JP2017147827A - 車両のモータ制御装置 - Google Patents

車両のモータ制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2017147827A
JP2017147827A JP2016027234A JP2016027234A JP2017147827A JP 2017147827 A JP2017147827 A JP 2017147827A JP 2016027234 A JP2016027234 A JP 2016027234A JP 2016027234 A JP2016027234 A JP 2016027234A JP 2017147827 A JP2017147827 A JP 2017147827A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electric motor
vehicle
peristaltic
control
rotation angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016027234A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6477534B2 (ja
Inventor
裕己 太田
Yuki Ota
裕己 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Advics Co Ltd
Original Assignee
Advics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Advics Co Ltd filed Critical Advics Co Ltd
Priority to JP2016027234A priority Critical patent/JP6477534B2/ja
Priority to DE112017000847.6T priority patent/DE112017000847T5/de
Priority to PCT/JP2017/005434 priority patent/WO2017141939A1/ja
Priority to US15/998,744 priority patent/US10562399B2/en
Publication of JP2017147827A publication Critical patent/JP2017147827A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6477534B2 publication Critical patent/JP6477534B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/175Brake regulation specially adapted to prevent excessive wheel spin during vehicle acceleration, e.g. for traction control
    • 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
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • 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
    • H02P27/06Arrangements 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 using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08Arrangements 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 using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
    • H02P27/085Arrangements 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 using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation wherein the PWM mode is adapted on the running conditions of the motor, e.g. the switching frequency
    • 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
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/60Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
    • H02P29/64Controlling or determining the temperature of the winding
    • 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
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/60Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
    • H02P29/68Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive based on the temperature of a drive component or a semiconductor component
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2201/00Particular use of vehicle brake systems; Special systems using also the brakes; Special software modules within the brake system controller
    • B60T2201/06Hill holder; Start aid systems on inclined road
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00Brake-action initiating means
    • B60T7/12Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • B60T7/122Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger for locking of reverse movement
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/40Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition comprising an additional fluid circuit including fluid pressurising means for modifying the pressure of the braking fluid, e.g. including wheel driven pumps for detecting a speed condition, or pumps which are controlled by means independent of the braking system
    • B60T8/4072Systems in which a driver input signal is used as a control signal for the additional fluid circuit which is normally used for braking
