CN105050871A - 车辆的电动制动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种车辆的电动制动装置,基于制动操作部件的操作量(Bpa),来决定关于按压力实际值(Fba)的第一贡献度(Ka1)以及关于按压力推断值(Fbe)的第二贡献度(Ke2),按压力实际值(Fba)是摩擦部件的按压力的检测值,按压力推断值(Fbe)是基于电动马达的位置而运算出的上述按压力的推断值,在操作量小的情况下,与第一贡献度相比,第二贡献度被决定为相对较大的值,在操作量大的情况下,与第二贡献度相比,第一贡献度被决定为相对较大的值,基于对按压力实际值考虑第一贡献度而得到的值(Fbxa)、以及对按压力推断值考虑第二贡献度而得到的值(Fbxe)来运算出合成按压力(Fbx),基于根据上述操作量计算出的目标按压力(Fbt)以及上述合成按压力来运算出电动马达的目标通电量。
Description
技术领域
本发明涉及车辆的电动制动装置。
背景技术
在专利文献1中记载有一种电动制动装置,能够修正检测向旋转部件按压摩擦部件的按压力的按压力检测单元的零点偏移(漂移),以便提高按压力的反馈控制的精度。
在专利文献2中记载有一种电动制动装置,具备检测按压力的按压力检测单元和检测推力机构的位移的位置检测单元,其中,根据按压力检测单元的按压力信号与位置检测单元的位移信号的相对关系,来检测按压力检测单元的异常。具体而言,记载有如下的技术:基于马达位置与活塞推力传感器之间的关系,来进行活塞推力传感器的异常检测处理,其中,马达位置由电动制动钳机构部的弹性变形量以及制动块的弹性变形量决定。
专利文献1:日本特开2000-213575号公报
专利文献2:日本特开2005-106153号公报
然而,在基于电气机械式的制动装置(是所谓的电动制动器,被称为EMB(Electro-MechanicalBrake))进行的制动转矩控制中,摩擦部件(例如,制动块)被按压向旋转部件(例如,制动盘)的力(按压力)被反馈控制。如图7所示,上述按压力相对于电动马达的位置(旋转角)的特性(即,制动装置整体的刚性特性)具有“向下凸”的形状。因此,在按压力大的区域,按压力检测的灵敏度(按压力相对于位移的变化量)足够高,但在按压力小的区域,其灵敏度低。例如,点A处的变化梯度gcpa比点B处的变化梯度gcpb小。
为了使得上述按压力反馈控制被顺利并且准确地执行,希望在电动马达的制动转矩开始产生的位置(例如,制动块开始与制动盘相接触的位置,也称为初始位置)的附近,即车辆减速度小的区域,进行微小的制动转矩调整。因此,希望在车辆减速度小的区域,按压力检测的分辨率高。
另一方面,希望在制动装置中,随着车辆减速度变大,而产生减速度相对于制动操作量的大小不按照每个制动操作变动(即,其关系恒定)。因此,期望在车辆减速度大的区域,进行可靠性高(即,基于与真值的误差小的按压力)的反馈控制。
并且,希望在上述制动装置中,特别是在增加了按压力的情况下,随着车辆减速度变大,而产生减速度相对于制动操作量的大小不按照每个制动操作变动(即,其关系恒定)。因此,期望在增加了按压力的情况下,进行可靠性高(即,基于与真值的误差小的按压力)的反馈控制。
另外,在上述按压力反馈控制中,基于按压力的目标值(控制目标)与实际值(按压力检测单元的检测结果)之间的偏差,来决定对电动马达的通电量。若按压力实际值包含有误差,则偏差可能被不必要地增大,所以对电动马达的通电量可能变得过大。例如,在尽管按压力目标值变化,按压力实际值没有变化的情况下,通过按压力反馈控制,对电动马达的通电量被增大。特别是在减少了按压力的情况下,由于机械构件的松动(减速机的轮齿隙、联轴器的缝隙等),会导致动力传递中的抵接状态切换(例如,在采用了齿轮减速机的情况下,所抵接的齿面切换),但通过该抵接状态的切换,能够产生“电动马达的旋转角Mka变化,但按压力的实际值Fba没有变化”这样的状态。即,如图9所示,由于机械构件的松动(缝隙),而遍及位移mkm在电动马达的旋转角Mka产生无效位移(无效旋转角),从而对电动马达进行了不必要的通电。以上,从省电的观点来看,期望在减少了按压力的情况下,减少基于该无效位移而导致的不必要通电。另外,在采用了带电刷马达作为电动马达的情况下,向马达电刷的通电量会对电动马达的耐久性产生影响。在该观点中,也期望抑制上述不必要的通电。
发明内容
本发明是为了对应上述问题而完成的,其目的在于,提供一种电动制动装置,在车辆减速度小的区域按压力检测的分辨率高,并且在车辆减速度大的区域能够执行可靠性高的按压力反馈控制。
另外,本发明的目的在于,提供如下的电动制动装置:在增加了按压力的情况下,能够执行可靠性高的按压力反馈控制,并且在减少了按压力的情况下,能够抑制由于电动马达的无效位移(无效旋转角)而引起的向电动马达的不必要的通电。
本发明的车辆的电动制动装置具备:操作量获取单元(BPA),其获取由驾驶员对车辆的制动操作部件(BP)进行操作的操作量(Bpa);制动单元(BRK),其借助传递部件(GSK等)来传递电动马达(MTR)的动力,由此向固定于上述车辆的车轮(WHL)的旋转部件(KTB)按压上述摩擦部件(MSB),使上述车轮(WHL)产生制动转矩;以及控制单元(CTL),其基于上述操作量(Bpa)来运算目标通电量(Imt),并基于上述目标通电量(Imt)来控制上述电动马达(MTR)。
该装置的特征在于,具备:按压力获取单元(FBA),其获取上述摩擦部件(MSB)按压上述旋转部件(KTB)的力的实际值(检测值)亦即按压力实际值(Fba);以及位置获取单元(MKA),其获取上述电动马达(MTR)的位置(Mka),上述控制单元(CTL)被构成为:基于上述位置(Mka)来运算上述摩擦部件(MSB)按压上述旋转部件(KTB)的力的推断值亦即按压力推断值(Fbe),并且基于上述操作量(Bpa)来决定关于上述按压力实际值(Fba)的第一贡献度(Ka1)以及关于上述按压力推断值(Fbe)的第二贡献度(Ke2),在上述操作量(Bpa)小的情况下,与上述第一贡献度(Ka1)相比,将上述第二贡献度(Ke2)决定为相对较大的值,在上述操作量(Bpa)大的情况下,与上述第二贡献度(Ke2)相比,将上述第一贡献度(Ka1)决定为相对较大的值,基于对上述按压力实际值(Fba)考虑上述第一贡献度(Ka1)而得到的值(Fbxa)、以及对上述按压力推断值(Fbe)考虑上述第二贡献度(Ke2)而得到的值(Fbxe),来运算上述目标通电量(Imt)。
一般来说,上述按压力实际值经由模拟数字转换单元输入至控制单元。因此,按压力检测的分辨率(分辨能力)取决于模拟数字转换(AD转换)的性能(分辨率)。另一方面,上述按压力推断值的运算所使用的电动马达的实际位置(旋转角)作为来自霍尔IC或者解析器的数字信号,被读入控制单元。并且,电动马达的输出被上述传递部件减速并转换为按压力。从以上的观点来看,可以说上述按压力推断值与上述按压力实际值相比,按压力的分辨率(分辨率)高。
另一方面,上述按压力推断值基于制动单元(制动致动器)的刚性值(弹簧常数)运算。该刚性值根据摩擦部件的磨损状态等变动。例如,若摩擦部件不均匀磨损,则刚性值变低。因此,从该观点来看,可以说上述按压力实际值与上述按压力推断值相比,可靠性高(与按压力的真值的误差小)。
另外,按压力相对于电动马达位置的特性(即,制动装置整体的弹簧常数的变化)是非线形的,其具有“向下凸”的形状(参照图7)。因此,在按压力大的区域,按压力的检测灵敏度(按压力相对于位移的变化量)足够高,所以上述按压力实际值能够利用于按压力反馈控制。另一方面,在按压力小的区域,上述按压力实际值的检测灵敏度变低,所以优选除了上述按压力实际值以外(或者代替),上述按压力推断值也被按压力反馈控制采用。
上述构成基于相关知识。即,在制动操作量小的情况,第一贡献度被运算为相对较小的值,并且第二贡献度被运算为相对较大的值。即,上述按压力推断值与上述按压力实际值相比,给予按压力反馈控制的影响程度变大。其结果,在要求微小的制动转矩调整的按压力小的区域(即,制动操作量小、制动转矩小的区域),提高了正在产生的按压力检测的分辨率,能够执行精密的按压力反馈控制。
另一方面,在制动操作量大的情况下,第一贡献度被运算为相对较大的值,并且第二贡献度被运算为相对较小的值。即,上述按压力实际值与上述按压力推断值相比,给予按压力反馈控制的影响程度变大。其结果,在要求车辆减速度相对于制动操作量的关系恒定这一情况的按压力大的区域(即,制动操作量大、制动转矩大的区域),能够执行可靠性高(与真值的误差小)的按压力反馈控制。
另外,本发明的车辆的电动制动装置具备:操作量获取单元(BPA),其获取由驾驶员对车辆的制动操作部件(BP)进行操作的操作量(Bpa);制动单元(BRK),其借助传递部件(GSK等)来传递电动马达(MTR)的动力,由此向固定于上述车辆的车轮(WHL)的旋转部件(KTB)按压上述摩擦部件(MSB),使上述车轮(WHL)产生制动转矩;以及控制单元(CTL),其基于上述操作量(Bpa)来运算目标通电量(Imt),并基于上述目标通电量(Imt)来控制上述电动马达(MTR)。
该装置的特征在于,具备:按压力获取单元(FBA),其获取上述摩擦部件(MSB)按压上述旋转部件(KTB)的力的实际值(检测值)亦即按压力实际值(Fba);以及位置获取单元(MKA),其获取上述电动马达(MTR)的位置(Mka),上述控制单元(CTL)被构成为:在上述操作量(Bpa)包括零的规定范围内(0≤Bpa<ba3),在上述操作量(Bpa)增加的情况下,至少基于上述按压力实际值(Fba)以使上述电动马达(MTR)向一个方向旋转的方式运算上述目标通电量(Imt),在上述操作量(Bpa)减少的情况下,仅基于上述位置(Mka)以使上述电动马达(MTR)向另一个方向旋转的方式运算上述目标通电量(Imt)。
