制装置的电流路径的示例图。

图4A是展示图2所示的操作序列的从阶段2切换到阶段3时车辆电机驱动控制装置的电流路径的示例图。

图4B是展示图2所示的操作序列的从阶段2切换到阶段3时车辆电机驱动控制装置的电流路径的示例图。

图5A是展示在图2所示的操作序列的阶段3中车辆电机驱动控制装置的电流路径的示例图。

图5B是展示在图2所示的操作序列的阶段3中车辆电机驱动控制装置的电流路径的示例图。

图6A是展示图2所示的运作序列的从阶段3切换到阶段4时的车辆用电机驱动控制装置的电流路径的示例图。

图6B是展示图2所示的运作序列的从阶段3切换到阶段4时的车辆用电机驱动控制装置的电流路径的示例图。

图7是在车辆用电机驱动控制装置100的控制方法中，当电机M处于180度通电时第一至第三半桥(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)的运作顺序的示例图。

图8A是展示图7所示的运作序列的阶段1中车辆用电机驱动控制装置的电流路径的示例图。

图8B是展示图7所示的运作序列的阶段1中车辆用电机驱动控制装置的电流路径的示例图。

图9A是展示图7所示的操作序列的从阶段1切换到阶段2时车辆电机驱动控制装置的电流路径的示例图。

图9B是展示图7所示的操作序列的从阶段1切换到阶段2时车辆电机驱动控制装置的电流路径的示例图。

图10A是展示图7所示的运作序列的阶段2中的车辆用电机驱动控制装置的电流路径的示例图。

图10B是展示图7所示的运作序列的阶段2中的车辆用电机驱动控制装置的电流路径的示例图。

图11A是展示图7所示的运作序列的从阶段2切换到阶段3时的车辆用电机驱动控制装置的电流路径的示例图。

图11B是展示图7所示的操作序列的从阶段2切换到阶段3时车辆电机驱动控制装置的电流路径的示例图。

图12是展示在以往的车辆用电机驱动控制装置的控制方法中，当电机M处于120度通电时第一至第三半桥的运作顺序的示例图。

图13A是展示图12所示的以往的运作序列的阶段2中的车辆用电机驱动控制装置的电流路径的示例图。

图13B是展示图12所示的以往的运作序列的阶段2中的车辆用电机驱动控制装置的电流路径的示例图。

图14A是展示图12所示的以往的运作序列的阶段2中的车辆用电机驱动控制装置的电流路径的示例图。

图14B是展示图12所示的以往的运作序列的从阶段2切换到阶段3时的车辆用电机驱动控制装置的电流路径的示例图。

具体实施方式

以下，将参照附图对本发明涉及的实施方式进行说明。

【实施例一】

如图1所示，本实施例一的车辆用电机驱动控制装置100例如将电池B输出的直流转换为三相交流，并将该三相交流提供给车辆的三相电机M进行驱动。

该车辆例如为电动二轮车。在这种情况下，车辆用电机驱动控制装置100装载在电动二轮车上。

电机M被连接成能够向该电动二轮车的车轮传递扭矩。

在图1的例子中，电机M具有星形接线的结构，但也可以具有三角形接线的结构。

当电池B装载在该电动二轮车上的情况下，例如不通过再生进行充电。

即，例如，在通过电机M制动该电动二轮车的车轮的旋转的情况下，电机M的反电动势不会在电池B中再生。

在该电池B未装载在上述电动二轮车上的情况下，例如由外部的充电装置(未图示)进行充电。

车辆用电机驱动控制装置100例如图1所示，包括：电源端子BT1、接地端子BT2、第一电机端子TM1、第二电机端子TM2、第三电机端子TM3、第一半桥(Q1、Q2)、第二半桥(Q3、Q4)、第三半桥(Q5、Q6)、检测部RD、以及控制部CPU。