    • B60T8/4081Systems with stroke simulating devices for driver input
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/90Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91Electric vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Braking Systems And Boosters (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

【課題】 電気モータの回転が停止したロック状態において、特定のコイル、及び、スイッチング素子への通電継続によって生じる、電気モータ、及び、その駆動回路の温度上昇を抑制する。
【解決手段】 モータ制御装置は、車両の車輪にトルクを付与する付与機構TFKを駆動し、3つのコイルCLU、CLV、CLWを有する電気モータと、3つのコイルCLU、CLV、CLWに個別に電流を供給する駆動回路DRVと、車両の操作部材の操作量Bpaに基づいて駆動回路DRVを制御して、電気モータの出力を調整する制御手段CTLと、を備える。制御手段CTLは、車両が停止している場合に、操作量Bpaが一定であり、付与機構TFKが発生する力と付与機構TFKが受ける力とが均衡して電気モータの回転運動が停止した後に、操作量Bpaの一定状態が継続されても電気モータの回転運動を周期的に増減する搖動制御FLCを実行する。
【選択図】 図5

Description

本発明は、3相のコイルを有する電気モータを制御する車両のモータ制御装置に関する。
特許文献1には、「電磁騒音の発生をなるべく避けた上でインバータでの温度上昇を抑制する」ことを目的に、「PWMモード選択部280は、通常時は非同期PWMを選択する一方で、インバータ14の素子温度Tswが上昇すると同期PWMを選択する。搬送波制御部270は、PWMモード選択部280によるモード選択に従って、非同期PWM時には搬送周波数fcを電磁騒音が感知され難い比較的高い所定周波数に設定する一方で、同期PWM時には、交流電動機M1の電気角1周期に含まれる搬送波の周期数(キャリア数)kが維持されるように、回転周波数ωeに基づいて搬送周波数fcを設定する」ことが記載されている。
ところで、信号待ちのように、車両の停止状態を維持する状況では、制動制御装置に利用される電気モータは、回転速度がゼロで(回転角が一定値を維持し)、トルクを出力している状態(ロック状態という)が生じ得る。このロック状態において、強く制動されている場合(制動操作が大である場合)、3つのコイルの1つ、及び、そのコイルに通電するためのスイッチング素子、に過大な電流が、長時間に亘って供給し続けられる。コイル、及び、スイッチング素子の温度上昇の観点から、このような状況が回避されることが望まれる。
特開2010−246207号公報
本発明の目的は、電気モータの回転が停止しているロック状態において、特定のコイル、及び、スイッチング素子への通電継続によって生じる、コイル(延いては、電気モータ)、及び、スイッチング素子(延いては、駆動回路)の過度の温度上昇を抑制し得るものを提供することである。
本発明に係る車両のモータ制御装置は、車両の車輪(WH)にトルクを付与する付与機構(TFK)を駆動し、3つのコイル(CLU、CLV、CLW)を有する電気モータ(MTR)と、前記3つのコイル(CLU、CLV、CLW)に個別に電流を供給する駆動回路(DRV)と、前記車両の操作部材(BP)の操作量(Bpa)に基づいて前記駆動回路(DRV)を制御して、前記電気モータ(MTR)の出力を調整するコントローラ(CTL)と、を備える。
本発明に係る車両のモータ制御装置では、前記コントローラ(CTL)は、前記車両が停止している場合に、前記操作量(Bpa)が一定であり、前記付与機構(TFK)が発生する力と前記付与機構(TFK)が受ける力とが均衡して前記電気モータ(MTR)の回転運動が停止した後に、前記操作量(Bpa)が一定の状態が継続されても前記電気モータ(MTR)の回転運動を周期的に増減する搖動制御(FLC、S100、S200)を実行する。
上記構成によれば、電気モータMTRのロック状態(付与機構TFKが発生する力と、付与機構TFKが受ける力とが均衡して電気モータMTRの回転運動が停止する状態)において、特定のモータ巻線、スイッチング素子への連続的な通電が回避されるため、電気モータMTR、駆動回路DRVにおける過度の温度上昇が抑制され得る。
本発明に係る車両のモータ制御装置では、前記電気モータ(MTR)の回転角(Mka)を検出する回転角センサ(MKA)が備えられ、前記コントローラ(CTL)は、前記電気モータ(MTR)の回転運動が停止した時点の前記回転角(Mka)を基準角(mks)として設定し、前記基準角(mks)に基づいて、前記付与機構(TFK)が発生する力が増加する側に上限角(mku)を設定し、前記回転角(Mka)が、前記基準角(mks)から前記上限角(mku)までの範囲内で前記搖動制御(FLC、S100、S200)を実行する。
上記構成によれば、搖動制御が開始された時点(即ち、電気モータMTRの回転運動が停止した時点)の回転角Mkaが基準角mksとして設定され、それよりもトルク付与機構TFKが発生する力が増加する側(例えば、制動液圧が増加する側)で上限角mkuを設定され、基準角mksから上限角mkuまでの範囲内で搖動制御が行われる。回転角Mkaが基準角mksを下回らないように制御されるため、運転者の制動要求に対して、確実な制動トルクが確保され得る。
本発明に係るモータ制御装置を備えた制動制御装置の第1の実施形態を説明するための全体構成図である。 3相ブラシレスモータ、及び、その駆動回路を説明するための回路図である。 制御手段での処理を説明するための機能ブロック図である。 搖動制御の要否判定処理を説明するためのフロー図である。 搖動制御の処理を説明するためのフロー図である。 搖動制御の作用・効果を説明するための時系列線図である。 本発明に係るモータ制御装置を備えた制動制御装置の第2の実施形態を説明するための全体構成図である。
<本発明に係るモータ制御装置を備えた制動制御装置の第1の実施形態>
図1の全体構成図を参照して、本発明に係るモータ制御装置MCSを備えた制動制御装置BCSについて説明する。制動制御装置BCSを備える車両には、制動操作部材BP、操作量取得手段BPA、車速取得手段VXA、制御手段CTL、マスタシリンダMCL、ストロークシミュレータSSM、シミュレータ遮断弁VSM、モータ制御装置MCS、トルク付与機構TFK、切替弁VKR、マスタシリンダ配管HMC、ホイールシリンダ配管HWC、加圧シリンダ配管HKCが備えられる。さらに、車両の各々の車輪WHには、ブレーキキャリパCRP、ホイールシリンダWC、回転部材KTB、及び、摩擦部材MSBが備えられている。
制動操作部材(例えば、ブレーキペダル)BPは、運転者が車両を減速するために操作する部材である。制動操作部材BPが操作されることによって、車輪WHの制動トルクが調整され、車輪WHに制動力が発生される。具体的には、車両の車輪WHには、回転部材(例えば、ブレーキディスク)KTBが固定される。回転部材KTBを挟み込むようにブレーキキャリパCRPが配置される。そして、ブレーキキャリパCRPには、ホイールシリンダWCが設けられている。ホイールシリンダWC内の制動液の圧力(液圧)が増加されることによって、摩擦部材(例えば、ブレーキパッド)MSBが、回転部材KTBに押し付けられる。回転部材KTBと車輪WHとは、固定シャフトDSFを介して固定されているため、このときに生じる摩擦力によって、車輪WHに制動トルク(制動力)が発生される。
