JP6082945B2 - Electric braking device for vehicle - Google Patents

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本発明は、車両の電動制動装置に関する。   The present invention relates to an electric braking device for a vehicle.

特許文献1には、「一の電源が故障した場合にも各車載用電気機器に所要の電力を供給することが可能な車両用電源供給装置を提供する」ことを目的に、「車体に搭載された一の電源から第1の所定の車載用電気機器へ第1の電気エネルギを供給する第1の系統と、車体に搭載された他の電源から第2の所定の車載用電気機器へ第2の電気エネルギを供給する第2の系統と、前記第2の電気エネルギを前記第1の電気エネルギに変換して前記第1の系統に供給する変換供給手段と、を備える」ことが記載されている。   Patent Document 1 states that “it is mounted on a vehicle body for the purpose of providing a vehicle power supply device capable of supplying required electric power to each in-vehicle electrical device even when one power source fails”. A first system for supplying the first electrical energy to the first predetermined vehicle-mounted electrical device from the one power source that has been connected, and a second power source mounted on the vehicle body to the second predetermined vehicle-mounted electrical device. A second system for supplying the second electrical energy, and conversion supply means for converting the second electrical energy into the first electrical energy and supplying the first electrical energy to the first system ”. ing.

さらに、特許文献1には、「前記一の電源及び前記他の電源のそれぞれの電気エネルギ残存量を検出する残存エネルギ検出手段と、各電源の電気エネルギ残存量に基づいて前記一の電源又は前記変換供給手段の何れか一方を選択して前記第1の系統へ接続する電源選択手段と、を備える」ことが記載されている。   Further, in Patent Document 1, “the remaining energy detecting means for detecting the remaining electric energy of each of the one power source and the other power source, and the one power source or the above based on the remaining electric energy of each power source, And a power supply selection unit that selects any one of the conversion supply units and connects to the first system ”.

特許文献2には、「車体側と車輪側とを電気的に接続する電力線のコストを低減し、安価なブレーキ装置を提供する」ことを目的として、「通信回路、制御回路、及びモータを駆動する駆動回路を備えた駆動制御装置を車輪側に設置し、車体側から2本の電力線を介して駆動制御装置に電力を供給して車輪に搭載されたモータを駆動し、制動力を発生する」ことが記載されている。   In Patent Document 2, “communication circuit, control circuit, and motor are driven” for the purpose of “reducing the cost of the power line for electrically connecting the vehicle body side and the wheel side and providing an inexpensive brake device”. A drive control device equipped with a drive circuit is installed on the wheel side, and power is supplied from the vehicle body side to the drive control device via two power lines to drive a motor mounted on the wheel to generate a braking force. Is described.

特許文献1に例示される複数の電源を備えた車両において、特許文献2に例示される電動制動装置が採用されると、その装置には2系統の電力線が必要とされる。また、その装置の最大出力に応じた電力が電力線を介して供給される場合においても電力線の両端間の電圧降下を極力小さくするためには、或る程度太い(断面積が大きい)電力線が必要となる。電力線が太いと、電力線が屈曲し難くなる。車輪は、サスペンションを介して、車体に対して相対的に変位する。従って、電動制動装置において、車体側と車輪側とを電気的に接続する電力線が屈曲し易い構成が切望されている。   In a vehicle having a plurality of power sources exemplified in Patent Document 1, when the electric braking device exemplified in Patent Document 2 is adopted, two power lines are required for the device. Even when power corresponding to the maximum output of the device is supplied via the power line, a power line that is somewhat thick (having a large cross-sectional area) is required to minimize the voltage drop across the power line. It becomes. If the power line is thick, the power line is difficult to bend. The wheel is displaced relative to the vehicle body via the suspension. Therefore, in the electric braking device, a configuration in which a power line that electrically connects the vehicle body side and the wheel side is easily bent is desired.

特開2000−312444号公報JP 2000-31444 A 特許第4154883号公報Japanese Patent No. 4154833

本発明は、上記問題に対処するためになされたものであり、その目的は、車体側と車輪側とを電気的に接続する電力線が屈曲し易い電動制動装置を提供することにある。   The present invention has been made to cope with the above problem, and an object thereof is to provide an electric braking device in which a power line that electrically connects the vehicle body side and the wheel side is easily bent.

本発明に係る車両の電動制動装置は、車両の車輪(WHL)に固定された回転部材(KTB)と、前記車輪(WHL)側に設けられた電気モータ(MTR)と、前記電気モータ(MTR)の駆動トルクを利用して前記回転部材(KTB)を押圧して、前記車輪(WHL)に制動トルクを発生させる摩擦部材(MSB)と、前記車両の車体(BDY)側に設けられ、前記電気モータ(MTR)に給電する車体電源(BBD、ALT)と、前記車両の運転者による制動操作に基づいて前記電気モータ(MTR)の通電目標値(Imt)を演算し、前記通電目標値(Imt)に基づいて前記電気モータ(MTR)を制御する制御手段(CTL)と、を備える。   An electric braking device for a vehicle according to the present invention includes a rotating member (KTB) fixed to a vehicle wheel (WHL), an electric motor (MTR) provided on the wheel (WHL) side, and the electric motor (MTR). ) Is applied to the vehicle body (BDY) side of the vehicle, and the friction member (MSB) that presses the rotating member (KTB) using the driving torque of the wheel (WHL) to generate braking torque. An energization target value (Imt) of the electric motor (MTR) is calculated based on a vehicle body power supply (BBD, ALT) that supplies power to the electric motor (MTR) and a braking operation by the driver of the vehicle, and the energization target value ( Control means (CTL) for controlling the electric motor (MTR) based on Imt).

この装置の特徴は、前記車輪(WHL)側に設けられ、前記電気モータ(MTR)に給電する車輪電源(BWH)を備え、前記制御手段(CTL)が、前記通電目標値(Imt)が第1しきい値(imx)未満の場合には、前記車体電源(BBD、ALT)のみを用いて前記電気モータ(MTR)を駆動し、前記通電目標値(Imt)が前記第1しきい値(imx)以上の場合には、前記車体電源(BBD、ALT)、及び、前記車輪電源(BWH)を用いて前記電気モータ(MTR)を駆動するように構成されたことにある。   The device is characterized in that it is provided on the wheel (WHL) side and includes a wheel power source (BWH) for supplying electric power to the electric motor (MTR). The control means (CTL) has a current supply target value (Imt) of the first. When it is less than one threshold value (imx), the electric motor (MTR) is driven using only the vehicle body power supply (BBD, ALT), and the energization target value (Imt) is the first threshold value (Imt). In the case of imx) or more, the electric motor (MTR) is driven using the vehicle body power supply (BBD, ALT) and the wheel power supply (BWH).

これによれば、制動トルクの応答性が、然程、必要とされない通常の制動要求時(Imt<imx)には、車体電源BBDのみから電力が供給されて、電気モータMTRが駆動される。一方、制動トルクの応答性が要求される急制動の要求時(Imt≧imx)には、車体電源BBDに加えて、車輪電源BWHからも電力が供給されて、電気モータMTRが駆動される。換言すれば、電気モータMTRに多大な電力が必要な場合には、車輪電源BWHから電力が補助される。従って、車体電源BBDからの多大な電力が「車体側と車輪側とを電気的に接続する電力線」を介して電気モータMTRに供給される事態を想定する必要がない。この結果、前記電力線として、比較的細い配線(断面積が小さい導線)が採用され得る。この結果、電力線(配線)の屈曲性が確保され得る。   According to this, at the time of a normal braking request where the response of the braking torque is not so necessary (Imt <imx), electric power is supplied only from the vehicle body power supply BBD, and the electric motor MTR is driven. On the other hand, when sudden braking is required (Imt ≧ imx) where braking torque response is required, electric power is supplied from the wheel power source BWH in addition to the vehicle body power source BBD, and the electric motor MTR is driven. In other words, when a large amount of electric power is required for the electric motor MTR, electric power is assisted from the wheel power source BWH. Therefore, it is not necessary to assume a situation in which a large amount of power from the vehicle body power supply BBD is supplied to the electric motor MTR via the “power line that electrically connects the vehicle body side and the wheel side”. As a result, a relatively thin wiring (a conducting wire having a small cross-sectional area) can be adopted as the power line. As a result, the flexibility of the power line (wiring) can be ensured.

この装置では、前記制御手段(CTL)が、「前記電気モータ(MTR)から前記摩擦部材(MSB)までの制動トルクの発生に関係して運動する力伝達機構」の慣性の影響を補償する慣性補償通電量(Ikt)を演算し、前記慣性補償通電量(Ikt)に基づいて前記通電目標値(Imt)を演算するように構成され得る。この場合、前記制御手段(CTL)は、「前記通電目標値(Imt)が増加しながら前記第1しきい値(imx)に達した時点」から、「その後において前記通電目標値(Imt)が減少しながら前記第1しきい値(imx)よりも小さい第2しきい値(imy)に達した時点(t3)から所定時間(tx)が経過した時点(t5)」までの間、前記車体電源(BBD、ALT)、及び、前記車輪電源(BWH)を用いて前記電気モータ(MTR)を駆動するように構成されることが好適である。   In this apparatus, the control means (CTL) compensates for the influence of inertia of the “force transmission mechanism that moves in relation to generation of braking torque from the electric motor (MTR) to the friction member (MSB)”. A compensation energization amount (Ikt) may be calculated, and the energization target value (Imt) may be calculated based on the inertia compensation energization amount (Ikt). In this case, the control means (CTL) determines that the energization target value (Imt) is “after that, when the energization target value (Imt) reaches the first threshold value (imx) while increasing the energization target value (Imt)”. From the time point (t3) when the second threshold value (imy) smaller than the first threshold value (imx) is reached while decreasing, until the time point (t5) when a predetermined time (tx) has passed " It is preferable that the electric motor (MTR) is driven using a power source (BBD, ALT) and the wheel power source (BWH).

前記力伝達機構(特に、電気モータMTR)の慣性を補償する制御(以下、「慣性補償制御」と呼ぶ)が実行される場合を想定する。慣性補償制御の詳細については後述する。この場合、Imt≧imxの条件が満足される場合には、慣性補償制御が終了された後に(即ち、Imt<imy(<imx)となった後に)、再度、Imt≧imxの条件が満足される蓋然性が高い(後述する図5(a)を参照)。上記構成は係る知見に基づく。上記構成では、Imt<imyとなった時点(t3)では車輪電源BWHからの給電補助が終了されず、その時点から所定時間txが継続された時点(t5)にて車輪電源BWHからの給電補助が終了される。この結果、電力の供給元となる電源の煩雑な切り替えが抑制され得る。なお、第2しきい値imyは、第1しきい値imxよりも小さい値に設定されるため、目標通電量Imtが、値imx近傍で微少に変化する場合における、判定のハンチング(乱調)も抑制され得る。   It is assumed that control for compensating the inertia of the force transmission mechanism (in particular, the electric motor MTR) (hereinafter referred to as “inertia compensation control”) is executed. Details of the inertia compensation control will be described later. In this case, when the condition of Imt ≧ imx is satisfied, after the inertia compensation control is completed (that is, after Imt <imy (<imx)), the condition of Imt ≧ imx is satisfied again. (See FIG. 5A described later). The above configuration is based on such knowledge. In the above configuration, power supply assistance from the wheel power supply BWH is not terminated at the time point (t3) when Imt <imy, and power supply assistance from the wheel power supply BWH at a time point (t5) when the predetermined time tx is continued from that time point. Is terminated. As a result, complicated switching of the power source serving as the power supply source can be suppressed. Since the second threshold value imy is set to a value smaller than the first threshold value imx, the determination hunting (disturbance) when the target energization amount Imt slightly changes near the value imx is also performed. Can be suppressed.

本発明の実施形態に係る車両の電動制動装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an electric braking device for a vehicle according to an embodiment of the present invention. 図1に示した電子制御ユニット、車体電源、及び、制動手段の全体構成図である。FIG. 2 is an overall configuration diagram of an electronic control unit, a vehicle body power supply, and braking means illustrated in FIG. 1. ブラシ付きモータが採用される場合の駆動手段の機能ブロック図、及び、電気回路図である。It is a functional block diagram of a drive means in case a motor with a brush is adopted, and an electric circuit diagram. 電気モータへの電力の供給について説明するための図である。It is a figure for demonstrating supply of the electric power to an electric motor. 車輪電源による給電補助について説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the electric power feeding assistance by a wheel power supply.

以下、本発明の実施形態に係る車両の電動制動装置について図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, an electric braking device for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

<本発明の実施形態に係る車両の電動制動装置の全体構成>
図1は、本発明の実施形態に係る電動制動装置の車両への搭載状態を示す。電動制動装置は、運転者の制動操作部材(例えば、ブレーキペダル)の操作量に応じて、車輪に制動トルクを与えることによって車輪に制動力を発生し、走行中の車両を減速する。
<Overall Configuration of Electric Brake Device for Vehicle according to Embodiment of the Present Invention>
FIG. 1 shows a state where an electric braking device according to an embodiment of the present invention is mounted on a vehicle. The electric braking device generates a braking force on the wheel by applying a braking torque to the wheel according to an operation amount of a braking operation member (for example, a brake pedal) by the driver, and decelerates the traveling vehicle.

車体電源(第1電源)BBDが、車体BDYに設けられる(固定される)。車体電源(蓄電池、Battery)BBDは、電子制御ユニットECU、及び、制動手段(ブレーキアクチュエータ)BRKに電力を供給する。さらに、オルタネータALTが、車体BDYに設けられる。車体電源BBDは、オルタネータALTによって充電される。   A vehicle body power supply (first power supply) BBD is provided (fixed) to the vehicle body BDY. The vehicle body power supply (storage battery) BBD supplies electric power to the electronic control unit ECU and the braking means (brake actuator) BRK. Further, an alternator ALT is provided on the vehicle body BDY. The vehicle body power supply BBD is charged by the alternator ALT.

電子制御ユニットECUが、車体BDYに設けられる(固定される)。電子制御ユニットECUでは、制動操作量Bpaに基づいて電気モータMTRの駆動信号が演算され、信号線(例えば、シリアル通信バス)SCBを介して、BRK内の駆動手段(MTRを駆動する電気回路)DRVに送信される。電気モータMTRを駆動する電力は、車体電源BBDから、ECU、及び、車体電力線PBDを介して、DRVに供給される。   An electronic control unit ECU is provided (fixed) on the vehicle body BDY. In the electronic control unit ECU, the drive signal of the electric motor MTR is calculated based on the braking operation amount Bpa, and the drive means (electric circuit for driving the MTR) in the BRK via the signal line (for example, serial communication bus) SCB. Sent to DRV. Electric power for driving the electric motor MTR is supplied from the vehicle body power supply BBD to the DRV via the ECU and the vehicle body power line PBD.

