JP2016011081A - Electric parking brake control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動パーキングブレーキ制御装置に関する。 The present invention relates to an electric parking brake control device.
自動車の制動を担う装置(ブレーキ)としては、大別すると、主に走行中に使用するサービスブレーキ(常用ブレーキともいう)と、主に停車中に使用するパーキングブレーキとに分けられる。 Devices for braking automobiles (brakes) can be broadly classified into service brakes (also referred to as service brakes) that are mainly used during traveling and parking brakes that are mainly used when the vehicle is stopped.
サービスブレーキは、一般的な乗用車等では液圧式が用いられており、ペダル踏力によりブレーキ液に圧力を発生させ、制動作動を行う。一方、パーキングブレーキは、常用ブレーキとは別系統のブレーキ系であり、機械的に作動させられる。 The service brake is a hydraulic type in a general passenger car or the like, and generates a pressure in the brake fluid by a pedal depression force to perform a braking operation. On the other hand, the parking brake is a brake system different from the service brake and is mechanically operated.
パーキングブレーキとしては、電動パーキングブレーキと呼ばれる技術が知られている。電動パーキングブレーキは、パーキングブレーキを作動又は解除する構成として、モータによって駆動されるケーブルを引き操作または戻し操作するアクチュエータと、このアクチュエータを制御する制御装置とを用いる(例えば、特許文献1参照)。また、電動パーキングブレーキとサービスブレーキとで同一の構成を共用する技術も知られている。 As a parking brake, a technique called an electric parking brake is known. The electric parking brake uses, as a configuration for operating or releasing the parking brake, an actuator that pulls or returns a cable driven by a motor and a control device that controls the actuator (see, for example, Patent Document 1). There is also known a technique in which the electric parking brake and the service brake share the same configuration.
サービスブレーキについては、制動作動状況の確認のために液圧センサが車両に搭載されているが、電動パーキングブレーキについては、制動作動状況を確認する荷重センサは軽量化および省スペース化のために省くことが望まれている。 For service brakes, a hydraulic pressure sensor is installed in the vehicle to check the braking operation status, but for electric parking brakes, the load sensor that checks the braking operation status is omitted for weight reduction and space saving. It is hoped that.
電動パーキングブレーキは、所定の荷重でブレーキを作動させるように、モータに供給する目標電流値を設定する。このとき、温度特性による電流値のばらつき、モータ等の装置の個体差ばらつきなどを考慮して、必要とする荷重以上に目標とする荷重値を予め大きく設定する必要がある。このため、部品の耐久性を確保するために、部材を厚くするなどして強化するので、装置構成が大きくなったり、コストが増大したりしてしまう。また、必要以上の荷重を得るため、パーキングブレーキの作動ストロークが大きくなり、作動時間および解除時間が長くなる。この結果、商品性が劣化してしまう。 The electric parking brake sets a target current value to be supplied to the motor so as to operate the brake with a predetermined load. At this time, it is necessary to set a target load value larger than the required load in advance in consideration of variations in current values due to temperature characteristics and variations in individual differences among devices such as motors. For this reason, in order to ensure the durability of the parts, the member is strengthened by increasing the thickness of the member, so that the apparatus configuration becomes large and the cost increases. Moreover, in order to obtain a load more than necessary, the operating stroke of the parking brake is increased, and the operating time and release time are lengthened. As a result, merchantability is deteriorated.
本発明の目的は、簡単な構成で、所望の制動力を発揮する電動パーキングブレーキ制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an electric parking brake control device that exhibits a desired braking force with a simple configuration.
本発明の一態様に係る電動パーキングブレーキ制御装置は、サービスブレーキのブレーキ液圧を検知する液圧センサと、パーキングブレーキを作動させるモータと、前記モータを駆動する電流を制御する制御部と、を具備し、前記制御部は、前記サービスブレーキおよび前記パーキングブレーキの作動時に、前記電流の時間に対する勾配が小さくなる変曲点での前記液圧センサにより検出された測定圧力値と、前記変曲点での前記電流の値とに基づいて、前記パーキングブレーキが目標の荷重値で制動動作するための目標電流値を設定し、前記目標電流値を目標に前記電流の制御を行う構成を採る。 An electric parking brake control device according to an aspect of the present invention includes a hydraulic pressure sensor that detects a brake hydraulic pressure of a service brake, a motor that operates a parking brake, and a control unit that controls a current that drives the motor. The control unit includes a measured pressure value detected by the hydraulic pressure sensor at an inflection point at which a gradient with respect to time of the current becomes small when the service brake and the parking brake are operated, and the inflection point. The target current value for the parking brake to perform a braking operation with a target load value is set based on the current value at, and the current is controlled with the target current value as a target.