第一半桥(Q1、Q2)、第二半桥(Q3、Q4)以及第三半桥(Q5、Q6)构成驱动电路X。

如图1所示，电源端子BT1处例如连接有电池B的正极。

如图1所示，接地端子BT2处例如连接有电池B的负极。

如图1所示，第一电机端子TM1例如与电机M的第一线圈L1的一端连接。

该第一线圈L1的另一端与中心端子ML连接。

如图1所示，第二电机端子TM2例如与电机M的第二线圈L2的一端连接。

该第二线圈L2的另一端与中心端子ML连接。

如图1所示，第三电机端子TM3例如与电机M的第三线圈L3的一端连接。该第三线圈L3的另一端与中心端子ML连接。

第一半桥(Q1、Q2)通过在电源端子BT1与接地端子BT2之间串联连接高侧开关Q1和低侧开关Q2而构成。

该第一半桥的高侧开关Q1与低侧开关Q2的连接点与第一电机端子TM1连接。

例如图1所示，该第一半桥(Q1、Q2)具有第一高侧开关Q1、第一高侧二极管D1、第一低侧开关Q2、以及第一低侧二极管D2。

第一高侧开关Q1的一端连接于电源端子BT1，另外一端连接于第一电机端子TM1。

该第一高侧开关Q1例如图1所示，是一端为漏极、另一端为源极的MOS晶体管。

第一高侧二极管D1的阴极与第一高侧开关Q1的一端连接，阳极与第一高侧开关Q1的另一端连接。

第一低侧开关Q2的一端与第一电机端子TM1连接，另一端与接地端子BT2连接。

该第一低侧开关Q2例如图1所示，是一端为漏极、另一端为源极的MOS晶体管。

第一低侧二极管D2的阴极与第一低侧开关Q2的一端连接，阳极与第一低侧开关Q2的另一端连接。

第二半桥(Q3、Q4)通过在电源端子BT1与接地端子BT2之间串联连接高侧开关Q3和低侧开关Q4而构成。

该第二半桥(Q3、Q4)的高侧开关Q3与低侧开关Q4的连接点与第二电机端子TM2连接。

例如图1所示，该第二半桥(Q3、Q4)具有第二高侧开关Q3、第二高侧二极管D3、第二低侧开关Q4、以及第二低侧二极管D4。

第二高侧开关Q3的一端与电源端子BT1连接，且另一端与第二电机端子TM2连接。

该第二高侧开关Q3例如图1所示，是一端为漏极、另一端为源极的MOS晶体管。

第二高侧二极管D3的阴极与第二高侧开关Q3的一端连接，阳极与第二高侧开关Q3的另一端连接。

第二低侧开关Q4的一端与第二电机端子TM2连接，另一端与接地端子BT2连接。

该第二低侧开关Q4例如图1所示，是一端为漏极、另一端为源极的MOS晶体管。

第二低侧二极管D4的阴极与第二低侧开关Q4的一端连接，阳极与第二低侧开关Q4的另一端连接。

第三半桥(Q5、Q6)通过在电源端子BT1与接地端子BT2之间串联连接高侧开关Q5和低侧开关Q6而构成。

该第三半桥(Q5、Q6)的高侧开关Q5与低侧开关Q6的连接点与第三电机端子TM3连接。

例如图1所示，该第三半桥(Q5、Q6)具有第三高侧开关Q5、第三高侧二极管D5、第三低侧开关Q6、以及第三低侧二极管D6。

第三高侧开关Q5的一端与电源端子BT1连接，另一端与第三电机端子TM3连接。

该第三高侧开关Q5例如图1所示，是一端为漏极、另一端为源极的MOS晶体管。

第三高侧二极管D5的阴极与第三高侧开关Q5的一端连接，阳极与第三高侧开关Q5的另一端连接。

第三低侧开关Q6的一端与第三电机端子TM3连接，另一端与接地端子BT2连接。

该第三低侧开关Q6例如图1所示，是一端为漏极、另一端为源极的MOS晶体管。

第三低侧二极管D6的阴极与第三低侧开关Q6的一端连接，阳极与第三低侧开关Q6的另一端连接。

这些第一至第三半桥(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)例如图1所示相互并联。

例如图1所示，检测部RD检测电机M的相位，并输出与所检测的电机M的相位相对应的检测信号SRD。

该检测部RD例如是将与电机M的相位相对应的检测信号SDR输出到控制部的霍尔传感器。

例如图1所示，控制部CPU控制第一至第三半桥(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)来驱动电机M。