一般来说,上述按压力实际值经由模拟数字转换单元输入至控制单元。因此,按压力检测的分辨率(分辨能力)取决于模拟数字转换(AD转换)的性能(分辨率)。另一方面,电动马达的实际位置(旋转角)作为来自霍尔IC或者解析器的数字信号被读入控制单元。并且,电动马达的输出被上述传递部件减速并转换为按压力。从以上的观点来看,可以说基于电动马达的位置得到的按压力(按压力推断值)与上述按压力实际值相比,按压力的分辨率(分辨率)高。
另一方面,上述按压力推断值基于制动单元(制动致动器)的刚性值(弹簧常数)运算。该刚性值根据摩擦部件的磨损状态等变动。例如,若摩擦部件不均匀磨损,则刚性值变低。因此,从该观点来看,可以说在增加了按压力的情况下,上述按压力实际值与上述按压力推断值相比,可靠性高(与按压力的真值的误差小)。
另外,按压力相对于电动马达位置的特性(即,制动装置整体的弹簧常数的变化)是非线形的,具有“向下凸”的形状(参照图9)。因此,在按压力大的区域,按压力的检测灵敏度(按压力相对于位移的变化量)足够高,所以上述按压力实际值能够利用于按压力反馈控制。另一方面,在按压力小的区域,上述按压力实际值的检测灵敏度变低,所以优选除了上述按压力实际值以外(或者代替),上述按压力推断值也被按压力反馈控制采用。并且,在减少了按压力的情况下,在产生电动马达的无效位移(无效旋转角)的期间,只要电动马达的旋转角变化,上述按压力推断值就继续减少。
上述构成基于相关知识。即,在上述操作量包括零的规定范围内,在上述操作量增加的情况下,至少基于上述按压力实际值以使上述电动马达向一个方向旋转的方式运算目标通电量。因此,在增加了按压力的情况下,能够执行可靠性高(与真值的误差小)的按压力反馈控制。
另外,在上述操作量包括零的规定范围内,在上述操作量减少的情况下,仅基于上述电动马达的位置以使上述电动马达向另一个方向旋转的方式运算出上述目标通电量。因此,通过以在上述规定范围内产生电动马达的无效位移(无效旋转角)的方式设定上述规定范围,从而在减少了按压力的情况下,在产生电动马达的无效位移(无效旋转角)的期间,只要电动马达的旋转角变化,按压力反馈控制中与按压力目标值(控制目标)比较的按压力(上述按压力推断值)就继续减少。其结果,在按压力减少的情况下,能够抑制由于电动马达的无效位移(无效旋转角)而引起的向电动马达的不必要的通电。
附图说明
图1是本发明的实施方式的车辆的电动制动装置的整体构成图。
图2是用于对图1所示的合成按压力运算模块进行说明的功能框图。
图3是用于对图2所示的刚性特性运算模块进行说明的功能框图。
图4是欧式联轴节的概略结构图。
图5是表示增加了制动操作量的情况下的合成按压力的运算的一个例子的时序图。
图6是表示减少了制动操作量的情况下的合成按压力的运算的一个例子的时序图。
图7是表示制动单元(制动致动器)整体的刚性的特性的图。
图8是本发明的其他的实施方式的与图1对应的功能框图。
图9是用于对制动操作部件返回时的电动马达的速度限制进行说明的时序图。
具体实施方式
以下,一边参照附图,一边对本发明的实施方式的车辆的电动制动装置进行说明。
<本发明的实施方式的车辆的电动制动装置的整体构成>
如图1所示,在具备该电动制动装置的车辆中,具备:制动操作部件BP、电子控制单元ECU、制动单元(制动致动器)BRK、按压力获取单元(按压力传感器)FBA、位置获取单元(旋转角传感器)MKA、以及蓄电池BAT。
制动操作部件(例如,制动踏板)BP是驾驶员为了使车辆减速而操作的部件,制动单元(制动致动器)BRK基于上述操作量来调整车轮WHL的制动转矩,使车轮WHL产生制动力。
在制动操作部件BP设置有制动操作量获取单元BPA。通过制动操作量获取单元BPA来获取(检测)由驾驶员操作制动操作部件BP的操作量(制动操作量)Bpa。作为制动操作量获取单元BPA,采用了检测主缸(未图示)压力的传感器(压力传感器)、检测制动操作部件BP的操作力以及/或者位移量的传感器(制动踏板踏力传感器、制动踏板行程传感器)。因此,制动操作量Bpa基于主缸压、制动踏板踏力、以及制动踏板行程中的至少任意一个来运算。制动操作量Bpa被输入至电子控制单元ECU。此外,制动操作量Bpa可以由其他电子控制单元(例如,转向控制的电子控制单元、动力传动系控制的电子控制单元)运算或者获取,且该运算值(信号)能够经由通信总线被发送至ECU。
电子控制单元ECU在其内部被编入了用于控制制动单元BRK的控制单元(控制算法)CTL,基于CTL控制BRK。蓄电池(电池)BAT是向BRK、ECU等供给电力的电源。
位置获取单元(例如,角度传感器)MKA检测BRK的动力源亦即电动马达MTR的转子(旋转件)的位置(例如,旋转角)Mka。位置获取单元MKA设置于电动马达MTR的内部。位置Mka被输入至电子控制单元ECU(特别是,控制单元CTL)。
按压力获取单元FBA获取(检测)按压部件PSN按压摩擦部件MSB的力(按压力)Fba的反作用力(反作用)。具体而言,在按压力获取单元FBA中,基于由于如应变片那样在受到力的情况下产生的位移(即,形变)而引起的电变化(例如,电压变化),来检测按压力Fba。按压力获取单元FBA设置于螺栓部件BLT与制动钳CPR之间。例如,按压力获取单元FBA固定于制动钳CRP,获取按压部件PSN从摩擦部件MSB接受的力作为按压力Fba。按压力Fba经由模拟数字转换单元(AD转换单元)ADH输入至电子控制单元ECU(特别是,控制单元CTL)。FBA的检测信号是模拟值,但通过模拟数字转换单元ADH转换为数字值,并被输入至电子控制单元ECU。此时,根据转换单元ADH的比特数,来决定按压力Fba的分辨率(最低有效位,LSB:LeastSignificantBit)。
<控制单元CTL>
控制单元CTL由目标按压力运算模块FBT、指示通电量运算模块IST、合成按压力运算模块FBX、判定运算模块HNT、按压力反馈控制块IPT、以及通电量调整运算模块IMT构成。此外,控制单元(控制程序)CTL被编入在电子控制单元ECU内。
在目标按压力运算模块FBT中,基于制动操作量Bpa、以及预先设定的目标按压力运算特性(运算映射)CHfb,运算出各车轮WHL的目标按压力Fbt。目标按压力Fbt是在电动制动单元BRK中,摩擦部件(制动块)MSB按压旋转部件(制动盘)KTB的力亦即按压力的目标值。
在指示通电量运算模块IST中,基于预先设定的指示通电量的运算特性(运算映射)CHs1、CHs2、以及目标按压力Fbt,运算出指示通电量Ist。指示通电量Ist是用于驱动电动制动单元BRK的电动马达MTR并实现目标按压力Fbt的向电动马达MTR的通电量的目标值。Ist的运算映射考虑电动制动单元BRK的滞后现象,由2个特性CHs1、CHs2构成。特性CHs1对应于增加按压力的情况,特性CHs2对应于减少按压力的情况。因此,与特性CHs2比较,特性CHs1被设定为输出相对较大的指示通电量Ist。
这里,所谓通电量是用于控制电动马达MTR的输出转矩的状态量(变量)。因为电动马达MTR输出与电流大体成比例的转矩,所以作为通电量的目标值,能够使用电动马达MTR的电流目标值。另外,如果增加向电动马达MTR的供给电压,则作为结果增加了电流,所以作为目标通电量,能够使用供给电压值。并且,因为能够根据脉冲宽度调制(PWM:PulseWidthModulation)中的占空比来调整供给电压值,所以该占空比能够作为通电量使用。
在合成按压力运算模块FBX中,基于制动操作量Bpa、电动马达MTR的实际的位置Mka、以及实际产生的按压力(按压力实际值)Fba,运算出合成按压力Fbx。具体而言,基于电动马达的转子位置(旋转角)Mka运算出按压力的推断值Fbe,并对由按压力获取单元FBA获取到的按压力实际值Fba、以及按压力推断值Fbe分别考虑了各个贡献度(决定影响程度的系数)Ka1、Ke2,来运算出合成按压力Fbx。即,合成按压力Fbx相当于基于2个不同的检测信号(Fba、Mka)运算出的MSB被按压向KTB的力(按压力)。
按压力推断值Fbe基于转子位置Mka、以及制动单元BRK的刚性值Gcp推断出(Fbe=Mka×Gcp)。关于按压力实际值Fba的贡献度(第一贡献度)Ka1、以及关于按压力推断值Fbe的贡献度(第二贡献度)Ke2基于制动操作量Bpa运算。第一、第二贡献度Ka1、Ke2是合成按压力Fbx的运算中决定Fba、Fbe的影响程度(贡献度)的系数。第一贡献度Ka1随着制动操作量Bpa的增加而增加,第二贡献度Ke2随着Bpa的增加而减少。即,在合成按压力Fbx的运算中,在制动操作量Bpa小的情况下,基于电动马达的位置Mka运算出的按压力推断值Fbe的影响度比按压力实际值Fba的影响度大,随着Bpa增加,而增加了Fba的影响度,减少了Fbe的影响度。
判定运算模块HNT由按压力判定运算模块(相当于按压力状态判定单元)FLFB、以及位置判定运算模块(相当于位置状态判定单元)FLMK构成。在判定运算模块HNT中,判定了来自各个获取单元(检测单元)的信号是否正常(适当)。
在按压力判定运算模块FLFB中,判定来自按压力获取单元FBA的输出信号(实际按压力)Fba是否正常(适当)。即,判定按压力获取单元FBA适当与否。在Fba正常的情况(FBA正常的情况)下,输出FLfb=0作为控制标志,在Fba不正常的情况(FBA不正常的情况)下,输出控制标志FLfb=1。FLFB中的判定基于目标按压力Fbt与按压力实际值Fba之间的偏差△Fah进行。在偏差△Fah小于规定值fah1的情况下,输出FLfb=0(正常判定结果)。另一方面,在偏差△Fah是规定值fah1以上的情况下,输出FLfb=1(异常判定结果)。
在位置判定运算模块FLMK中,判定来自位置获取单元MKA的输出信号(实际位置)Mka是否正常(适当)。即,判定位置获取单元IMA适当与否。在Mka正常的情况(MKA正常的情况)下,输出FLmk=0作为控制标志,在Mka不正常的情况(MKA不正常的情况)下,输出控制标志FLmk=1。FLMK中的判定基于目标按压力Fbt与按压力推断值Fbe之间的偏差△Feh进行。在偏差△Feh小于规定值feh1的情况下,输出FLmk=0(正常判定结果)。另一方面,在偏差△Feh是规定值feh1以上的情况下,输出FLmk=1(异常判定结果)。
在合成按压力运算模块FBX中,基于来自判定运算模块HNT的控制标志FLfb、FLmk,能够调整第一、第二贡献度Ka1、Ke2。在接收到FLfb=1(Fba不正常的情况下的控制标志)的情况下,减少Ka1,并且增加Ke2。例如,能够为Ka1=0,并且Ke2=1。在该情况下,在Fbx的运算中不使用Fba,Fbx仅基于Fbe运算。另外,在接收到FLmk=1(Mka不正常的情况下的控制标志)的情况下,增加Ka1,并且减少Ke2。例如,能够为Ka1=1,并且Ke2=0。在该情况下,在Fbx的运算中不使用Fbe,Fbx仅基于Fba运算。
在按压力反馈控制块IPT中,基于目标按压力(目标值)Fbt、以及合成按压力Fbx,来运算按压力反馈通电量Ipt。指示通电量Ist作为相当于目标按压力Fbt的值被运算出,但存在由于电动制动单元BRK的效率变动,而在目标按压力Fbt与按压力Fbx之间产生误差(稳定的误差)的情况。按压力反馈通电量Ipt基于目标按压力Fbt与合成按压力Fbx之间的偏差(按压力偏差)△Fb、以及预先设定的运算特性(运算映射)CHp运算,且以减少上述误差的方式决定。即,基于运算映射CHp,按压力反馈通电量Ipt以随着按压力偏差△Fb(=Fbt-Fbx)增加而增大的方式运算。
在通电量调整运算模块IMT中,运算出向电动马达MTR的最终目标值亦即目标通电量Imt。指示通电量Ist根据按压力反馈通电量Ipt调整,运算出目标通电量Imt。具体而言,对指示通电量Ist加上反馈通电量Ipt,这作为最终的目标通电量Imt运算。而且,基于目标通电量Imt的符号(值的正负)来决定电动马达MTR的旋转方向(按压力增加的正转方向、或者按压力减少的反转方向),基于目标通电量Imt的大小(绝对值)来控制电动马达MTR的输出(旋转动力)。
<电动制动单元BRK>
在本发明的实施方式的电动制动装置中,车辆的车轮WHL的制动转矩的产生以及调整通过电动马达MTR进行。电动制动单元(制动致动器)BRK由制动器制动钳(例如,浮动型制动钳)CPR、旋转部件(例如,制动盘)KTB、摩擦部件(例如,制动块)MSB、电动马达MTR、驱动单元(用于驱动MTR的电路)DRV、联轴器部件(例如,欧式联轴节)OLD、减速机GSK、旋转直动转换机(例如,螺钉部件)NJB、按压力获取单元FBA、位置获取单元MKA、以及通电量获取单元IMA构成。
在制动单元BRK与公知的制动装置相同地,具备公知的制动器制动钳CPR以及摩擦部件MSB。通过摩擦部件MSB被按压向公知的旋转部件KTB而产生摩擦力,制动转矩施加于车轮WHL,而产生了制动力。
制动器制动钳CPR是浮动型制动钳,构成为借助2个摩擦部件(制动块)MSB夹着旋转部件(制动盘)KTB。在制动钳CPR内,按压部件PSN被滑动,朝向旋转部件KTB前进或者后退。按压部件(制动器活塞)PSN向旋转部件KTB按压摩擦部件MSB来使摩擦力产生。
摩擦部件(例如,带背板制动块)MSB在磨损了的情况下能够更换。因此,MSB和PSN未被固定(未被接合为一体)。即,成为摩擦部件(带背板制动块)MSB与按压部件(活塞)PSN相分离的构造。在增加制动转矩的情况下,通过按压部件PSN按压摩擦部件MSB的背板部,从而MSB朝向旋转部件(制动盘)KTB前进。在减少制动转矩的情况下,根据由于BRK整体的刚性(CPR的刚性、以及MSB的刚性)而产生的反作用力,从而MSB向与KTB分离的方向后退。
作为电动马达MTR,采用了带电刷马达、或者无电刷马达。在电动马达MTR的旋转方向中,正转方向相当于按压部件PSN接近旋转部件KTB的方向(按压力增加、制动转矩增加的方向),反转方向相当于按压部件PSN与旋转部件KTB分离的方向(按压力减少、制动转矩减少的方向)。电动马达MTR的输出基于在控制单元CTL中运算出的目标通电量Imt决定。具体而言,在目标通电量Imt的符号是正(+:正)的情况(Imt>0)下,电动马达MTR被向正转方向驱动,在Imt的符号是负(-:负)的情况(Imt<0)下,电动马达MTR被向反转方向驱动。另外,基于目标通电量Imt的大小(绝对值)来决定电动马达MTR的旋转动力。即,目标通电量Imt的绝对值越大则电动马达MTR的输出转矩越大,目标通电量Imt的绝对值越小则输出转矩越小。
在驱动单元(是用于驱动电动马达MTR的电路、驱动电路)DRV中,根据目标通电量(目标值)Imt来控制向电动马达MTR的通电量(最终为电流值)。具体而言,在驱动单元DRV构成有使用了多个开关元件(是例如MOS-FET、IGBT等功率晶体管)的桥电路。基于电动马达的目标通电量Imt,驱动这些元件,控制电动马达MTR的输出。具体而言,通过切换开关元件的通电/非通电的状态,来调整电动马达MTR的旋转方向和输出转矩。
电动马达MTR的输出(旋转动力)按照联轴器部件OLD、减速机GSK、旋转直动转换机(螺钉部件)NJB的顺序,传递至按压部件PSN。而且,按压部件(制动器活塞)PSN朝向旋转部件(制动盘)KTB前进、后退。由此,调整摩擦部件(制动块)MSB按压旋转部件KTB的力(按压力)。旋转部件KTB固定于车轮WHL,所以在摩擦部件MSB与旋转部件KTB之间产生摩擦力,车轮WHL产生制动力。
联轴器部件OLD是用于吸收电动马达MTR的旋转轴(以下,称为马达轴)和减速机GSK的旋转轴(输入轴)之间的偏心(轴偏移)的联轴器,例如,采用了欧式联轴节。在欧式联轴节中,通过滑盘的突起(键)和滑块的槽(键槽)的嵌合滑动,来吸收轴心不同的2个轴(马达轴、输入轴)的偏心,传递旋转动力(旋转运动)。
减速机GSK在电动马达MTR的动力中,将其转速减少,并输出至旋转直动转换机NJB(具体而言,螺栓部件BLT)。即,电动马达MTR的旋转输出(转矩)根据减速机GSK的减速比增加,得到螺栓部件BLT的旋转力(转矩)。例如,减速机GSK由小径齿轮SKH、以及大径齿轮DKH构成。另外,作为减速机GSK,不仅采用齿轮传递机构,还能够采用轮带、链等卷绕传递机构、或者摩擦传递机构。
旋转直动转换机NJB是进给螺杆,由螺栓部件BLT、以及螺母部件NUT构成。螺栓部件BLT固定于减速机GSK的输出轴(例如,大径齿轮DKH的旋转轴)。而且,螺栓部件BLT的旋转动力经由螺母部件NUT转换成直线动力(推力),并传递到按压部件PSN。
在螺钉部件NJB由梯形螺钉(通过“滑动”进行动力传递的滑动丝杠)构成的情况下,在螺母部件NUT设置有阴螺纹(内侧螺纹),在螺栓部件BLT设置有阳螺纹(外侧螺纹)。而且,螺母部件NUT的阴螺纹和螺栓部件BLT的阳螺纹螺合。从减速机GSK传递的旋转动力(转矩)经由螺钉部件NJB(彼此螺合的阳螺纹和阴螺纹)作为按压部件PSN的直线动力(推力)传递。
对于螺钉部件NJB,能够代替滑动丝杠,而采用通过“滚动”进行动力传递的滚动丝杆(滚珠丝杠等)。在该情况下,在螺母部件NUT、以及螺栓部件BLT设置有螺纹槽(滚珠槽),通过滚珠(钢球)与螺纹槽嵌合,从而作为旋转直动转换机构工作。
在电动马达的驱动电路DRV具备检测实际的通电量(例如,实际流过电动马达的电流)Ima的通电量获取单元(例如,电流传感器)IMA。另外,在电动马达MTR具备检测转子(旋转件)的实际位置(例如,旋转角)Mka的位置检测获取单元(例如,角度传感器)MKA。并且,为了获取(检测)摩擦部件MSB实际按压旋转部件KTB的力(实际按压力)Fba,而具备按压力获取单元(例如,按压力传感器)FBA。按压力获取单元FBA固定于制动钳CRP,获取按压部件PSN从摩擦部件MSB受到的力作为按压力Fba。
在上述构成中,按压力获取单元FBA直接获取(检测)按压力Fba。制动单元BRK的参数(例如,GSK的传动比、NJB的螺距等)已知,所以FBA能够获取存在于从电动马达MTR到摩擦部件MSB的动力传递路径内的可动部件的“力所涉及的状态量”,作为按压力实际值(实际按压力)Fba。具体而言,上述“力所涉及的状态量”是电动马达MTR的输出转矩、GSK的输出转矩、NJB的推力、PSN的推力、以及MSB的按压力中的至少一个,基于该状态量(单个或者多个状态量)、以及BRK的参数,能够间接地获取(运算)按压力实际值Fba。
相同地,制动单元BRK的参数已知,所以位置获取单元MKA能够获取存在于从电动马达MTR到摩擦部件MSB的动力传递路径内的可动部件的“位置所涉及的状态量”,作为位置(实际位置)Mka。具体而言,上述“位置所涉及的状态量”是电动马达MTR的位置、GSK的位置、NJB的位置、PSN的位置、以及MSB的位置中的至少一个,基于该状态量(单个或者多个状态量)、以及BRK的参数(GSK的传动比、NJB的螺距等),能够间接地获取(运算)位置Mka。即,MKA除了直接获取电动马达的位置Mka以外,还能够间接地求出。