駆動手段DRVが、キャリパCPR内に設けられる(固定される)。駆動手段DRVは、電気モータMTRを駆動するための駆動回路(電気回路)であり、制御手段CTL、スイッチング素子(例えば、MOS−FET)にて構成されるブリッジ回路HBR、ノイズ低減回路NIZ、及び、車輪電源BWHにて構成される。DRV内にプログラムされる制御手段CTLでは、ECUから送信されるMTRの駆動信号(例えば、目標押圧力Fbt)に基づいて、スイッチング素子が駆動され、MTRの回転方向、及び、回転動力が制御される。   Driving means DRV is provided (fixed) in the caliper CPR. The drive means DRV is a drive circuit (electric circuit) for driving the electric motor MTR, and includes a control means CTL, a bridge circuit HBR composed of switching elements (for example, MOS-FET), a noise reduction circuit NIZ, and And wheel power source BWH. In the control means CTL programmed in the DRV, the switching element is driven based on the MTR drive signal (for example, the target pressing force Fbt) transmitted from the ECU, and the rotational direction and rotational power of the MTR are controlled. The

通常の制動要求時(後述するImt<imxの場合)には、電気モータMTRを駆動するための電力は、車体電源(第1電源)BBDからDRV(即ち、スイッチング素子を経由してMTR)に供給される。この給電は、ECU、及び、車体電力線PBDを介して行われる。また、急制動の要求時(後述するImt≧imxの場合)には、電気モータMTRへの給電は、車体電源BBDに加え、車輪電源(第2電源)BWHによって行われる。   At the time of normal braking request (when Imt <imx described later), electric power for driving the electric motor MTR is supplied from the vehicle body power supply (first power supply) BBD to DRV (that is, MTR via the switching element). Supplied. This power supply is performed via the ECU and the vehicle body power line PBD. Further, when sudden braking is requested (when Imt ≧ imx described later), electric power is supplied to the electric motor MTR by the wheel power source (second power source) BWH in addition to the vehicle body power source BBD.

車輪電源(第2電源)BWHは、車体電源(第1電源)BBDからの通電によって、通常走行時(制動が要求されない時)に充電される。この充電(BBDからBWHへの給電)は、ECU、及び、車体電力線PBDを介して行われる。信号線(例えば、シリアル通信バス)SCB、及び、車体電力線PBDを総称して「配線(ワイヤハーネス)」と称呼する。   The wheel power source (second power source) BWH is charged during normal running (when braking is not required) by energization from the vehicle body power source (first power source) BBD. This charging (power feeding from BBD to BWH) is performed through the ECU and the vehicle body power line PBD. The signal line (for example, serial communication bus) SCB and the vehicle body power line PBD are collectively referred to as “wiring (wire harness)”.

車体電力線PBDが、信号線(通信線)SCBとしても利用される電力線通信が採用され得る。この場合には、SCBはPBDに統合され(即ち、SCBが省略され)、電気モータの駆動信号はPBDに重畳されて、DRVに送信される。ここで、電力線通信は、電力線搬送通信(PLC:Power Line Communication)とも称呼される。電力線通信の採用によって、電源配線PBDを利用して高速なデータ通信を行う通信システムが得られる。   Power line communication in which the vehicle body power line PBD is also used as a signal line (communication line) SCB may be employed. In this case, the SCB is integrated into the PBD (that is, the SCB is omitted), and the electric motor drive signal is superimposed on the PBD and transmitted to the DRV. Here, power line communication is also referred to as power line communication (PLC). By adopting power line communication, a communication system that performs high-speed data communication using the power supply wiring PBD can be obtained.

サスペンションアーム(例えば、アッパアームUAM、ロアアームLAM)は、一方側が、車両の車体BDYに取り付けられ、他方側がナックルNKLに取り付けられている。コイルスプリングSPR、及び、ショックアブソーバSHAは、サスペンションアーム、又は、ナックルNKLに取り付けられている。コイルスプリングSPR、及び、ショックアブソーバSHAによって、車輪WHLは、車体BDYに懸架されている。サスペンションアーム、SPR、NKL、及び、SHAは、公知の懸架装置を構成する部材である。   One side of the suspension arm (for example, the upper arm UAM, the lower arm LAM) is attached to the vehicle body BDY of the vehicle, and the other side is attached to the knuckle NKL. The coil spring SPR and the shock absorber SHA are attached to a suspension arm or a knuckle NKL. The wheel WHL is suspended from the vehicle body BDY by the coil spring SPR and the shock absorber SHA. The suspension arm, SPR, NKL, and SHA are members constituting a known suspension device.

ハブベアリングユニットHBUは、ナックルNKLに固定される。ハブベアリングユニットHBU内のハブベアリングにて、車輪WHLが支持される。車輪WHLには、回転部材(ブレーキディスク)KTBが固定され、KTBはWHLと一体となって回転される(即ち、KTBの回転軸とWHLの回転軸は同軸である)。   The hub bearing unit HBU is fixed to the knuckle NKL. The wheel WHL is supported by a hub bearing in the hub bearing unit HBU. A rotating member (brake disc) KTB is fixed to the wheel WHL, and the KTB is rotated integrally with the WHL (that is, the rotating shaft of the KTB and the rotating shaft of the WHL are coaxial).

マウンティングブラケットMTBは、ナックルNKLに、締結部材(例えば、ボルト)TK1、TK2(図示せず)によって、固定されている。キャリパCPRが、スライドピンGD1、GD2(図示せず)を介して、MTBに取り付けられる。ブレーキキャリパCPRは、浮動型キャリパであり、2つの摩擦部材(ブレーキパッド)MSBを介して、回転部材(ブレーキディスク)KTBを挟み込むように構成される。具体的には、スライドピンGD1、GD2がマウンティングブラケットMTBに固定され、GD1、GD2に沿って、キャリパCRP内の押圧部材(ピストン)PSNが回転部材KTBに向けて、電気モータMTRによってスライドされる。   The mounting bracket MTB is fixed to the knuckle NKL by fastening members (for example, bolts) TK1 and TK2 (not shown). A caliper CPR is attached to the MTB via slide pins GD1, GD2 (not shown). The brake caliper CPR is a floating caliper and is configured to sandwich a rotating member (brake disk) KTB via two friction members (brake pads) MSB. Specifically, the slide pins GD1 and GD2 are fixed to the mounting bracket MTB, and the pressing member (piston) PSN in the caliper CRP is slid by the electric motor MTR along the GD1 and GD2 toward the rotating member KTB. .

<電子制御ユニットECU、車体電源BBD、及び、制動手段BRKの全体構成>
図2に示すように、この電動制動装置を備える車両には、制動操作部材BP、電子制御ユニットECU、車体電源(蓄電池等)BBD、及び、制動手段(ブレーキアクチュエータ)BRKが備えられる。ここで、ECUとBRKとは、ECU側コネクタCNB、及び、BRK側コネクタCNCを介して、信号線(シグナル線)SCB、及び、車体電力線(パワー線)PBDによって接続される。BRKにはECUから、MTRの駆動信号、及び、電力が供給される。
<Whole structure of electronic control unit ECU, vehicle body power supply BBD, and braking means BRK>
As shown in FIG. 2, a vehicle including this electric braking device includes a braking operation member BP, an electronic control unit ECU, a vehicle body power supply (storage battery, etc.) BBD, and a braking means (brake actuator) BRK. Here, the ECU and BRK are connected by a signal line (signal line) SCB and a vehicle body power line (power line) PBD via an ECU side connector CNB and a BRK side connector CNC. The BRK is supplied with an MTR drive signal and electric power from the ECU.

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。BPの操作量に基づいて、制動手段(ブレーキアクチュエータ)BRKが、車輪WHLの制動トルクを調整し、車輪WHLに制動力が発生され、走行中の車両が減速される。   The braking operation member (for example, brake pedal) BP is a member that the driver operates to decelerate the vehicle. Based on the operation amount of BP, the braking means (brake actuator) BRK adjusts the braking torque of the wheel WHL, the braking force is generated on the wheel WHL, and the running vehicle is decelerated.

制動操作部材BPには、制動操作量取得手段BPAが設けられる。制動操作量取得手段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。制動操作量取得手段BPAとして、マスタシリンダ(図示せず)の圧力を検出するセンサ(圧力センサ)、制動操作部材BPの操作力、及び/又は、変位量を検出するセンサ(ブレーキペダル踏力センサ、ブレーキペダルストロークセンサ)が採用される。   The braking operation member BP is provided with a braking operation amount acquisition means BPA. The operation amount (braking operation amount) Bpa of the braking operation member BP by the driver is acquired (detected) by the braking operation amount acquisition means BPA. As a braking operation amount acquisition means BPA, a sensor (pressure sensor) for detecting the pressure of a master cylinder (not shown), an operation force of the braking operation member BP, and / or a sensor for detecting a displacement amount (a brake pedal depression force sensor, Brake pedal stroke sensor) is adopted.

従って、制動操作量Bpaは、マスタシリンダ圧、ブレーキペダル踏力、及び、ブレーキペダルストロークのうちの少なくとも何れか1つに基づいて演算される。制動操作量Bpaは、電子制御ユニットECUに入力される。なお、Bpaは、他の電子制御ユニットにて演算、又は、取得され、その演算値(信号)が通信バスを介して、ECUに送信され得る。   Accordingly, the braking operation amount Bpa is calculated based on at least one of the master cylinder pressure, the brake pedal depression force, and the brake pedal stroke. The braking operation amount Bpa is input to the electronic control unit ECU. Bpa is calculated or acquired by another electronic control unit, and the calculated value (signal) can be transmitted to the ECU via the communication bus.

車体電源(第1電源)BBDは、車体BDYに固定される電源である。車体電源BBDによって、車体側に設けられる電子制御ユニットECUへの電力供給が行われる。車体電源BBDとして、充電可能な二次電池(蓄電池、又は、充電式電池とも称呼される)が採用され得る。ここで、二次電池は、物質の化学的なエネルギを化学反応によって直流の電力に変換する電池(化学電池)の1つであり、充電を行うことにより電気を蓄え、繰り返し使用され得る。   The vehicle body power supply (first power supply) BBD is a power supply fixed to the vehicle body BDY. The vehicle body power supply BBD supplies power to the electronic control unit ECU provided on the vehicle body side. As the vehicle power source BBD, a rechargeable secondary battery (also referred to as a storage battery or a rechargeable battery) may be employed. Here, the secondary battery is one of batteries (chemical battery) that converts chemical energy of a substance into direct-current power by a chemical reaction, and can store electricity by charging and can be used repeatedly.

具体的には、二次電池は、放電過程では内部の化学エネルギが電気エネルギに変換され、放電時とは逆方向に電流を流すことによって、電気エネルギを化学エネルギに変換して、エネルギが蓄積される。車体電源BBDは、その蓄電量(蓄積エネルギ)が減少した場合には、オルタネータ(発電機)ALTによって充電される。   Specifically, in the secondary battery, the internal chemical energy is converted into electrical energy during the discharge process, and the current is passed in the opposite direction to that during discharge, thereby converting the electrical energy into chemical energy and storing the energy. Is done. The body power supply BBD is charged by an alternator (generator) ALT when the amount of stored electricity (accumulated energy) decreases.

電子制御ユニットECUは、電気モータMTRを駆動するための目標値(駆動信号)Fbtを、駆動手段DRVに出力する。また、MTRを駆動するための電力が、ECUを経由してDRVに供給される。具体的には、ECUには、コネクタCNBが設けられ、シリアル通信バスSCB、及び、車体電力線PBDが、CNBを介して、駆動手段DRVに接続される。そして、電子制御ユニットECU内にプログラムされる目標演算手段TRGによって目標値(目標押圧力)Fbtが演算され、FbtがSCBを通して、DRVに送信される。また、車体電源BBDからの電力(電流)が、ECU経由で車体電力線PBDを通り、駆動手段DRVに供給される。   The electronic control unit ECU outputs a target value (drive signal) Fbt for driving the electric motor MTR to the drive means DRV. In addition, electric power for driving the MTR is supplied to the DRV via the ECU. Specifically, the ECU is provided with a connector CNB, and the serial communication bus SCB and the vehicle body power line PBD are connected to the driving means DRV via the CNB. Then, a target value (target pressing force) Fbt is calculated by target calculation means TRG programmed in the electronic control unit ECU, and Fbt is transmitted to the DRV through the SCB. Further, electric power (current) from the vehicle body power supply BBD is supplied to the drive means DRV through the vehicle body power line PBD via the ECU.

〔目標演算手段TRG〕
制動手段BRKの目標値(目標押圧力)Fbtを演算するための目標演算手段TRG(制御アルゴリズム)が、電子制御ユニットECU内にプログラムされている。
[Target calculation means TRG]
Target calculation means TRG (control algorithm) for calculating the target value (target pressing force) Fbt of the braking means BRK is programmed in the electronic control unit ECU.

目標演算手段TRGは、制御アルゴリズムであって、指示押圧力演算ブロックFBS、アンチスキッド制御ブロックABS、トラクション制御ブロックTCS、車両安定化制御ブロックESC、及び、目標押圧力演算ブロックFBTにて構成される。   The target calculation means TRG is a control algorithm and includes an instruction pressing force calculation block FBS, an anti-skid control block ABS, a traction control block TCS, a vehicle stabilization control block ESC, and a target pressing force calculation block FBT. .

指示押圧力演算ブロックFBSでは、制動操作量Bpa、及び、予め設定された指示押圧力演算特性(演算マップ)CHfbに基づいて、各車輪WHLの指示押圧力Fbsが演算される。Fbsは、電動制動手段BRKにおいて、摩擦部材(ブレーキパッド)MSBが回転部材(ブレーキディスク)KTBを押す力である押圧力の目標値である。   In the command pressure calculation block FBS, the command pressure Fbs of each wheel WHL is calculated based on the braking operation amount Bpa and the command pressure calculation characteristic (calculation map) CHfb set in advance. Fbs is a target value of a pressing force that is a force with which the friction member (brake pad) MSB presses the rotating member (brake disc) KTB in the electric braking means BRK.

アンチスキッド制御ブロックABSでは、車輪速度取得手段(図示せず)の取得結果(車輪速度)に基づいて、公知のアンチスキッド制御(Anti-skid Control)を実行するための目標押圧力Fabsが演算される。即ち、アンチスキッド制御用目標押圧力Fabsは、車輪ロックを防止するための押圧力の目標値である。   In the anti-skid control block ABS, a target pressing force Fabs for executing a known anti-skid control is calculated based on an acquisition result (wheel speed) of a wheel speed acquisition means (not shown). The That is, the anti-skid control target pressing force Fabs is a target value of the pressing force for preventing wheel lock.

