JP4620709B2 - 車載用アクチュエータシステム - Google Patents
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Description
(数式1) ペダル反力 = 剛性反力 + 粘性反力
(数式2)q軸電流=K1×(目標の操作反力−操作力+メカ機構による抵抗力)+加減速に使われる電流
(数式3)q軸電流=K1×(目標の操作反力−操作力+パッシブ反力+メカ機構による抵抗力)+加減速に使われる電流
(数式4)q軸電流=K2×(目標の推力+メカ機構による抵抗力)+加減速に使われる電流
(数式6)Iq=Aq×(−Iu×sinθ−Iv×sin(θ−2π/3)−Iw×sin(θ+2π/3))
(数式7)Vd=Kp×(Idc−Id)+Ki×∫(Idc−Id)dt
(数式8)Vq=Kp×(Iqc−Iq)+Ki×∫(Iqc−Iq)dt
ここで、Kp、Kiは制御ゲインである。Kp、Kiは、数式7と数式8で異なる値を用いてもよい。
(数式9)Vu=Au×(Vd×cosθ−Vq×sinθ)
(数式10)Vv=Av×(Vd×cos(θ−2π/3)−Vq×sin(θ−2π/3))
(数式11)Vw=Aw×(Vd×cos(θ+2π/3)−Vq×sin(θ+2π/3))
ここで、Au、Av、Awは、一般的には√(2/3)となる比例定数である。PWN変調606、607、608は、各相の電圧を、パルス幅変調してそれぞれの上または下アームのパルス信号に変換する。
(数12)Id=±√(Iq×Iq+T×ω/R+Welse/R)
ここで、Rは電動機の相抵抗であり、電動機の巻き線抵抗に場合によっては、インバータ回路におけるスイッチング素子や、インバータ回路と電動機間のハーネス抵抗が含まれる抵抗値である。Tは電動機が出力するトルク、ωは電動機の回転速度である。また、Welseは、その他の電力で、インバータのスイッチング損失や車両電源系統とインバータの間の抵抗による熱損失、電動機の鉄損等が含まれる。
102 制御装置、
103 操作入力部、
104 電源経路、
105 通信経路、
111,121,131,141 電動キャリパ装置、
113 制御装置、
145 車両電源系統、
146 車両通信系統、
151 駆動装置(エンジン)、
161,162 蓄電手段、
721 本発明の制御手段が電動機を制御しない場合の推力、
722 同じくピストン速度、
723 同じくトルク、
724 同じくq軸電流、
725 同じくd軸電流、
726 同じく発電電流、
731 本発明の制御手段が電動機を制御した場合の推力、
732 同じくピストン速度、
733 同じくトルク、
734 同じくq軸電流、
735 同じくd軸電流、
736 同じく発電電流、
740 同じく発電電流
Claims (11)
- 三相電流によって駆動する電動機と、前記電動機を駆動するためのスイッチング素子を有するインバータ回路を備え、前記電動機及び前記インバータ回路に電力を供給する電源系統が前記インバータ回路に接続されて、前記スッチング素子の駆動を制御することにより、前記電動機に流れる電流又は前記電動機に印加される電圧を制御する制御手段を備えた車載用アクチュエータシステムにおいて、
前記電動機は、操作入力装置又は車両出力装置に備えられるものであって、前記制御手段は、静的に操作入力又は車両出力の大きさに基づいた力又はトルクを発生させ、動的には操作入力の変化量又は車両出力の変化量に基づいた力又はトルクを発生させると共に、前記制御手段は、前記電動機において所望の力又はトルクを回転速度で制御する際に、前記電動機が電動機の回転速度が減じる方向にトルク又は力を発生させている場合に、前記電動機に流れる三相電流の位相を進めるか若しくは遅らせるように制御するか、又は前記電動機に流れる三相電流の実効値に対する発生トルクの割合が小さくなるように制御するか、又は前記電動機にd軸電流を流し、
前記インバータ回路から前記電源系統へ電流が流れないように、前記インバータ回路と前記電源系統の間に半導体を備えて、
前記制御手段は、前記電動機が、常に、前記電源系統から電力供給されるか又は前記電源系統へ電力を供給しない状態となるように制御することを特徴とする車載用アクチュエータシステム。 - 請求項1に記載された車載用アクチュエータシステムにおいて、
