JP2010064658A - Brake control device - Google Patents
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Description
本発明は、ブレーキ制御装置、特に制動力アシストが可能なシステムにおいて制動力を発生させる作動液を加圧するポンプがフェールした場合のフェールセーフ技術の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in fail-safe technology when a pump for pressurizing hydraulic fluid that generates a braking force fails in a brake control device, particularly in a system capable of assisting braking force.
従来、ブレーキペダルの操作力に応じた液圧を液圧回路内に発生させ、その液圧を配管を通じて各車輪のホイールシリンダに供給することにより車両に制動力を付与するブレーキ制御装置が知られている(例えば特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a brake control device that applies a braking force to a vehicle by generating a hydraulic pressure in a hydraulic circuit according to an operation force of a brake pedal and supplying the hydraulic pressure to a wheel cylinder of each wheel through a pipe. (For example, refer to Patent Document 1).
この液圧回路には、ブレーキフルード(作動液)を貯留するリザーバタンク、そのリザーバタンクからブレーキフルードを汲み上げるポンプを含んでいる。そして、各車輪のホイールシリンダとポンプとの間には増圧弁や減圧弁等の電磁弁が設けられている。ブレーキ制御装置は、これらの電磁弁を開閉制御することによってホイールシリンダへのブレーキフルードの給排量を調整してその液圧を制御し、各車輪にブレーキペダルの操作力に応じた制動力や走行状態に適した制動力を付与している。
上述したようなブレーキ制御装置におけるポンプの駆動は、電動モータによって行われることが一般的である。電動モータとしては、ブラシモータやブラシレスモータの使用が考えられる。 The driving of the pump in the brake control device as described above is generally performed by an electric motor. As an electric motor, use of a brush motor or a brushless motor can be considered.
ところで、電動モータを使用する場合、モータがフェールした場合、適切なモータの駆動ができなくなるため、フェールセーフ性を向上させる必要がある。ブラシモータの場合、電源系に使用するモータリレー等が比較的安価であるため、フェールセーフ用に複数の電源系を準備することが考えられる。しかし、ブラシモータは構造上ブラシの摩耗等耐久性がブラシレスモータに比べ劣るという問題がある。一方、ブラシレスモータの場合、摩耗部品であるブラシがない分耐久性が高いが、モータ駆動回路がブラシモータに比べ高価であり、複数設けることはコストやサイズの面で不利となり、ブラシモータに比べ耐久性があるというメリットが生かし難くなる。 By the way, when using an electric motor, when a motor fails, since an appropriate motor cannot be driven, it is necessary to improve fail-safe property. In the case of a brush motor, since a motor relay or the like used for a power supply system is relatively inexpensive, it is conceivable to prepare a plurality of power supply systems for failsafe. However, the brush motor has a problem that the durability such as wear of the brush is inferior to the brushless motor due to its structure. On the other hand, brushless motors have high durability because there are no brushes that are worn parts, but the motor drive circuit is more expensive than brush motors, and providing more than one is disadvantageous in terms of cost and size, compared to brush motors. It becomes difficult to take advantage of the durability.
そこで、耐久性の高いブラシレスモータにおけるフェールセーフを低コストかつシンプルな構成で実施できるブレーキ制御装置の提案が望まれている。 Therefore, it is desired to propose a brake control device that can implement fail-safe in a highly durable brushless motor with a low cost and simple configuration.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ブラシレスモータを使用したシステムにおいて、モータフェール時のフェールセーフを低コストかつシンプルな構成で実施できるブレーキ制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a brake control device that can implement fail-safe at the time of motor failure with a low cost and simple configuration in a system using a brushless motor. is there.
上記課題を解決するために、本発明のある態様は、ブラシレスモータにより駆動するポンプによって作動液を吐出し、当該作動液の液圧をホイールシリンダに供給して制動力を発生させるブレーキ制御装置であって、前記ブラシレスモータへの通電フェールを検出するフェール検出手段と、前記フェール検出手段が通電フェールを検出した場合に、前記ポンプの吐出側の液圧をフェールモータ駆動許容負荷値まで減圧して前記ブラシレスモータの駆動を継続させる減圧制御手段と、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above problems, an aspect of the present invention is a brake control device that discharges hydraulic fluid by a pump driven by a brushless motor and supplies the hydraulic pressure of the hydraulic fluid to a wheel cylinder to generate a braking force. And a failure detection means for detecting an energization failure to the brushless motor, and when the failure detection means detects an energization failure, the hydraulic pressure on the discharge side of the pump is reduced to a fail motor drive allowable load value. Pressure reduction control means for continuing to drive the brushless motor.
この態様によれば、フェール検出手段が通電フェールを検出した場合に、ポンプの吐出側の液圧をフェールモータ駆動許容負荷値まで減圧するので、ブラシレスモータが回転しようとするときの負荷を軽減できる。つまり、ブラシレスモータのロータが回転した場合、その慣性力により回転を継続することが可能になる。その結果、通電フェールが生じた場合でもある程度は作動液の液圧を上昇させることが可能になり、必要な場合に制動力を発生することができる。なお、フェールモータ駆動許容負荷値は、ブラシレスモータの特性に基づき予め試験などにより決定することが可能であり、ブラシレスモータがスムーズでなくても回転することができる負荷値である。 According to this aspect, when the fail detection means detects the energization failure, the hydraulic pressure on the discharge side of the pump is reduced to the fail motor drive allowable load value, so the load when the brushless motor is about to rotate can be reduced. . That is, when the rotor of the brushless motor rotates, the rotation can be continued by the inertial force. As a result, even when an energization failure occurs, the hydraulic pressure of the hydraulic fluid can be increased to some extent, and a braking force can be generated when necessary. The fail motor drive allowable load value can be determined in advance by a test or the like based on the characteristics of the brushless motor, and is a load value that allows the brushless motor to rotate even if it is not smooth.