トラクション制御ブロックTCSでは、車輪速度取得手段(図示せず)の取得結果(車輪速度)に基づいて、公知のトラクション制御(Traction Control)を実行するための目標押圧力Ftcsが演算される。即ち、トラクション制御用目標押圧力Ftcsは、車輪スピン(過回転)を抑制するための押圧力の目標値である。   In the traction control block TCS, a target pressing force Ftcs for executing known traction control (Traction Control) is calculated based on an acquisition result (wheel speed) of a wheel speed acquisition means (not shown). That is, the traction control target pressing force Ftcs is a target value of the pressing force for suppressing wheel spin (overspeed).

車両安定化制御ブロックESCでは、車両挙動取得手段(例えば、ヨーレイトセンサ、図示せず)の取得結果(ヨーレイト)に基づいて、公知の車両安定化制御(Vehicle Stability Control)を実行するための目標押圧力Fescが演算される。即ち、車両安定化制御用目標押圧力Fescは、過度な車両のアンダステア、及び/又は、オーバステアを抑制するための押圧力の目標値である。   In the vehicle stabilization control block ESC, based on the acquisition result (yaw rate) of the vehicle behavior acquisition means (for example, yaw rate sensor, not shown), a target push for executing the well-known vehicle stabilization control (Vehicle Stability Control) is performed. The pressure Fesc is calculated. That is, the vehicle stabilization control target pressing force Fesc is a target value of the pressing force for suppressing excessive vehicle understeer and / or oversteer.

目標押圧力演算ブロックFBTでは、指示押圧力Fbs、アンチスキッド制御用目標押圧力Fabs、トラクション制御用目標押圧力Ftcs、及び、車両安定化制御用目標押圧力Fescに基づいて、最終的な目標押圧力Fbtが演算される。具体的には、Fabs、Ftcs、及び、Fescのうちから1つが選択されて、選択されたものによってFbsが修正されてFbtが演算される。Fabs、Ftcs、及び、Fescの選択順位は、車両の走行状態、及び、車輪の状態に基づいて決定される。なお、該当する車輪が駆動車輪でない場合(ドライブトレインに接続されない場合)には、Ftscは演算されない。   In the target pressing force calculation block FBT, the final target pressing force Fbs, the anti-skid control target pressing force Fabs, the traction control target pressing force Ftcs, and the vehicle stabilization control target pressing force Fesc are used. The pressure Fbt is calculated. Specifically, one of Fabs, Ftcs, and Fesc is selected, Fbs is corrected by the selected one, and Fbt is calculated. The selection order of Fabs, Ftcs, and Fesc is determined based on the running state of the vehicle and the state of the wheels. Note that Ftsc is not calculated when the corresponding wheel is not a drive wheel (when not connected to the drive train).

目標演算手段TRGにて演算された目標押圧力(信号)Fbtは、ECU側コネクタCNB、及び、信号線(シリアル通信バス)SCBを通じて、車輪に固定される制動手段BRK(具体的には、駆動回路DRV)に送信される。   The target pressing force (signal) Fbt calculated by the target calculating means TRG is applied to the braking means BRK (specifically, driving) fixed to the wheel via the ECU side connector CNB and the signal line (serial communication bus) SCB. Circuit DRV).

〔制動手段BRK〕
制動手段(ブレーキアクチュエータ)BRKは、ブレーキキャリパ(浮動型キャリパ)CPR、押圧部材(ブレーキピストン)PSN、電気モータ(ブラシモータ、又は、ブラシレスモータ)MTR、位置検出手段MKA、減速機GSK、シャフト部材SFT、ねじ部材NJB、押圧力取得手段FBA、及び、駆動手段(MTRの駆動回路)DRVにて構成されている。
[Brake means BRK]
The braking means (brake actuator) BRK includes a brake caliper (floating caliper) CPR, a pressing member (brake piston) PSN, an electric motor (brush motor or brushless motor) MTR, a position detection means MKA, a reduction gear GSK, and a shaft member. The SFT includes a screw member NJB, a pressing force acquisition unit FBA, and a driving unit (MTR driving circuit) DRV.

ブレーキキャリパCPRは、浮動型キャリパであり、2つの摩擦部材(ブレーキパッド)MSBを介して、回転部材(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CPR内で、押圧部材PSNがスライドされ、回転部材KTBに向けて前進又は後退される。キャリパCPRには、キー溝KYMが、シャフト部材SFTの回転軸(シャフト軸Jsf)方向に延びるように形成される。   The brake caliper CPR is a floating caliper and is configured to sandwich a rotating member (brake disk) KTB via two friction members (brake pads) MSB. Within the caliper CPR, the pressing member PSN is slid and moved forward or backward toward the rotating member KTB. In the caliper CPR, the keyway KYM is formed so as to extend in the direction of the rotation axis (shaft axis Jsf) of the shaft member SFT.

押圧部材(ブレーキピストン)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。キー部材KYAが、押圧部材PSNに固定される。キー部材KYAが、キー溝KYMに嵌合されることによって、押圧部材PSNは、シャフト軸まわりの回転運動は制限されるが、シャフト軸の方向(キー溝KYMの長手方向)の直線運動は許容される。   The pressing member (brake piston) PSN presses the friction member MSB against the rotating member KTB to generate a frictional force. The key member KYA is fixed to the pressing member PSN. When the key member KYA is fitted into the key groove KYM, the pressing member PSN is restricted from rotating around the shaft axis, but linear movement in the direction of the shaft axis (longitudinal direction of the key groove KYM) is allowed. Is done.

電気モータMTRは、回転部材KTBに摩擦部材MSBを押し付けるための動力を発生する。即ち、電気モータMTRは、押圧部材PSNを駆動する。具体的には、電気モータMTRの出力(モータ軸Jmtまわりの回転動力)は、減速機GSKを介して、シャフト部材SFTに伝達され、SFTの回転動力(シャフト軸Jsfまわりのトルク)は、運動変換部材(例えば、ねじ部材)NJBによって、直線動力(押圧軸Jps方向の推力)に変換され、押圧部材PSNに伝達される。そして、押圧部材(ブレーキピストン)PSNが、回転部材(ブレーキディスク)KTBに向かって前進又は後退される。このPSNの移動により、摩擦部材(ブレーキパッド)MSBが、回転部材KTBを押す力(押圧力)Fbaが調整される。回転部材KTBは車輪WHLに固定されているため、摩擦部材MSBと回転部材KTBとの間に摩擦力が発生し、車輪WHLに制動力が調整され、例えば、走行中の車両が減速される。電気モータMTRとして、ブラシ付モータ、或いは、ブラシレスモータが採用される。   The electric motor MTR generates power for pressing the friction member MSB against the rotating member KTB. That is, the electric motor MTR drives the pressing member PSN. Specifically, the output of the electric motor MTR (rotational power around the motor shaft Jmt) is transmitted to the shaft member SFT via the reduction gear GSK, and the rotational power of the SFT (torque around the shaft axis Jsf) It is converted into linear power (thrust in the direction of the pressing shaft Jps) by the conversion member (for example, screw member) NJB and transmitted to the pressing member PSN. Then, the pressing member (brake piston) PSN is advanced or retracted toward the rotating member (brake disc) KTB. By the movement of the PSN, the force (pressing force) Fba that the friction member (brake pad) MSB presses the rotating member KTB is adjusted. Since the rotating member KTB is fixed to the wheel WHL, a frictional force is generated between the friction member MSB and the rotating member KTB, and the braking force is adjusted to the wheel WHL, for example, the traveling vehicle is decelerated. As the electric motor MTR, a motor with a brush or a brushless motor is employed.

電気モータMTRの回転方向において、正転方向が、摩擦部材MSBが回転部材KTBに近づいていく方向(押圧力が増加し、制動トルクが増加する方向)に相当し、逆転方向が、摩擦部材MSBが回転部材KTBから離れていく方向(押圧力が減少し、制動トルクが減少する方向)に相当する。電気モータMTRの出力は、目標演算手段TRGにて演算される目標通電量Imtに基づいて決定される。具体的には、目標通電量Imtの符号が正符号である場合(Imt>0)には、電気モータMTRが正転方向に駆動され、Imtの符号が負符号である場合(Imt<0)には、電気モータMTRが逆転方向に駆動される。また、目標通電量Imtの大きさ(絶対値)に基づいて電気モータMTRの回転動力が決定される。即ち、目標通電量Imtの絶対値が大きいほど電気モータMTRの出力トルクが大きく、目標通電量Imtの絶対値が小さいほど出力トルクは小さい。   In the rotation direction of the electric motor MTR, the forward rotation direction corresponds to the direction in which the friction member MSB approaches the rotation member KTB (the direction in which the pressing force increases and the braking torque increases), and the reverse rotation direction corresponds to the friction member MSB. Corresponds to the direction away from the rotating member KTB (the direction in which the pressing force decreases and the braking torque decreases). The output of the electric motor MTR is determined based on the target energization amount Imt calculated by the target calculation means TRG. Specifically, when the sign of the target energization amount Imt is a positive sign (Imt> 0), the electric motor MTR is driven in the forward rotation direction, and the sign of Imt is a negative sign (Imt <0). The electric motor MTR is driven in the reverse direction. Further, the rotational power of the electric motor MTR is determined based on the magnitude (absolute value) of the target energization amount Imt. That is, the larger the absolute value of the target energization amount Imt, the larger the output torque of the electric motor MTR, and the smaller the absolute value of the target energization amount Imt, the smaller the output torque.

位置取得手段(例えば、回転角度センサ)MKAは、電気モータMTRのロータ(回転子)の位置(例えば、回転角)Mkaを取得(検出)する。位置取得手段MKAは、電気モータMTRの内部であって、回転子、及び、整流子と同軸に配置される(即ち、MTRと同軸であって、モータ軸Jmt上に設けられる)。   The position acquisition means (for example, rotation angle sensor) MKA acquires (detects) the position (for example, rotation angle) Mka of the rotor (rotor) of the electric motor MTR. The position acquisition means MKA is disposed inside the electric motor MTR and coaxially with the rotor and the commutator (that is, coaxial with the MTR and provided on the motor shaft Jmt).

減速機GSKは、電気モータMTRの動力において、回転速度を減じて、シャフト部材SFTに出力する。即ち、MTRの回転出力(トルク)が、減速機GSKの減速比に応じて増加され、シャフト部材SFTの回転力(トルク)が得られる。例えば、GSKは、小径歯車SKH、及び、大径歯車DKHにて構成される。GSKとして、歯車伝達機構に代えて、ベルト、チェーン等の巻き掛け伝達機構、或いは、摩擦伝達機構が採用され得る。   The reduction gear GSK reduces the rotational speed of the power of the electric motor MTR and outputs it to the shaft member SFT. That is, the rotational output (torque) of the MTR is increased according to the reduction ratio of the reduction gear GSK, and the rotational force (torque) of the shaft member SFT is obtained. For example, the GSK is composed of a small diameter gear SKH and a large diameter gear DKH. As GSK, instead of the gear transmission mechanism, a winding transmission mechanism such as a belt or a chain, or a friction transmission mechanism may be employed.

シャフト部材SFTは、回転軸部材であって、減速機GSKから伝達された回転動力をねじ部材NJBに伝達する。シャフト部材SFTの端部は、球面状に加工され、ユニバーサル継手として機能する。このユニバーサル継手によって、摩擦部材MSBが摺動する際に生じる押圧部材PSNの揺動(首振り運動)の影響が補償される。   The shaft member SFT is a rotating shaft member and transmits the rotational power transmitted from the reduction gear GSK to the screw member NJB. The end of the shaft member SFT is processed into a spherical shape and functions as a universal joint. This universal joint compensates for the influence of the swing (swinging motion) of the pressing member PSN that occurs when the friction member MSB slides.

ねじ部材NJBは、シャフト部材SFTの回転動力を、直線動力に変換する動力変換部材である。即ち、ねじ部材NJBは、回転・直動変換機構である。ねじ部材NJBは、ナット部材NUT、及び、ボルト部材BLTにて構成される。ねじ部材NJBには、可逆性があり(逆効率をもち)、双方向に動力伝達が可能である。即ち、制動トルクが増加される場合(押圧力Fbaが増加される場合)、ねじ部材NJBを通して、シャフト部材SFTから押圧部材PSNへ動力が伝達される。逆に、制動トルクが減少される場合(押圧力Fbaが減少される場合)、ねじ部材NJBを介して、押圧部材PSNからシャフト部材SFTへ動力が伝達される(逆効率が「0」よりも大きい)。   The screw member NJB is a power conversion member that converts the rotational power of the shaft member SFT into linear power. That is, the screw member NJB is a rotation / linear motion conversion mechanism. The screw member NJB includes a nut member NUT and a bolt member BLT. The screw member NJB has reversibility (has reverse efficiency) and can transmit power in both directions. That is, when the braking torque is increased (when the pressing force Fba is increased), power is transmitted from the shaft member SFT to the pressing member PSN through the screw member NJB. Conversely, when the braking torque is reduced (when the pressing force Fba is reduced), power is transmitted from the pressing member PSN to the shaft member SFT via the screw member NJB (reverse efficiency is less than “0”). large).

ねじ部材NJBは、「滑り」によって動力伝達が行われる滑りねじ(台形ねじ等)によって構成される。この場合には、ナット部材NUTには、めねじ(内側ねじ)MNJが設けられる。ボルト部材BLTには、おねじ(外側ねじ)ONJが設けられ、NUTのMNJと螺合される。シャフト部材SFTから伝達された回転動力(トルク)は、ねじ部材NJB(ONJとMNJ)を介して、押圧部材PSNの直線動力(推力)として伝達される。   The screw member NJB is configured by a sliding screw (such as a trapezoidal screw) that transmits power by “sliding”. In this case, the nut member NUT is provided with a female screw (inner screw) MNJ. The bolt member BLT is provided with a male screw (outer screw) ONJ and is screwed to the MNJ of the NUT. The rotational power (torque) transmitted from the shaft member SFT is transmitted as linear power (thrust) of the pressing member PSN via the screw member NJB (ONJ and MNJ).