操作量取得手段BPAは、制動操作部材BPに設けられる。操作量取得手段BPAによって、運転者による制動操作部材BPの操作量(制動操作量)Bpaが取得(検出)される。具体的には、操作量取得手段BPAとして、マスタシリンダMCLの圧力を検出する液圧センサ、制動操作部材BPの操作変位を検出する操作変位センサ、及び、制動操作部材BPの操作力を検出する操作力センサのうちの少なくとも1つが採用される。即ち、マスタシリンダ液圧センサ、操作変位センサ、及び、操作力センサについての総称である。したがって、制動操作量Bpaは、マスタシリンダMCLの液圧、制動操作部材BPの操作変位、及び、制動操作部材BPの操作力のうちの少なくとも1つに基づいて決定される。操作量Bpaは、制御手段CTLに入力される。
車速取得手段VXAによって、車両の走行速度Vxaが取得される。車両速度Vxaは、変速機の出力回転数、又は、グローバル・ポジショニング・システムによって検出される車両位置の変化に基づいて演算される。また、車両速度Vxaは、車輪WHに設けられた車輪速度センサVWA(図示せず)の検出結果(車輪速度)に基づいて演算される。さらに、他の装置において演算された結果(走行速度)Vxaが、通信バスを介して取得され得る。したがって、車速取得手段VXAは、上記取得手段(車輪速度センサVWA等)の総称である。車両速度Vxaは、制御手段CTLに入力される。
制御手段(コントローラともいう)CTLは、制動操作量Bpa、及び、車両速度Vxaに基づいて、後述するトルク付与機構TFK、遮断弁VSM、及び、切替弁VKRを制御する。具体的には、制御手段CTLには、電気モータMTR、遮断弁VSM、切替弁VKRを制御するための制御アルゴリズムが、マイクロプロセッサにプログラムされていて、これらを制御するための信号を演算する。
制御手段CTLは、操作量Bpaが所定値bp0以上になった場合に、遮断弁VSMを開位置にする駆動信号Vsmを出力するとともに、切替弁VKRが加圧シリンダ配管HKCとホイールシリンダ配管HWCとを連通状態にする駆動信号Vkrを出力する。この場合、マスタシリンダMCLはシミュレータSSMに連通状態にされ、加圧シリンダKCLはホイールシリンダWCと連通状態にされる。したがって、ホイールシリンダWC内の液圧は、トルク付与機構TFKによって制御される。
マスタシリンダMCLは、制動操作部材BPと、ピストンロッドPRDを介して、接続されている。マスタシリンダMCLによって、制動操作部材BPの操作力(ブレーキペダル踏力)が液圧に変換される。マスタシリンダMCLには、マスタシリンダ配管HMCが接続され、制動操作部材BPが操作されると、制動液は、マスタシリンダMCLからマスタシリンダ配管HMCに排出(圧送)される。マスタシリンダ配管HMCは、マスタシリンダMCLと切替弁VKRとを接続する流体路である。
ストロークシミュレータ(単に、シミュレータともいう)SSMが、制動操作部材BPに操作力を発生させるために設けられる。マスタシリンダMCL内の液圧室とシミュレータSSMとの間には、シミュレータ遮断弁(単に、遮断弁ともいう)VSMが設けられる。遮断弁VSMは、開位置と閉位置とを有する2位置の電磁弁である。遮断弁VSMが開位置にある場合には、マスタシリンダMCLとシミュレータSSMとは連通状態となり、遮断弁VSMが閉位置にある場合には、マスタシリンダMCLとシミュレータSSMとは遮断状態(非連通状態)となる。遮断弁VSMは、制御手段CTLからの駆動信号Vsmによって制御される。遮断弁VSMとして、常閉型電磁弁(NC弁)が採用され得る。
シミュレータSSMの内部には、ピストン、及び、弾性体(例えば、圧縮ばね)が備えられる。マスタシリンダMCLから制動液がシミュレータSSMに移動され、流入する制動液によりピストンが押される。ピストンは、弾性体によって制動液の流入を阻止する方向に力が加えられる。弾性体によって、制動操作部材BPが操作される場合の操作力(例えば、ブレーキペダル踏力)が形成される。
≪モータ制御装置MCS≫
モータ制御装置MCSは、トルク付与機構TFKを駆動する。モータ制御装置MCSは、制御手段CTL、駆動回路DRV、及び、電気モータMTRにて構成される。
制御手段CTLは、マイクロプロセッサ等が実装された電気回路基板と、マイクロプロセッサにプログラムされた制御アルゴリズムにて構成されている。制御手段CTLは、操作量Bpa、車両速度Vxa、回転角Mka、及び、実液圧Pca等に基づいて、電気モータMTRを駆動するための駆動信号(Su1等)を駆動回路DRVに出力する。
駆動回路DRVは、電気モータMTRを駆動するためのスイッチング素子(パワー半導体デバイス)等が実装された電気回路基板である。具体的には、駆動回路DRVには3相ブリッジ回路BRGが形成され、駆動信号(Su1等)に基づいて、電気モータMTRへの通電状態が制御される。駆動回路DRVには、電気モータMTRへの実際の通電量(各相の通電量)Iua、Iva、Iwaを取得(検出)する通電量取得手段(電流センサ)IMAが設けられる。各相の通電量(検出値)Iua、Iva、Iwaは、制御手段CTLに入力される。
電気モータMTRは、加圧シリンダKCL(トルク付与機構TFKの一部)がホイールシリンダWC内の制動液の圧力を調整(加圧、減圧等)するための動力源である。電気モータMTRとして、3相ブラシレスモータが採用される。電気モータMTRは、3つのコイルCLU、CLV、CLWを有し、駆動回路DRVによって駆動される。電気モータMTRには、電気モータMTRのロータ位置(回転角)Mkaを取得(検出)する回転角取得手段(回転角センサ)MKAが設けられる。回転角Mkaは、制御手段CTLに入力される。以上、モータ制御装置MCSについて説明した。
≪トルク付与機構TFK≫
トルク付与機構TFKは、モータ制御装置MCSを動力源として、加圧シリンダ配管HKCに制動液を排出(圧送)する。そして、圧送された制動液圧によって、トルク付与機構TFKは、車輪WHに制動トルク(制動力)を付与する。トルク付与機構TFKは、動力伝達機構DDK、出力ロッドSFQ、加圧シリンダKCL、加圧ピストンPKC、及び、液圧取得手段PCAにて構成される。
動力伝達機構DDKは、電気モータMTRの回転動力を減速し、且つ、直線動力に変換して出力ロッドSFQに出力する。具体的には、動力伝達機構DDKには、減速機(図示せず)が設けられ、電気モータMTRからの回転動力が減速されてねじ部材(図示せず)に出力される。そして、ねじ部材によって、回転動力が出力ロッドSFQの直線動力に変換される。即ち、動力伝達機構DDKは、回転・直動変換機構である。
出力ロッドSFQには加圧ピストンPKCが固定される。加圧ピストンPKCは、加圧シリンダKCLの内孔に挿入され、ピストンとシリンダとの組み合わせが形成されている。具体的には、加圧ピストンPKCの外周には、シール部材(図示せず)が設けられ、加圧シリンダKCLの内孔(内壁)との間で液密性が確保される。即ち、加圧シリンダKCLと加圧ピストンPKCとによって区画される流体室Rkc(「加圧室Rkc」と称呼する)が形成される。加圧室Rkcは、加圧シリンダ配管HKCに接続されている。加圧ピストンPKCが中心軸方向に移動されることによって、加圧室Rkcの体積が変化される。この体積変化によって、制動液は、加圧シリンダKCLとホイールシリンダWCとの間で移動される。加圧シリンダKCLからの制動液の出し入れによって、ホイールシリンダWC内の液圧が調整される。
液圧取得手段(液圧センサ)PCAが、加圧室Rkcの液圧Pcaを取得(検出)するために、加圧シリンダKCLに設けられる。実液圧Pcaは、制御手段CTLに入力される。以上、トルク付与機構TFKについて説明した。
切替弁VKRによって、ホイールシリンダWCがマスタシリンダMCLと接続される状態と、ホイールシリンダWCが加圧シリンダKCLと接続される状態と、が切り替えられる。切替弁VKRは、制御手段CTLからの駆動信号Vkrに基づいて制御される。具体的には、制動操作が行われていない場合(Bpa<bp0)には、ホイールシリンダ配管HWCは、切替弁VKRを介して、マスタシリンダ配管HMCと連通状態にされ、加圧シリンダ配管HKCとは非連通(遮断)状態にされる。ここで、ホイールシリンダ配管HWCは、ホイールシリンダWCに接続される流体路である。制動操作が行われると(即ち、Bpa≧bp0の状態になると)、切替弁VKRが駆動信号Vkrに基づいて励磁され、ホイールシリンダ配管HWCとマスタシリンダ配管HMCとの連通は遮断され、ホイールシリンダ配管HWCと加圧シリンダ配管HKCとが連通状態にされる。