また、上記態様において、前記フェール検出手段が通電フェールを検出した場合に、前記フェールモータ駆動許容負荷値の下で前記ブラシレスモータが負荷回転するように回転トルクを調整するトルク調整手段を含んでもよい。この態様によれば、通電フェール時にブラシレスモータが回転し続けられるようにブラシレスモータを制御するので回転継続性の信頼度を向上することができる。 Further, in the above aspect, when the fail detection unit detects an energization failure, a torque adjustment unit may be included that adjusts the rotational torque so that the brushless motor rotates under a load value that allows the fail motor to be driven. . According to this aspect, since the brushless motor is controlled so that the brushless motor continues to rotate during the energization failure, the reliability of rotation continuity can be improved.
また、上記態様において、前記トルク調整手段は、前記ブラシレスモータのロータの理論進角がゼロになるデッドポイントを前記ロータの慣性力により乗り越えて回転する乗り越えトルクが発生するようにトルク調整するようにしてもよい。この態様によれば、フェールの生じていない部分で積極的にトルク制御を実施する。その結果、デットポイントを効率的かつ確実に乗り越えることができるので、回転継続性の信頼度を向上することができる。 Further, in the above aspect, the torque adjusting means adjusts the torque so as to generate a passing-over torque that rotates over the dead point where the theoretical advance angle of the rotor of the brushless motor becomes zero due to the inertial force of the rotor. May be. According to this aspect, torque control is positively performed in a portion where no failure occurs. As a result, since the dead point can be overcome efficiently and reliably, the reliability of rotation continuity can be improved.
また、上記態様において、前記トルク調整手段は、前記デッドポイントに対応する相に対し回転方向の前相で、デューティ比を前記乗り越えトルクが発生する値まで増加させるようにしてもよい。この態様によれば、通電フェール状態のブラシレスモータのロータのデットポイントの前でロータの慣性力を増加できるのでデットポイントを確実に乗り越えさせてロータの回転を再開させることができる。また、通電フェール状態のブラシレスモータのロータが回転している場合は、デットポイント前で慣性力を大きくできるのでロータの回転継続性を高めることができる。 In the above aspect, the torque adjusting means may increase the duty ratio to a value at which the overcoming torque is generated in the front phase in the rotational direction with respect to the phase corresponding to the dead point. According to this aspect, since the inertial force of the rotor can be increased before the dead point of the rotor of the brushless motor in the energized fail state, the dead point can be overcome and the rotation of the rotor can be resumed. Further, when the rotor of the brushless motor in the energized fail state is rotating, the inertial force can be increased before the dead point, so that the rotation continuity of the rotor can be improved.
また、上記態様において、前記トルク調整手段は、前記デッドポイントに対応する相以外の相を制御して前記ロータを正転及び逆転させて前記乗り越えトルクを発生させるようにしてもよい。この態様によれば、通電フェール状態のブラシレスモータのロータが回転停止している場合、通電フェールを起こしていない相を用いてロータが正転及び逆転するように揺動させてロータの慣性力を上昇することができる。そして、デットポイントを乗り越えるだけの慣性力が生じた時点で、一方向に回転するように制御すれば、デットポイントを乗り越えるさせて、ロータの回転を再開させることができる。 In the above aspect, the torque adjusting means may control the phase other than the phase corresponding to the dead point to cause the rotor to rotate forward and reverse to generate the overcoming torque. According to this aspect, when the rotor of the brushless motor in the energized fail state has stopped rotating, the rotor is swung so that the rotor rotates in the forward and reverse directions using the phase that does not cause the energized fail, thereby reducing the inertia force of the rotor. Can rise. Then, when the inertial force enough to overcome the dead point is generated, if the control is performed so as to rotate in one direction, the dead point can be overcome and the rotation of the rotor can be resumed.
本発明のブレーキ制御装置によれば、ブラシレスモータを使用したシステムにおいて、モータに通電フェールが生じた場合でもロータの回転を継続させるフェールセーフを低コストかつシンプルな構成で実施できる。 According to the brake control device of the present invention, in a system using a brushless motor, fail-safe for continuing the rotation of the rotor even when energization failure occurs in the motor can be implemented with a low cost and simple configuration.
以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)を、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described with reference to the drawings.