また、上記の滑りねじに代えて、ねじ部材NJBには、「転がり」によって動力伝達が行われる転がりねじ(ボールねじ等)が採用され得る。この場合、ナット部材、及び、ボルト部材には、ボール溝が設けられる。このボール溝にはめ合わされるボール(鋼球)を介して、動力伝達が行われる。なお、ねじ部材NJBに代えて、回転運動を直線運動に変換するための動力変換部材として、ボールランプ部材、回転クサビ部材、ラック&ピニオン部材等の変換機構が採用され得る。   Further, instead of the above-described sliding screw, a rolling screw (such as a ball screw) in which power is transmitted by “rolling” may be employed for the screw member NJB. In this case, a ball groove is provided in the nut member and the bolt member. Power is transmitted through a ball (steel ball) fitted in the ball groove. In place of the screw member NJB, a conversion mechanism such as a ball ramp member, a rotary wedge member, a rack and pinion member, or the like may be employed as a power conversion member for converting a rotational motion into a linear motion.

押圧力取得手段FBAは、押圧部材PSNが摩擦部材MSBを押す力(押圧力)Fbaの反力(反作用)を取得(検出)する。FBAには、起歪体が形成され、その歪が、歪検出素子によって検出され、Fbaが取得される。例えば、歪検出素子として、電気抵抗変化によるもの(歪ゲージ)、超音波によるもの等が用いられ得る。FBAは、シャフト部材SFTとキャリパCPRとの間に設けられ、キャリパCRPに固定されている。検出された押圧力Fbaは、駆動手段DRVに入力される。   The pressing force acquisition means FBA acquires (detects) the reaction force (reaction) of the force (pressing force) Fba that the pressing member PSN presses the friction member MSB. A strain generating body is formed in the FBA, and the strain is detected by a strain detection element, and Fba is acquired. For example, as a strain detection element, a device using a change in electrical resistance (strain gauge), a device using ultrasonic waves, or the like can be used. The FBA is provided between the shaft member SFT and the caliper CPR, and is fixed to the caliper CRP. The detected pressing force Fba is input to the driving means DRV.

駆動手段DRVは、キャリパCPR内に固定され、目標押圧力Fbtに基づいて、電気モータMTRを駆動し、制御する。DRVは、制御手段CTL、車輪電源BWH、ブリッジ回路HBR等にて構成される。DRVの詳細については、後述する。   The driving means DRV is fixed in the caliper CPR, and drives and controls the electric motor MTR based on the target pressing force Fbt. The DRV is composed of a control means CTL, a wheel power supply BWH, a bridge circuit HBR, and the like. Details of DRV will be described later.

〔コネクタCNB、CNC、及び、配線SCB、PBD〕
コネクタCNCが、キャリパCPRの表面に設けられる。ここから、電気モータMTRの駆動電力、及び、MTRの駆動信号(目標押圧力Fbt)が、駆動手段DRVに取り込まれる。なお、目標信号Fbtは信号線SCBによって、電力は車体電力線PBDによって、BRK側コネクタ(車輪側コネクタ)CNCにまで、夫々、供給される。
[Connectors CNB, CNC, and wiring SCB, PBD]
A connector CNC is provided on the surface of the caliper CPR. From here, the drive power of the electric motor MTR and the drive signal (target pressing force Fbt) of the MTR are taken into the drive means DRV. The target signal Fbt is supplied to the BRK side connector (wheel side connector) CNC by the signal line SCB and the electric power by the vehicle body power line PBD, respectively.

駆動手段DRVと同様に、コネクタCNBが電子制御ユニットECUに設けられる。ECU側コネクタ(車体側コネクタ)CNBを介して、信号線SCB、及び、電力線PBDが、ECUと接続される。即ち、ECU側コネクタ(車体側コネクタ)CNB、及び、BRK側コネクタ(車輪側コネクタ)CNCによって中継される配線(信号線SCB、及び、電力線PBD)を介して、電子制御ユニットECU(車体BDYに配置)と、駆動回路DRV(車輪WHLに配置)とが接続される。換言すれば、信号線SCBは、コネクタCNB、CNCを介して、目標押圧力FbtをECUからDRVに送信する。また、電力線PBDは、コネクタCNB、CNCを介して、通常時には、電気モータMTRを駆動する電力を、ECUからDRVに供給する。PBDとして、2本の電線がねじり合わされて形成されるツイストペアケーブル(Twisted Pair Cable)が採用され得る。   Similar to the drive means DRV, the connector CNB is provided in the electronic control unit ECU. The signal line SCB and the power line PBD are connected to the ECU via the ECU side connector (vehicle body side connector) CNB. That is, the electronic control unit ECU (vehicle body BDY is connected to the vehicle body BDY) via wiring (signal line SCB and power line PBD) relayed by the ECU side connector (vehicle body side connector) CNB and the BRK side connector (wheel side connector) CNC. Arrangement) and the drive circuit DRV (arranged on the wheel WHL) are connected. In other words, the signal line SCB transmits the target pressing force Fbt from the ECU to the DRV via the connectors CNB and CNC. Further, the power line PBD supplies power for driving the electric motor MTR from the ECU to the DRV through the connectors CNB and CNC at normal times. As the PBD, a twisted pair cable formed by twisting two electric wires may be employed.

<駆動手段DRV>
次に、図3を参照しながら、駆動手段(駆動回路)DRVの詳細について説明する。駆動手段DRVは、目標押圧力Fbtに基づいて、電気モータMTRへの通電状態を制御し、MTRの出力(即ち、制動手段BRKが発生する制動トルク)を調整する。図3は、電気モータMTRとして、ブラシ付モータ(単に、ブラシモータともいう)が採用される場合の駆動手段DRVの一例である。駆動手段DRVは、車輪電源BWH、制御手段CTL、複数のスイッチング素子(パワートランジスタ)S1〜S4で形成されるブリッジ回路HBR、ノイズ低減回路NIZ、通電量取得手段IMA、及び、コネクタCNCで構成される。
<Driving means DRV>
Next, details of the driving means (driving circuit) DRV will be described with reference to FIG. Based on the target pressing force Fbt, the driving unit DRV controls the energization state of the electric motor MTR and adjusts the output of the MTR (that is, the braking torque generated by the braking unit BRK). FIG. 3 shows an example of drive means DRV in the case where a motor with a brush (also simply referred to as a brush motor) is employed as the electric motor MTR. The driving means DRV includes a wheel power source BWH, a control means CTL, a bridge circuit HBR formed by a plurality of switching elements (power transistors) S1 to S4, a noise reduction circuit NIZ, an energization amount acquisition means IMA, and a connector CNC. The

電気モータMTRとして、ブラシ付モータ(単に、ブラシモータともいう)が採用される。ブラシ付モータは、整流子電動機(Commutator Motor)とも称呼され、該電気モータでは、電機子(巻線による電磁石)に流れる電流が、機械的整流子(コミュテータ)CMT、及び、ブラシBLCによって、回転位相に応じて切り替えられる。即ち、整流子CMT、及び、ブラシBLCによって、機械的な回転スイッチが構成され、巻線回路への電流が交互に反転される。ブラシ付モータでは、固定子(ステータ)側が永久磁石で、回転子(ロータ)側が巻線回路(電磁石)で構成される。そして、巻線回路(回転子)に電力が供給されるように、ブラシBLCが整流子CMTに当接されている。ブラシBLCは、ばね(弾性体)によって、整流子CMTに押し付けられ、CMTが回転することにより電流が転流される。   As the electric motor MTR, a motor with a brush (also simply referred to as a brush motor) is employed. A motor with a brush is also called a commutator motor. In the electric motor, a current flowing through an armature (electromagnet by winding) is rotated by a mechanical commutator (commutator) CMT and a brush BLC. It is switched according to the phase. That is, the commutator CMT and the brush BLC constitute a mechanical rotation switch, and the current to the winding circuit is alternately inverted. In a motor with a brush, the stator (stator) side is constituted by a permanent magnet, and the rotor (rotor) side is constituted by a winding circuit (electromagnet). The brush BLC is in contact with the commutator CMT so that electric power is supplied to the winding circuit (rotor). The brush BLC is pressed against the commutator CMT by a spring (elastic body), and a current is commutated by rotating the CMT.

〔車輪電源BWH〕
駆動手段DRVには、車輪電源(第2電源)BWHが設けられる。即ち、車輪電源BWHは、車体電源(第1電源)BBDとは別個に、車輪側(制動手段BRKの内部)に設けられる電源である。車輪電源BWHは、車輪電力線PWHによって、ブリッジ回路HBR(即ち、電気モータMTR)に接続される。BWHとHBRとは隣接するため、車輪電力線PWHとして、バスバー(Bus Bar、導電体として機能する金属製の棒)が採用される。このため、配線抵抗による電圧降下が僅かであり、効率良く電気モータMTRが駆動され得る。さらに、バスバーには、絶縁被覆が不要であるため、放熱性が高く、大電流化への対応が容易になり得る。
[Wheel power supply BWH]
The driving means DRV is provided with a wheel power source (second power source) BWH. That is, the wheel power source BWH is a power source provided on the wheel side (inside the braking means BRK) separately from the vehicle body power source (first power source) BBD. The wheel power supply BWH is connected to the bridge circuit HBR (that is, the electric motor MTR) by the wheel power line PWH. Since BWH and HBR are adjacent to each other, a bus bar (Bus Bar, a metal bar that functions as a conductor) is adopted as the wheel power line PWH. For this reason, the voltage drop by wiring resistance is slight, and the electric motor MTR can be driven efficiently. Further, since the bus bar does not require an insulating coating, the heat dissipation is high and it is possible to easily cope with a large current.

車輪電源BWHは、車体電源BBDから駆動手段DRVへの給電状態が不足する可能性がある場合(Imt≧imx)に、DRVへの電力供給を補助する。BWHは補助的な電源であるため、エネルギ容量(蓄電容量)が、BBDのそれと比較して、小さいものが採用される。BBDが正常である場合における電気モータMTRへの給電パタンは、BBD単独による給電パタン、及び、BBD及びBWHによる給電パタンの2種類である。即ち、MTRが、BWHのみから給電されて、駆動されることはない(BWH単独の給電パタンは存在しない)。なお、BWHは、非制動要求時に、BBD(又は、車両のオルタネータALT)によって充電される。非制動要求時とは、車輪への制動トルク付与が要求されていない場合であり、例えば、運転者によって制動操作部材BPが操作されていないとき(即ち、Bpa=0のとき)である。   The wheel power supply BWH assists the power supply to the DRV when there is a possibility that the power supply state from the vehicle body power supply BBD to the driving means DRV is insufficient (Imt ≧ imx). Since the BWH is an auxiliary power source, an energy capacity (storage capacity) smaller than that of the BBD is adopted. There are two types of power supply patterns to the electric motor MTR when the BBD is normal: a power supply pattern based on the BBD alone and a power supply pattern based on the BBD and BWH. That is, the MTR is not driven by being fed only from the BWH (there is no BWH single feeding pattern). The BWH is charged by the BBD (or the alternator ALT of the vehicle) at the time of non-braking request. The non-braking request time is a case where no braking torque is applied to the wheel, for example, when the braking operation member BP is not operated by the driver (that is, when Bpa = 0).

車輪電源BWHとして、電気2重層キャパシタ(ウルトラ・キャパシタ、又は、スーパ・キャパシタとも称呼される)が採用され得る。電気2重層キャパシタ(EDLC、Electric Double-Layer Capacitor)では、陽極と陰極の表面付近で生じる電気2重層(荷電粒子が比較的自由に動ける系に電位が与えられたとき、電場にしたがって荷電粒子が移動した結果、界面に正負の荷電粒子が対を形成して層状に並んだもの)が利用される。電気2重層キャパシタは、内部抵抗が小さいため、充電・放電が急速に行われるため、BWHに適している。   As the wheel power supply BWH, an electric double layer capacitor (also referred to as an ultra capacitor or a super capacitor) may be employed. In an electric double-layer capacitor (EDLC), when an electric potential is applied to a system in which charged particles move relatively freely, the charged particles are generated according to the electric field. As a result of the movement, a pair of positive and negative charged particles forming a pair at the interface is used. An electric double layer capacitor is suitable for BWH because its internal resistance is small and charging and discharging are performed rapidly.

〔制御手段CTL〕
制御手段CTLは、目標押圧力(目標値)Fbtに基づいて、電気モータMTRへの実際の通電量(最終的には電流の大きさと方向)を制御する。制御手段CTLの一部は、制御アルゴリズムであり、これは、DRV内のCPU(Central Processing Unit、中央演算処理装置)にプログラムされる。CTLは、指示通電量演算ブロックIST、押圧力フィードバック制御ブロックIFT、通電量調整演算ブロックIMT、パルス幅変調ブロックPWM、スイッチング制御ブロックSWT、及び、電源管理手段DGKにて構成される。
[Control means CTL]
The control means CTL controls the actual energization amount (finally the magnitude and direction of the current) to the electric motor MTR based on the target pressing force (target value) Fbt. Part of the control means CTL is a control algorithm, which is programmed into a CPU (Central Processing Unit) in the DRV. The CTL includes an instruction energization amount calculation block IST, a pressing force feedback control block IFT, an energization amount adjustment calculation block IMT, a pulse width modulation block PWM, a switching control block SWT, and power management means DGK.

指示通電量演算ブロックISTは、目標押圧力Fbt(TRGから送信)、及び、予め設定された指示通電量の演算特性(演算マップ)CHs1、CHs2に基づいて、指示通電量Istを演算する。Istは、電動制動手段BRKが目標押圧力Fbtを達成するための、電気モータMTRへの通電量の目標値である。Istの演算マップは、電動制動手段BRKのヒステリシスを考慮して、2つの特性CHs1、CHs2で構成される。特性CHs1は押圧力を増加する場合に対応し、特性CHs2は押圧力を減少する場合に対応する。そのため、特性CHs2に比較して、特性CHs1は相対的に大きい指示通電量Istを出力するように設定されている。   The command energization amount calculation block IST calculates the command energization amount Ist based on the target pressing force Fbt (transmitted from TRG) and preset command energization amount calculation characteristics (calculation maps) CHs1 and CHs2. Ist is a target value of the energization amount to the electric motor MTR for the electric braking means BRK to achieve the target pressing force Fbt. The calculation map of Ist is composed of two characteristics CHs1 and CHs2 in consideration of the hysteresis of the electric braking means BRK. The characteristic CHs1 corresponds to the case where the pressing force is increased, and the characteristic CHs2 corresponds to the case where the pressing force is decreased. Therefore, compared with the characteristic CHs2, the characteristic CHs1 is set to output a relatively large command energization amount Ist.

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(PWM、Pulse Width Modulation)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、このデューティ比が通電量として用いられ得る。   Here, the energization amount is a state amount (variable) for controlling the output torque of the electric motor MTR. Since the electric motor MTR outputs a torque substantially proportional to the current, the current target value of the electric motor MTR can be used as the target value of the energization amount. Further, if the supply voltage to the electric motor MTR is increased, the current is increased as a result, so that the supply voltage value can be used as the target energization amount. Furthermore, since the supply voltage value can be adjusted by the duty ratio in pulse width modulation (PWM), this duty ratio can be used as the energization amount.

