JP2008207679A - Electric braking device and its control method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric braking device capable of withstanding steady energization while making the device smaller and reducing cost of the components. <P>SOLUTION: The electric braking device comprises a three-phase brushless motor 1311 for generating rotation torque, a rotation-linear motion converting mechanism for converting rotation motions of the three-phase brushless motor 1311 to linear motions, a piston moved by the linear motions of the rotation-linear motion converting mechanism, a brake pad for pressing a disk rotor made to rotate together with wheels by the piston, switching circuits 1601-1606 for driving the three-phase brushless motor 1311, a three-phase inverter 1517 having inter-phase short circuit switches 1607, 1608 for performing an inter-phase short circuit, a control circuit for controlling the switching circuits 1601-1606 and the inter-phase short circuit switches 1607, 1608 of the three-phase inverter 1517. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車の電動ブレーキ装置およびその制御方法に関わる。   The present invention relates to an electric brake device for an automobile and a control method thereof.

電動モータのロータの回転運動を回転直動変換機構によってピストンの進退動に変換し、ピストンによってブレーキパッドをディスクロータに押圧させることにより、制動力を発生させるようにした電動ブレーキ装置が知られている(例えば特許文献1参照)。この電動ブレーキは、運転者によるブレーキペダル踏力(または変位量)をセンサによって検出し、検出した踏力や変位量に応じて電動モータの回転をコントローラによって制御して、所望の制動力を得る。   There is known an electric brake device in which the rotational motion of the rotor of the electric motor is converted into the forward / backward movement of the piston by the rotation / linear motion conversion mechanism, and the brake pad is pressed against the disk rotor by the piston to generate the braking force. (For example, refer to Patent Document 1). In this electric brake, a brake pedal depression force (or displacement amount) by a driver is detected by a sensor, and the rotation of the electric motor is controlled by a controller in accordance with the detected depression force and displacement amount to obtain a desired braking force.

特開昭60−206766号公報JP-A-60-206766

例えば赤信号に従って交差点に停止しているときや渋滞時には、ブレーキペダルが長時間踏まれている状態が続く。その間、制動力を保持するためには、電動ブレーキ装置に指令されたブレーキ力を保持するだけの電流を連続的に通電させなければならない。   For example, when the vehicle stops at an intersection according to a red light or when there is a traffic jam, the brake pedal remains depressed for a long time. In the meantime, in order to maintain the braking force, it is necessary to continuously energize a current sufficient to maintain the braking force commanded to the electric brake device.

電流を連続的に流すためには、制御回路駆動素子の耐圧及び放熱の設計を、瞬間的な時間領域ではなく定常領域に拡大し、定常通電で装置の機能が満足するような設計を施すのが常套である。しかしながら、定常通電に耐え得る設計は、放熱機構の表面積ひいては体積の増大,素子耐圧,消費電力の増加などを招き、電動ブレーキ装置自体の大きさの増大,コストの増大を招く。   In order to allow the current to flow continuously, the design of the withstand voltage and heat dissipation of the control circuit drive element should be expanded to the steady region instead of the instantaneous time region, and the design should be such that the function of the device is satisfied by steady energization. Is customary. However, a design that can withstand steady energization leads to an increase in the surface area of the heat dissipation mechanism, and thus an increase in volume, an element withstand voltage, an increase in power consumption, and the like, leading to an increase in the size and cost of the electric brake device itself.

本発明は上記に鑑み、装置の小型化や部品コストの低減を図りながら、定常通電に耐え得る電動ブレーキ装置およびその制御方法を提供することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide an electric brake device that can withstand steady energization while reducing the size of the device and reducing component costs, and a control method thereof.

回転トルクを発生する三相ブラシレスモータと、三相ブラシレスモータの回転運動を直線運動に変換する回転直動変換機構と、回転直動変換機構の直線運動によって移動するピストンと、ピストンによって車輪と共に回転するディスクロータを押圧するブレーキパッドと、三相ブラシレスモータを駆動するスイッチング回路を有する三相インバータとを有する電動ブレーキ装置において、三相インバータの相間短絡を発生させる手段を備える。   A three-phase brushless motor that generates rotational torque, a rotation / linear motion conversion mechanism that converts the rotational motion of the three-phase brushless motor into linear motion, a piston that moves by the linear motion of the rotation / linear motion conversion mechanism, and a piston that rotates with the wheels An electric brake device having a brake pad for pressing a disk rotor to be driven and a three-phase inverter having a switching circuit for driving a three-phase brushless motor is provided with means for generating a short circuit between the phases of the three-phase inverter.

装置の小型化や部品コストの低減を図りながら、定常通電に耐えうる電動ブレーキ装置およびその制御方法を提供することができる。   It is possible to provide an electric brake device that can withstand steady energization and a control method thereof while reducing the size of the device and reducing component costs.

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図2は、本発明の実施例1をなす電動ブレーキ装置を搭載した車両の概略構成図を示す。なお、走行のための駆動機構の説明は省略する。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a vehicle on which the electric brake device according to the first embodiment of the present invention is mounted. A description of the driving mechanism for traveling is omitted.

第1電動ブレーキ装置1201は、右側の前輪1211側に、車軸1221に近接して搭載される。第2電動ブレーキ装置1202は、左側の前輪1212側に、車軸1221に近接して搭載される。第3電動ブレーキ装置1203は、右側の後輪1213側に、車軸1222に近接して搭載される。第4ブレーキ装置1204は、左側の後輪1214側に、車軸1222に近接して搭載される。   The first electric brake device 1201 is mounted near the axle 1221 on the right front wheel 1211 side. The second electric brake device 1202 is mounted close to the axle 1221 on the left front wheel 1212 side. The third electric brake device 1203 is mounted on the right rear wheel 1213 side in the vicinity of the axle 1222. The fourth brake device 1204 is mounted near the axle 1222 on the left rear wheel 1214 side.

各電動ブレーキ装置1201〜1204は基本的な構造は同じであるが、前輪側に対応する第1電動ブレーキ装置1201及び第2電動ブレーキ装置1202は、後輪側に対応する第3ブレーキ装置1203及び第4電動ブレーキ1204より大きな制動力を発生するように構成されることが好ましい。   Although the electric brake devices 1201 to 1204 have the same basic structure, the first electric brake device 1201 and the second electric brake device 1202 corresponding to the front wheel side are the same as the third brake device 1203 and the rear wheel side, respectively. It is preferable to be configured to generate a braking force larger than that of the fourth electric brake 1204.

前輪の車軸1221および後輪の車軸1222には、それぞれの車軸に固定されたディスクロータ1231〜1234が設けられる。図2では図示されていないが、各電動ブレーキ装置の機構部1241〜1244は、ディスクロータ1231〜1234の各面側に対向する一対のブレーキパッドを備える。さらに、機構部1241〜1244に備えられた電動モータは回転トルクを発生し、回転トルクに基づきブレーキパッドで各ディスクロータ1231〜1234を挟むように押圧することによって制動力を発生させる。   The front wheel axle 1221 and the rear wheel axle 1222 are provided with disk rotors 1231 to 1234 fixed to the respective axles. Although not shown in FIG. 2, the mechanism units 1241 to 1244 of each electric brake device include a pair of brake pads that face each surface side of the disk rotors 1231 to 1234. Furthermore, the electric motors provided in the mechanism units 1241 to 1244 generate rotational torque, and generate braking force by pressing the disc rotors 1231 to 1234 with the brake pads based on the rotational torque.

各電動ブレーキ装置1201〜1204において、各電動モータを駆動するための電流を制御する電気回路部1251〜1254は、それぞれの機構部1241〜1244に固定される一体構造になっている。電気回路部1251〜1254は、車軸方向において、機構部1241〜1244に備えられたブレーキパッドとは反対側の面に取り付けられる。   In each of the electric brake devices 1201 to 1204, the electric circuit units 1251 to 1254 for controlling the current for driving the electric motors have an integrated structure that is fixed to the respective mechanism units 1241 to 1244. The electric circuit portions 1251 to 1254 are attached to the surface opposite to the brake pads provided in the mechanism portions 1241 to 1244 in the axle direction.

前輪側の第1電動ブレーキ装置1201および第2電動ブレーキ装置1202には、第1バッテリ1261から第1電源ライン1271を介して電力が供給される。後輪側の第3電動ブレーキ装置1203および第4電動ブレーキ装置1204には、第2バッテリ
1262から第2電源ライン1272を介して電力が供給される。
Electric power is supplied from the first battery 1261 through the first power supply line 1271 to the first electric brake device 1201 and the second electric brake device 1202 on the front wheel side. Electric power is supplied from the second battery 1262 through the second power supply line 1272 to the third electric brake device 1203 and the fourth electric brake device 1204 on the rear wheel side.