本実施形態のブレーキ制御装置は、ブラシレスモータにより駆動するポンプによって作動液を吐出する。そして、その作動液の液圧をホイールシリンダに供給してブレーキ装置に制動力を発生させる。このブレーキ制御装置は、フェール検出手段と減圧制御手段を含む。フェール検出手段がブラシレスモータの通電フェールを検出した場合に、減圧制御手段がポンプの吐出側の液圧をフェールモータ駆動許容負荷値まで減圧してモータの回転が継続できるように制御する。また、ブレーキ制御装置は、トルク調整手段を含み、フェール検出手段が通電フェールを検出した場合に、前記フェールモータ駆動許容負荷値の下で前記ブラシレスモータが負荷回転するように回転トルクを調整して、モータの回転が継続できるように制御する。 The brake control apparatus of this embodiment discharges hydraulic fluid by a pump driven by a brushless motor. Then, the hydraulic pressure of the hydraulic fluid is supplied to the wheel cylinder to generate a braking force in the brake device. The brake control device includes a failure detection means and a pressure reduction control means. When the fail detection means detects the energization failure of the brushless motor, the pressure reduction control means controls the pressure on the discharge side of the pump to the fail motor drive allowable load value so that the rotation of the motor can be continued. In addition, the brake control device includes a torque adjustment unit, and adjusts the rotational torque so that the brushless motor rotates under the allowable load value of the fail motor when the failure detection unit detects an energization failure. Then, control is performed so that the rotation of the motor can be continued.
図1は、本発明の実施形態に係るブレーキ制御装置をその液圧回路を中心に示す系統図である。 FIG. 1 is a system diagram showing a brake control device according to an embodiment of the present invention centering on its hydraulic circuit.
ブレーキ制御装置10は、車両用の電子制御式ブレーキシステム(ECB)を構成しており、運転者によるブレーキペダル12の操作に応じて、また車両の走行を安定化するための各種制御のために車両の4輪のブレーキを独立かつ最適に制御するものである。ブレーキペダル12は、運転者による踏み込み操作に応じて作動液としてのブレーキフルードを送り出すマスタシリンダ14に接続されている。また、ブレーキペダル12には、その踏み込みストロークを検出するためのストロークセンサ46が設けられている。更に、マスタシリンダ14には、リザーバタンク26が接続されており、マスタシリンダ14の一方の出力ポートには、開閉弁23を介して、運転者によるブレーキペダル12の操作力に応じた反力を創出するストロークシミュレータ24が接続されている。なお、開閉弁23は、非通電時に閉状態にあり、運転者によるブレーキペダル12の操作が検出された際に開状態に切り換えられる常閉型電磁弁である。
The
マスタシリンダ14の一方の出力ポートには、右前輪用のブレーキ液圧制御管16が接続されており、ブレーキ液圧制御管16は、図示されない右前輪に対して制動力を付与する右前輪用のホイールシリンダ20FRに接続されている。また、マスタシリンダ14の他方の出力ポートには、左前輪用のブレーキ液圧制御管18が接続されており、ブレーキ液圧制御管18は、図示されない左前輪に対して制動力を付与する左前輪用のホイールシリンダ20FLに接続されている。右前輪用のブレーキ液圧制御管16の中途には、右電磁開閉弁22FRが設けられており、左前輪用のブレーキ液圧制御管18の中途には、左電磁開閉弁22FLが設けられている。これらの右電磁開閉弁22FRおよび左電磁開閉弁22FLは、何れも非通電時に開状態にあり、運転者によるブレーキペダル12の操作が検出された際に閉状態に切り換えられる常開型電磁弁である。以下、適宜、右電磁開閉弁22FRおよび左電磁開閉弁22FLを総称して「開閉弁22」という。
A brake fluid
また、右前輪用のブレーキ液圧制御管16の中途には、右前輪側のマスタシリンダ圧を検出する右マスタ圧センサ48FRが設けられており、左前輪用のブレーキ液圧制御管18の中途には、左前輪側のマスタシリンダ圧を計測する左マスタ圧センサ48FLが設けられている。ブレーキ制御装置10では、運転者によってブレーキペダル12が踏み込まれた際、ストロークセンサ46によりその踏み込み操作量が検出される。また、右マスタ圧センサ48FRおよび左マスタ圧センサ48FLによって検出されるマスタシリンダ圧からもブレーキペダル12の踏み込み操作力(踏力)を求めることができる。このように、ストロークセンサ46の故障を想定して、マスタシリンダ圧を2つの圧力センサ48FRおよび48FLによって監視することは、フェイルセーフの観点から好ましい。以下、適宜、右マスタ圧センサ48FRおよび左マスタ圧センサ48FLを総称して「マスタ圧センサ48」という。
A right master pressure sensor 48FR for detecting the master cylinder pressure on the right front wheel side is provided in the middle of the brake fluid