押圧力フィードバック制御ブロックIFTは、目標押圧力(目標値)Fbt、及び、実押圧力(実際値)Fbaに基づいて、押圧力フィードバック通電量Iftを演算する。指示通電量Istは目標押圧力Fbtに相当する値として演算されるが、電動制動手段BRKの効率変動により目標押圧力Fbtと実押圧力Fbaとの間に誤差(定常的な誤差)が生じる場合がある。押圧力フィードバック通電量Iftは、目標押圧力Fbtと実押圧力Fbaとの偏差(押圧力偏差)ΔFb、及び、予め設定される演算特性(演算マップ)CHpに基づいて演算され、上記の誤差を減少するように決定される。なお、実押圧力Fbaは、後述する押圧力取得手段FBAによって取得(検出)される。   The pressing force feedback control block IFT calculates the pressing force feedback energization amount Ift based on the target pressing force (target value) Fbt and the actual pressing force (actual value) Fba. The command energization amount Ist is calculated as a value corresponding to the target pressing force Fbt, but an error (steady error) occurs between the target pressing force Fbt and the actual pressing force Fba due to the efficiency variation of the electric braking means BRK. There is. The pressing force feedback energization amount Ift is calculated based on a deviation (pressing force deviation) ΔFb between the target pressing force Fbt and the actual pressing force Fba and a preset calculation characteristic (calculation map) CHp, and the above error is calculated. Decided to decrease. The actual pressing force Fba is acquired (detected) by a pressing force acquisition unit FBA described later.

慣性補償通電量演算ブロックIKTは、目標押圧力Fbtに基づいて、「電気モータMTRから摩擦部材MSBまでの制動トルクの発生に関係して運動する力伝達機構」(制動手段BRK。特に、電気モータMTR)の慣性(イナーシャ)の影響を補償するための慣性補償通電量(目標値)Iktを演算する。ここで、慣性は、回転運動における慣性モーメント、又は、直線運動における慣性質量である。具体的には、慣性補償通電量Iktは、電気モータが停止、或いは、低速で運動している状態から、運動(回転運動)が加速される場合、及び、電気モータが運動(回転運動)している状態から急減速して停止していく場合に演算される。Iktによって、MTRの加速時には、押圧力発生の応答性が向上され、MTRの減速時には押圧力のオーバシュートが抑制され、その収束性が向上され得る。   The inertia compensation energization amount calculation block IKT, based on the target pressing force Fbt, “a force transmission mechanism that moves in relation to the generation of the braking torque from the electric motor MTR to the friction member MSB” (braking means BRK. In particular, the electric motor. The inertia compensation energization amount (target value) Ikt for compensating for the influence of inertia (inertia) of MTR) is calculated. Here, the inertia is an inertia moment in a rotational motion or an inertia mass in a linear motion. Specifically, the inertia compensation energization amount Ikt is determined when the electric motor is stopped or is moving at a low speed, when the movement (rotational movement) is accelerated, and when the electric motor is moved (rotational movement). It is calculated when the vehicle decelerates suddenly and stops. With Ikt, when MTR is accelerated, the responsiveness of the generation of the pressing force is improved, and when MTR is decelerated, the overshoot of the pressing force is suppressed, and the convergence can be improved.

慣性補償通電量演算ブロックIKTでは、慣性補償通電量Iktが、目標押圧力Fbtの2階微分値に基づいて演算される。FbtはMTRの回転角Mkaに比例し、MTRを起動するトルクは、Mkaの2階微分値に比例することに因る。また、Iktは、Fbtの時間変化量、及び、予め設定される演算マップに基づいて、演算され得る。そして、Iktは、MTRが加速される場合には通電量を増加し、MTRが減速される場合には通電量を減少するように演算される。   In the inertia compensation energization amount calculation block IKT, the inertia compensation energization amount Ikt is calculated based on the second-order differential value of the target pressing force Fbt. Fbt is proportional to the rotation angle Mka of the MTR, and the torque for starting the MTR is proportional to the second-order differential value of Mka. In addition, Ikt can be calculated based on the amount of time variation of Fbt and a preset calculation map. Ikt is calculated so as to increase the energization amount when the MTR is accelerated and decrease the energization amount when the MTR is decelerated.

通電量調整演算ブロックIMTは、電気モータMTRへの最終的な目標値である目標通電量Imtを演算する。IMTでは、指示通電量Istが押圧力フィードバック通電量Ift、及び、慣性補償通電量Iktによって調整され、目標通電量Imtが演算される。具体的には、MTRが加速されるときには、指示通電量Istに対して、フィードバック通電量Ift、及び、慣性補償通電量Iktを加えて、これが最終的な目標通電量Imtとして演算される(Imt=Ist+Ift+Ikt)。一方、MTRが減速されるときには、指示通電量Istに対して、フィードバック通電量Iftが加算され、慣性補償通電量Iktが減算されて、最終的な目標通電量Imtが演算される(Imt=Ist+Ift−Ikt)。そして、目標通電量Imtの符号(値の正負)に基づいて電気モータMTRの回転方向(押圧力が増加する正転方向、又は、押圧力が減少する逆転方向)が決定され、目標通電量Imtの大きさに基づいて電気モータMTRの出力(回転動力)が制御される。   The energization amount adjustment calculation block IMT calculates a target energization amount Imt that is a final target value for the electric motor MTR. In the IMT, the command energization amount Ist is adjusted by the pressing force feedback energization amount Ift and the inertia compensation energization amount Ikt, and the target energization amount Imt is calculated. Specifically, when the MTR is accelerated, the feedback energization amount Ift and the inertia compensation energization amount Ikt are added to the command energization amount Ist, and this is calculated as the final target energization amount Imt (Imt = Ist + Ift + Ikt). On the other hand, when the MTR is decelerated, the feedback energization amount Ift is added to the command energization amount Ist, the inertia compensation energization amount Ikt is subtracted, and the final target energization amount Imt is calculated (Imt = Ist + Ift). -Ikt). Then, based on the sign (value sign) of the target energization amount Imt, the rotation direction of the electric motor MTR (forward rotation direction in which the pressing force increases or reverse rotation direction in which the pressing force decreases) is determined, and the target energization amount Imt. The output (rotational power) of the electric motor MTR is controlled based on the size of the motor.

パルス幅変調ブロックPWMは、(通常時)目標通電量Imtに基づいて、パルス幅変調(PWM、Pulse Width Modulation)を行うための指示値(目標値)を演算する。具体的には、パルス幅変調ブロックPWMは、目標通電量Imt、及び、予め設定される特性(演算マップ)に基づいて、パルス幅のデューティ比Dut(ON/OFFの時間の割合)を決定する。併せて、PWMは、Imtの符号(正符号、或いは、負符号)に基づいてMTRの回転方向を決定する。例えば、電気モータMTRの回転方向は、正転方向が正(プラス)の値、逆転方向が負(マイナス)の値として設定される。入力電圧(電源電圧)、及び、デューティ比Dutによって最終的な出力電圧が決まるため、PWMでは、MTRの回転方向と、MTRへの通電量(即ち、MTRの出力)が決定される。   The pulse width modulation block PWM calculates an instruction value (target value) for performing pulse width modulation (PWM) based on the target energization amount Imt (normally). Specifically, the pulse width modulation block PWM determines the pulse width duty ratio Dut (ON / OFF time ratio) based on the target energization amount Imt and a preset characteristic (computation map). . In addition, the PWM determines the rotation direction of the MTR based on the sign of Imt (positive sign or negative sign). For example, the rotation direction of the electric motor MTR is set such that the forward rotation direction is a positive (plus) value and the reverse rotation direction is a negative (minus) value. Since the final output voltage is determined by the input voltage (power supply voltage) and the duty ratio Dut, the rotation direction of the MTR and the energization amount to the MTR (that is, the output of the MTR) are determined in PWM.

パルス幅変調ブロックPWMでは、所謂、電流フィードバック制御が実行され得る。この場合、通電量取得手段IMAの検出値(電気モータMTRへの実際の通電量で、例えば、実電流値)Imaが、PWMに入力される。そして、目標通電量Imtと、実際の通電量Imaとの偏差ΔImに基づいて、デューティ比Dut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。   In the pulse width modulation block PWM, so-called current feedback control can be executed. In this case, a detection value (actual current supply amount to the electric motor MTR, for example, an actual current value) Ima of the current supply amount acquisition unit IMA is input to the PWM. Then, the duty ratio Dut is corrected (finely adjusted) based on the deviation ΔIm between the target energization amount Imt and the actual energization amount Ima. With this current feedback control, highly accurate motor control can be achieved.

スイッチング制御ブロックSWTは、デューティ比(目標値)Dutに基づいて、ブリッジ回路HBRを構成するスイッチング素子(S1〜S4)に駆動信号を出力する。この駆動信号は、各スイッチング素子が、通電状態とされるか、非通電状態とされるか、を指示する。具体的には、デューティ比Dutに基づいて、電気モータMTRが正転方向に駆動される場合には、S1及びS4が通電状態(ON状態)、且つ、S2及びS3が非通電状態(OFF状態)にされるとともに、Dutに対応する通電時間(通電周期)で、S1及びS4の通電/非通電の状態が切替られる。同様に、MTRが逆転方向に駆動される場合には、S1及びS4が非通電状態(OFF状態)、且つ、S2及びS3が通電状態(ON状態)に制御され、S2及びS3の通電状態(ON/OFFの切替周期)が、デューティ比Dutに基づいて調整される。そして、Dutが大きいほど、単位時間当りの通電時間が長くされ、より大きな電流がMTRに流される。例えば、Dut=100%が指示される場合には、該当するスイッチング素子は常時通電され、Dut=0%が指示される場合には非通電状態とされる。   The switching control block SWT outputs a drive signal to the switching elements (S1 to S4) constituting the bridge circuit HBR based on the duty ratio (target value) Dut. This drive signal indicates whether each switching element is energized or not energized. Specifically, when the electric motor MTR is driven in the forward rotation direction based on the duty ratio Dut, S1 and S4 are energized (ON state), and S2 and S3 are de-energized (OFF state) ) And the energization / non-energization states of S1 and S4 are switched in the energization time (energization cycle) corresponding to Dut. Similarly, when the MTR is driven in the reverse direction, S1 and S4 are controlled to be in a non-energized state (OFF state), and S2 and S3 are controlled to be in an energized state (ON state), and the energized state of S2 and S3 ( ON / OFF switching cycle) is adjusted based on the duty ratio Dut. As the Dut increases, the energization time per unit time is lengthened, and a larger current flows through the MTR. For example, when Dut = 100% is instructed, the corresponding switching element is always energized, and when Dut = 0% is instructed, it is in a non-energized state.

電源管理手段DGKは、電気モータMTRへの給電状態を管理するとともに、車輪電源BWHの状態を監視し、その充電状態を適正に維持する。電源管理手段DGKは、切替手段(スイッチ群)SWX、充電状態量取得手段JDA、及び、判定演算ブロックHNTにて構成される。切替手段SWX(電気回路の一部)は、電気回路において接続状態を切り替えるための複数のスイッチ(SWc等)で構成される。充電状態量取得手段JDAは、BWHの充電状態の実際値Jda(例えば、実際の電圧値)を取得(検出)する。判定演算ブロックHNT(制御アルゴリズム)は、各種状態量(Imt、Jda等)に基づいて、SWXの接続状態の調整によって、ブリッジ回路HBRへの給電状態を制御するとともに、BWHの充電状態を管理する。   The power management means DGK manages the power supply state to the electric motor MTR, monitors the state of the wheel power source BWH, and properly maintains the state of charge. The power management means DGK includes switching means (switch group) SWX, charge state quantity acquisition means JDA, and determination calculation block HNT. The switching means SWX (a part of the electric circuit) includes a plurality of switches (such as SWc) for switching the connection state in the electric circuit. The charge state amount acquisition unit JDA acquires (detects) an actual value Jda (for example, an actual voltage value) of the charge state of the BWH. The determination operation block HNT (control algorithm) controls the power supply state to the bridge circuit HBR and manages the charging state of the BWH by adjusting the connection state of the SWX based on various state quantities (Imt, Jda, etc.). .

判定演算ブロックHNTは、目標通電量Imtに基づいて、切替手段SWXを切り替えてブリッジ回路HBRへの給電元(即ち、MTRの電力供給源)を調整する。具体的には、HNTによって、目標通電量Imtが第1しきい値(予め設定される所定値)imx未満である場合(Imt<imx)には、「HBRがBBDとは接続されるが、BWHとは接続されない」ように電気回路接続が構成され、Imtがimx以上である場合(Imt≧imx)には、「HBRがBBD及びBWHの両方に接続される」ようにSWXが切り替えられる。即ち、通常の制動状態(Imt<imxの場合)では、電気モータMTRは車体電源BBDのみによって給電(BBDによる単独給電)されるが、急制動でMTRへの給電不足が予測される場合(Imt≧imxの場合)には、車体電源BBDと車輪電源BWHとによって給電(BBD及びBWHによる複合給電)が行われる。   Based on the target energization amount Imt, the determination calculation block HNT switches the switching unit SWX to adjust the power supply source (that is, the MTR power supply source) to the bridge circuit HBR. Specifically, when the target energization amount Imt is less than the first threshold value (predetermined value) imx (Imt <imx) by HNT, “HBR is connected to BBD, When the electric circuit connection is configured such that “not connected to BWH” and Imt is equal to or greater than imx (Imt ≧ imx), SWX is switched so that “HBR is connected to both BBD and BWH”. That is, in the normal braking state (when Imt <imx), the electric motor MTR is supplied with power only by the vehicle body power supply BBD (single power supply by BBD), but when power supply to the MTR is predicted to be insufficient due to sudden braking (Imt When ≧ imx), power supply (combined power supply using BBD and BWH) is performed by the vehicle body power supply BBD and the wheel power supply BWH.

目標通電量Imtは、その符号によって電気モータMTRの正転/逆転を指示するが、Imtの符号を考慮すると、大小関係が複雑となる。このため、説明において、大小関係は、その絶対値(値の大きさ)で表現される。したがって、「Imt<imx(imy)」の判定条件は、「Imtが±imx(imy)の範囲内」と等しく、同様に、「Imt≧imx(imy)」の判定条件は、「Imtが±imx(imy)の範囲外」と等価である。   The target energization amount Imt instructs forward / reverse rotation of the electric motor MTR by its sign, but the magnitude relationship becomes complicated when the sign of Imt is considered. For this reason, in the description, the magnitude relationship is expressed by its absolute value (value magnitude). Therefore, the determination condition of “Imt <imx (imy)” is equal to “Imt is within ± imx (imy)”. Similarly, the determination condition of “Imt ≧ imx (imy)” is “Imt is ±±. It is equivalent to “out of imx (imy)”.