该控制部CPU例如在对高侧开关进行断开控制与PWM控制之间进行切换的同时，在对低侧开关的开启控制与PWM控制之间进行切换(后述图2、图7)。

进一步地，控制部CPU对第一至第三半桥进行控制，使得在进行高侧开关的PWM控制时，对低侧开关进行PWM控制以使高侧开关与低侧开关互补地开启/断开，从而使电机M处于120度通电或180度通电的状态。

控制部CPU根据检测部RD检测的电机M的相位(根据该检测信号SRD的信息)，控制第一至第三半桥(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)。

控制部CPU根据检测部RD输出的该检测信号SRD来获取电机M的转速信息。

当电机M的转速小于预先设定的阈值转速的情况下，控制部CPU控制第一至第三半桥(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)使电机M处于120度通电。

当电机M的转速大于等于该阈值转速的情况下，控制部CPU控制第一至第三半桥(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)使电机M处于180度通电。

控制部CPU通过PWM控制将各高侧开关开启/断开的频率设为与通过PWM控制将各低侧开关开启/断开的频率相同。

接下来，对具有以上结构的车辆用电机驱动控制装置100的控制方法的一例进行说明。

图2是展示在车辆用电机驱动控制装置100的控制方法中，当电机M处于120度通电时第一至第三半桥(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)的运作顺序的示例图。图3A、图3B是展示图2所示的运作序列的阶段2中车辆用电机驱动控制装置的电流路径的示例图。图4A、图4B是展示图2所示的操作序列的从阶段2切换到阶段3时车辆电机驱动控制装置的电流路径的示例图。图5A、图5B是展示在图2所示的操作序列的阶段3中车辆电机驱动控制装置的电流路径的示例图。图6A、图6B是展示图2所示的运作序列的从阶段3切换到阶段4时的车辆用电机驱动控制装置的电流路径的示例图。

在图3A、图4A、图5A、图6A中，展示了被PWM控制的开关开启时的状态。在图3B、图4B、图5B、图6B中，展示了被PWM控制的开关断开时的状态。

例如，如前所述，控制部CPU根据检测部RD输出的该检测信号SRD来获取电机M的转速信息。

控制部CPU在电机M的转速小于预先设定的阈值转速的情况下，控制第一至第三半桥(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)使电机M处于120度通电。

例如，控制部CPU在使电机M处于120度通电时，在第1阶段(图2中的阶段2)中，对第一高侧开关Q1和第一低侧开关Q2进行PWM控制、并在断开第二高侧开关Q3的同时对第二低侧开关Q4进行PWM控制，并在断开第三高侧Q5开关的同时开启第三低侧开关Q6(图3A、图3B)。

例如图3B所示，在被进行PWM控制的第一高侧开关Q1断开时，电流也会在第一、第三低侧开关Q2、Q6中持续流动。

控制部CPU在使电机M处于120度通电的情况下，在紧接着第1阶段之后的第2阶段(图2的阶段3)中，在断开第一高侧开关Q1的同时对第一低侧开关Q2进行PWM控制，并且对第二高侧开关Q3和第二低侧开关Q4进行PWM控制，并且在断开第三高侧开关Q5的同时开启第三低侧开关Q6(图4A、图4B)。

如图4A所示，被进行PWM控制的第一高侧开关Q1开启时，流过第一线圈L1的电流有持续流过第一低侧开关Q2的第一低侧二极管，直到图2中的阶段2中流过的电流变为零为止。这样一来，电池中就不会流通负电流。

如图4B所示，当受PWM控制的第一高侧开关Q1断开时，有流经第三线圈L3的电流流向低侧开关侧的电流路径。因此，由于低侧开关持续有电流流过，所以不会有负电流流通。

在图2中的阶段3中，当受PWM控制的第三高侧开关Q3开启时，如图5A所示，当第一线圈L1的能量为零时，该第一线圈L1中没有电流流动。当受PWM控制的第三高侧开关Q3断开时，如图5B所示，当第一线圈L1的能量为零时，电流在第二、第三线圈L2、L3中持续流动。

