特開 2024-141811 電気モータ制御装置、及び車両の電動制動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024141811

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】電気モータ制御装置、及び車両の電動制動装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 29/024 20160101AFI20241003BHJP

   B60T 17/18 20060101ALI20241003BHJP

   B60T 13/74 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

H02P29/024

B60T17/18

B60T13/74 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023053653

(22)【出願日】2023-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】301065892

【氏名又は名称】株式会社アドヴィックス

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】染矢 萌子

【テーマコード（参考）】

3D048

3D049

5H501

【Ｆターム（参考）】

3D048BB02

3D048CC49

3D048HH18

3D048HH70

3D049BB02

3D049CC07

3D049HH45

3D049HH48

3D049HH51

3D049KK17

5H501AA20

5H501CC04

5H501JJ30

5H501LL52

5H501MM09

(57)【要約】

【課題】簡易な構成により通信系統失陥時のバックアップ系統を確保することができる電気モータ制御装置、及び車両の電動制動装置を提供すること。
【解決手段】本開示に係る電気モータ制御装置は、電源から電力が供給される第１回路と、電源から第１回路を経由して供給される電力により電気モータを駆動する第２回路と、第１回路から第２回路に、第２回路による電気モータの駆動を制御するための制御信号を通信する信号通信部と、信号通信部が異常であるか否かを判定する異常判定部と、第２回路に設けられ、第１回路から電気モータに電力を供給する電力線の電圧を安定化する電圧安定化部と、異常判定部により信号通信部に異常があると判定されている場合に、第１回路から第２回路に制御信号を送信すべく、第１回路が電力線に制御信号に対応して変化する信号成分を重畳させる電力線通信を行う電力線通信部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電源から電力が供給される第１回路と、
前記電源から前記第１回路を経由して供給される電力により電気モータを駆動する第２回路と、
前記第１回路から前記第２回路に、前記第２回路による前記電気モータの駆動を制御するための制御信号を通信する信号通信部と、
前記信号通信部が異常であるか否かを判定する異常判定部と、
前記第２回路に設けられ、前記第１回路から前記電気モータに電力を供給する電力線の電圧を安定化する電圧安定化部と、
前記異常判定部により前記信号通信部に異常があると判定されている場合に、前記第１回路から前記第２回路に前記制御信号を送信すべく、前記第１回路が前記電力線に前記制御信号に対応して変化する信号成分を重畳させる電力線通信を行う電力線通信部と、
を備える、電気モータ制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電気モータ制御装置を用いた車両の電動制動装置であって、
前記電力線通信部は、前記電力線通信の信頼度の判定結果に基づいて、前記電力線通信の実施可否を決定する、
車両の電動制動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電気モータ制御装置、及び車両の電動制動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電気モータを用いて、ブレーキを制御する電気モータ制御装置が知られている。電動モータを用いてブレーキを制御することから、万が一、電気モータへの駆動信号の通信が途絶えた場合に、駆動信号の通信を確保することが求められていた。

【0003】

例えば、下記の特許文献１には、センタ装置と、センタ装置から電力が供給されて動作するサテライト装置とから成る車載用電子制御装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１－５３６７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の特許文献１に記載の車載用電子制御装置は、既存の電源ラインを用いて通信ができ、コネクタ端子を追加する必要がないことから、通信系統の異常発生時のバックアップとして用いることが考えられる。しかしながら、その場合には、制御装置にそれぞれ通信手段と電圧安定手段を追加する必要があった。

【0006】

本開示は上記課題を鑑み、簡易な構成により通信系統失陥時のバックアップ系統を確保することができる電気モータ制御装置、及び車両の電動制動装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る電気モータ制御装置は、電源から電力が供給される第１回路と、前記電源から前記第１回路を経由して供給される電力により電気モータを駆動する第２回路と、前記第１回路から前記第２回路に、前記第２回路による前記電気モータの駆動を制御するための制御信号を通信する信号通信部と、前記信号通信部が異常であるか否かを判定する異常判定部と、前記第２回路に設けられ、前記第１回路から前記電気モータに電力を供給する電力線の電圧を安定化する電圧安定化部と、前記異常判定部により前記信号通信部に異常があると判定されている場合に、前記第１回路から前記第２回路に前記制御信号を送信すべく、前記第１回路が前記電力線に前記制御信号に対応して変化する信号成分を重畳させる電力線通信を行う電力線通信部と、を備える。