ブレーキキャリパ(単に、キャリパともいう)CRPは、車輪WHに設けられ、車輪WHに制動トルクを与え、制動力を発生させる。キャリパCRPとして、浮動型キャリパが採用され得る。キャリパCRPは、2つの摩擦部材(例えば、ブレーキパッド)MSBを介して、回転部材(例えば、ブレーキディスク)KTBを挟み込むように構成される。キャリパCRP内にて、ホイールシリンダWCが設けられる。ホイールシリンダWC内の液圧が調整されることによって、ホイールシリンダWC内のピストンが回転部材KTBに対して移動(前進、又は、後退)される。このピストンの移動によって、摩擦部材MSBが回転部材KTBに押し付けられて摩擦力が発生する。
図1では、ディスク型制動装置(ディスクブレーキ)の構成が例示されている。この場合、摩擦部材MSBはブレーキパッドであり、回転部材KTBはブレーキディスクである。ディスク型制動装置に代えて、ドラム型制動装置(ドラムブレーキ)が採用され得る。ドラムブレーキの場合、キャリパCRPに代えて、ブレーキドラムが採用される。また、摩擦部材MSBはブレーキシューであり、回転部材KTBはブレーキドラムである。
<3相ブラシレスモータMTR、及び、その駆動回路DRV>
図2の回路図を参照して、3相ブラシレスモータ(単に、電気モータともいう)MTR、及び、その駆動回路DRVについて説明する。
電気モータMTRでは、回転子(ロータ)側に磁石が、固定子(ステータ)側に巻線回路(コイル)が配置される。電気モータMTRは、回転子の磁極に合わせたタイミングで、駆動回路DRVによって転流が行われ、回転駆動される。電気モータMTRは、U相コイルCLU、V相コイルCLV、及び、W相コイルCLWの3つのコイル(巻線)を有する、3相ブラシレスモータである。
電気モータMTRには、電気モータMTRの回転角(ロータ位置)Mkaを検出する回転角センサMKAが設けられる。回転角センサMKAとして、ホール素子型のものが採用される。また、回転角センサMKAとして、可変リラクタンス型レゾルバが採用され得る。検出された回転角Mkaは、制御手段CTLに入力される。
駆動回路DRVは、電気モータMTRを駆動する電気回路である。駆動回路DRVによって、制御手段CTLからの各相の駆動信号Su1、Su2、Sv1、Sv2、Sw1、Sw2に基づいて、電気モータMTRが駆動される。駆動回路DRVは、6つのスイッチング素子(パワートランジスタ)SU1、SU2、SV1、SV2、SW1、SW2にて形成された3相ブリッジ回路(単に、ブリッジ回路ともいう)BRG、及び、安定化回路LPFにて構成される。
3相ブリッジ回路(インバータ回路ともいう)BRGの入力側には、安定化回路LPFを介して、蓄電池BATが接続され、ブリッジ回路BRGの出力側には電気モータMTRが接続されている。ブリッジ回路BRGでは、スイッチング素子を直列接続した上下アーム構成の電圧型ブリッジ回路を1つの相として、3つの相(U相、V相、W相)が形成されている。3つの相の上アームは、蓄電池BATの陽極側に接続された電力線PW1と接続される。また、3つの相の下アームは、蓄電池BATの陰極側に接続された電力線PW2と接続される。ブリッジ回路BRGでは、各相の上下アームは、蓄電池BATと並列に電力線PW1、PW2に接続されている。
U相上アームは、還流ダイオードDU1がスイッチング素子SU1に逆並列接続され、U相下アームは、還流ダイオードDU2がスイッチング素子SU2に逆並列接続される。同様に、V相上アームは、還流ダイオードDV1がスイッチング素子SV1に逆並列接続され、V相下アームは、還流ダイオードDV2がスイッチング素子SV2に逆並列接続される。また、W相上アームは、還流ダイオードDW1がスイッチング素子SW1に逆並列接続され、W相下アームは、還流ダイオードDW2がスイッチング素子SW2に逆並列接続される。各相の上アームと下アームとの接続部PCU、PCV、PCWは、ブリッジ回路BRGの出力端(交流出力端)を形成する。これらの出力端には電気モータMTRが接続されている。
6つのスイッチング素子SU1〜SW2は、電気回路の一部をオン又はオフできる素子である。例えば、スイッチング素子SU1〜SW2として、MOS−FET、IGBTが採用される。ブラシレスモータMTRでは、回転角(ロータ位置)Mkaに基づいて、ブリッジ回路BRGを構成するスイッチング素子SU1〜SW2が制御される。そして、3つの各相(U相、V相、W相)のコイルCLU、CLV、CLWの通電量の方向(即ち、励磁方向)が、順次切り替えられ、電気モータMTRが回転駆動される。即ち、ブラシレスモータMTRの回転方向(正転方向、或いは、逆転方向)は、ロータと励磁する位置との関係によって決定される。ここで、電気モータMTRの正転方向は、実液圧Pcaの増加に対応する回転方向であり、電気モータMTRの逆転方向は、実液圧Pcaの減少に対応する回転方向である。
ブリッジ回路BRGと電気モータMTRとの間の実際の通電量(例えば、電流値)Iua、Iva、Iwaを検出する通電量取得手段(電流センサ)IMAが、3つの相毎に設けられる。検出された各相の通電量Iua、Iva、Iwaは、コントローラCTLに入力される。
駆動回路DRVは、電力源(蓄電池BAT、発電機ALT)から電力の供給を受ける。供給された電力(電圧)の変動を低減するために、駆動回路DRVには、安定化回路(ノイズ低減回路ともいう)LPFが設けられる。安定化回路LPFは、少なくとも1つのコンデンサ(キャパシタ)、及び、少なくとも1つのインダクタ(コイル)の組み合わせにて構成され、所謂、LC回路(LCフィルタともいう)である。
<制御手段CTLにおける処理>
図3の機能ブロック図を参照して、制御手段(コントローラ)CTLでの処理について説明する。制御手段CTLによって、6つのスイッチング素子SU1、SU2、SV1、SV2、SW1、SW2を駆動するための信号(駆動信号)Su1、Su2、Sv1、Sv2、Sw1、Sw2が演算される。制御手段CTLは、指示液圧演算ブロックPCS、目標液圧演算ブロックPWT、指示通電量演算ブロックIMS、液圧フィードバック制御ブロックPFB、搖動制御ブロックFLC、目標通電量演算ブロックIMT、及び、スイッチング制御ブロックSWTにて構成される。
指示液圧演算ブロックPCSでは、制動操作量Bpa、及び、演算特性(演算マップ)CHpwに基づいて、指示液圧Pcsが演算される。ここで、指示液圧Pcsは、トルク付与機構TFKによって発生される制動液圧の目標値である。具体的には、演算特性CHpwにおいて、制動操作量Bpaがゼロ(制動操作が行われていない場合に対応)以上から所定値bp0未満の範囲では指示液圧Pcsがゼロに演算され、操作量Bpaが所定値bp0以上では指示液圧Pcsが操作量Bpaの増加にしたがってゼロから増加するように演算される。ここで、所定値bp0は、制動操作部材BPの「遊び」に相当する値である。
指示通電量演算ブロックIMSでは、指示液圧Pcs、及び、予め設定された演算特性(演算マップ)CHsa、CHsbに基づいて、トルク付与機構TFKを駆動する電気モータMTRの指示通電量Ims(電気モータMTRを制御するための通電量の目標値)が演算される。指示通電量Ims用の演算マップは、ヒステリシスを考慮して、2つの特性CHsa、CHsbで構成されている。
ここで、「通電量」とは、電気モータMTRの出力トルクを制御するための状態量(変数)である。電気モータMTRは電流に概ね比例するトルクを出力するため、通電量の目標値(目標通電量)として電気モータMTRの電流目標値が用いられ得る。また、電気モータMTRへの供給電圧を増加すれば、結果として電流が増加されるため、目標通電量として供給電圧値が用いられ得る。さらに、パルス幅変調におけるデューティ比によって供給電圧値が調整され得るため、このデューティ比(一周期における通電時間の割合)が通電量として用いられ得る。
液圧フィードバック制御ブロックPFBでは、液圧の目標値(指示液圧)Pcs、及び、液圧の実際値(検出値)Pcaに基づいて、電気モータMTRのフィードバック通電量Ifbが演算される。ここで、液圧実際値Pcaは、液圧センサPCAによって取得(検出)される液圧の実際値(実液圧)である。液圧フィードバック制御ブロックPFBでは、指示液圧Pcsと、実液圧Pcaとの偏差ePcが演算される。この液圧偏差ePcが、微分、及び、積分される。そして、偏差ePcそのもの、偏差ePcの微分値、偏差ePcの積分値に、夫々のゲインKp、Kd、Kiが乗算され、これらが加算されることによって、フィードバック通電量Ifbが演算される。液圧フィードバック制御ブロックPFBでは、液圧の実際値(検出値)Pcaが液圧の目標値(指示液圧)Pcsに一致するよう、所謂、液圧に基づくPID制御が実行される。