进一步地，当控制部CPU在使电机M处于120度通电的情况下，在紧接着第二阶段之后的第三阶段(图2的阶段4)中，在将第一高侧开关Q1断开的同时开启第一低侧开关Q2，并且对第二高侧开关Q3和第二低侧开关Q4进行PWM控制，并且在断开第三高侧开关Q5的同时对第三低侧开关Q6进行PWM控制(图6A、图6B)。

如图6A所示，当受PWM控制的第二高侧开关Q3开启时，在图2中的阶段3中流动的流通第三线圈L3的电会流持续流过第三高侧开关Q5的第三高侧二极管。这样一来，电池中不会流通负电流。

如图6B所示，当受PWM控制的第二高侧开关Q3断开时，电流继续通过受PWM控制的第二低侧开关Q4，这对于流过第三线圈L3的电流也一样会流过受PWM控制的第三低侧开关Q6。这样一来，电池中不会流通负电流。

图7是在车辆用电机驱动控制装置100的控制方法中，当电机M处于180度通电时第一至第三半桥(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)的运作顺序的示例图。图8A、图8B是展示图7所示的运作序列的阶段1中车辆用电机驱动控制装置的电流路径的示例图。图9A、图9B是展示图7所示的操作序列的从阶段1切换到阶段2时车辆电机驱动控制装置的电流路径的示例图。图10A、图10B是展示图7所示的运作序列的阶段2中的车辆用电机驱动控制装置的电流路径的示例图。图11A、图11B是展示图7所示的操作序列的从阶段2切换到阶段3时车辆电机驱动控制装置的电流路径的示例图。

在图8A、图9A、图10A、图11A中，展示了受PWM控制的开关开启时的状态。在图8B、图9B、图10B、图11B中，展示了受PWM控制的开关断开时的状态。

例如上所述，控制部CPU根据检测部RD输出的该检测信号SRD来获取电机M的转速信息。

例如前述般，当电机M的转速大于等于阈值转速的情况下，控制部CPU控制第一至第三半桥(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)使电机M处于180度通电。

例如，控制部CPU在对电机M处于180度通电的情况下，在第4阶段(图7中的阶段1)中，对第一高侧开关Q1和第一低侧开关Q2进行PWM控制，并且在断开第二高侧开关Q3的同时开启第二低侧开关Q4，并且对第三高侧开关Q5和第三低侧开关Q6进行PWM控制(图8A、图8B)。

通过这样，例如图8B所示，当受PWM控制信号的第一、第三高侧开关Q1、Q5断开时，电流也持续在低侧开关中流动。

进一步地，控制部CPU在电机M处于180度通电情况下，在紧接着第4阶段之后的第5阶段(图7中的阶段2)中，对第一高侧开关Q1和第一低侧开关Q2进行PWM控制，并且在断开第二高侧开关Q3的同时开启第二低侧开关Q4，并且在断开第三高侧开关Q5的同时开启第三低侧开关Q6(图9A、图9B)。

如图9A所示，当受PWM控制的第一高侧开关Q1开启时，该电流持续通过第三低侧开关Q6，直到在图7中的阶段1中流过的第三线圈L3的电流为零。但是，由于有流过第一、第二线圈L1、L2的电流，所以电池中不会流通负电流。

如图9B所示，当受PWM控制的第一高侧开关Q1断开时，由于存在电流流经低侧开关的路径，因此电流在该低侧开关中持续流动。这样一来，电池中不会流通负电流。

在图7中的阶段2中，当受PWM控制的第一高侧开关Q1开启时，如图10A所示，电流流向第二、第三低侧开关Q4、Q6。当受PWM控制的第一高侧开关Q1断开时，如图10B所示，电流在第一、第二、第三低侧开关Q1、Q2、Q3处持续流通。

进一步地，控制部CPU在电机M处于180度通电情况下，在紧接着第五阶段之后的第六阶段(图7中的阶段3)中，对第一高侧开关Q1和第一低侧开关Q2进行PWM控制，并且对第二高侧开关Q3和第二低侧开关Q4进行PWM控制，并且在断开第三高侧开关Q5的同时开启第三低侧开关Q6(图11A、图11B)。