一方、リザーバタンク26には、液圧給排管28の一端が接続されており、この液圧給排管28の他端には、モータ32により駆動されるポンプ34の吸込口が接続されている。ポンプ34の吐出口は、高圧通路を形成する高圧管30に接続されており、この高圧管30には、アキュムレータ50とリリーフバルブ53とが接続されている。アキュムレータ50、ポンプ34、モータ32は、ブレーキフルードの液圧を蓄圧可能な動力液圧源を構成する。ポンプ34の吸入口は、非駆動時、液圧給排管28との連通が実質的に遮断される。本実施形態では、ポンプ34として、モータ32によって回転駆動されるギヤポンプが採用できる。また、モータ32としては例えば3相ブラシレスモータが使用され、いわゆるPWM制御がなされる。
On the other hand, one end of a hydraulic pressure supply / discharge pipe 28 is connected to the
ポンプ34とアキュムレータ50との間には、常開型の電磁弁で構成されるアキュムレータカット弁54が設けられている。そして、アキュムレータ50は、ポンプ34によって内部の液圧(以下「アキュムレータ圧」という)が所定の設定範囲(例えば8〜12MPa程度)にまで昇圧されたブレーキフルードを蓄えるようになっている。リリーフバルブ53の弁出口は液圧給排管28に接続されており、高圧管30内の液圧が異常に高まって例えば25MPa程度になると、そのリリーフバルブ53が開弁し、高圧のブレーキフルードは液圧給排管28を介してリザーバタンク26へ戻される。また、アキュムレータ50への蓄圧を必要としない場合や増圧弁40FR,40FL,40RR,40RL側への液圧の供給が必要ない場合には、アキュムレータカット弁54を閉弁制御してもよい。このようにすることで、高圧管30や増圧弁40FR,40FL,40RR,40RLが高圧負荷に晒されることを回避するようにしてもよい。なお、高圧管30には内部のブレーキフルードの液圧(本実施形態ではアキュムレータ圧に等しい)を検出するアキュムレータ圧センサ51が設けられている。
Between the
そして、高圧管30は、増圧弁40FR,40FL,40RR,40RLを介して右前輪用のホイールシリンダ20FR、左前輪用のホイールシリンダ20FL、右後輪用のホイールシリンダ20RRおよび左後輪用のホイールシリンダ20RLに接続されている。以下、適宜、ホイールシリンダ20FR〜20RLを総称して「ホイールシリンダ20」といい、適宜、増圧弁40FR〜40RLを総称して「増圧弁40」という。増圧弁40は、何れも非通電時は閉じた状態にあり、必要に応じてホイールシリンダ20の増圧に利用される常閉型の電磁流量制御弁(リニア弁)である。なお、図示されない車両の各車輪に対しては、ディスクブレーキユニットが設けられており、各ディスクブレーキユニットは、ホイールシリンダ20の作用によってブレーキパッドをディスクに押し付けることで制動力を発生する。図1の例では、増圧弁40が常閉型の電磁流量制御弁である場合を示しているが、増圧弁40の制御方式を変更することで常開型の電磁流量制御弁を使用することも可能である。また、ディスクブレーキユニットに代えてドラムブレーキユニットを用いることも可能である。
The
また、右前輪用のホイールシリンダ20FRと左前輪用のホイールシリンダ20FLとは、それぞれ減圧弁42FRまたは42FLを介して液圧給排管28に接続されている。減圧弁42FRおよび42FLは、必要に応じてホイールシリンダ20FR,20FLの減圧に利用される常閉型の電磁流量制御弁(リニア弁)である。一方、右後輪用のホイールシリンダ20RRと左後輪用のホイールシリンダ20RLとは、常開型の電磁流量制御弁である減圧弁42RRまたは42RLを介して液圧給排管28に接続されている。以下、適宜、減圧弁42FR〜42RLを総称して「減圧弁42」という。 Further, the wheel cylinder 20FR for the right front wheel and the wheel cylinder 20FL for the left front wheel are connected to the hydraulic pressure supply / discharge pipe 28 via the pressure reducing valve 42FR or 42FL, respectively. The pressure reducing valves 42FR and 42FL are normally closed electromagnetic flow control valves (linear valves) used for pressure reduction of the wheel cylinders 20FR and 20FL as necessary. On the other hand, the wheel cylinder 20RR for the right rear wheel and the wheel cylinder 20RL for the left rear wheel are connected to the hydraulic pressure supply / discharge pipe 28 via a pressure reducing valve 42RR or 42RL which is a normally open electromagnetic flow control valve. Yes. Hereinafter, the pressure reducing valves 42FR to 42RL are collectively referred to as “pressure reducing valve 42” as appropriate.
右前輪用、左前輪用、右後輪用および左後輪用のホイールシリンダ20FR〜20RL付近には、それぞれ対応するホイールシリンダ20に作用するブレーキフルードの圧力であるホイールシリンダ圧を検出するシリンダ圧センサ44FR,44FL,44RRおよび44RLが設けられている。以下、適宜、シリンダ圧センサ44FR〜44RLを総称して「シリンダ圧センサ44」という。 In the vicinity of the wheel cylinders 20FR to 20RL for the right front wheel, the left front wheel, the right rear wheel, and the left rear wheel, a cylinder pressure that detects a wheel cylinder pressure that is a pressure of a brake fluid acting on the corresponding wheel cylinder 20 is detected. Sensors 44FR, 44FL, 44RR and 44RL are provided. Hereinafter, the cylinder pressure sensors 44FR to 44RL are collectively referred to as “cylinder pressure sensor 44” as appropriate.