電源管理手段DGKは、充電状態量取得手段JDAによって車輪電源BWHの蓄電状態を監視し、蓄電状態が低下した場合には、車輪電源BWHへの充電を行う。例えば、充電状態量取得手段JDAによって、車輪電源BWHの電圧Jdaが検出され、Jdaが電圧しきい値(予め設定される所定値)よりも低下した場合には、BWHへの充電が開始される。充電開始の条件には、「制動操作部材BPが操作されていない(非制動状態が肯定される)こと」が条件として付け加えられる。この条件は、「制動操作量Bpaが所定値bpx未満であること」に基づいて判定される。或いは、制動操作部材BPにストップスイッチSTP(ON/OFFスイッチ)が設けられ、その信号Stpに基づいて(StpがON状態を示すことによって)判定され得る。車輪電源BWHは、運転者が制動操作を行っていない場合(非制動要求時)に、BBD(又は、車両のオルタネータALT)からの給電によって充電される。   The power management means DGK monitors the power storage state of the wheel power supply BWH by the charge state amount acquisition means JDA, and charges the wheel power supply BWH when the power storage state decreases. For example, the charging state quantity acquisition unit JDA detects the voltage Jda of the wheel power supply BWH, and when the Jda falls below a voltage threshold value (a predetermined value set in advance), charging to the BWH is started. . As a condition for starting charging, “the braking operation member BP is not operated (the non-braking state is affirmed)” is added as a condition. This condition is determined based on “the braking operation amount Bpa is less than the predetermined value bpx”. Alternatively, a stop switch STP (ON / OFF switch) is provided in the braking operation member BP, and determination can be made based on the signal Stp (by indicating that the Stp is in the ON state). The wheel power supply BWH is charged by power supply from the BBD (or the alternator ALT of the vehicle) when the driver is not performing a braking operation (when non-braking is requested).

〔ブリッジ回路HBR、及び、ノイズ低減回路NIZ〕
スイッチング素子S1乃至S4は、電気回路の一部をON(通電)/OFF(非通電)できる素子である。例えば、スイッチング素子として、MOS-FET、IGBTが用いられる。スイッチング素子S1乃至S4によって、ブリッジ回路HBRが構成される。ここで、ブリッジ回路は、双方向の電源を必要とすることなく、単一の電源で電気モータへの通電方向が変更され、電気モータの回転方向(正転方向、又は、逆転方向)が制御され得る回路である。このブリッジ回路は、Hブリッジ回路、或いは、フルブリッジ回路とも称呼される。スイッチング素子S1〜S4は、制御手段CTL(スイッチング制御ブロックSWTからの信号)によって駆動される。夫々のスイッチング素子の通電/非通電の状態が切り替えられることによって、電気モータMTRの回転方向(正転方向、逆転方向)と出力トルク(通電量の大きさ)とが調整される。ここで、MTRの正転方向は、摩擦部材MSBを回転部材KTBに近づかせ、制動トルクが増加され、走行中の車両の減速度が増加される回転方向であり、MTRの逆転方向は、MSBをKTBから引き離し、制動トルクが減少され、走行中の車両の減速度が減少される回転方向である。
[Bridge circuit HBR and noise reduction circuit NIZ]
The switching elements S1 to S4 are elements that can turn on (energize) / off (non-energize) a part of the electric circuit. For example, a MOS-FET or IGBT is used as the switching element. A switching circuit S1 to S4 constitutes a bridge circuit HBR. Here, the bridge circuit does not require a bi-directional power supply, the energization direction to the electric motor is changed with a single power supply, and the rotation direction (forward rotation direction or reverse rotation direction) of the electric motor is controlled. A circuit that can be made. This bridge circuit is also referred to as an H bridge circuit or a full bridge circuit. The switching elements S1 to S4 are driven by the control means CTL (signal from the switching control block SWT). By switching the energization / non-energization state of each switching element, the rotation direction (forward rotation direction, reverse rotation direction) and output torque (magnification amount) of the electric motor MTR are adjusted. Here, the forward rotation direction of the MTR is a rotation direction in which the friction member MSB is brought closer to the rotation member KTB, the braking torque is increased, and the deceleration of the running vehicle is increased. The reverse rotation direction of the MTR is MSB In the rotational direction in which the braking torque is reduced and the deceleration of the running vehicle is reduced.

電気モータMTRに大出力が要求される場合には、スイッチング素子S1乃至S4に大電流が流される。このとき、スイッチング素子S1〜S4には発熱が生じるため、放熱板(ヒートシンク)が、S1〜S4に設けられ得る。具体的には、熱伝導のよい金属板(例えば、アルミニウム板)が、S1〜S4に固定され得る。   When a large output is required for the electric motor MTR, a large current is passed through the switching elements S1 to S4. At this time, since heat is generated in the switching elements S1 to S4, a heat radiating plate (heat sink) can be provided in S1 to S4. Specifically, a metal plate (for example, an aluminum plate) with good thermal conductivity can be fixed to S1 to S4.

駆動回路DRVには、供給電力を安定化する(即ち、電圧変動を低減する)ためのノイズ低減回路(安定化回路)NIZが設けられる。ノイズ低減回路NIZは、所謂、LC回路(LCフィルタともいう)であり、少なくとも1つのインダクタ(コイル)IND、及び、少なくとも1つのコンデンサ(キャパシタ)CNDの組み合わせによって構成される。例えば、NIZとして、第1、第2コンデンサCND1、CND2、及び、インダクタINDが組み合わされてローパスフィルタ(π型フィルタ)が形成される。具体的には、π型ローパスフィルタは、ラインに並列な2つのコンデンサCND1、CND2と、1つの直列インダクタとで構成されるフィルタで、所謂、チェビシェフ・ローパスLCフィルタである。一般的に、インダクタは、コンデンサ(キャパシタ)よりも高価であるため、π型フィルタが採用されることで、部品コストが抑制され、良好な性能が得られる。また、ノイズ低減フィルタNIZとして、π型ローパスフィルタに代えて、T型ローパスフィルタ(2つの直列インダクタ、及び、1つの並列コンデンサにて構成)が採用され得る。   The drive circuit DRV is provided with a noise reduction circuit (stabilization circuit) NIZ for stabilizing supply power (that is, reducing voltage fluctuation). The noise reduction circuit NIZ is a so-called LC circuit (also referred to as an LC filter), and includes a combination of at least one inductor (coil) IND and at least one capacitor (capacitor) CND. For example, as the NIZ, the first and second capacitors CND1, CND2 and the inductor IND are combined to form a low-pass filter (π-type filter). Specifically, the π-type low-pass filter is a so-called Chebyshev low-pass LC filter, which is a filter including two capacitors CND1 and CND2 parallel to the line and one series inductor. In general, an inductor is more expensive than a capacitor (capacitor). Therefore, by adopting a π-type filter, component costs are suppressed, and good performance can be obtained. Further, as the noise reduction filter NIZ, a T-type low-pass filter (configured by two series inductors and one parallel capacitor) may be employed instead of the π-type low-pass filter.

駆動回路DRVには、通電量取得手段(例えば、電流センサ)IMAが設けられる。通電量取得手段IMAは、電気モータMTRへの実際の通電量(例えば、実際に電気モータMTRに流れる電流)Imaを取得(検出)する。   The drive circuit DRV is provided with energization amount acquisition means (for example, a current sensor) IMA. The energization amount acquisition means IMA acquires (detects) an actual energization amount (for example, current that actually flows through the electric motor MTR) Ima to the electric motor MTR.

〔電気モータMTR〕
電気モータMTRとして、ブラシ付モータに代えて、ブラシレスモータが採用され得る。ブラシレスモータは、無整流子電動機(ブラシレスDCモータ:Brushless Direct Current Motor)とも称呼され、該電気モータでは、ブラシ付モータの機械式整流子CMTに代えて、電子回路によって電流の転流が行われる。ブラシレスモータでは、回転子(ロータ)が永久磁石に、固定子(ステータ)が巻線回路(電磁石)とされる構造で、ロータの回転位置Mkaが検出され、Mkaに合わせてスイッチング素子が切り替えられることによって、供給電流が転流される。回転子の位置Mkaは、電気モータMTRの内部に設けられる位置取得手段MKAによって検出される。
[Electric motor MTR]
As the electric motor MTR, a brushless motor may be employed instead of the brush motor. The brushless motor is also called a brushless direct current motor (Brushless Direct Current Motor). In the electric motor, current is commutated by an electronic circuit instead of the mechanical commutator CMT of the brushed motor. . In the brushless motor, the rotor (rotor) is a permanent magnet, and the stator (stator) is a winding circuit (electromagnet). The rotor rotation position Mka is detected, and the switching element is switched according to Mka. As a result, the supply current is commutated. The rotor position Mka is detected by position acquisition means MKA provided inside the electric motor MTR.

ブラシレスモータが採用される場合、駆動手段DRVのブリッジ回路HBRは、6つのスイッチング素子によって構成される。ブラシ付モータの場合と同様に、パルス幅変調ブロックPWMが決定するデューティ比Dutに基づいて、ブリッジ回路HBRを構成するスイッチング素子の通電状態/非通電状態が制御される。   When a brushless motor is employed, the bridge circuit HBR of the driving unit DRV is configured by six switching elements. As in the case of the motor with brush, the energization state / non-energization state of the switching elements constituting the bridge circuit HBR is controlled based on the duty ratio Dut determined by the pulse width modulation block PWM.

ブラシレスモータでは、位置取得手段MKAによって、電気モータMTRのロータ位置(回転角)Mkaが取得される。そして、スイッチング制御ブロックSWTでは、実際の位置Mkaに基づいて、3相ブリッジ回路を構成する6つのスイッチング素子が制御される。スイッチング素子によって、ブリッジ回路のU相、V相、及びW相のコイル通電量の方向(即ち、励磁方向)が順次切り替えられて、MTRが駆動される。ブラシレスモータの回転方向(正転、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。   In the brushless motor, the position acquisition means MKA acquires the rotor position (rotation angle) Mka of the electric motor MTR. In the switching control block SWT, the six switching elements constituting the three-phase bridge circuit are controlled based on the actual position Mka. The switching elements sequentially switch the direction of the energization amount of the U-phase, V-phase, and W-phase coils of the bridge circuit (that is, the excitation direction) to drive the MTR. The rotation direction (forward rotation or reverse rotation) of the brushless motor is determined by the relationship between the rotor and the excitation position.

<車体電源BBD、車輪電源BWH、及び、電源管理手段DGK>
次に、図4を参照しながら、車体電源BBDと車輪電源BWHとの電気的接続、及び、各電源BBD、BWHを管理する電源管理手段DGK(制御手段CTLの一部)について説明する。
<Body power supply BBD, wheel power supply BWH, and power management means DGK>
Next, the electrical connection between the vehicle power supply BBD and the wheel power supply BWH, and the power management means DGK (a part of the control means CTL) for managing the power supplies BBD and BWH will be described with reference to FIG.

車体電源(第1電源)BBDが、車体BDYに設けられる。さらに、BDYには、電力を生み出し、BBDを充電するオルタネータALTが設けられる。オルタネータALTは、発電機であり、エンジン等の動力源によって駆動される。車体電源BBDの蓄電量(充電量)が低下した場合には、ALTによって発電された電力が、ダイオードDaを介して、BBDに供給され、BBDが充電される。また、ALT、及び、BBDからの電力(電流)は、ダイオードDbを介して、駆動回路DRVに常時供給される。したがって、オルタネータALTは車体電源の一部である。オルタネータALTが発電している際には、この電力もDRVに供給されるため、BBD、及び、ALTが、DRVへの電力(電流)の供給源(車体電源)となる。   A vehicle body power supply (first power supply) BBD is provided in the vehicle body BDY. Further, the BDY is provided with an alternator ALT that generates electric power and charges the BBD. The alternator ALT is a generator and is driven by a power source such as an engine. When the power storage amount (charge amount) of the vehicle body power supply BBD decreases, the power generated by ALT is supplied to the BBD via the diode Da, and the BBD is charged. Further, power (current) from ALT and BBD is constantly supplied to the drive circuit DRV via the diode Db. Therefore, the alternator ALT is a part of the vehicle body power supply. When the alternator ALT is generating electric power, this electric power is also supplied to the DRV. Therefore, the BBD and the ALT serve as a supply source (vehicle power source) of electric power (current) to the DRV.

車体電源BBD等から駆動手段DRVへの電力供給は、車体電力線(パワー線)PBDによって行われる。ここで、パワー線PBDとして、ツイストペアケーブル(Twisted Pair Cable、2つの対で撚り合わせた電線)が採用され得る。また、PBDは、ECUに設けられるコネクタ(車体側コネクタ)CNBを介して、駆動手段DRVに接続される。   Power supply from the vehicle body power supply BBD or the like to the drive means DRV is performed by a vehicle body power line (power line) PBD. Here, as the power line PBD, a twisted pair cable (a twisted pair cable, an electric wire twisted in two pairs) may be employed. The PBD is connected to the drive means DRV via a connector (vehicle body side connector) CNB provided in the ECU.

駆動手段(駆動回路)DRVが、車輪WHLに固定されるキャリパCPR内に設けられる。駆動手段DRVには、コネクタ(車輪側コネクタ)CNCが設けられ、CNCを介して、電力(電流)がDRVに導入される。駆動手段DRVには、制御手段CTLがプログラムされるとともに、ノイズ低減回路NIZ、ブリッジ回路HBR(S1〜S4)、車輪電源BWH、DC−DCコンバータ(単に、コンバータともいう)DCC、及び、これを管理する電源管理手段DGK(CTLの一部)が設けられる。これらの全ては、CPR内に設けられる(車輪側に固定される)。   Driving means (driving circuit) DRV is provided in a caliper CPR fixed to the wheel WHL. The drive means DRV is provided with a connector (wheel side connector) CNC, and electric power (current) is introduced into the DRV via the CNC. The drive means DRV is programmed with a control means CTL, a noise reduction circuit NIZ, a bridge circuit HBR (S1 to S4), a wheel power supply BWH, a DC-DC converter (also simply referred to as a converter) DCC, and Power management means DGK (a part of CTL) for management is provided. All of these are provided in the CPR (fixed on the wheel side).