本発明によれば、サービスブレーキおよびパーキングブレーキの作動時に、電流の時間に対する勾配が小さくなる変曲点での液圧センサにより検出された測定圧力値と、変曲点での電流の値とに基づいて、パーキングブレーキが目標の荷重値で制動動作するための目標電流値を設定することにより、目標の荷重値を必要とする荷重に近づけることができるため、簡単な構成で、所望の制動力を発揮することができる。 According to the present invention, when the service brake and the parking brake are operated, the measured pressure value detected by the hydraulic pressure sensor at the inflection point where the gradient with respect to time of current becomes small and the current value at the inflection point are obtained. Based on this, setting the target current value for the parking brake to perform the braking operation with the target load value makes it possible to bring the target load value closer to the required load. Can be demonstrated.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態に係る電動パーキングブレーキシステムの概略構成を示すブロック図である。電動パーキングブレーキシステムは、制御装置(例えば、ECU)1と、この制御装置1により制御されるアクチュエータ2と、このアクチュエータ2によりケーブル3の引き操作及び戻し操作が行われることで、パーキングブレーキの作動及び解除が行われるブレーキアッセンブリ4等で構成されている。また、電動パーキングブレーキシステムには、パーキングブレーキを作動及び解除するために制御装置1に信号を送る操作スイッチ5が設けられている。さらに、電動パーキングブレーキシステムには、車両の前後方向における道路の傾斜勾配を検出し、検出結果を制御装置1に送る勾配センサ6が設けられている。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an electric parking brake system according to an embodiment of the present invention. The electric parking brake system includes a control device (for example, ECU) 1, an
アクチュエータ2は、制御装置1により正転及び逆転駆動される正逆回転可能なモータ11と、このモータ11の回転数を減速させる複数段のギアからなる減速機構12と、この減速機構12の出力にて回転駆動されるスクリュー13と、このスクリュー13の回転によりスクリュー13の軸方向に往復動し、イコライザー機構を構成しているナット14等で構成されている。
The
また、ナット14の一方の端部には図中左側のケーブル3が接続され、ナット14の他方の端部側は図中右側のケーブル3が接続され、両ケーブル3の他端はブレーキアッセンブリ4側にそれぞれ接続されている。ケーブル3を引き操作及び戻し操作するに従い、シャフト15が軸方向に往復動する。
A
なお、制御装置1は、アクチュエータ2のモータ11を駆動してケーブル3を引き操作する場合には、予め設定しているモータ電流(モータ11を駆動する電流)となるまで、モータ11を駆動していき、予め設定しているモータ電流となると、モータ11が停止され、ケーブル3の引き操作も停止される。
In addition, when driving the
ブレーキアッセンブリ4には、サービスブレーキ20の作動及び解除を行うホイールシリンダ7も設けられ、パーキングブレーキと同一の構造を共用する。ホイールシリンダ7には、液圧センサ8が設けられており、液圧センサ8がホイールシリンダ7の液圧を測定検知する。液圧センサにて測定検知され液圧は制御装置1へ出力される。
The
図2は、図1の電動パーキングブレーキシステムについての、サービスブレーキ作動中にパーキングブレーキを操作した場合の荷重及び電流の時間変化を示すグラフである。図中、左側の縦軸がパーキングブレーキの操作時のブレーキアッセンブリ4での荷重(N)を示し、右側の縦軸がモータ11に供給される電流(A)を示し、横軸が時間(msec)を示している。また、実線は電流の変化を示し、点線は荷重の変化を示している。
FIG. 2 is a graph showing temporal changes in load and current when the parking brake is operated during service brake operation for the electric parking brake system of FIG. In the figure, the left vertical axis shows the load (N) in the