如图11A所示，当受PWM控制的第二高侧开关Q3开启时，流过图7中的阶段2流通的在第二线圈L2流通的电流持续流过第二高侧开关Q2。这样一来，电池中就不会流通负电流。

如图11B所示，当受PWM控制的第二高侧开关Q3断开时，电流通过受PWM控制的第一、第二低侧开关Q2、Q4。这样一来，电池中不会流通负电流。

如上所述，车辆用电机驱动控制装置100的控制部CPU根据电机M的相位，在对高侧开关进行断开控制与PWM控制之间进行切换的同时，在对低侧开关的开启控制与PWM控制之间进行切换，进一步地，控制部CPU对第一至第三半桥(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)进行控制，使得在进行高侧开关的PWM控制时，对低侧开关进行PWM控制以使高侧开关与低侧开关互补地开启/断开，从而使电机处于120度通电或180度通电的状态。

通过这样，实施例一涉及的车辆用电机驱动控制装置100就能够在不使装置的成本上升和控制复杂化的情况下，抑制流向电池B的负电流的产生。

【实施例二】

在上述实施例一中，对第一至第三高侧开关Q1、Q3、Q5及第一至第三低侧开关Q2、Q4、Q6分别是一端为漏极、另外一端为源极的MOS晶体管为例进行了说明。

即，这些第一至第三高侧开关Q1、Q3、Q5及第一至第三低侧开关Q2、Q4、Q6可以用双极晶体管或其他半导体元件来代替，并且能够发挥同样的功能。

本实施例二中的其他车辆用电机驱动控制装置的结构与实施例一相同。

如上所述，本发明的一种形态所涉及的车辆用电机驱动控制装置，用于将电池B输出的直流转换为三相交流，并将该三相交流提供给车辆的三相电机M来进行驱动，其包括：与电池B的正极连接的电源端子BT1、以及与电池B的负极连接的接地端子BT2；与电机M的第一线圈连接的第一电机端子TM1、与电机M的第二线圈连接的第二电机端子TM2、以及与电机M的第三线圈连接的第三电机端子TM3；相互并联连接的第一至第三半桥(Q1、Q2)、(Q3、Q4)、(Q5、Q6)，其各自的的高侧开关和低侧开关串联在电源端子BT1与接地端子BT2之间，并且高侧开关与低侧开关的连接点分别与第一至第三电机端子TM1、TM2、TM3连接；以及控制部CPU，控制第一至第三半桥来驱动电机M。

并且，控制部CPU根据电机M的相位，在对高侧开关进行断开控制与PWM控制之间进行切换的同时，在对低侧开关的开启控制与PWM控制之间进行切换，进一步地，控制部对第一至第三半桥进行控制，使得在进行高侧开关的PWM控制时，对低侧开关进行PWM控制以使高侧开关与低侧开关互补地开启/断开，从而使电机处于120度通电或180度通电的状态。

通过这样，本发明的车辆用电机驱动控制装置就能够在不使装置的成本上升和控制复杂化的情况下，抑制流向电池B的负电流的产生。

另外，在各实施例中，对电机M具有星形接线的结构的情况进行了说明，但电机M也可以具有与星形接线在电路上等效的三角接线的结构。

最后，虽然说明了本发明的若干个实施方式，但是这些实施方式是作为示例而提出的，并没有对发明的范围进行限定。这些实施方式能够按照除此以外的各种方式来实施，在不脱离发明主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、以及变更。这些实施方式与其变形，在被包含在发明的范围与主旨的同时，也包含了专利申请的范围中记载的发明与其均等的范围。

符号说明

100车辆用电机驱动控制装置

BT1电源端子

BT2接地端子

TM1第一电机端子

TM2第二电机端子

TM3第三电机端子

Q1、Q2第一半桥

Q3、Q4第二半桥

Q5、Q6第三半桥

CPU控制部

RD检测部

Q1第一高侧开关

D1第一高侧二极管

Q2第一低侧开关

D2第一低侧二极管

Q3第二高侧开关

D3第二高侧二极管

Q4第二低侧开关

D4第二低侧二极管

Q5第三高侧开关

D5第三高侧二极管

Q6第三低侧开关

D6第三低侧二极管

Claims (15)