車輪電源BWHは、車輪電力線(パワー線)PWHを介して、MTRへ電力を供給する。例えば、BWHとして、電気2重層キャパシタ(単に、キャパシタともいう)が採用される。キャパシタは、2次電池(蓄電池)に比べ、内部抵抗が低いため、短時間での充放電が可能である。BWHからMTRへの電力供給経路である、車輪電力線PWHとして、バスバーが採用され得る。バスバーの採用によって、複雑な端子処理が不要で、組み付けが容易になるとともに、大電流の供給にも適する。   The wheel power source BWH supplies power to the MTR via a wheel power line (power line) PWH. For example, an electric double layer capacitor (also simply referred to as a capacitor) is employed as the BWH. Since the capacitor has a lower internal resistance than a secondary battery (storage battery), it can be charged and discharged in a short time. A bus bar can be adopted as the wheel power line PWH, which is a power supply path from the BWH to the MTR. The use of a bus bar eliminates the need for complicated terminal processing, facilitates assembly, and is suitable for supplying a large current.

DC−DCコンバータDCCは、直流電圧を制御するものであり、或る電圧の直流電流を、異なる電圧の直流電流へ変換する(昇圧、又は、降圧する)。即ち、コンバータ(電圧変換手段)DCCによって、車輪電源BWHの出力電圧が、電気モータMTRの駆動に適した電圧に変更される。DC−DCコンバータDCCとして、チョッパ制御式、スイッチング制御式、及び、シリーズレギュレータ式の各方式のうちのいずれか1つが採用され得る。   The DC-DC converter DCC controls a direct current voltage, and converts a direct current of a certain voltage into a direct current of a different voltage (steps up or down). That is, the output voltage of the wheel power supply BWH is changed to a voltage suitable for driving the electric motor MTR by the converter (voltage conversion means) DCC. As the DC-DC converter DCC, any one of a chopper control type, a switching control type, and a series regulator type may be employed.

電源管理手段DGKは、各電源(BBD、ALT、及び、BWH)とブリッジ回路HBRとの接続状態を制御する。電源管理手段DGKは、切替手段SWX(スイッチSWc、SWeの総称)、判定演算ブロックHNT、及び、充電状態量取得手段JDAにて構成される。切替手段SWX(SWe、SWc)は、ON/OFFスイッチであり、切替手段(スイッチ)SWeはブリッジ回路HBRへの電力補助のために、また、切替手段SWcは車輪電源BWHの充電のために、夫々、用いられる。切替手段SWXは、判定演算ブロックHNTでの演算結果(信号Csc、Cse)に基づいて、閉状態(通電状態)と開状態(非通電状態)とを切り替える。なお、スイッチSWcは、車輪電源BWHが充電される場合には、閉状態(接続状態)にされるが、それ以外の場合には、開状態(非接続状態)にされている。   The power management means DGK controls the connection state between each power supply (BBD, ALT, and BWH) and the bridge circuit HBR. The power management means DGK is composed of switching means SWX (a general term for switches SWc and SWe), a determination calculation block HNT, and a charge state amount acquisition means JDA. The switching means SWX (SWe, SWc) are ON / OFF switches. The switching means (switch) SWe is for power assistance to the bridge circuit HBR, and the switching means SWc is for charging the wheel power source BWH. Each is used. The switching means SWX switches between a closed state (energized state) and an open state (non-energized state) based on the calculation result (signals Csc, Cse) in the determination calculation block HNT. Note that the switch SWc is in a closed state (connected state) when the wheel power supply BWH is charged, but is in an open state (unconnected state) in other cases.

通常の制動要求時(後述する急制動が要求されない場合)には、車体側の電力供給源(車体電源BBD、及び、オルタネータALTのうちの少なくとも1つ)のみから、ブリッジ回路HBR(電気モータMTRに電力供給する回路)に給電が行われる。判定演算ブロックHNTにて、目標通電量演算ブロックIMTから送信される目標通電量Imtに基づいて、スイッチSWeの駆動信号Cse、及び、スイッチSWcの駆動信号Cscが出力され、スイッチSWe及びSWcの接続状態が制御される。具体的には、目標通電量Imtが通電しきい値imx未満の場合には、スイッチSWeが開位置(非通電状態)とされ、車輪電源BWHとブリッジ回路HBRとの接続が遮断される。この場合、HBRへの給電は、車体電力線PBDを介して、車体に設けられる電源(BBD、ALT)によって行われる。Imt<imxの場合のような通常の制動要求時(例えば、車両の減速度において0.3G未満のとき)には、MTRへの通電量は、然程大きくはないため、車輪側の電源BWHは使用されず、車体側の電源BBD、ALTのみによって電力供給が行われる。   At the time of normal braking request (when sudden braking described later is not required), the bridge circuit HBR (electric motor MTR) is supplied only from the power supply source (at least one of the vehicle power supply BBD and the alternator ALT) on the vehicle body side. Power is supplied to a circuit that supplies power to the circuit. In the determination calculation block HNT, based on the target energization amount Imt transmitted from the target energization amount calculation block IMT, the drive signal Cse of the switch SWe and the drive signal Csc of the switch SWc are output, and the connection of the switches SWe and SWc The state is controlled. Specifically, when the target energization amount Imt is less than the energization threshold imx, the switch SWe is in the open position (non-energized state), and the connection between the wheel power source BWH and the bridge circuit HBR is interrupted. In this case, power supply to the HBR is performed by a power supply (BBD, ALT) provided in the vehicle body via the vehicle body power line PBD. When normal braking is required as in the case of Imt <imx (for example, when the deceleration of the vehicle is less than 0.3 G), the power supply amount to the MTR is not so large. Is not used, and power is supplied only by the power sources BBD and ALT on the vehicle body side.

一方、急制動の要求時には、車体側の電力供給源に加えて、車輪側の電源も利用されて、ブリッジ回路HBRに給電が行われる。具体的には、目標通電量Imtが通電しきい値(所定値)imx以上の場合には、スイッチSWeが閉位置(通電状態)とされ、車輪電源BWHとブリッジ回路HBRとが接続される。即ち、コンバータDCCで電圧が調整されることによって、BWHから、ダイオードDc、及び、スイッチSWeを介して、電力がHBRに供給される。このとき、スイッチSWcは開状態(非通電状態)にされ、BBD等からの電流が、車輪電源BWHへ流れ込むことが防止される。ブリッジ回路HBRへの給電が車体電力線PBDからに限られると仮定する場合、急制動要求時(例えば、車両の減速度が0.3G以上のとき、又は、減速度の時間変化量が大きいとき)には、車体電力線PBDに大電流を流すことが要求される。PBDには僅かではあるが抵抗があるため、大電流が流される場合には、電圧低下の影響が現れるとともに、発熱による抵抗増加も発生し得る。このため、急制動要求時には、車体電力線PBDを通した車体電源BBDからの電力供給が、車輪電力線PWHを介した車輪電源BWHからの電力供給によって補助(補充)される。この結果、車体電力線PBDの断面積が増大される必要がなく、PBDの屈曲性が確保され得る。   On the other hand, when sudden braking is required, the power source on the wheel side is used in addition to the power supply source on the vehicle body side to supply power to the bridge circuit HBR. Specifically, when the target energization amount Imt is equal to or greater than the energization threshold value (predetermined value) imx, the switch SWe is in the closed position (energization state), and the wheel power supply BWH and the bridge circuit HBR are connected. That is, by adjusting the voltage by the converter DCC, power is supplied from the BWH to the HBR via the diode Dc and the switch SWe. At this time, the switch SWc is opened (non-energized state), and current from the BBD or the like is prevented from flowing into the wheel power source BWH. When it is assumed that the power supply to the bridge circuit HBR is limited to the vehicle body power line PBD, when sudden braking is requested (for example, when the deceleration of the vehicle is 0.3 G or more, or when the amount of time change in deceleration is large) Requires a large current to flow through the vehicle body power line PBD. Since the PBD has a slight resistance, when a large current is passed, an influence of a voltage drop appears and a resistance increase due to heat generation may occur. For this reason, at the time of a sudden braking request, the power supply from the vehicle power source BBD through the vehicle power line PBD is supplemented (supplemented) by the power supply from the wheel power supply BWH through the wheel power line PWH. As a result, it is not necessary to increase the cross-sectional area of the vehicle body power line PBD, and the flexibility of the PBD can be ensured.

充電状態量取得手段JDAは、車輪電源BWHの充電状態(蓄電状態)を表す状態量(充電状態量)Jdaを取得(検出)する。例えば、充電状態量取得手段JDAは、車輪電源BWHの電圧を、充電状態量Jdaとして取得する。さらに、JDAは、BWHの温度を、Jdaとして取得する。また、充電が開始された時点からの経過時間が、Jdaとして取得され得る。   The state-of-charge obtaining unit JDA obtains (detects) a state amount (charge state amount) Jda representing the state of charge (power storage state) of the wheel power source BWH. For example, the state of charge acquisition means JDA acquires the voltage of the wheel power source BWH as the state of charge Jda. Furthermore, JDA acquires the temperature of BWH as Jda. Further, the elapsed time from the time when charging is started can be acquired as Jda.

電源管理手段DGKは、充電状態量Jdaに基づいて、車輪電源BWHを充電する。BWHの蓄電量は、自己放電によって、電気が時間の経過にともなって失われる。そこで、判定演算ブロックHNT(DGKの一部)は、運転者が制動操作部材BPを操作していない場合(例えば、Bpa<bpx(所定値)の条件によって判定)に、BBD(又は、ALT)からBWHに電流を流し、BWHに電荷を蓄積する(充電する)。具体的には、HNTからの駆動信号Cse、Cscによって、スイッチSWe及びSWcが閉位置(接続状態)にされ、車輪電源BWHと、車体電源BBD、及び、オルタネータALTとが接続される。そして、HNTは、BWHに電荷が十分に蓄えられた状態(満充電)になった時点で、充電を終了する。即ち、HNTによって、SWcが閉位置(接続状態)から開位置(遮断状態)に切り替えられることで、BWHと、BBD及びALTとの接続が遮断される。   The power management means DGK charges the wheel power source BWH based on the charge state amount Jda. The amount of electricity stored in the BWH is lost over time due to self-discharge. Therefore, the determination calculation block HNT (part of DGK) is BBD (or ALT) when the driver is not operating the braking operation member BP (for example, determination is made based on the condition of Bpa <bpx (predetermined value)). Current is supplied from B to BWH, and electric charge is accumulated (charged) in BWH. Specifically, the switches SWe and SWc are closed (connected state) by the drive signals Cse and Csc from the HNT, and the wheel power source BWH, the vehicle body power source BBD, and the alternator ALT are connected. And HNT complete | finishes charge, when it will be in the state (full charge) in which the electric charge was fully stored in BWH. That is, the connection between BWH and BBD and ALT is cut off by switching SWc from the closed position (connected state) to the open position (cut off state) by HNT.

充電終了(満充電)のタイミングは、車輪電源BWHの充電状態量Jdaに基づいて決定される。例えば、充電状態量Jdaとして、BWHの電圧が検出され、BWHの電圧の変化に基づいて、満充電状態が検知され得る。さらに、BWHの容量、充放電時間に基づいて、判定演算ブロックHNT内にプログラムされた演算処理によって満充電が判別され得る。さらに、電源管理手段DGKでは、充電方法として、−ΔV方式充電、温度制御方式充電、dT/dt制御方式、パルス充電、及び、トリクル充電のうちで、少なくとも1つが採用され得る。−ΔV方式充電では、満充電状態を超過して充電されるときに、電池の電圧が僅かに低下する現象を利用し、この電圧変化に基づいて充電が行われる。温度制御方式では、充電状態量Jdaとして、車輪電池BWHの温度が検出され、電池の温度上昇に基づいて充電が行われる。dT/dt制御方式充電では、電池BWHの温度(上昇)の微分値(Jdaの時間変化量dJda)が検出され、dJdaに基づいて充電が行われる。パルス充電法では、定電流充電により所定の電圧に達した後、パルス電流により充電が継続される。パルス充電では、セル電圧が極短時間だけ所定の電圧を越えることを容認され、セル電圧が細かく監視されることで、過充電が抑制され、急速充電がなされ得る。トリクル(Trickle)充電法は、電池特性に負荷、及び、影響を与えない程度の微弱電流が常時供給されることによって、満充電の状態が維持される。   The timing of the end of charging (full charge) is determined based on the state of charge Jda of the wheel power source BWH. For example, as the state of charge Jda, the voltage of BWH is detected, and the fully charged state can be detected based on the change in the voltage of BWH. Further, based on the capacity of BWH and the charge / discharge time, full charge can be determined by calculation processing programmed in the determination calculation block HNT. Furthermore, in the power supply management means DGK, as the charging method, at least one of -ΔV method charging, temperature control method charging, dT / dt control method, pulse charging, and trickle charging can be adopted. In the −ΔV system charging, a phenomenon in which the voltage of the battery slightly decreases when the battery is charged exceeding the fully charged state is charged based on this voltage change. In the temperature control method, the temperature of the wheel battery BWH is detected as the charge state quantity Jda, and charging is performed based on the temperature rise of the battery. In dT / dt control type charging, a differential value (time variation dJda of Jda) of the temperature (increase) of the battery BWH is detected, and charging is performed based on dJda. In the pulse charging method, after reaching a predetermined voltage by constant current charging, charging is continued by a pulse current. In the pulse charging, the cell voltage is allowed to exceed a predetermined voltage for a very short time, and the cell voltage is closely monitored, so that overcharging can be suppressed and rapid charging can be performed. In the trickle charging method, a fully charged state is maintained by constantly supplying a weak current that does not affect or affect the battery characteristics.

車輪電源BWHは、車体電源BBDの電力供給状態が不適切になった場合に、電気モータMTRに電力を供給する。電源管理手段DGKは、ブリッジ回路HBRへの供給電圧を監視し、その電圧が所定電圧未満になる場合に、車体電源BBDの不調状態を判定する。判定演算ブロックHNTによって、スイッチSWeが開状態から閉状態に切り替えられ、車輪電源BWHからブリッジ回路HBRへの電力供給が開始される。ダイオードDbによって、車輪電源BWHから、車体電源BBDへの電流は遮断されている。車輪電源BWHは、車体電源BBDの電力供給能力が低下する緊急的な状況において、補助的に電力を供給する。   The wheel power supply BWH supplies power to the electric motor MTR when the power supply state of the vehicle body power supply BBD becomes inappropriate. The power management means DGK monitors the supply voltage to the bridge circuit HBR, and determines the malfunctioning state of the vehicle body power supply BBD when the voltage falls below a predetermined voltage. The determination operation block HNT switches the switch SWe from the open state to the closed state, and starts supplying power from the wheel power source BWH to the bridge circuit HBR. The current from the wheel power supply BWH to the vehicle body power supply BBD is cut off by the diode Db. The wheel power supply BWH supplementarily supplies power in an emergency situation where the power supply capability of the vehicle body power supply BBD is reduced.

