JP2006273184A - Electric braking device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両等の電動制動装置に関するものである。 The present invention relates to an electric braking device such as a vehicle.
車両等の電動制動装置として、電気機械式制動装置や電気油圧式制動装置が知られている。
電気機械式制動装置は、例えば、モータの回転をピストンの直線運動に変換し、該ピストンの推進力によりブレーキパッドをディスクロータに押圧し、前記モータのトルクに応じた制動力を発生させる(例えば、特許文献1参照)。
電気油圧式制動装置は、例えば、モータの回転をピストンの直線運動に変換し、該ピストンで油圧室を加圧することにより油圧を発生させ、この油圧でブレーキパッドをディスクロータに押圧し、制動力を発生させる(例えば、特許文献2参照)。
Electromechanical braking devices and electrohydraulic braking devices are known as electric braking devices for vehicles and the like.
The electromechanical braking device converts, for example, the rotation of the motor into a linear motion of a piston, presses the brake pad against the disc rotor by the driving force of the piston, and generates a braking force corresponding to the torque of the motor (for example, , See Patent Document 1).
An electrohydraulic braking device, for example, converts the rotation of a motor into a linear motion of a piston, and pressurizes a hydraulic chamber with the piston to generate a hydraulic pressure. (For example, refer to Patent Document 2).
前記電気機械式制動装置では、モータの回転数(回転角度)によりブレーキ力を制御している。そのため、モータの回転数をレゾルバによって検出し、レゾルバから出力されるアナログ信号をコンバータによって角度を表すデジタル信号に変換して制御回路に入力し、要求ブレーキ力に応じたモータの回転数となるように、前記制御回路でモータのドライブ回路の出力を制御している。
ところで、従来の前記電気機械式制動装置では、各車輪にレゾルバを備えた前記モータを配置し、それ以外の構成(すなわち、コンバータとドライブ回路と制御回路等)を車体側に配置していた。レゾルバには、1本の励磁用コイルに接続される2本の電線と、2本の磁束変化検出用の出力コイルに接続される4本の出力電線が必要であり、また、モータには例えば三相モータであれば3本の電力供給用の電線が必要である。そのため、従来は、レゾルバとコンバータを接続する6本の電線と、ドライブ回路とモータを接続する3本の電線の合計9本の電線を、車輪側と車体側の間に架設しなければならず、配線の総全長が長くなり、したがって配線の総重量が大きくなるなどの課題があった。
そこで、この発明は、配線を短くでき、重量を軽くできる電動制動装置を提供するものである。
By the way, in the conventional electromechanical braking device, the motor provided with a resolver is disposed on each wheel, and other components (that is, a converter, a drive circuit, a control circuit, and the like) are disposed on the vehicle body side. The resolver requires two electric wires connected to one excitation coil and four output electric wires connected to two output coils for detecting a change in magnetic flux. In the case of a three-phase motor, three electric power supply wires are required. Therefore, conventionally, a total of nine wires, six wires connecting the resolver and the converter, and three wires connecting the drive circuit and the motor, must be installed between the wheel side and the vehicle body side. However, the total length of the wiring is increased, and thus the total weight of the wiring is increased.
Therefore, the present invention provides an electric braking device that can shorten the wiring and reduce the weight.
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、車輪側に配置したモータ(例えば、後述する実施例におけるモータ3)により該車輪の制動手段(例えば、後述する実施例における制御手段2)を作動する電動制動装置において、前記モータにロータの回転を検出するレゾルバ(例えば、後述する実施例におけるレゾルバ4)を設け、前記レゾルバから出力されるアナログ信号を角度を表すデジタル信号に変換するコンバータ(例えば、後述する実施例におけるコンバータ5)を車輪側に配置し、前記モータを駆動するドライブ回路(例えば、後述する実施例におけるドライブ回路11)と該ドライブ回路を制御する制御回路(例えば、後述する実施例における制御回路12)を車体側に配置したことを特徴とする。
このように構成することにより、レゾルバとコンバータを車輪側に配置しているので、レゾルバとコンバータとを接続する電線の長さを短くすることができる。また、コンバータと制御回路とを接続する電線の本数は、レゾルバとコンバータとを接続する電線の本数よりも少ないので、配線の総全長を短くすることができ、配線の総重量を減らすことができる。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
By comprising in this way, since the resolver and the converter are arrange | positioned at the wheel side, the length of the electric wire which connects a resolver and a converter can be shortened. In addition, since the number of wires connecting the converter and the control circuit is less than the number of wires connecting the resolver and the converter, the total length of the wiring can be shortened and the total weight of the wiring can be reduced. .