搖動制御ブロックFLCでは、操作量Bpa、車両速度Vxa、及び、回転角Mkaに基づいて、電気モータMTR、及び、駆動回路DRVの過熱を抑制する搖動制御のための搖動通電量Ifcが演算される。ここで、「搖動制御」とは、車両が停止している場合に、制動操作量Bpaが一定であり、トルク付与機構TFKが発生する力と、トルク付与機構TFKが受ける力とが均衡して電気モータMTRの回転運動が停止した後に、制動操作量Bpaが一定の状態が継続された場合であっても、電気モータMTRの回転運動を周期的に増減するものである。搖動制御ブロックFLCでは、この搖動制御を実行するための通電量の目標値Ifcが演算される。搖動制御ブロックFLCでの処理の詳細については後述する。
目標通電量演算ブロックIMTでは、指示通電量Ims、フィードバック通電量Ifb、及び、搖動通電量Ifcに基づいて、最終的な通電量の目標値である目標通電量Imtが演算される。具体的には、搖動制御が実行されていない場合には、指示通電量Imsに対して、フィードバック通電量Ifbが加えられ、それらの和が目標通電量Imtとして演算される(即ち、Imt=Ims+Ifb)。一方、搖動制御が実行されている場合には、指示通電量Imsに対して、搖動通電量Ifcが加えられ、それらの和が目標通電量Imtとして演算される(即ち、Imt=Ims+Ifc)。これは、搖動制御が実行されている場合に、搖動通電量IfcがIfbに相殺されないようにするためである。
また、目標通電量演算ブロックIMTでは、指示通電量Imsに対して、フィードバック通電量Ifb、及び、搖動通電量Ifcが加えられ、それらの和が目標通電量Imtとして演算される(即ち、Imt=Ims+Ifb+Ifc)。そして、搖動制御が実行されない場合には、搖動通電量Ifcがゼロに演算され、搖動制御が実行される場合には、フィードバック通電量Ifbがゼロを維持するように決定され得る。
目標通電量演算ブロックIMTでは、電気モータMTRの回転すべき方向(即ち、液圧の増減方向)に基づいて、目標通電量Imtの符号(値の正負)が決定される。また、電気モータMTRの出力すべき回転動力(即ち、液圧の増減量)に基づいて、目標通電量Imtの大きさが演算される。具体的には、制動液圧を増加する場合には、目標通電量Imtの符号が正符号(Imt>0)に演算され、電気モータMTRが正転方向に駆動される。一方、制動液圧を減少させる場合には、目標通電量Imtの符号が負符号(Imt<0)に決定され、電気モータMTRが逆転方向に駆動される。さらに、目標通電量Imtの絶対値が大きいほど電気モータMTRの出力トルク(回転動力)が大きくなるように制御され、目標通電量Imtの絶対値が小さいほど出力トルクが小さくなるように制御される。
スイッチング制御ブロックSWTでは、目標通電量Imt、及び、回転角Mkaに基づいて、各スイッチング素子SU1、SU2、SV1、SV2、SW1、SW2(「SU1〜SW2」とも表記する)についてパルス幅変調を行うための駆動信号Su1、Su2、Sv1、Sv2、Sw1、Sw2(「Su1〜Sw2」とも表記する)が演算され、駆動回路DRVに出力される。
具体的には、先ず、目標通電量Imt、及び、回転角Mkaに基づいて、各相(U相、V相、W相)の通電量の目標値Iut、Ivt、Iwtが演算される。各相の目標通電量Iut、Ivt、Iwtに基づいて、各相のパルス幅のデューティ比(一周期に対するオン時間の割合)Dut、Dvt、Dwtが決定される。そして、デューティ比(目標値)Dut、Dvt、Dwtに基づいて、ブリッジ回路BRGを構成する各スイッチング素子SU1〜SW2をオン状態(通電状態)にするか、或いは、オフ状態(非通電状態)にするかの駆動信号Su1〜Sw2が演算される。
6つの駆動信号Su1〜Sw2によって、6つのスイッチング素子SU1〜SW2の通電、又は、非通電の状態が、個別に制御される。ここで、デューティ比が大きいほど、各スイッチング素子において、単位時間当りの通電時間が長くされ、より大きな電流がコイルに流される。したがって、電気モータMTRの回転動力が大とされる。
駆動回路DRVには、各相に通電量取得手段(例えば、電流センサ)IMAが備えられ、実際の通電量(例えば、実際の電流値)Iua、Iva、Iwaが取得(検出)される。各相の検出値Iua、Iva、Iwaは、スイッチング制御ブロックSWTに入力される。そして、検出値Iua、Iva、Iwaが、目標値Iut、Ivt、Iwtと一致するよう、所謂、電流フィードバック制御が実行される。具体的には、実際の通電量Iua、Iva、Iwaと目標通電量Iut、Ivt、Iwtとの偏差に基づいて、デューティ比Dut、Dvt、Dwtが修正(微調整)される。この電流フィードバック制御によって、高精度なモータ制御が達成され得る。
<搖動制御の要否判定>
図4のフロー図を参照して、搖動制御ブロックFLCにおける、搖動制御の要否判定処理について説明する。搖動制御の要否判定では、「搖動制御の実行を許可するか、否か(禁止するか)」が判定される。
先ず、ステップS110にて、制動操作量Bpa、及び、車両の走行速度(車両速度)Vxaが読み込まれる。次に、ステップS120に進む。
ステップS120にて、車両速度Vxaに基づいて、「車両が停止しているか、否か」が判定される。具体的には、車両速度Vxaがゼロである場合に「車両が停止中である」ことが判定される。また、車両速度Vxaがゼロより大きい場合に「停止中ではない(走行中である)」ことが判定される。ステップS120にて、「車両停止中である」ことが肯定される場合(「YES」の場合)、ステップS130に進む。一方、ステップS120にて、「車両停止中である」ことが否定される場合(即ち、車両が走行中であり、「NO」の場合)には、ステップS160に進む。
ステップS130にて、制動操作量Bpaに基づいて、「制動中であるか、否か」が判定される。具体的には、制動操作量Bpaが所定値bp0以上である場合に「制動中である」ことが判定される。また、制動操作量Bpaが所定値bp0未満である場合に「制動中ではない(非制動である)」ことが判定される。ステップS130にて、「制動中である」ことが肯定される場合(「YES」の場合)、ステップS140に進む。一方、ステップS130にて、「制動中である」ことが否定される場合(即ち、非制動であり、「NO」の場合)には、ステップS160に進む。なお、ステップS130での判定は、制動操作部材BPに設けられたストップスイッチの信号に基づいて行われ得る。
ステップS140にて、制動操作量Bpaに基づいて、「操作量Bpaがbpx以上であるか、否か」が判定される。制動操作量Bpaが所定値bpx以上であり、判定条件が肯定される場合(「YES」の場合)には、ステップS150に進む。一方、制動操作量Bpaが所定値bpx未満であり、判定条件が否定される場合(「NO」の場合)には、ステップS160に進む。ここで、所定値bpxは、判定のためのしきい値であり、電気モータMTR、駆動回路DRV等の過熱を抑制できるよう、予め設定された値である。
ステップS150にて、制動操作量Bpaに基づいて、「操作量Bpaが一定であるか、否か」が判定される。制動操作量Bpaが一定値を維持していて、判定条件が肯定される場合(「YES」の場合)には、ステップS160に進む。一方、制動操作量Bpaが変化していて、判定条件が否定される場合(「NO」の場合)には、ステップS160に進む。ここで、ステップS150での判定においては、操作量Bpaに基づいて、操作速度dBpが演算され、操作速度dBpが所定値db0(ゼロに近い値)未満の場合には肯定判定がなされ、操作速度dBpが所定値db0以上の場合には否定判定がなされる。
ステップS160では、搖動制御の実行は不要であるため、その実行は禁止される。即ち、搖動制御は開始されない、又は、実行が終了される。このため、搖動制御ブロックFLCから、搖動通電量Ifcが出力されない、又は、搖動通電量Ifcがゼロに演算される。