750msecあたりでは、それまで1A程度で一定または緩やかに上昇推移していた電流値が4A程度まで急激に上昇し、その後一定の勾配で上昇を続ける。すなわち、750msec前後では、時間に対する電流の勾配が小さな勾配から大きな勾配になり、さらに、小さい勾配に変化している。このように、電流値の時間変化において小さな勾配から大きな勾配への変化は、例えばドラムブレーキについては、サービスブレーキによりブレーキアッシーが操作されてブレーキシューがドラムに接触した状態では、パーキングブレーキが操作されてブレーキシューをドラムに近い位置へと動かす作動に大きな駆動力を必要とせず、さらにパーキングブレーキを作動させてブレーキシューにより制動力を発生させると大きな駆動力を必要とすることから、急激な駆動力の上昇が必要となることに起因するものである。さらに、パーキングブレーキを操作して、パーキングブレーキによる制動力を上昇させていくと、必要なパーキングブレーキの駆動力は、急激な上昇から、パーキングブレーキの操作に比例した駆動力の上昇へと変化する。そのため、モータの駆動に必要な電流値は、時間に対する電流勾配が小さくなる変曲点が生じることになる。 Around 750 msec, the current value, which had been increasing at a constant or moderate rate at about 1 A, rapidly increases to about 4 A, and then continues to increase at a constant gradient. That is, at around 750 msec, the current gradient with respect to time changes from a small gradient to a large gradient, and further changes to a small gradient. As described above, when the current value changes with time, the change from a small gradient to a large gradient occurs, for example, with respect to a drum brake, when the brake assembly is operated by the service brake and the brake shoe is in contact with the drum, the parking brake is operated. Therefore, it does not require a large driving force to move the brake shoe to a position close to the drum, and if a braking force is generated by operating the parking brake and generating a braking force by the brake shoe, a large driving force is required. This is due to the need for increased power. Furthermore, when the parking brake is operated to increase the braking force by the parking brake, the required parking brake driving force changes from a sudden increase to a driving force increase proportional to the parking brake operation. . Therefore, the current value necessary for driving the motor has an inflection point at which the current gradient with respect to time becomes small.
つまり、時間に対する電流勾配が小さくなる変曲点は、パーキングブレーキの荷重が、サービスブレーキの作動によりパーキングブレーキが制動動作に寄与しない第1の荷重から、パーキングブレーキが制動動作に寄与する第2の荷重に切り替わる点でもある。そのため、ブレーキアッシーが制動に寄与した時点での荷重と時間に対する電流勾配が小さくなる変曲点での荷重との関係が生じるので、この変曲点での電流値に基づいて、荷重と電流値との関係を把握して、十分なパーキングブレーキの作動においての荷重に必要な電流値を容易に算出することができる。 That is, the inflection point at which the current gradient with respect to time becomes smaller is the second in which the parking brake load contributes to the braking operation from the first load in which the parking brake does not contribute to the braking operation due to the operation of the service brake. It is also a point that switches to a load. Therefore, there is a relationship between the load at the time when the brake assembly contributes to braking and the load at the inflection point at which the current gradient with respect to time decreases, so the load and current value are based on the current value at this inflection point. The current value required for the load when the parking brake is sufficiently operated can be easily calculated.
次に、上述した電動パーキングブレーキシステムの動作について図3を用いて説明する。ステップST01では、サービスブレーキ20を作動させ、ステップST02では、液圧センサ8がホイールシリンダ7の液圧を検出する。
Next, the operation of the electric parking brake system described above will be described with reference to FIG. In step ST01, the
ステップST03では、ステップST02で検出した液圧からサービスブレーキ20の荷重を制御装置1が算出する。制御装置1は、予め、液圧とブレーキの荷重とを対応付ける計算式またはグラフなどを有している。例えば、液圧が10MPaとした場合、ブレーキ荷重を500Nと算出する。ステップST04では、制御装置1がパーキングブレーキ作動指令を行う。
In step ST03, the
ステップST05では、制御装置1が、事前設定された起動時の電流供給の目標である初期目標電流値を目標にモータ11を駆動する電流の制御を開始し、ステップST06では、制御装置1が変曲点を検出したか否かを判定する。変曲点を検出した場合にはステップST07に移行し、変曲点を検出できない場合には、初期目標電流値を目標まで電流制御を継続することになり、目標に達したら電流制御を終了する。
In step ST05, the
ステップST07では、ステップST06において検出した変曲点の電流値(ここでは、仮に3.6Aとする)と、ステップST03において算出したブレーキ荷重(500N)とを制御装置1が関連付け、ステップST08では、勾配センサ6が車両の前後方向における道路の傾斜勾配を検出する。
In step ST07, the
ステップST09では、ステップST08において検出した傾斜勾配(仮に30%とする)から必要荷重(1000N)を制御装置1が算出し、各種のばらつきを考慮し、目標荷重(1300Nとする)から目標電流値(3.6A×1300N/500N=9.4A)を算出し、ステップST10では、制御装置1がステップST09において算出した目標電流値(9.4A)まで電流制御を行い、目標に達したら電流制御を終了する。ただし、ステップST09における目標電流値の算出方法は一例であり、その他の方法でもよい。
In step ST09, the
図4は、現行の電動パーキングブレーキシステムが考慮する各種ばらつきと、本発明の電動パーキングブレーキシステムが考慮する各種ばらつきとを比較した図である。図4において、○は目標荷重の算出に考慮するばらつきであることを示し、−は考慮しないばらつきであることを示している。 FIG. 4 is a diagram comparing various variations considered by the current electric parking brake system with various variations considered by the electric parking brake system of the present invention. In FIG. 4, ◯ indicates a variation that is considered in calculating the target load, and − indicates a variation that is not considered.
現行システムでは、モータの個体差ばらつき、減速機効率(ギア比)の個体差ばらつき、温度特性による電流値ばらつき、耐久劣化等の耐久による電流値変化、ECUによる電流値読み取りばらつき、勾配センサの個体差ばらつきを考慮する必要がある。 In the current system, variations in individual motors, variations in reduction gear efficiency (gear ratio), variations in current values due to temperature characteristics, changes in current values due to durability such as durability degradation, variations in reading of current values by ECUs, individual gradient sensors It is necessary to consider the difference variation.
これに対して、本発明のシステムでは、ECUによる電流値読み取りばらつき、勾配センサの個体差ばらつき、ホイールシリンダの個体差ばらつきを考慮すればよい。 On the other hand, in the system of the present invention, the current value reading variation by the ECU, the individual difference variation of the gradient sensor, and the individual difference variation of the wheel cylinder may be considered.
このように、本発明のシステムでは、現行システムより考慮すべきばらつきが少なく、必要荷重に上積みするマージンを少なくすることができる。これにより、目標荷重を現行システムより小さくすることができ、部品の耐久性を向上させる必要がなく、装置構成の規模及びコストの増大を回避することができる。また、パーキングブレーキの作動ストロークを大きくしないですみ、作動時間および解除時間を短くすることができる。 As described above, in the system of the present invention, there is less variation to be considered than in the current system, and the margin to be added to the necessary load can be reduced. Thereby, the target load can be made smaller than that of the current system, it is not necessary to improve the durability of the parts, and an increase in the scale and cost of the apparatus configuration can be avoided. Further, it is not necessary to increase the operation stroke of the parking brake, and the operation time and release time can be shortened.
このように、本実施の形態によれば、サービスブレーキとパーキングブレーキとが作動したときに、変曲点を検出し、変曲点でのサービスブレーキの液圧から算出されるブレーキ荷重と、変曲点でのモータ電流とを関連付け、パーキングブレーキの目標電流値を設定し、目標電流値を目標にモータ電流の制御を行うことにより、パーキングブレーキの必要荷重から目標荷重を算出する際に考慮するばらつきを少なくすることができるので、多くのばらつきを考慮する場合に比べ、目標荷重を低く設定することができる。このため、部品の耐久性を向上させる必要がなく、装置構成の規模及びコストの増大を回避することができる。また、パーキングブレーキの作動ストロークを大きくしないですみ、作動時間および解除時間を短くすることができる。よって、パーキングブレーキは、簡単な構成で、所望の制動力を発揮することができる。 As described above, according to the present embodiment, when the service brake and the parking brake are operated, the inflection point is detected, and the brake load calculated from the service brake fluid pressure at the inflection point is changed. When calculating the target load from the required load of the parking brake by correlating the motor current at the inflection point, setting the target current value of the parking brake, and controlling the motor current with the target current value as the target Since the variation can be reduced, the target load can be set lower than when many variations are taken into consideration. For this reason, it is not necessary to improve the durability of the components, and an increase in the size and cost of the apparatus configuration can be avoided. Further, it is not necessary to increase the operation stroke of the parking brake, and the operation time and release time can be shortened. Therefore, the parking brake can exhibit a desired braking force with a simple configuration.