上述の右電磁開閉弁22FRおよび左電磁開閉弁22FL、増圧弁40FR〜40RL、減圧弁42FR〜42RL、ポンプ34、アキュムレータ50等は、ブレーキ制御装置10の液圧アクチュエータ80を構成する。そして、かかる液圧アクチュエータ80は、電子制御ユニット(以下「ECU」という)200によって制御される。ECU200は、各種演算処理を実行するCPU、各種制御プログラムを格納するROM、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるRAM、入出力インターフェース、メモリ等を備える。本実施の形態において、ECU200が「減圧制御手段」および「トルク調整手段」として機能する。別の実施形態では、ECU200とは別に「減圧制御手段」や「トルク調整手段」を設けてもよい。
The right electromagnetic on-off valve 22FR and the left electromagnetic on-off valve 22FL, the pressure increasing valves 40FR to 40RL, the pressure reducing valves 42FR to 42RL, the
詳細は図示しないが、ECU200には、右前輪用、左前輪用、右後輪用、左後輪用のシリンダ圧センサ44FR、44FL、44RR、44RLから、それぞれ、右前輪のホイールシリンダ20FR内の圧力信号、左前輪のホイールシリンダ20FL内の圧力信号、右後輪用のホイールシリンダ20RR内の圧力信号、左後輪用のホイールシリンダ20RL内の圧力信号が入力される。また、ECU200には、ストロークセンサ46からブレーキペダル12の踏み込みストロークを示す信号が、右マスタ圧センサ48FRおよび左マスタ圧センサ48FLからマスタシリンダ液圧を示す信号が、アキュムレータ圧センサ51からアキュムレータ圧を示す信号が入力される。
Although details are not shown, the
ECU200のROMは所定の制動制御フローを記憶している。ECU200内には目標制動量を取得するブロックがあり、ストローク信号とマスタシリンダ液圧信号に基づき車両の目標制動量を演算する。そして、ECU200は、演算された目標制動量に基づいて各輪の目標ホイールシリンダ液圧を演算し、各輪のホイールシリンダ液圧が目標ホイールシリンダ液圧になるよう、増圧弁40および減圧弁42を制御する。
The ROM of
モータ32によって駆動されるポンプ34は、リザーバタンク26から液圧給排管28を通じてブレーキフルードをくみ上げ、高圧にされたブレーキフルードをアキュムレータ50に蓄積する。アキュムレータ50の高液圧は、目標ホイールシリンダ液圧に応じて増圧弁40を開閉制御することによって、各ホイールシリンダ20に供給される。この他、ECU200は、車両の走行を安定させるためのABS制御等の自動安定化制御を実行する場合、増圧弁40や減圧弁42の開閉制御を行い、アキュムレータ50から高圧のブレーキフルードを各ホイールシリンダ20に供給して動作状態を制御する。
The
ブレーキペダル12が踏まれたりABS制御によりアキュムレータ50から高液圧のブレーキフルードが消費されると、ECU200は、アキュムレータ50の圧力が常に制御範囲に収まるように、モータ32を作動させてポンプ34を駆動し、アキュムレータ50に高圧にされたブレーキフルードを蓄積する。この動作のことを「蓄圧動作」と呼ぶ。この蓄圧動作は、アキュムレータ圧センサ51の検出値にしたがって、自動的に実行される。
When the
図2は、本実施形態で用いる3相ブラシレスモータで構成されるモータ32の概略構成及びECU200との関係を説明する説明図である。本実施形態のモータ32は、U相56u、V相56v、W相56wがスター結線されている。そして、ECU200からの制御信号に基づき動作するモータドライバ58内のFETのスイッチングにより各相に電源60の電圧を供給し、モータ32のロータを回転させる。なお、3相ブラシレスモータの構造及びモータドライバ58の構成は公知であり、詳細な説明は省略する。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of the
ところで、上述のように構成される3相ブラシレスモータであるモータ32を用いたブレーキ制御装置10の場合、U相56u、V相56v、W相56wのいずれか1つでも導通フェールを起こすと正常な回転ができなくなる。特にアキュムレータ50に蓄圧する場合、アキュムレータ50側が高圧であるためモータ32の回転負荷が高く、1相でも通電フェールがあると回転が停止してしまう可能性が高い。同様に、増圧弁40は常閉型の電磁流量制御弁なので非制動時は高圧になるので、モータ32の回転負荷が高く、1相でも通電フェールがあると回転が停止してしまう可能性が高い。なお、通電フェールは、各相を構成するコイルの断線やモータドライバ58の不具合などにより実質的に電流が流れない状態とすることができる。このような場合、ECBシステムにおいて必要なときに十分な制動力が発生できなくなり、フェールセーフ時にマスタシリンダ14で発生させる液圧による制動力に頼ることになり、ブレーキペダル12の操作に大きな踏力が必要になるなど運転の快適性が損なわれる可能性がある。
By the way, in the case of the
そこで、本実施形態のブレーキ制御装置10は、液圧アクチュエータ80やモータドライバ58を制御することにより、モータ32で通電フェールが生じてもそのフェールが1相であればモータ32を回転させ続け、ECBシステムによる制動力の発生を可能にしている。
Therefore, the
図3は、本実施形態におけるモータ32の通電フェール時のフェールセーフ制御を説明するフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart for explaining fail-safe control during energization failure of the
モータ32のフェールセーフ制御は、イグニッションスイッチがOFF(IG OFF)の場合(S100のN)は終了する。また、ECBシステムが起動していない場合、つまりマスタシリンダ14で発生する液圧のみによって制動力制御を行っている場合(S102のN)は終了する。同様に、モータ32に通電フェールが生じていない場合(S104のN)は終了する。なお、ECU200は、イグニッションスイッチのON/OFFを、イグニッションスイッチに設けられたセンサからの情報により確認可能であり、ECBが起動中か否かは、ECU200自身の制御状態によって確認できる。また、モータ32に通電フェールが生じているか否かは、モータドライバ58から提供される各相の電流値が制御通りか否かを検出することにより確認できる。
The fail-safe control of the
IG ONであり(S100のY)、ECBが起動中であり(S102のY)、モータ32に通電フェールが生じている場合(S104のY)、ECU200は、通電フェールが1相のみで発生しているか否かをモータドライバ58から提供される情報に基づき検出する。このとき、通電フェールが1相でない場合(S106のN)、つまり2相以上で通電フェールが発生している場合は、ECU200はモータ32のダメージが大きいと判定する。そして、運転席のコンソールパネル等にモータ32がフェールしてECBシステムが動作できなくなったことを表示したり、音声や警告音で運転者にフェールを報知したり、早急の点検修理を促すメッセージを提供するエラー処理を実行する(S108)。