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の発明において、前記ドライブ回路および前記制御回路が各車輪の近傍の車体側にそれぞれ設けられていることを特徴とする。
このように構成することにより、配線の総全長をさらに短くすることができ、配線の総重量をさらに減らすことができる。
The invention according to
With this configuration, the total length of the wiring can be further shortened, and the total weight of the wiring can be further reduced.
請求項3に係る発明は、請求項1に記載の発明において、前輪と後輪のいずれか一方に前記モータ(例えば、後述する実施例におけるモータ3)を配置し、他方には車体側に配置された別のモータ(例えば、後述する実施例におけるモータ23)によって昇圧した油圧により作動する別の制動手段(例えば、後述する実施例における制動手段30)を設け、前記別のモータの近傍に、該モータに設けたレゾルバ(例えば、後述する実施例におけるレゾルバ24)から出力されるアナログ信号を角度を表すデジタル信号に変換する別のコンバータ(例えば、後述する実施例におけるコンバータ25)と、前記別のモータを駆動する別のドライブ回路(例えば、後述する実施例におけるドライブ回路21)と、該ドライブ回路を制御する別の制御回路(例えば、後述する実施例における制御回路22)を配置したことを特徴とする。
このように構成することにより、電気機械式制動装置と電気油圧式制動装置とを組み合わせた場合にも、配線の総全長を短くすることができ、配線の総重量を減らすことができる。
The invention according to claim 3 is the invention according to
With this configuration, even when the electromechanical braking device and the electrohydraulic braking device are combined, the total length of the wiring can be shortened, and the total weight of the wiring can be reduced.
請求項1および請求項2に係る発明によれば、電動制動装置に必要な配線の総全長を短くすることができ、配線の総重量を減らすことができる。
請求項3に係る発明によれば、電気機械式制動装置と電気油圧式制動装置とを組み合わせた場合にも、配線の総全長を短くすることができ、配線の総重量を減らすことができる。
According to the invention which concerns on
According to the invention of claim 3, even when the electromechanical braking device and the electrohydraulic braking device are combined, the total length of the wiring can be shortened and the total weight of the wiring can be reduced.
以下、この発明に係る電動制動装置の実施例を図1および図2の図面を参照して説明する。
[実施例1]
初めに、この発明に係る電動制動装置の実施例1を図1の図面を参照して説明する。なお、図1において、鎖線の内側は車体側、鎖線の外側は車輪側を示すものとする。
Hereinafter, an embodiment of an electric braking device according to the present invention will be described with reference to the drawings of FIG. 1 and FIG.
[Example 1]
First,
車両の左右の前輪および左右の後輪にはそれぞれ、ブレーキパッドやディスクロータを主要構成とする制動手段2が設けられており、各車輪には制動手段2を作動するための三相ブラシレスモータ(以下、単にモータという)3が配置されている。各モータ3はそのロータの回転角度を検出するためのレゾルバ4を備えている。
モータ3による制動手段2の作動は従来の電気機械式制動装置と同じであるので詳細説明は省略するが、簡単に説明すると、モータ3の出力軸の回転がボールねじ機構によってピストンの直線運動に変換され、このピストンの推進力がブレーキパッドをディスクロータに押圧し、モータ3のトルクに応じた制動力が発生するようになっている。
The left and right front wheels and the left and right rear wheels of the vehicle are each provided with
Since the operation of the braking means 2 by the motor 3 is the same as that of the conventional electromechanical braking device, a detailed description thereof will be omitted. In brief, the rotation of the output shaft of the motor 3 is converted into a linear motion of the piston by the ball screw mechanism. The propulsive force of the piston presses the brake pad against the disc rotor, and a braking force corresponding to the torque of the motor 3 is generated.
