JP7089868B2 - Electric motor device and electric brake device - Google Patents

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Description

この発明は、電動モータ装置および電動ブレーキ装置に関し、モータ最大消費電力を制限し、かつモータ出力性能を向上し得る技術に関する。 The present invention relates to an electric motor device and an electric brake device, and relates to a technique capable of limiting motor maximum power consumption and improving motor output performance.

電動モータ装置および電動モータを使用した電動アクチュエータとして、以下の技術が提案されている。
１．電動モータ、直動機構および減速機を使用した電動ブレーキ装置（特許文献１）。
２．電動モータの無効電力に基づいて制御する電動モータ装置（特許文献２）。 The following techniques have been proposed as electric motor devices and electric actuators using electric motors.
1. 1. An electric brake device using an electric motor, a linear motion mechanism, and a speed reducer (Patent Document 1).
2. 2. An electric motor device that controls based on the reactive power of the electric motor (Patent Document 2).

特開２００３－２４７５７６号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-247576 特開２０１７－１１９３７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-11937

特許文献１、２のような電動モータ装置において、電動モータの最大消費電力は、電源の容量を超過しないよう、予め所定値に制限されなければならない場合が多い。
例えば、特許文献１の電動ブレーキ装置、またはその他の車載電装機器である電動ステアリング装置等において、電動モータの消費電力が所定の容量を超えると、ＥＶ、ＨＥＶにおける高圧電源からのＤＣ／ＤＣコンバータ、またはエンジン車におけるオルタネータからの給電が不足してバッテリの電力が低下する問題が発生する場合がある。また、バッテリへの負荷が大きくなることで、想定よりバッテリ寿命が低下する場合がある。 In an electric motor device such as Patent Documents 1 and 2, the maximum power consumption of the electric motor must be limited to a predetermined value in advance so as not to exceed the capacity of the power supply.
For example, in the electric brake device of Patent Document 1, or another electric steering device which is an in-vehicle electrical device, when the power consumption of the electric motor exceeds a predetermined capacity, a DC / DC converter from a high-voltage power source in EV or HEV, Alternatively, there may be a problem that the power supply from the alternator in the engine vehicle is insufficient and the power of the battery is reduced. In addition, the increased load on the battery may result in lower battery life than expected.

しかしながら、例えば、モータコイル、ハーネス、および駆動回路等の温度変化によって所定の電流条件に対する銅損が変動する等の特性変動により、モータの消費電力を予め厳密に制限することが困難な場合が多い。また、永久磁石式モータの場合、磁石の温度変化等によって磁束が変動し、所定の角速度および電流条件に対する電力が変動する。さらに、特に高速回転時における積層鋼板等の磁気回路の鉄損を正確に見積もることは困難な場合がある。 However, it is often difficult to strictly limit the power consumption of the motor in advance due to characteristic fluctuations such as fluctuations in copper loss with respect to predetermined current conditions due to temperature changes in the motor coil, harness, drive circuit, and the like. .. Further, in the case of a permanent magnet type motor, the magnetic flux fluctuates due to a change in the temperature of the magnet or the like, and the electric power for a predetermined angular velocity and current condition fluctuates. Furthermore, it may be difficult to accurately estimate the iron loss of a magnetic circuit such as a laminated steel plate, especially during high-speed rotation.

以上の問題に対して、最悪条件を仮定したうえで所定の電源容量を超過しないようモータの駆動条件を設定すると、モータの出力低下を補うために体格の大きなモータが必要となり、搭載スペースが増大する等の問題となる場合がある。 For the above problems, if the drive conditions of the motor are set so as not to exceed the predetermined power supply capacity on the assumption of the worst conditions, a large motor is required to compensate for the decrease in the output of the motor, and the mounting space increases. It may cause problems such as.

また、例えば、特許文献１の電動ブレーキ装置の場合において、一般に所定の電源系統に対して複数の電動モータが同時に駆動されるため、他のモータ駆動状況によって消費電力の上限値が変化する。このとき、全ての電動モータの最大消費電力の総和が電源容量を超過しないよう、各電動モータの駆動条件を不変に設定してしまうと、モータ出力が小さくなり、例えば、ブレーキの応答性等が低下する場合がある。 Further, for example, in the case of the electric brake device of Patent Document 1, since a plurality of electric motors are generally driven simultaneously for a predetermined power supply system, the upper limit value of power consumption changes depending on other motor driving conditions. At this time, if the drive conditions of each electric motor are set unchanged so that the total maximum power consumption of all the electric motors does not exceed the power supply capacity, the motor output becomes small, for example, the responsiveness of the brake becomes poor. May decrease.

この発明の目的は、モータ特性変動等によらずモータ最大消費電力を適切に制限し、かつ許容範囲内の電力を最大限に使用して電動モータの出力性能を向上することができる電動モータ装置および電動ブレーキ装置を提供することである。 An object of the present invention is an electric motor device capable of appropriately limiting the maximum power consumption of a motor regardless of fluctuations in motor characteristics and maximizing the power within an allowable range to improve the output performance of the electric motor. And to provide an electric braking device.

この発明の電動モータ装置は、電動モータ１と、この電動モータ１を制御する制御装置２とを備えた電動モータ装置において、
前記制御装置２は、
前記電動モータ１の電流および電圧を推定し、この推定した電流および電圧から前記電動モータ１の消費電力を推定する消費電力推定機能部１９と、
前記電動モータ１の角速度を推定する角速度推定手段１５と、
前記制御装置２に与えられたモータ動作指令から生成されるトルク指令値、電流指令値、電圧指令値の少なくともいずれかの指令値が、前記角速度推定手段１５で推定される角速度を含む定められた条件に基づき、閾値を超過しないように制限して制限済値として出力する出力制限機能部８と、
この出力制限機能部８から与えられた制限済値に基づいて、前記電動モータ１を駆動させる駆動回路６と、を備え、
前記出力制限機能部８は、前記消費電力推定機能部１９で推定される消費電力が定められた値より大きいとき、前記指令値が定められた値まで小さくなるよう前記制限済値を調整する可変制限部２０を有する。
前記定められた条件、前記閾値、前記各定められた値は、それぞれ設計等によって任意に定める条件、閾値、値であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な条件、閾値、値を求めて定められる。 The electric motor device of the present invention is an electric motor device including an electric motor 1 and a control device 2 for controlling the electric motor 1.
The control device 2 is
A power consumption estimation function unit 19 that estimates the current and voltage of the electric motor 1 and estimates the power consumption of the electric motor 1 from the estimated current and voltage.
The angular velocity estimation means 15 for estimating the angular velocity of the electric motor 1 and
At least one of the torque command value, the current command value, and the voltage command value generated from the motor operation command given to the control device 2 is determined to include the angular velocity estimated by the angular velocity estimation means 15. Based on the conditions, the output limiting function unit 8 that limits the threshold so that it does not exceed the threshold and outputs it as a restricted value, and
A drive circuit 6 for driving the electric motor 1 based on the restricted value given by the output limiting function unit 8 is provided.
When the power consumption estimated by the power consumption estimation function unit 19 is larger than the specified value, the output limiting function unit 8 adjusts the restricted value so that the command value becomes smaller than the specified value. It has a limiting unit 20.
The defined conditions, the threshold value, and each of the defined values are conditions, threshold values, and values arbitrarily determined by design and the like, and are, for example, conditions suitable for one or both of test and simulation. It is determined by finding the threshold value and value.

この構成によると、消費電力推定機能部１９は、電動モータ１の電流および電圧から電動モータ１の消費電力を推定する。出力制限機能部８は、トルク指令値、電流指令値、電圧指令値の少なくともいずれかの指令値を、角速度等に基づいて、閾値を超過しないように制限する。出力制限機能部８は、前記指令値を制限済値として出力し得る。これにより、電動モータ１を使用できる出力まで最大限使用することができ、電動モータ１の出力性能を向上し得る。したがって、ブレーキ等の応答性が不所望に低下することを防止することができる。但し、出力制限機能部８の可変制限部２０は、推定される消費電力が定められた値より大きいとき、指令値が定められた値まで小さくなるよう前記制限済値を調整する。これにより、モータ特性変動等によらずモータ消費電力を一定値まで適切に制限することができる。 According to this configuration, the power consumption estimation function unit 19 estimates the power consumption of the electric motor 1 from the current and voltage of the electric motor 1. The output limiting function unit 8 limits at least one of the torque command value, the current command value, and the voltage command value so as not to exceed the threshold value based on the angular velocity and the like. The output limiting function unit 8 may output the command value as a restricted value. As a result, the electric motor 1 can be used to the maximum usable output, and the output performance of the electric motor 1 can be improved. Therefore, it is possible to prevent the responsiveness of the brake or the like from undesirably decreasing. However, when the estimated power consumption is larger than the specified value, the variable limiting unit 20 of the output limiting function unit 8 adjusts the restricted value so that the command value becomes smaller than the specified value. Thereby, the motor power consumption can be appropriately limited to a certain value regardless of the fluctuation of the motor characteristics and the like.

前記出力制限機能部８の可変制限部２０は、前記消費電力推定機能部１９で推定される消費電力が定められた値より小さいとき、前記指令値が定められた値まで大きくなるよう制限済値を調整するものであってもよい。このように電動モータ１の推定される消費電力が小さい場合は消費電力を大きくし、許容範囲内の電力を最大限使用することが可能となる。 When the power consumption estimated by the power consumption estimation function unit 19 is smaller than the specified value, the variable limiting unit 20 of the output limiting function unit 8 is restricted so that the command value increases to the specified value. May be adjusted. When the estimated power consumption of the electric motor 1 is small as described above, the power consumption can be increased and the power within the allowable range can be used to the maximum.

前記出力制限機能部８の可変制限部２０は、第一の制限部２１と、消費電力が前記第一の制限部２１よりも相対的に小さくなる第二の制限部２２と、前記第一および第二の制限部２１，２２による出力制限値を定められた比率によって結合した値を前記出力制限機能部８から最終的に出力する制限済値として導出する制限値結合部２３とを有し、この制限値結合部２３は、前記定められた比率を、前記消費電力推定機能部１９で推定される消費電力に基づいて調整するものであってもよい。
前記定められた比率は、設計等によって任意に定める比率であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な比率を求めて定められる。
この場合、推定される消費電力の超過分にゲインを介した値を、指令値を減少させる調整量とするよりも、より正確に推定消費電力を導出することができるため、モータ消費電力をより適切に制限し得る。 The variable limiting unit 20 of the output limiting function unit 8 includes a first limiting unit 21, a second limiting unit 22 whose power consumption is relatively smaller than that of the first limiting unit 21, and the first and first limiting units. It has a limit value coupling unit 23 that derives a value obtained by combining the output limit values of the second limiting units 21 and 22 as a restricted value that is finally output from the output limiting function unit 8. The limit value coupling unit 23 may adjust the predetermined ratio based on the power consumption estimated by the power consumption estimation function unit 19.
The specified ratio is a ratio arbitrarily determined by design or the like, and is determined by obtaining an appropriate ratio by, for example, either one or both of a test and a simulation.
In this case, the estimated power consumption can be derived more accurately than using the value via the gain for the excess of the estimated power consumption as the adjustment amount for reducing the command value, so that the motor power consumption can be further reduced. Can be restricted appropriately.

前記出力制限機能部８の可変制限部４３は、定められた最大消費電力と、前記消費電力推定機能部１９で推定される電流とから、最大消費電力となり得る電圧値を導出し、前記電動モータ１に印加する電圧を、導出された前記電圧値に制限するものであってもよい。
前記定められた最大消費電力は、電動モータ１に固有の最大消費電力であり、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な最大消費電力を求めて定められる。この場合、電動モータ１の消費電力を厳密に管理するうえで優位である。 The variable limiting unit 43 of the output limiting function unit 8 derives a voltage value that can be the maximum power consumption from the determined maximum power consumption and the current estimated by the power consumption estimation function unit 19, and the electric motor. The voltage applied to 1 may be limited to the derived voltage value.
The defined maximum power consumption is the maximum power consumption inherent in the electric motor 1, and is determined by, for example, one or both of a test and a simulation to obtain an appropriate maximum power consumption. In this case, it is advantageous in strictly controlling the power consumption of the electric motor 1.

前記出力制限機能部８の可変制限部２０は、定められた最大消費電力に対し、前記消費電力推定機能部１９で推定される消費電力の超過分にゲインを介した値を、前記指令値を減少させる調整量として、前記トルク指令値、電流指令値、電圧指令値のいずれかに作用させてもよい。
前記定められた最大消費電力は、電動モータ１に固有の最大消費電力であり、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な最大消費電力を求めて定められる。この場合、モータ出力を制限するＬＵＴ等が不要となり、メモリ等のリソースを節約するうえで優位である。 The variable limiting unit 20 of the output limiting function unit 8 sets the value via the gain to the excess of the power consumption estimated by the power consumption estimation function unit 19 with respect to the predetermined maximum power consumption, and sets the command value. As the adjustment amount to be reduced, it may act on any of the torque command value, the current command value, and the voltage command value.
The defined maximum power consumption is the maximum power consumption inherent in the electric motor 1, and is determined by, for example, one or both of a test and a simulation to obtain an appropriate maximum power consumption. In this case, a LUT or the like that limits the motor output becomes unnecessary, which is advantageous in saving resources such as memory.

