JP6648655B2 - Vehicle braking control device - Google Patents
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Description
本発明は、車両の制動制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle braking control device.
特許文献1には、「電動制動力発生手段を駆動する電動モータを大型化することなく、制動力発生の応答性を高める」ことを目的に、「目標ブレーキ液圧算出手段M1はスレーブシリンダに発生させるべき目標ブレーキ液圧を算出し、微分手段M2は目標ブレーキ液圧を時間微分して目標ブレーキ液圧の変化率を算出し、界磁電流算出手段M3は目標ブレーキ液圧の変化率に基づいてスレーブシリンダを駆動する電動モータの界磁電流指令値を算出し、電動モータ制御手段M4は界磁電流指令値に基づいて電動モータを弱め界磁制御する。目標ブレーキ液圧の変化率が大きいときは制動力を急激に立ち上げる必要がある緊急時であり、このときに界磁電流指令値を増加させて電動モータの弱め界磁量を増加させることで、電動モータの回転数を増加させてスレーブシリンダを速やかに作動させ、制動力発生の応答性を高めることができる」ことが記載されている。 Patent Literature 1 discloses that "the target brake hydraulic pressure calculating means M1 is provided to the slave cylinder without increasing the size of the electric motor for driving the electric braking force generating means and increasing the response of the braking force generation." The target brake fluid pressure to be generated is calculated, the differentiating means M2 differentiates the target brake fluid pressure with time to calculate the rate of change of the target brake fluid pressure, and the field current calculating means M3 calculates the rate of change of the target brake fluid pressure. The electric motor control means M4 weakens the electric motor based on the field current command value based on the calculated field current command value of the electric motor that drives the slave cylinder based on the target brake fluid pressure. Is an emergency when it is necessary to rapidly increase the braking force. At this time, the field current command value is increased to increase the amount of field weakening of the electric motor, thereby increasing the rotation speed of the electric motor. Increased quickly to actuate the slave cylinder, it is possible to enhance the response of braking force generation "that have been described.
特許文献2には、「電動アクチュエータにより発生させるブレーキ力の応答性を、簡単な構成で、より一層高める」ことを目的に、「ホイールシリンダにブレーキ液圧を与えるモータ駆動シリンダ13を、ブレーキ操作量に応じて求められた目標モータ角θtと実モータ角θmとの偏差Δθが大きい場合に弱め界磁制御を行って駆動制御する。電動アクチュエータの作動量として例えばモータ角(回転量)を用いる場合には公知の簡単かつ安価な回転センサ等で高精度な検出が可能であり、モータ角の変動レンジが広くなり、制動応答性を容易に高めることができる。また、負荷剛性の変動による影響を受けることが無く、弱め界磁制御の開始直後の過渡状態においてモータ角の偏差は生じており、弱め界磁制御を継続して実行することができ、モータの応答特性の変動が低減され、安定した応答特性が得られる」ことが記載されている。 Patent Literature 2 discloses that a motor drive cylinder 13 that applies brake fluid pressure to a wheel cylinder is operated by a brake operation in order to “increase the responsiveness of a brake force generated by an electric actuator with a simple configuration and further increase the response”. When the deviation Δθ between the target motor angle θt and the actual motor angle θm obtained in accordance with the amount is large, the drive control is performed by performing the field weakening control, for example, when the motor angle (rotation amount) is used as the operation amount of the electric actuator. Is capable of performing high-precision detection with a known simple and inexpensive rotation sensor, etc., widening the range of motor angle fluctuation, easily improving braking responsiveness, and being affected by fluctuations in load rigidity. In the transient state immediately after the start of the field weakening control, a deviation of the motor angle has occurred, and the field weakening control can be continuously performed. Variations in the response characteristic of the motor is reduced, it is described that stable response characteristics can be obtained. "
特許文献1、2には、電気モータのd軸に負の電流を流すことによる「弱め界磁制御(弱め磁束制御ともいう)」について記載されている。弱め磁束制御が、より効果的には実行されるためには、電気モータの状態変数に基づく制御が必要となる。 Patent Documents 1 and 2 disclose "field weakening control (also referred to as flux weakening control)" by passing a negative current through the d-axis of an electric motor. In order for the flux-weakening control to be performed more effectively, control based on the state variables of the electric motor is required.
本発明の目的は、3相ブラシレスモータを用いた車両の制動制御装置に適用され、弱め磁束制御が、より効果的に行われ得るものを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a brake control apparatus for a vehicle using a three-phase brushless motor, in which magnetic flux weakening control can be performed more effectively.
本発明に係る車両の制動制御装置は、車両の車輪(WH)に対する要求制動力に応じた目標押圧力(Fpt)に基づいて電気モータ(MTR)を駆動し、前記車輪(WH)に固定される回転部材(KT)に摩擦部材(MS)を押圧して前記車輪(WH)に制動力を発生する。車両の制動制御装置は、前記電気モータ(MTR)を駆動する駆動回路(DRV)と、前記目標押圧力(Fpt)に基づいて前記駆動回路(DRV)を制御するコントローラ(ECU)と、前記電気モータ(MTR)の回転角(Mka)を検出する回転角センサ(MKA)と、前記電気モータ(MTR)の実際の電流(Ima)を検出する電流センサ(IMA)と、を備える。
A vehicle braking control device according to the present invention drives an electric motor (MTR) based on a target pressing force (Fpt) according to a required braking force on a wheel (WH) of a vehicle, and is fixed to the wheel (WH). The friction member (MS) is pressed against the rotating member (KT) to generate a braking force on the wheel (WH). Brake control apparatus for a vehicle includes a driving circuit for driving the electric motor (MTR) (DRV), and the controller (ECU) for the controlling the drive circuit (DRV) on the basis of the target pressing force (Fpt), the electric The electric motor (MTR) includes a rotation angle sensor (MKA) for detecting a rotation angle (Mka) and a current sensor (IMA) for detecting an actual current (Ima) of the electric motor (MTR) .
本発明に係る車両の制動制御装置では、前記コンローラ(ECU)は、前記駆動回路(DRV)の諸元に基づいて、前記電気モータ(MTR)のd軸電流とq軸電流とのdq軸電流特性における電流制限円(Cis)を設定し、前記dq軸電流特性において、前記電流制限円(Cis)が前記回転角(Mka)に基づいて演算される電圧制限円(Cvs)に含まれる場合には、前記dq軸電流特性のq軸と前記電流制限円(Cis)との交点(0、iqm)をd軸、q軸目標電流(Idt、Iqt)として演算し、前記実際の電流(Ima)に基づいて、d軸、q軸実電流(Ida、Iqa)を演算し、前記d軸、q軸実電流(Ida、Iqa)が、前記d軸、q軸目標電流(Idt、Iqt)に一致するように前記駆動回路を制御する。
In the vehicle braking control device according to the present invention, the controller (ECU) is configured to control the d-q axis current and the d- axis current of the electric motor (MTR) based on the specifications of the drive circuit (DRV). set the current characteristics in definitive current limit circle (Cis), in the dq-axis current characteristics, included in the current limit circle voltage limit circle (Cis) is calculated on the basis of the rotation angle (Mka) (Cvs) In this case, the intersection (0, iqm) between the q axis of the dq axis current characteristic and the current limiting circle (Cis) is calculated as the d axis and q axis target currents (Idt, Iqt), and the actual current is calculated. Based on (Ima), d-axis and q-axis actual currents (Ida, Iqa) are calculated, and the d-axis and q-axis actual currents (Ida, Iqa) are calculated as the d-axis and q-axis target currents (Idt, Iqt). The driving circuit is controlled so as to match ()) .
電気モータの回転速度が小であり、電流制限円Cisが電圧制限円Cvsに含まれる場合には、通電可能領域は、電流制限円Cisと一致する。この場合、電流制限円Cisにおいて、q軸電流Iqtが最大となる点(0、iqm)に基づいて、d軸目標電流Idtが「0」にされて、q軸目標電流Iqtが演算される。dq軸電流にはトレードオフ関係が存在するが、上記構成によれば、電気モータMTRは、十分なトルクを出力することが可能となる。When the rotation speed of the electric motor is low and the current limiting circle Cis is included in the voltage limiting circle Cvs, the energizable area matches the current limiting circle Cis. In this case, the d-axis target current Idt is set to “0” based on the point (0, iqm) where the q-axis current Iqt is maximum in the current limiting circle Cis, and the q-axis target current Iqt is calculated. Although there is a trade-off relationship between the dq-axis currents, according to the above configuration, the electric motor MTR can output a sufficient torque.
本発明に係る車両の制動制御装置では、前記コンローラ(ECU)は、前記駆動回路(DRV)の諸元に基づいて、前記電気モータ(MTR)のd軸電流とq軸電流とのdq軸電流特性における電流制限円(Cis)を設定し、前記dq軸電流特性において、前記回転角(Mka)に基づいて演算される電圧制限円(Cvs)が前記電流制限円(Cis)に含まれる場合には、前記電圧制限円(Cvs)の中心(Pcm)を通り前記dq軸電流特性のq軸に平行な直線(Lcm)と前記電圧制限円(Cvs)との交点(点R)をd軸、q軸目標電流(Idt、Iqt)として演算し、前記実際の電流(Ima)に基づいて、d軸、q軸実電流(Ida、Iqa)を演算し、前記d軸、q軸実電流(Ida、Iqa)が、前記d軸、q軸目標電流(Idt、Iqt)と一致するように前記駆動回路(DRV)を制御する。In the braking control device for a vehicle according to the present invention, the controller (ECU) is configured to control the dq-axis current of the d-axis current and the q-axis current of the electric motor (MTR) based on the specifications of the drive circuit (DRV). A current limiting circle (Cis) in the characteristic is set, and in the dq-axis current characteristic, a voltage limiting circle (Cvs) calculated based on the rotation angle (Mka) is included in the current limiting circle (Cis). Represents the intersection (point R) of a straight line (Lcm) passing through the center (Pcm) of the voltage-limiting circle (Cvs) and parallel to the q-axis of the dq-axis current characteristic and the voltage-limiting circle (Cvs) on the d-axis; The d-axis and q-axis actual currents (Ida, Iqt) are calculated based on the actual current (Ima), and the d-axis and q-axis actual currents (Ida, Iqa) are calculated. , Iqa) are the d-axis and q-axis target powers. (Idt, Iqt) controls the drive circuit (DRV) to match.
電気モータの回転速度が非常に大きく、電圧制限円Cvsが電流制限円Cisに含まれる場合には、電圧制限円Cvsの中心Pcmを通りq軸に平行な直線Lcm(「q軸平行線」という)と電圧制限円Cvsとの交点Rが出力最大の点になる。上記構成によれば、q軸平行線Lcmと電圧制限円Cvsとの交点Rが、目標電流ベクトルImt(Idt、Iqt)として決定されるため、電気モータMTRが効率的に駆動され得る。When the rotation speed of the electric motor is very high and the voltage limiting circle Cvs is included in the current limiting circle Cis, a straight line Lcm passing through the center Pcm of the voltage limiting circle Cvs and parallel to the q axis (referred to as “q axis parallel line”) ) And the voltage limiting circle Cvs is the point of maximum output. According to the above configuration, since the intersection R between the q-axis parallel line Lcm and the voltage limiting circle Cvs is determined as the target current vector Imt (Idt, Iqt), the electric motor MTR can be efficiently driven.
<本発明に係る車両の制動制御装置の全体構成>
図1の全体構成図を参照して、本発明に係る制動制御装置BCSについて説明する。以下の説明で、同一の記号が付された構成部材、演算処理、信号、特性、及び、値は、同一の機能を発揮するものである。従って、重複説明は、省略されることがある。
<Overall Configuration of Vehicle Braking Control Device According to the Present Invention>
The brake control device BCS according to the present invention will be described with reference to the overall configuration diagram of FIG. In the following description, constituent members, arithmetic processing, signals, characteristics, and values to which the same symbols are attached have the same function. Therefore, duplicate description may be omitted.
制動制御装置BCSを備える車両には、制動操作部材BP、制動操作量センサBPA、コントローラECU、マスタシリンダMC、ストロークシミュレータSSM、シミュレータ遮断弁VSM、加圧ユニットKAU、切替弁VKR、マスタシリンダ配管HMC、ホイールシリンダ配管HWC、及び、加圧シリンダ配管HKCが備えられる。さらに、車両の各々の車輪WHには、ブレーキキャリパCP、ホイールシリンダWC、回転部材KT、及び、摩擦部材MSが備えられている。 The vehicle provided with the brake control device BCS includes a brake operation member BP, a brake operation amount sensor BPA, a controller ECU, a master cylinder MC, a stroke simulator SSM, a simulator shutoff valve VSM, a pressurizing unit KAU, a switching valve VKR, and a master cylinder pipe HMC. , A wheel cylinder pipe HWC and a pressure cylinder pipe HKC. Further, each wheel WH of the vehicle is provided with a brake caliper CP, a wheel cylinder WC, a rotating member KT, and a friction member MS.
制動操作部材(例えば、ブレーキペダル)BPは、運転者が車両を減速するために操作する部材である。制動操作部材BPが操作されることによって、車輪WHの制動トルクが調整され、車輪WHに制動力が発生される。具体的には、車両の車輪WHには、回転部材(例えば、ブレーキディスク)KTが固定される。回転部材KTを挟み込むようにブレーキキャリパCPが配置される。そして、ブレーキキャリパ(単に、キャリパともいう)CPには、ホイールシリンダWCが設けられている。キャリパCPのホイールシリンダWC内の液圧が調整(増加、又は、減少)されることによって、ホイールシリンダWC内のピストンが回転部材KTに対して移動(前進、又は、後退)される。このピストンの移動によって、摩擦部材(例えば、ブレーキパッド)MSが、回転部材KTに押し付けられ、押圧力が発生する。回転部材KTと車輪WHとは、固定シャフトDSを介して固定されている。このため、上記押圧力にて生じる摩擦力によって、車輪WHに制動トルク(制動力)が発生される。従って、車輪WHに要求される制動力(要求制動力)は、上記押圧力の目標値に応じて達成される。 The braking operation member (for example, a brake pedal) BP is a member that the driver operates to decelerate the vehicle. By operating the braking operation member BP, the braking torque of the wheel WH is adjusted, and a braking force is generated on the wheel WH. Specifically, a rotating member (for example, a brake disk) KT is fixed to the wheels WH of the vehicle. Brake caliper CP is arranged so as to sandwich rotating member KT. A wheel cylinder WC is provided on the brake caliper (simply called a caliper) CP. By adjusting (increasing or decreasing) the hydraulic pressure in the wheel cylinder WC of the caliper CP, the piston in the wheel cylinder WC is moved (forward or backward) with respect to the rotating member KT. By this movement of the piston, a friction member (for example, a brake pad) MS is pressed against the rotating member KT, and a pressing force is generated. The rotating member KT and the wheel WH are fixed via a fixed shaft DS. Therefore, a braking torque (braking force) is generated on the wheel WH by the frictional force generated by the pressing force. Therefore, the braking force (requested braking force) required for the wheel WH is achieved according to the target value of the pressing force.
制動操作量センサ(単に、操作量センサともいう)BPAは、制動操作部材BPに設けられる。操作量センサBPAによって、運転者による制動操作部材BPの操作量Bpaが検出される。具体的には、操作量センサBPAとして、マスタシリンダMCの圧力を検出する液圧センサ、制動操作部材BPの操作変位を検出する操作変位センサ、及び、制動操作部材BPの操作力を検出する操作力センサのうちの少なくとも1つが採用される。即ち、操作量センサBPAは、マスタシリンダ液圧センサ、操作変位センサ、及び、操作力センサについての総称である。従って、制動操作量Bpaは、マスタシリンダMCの液圧、制動操作部材BPの操作変位、及び、制動操作部材BPの操作力のうちの少なくとも1つに基づいて決定される。操作量Bpaは、コントローラECUに入力される。 The brake operation amount sensor (also simply referred to as an operation amount sensor) BPA is provided on the brake operation member BP. The operation amount Bpa of the braking operation member BP by the driver is detected by the operation amount sensor BPA. Specifically, as the operation amount sensor BPA, a hydraulic pressure sensor that detects the pressure of the master cylinder MC, an operation displacement sensor that detects the operation displacement of the brake operation member BP, and an operation that detects the operation force of the brake operation member BP At least one of the force sensors is employed. That is, the operation amount sensor BPA is a general term for the master cylinder hydraulic pressure sensor, the operation displacement sensor, and the operation force sensor. Therefore, the brake operation amount Bpa is determined based on at least one of the hydraulic pressure of the master cylinder MC, the operation displacement of the brake operation member BP, and the operation force of the brake operation member BP. The operation amount Bpa is input to the controller ECU.
コントローラ(電子制御ユニット)ECUは、マイクロプロセッサ等が実装された電気回路基板と、マイクロプロセッサにプログラムされた制御アルゴリズムにて構成されている。コントローラECUは、制動操作量Bpaに基づいて、加圧ユニットKAU、遮断弁VSM、及び、切替弁VKRを制御する。具体的には、プログラムされた制御アルゴリズムに基づいて、電気モータMTR、遮断弁VSM、切替弁VKRを制御するための信号(Sux等)が演算され、コントローラECUから出力される。 The controller (electronic control unit) ECU includes an electric circuit board on which a microprocessor and the like are mounted, and a control algorithm programmed in the microprocessor. The controller ECU controls the pressurizing unit KAU, the shutoff valve VSM, and the switching valve VKR based on the braking operation amount Bpa. Specifically, a signal (such as Sux) for controlling the electric motor MTR, the shutoff valve VSM, and the switching valve VKR is calculated based on a programmed control algorithm, and is output from the controller ECU.
コントローラECUは、操作量Bpaが所定値bp0以上になった場合に、遮断弁VSMを開位置にする駆動信号Vsmを出力するとともに、切替弁VKRが加圧シリンダ配管HKCとホイールシリンダ配管HWCとを連通状態にする駆動信号Vkrを、各電磁弁VSM、VKRに出力する。この場合、マスタシリンダMCはシミュレータSSMに連通状態にされ、加圧シリンダKCLはホイールシリンダWCと連通状態にされる。 The controller ECU outputs a drive signal Vsm for opening the shut-off valve VSM when the operation amount Bpa becomes equal to or more than the predetermined value bp0, and the switching valve VKR connects the pressurized cylinder pipe HKC and the wheel cylinder pipe HWC. A drive signal Vkr for setting the communication state is output to each of the solenoid valves VSM and VKR. In this case, the master cylinder MC is in communication with the simulator SSM, and the pressurizing cylinder KCL is in communication with the wheel cylinder WC.
コントローラECUは、操作量Bpa、回転角Mka、及び、押圧力Fpa(例えば、加圧シリンダKCLの液圧)に基づいて、電気モータMTRを駆動するための駆動信号(Sux等)を演算し、駆動回路DRVに出力する。ここで、制動操作量Bpaは制動操作量センサBPA、実回転角Mkaは回転角センサMKA、実押圧力Fpaは押圧力センサFPAによって検出される。電気モータMTRで駆動される加圧ユニットKAUによって、ホイールシリンダWC内の制動液の圧力が制御(維持、増加、又は、減少)される。 The controller ECU calculates a drive signal (Sux or the like) for driving the electric motor MTR based on the operation amount Bpa, the rotation angle Mka, and the pressing force Fpa (for example, the hydraulic pressure of the pressurizing cylinder KCL), Output to the drive circuit DRV. Here, the braking operation amount Bpa is detected by a braking operation amount sensor BPA, the actual rotation angle Mka is detected by a rotation angle sensor MKA, and the actual pressing force Fpa is detected by a pressing force sensor FPA. The pressure of the brake fluid in the wheel cylinder WC is controlled (maintained, increased, or decreased) by the pressurizing unit KAU driven by the electric motor MTR.
マスタシリンダMCは、制動操作部材BPと、ブレーキロッドBRDを介して、機械的に接続されている。マスタシリンダMCによって、制動操作部材BPの操作力(ブレーキペダル踏力)が、制動液の圧力に変換される。マスタシリンダMCには、マスタシリンダ配管HMCが接続され、制動操作部材BPが操作されると、制動液は、マスタシリンダMCからマスタシリンダ配管HMCに排出(圧送)される。マスタシリンダ配管HMCは、マスタシリンダMCと切替弁VKRとを接続する流体路である。 The master cylinder MC is mechanically connected to the brake operation member BP via a brake rod BRD. By the master cylinder MC, the operation force (brake pedal depression force) of the brake operation member BP is converted into the pressure of the brake fluid. The master cylinder MC is connected to a master cylinder pipe HMC, and when the braking operation member BP is operated, the brake fluid is discharged (pumped) from the master cylinder MC to the master cylinder pipe HMC. The master cylinder pipe HMC is a fluid path connecting the master cylinder MC and the switching valve VKR.
ストロークシミュレータ(単に、シミュレータともいう)SSMが、制動操作部材BPに操作力を発生させるために設けられる。マスタシリンダMC内の液圧室とシミュレータSSMとの間には、シミュレータ遮断弁(単に、遮断弁ともいう)VSMが設けられる。遮断弁VSMは、開位置と閉位置とを有する2位置の電磁弁である。遮断弁VSMが開位置にある場合には、マスタシリンダMCとシミュレータSSMとは連通状態となり、遮断弁VSMが閉位置にある場合には、マスタシリンダMCとシミュレータSSMとは遮断状態(非連通状態)となる。遮断弁VSMは、コントローラECUからの駆動信号Vsmによって制御される。遮断弁VSMとして、常閉型電磁弁(NC弁)が採用され得る。 A stroke simulator (also simply referred to as a simulator) SSM is provided to generate an operating force on the braking operation member BP. A simulator shutoff valve (simply called a shutoff valve) VSM is provided between the hydraulic chamber in the master cylinder MC and the simulator SSM. The shutoff valve VSM is a two-position solenoid valve having an open position and a closed position. When the shut-off valve VSM is in the open position, the master cylinder MC and the simulator SSM are in a communication state. When the shut-off valve VSM is in the closed position, the master cylinder MC and the simulator SSM are in a shut-off state (non-communication state). ). The shut-off valve VSM is controlled by a drive signal Vsm from the controller ECU. As the shutoff valve VSM, a normally closed solenoid valve (NC valve) may be employed.
シミュレータSSMの内部には、ピストン、及び、弾性体(例えば、圧縮ばね)が備えられる。マスタシリンダMCから制動液がシミュレータSSMに移動され、流入する制動液によりピストンが押される。ピストンには、弾性体によって制動液の流入を阻止する方向に力が加えられる。弾性体によって、制動操作部材BPが操作される場合の操作力(例えば、ブレーキペダル踏力)が形成される。 A piston and an elastic body (for example, a compression spring) are provided inside the simulator SSM. The brake fluid is moved from the master cylinder MC to the simulator SSM, and the piston is pushed by the flowing brake fluid. A force is applied to the piston in a direction in which the brake fluid is prevented from flowing into the piston. An operating force (for example, a brake pedal pressing force) when the braking operation member BP is operated is formed by the elastic body.
≪加圧ユニットKAU≫
加圧ユニットKAUは、電気モータMTRを動力源として、加圧シリンダ配管HKCに制動液を排出(圧送)する。そして、この圧力によって、加圧ユニットKAUは、摩擦部材MSを回転部材KTに押し付け(押圧)して、車輪WHに制動トルク(制動力)を付与する。換言すれば、加圧ユニットKAUは、回転部材KTに摩擦部材MSを押し付ける力(押圧力)を電気モータMTRによって発生する。
≪Pressure unit KAU≫
The pressurizing unit KAU uses the electric motor MTR as a power source to discharge (pressurize) the brake fluid to the pressurizing cylinder pipe HKC. Then, by this pressure, the pressurizing unit KAU presses (presses) the friction member MS against the rotating member KT, and applies a braking torque (braking force) to the wheel WH. In other words, the pressing unit KAU generates a force (pressing force) for pressing the friction member MS against the rotating member KT by the electric motor MTR.
加圧ユニットKAUは、電気モータMTR、駆動回路DRV、動力伝達機構DDK、加圧シャフトKSF、加圧シリンダKCL、加圧ピストンPKC、及び、押圧力センサFPAにて構成される。 The pressure unit KAU includes an electric motor MTR, a drive circuit DRV, a power transmission mechanism DDK, a pressure shaft KSF, a pressure cylinder KCL, a pressure piston PKC, and a pressure sensor FPA.
電気モータMTRは、加圧シリンダKCLがホイールシリンダWC内の制動液の圧力を調整(加圧、減圧等)するための動力源である。電気モータMTRとして、3相ブラシレスモータが採用される。電気モータMTRは、U相、V相、W相に夫々対応した、3つのコイルCLU、CLV、CLWを有し、駆動回路DRVによって駆動される。電気モータMTRには、電気モータMTRのロータ位置(回転角)Mkaを検出する回転角センサMKAが設けられる。回転角Mkaは、コントローラECUに入力される。 The electric motor MTR is a power source for the pressurizing cylinder KCL to adjust (pressurize, decompress, etc.) the pressure of the brake fluid in the wheel cylinder WC. As the electric motor MTR, a three-phase brushless motor is employed. The electric motor MTR has three coils CLU, CLV, CLW corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase, respectively, and is driven by the drive circuit DRV. The electric motor MTR is provided with a rotation angle sensor MKA for detecting a rotor position (rotation angle) Mka of the electric motor MTR. The rotation angle Mka is input to the controller ECU.
駆動回路DRVは、電気モータMTRを駆動するためのスイッチング素子(パワー半導体デバイス)等が実装された電気回路基板である。具体的には、駆動回路DRVには3相ブリッジ回路が形成され、駆動信号(Sux等)に基づいて、電気モータMTRへの通電状態が制御される。駆動回路DRVには、電気モータMTRへの実際の電流Ima(各相の総称)を検出する電流センサ(例えば、電流センサ)IMAが設けられる。各相の電流(検出値)Imaは、コントローラECUに入力される。 The drive circuit DRV is an electric circuit board on which a switching element (power semiconductor device) for driving the electric motor MTR and the like are mounted. Specifically, a three-phase bridge circuit is formed in the drive circuit DRV, and the energization state of the electric motor MTR is controlled based on a drive signal (Sux or the like). The drive circuit DRV is provided with a current sensor (for example, a current sensor) IMA for detecting an actual current Ima (a generic name of each phase) to the electric motor MTR. The current (detected value) Ima of each phase is input to the controller ECU.
動力伝達機構DDKは、電気モータMTRの回転動力を減速し、且つ、直線動力に変換して加圧シャフトKSFに出力する。具体的には、動力伝達機構DDKには、減速機(図示せず)が設けられ、電気モータMTRからの回転動力が減速されてねじ部材(図示せず)に出力される。そして、ねじ部材によって、回転動力が加圧シャフトKSFの直線動力に変換される。即ち、動力伝達機構DDKは、回転・直動変換機構である。 The power transmission mechanism DDK reduces the rotational power of the electric motor MTR, converts the rotational power into linear power, and outputs the linear power to the pressurizing shaft KSF. Specifically, the power transmission mechanism DDK is provided with a speed reducer (not shown), and the rotational power from the electric motor MTR is reduced and output to a screw member (not shown). Then, the rotational power is converted into the linear power of the pressurizing shaft KSF by the screw member. That is, the power transmission mechanism DDK is a rotation / linear motion conversion mechanism.
加圧シャフトKSFには加圧ピストンPKCが固定される。加圧ピストンPKCは、加圧シリンダKCLの内孔に挿入され、ピストンとシリンダとの組み合わせが形成されている。具体的には、加圧ピストンPKCの外周には、シール部材(図示せず)が設けられ、加圧シリンダKCLの内孔(内壁)との間で液密性が確保される。即ち、加圧シリンダKCLと加圧ピストンPKCとによって区画され、制動液が充填された加圧室Rkcが形成される。 A pressure piston PKC is fixed to the pressure shaft KSF. The pressurizing piston PKC is inserted into an inner hole of the pressurizing cylinder KCL, and a combination of the piston and the cylinder is formed. Specifically, a seal member (not shown) is provided on the outer periphery of the pressurizing piston PKC to ensure liquid tightness with the inner hole (inner wall) of the pressurizing cylinder KCL. That is, a pressurizing chamber Rkc which is partitioned by the pressurizing cylinder KCL and the pressurizing piston PKC and is filled with the brake fluid is formed.
加圧シリンダKCL内にて、加圧ピストンPKCが中心軸方向に移動されることによって、加圧室Rkcの体積が変化される。この体積変化によって、制動液は、制動配管(流体路)HKC、HWCを介して、加圧シリンダKCLとホイールシリンダWCとの間で移動される。加圧シリンダKCLからの制動液の出し入れによって、ホイールシリンダWC内の液圧が調整され、その結果、摩擦部材MSが回転部材KTを押圧する力(押圧力)が調整される。 The volume of the pressure chamber Rkc is changed by moving the pressure piston PKC in the direction of the central axis in the pressure cylinder KCL. Due to this volume change, the brake fluid is moved between the pressurizing cylinder KCL and the wheel cylinder WC via the brake pipes (fluid passages) HKC and HWC. The hydraulic pressure in the wheel cylinder WC is adjusted by the inflow and outflow of the brake fluid from the pressurizing cylinder KCL, and as a result, the force (pressing force) of the friction member MS pressing the rotating member KT is adjusted.
例えば、押圧力センサFPAとして、加圧室Rkcの液圧Fpaを検出する液圧センサが、加圧ユニットKAU(特に、加圧シリンダKCL)に内蔵される。液圧センサ(押圧力センサに相当)FPAは、加圧シリンダKCLに固定され、加圧ユニットKAUとして一体となって構成される。押圧力の検出値Fpa(即ち、加圧室Rkcの液圧)は、コントローラECUに入力される。以上、加圧ユニットKAUについて説明した。 For example, a hydraulic pressure sensor for detecting the hydraulic pressure Fpa of the pressurizing chamber Rkc is built in the pressurizing unit KAU (particularly, the pressurizing cylinder KCL) as the pressing force sensor FPA. The fluid pressure sensor (corresponding to a pressing force sensor) FPA is fixed to the pressurizing cylinder KCL, and is integrally formed as a pressurizing unit KAU. The detection value Fpa of the pressing force (that is, the hydraulic pressure of the pressurizing chamber Rkc) is input to the controller ECU. The pressurizing unit KAU has been described above.
切替弁VKRによって、「ホイールシリンダWCがマスタシリンダMCと接続される状態」と、「ホイールシリンダWCが加圧シリンダKCLと接続される状態」とが、切り替えられる。切替弁VKRは、コントローラECUからの駆動信号Vkrに基づいて制御される。具体的には、制動操作が行われていない場合(「Bpa<bp0」の場合)には、ホイールシリンダ配管HWCは、切替弁VKRを介して、マスタシリンダ配管HMCと連通状態にされ、加圧シリンダ配管HKCとは非連通(遮断)状態にされる。ここで、ホイールシリンダ配管HWCは、ホイールシリンダWCに接続される流体路である。制動操作が行われると(即ち、「Bpa≧bp0」の状態になると)、切替弁VKRが駆動信号Vkrに基づいて励磁され、ホイールシリンダ配管HWCとマスタシリンダ配管HMCとの連通は遮断され、ホイールシリンダ配管HWCと加圧シリンダ配管HKCとが連通状態にされる。 The switching valve VKR switches between a state where the wheel cylinder WC is connected to the master cylinder MC and a state where the wheel cylinder WC is connected to the pressurizing cylinder KCL. The switching valve VKR is controlled based on a drive signal Vkr from the controller ECU. Specifically, when the braking operation is not performed (in the case of “Bpa <bp0”), the wheel cylinder pipe HWC is brought into communication with the master cylinder pipe HMC via the switching valve VKR, and pressurized. The cylinder pipe HKC is not communicated (cut off). Here, the wheel cylinder piping HWC is a fluid path connected to the wheel cylinder WC. When the braking operation is performed (that is, when the state of “Bpa ≧ bp0” is reached), the switching valve VKR is excited based on the drive signal Vkr, and the communication between the wheel cylinder pipe HWC and the master cylinder pipe HMC is cut off. The cylinder pipe HWC and the pressurized cylinder pipe HKC are brought into communication.
<コントローラECUにおける処理>
図2の機能ブロック図を参照して、コントローラ(電子制御ユニット)ECUでの処理について説明する。なお、上記の如く、同一記号の構成部材、演算処理、信号、特性、及び、値は、同一の機能を発揮する。
<Process in controller ECU>
With reference to the functional block diagram of FIG. 2, the processing in the controller (electronic control unit) ECU will be described. Note that, as described above, the constituent members, arithmetic processing, signals, characteristics, and values having the same symbols exhibit the same function.
コントローラECUでは、制動操作部材BPの操作量Bpaに基づいて、電気モータMTRの駆動、及び、電磁弁VSM、VKRの励磁が行われる。スイッチング素子SUX、SUZ、SVX、SVZ、SWX、SWZ(単に、「SUX〜SWZ」とも表記)によって、駆動回路DRV(3相ブリッジ回路)が形成される。電気モータMTRの駆動は、駆動回路DRVによって実行される。具体的には、コントローラECUによって、スイッチング素子SUX〜SWZを駆動するための信号Sux、Suz、Svx、Svz、Swx、Swz(単に、「Sux〜Swz」とも表記)が演算される。また、コントローラECUによって、電磁弁VSM、VKRを駆動するための信号Vsm、Vkrが決定される。 The controller ECU drives the electric motor MTR and excites the solenoid valves VSM and VKR based on the operation amount Bpa of the braking operation member BP. A drive circuit DRV (three-phase bridge circuit) is formed by the switching elements SUX, SUZ, SVX, SVZ, SWX, and SWZ (also simply referred to as “SUX to SWZ”). The drive of the electric motor MTR is executed by the drive circuit DRV. Specifically, signals Sux, Suz, Svx, Svz, Swx, and Swz (also simply referred to as “Sux to Swz”) for driving switching elements SUX to SWZ are calculated by controller ECU. Further, signals Vsm and Vkr for driving solenoid valves VSM and VKR are determined by controller ECU.
コントローラECUは、指示押圧力演算ブロックFPS、車輪スリップ制御ブロックFSC、指示電流演算ブロックIMS、押圧力フィードバック制御ブロックFFB、目標電流演算ブロックIMT、スイッチング制御ブロックSWT、及び、電磁弁制御ブロックSLCにて構成される。 The controller ECU includes a command pressing force calculation block FPS, a wheel slip control block FSC, a command current calculation block IMS, a pressing force feedback control block FFB, a target current calculation block IMT, a switching control block SWT, and a solenoid valve control block SLC. Be composed.
指示押圧力演算ブロックFPSでは、制動操作量Bpa、及び、演算特性(演算マップ)CFpsに基づいて、指示押圧力Fpsが演算される。ここで、指示押圧力Fpsは、加圧ユニットKAUによって発生される液圧(押圧力に相当)の目標値である。具体的には、演算特性CFpsにおいて、制動操作量Bpaがゼロ(制動操作が行われていない場合に対応)以上から所定値bp0未満の範囲では指示押圧力Fpsが「0(ゼロ)」に演算され、操作量Bpaが所定値bp0以上では指示押圧力Fpsが操作量Bpaの増加にしたがって「0」から単調増加するように演算される。ここで、所定値bp0は、制動操作部材BPの「遊び」に相当する値である。 In the command pressing force calculation block FPS, the command pressing force Fps is calculated based on the braking operation amount Bpa and the calculation characteristic (calculation map) CFps. Here, the instruction pressing force Fps is a target value of the hydraulic pressure (corresponding to the pressing force) generated by the pressurizing unit KAU. Specifically, in the calculation characteristic CFps, the command pressing force Fps is calculated to be “0 (zero)” in a range from the braking operation amount Bpa of zero (corresponding to the case where the braking operation is not performed) to less than the predetermined value bp0. When the operation amount Bpa is equal to or more than the predetermined value bp0, the calculation is performed such that the instruction pressing force Fps monotonically increases from “0” as the operation amount Bpa increases. Here, the predetermined value bp0 is a value corresponding to “play” of the braking operation member BP.
車輪スリップ制御ブロックFSCでは、車輪スリップ制御用の目標値である、調整押圧力Fscが演算される。ここで、「車輪スリップ制御」は、車両の4つの車輪WHのスリップ状態を独立、且つ、別個に制御して、車両の安定性を向上するものである。即ち、車輪スリップ制御は、アンチスキッド制御(Antilock Brake Control)、トラクション制御(Traction Control)、及び、車両安定化制御(Electronic Stability Control)のうちの少なくとも1つである。従って、車輪スリップ制御ブロックFSCでは、アンチスキッド制御、トラクション制御、及び、車両安定化制御のうちの少なくとも1つを実行するための調整押圧力Fscが演算される。 In the wheel slip control block FSC, an adjustment pressing force Fsc, which is a target value for wheel slip control, is calculated. Here, the "wheel slip control" is to control the slip state of the four wheels WH of the vehicle independently and separately to improve the stability of the vehicle. That is, the wheel slip control is at least one of anti-skid control (Antilock Brake Control), traction control (Traction Control), and vehicle stabilization control (Electronic Stability Control). Therefore, in the wheel slip control block FSC, the adjustment pressing force Fsc for executing at least one of the anti-skid control, the traction control, and the vehicle stabilization control is calculated.
車輪スリップ制御ブロックFSCでは、アンチスキッド制御用の調整押圧力Fscが演算される。具体的には、各車輪WHに設けられる車輪速度センサVWAの取得結果(車輪速度Vwa)に基づいて、車輪ロックを防止するようアンチスキッド制御を実行するための調整押圧力Fscが演算される。例えば、車輪速度Vwaに基づいて、車輪スリップ状態量Slp(車輪の減速スリップの状態を表す制御変数)が演算される。そして、車輪スリップ状態量Slpに基づいて、調整押圧力Fscが決定される。 In the wheel slip control block FSC, an adjustment pressing force Fsc for anti-skid control is calculated. Specifically, based on the acquisition result (wheel speed Vwa) of the wheel speed sensor VWA provided for each wheel WH, an adjustment pressing force Fsc for executing anti-skid control to prevent wheel lock is calculated. For example, based on the wheel speed Vwa, a wheel slip state amount Slp (a control variable indicating the state of the wheel deceleration slip) is calculated. Then, the adjustment pressing force Fsc is determined based on the wheel slip state amount Slp.
同様に、車輪スリップ制御ブロックFSCでは、車輪速度センサVWAの取得結果(車輪速度Vwa)に基づいて、車輪スピン(過回転)を抑制するようトラクション制御を実行するために調整押圧力Fscが演算される。具体的には、車輪スリップ状態量Slp(車輪の加速スリップの状態を表す制御変数)に基づいて、調整押圧力Fscが決定される。 Similarly, in the wheel slip control block FSC, an adjustment pressing force Fsc is calculated based on the acquisition result (wheel speed Vwa) of the wheel speed sensor VWA to execute traction control to suppress wheel spin (overspeed). You. Specifically, the adjustment pressing force Fsc is determined based on the wheel slip state amount Slp (a control variable representing the state of the wheel acceleration slip).
さらに、車輪スリップ制御ブロックFSCでは、操舵角センサSAA、及び、車両挙動センサ(ヨーレイトセンサYRA、横加速センサGYA)の取得結果(操舵角Saa、ヨーレイトYra、横加速度Gya)に基づいて、車両の安定性を維持するよう車両安定化制御の実行するための調整押圧力Fscが演算される。具体的には、操舵角Saa、ヨーレイトYra、横加速度Gya、及び、車両速度Vxaに基づいて、車両の過度なアンダステア、及び、オーバステアのうちの少なくとも一方を抑制するよう、調整押圧力Fscが決定される。 Further, in the wheel slip control block FSC, based on the acquisition results (steering angle Saa, yaw rate Yra, lateral acceleration Gya) of the steering angle sensor SAA and the vehicle behavior sensors (yaw rate sensor YRA, lateral acceleration sensor GYA), An adjustment pressing force Fsc for executing the vehicle stabilization control so as to maintain stability is calculated. Specifically, based on the steering angle Saa, the yaw rate Yra, the lateral acceleration Gya, and the vehicle speed Vxa, the adjustment pressing force Fsc is determined so as to suppress at least one of excessive understeer and oversteer of the vehicle. Is done.
指示押圧力演算ブロックFPSからの指示押圧力Fpsと、車輪スリップ制御ブロックFSCからの調整押圧力Fscが、調整演算(加算演算)によって調整され、目標押圧力Fptが演算される。ここで、目標押圧力Fptは、押圧力の最終的な目標値であり、車輪WHに対する要求制動力に対応している。具体的には、指示押圧力Fpsから調整押圧力Fscが加算されて、目標押圧力Fptが決定される。例えば、車輪スリップ制御ブロックFSCにて、アンチスキッド制御が実行される場合には、車輪ロックを回避するよう、指示押圧力Fpsを減少して調整する調整押圧力Fsc(負の値)が演算される。また、車輪スリップ制御ブロックFSCにて、オーバステアを抑制する車両安定化制御が実行される場合には、車両の旋回外側前輪に対応した押圧力が増加するよう、指示押圧力Fpsを増加して調整する調整押圧力Fsc(正の値)が決定される。 The instruction pressing force Fps from the instruction pressing force calculation block FPS and the adjustment pressing force Fsc from the wheel slip control block FSC are adjusted by adjustment calculation (addition calculation), and the target pressing force Fpt is calculated. Here, the target pressing force Fpt is a final target value of the pressing force, and corresponds to the required braking force for the wheel WH. Specifically, the target pressing force Fpt is determined by adding the adjustment pressing force Fsc from the instruction pressing force Fps. For example, when the anti-skid control is executed in the wheel slip control block FSC, an adjustment pressing force Fsc (negative value) for reducing and adjusting the instruction pressing force Fps is calculated so as to avoid wheel lock. You. Further, when the vehicle stabilization control for suppressing oversteer is executed in the wheel slip control block FSC, the command pressing force Fps is adjusted so as to increase the pressing force corresponding to the turning front wheel of the vehicle. The adjustment pressing force Fsc (positive value) to be adjusted is determined.
指示電流演算ブロックIMSでは、目標押圧力Fpt、及び、予め設定された演算特性(演算マップ)CImsに基づいて、電気モータMTRの指示電流Imsが演算される。ここで、指示電流Imsは、電気モータMTRを制御するための電流の目標値である。演算特性CImsでは、目標押圧力Fptが「0」から増加するに従って、指示電流Imsが「0」から単調増加するように、指示電流Imsが決定される。 In the command current calculation block IMS, the command current Ims of the electric motor MTR is calculated based on the target pressing force Fpt and a preset calculation characteristic (calculation map) CIms. Here, the command current Ims is a target value of a current for controlling the electric motor MTR. In the calculation characteristic CIms, the command current Ims is determined such that the command current Ims monotonically increases from "0" as the target pressing force Fpt increases from "0".
押圧力フィードバック制御ブロックFFBでは、押圧力の目標値(例えば、目標液圧)Fpt、及び、押圧力の実際値(液圧検出値)Fpaを制御の状態変数として、これらに基づいて、電気モータMTRの補償電流Ifpが演算される。指示電流Imsに基づく制御だけでは、押圧力に誤差が発生するため、押圧力フィードバック制御ブロックFFBでは、この誤差を補償することが行われる。押圧力フィードバック制御ブロックFFBは、比較演算、及び、補償電流演算ブロックIFPにて構成される。 In the pressing force feedback control block FFB, the target value of the pressing force (for example, target hydraulic pressure) Fpt and the actual value of the pressing force (hydraulic pressure detection value) Fpa are used as control state variables, and based on these, the electric motor is controlled. An MTR compensation current Ifp is calculated. An error occurs in the pressing force only by the control based on the instruction current Ims. Therefore, the pressing force feedback control block FFB compensates for the error. The pressing force feedback control block FFB includes a comparison calculation and a compensation current calculation block IFP.
比較演算によって、押圧力の目標値Fpt(車輪WHの要求制動力に対応)と、実際値Fpa(実際に発生されている制動力に対応)とが比較される。ここで、押圧力の実際値Fpaは、押圧力センサFPA(例えば、加圧シリンダKCLの液圧を検出する液圧センサ)によって検出される検出値である。比較演算では、目標押圧力(目標値)Fptと、実押圧力(検出値)Fpaとの偏差(押圧力偏差)eFpが演算される。押圧力偏差eFpは、制御変数として、補償電流演算ブロックIFPに入力される。 By the comparison calculation, the target value Fpt of the pressing force (corresponding to the required braking force of the wheel WH) is compared with the actual value Fpa (corresponding to the actually generated braking force). Here, the actual value Fpa of the pressing force is a detection value detected by the pressing force sensor FPA (for example, a hydraulic pressure sensor that detects the hydraulic pressure of the pressurizing cylinder KCL). In the comparison calculation, a deviation (pressing force deviation) eFp between the target pressing force (target value) Fpt and the actual pressing force (detected value) Fpa is calculated. The pressing force deviation eFp is input to the compensation current calculation block IFP as a control variable.
補償電流演算ブロックIFPには、比例要素ブロック、微分要素ブロック、及び、積分要素ブロックが含まれる。比例要素ブロックでは、押圧力偏差eFpに比例ゲインKpが乗算されて、押圧力偏差eFpの比例要素が演算される。微分要素ブロックでは、押圧力偏差eFpが微分されて、これに微分ゲインKdが乗算されて、押圧力偏差eFpの微分要素が演算される。積分要素ブロックでは、押圧力偏差eFpが積分されて、これに積分ゲインKiが乗算されて、押圧力偏差eFpの積分要素が演算される。そして、比例要素、微分要素、及び、積分要素が、加算されることによって、補償電流Ifpが演算される。即ち、補償電流演算ブロックIFPでは、指示押圧力Fpsと実押圧力Fpaとの比較結果(押圧力偏差eFp)に基づいて、実押圧力(検出値)Fpaが目標押圧力(目標値)Fptに一致するよう(即ち、偏差eFpが「0(ゼロ)」に近づくよう)、所謂、押圧力に基づくPID制御が実行される。 The compensation current calculation block IFP includes a proportional element block, a differential element block, and an integral element block. In the proportional element block, the pressing force deviation eFp is multiplied by the proportional gain Kp to calculate a proportional element of the pressing force deviation eFp. In the differential element block, the pressing force deviation eFp is differentiated, multiplied by a differential gain Kd, and the differential element of the pressing force deviation eFp is calculated. In the integral element block, the pressing force deviation eFp is integrated, and the integral is multiplied by the integral gain Ki to calculate the integral element of the pressing force deviation eFp. Then, the compensation element Ifp is calculated by adding the proportional element, the differential element, and the integral element. That is, in the compensation current calculation block IFP, the actual pressing force (detected value) Fpa is changed to the target pressing force (target value) Fpt based on the comparison result (pressing force deviation eFp) between the commanded pressing force Fps and the actual pressing force Fpa. A so-called PID control based on the pressing force is executed so that they match (that is, the deviation eFp approaches “0 (zero)”).
目標電流演算ブロックIMTでは、指示電流Ims、補償電流(押圧力フィードバック制御による補償値)Ifp、及び、回転角Mkaに基づいて、電流の最終的な目標値である目標電流(目標電流ベクトル)Imtが演算される。目標電流Imtは、dq軸上のベクトルであり、d軸成分(「d軸目標電流」ともいう)Idtと、q軸成分(「q軸目標電流」ともいう)Iqtとで形成される。目標電流Imtは、目標電流ベクトル(Idt、Iqt)とも表記される。目標電流Imtの演算方法については後述する。 In the target current calculation block IMT, a target current (target current vector) Imt, which is a final target value of the current, based on the command current Ims, the compensation current (compensation value by the pressing force feedback control) Ifp, and the rotation angle Mka. Is calculated. The target current Imt is a vector on the dq axes, and is formed by a d-axis component (also called “d-axis target current”) Idt and a q-axis component (also called “q-axis target current”) Iqt. The target current Imt is also described as a target current vector (Idt, Iqt). The method of calculating the target current Imt will be described later.
目標電流演算ブロックIMTでは、電気モータMTRの回転すべき方向(即ち、押圧力の増減方向)に基づいて、目標電流Imtの符号(値の正負)が決定される。また、電気モータMTRの出力すべき回転動力(即ち、押圧力の増減量)に基づいて、目標電流Imtの大きさが演算される。具体的には、制動圧力を増加する場合には、目標電流Imtの符号が正符号(Imt>0)に演算され、電気モータMTRが正転方向に駆動される。一方、制動圧力を減少させる場合には、目標電流Imtの符号が負符号(Imt<0)に決定され、電気モータMTRが逆転方向に駆動される。さらに、目標電流Imtの絶対値が大きいほど電気モータMTRの出力トルク(回転動力)が大きくなるように制御され、目標電流Imtの絶対値が小さいほど出力トルクが小さくなるように制御される。 In the target current calculation block IMT, the sign (positive or negative value) of the target current Imt is determined based on the direction in which the electric motor MTR should rotate (that is, the direction in which the pressing force increases or decreases). Further, the magnitude of the target current Imt is calculated based on the rotational power to be output by the electric motor MTR (that is, the amount of increase or decrease in the pressing force). Specifically, when increasing the braking pressure, the sign of the target current Imt is calculated to be a positive sign (Imt> 0), and the electric motor MTR is driven in the normal rotation direction. On the other hand, when decreasing the braking pressure, the sign of the target current Imt is determined to be a negative sign (Imt <0), and the electric motor MTR is driven in the reverse direction. Further, the output torque (rotational power) of the electric motor MTR is controlled to increase as the absolute value of the target current Imt increases, and the output torque is controlled to decrease as the absolute value of the target current Imt decreases.
スイッチング制御ブロックSWTでは、目標電流Imt(Idt、Iqt)に基づいて、各スイッチング素子SUX〜SWZについてパルス幅変調を行うための駆動信号Sux〜Swzが演算される。目標電流Imt、及び、回転角Mkaに基づいて、U相、V相、W相の夫々の電圧の目標値Emt(各相の目標電圧Eut、Evt、Ewtの総称)が演算される。各相の目標電圧Emtに基づいて、各相のパルス幅のデューティ比Dtt(各相のデューティ比Dut、Dvt、Dwtの総称)が決定される。ここで、「デューティ比」は、一周期に対するオン時間の割合であり、「100%」がフル通電に相当する。そして、デューティ比(目標値)Dttに基づいて、3相ブリッジ回路を構成する各スイッチング素子SUX〜SWZをオン状態(通電状態)にするか、或いは、オフ状態(非通電状態)にするかの駆動信号Sux〜Swzが演算される。駆動信号Sux〜Swzは、駆動回路DRVに出力される。 In the switching control block SWT, drive signals Sux to Swz for performing pulse width modulation on each of the switching elements SUX to SWZ are calculated based on the target current Imt (Idt, Iqt). Based on the target current Imt and the rotation angle Mka, a target value Emt of each of the U-phase, V-phase, and W-phase voltages (a general term for the target voltages Eut, Evt, and Ewt of each phase) is calculated. Based on the target voltage Emt of each phase, the duty ratio Dtt of the pulse width of each phase (a collective term for the duty ratios Dut, Dvt, and Dwt of each phase) is determined. Here, the “duty ratio” is a ratio of the ON time to one cycle, and “100%” corresponds to full energization. Then, based on the duty ratio (target value) Dtt, whether each of the switching elements SUX to SWZ forming the three-phase bridge circuit is turned on (energized state) or turned off (non-energized state) The drive signals Sux to Swz are calculated. The drive signals Sux to Swz are output to the drive circuit DRV.
6つの駆動信号Sux〜Swzによって、6つのスイッチング素子SUX〜SWZの通電、又は、非通電の状態が、個別に制御される。ここで、デューティ比Dtt(各相の総称)が大きいほど、各スイッチング素子において、単位時間当りの通電時間が長くされ、より大きな電流がコイルに流される。したがって、電気モータMTRの回転動力が大とされる。 The energized or de-energized states of the six switching elements SUX to SWZ are individually controlled by the six drive signals Sux to Swz. Here, as the duty ratio Dtt (general term for each phase) is larger, the energizing time per unit time is longer in each switching element, and a larger current flows through the coil. Therefore, the rotational power of the electric motor MTR is increased.
駆動回路DRVでは、各相に電流センサIMA(各相の電流センサIUA、IVA、IWAの総称)が備えられ、実際の電流Ima(各相の実電流Iua、Iva、Iwaの総称)が検出される。各相の検出値Ima(総称)は、スイッチング制御ブロックSWTに入力される。そして、各相の検出値Imaが、目標値Imtと一致するよう、所謂、電流フィードバック制御が実行される。具体的には、各相において、実電流Imaと目標電流Imtとの偏差に基づいて、デューティ比Dtt(各相のデューティ比Dut、Dvt、Dwtの総称)が、個別に修正(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 drive circuit DRV, a current sensor IMA (a general term for the current sensors IUA, IVA, and IWA for each phase) is provided for each phase, and an actual current Ima (a general term for the actual currents Iua, Iva, and Iwa for each phase) is detected. You. The detected value Ima (collectively) of each phase is input to the switching control block SWT. Then, so-called current feedback control is performed so that the detected value Ima of each phase matches the target value Imt. Specifically, in each phase, the duty ratio Dtt (a collective term for the duty ratios Dut, Dvt, and Dwt of each phase) is individually corrected (finely adjusted) based on the deviation between the actual current Ima and the target current Imt. You. With this current feedback control, highly accurate motor control can be achieved.
電磁弁制御ブロックSLCにて、操作量Bpaに基づいて、電磁弁VSM、VKRを制御するための駆動信号Vsm、Vkrが演算される。操作量Bpaが所定量bp0未満の場合(特に、「Bpa=0」の場合)が、非制動操作時に対応し、シミュレータ遮断弁VSMが開位置にされるよう、駆動信号Vsmが決定される(例えば、遮断弁VSMがNC弁である場合には、駆動信号Vsmは非励磁を指示)。同時に、「Bpa<bp0」の場合には、「マスタシリンダMCとホイールシリンダWCとが連通され、加圧シリンダKCLとホイールシリンダWCとが遮断される状態(非励磁状態という)」になるよう、駆動信号Vkrが演算される。 In the solenoid valve control block SLC, drive signals Vsm and Vkr for controlling the solenoid valves VSM and VKR are calculated based on the operation amount Bpa. When the operation amount Bpa is less than the predetermined amount bp0 (particularly, when “Bpa = 0”), the drive signal Vsm is determined such that the simulator cutoff valve VSM is set to the open position in response to the non-braking operation ( For example, when the shutoff valve VSM is an NC valve, the drive signal Vsm indicates non-excitation). At the same time, in the case of “Bpa <bp0”, “a state where the master cylinder MC and the wheel cylinder WC are communicated and the pressurizing cylinder KCL and the wheel cylinder WC are cut off (referred to as a non-excited state)” The drive signal Vkr is calculated.
操作量Bpaが増加され、操作量Bpaが所定量bp0以上となった時点以降が、制動操作時に対応し、該時点(制動操作開始時点)で、遮断弁VSMが閉位置から開位置へと変更されるよう、駆動信号Vsmが決定される。遮断弁VSMがNC弁である場合には、制動操作開始時点で、駆動信号Vsmとして、励磁指示が開始される。また、制動操作開始時点にて、「マスタシリンダMCとホイールシリンダWCとが遮断され、加圧シリンダKCLとホイールシリンダWCとが連通される状態(励磁状態という)」になるよう、駆動信号Vkrが決定される。 The time after the operation amount Bpa is increased and the operation amount Bpa becomes equal to or more than the predetermined amount bp0 corresponds to the braking operation, and at this time (the braking operation start time), the shut-off valve VSM is changed from the closed position to the open position. Drive signal Vsm is determined. When the shutoff valve VSM is an NC valve, an excitation instruction is started as the drive signal Vsm at the start of the braking operation. At the time of the start of the braking operation, the drive signal Vkr is changed so that the master cylinder MC and the wheel cylinder WC are shut off and the pressurizing cylinder KCL and the wheel cylinder WC are communicated (referred to as an excited state). It is determined.
<スイッチング制御ブロックSWTでの処理>
図3の機能ブロック図を参照して、スイッチング制御ブロックSWTでの処理について説明する。スイッチング制御ブロックSWTでは、目標電流Imt、実電流Ima、及び、回転角Mkaに基づいて、3相ブリッジ回路BRGを構成する、6つのスイッチング素子SUX〜SWZの駆動信号Sux〜Swzが決定される。スイッチング制御ブロックSWTは、第1変換演算ブロックIHA、目標電圧演算ブロックEDQ、第2変換演算ブロックEMT、目標デューティ演算ブロックDTT、及び、駆動信号演算ブロックSDRにて構成される。電気モータMTRは、所謂、ベクトル制御で駆動される。
<Processing in switching control block SWT>
The processing in the switching control block SWT will be described with reference to the functional block diagram of FIG. In the switching control block SWT, drive signals Sux to Swz for the six switching elements SUX to SWZ forming the three-phase bridge circuit BRG are determined based on the target current Imt, the actual current Ima, and the rotation angle Mka. The switching control block SWT includes a first conversion operation block IHA, a target voltage operation block EDQ, a second conversion operation block EMT, a target duty operation block DTT, and a drive signal operation block SDR. The electric motor MTR is driven by so-called vector control.
第1変換演算ブロックIHAにて、実電流Ima、及び、回転角Mkaに基づいて、変換実電流Ihaが演算される。変換実電流Ihaは、実電流Imaが3相−2相変換され、さらに、固定座標から回転座標へ変換されたものである。変換実電流Ihaは、dq軸(ロータ固定座標)におけるベクトルであり、d軸成分(「d軸実電流」ともいう)Ida、及び、q軸成分(「q軸実電流」ともいう)Iqaにて形成される。 In the first conversion operation block IHA, the converted actual current Iha is calculated based on the actual current Ima and the rotation angle Mka. The converted actual current Iha is obtained by subjecting the actual current Ima to three-phase to two-phase conversion, and further converting the fixed coordinates to the rotating coordinates. The converted actual current Iha is a vector on the dq axes (rotor fixed coordinates), and includes a d-axis component (also referred to as “d-axis actual current”) Ida and a q-axis component (also referred to as “q-axis actual current”) Iqa. Formed.
先ず、第1変換演算ブロックIHAでは、実電流Imaが、3相−2相変換される。実電流Imaは、ブリッジ回路BRGの各相(U相、V相、W相)の総称であり、具体的には、U相実電流Iua、V相実電流Iva、及び、W相実電流Iwaにて構成される。3つの信号を同時に扱うためには、3次元の空間での計算が必要となる。計算を容易化するため、理想的な3相交流では「Iua+Iva+Iwa=0」が成立することを利用し、3相の実電流Ima(Iua、Iva、Iwa)が、2相の実電流Ina(Iα、Iβ)に変換される。3相から2相への変換は、「クラーク(Clarke)変換、又は、αβ変換」と称呼される。 First, in the first conversion operation block IHA, the actual current Ima is subjected to three-phase to two-phase conversion. The actual current Ima is a general term for each phase (U-phase, V-phase, W-phase) of the bridge circuit BRG, and specifically, the U-phase actual current Iua, the V-phase actual current Iva, and the W-phase actual current Iwa It is composed of In order to handle three signals simultaneously, calculations in a three-dimensional space are required. In order to facilitate the calculation, the fact that “Iua + Iva + Iwa = 0” is satisfied in an ideal three-phase AC, and the three-phase real current Ima (Iua, Iva, Iwa) is changed to the two-phase real current Ina (Iα). , Iβ). The conversion from three phases to two phases is called "Clarke conversion or αβ conversion".
3相の実電流(検出値)Iua、Iva、Iwaは、クラーク変換によって、2相の実電流Iα、Iβに変換される。即ち、対称3相交流(120度ずつ位相をずらした3相交流)の実電流Iua、Iva、Iwaが、それと等価な2相交流の実電流Iα、Iβに変換される。 The three-phase real currents (detected values) Iua, Iva, Iwa are converted into two-phase real currents Iα, Iβ by Clark conversion. That is, the real currents Iua, Iva, Iwa of the symmetric three-phase alternating current (three-phase alternating currents shifted by 120 degrees) are converted into the equivalent real currents Iα, Iβ of the two-phase alternating current.
さらに、第1変換演算ブロックIHAでは、回転角Mkaに基づいて、固定座標(静止座標)から回転座標への座標変換が行われ、変換実電流Ihaが演算される。変換後の実電流Ihaは、d軸成分(d軸実電流)Ida、及び、q軸成分(q軸実電流)Iqaにて形成される。即ち、クラーク変換された電流値Inaはロータを流れる電流であるため、ロータ固定座標(回転座標であり、dq軸座標)に座標変換される。ここで、固定座標から回転座標への変換が、「パーク(Park)変換」と称呼される。回転角センサMKAからのロータ回転角Mkaに基づいて、固定座標から回転座標(dq軸座標)への変換が実行され、座標変換後の実電流Iha(Ida、Iqa)が決定される。 Further, in the first conversion calculation block IHA, coordinate conversion from fixed coordinates (stationary coordinates) to rotation coordinates is performed based on the rotation angle Mka, and a conversion actual current Iha is calculated. The converted actual current Iha is formed by a d-axis component (d-axis actual current) Ida and a q-axis component (q-axis actual current) Iqa. That is, since the current value Ina subjected to the Clark conversion is a current flowing through the rotor, the current value Ina is coordinate-converted to rotor fixed coordinates (rotational coordinates, dq axis coordinates). Here, the conversion from the fixed coordinates to the rotation coordinates is called “Park (Park) conversion”. Conversion from fixed coordinates to rotation coordinates (dq-axis coordinates) is performed based on the rotor rotation angle Mka from the rotation angle sensor MKA, and the actual current Iha (Ida, Iqa) after coordinate conversion is determined.
目標電圧演算ブロックEDQにて、目標電流ベクトルImt(Idt、Iqt)、及び、パーク変換後の実電流Iha(Ida、Iqa)に基づいて、目標電圧ベクトルEdqが演算される。ベクトル制御では、「目標電流のd軸、q軸成分Idt、Iqt」が、「実電流のd軸、q軸成分Ida、Iqa」に一致するように、所謂、電流フィードバック制御が実行される。従って、目標電圧演算ブロックEDQでは、「d軸、q軸目標電流Idt、Iqt」、及び、「d軸、q軸実電流Ida、Iqa」の偏差(電流偏差)に基づいて、PI制御が行われる。PI制御では、P制御(比例制御であり、目標値と実施値との偏差に応じて、該偏差に応じて制御)と、I制御(積分制御であり、該偏差の積分値に応じて制御)とが並列に行われる。 In the target voltage calculation block EDQ, the target voltage vector Edq is calculated based on the target current vector Imt (Idt, Iqt) and the actual current Iha (Ida, Iqa) after the park conversion. In the vector control, so-called current feedback control is performed such that “d-axis and q-axis components Idt and Iqt of the target current” match “d-axis and q-axis components Ida and Iqa of the actual current”. Therefore, in the target voltage calculation block EDQ, PI control is performed based on the deviation (current deviation) between “d-axis, q-axis target currents Idt, Iqt” and “d-axis, q-axis actual currents Ida, Iqa”. Will be In PI control, P control (proportional control, which is controlled according to a deviation between a target value and an execution value, and control) and I control (integral control, which is controlled according to an integrated value of the deviation) ) Are performed in parallel.
具体的には、目標電圧演算ブロックEDQでは、目標電流Imtと変換実電流Ihaとの偏差に基づいて、該電流偏差が減少するよう(即ち、偏差が「0」に近づくよう)、目標電圧Edqが決定される。目標電圧Edqは、dq軸におけるベクトルであり、d軸成分(「d軸目標電圧」ともいう)Edt、及び、q軸成分(「q軸目標電圧」ともいう)Eqtにて構成されている。 Specifically, in the target voltage calculation block EDQ, based on the deviation between the target current Imt and the converted actual current Iha, the current deviation decreases (ie, the deviation approaches “0”) and the target voltage Edq Is determined. The target voltage Edq is a vector on the dq axis, and includes a d-axis component (also referred to as “d-axis target voltage”) Edt and a q-axis component (also referred to as “q-axis target voltage”) Eqt.
第2変換演算ブロックEMTにて、目標電圧ベクトルEdq、及び、回転角Mkaに基づいて、最終的な目標電圧Emtが演算される。目標電圧Emtは、ブリッジ回路BRGの各相の総称であり、U相目標電圧Eut、V相目標電圧Evt、及び、W相目標電圧Ewtにて構成される。 In the second conversion operation block EMT, the final target voltage Emt is calculated based on the target voltage vector Edq and the rotation angle Mka. The target voltage Emt is a general term for each phase of the bridge circuit BRG, and includes a U-phase target voltage Eut, a V-phase target voltage Evt, and a W-phase target voltage Ewt.
先ず、第2変換演算ブロックEMTでは、回転角Mkaに基づいて、目標電圧ベクトルEdqが、回転座標から固定座標に逆座標変換されて、2相の目標電圧Eα、Eβが演算される。該変換が、「逆Park(パーク)変換」と称呼される。そして、空間ベクトル変換によって、2相の目標電圧Eα、Eβが、3相の目標電圧Emt(各相の電圧目標値Eut、Evt、Ewt)に逆変換される。 First, in the second conversion operation block EMT, the target voltage vector Edq is inversely transformed from the rotation coordinates to the fixed coordinates based on the rotation angle Mka, and two-phase target voltages Eα and Eβ are calculated. This conversion is called an "inverse Park (park) conversion." Then, the two-phase target voltages Eα and Eβ are inversely converted into three-phase target voltages Emt (voltage target values Eut, Evt, and Ewt for each phase) by the space vector conversion.
目標デューティ演算ブロックDTTにて、各相の目標電圧Emtに基づいて、各相のデューティ比(目標値)Dttが演算される。デューティ比Dttは、各相の総称であり、U相デューティ比Dut、V相デューティ比Dvt、及び、W相デューティ比Dwtにて構成される。具体的には、演算特性CDttに従って、各相の電圧目標値Emtが「0」から増加するに伴って、デューティ比Dttが「0」から単調増加するように演算される。 In the target duty calculation block DTT, the duty ratio (target value) Dtt of each phase is calculated based on the target voltage Emt of each phase. The duty ratio Dtt is a generic term for each phase, and includes a U-phase duty ratio Dut, a V-phase duty ratio Dvt, and a W-phase duty ratio Dwt. Specifically, the calculation is performed such that the duty ratio Dtt monotonically increases from "0" as the voltage target value Emt of each phase increases from "0" according to the calculation characteristic CDtt.
駆動信号演算ブロックSDRにて、デューティ比Dttに基づいて、ブリッジ回路BRGの各相を構成する、スイッチング素子SUX〜SWZを駆動するための信号Sux〜Swzが決定される。各駆動信号Sux〜Swzに基づいて、各スイッチング素子SUX〜SWZのオン/オフが切り替えられ、電気モータMTRが駆動される。 In the drive signal calculation block SDR, signals Sux to Swz for driving the switching elements SUX to SWZ, which constitute each phase of the bridge circuit BRG, are determined based on the duty ratio Dtt. On / off of each switching element SUX-SWZ is switched based on each drive signal Sux-Swz, and the electric motor MTR is driven.
<3相ブラシレスモータMTR、及び、駆動回路DRV>
図4の電気回路図を参照して、3相ブラシレスモータMTR、及び、その駆動回路DRVについて説明する。3相ブラシレスモータMTRは、U相コイルCLU、V相コイルCLV、及び、W相コイルCLWの3つのコイル(巻線)を有する。ブラシレスモータMTRでは、回転子(ロータ)側に磁石が、固定子(ステータ)側に巻線回路(コイル)が配置され、回転子の磁極に合わせたタイミングで、駆動回路によって転流が行われ、回転駆動される。
<Three-phase brushless motor MTR and drive circuit DRV>
The three-phase brushless motor MTR and its drive circuit DRV will be described with reference to the electric circuit diagram of FIG. The three-phase brushless motor MTR has three coils (windings) of a U-phase coil CLU, a V-phase coil CLV, and a W-phase coil CLW. In the brushless motor MTR, a magnet is arranged on a rotor (rotor) side, and a winding circuit (coil) is arranged on a stator (stator) side, and commutation is performed by a drive circuit at a timing corresponding to the magnetic pole of the rotor. , Is driven to rotate.
電気モータMTRには、電気モータMTRの回転角(ロータ位置)Mkaを検出する回転角センサMKAが設けられる。回転角センサMKAとして、ホール素子型のものが採用される。また、回転角センサMKAとして、可変リラクタンス型レゾルバが採用され得る。回転角Mkaは、コントローラECUのスイッチング制御ブロックSWTに入力される。 The electric motor MTR is provided with a rotation angle sensor MKA that detects a rotation angle (rotor position) Mka of the electric motor MTR. A hall element type is used as the rotation angle sensor MKA. Further, a variable reluctance resolver may be employed as the rotation angle sensor MKA. The rotation angle Mka is input to the switching control block SWT of the controller ECU.
駆動回路DRVは、3相ブリッジ回路(単に、ブリッジ回路ともいう)BRG、及び、安定化回路LPFにて構成される。駆動回路DRVは、電気モータMTRを駆動する電気回路であり、スイッチング制御ブロックSWTによって制御される。 The drive circuit DRV includes a three-phase bridge circuit (also simply referred to as a bridge circuit) BRG and a stabilizing circuit LPF. The drive circuit DRV is an electric circuit that drives the electric motor MTR, and is controlled by the switching control block SWT.
ブリッジ回路BRGは、6つのスイッチング素子(パワートランジスタ)SUX、SUZ、SVX、SVZ、SWX、SWZ(「SUX〜SWZ」とも表記)にて形成される。駆動回路DRV内のスイッチング制御ブロックSWTからの各相の駆動信号Sux、Suz、Svx、Svz、Swx、Swz(「Sux〜Swz」とも表記)に基づいて、ブリッジ回路BRGが駆動され、電気モータMTRの出力が調整される。 The bridge circuit BRG is formed by six switching elements (power transistors) SUX, SUZ, SVX, SVZ, SWX, and SWZ (also referred to as “SUX to SWZ”). The bridge circuit BRG is driven based on the drive signals Sux, Suz, Svx, Svz, Swx, Swz (also referred to as “Sux to Swz”) of each phase from the switching control block SWT in the drive circuit DRV, and the electric motor MTR Output is adjusted.
スイッチング制御ブロックSWTでは、目標電流Imtに基づいて、各スイッチング素子についてパルス幅変調を行うための指示値(目標値)が演算される。目標電流Imtの大きさ、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(一周期に対するオン時間の割合)が決定される。併せて、目標電流Imtの符号(正、又は、負)に基づいて、電気モータMTRの回転方向が決定される。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(バッテリィBATの電圧)、及び、デューティ比Dttによって最終的な出力電圧が決まるため、電気モータMTRの回転方向と出力トルクが決定される。 In the switching control block SWT, an instruction value (target value) for performing pulse width modulation for each switching element is calculated based on the target current Imt. The duty ratio (the ratio of the ON time to one cycle) of the pulse width is determined based on the magnitude of the target current Imt and a characteristic (operation map) set in advance. In addition, the rotation direction of the electric motor MTR is determined based on the sign (positive or negative) of the target current Imt. For example, the rotation direction of the electric motor MTR is set as a positive (plus) value in the forward rotation direction and as a negative (minus) value in the reverse rotation direction. Since the final output voltage is determined by the input voltage (voltage of the battery BAT) and the duty ratio Dtt, the rotation direction and the output torque of the electric motor MTR are determined.
さらに、スイッチング制御ブロックSWTでは、デューティ比(目標値)Dttに基づいて、ブリッジ回路BRGを構成する各スイッチング素子をオン状態(通電状態)にするか、或いは、オフ状態(非通電状態)にするかの駆動信号Sux〜Swzが演算される。これらの駆動信号Sux〜Swzによって、スイッチング素子SUX〜SWZの通電、又は、非通電の状態が制御される。具体的には、デューティ比Dttが大きいほど、スイッチング素子において、単位時間当りの通電時間が長くされ、より大きな電流が電気モータMTRに流され、その出力(回転動力)が大とされる。 Further, in the switching control block SWT, each switching element included in the bridge circuit BRG is turned on (energized state) or turned off (non-energized state) based on the duty ratio (target value) Dtt. The drive signals Sux to Swz are calculated. The energized or de-energized states of the switching elements SUX to SWZ are controlled by these drive signals Sux to Swz. Specifically, as the duty ratio Dtt is larger, the energizing time per unit time is longer in the switching element, a larger current is supplied to the electric motor MTR, and the output (rotational power) is increased.
3相ブリッジ回路(インバータ回路ともいう)BRGの入力側には、安定化回路LPFを介して、蓄電池BATが接続され、ブリッジ回路BRGの出力側には電気モータMTRが接続されている。ブリッジ回路BRGでは、スイッチング素子を直列接続した上下アーム構成の電圧型ブリッジ回路を1つの相として、3つの相(U相、V相、W相)が形成されている。3つの相の上アームは、蓄電池BATの陽極側に接続された電力線PWLと接続される。また、3つの相の下アームは、蓄電池BATの陰極側に接続された電力線PWLと接続される。ブリッジ回路BRGでは、各相の上下アームは、蓄電池BATと並列に電力線PWLに接続されている。 The storage battery BAT is connected to the input side of the three-phase bridge circuit (also referred to as an inverter circuit) BRG via a stabilizing circuit LPF, and the electric motor MTR is connected to the output side of the bridge circuit BRG. In the bridge circuit BRG, three phases (U-phase, V-phase, and W-phase) are formed using a voltage-type bridge circuit having an upper and lower arm in which switching elements are connected in series as one phase. The upper arms of the three phases are connected to a power line PWL connected to the anode side of the storage battery BAT. The lower arms of the three phases are connected to a power line PWL connected to the cathode side of the storage battery BAT. In the bridge circuit BRG, the upper and lower arms of each phase are connected to the power line PWL in parallel with the storage battery BAT.
6つのスイッチング素子SUX〜SWZは、電気回路の一部をオン又はオフできる素子である。例えば、スイッチング素子SUX〜SWZとして、MOS−FET、IGBTが採用される。ブラシレスモータMTRでは、回転角(ロータ位置)の検出値Mkaに基づいて、ブリッジ回路BRGを構成するスイッチング素子SUX〜SWZが制御される。そして、3つの各相(U相、V相、W相)のコイルCLU、CLV、CLWの電流の方向(即ち、励磁方向)が、順次切り替えられ、電気モータMTRが回転駆動される。即ち、ブラシレスモータMTRの回転方向(正転方向、或いは、逆転方向)は、ロータと励磁する位置との関係によって決定される。ここで、電気モータMTRの正転方向は、加圧ユニットKAUによる液圧(結果として、押圧力)Fpaの増加に対応する回転方向であり、電気モータMTRの逆転方向は、液圧Fpaの減少に対応する回転方向である。 The six switching elements SUX to SWZ are elements that can turn on or off a part of an electric circuit. For example, MOS-FETs and IGBTs are used as the switching elements SUX to SWZ. In the brushless motor MTR, the switching elements SUX to SWZ forming the bridge circuit BRG are controlled based on the detected value Mka of the rotation angle (rotor position). Then, the current directions (that is, excitation directions) of the coils CLU, CLV, CLW of each of the three phases (U phase, V phase, W phase) are sequentially switched, and the electric motor MTR is rotationally driven. That is, the rotation direction (forward rotation direction or reverse rotation direction) of the brushless motor MTR is determined by the relationship between the rotor and the position to be excited. Here, the forward rotation direction of the electric motor MTR is a rotation direction corresponding to an increase in the hydraulic pressure (resultingly, pressing force) Fpa by the pressurizing unit KAU, and the reverse rotation direction of the electric motor MTR is a decrease in the hydraulic pressure Fpa. Is the rotation direction corresponding to.
ブリッジ回路BRGと電気モータMTRとの間の実際の電流Ima(各相の総称)を検出する電流センサIMA(総称)が、3つの各相(U相、V相、W相)に設けられる。具体的には、U相実電流Iuaを検出するU相電流センサIUA、V相実電流Ivaを検出するV相電流センサIVA、及び、W相実電流Iwaを検出するW相電流センサIWAが、各相に設けられる。検出された各相の電流Iua、Iva、Iwaは、スイッチング制御ブロックSWTに、夫々、入力される。 A current sensor IMA (general term) for detecting an actual current Ima (general term for each phase) between the bridge circuit BRG and the electric motor MTR is provided for each of the three phases (U phase, V phase, W phase). Specifically, a U-phase current sensor IUA for detecting a U-phase actual current Iua, a V-phase current sensor IVA for detecting a V-phase actual current Iva, and a W-phase current sensor IWA for detecting a W-phase actual current Iwa are: Provided for each phase. The detected currents Iua, Iva, Iwa of each phase are respectively input to the switching control block SWT.
そして、スイッチング制御ブロックSWTにおいて、上述した電流フィードバック制御が実行される。実際の電流Imaと目標電流Imtとの偏差に基づいて、デューティ比Dtt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、実際値Imaと目標値Imtとが一致するように(即ち、電流偏差が「0」に近づくように)制御される。結果、高精度なモータ制御が達成され得る。 Then, in the switching control block SWT, the above-described current feedback control is executed. The duty ratio Dtt is corrected (finely adjusted) based on the deviation between the actual current Ima and the target current Imt. By this current feedback control, control is performed so that the actual value Ima and the target value Imt match (that is, the current deviation approaches “0”). As a result, highly accurate motor control can be achieved.
駆動回路DRVは、電力源(蓄電池BAT、発電機ALT)から電力の供給を受ける。供給された電力(電圧)の変動を低減するために、駆動回路DRVには、安定化回路LPFが設けられる。安定化回路LPFは、少なくとも1つのコンデンサ(キャパシタ)、及び、少なくとも1つのインダクタ(コイル)の組み合わせにて構成され、所謂、LC回路である。 Drive circuit DRV is supplied with power from a power source (storage battery BAT, generator ALT). The drive circuit DRV is provided with a stabilization circuit LPF in order to reduce the fluctuation of the supplied power (voltage). The stabilization circuit LPF is configured by a combination of at least one capacitor (capacitor) and at least one inductor (coil), and is a so-called LC circuit.
<目標電流演算ブロックIMTでの第1処理例>
図5のフロー図、及び、図6の特性図を参照して、目標電流演算ブロックIMTでの第1処理例について説明する。第1処理例では、電圧制限円Cvsの中心Pcn(idc、0)が、電流制限円Cisの外側に位置する場合に対応する。先ず、図5のフロー図を参照して、電気モータMTRが正転方向に駆動される場合における、処理の流れについて説明する。
<First processing example in target current calculation block IMT>
The first processing example in the target current calculation block IMT will be described with reference to the flowchart of FIG. 5 and the characteristic diagram of FIG. The first processing example corresponds to the case where the center Pcn (idc, 0) of the voltage limiting circle Cvs is located outside the current limiting circle Cis. First, the flow of processing when the electric motor MTR is driven in the normal rotation direction will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップS110にて、指示電流Ims、補償電流Ifp、回転角Mka、及び、電流制限円Cisが読み込まれる。ここで、電流制限円Cisは、電気モータMTRのq軸電流とd軸電流との電流特性(dq軸平面)において、スイッチング素子SUX〜SWZ(駆動回路DRVの構成要素)の許容電流(通電し得る最大電流)iqmに基づいて予め設定されている。即ち、電流制限円Cisは、駆動回路DRVの諸元(特に、スイッチング素子SUX〜SWZの電流定格値iqm)から定まる。ここで、所定値iqmが、「q軸最大電流」と称呼される。 In step S110, the command current Ims, the compensation current Ifp, the rotation angle Mka, and the current limiting circle Cis are read. Here, the current limiting circle Cis indicates the allowable current (conduction current) of the switching elements SUX to SWZ (a component of the drive circuit DRV) in the current characteristics (dq-axis plane) of the q-axis current and the d-axis current of the electric motor MTR. It is set in advance based on the obtained maximum current) iqm. That is, the current limiting circle Cis is determined from the specifications of the drive circuit DRV (particularly, the rated current values iqm of the switching elements SUX to SWZ). Here, the predetermined value iqm is referred to as “q-axis maximum current”.
ステップS120にて、指示電流Ims、及び、押圧力フィードバック制御に基づく補償電流Ifpに基づいて、押圧力フィードバック制御に基づいて補償された指示電流(補償指示電流)Imrが演算される。具体的には、指示電流Imsに、補償電流Ifpが加算されて、補償指示電流Imrが決定される(Imr=Ims+Ifp)。 In step S120, a command current (compensation command current) Imr that is compensated based on the pressing force feedback control is calculated based on the command current Ims and the compensation current Ifp based on the pressing force feedback control. Specifically, compensation current Ifp is added to instruction current Ims, and compensation instruction current Imr is determined (Imr = Ims + Ifp).
ステップS130にて、回転角センサMKAの検出値(回転角)Mkaに基づいて、電気モータMTRの電気角速度ωが演算される。具体的には、回転角(機械角)Mkaが、電気角θに変換され、電気角θが、時間微分されて、電気角速度ωが決定される。ここで、「機械角Mka」は、電気モータMTRの出力軸の回転角度に相当する。また、「電気角θ」は、電気モータMTRにおける磁界の一周期分を2π[rad]として、角度表記したものである。なお、回転角センサMKAによって、電気角θが、直接、検出され得る。 In step S130, the electric angular velocity ω of the electric motor MTR is calculated based on the detection value (rotation angle) Mka of the rotation angle sensor MKA. Specifically, the rotation angle (mechanical angle) Mka is converted into an electrical angle θ, and the electrical angle θ is time-differentiated to determine an electrical angular velocity ω. Here, the “mechanical angle Mka” corresponds to the rotation angle of the output shaft of the electric motor MTR. The “electric angle θ” is expressed as an angle with one period of the magnetic field in the electric motor MTR being 2π [rad]. Note that the electrical angle θ can be directly detected by the rotation angle sensor MKA.
ステップS140にて、電気モータMTRの電気角速度θに基づいて、電圧制限円Cvsが演算される。具体的には、電圧制限円Cvsは、電気モータMTRのdq軸電流特性(Idt−Iqt平面)において、「電源電圧(即ち、蓄電池BAT、発電機ALTの電圧)Eba、相インダクタンス(即ち、コイルCLU、CLV、CLWのインダクタンス)L、及び、鎖交磁束数(即ち、磁石の強さ)φにおける各々の所定値」と、「回転角Mkaから演算される電気モータMTRの電気角速度ω」と、に基づいて演算される。電気モータMTRの回転速度dMkが大きいほど、電圧制限円Cvsの半径は小さくなり、回転速度dMkが小さいほど、電圧制限円Cvsの半径は大きくなる。 In step S140, a voltage limiting circle Cvs is calculated based on the electric angular velocity θ of the electric motor MTR. Specifically, in the dq-axis current characteristics (Idt-Iqt plane) of the electric motor MTR, the voltage limiting circle Cvs is expressed by “power supply voltage (that is, the voltage of the storage battery BAT and the voltage of the generator ALT) Eba, phase inductance (that is, the coil CLU, CLV, and CLW inductances) L and predetermined values in the number of interlinkage magnetic fluxes (that is, the strength of the magnets) φ, and “the electrical angular velocity ω of the electric motor MTR calculated from the rotation angle Mka”. Is calculated based on As the rotation speed dMk of the electric motor MTR increases, the radius of the voltage limiting circle Cvs decreases, and as the rotation speed dMk decreases, the radius of the voltage limiting circle Cvs increases.
ステップS150にて、電流制限円Cis、及び、電圧制限円Cvsに基づいて、dq軸電流平面上において、電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとの交差する点Pxa(Idx、Iqx)、Pxb(Idx、−Iqx)が演算される。ここで、値Idx、Iqx(又は、−Iqx)は、交点Pxa、Pxbのdq軸上の座標を表す、変数である。また、交点Pxa(Idx、Iqx)は、電気モータMTRの正転方向に対応し、交点Pxb(Idx、−Iqx)は、逆転方向に対応する。交点Pxa、Pxbは、総称して、「交点Px」ともいう。 In step S150, based on the current limiting circle Cis and the voltage limiting circle Cvs, the points Pxa (Idx, Iqx), Pxb (Pxa) where the current limiting circle Cis and the voltage limiting circle Cvs intersect on the dq-axis current plane. Idx, -Iqx) are calculated. Here, the values Idx and Iqx (or -Iqx) are variables representing the coordinates of the intersections Pxa and Pxb on the dq axes. Further, the intersection Pxa (Idx, Iqx) corresponds to the forward rotation direction of the electric motor MTR, and the intersection Pxb (Idx, -Iqx) corresponds to the reverse rotation direction. The intersections Pxa and Pxb are also collectively referred to as “intersection Px”.
電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとが重なる領域が、実際に、電流フィードバック制御によって達成可能な電流の範囲(「通電可能領域」という)である。従って、通電可能領域外の指示が行われても、電流フィードバック制御において、この指示は、実際には達成され得ない。なお、回転速度dMkが小さい場合(例えば、電気モータMTRが停止している場合)には、交点Px(Pxa、Pxbの総称)が存在しない場合がある。 The area where the current limiting circle Cis and the voltage limiting circle Cvs overlap is the range of the current that can actually be achieved by the current feedback control (referred to as the “energizable area”). Therefore, even if an instruction outside the energizable region is issued, this instruction cannot be actually achieved in the current feedback control. When the rotation speed dMk is low (for example, when the electric motor MTR is stopped), the intersection Px (a general term for Pxa and Pxb) may not exist.
ステップS160にて、「交点Pxa(Idx、Iqx)、Pxb(Idx、−Iqx)が、dq軸電流平面において、第1、第4象限に存在するか、否か」、又は、「電流制限円Cisが電圧制限円Cvsに含まれるか、否か」が判定される。ここで、「第1象限」は、d軸電流、及び、q軸電流が、共に正符号の領域である。また、「第4象限」は、d軸電流が正、且つ、q軸電流が負の領域である。交点Px(Pxa、Pxbの総称)が、第1、第4象限に存在し、ステップS160が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS180に進む。一方、交点Pxが第2、第3象限にあって、ステップS160が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS170に進む。また、電流制限円Cisが電圧制限円Cvsに含まれて、交点Pxが存在しない場合には、ステップS160が肯定され、処理は、ステップS180に進む。 In step S160, "whether or not the intersection points Pxa (Idx, Iqx) and Pxb (Idx, -Iqx) exist in the first and fourth quadrants in the dq-axis current plane" or "Current limit circle" Whether or not Cis is included in the voltage limiting circle Cvs ”is determined. Here, the “first quadrant” is a region where both the d-axis current and the q-axis current have a positive sign. The “fourth quadrant” is a region where the d-axis current is positive and the q-axis current is negative. If the intersection Px (general term for Pxa and Pxb) exists in the first and fourth quadrants and step S160 is affirmed ("YES"), the process proceeds to step S180. On the other hand, if the intersection Px is in the second or third quadrant and step S160 is negative ("NO"), the process proceeds to step S170. If the current limiting circle Cis is included in the voltage limiting circle Cvs and there is no intersection Px, step S160 is affirmed and the process proceeds to step S180.
ステップS170にて、補償指示電流Imr、及び、交点Pxaの座標(Idx、Iqx)に基づいて、「補償指示電流Imrが、交点Pxaのq軸座標Iqx(変数)以上であるか、否か」が判定される。「Imr≧Iqx」であり、ステップS170が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS210に進む。一方、「Imr<Iqx」であり、ステップS170が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS215に進む。なお、ステップS170は、電気モータMTRの正転駆動に対応しており、補償指示電流Imrは「0」よりも大きい値である。 In step S170, based on the compensation instruction current Imr and the coordinates (Idx, Iqx) of the intersection Pxa, “whether or not the compensation instruction current Imr is equal to or greater than the q-axis coordinate Iqx (variable) of the intersection Pxa”. Is determined. If “Imr ≧ Iqx” and step S170 is affirmative (“YES”), the process proceeds to step S210. On the other hand, if “Imr <Iqx” and step S170 is negative (“NO”), the process proceeds to step S215. Step S170 corresponds to the forward rotation drive of the electric motor MTR, and the compensation instruction current Imr is a value larger than “0”.
ステップS180にて、補償指示電流Imr、及び、電流制限円Cisに基づいて、「補償指示電流Imrが、電流制限円Cisのq軸交点iqm以上であるか、否か」が判定される。「Imr≧iqm」であり、ステップS180が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS230に進む。一方、「Imr<iqm」であり、ステップS180が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS240に進む。 In step S180, based on the compensation instruction current Imr and the current limiting circle Cis, it is determined whether “the compensation instruction current Imr is equal to or larger than the q-axis intersection iqm of the current limiting circle Cis”. If “Imr ≧ iqm” and step S180 is affirmative (“YES”), the process proceeds to step S230. On the other hand, if “Imr <iqm” and step S180 is negative (“NO”), the process proceeds to step S240.
ステップS210では、d軸目標電流Idtが交点d軸座標Idx(変数)に、且つ、q軸目標電流Iqtが交点q軸座標Iqx(変数)に決定される。ステップS215では、補償指示電流Imr、及び、電圧制限円Cvsに基づいて、電圧制限円d軸座標Ids(変数であり、単に、制限円d軸座標ともいう)が演算される。具体的には、制限円d軸座標Idsは、電圧制限円Cvsと、「Iqt=Imr」との交わる点のd軸座標である。即ち、電圧制限円Cvs上において、q軸目標電流Iqtに補償指示電流Imrが代入された場合のd軸目標電流Idtの値(座標)である(後述する式(2)参照)。そして、ステップS220では、d軸目標電流Idtが電圧制限円d軸座標Idsに、且つ、q軸目標電流Iqtが補償指示電流Imrに一致するように決定される。 In step S210, the d-axis target current Idt is determined as the intersection d-axis coordinate Idx (variable), and the q-axis target current Iqt is determined as the intersection q-axis coordinate Iqx (variable). In step S215, based on the compensation instruction current Imr and the voltage limiting circle Cvs, a voltage limiting circle d-axis coordinate Ids (a variable, also simply referred to as a limiting circle d-axis coordinate) is calculated. Specifically, the limited circle d-axis coordinate Ids is a d-axis coordinate of a point where the voltage limited circle Cvs intersects with “Iqt = Imr”. That is, it is the value (coordinates) of the d-axis target current Idt when the compensation instruction current Imr is substituted for the q-axis target current Iqt on the voltage-limited circle Cvs (see equation (2) described later). Then, in step S220, it is determined that the d-axis target current Idt matches the voltage limiting circle d-axis coordinate Ids, and the q-axis target current Iqt matches the compensation instruction current Imr.
ステップS230では、d軸目標電流Idtが「0」に、且つ、q軸目標電流Iqtがq軸最大電流iqm(所定値)に決定される。ステップS240では、d軸目標電流Idtが「0」に、且つ、q軸目標電流Iqtが補償指示電流Imrに一致するように決定される。 In step S230, the d-axis target current Idt is determined to be “0”, and the q-axis target current Iqt is determined to be the q-axis maximum current iqm (predetermined value). In step S240, the d-axis target current Idt is determined to be “0”, and the q-axis target current Iqt is determined to be equal to the compensation instruction current Imr.
≪第1処理例における、電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとの相互関係≫
次に、図6の特性図を参照して、第1処理例の各ステップでの処理について説明する。上記の様に、電気モータMTRが正転方向に駆動される場合が想定されている。従って、補償指示電流Imrは、q軸において、正の値として演算される。なお、電気モータMTRが逆転方向に駆動される場合には、補償指示電流Imrは、q軸において、負の値として決定され、交点Pxaに代えて、交点Pxbに基づいて、目標電流Imtが決定される。
<< Relationship between the current limiting circle Cis and the voltage limiting circle Cvs in the first processing example >>
Next, processing in each step of the first processing example will be described with reference to the characteristic diagram of FIG. As described above, it is assumed that the electric motor MTR is driven in the normal rotation direction. Therefore, the compensation instruction current Imr is calculated as a positive value on the q axis. When the electric motor MTR is driven in the reverse direction, the compensation instruction current Imr is determined as a negative value on the q axis, and the target current Imt is determined based on the intersection Pxb instead of the intersection Pxa. Is done.
電流制限円Cisは、駆動回路DRV(特に、ブリッジ回路BRG)を構成する、スイッチング素子の最大定格値(定格電流iqm)に基づいて決定される。ここで、最大定格値は、スイッチング素子(パワーMOS−FET等)に流し得る電流、印加可能な電圧、電力損失等の最大許容値として定められている。 The current limiting circle Cis is determined based on the maximum rated value (rated current iqm) of the switching element that forms the drive circuit DRV (particularly, the bridge circuit BRG). Here, the maximum rated value is determined as a maximum allowable value of a current that can flow through a switching element (such as a power MOS-FET), an applicable voltage, and a power loss.
具体的には、電流制限円Cisは、dq軸電流特性(Idt−Iqt平面)において、原点O(「Idt=0、Iqt=0」の点)を中心とする円として表現される。さらに、電流制限円Cisの半径は、スイッチング素子SUX〜SWZの許容電流値iqm(所定値)である。即ち、電流制限円Cisは、q軸と点(0、iqm)で交わり、d軸と点(−iqm、0)で交わる。電流制限円Cisは、dq軸電流特性において、式(1)にて決定される。
Idt2+Iqt2=iqm2 …式(1)
Specifically, the current limiting circle Cis is expressed as a circle centered on the origin O (the point of “Idt = 0, Iqt = 0”) in the dq-axis current characteristics (Idt-Iqt plane). Further, the radius of the current limiting circle Cis is an allowable current value iqm (predetermined value) of the switching elements SUX to SWZ. That is, the current limiting circle Cis intersects the q axis at the point (0, iqm) and intersects the d axis at the point (−iqm, 0). The current limiting circle Cis is determined by the equation (1) in the dq-axis current characteristics.
Idt 2 + Iqt 2 = iqm 2 Equation (1)
さらに、電圧制限円Cvsは、電気モータMTRのdq軸電流特性において、式(2)にて決定される。
{Idt+(φ/L)}2+Iqt2={Eba/(L・ω)}2 …式(2)
ここで、「Eba」は電源電圧(即ち、蓄電池BAT、発電機ALTの電圧)、「L」は相インダクタンス、「φ」は鎖交磁束数(磁石の強さ)である。また、「ω」は、電気モータMTRの電気角速度である。なお、電気角速度ωは、電気モータMTRの電気角θ(電気モータMTRの磁界の一周期分を2π[rad]として表記した角度)の時間変化量であり、回転角Mkaから演算される。
Further, the voltage limiting circle Cvs is determined by the equation (2) in the dq-axis current characteristics of the electric motor MTR.
{Idt + (φ / L)} 2 + Iqt 2 = {Eba / (L · ω)} 2 Equation (2)
Here, “Eba” is the power supply voltage (that is, the voltage of the storage battery BAT and the generator ALT), “L” is the phase inductance, and “φ” is the number of interlinkage magnetic fluxes (magnet strength). “Ω” is the electric angular velocity of the electric motor MTR. Note that the electric angular velocity ω is a time change amount of the electric angle θ of the electric motor MTR (an angle in which one cycle of the magnetic field of the electric motor MTR is expressed as 2π [rad]), and is calculated from the rotation angle Mka.
電圧制限円Cvsは、中心Pcn(idc、0)の座標が(−(φ/L)、0)であり、半径が「Eba/(L・ω)」の円として表現される。電源電圧Ebaは所定値(定数)であり、回転速度dMkが大きいほど、「ω」は大となる。このため、回転速度dMkが速いほど、電圧制限円Cvsの半径は小さくなり、回転速度dMkが遅いほど、電圧制限円Cvsの半径が大きくなる。第1処理例では、中心Pcnが電流制限円Cisの外側にあることを想定している。従って、「(φ/L)>iqm」の関係が成立している。 The voltage limiting circle Cvs is represented as a circle having the coordinates of the center Pcn (idc, 0) of (− (φ / L), 0) and a radius of “Eba / (L · ω)”. The power supply voltage Eba is a predetermined value (constant), and “ω” increases as the rotation speed dMk increases. Therefore, the radius of the voltage limiting circle Cvs decreases as the rotation speed dMk increases, and the radius of the voltage limiting circle Cvs increases as the rotation speed dMk decreases. In the first processing example, it is assumed that the center Pcn is outside the current limiting circle Cis. Therefore, the relationship of “(φ / L)> iqm” is established.
回転速度dMk(即ち、電気角速度ω)が相対的に大きい場合が、電圧制限円Cvs:aにて図示される。この状態では、電流制限円Cisと電圧制限円Cvs:aとの相互関係において、電流制限円Cisと電圧制限円Cvs:aとは、点Pxa:a、Pxb:aにて交差する。この状態では、交点Pxa:aは第2象限にあり、交点Pxb:aは第3象限にあるため、ステップS160の処理は否定される。 The case where the rotation speed dMk (that is, the electrical angular speed ω) is relatively large is illustrated by a voltage limiting circle Cvs: a. In this state, in the mutual relationship between the current limiting circle Cis and the voltage limiting circle Cvs: a, the current limiting circle Cis and the voltage limiting circle Cvs: a intersect at points Pxa: a and Pxb: a. In this state, the intersection Pxa: a is in the second quadrant and the intersection Pxb: a is in the third quadrant, so the processing in step S160 is denied.
次に、ステップS170の処理にて、補償指示電流Imrの値が、q軸目標電流Iqt(q軸成分)として参酌される。例えば、「Imr=iq1(>Iqx)」であり、ステップS170の「Imr≧Iqx」が満足されると、ステップS210にて、「Idt=Idx、Iqt=Iqx」が演算される。即ち、目標電流Imtとして、ベクトルImt:1(原点Oから交点Pxa:aに向かうベクトル)が演算される。 Next, in the process of step S170, the value of the compensation instruction current Imr is considered as the q-axis target current Iqt (q-axis component). For example, if “Imr = iq1 (> Iqx)” and “Imr ≧ Iqx” in step S170 is satisfied, “Idt = Idx, Iqt = Iqx” is calculated in step S210. That is, as the target current Imt, a vector Imt: 1 (a vector from the origin O to the intersection Pxa: a) is calculated.
一方、「Imr=iq2(<Iqx)」であり、ステップS170の「Imr≧Iqx」が否定されると、ステップS215にて、電圧制限円Cvs:a上において、「Iqt=iq2」であるときのd軸座標が、電圧制限円d軸座標Ids(変数)として演算される。次に、ステップS220にて、「Idt=Ids、Iqt=Imr(=iq2)」が演算される。即ち、目標電流Imtとして、ベクトルImt:2が演算される。 On the other hand, if “Imr = iq2 (<Iqx)” and “Imr ≧ Iqx” is denied in step S170, then in step S215, if “Iqt = iq2” on the voltage-limited circle Cvs: a Is calculated as the voltage-limited circle d-axis coordinate Ids (variable). Next, in step S220, “Idt = Ids, Iqt = Imr (= iq2)” is calculated. That is, the vector Imt: 2 is calculated as the target current Imt.
電気モータMTRへの通電において、電流フィードバック制御において、実際に流し得るdq軸の電流は、電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとが重複する領域(網掛けで示す、通電可能領域)である。そして、通電可能領域の境界上にある、交点Pxa:aは、出力(単位時間当たりの仕事量であり、仕事率)が最大となる点である。このため、回転速度dMkが相対的に大きく、且つ、補償指示電流Imrが相対的に大きい場合には、電気モータMTRの出力(仕事率)が最大化されるよう、目標電流Imtとして、ベクトルImt:1が決定される。 In energizing the electric motor MTR, in the current feedback control, the dq-axis current that can actually flow is an area where the current limiting circle Cis and the voltage limiting circle Cvs overlap (an energizable area indicated by hatching). The intersection Pxa: a on the boundary of the energizable region is the point where the output (the work amount per unit time, the power) is maximized. Therefore, when the rotation speed dMk is relatively large and the compensation instruction current Imr is relatively large, the vector Imt is set as the target current Imt so that the output (power) of the electric motor MTR is maximized. : 1 is determined.
回転速度dMkが相対的に小さい場合が、電圧制限円Cvs:bにて図示される。この状態では、電流制限円Cisと電圧制限円Cvs:bとの相互関係において、電流制限円Cisと電圧制限円Cvs:bとは、点Pxa:b、Pxb:bにて交差する。この状態では、交点Pxa:bは第1象限にあり、交点Pxb:bは第4象限にあるため、ステップS160の処理は肯定される。 The case where the rotation speed dMk is relatively low is illustrated by a voltage limiting circle Cvs: b. In this state, in the mutual relationship between the current limiting circle Cis and the voltage limiting circle Cvs: b, the current limiting circle Cis and the voltage limiting circle Cvs: b intersect at points Pxa: b and Pxb: b. In this state, the intersection Pxa: b is in the first quadrant and the intersection Pxb: b is in the fourth quadrant, so the processing in step S160 is affirmed.
次に、ステップS180の処理にて、補償指示電流Imrの値が、q軸目標電流Iqt(目標電流Imtのq軸成分)として参酌される。例えば、「Imr=iq3(>iqm)」であり、ステップS180の「Imr≧iqm」が満足されると、ステップS230にて、「Idt=0、Iqt=iqm」が演算される。即ち、目標電流Imtとして、ベクトルImt:3(原点Oから点(0、iqm)に向かうベクトル)が演算される。一方、「Imr=iq1(<iqm)」であり、ステップS180の「Imr≧iqm」が否定されると、ステップS240にて、「Idt=0、Iqt=Imr(=iq1)」が演算される。 Next, in the process of step S180, the value of the compensation instruction current Imr is considered as the q-axis target current Iqt (q-axis component of the target current Imt). For example, if “Imr = iq3 (> iqm)” and “Imr ≧ iqm” in step S180 is satisfied, “Idt = 0, Iqt = iqm” is calculated in step S230. That is, a vector Imt: 3 (a vector from the origin O to the point (0, iqm)) is calculated as the target current Imt. On the other hand, if “Imr = iq1 (<iqm)” and “Imr ≧ iqm” in step S180 is denied, then “Idt = 0, Iqt = Imr (= iq1)” is calculated in step S240. .
回転速度dMkが相対的に小さい場合には、弱め磁束制御は不要であり、「Idt=0」とされる。d軸電流とq軸電流とは、トレードオフ関係にある。このため、d軸目標電流Idtが「0」にされることによって、電気モータMTRへの通電において、トルク方向に作用するq軸目標電流Iqtが最大限に利用され得る。 When the rotation speed dMk is relatively low, the magnetic flux weakening control is unnecessary, and “Idt = 0” is set. There is a trade-off between the d-axis current and the q-axis current. Therefore, by setting the d-axis target current Idt to “0”, the q-axis target current Iqt acting in the torque direction can be used to the maximum in energizing the electric motor MTR.
また、回転速度dMkが相対的に小さい場合には、通電可能領域の境界上にある、点(0、iqm)が出力最大の点になる。このため、補償指示電流Imrが、q軸最大電流iqmを超えて、指示される場合には、補償指示電流Imrは、q軸最大電流iqmに制限される。一方、補償指示電流Imrが、q軸最大電流iqm未満である場合には、補償指示電流Imrの制限は行われず、そのまま、目標電流Imtとされる。 When the rotation speed dMk is relatively low, the point (0, iqm) on the boundary of the energizable area is the point of maximum output. Therefore, when the compensation instruction current Imr is instructed beyond the q-axis maximum current iqm, the compensation instruction current Imr is limited to the q-axis maximum current iqm. On the other hand, when the compensation instruction current Imr is less than the q-axis maximum current iqm, the compensation instruction current Imr is not limited and is set as the target current Imt.
回転速度dMkがさらに小さく、電気モータMTRが略停止している場合が、電圧制限円Cvs:cにて図示される。この状態では、電流制限円Cisは、電圧制限円Cvs:cに包含され、交点Pxは存在しない。従って、ステップS160の処理は肯定される。交点が点Pxa:b、Pxb:bである場合と同様に、ステップS180にて、「Imr≧iqm」か、否かが判定され、判定結果に基づいて、「Idt=0、Iqt=iqm(ステップS230の処理)」、又は、「Idt=0、Iqt=Imr(ステップS240の処理)」が演算される。 The case where the rotation speed dMk is further lower and the electric motor MTR is substantially stopped is illustrated by a voltage limiting circle Cvs: c. In this state, the current limiting circle Cis is included in the voltage limiting circle Cvs: c, and the intersection Px does not exist. Therefore, the process of step S160 is affirmed. As in the case where the intersections are points Pxa: b and Pxb: b, it is determined in step S180 whether or not “Imr ≧ iqm”, and based on the determination result, “Idt = 0, Iqt = iqm ( "Process of step S230)" or "Idt = 0, Iqt = Imr (process of step S240)" is calculated.
<目標電流演算ブロックIMTでの第2処理例>
図7のフロー図、及び、図8の特性図を参照して、目標電流演算ブロックIMTでの第2処理例について説明する。第2処理例においても、第1処理例と同様に、電気モータMTRが正転方向に駆動される場合について説明する。
<Second processing example in target current calculation block IMT>
A second processing example in the target current calculation block IMT will be described with reference to the flowchart of FIG. 7 and the characteristic diagram of FIG. In the second processing example, as in the first processing example, the case where the electric motor MTR is driven in the normal rotation direction will be described.
第1処理例は、電圧制限円Cvsの中心Pcnが、電流制限円Cisの外側に位置する場合に対応するが、第2処理例は、電圧制限円Cvsの中心Pcm(ide、0)が、電流制限円Cisの内側に位置する場合に対応する。先ず、図7のフロー図を参照して、処理の流れについて説明する。 The first processing example corresponds to the case where the center Pcn of the voltage limiting circle Cvs is located outside the current limiting circle Cis, while the second processing example corresponds to the case where the center Pcm (ide, 0) of the voltage limiting circle Cvs is This corresponds to the case where it is located inside the current limiting circle Cis. First, the flow of processing will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップS310にて、指示電流Ims、補償電流Ifp、回転角Mka、及び、電流制限円Cisが読み込まれる。電流制限円Cisは、駆動回路DRVの諸元に基づいて予め設定されている(式(1)参照)。電流制限円Cisは、電気モータMTRのdq軸電流特性(Idt−Iqt平面)において、スイッチング素子SUX〜SWZの定格電流iqmから定まっている。 In step S310, the command current Ims, the compensation current Ifp, the rotation angle Mka, and the current limiting circle Cis are read. The current limiting circle Cis is set in advance based on the specifications of the drive circuit DRV (see equation (1)). The current limiting circle Cis is determined from the rated currents iqm of the switching elements SUX to SWZ in the dq-axis current characteristics (Idt-Iqt plane) of the electric motor MTR.
ステップS320にて、指示電流Imsに、補償電流(押圧力フィードバック制御に基づく補償電流)Ifpが加算されて、補償指示電流(押圧力フィードバック制御に基づいて補償された後の指示電流)Imrが演算される。ステップS330にて、回転角(機械角)Mkaから電気角θが求められ、これが時間微分されて、電気角速度ωが演算される。ステップS340にて、電気角速度ω、及び、式(2)に基づいて、電圧制限円Cvsが演算される。 In step S320, the compensation current (compensation current based on the pressing force feedback control) Ifp is added to the command current Ims, and the compensation instruction current (the command current after the compensation based on the pressing force feedback control) Imr is calculated. Is done. In step S330, the electrical angle θ is determined from the rotation angle (mechanical angle) Mka, and this is time-differentiated to calculate the electrical angular velocity ω. In step S340, the voltage limiting circle Cvs is calculated based on the electric angular velocity ω and the equation (2).
ステップS350にて、電流制限円Cis、及び、電圧制限円Cvsに基づいて、dq軸電流特性において、交点Px(Pxa、Pxbの総称)が演算される。第1処理例で説明した各状態に加え、回転速度dMkが非常に大きい場合には、電圧制限円Cvsが電流制限円Cisに包含され、交点Pxが存在しない場合がある。 In step S350, based on the current limiting circle Cis and the voltage limiting circle Cvs, an intersection Px (general term for Pxa and Pxb) is calculated in the dq-axis current characteristics. In addition to the states described in the first processing example, when the rotation speed dMk is very high, the voltage limiting circle Cvs is included in the current limiting circle Cis, and the intersection Px may not exist.
ステップS360にて、「交点Pxa(Idx、Iqx)、Pxb(Idx、−Iqx)が、dq軸電流平面において、第1、第4象限に存在するか、否か」、又は、「電流制限円Cisが電圧制限円Cvsに含まれるか、否か」が判定される。交点Pxが、第1、第4象限に存在し、ステップS360が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS400に進む。一方、交点Pxが第2、第3象限にあって、ステップS360が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS370に進む。また、電流制限円Cisが電圧制限円Cvsに含まれて、交点Pxが存在しない場合には、ステップS360が肯定され、処理は、ステップS400に進む。 In step S360, "whether or not the intersection points Pxa (Idx, Iqx) and Pxb (Idx, -Iqx) exist in the first and fourth quadrants on the dq-axis current plane" or "Current limit circle" Whether or not Cis is included in the voltage limiting circle Cvs ”is determined. When the intersection Px exists in the first and fourth quadrants and step S360 is affirmed (in the case of "YES"), the process proceeds to step S400. On the other hand, if the intersection Px is in the second or third quadrant and step S360 is negative ("NO"), the process proceeds to step S370. If the current limiting circle Cis is included in the voltage limiting circle Cvs and there is no intersection Px, step S360 is affirmed and the process proceeds to step S400.
ステップS370にて、「電圧制限円Cvsが電流制限円Cisに含まれるか、否か」、又は、「交点Pxのd軸座標Idxが値ide以下であるか、否か」が判定される。ここで、値ideは、電圧制限円Cvsの中心Pcmのd軸座標であり、「中心d軸座標」と称呼される。中心d軸座標ideは、相インダクタンスLと、鎖交磁束数φとの関係から予め定まった所定値であり、具体的には、「φ/L」に等しい。「電圧制限円Cvsが電流制限円Cisに含まれる」、又は、「Idx≦iqe」であり、ステップS370が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS390に進む。一方、「電圧制限円Cvsが電流制限円Cisに含まれていない」、且つ、「Idx>iqe」であり、ステップS370が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS380に進む。 In step S370, it is determined whether “the voltage limiting circle Cvs is included in the current limiting circle Cis or not” or “whether the d-axis coordinate Idx of the intersection Px is equal to or less than the value ide”. Here, the value ide is the d-axis coordinate of the center Pcm of the voltage-limited circle Cvs, and is referred to as “center d-axis coordinate”. The center d-axis coordinate ide is a predetermined value determined in advance from the relationship between the phase inductance L and the number of interlinkage magnetic fluxes φ, and specifically, is equal to “φ / L”. If “voltage limit circle Cvs is included in current limit circle Cis” or “Idx ≦ iqe” and step S370 is affirmative (“YES”), the process proceeds to step S390. On the other hand, if “voltage limit circle Cvs is not included in current limit circle Cis” and “Idx> iqe” and step S370 is denied (“NO”), the process proceeds to step Proceed to S380.
ステップS380にて、補償指示電流Imr、及び、交点Pxa(Idx、Iqx)に基づいて、「補償指示電流Imrが、交点q軸座標Iqx以上であるか、否か」が判定される。「Imr≧Iqx」であり、ステップS380が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS410に進む。一方、「Imr<Iqx」であり、ステップS380が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS415に進む。なお、指示電流Imrは、電気モータMTRが正転方向に駆動されるよう、「0」より大きい値である。 In step S380, based on the compensation instruction current Imr and the intersection Pxa (Idx, Iqx), it is determined whether "the compensation instruction current Imr is equal to or greater than the intersection q-axis coordinate Iqx". If “Imr ≧ Iqx” and step S380 is affirmative (“YES”), the process proceeds to step S410. On the other hand, if “Imr <Iqx” and step S380 is negative (“NO”), the process proceeds to step S415. The command current Imr is a value larger than “0” so that the electric motor MTR is driven in the normal rotation direction.
ステップS390にて、補償指示電流Imr、及び、電圧制限円Cvsに基づいて、「補償指示電流Imrが、電圧制限円Cvsのq軸交点Iqp以上であるか、否か」が判定される。ここで、値Iqpが、「電圧制限円最大値」と称呼される。「Imr≧Iqp」であり、ステップS390が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS430に進む。一方、「Imr<Iqp」であり、ステップS390が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS435に進む。 In step S390, “whether or not the compensation instruction current Imr is equal to or larger than the q-axis intersection Iqp of the voltage limitation circle Cvs” is determined based on the compensation instruction current Imr and the voltage limiting circle Cvs. Here, the value Iqp is referred to as a “voltage limit circle maximum value”. If “Imr ≧ Iqp” and step S390 is affirmed (“YES”), the process proceeds to step S430. On the other hand, if “Imr <Iqp” and step S390 is negative (“NO”), the process proceeds to step S435.
ステップS400にて、補償指示電流Imr、及び、電流制限円Cisに基づいて、「補償指示電流Imrが、電流制限円Cisのq軸交点iqm以上であるか、否か」が判定される。「Imr≧iqm」であり、ステップS400が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS450に進む。一方、「Imr<iqm」であり、ステップS400が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS460に進む。 In step S400, based on the compensation instruction current Imr and the current limiting circle Cis, it is determined whether “the compensation instruction current Imr is equal to or greater than the q-axis intersection iqm of the current limiting circle Cis”. If “Imr ≧ iqm” and step S400 is affirmed (“YES”), the process proceeds to step S450. On the other hand, if “Imr <iqm” and step S400 is denied (“NO”), the process proceeds to step S460.
ステップS410では、d軸目標電流Idtが交点d軸座標Idx(変数)に、且つ、q軸目標電流Iqtが交点q軸座標Iqx(変数)に決定される。ステップS415では、補償指示電流Imr、及び、電圧制限円Cvsに基づいて、電圧制限円d軸座標Ids(電圧制限円Cvs上において、「Iqt=Imr」である場合のd軸座標)が演算される。そして、ステップS420では、d軸目標電流Idtが制限円d軸座標Idsに、且つ、q軸目標電流Iqtが補償指示電流Imrに一致するように決定される。 In step S410, the d-axis target current Idt is determined as the intersection d-axis coordinate Idx (variable), and the q-axis target current Iqt is determined as the intersection q-axis coordinate Iqx (variable). In step S415, the voltage-restricted circle d-axis coordinates Ids (d-axis coordinates when “Iqt = Imr” on the voltage-limited circle Cvs) are calculated based on the compensation instruction current Imr and the voltage-restricted circle Cvs. You. Then, in step S420, it is determined that the d-axis target current Idt matches the restricted circle d-axis coordinate Ids and the q-axis target current Iqt matches the compensation instruction current Imr.
ステップS430では、d軸目標電流Idtが中心d軸座標ide(所定値)に、且つ、q軸目標電流Iqtが電圧制限円最大値Iqp(変数)に決定される。ステップS435では、ステップS415と同様に、補償指示電流Imr、及び、電圧制限円Cvsに基づいて、電圧制限円d軸座標Idsが演算される。そして、ステップS440では、d軸目標電流Idtが制限円d軸座標Idsに、且つ、q軸目標電流Iqtが補償指示電流Imrに一致するように決定される。ステップS450では、d軸目標電流Idtが「0」に、且つ、q軸目標電流Iqtがq軸最大電流iqmに決定される。ステップS460では、d軸目標電流Idtが「0」に、且つ、q軸目標電流Iqtが補償指示電流Imrに一致するように決定される。 In step S430, the d-axis target current Idt is determined to be the center d-axis coordinate ide (predetermined value), and the q-axis target current Iqt is determined to be the voltage limiting circle maximum value Iqp (variable). In step S435, as in step S415, the voltage-limiting circle d-axis coordinate Ids is calculated based on the compensation instruction current Imr and the voltage-limiting circle Cvs. Then, in step S440, it is determined that the d-axis target current Idt matches the limited circle d-axis coordinate Ids and the q-axis target current Iqt matches the compensation instruction current Imr. In step S450, the d-axis target current Idt is determined to be “0”, and the q-axis target current Iqt is determined to be the q-axis maximum current iqm. In step S460, the d-axis target current Idt is determined to be “0”, and the q-axis target current Iqt is determined to be equal to the compensation instruction current Imr.
≪第2処理例における、電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとの相互関係≫
次に、図8の特性図を参照して、第2処理例の各ステップでの処理について説明する。第1処理例の説明と同様に、電気モータMTRが正転方向に駆動される場合が想定され、補償指示電流Imrは、q軸において、正の値として演算される。
<< Relationship between the current limiting circle Cis and the voltage limiting circle Cvs in the second processing example >>
Next, the processing in each step of the second processing example will be described with reference to the characteristic diagram of FIG. As in the description of the first processing example, it is assumed that the electric motor MTR is driven in the normal rotation direction, and the compensation instruction current Imr is calculated as a positive value on the q axis.
電流制限円Cisは、第1処理例と同様に、ブリッジ回路BRGを成すスイッチング素子の定格電流iqmに基づいて決定される。具体的には、電流制限円Cisは、dq軸電流特性において、原点O(0、0)を中心とし、且つ、半径iqmの円として決定されている(式(1)参照)。従って、電流制限円Cisは、q軸と点(0、iqm)にて交差する。 The current limiting circle Cis is determined based on the rated current iqm of the switching elements forming the bridge circuit BRG, as in the first processing example. Specifically, the current limiting circle Cis is determined as a circle centered on the origin O (0, 0) and having a radius of iqm in the dq-axis current characteristics (see Equation (1)). Therefore, the current limiting circle Cis intersects the q axis at the point (0, iqm).
電圧制限円Cvsは、電気モータMTRのdq軸電流特性において、電源電圧Eba、相インダクタンスL、鎖交磁束数φ、及び、電気角速度ωに基づいて決定される(式(2)参照)。電圧制限円Cvsにおける状態変数は、電気角速度ωであり、これは回転角Mkaから演算される。 The voltage limiting circle Cvs is determined based on the power supply voltage Eba, the phase inductance L, the number of interlinkage magnetic fluxes φ, and the electric angular velocity ω in the dq-axis current characteristics of the electric motor MTR (see Expression (2)). The state variable in the voltage limiting circle Cvs is the electrical angular velocity ω, which is calculated from the rotation angle Mka.
電圧制限円Cvsは、中心Pcm(ide、0)の座標が(−(φ/L)、0)であり、半径が「Eba/(L・ω)」の円である。回転速度dMkが速いほど、電圧制限円Cvsの半径は小さくなり、回転速度dMkが遅いほど、電圧制限円Cvsの半径が大きくなる。第2処理例では、中心Pcmが電流制限円Cisの内側にあることを想定している。従って、「(φ/L)<iqm」の関係が成立している。 The voltage limiting circle Cvs is a circle having coordinates of the center Pcm (ide, 0) of (− (φ / L), 0) and a radius of “Eba / (L · ω)”. The radius of the voltage limiting circle Cvs decreases as the rotation speed dMk increases, and the radius of the voltage limiting circle Cvs increases as the rotation speed dMk decreases. In the second processing example, it is assumed that the center Pcm is inside the current limiting circle Cis. Therefore, the relationship “(φ / L) <iqm” is established.
回転速度dMkが非常に大きい場合が、電圧制限円Cvs:dにて図示される。この状態では、電流制限円Cisと電圧制限円Cvs:dとの相互関係において、電圧制限円Cvs:dは、電流制限円Cisに包含され、交点Pxは存在しない。ステップS360の判定が否定され、ステップS370の判定が肯定され、ステップS390の判定処理が実行される。補償指示電流Imrが、電圧制限円最大値Iqp以上である場合には、処理は、ステップS430に進む。ステップS430にて、d軸目標電流Idtが中心d軸座標ideにされ、q軸目標電流Iqtが電圧制限円最大値Iqpに制限される。即ち、目標電流Imtとして、ベクトルImt:4(原点Oから点Rに向けたベクトル)が演算される。 The case where the rotation speed dMk is very large is illustrated by a voltage limiting circle Cvs: d. In this state, in the relationship between the current limiting circle Cis and the voltage limiting circle Cvs: d, the voltage limiting circle Cvs: d is included in the current limiting circle Cis, and the intersection Px does not exist. A negative determination is made in step S360, a positive determination is made in step S370, and a determination process in step S390 is performed. If the compensation instruction current Imr is equal to or greater than the voltage limit circle maximum value Iqp, the process proceeds to step S430. In step S430, the d-axis target current Idt is set to the center d-axis coordinate ide, and the q-axis target current Iqt is limited to the voltage limiting circle maximum value Iqp. That is, a vector Imt: 4 (a vector from the origin O to the point R) is calculated as the target current Imt.
一方、補償指示電流Imrが、電圧制限円最大値Iqp未満である場合(例えば、「Imr=iq4(<Iqp)」の場合)には、処理は、ステップS390からステップS435に進む。ステップS435にて、電圧制限円Cvs:d上において、「Iqt=iq4」であるときのd軸座標が、電圧制限円d軸座標Ids(変数)として演算される(即ち、ステップS215と同様の処理)。そして、ステップS440にて、d軸目標電流Idtが制限円d軸座標Idsにされ、補償指示電流Imrは制限されず、そのまま、q軸目標電流Iqtとして決定される。即ち、目標電流Imtとして、ベクトルImt:5が演算される。 On the other hand, when compensation instruction current Imr is less than voltage limit circle maximum value Iqp (for example, when “Imr = iq4 (<Iqp)”), the process proceeds from step S390 to step S435. In step S435, on the voltage-limited circle Cvs: d, the d-axis coordinates when “Iqt = iq4” are calculated as the voltage-limited circle d-axis coordinates Ids (variable) (that is, the same as step S215). processing). Then, in step S440, the d-axis target current Idt is set to the limited circle d-axis coordinate Ids, and the compensation instruction current Imr is not limited and is determined as the q-axis target current Iqt. That is, the vector Imt: 5 is calculated as the target current Imt.
回転速度dMkが、電圧制限円Cvs:dの状態から僅かに小さくなった場合が、電圧制限円Cvs:eにて図示される。この状態では、電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとの相互関係において、電圧制限円Cvs:eは、電流制限円Cisには包含されず、交点Pxa:e、Pxb:eが存在する。しかし、交点Pxa:eのd軸座標Idxは、中心Pcmのd軸座標ideよりも小さい。この状態では、電圧制限円Cvsが電流制限円Cisに含まれる場合と同様に、ステップS360の判定が否定され、ステップS370の判定が肯定され、ステップS390の判定処理が実行される。そして、補償指示電流Imrが、電圧制限円最大値Iqp以上である場合には、処理は、ステップS430に進む。ステップS430にて、d軸目標電流Idtが中心d軸座標ideにされ、q軸目標電流Iqtが電圧制限円最大値Iqpに制限される。即ち、目標電流Imtとして、ベクトルImt:6(原点Oから点Sに向けたベクトル)が演算される。なお、電圧制限円最大値Iqpは、交点Pxa:eのq軸座標Iqxよりも大きい(Ipq>Iqx)。従って、交点Pxa:eにて制御されるよりも、点S(ide、Iqp)にて制御される方が、電気モータMTRの出力がより増大される。 The case where the rotation speed dMk is slightly reduced from the state of the voltage limit circle Cvs: d is illustrated by the voltage limit circle Cvs: e. In this state, in the correlation between the current limiting circle Cis and the voltage limiting circle Cvs, the voltage limiting circle Cvs: e is not included in the current limiting circle Cis, and intersections Pxa: e and Pxb: e exist. However, the d-axis coordinate Idx of the intersection Pxa: e is smaller than the d-axis coordinate ide of the center Pcm. In this state, as in the case where the voltage limiting circle Cvs is included in the current limiting circle Cis, the determination in step S360 is negative, the determination in step S370 is affirmative, and the determination process in step S390 is executed. If the compensation instruction current Imr is equal to or greater than the voltage limit circle maximum value Iqp, the process proceeds to step S430. In step S430, the d-axis target current Idt is set to the center d-axis coordinate ide, and the q-axis target current Iqt is limited to the voltage limiting circle maximum value Iqp. That is, a vector Imt: 6 (a vector from the origin O to the point S) is calculated as the target current Imt. Note that the maximum voltage limit circle value Iqp is larger than the q-axis coordinate Iqx of the intersection Pxa: e (Ipq> Iqx). Therefore, the output of the electric motor MTR is more increased when controlled at the point S (ide, Iqp) than when controlled at the intersection Pxa: e.
一方、補償指示電流Imrが、電圧制限円最大値Iqp未満である場合には、処理は、ステップS390からステップS435に進み、制限円d軸座標Idsが演算される。そして、ステップS440にて、d軸目標電流Idtが制限円d軸座標Idsにされ、補償指示電流Imrは制限されず、そのまま、q軸目標電流Iqtとして決定される。 On the other hand, if the compensation instruction current Imr is less than the voltage limit circle maximum value Iqp, the process proceeds from step S390 to step S435, where the limit circle d-axis coordinate Ids is calculated. Then, in step S440, the d-axis target current Idt is set to the limited circle d-axis coordinate Ids, and the compensation instruction current Imr is not limited and is determined as the q-axis target current Iqt.
さらに、回転速度dMkが、電圧制限円Cvs:eの状態から僅かに小さくなった場合が、電圧制限円Cvs:fにて図示される。この状態では、電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとの相互関係において、電圧制限円Cvs:fは、電流制限円Cisには包含されず、交点Pxa:f、Pxb:fが存在する。交点Pxa:fのd軸座標Idxは、中心Pcmのd軸座標ideよりも大きい。この状態では、ステップS360の判定が否定され、ステップS370の判定が否定され、ステップS380の判定処理が実行される。そして、補償指示電流Imrが、交点q軸座標Iqx以上である場合には、処理は、ステップS410に進む。ステップS410にて、d軸目標電流Idtが交点d軸座標Idxにされ、q軸目標電流Iqtが交点q軸座標Iqxに制限される。即ち、目標電流Imtとして、ベクトルImt:7(原点Oから点Pxa:fに向けたベクトル)が演算される。ステップS410では、ステップS210と同様の処理が成される。 Further, a case where the rotation speed dMk is slightly reduced from the state of the voltage limit circle Cvs: e is illustrated by a voltage limit circle Cvs: f. In this state, in the correlation between the current limiting circle Cis and the voltage limiting circle Cvs, the voltage limiting circle Cvs: f is not included in the current limiting circle Cis, and intersections Pxa: f and Pxb: f exist. The d-axis coordinate Idx of the intersection Pxa: f is larger than the d-axis coordinate ide of the center Pcm. In this state, the determination in step S360 is negative, the determination in step S370 is negative, and the determination process in step S380 is performed. If the compensation instruction current Imr is equal to or greater than the intersection q-axis coordinate Iqx, the process proceeds to step S410. In step S410, the d-axis target current Idt is set to the intersection d-axis coordinate Idx, and the q-axis target current Iqt is limited to the intersection q-axis coordinate Iqx. That is, a vector Imt: 7 (a vector from the origin O to the point Pxa: f) is calculated as the target current Imt. In step S410, the same processing as in step S210 is performed.
一方、補償指示電流Imrが、交点q軸座標Iqx未満である場合には、処理は、ステップS380からステップS415に進み、制限円d軸座標Idsが演算される。そして、ステップS420にて、d軸目標電流Idtが制限円d軸座標Idsにされ、補償指示電流Imrは制限されず、そのまま、q軸目標電流Iqtとして決定される。ステップS415、S420では、ステップS215、S220と同様の処理が成される。 On the other hand, if the compensation instruction current Imr is less than the intersection q-axis coordinate Iqx, the process proceeds from step S380 to step S415, where the restricted circle d-axis coordinate Ids is calculated. Then, in step S420, the d-axis target current Idt is set to the limited circle d-axis coordinate Ids, and the compensation instruction current Imr is not limited and is determined as the q-axis target current Iqt. In steps S415 and S420, the same processing as in steps S215 and S220 is performed.
回転速度dMkが相対的に小さくなった場合が、電圧制限円Cvs:g、及び、電圧制限円Cvs:hにて図示される。電圧制限円Cvs:gは、電圧制限円Cvs:bに対応し、電圧制限円Cvs:hは、電圧制限円Cvs:cに対応している。従って、第1処理例と同様に、これらの状態では、ステップS400の「Imr≧iqm」が満足されると、ステップS450にて、「Idt=0、Iqt=iqm」が演算される。一方、ステップS400の「Imr≧iqm」が否定されると、ステップS460にて、「Idt=0、Iqt=Imr」が演算される。なお、ステップS450がステップS230に相当し、ステップS460がステップS240に相当する。 The case where the rotation speed dMk becomes relatively small is illustrated by a voltage limiting circle Cvs: g and a voltage limiting circle Cvs: h. The voltage limitation circle Cvs: g corresponds to the voltage limitation circle Cvs: b, and the voltage limitation circle Cvs: h corresponds to the voltage limitation circle Cvs: c. Therefore, as in the first processing example, in these states, if “Imr ≧ iqm” in step S400 is satisfied, “Idt = 0, Iqt = iqm” is calculated in step S450. On the other hand, if “Imr ≧ iqm” in step S400 is negative, “Idt = 0, Iqt = Imr” is calculated in step S460. Step S450 corresponds to step S230, and step S460 corresponds to step S240.
電気モータMTRへの通電において、電流フィードバック制御によって、実際に流し得るdq軸の電流は、電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとが重複する領域(通電可能領域)である。そして、通電可能領域の境界上にある、交点Pxは、出力(単位時間当たりの仕事量)が最大となる点である。このため、第1の処理例と同様に、第2の処理例でも、回転速度dMkが相対的に大きく、且つ、補償指示電流Imrが相対的に大きい場合には、電気モータMTRの出力が最大化されるよう、目標電流Imtとして、ベクトルImt:7が決定される。 In energizing the electric motor MTR, the current of the dq axes that can actually flow by the current feedback control is an area where the current limiting circle Cis and the voltage limiting circle Cvs overlap (an energizable area). The intersection Px on the boundary of the energizable region is a point where the output (the amount of work per unit time) is maximum. For this reason, similarly to the first processing example, in the second processing example, when the rotation speed dMk is relatively large and the compensation instruction current Imr is relatively large, the output of the electric motor MTR is maximum. As a result, the vector Imt: 7 is determined as the target current Imt.
回転速度dMkが相対的に小さい場合には、弱め磁束制御は不要であり、「Idt=0」とされる。d軸電流とq軸電流とは、トレードオフ関係にある。このため、d軸目標電流Idtが「0」にされることによって、電気モータMTRへの通電において、トルク方向に作用するq軸目標電流Iqtが最大限に利用され得る。 When the rotation speed dMk is relatively low, the magnetic flux weakening control is unnecessary, and “Idt = 0” is set. There is a trade-off between the d-axis current and the q-axis current. Therefore, by setting the d-axis target current Idt to “0”, the q-axis target current Iqt acting in the torque direction can be used to the maximum in energizing the electric motor MTR.
回転速度dMkが相対的に小さい場合には、通電可能領域の境界上にある、点(0、iqm)が出力最大の点になる。このため、補償指示電流Imrが、q軸最大電流iqmを超えて、指示される場合には、補償指示電流Imrは、q軸最大電流iqmに制限される。一方、補償指示電流Imrが、q軸最大電流iqm未満である場合には、補償指示電流Imrの制限は行われず、そのまま、目標電流Imtとされる。 When the rotation speed dMk is relatively low, the point (0, iqm) on the boundary of the energizable area is the point of maximum output. Therefore, when the compensation instruction current Imr is instructed beyond the q-axis maximum current iqm, the compensation instruction current Imr is limited to the q-axis maximum current iqm. On the other hand, when the compensation instruction current Imr is less than the q-axis maximum current iqm, the compensation instruction current Imr is not limited and is set as the target current Imt.
回転速度dMkが非常に大きく、電圧制限円Cvsが電流制限円Cisに含まれる場合、又は、電圧制限円Cvsと電流制限円Cisとの交点Pxのd軸座標Idxが、電圧制限円Cvsの中心Pcmのd軸座標ideよりも小さい場合には、「中心Pcmを通り、q軸に平行な直線Lcm(「q軸平行線」という)」と電圧制限円Cvsとの交点R、Sが出力最大の点になる。このような状況では、交点Pxに基づいて目標電流Imtが決定されるのではなく、q軸平行線Lcmと電圧制限円Cvsとの交点(例えば、点R、S)に基づいて目標電流Imtが決定される。結果、電気モータMTRが効率的に駆動され得る。 When the rotation speed dMk is very large and the voltage limit circle Cvs is included in the current limit circle Cis, or the d-axis coordinate Idx of the intersection Px of the voltage limit circle Cvs and the current limit circle Cis is set at the center of the voltage limit circle Cvs. When Pcm is smaller than the d-axis coordinate ide, the intersections R and S between the “straight line Lcm passing through the center Pcm and parallel to the q-axis (referred to as“ q-axis parallel line ”)” and the voltage-limiting circle Cvs have the maximum output. Point. In such a situation, the target current Imt is not determined based on the intersection Px, but is determined based on the intersection (for example, points R and S) of the q-axis parallel line Lcm and the voltage limiting circle Cvs. It is determined. As a result, the electric motor MTR can be efficiently driven.
<作用・効果と、他の実施形態>
本発明に係る車両の制動制御装置BCSについて纏める。目標電流ベクトルImtの決定に際して、d軸、q軸電流特性(Idt−Iqt特性)において、駆動回路DRVの諸元(例えば、スイッチング素子の許容電流)から定められる電流制限円Cisと、回転角Mkaに基づいて決定される電圧制限円Cvsとの相互関係が参酌される。具体的には、dq軸電流特性上に、電圧制限円Cvsが作製され、電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとの相互関係に基づいてd軸、q軸目標電流Idt、Iqtが決定される。ここで、電流フィードバック制御によって、電気モータMTRに実際に流せる電流は、相互関係において、電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとが重なる範囲(通電可能領域)である。万一、通電可能領域を外れて制御された場合には、電気モータMTRの駆動において非効率的であり、時には、スイッチング素子に過負荷(定格電流を超えた電流)が掛かる場合が生じ得る。
<Action and Effect and Other Embodiments>
The vehicle brake control device BCS according to the present invention will be summarized. In determining the target current vector Imt, the d-axis and q-axis current characteristics (Idt-Iqt characteristics) include a current limiting circle Cis determined from the specifications of the drive circuit DRV (for example, the allowable current of the switching element) and a rotation angle Mka. The relationship with the voltage limiting circle Cvs determined based on the above is taken into consideration. Specifically, a voltage limiting circle Cvs is created on the dq-axis current characteristics, and the d-axis and q-axis target currents Idt and Iqt are determined based on the correlation between the current limiting circle Cis and the voltage limiting circle Cvs. . Here, the current that can actually flow through the electric motor MTR by the current feedback control is, in a mutual relationship, a range in which the current limiting circle Cis and the voltage limiting circle Cvs overlap (an energizable area). If the electric motor MTR is controlled outside the energizable region, it is inefficient in driving the electric motor MTR, and sometimes an overload (current exceeding the rated current) may be applied to the switching element.
電圧制限円Cvsは、電気角速度ωの影響を受ける。このため、相互関係は、回転速度dMkに応じて変化する。電圧制限円Cvsと電流制限円Cisとが交わる場合には、電圧制限円Cvsと電流制限円Cisとの交点Pxa、Pxb(総称として、交点Px)に基づいてd軸、q軸目標電流Idt、Iqtが演算される(図6、8参照)。これは、交点Pxにて、電気モータMTRの出力(単位時間の仕事量、仕事率)が最大となることに因る。交点Pxによって、目標電流ベクトルImt(Idt、Iqt)が決定されることにより、効率的な電気モータMTRの駆動(高速回転の維持、高トルクの出力)が達成され得る。 The voltage limiting circle Cvs is affected by the electrical angular velocity ω. For this reason, the mutual relationship changes according to the rotation speed dMk. When the voltage limiting circle Cvs intersects with the current limiting circle Cis, the d-axis and q-axis target currents Idt, Iqt is calculated (see FIGS. 6 and 8). This is because the output of the electric motor MTR (work per unit time, power) becomes maximum at the intersection Px. By determining the target current vector Imt (Idt, Iqt) by the intersection Px, efficient driving of the electric motor MTR (maintaining high-speed rotation and outputting high torque) can be achieved.
回転速度dMkが小であり、電流制限円Cisが電圧制限円Cvsに含まれる場合には、通電可能領域は、電流制限円Cisと一致する。この場合、電流制限円Cisにおいて、q軸電流Iqtが最大となる点(0、iqm)に基づいて、d軸目標電流Idtが「0」にされて、q軸目標電流Iqtが演算される。dq軸電流にはトレードオフ関係が存在するが、これにより、電気モータMTRは、十分なトルクを出力することが可能となる。 When the rotation speed dMk is small and the current limiting circle Cis is included in the voltage limiting circle Cvs, the energizable region matches the current limiting circle Cis. In this case, the d-axis target current Idt is set to “0” based on the point (0, iqm) where the q-axis current Iqt is maximum in the current limiting circle Cis, and the q-axis target current Iqt is calculated. Although there is a trade-off relationship between the dq-axis currents, this enables the electric motor MTR to output a sufficient torque.
さらに、相互関係において、「電圧制限円Cvsが電流制限円Cisに含まれる場合」、又は、「交点Pxのd軸座標Idxが、電圧制限円Cvsの中心Pcmのd軸座標ideよりも負側に存在する場合」には、電圧制限円Cvsにおいてq軸電流Iqtが最大となる頂点R、Sに基づいてd軸、q軸目標電流Idt、Iqtが演算される(図8参照)。これは、頂点R、Sにて、電気モータMTRの出力(単位時間の仕事量)が最大となることに因る。なお、頂点R、Sは、「中心Pcmを通過するq軸に平行な直線Lcm(q軸平行線)」と電圧制限円Cvsとの交点である。 Further, in the correlation, “when the voltage-limited circle Cvs is included in the current-limited circle Cis” or “the d-axis coordinate Idx of the intersection Px is more negative than the d-axis coordinate ide of the center Pcm of the voltage-limited circle Cvs. , The d-axis and q-axis target currents Idt and Iqt are calculated based on the vertices R and S at which the q-axis current Iqt is maximum in the voltage-limited circle Cvs (see FIG. 8). This is because the output (the work per unit time) of the electric motor MTR becomes maximum at the vertices R and S. Note that the vertices R and S are the intersections of the “straight line Lcm (q-axis parallel line) parallel to the q-axis passing through the center Pcm” and the voltage limiting circle Cvs.
次に、他の実施形態について説明する。他の実施形態においても、上記同様の効果(効率的な電気モータMTRの駆動、トレードオフの両立)を奏する。 Next, another embodiment will be described. In the other embodiments, the same effect as described above (both efficient driving of the electric motor MTR and compatibility of trade-off) can be obtained.
上記実施形態では、式(2)を用いて、電圧制限円Cvsが演算されることが例示された。電圧制限円Cvsの演算において、電気モータMTRに電流が流されることに起因する電圧降下が考慮され得る。電圧降下は、d軸電流においては、「(R・Iqa)/(L・ω)」として考慮され、q軸電流においては、「(R・Ida)/(L・ω)」として考慮される。具体的には、式(3)にて、電圧制限円Cvsが演算される。
{Idt+(φ/L)+(R・Iqa)/(L・ω)}2+{(R・Ida)/(L・ω)−Iqt}2={Eba/(L・ω)}2 …式(3)
ここで、「Eba」は電源電圧(即ち、蓄電池BAT、発電機ALTの電圧)、「L」は相インダクタンス、「φ」は鎖交磁束数(磁石の強さ)、「R」は配線・巻線抵抗である。また、「ω」は、電気モータMTRの電気角速度であり、回転角Mkaに基づいて演算される。さらに、「Ida」はd軸実電流、「Iqa」はq軸実電流であり、電流センサIMAの検出値Imaに基づいて演算される(図3参照)。
In the above embodiment, it has been exemplified that the voltage limiting circle Cvs is calculated using Expression (2). In the calculation of the voltage limiting circle Cvs, a voltage drop due to a current flowing through the electric motor MTR may be considered. The voltage drop is considered as “(R · Iqa) / (L · ω)” for the d-axis current and “(R · Ida) / (L · ω)” for the q-axis current. . Specifically, the voltage limiting circle Cvs is calculated by Expression (3).
{Idt + (φ / L) + (R · Iqa) / (L · ω)} 2 + {(R · Ida) / (L · ω) −Iqt} 2 = {Eba / (L · ω)} 2 ... Equation (3)
Here, “Eba” is the power supply voltage (that is, the voltage of the storage battery BAT and the generator ALT), “L” is the phase inductance, “φ” is the number of interlinkage magnetic fluxes (magnet strength), and “R” is This is the winding resistance. “Ω” is the electric angular velocity of the electric motor MTR, and is calculated based on the rotation angle Mka. Further, “Ida” is the d-axis actual current, and “Iqa” is the q-axis actual current, which is calculated based on the detection value Ima of the current sensor IMA (see FIG. 3).
式(3)では、d軸、q軸実電流Ida、Iqaに基づいて、電圧降下が考慮された。d軸、q軸実電流Ida、Iqaに代えて、前回の演算周期のd軸、q軸目標電流Idt[n-1]、Iqt[n-1]が採用される。即ち、前回の演算周期のd軸、q軸目標電流Idt[n-1]、Iqt[n-1]に基づいて電圧降下が考慮され、今回の演算周期のd軸、q軸目標電流Idt[n]、Iqt[n]演算され得る。ここで、記号末尾の[n]は今回演算周期を表し、[n-1]は前回演算周期を表す。具体的には、式(4)にて、電圧制限円Cvsが演算される。
{Idt[n]+(φ/L)+(R・Iqt[n-1])/(L・ω)}2+{(R・Idt[n-1])/(L・ω)−Iqt[n]}2={Eba/(L・ω)}2 …式(4)
In the equation (3), the voltage drop is considered based on the d-axis and q-axis actual currents Ida and Iqa. Instead of the d-axis and q-axis actual currents Ida and Iqa, the d-axis and q-axis target currents Idt [n-1] and Iqt [n-1] of the previous calculation cycle are employed. That is, the voltage drop is considered based on the d-axis and q-axis target currents Idt [n-1] and Iqt [n-1] in the previous calculation cycle, and the d-axis and q-axis target currents Idt [ n], Iqt [n]. Here, [n] at the end of the symbol indicates the current operation cycle, and [n-1] indicates the previous operation cycle. Specifically, the voltage limiting circle Cvs is calculated by equation (4).
{Idt [n] + (φ / L) + (R · Iqt [n−1]) / (L · ω)} 2 + {(R · Idt [n−1]) / (L · ω) −Iqt [n]} 2 = {Eba / (L · ω)} 2 ... Equation (4)
式(3)、又は、式(4)に示すように、電圧降下が考慮されることにより、より高精度な電気モータMTRの駆動が達成され得る。 As shown in Expression (3) or Expression (4), more accurate driving of the electric motor MTR can be achieved by considering the voltage drop.
上記実施形態では、電気モータMTRの電気角速度ωの演算において、電気モータMTRの回転角Mka(機械角)に基づいて電気角θが演算され、電気角θが時間微分されて、電気角速度ωが演算された。即ち、「Mka→θ→ω」の順にて、電気角速度ωが決定された。これに代えて、回転角Mkaに基づいて回転速度dMkが演算され、回転速度dMkに基づいて演算され電気角速度ωが演算され得る。即ち、「Mka→dMk→ω」の順で、電気角速度ωが決定され得る。しかし、何れの場合であっても、dq軸電流特性における電圧制限円Cvsは、回転角センサMKAによって検出される回転角Mkaに基づいて演算される。 In the above embodiment, in the calculation of the electric angular velocity ω of the electric motor MTR, the electric angle θ is calculated based on the rotation angle Mka (mechanical angle) of the electric motor MTR, and the electric angle θ is time-differentiated. Calculated. That is, the electrical angular velocity ω is determined in the order of “Mka → θ → ω”. Alternatively, the rotation speed dMk may be calculated based on the rotation angle Mka, and the electrical angular speed ω may be calculated based on the rotation speed dMk. That is, the electrical angular velocity ω can be determined in the order of “Mka → dMk → ω”. However, in any case, the voltage limiting circle Cvs in the dq-axis current characteristics is calculated based on the rotation angle Mka detected by the rotation angle sensor MKA.
上記実施形態では、ディスク型制動装置(ディスクブレーキ)の構成が例示された。この場合、摩擦部材MSはブレーキパッドであり、回転部材KTはブレーキディスクである。ディスク型制動装置に代えて、ドラム型制動装置(ドラムブレーキ)が採用され得る。ドラムブレーキの場合、キャリパCPに代えて、ブレーキドラムが採用される。また、摩擦部材MSはブレーキシューであり、回転部材KTはブレーキドラムである。 In the above embodiment, the configuration of the disc-type braking device (disc brake) has been exemplified. In this case, the friction member MS is a brake pad, and the rotating member KT is a brake disk. Instead of the disc type braking device, a drum type braking device (drum brake) may be employed. In the case of a drum brake, a brake drum is employed instead of the caliper CP. Further, the friction member MS is a brake shoe, and the rotating member KT is a brake drum.
上記実施形態では、加圧ユニットKAUによって、1つの車輪WHに制動力が付与されるものが例示された。しかし、加圧ユニットKAUによって、複数の車輪WHの制動力が発生され得る。この場合、流体路HWCに、複数のホイールシリンダWCが接続される。 In the above-described embodiment, an example in which the braking force is applied to one wheel WH by the pressurizing unit KAU has been described. However, the braking force of the plurality of wheels WH can be generated by the pressurizing unit KAU. In this case, a plurality of wheel cylinders WC are connected to the fluid path HWC.
さらに、加圧シリンダKCLとして、2つの加圧ピストンによって区画された、2つの液圧室を有するものが採用され得る。即ち、加圧シリンダKCLに、タンデム型の構成が採用される。そして、一方の液圧室に、4つの車輪WHのうちの2つのホイールシリンダWCが接続され、他方の液圧室に、4つの車輪WHのうちの残りの2つのホイールシリンダWCが接続される。これにより、加圧シリンダKCLを液圧源とした、所謂、前後型、又は、ダイアゴナル型の流体構成が形成され得る。 Further, as the pressurizing cylinder KCL, one having two hydraulic chambers partitioned by two pressurizing pistons may be employed. That is, a tandem type configuration is employed for the pressurizing cylinder KCL. Then, two wheel cylinders WC of the four wheels WH are connected to one hydraulic chamber, and the remaining two wheel cylinders WC of the four wheels WH are connected to the other hydraulic chamber. . As a result, a so-called front-back or diagonal fluid configuration using the pressure cylinder KCL as a hydraulic pressure source can be formed.
上記実施形態では、電気モータMTRの回転動力が、制動液を介して、ホイールシリンダWCの液圧に変換され、車輪WHに制動力が発生される、液圧式の制動制御装置の構成が例示された。これに代えて、制動液が用いられない、電気機械式の制動制御装置が採用され得る。この場合、KAUは、キャリパCPに搭載される。さらに、押圧力センサFPAとして、液圧センサに代えて、推力センサが採用される。例えば、推力センサは、図1の「(FPA)」にて示すように、動力伝達機構DDKと加圧ピストンPKCとの間に設けられ得る。 In the above embodiment, the configuration of the hydraulic braking control device in which the rotational power of the electric motor MTR is converted into the hydraulic pressure of the wheel cylinder WC via the braking fluid and the braking force is generated on the wheel WH is illustrated. Was. Instead, an electromechanical brake control device that does not use a brake fluid may be employed. In this case, the KAU is mounted on the caliper CP. Further, a thrust sensor is employed as the pressing force sensor FPA instead of the hydraulic pressure sensor. For example, the thrust sensor may be provided between the power transmission mechanism DDK and the pressurizing piston PKC, as indicated by “(FPA)” in FIG.
さらに、前輪用として、制動液を介した液圧式の加圧ユニットが採用され、後輪用として、電気機械式の加圧ユニットが採用された、複合型の構成が形成され得る。 Further, a composite structure may be formed in which a hydraulic pressurizing unit through the brake fluid is used for the front wheels, and an electromechanical pressurizing unit is used for the rear wheels.
BP…制動操作部材、MTR…電気モータ(3相ブラシレスモータ)、KAU…加圧ユニット、ECU…コントローラ、DRV…駆動回路、BPA…操作量センサ、MKA…回転角センサ、IMA…電流センサ、Cvs…電圧制限円、Cis…電流制限円。
BP: braking operation member, MTR: electric motor (three-phase brushless motor), KAU: pressurizing unit, ECU: controller, DRV: drive circuit, BPA: operation amount sensor, MKA: rotation angle sensor, IMA: current sensor, Cvs … Voltage limit circle, Cis… Current limit circle.
Claims (2)
前記電気モータを駆動する駆動回路と、
前記目標押圧力に基づいて前記駆動回路を制御するコントローラと、
前記電気モータの回転角を検出する回転角センサと、
前記電気モータの実際の電流を検出する電流センサと、
を備え、
前記コンローラは、
前記駆動回路の諸元に基づいて、前記電気モータのd軸電流とq軸電流とのdq軸電流特性における電流制限円を設定し、
前記dq軸電流特性において、前記電流制限円が前記回転角に基づいて演算される電圧制限円に含まれる場合には、
前記dq軸電流特性のq軸と前記電流制限円との交点をd軸、q軸目標電流として演算し、
前記実際の電流に基づいて、d軸、q軸実電流を演算し、
前記d軸、q軸実電流が、前記d軸、q軸目標電流に一致するように前記駆動回路を制御する、車両の制動制御装置。 A braking control device for a vehicle that drives an electric motor based on a target pressing force corresponding to a required braking force on wheels of a vehicle and presses a friction member against a rotating member fixed to the wheels to generate a braking force on the wheels. And
A drive circuit for driving the electric motor;
And a controller for controlling the drive circuit based on the target pressure,
A rotation angle sensor for detecting a rotation angle of the electric motor,
A current sensor for detecting an actual current of the electric motor;
With
The controller is
Based on the specifications of the drive circuit, set a current limiting circle in the dq-axis current characteristics of the d-axis current and the q-axis current of the electric motor,
In the dq-axis current characteristics, when the current limiting circle is included in a voltage limiting circle calculated based on the rotation angle,
The intersection of the q axis of the dq axis current characteristic and the current limiting circle is calculated as a d axis and a q axis target current ,
Based on the actual current, d-axis and q-axis actual currents are calculated,
The d-axis, q-axis actual current, the d-axis, and controls the drive circuit so as to match the q-axis target current, brake control apparatus for a vehicle.
前記電気モータを駆動する駆動回路と、A drive circuit for driving the electric motor;
前記目標押圧力に基づいて前記駆動回路を制御するコントローラと、A controller that controls the drive circuit based on the target pressing force,
前記電気モータの回転角を検出する回転角センサと、A rotation angle sensor for detecting a rotation angle of the electric motor,
前記電気モータの実際の電流を検出する電流センサと、A current sensor for detecting an actual current of the electric motor;
を備え、With
前記コンローラは、The controller is
前記駆動回路の諸元に基づいて、前記電気モータのd軸電流とq軸電流とのdq軸電流特性における電流制限円を設定し、Based on the specifications of the drive circuit, set a current limiting circle in the dq-axis current characteristics of the d-axis current and the q-axis current of the electric motor,
前記dq軸電流特性において、前記回転角に基づいて演算される電圧制限円が前記電流制限円に含まれる場合には、In the dq-axis current characteristics, when a voltage limiting circle calculated based on the rotation angle is included in the current limiting circle,
前記電圧制限円の中心を通り前記dq軸電流特性のq軸に平行な直線と前記電圧制限円との交点をd軸、q軸目標電流として演算し、The intersection of a straight line parallel to the q-axis of the dq-axis current characteristic and the voltage-limiting circle passing through the center of the voltage-limiting circle is calculated as a d-axis and q-axis target current,
前記実際の電流に基づいて、d軸、q軸実電流を演算し、Based on the actual current, d-axis and q-axis actual currents are calculated,
前記d軸、q軸実電流が、前記d軸、q軸目標電流と一致するように前記駆動回路を制御する、車両の制動制御装置。A vehicle braking control device that controls the drive circuit so that the d-axis and q-axis actual currents match the d-axis and q-axis target currents.
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