ステップS170では、搖動制御の実行が必要であるため、その実行が許可される。即ち、搖動制御の開始、又は、実行継続が行われる。このため、搖動制御ブロックFLCから目標通電量演算ブロックIMTに、搖動通電量Ifcが、出力される。
<搖動制御の開始判定、及び、その実行>
図5のフロー図を参照して、搖動制御ブロックFLCにおける搖動制御の処理について説明する。「搖動制御」は、「車両が停止している場合に、制動操作量Bpaが一定であり、トルク付与機構TFKが発生する力と、トルク付与機構TFKが受ける力とが均衡して電気モータMTRの回転運動が停止した後に、制動操作量Bpaが一定の状態が継続された場合であっても、電気モータMTRの回転運動を周期的に増減する制御」であるが、この制御を実行するための、制御開始処理、及び、搖動通電量Ifcの演算について説明する。なお、搖動制御の効果が減ぜられないよう、その実行中には、液圧フィードバック制御は禁止されている。
先ず、搖動制御の要否判定処理において、搖動制御の禁止状態から、搖動制御の許可状態に遷移した時点で、ステップS200の処理が開始される。ステップS210にて、時間カウンタが開始される。次に、ステップS220にて、回転角Mkaが読み込まれる。次に、ステップS230に進む。
ステップS230にて、回転角Mkaに基づいて、「回転角Mkaが一定であるか、否か」が判定される。回転角Mkaが一定値を維持していて、判定条件が肯定される場合(「YES」の場合)には、ステップS240に進む。一方、回転角Mkaが変化していて、判定条件が否定される場合(「NO」の場合)には、ステップS100(搖動制御の要否判定処理)に戻される。ここで、ステップS230での判定においては、回転角Mkaに基づいて、電気モータMTRの回転速度dMkが演算され、回転速度dMkが所定値dm0(ゼロに近い値)未満の場合には肯定判定がなされ、回転速度dMkが所定値dm0以上の場合には否定判定がなされる。
ステップS240にて、「搖動制御の要否条件(ステップS120〜S150の全ての判定条件)が満足されているか、否か」が判定される。判定条件が肯定される場合(「YES」の場合)には、ステップS250に進む。一方、判定条件が否定される場合(「NO」の場合)には、ステップS100に戻され、搖動制御の要否判定処理が再度実行される。
ステップS250にて、「搖動制御の許可状態が所定時間txを経過したか、否か」が判定される。判定条件が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS210に戻される。一方、判定条件が肯定される場合(「YES」の場合)には、ステップS310に進み、搖動制御が開始される。
搖動制御は、「回転角Mkaが一定」、且つ、「要否条件を満足」の状態が所定時間txに亘って継続された時点で開始される。即ち、ステップS210〜S250までの処理が、搖動制御の開始判定処理に相当する。以上、搖動制御の開始判定処理について説明した。次に、搖動制御の実行処理について説明する。
ステップS310にて、搖動制御が開始される。先ず、ステップS310では、回転角Mka、及び、搖動通電量Ifcが読み込まれる。次に、ステップS320に進む。ステップS320にて、搖動制御における回転角Mkaの基準値(基準角)mks、及び、上限値(上限角)mkuが設定される。具体的には、搖動制御が開始された時点(演算周期)における回転角Mkaが、基準角mksとして設定される。また、基準角mksに対して、電気モータMTRの正転方向(即ち、トルク付与機構TFKの出力が増加され、加圧シリンダKCLからの液圧が増加する側)に所定値mkxが加えられて、上限角mkuが設定される(即ち、mku=mks+mkx)。次に、ステップS330に進む。
ステップS330にて、搖動通電量Ifcに基づいて、「搖動通電量Ifcが増加中であるか、否か」が判定される。判定条件が肯定される場合(「YES」の場合)には、ステップS340に進む。一方、搖動通電量Ifcが一定、又は、減少中の場合には、判定条件が否定され、ステップS350に進む(「NO」の場合)。
ステップS340にて、回転角Mka、及び、記憶された上限角mkuに基づいて、「回転角Mkaが上限角mku以下であるか、否か」が判定される。判定条件が肯定される場合(「YES」の場合)には、ステップS360に進む。一方、回転角Mkaが上限角mkuより大であり、判定条件が否定される場合(「NO」の場合)には、判定条件が否定され、ステップS370に進む。
ステップS350にて、回転角Mka、及び、記憶された基準角mksに基づいて、「回転角Mkaが基準角mksより大きいか、否か」が判定される。判定条件が肯定される場合(「YES」の場合)には、ステップS370に進む。一方、回転角Mkaが基準角mks以下であり、判定条件が否定される場合(「NO」の場合)には、判定条件が否定され、ステップS360に進む。
ステップS360では、搖動通電量Ifcが増加される。具体的には、今回の演算周期の搖動通電量Ifcに所定値if0が加算されて、搖動通電量Ifcが増加される。ステップS370では、搖動通電量Ifcが減少される。具体的には、今回の演算周期の搖動通電量Ifcに所定値if0が減算されて、搖動通電量Ifcが減少される。ここで、所定値if0は、予め設定された値である。
以上で説明したように、電気モータMTRのロック状態が発生した後に、「車両が停止している」、且つ、「制動操作量Bpaが一定である」ことを満足した時点で、搖動制御の実行は許可され、電気モータMTRの回転角が一定となった(即ち、回転運動が停止した)後に、所定時間txを経過した時点で、搖動制御の実行が開始される。さらに、搖動制御が開始された時点で、その時点の回転角Mkaが基準角mksとして設定され、基準角mksに対して、電気モータMTRの正転側に所定角mkxだけ増加させた回転角が上限角mkuとして設定される。即ち、上限角mkuは、基準角mksに対して、トルク付与機構TFKが発生する力が増加する側に設定される。そして、回転角Mkaが基準角mksと上限角mkuとの間で周期的に変化するように、搖動通電量Ifcが増加、又は、減少される。
トルク付与機構TFKが発生する力と、トルク付与機構TFKがキャリパCRPから受ける力とが釣り合うと、電気モータMTRの回転運動は停止し、回転角が一定となる。即ち、電気モータMTRはロック状態になる。このロック状態では、特定のコイル、及び、特定のスイッチング素子への通電が継続される。操作量Bpaが大きく、通電量が大である場合、この通電継続による発熱により、電気モータMTR、駆動回路DRVの過度の温度上昇が問題となる。しかし、搖動制御によって、特定のコイル、及び、特定のスイッチング素子への通電継続が回避されるため、電気モータMTR、駆動回路DRVの過熱が抑制され得る。また、電気モータMTRのロック状態は、車両が停止維持されている場合に生じ易い。このため、搖動制御が実行される条件として、「車両が停止していること」が採用される。つまり、搖動制御は、車両の走行中には実行されないため、車両減速度の違和感の問題は生じない。
さらに、搖動制御は、回転角Mkaに基づいて、基準角mksから上限角mkuまでの範囲内で、回転角Mkaが増加、減少するように行われる。したがって、操作量Bpaが一定に保持されている限り、回転角Mkaは基準角mks未満になることはなく、実際の液圧Pcaは、運転者の要求する値よりも減少されることはない。このため、搖動制御が実行されている途中でも、運転者が要求する制動トルクは、確実に維持され得る。
<搖動制御の作用・効果>
図6の時系列線図を参照して、搖動制御の作用・効果について説明する。ここで、運転者は、車両が停止した後に、制動操作量を増加し、その操作状態を維持している状況を想定している。
先ず、運転者が制動操作部材BPを操作量bp1で維持し、走行中の車両が減速される。操作量Bpaは、一定値bp1に維持されているが、車両は停止していない(即ち、Vxa>0)であるため、搖動制御は禁止されている。時点t0にて、車両は停止する。しかしながら、操作量Bpaは、bpx未満であるため、未だ、搖動制御の禁止状態は継続されている。時点t1にて、運転者によって、操作量Bpaが増加され、時点t2以降は、操作量Bpaが一定値bp2に維持される。この操作にしたがって、回転角Mkaは値bp1に対応した値mk0から、値bp2に対応した値にまで増加され、電気モータMTRのロック状態が発生する。