この発明の電動モータシステムは、いずれかに記載の電動モータ装置ＤＭを複数備えた電動モータシステムであって、
前記複数の電動モータ装置ＤＭにおける推定消費電力の総和が、定められたシステム最大消費電力を超過しないよう各電動モータ装置ＤＭの最大消費電力を定める電力配分手段２７を備える。
前記定められたシステム最大消費電力は、それぞれ設計等によって任意に定めるシステム最大消費電力であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切なシステム最大消費電力を求めて定められる。 The electric motor system of the present invention is an electric motor system including a plurality of electric motor devices DM according to any one of them.
A power distribution means 27 for determining the maximum power consumption of each electric motor device DM is provided so that the total estimated power consumption of the plurality of electric motor device DMs does not exceed the specified system maximum power consumption.
The defined system maximum power consumption is the system maximum power consumption arbitrarily determined by design or the like, and is determined by, for example, one or both of test and simulation to obtain an appropriate system maximum power consumption.

前記電力配分手段２７は、前記電動モータ装置ＤＭにおける最大消費電力と推定消費電力との比較に基づいて、前記電動モータ装置ＤＭの電力消費の度合である電力消費度合を判断する機能を有し、
前記複数の電動モータ装置ＤＭのうち、前記電力消費度合が基準値よりも高い電動モータ装置ＤＭと、前記電力消費度合が基準値よりも低い電動モータ装置ＤＭが混在している場合に、前記電力配分手段２７は、前記電力消費度合が高い電動モータ装置ＤＭの最大消費電力を定められた値よりも大きく設定し、前記電力消費度合が低い電動モータ装置ＤＭの最大消費電力を定められた値よりも小さく設定するものであってもよい。
前記基準値、前記定められた値は、それぞれ設計等によって任意に定める基準値、値であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な基準値、値を求めて定められる。 The power distribution means 27 has a function of determining the degree of power consumption, which is the degree of power consumption of the electric motor device DM, based on the comparison between the maximum power consumption of the electric motor device DM and the estimated power consumption.
When the electric motor device DM having a power consumption degree higher than the reference value and the electric motor device DM having a power consumption degree lower than the reference value are mixed among the plurality of electric motor device DMs, the power consumption is the same. The distribution means 27 sets the maximum power consumption of the electric motor device DM having a high degree of power consumption to be larger than a predetermined value, and sets the maximum power consumption of the electric motor device DM having a low degree of power consumption to a predetermined value. May be set small.
The reference value and the defined value are reference values and values arbitrarily determined by design and the like, respectively, and are determined by obtaining an appropriate reference value and value by, for example, either or both of a test and a simulation. ..

この場合、消費電力に余裕のある電動モータ装置ＤＭと、高出力動作中で消費電力に余裕がない電動モータ装置ＤＭがある場合に、消費電力に余裕がある電動モータ装置ＤＭの分を、消費電力に余裕がない電動モータ装置ＤＭに振り分けることで、高出力動作中の電動モータ装置ＤＭの出力を向上することができる。 In this case, if there is an electric motor device DM with a margin in power consumption and an electric motor device DM with a margin in power consumption during high output operation, the amount of the electric motor device DM with a margin in power consumption is consumed. By allocating to the electric motor device DM having no margin of electric power, the output of the electric motor device DM during high output operation can be improved.

この発明の電動ブレーキ装置ＤＢは、いずれかに記載の電動モータ装置ＤＭと、ブレーキロータ３２と、このブレーキロータ３２と接触して制動力を発生させる摩擦材３３と、この摩擦材３３を前記電動モータ１によって操作可能とする摩擦材操作手段３５と、を備えた電動ブレーキ装置において、
前記電動ブレーキ装置の最大消費電力を可変とする電力可変機能部２７ａを備え、この電力可変機能部２７ａから与えられた最大消費電力に基づいて、前記出力制限機能部８における制限済値が調整される。このように、電動ブレーキ装置の最大消費電力を可変としたうえで、電力可変機能部２７ａから与えられた最大消費電力に基づいて、出力制限機能部８における制限済値が調整されるため、許容範囲内の電力を最大限使用して電動ブレーキ装置の性能を向上することが可能となる。 The electric brake device DB of the present invention uses the electric motor device DM according to any one of them, a brake rotor 32, a friction material 33 that is in contact with the brake rotor 32 to generate a braking force, and the friction material 33. In an electric brake device provided with a friction material operating means 35 that can be operated by a motor 1.
A power variable function unit 27a that makes the maximum power consumption of the electric brake device variable is provided, and the restricted value in the output limiting function unit 8 is adjusted based on the maximum power consumption given by the power variable function unit 27a. To. In this way, after making the maximum power consumption of the electric brake device variable, the restricted value in the output limiting function unit 8 is adjusted based on the maximum power consumption given by the power variable function unit 27a, which is permissible. It is possible to improve the performance of the electric braking device by maximizing the use of electric power within the range.

この発明の電動ブレーキシステムは、前記電動ブレーキ装置ＤＢを複数備えた電動ブレーキシステムであって、
前記複数の電動ブレーキ装置ＤＢにおける推定消費電力の総和が、定められた電動ブレーキシステム最大消費電力を超過しないよう各電動ブレーキ装置ＤＢの最大消費電力を定める電力配分手段２７と、
前記複数の電動ブレーキ装置ＤＢをそれぞれ搭載する複数の車輪の回転速度である車輪速を推定する車輪速推定手段２８と、
この車輪速推定手段２８で推定される複数の車輪速を含む情報を用いて、個別の車輪のスリップ状態を推定するスリップ状態推定手段２９と、
このスリップ状態推定手段２９で推定されるスリップ状態が閾値を超過したとき、スリップ状態が抑制されるよう前記電動ブレーキ装置ＤＢのブレーキ力を調整するアンチスキッド制御を行うアンチスキッド制御機能部３０と、を備え、
前記複数の電動ブレーキ装置ＤＢのうち、アンチスキッド制御を行っている電動ブレーキ装置ＤＢと、アンチスキッド制御を行っていない電動ブレーキ装置ＤＢが混在している場合に、前記電力配分手段２７は、アンチスキッド制御を行っている電動ブレーキ装置ＤＢの最大消費電力を定められた値よりも大きく設定し、アンチスキッド制御を行っていない電動ブレーキ装置ＤＢの最大消費電力を定められた値よりも小さく設定する。 The electric brake system of the present invention is an electric brake system including a plurality of the electric brake device DBs.
A power distribution means 27 that determines the maximum power consumption of each electric brake device DB so that the total estimated power consumption of the plurality of electric brake device DBs does not exceed the specified maximum power consumption of the electric brake system.
A wheel speed estimation means 28 for estimating a wheel speed, which is a rotation speed of a plurality of wheels each equipped with the plurality of electric brake devices DB, and a wheel speed estimation means 28.
A slip state estimating means 29 that estimates the slip state of individual wheels using information including a plurality of wheel speeds estimated by the wheel speed estimating means 28, and a slip state estimating means 29.
When the slip state estimated by the slip state estimation means 29 exceeds the threshold value, the anti-skid control function unit 30 that performs anti-skid control for adjusting the braking force of the electric braking device DB so that the slip state is suppressed, and the anti-skid control function unit 30. Equipped with
When the electric brake device DB that performs anti-skid control and the electric brake device DB that does not perform anti-skid control coexist among the plurality of electric brake device DBs, the power distribution means 27 is anti-skid. Set the maximum power consumption of the electric brake device DB that is skid controlled to be larger than the specified value, and set the maximum power consumption of the electric brake device DB that is not anti-skid controlled to be smaller than the specified value. ..

この構成によると、高出力動作を必要とするアンチスキッド制御中の電動ブレーキ装置ＤＢの最大消費電力を引き上げることで、より高速なブレーキ動作を可能とし、アンチスキッド制御の性能を向上することができる。 According to this configuration, by increasing the maximum power consumption of the electric brake device DB during anti-skid control that requires high output operation, higher speed braking operation is possible and the performance of anti-skid control can be improved. ..

この発明の電動モータ装置は、電動モータと、この電動モータを制御する制御装置とを備えた電動モータ装置において、前記制御装置は、前記電動モータの電流および電圧を推定し、この推定した電流および電圧から前記電動モータの消費電力を推定する消費電力推定機能部と、前記電動モータの角速度を推定する角速度推定手段と、前記制御装置に与えられたモータ動作指令から生成されるトルク指令値、電流指令値、電圧指令値の少なくともいずれかの指令値が、前記角速度推定手段で推定される角速度を含む定められた条件に基づき、閾値を超過しないように制限して制限済値として出力する出力制限機能部と、この出力制限機能部から与えられた制限済値に基づいて、前記電動モータを駆動させる駆動回路と、を備え、前記出力制限機能部は、前記消費電力推定機能部で推定される消費電力が定められた値より大きいとき、前記指令値が定められた値まで小さくなるよう前記制限済値を調整する可変制限部を有する。このため、モータ特性変動等によらずモータ最大消費電力を適切に制限し、かつ許容範囲内の電力を最大限に使用して電動モータの出力性能を向上することができる。 The electric motor device of the present invention is an electric motor device including an electric motor and a control device for controlling the electric motor. The control device estimates the current and voltage of the electric motor, and the estimated current and the estimated current and the voltage are estimated by the control device. The power consumption estimation function unit that estimates the power consumption of the electric motor from the voltage, the angular speed estimation means that estimates the angular speed of the electric motor, and the torque command value and the current generated from the motor operation command given to the control device. Output limit to limit the command value of at least one of the command value and the voltage command value so as not to exceed the threshold value based on the predetermined condition including the angular velocity estimated by the angular velocity estimation means and output as a restricted value. A functional unit and a drive circuit for driving the electric motor based on a restricted value given by the output limiting function unit are provided, and the output limiting function unit is estimated by the power consumption estimation function unit. It has a variable limiting unit that adjusts the restricted value so that the command value becomes smaller than the specified value when the power consumption is larger than the specified value. Therefore, the maximum power consumption of the motor can be appropriately limited regardless of the fluctuation of the motor characteristics, and the maximum power within the allowable range can be used to improve the output performance of the electric motor.

この発明の電動ブレーキ装置は、いずれかに記載の電動モータ装置と、ブレーキロータと、このブレーキロータと接触して制動力を発生させる摩擦材と、この摩擦材を前記電動モータによって操作可能とする摩擦材操作手段と、を備えた電動ブレーキ装置において、
前記電動ブレーキ装置の最大消費電力を可変とする電力可変機能部を備え、この電力可変機能部から与えられた最大消費電力に基づいて、前記出力制限機能部における制限済値が調整される。このため、モータ特性変動等によらずモータ最大消費電力を適切に制限し、かつ許容範囲内の電力を最大限に使用して電動モータの出力性能を向上することができる。 The electric brake device of the present invention comprises the electric motor device according to any one of them, a brake rotor, a friction material that is in contact with the brake rotor to generate a braking force, and the friction material can be operated by the electric motor. In an electric brake device equipped with a friction material operating means,
A power variable function unit that makes the maximum power consumption of the electric brake device variable is provided, and a restricted value in the output limiting function unit is adjusted based on the maximum power consumption given by the power variable function unit. Therefore, the maximum power consumption of the motor can be appropriately limited regardless of the fluctuation of the motor characteristics, and the maximum power within the allowable range can be used to improve the output performance of the electric motor.

この発明の実施形態に係る電動モータ装置のブロック図である。It is a block diagram of the electric motor device which concerns on embodiment of this invention. 同電動モータ装置の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of the electric motor device. 同電動モータ装置を用いた電動ブレーキ装置およびこの電動ブレーキ装置を複数備えた電動ブレーキシステムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the configuration example of the electric brake device using the electric motor device, and the electric brake system provided with a plurality of the electric brake devices. （Ａ）は同電動ブレーキシステムの動作例を示す図、（Ｂ）は従来例の電動ブレーキシステムの動作例を示す図である。(A) is a diagram showing an operation example of the electric brake system, and (B) is a diagram showing an operation example of the conventional electric brake system. 同電動ブレーキ装置の構成を概略示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the electric brake device. この発明の他の実施形態に係る電動モータ装置のブロック図である。It is a block diagram of the electric motor device which concerns on other embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施形態に係る電動モータ装置のブロック図である。It is a block diagram of the electric motor device which concerns on still another Embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施形態に係る電動モータ装置のブロック図である。It is a block diagram of the electric motor device which concerns on still another Embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施形態に係る電動モータ装置のブロック図である。It is a block diagram of the electric motor device which concerns on still another Embodiment of this invention. （Ａ）はいずれかの電動モータ装置をインホイールモータ駆動形式の車両に適用した例、（Ｂ）はいずれかの電動モータ装置を二モータオンボード形式の車両に適用した例を平面視で概略示す図である。(A) is an example in which one of the electric motor devices is applied to an in-wheel motor drive type vehicle, and (B) is an example in which one of the electric motor devices is applied to a two-motor on-board type vehicle. It is a figure which shows.