なお、右前輪の第1電動ブレーキ装置1201および左後輪の第4電動ブレーキ装置
1204には第1バッテリ1261から電力が供給され、左前輪の第2電動ブレーキ装置1202および右後輪の第3電動ブレーキ装置1203には第2バッテリ1262から電力が供給されるようにしてもよい。電源ラインを2系統にすることで一方の電源ラインに異常が発生しても他方の電源ラインによる制動が可能で、安全性が向上する。
Electric power is supplied from the first battery 1261 to the first electric brake device 1201 for the right front wheel and the fourth electric brake device 1204 for the left rear wheel, and the second electric brake device 1202 for the left front wheel and the third electric brake device 1202 for the right rear wheel. The electric brake device 1203 may be supplied with electric power from the second battery 1262. By using two power supply lines, even if an abnormality occurs in one power supply line, braking by the other power supply line is possible, and safety is improved.

図2に示した車両のブレーキシステムにおいて、ブレーキペダル1281のストロークまたはペダル踏力に関する情報は、ペダル操作量検出器1282により検出され、データ信号線1290を介して制御回路1299に入力される。制御回路1299は、例えば車室内に配置され、各電動ブレーキの電気回路部に対し、ブレーキシステムとして上位の制御処理を行う(以下「上位制御回路」と記す)。   In the vehicle brake system shown in FIG. 2, information regarding the stroke of the brake pedal 1281 or the pedal effort is detected by the pedal operation amount detector 1282 and input to the control circuit 1299 via the data signal line 1290. The control circuit 1299 is disposed, for example, in the passenger compartment, and performs upper control processing as a brake system for the electric circuit portion of each electric brake (hereinafter referred to as “upper control circuit”).

上位制御回路1299は、第1〜第4電動ブレーキ装置1201〜1204から、それぞれデータ信号線1291〜1294を介して、第1〜第4電動ブレーキ装置1201〜1204の状態、たとえば押し付け力の現在値,動作モード現在値の情報等を受信する。さらに電動モータの状態を監視しながら、ブレーキペダル1281のストロークまたはペダル踏力に関する情報に応じた制御信号をデータ信号線1291〜1294を介して、各電動ブレーキ装置1201〜1204に送信し、各電動ブレーキ装置1201〜1204を制御する。なお、上位制御装置1299は、車室内に配置される。   The upper control circuit 1299 is connected to the states of the first to fourth electric brake devices 1201 to 1204 from the first to fourth electric brake devices 1201 to 1204 via the data signal lines 1291 to 1294, respectively, for example, the current value of the pressing force. , Receive information on the current value of the operation mode. Further, while monitoring the state of the electric motor, a control signal corresponding to information on the stroke of the brake pedal 1281 or the pedal depression force is transmitted to the electric brake devices 1201 to 1204 via the data signal lines 1291 to 1294, and The devices 1201 to 1204 are controlled. Note that the host controller 1299 is disposed in the passenger compartment.

上述のように、電動ブレーキ装置は、発生させるべきブレーキ指令を電気信号として取得し、その信号変化に応じてブレーキ力を制御できる。この電気信号は、アナログ信号や通信化された信号など、どのような形態でも実現することが可能である。   As described above, the electric brake device can acquire a brake command to be generated as an electric signal, and can control the braking force in accordance with the change in the signal. This electrical signal can be realized in any form such as an analog signal or a communication signal.

なお、上位制御回路1299は、各電動ブレーキ装置1201〜1204をそれぞれ単独に制御したり、前輪側の第1電動ブレーキ装置1201と第2ブレーキ装置1202を一グループとするとともに後輪側の第3電動ブレーキ装置1203と第4ブレーキ装置
1204を他のグループとして各グループを制御したり、あるいは、前輪側の第1電動ブレーキ装置1201と後輪側の第4電動ブレーキ装置1204を一グループとするとともに前輪側の第2電動ブレーキ装置1202と後輪側の第3電動ブレーキ装置1203を他のグループとして各グループを制御したりしてもよい。グループ分けして制御することで、制御の応答性の改善,制御回路の処理負荷低減,フェールセーフの処理機能の増大といった効果が得られる。
The host control circuit 1299 controls each of the electric brake devices 1201 to 1204 independently, or the first electric brake device 1201 and the second brake device 1202 on the front wheel side are grouped and a third on the rear wheel side. The electric brake device 1203 and the fourth brake device 1204 are set as other groups to control each group, or the front wheel side first electric brake device 1201 and the rear wheel side fourth electric brake device 1204 are grouped together. Each group may be controlled with the second electric brake device 1202 on the front wheel side and the third electric brake device 1203 on the rear wheel side as other groups. By performing control in groups, effects such as improved control responsiveness, reduced processing load on the control circuit, and increased fail-safe processing functions can be obtained.

このような構成からなる自動車の電動ブレーキ装置1201〜1204は、たとえばサスペンション等を介することなく車体に直接取り付けられることから振動による影響を受けやすく、また、雨天時の走行によって水分が内部に浸入し易いという環境下で使用されることになる。   The electric brake devices 1201 to 1204 for automobiles having such a structure are easily affected by vibration because they are directly attached to the vehicle body without using a suspension or the like, for example, and moisture penetrates into the interior by running in rainy weather. It will be used in an environment where it is easy.

また、この実施例において電動ブレーキ装置1201〜1204は、上述したように機構部1241〜1244に制御回路を含む電気回路部1251〜1254が一体化して構成され、該制御回路には多数の半導体装置が備えられている。半導体装置は熱によって特性が変化する性質を有することから、車輪と共に回転するディスクロータ1231〜1232に対する機構部1241〜1244内のブレーキパッドの押圧によって発生する高熱の摩擦熱が該電気回路部1251〜1254へ伝導されるのを極力抑制させる必要が生じ、また、半導体装置がそれ自体で発生する熱においても効率よく放散させる必要が生じる。   In this embodiment, the electric brake devices 1201 to 1204 are configured by integrating the electric circuit portions 1251 to 1254 including the control circuit with the mechanism portions 1241 to 1244 as described above, and the control circuit includes a large number of semiconductor devices. Is provided. Since the semiconductor device has a property that its characteristics change due to heat, high-temperature frictional heat generated by the pressure of the brake pads in the mechanism parts 1241 to 1244 against the disk rotors 1231 to 1232 rotating with the wheels is generated in the electric circuit part 1251. It is necessary to suppress the conduction to 1254 as much as possible, and it is also necessary to efficiently dissipate the heat generated by the semiconductor device itself.

図3は、図2の電動ブレーキ装置の概念図を示す。以下、代表例として第1電動ブレーキ装置1201を説明する。   FIG. 3 shows a conceptual diagram of the electric brake device of FIG. Hereinafter, the first electric brake device 1201 will be described as a representative example.

電動ブレーキ装置1201は、互いに対向して配置される一対のブレーキパッド1306,1307を備える。車軸の回転に伴って回転するディスクロータ1231の一部が各ブレーキパッド1306,1307の間に配置される。   The electric brake device 1201 includes a pair of brake pads 1306 and 1307 arranged to face each other. A part of the disk rotor 1231 that rotates as the axle rotates is disposed between the brake pads 1306 and 1307.

電動ブレーキ装置1201は、機構部1241と電気回路部1251とが互いに一体化されて構成される。機構部1241と電気回路部1251は領域的に別個であるため、該機構部1241と電気回路部1251を構造的に分離させることも可能である。   The electric brake device 1201 is configured by integrating a mechanism portion 1241 and an electric circuit portion 1251 with each other. Since the mechanism portion 1241 and the electric circuit portion 1251 are separated in terms of regions, the mechanism portion 1241 and the electric circuit portion 1251 can be structurally separated.

機構部1241は、キャリパ1301内に、たとえば三相ブラシレスモータ1311と、三相ブラシレスモータ1311の回転を減速する減速機1321と、減速機1321によって減速された三相ブラシレスモータ1311の回転運動を直線運動に変換してピストン1331を進退動させる回転直動機構1326を備える。   In the caliper 1301, the mechanism unit 1241 linearly moves, for example, a three-phase brushless motor 1311, a speed reducer 1321 that decelerates the rotation of the three-phase brushless motor 1311, and a three-phase brushless motor 1311 decelerated by the speed reducer 1321. A rotation / linear motion mechanism 1326 that converts the motion into motion and moves the piston 1331 back and forth is provided.

ブレーキパッド1307は、ピストン1331に取り付けられ、ピストン1331の推力によりディスクロータ1231を一方の面側から押圧する。この際に、ディスクロータ1231の一方の面側からの押圧力を反力として電動ブレーキ装置1201が図中矢印α方向に移動することにより、ブレーキパッド1306がディスクロータ1231を他方の面側から押圧する。   The brake pad 1307 is attached to the piston 1331 and presses the disk rotor 1231 from one surface side by the thrust of the piston 1331. At this time, the electric brake device 1201 moves in the direction of arrow α in the figure using the pressing force from one surface side of the disk rotor 1231 as a reaction force, so that the brake pad 1306 presses the disk rotor 1231 from the other surface side. To do.

機構部1241は、パーキングブレーキ(PKB)機構1341を備える。パーキングブレーキ機構1341は、ピストン1331がディスクロータ1231に推力を供給している状態のまま三相ブラシレスモータ1311の回転を止めることにより、三相ブラシレスモータ1311に電力を供給することなく、制動力を保持することができる。   The mechanism unit 1241 includes a parking brake (PKB) mechanism 1341. The parking brake mechanism 1341 stops the rotation of the three-phase brushless motor 1311 while the piston 1331 is supplying thrust to the disk rotor 1231, thereby supplying braking force without supplying power to the three-phase brushless motor 1311. Can be held.

三相ブラシレスモータ1311の近傍には、三相ブラシレスモータ1311の回転角を検出する回転角検出センサ1351,三相ブラシレスモータ1311の駆動によって生じる推力を検出する推力センサ1353、及び三相ブラシレスモータ1311の温度を検出する温度センサ1355が配置される。回転角検出センサ1351,推力センサ1353、及び温度センサ1355の出力信号は、電気回路部1251内に配置される下位制御回路
1399に出力される。
In the vicinity of the three-phase brushless motor 1311, there are a rotation angle detection sensor 1351 for detecting the rotation angle of the three-phase brushless motor 1311, a thrust sensor 1353 for detecting a thrust generated by driving the three-phase brushless motor 1311, and a three-phase brushless motor 1311. A temperature sensor 1355 for detecting the temperature of is arranged. Output signals of the rotation angle detection sensor 1351, the thrust sensor 1353, and the temperature sensor 1355 are output to a lower control circuit 1399 disposed in the electric circuit unit 1251.

電気回路部1251は、車体側に配置されるバッテリ1261から電力供給を受ける。また、エンジンコントロールユニット1381,ATコントロールユニット1383,ペダル操作量検出器1282等が接続されたCAN(Controller Area Network) を介して、あるいは該CANから上位制御回路1299を介して、種々の制御信号を取得する。   The electric circuit unit 1251 receives power supply from a battery 1261 disposed on the vehicle body side. Further, various control signals are sent via a CAN (Controller Area Network) to which an engine control unit 1381, an AT control unit 1383, a pedal operation amount detector 1282 and the like are connected, or from the CAN via a host control circuit 1299. get.

電気回路部1251は、インバータ回路1391及び下位制御装置1399を備える。インバータ回路1391は、三相ブラシレスモータ1311に印加する電圧を制御するための回路である。下位制御回路1399は、CAN経由により制御信号を取得し、さらに機構部1241側からの回転角検出センサ1351,推力センサ1353、及び温度センサ
1355等の出力情報信号を取得し、これらの信号に基づいてインバータ回路1391を制御する。
The electric circuit unit 1251 includes an inverter circuit 1391 and a lower control device 1399. The inverter circuit 1391 is a circuit for controlling the voltage applied to the three-phase brushless motor 1311. The lower control circuit 1399 obtains a control signal via CAN, and further obtains output information signals such as the rotation angle detection sensor 1351, the thrust sensor 1353, and the temperature sensor 1355 from the mechanism unit 1241 side, and based on these signals. The inverter circuit 1391 is controlled.

三相ブラシレスモータ1311は、インバータ回路1391からの出力を取得し、ピストン1331に所定の推力を発生させるように回転トルクを発生する。なお、図中符号1395は車両側の構造物を示している。   The three-phase brushless motor 1311 acquires the output from the inverter circuit 1391 and generates a rotational torque so that the piston 1331 generates a predetermined thrust. In the figure, reference numeral 1395 denotes a vehicle-side structure.

図4は、図2の電動ブレーキ装置の断面図を示す。   FIG. 4 shows a cross-sectional view of the electric brake device of FIG.

図4中の線分X−Xは、機構部1241と電気回路部1251の境界を示し、線分X−Xの図中左側は機構部1241を、図中右側は電気回路部1251を示す。   A line segment XX in FIG. 4 indicates a boundary between the mechanism unit 1241 and the electric circuit unit 1251, and a left side of the line segment XX in the drawing indicates the mechanism unit 1241, and a right side in the drawing indicates the electric circuit unit 1251.

キャリパ1301は、略C字形に形成された爪部1302と、ボルト(図示せず)によって一体的に結合される。爪部1302は、ディスクロータ1231を跨いで形成される。ブレーキパッド1307は、車輪とともに回転するディスクロータ1231とキャリパ1301との間に設けられる。さらに、ブレーキパッド1306は、ディスクロータ1231と爪部1302の先端部との間に設けられる。   The caliper 1301 is integrally coupled to a claw portion 1302 formed in a substantially C shape by a bolt (not shown). The claw portion 1302 is formed across the disk rotor 1231. The brake pad 1307 is provided between the disc rotor 1231 that rotates with the wheel and the caliper 1301. Further, the brake pad 1306 is provided between the disk rotor 1231 and the tip of the claw portion 1302.

車体側に固定されるキャリヤ1303は、電動ブレーキ装置1201をキャリヤ1303に取り付けられたスライドピン(図示せず)によって、ディスクロータ1231の回転軸方向に沿って摺動可能に支持する。また、キャリヤ1303は、ブレーキパッド1306とディスクロータ1231との接触により発生する制動トルクを受ける。   The carrier 1303 fixed to the vehicle body side supports the electric brake device 1201 by a slide pin (not shown) attached to the carrier 1303 so as to be slidable along the rotation axis direction of the disk rotor 1231. The carrier 1303 receives a braking torque generated by contact between the brake pad 1306 and the disk rotor 1231.

キャリパ1301は、三相ブラシレスモータ1311のステータと、三相ブラシレスモータ1311のロータ1342と、差動減速機構1321と、ボールランプ機構1326と、パッド磨耗補償機構1304と、駐車ブレーキ機構1341(ロック機構)とを収納する。   The caliper 1301 includes a stator of a three-phase brushless motor 1311, a rotor 1342 of the three-phase brushless motor 1311, a differential reduction mechanism 1321, a ball ramp mechanism 1326, a pad wear compensation mechanism 1304, a parking brake mechanism 1341 (lock mechanism). ).

電動モータのロータ1342は、インバータ回路1391からの駆動電圧によって回転し、回転角検出センサ1351によって、その回転位置が検出される。なお、ステータは、ステータ自体が発熱した際に効率的に放熱できるように、金属製のキャリパ1301と接触するように配置される。   The rotor 1342 of the electric motor is rotated by the drive voltage from the inverter circuit 1391, and the rotation position is detected by the rotation angle detection sensor 1351. The stator is disposed so as to be in contact with the metal caliper 1301 so that heat can be efficiently radiated when the stator itself generates heat.

差動減速機構1321は、電動モータのロータ1342の回転を減速する。   The differential reduction mechanism 1321 reduces the rotation of the rotor 1342 of the electric motor.

ボールランプ機構1326は、回転ディスク1327および直動ディスク1328に形成されたボール溝(傾斜溝)間にボール1329が装入され、回転ディスク1327が回転すると、ボール1329が溝内を転動することにより、その回転角度に応じて直動ディスク1328が軸方向に沿って移動する。これにより、ボールランプ機構1326は、差動減速機構1321によって減速されたロータ1342の回転運動を直線運動に変換して、ブレーキパッド1307に当接するピストン1331を進退動させる。   In the ball ramp mechanism 1326, the ball 1329 is inserted between the ball grooves (inclined grooves) formed in the rotating disk 1327 and the linearly moving disk 1328, and when the rotating disk 1327 rotates, the ball 1329 rolls in the groove. Thus, the linear motion disk 1328 moves along the axial direction in accordance with the rotation angle. As a result, the ball ramp mechanism 1326 converts the rotational motion of the rotor 1342 decelerated by the differential deceleration mechanism 1321 into a linear motion, and moves the piston 1331 in contact with the brake pad 1307 back and forth.