また、各車輪には、レゾルバ4から出力されるアナログ信号を角度を表すデジタル信号に変換するコンバータ5が配置されている。レゾルバ4は、図示を省略するが、1本の励磁用コイルと、互いに90度位相をずらした2本の磁束変化検出用の出力コイルを備えており、そのため、レゾルバ4とコンバータ5は、2本の励磁用電線と4本の出力信号電線の合計6本の電線で接続されている。
また、モータ3とレゾルバ4とコンバータ5はユニット化されて各車輪に配置されており、各モータユニット1内でレゾルバ4とコンバータ5が6本の電線で接続されているので、レゾルバ4とコンバータ5の間の配線の全長は極めて短く、配線の重量も極めて少ない。
Each wheel is provided with a
Further, the motor 3, the
一方、車両の車体側には各車輪の近傍に、各モータユニット1に対応して駆動ユニット10が配置されている。駆動ユニット10は、各モータ3を駆動するドライブ回路11と、このドライブ回路11を制御する制御回路(CPU)12を備えている。ドライブ回路11と制御回路12は駆動ユニット10内において3本の制御電線によって接続されている。ドライブ回路11とモータ3は3本の電力供給電線によって接続されている。制御回路12とコンバータ5は、コンバータ5への電力供給電線と、アース用電線と、シリアル通信線の3本の電線で接続されており、シリアル通信線を介してモータ3の回転角度を表すデジタル信号がコンバータ5から制御回路12に送信される。
On the other hand,
この電動制動装置では、例えばブレーキペダルセンサによってブレーキペダルの踏み込み量が検出され、ブレーキペダルの踏み込み量に対応する電気信号がブレーキ操作入力として各駆動ユニット10の制御回路12に入力される。制御回路12は入力されたブレーキ操作入力信号に応じて各車輪のブレーキ力を決定し、該ブレーキ力に対応するモータ3の目標回転角度を算出し、レゾルバ4で検出されるモータ3の回転角度が目標回転角度に一致するように、ドライブ回路11を介してモータ3の作動を制御する。
In this electric braking device, for example, the amount of depression of the brake pedal is detected by a brake pedal sensor, and an electric signal corresponding to the amount of depression of the brake pedal is input to the
この実施例1の電動制動装置によれば、モータ3とレゾルバ4とコンバータ5をユニット化して各車輪に配置し、6本の配線数を必要とするレゾルバ4からコンバータ5までの距離を短くしているので、レゾルバ4とコンバータ5の間の配線の全長を極めて短くすることができ、配線の重量も極めて軽くすることができる。一方、コンバータ5から制御回路12までの距離は長くなるが、コンバータ5と制御回路12とを接続する配線数は3本と少ないので、配線の総全長としては短く抑えることができ、配線の総重量を小さく抑えることができる。つまり、コンバータ5をモータユニット1に配置せず駆動ユニット10内に配置した場合には、車輪側のレゾルバ4と車体側のコンバータ5を6本の電線で接続する必要があり、そうすると配線の総全長が長くなり、総重量も大きくなるが、この実施例1の電動制動装置ではレゾルバ4とコンバータ5を車輪側に配置しているので、配線の総全長を短くでき、配線の総重量を軽くすることができる。
According to the electric braking device of the first embodiment, the motor 3, the
また、コンバータ5を車輪側に配置したことにより、角度信号をデジタル信号で車輪側から車体側へ送信することができるので、電気的な環境条件(電界や磁界など)の影響を受けにくくなり、角度信号の信頼性が向上する。
一方、比較的に重量の大きいドライブ回路11を車体側に配置しているので、車輪側の重量を少なくすることができる。これによりサスペンションにおけるバネ下荷重を低く抑えることができるので、サスペンション性能を向上することができる。
また、発熱量の比較的に大きいドライブ回路11を車体側に配置しているので、放熱対策を講じ易いという利点もある。
In addition, by arranging the
On the other hand, since the relatively
Further, since the
[実施例2]
次に、この発明に係る電動制動装置の実施例2を図2の図面を参照して説明する。なお、図2において、鎖線の内側は車体側、鎖線の外側は車輪側を示すものとする。
実施例2の電動制動装置は、左右の後輪については実施例1と同じ電気機械式制動装置で構成されているが、左右の前輪については電気油圧式制動装置で構成されている。左右の後輪の制動装置については実施例1と同じであるので、同一態様部分に同一符号を付して説明を省略し、前輪側の電気油圧式制動装置について説明する。
[Example 2]
Next, a second embodiment of the electric braking device according to the present invention will be described with reference to the drawing of FIG. In FIG. 2, the inner side of the chain line indicates the vehicle body side, and the outer side of the chain line indicates the wheel side.
The electric braking device of the second embodiment is configured by the same electromechanical braking device as that of the first embodiment for the left and right rear wheels, but is configured by an electrohydraulic braking device for the left and right front wheels. Since the left and right rear wheel braking devices are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are assigned to the same mode portions, and the description thereof is omitted, and the front wheel electrohydraulic braking device will be described.
実施例2における左右前輪の制動手段30も実施例1と同様にブレーキパッドやディスクロータを主要構成としているが、この実施例2では、ブレーキパッドのディスクロータに対する押圧を油圧で行っており、この油圧の発生源としてモータを用いている。
左右前輪では、各車輪に配置されるのは制動手段30だけであり、それ以外の構成はユニット化され、駆動ユニット20としてそれぞれ各車輪近傍の車体側に配置されている。
The braking means 30 for the left and right front wheels in the second embodiment is mainly composed of a brake pad and a disk rotor as in the first embodiment. In this second embodiment, the brake pad is pressed against the disk rotor by hydraulic pressure. A motor is used as a source of hydraulic pressure.
In the left and right front wheels, only the braking means 30 is disposed on each wheel, and the other components are unitized, and are disposed as
駆動ユニット20は、ドライブ回路21と、制御回路22と、レゾルバ24を有する三相ブラシレスモータ(以下、単にモータという)23と、コンバータ25とを備えている。ドライブ回路21、レゾルバ24、コンバータ25の機能は実施例1のものと同じであるので説明を省略する。
モータ23による制動手段30の作動は従来の電気油圧式制動装置と同じであるので詳細説明は省略するが、簡単に説明すると、例えば、モータの回転をピストンの直線運動に変換し、該ピストンで油圧室を加圧することにより昇圧して油圧を発生させ、この油圧を油圧管を介して車体側から車輪側の制動手段30に供給し、油圧によりブレーキパッドをディスクロータに押圧し、制動力を発生するようになっている。
The
Since the operation of the braking means 30 by the
この左右前輪の制動装置では、ブレーキペダルの踏み込み量に対応する電気信号がブレーキ操作入力として各駆動ユニット30の制御回路22に入力されると、制御回路22は入力されたブレーキ操作入力信号に応じて左右前輪のブレーキ力を決定し、該ブレーキ力を得るために必要な目標油圧値を算出し、この目標油圧値に対応するモータ23の目標回転角度を算出し、レゾルバ24で検出されるモータ23の回転角度が目標回転角度に一致するように、ドライブ回路21を介してモータ23の作動を制御する。
In this left and right front wheel braking device, when an electrical signal corresponding to the amount of depression of the brake pedal is input to the
この実施例2の電動制動装置によれば、左右前輪の制動装置については、ドライブ回路21、制御回路22、モータ23、レゾルバ24、コンバータ25を1つの駆動ユニット20としており、駆動ユニット20の内部において全ての配線をしているので、後輪側よりもさらに配線の総全長を短くでき、配線の総重量を軽くすることができる。
そして、駆動ユニット20を車体側に配置しているので、前輪における車輪側の重量をさらに低減することができる。その結果、前輪のサスペンションにおけるバネ下荷重を低く抑えることができ、サスペンション性能を向上することができる。
したがって、実施例2の電動制動装置によれば、前述した実施例1の電動制動装置に比較して、さらに配線の総全長を短くでき、配線の総重量を軽くすることができ、かつ、サスペンション性能を向上することができる。
According to the electric braking device of the second embodiment, the driving
And since the
Therefore, according to the electric braking device of the second embodiment, compared to the electric braking device of the first embodiment, the total length of the wiring can be further reduced, the total weight of the wiring can be reduced, and the suspension can be reduced. The performance can be improved.
〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した実施例では各車輪毎に制御回路を配置したが、制御回路を1つにまとめて単一の制御回路で各車輪のドライブ回路を制御するようにしてもよい。
[Other Examples]
The present invention is not limited to the embodiment described above.
For example, in the above-described embodiment, the control circuit is arranged for each wheel, but the control circuit may be integrated into one and the drive circuit of each wheel may be controlled by a single control circuit.
2 制動手段
3 モータ
4 レゾルバ
5 コンバータ
11 ドライブ回路
12 制御回路
21 別のドライブ回路
22 別の制御回路
23 別のモータ
24 レゾルバ
25 別のコンバータ
30 別の制動手段
2 Braking means 3
Claims (3)
前記モータにロータの回転を検出するレゾルバを設け、前記レゾルバから出力されるアナログ信号を角度を表すデジタル信号に変換するコンバータを車輪側に配置し、前記モータを駆動するドライブ回路と該ドライブ回路を制御する制御回路を車体側に配置したことを特徴とする電動制動装置。 In the electric braking device that operates the braking means of the wheel by a motor arranged on the wheel side,
A resolver for detecting rotation of the rotor is provided in the motor, a converter for converting an analog signal output from the resolver into a digital signal representing an angle is disposed on the wheel side, and a drive circuit for driving the motor and the drive circuit are provided. An electric braking device characterized in that a control circuit to be controlled is arranged on the vehicle body side.
前記別のモータの近傍に、該モータに設けたレゾルバから出力されるアナログ信号を角度を表すデジタル信号に変換する別のコンバータと、前記別のモータを駆動する別のドライブ回路と、該ドライブ回路を制御する別の制御回路を配置したことを特徴とする請求項1に記載の電動制動装置。 The motor is disposed on one of the front wheel and the rear wheel, and the other is provided with another braking means that is operated by hydraulic pressure increased by another motor disposed on the vehicle body side,
In the vicinity of the another motor, another converter that converts an analog signal output from a resolver provided in the motor into a digital signal representing an angle, another drive circuit that drives the other motor, and the drive circuit The electric brake device according to claim 1, wherein another control circuit for controlling the motor is disposed.
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Cited By (1)
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- 2005-03-30 JP JP2005097152A patent/JP2006273184A/en active Pending
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