なお、本実施の形態では、図3に示す手順で電流制御を行った。しかし、本発明はこれに限らない。例えば、図5に示す手順でもよく、図5では、図3に対して、ステップST11を追加した。ステップST11では、制御装置1が初期目標電流値とステップST09において算出した目標電流値との差を補正値として算出し、ステップST12では、ステップST11において算出した補正値を用いた電流制御を行う。
In the present embodiment, the current control is performed according to the procedure shown in FIG. However, the present invention is not limited to this. For example, the procedure shown in FIG. 5 may be used. In FIG. 5, step ST11 is added to FIG. In step ST11, the
本発明は、パーキングブレーキの作動及び解除を行う電動パーキングブレーキを制御する制御装置に適用可能である。 The present invention is applicable to a control device that controls an electric parking brake that operates and releases a parking brake.
1 制御装置
2 アクチュエータ
3 ケーブル
4 ブレーキアッセンブリ
5 操作スイッチ
6 勾配センサ
7 ホイールシリンダ
8 液圧センサ
11 モータ
12 ギア、減速機構
13 スクリュー
14 ナット
15 シャフト
20 サービスブレーキ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
パーキングブレーキを作動させるモータと、
前記モータを駆動する電流を制御する制御部と、
を具備し、
前記制御部は、
前記サービスブレーキおよび前記パーキングブレーキの作動時に、前記電流の時間に対する勾配が小さくなる変曲点での前記液圧センサにより検出された測定圧力値と、前記変曲点での前記電流の値とに基づいて、前記パーキングブレーキが目標の荷重値で制動動作するための目標電流値を設定し、前記目標電流値を目標に前記電流の制御を行う、
電動パーキングブレーキ制御装置。 A fluid pressure sensor for detecting the brake fluid pressure of the service brake;
A motor for operating the parking brake;
A control unit for controlling a current for driving the motor;
Comprising
The controller is
When the service brake and the parking brake are operated, the measured pressure value detected by the hydraulic pressure sensor at the inflection point where the gradient of the current with respect to time becomes small, and the current value at the inflection point. Based on this, the target current value for the parking brake to perform a braking operation with a target load value is set, and the current is controlled with the target current value as a target.
Electric parking brake control device.
前記パーキングブレーキの作動指令に基づき、初期目標電流値を目標に前記電流の制御を開始し、
前記変曲点が検出された場合に、前記変曲点での電流値と前記測定圧力値とから前記目標電流値を算出し、
前記初期目標電流値と前記目標電流値との差を補正値として算出し、
前記補正値を用いて制御する、
請求項1に記載の電動パーキングブレーキ制御装置。 The controller is
Based on the operation command of the parking brake, the control of the current is started with the initial target current value as a target,
When the inflection point is detected, the target current value is calculated from the current value at the inflection point and the measured pressure value,
The difference between the initial target current value and the target current value is calculated as a correction value,
Control using the correction value,
The electric parking brake control device according to claim 1.
前記変曲点は、前記パーキングブレーキの荷重が、前記サービスブレーキの作動により前記パーキングブレーキが前記制動動作に寄与しない第1の荷重から、前記パーキングブレーキが前記制動動作に寄与する第2の荷重に切り替わる点である、
請求項1または請求項2に記載の電動パーキングブレーキ制御装置。
The service brake and the parking brake are configured to perform a braking operation by a common brake mechanism,
The inflection point is that a load of the parking brake is changed from a first load at which the parking brake does not contribute to the braking operation by an operation of the service brake to a second load at which the parking brake contributes to the braking operation. Is the point of switching,
The electric parking brake control device according to claim 1 or 2.
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