【0008】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る車両の電動制動装置は、電気モータ制御装置を用いた車両の電動制動装置であって、前記電力線通信部は、前記電力線通信の信頼度の判定結果に基づいて、前記電力線通信の実施可否を決定する。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、簡易な構成により通信系統失陥時のバックアップ系統を確保することができる電気モータ制御装置、及び車両の電動制動装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本開示に係る電気モータ制御装置の構成例を示す図である。

【図2】図２は、本開示に係る車両の電動制動装置の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本開示が限定されるものではない。

【0012】

（電気モータ制御装置の構成）
まず、図１を用いて、本開示に係る電気モータ制御装置の構成について説明する。図１は、本開示に係る電気モータ制御装置の構成例を示す図である。本開示に係る電気モータ制御装置１００は、電気モータＭＴを制御する制御装置である。図１に示すように、本開示に係る電気モータ制御装置１００は、第１回路１１０と、第２回路１２０と、異常判定部１３０と、電源１４０と、電力線通信部１５０と、信号通信部１６０と、を有する。以下、これらの構成について、順を追って説明する。

【0013】

（第１回路について）
第１回路１１０は、車体側の電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）である。第１回路１１０は、電源１４０から電力が供給される。図１に示すように、第１回路１１０は、電圧安定化部１１１と、統合ＩＣ１１２と、通信Ｉ／Ｆ１１３と、ＣＡＮＩ／Ｆ１１４と、を有する。

【0014】

電圧安定化部１１１は、第１回路１１０に設けられ、電源１４０から供給される電力の電圧を安定化する。電圧安定化部１１１は、例えば、制御素子が負荷と直列に入るシリーズレギュレータ方式や、コイルや半導体などを用いて高周波の交流電流に変換し、再び直流に変換して電圧や電流を制御するスイッチング方式の安定化回路によって実現されてよい。

【0015】

統合ＩＣ１１２は、第１回路１１０を制御する制御回路である。統合ＩＣ１１２は、例えば、マイクロコントローラ（ＭＣＵ：Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）により実現されてよい。統合ＩＣ１１２は、例えば、電気モータＭＴを駆動するためのスイッチング素子を制御する駆動信号の演算を実行する。

【0016】

通信Ｉ／Ｆ１１３は、電力線通信部１５０に電力と異なる周波数のデータ信号を重畳させて送受信を行う電力線通信（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）の送信側を担う。通信Ｉ／Ｆ１１３は、電力線通信部１５０に流れる電流を、例えば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｅｘｉｎｇ）方式、スペクトル拡散（ＳＳ：Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）方式、マルチキャリア（ＭＣ：ＭｕｌｔｉＣａｒｒｉｅｒ）方式などにより変調、及び復調することにより電力線通信を実現してよい。通信Ｉ／Ｆ１１３は、電力線通信を用いて電気モータＭＴに対する駆動信号を伝送してよい。

【0017】

ＣＡＮＩ／Ｆ１１４は、信号通信部１６０に接続され、信号通信部１６０を介して、第２回路１２０のＣＡＮＩ／Ｆ１２４と制御信号の授受を行う。ＣＡＮＩ／Ｆ１１４は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）トランシーバにより実現されてよい。なお、ＣＡＮＩ／Ｆ１１４から、第２回路１２０のＣＡＮＩ／Ｆ１２４に通信される信号には、電気モータＭＴへの駆動信号、ダイアグ情報などが含まれていてよい。

【0018】

（第２回路について）
第２回路１２０は、電源１４０から第１回路１１０を経由して供給される電力により電気モータＭＴを駆動する車輪側電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。

