JP2020050073A - Brake device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の制動に用いられるブレーキ装置に関する。 The present invention relates to a brake device used for braking a vehicle.
近年,必要な制動力をモータから得る電動パーキングブレーキ装置の採用が広がっている。電動パーキングブレーキ装置はモータに所定の電流を流してパッドを所定の推力(押付力)でディスクに押し付けて制動をかける。しかし、電動パーキングブレーキ装置では、推力のばらつきが大きく、キャリパによるディスクの締め付け力、すなわち制動力を適切に制御することが難しい。 In recent years, electric parking brake devices that obtain a necessary braking force from a motor have been widely used. The electric parking brake device applies a predetermined current to a motor to press a pad against a disk with a predetermined thrust (pressing force) to apply braking. However, in the electric parking brake device, the thrust varies greatly, and it is difficult to appropriately control the disc tightening force by the caliper, that is, the braking force.
ロードセルなどの荷重センサを用いてパッドに与えられる推力を直接計測し、パッドに与えられる推力を適切な値に制御することができる。しかし、新たに荷重センサを追加する必要があるため、コストアップや荷重センサの取り付けの課題が生じる。 The thrust applied to the pad can be directly measured using a load sensor such as a load cell, and the thrust applied to the pad can be controlled to an appropriate value. However, since it is necessary to newly add a load sensor, there arises a problem of cost increase and mounting of the load sensor.
一方、荷重センサ等を使用せず推力を推定して制御する電動パーキングブレーキ装置が、特開2018−57065号公報(特許文献1)に記載されている。特許文献1の電動パーキングブレーキ装置では、回転直動変換機構を正方向に動作させた際のモータに流れる正方向電流と、これに続いて回転直動変換機構を逆方向に動作させた際のモータに流れる逆方向電流との比率を用いて動力伝達機構の効率を求め、この効率に応じてモータカットオフ電流閾値を変化させ、適切な制動力を発生させる(要約参照)。
On the other hand, an electric parking brake device that estimates and controls a thrust without using a load sensor or the like is described in JP-A-2018-57065 (Patent Document 1). In the electric parking brake device disclosed in
特許文献1の電動パーキングブレーキ装置においては、回転直動変換機構が一つのねじで構成される場合、動力伝達機構の効率を算出可能である。しかし、回転直動変換機構が二つ以上のねじで構成される場合、正方向の電流と逆方向の電流だけを用いて回転直動変換機構の効率を推定することは困難であり、発生推力の推定精度が低くなる。
In the electric parking brake device of
本発明の目的は、高精度に推力を推定することができる電動パーキングブレーキ装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electric parking brake device capable of estimating thrust with high accuracy.
上記課題を解決するために、例えば特許請求範囲に記載の構成を採用する。
電流を通電することにより回転運動する回転機構と、
前記回転機構の回転運動を直動運動に変換してディスクパッドをディスクロータに押し付ける推力を発生する回転直動変換機構と、
前記回転機構を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、ディスクロータとディスクパッドとが接触した後、前記回転機構を止める電流値の閾値であるカットオフ電流閾値を算出するカットオフ電流閾値演算部を有し、
前記カットオフ電流閾値演算部は、ディスクロータとディスクパッドとが接触した後、前記電流を停止した状態での電圧である逆回転電圧を用いて次回のカットオフ電流閾値を演算する。
In order to solve the above problems, for example, a configuration described in the claims is adopted.
A rotating mechanism that rotates by applying a current;
A rotary / linear motion converting mechanism that converts the rotary motion of the rotary mechanism into a linear motion and generates a thrust for pressing the disk pad against the disk rotor;
A control unit that controls the rotation mechanism;
Has,
The controller has a cutoff current threshold calculator that calculates a cutoff current threshold that is a threshold of a current value for stopping the rotation mechanism after the disk rotor and the disk pad are in contact with each other,
The cutoff current threshold value calculation unit calculates the next cutoff current threshold value using a reverse rotation voltage which is a voltage in a state where the current is stopped after the disk rotor and the disk pad come into contact with each other.
本発明では、ディスクロータとディスクパッドとが接触した後の、電流を停止した状態での電圧である逆回転電圧を用いて機械効率を推定することにより、推力を高精度に推定することができる。その結果、本発明のブレーキ装置は、推力を適切に制御することができる。 According to the present invention, the thrust can be estimated with high accuracy by estimating the mechanical efficiency using the reverse rotation voltage which is the voltage in a state where the current is stopped after the disk rotor and the disk pad come into contact with each other. . As a result, the brake device of the present invention can appropriately control the thrust.
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be apparent from the following description of the embodiments.