この発明の実施形態を図１ないし図５と共に説明する。この実施形態の電動モータ装置は、例えば、車両に搭載される電動ブレーキ装置（後述する）に適用される。
＜電動モータ装置の構成例＞
図１に示すように、この電動モータ装置は、電動モータ１と、この電動モータ１を制御する制御装置２と、電源装置３と、各種指令手段とを備える。前記各種指令手段は、モータ動作指令手段４と、最大消費電力制限手段５とを有する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. The electric motor device of this embodiment is applied to, for example, an electric brake device (described later) mounted on a vehicle.
<Configuration example of electric motor device>
As shown in FIG. 1, the electric motor device includes an electric motor 1, a control device 2 for controlling the electric motor 1, a power supply device 3, and various command means. The various command means include a motor operation command means 4 and a maximum power consumption limiting means 5.

モータ動作指令手段４は、例えば、位置（角度）、速度（角速度）、負荷（トルク、荷重等）等の、電動モータ１を動作させる目標となる指令値（モータ動作指令）を、制御装置２に対して出力する。あるいはモータ動作指令手段４は、前記位置、速度、負荷のうち複数の動作指令と、どのような動作を行うかを示す動作モード指令等を制御装置２に出力するものであってもよい。
モータ動作指令手段４は、例えば、車両統合制御装置（ＶＣＵ）または試験装置シーケンサ等の上位ＥＣＵであってもよく、ブレーキペダルまたは操作ボリューム等の操作インターフェースであってもよい。 The motor operation command means 4 sets a target command value (motor operation command) for operating the electric motor 1, such as a position (angle), a speed (angular velocity), and a load (torque, load, etc.), to the control device 2. Output to. Alternatively, the motor operation command means 4 may output a plurality of operation commands among the positions, speeds, and loads, an operation mode command indicating what kind of operation is performed, and the like to the control device 2.
The motor operation command means 4 may be, for example, a higher-level ECU such as a vehicle integrated control unit (VCU) or a test device sequencer, or may be an operation interface such as a brake pedal or an operation volume.

最大消費電力制限手段５は、電動モータ１が消費し得る電力の最大値（最大消費電力の制限値Ｐｍａｘ）を制御装置２に指令出力する機能を有する。この最大消費電力制限手段５は、モータ動作指令手段４と同一または同様の上位ＥＣＵや操作インターフェースであってもよく、バッテリマネージャまたは電力ブレーカ等の専用の電力管理システムであってもよい。もしくは、最大消費電力制限手段５として、外部指令手段を設けずに、所定の電力制限条件を予め制御装置２内にプログラム等で実装したものであってもよい。 The maximum power consumption limiting means 5 has a function of commanding and outputting the maximum value of the power that can be consumed by the electric motor 1 (maximum power consumption limit value Pmax) to the control device 2. The maximum power consumption limiting means 5 may be the same or similar higher-level ECU or operation interface as the motor operation commanding means 4, or may be a dedicated power management system such as a battery manager or a power breaker. Alternatively, as the maximum power consumption limiting means 5, a predetermined power limiting condition may be implemented in advance in the control device 2 by a program or the like without providing an external command means.

電動モータ１は、永久磁石同期電動機により構成すると、省スペースで高効率かつ高トルクとなり好適であるが、例えば、ブラシを用いたＤＣモータまたは永久磁石を用いないリラクタンスモータ、あるいは誘導モータ等を適用することもできる。 When the electric motor 1 is configured by a permanent magnet synchronous motor, it is suitable because it saves space, has high efficiency, and has high torque. For example, a DC motor using a brush, a reluctance motor not using a permanent magnet, an induction motor, or the like is applied. You can also do it.

電動モータ１には、この電動モータ１の回転の角度を検出する角度センサＳａが設けられている。角度センサＳａは、例えば、レゾルバまたは磁気エンコーダ等を用いると高精度かつ高信頼性であり好適であるが、光学式のエンコーダ等の各種センサを適用することもできる。前記角度センサＳａを用いずに、例えば、後述する制御装置２において、電動モータ１の電圧と電流との関係等からモータ角度を推定するような角度センサレス推定を用いることもできる。その他、図示外の要素として、安全性に対する要件等に基づいて、サーミスタ等の各種センサ類を要件に応じて別途設けてもよい。 The electric motor 1 is provided with an angle sensor Sa that detects the rotation angle of the electric motor 1. As the angle sensor Sa, for example, it is suitable to use a resolver or a magnetic encoder because of high accuracy and high reliability, but various sensors such as an optical encoder can also be applied. Instead of using the angle sensor Sa, for example, in the control device 2 described later, angle sensorless estimation can be used in which the motor angle is estimated from the relationship between the voltage and the current of the electric motor 1. In addition, as an element (not shown), various sensors such as a thermistor may be separately provided according to the requirements based on the requirements for safety and the like.

＜制御装置２について＞
制御装置２は、制御演算を行う各種制御演算器と、駆動回路としてのモータドライバ６と、センサ類とを備える。前記各種制御演算器は、トルク指令演算器７、出力制限機能部としてのモータ出力制限器８、電圧推定器９、電流推定器１０、電流指令演算器１１、モータ電流制御器１２、制御電源１３、電流推定器１４、および角速度推定手段としての回転運動推定器１５を有する。前記センサ類は、電流センサ１６，１７、電圧センサ１８等を含む。 <About control device 2>
The control device 2 includes various control calculators that perform control calculations, a motor driver 6 as a drive circuit, and sensors. The various control calculators include a torque command calculator 7, a motor output limiter 8 as an output limiting function unit, a voltage estimator 9, a current estimator 10, a current command calculator 11, a motor current controller 12, and a control power supply 13. , A current estimator 14, and a rotational motion estimator 15 as an angular velocity estimation means. The sensors include current sensors 16, 17, voltage sensors 18, and the like.

回転運動推定器１５は、角度センサＳａ等の電動モータ１の運動を検出するセンサから、制御演算に用いる角度、角速度、電気角位相、等のパラメータを推定する機能を有する。前記パラメータは、例えば、角度を微分して角速度を得る等の微積分処理であってもよく、アクチュエータ運動方程式を演算に用いた状態推定オブザーバ等であってもよく、これらの併用であってもよい。あるいは、回転運動推定器１５は、前述の通り、例えば、電動モータ１の電圧と電流から電気角速度または電気角位相を推定するような、センサレス推定器であってもよい。また、回転運動推定器１５は、例えば、モータ反力の推定等、外乱オブザーバの機能を含めることもできる。 The rotary motion estimator 15 has a function of estimating parameters such as an angle, an angular velocity, and an electric angular phase used for control calculation from a sensor such as an angle sensor Sa that detects the motion of the electric motor 1. The parameter may be, for example, a calculus process such as differentiating an angle to obtain an angular velocity, a state estimation observer using an actuator equation of motion for calculation, or a combination thereof. .. Alternatively, as described above, the rotational motion estimator 15 may be a sensorless estimator that estimates the electric angular velocity or the electric angular phase from the voltage and current of the electric motor 1, for example. Further, the rotary motion estimator 15 can also include a disturbance observer function such as estimation of a motor reaction force.

電流センサ１６，１７は、電動モータ１の電流を検出するセンサであって、例えば、シャント抵抗両端の電圧を検出するアンプからなるセンサ、または、通電経路の周囲の磁束等を検出する非接触式センサ等を用いることができる。電流推定器１０，１４は、電流センサ１７，１６で検出される値から制御演算に用いる電流を推定する機能を有する。 The current sensors 16 and 17 are sensors that detect the current of the electric motor 1, for example, a sensor including an amplifier that detects the voltage across the shunt resistance, or a non-contact type that detects the magnetic flux around the energization path. A sensor or the like can be used. The current estimators 10 and 14 have a function of estimating the current used for the control calculation from the values detected by the current sensors 17 and 16.

電圧センサ１８は、電動モータ１の電圧を検出するセンサであって、例えば、分圧抵抗を用いると安価に構成できて好ましく、コンデンサ等を用いたノイズ低減処理を適宜用いてもよい。あるいは、電圧センサ１８は、演算器のＡ／Ｄ変換器等のハードウェア耐圧が十分であるなら、分圧抵抗を用いず直接電圧を観測することもできる。 The voltage sensor 18 is a sensor that detects the voltage of the electric motor 1, and for example, it is preferable to use a voltage dividing resistor because it can be configured at low cost, and noise reduction processing using a capacitor or the like may be appropriately used. Alternatively, the voltage sensor 18 can directly observe the voltage without using the voltage dividing resistor if the withstand voltage of the hardware such as the A / D converter of the arithmetic unit is sufficient.

電圧推定器９は、電圧センサ１８で検出される値から制御演算に用いる電圧を推定する機能を有する。あるいは、所定の固定電圧により電動モータ１を駆動する場合（バッテリ電圧変動等を考えなくてもよい場合）、電圧センサ１８および電圧推定器９を設けずに、予め、制御装置２内にプログラム等で実装した値を用いてもよい。 The voltage estimator 9 has a function of estimating the voltage used for the control calculation from the value detected by the voltage sensor 18. Alternatively, when the electric motor 1 is driven by a predetermined fixed voltage (when it is not necessary to consider the battery voltage fluctuation or the like), a program or the like is previously provided in the control device 2 without providing the voltage sensor 18 and the voltage estimator 9. You may use the value implemented in.

トルク指令演算器７は、モータ動作指令手段４から入力された指令値を、トルク指令値に変換する機能を有する。あるいは、トルク指令演算器７は、例えば、角速度、角度、または負荷（トルク、荷重）等の指令値から所定の制御演算を行い、トルク指令値を導出するものであってもよく、その場合、前記角速度角度、または負荷（トルク、荷重）等がフィードバック演算されるものであってもよい。前記機能は、本電動モータ装置をどのようなアプリケーションに適用するかに従い、適宜定められるものとする。 The torque command calculator 7 has a function of converting a command value input from the motor operation command means 4 into a torque command value. Alternatively, the torque command calculator 7 may perform a predetermined control calculation from a command value such as an angular velocity, an angle, or a load (torque, load), and derive a torque command value. In that case, the torque command calculator 7 may be used. The angular velocity angle, load (torque, load), or the like may be subjected to feedback calculation. The above-mentioned functions shall be appropriately determined according to what kind of application the present electric motor device is applied to.

モータ出力制限器８は、回転運動推定器１５で推定される角速度を含む所定条件に基づいて、トルク指令値が閾値を超過しないように制限して制限済値として出力する。このモータ出力制限器８は、消費電力推定機能部である電力演算部１９と、この電力演算部１９で推定される電動モータ１の消費電力が所定より大きいとき、前記トルク指令値が小さくなるよう制限済値を調整する可変制限部２０とを有する。 The motor output limiter 8 limits the torque command value so as not to exceed the threshold value and outputs it as a restricted value based on a predetermined condition including the angular velocity estimated by the rotational motion estimator 15. The motor output limiter 8 reduces the torque command value when the power consumption of the power calculation unit 19 which is the power consumption estimation function unit and the electric motor 1 estimated by the power calculation unit 19 is larger than a predetermined value. It has a variable limiting unit 20 that adjusts the restricted value.

電力演算部１９は、後述するモータドライバ６の一次側（入力側）の電圧および電流から、電動モータ１の消費電力を導出する機能を有する。
可変制限部２０は、複数（この例では第一および第二）のトルク制限部（制限部）２１，２２と、前記複数のトルク制限部２１，２２の出力結果を結合するトルク制限値結合部（制限値結合部）２３とを備え、所定の消費電力となるようなトルク指令値を導出する機能を有する。 The power calculation unit 19 has a function of deriving the power consumption of the electric motor 1 from the voltage and current on the primary side (input side) of the motor driver 6, which will be described later.
The variable limiting unit 20 is a torque limiting value coupling unit that combines a plurality of (first and second in this example) torque limiting units (limiting units) 21 and 22 and the output results of the plurality of torque limiting units 21 and 22. (Limited value coupling portion) 23 is provided, and has a function of deriving a torque command value so as to have a predetermined power consumption.

第一のトルク制限部２１は、比較的出力が大きくなるトルク制限機能を有し、第二のトルク制限部２２は、比較的出力が小さくなるトルク制限機能を有する。一般に、所定のトルクを発揮するための電流条件は、予め試験またはシミュレーション等の結果から定められたモータ特性に基づいて一意に設定されるが、実際には、抵抗値、インダクタンス、回転子磁束等の固体差および特性変動により、前記電流条件に対する消費電力は異なることが多い。 The first torque limiting unit 21 has a torque limiting function in which the output is relatively large, and the second torque limiting unit 22 has a torque limiting function in which the output is relatively small. Generally, the current conditions for exerting a predetermined torque are uniquely set based on the motor characteristics determined in advance from the results of tests or simulations, but in reality, the resistance value, inductance, rotor magnetic flux, etc. The power consumption with respect to the current conditions is often different due to individual differences and characteristic fluctuations.

その際、例えば、温度上昇等に伴い抵抗値が増加すると、所定のトルクすなわち電流条件における消費電力が増加する。あるいは、インダクタンスおよび回転子磁束の変化に伴い力率が変化すると、所定の電流条件における消費電力が変動する。このとき、第一および第二のトルク制限部２１，２２によって最大消費電力を調整可能とすることで、モータ特性変動によらず所定の最大消費電力に制限することができる。 At that time, for example, when the resistance value increases with an increase in temperature or the like, the power consumption under a predetermined torque, that is, a current condition increases. Alternatively, when the power factor changes with the change of the inductance and the rotor magnetic flux, the power consumption under a predetermined current condition fluctuates. At this time, by making it possible to adjust the maximum power consumption by the first and second torque limiting units 21 and 22, it is possible to limit the maximum power consumption to a predetermined maximum power consumption regardless of the fluctuation of the motor characteristics.