When the IG is ON (Y in S100), the ECB is being activated (Y in S102), and an energization failure has occurred in the motor 32 (Y in S104), the
一方、通電フェールが1相のみで発生している場合(S106のY)、ECU200は、モータ32のフェールセーフ処理が可能であると判定して、アキュムレータカット弁54を閉弁すると共に、増圧弁40を所定量開弁させる(S110)。アキュムレータカット弁54を閉弁することでポンプ34とアキュムレータ50と連通が絶たれてポンプ34に高圧負荷がかかることが防止される。また、増圧弁40を所定量開弁することでブレーキフルードが増圧弁40からリークしリザーバタンク26に戻されるのでポンプ34に高圧負荷がかかることが防止される。つまり、モータ32の回転負荷が軽減される。このように、ポンプ34の吐出側の液圧をフェールしたモータ32の駆動を許容する負荷値(フェールモータ駆動許容負荷値)まで減圧することにより、後述するように通電フェールを起こしているモータ32のロータが慣性力で回転している場合には、その慣性力回転が継続できるようにする。また、通電フェールを起こしているモータ32のロータが回転停止している場合には、再回転し易くする。なお、フェールモータ駆動許容負荷値は、モータ32の特性に応じて予め試験などにより決定することが可能であり、モータ32がスムーズでなくても回転できる負荷値とする。例えば、図4(a)は、増圧弁40に与える電流値と増圧弁40の開度または流量の関係を示している。電流値Iaは、通常走行時に発生させる制動力を得る場合の開度より小さな開度に設定することが可能できる。後述するが、フェール状態のモータ32を回転し続ける場合、継続回転時の発熱に配慮する必要がある。そのため、本実施形態ではモータ32を例えばDuty比5%程度で駆動させる。言い換えればフェールモータ駆動許容負荷値を実現する電流値Iaは、Duty比5%でモータ32を回し続けることのできる最低限の値とすることができる。
On the other hand, when the energization failure occurs only in one phase (Y in S106), the
図3のフローチャートに戻り、ECU200はS110でアキュムレータカット弁54を閉弁し、増圧弁40を所定量開弁させると共に、現在モータ32のロータが回転中か否かを検出する(S112)。この検出は、例えば、ロータ付近に配置された回転角センサ(不図示)等からの情報に基づき検出できる。ロータが回転中であり(S112のY)、運転者のブレーキペダル12の操作による制動要求や車両の走行制御側からの制動要求が無い場合(S114のN)、ECU200はモータ32に対し回転状態を継続させる回転継続制御を行う(S116)。前述したように1相に通電フェールを抱えるモータ32は、通常時に比べてスムーズに回転することは困難であるが、増圧弁40を開弁してブレーキフルードをリークさせることにより通常より低負荷状態のフェールモータ駆動許容負荷値に制御されているので回転可能となっている。ただし、モータ32を継続回転させると予め設定された許容値以上に発熱してしまう場合があるので、そうならないように配慮する必要がある。許容値を超える発熱はモータ32自体のさらなるフェールを招いたり、モータドライバ58やその他周辺機器にも悪影響を与える可能性がある。そこで、本実施形態における回転継続制御では、フェールモータ駆動許容負荷値に制御された増圧弁40を介してブレーキフルードが液路を循環するようなDuty比でモータ32を駆動する。図4(b)は、モータ駆動時のDuty比とモータ32の駆動によるポンプ34のブレーキフルードの吐出量の関係を示している。図4(b)においてA%が回転継続制御時のDuty比であり、例えば5%とすることができる。このように、低負荷状態でモータ32を駆動することにより許容値以上の発熱を回避して他の構成に不具合を与えることなくモータ32の継続回転を実現できる。
Returning to the flowchart of FIG. 3, the
ECU200は、回転継続制御中にイグニッションスイッチがONからOFFに切り替わった場合(S118のY)、このフローを終了する。なお、S104において、通電フェールが確認された時点で、モータ32にフェールがあることを運転者に報知してもよいし、S106で1相のみのフェールであると判定した場合に、フェールセーフモードに移行したことを運転者に報知してもよい。また、S118でイグニッションスイッチをOFFしたときに、モータ32がフェールしているので、速やかに点検修理することを促すメッセージを運転者に提供してもよい。
The
S118において、イグニッションスイッチがOFFされない場合(S118のN)、例えばS102に戻り、モータ32の回転継続の必要性やフェール状態の確認を行いつつ、フェールセーフの処理を継続する。
If the ignition switch is not turned off in S118 (N in S118), for example, the process returns to S102, and the fail-safe process is continued while confirming the necessity of continuing the rotation of the
S114において、運転者のブレーキペダル12の操作による制動要求や車両の走行制御側から制動要求があった場合(S114のY)、ECU200はモータ32に対して制動要求制御を行う(S120)。この場合、制動要求に応じた液圧を発生できるようにモータ32のDuty比を例えば図4(b)に示すB%にセットする。なお、このB%の値は、必要制動力(目標制動力)に応じて変化する。また、増圧弁40の開度も制動要求に応じた液圧をホイールシリンダ20に提供できるように、増圧弁40の電流値を例えば図4(a)に示すIbにセットする。なお、モータ32の1相は通電フェール状態なので、通電フェールが無い状態に比べて出力トルクが低下する場合があるので、制動要求に対応してセットするDuty比B%は、フェール無しの状態より高めにセットする必要がある場合もある。したがって、予め試験等により1相フェール時のDuty比と制動要求の関係を示す制御マップ等を準備しておくことが望ましい。また、別の例では関係式を保持しておき制動要求に対するDuty比を演算してもよい。
In S114, when there is a braking request by the driver's operation of the
ところで、モータ32において、1相に通電フェールが発生している場合、その相に対応する部分は理論進角がゼロになるデッドポイントになる。したがって、通電フェールの発生時のロータの回転状態によってはデットポイントを乗り越えることができずに回転停止してしまう場合がある。また、通電フェールがモータ32の回転停止時に発生した場合は回転起動することができない。そこで、本実施形態の場合、S112において、モータ32のロータが停止していた場合(S112のN)、ロータの再回転を促す乗り越えトルク発生制御を実行する(S122)。
Incidentally, in the
乗り越えトルク発生制御の例を図5、図6に示す。 Examples of overcoming torque generation control are shown in FIGS.
図5のフローチャートに示す例は、通電フェールを起こしていない2相の間で正回転と逆回転の制御を繰り返し行い、ロータを揺動させてデットポイントを乗り越えるためのトルク(慣性力)を発生させている。乗り越えトルク発生制御は、まず、乗り越えトルクを発生するのに十分なDuty比をセットする(S200)。本実施形態の場合、例えば、S120の制動要求制御時の平均的なDuty比がB%(例えば20%)である場合、揺動による乗り越えトルク発生制御時のDuty比をC%(例えば40%)にセットしている。ECU200は、このDuty比で通電フェールを起こしていない各相56に正転方向と逆転方向に電流が流れるようにモータドライバ58による正転逆転切替を行う(S202)。そして、この揺動によりデットポイントを乗り越えるのに十分な乗り越えトルクが発生できた場合(S204のY)、ECU200はモータドライバ58を介して正転方向にのみ電流を流す制御を行い(S206)、ロータを再回転させる。S204で乗り越えトルクに達していない場合には(S204のN)、S202に戻り、繰り返し正転逆転制御を継続する。
The example shown in the flowchart of FIG. 5 repeats control of forward rotation and reverse rotation between the two phases that do not cause energization failure, and generates torque (inertial force) for overcoming the dead point by swinging the rotor. I am letting. In the overcoming torque generation control, first, a duty ratio sufficient to generate the overcoming torque is set (S200). In the case of the present embodiment, for example, when the average duty ratio at the time of braking request control in S120 is B% (for example, 20%), the duty ratio at the time of overcoming torque generation control by swinging is set to C% (for example, 40%). ) Is set. The
図6のフローチャートに示す例は、デッドポイントに対応する相に対し回転方向の前相で、Duty比を乗り越えトルクが発生する値まで増加させている。ECU200は、モータドライバ58から提供される各相の電流値等から現在どの相に通電フェールが生じているかを検出することができる。そこで、ECU200は、電流を流そうとする相がデッドポイントに対応する相に対し回転方向の前相でない場合(S210のN)、フェールモータ駆動許容負荷値に制御された増圧弁40の下で回転可能なDuty比、例えば図4(b)のA%(例えば5%)にセットする(S212)。一方、電流を流そうとする相がデッドポイントに対応する相に対し回転方向の前相の場合(S210のY)、ロータの回転を加速して、デットポイントを乗り越えさせるトルク(慣性力)を発生させるために、Duty比を例えば図4(b)のD%(例えば10%)にセットする(S214)。そして、ロータが1回転以上回転していない場合(S216のN)、S210に戻りこのフローを繰り返し行う。一方、ロータが1回転以上回転した場合は(S216のY)、このフローを終了する。
In the example shown in the flowchart of FIG. 6, the duty ratio is increased to a value at which the torque is overcome in the preceding phase in the rotational direction with respect to the phase corresponding to the dead point. The
なお、図5、図6の例はいずれも1相が通電フェールしているモータ32が回転停止している場合にロータを再回転させるための制御であるので、モータ32の構成や制御形態に応じていずれかの制御を行うことになる。
5 and FIG. 6 are controls for re-rotating the rotor when the
図3のフローチャートに戻り、S122の乗り越えトルク発生制御でモータ32のロータが再回転した場合で、ロータの回転が継続回転できている場合(S124のY)、S114に移行して、制動要求の有無に応じた制御を開始する。また、ロータが継続回転していない場合、つまり、乗り越えトルク発生制御を行っても1回転で回転が停止してしまった場合(S124のN)、図5や図6に示す乗り越えトルク発生制御を所定回数(予め設定されたn回で、例えば5回)リトライする(S126のY)。乗り越えトルク発生制御のリトライがn回に達した場合(S126のN)、つまり、ロータの継続回転が依然としてできない場合、S108に移行してエラー処理を行い、このフローを終了する。
Returning to the flowchart of FIG. 3, when the rotor of the
なお、乗り越えトルク発生制御をn回リトライする間、Duty比C%やDuty比D%の値は同じでもよいし、リトライの回数増加に伴いDuty比C%やDuty比D%の値を大きくしてもよい。Duty比の値を大きくすることでロータの慣性力が増加し、ロータの継続回転をより迅速に達成することが可能になる。 The value of the duty ratio C% and the duty ratio D% may be the same during the retry of the overcoming torque generation control n times, or the values of the duty ratio C% and the duty ratio D% are increased as the number of retries increases. May be. Increasing the value of the duty ratio increases the inertial force of the rotor, making it possible to achieve continuous rotation of the rotor more quickly.
このように、本実施形態のブレーキ制御装置10によれば、ブラシレスモータのフェールが1相のみの通電フェールの場合、フェール時にブラシレスモータの回転の有無を問わず、回転動作を継続させることができる。その結果、ブラシレスモータにフェールが生じた場合でも当該ブラシレスモータの駆動によるポンプ動作が継続可能となり、必要な液圧の確保及びその液圧による制動力確保ができる。また、このフェールセーフは、ブレーキ制御装置10の制御のみで実現可能なので、ブレーキ制御装置10の大きなコストアップや大型化を招くことがない。
Thus, according to the
なお、図3のフローチャートのS116の回転継続制御では、Duty比を低い値に一定(例えばA%)にする例を示した。また、S120の制動要求制御では、Duty比を制動要求の値に応じて変化させる例を示した。この応用例として、回転継続制御や制動要求制御において、図6のフローチャートに示すような乗り越えトルク発生制御を組み合わせて実行してもよい。通電フェールを抱えるモータ32は、回転し始めてしまえば通電フェールのない相に電流を流すことで継続的な回転が可能となるが、デットポイントがあるため停止してしまう場合も考えられる。そこで、回転中のモータ32に対しても図6で説明する乗り越えトルク発生制御を実施する。その結果、デットポイントが存在する場合でも停止することなく安定した継続回転を維持することが可能になる。
In the rotation continuation control in S116 in the flowchart of FIG. 3, an example is shown in which the duty ratio is set to a low value (for example, A%). In the braking request control in S120, an example is shown in which the duty ratio is changed according to the value of the braking request. As an example of this application, the overcoming torque generation control as shown in the flowchart of FIG. If the
また、本字実施形態では、通電フェールが発生した後、アキュムレータカット弁54を閉弁すると共に増圧弁40を開弁して、モータ32を継続回転させて制動要求がない場合でもブレーキフルードを循環させる例を示した。なお、アキュムレータカット弁54はなくてもよい。他の例では、通電フェールが発生した後でもアキュムレータ50に必要量の液圧が確保されている場合、フェールしたモータ32を一時的に停止させて、制動要求時にはアキュムレータ50に蓄圧された液圧を利用して制動力を発生するようにしてもよい。そして、液圧の消費によりアキュムレータ50への蓄圧が必要になった場合に、図5や図6に示す乗り越えトルク発生制御を実行してモータ32を再回転させて蓄圧するようにしてもよい。なお、この場合、アキュムレータ50の蓄圧目標値は、フェールが無い場合より低くには、設定切り替えてモータ32にできるだけ負荷をかけないようにすることが望ましい。
Further, in the present embodiment, after the energization failure occurs, the accumulator cut
また、本実施形態では、アキュムレータ50を含むシステムを示したが、アキュムレータ50を省略して、モータ32を回転させてポンプ34から直接増圧弁40へ液圧を供給するシステムにも本実施形態が適用可能であり、同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the system including the
本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications such as design changes can be added based on the knowledge of those skilled in the art. The configuration shown in each figure is for explaining an example, and any configuration that can achieve the same function can be changed as appropriate, and the same effect can be obtained.
10 ブレーキ制御装置、 12 ブレーキペダル、 14 マスタシリンダ、 16,18 ブレーキ液圧制御管、 20 ホイールシリンダ、 26 リザーバタンク、 28 液圧給排管、 30 高圧管、 32 モータ、 34 ポンプ、 40 増圧弁、 42 減圧弁、 44 シリンダ圧センサ、 46 ストロークセンサ、 50 アキュムレータ、 53 リリーフバルブ、 54 アキュムレータカット弁、 56 相、 58 モータドライバ、 60 電源、 80 液圧アクチュエータ、 200 ECU。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ブラシレスモータへの通電フェールを検出するフェール検出手段と、
前記フェール検出手段が通電フェールを検出した場合に、前記ポンプの吐出側の液圧をフェールモータ駆動許容負荷値まで減圧して前記ブラシレスモータの駆動を継続させる減圧制御手段と、
を含むことを特徴とするブレーキ制御装置。 A brake control device that discharges hydraulic fluid by a pump driven by a brushless motor and supplies the hydraulic pressure of the hydraulic fluid to a wheel cylinder to generate a braking force,
A fail detection means for detecting an energization failure to the brushless motor;
A pressure reduction control means for reducing the hydraulic pressure on the discharge side of the pump to a fail motor drive allowable load value and continuing to drive the brushless motor when the fail detection means detects an energization failure;
A brake control device comprising:
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