時点t2の直後に、搖動制御の要否条件である、「車両が停止(ステップS120)」、「制動操作中(ステップS130)」、「Bpa≧bpx(ステップS140)」、及び、「操作量Bpaが一定(ステップS150)」の条件が全て満足されるため、搖動制御の開始判定処理が実行され始める。この時点から、所定時間txに亘って、要否条件が満足されるとともに、回転角Mkaが一定状態を継続したため、時点t3にて、搖動制御の実行が開始される。時点t3での回転角Mkaが、基準角mksとして設定される。さらに、基準角mksに基づいて、電気モータMTRの正転方向(即ち、トルク付与機構TFKの吐出液圧が増加する側)に、上限角mkuが設定される。
時点t3(制御開始時点)では、搖動通電量Ifcは増加中ではない(「Ifc=0」である)ため、先ずは、搖動通電量Ifcが増加される。これに応じて、目標通電量Imtが増加され、回転角Mkaが基準角mksから増加される。時点t4までは、「搖動通電量Ifcが増加中である」、且つ、「回転角Mkaが上限角mku以下である」状態が継続されるため、搖動通電量Ifcは徐々に増加され、回転角Mkaも徐々に増加される。
時点t4にて、回転角Mkaが上限角mkuよりも大きくなると、搖動通電量Ifcが減少され始める。これに応じて、目標通電量Imtが減少され、回転角Mkaが上限角mkuから減少される。時点t5までは、「搖動通電量Ifcが増加中ではない」、且つ、「回転角Mkaが基準角mksよりも大きい」状態が継続されるため、搖動通電量Ifcは徐々に減少され、回転角Mkaも徐々に減少される。
時点t5にて、回転角Mkaが基準角mks以下になると、搖動通電量Ifcが増加され始める。これに応じて、目標通電量Imtが増加され、回転角Mkaが基準角mksから増加される。時点t5以降は、時点t3〜t5までの処理が、周期的に繰り返される。
搖動通電量Ifcの増減にしたがって、電気モータMTRの3つの各相(U相、V相、W相)への通電量Iua、Iva、Iwaは変化する。例えば、U相の通電量Iuaは、搖動制御が開始されて、回転角Mkaが増加されると減少され、回転角Mkaが減少されると増加される。電気モータMTRのロック状態において、特定のモータ巻線、スイッチング素子への連続的な通電が、搖動制御によって回避されるため、電気モータMTR、駆動回路DRVにおける過度の温度上昇が抑制され得る。
また、搖動制御は、車両の停止中に行われるため、車両減速度の変動等、運転者への違和感が防止され得る。さらに、制御が開始された時点の回転角mks(基準角)が基準として設定され、それよりも制動液圧が増加する側(即ち、トルク付与機構TFKが発生する力が増加する側)で、搖動制御が行われるため、運転者の制動要求に対して、確実な制動トルクが確保され得る。
<本発明に係るモータ制御装置を備えた制動制御装置の第2の実施形態>
次に、図7の全体構成図を参照して、本発明に係るモータ制御装置MCSを備えた制動制御装置BCSについて説明する。第1の実施形態(図1を参照)では、トルク付与機構TFKは、制動液を介して、車輪WHに制動トルク(制動力)を付与するが、第2の実施形態では、制動液を介さず、直接、機械的に制動トルク(制動力)を付与する点で相違する。したがって、第2の実施形態の説明では、第1の実施形態と相違する部分について主に説明する。なお、第1の実施形態と同一符号が付されたものは、同一部材、同一信号であるため、重複説明は省略される。
第1の実施形態では、操作量Bpaに基づいて、指示液圧(目標値)Pcsが演算されるとともに、実際の液圧(検出値)Pcaと指示液圧Pcsとの偏差ePcに基づく液圧フィードバック制御によって、目標通電量Imtが決定される。即ち、制御変数として、液圧が採用されている。一方、第2の実施形態では、制御変数として押圧力(摩擦部材MSBが回転部材KTBを押す力)が採用される。したがって、制動操作量Bpaに基づいて、指示押圧力(目標値)Fbsが演算されるとともに、実際の押圧力(検出値)Fbaと指示押圧力Fbsとの偏差に基づく押圧力フィードバック制御によって、目標通電量Imtが決定される。
制動制御装置BCSは、入力シャフトSFI、減速機GSK、出力シャフトSFO、ねじ部材NJB、押圧ピストンPSN、及び、押圧力取得手段FBAにて構成されている。電気モータMTRの出力(モータ軸まわりの回転動力)は、入力シャフトSFIを介して、減速機GSKに入力される。減速された回転動力は、減速機GSKから出力シャフトSFOに伝達される。出力シャフトSFOの回転動力(出力シャフト軸まわりのトルク)は、ねじ部材NJBによって、直線動力(押圧ピストンPSNの中心軸方向の推力)に変換され、押圧ピストンPSNに伝達される。ここで、減速機GSK、及び、ねじ部材NJBが、動力伝達機構DDKに相当する。
押圧ピストンPSNは、回転部材KTBに摩擦部材MSBを押し付けて摩擦力を発生させる。押圧ピストンPSNが摩擦部材MSBを押す力(押圧力)Fbaを取得(検出)するため、押圧力取得手段(押圧力センサ)FBAが設けられる。そして、上述したように、押圧力の実際値Fbaが目標値Fbsに一致するよう、押圧力フィードバック制御が実行される。なお、第2の実施形態では、減速機GSK、ねじ部材NJB、押圧ピストンPSN、及び、押圧力センサFBAが、「トルク付与機構TFK」に相当する。
第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様の搖動制御が行われる。このため、第1の実施形態と同様の効果(電気モータMTR、駆動回路DRVの過熱抑制、運転者の違和感防止、制動力の確保)を奏する。
BP…制動操作部材、TFK…トルク付与機構、CLU…U相コイル、CLV…V相コイル、CLW…W相コイル、MTR…電気モータ、DRV…駆動回路、CTL…制御手段(コントローラ)、MKA…回転角センサ、Mka…回転角、mks…基準角、mku…上限角。

Claims (2)

  1. 車両の車輪にトルクを付与する付与機構を駆動し、3つのコイルを有する電気モータと、
    前記3つのコイルに個別に電流を供給する駆動回路と、
    前記車両の操作部材の操作量に基づいて前記駆動回路を制御して、前記電気モータの出力を調整するコントローラと、
    を備える車両のモータ制御装置において、
    前記コントローラは、
    前記車両が停止している場合に、
    前記操作量が一定であり、前記付与機構が発生する力と前記付与機構が受ける力とが均衡して前記電気モータの回転運動が停止した後に、
    前記操作量が一定の状態が継続されても前記電気モータの回転運動を周期的に増減する搖動制御を実行する、車両のモータ制御装置。
  2. 請求項1に記載の車両のモータ制御装置であって、
    前記電気モータの回転角を検出する回転角センサを備え、
    前記コントローラは、
    前記電気モータの回転運動が停止した時点の前記回転角を基準角として設定し、
    前記基準角に基づいて、前記付与機構が発生する力が増加する側に上限角を設定し、
    前記回転角が、前記基準角から前記上限角までの範囲内で前記搖動制御を実行する、車両のモータ制御装置。
JP2016027234A 2016-02-16 2016-02-16 車両のモータ制御装置 Expired - Fee Related JP6477534B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016027234A JP6477534B2 (ja) 2016-02-16 2016-02-16 車両のモータ制御装置
DE112017000847.6T DE112017000847T5 (de) 2016-02-16 2017-02-15 Motorsteuerungsvorrichtung eines Fahrzeugs
PCT/JP2017/005434 WO2017141939A1 (ja) 2016-02-16 2017-02-15 車両のモータ制御装置