第一および第二のトルク制限部２１，２２の出力変化幅について説明する。
例えば、第一のトルク制限部２１を、モータコイル電流密度、コイル発熱の放熱特性、熱容量、モータ駆動素子の電流容量等に基づいて定められる電動モータ装置に異常を発生させずに通電可能な最大電流条件下における最大出力に基づくトルク制限部とする。
第二のトルク制限部２２を、力率ないし所定の最大力率の条件下で最大消費電力となる電流条件下における最大出力に基づくトルク制限部に定める。
このように第一および第二のトルク制限部２１，２２の出力変化幅を定めると、あらゆる特性変動に対し可能な限り消費電力を調整できる自由度を持つこととなる。あるいは、予め電動モータ装置に発生し得る特性変動に基づいて、第一および第二のトルク制限部２１，２２の出力変化幅を適宜設定してもよい。 The output change widths of the first and second torque limiting units 21 and 22 will be described.
For example, the first torque limiting unit 21 can be energized without causing an abnormality in the electric motor device determined based on the motor coil current density, the heat dissipation characteristics of the coil heat generation, the heat capacity, the current capacity of the motor drive element, and the like. It is a torque limiter based on the maximum output under current conditions.
The second torque limiting unit 22 is defined as a torque limiting unit based on the maximum output under the current condition where the maximum power consumption is obtained under the condition of the power factor or the predetermined maximum power factor.
When the output change widths of the first and second torque limiting units 21 and 22 are determined in this way, there is a degree of freedom in adjusting the power consumption as much as possible for all characteristic fluctuations. Alternatively, the output change widths of the first and second torque limiting units 21 and 22 may be appropriately set based on the characteristic fluctuations that may occur in the electric motor device in advance.

また、例えば、定常時の所定の最大消費電力と、ある一定時間内における瞬時最大消費電力と、を異なる最大消費条件として定める場合においても、第一および第二のトルク制限部２１，２２によって適切な最大消費電力に制限することができる。このとき、例えば、第一および第二のトルク制限部２１，２２を、前記定常時の所定の最大消費電力と瞬時最大消費電力との差を含んだトルク制限部としておくことができる。 Further, for example, even when a predetermined maximum power consumption in a steady state and an instantaneous maximum power consumption within a certain time period are set as different maximum consumption conditions, the first and second torque limiting units 21 and 22 are appropriate. It can be limited to the maximum power consumption. At this time, for example, the first and second torque limiting units 21 and 22 can be set as torque limiting units including the difference between the predetermined maximum power consumption in the steady state and the instantaneous maximum power consumption.

トルク制限部結合部２３は、第一および第二のトルク制限部２１，２２により制限された第一および第二のトルク指令値を、所定の関係に基づいて結合し、最終的なトルク制限値（制限済値）とする機能を有する。前記所定の関係は、例えば、電力演算部１９によって演算された消費電力Ｐｍが前記最大消費電力の制限値Ｐｍａｘを上回る場合に、トルク制限値を比較的出力が小さくなる第二のトルク制限値に近づけ、逆に電力演算部１９によって演算された消費電力が前記最大消費電力の制限値を下回る場合には、第一のトルク制限値に近づける処理としてもよい。 The torque limiting unit coupling unit 23 combines the first and second torque command values limited by the first and second torque limiting units 21 and 22 based on a predetermined relationship, and finally the torque limiting value. It has a function to set (restricted value). The predetermined relationship is, for example, a torque limit value to a second torque limit value whose output is relatively small when the power consumption Pm calculated by the power calculation unit 19 exceeds the limit value Pmax of the maximum power consumption. When the power consumption calculated by the power calculation unit 19 is lower than the maximum power consumption limit value, the process may be performed to bring the power consumption closer to the first torque limit value.

具体的には、例えば、最大消費電力の制限値Ｐｍａｘ、電力演算部１９で導出された消費電力Ｐｍ、所定のゲインＫａを用いて、第一のトルク制限値Ｔ１、第二のトルク制限値Ｔ２に対し、最終的なトルク制限値Ｔを以下のように設定してもよい。
Ｔ＝α・Ｔ１＋（１－α）・Ｔ２ （α＝Ｋａ・（Ｐｍａｘ－Ｐｍ），０≦α≦１）
ゲインＫａは線形としてもよく、偏差（Ｐｍａｘ－Ｐｍ）等に基づいて変化する非線形ゲインであってもよい。また、例えば、偏差（Ｐｍａｘ－Ｐｍ）の微分または積分を用いてαを演算するものであってもよい。その他、実際の演算は上記数式の通りでなくても、最終的に上記数式と概ね等価となる演算過程であってもよい。 Specifically, for example, the first torque limit value T1 and the second torque limit value T2 are used by using the maximum power consumption limit value Pmax, the power consumption Pm derived by the power calculation unit 19, and the predetermined gain Ka. On the other hand, the final torque limit value T may be set as follows.
T = α ・ T1 + (1-α) ・ T2 (α = Ka ・ (Pmax-Pm), 0 ≦ α ≦ 1)
The gain Ka may be linear or may be a non-linear gain that changes based on a deviation (Pmax-Pm) or the like. Further, for example, α may be calculated by using the derivative or integral of the deviation (Pmax-Pm). In addition, the actual calculation may not be as described in the above formula, but may be a calculation process that is finally substantially equivalent to the above formula.

モータ出力制限器８は、第一および第二のトルク制限部２１，２２に加え、例えば、第一および第二のトルク制限値を非線形補間するための第三以降のさらなるトルク制限部を備えてもよい。また、モータ出力制限器８は、力行と回生それぞれにおいて、異なる第一および第二、あるいはさらなる複数のトルク制限部を備えていてもよい。
最終的に、モータ出力制限器８に入力されたトルク指令値が、トルク制限値Ｔを超過する場合、前記トルク指令値はトルク制限値Ｔに制限され、トルク制限値Ｔを超過しない場合はトルク指令値が制限されることなく後段の機能ブロック（この図１の例では電流指令演算部１１）に伝達される。なお、前記制限とは、トルクの符号によらず、その大きさを制限することを意味する。 The motor output limiter 8 includes, for example, a third and subsequent torque limiters for nonlinearly interpolating the first and second torque limiters, in addition to the first and second torque limiters 21 and 22. It is also good. Further, the motor output limiter 8 may be provided with different first and second torque limiters, or a plurality of additional torque limiters for power running and regeneration, respectively.
Finally, when the torque command value input to the motor output limiter 8 exceeds the torque limit value T, the torque command value is limited to the torque limit value T, and when the torque limit value T is not exceeded, the torque is torqued. The command value is transmitted to the subsequent functional block (current command calculation unit 11 in the example of FIG. 1) without limitation. The limitation means that the magnitude of the torque is limited regardless of the sign of the torque.

電流指令演算部１１は、例えば、トルク指令値またはトルク制限値を、予め定められた所定のモータ特性に基づいて前記トルクを発生させる電流値に換算する機能を有する。前記の換算は、例えば、モータ角速度とトルクに応じた電流値のＬＵＴ等を記憶領域に設けておくと演算負荷が少なく好ましいが、例えば、予め定められたトルクおよび角速度を引数として電流を求める計算式、あるいは、モータ相抵抗または相インダクタンスからニュートンラプソン法等の収束演算式を用いて所望のトルクとなる電流条件を求める計算式等、所定の演算式において求めることもできる。 The current command calculation unit 11 has, for example, a function of converting a torque command value or a torque limit value into a current value for generating the torque based on a predetermined motor characteristic. For the above conversion, for example, it is preferable to provide a LUT or the like of a current value corresponding to the motor angular speed and torque in the storage area because the calculation load is small. It can also be obtained by a predetermined calculation formula such as a formula or a calculation formula for obtaining a current condition to obtain a desired torque from a motor phase resistance or a phase inductance by using a convergence calculation formula such as the Newton-Rapson method.

電流指令演算部１１にて求められる電流指令値は、例えば、所定の電気角位相に対する直交軸電流（ｄ軸電流、ｑ軸電流）であってもよく、所定の位相および周波数を有する交流電流であってもよい。あるいは、その他、誘導モータにおけるすべり角を考慮した電流指令値としてもよく、もしくはブラシ付ＤＣモータの直流電流指令であってもよい。 The current command value obtained by the current command calculation unit 11 may be, for example, an orthogonal axis current (d-axis current, q-axis current) with respect to a predetermined electric angle phase, and is an alternating current having a predetermined phase and frequency. There may be. Alternatively, it may be a current command value in consideration of the slip angle of the induction motor, or it may be a DC current command of the brushed DC motor.

モータ電流制御器１２は、電流指令演算部１１から与えられた前記電流指令値に追従するよう電動モータ電流を制御する機能を有する。電流推定器１４が、電流センサ１６で検出される値から制御演算に用いる前記電動モータ電流を推定する。この電流制御は、例えば、電流フィードバック制御を用いてもよく、所定のモータ特性に基づいてフィードフォワード制御を用いてもよく、これらを適宜併用してもよい。 The motor current controller 12 has a function of controlling the electric motor current so as to follow the current command value given by the current command calculation unit 11. The current estimator 14 estimates the electric motor current used for the control calculation from the value detected by the current sensor 16. For this current control, for example, current feedback control may be used, feedforward control may be used based on predetermined motor characteristics, or these may be used in combination as appropriate.

モータドライバ６は、モータ電流制御器１２から与えられる電流指令に基づいて、電源装置３の直流電力を電動モータ１の駆動に用いる交流電力に変換する。このモータドライバ６は、ＦＥＴ等のスイッチ素子を含むハーフブリッジ回路を構成し、所定のデューティ比によりモータ印加電圧を決定するＰＷＭ制御を行う構成とすると、安価で高性能となり好適である。あるいは、図示外の変圧回路等を設け、ＰＡＭ制御を行う構成とすることもできる。
制御電源１３は、各種制御演算器およびモータドライバ６等の弱電系へ電力を供給する。 The motor driver 6 converts the DC power of the power supply device 3 into the AC power used for driving the electric motor 1 based on the current command given from the motor current controller 12. This motor driver 6 is suitable because it is inexpensive and has high performance if it constitutes a half-bridge circuit including a switch element such as a FET and performs PWM control for determining a motor applied voltage according to a predetermined duty ratio. Alternatively, a transformer circuit (not shown) may be provided to perform PAM control.
The control power supply 13 supplies electric power to various control calculators and a weak electric system such as a motor driver 6.

本図１に図示しない機能は、必要に応じて別途設けられるものとする。例えば、モータ出力を制限する上で、制御演算器において出力飽和補償が必要となる場合があり、前記出力飽和補償を行う補償器を適宜設けてもよい。あるいは、例えば、温度上昇または過電流において出力を制限ないし動作停止するような冗長系を別途設けてもよい。 Functions not shown in FIG. 1 shall be provided separately as necessary. For example, in order to limit the motor output, output saturation compensation may be required in the control calculator, and a compensator for performing the output saturation compensation may be appropriately provided. Alternatively, for example, a redundant system may be separately provided so as to limit or stop the operation due to a temperature rise or an overcurrent.

その他、図１はあくまで機能構成の概念を示したものであり、図示外の要素は要件に応じて適宜設けられるものとする。また、各機能ブロックは便宜上設けているものであり、実装上の都合に伴い適宜統合ないし分割可能であるものとする。また、各機能の接続形態は一つの例として示すものであり、前述の機能に支障をきたさない範囲で変更できるものとする。 In addition, FIG. 1 only shows the concept of the functional configuration, and elements (not shown) are appropriately provided according to the requirements. Further, each functional block is provided for convenience, and can be appropriately integrated or divided according to the convenience of implementation. Further, the connection form of each function is shown as an example, and can be changed within a range that does not interfere with the above-mentioned functions.

＜電動モータ装置の動作例＞
図２は、前記電動モータ装置を用いて、所定のモータ角度への位置決めを行う例を示す。
図２（ａ），（ｂ）において、従来例の電動モータ装置の動作例を点線で示し、実施形態の電動モータ装置の動作例を実線で示す。
図２（ａ）は、特性バラツキを有する電動モータにおいて、所定の想定値より損失が増加した場合を示す。従来例の電動モータ装置においては、モータ損失増加に伴い最大消費電力が制限値を超過するが、実施形態の電動モータ装置では、特に前記モータ出力制限器８（図１）により、所定の最大消費電力に制限される。 <Operation example of electric motor device>
FIG. 2 shows an example of positioning to a predetermined motor angle by using the electric motor device.
In FIGS. 2A and 2B, an operation example of the electric motor device of the conventional example is shown by a dotted line, and an operation example of the electric motor device of the embodiment is shown by a solid line.
FIG. 2A shows a case where the loss increases from a predetermined assumed value in an electric motor having characteristic variations. In the electric motor device of the conventional example, the maximum power consumption exceeds the limit value as the motor loss increases, but in the electric motor device of the embodiment, the predetermined maximum consumption is particularly provided by the motor output limiter 8 (FIG. 1). Limited to power.