また、ボールランプ機構1326の軸元には、戻りバネ1343が内蔵されている。この戻りバネ1343は、キャリパに推力が発生している際に、電動モータへの通電が遮断され、回転トルクが発生しなくなると、ボールランプ機構1326を推力が減少する方向にバネ力で回転させ機械的にブレーキパッド1306の推力を解除する機能を有する。これにより、電動ブレーキ装置の故障等、車両に対して意図しないブレーキ力が発生することを抑え、車両走行の安定性を損なわないようにすることができる。   A return spring 1343 is built in the base of the ball ramp mechanism 1326. The return spring 1343 rotates the ball ramp mechanism 1326 with a spring force in a direction in which the thrust decreases when the energization to the electric motor is interrupted and no torque is generated when the caliper generates thrust. It has a function of mechanically releasing the thrust of the brake pad 1306. Thereby, it is possible to prevent an unintended braking force from being generated on the vehicle, such as a failure of the electric brake device, and not to impair the stability of vehicle travel.

パッド磨耗補償機構1304は、電動モータのロータ1342の回転を一方向クラッチおよびバネを介して直動ディスク1328に伝達することにより、回転ディスク1327と直動ディスク1328とが一体なり回転させ、ピストン1331を前進させる。これにより、ブレーキパッド1307が磨耗してピストン1331との間に隙間が生じたときに、ブレーキパッド1307の磨耗を調整することができる。   The pad wear compensation mechanism 1304 transmits the rotation of the rotor 1342 of the electric motor to the linear motion disk 1328 via a one-way clutch and a spring, whereby the rotary disk 1327 and the linear motion disk 1328 are rotated together, and the piston 1331 is rotated. Move forward. Accordingly, when the brake pad 1307 is worn and a gap is formed between the brake 1307 and the piston 1331, the wear of the brake pad 1307 can be adjusted.

駐車ブレーキ機構1341は、電動モータのロータ1342の外周部に一体に設けられた爪車と、この爪車に係合する係合爪を有するロック手段とを備える。そして、指令信号に応じたアクチュエータ等(たとえば、ソレノイド)によって、ロック手段が係合爪を爪車に係合させることにより、ロータ1342の回転をロックする。ブレーキパッド1306,1307とディスクロータ1231とが接触した状態において、電力を供給することなく機械的に制動力を保持することができる。   The parking brake mechanism 1341 includes a claw wheel integrally provided on the outer peripheral portion of the rotor 1342 of the electric motor, and a lock unit having an engaging claw that engages with the claw wheel. Then, the lock unit locks the rotation of the rotor 1342 by engaging the engaging claw with the claw wheel by an actuator or the like (for example, a solenoid) according to the command signal. In a state where the brake pads 1306 and 1307 and the disk rotor 1231 are in contact with each other, the braking force can be mechanically held without supplying electric power.

スラストプレート1421は、機構部1241内の電気回路部1251側に配置され、ピストン1331の推力を反力として受ける機能を有する。推力センサ1353が、スラストプレート1241の中央部に配置される。   The thrust plate 1421 is disposed on the electric circuit portion 1251 side in the mechanism portion 1241 and has a function of receiving the thrust of the piston 1331 as a reaction force. A thrust sensor 1353 is disposed at the center of the thrust plate 1241.

スラストプレート1421は、機構部1241のキャリパ1301の端面(図中線分X−Xの部分)に対して、ブレーキパッド部側へ若干奥まった箇所に配置される。キャリパ1301を除いた機構部1241の構成部材と電気回路部1251との間には、隙間(空間)が形成される。一方、推力センサ1353は、キャリパ1301の端面(図中線分X−Xの部分)を越えて電気回路部1251側に若干突出する。しかしながら、電気回路部1251に備えられたインターフェースモジュール200は、推力センサ1353との干渉を回避するように凹陥部が形成される。   The thrust plate 1421 is disposed at a position slightly recessed toward the brake pad portion side with respect to the end surface of the caliper 1301 of the mechanism portion 1241 (part indicated by a line XX in the drawing). A gap (space) is formed between the constituent members of the mechanism part 1241 excluding the caliper 1301 and the electric circuit part 1251. On the other hand, the thrust sensor 1353 slightly protrudes toward the electric circuit portion 1251 beyond the end surface of the caliper 1301 (the portion of the line segment XX in the figure). However, the interface module 200 provided in the electric circuit unit 1251 is formed with a recess so as to avoid interference with the thrust sensor 1353.

キャリパ1301を含む機構部1241の各構成部材の大部分は、金属製であるため、熱の伝導効率が高い。そのため、ブレーキパッド部(ブレーキパッド1306,1307およびその周辺部)からの熱は、周辺の機構部1241に伝達され、キャリパ1301を介して外部へ放熱され易い。   Since most of the constituent members of the mechanism portion 1241 including the caliper 1301 are made of metal, heat conduction efficiency is high. Therefore, heat from the brake pad portion (brake pads 1306 and 1307 and its peripheral portion) is transmitted to the peripheral mechanism portion 1241 and easily radiated to the outside via the caliper 1301.

また、電気回路部1251は、機構部1241を間にして、ブレーキパッド部と反対側の面に形成されるため、電気回路部1251へ熱の伝達が極力少なくなる。さらに、機構部1241の構成部材と電気回路部1251との間には、上述した隙間(空間)が形成されるため、機構部1241から電気回路部1251への熱の伝導をさらに少なくなる。   Further, since the electric circuit portion 1251 is formed on the surface opposite to the brake pad portion with the mechanism portion 1241 in between, heat transfer to the electric circuit portion 1251 is minimized. Further, since the above-described gap (space) is formed between the structural member of the mechanism unit 1241 and the electric circuit unit 1251, heat conduction from the mechanism unit 1241 to the electric circuit unit 1251 is further reduced.

図5は、図3の電気回路部1251の回路構成図を示す。   FIG. 5 is a circuit configuration diagram of the electric circuit unit 1251 of FIG.

図中太線枠1251は図3に示された電気回路部1251に相当し、さらに一点鎖線枠1391は図3に示されたインバータ回路1391に相当する。図中点線枠1503は、機構部1241内の回路に相当する。   In the figure, a thick line frame 1251 corresponds to the electric circuit portion 1251 shown in FIG. 3, and a one-dot chain line frame 1391 corresponds to the inverter circuit 1391 shown in FIG. A dotted line frame 1503 in the drawing corresponds to a circuit in the mechanism unit 1241.

図5に示された機構部1241内回路及び電気回路部は、図示されていないが、金属製の筐体で被われているため、飛び石等の外的傷害の要因から保護される。また、伝熱性の高い金属製の筐体を用いることにより、各回路等から発生する熱の放熱を図ることができる。さらに、遮蔽性の高い金属製の筐体を用いることにより、電磁波等に対するシールド効果を備える。   Although not shown in the figure, the internal circuit 1241 and the electric circuit unit shown in FIG. 5 are protected from a cause of external injury such as a stepping stone because they are covered with a metal casing. In addition, by using a metal housing having high heat conductivity, heat generated from each circuit can be radiated. Furthermore, the shielding effect with respect to electromagnetic waves etc. is provided by using the metal housing | casing with high shielding property.

まず、電気回路部1251の回路において、車両内の電源ラインを介して供給される電力が、電源回路1511に供給される。電源回路1511により安定化された電力(Vcc,Vdd)は、中央制御回路(CPU)1599に供給される。なお、電源回路1511からの電源(Vcc)は、VCC高電圧検知回路1513によって検知される。VCC高電圧検知回路1513が高電圧を検知した場合には、フェールセーフ回路1515を動作させる。   First, in the circuit of the electric circuit unit 1251, power supplied via a power supply line in the vehicle is supplied to the power supply circuit 1511. The power (Vcc, Vdd) stabilized by the power supply circuit 1511 is supplied to a central control circuit (CPU) 1599. The power supply (Vcc) from the power supply circuit 1511 is detected by the VCC high voltage detection circuit 1513. When the VCC high voltage detection circuit 1513 detects a high voltage, the fail safe circuit 1515 is operated.

フェールセーフ回路1515は、後述の三相モータインバータ1517に供給する電力をスイッチングするリレー1519を動作させる。VCC高電圧検知回路1513によって高電圧が検知された場合、電力の供給をOFF状態にする。   The fail safe circuit 1515 operates a relay 1519 that switches power supplied to a three-phase motor inverter 1517 described later. When a high voltage is detected by the VCC high voltage detection circuit 1513, the power supply is turned off.