前記電動機が発生しているトルク又は力と前記電動機が回転している回転方向が反対である場合に、前記制御手段は、前記電動機に流れる三相電流の位相を進めるか若しくは遅らせるように制御するか、又は前記電動機に流れる三相電流の実効値に対する発生トルクの割合が小さくなるように制御するか、又は前記電動機にd軸電流を流すことを特徴とする車載用アクチュエータシステム。 - 請求項1又は2に記載された車載用アクチュエータシステムにおいて、
前記電源系統は、他の電源系統からの電力を昇圧又は降圧して、前記インバータ回路に供給できるが、前記インバータ回路からの電力を前記他の電源系統へ供給できない電源系統となっていることを特徴とする車載用アクチュエータシステム。 - 請求項1又は2に記載された車載用アクチュエータシステムにおいて、
前記電動機は、操作入力装置又は車両出力装置に備えられるものであって、前記電動機がシステムを構成する部材又は人力又は他のアクチュエータシステムから外力を受け、前記インバータ回路による制御が行われない場合に、前記電動機が外力により回される構成となっていることを特徴とする車載用アクチュエータシステム。 - 請求項1又は4に記載された車載用アクチュエータシステムにおいて、
前記電動機が外力により外力と同じ方向に回され、かつ、前記電動機が外力に逆らうように力又はトルクを発生する場合に、前記制御手段は、前記電動機に流れる三相電流の位相を進めるか若しくは遅らせるように制御するか、又は前記電動機に流れる三相電流の実効値に対する発生トルクの割合が小さくなるように制御するか、又は前記電動機に流れるd軸電流を流すことを特徴とする車載用アクチュエータシステム。 - 請求項1又は4に記載された車載用アクチュエータシステムにおいて、
前記電動機のトルクと回転速度の積が負であって、予め定められた所定の閾値よりも負の方向に大きい場合に、前記制御手段は、前記電動機に流れる三相電流の位相を進めるか若しくは遅らせるように制御するか、又は前記電動機に流れる三相電流の実効値に対する発生トルクの割合が小さくなるように制御するか、又は前記電動機にd軸電流を流すことを特徴とする車載用アクチュエータシステム。 - 請求項1又は4に記載された車載用アクチュエータシステムにおいて、
前記電動機に流れるq軸電流と回転速度の積が、負であって予め定められた閾値よりも負の方向に大きい場合に、前記制御手段は、前記電動機に流れる三相電流の位相を進めるか若しくは遅らせるように制御するか、又は前記電動機に流れる三相電流の実効値に対する発生トルクの割合が小さくなるように制御するか、又は前記電動機にd軸電流を流すことを特徴とする車載用アクチュエータシステム。 - 請求項5から7のいずれかの請求項に記載された車載用アクチュエータシステムにおいて、
前記電動機が外力によって回される場合に、前記電動機に電流が流れていない場合の回転速度より遅い回転速度になるように、前記制御手段が前記電動機を制御している場合に、前記制御手段は、前記電動機に流れる三相電流の位相を進めるか又は遅らせるように制御するか、又は前記電動機に流れる三相電流の実効値に対する発生トルクの割合が小さくなるように制御するか、又は前記電動機にd軸電流を流すことを特徴とする車載用アクチュエータシステム。 - 請求項5から7のいずれかの請求項に記載された車載用アクチュエータシステムにおいて、
前記操作入力手段がペダルであり、該ペダルの踏み込み速度とペダル反力の積が負であって予め定められた閾値よりも負の方向に大きい場合に、前記制御手段は前記電動機に流れる三相電流の位相を進めるか若しくは遅らせるように制御するか、又は前記電動機に流れる三相電流の実効値に対する発生トルクの割合が小さくなるように制御するか、又は前記電動機にd軸電流を流すことを特徴とする車載用アクチュエータシステム。 - 請求項9に記載された車載用アクチュエータシステムにおいて、
前記ペダルは、ブレーキペダル又はアクセルペダルであり、前記電動機が主としてペダル反力を発生させることを特徴とする車載用アクチュエータシステム。 - 請求項5から7のいずれかの請求項に記載された車載用アクチュエータシステムにおいて、
前記車載用アクチュエータシステムが電動キャリパ装置であって、前記電動機が主として制動力を発生させることを特徴とする車載用アクチュエータシステム。
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