図２（ｂ）は、特性バラツキを有する電動モータにおいて、比較的損失が少なくなった場合を示す。従来例の電動モータ装置において、特性バラツキに対して最大消費電力が所定の制限値を超過しないよう調整された結果、電動モータの応答速度が低下する例に対して、実施形態の電動モータ装置では、特に前記モータ出力制限器８（図１）により、消費電力を増加させて電動モータ１（図１）の応答性が改善される。 FIG. 2B shows a case where the loss is relatively small in the electric motor having the characteristic variation. In the electric motor device of the embodiment, in contrast to the example in which the response speed of the electric motor decreases as a result of adjusting the maximum power consumption so as not to exceed a predetermined limit value with respect to the characteristic variation in the electric motor device of the conventional example. In particular, the motor output limiter 8 (FIG. 1) increases power consumption and improves the responsiveness of the electric motor 1 (FIG. 1).

＜電動ブレーキ装置の構成例＞
図３は、実施形態に係る電動モータ装置を用いた電動ブレーキ装置ＤＢの構成例を示すブロック図である。この電動ブレーキ装置ＤＢは、電動モータ装置ＤＭと、摩擦ブレーキＢＲとを備える。電動ブレーキシステムは、この電動ブレーキ装置ＤＢを複数備える。 <Configuration example of electric brake device>
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of an electric brake device DB using the electric motor device according to the embodiment. This electric brake device DB includes an electric motor device DM and a friction brake BR. The electric brake system includes a plurality of the electric brake device DBs.

電源装置３は、例えば、バッテリであってもよく、ＤＣ／ＤＣコンバータであってもよく、これらを適宜併用した構成であってもよい。例えば、ＥＶ、ＨＥＶ等においては、２００Ｖ～３００Ｖ程度の高圧バッテリと、高圧バッテリ電圧を１２Ｖに降圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、１２Ｖバッテリとを備え、前記ＤＣ／ＤＣコンバータおよび１２Ｖバッテリを電源装置３とする構成を用いてもよい。 The power supply device 3 may be, for example, a battery, a DC / DC converter, or a configuration in which these are appropriately used in combination. For example, an EV, HEV, or the like includes a high-voltage battery of about 200 V to 300 V, a DC / DC converter that lowers the high-voltage battery voltage to 12 V, and a 12 V battery, and the DC / DC converter and the 12 V battery are used as a power supply device 3. May be used.

ブレーキ指令手段４Ａは、ブレーキ力を統合制御装置２４に与える手段であって、例えば、ブレーキペダルを用いることができる。あるいは、ブレーキ指令手段４Ａは、ジョイスティックまたはボリューム等の別の指示手段であってもよく、その他自動運転車両における所定の制動指示手段等、車両の操縦者に依存しない指示手段であってもよい。 The brake command means 4A is a means for applying a braking force to the integrated control device 24, and for example, a brake pedal can be used. Alternatively, the brake command means 4A may be another instruction means such as a joystick or a volume, or may be another instruction means independent of the driver of the vehicle, such as a predetermined braking instruction means in the autonomous driving vehicle.

統合制御装置２４は、電源容量演算器２５と、制動力配分演算器２６と、電力配分手段としての電力配分演算器２７とを備える。統合制御装置２４は、例えば、車両統合制御装置（ＶＣＵ）であってもよく、あるいは後述のブレーキ制御装置２Ａのうちの一つまたは複数が統合制御装置２４を有するものであってもよい。 The integrated control device 24 includes a power supply capacity calculator 25, a braking force distribution calculator 26, and a power distribution calculator 27 as a power distribution means. The integrated control device 24 may be, for example, a vehicle integrated control device (VCU), or one or a plurality of the brake control devices 2A described later may have the integrated control device 24.

電源容量演算器２５は、電源装置３の出力容量および状態から、電動ブレーキ装置ＤＢに使用可能な電力を決定する機能を有する。電源装置３の状態は、例えば、バッテリであれば％ＳＯＣ等の残量検出機能であってもよく、ＤＣ／ＤＣコンバータであれば内部回路素子の温度等に基づく所定の自己診断機能であってもよく、あるいはこれらの併用であってもよい。また、電源容量演算器２５は、電動ブレーキ装置以外の電動ステアリング等の電動装置（図示せず）の電力消費状態を取得し、この電力消費状態を加味した最大消費電力を決定するものであってもよい。もしくは、電動ブレーキ装置ＤＢが優先的に電力を使用する場合において、電動ブレーキ装置ＤＢの消費電力を図示外の電動装置に通知する機能を有していてもよい。 The power supply capacity calculator 25 has a function of determining the power that can be used for the electric brake device DB from the output capacity and the state of the power supply device 3. The state of the power supply device 3 may be, for example, a remaining amount detection function such as% SOC in the case of a battery, or a predetermined self-diagnosis function based on the temperature or the like of an internal circuit element in the case of a DC / DC converter. It may be good, or it may be a combination of these. Further, the power capacity calculator 25 acquires the power consumption state of an electric device (not shown) such as an electric steering device other than the electric brake device, and determines the maximum power consumption in consideration of this power consumption state. May be good. Alternatively, when the electric brake device DB preferentially uses the electric power, it may have a function of notifying the electric device (not shown) of the power consumption of the electric brake device DB.

制動力配分演算器２６は、ブレーキ指令手段４Ａにより要求されるブレーキ力に応じて、各ブレーキ制御装置２Ａにブレーキ力指令値を出力する。前記ブレーキ力指令値は、例えば、四輪車両における前後ブレーキ比率のような所定の固定比率としてもよく、例えば、図示外の加速度センサ等から車両の制動状態または旋回状態を推定し、前記いずれか一方または両方の状態に応じた可変の値としてもよい。 The braking force distribution calculator 26 outputs a braking force command value to each brake control device 2A according to the braking force required by the brake command means 4A. The braking force command value may be a predetermined fixed ratio such as the front-rear braking ratio in a four-wheeled vehicle. For example, the braking state or turning state of the vehicle is estimated from an acceleration sensor or the like (not shown), and any of the above. It may be a variable value depending on one or both states.

その他、制動力配分演算器２６は、車輪速推定手段２８、スリップ状態推定手段２９、アンチスキッド制御機能部３０および横滑り防止制御機能部３１を備えてもよい。車輪速推定手段２８は、複数の電動ブレーキ装置ＤＢをそれぞれ搭載する各車輪の回転速度である車輪速を推定する。スリップ状態推定手段２９は、車輪速推定手段２８で推定される各車輪の車輪速および車両の前後加速度、車両位置情報（ＧＰＳ）等を用いて各車輪のスリップ状態を推定する。 In addition, the braking force distribution calculator 26 may include a wheel speed estimation means 28, a slip state estimation means 29, an anti-skid control function unit 30, and a sideslip prevention control function unit 31. The wheel speed estimation means 28 estimates the wheel speed, which is the rotation speed of each wheel on which the plurality of electric brake devices DB are mounted. The slip state estimation means 29 estimates the slip state of each wheel using the wheel speed of each wheel estimated by the wheel speed estimation means 28, the front-rear acceleration of the vehicle, the vehicle position information (GPS), and the like.

アンチスキッド制御機能部３０は、スリップ状態推定手段２９で推定されるスリップ状態が閾値を超過したとき、スリップ状態が抑制されるよう電動ブレーキ装置ＤＢの制動力（ブレーキ力）を調整するアンチスキッド制御を行う。換言すれば、アンチスキッド制御機能部３０は、制動時の過度なスリップ状態を防止するために、前記ブレーキペダル等の操作によらず制動力を調整するアンチスキッド制御を行う。横滑り防止制御機能部３１は、前記のように各車輪のスリップ状態を推定し、さらに車両の旋回状態等に基づいた横滑り防止制御を行う。 The anti-skid control function unit 30 adjusts the braking force (braking force) of the electric braking device DB so that the slip state is suppressed when the slip state estimated by the slip state estimation means 29 exceeds the threshold value. I do. In other words, the anti-skid control function unit 30 performs anti-skid control that adjusts the braking force regardless of the operation of the brake pedal or the like in order to prevent an excessive slip state during braking. The sideslip prevention control function unit 31 estimates the slip state of each wheel as described above, and further performs the sideslip prevention control based on the turning state of the vehicle and the like.

電力配分演算器２７は、電源容量演算器２５で決定された電動ブレーキ装置ＤＢの消費電力から、各電動ブレーキ装置ＤＢにおける最大消費電力を決定する機能を有する。前記最大消費電力は、各電動ブレーキ装置ＤＢ毎に所定の配分条件に基づいて変更した値でもよく、全て同じ値としてもよい。特に、例えば、四輪車両における前輪用ブレーキと後輪用ブレーキのようなブレーキ力容量の異なる電動ブレーキ装置ＤＢを適用する場合、電力配分演算器２７は、前記ブレーキ力容量に応じた配分（前輪用ブレーキの配分を多く、後輪用ブレーキの配分を少なくするような配分）とすると好ましい。 The power distribution calculator 27 has a function of determining the maximum power consumption of each electric brake device DB from the power consumption of the electric brake device DB determined by the power capacity calculator 25. The maximum power consumption may be a value changed based on a predetermined distribution condition for each electric brake device DB, or may be the same value for all. In particular, when an electric brake device DB having different braking force capacities such as a front wheel brake and a rear wheel brake in a four-wheeled vehicle is applied, the power distribution calculator 27 distributes the brake force capacity according to the braking force capacity (front wheel). It is preferable to use a large distribution of brakes and a small distribution of rear wheel brakes).

また、電力配分演算器２７は、各電動ブレーキ装置ＤＢの最大電力配分を電力状況に応じて変更する電力可変機能部２７ａを有していてもよい。例えば、所定の電動ブレーキ装置ＤＢの駆動電力に余裕があり、他の電動ブレーキ装置ＤＢの駆動電力に余裕がないような場合、所定の電動ブレーキ装置ＤＢの余剰電力を他の電動ブレーキ装置ＤＢにおいて消費する処理としてもよい。 Further, the power distribution calculator 27 may have a power variable function unit 27a that changes the maximum power distribution of each electric brake device DB according to the power situation. For example, when there is a margin in the drive power of the predetermined electric brake device DB and there is no margin in the drive power of the other electric brake device DB, the surplus power of the predetermined electric brake device DB is used in the other electric brake device DB. It may be a process to be consumed.

前記電力状況は、例えば、所定の電動ブレーキ装置ＤＢにおける電力制限値と駆動電力との比較に基づいて判断してもよい。前記駆動電力が前記電力制限値と等しいかまたは近い場合、当該電動ブレーキ装置ＤＢは比較的大きな駆動電力が必要な緊急動作状況であると考えられる。前記駆動電力が前記電力制限値より所定量以上小さい場合、当該電動ブレーキ装置ＤＢは駆動電力を比較的必要としていない状況であると考えられる。
すなわち、駆動電力が必要な電動ブレーキ装置ＤＢと、駆動電力を必要としていない電動ブレーキ装置ＤＢが混在している場合、電力可変機能部２７ａは、駆動電力が必要な緊急動作状態の電動ブレーキ装置ＤＢの制限電力値（制限値）を増加させることで、電動ブレーキ装置ＤＢの応答性を向上することができる。 The electric power status may be determined, for example, based on a comparison between the electric power limit value and the driving electric power in the predetermined electric brake device DB. When the drive power is equal to or close to the power limit value, the electric brake device DB is considered to be in an emergency operation situation requiring a relatively large drive power. When the drive power is smaller than the power limit value by a predetermined amount or more, it is considered that the electric brake device DB does not require the drive power relatively.
That is, when the electric brake device DB that requires the drive power and the electric brake device DB that does not require the drive power are mixed, the power variable function unit 27a is the electric brake device DB in the emergency operation state that requires the drive power. By increasing the limit power value (limit value) of, the responsiveness of the electric brake device DB can be improved.

電動ブレーキ装置ＤＢの前記電力状況は、例えば、所定の電動ブレーキ装置ＤＢがアンチスキッド制御中か否かに基づいて判断してもよい。アンチスキッド制御中の電動ブレーキ装置ＤＢは、高速なブレーキ動作を必要とし、それ以外の電動ブレーキ装置ＤＢは、高速なブレーキ動作を比較的必要としない。
したがって、複数の電動ブレーキ装置ＤＢのうち、アンチスキッド制御を行っている電動ブレーキ装置ＤＢと、アンチスキッド制御を行っていない電動ブレーキ装置ＤＢが混在している場合に、電力可変機能部２７ａは、アンチスキッド制御を行っていない電動ブレーキ装置ＤＢの電力制限値を比較的小さく設定し、その余剰分でアンチスキッド制御中の電動ブレーキ装置ＤＢの電力制限値を向上することで、アンチスキッド制御性能を向上することができる。 The power status of the electric brake device DB may be determined, for example, based on whether or not a predetermined electric brake device DB is in anti-skid control. The electric brake device DB during anti-skid control requires a high-speed braking operation, and the other electric braking device DB does not relatively require a high-speed braking operation.
Therefore, when the electric brake device DB that performs anti-skid control and the electric brake device DB that does not perform anti-skid control coexist among the plurality of electric brake device DBs, the power variable function unit 27a may be used. Anti-skid control performance is improved by setting the power limit value of the electric brake device DB that does not perform anti-skid control to a relatively small value and improving the power limit value of the electric brake device DB that is performing anti-skid control by the surplus. Can be improved.

ブレーキ制御装置２Ａは、前述の制御装置２（図１）の機能に加え、ブレーキ力を所望の指令値に対して追従制御する機能を有する。
電動アクチュエータ１Ａは、前述の電動モータ１（図１）に加え、後述の摩擦ブレーキＢＲの摩擦材を動作させるねじ機構またはボールランプ機構等の摩擦材操作手段を備える。また、電動アクチュエータ１Ａは、ブレーキ力を制御するうえで前記摩擦材の押圧力を検出する荷重センサ等を設けてもよい。
摩擦ブレーキＢＲ（後述する）は、車輪と同期して回転するブレーキロータ３２と、このブレーキロータ３２と当接して制動力を発生させる摩擦材３３とを備える。 The brake control device 2A has a function of following and controlling the braking force with respect to a desired command value, in addition to the function of the control device 2 (FIG. 1) described above.
In addition to the above-mentioned electric motor 1 (FIG. 1), the electric actuator 1A includes a friction material operating means such as a screw mechanism or a ball lamp mechanism for operating the friction material of the friction brake BR described later. Further, the electric actuator 1A may be provided with a load sensor or the like for detecting the pressing force of the friction material in controlling the braking force.
The friction brake BR (described later) includes a brake rotor 32 that rotates in synchronization with the wheels, and a friction material 33 that abuts on the brake rotor 32 to generate braking force.

＜電動ブレーキ装置の動作例＞
図４は、四輪自動車における電動ブレーキシステムの動作例を示す。同図中、Ｆ１，Ｆ２は左右の前輪の電動ブレーキ装置の動作、Ｒ１，Ｒ２は左右の後輪の電動ブレーキ装置の動作を示す。 <Operation example of electric brake device>
FIG. 4 shows an operation example of an electric brake system in a four-wheeled vehicle. In the figure, F1 and F2 show the operation of the electric brake devices of the left and right front wheels, and R1 and R2 show the operation of the electric brake devices of the left and right rear wheels.

図４（Ａ）はこの電動ブレーキシステム（図３の構成）の動作例を示す。Ｆ１がＦ２に対して異なる動作をしている図中区間は、アンチスキッド制御が実行されていることを示している。その際、電力配分演算器２７（図３）が、全ての最大消費電力の総和を一定にしつつ、Ｆ１の最大消費電力を一時的に増加させることで、高精度なアンチスキッド制御を実行することができることを示している。 FIG. 4A shows an operation example of this electric brake system (configuration of FIG. 3). The section in the figure in which F1 behaves differently with respect to F2 indicates that anti-skid control is being executed. At that time, the power distribution calculator 27 (FIG. 3) executes highly accurate anti-skid control by temporarily increasing the maximum power consumption of F1 while keeping the sum of all the maximum power consumption constant. Shows that it can be done.

電力配分演算器２７（図３）において、Ｆ１の最大消費電力を一時的に増加させる判断は、アンチスキッド制御を実行中か否かで判断してもよく、Ｆ１の消費電力が多く、Ｆ２，Ｒ１，Ｒ２の消費電力が少ないことから判断してもよい。
図４（Ｂ）は、従来例の電動ブレーキシステムにおいて、最大消費電力を常に一定とする例を示す。 In the power distribution calculator 27 (FIG. 3), the determination to temporarily increase the maximum power consumption of F1 may be determined by whether or not anti-skid control is being executed. It may be judged from the fact that the power consumption of R1 and R2 is low.
FIG. 4B shows an example in which the maximum power consumption is always constant in the conventional electric brake system.

＜電動ブレーキ装置ＤＢの概略構成について＞
図５に示すように、電動ブレーキ装置ＤＢは、電動アクチュエータ１Ａと、摩擦ブレーキＢＲとを備える。摩擦ブレーキＢＲは、車両の車輪と連動して回転するブレーキロータ３２と、このブレーキロータ３２と接触して制動力を発生させる摩擦材３３とを有する。この摩擦材３３はブレーキロータ近傍に配置される。摩擦材３３を電動アクチュエータ１Ａにより操作してブレーキロータ３２に押圧し、摩擦力によって制動力を発生させる機構を用いることができる。前記ブレーキロータ３２および摩擦材３３は、例えば、ブレーキディスクおよびキャリパを用いたディスクブレーキ装置であってもよく、あるいはドラムおよびライニングを用いたドラムブレーキ装置であってもよい。 <About the outline configuration of the electric brake device DB>
As shown in FIG. 5, the electric brake device DB includes an electric actuator 1A and a friction brake BR. The friction brake BR has a brake rotor 32 that rotates in conjunction with the wheels of the vehicle, and a friction material 33 that comes into contact with the brake rotor 32 to generate braking force. The friction material 33 is arranged in the vicinity of the brake rotor. A mechanism can be used in which the friction material 33 is operated by the electric actuator 1A to press it against the brake rotor 32, and a braking force is generated by the frictional force. The brake rotor 32 and the friction material 33 may be, for example, a disc brake device using a brake disc and a caliper, or a drum brake device using a drum and a lining.

電動アクチュエータ１Ａは、電動モータ１と、減速機構３４と、摩擦材操作手段である直動機構３５と、パーキングブレーキ機構ＰＢとを有する。
減速機構３４は、電動モータ１の回転を減速する機構であり、一次歯車３６、中間歯車３７、および三次歯車３８を含む。この例では、減速機構３４は、電動モータ１のロータ軸１ａに取り付けられた一次歯車３６の回転を、中間歯車３７により減速して、回転軸３９の端部に固定された三次歯車３８に伝達可能としている。 The electric actuator 1A includes an electric motor 1, a deceleration mechanism 34, a linear motion mechanism 35 which is a friction material operating means, and a parking brake mechanism PB.
The speed reduction mechanism 34 is a mechanism for reducing the rotation of the electric motor 1, and includes a primary gear 36, an intermediate gear 37, and a tertiary gear 38. In this example, the reduction gear 34 decelerates the rotation of the primary gear 36 attached to the rotor shaft 1a of the electric motor 1 by the intermediate gear 37 and transmits it to the tertiary gear 38 fixed to the end of the rotary shaft 39. It is possible.

直動機構３５は、減速機構３４で出力される回転運動を送りねじ機構により直動部４０の直線運動に変換して、ブレーキロータ３２に対して摩擦材３３を当接離隔させる機構である。直動部４０は、回り止めされ且つ矢符Ａ１にて表記する軸方向に移動自在に支持されている。直動部４０のアウトボード側端に摩擦材３３が設けられる。電動モータ１の回転を減速機構３４を介して直動機構３５に伝達することで、回転運動が直線運動に変換され、それが摩擦材３３の押圧力に変換されることによりブレーキ力を発生させる。 The linear motion mechanism 35 is a mechanism that converts the rotary motion output by the deceleration mechanism 34 into a linear motion of the linear motion portion 40 by the feed screw mechanism, and causes the friction material 33 to abut and separate from the brake rotor 32. The linear motion portion 40 is detented and is movably supported in the axial direction indicated by the arrow A1. A friction material 33 is provided at the outboard side end of the linear motion portion 40. By transmitting the rotation of the electric motor 1 to the linear motion mechanism 35 via the deceleration mechanism 34, the rotational motion is converted into a linear motion, which is converted into the pressing force of the friction material 33 to generate a braking force. ..

パーキングブレーキ機構ＰＢのアクチュエータ４１として、例えば、リニアソレノイドが適用される。アクチュエータ４１によりロック部材４２を進出させて中間歯車３７に形成された係止孔（図示せず）に嵌まり込ませることで係止し、中間歯車３７の回転を禁止することで、パーキングロック状態にする。ロック部材４２を前記係止孔から離脱させることで中間歯車３７の回転を許容し、アンロック状態にする。 For example, a linear solenoid is applied as the actuator 41 of the parking brake mechanism PB. A parking lock state is achieved by advancing the lock member 42 by the actuator 41 and fitting it into a locking hole (not shown) formed in the intermediate gear 37 to lock the intermediate gear 37 and prohibiting the rotation of the intermediate gear 37. To. By disengaging the lock member 42 from the locking hole, the intermediate gear 37 is allowed to rotate and is brought into an unlocked state.

＜作用効果＞
以上説明した構成によると、モータ出力制限器８は、トルク指令演算器７から与えられたトルク指令値を角速度等に基づいて、閾値を超過しないように制限する。これにより、電動モータ１を使用できる出力まで最大限使用することができ、電動モータ１の出力性能を向上し得る。したがって、電動ブレーキ装置ＤＢ等の応答性が不所望に低下することを防止することができる。所定の電流条件における消費電力が変動するとき、第一および第二のトルク制限部２１，２２によって最大消費電力を調整可能とすることで、モータ特性変動によらず所定の最大消費電力に制限することができる。また図１のモータ出力制限器８の構成は、モータ消費電力を厳密に扱う上で好ましく、例えば、角度または角速度等の制御系を上位に設ける場合、モータ出力制限に伴う飽和補償制御が容易になる面で優位である。図１の電力演算部１９は、モータドライバ６の一次側の電圧および電流から、電動モータ１の消費電力を導出するため、より直接的に消費電力を管理する上で優位である。 <Action effect>
According to the configuration described above, the motor output limiter 8 limits the torque command value given by the torque command calculator 7 so as not to exceed the threshold value based on the angular velocity or the like. As a result, the electric motor 1 can be used to the maximum usable output, and the output performance of the electric motor 1 can be improved. Therefore, it is possible to prevent the responsiveness of the electric brake device DB or the like from undesirably decreasing. When the power consumption under a predetermined current condition fluctuates, the maximum power consumption can be adjusted by the first and second torque limiting units 21 and 22, so that the maximum power consumption is limited regardless of the fluctuation of the motor characteristics. be able to. Further, the configuration of the motor output limiter 8 in FIG. 1 is preferable in terms of strictly handling the motor power consumption. For example, when a control system such as an angle or an angular velocity is provided at the upper level, saturation compensation control due to the motor output limitation can be easily performed. It is superior in terms of power consumption. Since the power calculation unit 19 of FIG. 1 derives the power consumption of the electric motor 1 from the voltage and current on the primary side of the motor driver 6, it is advantageous in managing the power consumption more directly.

＜他の実施形態について＞
以下の説明においては、各実施の形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。 <About other embodiments>
In the following description, the same reference numerals will be given to the parts corresponding to the matters described in advance in each embodiment, and duplicate description will be omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described above unless otherwise specified. It has the same action and effect from the same configuration. Not only the combinations of the parts specifically described in each embodiment, but also the combinations of the embodiments can be partially combined as long as the combination does not cause any trouble.

図６は、出力制限機能部としてのモータ出力制限器８を、電流指令演算器１１と、モータ電流制御器１２との間に設ける例を示す。図１の例に対し、図６の例におけるモータ出力制限器８は、消費電力推定機能部である電力演算部１９と、可変制限部２０とを有する。
可変制限部２０は、第一および第二の電流制限部（制限部）２１Ａ，２２Ａと、電流制限値結合部（制限値結合部）２３Ａとを備える。 FIG. 6 shows an example in which a motor output limiter 8 as an output limiting function unit is provided between the current command calculator 11 and the motor current controller 12. In contrast to the example of FIG. 1, the motor output limiter 8 in the example of FIG. 6 has a power calculation unit 19 which is a power consumption estimation function unit and a variable limiter 20.
The variable limiting unit 20 includes first and second current limiting units (restricting units) 21A and 22A, and a current limiting value coupling unit (limiting value coupling unit) 23A.

第一の電流制限部２１Ａは、電流値が比較的大きくなる電流制限機能を有し、第二の電流制限部２２Ａは、電流値が比較的小さくなる電流制限機能を有する。前記第一および第二の電流制限部２１Ａ，２２Ａは、図１における第一および第二のトルク制限部２１，２２と同様に設定することができる。
図６に示すように、例えば、第一の電流制限部２１Ａを、モータコイル電流密度、コイル発熱の放熱特性、熱容量、モータ駆動素子の電流容量、等に基づいて定められる電動モータ装置に異常を発生させずに通電可能な最大電流制限としてもよく、第二の電流制限部２２Ａを、力率ないし所定の最大力率の条件下で最大消費電力となる最大電流制限としてもよい。あるいは、予め電動モータ装置に発生し得る特性変動に基づいて、前記第一および第二の電流制限部２１Ａ，２２Ａを最大電流値が所定量異なる任意の関係に適宜設定してもよい。 The first current limiting unit 21A has a current limiting function in which the current value becomes relatively large, and the second current limiting unit 22A has a current limiting function in which the current value becomes relatively small. The first and second current limiting units 21A and 22A can be set in the same manner as the first and second torque limiting units 21 and 22 in FIG.
As shown in FIG. 6, for example, the first current limiting unit 21A has an abnormality in the electric motor device determined based on the motor coil current density, the heat dissipation characteristics of the coil heat generation, the heat capacity, the current capacity of the motor drive element, and the like. It may be the maximum current limit that can be energized without generating it, or the second current limiting unit 22A may be set to the maximum current limit that becomes the maximum power consumption under the condition of the power factor or a predetermined maximum power factor. Alternatively, the first and second current limiting units 21A and 22A may be appropriately set in any relationship in which the maximum current values differ by a predetermined amount, based on the characteristic fluctuations that may occur in the electric motor device in advance.