<本発明の時系列作動>
次に、図5を参照して、2つの状況(慣性補償制御、アンチスキッド制御)を想定して、本発明の時系列における作動と、その効果について説明する。
<Time-series operation of the present invention>
Next, with reference to FIG. 5, assuming the two situations (inertia compensation control and anti-skid control), the operation in the time series of the present invention and the effects thereof will be described.

図5(a)は、運転者のよって急制動が行われる場合の時系列線図である。時点t0にて、運転者によって制動操作が開始され、制動動作量Bpaに基づいて演算される指示通電量Istが増加され始める。Istに応じて、電気モータMTRへの通電が、車体電源BBDから行われる。このとき、スイッチSWeは開状態(非通電位置)にあり、車輪電源BWHはブリッジ回路HBRとは接続されていない。即ち、電気モータMTRは、車体電源BBDのみによって給電されている。   FIG. 5A is a time-series diagram in a case where sudden braking is performed by the driver. At time t0, the driver starts a braking operation, and the command energization amount Ist calculated based on the braking operation amount Bpa starts to increase. In response to Ist, the electric motor MTR is energized from the vehicle body power supply BBD. At this time, the switch SWe is in an open state (non-energized position), and the wheel power source BWH is not connected to the bridge circuit HBR. That is, the electric motor MTR is supplied with power only by the vehicle body power supply BBD.

時点t1にて、慣性補償制御が必要であることが判定され、指示通電量Istに、(斜線部で表す)慣性補償通電量Iktが上乗せされて目標通電量Imtが急激に増加される。ここで、慣性補償通電量Iktは、制動手段BRK(特に、MTR)のイナーシャ(慣性モーメント)を補償するための通電量の目標値である。時点t2にて、Imtが通電しきい値(第1しきい値)imx以上の条件(Imtが±imxの範囲外)を満足し、スイッチSWeが開状態(非通電位置)から閉状態(通電位置)に変更される。ここで、第1しきい値imxは、SWeを開位置から閉位置に切り替えるためのしきい値である。SWeが開位置から閉位置に切り替えられることによって、ブリッジ回路HBRは、2つの電力源(BBD及びBWH)からエネルギ供給を受ける。BBDからの給電が、BWHからの給電によって補助されるため、車体電力線(パワー線)PBDとして、細い配線(屈曲性は高いが、通電能力に限界がある)が採用されても、目標通電量Imtに応じて十分な通電量が確保され得る。なお、車輪電源BWHからブリッジ回路HBRへのパワー線(車輪電力線)PWHとして、バスバーが採用され得る。バスバーは、電気抵抗が小さいため、より多量の電流が流され得る。   At time t1, it is determined that the inertia compensation control is necessary, and the target energization amount Imt is rapidly increased by adding the inertia compensation energization amount Ikt (represented by a hatched portion) to the command energization amount Ist. Here, the inertia compensation energization amount Ikt is a target value of the energization amount for compensating the inertia (moment of inertia) of the braking means BRK (particularly, MTR). At time t2, Imt satisfies a condition (imt is outside the range of ± imx) that is equal to or greater than the energization threshold value (first threshold value) imx, and the switch SWe changes from the open state (non-energized position) to the closed state (energized state). Position). Here, the first threshold value imx is a threshold value for switching the SWe from the open position to the closed position. By switching the SWe from the open position to the closed position, the bridge circuit HBR receives energy supply from two power sources (BBD and BWH). Since the power supply from the BBD is assisted by the power supply from the BWH, even if a thin wiring (high flexibility but limited power supply capacity) is adopted as the vehicle body power line (power line) PBD, the target power supply amount A sufficient energization amount can be ensured according to Imt. A bus bar may be employed as a power line (wheel power line) PWH from the wheel power supply BWH to the bridge circuit HBR. Since the bus bar has a small electric resistance, a larger amount of current can flow.

時点t3にて、目標通電量Imtは通電しきい値(第2しきい値)imy未満の条件(Imtが±imyの範囲内)を満足するが、SWeは、直ちには閉位置から開位置へは切り替えられない。ここで、第2しきい値imyは、第1しきい値imxよりも小さい所定値であり、SWeの閉状態から開状態へ切り替えるためのしきい値である。SWeの閉位置から開位置への切り替えは、Imt<imyの条件が満足された時点t3から、所定時間txが経過する時点t5にて行われる。時点t3にて、直ちに給電補助が終了されるのではなく、その時点(t3)から所定時間txが継続された時点t5で給電補助が終了される。慣性補償制御が実行されるような急制動においては、慣性補償制御が終了された後に、再び、Imtがimxを超過する蓋然性が高いことに因る。SWeが、開位置から閉位置に切り替えられた後は、Imtがimyよりも小さくなった時点から、所定時間txを経過した時点で、閉位置から開位置に戻されるため、煩雑な電源の切り替えが抑制され得る。さらに、第2しきい値imyは、第1しきい値imxよりも小さい値に、予め設定されているため、目標通電量Imtが、値imxの近傍で微少に変化する場合における、判定のハンチング(ON/OFFが繰り返される現象)が抑制され得る。   At time t3, the target energization amount Imt satisfies the condition (Imt is within ± imy) less than the energization threshold (second threshold) imy, but SWe immediately changes from the closed position to the open position. Cannot be switched. Here, the second threshold value imy is a predetermined value that is smaller than the first threshold value imx, and is a threshold value for switching the closed state from the closed state to the open state. The switching of the SWe from the closed position to the open position is performed at time t5 when a predetermined time tx elapses from time t3 when the condition of Imt <imy is satisfied. At time t3, power supply assistance is not immediately terminated, but power supply assistance is terminated at time t5 when a predetermined time tx is continued from that time (t3). In sudden braking in which inertia compensation control is executed, after inertia compensation control is terminated, there is a high probability that Imt again exceeds imx. After SWe has been switched from the open position to the closed position, since a predetermined time tx has elapsed from the time Imt becomes smaller than imy, the power supply is returned from the closed position to the open position. Can be suppressed. Further, since the second threshold value imy is preset to a value smaller than the first threshold value imx, the determination hunting in the case where the target energization amount Imt slightly changes in the vicinity of the value imx. (Phenomenon in which ON / OFF is repeated) can be suppressed.

図5(b)は、車輪スリップを抑制するアンチスキッド制御が実行される場合の時系列線図である。運転者による急制動で、慣性補償制御によって電気モータMTRが急加速されている場合に、アンチスキッド制御が開始される状況が想定され得る。この場合、制動トルクを減少させるために、正転方向に加速されているMTRが、急減速され、さらに、逆転方向に駆動されることが要求される。   FIG. 5B is a time series diagram when anti-skid control for suppressing wheel slip is executed. It can be assumed that anti-skid control is started when the electric motor MTR is rapidly accelerated by inertia compensation control due to sudden braking by the driver. In this case, in order to reduce the braking torque, it is required that the MTR accelerated in the forward rotation direction is rapidly decelerated and further driven in the reverse rotation direction.

時点t0にて、運転者が制動操作部材BPの操作を開始し、目標通電量Imtがゼロ(非制動状態)から増加される。時点t1にて、慣性補償制御が開始される。目標通電量Imtがしきい値imx以上とはならないため、スイッチSWeは開位置(非通電状態)に維持されている。時点t6にて、アンチスキッド制御が開始され、電気モータMTRを正転方向から逆転方向に駆動させるため、マイナス方向にImtが増加される。このとき、Imtがimx以上(符号を考慮すると、Imtが±imxの範囲外)の条件が満足され、SWeが開位置から閉位置に切り替えられる。車体電源BBDからの電力供給に加えて、車輪電源BWHからの電力供給分が補充されるため、電気モータMTRの戻し遅れ(制動トルクのオーバシュート)に起因する車輪スリップの増大が抑制され得る。SWeの開位置への切り替えは、上記と同様に、Imtが±imyの範囲内に入った時点から所定時間txを経過した後に行われる。また、アンチスキッド制御には、SWeは閉位置に維持され、制御終了後に、開位置に切り替えられ得る。   At time t0, the driver starts operating the braking operation member BP, and the target energization amount Imt is increased from zero (non-braking state). At time t1, inertia compensation control is started. Since the target energization amount Imt does not exceed the threshold value imx, the switch SWe is maintained in the open position (non-energized state). At time t6, anti-skid control is started, and Imt is increased in the minus direction to drive the electric motor MTR from the forward rotation direction to the reverse rotation direction. At this time, the condition that Imt is equal to or greater than imx (Imt is out of the range of ± imx considering the sign) is satisfied, and SWe is switched from the open position to the closed position. Since the power supply from the wheel power supply BWH is supplemented in addition to the power supply from the vehicle power supply BBD, an increase in wheel slip caused by the return delay of the electric motor MTR (braking torque overshoot) can be suppressed. Switching to the open position of SWe is performed after a predetermined time tx has elapsed from the point in time when Imt falls within the range of ± imy, as described above. In addition, for anti-skid control, SWe is maintained in the closed position, and can be switched to the open position after the control ends.

電気モータMTRを利用して、アンチスキッド制御が行われる場合には、一旦、正転中のMTRを停止させ、さらに、逆転方向に駆動することが必要となるため、大電流が要求される。この場合にも、切替手段SWeが開位置から閉位置に切り替えられることによって、車体電源BBD、及び、車輪電源BWHの2つの電力源から、ブリッジ回路HBRに給電される。さらに、車輪電源BWHからブリッジ回路HBRへは、電気抵抗値が小さいバスバーPWHを介して、電力供給され得る。このため、細い車体電力線PBDが採用される場合であっても、十分な電流が電気モータMTRに供給され得る。   When anti-skid control is performed using the electric motor MTR, it is necessary to once stop the MTR during normal rotation and drive in the reverse direction, so that a large current is required. Also in this case, when the switching unit SWe is switched from the open position to the closed position, power is supplied to the bridge circuit HBR from the two power sources of the vehicle body power supply BBD and the wheel power supply BWH. Furthermore, electric power can be supplied from the wheel power supply BWH to the bridge circuit HBR via the bus bar PWH having a small electric resistance value. For this reason, even when the thin vehicle body power line PBD is employed, a sufficient current can be supplied to the electric motor MTR.

上記の実施態様では、スイッチSWeの切り替えが、目標通電量Imtに基づいて実行されるが、Imtは制動操作量Bpaに基づいて演算されるため、Imtに代えて、他の状態量が採用され得る。即ち、演算過程において、制動操作量Bpaから、目標デューティ比Dutに到るまでの状態量(例えば、Fbt、Imt)のうちで少なくとも1つの状態量に基づいて、スイッチSWeの切り替えが実行され得る。   In the above embodiment, the switching of the switch SWe is executed based on the target energization amount Imt. However, since Imt is calculated based on the braking operation amount Bpa, another state amount is employed instead of Imt. obtain. That is, in the calculation process, switching of the switch SWe can be executed based on at least one state quantity among the state quantities (for example, Fbt, Imt) from the braking operation quantity Bpa to the target duty ratio Dut. .

MSB…摩擦部材、KTB…回転部材、MTR…電気モータ、BBD…車体電源、BWH…車輪電源、CTL…制御手段、Imt…通電目標値、Ikt…慣性補償通電量   MSB ... friction member, KTB ... rotating member, MTR ... electric motor, BBD ... body power supply, BWH ... wheel power supply, CTL ... control means, Imt ... energization target value, Ikt ... inertia compensation energization amount

Claims (2)

車両の車輪に固定された回転部材と、
前記車両の車輪側に設けられた電気モータと、
前記電気モータの駆動トルクを利用して前記回転部材を押圧して、前記車輪に制動トルクを発生させる摩擦部材と、
前記車両の車体側に設けられ、前記電気モータに給電する車体電源と、
前記車両の車輪側に設けられ、前記電気モータに給電する車輪電源と、
前記車両の運転者による制動操作に基づいて前記電気モータの通電目標値を演算し、前記通電目標値に基づいて前記電気モータを制御する制御手段と、
を備えた、車両の電動制動装置であって、
前記制御手段は、
前記通電目標値が第1しきい値未満の場合には、前記車体電源のみを用いて前記電気モータを駆動し、
前記通電目標値が前記第1しきい値以上の場合には、前記車体電源、及び、前記車輪電源を用いて前記電気モータを駆動するように構成された、車両の電動制動装置。
A rotating member fixed to a vehicle wheel;
An electric motor provided on the wheel side of the vehicle;
A friction member that presses the rotating member using a driving torque of the electric motor to generate a braking torque on the wheel;
A vehicle body power source provided on the vehicle body side of the vehicle for supplying power to the electric motor;
A wheel power source provided on the wheel side of the vehicle for supplying power to the electric motor;
Control means for calculating an energization target value of the electric motor based on a braking operation by a driver of the vehicle, and controlling the electric motor based on the energization target value;
An electric braking device for a vehicle, comprising:
The control means includes
When the energization target value is less than the first threshold value, the electric motor is driven using only the vehicle body power supply,
An electric braking device for a vehicle configured to drive the electric motor using the vehicle body power source and the wheel power source when the energization target value is equal to or greater than the first threshold value.
請求項1に記載の車両の電動制動装置において、
前記制御手段は、
前記電気モータから前記摩擦部材までの制動トルクの発生に関係して運動する力伝達機構の慣性の影響を補償する慣性補償通電量を演算し、前記慣性補償通電量に基づいて前記通電目標値を演算するように構成され、
前記制御手段は、
前記通電目標値が増加しながら前記第1しきい値に達した時点から、その後において前記通電目標値が減少しながら前記第1しきい値よりも小さい第2しきい値に達した時点から所定時間が経過した時点までの間、前記車体電源、及び、前記車輪電源を用いて前記電気モータを駆動するように構成された、車両の電動制動装置。
The electric braking device for a vehicle according to claim 1,
The control means includes
An inertia compensation energization amount that compensates for the influence of inertia of a force transmission mechanism that moves in relation to generation of braking torque from the electric motor to the friction member is calculated, and the energization target value is calculated based on the inertia compensation energization amount. Configured to operate,
The control means includes
It is predetermined from the time when the energization target value reaches the first threshold while increasing, and thereafter when the energization target value decreases and reaches the second threshold smaller than the first threshold. An electric braking device for a vehicle configured to drive the electric motor using the vehicle body power source and the wheel power source until a time has elapsed.
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