1.一种车辆用电机驱动控制装置，用于将电池输出的直流转换为三相交流，并将该三相交流提供给车辆的三相电机来进行驱动，其特征在于，包括：

与所述电池的正极连接的电源端子、以及与所述电池的负极连接的接地端子；

与所述电机的第一线圈连接的第一电机端子、与所述电机的第二线圈连接的第二电机端子、以及与所述电机的第三线圈连接的第三电机端子；

相互并联连接的第一至第三半桥，其各自的的高侧开关和低侧开关串联在所述电源端子与所述接地端子之间，并且所述高侧开关与所述低侧开关的连接点分别与所述第一至第三电机端子连接；以及

控制部，控制所述第一至第三半桥来驱动所述电机，

其中，所述控制部根据所述电机的相位，在对所述高侧开关进行断开控制与PWM控制之间进行切换的同时，在对所述低侧开关的开启控制与PWM控制之间进行切换，

进一步地，所述控制部对所述第一至第三半桥进行控制，使得在进行所述高侧开关的PWM控制时，对所述低侧开关进行PWM控制以使所述高侧开关与所述低侧开关互补地开启/断开，从而使所述电机120度通电或180度通电。

2.根据权利要求1所述的车辆用电机驱动控制装置，其特征在于：

其中，所述第一半桥具有：

第一高侧开关，其一端与所述电源端子连接，其另一端与所述第一电机端子连接；

第一高侧二极管，其阴极与所述第一高侧开关的一端连接，其阳极与所述第一高侧开关的另一端连接；

第一低侧开关，其一端与所述第一电机端子连接，其另一端与所述接地端子连接；以及

第一低侧二极管，其阴极与所述第一低侧开关的一端连接，其阳极与所述第一低侧开关的另一端连接，

所述第二半桥具有：

第二高侧开关，其一端与所述电源端子连接，其另一端与所述第二电机端子连接；

第二高侧二极管，其阴极与所述第二高侧开关的一端连接，其阳极与所述第二高侧开关的另一端连接；

第二低侧开关，其一端与所述第二电机端子连接，其另一端与所述接地端子连接；以及

第二低侧二极管，其阴极与所述第二低侧开关的一端连接，其阳极与所述第二低侧开关的另一端连接，

所述第三半桥具有：

第三高侧开关，其一端与所述电源端子连接，其另一端与所述第三电机端子连接；

第三高侧二极管，其阴极与所述第三高侧开关的一端连接，其阳极与所述第三高侧开关的另一端连接；

第三低侧开关，其一端与所述第三电机端子连接，其另一端与所述接地端子连接；以及

第三低侧二极管，其阴极与所述第三低侧开关的一端连接，其阳极与所述第三低侧开关的另一端连接。

3.根据权利要求2所述的车辆用电机驱动控制装置，其特征在于：

其中，当所述控制部将所述电机通控制为120度通电的情况下：

在第一阶段，对所述第一高侧开关和所述第一低侧开关进行PWM控制，并在断开所述第二高侧开关的同时对所述第二低侧开关进行PWM控制，并在断开所述第三高侧开关的同时开启所述第三低侧开关，

在接在所述第一阶段之后第二阶段，在断开所述第一高侧开关的同时对所述第一低侧开关进行PWM控制，并对所述第二高侧开关和所述第二低侧开关进行PWM控制，并在断开所述第三高侧开关的同时开启所述第三低侧开关，

在接在所述第二阶段之后的第三阶段，在断开所述第一高侧端开关的同时开启所述第一低侧端开关，并对所述第二高侧开关和所述第二低侧开关进行PWM控制，并在断开所述第三高侧开关的同时对所述第三低侧开关进行PWM控制。

4.根据权利要求3所述的车辆用电机驱动控制装置，其特征在于：

其中，当所述控制部将所述电机通控制为180度通电的情况下：

在第四阶段，对所述第一高侧开关和所述第一低侧开关进行PWM控制，并在断开所述第二高侧开关的同时开启所述第二低侧开关，并对所述第三高侧开关和所述第三低侧开关进行PWM控制，