作为电动制动单元BRK,例示了所谓的盘型制动装置(盘式制动器)的构成,但BRK也可以是鼓型制动装置(鼓式制动器)。在鼓式制动器的情况下,摩擦部件MSB是制动蹄,旋转部件KTB是制动鼓。相同地,通过电动马达MTR来控制制动蹄按压制动鼓的力(按压力)。作为电动马达MTR,示出了通过旋转运动使转矩产生的马达,但也可以是通过直线运动使力产生的线性马达。
在上述构成的制动单元BRK中,在减少按压力时,存在会产生虽然电动马达的位置变化但按压力不减少的状态的区间(无效位移区间)。该无效位移由于从电动马达MTR到按压力获取单元FBA的动力传递部件(联轴器部件OLD、减速机GSK等)的缝隙(松动)而引起。具体而言,通过由于动力传递部件中的缝隙,而受到按压力的反作用的部位(受压面)切换而产生。在联轴器部件(欧式联轴节)中,在键(凸部)与键槽(凹部)之间存在缝隙,在减速机(减速齿轮)中,存在轮齿隙(Backlash)。在受到按压力的反作用的情况下,一个面(欧式联轴节的键和键槽的面、减速齿轮的齿面)抵接,电动马达MTR的摩擦损失(转矩损失)被抵消的情况下,与一个面相反一侧的另一个面(与一个抵接面不同的面)抵接。与该抵接面所切换的缝隙对应的电动马达的位移(位置的变化)相当于无效位移。
<合成按压力运算模块FBX>
接下来,一边参照图2,一边对合成按压力运算模块FBX的实施方式进行说明。合成按压力运算模块FBX由第一贡献度运算模块KA1、第二贡献度运算模块KE2、以及刚性值运算模块GCP构成。
在第一贡献度运算模块KA1中,基于制动操作量Bpa运算出第一贡献度Ka1。第一贡献度Ka1是合成按压力Fbx的运算中决定按压力实际值Fba的影响程度的系数。第一贡献度Ka1基于制动操作量Bpa、以及运算特性(运算映射)CHka运算。在Bpa小于规定值ba1的情况下,Ka1被运算为“0”,在Bpa是规定值ba1以上,并且小于规定值ba2(>ba1)的情况下,Ka1随着Bpa的增加而从“0”增加(单纯增加)到“1”。在Bpa是规定值ba2以上的情况下,Ka1被运算为“1”。这里,在Ka1=0的情况下,在Fbx的运算中,Fba不被使用。
在第二贡献度运算模块KE2中,基于制动操作量Bpa运算出第二贡献度Ke2。第二贡献度Ke2是合成按压力Fbx的运算中决定按压力推断值Fbe(基于Mka推断出的按压力)的影响程度的系数。第二贡献度Ke2基于制动操作量Bpa、以及运算特性(运算映射)CHke运算。在Bpa小于规定值be1的情况下,Ke2被运算为“1”,在Bpa是规定值be1以上,并且小于规定值be2(>be1)的情况下,Ke2随着Bpa的增加而从“1”减少(单纯减少)到“0”。在Bpa是规定值be2以上的情况下,Ke2被运算为“0”。这里,在Ke2=0的情况下,在Fbx的运算中,Fbe不被使用。
在刚性值运算模块GCP中,基于制动操作量Bpa运算出刚性值Gcp。刚性值Gcp相当于制动单元整体的刚性(弹簧常数)。即,Gcp表示作为制动钳CPR、以及摩擦部件MSB的串联弹簧的弹簧常数。刚性值(推断值)Gcp基于制动操作量Bpa、以及刚性特性(运算映射)CHgc运算。这里,CHgc是用于基于Bpa来推断刚性值Gcp的特性。在Bpa小于规定值bg1的情况下,Gcp被运算为规定值gc1,在Bpa是规定值bg1以上,并且小于规定值bg2(>bg1)的情况下,Gcp随着Bpa的增加而从规定值gc1增加(单纯增加)到规定值gc2(>gc1)。在Bpa是规定值bg2以上的情况下,Gcp被运算为规定值gc2。
基于刚性值Gcp、以及电动马达MTR的位置Mka运算出按压力推断值Fbe。按压力推断值Fbe是根据Mka推断出的按压力。具体而言,对表示制动单元整体的弹簧常数刚性值Gcp乘以电动马达MTR的实际的位置(旋转角)Mka,来运算出按压力推断值Fbe。
基于按压力实际值(实际的按压力)Fba、以及第一贡献度Ka1,运算出合成按压力Fbx中的Fba分量亦即实际值分量Fbxa。Fbxa是根据Ka1考虑了其影响程度的按压力实际值Fba的分量。具体而言,对按压力实际值Fba乘以系数Ka1来决定(即,Fbxa=Ka1×Fba)。基于按压力推断值(基于Mka推断出的按压力)Fbe、以及第二贡献度Ke2,运算出合成按压力Fbx中的Fbe分量亦即推断值分量Fbxe。Fbxe是通过Ke2考虑了其影响程度的按压力推断值Fbe的分量。具体而言,对按压力推断值Fbe乘以系数Ke2来决定(即,Fbxe=Ke2×Fbe=Ke2×Gcp×Mka)。而且,基于按压力实际值的分量(实际值分量)Fbxa、以及基于按压力推断值的分量(推断值分量)Fbxe相加,而运算出合成按压力Fbx(即,Fbx=Fbxa+Fbxe=Ka1×Fba+Ke2×Fbe)。因此,合成按压力Fbx是根据Bpa的大小进一步加上Fba以及Fbe的影响程度而得到的按压力。
实际的按压力Fba由检测“形变(力作用的情况下的变形)”的元件(形变检测元件)检测。一般来说,从形变检测元件发送模拟信号,这些模拟信号被模拟数字转换(AD转换),并被读入电子控制单元ECU。Fba经由模拟数字转换单元ADH输入至ECU,所以按压力检测的分辨率(分辨能力)取决于AD转换的性能(分辨率)。另一方面,电动马达的实际位置(旋转角)作为来自霍尔IC、或者解析器的数字信号被读入ECU。并且,电动马达的输出被GSK等减速并被转换为按压力。因此,与由按压力获取单元FBA获取的按压力实际值Fba相比,根据由位置获取单元MKA获取的电动马达的位置Mka运算出的按压力推断值Fbe这一方的按压力的分辨率(分辨率)高。另一方面,按压力推断值Fbe基于BRK的刚性(弹簧常数)Gcp运算。刚性值Gcp根据摩擦部件MSB的磨损状态变动,所以按压力实际值Fba与按压力推断值Fbe相比可靠性高(与真值的误差小)。
另外,按压力Fba相对于电动马达的位置Mka的特性(即,制动装置整体的弹簧常数的变化)是非线形的,具有“向下凸”的形状(参照图7)。因此,在按压力Fba大的区域,按压力Fba的检测灵敏度(按压力相对于位移的变化量)足够高,所以按压力实际值Fba能够利用于按压力反馈控制。但是,在按压力小的区域,按压力实际值Fba的检测灵敏度变低,所以优选除了按压力实际值Fba以外(或者,代替),按压力推断值Fbe也被按压力反馈控制采用。
根据以上知识,在制动操作量Bpa小的情况下,第一贡献度Ka1被运算为相对较小的值,并且第二贡献度Ke2被运算为相对较大的值。其结果,在要求微小的制动转矩调整的按压力小的区域(即,制动操作量小、制动转矩小的区域),提高了所产生的按压力检测的分辨率(最低有效位,LSB:LeastSignificantBit),能够执行精密的按压力反馈控制。而且,在制动操作量Bpa大的情况下,Ka1被运算为相对较大的值,并且Ke2被运算为相对较小的值,减少从Mka推断出的按压力推断值Fbe的影响程度,增加实际检测出的按压力实际值Fba的影响程度。其结果,在要求车辆减速度相对于制动操作量Bpa的的关系恒定这一情况的按压力大的区域(即,制动操作量大、制动转矩大的区域),能够执行可靠性高(即,基于与真值的误差小的按压力)的按压力反馈控制。
并且,在制动操作量Bpa比规定操作量(规定值)ba1小的情况下,第一贡献度Ka1能够被设定为“0(零)”。另外,在制动操作量Bpa比规定操作量(规定值)be2(>ba1)大的情况下,第二贡献度Ke2能够被设定为“0(零)”。因此,能够提高Bpa小(制动转矩小)的区域的按压力反馈控制的分辨率,并且提高Bpa大(制动转矩大)的区域的按压力反馈控制的可靠性。
在第一、第二贡献度Ka1、Ke2的运算特性CHka、CHke中,代替制动操作量Bpa(X轴的变量),使用了目标按压力Fbt、按压力实际值Fba、以及实际位置Mka中的至少一个(即,相当于制动操作量的值)。是因为Fbt基于Bpa运算,控制结果是Fba、Mka。
在运算特性CHka、CHke中,能够设定为规定值ba1与be1相等,并且,规定值ba2与be2相等。此时,第一贡献度运算模块KA1、以及第二贡献度运算模块KE2中的任意一方能够省略。在省略了第一贡献度运算模块KA1的情况下,合成按压力Fbx使用第二贡献度Ke2,基于Fbx=(1-Ke2)×Fba+Ke2×Fbe运算。另外,在省略了第二贡献度运算模块KE2的情况下,合成按压力Fbx使用第一贡献度Ka1,基于Fbx=Ka1×Fba+(1-Ka1)×Fbe运算。此外,按压力推断值Fbe基于刚性值Gcp、以及电动马达的位置Mka运算(即,Fbe=Gcp×Mka)。
并且,在第一、第二贡献度Ka1、Ke2的运算特性中,Bpa增加的情况下(在KA1、KE2中由实线所示)的特性CHka、CHke和Bpa减少的情况下(在KA1、KE2中由虚线所示)的特性CHkb、CHkf能够独立地设定。在第一贡献度Ka1的运算特性中,Bpa增加的情况下的运算特性CHka能够设定为比Bpa减少的情况下的运算特性CHkb大。另外,在第二贡献度Ke2的运算特性中,Bpa增加的情况下的运算特性CHke能够设定为比Bpa减少的情况下的运算特性CHkf小。
在第一贡献度运算模块KA1中,Bpa增加的情况下的运算特性CHka以及Bpa减少的情况下的运算特性CHkb被独立地设定,CHkb为比CHka相对较小的特性。在CHka中,在Bpa是“0”以上且小于规定值ba1的情况下,Ka1被设定为“0”,在Bpa是规定值ba1以上且小于规定值ba2(比ba1大的值)的情况下,以随着Bpa的增加而Ka1单纯增加的方式设定,在Bpa是规定值ba2以上的情况下,Ka1被设定为“1”。在CHkb中,在Bpa是规定值ba2以上,Ka1被设定为“1”,在Bpa是规定值ba3以上且小于规定值ba2的情况下,以随着Bpa的减少而Ka1单纯减少的方式设定,在Bpa是“0”以上且小于规定值ba3的情况下,Ka1被设定为“0”。这里,规定值ba3是比规定值ba1大且比规定值ba2小的值。例如,在Bpa比ba1大且比ba3小的区域,在增加Bpa时Ka1被运算为比“0”大的值,但在减少Bpa时Ka1被运算为“0”。
相同地,在第二贡献度运算模块KE2中,Bpa增加的情况下的运算特性CHke、以及Bpa减少的情况下的运算特性CHkf被独立地设定,CHkf为比CHke相对较大的特性。在CHke中,在Bpa是“0”以上且小于规定值be1的情况下,Ke2被设定为“1”,在Bpa是规定值be1以上且小于规定值be2(比be1大的值)的情况下,以随着Bpa的增加而Ke2单纯减少的方式设定,在Bpa是规定值be2以上的情况下,Ke2被设定为“0”。在CHkf中,在Bpa是规定值be2以上,Ke2被设定为“0”,如在Bpa是规定值be3以上且小于规定值be2的情况下,以随着Bpa的减少而Ke2单纯增加的方式设定,在Bpa是“0”以上且小于规定值be3的情况下,Ke2被设定为“1”。这里,规定值be3是比规定值be1大且比规定值be2小的值。例如,在Bpa比be1大且比be3小的区域,在增加Bpa时Ke2被运算为比“1”小的值,但在减少Bpa时Ke2被运算为“1”。
在第一、第二贡献度运算模块KA1、KE2中,规定值ba3、be3被设定为比相当于电动马达等的摩擦损失的值fbm大的值。另外,规定值ba1、be1能够设定为比值fbm小的值。值ba3、be3被设定为比摩擦损失相当值fbm大的值,所以在减少Bpa的情况下,在Bpa到达fbm之前,在Fbx的运算中Fba未被使用。因此,Fbx仅基于Fbe运算。其结果,能够防止由于无效位移引起的通电量的变动。并且,在增加Bpa的情况下,不产生无效位移的影响,所以能够与摩擦损失相当值fbm无关地设定值ba1、be1,所以能够确保Bpa小的区域的按压力分辨率。此外,值fbm作为与按压力相同的物理量运算,但基于制动单元的参数(减速比、螺距等),转换为与Bpa的相当值相同的物理量,并决定ba3、be3。
并且,相当于电动马达的摩擦损失的值fbm基于减少制动操作量Bpa的情况下的特性(Mka与Fba的关系)运算,能够可变。而且,能够基于运算出(学习到)的值fbm,决定值ba3、be3。具体而言,在减少制动操作量Bpa的情况下,存储有电动马达的位置Mka、以及按压力实际值Fba的时间序列数据。基于存储的时间序列数据,来提取尽管Mka变化(减少)但Fba不变化(减少)的区域,基于该区域的Fba运算出值fbm。而且,值fbm与规定值fbo(正符号的值)相加,能够运算出值ba3、be3。电动马达等的摩擦损失由于老化而变动,但在驾驶员进行制动操作时,学习到相当于该摩擦损失的值fbm,所以能够执行适当的按压力反馈控制。
在第一、第二贡献度Ka1、Ke2的运算特性CHka、CHkb、CHke、CHkf中,代替制动操作量Bpa(X轴的变量),使用目标按压力Fbt、按压力实际值Fba、以及实际位置Mka中的至少一个(即,相当于制动操作量的值)。这是因为Fbt基于Bpa运算并且控制结果为Fba、Mka。另外,规定值be3能够设定为与规定值ba3相等。
在运算特性CHka、CHkb、CHke、CHkf中,能够设定为规定值ba1与be1相等、规定值ba2与be2相等、并且规定值ba3与be3相等。此时,第一贡献度运算模块KA1、以及第二贡献度运算模块KE2中的任意一方能够省略。在省略了第一贡献度运算模块KA1的情况下,合成按压力Fbx使用第二贡献度Ke2,基于Fbx=(1-Ke2)×Fba+Ke2×Fbe运算。另外,在省略了第二贡献度运算模块KE2的情况下,合成按压力Fbx使用第一贡献度Ka1,基于Fbx=Ka1×Fba+(1-Ka1)×Fbe运算。此外,按压力推断值Fbe基于刚性值Gcp、以及电动马达的位置Mka运算(即,Fbe=Gcp×Mka)。
<刚性特性运算模块CHGC>
在刚性值运算模块GCP设置有刚性特性运算模块CHGC,能够进行刚性运算特性(运算映射)CHgc的学习。参照图3的功能框图对刚性特性运算模块CHGC的实施方式进行说明。这里,刚性运算特性CHgc是用于基于电动马达的位置Mka来运算刚性值(推断值)Gcp的运算映射。刚性特性运算模块CHGC由位置变化量运算模块MKH、按压力变化量运算模块FBH、实际刚性值运算模块GCQ、以及实际刚性值存储处理域MMR构成。
在位置变化量运算模块MKH中,基于电动马达的实际位置Mka运算出位置变化量Mkh。具体而言,存储有Mka的过去值mka[k],与Mka的当前值mka[g]比较,运算其偏差作为位置变化量Mkh。即,根据Mkh=mka[k]-mka[g],运算出位置变化量Mkh。这里,过去值mka[k]是与当前值mka[g]相比提前规定时间(规定值)th0的值。即,在运算周期中,从过去值mka[k]到当前值mka[g]经过规定周期(固定值)。
在按压力变化量运算模块FBH中,基于按压力实际值Fba运算出按压力变化量Fbh。具体而言,在各运算周期中,与Mka的过去值mka[k]对应的Fba的过去值fba[k]和与Mka的当前值mka[g]对应的Fba的当前值fba[g]相比较,运算其偏差作为按压力变化量Fbh。即,根据Fbh=fba[k]-fba[g],运算出按压力变化量Fbh。mka[k]和fba[k]是相同运算周期中的值,mka[g]和fba[g]是相同运算周期中的值。
在实际刚性值运算模块GCQ中,基于位置变化量Mkh、以及按压力变化量Fbh运算出实际刚性值(实际的刚性值)Gcq。具体而言,按压力相对于位置的变化量Mkh的变化量Fbh作为实际刚性值Gcq(=Fbh/Mkh)运算。实际刚性值(实际值)Gcq是相当于制动钳CPR、以及摩擦部件MSB的串联弹簧的弹簧常数的值。因此,按压力变化量(例如,按压力的时间变化量)Fbh除以位置变化量(例如,位置的时间变化量)Mkh,运算出实际刚性值Gcq。由于实际刚性值Gcq基于Mkh以及Fbh运算,所以能够补偿Fba的误差(FBA的零点漂移)的影响。
在实际刚性值存储处理域MMR中,基于制动操作量Bpa以及实际刚性值Gcq,连续地存储有Gcq相对于Bpa的特性。即,与制动操作量Bpa建立关联地依存存储实际刚性值Gcq,存储的特性作为刚性运算特性CHgc输出。而且,基于CHgc推断出刚性值Gcp。换言之,存储有实际的刚性值(实际刚性值)Gcq并形成有特性CHgc,基于CHgc推断出刚性值Gcp。
每次驾驶员进行制动操作,刚性运算特性CHgc均能够被学习(存储)。此时,在Bpa的时间变化量dBpa是规定值dbpx以上的情况下,未存储CHgc,在dBpa小于规定值dbpx的情况下,能够学习CHgc。这是因为在紧急制动时(dBpa大的情况下),Bpa与Mka、Fba之间的相位差(即,运算结果Gcq相对于Bpa的时间延迟)过大。另外,电动马达的位置(旋转角)Mka增加的情况下的CHgc未被采用,而Mka减少的情况下的(MTR被反转时的)CHgc能够被采用。此时,对Mka的时间变化量(即,电动马达的速度)施加限制,MTR能够被缓慢地反转。由此,上述相位差的影响能够被补偿。
代替制动操作量Bpa,使用了目标按压力Fbt、按压力实际值Fba、以及实际位置Mka中的至少一个(即,相当于制动操作量的值)。此时,实际刚性值Gcq相对于所采用的Fbt、Fba、以及Mka中的至少一个的关系作为刚性运算特性CHgc存储。在采用了Fba、以及Mka中的至少一个的情况下,不能产生上述相位差的影响。
另外,在刚性值运算模块GCP中,能够运算出与上述电动马达等的转矩损失对应的值fbm。在减少制动操作量Bpa的情况下,基于位置变化量Mkh、以及按压力变化量Fbh运算出实际刚性值Gcq,但在Gcp减少大体成为“0”之后,能够基于再次增加的时刻的按压力实际值Fba运算出值fbm。具体而言,在Gcp逐渐减少并变得小于规定值gcpy后,基于成为规定值gcpz(比gcpy大的值)以上的时刻的按压力实际值来决定值fbm。此时,值fbm作为与按压力相同的物理量运算,但基于制动单元的参数(减速比、螺距等),转换为与Bpa的相当值相同的物理量。
<欧式联轴节OLD>
接下来,参照图4对欧式联轴节OLD进行说明。欧式联轴节OLD是通过滑盘的突起(键)和滑块的槽(键槽)的嵌合滑动来传递旋转动力的联轴器。欧式联轴节OLD由输入盘HBM、滑块(中间盘)SLD、以及输出盘HBI构成。而且,通过滑盘HBM、HBI的突起沿滑块SLD的槽滑动,从而轴心不同的2个轴(马达轴、输入轴)的偏心被吸收,传递旋转动力(旋转运动)。
如图4(a)所示,在电动马达MTR的输出轴(马达轴)固定有输入盘HBM。在固定有输入盘HBM的马达轴的面的相反侧的面设置有键(突起)。以与输入盘HBM的键啮合的方式,在滑块SLD设置有键槽(凹陷)。在滑块SLD的设置有键槽的相反侧的面与键槽垂直地设置有其它的键槽。以与滑块SLD的键槽(凹陷)啮合的方式在输出盘HBI设置有键(突起),在具有键的面的背侧面,固定于减速机GSK(小径齿轮SKH)的轴(输入轴)。即,HBM、SLD、以及HBI以输入盘HBM的突起和输出盘HBI的突起垂直的方式啮合。在欧式联轴节OLD中,通过HBM以及HBI的键沿滑块SLD的键槽滑动,从而吸收电动马达MTR的输出轴(马达轴)与减速机的输入轴之间的偏心。
若在欧式联轴节OLD负载有比较大的转矩,则能够产生HBM以及HBI的键、SLD的键槽变形或者磨损,轮齿隙(运动方向上的机械构件间的接触面的缝隙)增大的情况。图4(b)是输入盘HBM和滑块SLD之间的嵌合部的剖视图。在不产生摩损等的情况下,键以及键槽具有微小的缝隙来嵌合。但是,若由于摩损等而缝隙增大,则在欧式联轴节OLD的旋转方向会产生即使马达输出轴旋转而GSK的输入轴也不被旋转的无效位移(无效旋转角)。欧式联轴节OLD中的无效位移是减少按压力(即,制动转矩)的情况下的产生“即使Mka被减少Fba也不被减少”的状态的一个原因(其他原因是GSK的轮齿隙)。
<作用效果>
以下,一边参照图5以及图6,一边对合成按压力运算模块FBX的作用效果进行说明。
〔增加了制动转矩的情况〕
图5是制动操作量Bpa从“0(零)”(非制动)增加,且赋予车轮WHL的制动转矩增加的情况下的时间序列线状图。这里,例示了第一、第二贡献度Ka1、Ke2的决定采用了Fbt作为相当于Bpa的值,设定为规定值ba1与规定值be1相等,规定值ba2(>ba1)与规定值be2(>be2)相等的情况(参照图2)。也可以代替Fbt,采用Bpa、Fba、以及Mka中的至少一个,各个规定值为ba1≠be1以及/或者ba2≠be2的关系。
在时刻t0中,驾驶员开始操作制动操作部件BP,与Bpa的增加对应地,目标按压力Fbt被逐渐地增加。在Fbt小(即,相当于Bpa的值小)的情况下,第一贡献度Ka1被相对较小地运算,并且,第二贡献度Ke2被相对较大地运算。而且,根据Fbt的增加而增加Ka1。此时,伴随Fbt的增加,能够减少Ke2。
例如,在Fbt≤ba1(=be1)的条件下,运算出Ka1=0并且Ke2=1。而且,在时刻t1中,若Fbt超过规定值ba1,则Ka1从“0”增加,Ke2从“1”减少。在时刻t2中,若满足Fbt≥ba2的条件,则运算出Ka1=1并且Ke2=0。
对由按压力获取单元FBA实际获取到的按压力(按压力实际值)Fba乘以系数Ka1,运算出合成按压力Fbx的按压力实际值分量Fbxa。另外,对基于电动马达MTR的实际位置(转子的旋转角)Mka运算出的按压力推断值Fbe乘以系数Ke2,运算出合成按压力Fbx的按压力推断值分量Fbxe。这里,Fbe基于Mka、以及BRK的刚性值(推断值)Gcp运算。而且,Fbxa和Fbxe相加,来运算出合成按压力Fbx。
因此,在相当于制动操作量Bpa的值(Bpa相当值)是规定值ba1的状态下,合成按压力Fbx仅基于电动马达的位置Mka运算。另外,在Bpa相当值比规定值ba1大并且小于规定值ba2的状态下,合成按压力Fbx基于按压力实际值Fba、以及按压力推断值Fbe(即,电动马达的位置Mka)运算。而且,在Bpa相当值是规定值ba2以上的状态下,合成按压力Fbx仅基于按压力实际值Fba运算。这里,相当于制动操作量Bpa的值(Bpa相当值)基于制动操作量Bpa、目标按压力Fbt、按压力实际值Fba、以及电动马达位置Mka中的至少一个运算。
制动装置整体的实际的弹簧常数变化(即,Fba相对于Mka的变化)是“向下凸”的非线形特性(参照图7)。因此,在按压力Fba大的区域,对于位置Mka的变化,按压力Fba的变化大。在按压力反馈控制中,满足Fba的检测灵敏度的条件。另一方面,在按压力Fba小的区域,相对于Mka的变化,Fba的变化较小,在按压力反馈控制中,Fba的检测灵敏度不足。
另外,实际的按压力Fba被作为模拟信号输出,被模拟数字转换(AD转换)并输入至电子控制单元ECU。因此,Fba的分辨率(分辨能力)在AD转换的分辨率(例如,10比特)受到限制。电动马达MTR的旋转运动被减速机GSK减速,最终转换为摩擦部件MSB的按压力。并且,MTR的实际位置Mka作为数字信号输出。因此,基于Mka运算出的按压力推断值Fbe与Fba相比较是具有高分辨率的信号。然而,Fbe是假定了BRK的弹簧常数(即,刚性值Gcp)的推断值,所以关于信号的可靠性,与Fbe相比Fba这一方高(与Fbe相比Fba这一方与真值的误差小)。
在车辆中,在由驾驶员操作制动踏板BP的操作程度小的区域(即,Bpa小的情况)中,与微量的BP的操作对应地,要求微妙的车辆减速度调整(即,微小的制动转矩控制)。另一方面,在驾驶员要求较高的车辆减速度的情况(即,Bpa大的情况)下,要求BP的操作量与车辆减速度呈恒定的关系。
基于第一、第二贡献度(决定Fbx运算的影响度的系数)Ka1、Ke2,在制动操作量Bpa小的情况下,与Fba的第一贡献度Ka1相比,Fbe的第二贡献度Ke2被相对较大地设定,合成按压力Fbx主要根据Fbe(或者,仅根据Fbe)决定,所以提高了按压力反馈控制的分辨率,能够执行精密的制动转矩控制。并且,随着Bpa的增加,增加Fba的第一贡献度Ka1,减少Fbe的第二贡献度Ke2,合成按压力Fbx基于Fba以及Fbe运算。而且,在制动操作量Bpa大的情况下,Fba的第一贡献度Ka1与Fbe的第二贡献度Ke2相比,相对较大地设定,合成按压力Fbx主要根据Fba(或者,仅根据Fba)决定,所以能够提高按压力反馈控制的可靠性。
〔减少了制动转矩的情况〕
图6是制动操作量Bpa朝向“0(零)”(非制动)减少,且减少赋予车轮WHL的制动转矩的情况下的时间序列线状图。与图5所示的增加了制动转矩的情况相同,例示了第一、第二贡献度Ka1、Ke2的决定采用了Fbt(与相当于Bpa的值对应),设定为规定值ba2与规定值be2相等,规定值ba3(<ba2,并且,>ba1)与规定值be3(<be2,并且,>be1)相等的情况(参照图2)。相同地,能够代替Fbt,采用Bpa、Fba、以及Mka中的至少一个,各个规定值为ba2≠be2、以及/或者ba3≠be3。这里,规定值ba3、be3被设定为比相当于BRK中的转矩损失fbm(参照图7)的值大的值。即,在减少Bpa的情况下,在开始产生无效位移mkm之前,制动操作量相当值(例如,Bpa)达到值ba3、be3。
与上述情况相同地,若驾驶员开始制动操作部件BP的返回操作,则与Bpa的减少对应地,目标按压力Fbt被逐渐地减少。在Fbt大(即,相当于Bpa的值大)的情况下,第一贡献度Ka1被相对较大地运算,并且第二贡献度Ke2被相对较小地运算。而且,与Fbt的减少对应地,Ka1被减少,Ke2被增加。例如,在Fbt≥ba2的条件下,运算出Ka1=1并且Ke2=0。在时刻t5中,若Fbt变得比规定值ba2小,则Ka1从“1”减少,Ke2从“0”增加。在时刻t6中,若满足Fbt≤ba3(=be3)的条件,则运算出Ka1=0并且Ke2=1。
通过调整第一、第二贡献度Ka1、Ke2,在Bpa相当值(相当于制动操作量的值)是规定值ba2以上的状态下,合成按压力Fbx仅基于Fba运算。另外,在Bpa相当值比规定值ba3大并且小于规定值ba2的状态下,合成按压力Fbx基于按压力实际值Fba、以及按压力推断值Fbe(即,电动马达位置Mka)运算。而且,在Bpa相当值是规定值ba3以下的状态下,合成按压力Fbx仅基于按压力推断值Fbe运算。这里,相当于制动操作量Bpa的值(Bpa相当值)基于制动操作量Bpa、目标按压力Fbt、按压力实际值Fba、以及电动马达位置Mka中的至少一个运算。
规定值ba3被设定为比与相当于电动马达MTR等的摩擦损失的值fbm对应的值大。这里,电动马达MTR等的摩擦损失值fbm经由制动单元BRK的参数转换为与Bpa相当值相同的物理量,设定规定值ba3。因此,在产生无效位移(参照图7的mkm)的区域,按压力反馈控制仅基于按压力推断值Fbe进行。具体而言,在产生无效位移的时刻(t7)之前(时刻t6中),按压力的实际值分量Fbxa为零(Fba在Fbx的运算中不被采用),按压力的推断值分量Fbxe被作为Fbx运算。此外,值fbm能够通过实验等预先决定,所以规定值ba3以及be3能够作为固定值预先设定。另外,过去的制动操作时的Mka以及Fba相关联地存储,能够通过基于所存储的数据提取出无效位移区间mkm,来决定值fbm。
在减少了制动转矩的情况下,也通过第一、第二贡献度Ka1、Ke2的调整,起到与增加了制动转矩的情况相同的作用效果(按压力检测的分辨率和可靠性的兼得)。并且,规定值ba3以及be3被设定为比BRK的摩擦损失的相当值fbm大,所以能够抑制由于无效位移引起的对电动马达的不必要的通电。
<本发明所涉及的实施方式的总结>
以下,对本发明的实施方式进行总结。
在本发明的实施方式的车辆的电动制动装置中,具备:操作量获取单元(BPA),其获取由驾驶员对车辆的制动操作部件(BP)进行操作的操作量(Bpa);制动单元(BRK),其借助传递部件(GSK等)来传递电动马达(MTR)的动力,从而向固定于上述车辆的车轮(WHL)的旋转部件(KTB)按压上述摩擦部件(MSB),使上述车轮(WHL)产生制动转矩;以及控制单元(CTL),其基于上述操作量(Bpa)来运算目标通电量(Imt),并基于上述目标通电量(Imt)来控制上述电动马达(MTR),在该车辆的电动制动装置中,具备:按压力获取单元(FBA),其获取上述摩擦部件(MSB)按压上述旋转部件(KTB)的力的实际值亦即按压力实际值(Fba);以及位置获取单元(MKA),其获取上述电动马达(MTR)的位置(Mka),上述控制单元(CTL)基于上述位置(Mka)来运算上述摩擦部件(MSB)按压上述旋转部件(KTB)的力的推断值亦即按压力推断值(Fbe),并且基于上述操作量(Bpa),来决定关于上述按压力实际值(Fba)的第一贡献度(Ka1)、以及关于上述按压力推断值(Fbe)的第二贡献度(Ke2),在上述操作量(Bpa)小的情况下,与上述第一贡献度(Ka1)相比,将上述第二贡献度(Ke2)决定为相对较大的值,在上述操作量(Bpa)大的情况下,与上述第二贡献度(Ke2)相比,将上述第一贡献度(Ka1)决定为相对较大的值,基于对上述按压力实际值(Fba)考虑上述第一贡献度(Ka1)而得到的值(Fbxa)、以及对上述按压力推断值(Fbe)考虑上述第二贡献度(Ke2)而得到的值(Fbxe),来运算上述目标通电量(Imt)。
具体而言,在本发明的实施方式的车辆的电动制动装置中,上述控制单元(CTL)能够构成为:以随着上述操作量(Bpa)增加,而增加上述第一贡献度(Ka1)的方式,并且减少上述第二贡献度(Ke2)的方式运算。
在制动操作中,在车辆减速度小的情况下强调了微小的制动转矩调整。另外,要求随着车辆减速度变大,产生减速度相对于制动操作量的大小不按照每个制动操作变动(即,其关系恒定)。目标通电量Imt基于按压力实际值Fba、以及根据Mka得到的按压力推断值Fbe运算。BRK整体的刚性特性(是力相对于位移的特性,弹簧常数)具有“向下凸”的特性(具体而言,位移小时刚性低,随着位移增加而刚性增大的特性)。在Bpa小的区域,Fba的贡献度(Imt的运算中的影响程度)相对较小地设定,Fbe的贡献度相对较大地设定,所以能够提高按压力反馈控制的分辨率(分辨能力)。并且,因为随着Bpa的增加,而增加Fba的贡献度,所以能够补偿按压力反馈控制中的变动重要因素(例如,Fbe的推断误差)。
这里,按压力获取单元FBA不仅直接获取(检测)按压力Fba,还能够获取存在于从电动马达MTR到摩擦部件MSB的动力传递路径内的可动部件的“力所涉及的状态量”,作为按压力实际值(实际按压力)Fba。制动单元BRK的参数(例如,GSK的传动比、NJB的螺距等)已知,所以FBA能够获取电动马达MTR的输出转矩、GSK的输出转矩、NJB的推力、PSN的推力、以及MSB的按压力中的至少一个,并基于BRK的参数(GSK的传动比、NJB的螺距等),间接地获取(运算)按压力实际值Fba。
相同地,位置获取单元MKA能够获取存在于从电动马达MTR到摩擦部件MSB的动力传递路径内的可动部件的“位置所涉及的状态量”,作为位置(实际位置)Mka。在该情况下,MKA也能够获取电动马达MTR的位置、GSK的位置、NJB的位置、PSN的位置、以及MSB的位置中的至少一个,并基于BRK的参数,间接地获取(运算)电动马达的位置Mka。
在本发明的实施方式的车辆的电动制动装置中,上述控制单元(CTL)在相当于上述操作量(Bpa)的值(Bpa、Fbt、Fba、Mka)比第一规定量(ba1)小的情况下,能够将上述第一贡献度(Ka1)设定为零。
在Bpa小(即,驾驶员要求的车辆减速度小)的区域,与按压力的绝对值的精度(可靠性、与真值的误差小)相比,要求其分辨率(分辨能力)。即,车辆减速度的控制性的优先度高。因此,在Bpa小的情况下,按压力的实际值Fba不被Imt的运算采用,Imt仅基于按压力推断值Fbe运算。因为推断值Fbe与实际值Fba比较,按压力的分辨率高,所以在按压力小的区域能够进行高精度的按压力的反馈控制。
在本发明的实施方式的车辆的电动制动装置中,上述控制单元(CTL)在相当于上述操作量(Bpa)的值(Bpa、Fbt、Fba、Mka)比第二规定量(be2)大的情况下,能够将上述第二贡献度(Ke2)设定为零。
在Bpa大(即,驾驶员所要求的车辆减速度大)的区域,要求按压力的绝对值的精度(可靠性、与真值的误差小)。即,车辆减速度的大小变得重要。因此,在Bpa大的情况下,按压力推断值Fbe不被Imt的运算采用,仅基于按压力实际值Fba运算出Imt。推断值Fbe基于BRK的刚性运算,但BRK刚性由于在MSB摩损等而变化。在按压力大的区域,仅根据按压力实际值Fba进行控制,排除了BRK刚性的影响(变动重要因素)。因此,能够执行可靠性高的准确的按压力的反馈控制。
在本发明的实施方式的车辆的电动制动装置中,上述控制单元(CTL)能够构成为:存储用于基于上述实际的位置(Mka)来运算位置变化量(Mkh)、基于上述按压力实际值(Fba)来运算与上述位置变化量(Mkh)对应的按压力变化量(Fbh)、基于上述位置变化量(Mkh)以及上述按压力变化量(Fbh)来运算上述按压力推断值(Fbe)的特性(CHgc)。
由于摩擦部件MSB的磨损等,BRK整体的刚性老化变化。存储考虑了BRK的刚性特性的运算映射CHgc。根据上述构成,基于位置变化量Mkh、以及按压力变化量Fbh运算出CHgc,所以能够补偿检测信号的误差(漂移等)。其结果,能够确保按压力推断值Fbe的推断精度。
在本发明的实施方式的车辆的电动制动装置中,具备判定上述按压力获取单元(FBA)是否正常的按压力状态判定单元(FLFB),上述控制单元(CTL)能够构成为:在上述按压力状态判定单元(FLFB)判定为上述按压力获取单元(FBA)不正常的情况(FLfb=1)下,将上述第一贡献度(Ka1)设为零,并且增加上述第二贡献度(Ke2)。
相同地,在本发明的实施方式的车辆的电动制动装置中,具备判定上述位置获取单元(MKA)是否正常的位置状态判定单元(FLMK),上述控制单元(CTL)能够构成为:在上述位置状态判定单元(FLMK)判定为上述位置获取单元(MKA)不正常的情况(FLmk=1)下,增加上述第一贡献度(Ka1),并且将上述第二贡献度(Ke2)设为零。
此外,在本发明的实施方式的车辆的电动制动装置中,上述按压力获取单元(FBA)能够使用基于对模拟信号进行模拟数字转换而得到的数字信号的值,作为按压力实际值(Fba),模拟信号是从检测上述摩擦部件(MSB)按压上述旋转部件(KTB)的力的元件(应变片等)输出的。另外,上述位置获取单元(MKA)能够使用基于从检测上述电动马达(MTR)的位置的元件(霍尔IC、解析器、编码器等)直接输出的数字信号的值,作为上述电动马达(MTR)的位置(Mka)。
<本发明的其他实施方式>
在上述的合成按压力运算模块FBX中,通过调整第一、第二贡献度Ka1、Ke2,来防止由于无效位移引起的不必要通电。以下,参照图8的功能框图,对其他的实施方式进行说明。判定制动操作部件BP是否处于返回状态中,并且是否在上述规定范围内,在该判定得到肯定的情况下,按压部件PSN从基于按压力的反馈控制切换为基于位置的反馈控制。以下,对各运算的过程进行说明。
在制动操作判定运算模块FLBP中,基于制动操作部件BP的操作量Bpa,判定是否“BP被驾驶员返回(即,Bpa减少),并且,Bpa在从零(非制动)到规定值ba3的范围内”。若是Bpa减少的“BP的返回状态”,且满足0≤Bpa<ba3的条件,则控制标志FLbp作为“1”输出。在Bpa恒定或者增加的情况下,“BP的返回状态”被否定,控制标志FLbp作为“0”输出。另外,在Bpa≥ba3的情况下,上述判定条件也被否定,FLbp=0被输出。在制动操作判定运算模块FLBP中,设定FLbp=0作为初始值。另外,规定值ba3被设定为比BRK中相当于转矩损失fbm的值大的值。
在目标位置运算模块MKT中,基于目标按压力Fbt、以及预先设定的目标位置运算特性(运算映射)CHmk,运算出电动马达的目标位置(目标旋转角)Mkt。具体而言,随着目标按压力Fbt的增加,目标位置Mkt以“向上凸”的特性增加。在目标位置运算模块MKT中,在目标按压力Fbt从“0”到规定值fbs的范围(与“制动操作量Bpa包括零的规定范围”对应)运算出目标位置Mkt。这里,规定值fbs是值ba3使用制动单元的参数等转换来的值,是比相当于引起无效位移(无效旋转角)的摩擦损失的值fbm大的值。即,电动马达的目标位置Mkt仅在制动操作量Bpa包括“0(非制动)”,并且包括摩擦损失值fbm的范围内运算。
在位置反馈控制块IMK中,基于目标位置Mkt、以及实际的位置Mka,以电动马达的实际位置(即,按压部件PSN的实际位置)接近目标值的方式控制。即,基于目标位置Mkt与实际的位置Mka的偏差△Mk,以△Mk减少的方式,运算出位置反馈通电量Imk。这里,Imk是为了使Mka与Mkt一致而需要的向电动马达MTR的通电量的目标值。
在位置反馈控制块IMK中,首先,运算出目标位置Mkt与实际的位置Mka之间的偏差△Mk(=Mkt-Mka)。然后,基于位置偏差△Mk、以及运算特性(运算映射)Chim运算出位置反馈通电量(目标值)Imk。这里,运算映射Chim设定为随着△Mk增加,而Imk增大。
位置反馈通电量Imk被发送至调整运算模块IMT,进行了与其他通电量目标值(Ist等)的调整。在调整运算模块IMT内包含有选择运算模块SNT。在选择运算模块SNT中,根据控制标志FLbp,进行基于按压力实际值Fba的通电目标值(具体而言,Ist与Ipt的和,参照图1)与基于电动马达的位置Mka的通电目标值Imk的切换。具体而言,在制动操作判定运算模块FLBP中,在“制动操作部件的返回状态”、以及“0≤Bpa<ba3”中的至少一个被否定的情况(FLbp=0)下,指示通电量Ist与按压力反馈通电量Ipt的和(Ist+Ipt)被作为目标通电量Imt运算。另外,在“制动操作部件的返回状态”、以及“0≤Bpa<ba3”的2个条件得到肯定的情况(FLbp=1)下,位置反馈通电量Imk被作为目标通电量Imt运算。
在通过驾驶员增加(踩下)了制动动作部件BP的情况、以及BP被返回的情况下,均在Bpa足够大(即,实际的按压力Fba比相当于摩擦损失的值fbm大得多)的情况下,基于作用于按压部件PSN的力(实际按压力)Fba来执行反馈控制。而且,若BP被返回,Fba接近值fbm(即,Bpa变得小于规定值ba3),则基于电动马达的位置进行反馈控制。值ba3是比摩擦损失值fbm大,且是根据运算特性、BRK的参数(传动比、螺丝螺距等)转换的Bpa的物理量中的规定值。此外,上述位置反馈控制在Bpa从零(非制动)到规定值ba3的范围内执行。在BP被踩下的情况、或者BP被返回但操作量Bpa足够大的情况下,至少基于按压力实际值Fba运算出目标通电量Imt,所以能够执行可靠性高(基于与真值的误差小的按压力)的电动马达的控制。另一方面,在BP朝向非制动的位置(Bpa=0)返回,其操作量Bpa小的情况下,仅基于电动马达位置Mka运算出目标通电量Imt(即,反馈控制中不采用Fba),所以能够抑制由于无效位移而引起的对电动马达的不必要的通电。
此外,目标按压力Fbt基于运算特性CHfb、以及制动操作量Bpa运算,所以在Fbt与Bpa之间存在相互关系。因此,目标位置运算模块MKT中的规定值fbs(比电动马达的摩擦损失fbm大的值)经由运算特性CHmk换算成Bpa的物理量的值与规定值ba3对应。
<制动操作部件返回时的电动马达的速度限制>
在制动操作部件BP突然返回的情况(突然释放的情况)下,由于想要提高位置反馈控制的控制精度,所以可能存在按压部件PSN的返回变得过度的情况。为了抑制该现象,能够在电动马达MTR设置有速度限制。
以下,参照图9的时序图,对电动马达的速度限制进行说明。这里,示出通过驾驶员突然释放制动操作部件BP的情况。到时刻u1之前,目标按压力Fbt由值fb1指示。在时刻u1,目标按压力Fbt朝向“0”骤减。在Fbt达到比摩擦损失值fbm大的规定值fbs(或者,与此对应的值ba3、be3)的时刻u2中,对Fbt的减少施加有限制,Fbt具有减少梯度(时间变化量)dfb1而减少。即,在Fbt小于规定值fbs(或者ba3、be3)的区域,对于电动马达MTR的转速(反转的速度),设置有与dfb1相当的限制(速度限制)dmk1。
在电动马达MTR被反转,Fba被减少的情况下,以比相当于摩擦损失的值fbm大的值fbs(即,到达无效位移区间mkm之前)开始位置反馈控制,并且,电动马达MTR的速度被限制在值dmk1。因此,能够抑制对电动马达MTR的不必要的通电,并且,抑制MTR的过冲,抑制PSN过大恢复。有可能在驾驶员使BP返回之后,当即进行紧急制动的情况。因为抑制了过度的返回,所以对于这样的场面,也能够确保良好的按压力的产生。
<本发明所涉及的实施方式的总结>
以下,对本发明的实施方式进行总结。
在本发明的实施方式的车辆的电动制动装置中,具备:操作量获取单元(BPA),其获取由驾驶员对车辆的制动操作部件(BP)进行操作的操作量(Bpa);制动单元(BRK),其借助传递部件(GSK等)来传递电动马达(MTR)的动力,由此向固定于上述车辆的车轮(WHL)的旋转部件(KTB)按压上述摩擦部件(MSB),并使上述车轮(WHL)产生制动转矩;以及控制单元(CTL),其基于上述操作量(Bpa)来运算目标通电量(Imt),并基于上述目标通电量(Imt)来控制上述电动马达(MTR),在该车辆的电动制动装置中,具备:按压力获取单元(FBA),其获取上述摩擦部件(MSB)按压上述旋转部件(KTB)的力的实际值亦即按压力实际值(Fba);以及位置获取单元(MKA),其获取上述电动马达(MTR)的位置(Mka),上述控制单元(CTL)在上述操作量(Bpa)包括零的规定范围内(0≤Bpa<ba3),在上述操作量(Bpa)增加的情况下,至少基于上述按压力实际值(Fba)以使上述电动马达(MTR)向一个方向旋转的方式运算上述目标通电量(Imt),在上述操作量(Bpa)减少的情况下,仅基于上述位置(Mka)(即,Mka单独地)以使上述电动马达(MTR)向另一个方向旋转的方式运算上述目标通电量(Imt),。
在本发明的实施方式的车辆的电动制动装置中,上述控制单元(CTL)能够构成为:基于上述位置(Mka)运算与上述按压力实际值(Fba)对应的按压力推断值(Fbe),并基于上述操作量(Bpa)以如下的方式决定关于上述按压力实际值(Fba)的第一贡献度(Ka1)、以及关于上述按压力推断值(Fbe)的第二贡献度(Ke2),即,“在上述操作量(Bpa)包括零的规定范围内(0≤Bpa<ba3),在上述操作量(Bpa)增加的情况下,上述第一贡献度(Ka1)、以及上述第二贡献度(Ke2)为比零大的值,并且,在上述操作量(Bpa)减少的情况下,包含有如上述第一贡献度(Ka1)被维持为零,上述第二贡献度(Ke2)为比零大的值那样的上述操作量(Bpa)的范围(Ba1≤Bpa<ba3),基于对上述按压力实际值(Fba)考虑上述第一贡献度(Ka1)而得到的值(Fbxa)、以及对上述按压力推断值(Fbe)考虑上述第二贡献度(Ke2)而得到的值(Fbxe),运算上述目标通电量(Imt)。
另外,在本发明的实施方式的车辆的电动制动装置中,具备判定是否“上述操作量(Bpa)减少,并且,上述操作量(Bpa)处于包括零的规定范围内(0≤Bpa<ba3)”的判定单元(FLBP),上述控制单元(CTL)能够构成为:在上述判定单元(FLBP)否定“上述操作量(Bpa)减少,上述操作量(Bpa)处于包括零的规定的范围内(0≤Bpa<ba3)”的情况(FLbp=0)下,至少基于上述按压力实际值(Fba)(仅上述按压力实际值(Fba)、或者上述按压力实际值(Fba)以及上述位置(Mka))以使上述电动马达(MTR)向一个方向旋转的方式来运算上述目标通电量(Imt),在上述判定单元(FLBP)肯定“上述操作量(Bpa)减少,上述操作量(Bpa)位于包括零的规定范围内(0≤Bpa<ba3)”的情况(FLbp=1)下,上述控制单元(CTL)仅基于上述位置(Mka)(即,Mka单独地)以使上述电动马达(MTR)向另一个方向旋转的方式运算上述目标通电量(Imt)。
在制动操作量Bpa包括零(与非制动对应)的规定范围内(0~ba3),增加制动操作量Bpa的情况下,至少按压力实际值Fba(Fba单独、Fba以及Mka)被控制变量采用,执行电动马达的反馈控制。因此,在增加按压力的情况下,能够执行可靠性高(基于与真值的误差小的按压力)的按压力反馈控制。
另一方面,在减少制动操作量Bpa的情况下,按压力实际值Fba不被采用,电动马达的位置Mka被单独地使用于控制变量,进行电动马达MTR的反馈控制。因此,能够抑制在由于电动马达的摩擦转矩引起的无效位移(电动马达的旋转角变化但按压力没有变化的状态)中产生的向电动马达的不必要的通电。
并且,在本发明的实施方式的车辆的电动制动装置中,上述控制单元(CTL)能够构成为:在上述操作量(Bpa)包括零的规定范围内(0≤Bpa<ba3),在减少上述操作量(Bpa)的情况下,限制上述电动马达(MTR)的速度。
在电动马达MTR的速度设置有限制,所以抑制了MTR被反转而返回零点位置时的过冲,能够抑制按压部件PSN被多余地恢复。因此,在BP被释放之后,能够提高再次进行紧急制动时的响应性。
并且,在本发明的实施方式的车辆的电动制动装置中,上述按压力获取单元(FBA)能够使用基于对从检测上述摩擦部件(MSB)推压上述旋转部件(KTB)的力的元件(应变片等)输出的模拟信号进行模拟数字转换而得到的数字信号的值。另外,上述位置获取单元(MKA)能够使用基于从检测上述电动马达(MTR)的位置的元件(霍尔IC、解析器、编码器等)直接输出的数字信号的值作为上述电动马达(MTR)的位置(Mka)。
附图标记说明
BPA…操作量获取单元;MSB…摩擦部件;KTB…旋转部件;MTR…电动马达;BRK…制动单元;CTL…控制单元;FBA…按压力获取单元;MKA…位置获取单元;Fba…按压力实际值;Fbe…按压力推断值;Mka…电动马达的位置;Ka1…第一贡献度;Ke2…第二贡献度;Bpa…操作量;Imt…目标通电量。
Claims (2)
1.一种车辆的电动制动装置,具备:
操作量获取单元,其获取由驾驶员对车辆的制动操作部件进行操作的操作量;
制动单元,其借助传递部件来传递电动马达的动力,由此向固定于所述车辆的车轮的旋转部件按压所述摩擦部件,使所述车轮产生制动转矩;以及
控制单元,其基于所述操作量来运算目标通电量,并基于所述目标通电量来控制所述电动马达,
在所述车辆的电动制动装置中,具备:
按压力获取单元,其获取所述摩擦部件按压所述旋转部件的力的实际值亦即按压力实际值;以及
位置获取单元,其获取所述电动马达的位置,
所述控制单元被构成为:
基于所述位置,运算所述摩擦部件按压所述旋转部件的力的推断值亦即按压力推断值,并且
基于所述操作量,决定关于所述按压力实际值的第一贡献度、以及关于所述按压力推断值的第二贡献度,
在所述操作量小的情况下,与所述第一贡献度相比,将所述第二贡献度决定为相对较大的值,在所述操作量大的情况下,与所述第二贡献度相比,将所述第一贡献度决定为相对较大的值,
基于考虑在所述按压力实际值中的所述第一贡献度而得到的值、以及考虑在所述按压力推断值中的所述第二贡献度而得到的值,来运算所述目标通电量。
2.一种车辆的电动制动装置,具备:
操作量获取单元,其获取由驾驶员对车辆的制动操作部件进行操作的操作量;
制动单元,其借助传递部件来传递电动马达的动力,由此向固定于所述车辆的车轮的旋转部件按压所述摩擦部件,使所述车轮产生制动转矩;以及
控制单元,其基于所述操作量来运算目标通电量,并基于所述目标通电量来控制所述电动马达,
在所述车辆的电动制动装置中,具备:
按压力获取单元,其获取所述摩擦部件按压所述旋转部件的力的实际值亦即按压力实际值;以及
位置获取单元,其获取所述电动马达的位置,
所述控制单元被构成为:
在所述操作量包括零的规定范围内,
在所述操作量增加的情况下,至少基于所述按压力实际值以使所述电动马达向一个方向旋转的方式来运算所述目标通电量,在所述操作量减少的情况下,仅基于所述位置以使所述电动马达向另一个方向旋转的方式来运算所述目标通电量。
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