フィルタ回路1521は、リレー1519を介して電気回路部1251内に供給される電力のノイズを除去し、ノイズが除去された電力を三相モータインバータ1517に供給する。   The filter circuit 1521 removes noise from the power supplied into the electric circuit unit 1251 through the relay 1519 and supplies the power from which the noise has been removed to the three-phase motor inverter 1517.

中央制御回路1599は、上位制御回路1299からの制御信号を、CAN通信インターフェース回路1523を介して取得し、また機構部1241側に配置された推力センサ1353,回転角検出センサ1351及び温度センサ1355からの出力信号を、それぞれ、推力センサインターフェース回路1525,回転角検出センサインターフェース回路1527及び温度センサインターフェース回路1529を介して取得する。三相ブラシレスモータ1311の現時点における状況等に関する情報を取得し、上位制御回路1299からの制御信号に基づきフィードバック制御をすることにより、三相ブラシレスモータ
1311に適切な回転トルクを発生させる。すなわち、中央制御回路1599は、上位制御回路1299からの制御信号及び各センサの検出値に基づいて、三相モータプリドライバ回路1531に適切な信号を出力させる。また、中央制御回路1599は、インターフェース1571を介して、電源線1570の電圧値を、アナログ信号として取得し、電源電圧の変動による、制御補正を行う。
The central control circuit 1599 acquires a control signal from the host control circuit 1299 via the CAN communication interface circuit 1523, and from the thrust sensor 1353, the rotation angle detection sensor 1351, and the temperature sensor 1355 arranged on the mechanism unit 1241 side. Are obtained via a thrust sensor interface circuit 1525, a rotation angle detection sensor interface circuit 1527, and a temperature sensor interface circuit 1529, respectively. Information on the current state of the three-phase brushless motor 1311 is acquired, and feedback control is performed based on a control signal from the host control circuit 1299, thereby causing the three-phase brushless motor 1311 to generate appropriate rotational torque. That is, the central control circuit 1599 causes the three-phase motor pre-driver circuit 1531 to output an appropriate signal based on the control signal from the host control circuit 1299 and the detection value of each sensor. In addition, the central control circuit 1599 acquires the voltage value of the power supply line 1570 as an analog signal via the interface 1571, and performs control correction due to fluctuations in the power supply voltage.

三相モータインバータ1517には、相電流モニタ回路1533および相電圧モニタ回路1535U,1535V,1535Wが具備される。相電流モニタ回路1535U,
1535V,1535Wおよび相電圧モニタ回路1535は、それぞれ相電流および相電圧を監視し、監視結果を中央制御回路1599に出力する。中央制御回路1599は、監視結果に応じて、三相モータプリドライバ回路1531を適切に動作させる。なお、三相モータインバータ1517は、三相ブラシレスモータ1311を駆動させる電流および電圧を制御することから、出力が比較的大きな半導体装置を内蔵する。
The three-phase motor inverter 1517 includes a phase current monitor circuit 1533 and phase voltage monitor circuits 1535U, 1535V, and 1535W. Phase current monitor circuit 1535U,
1535 V, 1535 W and phase voltage monitor circuit 1535 monitor the phase current and the phase voltage, respectively, and output the monitoring results to central control circuit 1599. The central control circuit 1599 operates the three-phase motor pre-driver circuit 1531 appropriately according to the monitoring result. Note that the three-phase motor inverter 1517 controls a current and voltage for driving the three-phase brushless motor 1311, and therefore incorporates a semiconductor device having a relatively large output.

また、中央制御回路1599は、上位制御回路1299からの制御信号、および各センサの検出値等に基づいて、パーキングブレーキ(以下、PKB)ソレノイドドライバ回路1537を介して、機構部1241内のPKBソレノイド1342を動作させ、パーキングブレーキを作用させる。PKBソレノイドドライバ回路1537は、三相モータインバータ1517に供給される電力の一部が供給される。   The central control circuit 1599 also receives a PKB solenoid in the mechanism unit 1241 via a parking brake (hereinafter, PKB) solenoid driver circuit 1537 based on a control signal from the host control circuit 1299, detection values of each sensor, and the like. 1342 is operated to activate the parking brake. PKB solenoid driver circuit 1537 is supplied with part of the power supplied to three-phase motor inverter 1517.

また、電気回路部1251は、中央制御回路1599との間で信号の送受がなされる監視用制御回路1539、たとえば故障情報等が格納されたEEPROMからなる記憶回路1541を備える。   In addition, the electric circuit unit 1251 includes a monitoring control circuit 1539 that transmits and receives signals to and from the central control circuit 1599, for example, a storage circuit 1541 that includes an EEPROM that stores failure information and the like.

電気回路部1251は、機構部1241との間での結線は多いが、機構部1241以外の回路(バッテリ1261,上位制御装置1299)との間の結線は極めて少ない。これにより、機構部1241と電気回路部1251との一体構造からなる電動ブレーキ装置
1201の製造工程において、機構部1241と電気回路部1251との間の複雑な結線を行い、電動ブレーキ装置1201が完成した後に、電動ブレーキ装置1201を車体に取り付ける際には、バッテリ1261あるいは上位制御装置1299との間の結線を極めて容易に行うことができる。
The electrical circuit unit 1251 has many connections with the mechanism unit 1241, but there are very few connections with circuits other than the mechanism unit 1241 (battery 1261, host controller 1299). As a result, in the manufacturing process of the electric brake device 1201 having an integrated structure of the mechanism portion 1241 and the electric circuit portion 1251, complicated connection between the mechanism portion 1241 and the electric circuit portion 1251 is performed, and the electric brake device 1201 is completed. After that, when the electric brake device 1201 is attached to the vehicle body, the connection with the battery 1261 or the host control device 1299 can be performed very easily.

このような電動ディスクブレーキ装置では、各種センサを用いて、各車輪の回転速度,車両速度,車両加速度,操舵角,車両横加速度等の車両状態を検出し、コントローラによってこれらの検出に基づいて電動モータの回転を制御することにより、倍力制御,アンチロック制御,トラクション制御および車両安定化制御を得ることができる。   In such an electric disc brake device, various sensors are used to detect vehicle conditions such as the rotational speed of each wheel, vehicle speed, vehicle acceleration, steering angle, vehicle lateral acceleration, and the like, and the controller performs electric power based on these detections. By controlling the rotation of the motor, boost control, anti-lock control, traction control and vehicle stabilization control can be obtained.

図1は、本発明の実施例1をなす電動ブレーキ装置における三相モータインバータの回路図を示す。   FIG. 1 shows a circuit diagram of a three-phase motor inverter in an electric brake device according to Embodiment 1 of the present invention.

三相モータインバータ1517は、UVW相に対応する上アームスイッチング素子1601,1602,1603と、下アームスイッチング素子1604,1605,1606を有する。本実施形態では、相間短絡スイッチ1607,1608を有する。これらの相間短絡スイッチ1607,1608は、図5における三相モータプリドライバを介したCPU1599からの制御信号により開閉される。   The three-phase motor inverter 1517 has upper arm switching elements 1601, 1602, 1603 corresponding to the UVW phase, and lower arm switching elements 1604, 1605, 1606. In the present embodiment, interphase short-circuit switches 1607 and 1608 are provided. These interphase short-circuit switches 1607 and 1608 are opened and closed by a control signal from the CPU 1599 via the three-phase motor pre-driver in FIG.

ここで、相間短絡について説明する。三相ブラシレスモータは、ステータによって回転磁界を発生させ、その回転磁界とロータに埋め込まれた永久磁石の吸引力によって回転磁界に同期した回転がロータに発生する。ここで、三相のうちの所定の2相の間に相間短絡が発生した状態で、ロータに外力による回転トルクが発生すると、ロータの磁力線とステータコイルが交差し、ロータの回転により相対運動が発生して、フレミング左手の法則により短絡回路に電流が発生する。そして、それに伴い短絡回路上のステータコイルのインダクタンス成分により逆起電力が発生し、この逆起電力により、フレミング左手の法則により発生していた短絡電流とは逆向きの電流が発生する。この逆向きの電流は、外力によるトルクと逆向きのトルク(ロックトルク)を発生し、ロータの回転をロックする。   Here, a short circuit between phases will be described. In the three-phase brushless motor, a rotating magnetic field is generated by a stator, and rotation in synchronization with the rotating magnetic field is generated in the rotor by the rotating magnetic field and the attractive force of a permanent magnet embedded in the rotor. Here, when a rotational torque due to an external force is generated in the rotor with a short-circuit between two predetermined phases of the three phases, the magnetic field lines of the rotor intersect with the stator coil, and relative movement is caused by the rotation of the rotor. And a current is generated in the short circuit according to Fleming's left-hand rule. Along with this, a counter electromotive force is generated by the inductance component of the stator coil on the short circuit, and a current opposite to the short circuit current generated by the Fleming left-hand rule is generated by the counter electromotive force. This reverse current generates a torque (lock torque) opposite to the torque due to the external force, and locks the rotation of the rotor.

本実施形態では、相間短絡スイッチ1607,1608を操作することによって相間短絡を発生させ、それにより発生したロックトルクによって電動ブレーキのピストンを推進するモータをロックさせ、電力をほぼ消費せずにそれ以前に発生していた制動力を維持する。   In the present embodiment, an interphase short circuit is generated by operating the interphase short circuit switches 1607 and 1608, and the motor that propels the piston of the electric brake is locked by the generated lock torque. The braking force generated in the

図6は、図1の例におけるロックトルク制御のフローチャートを示し、図7は、図6の制御によるタイムチャートを示す。これは、車両側で運転者が操作するブレーキ操作において、推力を保持する場合の動作を示す。   6 shows a flowchart of the lock torque control in the example of FIG. 1, and FIG. 7 shows a time chart by the control of FIG. This shows an operation in the case where the thrust is held in a brake operation operated by the driver on the vehicle side.

図6のステップ601で、ブレーキペダル操作量が所定値S0を超えた状態が所定時間続いたかどうか判断する。この処理は、CPU112によって常時連続的に一定時間間隔で実行するか、瞬間低電圧を検知することをトリガーとした、ハードウェアによる割り込み処理で実行する。尚、ブレーキペダル操作量は上位制御装置1299及び車内ネットワークを通じて電動ブレーキ装置が入手しても良いし、またブレーキペダル操作量が所定値S0を超えた状態が所定時間続いたということを示す情報を上位制御装置が電動ブレーキ装置に与えても良い。後述するブレーキペダル操作量が所定値S0を下回ったことを判定する際も同様である。ブレーキペダル操作量が所定値S0を超えた状態が所定時間続いていなければ、このルーチンを終了して通常のブレーキ制御に戻る。   In step 601 of FIG. 6, it is determined whether or not the state in which the brake pedal operation amount exceeds the predetermined value S0 has continued for a predetermined time. This process is executed by a hardware interrupt process triggered by detecting a momentary low voltage constantly or continuously by the CPU 112 at a constant time interval. The brake pedal operation amount may be obtained by the electric brake device through the host control device 1299 and the in-vehicle network, and information indicating that the state where the brake pedal operation amount exceeds the predetermined value S0 has continued for a predetermined time. The host controller may give the electric brake device. The same is true when it is determined that a brake pedal operation amount described below has fallen below a predetermined value S0. If the state where the brake pedal operation amount exceeds the predetermined value S0 does not continue for a predetermined time, this routine is terminated and the normal brake control is resumed.

ここで例えば図7の時点t1から時点t2にかけて、ブレーキペダル操作量が所定値
S0を超えた状態が続いたとする。すると、図6の601において、ブレーキペダル操作量が所定値S0を超えた状態が所定時間続いたと判断され、ステップ602に進む。
Here, for example, it is assumed that the state in which the brake pedal operation amount exceeds the predetermined value S0 continues from time t1 to time t2 in FIG. Then, in 601 of FIG. 6, it is determined that the state where the brake pedal operation amount exceeds the predetermined value S0 has continued for a predetermined time, and the process proceeds to step 602.

ステップ602では、インバータの制御を停止するとともに、ステップ603で、ロックトルク制御信号により相間短絡スイッチ1607,1608を操作して相間短絡を発生させ、モータにロックトルクを発生させる。インバータの制御を停止させると、モータにはトルクが発生しなくなり、キャリパ1301内蔵の先述の戻りバネ1343の作用により、推力が解除される方向にモータが回転しようとする。しかし、処理603において、ロックトルク制御信号がロック側になり、電動モータ9の各相が短絡され、ロックトルクが発生し、キャリパ1301内のピストン1331の位置を保持し、発生推力が保持される。   In step 602, the control of the inverter is stopped, and in step 603, the inter-phase short-circuit switches 1607 and 1608 are operated by the lock torque control signal to generate the inter-phase short circuit, thereby generating the lock torque in the motor. When the control of the inverter is stopped, no torque is generated in the motor, and the motor tries to rotate in the direction in which the thrust is released by the action of the return spring 1343 incorporated in the caliper 1301. However, in the process 603, the lock torque control signal becomes the lock side, each phase of the electric motor 9 is short-circuited, the lock torque is generated, the position of the piston 1331 in the caliper 1301 is held, and the generated thrust is held. .

ここで、発生するロックトルクが戻りバネ1343の最大バネ力に打ち勝つように、モータのコイル長,コイル径,コイルターン数を考慮して設計されることが好ましい。   Here, it is preferable that the design is made in consideration of the coil length, the coil diameter, and the number of coil turns of the motor so that the generated lock torque overcomes the maximum spring force of the return spring 1343.

次に処理604において、ブレーキペダル操作量をモニタし、時点t3において、ブレーキペダル操作量が所定値S0を下回れば、処理605によりロックトルク制御信号を開放し、処理606においてインバータ制御を復帰させ、通常のブレーキ制御を再開する。   Next, in step 604, the brake pedal operation amount is monitored. If the brake pedal operation amount falls below the predetermined value S0 at time t3, the lock torque control signal is released in step 605, and inverter control is returned in step 606. Resume normal brake control.

本実施形態によれば、車両側から出力される制動力保持指令に対して、相間短絡スイッチ1607,1608をONに維持する電力だけで制動力を保持することが可能になり、駆動回路の電気的,放熱容量を大きくする必要がなく、装置のコスト,重量,サイズ,消費電力の削減を図ることが可能となる。   According to this embodiment, in response to a braking force holding command output from the vehicle side, it becomes possible to hold the braking force only with electric power that maintains the interphase short-circuit switches 1607 and 1608 ON, and the electric power of the drive circuit Therefore, it is not necessary to increase the heat dissipation capacity, and the cost, weight, size, and power consumption of the apparatus can be reduced.

図8は、本発明の実施例2をなす電動ブレーキ装置におけるロックトルク制御のフローチャートを示し、図9は、図8の制御によるタイムチャートを示す。これは、電源電圧の瞬間的な低下により発生させている推力制御が維持できなくなる場合の動作を示す。   FIG. 8 shows a flowchart of lock torque control in the electric brake device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 9 shows a time chart by the control of FIG. This shows the operation in the case where the thrust control generated due to the instantaneous drop in the power supply voltage cannot be maintained.

図8のステップ801で、電動ブレーキ装置に供給される電源電圧の瞬間低下が発生したかどうか判断する。この処理は、CPU112によって常時連続的に一定時間間隔で実行するか、瞬間低電圧を検知することをトリガーとした、ハードウェアによる割り込み処理で実行する。電源電圧の瞬間低下が発生していなければ、このルーチンを終了して通常のブレーキ制御に戻る。   In step 801 of FIG. 8, it is determined whether or not an instantaneous drop in the power supply voltage supplied to the electric brake device has occurred. This process is executed by a hardware interrupt process triggered by detecting a momentary low voltage constantly or continuously by the CPU 112 at a constant time interval. If no instantaneous drop in the power supply voltage has occurred, this routine ends and the normal brake control is resumed.

ここで例えば図9の時点0から時点t4にかけて、推力指令に応じて推力を発生させている状態から、電源電圧が時点t4において装置の最低動作電圧であるV0を下回るような瞬間低電圧状態が発生したとする。すると、図8の801において、電源電圧の瞬間低下が発生したと判断され、ステップ802に進む。   Here, for example, from the state where the thrust is generated according to the thrust command from time 0 to time t4 in FIG. 9, there is an instantaneous low voltage state where the power supply voltage falls below V0 which is the lowest operating voltage of the device at time t4. Suppose that it occurred. Then, in 801 in FIG. 8, it is determined that an instantaneous drop in the power supply voltage has occurred, and the process proceeds to step 802.

ステップ802では、インバータの制御を停止するとともに、ステップ803で、ロックトルク制御信号により相間短絡スイッチ1607,1608を操作して相間短絡を発生させ、モータにロックトルクを発生させる。インバータの制御を停止させると、モータにはトルクが発生しなくなり、キャリパ1301内蔵の先述の戻りバネ1343の作用により、推力が解除される方向にモータが回転しようとする。しかし、処理803において、ロックトルク制御信号がロック側になり、電動モータ9の各相が短絡され、ロックトルクが発生し、キャリパ1301内のピストン1331の位置を保持し、発生推力が保持される。   In step 802, control of the inverter is stopped, and in step 803, the interphase short-circuit switches 1607 and 1608 are operated by the lock torque control signal to generate an inter-phase short circuit, thereby generating a lock torque in the motor. When the control of the inverter is stopped, no torque is generated in the motor, and the motor tries to rotate in the direction in which the thrust is released by the action of the return spring 1343 incorporated in the caliper 1301. However, in process 803, the lock torque control signal becomes the lock side, each phase of the electric motor 9 is short-circuited, a lock torque is generated, the position of the piston 1331 in the caliper 1301 is held, and the generated thrust is held. .

次に処理804において、電源電圧をモニタし、時点t5において、電源電圧が最低動作電圧以上に復帰すれば、処理805によりロックトルク制御信号を開放し、処理806においてインバータ制御を復帰させ、推力制御を再開する。   Next, in process 804, the power supply voltage is monitored. If the power supply voltage returns to the minimum operating voltage or higher at time t5, the lock torque control signal is released in process 805, inverter control is returned in process 806, and thrust control is performed. To resume.

本実施例によれば、電動ブレーキの発生推力を、電源からのエネルギーをほとんど使用せず保持可能なため、電源が瞬間的に低下したりした場合に、ブレーキ力が完全に解除されることを回避することが可能である。また、瞬間的に発生する低電圧によって、推力が解除されて、車両が坂道などで後退するような状況を回避することが可能となる。   According to the present embodiment, since the generated thrust of the electric brake can be maintained with little use of energy from the power source, the brake force is completely released when the power source is momentarily reduced. It is possible to avoid it. Further, it is possible to avoid a situation in which the thrust is released by the low voltage generated instantaneously and the vehicle moves backward on a slope.

図10は、本発明の実施例3をなす電動ブレーキ装置における三相モータインバータの回路図を示す。   FIG. 10 shows a circuit diagram of a three-phase motor inverter in the electric brake device according to Embodiment 3 of the present invention.

図1では相間短絡スイッチ1607,1608によって相間短絡を発生させたが、本実施例では相間短絡スイッチ1607,1608を無くし、その代わりにインバータ回路の上アームスイッチング素子1601,1602,1603をすべてONさせる方法、または下アームスイッチング素子1604,1605,1606スイッチをONさせる方法により、相間短絡を発生させる。他の構成は、実施例1と同様である。また、実施例2と組み合わせても良い。   In FIG. 1, the inter-phase short circuit is generated by the inter-phase short circuit switches 1607 and 1608. However, in this embodiment, the inter-phase short circuit switches 1607 and 1608 are eliminated, and instead, all the upper arm switching elements 1601, 1602 and 1603 of the inverter circuit are turned on. A short circuit between phases is generated by a method or a method of turning on the lower arm switching elements 1604, 1605, and 1606. Other configurations are the same as those of the first embodiment. Moreover, you may combine with Example 2. FIG.

本実施例によれば、相間短絡スイッチ1607,1608が不要となり、新たなインバータを用意することなく、制御によって制動力の維持が可能になり、より低コストに装置を提供することができる。   According to the present embodiment, the interphase short-circuit switches 1607 and 1608 are not required, and the braking force can be maintained by the control without preparing a new inverter, and the apparatus can be provided at a lower cost.

本発明の実施例1をなす電動ブレーキ装置における三相モータインバータの回路図を示す。The circuit diagram of the three-phase motor inverter in the electric brake device which makes Example 1 of this invention is shown. 本発明の実施例1をなす電動ブレーキ装置を搭載した車両の概略構成図を示す。1 is a schematic configuration diagram of a vehicle equipped with an electric brake device that constitutes Embodiment 1 of the present invention. FIG. 図2の電動ブレーキ装置の概念図を示す。The conceptual diagram of the electric brake device of FIG. 2 is shown. 図2の電動ブレーキ装置の断面図を示す。Sectional drawing of the electric brake device of FIG. 2 is shown. 図3の電気回路部1251の回路構成図を示す。The circuit block diagram of the electric circuit part 1251 of FIG. 3 is shown. 図1の例におけるロックトルク制御のフローチャートを示す。The flowchart of the lock torque control in the example of FIG. 1 is shown. 図6の制御によるタイムチャートを示す。7 shows a time chart according to the control of FIG. 本発明の実施例2をなす電動ブレーキ装置におけるロックトルク制御のフローチャートを示す。The flowchart of the lock torque control in the electric brake device which makes Example 2 of this invention is shown. 図8の制御によるタイムチャートを示す。9 is a time chart according to the control of FIG. 本発明の実施例3をなす電動ブレーキ装置における三相モータインバータの回路図を示す。The circuit diagram of the three-phase motor inverter in the electric brake device which makes Example 3 of this invention is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1311 三相ブラシレスモータ
1517 三相モータインバータ
1601〜1603 上アームスイッチング回路
1604〜1606 下アームスイッチング回路
1607,1608 相間短絡スイッチ
1311 Three-phase brushless motor 1517 Three-phase motor inverters 1601 to 1603 Upper arm switching circuits 1604 to 1606 Lower arm switching circuits 1607 and 1608 Interphase short-circuit switch

Claims (20)

回転トルクを発生する三相ブラシレスモータと、
前記三相ブラシレスモータの回転運動を直線運動に変換する回転直動変換機構と、
前記回転直動変換機構の直線運動によって移動するピストンと、
前記ピストンによって車輪と共に回転するディスクロータを押圧するブレーキパッドと、
前記三相ブラシレスモータを駆動するスイッチング回路と、相間短絡を行う相間短絡スイッチとを有する三相インバータと、
前記三相インバータのスイッチング回路及び前記相間短絡スイッチを制御する制御回路と、
を有する電動ブレーキ装置。
A three-phase brushless motor that generates rotational torque;
A rotation / linear motion conversion mechanism for converting the rotational motion of the three-phase brushless motor into linear motion;
A piston that moves by a linear motion of the rotation / linear motion conversion mechanism;
A brake pad that presses a disk rotor that rotates with the wheel by the piston;
A three-phase inverter having a switching circuit for driving the three-phase brushless motor, and an inter-phase short-circuit switch for inter-phase short circuit;
A control circuit for controlling the switching circuit of the three-phase inverter and the inter-phase short-circuit switch;
Electric brake device having
請求項1記載の電動ブレーキ装置であって、
前記制御回路は、ブレーキペダル操作量が所定値を超えた状態が所定時間続いた場合、前記相間短絡スイッチを動作させる電動ブレーキ装置。
The electric brake device according to claim 1,
The control circuit is an electric brake device that operates the interphase short-circuit switch when a state in which a brake pedal operation amount exceeds a predetermined value continues for a predetermined time.
請求項2記載の電動ブレーキ装置であって、
前記制御回路は、前記相間短絡スイッチを動作させた後、前記ブレーキペダル操作量が前記所定値を下回った場合、前記相間短絡スイッチを解除する電動ブレーキ装置。
The electric brake device according to claim 2,
The said control circuit is an electric brake device which cancels | releases the said phase short circuit switch, when the said brake pedal operation amount falls below the said predetermined value after operating the said phase short circuit switch.
請求項1記載の電動ブレーキ装置であって、
前記制御回路は、電源電圧が装置の最低動作電圧を下回るような瞬間低電圧状態が発生した場合、前記相間短絡スイッチを動作させる電動ブレーキ装置。
The electric brake device according to claim 1,
The control circuit is an electric brake device that operates the phase-to-phase short-circuit switch when an instantaneous low voltage state occurs such that a power supply voltage is lower than a minimum operating voltage of the device.
請求項4記載の電動ブレーキ装置であって、
前記制御回路は、前記相間短絡スイッチを動作させた後、前記電源電圧が前記最低動作電圧に復帰した場合、前記相間短絡スイッチを解除する電動ブレーキ装置。
The electric brake device according to claim 4,
The said control circuit is an electric brake device which cancels | releases the said phase short circuit switch, when the said power supply voltage returns to the said minimum operating voltage after operating the said phase short circuit switch.
回転トルクを発生する三相ブラシレスモータと、
前記三相ブラシレスモータの回転運動を直線運動に変換する回転直動変換機構と、
前記回転直動変換機構の直線運動によって移動するピストンと、
前記ピストンによって車輪と共に回転するディスクロータを押圧するブレーキパッドと、
前記三相ブラシレスモータを駆動するスイッチング回路を有する三相インバータと、
所定の条件が成立した場合に、前記三相インバータのスイッチング回路を操作して相間短絡を発生させる制御回路と、
を有する電動ブレーキ装置。
A three-phase brushless motor that generates rotational torque;
A rotation / linear motion conversion mechanism for converting the rotational motion of the three-phase brushless motor into linear motion;
A piston that moves by a linear motion of the rotation / linear motion conversion mechanism;
A brake pad that presses a disk rotor that rotates with the wheel by the piston;
A three-phase inverter having a switching circuit for driving the three-phase brushless motor;
A control circuit that operates a switching circuit of the three-phase inverter to generate a short circuit between phases when a predetermined condition is satisfied;
Electric brake device having
請求項6記載の電動ブレーキ装置であって、
前記制御回路は、ブレーキペダル操作量が所定値を超えた状態が所定時間続いた場合、前記三相インバータのスイッチング回路を操作して相間短絡を発生させる電動ブレーキ装置。
The electric brake device according to claim 6,
The control circuit is an electric brake device that operates a switching circuit of the three-phase inverter to generate a short circuit between phases when a state where a brake pedal operation amount exceeds a predetermined value continues for a predetermined time.
請求項7記載の電動ブレーキ装置であって、
前記制御回路は、前記相間短絡を発生させた後、前記ブレーキペダル操作量が前記所定値を下回った場合、前記相間短絡を解除する電動ブレーキ装置。
The electric brake device according to claim 7,
The said control circuit is an electric brake device which cancels | releases the said phase short circuit, when the said brake pedal operation amount falls below the said predetermined value after generating the said phase short circuit.
請求項6記載の電動ブレーキ装置であって、
前記制御回路は、電源電圧が装置の最低動作電圧を下回るような瞬間低電圧状態が発生した場合、前記三相インバータのスイッチング回路を操作して相間短絡を発生させる電動ブレーキ装置。
The electric brake device according to claim 6,
The control circuit is an electric brake device that operates a switching circuit of the three-phase inverter to generate a short circuit between phases when an instantaneous low voltage state occurs such that a power supply voltage falls below a minimum operating voltage of the device.
請求項9記載の電動ブレーキ装置であって、
前記制御回路は、前記相間短絡を発生させた後、前記電源電圧が前記最低動作電圧に復帰した場合、前記相間短絡を解除する電動ブレーキ装置。
The electric brake device according to claim 9, wherein
The said control circuit is an electric brake device which cancels | releases the said phase short circuit, when the said power supply voltage returns to the said minimum operating voltage after generating the said phase short circuit.
回転トルクを発生する三相ブラシレスモータと、
前記三相ブラシレスモータの回転運動を直線運動に変換する回転直動変換機構と、
前記回転直動変換機構の直線運動によって移動するピストンと、
前記ピストンによって車輪と共に回転するディスクロータを押圧するブレーキパッドと、
前記三相ブラシレスモータを駆動するスイッチング回路と、相間短絡を行う相間短絡スイッチとを有する三相インバータと、を有する電動ブレーキ装置の制御方法であって、
所定の条件が成立した場合に、前記相間短絡スイッチを動作させる電動ブレーキ装置の制御方法。
A three-phase brushless motor that generates rotational torque;
A rotation / linear motion conversion mechanism for converting the rotational motion of the three-phase brushless motor into linear motion;
A piston that moves by a linear motion of the rotation / linear motion conversion mechanism;
A brake pad that presses a disk rotor that rotates with the wheel by the piston;
A control method for an electric brake device having a switching circuit for driving the three-phase brushless motor and a three-phase inverter having an inter-phase short-circuit switch for short-circuiting between phases,
A control method for an electric brake device that operates an inter-phase short-circuit switch when a predetermined condition is satisfied.
請求項11記載の電動ブレーキ装置の制御方法であって、
ブレーキペダル操作量が所定値を超えた状態が所定時間続いた場合、前記相間短絡スイッチを動作させる電動ブレーキ装置の制御方法。
It is a control method of the electric brake equipment according to claim 11,
The control method of the electric brake device which operates the said short circuit switch between phases, when the state in which the brake pedal operation amount exceeded the predetermined value continued for the predetermined time.
請求項12記載の電動ブレーキ装置の制御方法であって、
前記相間短絡スイッチを動作させた後、前記ブレーキペダル操作量が前記所定値を下回った場合、前記相間短絡スイッチを解除する電動ブレーキ装置の制御方法。
A control method for an electric brake device according to claim 12,
A control method for an electric brake device that releases the inter-phase short-circuit switch when the operation amount of the brake pedal falls below the predetermined value after operating the inter-phase short-circuit switch.
請求項11記載の電動ブレーキ装置の制御方法であって、
電源電圧が装置の最低動作電圧を下回るような瞬間低電圧状態が発生した場合、前記相間短絡スイッチを動作させる電動ブレーキ装置の制御方法。
It is a control method of the electric brake equipment according to claim 11,
A control method for an electric brake device that operates an inter-phase short-circuit switch when an instantaneous low voltage state occurs such that a power supply voltage falls below a minimum operating voltage of the device.
請求項14記載の電動ブレーキ装置の制御方法であって、
前記相間短絡スイッチを動作させた後、前記電源電圧が前記最低動作電圧に復帰した場合、前記相間短絡スイッチを解除する電動ブレーキ装置の制御方法。
It is a control method of the electric brake equipment according to claim 14,
A control method for an electric brake device that releases the inter-phase short-circuit switch when the power supply voltage returns to the minimum operating voltage after operating the inter-phase short-circuit switch.
回転トルクを発生する三相ブラシレスモータと、
前記三相ブラシレスモータの回転運動を直線運動に変換する回転直動変換機構と、
前記回転直動変換機構の直線運動によって移動するピストンと、
前記ピストンによって車輪と共に回転するディスクロータを押圧するブレーキパッドと、
前記三相ブラシレスモータを駆動するスイッチング回路を有する三相インバータと、を有する電動ブレーキ装置の制御方法であって、
所定の条件が成立した場合に、前記三相インバータのスイッチング回路を操作して相間短絡を発生させる電動ブレーキ装置の制御方法。
A three-phase brushless motor that generates rotational torque;
A rotation / linear motion conversion mechanism for converting the rotational motion of the three-phase brushless motor into linear motion;
A piston that moves by a linear motion of the rotation / linear motion conversion mechanism;
A brake pad that presses a disk rotor that rotates with the wheel by the piston;
A control method of an electric brake device having a three-phase inverter having a switching circuit for driving the three-phase brushless motor,
A control method for an electric brake device in which a short circuit between phases is generated by operating a switching circuit of the three-phase inverter when a predetermined condition is satisfied.
請求項16記載の電動ブレーキ装置の制御方法であって、
ブレーキペダル操作量が所定値を超えた状態が所定時間続いた場合、前記三相インバータのスイッチング回路を操作して相間短絡を発生させる電動ブレーキ装置の制御方法。
It is a control method of the electric brake equipment according to claim 16,
A control method for an electric brake device in which a short circuit between phases is generated by operating a switching circuit of the three-phase inverter when a state where a brake pedal operation amount exceeds a predetermined value continues for a predetermined time.
請求項17記載の電動ブレーキ装置の制御方法であって、
前記相間短絡を発生させた後、前記ブレーキペダル操作量が前記所定値を下回った場合、前記相間短絡を解除する電動ブレーキ装置の制御方法。
A control method for an electric brake device according to claim 17,
A control method for an electric brake device that releases the inter-phase short circuit when the operation amount of the brake pedal falls below the predetermined value after the inter-phase short circuit is generated.
請求項16記載の電動ブレーキ装置の制御方法であって、
電源電圧が装置の最低動作電圧を下回るような瞬間低電圧状態が発生した場合、前記三相インバータのスイッチング回路を操作して相間短絡を発生させる電動ブレーキ装置。
It is a control method of the electric brake equipment according to claim 16,
An electric brake device that operates a switching circuit of the three-phase inverter to generate a short circuit between phases when a momentary low voltage state occurs such that a power supply voltage falls below a minimum operating voltage of the device.
請求項19記載の電動ブレーキ装置の制御方法であって、
前記相間短絡を発生させた後、前記電源電圧が前記最低動作電圧に復帰した場合、前記相間短絡を解除する電動ブレーキ装置の制御方法。
A control method for an electric brake device according to claim 19,
A control method of an electric brake device that releases the short circuit between phases when the power supply voltage returns to the minimum operating voltage after the short circuit between phases is generated.
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