在接在所述第四阶段之后第五阶段，对所述第一高侧开关和所述第一低侧开关进行PWM控制，并在断开所述第二高侧开关的同时开启所述第二低侧开关，并在断开所述第三高侧开关的同时开启所述第三低侧开关，

在接在所述第五阶段之后的第六阶段，对所述第一高侧开关和所述第一低侧开关进行PWM控制，并对所述第二高侧开关和所述第二低侧开关进行PWM控制，并在断开所述第三高侧开关的同时开启所述第三低侧开关。

5.根据权利要求4所述的车辆用电机驱动控制装置，其特征在于，进一步包括：

检测部，检测所述电机的相位，并输出与检测出的所述电机的相位对应的检测信号，

所述控制部根据所述检测部检测出的所述电机的相位来控制所述第一至第三半桥。

6.根据权利要求5所述的车辆用电机驱动控制装置，其特征在于：

其中，所述控制部根据所述检测信号来获取电机的转速。

7.根据权利要求6所述的车辆用电机驱动控制装置，其特征在于：

其中，所述控制部在所述电机的转速小于预先设定的阈值转速的情况下，控制所述第一至第三半桥以使所述电机120度通电。

8.根据权利要求7所述的车辆用电机驱动控制装置，其特征在于：

其中，所述控制部在所述电机的转速大于等于预先设定的阈值转速的情况下，控制所述第一至第三半桥以使所述电机180度通电。

9.根据权利要求1所述的车辆用电机驱动控制装置，其特征在于：

其中，所述控制部将通过PWM控制使所述高侧开关开启/断开的频率与通过PWM控制使所述低侧开关开启/断开的频率控制为相同的频率。

10.根据权利要求4所述的车辆用电机驱动控制装置，其特征在于：

其中，所述车辆为电动二轮车，

所述车辆用电机驱动控制装置装载在电动二轮车上，

所述电机与所述电动二轮车的车轮连接。

11.根据权利要求10所述的车辆用电机驱动控制装置，其特征在于：

其中，当所述电池被装载于所述电动二轮车的情况下，不通过再生来进行充电，

当所述电池未装载于所述电动二轮车上的情况下，通过外部的充电装置来进行充电。

12.根据权利要求11所述的车辆用电机驱动控制装置，其特征在于：

其中，当通过所述电机对所述电动二轮车的车轮旋转进行制动的情况下，所述电机的反电动势不会在所述电池中再生。

13.根据权利要求8所述的车辆用电机驱动控制装置，其特征在于：

其中，所述检测部为霍尔传感器，其将与所述电机的相位相对应的检测信号输出至所述控制部。

14.根据权利要求4所述的车辆用电机驱动控制装置，其特征在于：

其中，所述第一至第三高侧开关及所述第一至第三低侧开关分别为一端为漏极、另一端为源极的MOS晶体管。

15.一种车辆用电机驱动控制装置的控制方法，所述车辆用电机驱动控制装置用于将电池输出的直流转换为三相交流，并将该三相交流提供给车辆的三相电机来进行驱动，车辆用电机驱动控制装置包括：与所述电池的正极连接的电源端子、以及与所述电池的负极连接的接地端子；与所述电机的第一线圈连接的第一电机端子、与所述电机的第二线圈连接的第二电机端子、以及与所述电机的第三线圈连接的第三电机端子；相互并联连接的第一至第三半桥，其各自的高侧开关和低侧开关串联在所述电源端子与所述接地端子之间，并且所述高侧开关与所述低侧开关的连接点分别与所述第一至第三电机端子连接；以及控制部，控制所述第一至第三半桥来驱动所述电机，其特征在于：

所述控制部根据所述电机的相位，在对所述高侧开关进行断开控制与PWM控制之间进行切换的同时，在对所述低侧开关的开启控制与PWM控制之间进行切换，

进一步地，所述控制部对所述第一至第三半桥进行控制，使得在进行所述高侧开关的PWM控制时，对所述低侧开关进行PWM控制以使所述高侧开关与所述低侧开关互补地开启/断开，从而使所述电机处于120度通电或180度通电的状态。