US15/998,744 US10562399B2 (en) 2016-02-16 2017-02-15 Motor control device of vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016027234A JP6477534B2 (ja) 2016-02-16 2016-02-16 車両のモータ制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017147827A true JP2017147827A (ja) 2017-08-24
JP6477534B2 JP6477534B2 (ja) 2019-03-06

Family

ID=59625160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016027234A Expired - Fee Related JP6477534B2 (ja) 2016-02-16 2016-02-16 車両のモータ制御装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10562399B2 (ja)
JP (1) JP6477534B2 (ja)
DE (1) DE112017000847T5 (ja)
WO (1) WO2017141939A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110435881A (zh) * 2019-08-20 2019-11-12 中航飞机起落架有限责任公司 一种用于飞机前轮电动转弯和减摆的复合控制方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111277200B (zh) * 2020-02-12 2021-10-22 杭州电子科技大学 一种电机绕组温度估计及保护方法
DE102020211994A1 (de) * 2020-09-24 2022-03-24 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betreiben eines Elektromotors, Steuergerät, Kolbenpumpe

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11215687A (ja) * 1998-01-26 1999-08-06 Nissan Motor Co Ltd 電気自動車の過負荷防止装置
JP2005247078A (ja) * 2004-03-03 2005-09-15 Honda Motor Co Ltd 電動ステアリング装置
JP2008068650A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Toyota Motor Corp 車両用サスペンションシステム
JP2012080667A (ja) * 2010-10-01 2012-04-19 Shinano Kenshi Co Ltd 電動機の駆動制御方法
WO2016182049A1 (ja) * 2015-05-13 2016-11-17 株式会社アドヴィックス 車両のモータ制御装置、及び車両の電動制動装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010246207A (ja) 2009-04-02 2010-10-28 Toyota Motor Corp 交流電動機の制御装置
JP5094797B2 (ja) * 2009-08-07 2012-12-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 直流電源平滑用コンデンサーの放電回路
JP5624810B2 (ja) * 2010-06-28 2014-11-12 シナノケンシ株式会社 電動機の駆動制御方法
JP5321614B2 (ja) * 2011-02-28 2013-10-23 株式会社デンソー 回転機の制御装置
JP5857733B2 (ja) * 2011-12-26 2016-02-10 アイシン精機株式会社 車両の制動装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11215687A (ja) * 1998-01-26 1999-08-06 Nissan Motor Co Ltd 電気自動車の過負荷防止装置
JP2005247078A (ja) * 2004-03-03 2005-09-15 Honda Motor Co Ltd 電動ステアリング装置
JP2008068650A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Toyota Motor Corp 車両用サスペンションシステム
JP2012080667A (ja) * 2010-10-01 2012-04-19 Shinano Kenshi Co Ltd 電動機の駆動制御方法
WO2016182049A1 (ja) * 2015-05-13 2016-11-17 株式会社アドヴィックス 車両のモータ制御装置、及び車両の電動制動装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110435881A (zh) * 2019-08-20 2019-11-12 中航飞机起落架有限责任公司 一种用于飞机前轮电动转弯和减摆的复合控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017141939A1 (ja) 2017-08-24
US10562399B2 (en) 2020-02-18
JP6477534B2 (ja) 2019-03-06
US20190202308A1 (en) 2019-07-04
DE112017000847T5 (de) 2018-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5968805B2 (ja) モータ装置およびモータ駆動装置
US11001242B2 (en) Braking control device for vehicle
US9403519B2 (en) Vehicle brake system
CN108883761B (zh) 车辆的制动控制装置
JP6477534B2 (ja) 車両のモータ制御装置
US11407391B2 (en) Braking control device for vehicle
JP6699228B2 (ja) 車両の制動制御装置
JP6508112B2 (ja) 車両の制動制御装置
WO2018062097A1 (ja) 電動ブレーキ装置
JP6634868B2 (ja) 車両のモータ制御装置
JP2017147826A (ja) 車両のモータ制御装置
JP2018052145A (ja) 車両の制動制御装置
JP6707981B2 (ja) 車両の制動制御装置
JP6662100B2 (ja) 車両の制動制御装置
JP6821939B2 (ja) 車両の制動制御装置
JP6084600B2 (ja) 車両用制動装置
JP6143738B2 (ja) 車両用制動装置
JP6855708B2 (ja) 車両の制動制御装置
JP6707961B2 (ja) 車両の制動制御装置
JP6648655B2 (ja) 車両の制動制御装置
JP6816381B2 (ja) 圧力調整ユニット、及び、該ユニットを備える車両の制動制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181002

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181127

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190121

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6477534

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees