JP2008236935A - Electric brake device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動モータの駆動により制動力を発生する電動ブレーキ装置の技術分野に属する。 The present invention belongs to the technical field of an electric brake device that generates a braking force by driving an electric motor.
従来、ブラシレスDCモータの駆動装置としては、回転速度の低速側と高速側で制御方式を切り替えてモータを駆動し、直流電流値に異常が生じた場合には、直ちにインバータの駆動を停止するものが開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、上記従来技術にあっては、異常発生時は直ちにモータを停止しているため、電動ブレーキ装置に適用した場合、電流異常等の発生により直ちにモータが停止し、制動能力を維持できないという問題があった。 However, in the above prior art, the motor is stopped immediately when an abnormality occurs, so when applied to an electric brake device, the motor stops immediately due to the occurrence of an electric current abnormality and the braking ability cannot be maintained. was there.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、電動モータに異常が発生した場合であっても、可能な範囲で制動力を確保でき、制動能力の維持を図ることができる電動ブレーキ装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above problems, and the object of the present invention is to secure a braking force within a possible range even when an abnormality occurs in the electric motor, and to maintain the braking capability. An object of the present invention is to provide an electric brake device that can be realized.
上記目的を達成するため、本発明では、車両に制動力を発生させるアクチュエータとしての電動モータと、前記電動モータの各相に矩形波の電圧を印加する矩形波駆動手段と、前記電動モータの相電流が正弦波状となるように電圧を印可する正弦波駆動手段と、制動力要求に応じて、前記電動モータを駆動する駆動手段を前記矩形波駆動手段と前記正弦波駆動手段とで切り替える駆動手段切り替え手段と、を有する電動ブレーキ装置において、前記電動モータに異常が発生しているか否かを判断する異常判断手段と、前記電動モータに異常が発生していると判断された場合、前記矩形波駆動手段による電動モータの駆動を禁止する禁止手段と、を備えることを特徴とする。
ここで、「電動モータの異常」とは、電源電流値、3相電流値、トルク電流値、励磁電流値等、「矩形波駆動の動作異常」の他に、電源電圧値、電子制御装置の温度、電動モータの温度等、「電動ブレーキ装置の動作環境異常」を含む。
In order to achieve the above object, in the present invention, an electric motor as an actuator for generating a braking force on a vehicle, rectangular wave driving means for applying a rectangular wave voltage to each phase of the electric motor, and phases of the electric motor A sine wave drive means for applying a voltage so that the current is sinusoidal, and a drive means for switching the drive means for driving the electric motor between the rectangular wave drive means and the sine wave drive means in response to a braking force request In the electric brake device having switching means, when it is determined that an abnormality has occurred in the electric motor and an abnormality determination means for determining whether an abnormality has occurred in the electric motor, the rectangular wave And prohibiting means for prohibiting driving of the electric motor by the driving means.
Here, “abnormality of electric motor” means power supply current value, three-phase current value, torque current value, excitation current value, etc., as well as “rectangular wave drive operation abnormality”, power supply voltage value, electronic control device This includes “abnormal operating environment of electric brake device” such as temperature and electric motor temperature.
よって、本発明では、電動モータに異常が発生した場合、制動力要求にかかわらず、矩形波駆動が禁止され、正弦波駆動により電動モータが駆動される。すなわち、正弦波駆動は、矩形波駆動と比較して電動モータに付与する駆動電圧が低いため、状況の悪化を最小限に抑えて電動モータを駆動することができる。この結果、電動モータに異常が発生した場合であっても、可能な範囲で制動力を確保でき、制動能力の維持を図ることができる。 Therefore, in the present invention, when an abnormality occurs in the electric motor, rectangular wave driving is prohibited regardless of the braking force request, and the electric motor is driven by sine wave driving. That is, since the sine wave drive has a lower drive voltage applied to the electric motor than the rectangular wave drive, the electric motor can be driven while minimizing the deterioration of the situation. As a result, even when an abnormality occurs in the electric motor, the braking force can be secured as much as possible, and the braking ability can be maintained.
以下、本発明の電動ブレーキ装置を実現するための最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for realizing an electric brake device of the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings.
[システム構成]
図1は、実施例1の電動ブレーキ装置を適用した4輪ブレーキワイヤシステムのシステム構成図である。
[System configuration]
FIG. 1 is a system configuration diagram of a four-wheel brake wire system to which the electric brake device according to the first embodiment is applied.
第1,第2液圧ユニット(油圧制御装置)HU1,HU2は、メインECU(演算制御装置)300からの指令に基づき第1,第2サブECU100,200により駆動される。ブレーキペダルBPはマスタシリンダM/Cと接続するストロークシミュレータS/Simにより反力を付与される。
First and second hydraulic pressure units (hydraulic control devices)
第1,第2液圧ユニットHU1,HU2はそれぞれ油路A1,A2によりマスタシリンダM/Cと接続し、油路B1,B2によりリザーバRSVと接続する。油路A1,A2には第1,第2M/C圧センサM/C/Sen1,M/C/Sen2が設けられている。 The first and second hydraulic units HU1 and HU2 are connected to the master cylinder M / C through oil passages A1 and A2, respectively, and are connected to the reservoir RSV through oil passages B1 and B2. The oil passages A1, A2 are provided with first and second M / C pressure sensors M / C / Sen1, M / C / Sen2.
また、第1,第2液圧ユニットHU1,HU2は、それぞれポンプP1,P2、モータM1,M2、および電磁弁を備え(図2参照)、それぞれ独立して液圧を発生させる油圧アクチュエータである。第1液圧ユニットHU1はFL,RR輪の液圧制御を行い、第2液圧ユニットHU2はFR,RL輪の液圧制御を行う。 The first and second hydraulic pressure units HU1 and HU2 are hydraulic actuators that respectively include pumps P1 and P2, motors M1 and M2, and a solenoid valve (see FIG. 2), and independently generate hydraulic pressure. . The first hydraulic unit HU1 controls the hydraulic pressure of the FL and RR wheels, and the second hydraulic unit HU2 controls the hydraulic pressure of the FR and RL wheels.
すなわち、2つの液圧源であるポンプP1,P2によって、ホイルシリンダW/C(FL〜RR)を直接増圧する。アキュムレータを用いずに直接ポンプP1,P2によってホイルシリンダW/Cを増圧するため、故障時にアキュムレータ内の油が油路内にリークすることがない。また、ポンプP1はFL,RR輪、ポンプP2はFR,RL輪を増圧することにより、いわゆるX配管を構成する。 That is, the wheel cylinder W / C (FL to RR) is directly increased by the pumps P1 and P2 which are two hydraulic pressure sources. Since the wheel cylinder W / C is increased directly by the pumps P1 and P2 without using an accumulator, the oil in the accumulator does not leak into the oil passage at the time of failure. Further, the pump P1 forms a so-called X pipe by increasing the pressure of the FL and RR wheels, and the pump P2 increases the pressure of the FR and RL wheels.
第1,第2液圧ユニットHU1,HU2はそれぞれ別体に設けられている。別体とすることで、一方の液圧ユニットにリークが発生した場合であっても、他方のユニットにより制動力を確保するものである。なお、第1,第2液圧ユニットHU1,HU2を一体に設け、電気回路構成を1箇所に集約してハーネス等を短縮し、レイアウトを簡素化することとしてもよく、特に限定しない。 The first and second hydraulic units HU1, HU2 are provided separately. By using a separate body, even if a leak occurs in one hydraulic unit, the braking force is secured by the other unit. Note that the first and second hydraulic units HU1 and HU2 may be integrally provided, the electrical circuit configuration may be integrated into one place, the harness and the like may be shortened, and the layout may be simplified.
メインECU300は各第1,第2液圧ユニットHU1,HU2が発生する目標液圧P*fl〜P*rrを演算する上位ECUである。このメインECU300は第1,第2電源BATT1,BATT2に接続してBATT1,BATT2のいずれかが正常であれば作動するよう設けられ、イグニッション信号IGNにより、またはCAN3により接続する他のCU1〜CU6からの起動要求により起動する。
The
メインECU300には第1,第2ストロークセンサS/Sen1,S/Sen2からストローク信号S1,S2、第1,第2M/C圧センサM/C/Sen1,M/C/Sen2からM/C圧Pm1,Pm2が入力される。
また、メインECU300には車輪速VSPおよびヨーレイトY、前後加速度Gも入力される。さらに、リザーバRSVに設けられた液量センサL/Senの検出値が入力され、ポンプ駆動によるブレーキバイワイヤ制御を実行可能であるかが判断される。また、ストップランプスイッチSTP.SWからの信号により、ストローク信号S1,S2およびM/C圧Pm1,Pm2によらずブレーキペダルBPの操作を検出する。
The
Further, the wheel speed VSP, the yaw rate Y, and the longitudinal acceleration G are also input to the
このメインECU300内には演算を行う2つの第1,第2CPU310,320が設けられている。第1,第2CPU310,320は、それぞれ第1,第2サブECU100,200とCAN通信線CAN1,CAN2によって接続され、第1,第2サブECU100,200を介して第1,第2CPU310,320にポンプ吐出圧Pp1,Pp2および実液圧Pfl〜Prrが入力される。このCAN通信線CAN1,CAN2は相互に接続されるとともに、バックアップ用に2重系が組まれている。
In the
入力されたストローク信号S1,S2、M/C圧Pm1,Pm2、実液圧Pfl〜Prrに基づき、第1,第2CPU310,320は目標液圧P*fl〜P*rrを演算し、CAN通信線CAN1,CAN2を介して各サブECU100,200へ出力する。
なお、第1CPU310において第1,第2液圧ユニットHU1,HU2の目標液圧P*fl〜P*rrをまとめて演算し、第2CPU320は第1CPU310のバックアップ用としてもよく特に限定しない。
Based on the input stroke signals S1, S2, M / C pressures Pm1, Pm2, and actual fluid pressures Pfl to Prr, the first and
Note that the
また、メインECU300はこのCAN通信線CAN1,CAN2を介して各サブECU100,200の起動を行う。第1,第2サブECU100,200をそれぞれ独立して起動する信号を発するが、1つの信号で各サブECU100,200を同時に起動することとしてもよく特に限定しない。またイグニッションスイッチIGNにより起動することとしてもよい。
Further, the
ABS(車輪のロック回避のため制動力を増減する制御),VDC(車両挙動が乱れた際に横滑りを防ぐため制動力を増減する制御)およびTCS(駆動輪の空転を抑制する制御)等の車両挙動制御時には、車輪速VSPおよびヨーレイトY、前後加速度Gも合わせて取り込んで目標液圧P*fl〜P*rrの制御を行う。VDC制御中にはブザーBUZZにより運転者に警告を発する。また、VDCスイッチVDC.SWにより制御のON/OFFを運転者の意思により切り替え可能となっている。 ABS (control to increase / decrease braking force to avoid wheel lock), VDC (control to increase / decrease braking force to prevent skidding when vehicle behavior is disturbed), TCS (control to suppress idling of drive wheels), etc. At the time of vehicle behavior control, the wheel speed VSP, the yaw rate Y, and the longitudinal acceleration G are taken together to control the target hydraulic pressures P * fl to P * rr. During VDC control, a warning is issued to the driver by the buzzer BUZZ. The VDC switch VDC.SW allows control ON / OFF to be switched at the driver's will.
また、メインECU300はCAN通信線CAN3により他のコントロールユニットCU1〜CU6と接続し、協調制御を行う。回生ブレーキコントロールユニットCU1は制動力を回生して電力に変換し、レーダーコントロールユニットCU2は車間距離制御を行う。また、EPSコントロールユニットCU3は電動パワーステアリング装置のコントロールユニットである。
Further, the
ECMコントロールユニットCU4はエンジンのコントロールユニット、ATコントロールユニットCU5は自動変速機のコントロールユニットである。さらに、メータコントロールユニットCU6は各メータを制御する。メインECU300に入力された車輪速VSPは、CAN通信線CAN3を介してECMコントロールユニットCU4、ATコントロールユニットCU5、メータコントロールユニットCU6へ出力される。
The ECM control unit CU4 is an engine control unit, and the AT control unit CU5 is an automatic transmission control unit. Further, the meter control unit CU6 controls each meter. The wheel speed VSP input to the
各ECU100,200,300の電源は第1,第2電源BBATT1,BATT2である。第1電源BATT1はメインECU300および第1サブECU100に接続し、第2電源BATT2はメインECU300および第2サブECU200に接続する。
The power sources of the
第1,第2サブECU100,200はそれぞれ第1,第2液圧ユニットHU1,HU2と一体に設けられる。なお、車両レイアウトに合わせ別体としてもよい。この第1,第2サブECU100,200には、メインECU300から出力された目標液圧P*fl〜P*rrおよび第1,第2液圧ユニットHU1,HU2からそれぞれポンプP1,P2の吐出圧Pp1,Pp2、各実液圧Pfl,PrrおよびPfr,Prlが入力される。
The first and
第1,第2サブECU100,200は、入力されたポンプ吐出圧Pp1,Pp2および実液圧Pfl〜Prrに基づき、目標液圧P*fl〜P*rrを実現するよう各第1,第2液圧ユニットHU1,HU2内のポンプP1,P2、モータM1,M2、および電磁弁を駆動して液圧制御を行う。なお、第1,第2サブECU100,200は各第1,第2液圧ユニットHU1,HU2と別体であってもよい。
The first and
この第1,第2サブECU100,200は、一旦目標液圧P*fl〜P*rrが入力されると、新たな目標値が入力されるまでは前回入力値に収束するよう制御するサーボ制御系を構成している。
The first and
また、第1,第2サブECU100,200により電源BATT1,BATT2からの電力が第1,第2液圧ユニットHU1,HU2のバルブ駆動電流I1,I2およびモータ駆動電圧V1,V2に変換され、リレーRY11,12およびRY21,22を介して第1,第2液圧ユニットHU1,HU2へ出力される。
Also, the electric power from the power sources BATT1, BATT2 is converted into the valve driving currents I1, I2 and motor driving voltages V1, V2 of the first and second hydraulic units HU1, HU2 by the first and
ストロークシミュレータS/SimはマスタシリンダM/Cに内蔵され、ブレーキペダルBPの反力を発生させる。また、マスタシリンダM/CにはマスタシリンダM/CとストロークシミュレータS/Simとの連通/遮断を切り替える切り替え弁Can/Vが設けられている。 The stroke simulator S / Sim is built in the master cylinder M / C and generates the reaction force of the brake pedal BP. The master cylinder M / C is provided with a switching valve Can / V for switching communication / blocking between the master cylinder M / C and the stroke simulator S / Sim.
この切り替え弁Can/VはメインECU300により開弁/閉弁され、ブレーキバイワイヤ制御終了時やサブECU100,200の失陥時に速やかにマニュアルブレーキに移行可能となっている。また、マスタシリンダM/Cには第1,第2ストロークセンサS/Sen1,S/Sen2が設けられている。ブレーキペダルBPのストローク信号S1,S2がメインECU300に出力される。
The switching valve Can / V is opened / closed by the
[液圧ユニット]
図2は、油圧制御装置である液圧ユニットHU1,HU2の油圧回路図である。第1液圧ユニットHU1にはシャットオフバルブS.OFF/V、FL,RR輪インバルブIN/V(FL,RR)、FL,RR輪アウトバルブOUT/V(FL,RR)の各電磁弁、およびポンプP1、モータM1が設けられている。前輪FL,FRの液圧と後輪RL,RRの液圧が2:1になるよう、各バルブの開度等が予め設定されている。
[Hydraulic unit]
FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram of hydraulic units HU1 and HU2 which are hydraulic control devices. The first hydraulic unit HU1 has shutoff valves S.OFF/V, FL, RR wheel in valves IN / V (FL, RR), FL, RR wheel out valves OUT / V (FL, RR), A pump P1 and a motor M1 are provided. The opening of each valve is set in advance so that the hydraulic pressures of the front wheels FL and FR and the rear wheels RL and RR are 2: 1.
ポンプP1の吐出側油路F1は油路C1(FL,RR)を介してそれぞれFL,RR輪ホイルシリンダW/C(FL,RR)と接続し、吸入側油路H1は油路B1を介してリザーバRSVと接続する。油路C1(FL,RR)はそれぞれ油路E1(FL,RR)を介して油路B1と接続する。 The discharge side oil passage F1 of the pump P1 is connected to the FL and RR wheel cylinder W / C (FL, RR) via the oil passage C1 (FL, RR), respectively, and the suction side oil passage H1 is connected to the oil passage B1. Connect to the reservoir RSV. The oil passage C1 (FL, RR) is connected to the oil passage B1 via the oil passage E1 (FL, RR).
また、油路C1(FL)と油路E1(FL)の接続点I1は油路A1を介してマスタシリンダM/Cと接続する。さらに、油路C1(FL,RR)の接続点J1は油路G1を介して油路B1と接続する。
シャットオフバルブS.OFF/Vは常開電磁弁であり、油路A1上に設けられてマスタシリンダM/Cと接続点I1との連通/遮断を行う。
The connection point I1 between the oil passage C1 (FL) and the oil passage E1 (FL) is connected to the master cylinder M / C through the oil passage A1. Further, the connection point J1 of the oil passage C1 (FL, RR) is connected to the oil passage B1 through the oil passage G1.
The shut-off valve S.OFF/V is a normally open solenoid valve, and is provided on the oil passage A1 to communicate / shut off the master cylinder M / C and the connection point I1.
FL,RR輪インバルブIN/V(FL,RR)はそれぞれ油路C1(FL,RR)上に設けられた常開比例弁であり、ポンプP1の吐出圧を比例制御してFL,RR輪ホイルシリンダW/C(FL,RR)に供給する。また、油路C1(FL,RR)上にポンプP1側への逆流防止用のチェック弁C/V(FL,RR)が設けられている。 The FL and RR wheel in valves IN / V (FL and RR) are normally open proportional valves provided on the oil passage C1 (FL and RR). The FL and RR wheel wheels are controlled by proportionally controlling the discharge pressure of the pump P1. Supply to cylinder W / C (FL, RR). Further, a check valve C / V (FL, RR) for preventing a backflow to the pump P1 side is provided on the oil passage C1 (FL, RR).
FL,RR輪アウトバルブOUT/V(FL,RR)はそれぞれ油路E1(FL,FR)上に設けられている。FL輪アウトバルブOUT/V(FL)は常閉比例弁であるが、RR輪アウトバルブOUT/V(RR)は常開比例弁となっている。また、油路G1上にはリリーフバルブRef/Vが設けられている。 The FL and RR wheel out valves OUT / V (FL, RR) are respectively provided on the oil passage E1 (FL, FR). The FL wheel out valve OUT / V (FL) is a normally closed proportional valve, while the RR wheel out valve OUT / V (RR) is a normally open proportional valve. A relief valve Ref / V is provided on the oil passage G1.
第1液圧ユニットHU1とマスタシリンダM/Cとの間の油路A1には第1M/C圧センサM/C/Sen1が設けられ、第1M/C圧Pm1をメインECU300へ出力する。また液圧ユニットHU1内であって油路C1(FL,FR)上にはFL,RR輪液圧センサW/C/Sen(FL,RR)が設けられ、ポンプP1の吐出側油路F1にはポンプ吐出圧センサP1/Senが設けられてそれぞれの検出値Pfl,PrrおよびPp1を第1サブECU100へ出力する。
次に、実施例1の4輪ブレーキワイヤシステムの各動作モードについて説明する。
A first M / C pressure sensor M / C / Sen1 is provided in the oil passage A1 between the first hydraulic unit HU1 and the master cylinder M / C, and outputs the first M / C pressure Pm1 to the
Next, each operation mode of the four-wheel brake wire system of Example 1 will be described.
(増圧モード)
増圧モードでは、シャットオフバルブS.OFF/Vを閉弁、インバルブIN/V(FL,RR)を開弁、アウトバルブOUT/V(FL,RR)を閉弁し、モータMを駆動する。モータM1によりポンプP1が駆動されて吐出圧が油路F1を介して油路C1(FL,FR)に供給され、インバルブIN/V(FL,RR)により液圧制御を行ってFL,RR輪ホイルシリンダW/C(FL,RR)に導入し、増圧を行う。
(Pressure increase mode)
In pressure increase mode, shutoff valve S.OFF/V is closed, in-valve IN / V (FL, RR) is opened, out-valve OUT / V (FL, RR) is closed, and motor M is driven. . Pump P1 is driven by motor M1 and the discharge pressure is supplied to oil passage C1 (FL, FR) via oil passage F1, and fluid pressure control is performed by in-valve IN / V (FL, RR), FL, RR wheels Introduced to wheel cylinder W / C (FL, RR) to increase pressure.
(減圧モード)
通常ブレーキ減圧時にはインバルブIN/V(FL,RR)を閉弁、アウトバルブOUT/V(FL,RR)を開弁して液圧をリザーバRSVに排出し、減圧を行う。
(保持モード)
保持モードでは、インバルブIN/V(FL,RR)およびアウトバルブOUT/V(FL,RR)を全て閉弁し、液圧を保持する。
(Decompression mode)
During normal brake pressure reduction, the in-valve IN / V (FL, RR) is closed, the out-valve OUT / V (FL, RR) is opened, and the hydraulic pressure is discharged to the reservoir RSV.
(Retention mode)
In the holding mode, the in-valve IN / V (FL, RR) and the out-valve OUT / V (FL, RR) are all closed to hold the hydraulic pressure.
(マニュアルブレーキ)
システム失陥時等、マニュアルブレーキ時にはシャットオフバルブS.OFF/Vが開弁、インバルブIN/V(FL,RR)が閉弁される。したがってマスタシリンダ圧PmはRR輪ホイルシリンダW/C(RR)には供給されない。
(Manual brake)
During manual braking, such as when the system fails, the shut-off valve S.OFF/V opens and the in-valve IN / V (FL, RR) closes. Accordingly, the master cylinder pressure Pm is not supplied to the RR wheel wheel cylinder W / C (RR).
一方、FL輪アウトバルブOUT/V(FL)は常閉であるため、マニュアル時には閉弁されてFL輪ホイルシリンダW/C(FL)にマスタシリンダ圧Pmが作用する状態となる。よって、運転者のペダル踏力によって増圧したマスタシリンダ圧PmをFL輪ホイルシリンダW/C(FL)に作用させ、マニュアルブレーキを確保する。 On the other hand, since the FL wheel out valve OUT / V (FL) is normally closed, it is closed during manual operation, and the master cylinder pressure Pm acts on the FL wheel wheel cylinder W / C (FL). Therefore, the master cylinder pressure Pm increased by the driver's pedal effort is applied to the FL wheel wheel cylinder W / C (FL) to secure the manual brake.
なお、マニュアルブレーキをRR輪にも作用させてもよいが、FL輪に加えRR輪の液圧をペダル踏力により増圧する場合、運転者に与える踏力負荷が高くなり過ぎて現実的ではない。したがって本願実施例では、第1液圧ユニットHU1においては制動力の大きいFL輪にのみマニュアルブレーキを作用させることとする。 Manual braking may also be applied to the RR wheel. However, when the hydraulic pressure of the RR wheel is increased by the pedal depression force in addition to the FL wheel, the pedal force load applied to the driver becomes too high, which is not realistic. Therefore, in the embodiment of the present application, the manual brake is applied only to the FL wheel having a large braking force in the first hydraulic unit HU1.
このためRR輪アウトバルブは常開とされ、システム失陥時に速やかにRR輪ホイルシリンダW/C(RR)の残圧を排出させてRR輪のロックを回避することとする。 For this reason, the RR wheel out valve is normally open, and when the system fails, the residual pressure of the RR wheel cylinder W / C (RR) is quickly discharged to avoid locking the RR wheel.
第2液圧ユニットHU2についても、回路構成および制御は同一である。第1液圧ユニットHU1と同様、FR輪アウトバルブOUT/V(FR)は常閉、RL輪アウトバルブOUT/V(RL)は常開とされてマニュアルブレーキはFR輪にのみ作用する。 The circuit configuration and control are the same for the second hydraulic unit HU2. As with the first hydraulic unit HU1, the FR wheel out valve OUT / V (FR) is normally closed, the RL wheel out valve OUT / V (RL) is normally open, and the manual brake acts only on the FR wheel.
次に、演算制御装置であるメインECU300の構成について説明する。
図3は、メインECU300の内部構成を示す図であって、メインECU300は、例えば、エンジンルーム内に配置されている。このメインECU300は、データ信号線を介して4輪ブレーキワイヤシステムの状態、例えばブレーキ液圧の現在値や動作モード現在値の情報等をCAN通信1により受信する。
Next, the configuration of the
FIG. 3 is a diagram showing an internal configuration of the
このように4輪ブレーキワイヤシステムの状態を監視しながら、ペダル操作量または車両挙動制御処理の結果として得られる制動力目標値に応じた適切な制御信号をCPU2によって演算し、データ信号線を介して制御信号をアクチュエータ制御装置3に送信し、ブレーキワイヤシステムを適切に動作させる。また、システム失陥時には、フェールセーフ等の制御も行う。
なお、以下の説明では、メインECU300を単にECUと称する。
Thus, while monitoring the state of the four-wheel brake wire system, the
In the following description, the
図4は、ECUにおける制動制御処理の制御ブロック図である。
運転者によるペダル操作量4および車両挙動制御処理の結果として得られる制動量操作量5を、4輪ブレーキワイヤシステムへの要求制動力と回生制動力6とに分配する(制動力分配部7)。ここで、4輪ブレーキワイヤシステムへの要求が急制動か否かを判断する。制動力要求値に対して実制動力が一致するように液圧サーボ処理部8およびモータ制御処理部9で処理を行い、その結果に従って図2に示した油圧制御装置(液圧ユニットHU1,HU2)が動作することでホイルシリンダW/C(FL〜RR)にブレーキ液圧が発生する。このブレーキ液圧によってブレーキパッドで各ディスクロータを挟むように押圧することで車両10に制動力を発生させる。
FIG. 4 is a control block diagram of the braking control process in the ECU.
The driver's pedal operation amount 4 and the braking
図5は、メインモータMain/M(以下、単にモータMと称す。)に印可する電圧を制御するインバータ回路11の構成を示す図である。このインバータ回路は、6つのFET(電界効果トランジスタ)11a〜11fと、6つの還流用ダイオード11g〜11lから構成され、アクチュエータ制御装置3の出力に応じてバッテリ電圧EdをモータMに供給する。なお、モータMには、モータ回転子の回転角度を検出する磁極位置検出器12が設けられている。また、インバータ回路11には、モータMに供給される電流を検出する電流センサ13a〜13cと、電源電流値を検出する電流センサ13dと、電源電圧値を検出する電圧センサ14と、が設けられている。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an
[モータ駆動制御処理]
図6は、実施例1のECUで実行されるモータ駆動制御処理(駆動手段切り替え手段)の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
[Motor drive control processing]
FIG. 6 is a flowchart showing the flow of a motor drive control process (drive means switching means) executed by the ECU of the first embodiment. Each step will be described below.
ステップS1では、モータMが矩形波駆動されているか否かを判定する。YESの場合にはステップS2へ移行し、NOの場合にはステップS9へ移行する。 In step S1, it is determined whether or not the motor M is driven by a rectangular wave. If YES, the process proceeds to step S2, and if NO, the process proceeds to step S9.
ステップS2では、矩形波駆動が選択されている場合の異常判断による駆動手段選択処理を実行し、ステップS3へ移行する。矩形波駆動が選択されている場合の異常判断による駆動手段選択処理については後述する。 In step S2, a driving means selection process based on abnormality determination when rectangular wave driving is selected is performed, and the process proceeds to step S3. The drive means selection process based on the abnormality determination when the rectangular wave drive is selected will be described later.
ステップS3では、ステップS2で異常判断がなされなかったか否かを判定する。YESの場合にはステップS4へ移行し、NOの場合にはステップS7へ移行する(禁止手段)。 In step S3, it is determined whether or not an abnormality is determined in step S2. If YES, the process proceeds to step S4, and if NO, the process proceeds to step S7 (prohibiting means).
ステップS4では、矩形波駆動が選択されている場合の駆動指令による駆動手段選択処理を実行し、ステップS5へ移行する。駆動指令による駆動手段選択処理について後述する。 In step S4, a drive means selection process based on a drive command when rectangular wave drive is selected is performed, and the process proceeds to step S5. The drive means selection process based on the drive command will be described later.
ステップS5では、ステップS4で矩形波駆動要求がなされたか否かを判定する。YESの場合にはステップS6へ移行し、NOの場合にはステップS7へ移行する。 In step S5, it is determined whether or not a rectangular wave drive request has been made in step S4. If YES, the process proceeds to step S6, and if NO, the process proceeds to step S7.
ステップS6では、後述する矩形波電圧出力処理を実行し、本制御を終了する。 In step S6, a rectangular wave voltage output process to be described later is executed, and this control is terminated.
ステップS7では、後述する正弦波指令電圧演算処理を実行し、ステップS13へ移行する。 In step S7, a sine wave command voltage calculation process to be described later is executed, and the process proceeds to step S13.
ステップS8では、後述する矩形波指令電圧演算処理を実行し、ステップS6へ移行する。 In step S8, a rectangular wave command voltage calculation process described later is executed, and the process proceeds to step S6.
ステップS9では、正弦波駆動が選択されている場合の異常判断による駆動手段選択処理を実行し、ステップS10へ移行する。正弦波駆動が選択されている場合の異常判断による駆動手段選択処理については後述する。 In step S9, drive means selection processing based on abnormality determination when sine wave drive is selected is performed, and the process proceeds to step S10. The drive means selection process based on the abnormality determination when the sine wave drive is selected will be described later.
ステップS10では、ステップS9で異常判断がなされなかったか否かを判定する。YESの場合にはステップS11へ移行し、NOの場合にはステップS14へ移行する(禁止手段)。 In step S10, it is determined whether or not an abnormality was determined in step S9. If YES, the process proceeds to step S11, and if NO, the process proceeds to step S14 (prohibiting means).
ステップS11では、正弦波駆動が選択されている場合の駆動指令による駆動手段選択処理を実行し、ステップS12へ移行する。駆動指令による駆動手段選択処理については後述する。 In step S11, a drive means selection process based on a drive command when sine wave drive is selected is executed, and the process proceeds to step S12. The drive means selection process based on the drive command will be described later.
ステップS12では、ステップS11で正弦波駆動要求がなされたか否かを判定する。YESの場合にはステップS13へ移行し、NOの場合にはステップS8へ移行する。 In step S12, it is determined whether or not a sine wave drive request has been made in step S11. If YES, the process proceeds to step S13. If NO, the process proceeds to step S8.
ステップS13では、後述する正弦波電圧出力処理を実行し、本制御を終了する。 In step S13, a sine wave voltage output process to be described later is executed, and this control is terminated.
ステップS14では、後述するバックアップ制御処理を実行し、本制御を終了する。 In step S14, a backup control process to be described later is executed, and this control is terminated.
[矩形波駆動選択時の駆動指令による駆動手段選択処理]
図7は、ステップS4の矩形波駆動選択時の駆動指令による駆動手段選択処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
[Driving means selection process by drive command when rectangular wave drive is selected]
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the drive means selection process based on the drive command when the rectangular wave drive is selected in step S4, and each step will be described below.
ステップS201では、バッテリ電圧値Edを読み込み、ステップS202へ移行する。 In step S201, the battery voltage value Ed is read, and the process proceeds to step S202.
ステップS202では、モータトルク指令値T*を読み込み、ステップS203へ移行する。 In step S202, the motor torque command value T * is read, and the process proceeds to step S203.
ステップS203では、モータ回転子位置θeを読み込み、ステップS204へ移行する。 In step S203, the motor rotor position θe is read, and the process proceeds to step S204.
ステップS204では、モータ回転速度ωeを読み込み、ステップS205へ移行する。 In step S204, the motor rotation speed ωe is read, and the process proceeds to step S205.
ステップS205では、急制動要求の有無を表す急制動要求フラグを読み込み、ステップS206へ移行する。 In step S205, a sudden braking request flag indicating whether or not there is a sudden braking request is read, and the process proceeds to step S206.
ステップS206では、後述する電流制御指令演算処理を実行し、ステップS207へ移行する。 In step S206, a current control command calculation process described later is executed, and the process proceeds to step S207.
ステップS207では、急制動要求フラグの有無に基づいて、急制動要求時であるか否かを判断する。YESの場合にはステップS208へ移行し、NOの場合にはステップS216へ移行する。 In step S207, based on the presence / absence of the sudden braking request flag, it is determined whether or not it is a sudden braking request. If YES, the process moves to step S208, and if NO, the process moves to step S216.
ステップS208では、後述する矩形波指令電圧演算処理を実行し、ステップS209へ移行する。 In step S208, rectangular wave command voltage calculation processing described later is executed, and the process proceeds to step S209.
ステップS209では、下記の式に基づいて、矩形波指令電圧ベクトルのノルム||Vdqsqu*||を演算し、ステップS210へ移行する。
ステップS210では、ステップS209で演算した矩形波指令電圧ベクトルのノルム||Vdqsqu*||が正弦波電圧閾値よりも大きいか否かを判定する。YESの場合にはステップS211へ移行し、NOの場合にはステップS214へ移行する。ここで、正弦波電圧閾値は、電源電圧値Edから下記の式で求められる正弦波駆動制御での出力可能電圧Vsin_maxよりも僅かに小さな値とすることで、正弦波駆動移行後に電圧飽和によってトルクが減少することを回避することができる。ただし、下記の式に示されるVsin_maxは、||Vdqsqu*||と比較するために、座標変換による絶対変換係数が含まれている。また、Tsinは、正弦波駆動で印加する電圧基本周期に対して十分に短い必要がある。
ステップS211では、電源電圧値Edおよびモータトルク指令値T*から、図8に示すマップを用いて、正弦波駆動手段から矩形波駆動手段に切り替える際の駆動手段切り替え速度ωchを演算し、ステップS212へ移行する。図8のマップにおいて、駆動手段切り替え速度ωchは、電源電圧値Edが低いほど小さくなるように、また、モータトルク指令値T*が大きいほど小さくなるように設定されている。 In step S211, the driving means switching speed ωch for switching from the sine wave driving means to the rectangular wave driving means is calculated from the power supply voltage value Ed and the motor torque command value T * using the map shown in FIG. Migrate to In the map of FIG. 8, the drive means switching speed ωch is set to decrease as the power supply voltage value Ed decreases, and to decrease as the motor torque command value T * increases.
ステップS212では、モータ回転速度ωeが駆動手段切り替え速度ωchよりも大きいか否かを判断する。YESの場合にはステップS213へ移行し、NOの場合にはステップS215へ移行する。 In step S212, it is determined whether or not the motor rotation speed ωe is higher than the drive means switching speed ωch. If YES, the process moves to step S213, and if NO, the process moves to step S215.
ステップS213では、矩形波駆動を要求し、本制御を終了する。 In step S213, a rectangular wave drive is requested and this control is terminated.
ステップS214では、矩形波指令電圧ベクトルのノルム||Vdqsqu*||が正弦波電圧閾値よりも小さいという判断の継続時間が所定時間以内であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS211へ移行し、NOの場合にはステップS216へ移行する。 In step S214, it is determined whether or not the duration of the determination that the norm || Vdqsqu * || of the rectangular wave command voltage vector is smaller than the sine wave voltage threshold is within a predetermined time. If YES, the process moves to step S211. If NO, the process moves to step S216.
ステップS215では、モータ回転速度ωeが駆動手段切り替え速度ωchよりも低速であるという判断の継続時間が所定時間以内であるか否かを判断する。YESの場合にはステップS213へ移行し、NOの場合にはステップS216へ移行する。 In step S215, it is determined whether or not the duration of the determination that the motor rotation speed ωe is lower than the drive means switching speed ωch is within a predetermined time. If YES, the process moves to step S213, and if NO, the process moves to step S216.
ステップS216では、正弦波駆動を要求し、本制御を終了する。 In step S216, a sine wave drive is requested and this control is terminated.
(電流制御指令演算処理)
図9は、ステップS206の電流制御指令演算処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
(Current control command calculation processing)
FIG. 9 is a flowchart showing the flow of the current control command calculation process in step S206, and each step will be described below.
ステップS2061では、モータトルク指令値T*を読み込み、ステップS2062へ移行する。 In step S2061, the motor torque command value T * is read, and the process proceeds to step S2062.
ステップS2062では、液圧サーボ処理部8で求められるモータトルク指令値T*から下記の式の演算によって指令トルク電流Iq*を算出し、ステップS2063へ移行する。具体的には、ベクトル変換されたトルク電流と出力されるモータトルクは、ステータコアの磁気飽和が発生しない領域で使用される場合には比例関係にあるので、式内のGqはモータ固有の定数となる。
Iq*=T*×Gq
ここで、指令トルク電流Iq*の符号について、正であればCW方向、負であればCCW方向側にトルクを出力する。実施例1では加圧側のトルク指令値T*が正の時に正(CW)方向に回転すると考えるが、ポンプの回転方向の都合上、モータトルク指令値T*とは符号が一致しない例も考えられる。そのような場合には定数Gqにて符号を反転させる。
In step S2062, a command torque current Iq * is calculated from the motor torque command value T * obtained by the hydraulic
Iq * = T * × Gq
Here, if the sign of the command torque current Iq * is positive, torque is output in the CW direction, and if it is negative, torque is output in the CCW direction. In the first embodiment, when the torque command value T * on the pressurization side is positive, it is considered to rotate in the positive (CW) direction. However, for the convenience of the rotation direction of the pump, an example where the sign does not match the motor torque command value T * is also considered. It is done. In such a case, the sign is inverted with a constant Gq.
ステップS2063では、指令励磁電流Id*を設定し、本制御を終了する。一般的にはゼロとすることが多く、実施例1でもId*=0と設定する。 In step S2063, command excitation current Id * is set, and this control is terminated. Generally, it is often set to zero, and Id * = 0 is also set in the first embodiment.
(矩形波指令電圧演算処理)
図10は、ステップS8およびステップS208の矩形波指令電圧演算処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
(Rectangle wave command voltage calculation processing)
FIG. 10 is a flowchart showing the flow of the rectangular wave command voltage calculation process in steps S8 and S208. Each step will be described below.
ステップS2081では、下記の式に従って、指令モータ電流(Id*,Iq*)を満足するための矩形波指令トルク電圧Vqsqu*を算出し、ステップS2082へ移行する。
Vqsqu=ωe(LdId*+Φ)
ただし、ωeは電気角速度[rad/sec]、Ld,Lqは軸インダクタンス[H]、Φは永久磁石鎖交磁束数[Wb]である。
In step S2081, a rectangular wave command torque voltage Vqsqu * for satisfying the command motor current (Id *, Iq *) is calculated according to the following equation, and the process proceeds to step S2082.
Vqsqu = ωe (LdId * + Φ)
Where ωe is the electrical angular velocity [rad / sec], Ld and Lq are the axial inductance [H], and Φ is the number of permanent magnet flux linkages [Wb].
ステップS2082では、下記の式に従って、指令モータ電流(Id*,Iq*)を満足するための矩形波指令励磁電圧Vdsqu*を算出し、本制御を終了する。
Vdsqu*=−ωeLqIq*
In step S2082, a rectangular wave command excitation voltage Vdsqu * for satisfying the command motor current (Id *, Iq *) is calculated according to the following formula, and this control is terminated.
Vdsqu * = − ωeLqIq *
[矩形波駆動選択時の異常判断による駆動手段選択処理]
図11は、ステップS2の矩形波駆動選択時の異常判断による駆動手段選択処理(異常判断手段)の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
[Driving means selection process based on abnormality judgment when rectangular wave drive is selected]
FIG. 11 is a flowchart showing the flow of drive means selection processing (abnormality determination means) by abnormality determination at the time of rectangular wave drive selection in step S2, and each step will be described below.
ステップS301では、電源電圧値(バッテリ電圧)Edを読み込み、ステップS302へ移行する。 In step S301, the power supply voltage value (battery voltage) Ed is read, and the process proceeds to step S302.
ステップS302では、ECU温度を読み込み、ステップS303へ移行する。 In step S302, the ECU temperature is read, and the process proceeds to step S303.
ステップS303では、モータ温度を読み込み、ステップS304へ移行する。 In step S303, the motor temperature is read and the process proceeds to step S304.
ステップS304では、電源電流値を読み込み、ステップS305へ移行する。 In step S304, the power supply current value is read, and the process proceeds to step S305.
ステップS305では、3相電流値Iu,Iv,Iwを読み込み、ステップS306へ移行する。 In step S305, the three-phase current values Iu, Iv, and Iw are read, and the process proceeds to step S306.
ステップS306では、回転子位置θeを読み込み、ステップS307へ移行する。 In step S306, the rotor position θe is read, and the process proceeds to step S307.
ステップS307では、後述する座標変換処理を実行し、ステップS308へ移行する。 In step S307, a coordinate conversion process described later is executed, and the process proceeds to step S308.
ステップS308では、ステップS301で読み込んだ電源電圧値Edに基づいて、後述する電源電圧異常判断処理を実行し、ステップS309へ移行する。 In step S308, a power supply voltage abnormality determination process described later is executed based on the power supply voltage value Ed read in step S301, and the process proceeds to step S309.
ステップS309では、ステップS302で読み込んだECU温度に基づいて、後述するECU温度異常判断処理を実行し、ステップS310へ移行する。 In step S309, ECU temperature abnormality determination processing described later is executed based on the ECU temperature read in step S302, and the process proceeds to step S310.
ステップS310では、ステップS303で読み込んだモータ温度に基づいて、後述するモータ温度異常判断処理を実行し、ステップS311へ移行する。 In step S310, a motor temperature abnormality determination process described later is executed based on the motor temperature read in step S303, and the process proceeds to step S311.
ステップS311では、ステップS304で読み込んだ電源電流値に基づいて、後述する電源電流異常判断処理を実行し、ステップS312へ移行する。 In step S311, a power supply current abnormality determination process described later is executed based on the power supply current value read in step S304, and the process proceeds to step S312.
ステップS312では、ステップS305で読み込んだ3相電流値Iu,Iv,Iwに基づいて、後述する3相電流異常判断処理を実行し、ステップS313へ移行する。 In step S312, a three-phase current abnormality determination process described later is executed based on the three-phase current values Iu, Iv, and Iw read in step S305, and the process proceeds to step S313.
ステップS313では、モータMの実トルク電流Iqに基づいて、後述するトルク電流異常判断処理を実行し、ステップS314へ移行する。 In step S313, based on the actual torque current Iq of the motor M, a torque current abnormality determination process described later is executed, and the process proceeds to step S314.
ステップS314では、モータMの実励磁電流Idに基づいて、後述する励磁電流異常判断処理を実行し、本制御を終了する。 In step S314, based on the actual excitation current Id of the motor M, an excitation current abnormality determination process to be described later is executed, and this control is terminated.
(座標変換処理)
図12は、ステップS307の座標変換処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
(Coordinate conversion process)
FIG. 12 is a flowchart showing the flow of the coordinate conversion process in step S307, and each step will be described below.
ステップS3071では、モータMの磁極位置を検出する磁極位置検出器12より信号を受け取り、u相を基準としてCW方向に設定した電気角(モータ回転子位置)θeを演算し、ステップS3072へ移行する。すなわち、磁場の位置に合わせて座標変換を行うため、磁極位置を検出する処理が必要となる。なお、実施例1では、位置信号が電気角θeとなる磁極位置検出器12を用いている。
In step S3071, a signal is received from the magnetic
ステップS3072では、モータMの各相に流れている実電流の大きさ(Iu,Iv,Iw)を電流センサ13a〜13cより読み取り、ステップS3073へ移行する。
In step S3072, the magnitude (Iu, Iv, Iw) of the actual current flowing in each phase of the motor M is read from the
ステップS3073では、ステップS3072で読み込んだ電流値に対して座標変換を行い、ステップS3074へ移行する。具体的には、下記の式を用いて3相交流電流(Iu,Iv,Iw)を2相交流電流(Iα,Iiβ)に変換する。
ステップS3074では、ステップS3073で求めた2相交流電流(Iα,Iiβ)と、ステップS3071で求めた電気角θeより、下記の式を用いて2軸直流電流(実トルク電流Iq,実励磁電流Id)に変換し、本制御を終了する。
(電源電圧異常判断処理)
図13は、ステップS308の電源電圧異常判断処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
(Power supply voltage abnormality judgment processing)
FIG. 13 is a flowchart showing the flow of the power supply voltage abnormality determination process in step S308. Each step will be described below.
ステップS3081では、電源電圧値Edが正常範囲内を表す閾値以上であるか否かを判断する。YESの場合にはステップS3082へ移行し、NOの場合にはステップS3085へ移行する。 In step S3081, it is determined whether or not the power supply voltage value Ed is equal to or greater than a threshold value representing the normal range. If YES, the process moves to step S3082, and if NO, the process moves to step S3085.
ステップS3082では、電源電圧値Edが閾値以上であるとの判断時間が所定時間内であるか否かを判断する。YESの場合にはステップS3081へ移行し、NOの場合にはステップS3083へ移行する。 In step S3082, it is determined whether or not the determination time that the power supply voltage value Ed is equal to or greater than the threshold is within a predetermined time. If YES, the process moves to step S3081, and if NO, the process moves to step S3083.
ステップS3083では、電源電圧値Edと閾値との差の積分値をクリアし、ステップS3084へ移行する。 In step S3083, the integrated value of the difference between the power supply voltage value Ed and the threshold is cleared, and the process proceeds to step S3084.
ステップS3084では、異常なしと判定し、本制御を終了する。 In step S3084, it is determined that there is no abnormality, and this control is terminated.
ステップS3085では、電源電圧値Edと閾値との差を積分し、ステップS3086へ移行する。 In step S3085, the difference between the power supply voltage value Ed and the threshold is integrated, and the process proceeds to step S3086.
ステップS3086では、電源電圧値Edと閾値との差の積分値が積分閾値以下であるか否かを判断する。YESの場合にはステップS3084へ移行し、NOの場合にはステップS3087へ移行する。 In step S3086, it is determined whether or not the integral value of the difference between power supply voltage value Ed and the threshold value is equal to or less than the integral threshold value. If YES, the process moves to step S3084, and if NO, the process moves to step S3087.
ステップS3087では、正弦波駆動での指令トルク電流リミッタを電源電圧値Edの低下と共に減少させ、ステップS3088へ移行する。このステップでは、図16に示すようなマップを参照し、同様の結果をもたらす演算処理を行っても良い。 In step S3087, the command torque current limiter in the sine wave drive is decreased as the power supply voltage value Ed decreases, and the process proceeds to step S3088. In this step, a map as shown in FIG. 16 may be referred to and an arithmetic process that produces a similar result may be performed.
ステップS3088では、異常ありと判定し、本制御を終了する。 In step S3088, it is determined that there is an abnormality, and this control is terminated.
(ECU温度異常判断処理)
図14は、ステップS309のECU温度異常判断処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、図13に示したフローチャートにおいて、電源電圧値EdをECU温度に置き換えて同様の処理を行うものであるため、説明を省略する。
(ECU temperature abnormality judgment process)
FIG. 14 is a flowchart showing a flow of ECU temperature abnormality determination processing in step S309. This process is the same as the process shown in the flowchart shown in FIG. 13 except that the power supply voltage value Ed is replaced with the ECU temperature, and a description thereof will be omitted.
(モータ温度異常判断処理)
図15は、ステップS310のモータ温度異常判断処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、図13に示したフローチャートにおいて、電源電圧値Edをモータ温度に置き換えて同様の処理を行うものであるため、説明を省略する。
(Motor temperature abnormality judgment processing)
FIG. 15 is a flowchart showing the motor temperature abnormality determination process in step S310. This process is the same as the process shown in the flowchart shown in FIG. 13 except that the power supply voltage value Ed is replaced with the motor temperature, and a description thereof will be omitted.
(電源電流異常判断処理)
図17は、ステップS311の電源電流異常判断処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
(Power supply current abnormality judgment processing)
FIG. 17 is a flowchart showing the flow of the power supply current abnormality determination process in step S311, and each step will be described below.
ステップS3111では、電源電流値が正常範囲内にあるか否かを判断する。YESの場合にはステップS3112へ移行し、NOの場合にはステップS3115へ移行する。 In step S3111, it is determined whether the power supply current value is within a normal range. If YES, the process moves to step S3112, and if NO, the process moves to step S3115.
ステップS3112では、電源電流値が正常範囲内にあるとの判断時間が所定時間以内であるか否かを判断する。YESの場合にはステップS3111へ移行し、NOの場合にはステップS3113へ移行する。 In step S3112, it is determined whether or not the determination time that the power supply current value is within the normal range is within a predetermined time. If YES, the process moves to step S3111. If NO, the process moves to step S3113.
ステップS3113では、電源電流値と電源電流閾値との差の積分値をクリアし、ステップS3114へ移行する。 In step S3113, the integral value of the difference between the power supply current value and the power supply current threshold is cleared, and the process proceeds to step S3114.
ステップS3114では、異常なしと判定し、本制御を終了する。 In step S3114, it is determined that there is no abnormality, and this control is terminated.
ステップS3115では、電源電流値と電源電流閾値との差を時間積分し、ステップS3116へ移行する。 In step S3115, the difference between the power supply current value and the power supply current threshold is integrated over time, and the process proceeds to step S3116.
ステップS3116では、電源電圧異常判断の積分閾値(ステップS3086)を減少させ、ステップS3117へ移行する。 In step S3116, the integral threshold value for determining the power supply voltage abnormality (step S3086) is decreased, and the process proceeds to step S3117.
ステップS3117では、ECU温度異常判断の積分閾値(ステップS3096)を減少させ、ステップS3118へ移行する。 In step S3117, the integral threshold value for ECU temperature abnormality determination (step S3096) is decreased, and the process proceeds to step S3118.
ステップS3118では、モータ温度異常判断の積分閾値(ステップS3106)を減少させ、ステップS3119へ移行する。 In step S3118, the integral threshold value for determining the motor temperature abnormality (step S3106) is decreased, and the process proceeds to step S3119.
ステップS3119では、電源電流値と電源電流閾値との差の積分値が積分閾値以下であるか否かを判断する。YESの場合にはステップS3114へ移行し、NOの場合にはステップS3120へ移行する。 In step S3119, it is determined whether or not the integrated value of the difference between the power supply current value and the power supply current threshold is equal to or less than the integration threshold. If YES, the process moves to step S3114, and if NO, the process moves to step S3120.
ステップS3120では、異常ありと判定し、本制御を終了する。 In step S3120, it is determined that there is an abnormality, and this control is terminated.
(3相電流異常判断処理)
図18は、ステップS312の3相電流異常判断処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、図17に示したフローチャートにおいて、電源電流を3相電流値Iu,Iv,Iwに置き換えて同様の処理を行うものであるため、説明を省略する。
(Three-phase current abnormality judgment processing)
FIG. 18 is a flowchart showing the flow of the three-phase current abnormality determination process in step S312. This process is the same as the process shown in the flowchart shown in FIG. 17 except that the power supply current is replaced with the three-phase current values Iu, Iv, and Iw.
(トルク電流異常判断処理)
図19は、ステップS313のトルク電流異常判断処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、図17に示したフローチャートにおいて、電源電流を実トルク電流Iqに置き換えて同様の処理を行うものであるため、説明を省略する。
(Torque current abnormality judgment processing)
FIG. 19 is a flowchart showing the flow of the torque current abnormality determination process in step S313. This process is the same as the process shown in the flowchart shown in FIG. 17 except that the power source current is replaced with the actual torque current Iq, and the description thereof will be omitted.
(励磁電流異常判断処理)
図20は、ステップS314の励磁電流異常判断処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、図17に示したフローチャートにおいて、電源電流を実励磁電流Idに置き換えて同様の処理を行うものであるため、説明を省略する。
(Excitation current abnormality judgment processing)
FIG. 20 is a flowchart showing the flow of the excitation current abnormality determination process in step S314. This process is the same as the process shown in the flowchart shown in FIG. 17 except that the power source current is replaced with the actual excitation current Id, and thus the description thereof is omitted.
[正弦波駆動選択時の異常判断による駆動手段選択処理]
ステップS9の正弦波駆動選択時の異常判断による駆動手段選択処理(異常判断手段)も、図11に示した矩形波駆動選択時の異常判断による駆動手段選択処理と同様の流れとなるが、判断閾値および判断時間も異ならせる。すなわち、正弦波駆動は矩形波駆動と比較して、電流(モータ出力)の制御性に優れているため、正常動作中と判断する範囲は狭くて良い。よって、異常と判断するのに要する時間は、矩形波駆動の場合よりも短く設定する。
[Driving means selection process by judging abnormality when sine wave driving is selected]
The drive means selection process (abnormality determination means) based on the abnormality determination at the time of sine wave drive selection in step S9 has the same flow as the drive means selection process based on the abnormality determination at the time of rectangular wave drive selection shown in FIG. The threshold value and the judgment time are also made different. That is, since the sine wave drive is superior in controllability of current (motor output) compared to the rectangular wave drive, the range in which it is determined that it is operating normally may be narrow. Therefore, the time required to determine that there is an abnormality is set shorter than in the case of rectangular wave driving.
[正弦波指令電圧演算処理]
図21では、ステップS7の正弦波指令電圧演算処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
[Sine wave command voltage calculation processing]
FIG. 21 is a flowchart showing the flow of the sine wave command voltage calculation process in step S7, and each step will be described below.
ステップS601では、図12に示した3相交流の座標系(U,V,W)を2軸直流の座標系(q,d)に変換する座標変換処理を実行し、ステップS602へ移行する。 In step S601, a coordinate conversion process for converting the three-phase AC coordinate system (U, V, W) shown in FIG. 12 into a biaxial DC coordinate system (q, d) is executed, and the process proceeds to step S602.
ステップS602では、後述する電流PI制御処理を実行し、本制御を終了する。 In step S602, a current PI control process which will be described later is executed, and this control is finished.
(電流PI制御処理)
図22は、ステップS602の電流PI制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
(Current PI control processing)
FIG. 22 is a flowchart showing the flow of the current PI control process in step S602, and each step will be described below.
ステップS6021では、指令トルク電流Iq*と実トルク電流Iqとの偏差であるトルク電流偏差量Δiqを求め、ステップS6022へ移行する。
Δiq=Iq*−Iq
In step S6021, a torque current deviation amount Δiq which is a deviation between the command torque current Iq * and the actual torque current Iq is obtained, and the process proceeds to step S6022.
Δiq = Iq * −Iq
ステップS6022では、トルク電流偏差量ΔiqからPI制御によって出力する制御量(指令トルク電圧Vq*)を下記の式を用いて演算し、ステップS6023へ移行する。
Vq*=Kpq×Δiq+Kiq×Σ(Δiq)
ここで、Kpqは比例制御ゲイン、Kiqは積分制御ゲイン、Σ(Δiq)はトルク電流偏差量Δiqの時間積分値である。ここでの処理により、指令値が電流から電圧に変換される。
In step S6022, a control amount (command torque voltage Vq *) output by PI control from the torque current deviation amount Δiq is calculated using the following equation, and the process proceeds to step S6023.
Vq * = Kpq × Δiq + Kiq × Σ (Δiq)
Here, Kpq is a proportional control gain, Kiq is an integral control gain, and Σ (Δiq) is a time integral value of the torque current deviation amount Δiq. By this processing, the command value is converted from current to voltage.
ステップS6023では、ステップS6021と同様の処理により、励磁電流偏差量Δidを演算し、ステップS6024へ移行する。
Δid=Id*−Id
In step S6023, the exciting current deviation amount Δid is calculated by the same processing as in step S6021, and the process proceeds to step S6024.
Δid = Id * −Id
ステップS6024では、ステップS6022と同様の処理により、下記の式を用いて指令励磁電圧Vd*を算出し、本制御を終了する。
Vd*=Kpd×Δid+Kid×Σ(Δid)
ここで、kpdは比例制御ゲイン、Kidは積分制御ゲイン、Σ(Δid)は励磁電流偏差量Δidの時間積分値である。
In step S6024, a command excitation voltage Vd * is calculated using the following equation by the same processing as in step S6022, and this control is terminated.
Vd * = Kpd × Δid + Kid × Σ (Δid)
Here, kpd is a proportional control gain, Kid is an integral control gain, and Σ (Δid) is a time integral value of the excitation current deviation amount Δid.
[正弦波駆動選択時の駆動指令による駆動手段選択処理]
図23は、ステップS11の正弦波駆動選択時の駆動指令による駆動手段選択処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、図7に示したフローチャートと同一の処理を行うステップには、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
[Driving means selection process by drive command when sine wave drive is selected]
FIG. 23 is a flowchart showing the flow of the drive means selection process based on the drive command when the sine wave drive is selected in step S11. Each step will be described below. Note that steps that perform the same processing as in the flowchart shown in FIG.
ステップS801では、図21に示した正弦波指令電圧演算処理を実行し、ステップS207へ移行する。 In step S801, the sine wave command voltage calculation process shown in FIG. 21 is executed, and the process proceeds to step S207.
ステップS802では、正弦波指令電圧(Vdsin*,Vqsin*)から下記の式を参照し、正弦波指令電圧ベクトルのノルム||Vdqsin*||を演算し、ステップS803へ移行する。
ステップS803では、正弦波指令電圧ベクトルのノルム||Vdqsin*||が正弦波電圧閾値よりも大きいか否かを判断する。YESの場合にはステップS804へ移行し、NOの場合にはステップS804へ移行する。正弦波電圧閾値は、上述したVsin_maxよりも僅かに小さい値とすることで、正弦波駆動時に電圧飽和によってトルクが減少することを回避することができる。 In step S803, it is determined whether the norm of the sine wave command voltage vector || Vdqsin * || is larger than the sine wave voltage threshold value. If YES, the process moves to step S804, and if NO, the process moves to step S804. By setting the sine wave voltage threshold value to be slightly smaller than the above-described Vsin_max, it is possible to avoid a decrease in torque due to voltage saturation during sine wave driving.
ステップS804では、正弦波指令電圧ベクトルのノルム||Vdqsin*||が正弦波電圧閾値よりも小さいという判断の継続時間が所定時間以内であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS211へ移行し、NOの場合にはステップS216へ移行する。 In step S804, it is determined whether or not the duration of the determination that the norm || Vdqsin * || of the sine wave command voltage vector is smaller than the sine wave voltage threshold is within a predetermined time. If YES, the process moves to step S211. If NO, the process moves to step S216.
[矩形波駆動制御処理]
図24は、ステップS6の矩形波電圧出力処理(矩形波駆動手段)の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
[Square wave drive control processing]
FIG. 24 is a flowchart showing the flow of the rectangular wave voltage output process (rectangular wave driving means) in step S6. Each step will be described below.
ステップS51では、矩形波指令電圧(Vdsqu*,Vqsqu*)を読み込み、ステップS52へ移行する。 In step S51, rectangular wave command voltages (Vdsqu *, Vqsqu *) are read, and the process proceeds to step S52.
ステップS52では、回転子位置θeを読み込み、ステップS53へ移行する。 In step S52, the rotor position θe is read, and the process proceeds to step S53.
ステップS53では、矩形波指令電圧の位相角(tan-1(Vqsqu*/Vdsqu*))と回転子位置θeから、下記の式に基づいて矩形波指令電圧位相θ_Vsqu*を演算し、ステップS54へ移行する。
ステップS54では、インバータ回路11のスイッチングパターンを決定し、ステップS55へ移行する。
3相インバータでは、出力可能な電圧ベクトルは図25に示すように6通りと全FETをOFF状態またはON状態とした場合の8通りである。正弦波駆動では、これらの電圧を高速で切り替えることにより、各パターンの中間電圧を表現している。一方、矩形波駆動では、電気角周期を図25に示すように60deg毎に分割し、矩形波指令電圧位相θ_Vsqu*が各領域を通過する期間中、領域中央にある出力電圧を出力し続ける。すなわち、スイッチング周波数は電気角周波数の6倍となる。これは高静粛性や高制御性を目的として高スイッチング周波数を採用する正弦波駆動と比較して、インバータ回路11のスイッチング回数を大幅に減らすことができる。つまり、インバータ回路11の上下短絡防止のために設けられる、上下FET同時OFF期間(デッドタイム)が大幅に減少し、電源電圧の利用率が高まる。また、FETのON/OFF切り替えに伴うスイッチング損失も低減できる。さらにモータに印加される電圧波形が矩形波となることから、基本波成分が矩形波のピーク(電源電圧値)を超えることになる。以上の理由から矩形波駆動は正弦波駆動と比較して、高いモータ出力を得ることができる。
In step S54, the switching pattern of the
In the three-phase inverter, there are six voltage vectors that can be output as shown in FIG. 25, and eight voltage vectors when all FETs are turned off or on. In the sine wave drive, these voltages are switched at a high speed to express an intermediate voltage of each pattern. On the other hand, in the rectangular wave drive, the electrical angular period is divided every 60 degrees as shown in FIG. 25, and the output voltage at the center of the region is continuously output during the period in which the rectangular wave command voltage phase θ_Vsqu * passes through each region. That is, the switching frequency is six times the electrical angular frequency. This can significantly reduce the number of times the
ステップS55では、出力電圧方向を固定する時間を、矩形波指令電圧位相θ_Vsqu*が現在の位相から60deg進んだ位相に最も近い領域の境界まで進むのに必要な時間として求め、ステップS56へ移行する。 In step S55, the time for fixing the output voltage direction is determined as the time required for the rectangular wave command voltage phase θ_Vsqu * to travel to the boundary of the region closest to the phase advanced by 60 degrees from the current phase, and the process proceeds to step S56. .
ステップS56では、デッドタイムTd_sqの調整を行い、ステップS57へ移行する。すなわち、正弦波駆動から矩形波駆動に移行する際の出力電圧の違いによるトルク、電流脈動を低減するため、駆動手段切り替え時には矩形波電圧に付与するデッドタイムTd_sqを延長することで、基本波成分を抑える。 In step S56, the dead time Td_sq is adjusted, and the process proceeds to step S57. That is, in order to reduce torque and current pulsation due to the difference in output voltage when shifting from sine wave drive to rectangular wave drive, the fundamental wave component is increased by extending the dead time Td_sq given to the rectangular wave voltage when switching the drive means Suppress.
このデッドタイムTd_sqは、図26に示すように、指令モータトルクT*とモータ回転速度ωeとの関係から求められる。なお、矩形波電圧、正弦波電圧それぞれの基本波成分を合わせるようにデッドタイムを決定しても良い。 As shown in FIG. 26, the dead time Td_sq is obtained from the relationship between the command motor torque T * and the motor rotation speed ωe. Note that the dead time may be determined so that the fundamental wave components of the rectangular wave voltage and the sine wave voltage are combined.
ステップS57では、各FETを駆動するために、アクチュエータ制御装置3に接続されているマイコンポートの状態を変化させるマイコンポート出力処理を実行する。
以上で矩形波駆動制御処理を終了し、インバータ回路11によりモータMに出力を行う。
In step S57, a microcomputer port output process for changing the state of the microcomputer port connected to the
The rectangular wave drive control process is thus completed, and the
[正弦波電圧出力処理]
図27は、ステップS13の正弦波電圧出力処理(正弦波駆動手段)の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
[Sine wave voltage output processing]
FIG. 27 is a flowchart showing the flow of the sine wave voltage output process (sine wave driving means) in step S13, and each step will be described below.
ステップS1201では、正弦波指令電圧(Vd*,Vq*)を読み込み、ステップS1202へ移行する。 In step S1201, the sine wave command voltage (Vd *, Vq *) is read, and the process proceeds to step S1202.
ステップS1202では、2軸直流座標系(q,d)で設定された指令値でモータMを駆動するために、3相交流座標系(u,v,w)に戻すとともに、下記の式を用いて2軸直流電圧指令(Vq*,Vd*)を2相交流電圧指令(Vα*,Vβ*)に変換し、ステップS1203へ移行する。
ステップS1203では、2相交流電圧指令(Vα*,Vβ*)とモータ回転子位置θeより、下記の式を用いて3相交流電圧指令(Vu*,Vv*,Vw*)に変換し、ステップS1204へ移行する。
ステップS1204では、3相交流電圧指令(Vu*,Vv*,Vw*)の中心を下記の式を用いてEd/2(V)にオフセットし、ステップS1205へ移行する。これは、3相交流電圧指令(Vu*,Vv*,Vw*)は0(V)中心に±方向に出力する正弦波であるが、実際に出力可能な電圧は0〜Ed(V)であるためである。
ステップS1205では、ステップS1204で設定した電圧指令値(Vu_buf*,Vv_buf*,Vw_buf*)が出力可能な電圧の範囲となるように、図28の真理値表に基づいて制限処理を行い、ステップS1206へ移行する。 In step S1205, restriction processing is performed based on the truth table of FIG. 28 so that the voltage command values (Vu_buf *, Vv_buf *, Vw_buf *) set in step S1204 fall within the output voltage range, and step S1206 Migrate to
ステップS1206では、各相へPWM出力を行うため、下記の式を用いて電圧指令値(Vu*,Vv*,Vw*)相当となるようなDuty(Du,Dv,Dw)を演算し、ステップS1207へ移行する。
ステップS1207では、ステップS1206で求めたDuty(Du,Dv,Dw)から、下記の式を用いて各FETのON/OFF時間(THon_u,THOff_u,TLon_u,TLoff_u,THon_v,THOff_v,TLon_v,TLoff_v,THon_w,THOff_w,TLon_w,TLoff_w)を演算し、ステップS1208へ移行する。
すなわち、正弦波駆動制御処理では、PWM信号はマイコンのタイマ機能を利用してアクチュエータ制御装置3へ出力する。インバータ回路11内のFETは、各相でHi側とLo側に1個ずつあり、それぞれのFETをDutyに応じた時間でON/OFFするために、ECU内にあるマイコンの出力ポートを制御する必要があるためである。
That is, in the sine wave drive control process, the PWM signal is output to the
ステップS1208では、ステップS1207で求めたON/OFF時間をマイコンタイマに設定する。マイコンはタイマ機能に各FETのON/OFF時間が設定されると、信号の増幅を行うアクチュエータ制御装置3を介してFETのゲートに結線されている出力ポートのレベルを設定タイミング通りに制御する。
以上で正弦波駆動制御処理を終了し、インバータ回路11によりモータMに出力を行う。
In step S1208, the ON / OFF time obtained in step S1207 is set in the microcomputer timer. When the ON / OFF time of each FET is set in the timer function, the microcomputer controls the level of the output port connected to the gate of the FET through the
The sine wave drive control process is thus completed, and the
[バックアップ制御処理]
モータMまたはその駆動回路であるインバータ回路11に異常が発生し、直ちに回復できない場合には、ステップS14のバックアップ制御処理により、シャットオフバルブS.OFF/Vが開弁、インバルブIN/V(FR,RR)が閉弁される。これにより、運転者の踏力に応じたブレーキ液圧が直接ホイルシリンダW/Cに供給されるため、制動力を確保することができる。
[Backup control processing]
If an abnormality occurs in the motor M or the
次に、作用を説明する。
[異常発生時の矩形波駆動禁止作用]
図29は、実施例1の異常発生時の矩形波駆動禁止作用を示すタイムチャートであり、何らかの異常でECU温度が温度閾値の近傍にある状態を示している。
Next, the operation will be described.
[Square wave drive prohibition when an error occurs]
FIG. 29 is a time chart showing the rectangular wave drive prohibiting action when an abnormality occurs in the first embodiment, and shows a state where the ECU temperature is in the vicinity of the temperature threshold due to some abnormality.
ブレーキ液圧指令と同時にモータトルク指令値が立ち上がり、それに応じてモータMの出力電圧指令が上昇し、要求トルクが満足されてモータMは加速する。このとき、時点t1以前の期間では、図6のモータ駆動制御処理では、ステップS1→ステップS9→ステップS10→ステップS11→ステップS12→ステップS13へと進む流れが繰り返され、モータMは正弦波駆動される。 The motor torque command value rises simultaneously with the brake fluid pressure command, and the output voltage command of the motor M rises accordingly, the required torque is satisfied, and the motor M accelerates. At this time, in the period before time t1, in the motor drive control process of FIG. 6, the flow of going from step S1, step S9, step S10, step S11, step S12, and step S13 is repeated, and the motor M is driven by a sine wave. Is done.
時点t1では、モータMの加速に伴い、主にインバータ回路11の発熱によってECU温度が上昇する。やがてモータ速度が駆動手段切り替え速度ωchを超え、さらに指令電圧が駆動手段切り替え電圧閾値(Vsin_maxよりも僅かに小さな値)を超えると、モータ駆動制御処理では、ステップS1→ステップS9→ステップS10→ステップS11→ステップS12→ステップS8→ステップS6へと進み、正弦波駆動から矩形波駆動へと移行する。その後は、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6へと進む流れが繰り返される。
At time t1, as the motor M accelerates, the ECU temperature rises mainly due to heat generated by the
矩形波駆動時の相電圧波形とその基本波は、図30に示すようになる。駆動手段を矩形波駆動とした後は、相電圧基本波が電源電圧Edを超えて出力されている。これによりモータ駆動に使用できる電圧が増加するため、正弦波駆動に比べて大きな出力を得ることができる。 The phase voltage waveform and its fundamental wave during rectangular wave driving are as shown in FIG. After the drive means is rectangular wave drive, the phase voltage fundamental wave is output exceeding the power supply voltage Ed. As a result, the voltage that can be used for driving the motor is increased, so that a larger output can be obtained compared to the sine wave driving.
図31には、制御手段切り替え時のFET駆動信号を示す。ここでは便宜上正弦波駆動時のPWM2周期に対して矩形波駆動制御1周期が対応するように描いてある。通常は、静粛性向上のために、正弦波駆動時のPWM周波数はその周波数に同期して発生する騒音を人間の可聴領域から外すこと、および制御性の面から、非常に高周波数に設定されているため、矩形波駆動制御1周期(電気角1周期)と同期間に入る正弦波PWM周期は図31に示されているよりも多くなる。 FIG. 31 shows an FET drive signal when the control means is switched. Here, for the sake of convenience, it is drawn so that one cycle of the rectangular wave drive control corresponds to two cycles of PWM at the time of sine wave drive. Normally, to improve quietness, the PWM frequency when driving a sine wave is set to a very high frequency in order to remove noise generated in synchronization with that frequency from the human audible range and controllability. Therefore, one cycle of the rectangular wave drive control (one cycle of electrical angle) and the sine wave PWM cycle that is in synchronization are larger than those shown in FIG.
図31を見ると、正弦波駆動時は電圧波形に含まれるデッドタイムTd_sqが多くなることがわかる。このデッドタイムTd_sqは、インバータ回路11を保護するために不可欠であるが、デッドタイム期間はインバータ回路11が電力の供給をすることができないため、含まれるデッドタイムの増加によって、インバータ回路11がモータMに供給できる電力は減少する。一方で矩形波駆動では、回転速度に因らず電気角1周期に対してデッドタイムTd_sqは2回分のみ含まれる。そのため、電源電圧を利用できる割合が高くなることがわかる。電圧利用率が高く取れることはモータMの最大出力向上に有効である。
As can be seen from FIG. 31, the dead time Td_sq included in the voltage waveform increases during sine wave driving. Although this dead time Td_sq is indispensable for protecting the
また駆動手段切り替え期間では矩形波駆動におけるデッドタイムTd_sqを可変にすることで、正弦波駆動から完全な矩形波駆動へ移行する間のトルクを制御し、滑らかな駆動手段の切り替えを可能にしている。ただし、これはデッドタイムTd_sqを可変にする手段の他にも、矩形波指令電圧位相θ_Vsqu*を可変にすることでモータトルクを制御すること、およびこれらの手段を併用することによっても達成することができる。 In addition, by changing the dead time Td_sq in the rectangular wave drive during the drive means switching period, the torque during the transition from the sine wave drive to the complete rectangular wave drive is controlled to enable smooth switching of the drive means. . However, this can be achieved not only by means of making the dead time Td_sq variable, but also by controlling the motor torque by making the rectangular wave command voltage phase θ_Vsqu * variable, and using these means together. Can do.
時点t1の矩形波駆動切り替え後は、モータ出力の上昇と共にECU温度も上昇し、時点t2で検出ECU温度が温度閾値を超えると、検出ECU温度と温度閾値との差分の時間積分を開始する。このとき、図14のECU温度異常判断処理では、ステップS3091→ステップS3095→ステップS3096→ステップ3094へと進む流れを繰り返す。 After the rectangular wave drive switching at time t1, the ECU temperature also increases with the increase in motor output. When the detected ECU temperature exceeds the temperature threshold at time t2, time integration of the difference between the detected ECU temperature and the temperature threshold is started. At this time, in the ECU temperature abnormality determination process of FIG. 14, the flow of going from step S3091 → step S3095 → step S3096 → step 3094 is repeated.
時点t3で検出ECU温度と温度閾値との差分の積分値が積分閾値を超えると、ステップS3091→ステップS3095→ステップS3096→ステップS3097→ステップS3098へと進み、ECU温度異常と判断される。よって、図6のモータ駆動制御処理では、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS7→ステップS13へと進み、矩形波駆動から正弦波駆動へと移行する。 When the integral value of the difference between the detected ECU temperature and the temperature threshold exceeds the integration threshold at time t3, the process proceeds from step S3091 to step S3095 to step S3096 to step S3097 to step S3098, and it is determined that the ECU temperature is abnormal. Therefore, in the motor drive control process of FIG. 6, the process proceeds from step S1, step S2, step S3, step S7, and step S13, and shifts from rectangular wave drive to sine wave drive.
つまり、実施例1では、ECU温度異常を検出した場合でも、矩形波駆動から正弦波駆動へ移行してモータトルクを維持しているため、矩形波駆動による発生液圧には劣るものの、ブレーキ液圧を確保できていることがわかる。 That is, in the first embodiment, even when an ECU temperature abnormality is detected, since the motor torque is maintained by shifting from the rectangular wave drive to the sine wave drive, the brake fluid is inferior to the hydraulic pressure generated by the rectangular wave drive. It can be seen that the pressure can be secured.
また、実施例1では、検出ECU温度と温度閾値との差分の積分値が積分閾値を超えたとき、ECU温度異常と判断しているため、センサノイズ等によりECU温度が一瞬正常範囲外となった場合でも、ECU温度異常と誤判断することがないため、センサノイズ等に伴う異常の誤判断を防止でき、異常判断の信頼性を高めることができる。 In the first embodiment, when the integrated value of the difference between the detected ECU temperature and the temperature threshold exceeds the integration threshold, it is determined that the ECU temperature is abnormal. Therefore, the ECU temperature is temporarily outside the normal range due to sensor noise or the like. Even when the ECU temperature is abnormal, it is not erroneously determined that the ECU temperature is abnormal. Therefore, erroneous determination of abnormality due to sensor noise or the like can be prevented, and the reliability of abnormality determination can be improved.
さらに、検出ECU温度と温度閾値との差分の積分値と積分閾値とを比較して異常判断を行っている。すなわち、検出ECU温度と温度閾値との偏差が大きくなるほど異常判断をより早めるため、検出ECU温度の上昇率が高いほどより早期に矩形波駆動を禁止でき、ECU温度がさらに上昇するのを抑制することができる。 Furthermore, an abnormality is determined by comparing the integral value of the difference between the detected ECU temperature and the temperature threshold value with the integral threshold value. In other words, the greater the deviation between the detected ECU temperature and the temperature threshold, the sooner the abnormality is judged. Therefore, the higher the detected ECU temperature rises, the earlier the rectangular wave drive can be prohibited and the further increase in ECU temperature can be suppressed. be able to.
特に、ECU温度を含め、モータ温度、電源電圧値の異常は、「矩形波駆動の動作異常」とは異なる「電動ブレーキ装置の動作環境異常」、すなわち周囲環境の異常である。つまり、ECU温度、モータ温度、電源電圧値の異常は、矩形波駆動以外の原因で発生している可能性がある。よって、実施例1では、周囲環境の変化の度合いが高いほど、より早期に異常判断を行うことにより、周囲環境がさらに悪化するのを抑制することができる。 In particular, abnormalities in the motor temperature and the power supply voltage value including the ECU temperature are “an abnormal operating environment of the electric brake device” different from the “abnormal operation of the rectangular wave drive”, that is, an abnormal environment. That is, abnormalities in ECU temperature, motor temperature, and power supply voltage value may be caused by causes other than rectangular wave driving. Therefore, in Example 1, it can suppress that surrounding environment further deteriorates by performing abnormality determination earlier, so that the degree of change of surrounding environment is high.
時点t3〜t4の区間では、モータMが正弦波駆動されるが、実施例1では、正弦波駆動での指令トルク電流リミッタをECU温度に応じて減少させているため(ステップS3097)、正弦波駆動時のモータ出力が抑えられ、ECU温度の上昇が抑制される。 In the section from the time point t3 to t4, the motor M is driven in a sine wave, but in the first embodiment, the command torque current limiter in the sine wave drive is decreased according to the ECU temperature (step S3097). The motor output during driving is suppressed, and the increase in ECU temperature is suppressed.
時点t4でECU温度が温度閾値以下になると、ECU温度異常判断処理では、ステップS3091→ステップS3092を繰り返し、時点t5では、所定時間(判断時間)が経過したため、ステップS3091→ステップS3092→ステップS3093→ステップS3094へと進み、ステップS3093で積分値がクリアされ、ステップS3094で異常なしと判定される。このとき、モータ駆動制御処理では、モータ回転速度、電圧指令が矩形波駆動条件を満足しているため、ステップS1→ステップS9→ステップS10→ステップS11→ステップS12→ステップS8→ステップS6へと進み、正弦波駆動から矩形波駆動へと切り替えられる。 When the ECU temperature becomes equal to or lower than the temperature threshold at time t4, the ECU temperature abnormality determination process repeats step S3091 → step S3092, and at time t5, since a predetermined time (determination time) has elapsed, step S3091 → step S3092 → step S3093 → Proceeding to step S3094, the integrated value is cleared at step S3093, and it is determined at step S3094 that there is no abnormality. At this time, in the motor drive control process, since the motor rotation speed and voltage command satisfy the rectangular wave drive conditions, the process proceeds from step S1, step S9, step S10, step S11, step S12, step S8, and step S6. The sine wave drive is switched to the rectangular wave drive.
以上説明したように、実施例1の電動ブレーキ装置にあっては、モータMに異常が発生しているか否かを判断する異常判断手段(ステップS2,S9)と、モータMに異常が発生していると判断された場合、矩形波駆動による電動モータの駆動を禁止する禁止手段(ステップS3,S10)と、を備え、矩形波駆動時に異常が検出された場合には、矩形波駆動を禁止し、正弦波駆動が可能な状態であるときは正弦波駆動へと移行する。このため、異常検出によって直ちにバックアップ制御へと移行せず、正弦波駆動により制動力を確保することが可能となり、異常検出時でも制動能力を可能な限り残すことができる。 As described above, in the electric brake device according to the first embodiment, the abnormality determination means (steps S2 and S9) for determining whether or not an abnormality has occurred in the motor M and the abnormality in the motor M have occurred. And a prohibition means (steps S3 and S10) for prohibiting the driving of the electric motor by the rectangular wave drive, and if an abnormality is detected during the rectangular wave drive, the rectangular wave drive is prohibited. When the sine wave drive is possible, the sine wave drive is started. For this reason, it is possible to ensure braking force by sinusoidal driving without immediately shifting to backup control upon detection of abnormality, and to leave as much braking ability as possible even when abnormality is detected.
[他の実施例]
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は実施例に限定されるものではない。例えば、ブレーキワイヤシステムおよび油圧制御装置の構成は、矩形波駆動と正弦波駆動とが切り替えて電動モータを駆動可能な構成であれば、図1、図2に示した構成に限られない。
[Other embodiments]
Although the best mode for carrying out the present invention has been described based on the embodiments, the specific configuration of the present invention is not limited to the embodiments. For example, the configurations of the brake wire system and the hydraulic control device are not limited to the configurations shown in FIGS. 1 and 2 as long as the electric motor can be driven by switching between the rectangular wave driving and the sine wave driving.
また、実施例1では、センサ値(状態検出値)と正常範囲境界値との偏差の積分値が積分閾値を超えた場合に異常と判断する例を示したが、各センサ値が正常範囲外である状態が所定時間継続した場合に異常と判断し、かつ、各センサ値の変化率が高いほど所定時間を短くする構成であれば良い。 In the first embodiment, an example is shown in which an abnormality is determined when the integral value of the deviation between the sensor value (state detection value) and the normal range boundary value exceeds the integration threshold. However, each sensor value is out of the normal range. If it is determined that there is an abnormality when this state continues for a predetermined time, and the change rate of each sensor value is higher, the predetermined time may be shortened.
さらに、上記実施例から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。 Further, technical ideas other than the claims that can be grasped from the above embodiments will be described below together with the effects thereof.
(イ)請求項1に記載の電動ブレーキ装置において、
前記異常判断手段は、前記電動モータに係る状態検出値の少なくとも1つが正常範囲外である状態が異常判断時間継続した場合、電動モータに異常が発生していると判断することを特徴とする電動ブレーキ装置。
これにより、センサノイズ等により状態検出値が一瞬正常範囲外となった場合でも、異常と誤判断することがないため、センサノイズ等に伴う異常の誤判断を防止でき、異常判断の信頼性を高めることができる。
(A) In the electric brake device according to
The abnormality determining means determines that an abnormality has occurred in the electric motor when a state in which at least one of state detection values related to the electric motor is outside a normal range continues for an abnormality determination time. Brake device.
As a result, even if the state detection value falls outside the normal range for a moment due to sensor noise, etc., it is not erroneously determined to be abnormal. Can be increased.
(ロ)上記(イ)に記載の電動ブレーキ装置において、
前記異常判断手段は、前記状態検出値と正常範囲境界値との偏差が大きくなるほど前記異常判断時間を短くすることを特徴とする電動ブレーキ装置。
これにより、状態検出値の変化の程度を見ることができるとともに、正常範囲境界値に対する状態検出値の変化の程度が大きいほど、より早期に異常発生との判断がなされ、矩形波駆動が禁止されるため、状態がより悪化するのを抑制することができる。
(B) In the electric brake device described in (a) above,
The electric brake device, wherein the abnormality determination means shortens the abnormality determination time as the deviation between the state detection value and the normal range boundary value increases.
As a result, the degree of change in the state detection value can be seen, and the greater the degree of change in the state detection value with respect to the normal range boundary value, the earlier it is determined that an abnormality has occurred, and rectangular wave driving is prohibited. Therefore, it can suppress that a state deteriorates more.
(ハ)上記(ロ)に記載の電動ブレーキ装置において、
前記異常判断手段は、電源電圧値の低下、電子制御装置または電動モータの温度上昇に応じて前記異常判断時間を短くすることを特徴とする電動ブレーキ装置。
これにより、周囲環境の変化度合いが高いほど、より早期に異常発生との判断がなされ、矩形波駆動が禁止されるため、周囲環境の悪化を抑制することができる。
(C) In the electric brake device described in (b) above,
The abnormality determination means shortens the abnormality determination time in accordance with a decrease in a power supply voltage value or a temperature increase of an electronic control device or an electric motor.
As a result, the higher the degree of change in the surrounding environment, the earlier it is determined that an abnormality has occurred, and rectangular wave driving is prohibited, so that deterioration of the surrounding environment can be suppressed.
(ニ)請求項1、上記(イ)、(ロ)、(ハ)のいずれか1項に記載の電動ブレーキ装置において、
前記正弦波駆動手段は、電源電圧値の低下、電子制御装置または電動モータの温度上昇に応じて、制動力要求に対する電動モータの出力要求を低下させることを特徴とする電動ブレーキ装置。
これにより、周囲環境の悪化を抑制しつつ、モータMを継続して駆動することができる。
(D) In the electric brake device according to any one of
The electric sine wave driving device, wherein the sine wave driving means reduces the output request of the electric motor in response to the braking force request in response to a decrease in power supply voltage value or an increase in temperature of the electronic control device or the electric motor.
Thereby, the motor M can be continuously driven while suppressing the deterioration of the surrounding environment.
1 CAN通信
2 CPU
3 アクチュエータ制御装置
4 ペダル操作量
5 制動量操作量
6 回生制動力
7 制動力分配部
8 液圧サーボ処理部
9 モータ制御処理部
10 車両
11 インバータ回路
11a〜11f FET(電界効果トランジスタ)
11g〜11l 還流用ダイオード
12 磁極位置検出器
13a〜13d 電流センサ
14 電圧センサ
1 CAN
DESCRIPTION OF
11g to
Claims (1)
前記電動モータの各相に矩形波の電圧を印加する矩形波駆動手段と、
前記電動モータの相電流が正弦波状となるように電圧を印可する正弦波駆動手段と、
制動力要求に応じて、前記電動モータを駆動する駆動手段を前記矩形波駆動手段と前記正弦波駆動手段とで切り替える駆動手段切り替え手段と、
を有する電動ブレーキ装置において、
前記電動モータに異常が発生しているか否かを判断する異常判断手段と、
前記電動モータに異常が発生していると判断された場合、前記矩形波駆動手段による電動モータの駆動を禁止する禁止手段と、
を備えることを特徴とする電動ブレーキ装置。 An electric motor as an actuator for generating braking force on the vehicle;
Rectangular wave driving means for applying a rectangular wave voltage to each phase of the electric motor;
Sine wave drive means for applying a voltage so that the phase current of the electric motor is sinusoidal;
Drive means switching means for switching the drive means for driving the electric motor between the rectangular wave drive means and the sine wave drive means in response to a braking force request;
In the electric brake device having
An abnormality determining means for determining whether an abnormality has occurred in the electric motor;
When it is determined that an abnormality has occurred in the electric motor, prohibiting means for prohibiting driving of the electric motor by the rectangular wave driving means;
An electric brake device comprising:
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