電力演算部１９は、図１の電力演算部１９と同様の機能を備える。また、図６に示すように、電流制限値結合部２３Ａは、図１のトルク制限値結合部２３に対しトルク制限の代わりに電流制限を扱うのみ異なり、その他は同様の機能を備える。 The power calculation unit 19 has the same function as the power calculation unit 19 of FIG. Further, as shown in FIG. 6, the current limit value coupling unit 23A differs from the torque limit value coupling unit 23 in FIG. 1 only in that it handles the current limit instead of the torque limit, and has the same functions as the others.

したがって、図６の構成においても、モータ特性変動等によらずモータ最大消費電力を適切に制限し、かつ許容範囲内の電力を最大限に使用して電動モータ１の出力性能を向上することができる。また図６のモータ出力制限器８の構成は、電動モータ１の消費電力および熱負荷をより厳密に扱う上で好ましく、例えば、第一および第二の電流制限値をモータ特性変動に厳密に基づいて決定する場合に優位である。 Therefore, even in the configuration of FIG. 6, the maximum power consumption of the motor can be appropriately limited regardless of the fluctuation of the motor characteristics, and the maximum power within the allowable range can be used to improve the output performance of the electric motor 1. can. Further, the configuration of the motor output limiter 8 of FIG. 6 is preferable for more strictly handling the power consumption and heat load of the electric motor 1, for example, the first and second current limit values are strictly based on the fluctuation of the motor characteristics. It is advantageous when deciding.

図７は、図１の例において、現在の電流および出力する電圧から、電力を計算する機能を有する電力演算部１９を設ける例を示す。前記電力は、例えば、所定の電気角位相で直交軸変換された電圧および電流を用いて、同軸の電圧および電流から有効電力を求める機能であってもよく、交流電圧および電流から有効電力を求める機能であってもよい。また、本図７の機能を有する電力演算部１９を、図６またはその他の実施形態において適用することもできる。図７の相電流および電圧から電力を推定する構成は、図１，図６の構成等よりもセンサ等を削減する上で優位である。 FIG. 7 shows an example in which the power calculation unit 19 having a function of calculating power from the current current and the output voltage is provided in the example of FIG. The electric power may be, for example, a function of obtaining an active power from a coaxial voltage and a current by using a voltage and a current obtained by orthogonal axis conversion in a predetermined electric angular phase, and obtaining an active power from an AC voltage and a current. It may be a function. Further, the power calculation unit 19 having the function of FIG. 7 can also be applied in FIG. 6 or other embodiments. The configuration in which the power is estimated from the phase current and voltage in FIG. 7 is superior to the configurations in FIGS. 1 and 6 in reducing the number of sensors and the like.

図８は、モータ出力制限器８を、モータ電流制限器１２の後段に設ける例を示す。この例のモータ出力制限器８は、電力演算部１９と、可変制限部としての電圧制限部４３とを備える。
電力演算部１９は、図７の電力演算部１９と同様、現在の電流および出力する電圧から、電力を計算する機能を有する。前記電力は、例えば、所定の電気角位相で直交軸変換された電圧および電流を用いて、同軸の電圧および電流から有効電力を求める機能であってもよく、交流電圧および電流から有効電力を求める機能であってもよい。 FIG. 8 shows an example in which the motor output limiter 8 is provided after the motor current limiter 12. The motor output limiter 8 of this example includes a power calculation unit 19 and a voltage limiter 43 as a variable limiter.
Similar to the power calculation unit 19 of FIG. 7, the power calculation unit 19 has a function of calculating power from the current current and the output voltage. The electric power may be, for example, a function of obtaining an active power from a coaxial voltage and a current by using a voltage and a current obtained by orthogonal axis conversion in a predetermined electric angular phase, and obtaining an active power from an AC voltage and a current. It may be a function.

電圧制限部４３は、電力演算部１９の有効電力が前記最大消費電力の制限値以下になるよう、出力電圧を制限する機能を有する。このとき、出力電圧がｄｑ軸電圧である場合、電圧制限部４３は、例えば、ｄ軸、ｑ軸電圧のいずれか一方を制限してもよく、ｄ軸およびｑ軸電圧を同じ量だけ制限してもよく、ｄ軸およびｑ軸電圧を同じ比率で電圧ベクトル角が等しいままノルムが縮小するよう制限してもよい。 The voltage limiting unit 43 has a function of limiting the output voltage so that the active power of the power calculation unit 19 is equal to or less than the limit value of the maximum power consumption. At this time, when the output voltage is the dq-axis voltage, the voltage limiting unit 43 may limit either the d-axis or the q-axis voltage, for example, and limits the d-axis and the q-axis voltage by the same amount. Alternatively, the d-axis and q-axis voltages may be restricted to reduce the norm at the same ratio while keeping the voltage vector angles equal.

電圧制限部４３は、ｄ軸およびｑ軸電圧を変数、有効電力を制約とし、相抵抗およびインダクタンス特性等に基づき前記変数としたｄ軸およびｑ軸電圧を印加した際の出力推定式を評価関数とし、ニュートンラプソン法等の収束演算法により、ｄ軸およびｑ軸電圧を求めることもできる。 The voltage limiting unit 43 evaluates the output estimation formula when the d-axis and q-axis voltages are applied, with the d-axis and q-axis voltages as variables and the active power as the constraint, and the variables used as the variables based on the phase resistance and inductance characteristics. The d-axis and q-axis voltages can also be obtained by a convergence calculation method such as the Newton-Rapson method.

出力電圧が三相電圧である場合、電圧制限部４３は、例えば、電圧振幅を制限してもよく、電圧位相を制限してもよい。あるいは、電圧制限部４３は、電圧振幅および位相を変数、有効電力を制約とし、相抵抗およびインダクタンス特性等に基づき前記変数とした電圧振幅および位相を印加した際の出力推定式を評価関数とし、ニュートンラプソン法等の収束演算法により、電圧振幅および位相を求めることもできる。
本図８の構成は電動モータ１の消費電力をさらに厳密に管理する上で優位である。 When the output voltage is a three-phase voltage, the voltage limiting unit 43 may limit the voltage amplitude or the voltage phase, for example. Alternatively, the voltage limiting unit 43 uses the voltage amplitude and phase as variables, the active power as a constraint, and the output estimation formula when the voltage amplitude and phase as the variables are applied based on the phase resistance and the inductance characteristic, as the evaluation function. The voltage amplitude and phase can also be obtained by a convergence calculation method such as the Newton-Rapson method.
The configuration of FIG. 8 is superior in controlling the power consumption of the electric motor 1 more strictly.

図９は、電力を制御量として直接フィードバック演算する例を示す。
電力演算部１９は、前述のいずれかの実施形態に係る電力演算部１９と同様の機能を有する。可変制限部としての出力調整量演算部４４は、最大消費電力と、前記電力演算部１９にて演算された消費電力とを比較し、所定の調整量を出力する機能を有する。前記所定の調整量は、例えば、最大消費電力に対して出力が超過している場合、その超過量（超過分）に所定のフィードバックゲインを乗じた結果であってもよい。 FIG. 9 shows an example of direct feedback calculation using electric power as a control amount.
The power calculation unit 19 has the same function as the power calculation unit 19 according to any one of the above-described embodiments. The output adjustment amount calculation unit 44 as the variable limiting unit has a function of comparing the maximum power consumption with the power consumption calculated by the power calculation unit 19 and outputting a predetermined adjustment amount. The predetermined adjustment amount may be, for example, the result of multiplying the excess amount (excess amount) by a predetermined feedback gain when the output exceeds the maximum power consumption.

図９中の加算部４５の符号は、出力の大きさが減少するよう調整することを示したものであり、実際の物理量としての符号は、電動モータ１の駆動状況に応じて適宜定められるものとする。また、図９は、トルク指令演算器７の出力すなわちトルク指令値に調整量を作用させる例を示すが、前記調整は、トルク指令演算器７への入力すなわち指令入力、電流指令演算器１１の出力すなわち電流指令値、モータ電流制御器１２の出力すなわち出力電圧、等の他の機能に調整量を作用させることもできる。
図９の構成は、制限ＬＵＴ等が不要となり、メモリ等のリソース制約の上で優位である。
図１、図６～図９の実施形態は設計者が任意の設計思想の元で選択でき、あるいは適宜併用することもできる。 The reference numeral of the addition unit 45 in FIG. 9 indicates that the magnitude of the output is adjusted to be reduced, and the reference numeral as an actual physical quantity is appropriately determined according to the driving condition of the electric motor 1. And. Further, FIG. 9 shows an example in which an adjustment amount is applied to the output of the torque command calculator 7, that is, the torque command value. The adjustment is an input to the torque command calculator 7, that is, a command input, and a current command calculator 11. The adjustment amount can also be applied to other functions such as the output, that is, the current command value, the output of the motor current controller 12, that is, the output voltage, and the like.
The configuration of FIG. 9 eliminates the need for a limited LUT or the like, and is superior in terms of resource constraints such as memory.
The embodiments of FIGS. 1 and 6 to 9 can be selected by the designer based on an arbitrary design concept, or can be used in combination as appropriate.

電動モータ装置を車両駆動用の駆動装置としてもよい。
例えば、図１０（Ａ）に示すように、いずれかの電動モータ装置を複数（この例では二つ）備えた電動モータシステムとして、この電動モータシステムをインホイールモータ駆動形式の車両に適用してもよい。
図１０（Ｂ）に示すように、いずれかの電動モータ装置を複数（この例では二つ）備えた電動モータシステムとして、この電動モータシステムを二モータオンボード形式の車両に適用してもよい。 The electric motor device may be used as a drive device for driving the vehicle.
For example, as shown in FIG. 10A, as an electric motor system equipped with a plurality of any of the electric motor devices (two in this example), this electric motor system is applied to an in-wheel motor drive type vehicle. May be good.
As shown in FIG. 10B, this electric motor system may be applied to a two-motor on-board type vehicle as an electric motor system equipped with a plurality of any of the electric motor devices (two in this example). ..

図示しないが、電動モータシステムを、電動ステアリングと電動ブレーキを含む車両電装システム、ロボットの姿勢制御アクチュエータシステム、航空機または船舶のアクチュエータシステム等に適用することも可能である。 Although not shown, electric motor systems can also be applied to vehicle electrical systems including electric steering and electric brakes, robot attitude control actuator systems, aircraft or ship actuator systems, and the like.

以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above based on the embodiments, the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not limiting. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

１…電動モータ
２…制御装置
６…モータドライバ（駆動回路）
８…モータ出力制限器（出力制限機能部）
１５…回転運動推定器（角速度推定手段）
１９…電力演算部（消費電力推定機能部）
２０…可変制限部
２１…第一のトルク制限部（第一の制限部）
２１Ａ…第一の電流制限部（第一の制限部）
２２…第二のトルク制限部（第二の制限部）
２２Ａ…第二の電流制限部（第二の制限部）
２３…トルク制限値結合部（制限値結合部）
２３Ａ…電流制限値結合部（制限値結合部）
２７…電力配分演算器（電力配分手段）
２７ａ…電力可変機能部
２８…車輪速推定手段
２９…スリップ状態推定手段
３０…アンチスキッド制御機能部
３２…ブレーキロータ
３３…摩擦材
３５…直動機構（摩擦材操作手段）
４３…電圧制限部（可変制限部）
ＤＭ…電動モータ装置



1 ... Electric motor 2 ... Control device 6 ... Motor driver (drive circuit)
8 ... Motor output limiter (output limit function unit)
15 ... Rotational motion estimator (angular velocity estimation means)
19 ... Power calculation unit (power consumption estimation function unit)
20 ... Variable limiting unit 21 ... First torque limiting unit (first limiting unit)
21A ... First current limiting unit (first limiting unit)
22 ... Second torque limiting unit (second limiting unit)
22A ... Second current limiting unit (second limiting unit)
23 ... Torque limit value coupling part (limit value coupling part)
23A ... Current limit value coupling part (limit value coupling part)
27 ... Power distribution calculator (power distribution means)
27a ... Power variable function unit 28 ... Wheel speed estimation means 29 ... Slip state estimation means 30 ... Anti-skid control function unit 32 ... Brake rotor 33 ... Friction material 35 ... Linear mechanism (friction material operating means)
43 ... Voltage limiting unit (variable limiting unit)
DM ... Electric motor device

Claims (8)

電動モータと、この電動モータを制御する制御装置とを備えた電動モータ装置において、
前記制御装置は、
前記電動モータの電流および電圧を推定し、この推定した電流および電圧から前記電動モータの消費電力を推定する消費電力推定機能部と、
前記電動モータの角速度を推定する角速度推定手段と、
前記制御装置に与えられたモータ動作指令から生成されるトルク指令値、電流指令値、電圧指令値の少なくともいずれかの指令値が、前記指令値についての閾値を超過しないように、前記角速度推定手段で推定される角速度を含む定められた条件に基づいて前記指令値を制限して制限済値として出力する出力制限機能部と、
この出力制限機能部から与えられた制限済値に基づいて、前記電動モータを駆動させる駆動回路と、を備え、
前記出力制限機能部は、前記消費電力推定機能部で推定される消費電力が定められた値より大きいとき、前記指令値が定められた値まで小さくなるよう前記制限済値を調整する可変制限部を有し、前記出力制限機能部の可変制限部は、前記消費電力推定機能部で推定される消費電力が定められた値より小さいとき、前記指令値が定められた値まで大きくなるよう制限済値を調整する電動モータ装置。 In an electric motor device including an electric motor and a control device for controlling the electric motor,
The control device is
A power consumption estimation function unit that estimates the current and voltage of the electric motor and estimates the power consumption of the electric motor from the estimated current and voltage.
An angular velocity estimation means for estimating the angular velocity of the electric motor, and
The angular velocity estimation so that at least one of the torque command value, the current command value, and the voltage command value generated from the motor operation command given to the control device does not exceed the threshold value for the command value. An output limiting function unit that limits the command value and outputs it as a restricted value based on a predetermined condition including the angular velocity estimated by the means.
A drive circuit for driving the electric motor based on the restricted value given by the output limiting function unit is provided.
The output limiting function unit adjusts the restricted value so that the command value becomes smaller than the specified value when the power consumption estimated by the power consumption estimation function unit is larger than the specified value. The variable limiting unit of the output limiting function unit has been restricted so that the command value increases to the specified value when the power consumption estimated by the power consumption estimation function unit is smaller than the specified value. Electric motor device that adjusts the value . 電動モータと、この電動モータを制御する制御装置とを備えた電動モータ装置において、
前記制御装置は、
前記電動モータの電流および電圧を推定し、この推定した電流および電圧から前記電動モータの消費電力を推定する消費電力推定機能部と、
前記電動モータの角速度を推定する角速度推定手段と、
前記制御装置に与えられたモータ動作指令から生成されるトルク指令値、電流指令値、電圧指令値の少なくともいずれかの指令値が、前記指令値についての閾値を超過しないように、前記角速度推定手段で推定される角速度を含む定められた条件に基づいて前記指令値を制限して制限済値として出力する出力制限機能部と、
この出力制限機能部から与えられた制限済値に基づいて、前記電動モータを駆動させる駆動回路と、を備え、
前記出力制限機能部は、前記消費電力推定機能部で推定される消費電力が定められた値より大きいとき、前記指令値が定められた値まで小さくなるよう前記制限済値を調整する可変制限部を有し、
前記出力制限機能部の可変制限部は、第一の制限部と、消費電力が前記第一の制限部よりも相対的に小さくなる第二の制限部と、前記第一および第二の制限部による出力制限値を定められた比率によって結合した値を前記出力制限機能部から最終的に出力する制限済値として導出する制限値結合部とを有し、この制限値結合部は、前記定められた比率を、前記消費電力推定機能部で推定される消費電力に基づいて調整する電動モータ装置。 In an electric motor device including an electric motor and a control device for controlling the electric motor,
The control device is
A power consumption estimation function unit that estimates the current and voltage of the electric motor and estimates the power consumption of the electric motor from the estimated current and voltage.
An angular velocity estimation means for estimating the angular velocity of the electric motor, and
The angular velocity estimation means so that at least one of the torque command value, the current command value, and the voltage command value generated from the motor operation command given to the control device does not exceed the threshold value for the command value. The output limiting function unit that limits the command value and outputs it as a restricted value based on the specified conditions including the angular velocity estimated in
A drive circuit for driving the electric motor based on the restricted value given by the output limiting function unit is provided.
The output limiting function unit adjusts the restricted value so that the command value becomes smaller than the specified value when the power consumption estimated by the power consumption estimation function unit is larger than the specified value. Have,
The variable limiting unit of the output limiting function unit includes a first limiting unit, a second limiting unit whose power consumption is relatively smaller than that of the first limiting unit, and the first and second limiting units. It has a limit value coupling unit that derives a value obtained by combining the output limit values of the above as a restricted value that is finally output from the output restriction function unit, and this limit value coupling unit is defined above. An electric motor device that adjusts the ratio based on the power consumption estimated by the power consumption estimation function unit. 電動モータと、この電動モータを制御する制御装置とを備えた電動モータ装置において、
前記制御装置は、
前記電動モータの電流および電圧を推定し、この推定した電流および電圧から前記電動モータの消費電力を推定する消費電力推定機能部と、
前記電動モータの角速度を推定する角速度推定手段と、
前記制御装置に与えられたモータ動作指令から生成されるトルク指令値、電流指令値、電圧指令値の少なくともいずれかの指令値が、前記指令値についての閾値を超過しないように、前記角速度推定手段で推定される角速度を含む定められた条件に基づいて前記指令値を制限して制限済値として出力する出力制限機能部と、
この出力制限機能部から与えられた制限済値に基づいて、前記電動モータを駆動させる駆動回路と、を備え、
前記出力制限機能部は、前記消費電力推定機能部で推定される消費電力が定められた値より大きいとき、前記指令値が定められた値まで小さくなるよう前記制限済値を調整する可変制限部を有し、
前記出力制限機能部の可変制限部は、定められた最大消費電力と、前記消費電力推定機能部で推定される電流とから、最大消費電力となり得る電圧値を導出し、前記電動モータに印加する電圧を、導出された前記電圧値に制限する電動モータ装置。 In an electric motor device including an electric motor and a control device for controlling the electric motor,
The control device is
A power consumption estimation function unit that estimates the current and voltage of the electric motor and estimates the power consumption of the electric motor from the estimated current and voltage.
An angular velocity estimation means for estimating the angular velocity of the electric motor, and
The angular velocity estimation means so that at least one of the torque command value, the current command value, and the voltage command value generated from the motor operation command given to the control device does not exceed the threshold value for the command value. The output limiting function unit that limits the command value and outputs it as a restricted value based on the specified conditions including the angular velocity estimated in
A drive circuit for driving the electric motor based on the restricted value given by the output limiting function unit is provided.
The output limiting function unit adjusts the restricted value so that the command value becomes smaller than the specified value when the power consumption estimated by the power consumption estimation function unit is larger than the specified value. Have,
The variable limiting unit of the output limiting function unit derives a voltage value that can be the maximum power consumption from the determined maximum power consumption and the current estimated by the power consumption estimation function unit, and applies the voltage value to the electric motor. An electric motor device that limits the voltage to the derived voltage value. 電動モータと、この電動モータを制御する制御装置とを備えた電動モータ装置において、
前記制御装置は、
前記電動モータの電流および電圧を推定し、この推定した電流および電圧から前記電動モータの消費電力を推定する消費電力推定機能部と、
前記電動モータの角速度を推定する角速度推定手段と、
前記制御装置に与えられたモータ動作指令から生成されるトルク指令値、電流指令値、電圧指令値の少なくともいずれかの指令値が、前記指令値についての閾値を超過しないように、前記角速度推定手段で推定される角速度を含む定められた条件に基づいて前記指令値を制限して制限済値として出力する出力制限機能部と、
この出力制限機能部から与えられた制限済値に基づいて、前記電動モータを駆動させる駆動回路と、を備え、
前記出力制限機能部は、前記消費電力推定機能部で推定される消費電力が定められた値より大きいとき、前記指令値が定められた値まで小さくなるよう前記制限済値を調整する可変制限部を有し、
前記出力制限機能部の可変制限部は、定められた最大消費電力に対し、前記消費電力推定機能部で推定される消費電力の超過分にゲインを介した値を、前記指令値を減少させる調整量として、前記トルク指令値、電流指令値、電圧指令値のいずれかに作用させる電動モータ装置。 In an electric motor device including an electric motor and a control device for controlling the electric motor,
The control device is
A power consumption estimation function unit that estimates the current and voltage of the electric motor and estimates the power consumption of the electric motor from the estimated current and voltage.
An angular velocity estimation means for estimating the angular velocity of the electric motor, and
The angular velocity estimation means so that at least one of the torque command value, the current command value, and the voltage command value generated from the motor operation command given to the control device does not exceed the threshold value for the command value. The output limiting function unit that limits the command value and outputs it as a restricted value based on the specified conditions including the angular velocity estimated in
A drive circuit for driving the electric motor based on the restricted value given by the output limiting function unit is provided.
The output limiting function unit adjusts the restricted value so that the command value becomes smaller than the specified value when the power consumption estimated by the power consumption estimation function unit is larger than the specified value. Have,
The variable limiting unit of the output limiting function unit adjusts the value via gain to the excess power consumption estimated by the power consumption estimation function unit to reduce the command value with respect to the predetermined maximum power consumption. An electric motor device that acts on any of the torque command value, the current command value, and the voltage command value as an amount. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電動モータ装置を複数備えた電動モータシステムであって、
前記複数の電動モータ装置における推定消費電力の総和が、定められたシステム最大消費電力を超過しないよう各電動モータ装置の最大消費電力を定める電力配分手段を備える電動モータシステム。 An electric motor system including a plurality of electric motor devices according to any one of claims 1 to 4 .
An electric motor system comprising a power distribution means for determining the maximum power consumption of each electric motor device so that the total estimated power consumption of the plurality of electric motor devices does not exceed the specified system maximum power consumption. 請求項５に記載の電動モータシステムにおいて、前記電力配分手段は、前記電動モータ装置における最大消費電力と推定消費電力との比較に基づいて、前記電動モータ装置の電力消費の度合である電力消費度合を判断する機能を有し、
前記複数の電動モータ装置のうち、前記電力消費度合が基準値よりも高い電動モータ装置と、前記電力消費度合が基準値よりも低い電動モータ装置が混在している場合に、前記電力配分手段は、前記電力消費度合が高い電動モータ装置の最大消費電力を定められた値よりも大きく設定し、前記電力消費度合が低い電動モータ装置の最大消費電力を定められた値よりも小さく設定する電動モータシステム。 In the electric motor system according to claim 5 , the power distribution means is a degree of power consumption, which is the degree of power consumption of the electric motor device, based on a comparison between the maximum power consumption of the electric motor device and the estimated power consumption. Has a function to judge
Among the plurality of electric motor devices, when the electric motor device having a power consumption degree higher than the reference value and the electric motor device having a power consumption degree lower than the reference value are mixed, the power distribution means is used. , The maximum power consumption of the electric motor device having a high degree of power consumption is set to be larger than the specified value, and the maximum power consumption of the electric motor device having a low degree of power consumption is set to be smaller than the specified value. system. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電動モータ装置と、ブレーキロータと、このブレーキロータと接触して制動力を発生させる摩擦材と、この摩擦材を前記電動モータによって操作可能とする摩擦材操作手段と、を備えた電動ブレーキ装置において、
前記電動ブレーキ装置の最大消費電力を可変とする電力可変機能部を備え、この電力可変機能部から与えられた最大消費電力に基づいて、前記出力制限機能部における制限済値が調整される電動ブレーキ装置。 The electric motor device according to any one of claims 1 to 4 , a brake rotor, a friction material that comes into contact with the brake rotor to generate a braking force, and the friction material can be operated by the electric motor. In an electric brake device equipped with a friction material operating means
An electric brake having a power variable function unit that makes the maximum power consumption of the electric brake device variable, and adjusting a restricted value in the output limiting function unit based on the maximum power consumption given by the power variable function unit. Device. 請求項７に記載の電動ブレーキ装置を複数備えた電動ブレーキシステムであって、
前記複数の電動ブレーキ装置における推定消費電力の総和が、定められた電動ブレーキシステム最大消費電力を超過しないよう各電動ブレーキ装置の最大消費電力を定める電力配分手段と、
前記複数の電動ブレーキ装置をそれぞれ搭載する複数の車輪の回転速度である車輪速を推定する車輪速推定手段と、
この車輪速推定手段で推定される複数の車輪速を含む情報を用いて、個別の車輪のスリップ状態を推定するスリップ状態推定手段と、
このスリップ状態推定手段で推定されるスリップ状態が閾値を超過したとき、スリップ状態が抑制されるよう前記電動ブレーキ装置のブレーキ力を調整するアンチスキッド制御を行うアンチスキッド制御機能部と、を備え、
前記複数の電動ブレーキ装置のうち、アンチスキッド制御を行っている電動ブレーキ装置と、アンチスキッド制御を行っていない電動ブレーキ装置が混在している場合に、前記電力配分手段は、アンチスキッド制御を行っている電動ブレーキ装置の最大消費電力を定められた値よりも大きく設定し、アンチスキッド制御を行っていない電動ブレーキ装置の最大消費電力を定められた値よりも小さく設定する電動ブレーキシステム。 An electric brake system including a plurality of electric brake devices according to claim 7 .
A power distribution means that determines the maximum power consumption of each electric brake device so that the total estimated power consumption of the plurality of electric brake devices does not exceed the specified maximum power consumption of the electric brake system.
A wheel speed estimation means for estimating a wheel speed, which is a rotation speed of a plurality of wheels equipped with the plurality of electric brake devices, respectively.
A slip state estimation means that estimates the slip state of individual wheels using information including a plurality of wheel speeds estimated by this wheel speed estimation means, and a slip state estimation means.
An anti-skid control function unit that performs anti-skid control for adjusting the braking force of the electric braking device so that the slip state is suppressed when the slip state estimated by the slip state estimation means exceeds a threshold value is provided.
When the electric brake device that performs anti-skid control and the electric brake device that does not perform anti-skid control coexist among the plurality of electric brake devices, the power distribution means performs anti-skid control. An electric brake system that sets the maximum power consumption of an electric brake device that is installed higher than the specified value and sets the maximum power consumption of an electric brake device that does not perform anti-skid control to a value smaller than the specified value.
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