【0019】

図１に示すように、第２回路１２０は、電圧安定化部１２１と、統合ＩＣ１２２と、通信Ｉ／Ｆ１２３と、ＣＡＮＩ／Ｆ１２４と、モータ系１２５と、を有する。

【0020】

電圧安定化部１２１は、第２回路１２０に設けられ、第１回路１１０から電気モータＭＴに電力を供給する電力線の電圧を安定化する。電圧安定化部１２１は、例えば、制御素子が負荷と直列に入るシリーズレギュレータ方式や、コイルや半導体などを用いて高周波の交流電流に変換し、再び直流に変換して電圧や電流を制御するスイッチング方式の安定化回路によって実現されてよい。

【0021】

統合ＩＣ１２２は、第２回路１２０を制御する制御回路である。統合ＩＣ１２２は、例えば、マイクロコントローラ（ＭＣＵ）により実現されてよい。

【0022】

通信Ｉ／Ｆ１２３は、電力線通信（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）の受信側を担う。すなわち、通信Ｉ／Ｆ１２３は、電力線通信部１５０を介して送信された駆動信号を直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式、スペクトル拡散（ＳＳ）方式、マルチキャリア（ＭＣ）方式などにより復調する。

【0023】

ＣＡＮＩ／Ｆ１２４は、信号通信部１６０に接続され、第１回路１１０のＣＡＮＩ／Ｆ１１４と信号の授受を行う。ＣＡＮＩ／Ｆ１２４は、ＣＡＮトランシーバにより実現されてよい。なお、ＣＡＮＩ／Ｆ１２４から、第１回路１１０のＣＡＮＩ／Ｆ１１４に通信される信号には、第２回路１２０から第１回路１１０への応答信号などが含まれていてよい。

【0024】

モータ系１２５は、電気モータＭＴに高周波電力を印加する。モータ系１２５は、４つのスイッチング素子で構成されるブリッジ回路として構成されてよい。ブリッジ回路では、駆動信号に基づいて、スイッチング素子の通電状態が切り替えられる。この切り替えによって、電気モータＭＴが回転駆動され、その出力が調整される。

【0025】

（異常判定部について）
異常判定部１３０は、信号通信部１６０が異常であるか否かを判定する。例えば、異常判定部１３０は、信号通信部１６０に流れる信号を検出して、通信エラーを検出する。異常判定部１３０は、通信エラーとして、受信エラー、送信エラーを検出する。異常判定部１３０は、例えば、通信エラーの検出が所定の回数を超えた場合に、信号通信部１６０が異常であると判定してよい。なお、異常判定部１３０は、第１回路１１０、第２回路１２０のうちいずれか一方、または、双方に設けてもよい。

【0026】

（電源について）
電源１４０は、第１回路１１０に電力を供給する。電源１４０は、鉛蓄電池や、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの蓄電池によって実現されてよい。また、蓄電池は、車両に搭載されたオルタネーターに接続されて、オルタネーターによって充電されてよい。なお、図１においては、電気モータ制御装置１００が電源１４０を備える旨が示されているが、電源１４０は、電気モータ制御装置１００の外部に設けられて、第１回路１１０に電力を供給してもよい。

【0027】

（電力線通信部について）
電力線通信部１５０は、異常判定部１３０により信号通信部１６０に異常があると判定されている場合に、第１回路１１０から第２回路１２０に制御信号（駆動信号）を送信すべく、第１回路１１０が電力線に制御信号に対応して変化する信号成分を重畳させる電力線通信を行う。すなわち、電力線通信部１５０は、第１回路１１０の通信Ｉ／Ｆ１１３と、第２回路１２０の通信Ｉ／Ｆ１２３を接続して、第１回路１１０から第２回路１２０に対してのみ通信を行う。この場合、電力線通信部１５０は、第１回路１１０から第２回路１２０への電力の供給と、制御信号（駆動信号）の送信の両方を担う。

【0028】

電力線通信部１５０は、電力線通信の信頼度の判定結果に基づいて、電力線通信の実施可否を決定する。例えば、電力線通信部１５０は、電力線通信部１５０を流れる信号を検出して、送信信号の強度、伝送路内のノイズ、インピーダンス整合性といった観点から電力線通信の信頼度を判定してよい。例えば、信頼度を、送信信号の強度、伝送路内のノイズ、インピーダンス整合性を説明変数とする目的変数として表して、送信信号の強度が強くなると電力線通信の信頼度を低く算出する偏回帰係数、伝送路内のノイズが大きくなると信頼度を低くする偏回帰係数、インピーダンス整合性が高くなると信頼度を高く算出する偏回帰係数を、それぞれ送信信号の強度、伝送路内のノイズ、インピーダンス整合性に掛ける重回帰式に用いて信頼度を算出してよい。そして、電力線通信部１５０は、電力線通信の信頼度が所定の閾値以下の場合に、電力線通信の実施不可と決定する。

【0029】

（信号通信部について）
信号通信部１６０は、第１回路１１０から第２回路１２０に、第２回路１２０による電気モータＭＴの駆動を制御するための制御信号（駆動信号）を通信する。すなわち、信号通信部１６０は、第１回路１１０と第２回路１２０の間の通信手段である。信号通信部１６０によって、第１回路１１０と第２回路１２０の間において制御信号の受送信が行われる。信号通信部１６０は、１つの通信経路内で、直列的に１ビットずつデータ送信される通信方法であるシリアル通信バスにより実現されてよく、例えば、ＣＡＮバスであってよい。

【0030】

また、信号通信部１６０は、駆動信号に加えて、故障診断に用いられるダイアグ情報、第２回路１２０から第１回路１１０への応答などの情報の通信を担う。すなわち、信号通信部１６０は、第１回路１１０と第２回路１２０の双方向の通信に用いられる。

【0031】

（車両の電動制動装置の構成）
次に、本開示に係る車両の電動制動装置の構成について、図２を用いて説明する。図２は、本開示に係る車両の電動制動装置の構成例を示す図である。図２に示すように、本開示に係る車両の電動制動装置Ｃは、電気モータ制御装置１００と、電気モータＭＴと、ピストンＰＳと、ブレーキパッドＰＤと、を備える。そして、車両の電動制動装置Ｃは、車両のホイールＷＨに接続され、ブレーキパッドＰＤによってホイールＷＨに制動力を与える。以下、これらの構成について、順を追って説明する。

【0032】

電気モータ制御装置１００は、電気モータＭＴの駆動を制御する制御装置である。電気モータ制御装置１００の構成などの詳細については上述して説明した通りであるから省略する。

【0033】

電気モータＭＴは、ピストンＰＳを駆動するための動力源である。例えば、電気モータＭＴとして、ブラシレスモータまたはブラシ付電気モータを用いてよい。電気モータＭＴが正回転方向に回転すると、電気モータＭＴの回転運動を直線運動に変換する機構を介してピストンＰＳが直線運動することで、ピストンＰＳがブレーキパッドＰＤをホイールＷＨに押し付ける方向（即ち、押圧力が増加し、制動トルクが増加する方向）に駆動させる。また、電気モータＭＴが逆回転方向に回転すると、ピストンＰＳがブレーキパッドＰＤをホイールＷＨから離れていく方向（即ち、押圧力が減少し、制動トルクが減少する方向）に駆動させる。

【0034】

ピストンＰＳは、電気モータＭＴによりブレーキパッドＰＤを移動させる。すなわち、ピストンＰＳの移動によって、ブレーキパッドＰＤがホイールＷＨに押し付けられて摩擦力が発生する。ピストンＰＳの移動は、電気モータＭＴの動力によって行われる。具体的には、電気モータＭＴの出力軸には、入力シャフトが接続されている。そのため、電気モータＭＴの出力（軸まわりの回転力）が入力シャフトに入力され、入力シャフトの回転運動が、ねじ機構などの直動変換機構によって直線運動に変換されることで、ピストンＰＳが直線運動する。

【0035】

ブレーキパッドＰＤは、摩擦部材を備え、ホイールＷＨに摩擦部材を押し付けることによって摩擦力を発生させて、ホイールＷＨが備えるタイヤと路面との間に制動力を与える。ピストンＰＳの駆動を制御することによって、摩擦部材がホイールＷＨを押し付ける力（押圧力）が制御され、押圧力が調整される。

【0036】

ホイールＷＨは、タイヤが取り付けられたうえで車両に備えられて、車両に車道からの摩擦力を伝達する。ホイールＷＨは、ブレーキパッドＰＤが押し付けられるディスクロータを備える。ホイールＷＨは、ディスクロータと一体に回転することから、ディスクロータに摩擦力を与えることにより、ホイールＷＨの回転を減速させることができる。

【0037】

（構成と効果）
本開示に係る電気モータ制御装置１００は、電源１４０から電力が供給される第１回路１１０と、電源１４０から第１回路１１０を経由して供給される電力により電気モータＭＴを駆動する第２回路１２０と、第１回路１１０から第２回路１２０に、第２回路１２０による電気モータＭＴの駆動を制御するための制御信号を通信する信号通信部１６０と、信号通信部１６０が異常であるか否かを判定する異常判定部１３０と、第２回路１２０に設けられ、第１回路１１０から電気モータＭＴに電力を供給する電力線の電圧を安定化する電圧安定化部１２１と、異常判定部１３０により信号通信部１６０に異常があると判定されている場合に、第１回路１１０から第２回路１２０に制御信号を送信すべく、第１回路１１０が電力線に制御信号に対応して変化する信号成分を重畳させる電力線通信を行う電力線通信部１５０と、を備える。

【0038】

この構成によれば、電気モータＭＴを駆動するメインの通信失陥時に、電力線通信を介して第１回路１１０から第２回路１２０への駆動信号を送信して、電気モータＭＴを駆動することができる。また、第２回路１２０については、電気モータＭＴ駆動用に電圧安定化部１２１を元々配置しているため、電力線通信用に新たに電圧安定化部１２１を追加する必要がない。そのため、簡易な構成により通信系統失陥時のバックアップ系統を確保することができる電気モータ制御装置１００を提供することができる。

【0039】

本開示に係る車両の電動制動装置Ｃは、電気モータ制御装置１００を用いた車両の電動制動装置Ｃであって、電力線通信部１５０は、電力線通信の信頼度の判定結果に基づいて、電力線通信の実施可否を決定する。

【0040】

この構成によれば、電力線通信の信頼度の判定結果に基づいて、電力線通信の実施可否を決定することができることから、電力線通信の信頼度が低い場合に、電力線通信の実施を不可とすることができる。本構成によれば、高信頼性が求められる電動制動装置Ｃにおいて、電気モータＭＴの駆動信号の通信の信頼性を高めることができる。なお、電力線通信の信頼度の判定は、例えば、電力線を検出対象とした図示しない電圧検出部を設け、電力線通信を実施していないときの電力線の電圧変化量に応じて信頼度を判定してもよい。

【0041】

以上、本開示の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

【符号の説明】

【0042】

１００ 電気モータ制御装置
１１０ 第１回路
１１１ 電圧安定化部
１１２ 統合ＩＣ
１１３ 通信Ｉ／Ｆ
１１４ ＣＡＮＩ／Ｆ
１２０ 第２回路
１２１ 電圧安定化部
１２２ 統合ＩＣ
１２３ 通信Ｉ／Ｆ
１２４ ＣＡＮＩ／Ｆ
１２５ モータ系
１３０ 異常判定部
１４０ 電源
１５０ 電力線通信部
Ｃ 電動制動装置
ＭＴ 電気モータ
ＰＳ ピストン
ＰＤ ブレーキパッド
ＷＨ ホイール

【図1】

【図2】