特許文献1に記載の電動パーキングブレーキ装置においては、回転直動変換機構が一つのねじで構成される場合、動力伝達機構の効率を算出可能である。しかし、回転直動変換機構が二つ以上のねじで構成される場合、正方向の電流と逆方向の電流だけを用いて回転直動変換機構の効率を推定することは困難である。この場合、発生推力の推定精度が低くなり、推力にマージンを取る必要があるため、電動パーキングブレーキ装置の部品の大型化や、高強度の部品が必要となることによってコストが増大する。
In the electric parking brake device described in
本発明に係る実施例では、回転直動変換機構が二つ以上のねじで構成される場合であっても、発生推力の推定精度を高くすることができるようにする。すなわち本発明は、荷重センサや回転センサ等の新たなセンサを追加することなく、高精度に推力を推定することで、小型且つ低コストの電動パーキングブレーキ装置を提供することができる。 In the embodiment according to the present invention, even when the rotation / linear motion conversion mechanism is constituted by two or more screws, the estimation accuracy of the generated thrust can be increased. That is, the present invention can provide a small-sized and low-cost electric parking brake device by estimating the thrust with high accuracy without adding a new sensor such as a load sensor or a rotation sensor.
[実施例1]
本発明の第1実施例を図1〜図6を参照して説明する。
[Example 1]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1はブレーキ装置の全体構成を示す構成概略図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the entire configuration of the brake device.
ブレーキ装置は、バッテリ26、液圧発生機構20、ブレーキキャリパ10、及び電子制御装置(制御部)25を含んで構成されている。
The brake device includes a
液圧発生機構20は、運転者によって操作されるブレーキペダル17と、ブレーキペダル17の操作によって内部のピストンを移動させて圧力を発生させるマスタシリンダ21と、液圧を制御して横すべり防止等を行う液圧制御装置22と、から構成される。
The hydraulic
図2Aは、ブレーキキャリパの構造を示す構造図である。 FIG. 2A is a structural diagram showing a structure of a brake caliper.
図2Aに示すように、第1実施例に係るブレーキ装置には、車両の回転部に取り付けられたディスクロータ16を挟んで軸方向両側に配置された一対の第1パッド14及び第2パッド15と、キャリパ10とが設けられている。本ブレーキ装置は、キャリパ浮動型として構成されている。なお、一対の第1パッド14及び第2パッド15と、キャリパ10とは、車両のナックル等の非回転部に固定されたブラケット(図示略)にディスクロータ16の軸方向へ移動可能に支持されている。ブレーキをかけると、第1パッド14がディスクロータ16に押し付けられ、この反力を受けて第2パッド15がディスクロータ16に押し付けられ、第1パッド14及び第2パッド15がディスクロータ16を両側から挟みつける。
As shown in FIG. 2A, the brake device according to the first embodiment includes a pair of a
なお、ディスクロータ16の軸方向は、ディスクロータ16の回転軸に沿う方向であり、以下、単に軸方向と呼んで説明する。また、キャリパ10の主体であるキャリパ本体11について、シリンダ部107(シリンダ115)が設けられる側を基端側と呼び、第2パッド15を支持する側を先端側と呼んで説明する。
Note that the axial direction of the
キャリパ10の主体であるキャリパ本体11は、車両内側の第1パッド14に対向する基端側に配置されるシリンダ部107と、車両外側の第2パッド15に対向する先端側に配置される爪部108とを有している。シリンダ部107には、第1パッド14側が開口される大径開口部109aと、その反対側が孔部100を有する底壁115aにより閉じられた有底のシリンダ115が形成されている。シリンダ115内の底壁115a側は、大径開口部109aに連設され大径開口部109aよりも小径となる小径開口部109bが形成される。シリンダ115の大径開口部109aの内壁面に、ピストンシール116が配置されている。
The
図2に示すように、ピストン13は、底部119と円筒部120とからなる有底のカップ状に形成される。ピストン13は、その底部119が第1パッド14に対向するようにシリンダ115内に収められている。ピストン13は、円筒部120がピストンシール116に接触した状態で軸方向に移動可能にシリンダ115の大径開口部109aに内挿されている。このピストン13とシリンダ115の底壁115aとの間は、油圧室12としてピストンシール116により画成されている。この液圧室12には、シリンダ115に設けた図示しないポートを通じて、液圧源から液圧が供給されるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
また、ピストン13を移動させるための、回転直動変換機構18がピストン13の円筒部120内部に配置される。回転直動変換機構18のピストン13の底部119と反対側には減速機19の出力軸が配置される。本実施例では、減速機19の出力軸はスピンドル183の一端部(減速機19側端部)側に連接されている。一方、減速機19の入力側にはモータ24の出力軸24aが接続される。
A rotation / linear
減速機19は大径歯車192と小径歯車191とから構成される。小径歯車191はモータ24の出力軸24aに固定されており、大径歯車192は回転直動変換機構18のスピンドル183に直接的に或いは間接的に連結される。大径歯車192は小径歯車191と噛み合っている。減速機19の構成は、前述の構成に限らず、大径歯車192の代わりに複数の減速歯車を組み合わせて用いる構成や、その他の構成であってもよい。
The
回転直動変換機構18は、モータ24及び減速機19から伝達される回転運動を直線方向(軸方向)の運動に変換する機構であり、ピストン13に推力を付与する。このため、回転直動変換機構18はピストン推進機構と呼ぶ場合もある。また、モータ24、或いはモータ24及び減速機19は、本実施例のブレーキ装置において、回転機構を構成する。なお、回転直動変換機構18は、ピストン13を推進させた後、ピストン13を制動位置で保持する機能(制動位置保持機能)も有している。
The rotation / linear
回転直動変換機構18は、シリンダ115内で、シリンダ115の底壁115aとピストン13の底部119との間に設けられ、ナット186、スピンドル183、シャフトローラ184、及び遊星ローラ185などから構成される。また回転直動変換機構18は、スピンドル183及びシャフトローラ184からなる内側のねじ機構(第1ねじ機構、第1ねじ嵌合部)1100と、シャフトローラ184、ナット186及び遊星ローラ185からなる外側のねじ機構(第2ねじ機構、第2ねじ嵌合部)1200と、を備えている。
The rotation / linear
ナット186は支持部材または固定部材として機能する。ナット186は略円筒形状で大径側と小径側部をもち、小径側の一部がピストン13内部に入り込むように配置され、他端側はピストン13内部から突出してシリンダ115内部に配置される。ナット186の内壁面(内周面)には雌ねじ186aが形成されている。
The
スピンドル183は棒状の部材(軸部材)であり、入力部材として機能する。スピンドル183は一端側がシリンダ115の孔部100を挿通して減速機19の出力側に接続される。スピンドル183は大径歯車192から第1パッド14方向に伸びる円柱状で、外壁面(外周面)にはねじ部183aがスピンドル183の軸方向における略全域に亘って形成されている。
The
シャフトローラ184は中空の筒形状を成し、回転直動部材として機能する。シャフトローラ184は外周面側において外径が階段状に変化している。階段状に外径が変化する外周面は第1パッド14側から減速機19側に向かって径が段階的に小さくなり、シャフトローラ184は第1パッド14側から減速機19側に向かって凸状を成している。すなわちシャフトローラ184は、凸状の大径側が第1パッド14側に、小径側が減速機19側となるように配置される。シャフトローラ184の内壁面(内周面)には、スピンドル183の外周側のねじ部183aと係合するねじ部184aが形成され、スピンドル183との間で滑りねじ(滑りねじ構造)181を形成する。一方、シャフトローラ184の底壁115a側の外壁面(外周面)には環状溝部184bが、第1パッド14側の外壁面(外周面)には軸方向に沿う縦溝部184cが周方向に複数設けられている。
The
シャフトローラ184の周りには、ナット186との間に複数の遊星ローラ185が周方向に沿って配置されている。各遊星ローラ185には底壁115a側の外壁面(外周面)に環状溝部185bが、パッド14,15側の外壁面(外周面)には軸方向に沿う縦溝部185cが周方向に複数設けられている。遊星ローラ185の環状溝部185bはシャフトローラ184の環状溝部184bと噛み合う。ナット186の内壁面には雌ねじ186aが形成され、雌ねじ186aは遊星ローラ185の環状溝部185bと螺合し、ローラねじ(ローラねじ構造)182を形成する。
Around the
またシャフトローラ184のパッド14,15側にはプッシャ部材171が第1ベアリング187を介して配置され、シャフトローラ184は回転自在に支持される。またスピンドル183とシリンダ115の底壁115aとの間に第2ベアリング188が配置され、スピンドル183はシリンダ115に対して回転自在に支持される。
Further, a
さらに図2Bを参照して、回転直動変換機構18について説明する。図2Bは、回転直動変換機構の拡大断面図である。
Further, the rotation / linear
スピンドル183の環状溝183bに止め輪117が装着される。スピンドル183は、止め輪117により、シリンダ115内への軸方向の移動が規制される。ベースプレート112とスピンドル183の円板状部183cとの間に、挿通孔188aを有する円環状の第2スラストベアリング188が配置される。スピンドル183の円板状部183cは、第2スラストベアリング188により、回転自在にベースプレート112に支持される。なお、第2スラストベアリング188は、ナット186の大径部186bにて径方向の移動が規制される。
The retaining
スピンドル183の螺合軸部183dの雄ねじ部183aにシャフトローラ184の雌ねじ部184aが螺合されている。シャフトローラ184は、一端側に位置してスピンドル183と螺合するナット部184d(雌ねじ部184aが構成される部分)と、ナット部184dから他端側に連続して一体に設けられる円筒状の中間筒部184eと、中間筒部184eから他端側に連続して一体に設けられる円環状のプッシャ部184fと、を有する。
The
スピンドル183の雄ねじ部183aとシャフトローラ184の雌ねじ部184aとの間の第1ねじ嵌合部(第1ねじ機構)1100は、ピストン13からシャフトローラ184へ伝達される軸方向荷重によってスピンドル183が回転しないようにするために、その逆効率が0以下(好ましくは0よりも小さい)になるように不可逆性を持つねじ嵌合部として構成される。すなわち、第1ねじ嵌合部1100は、電動モータ24の回転によりピストン13を移動させると共に、電動モータ24の回転が停止したときにピストン13を移動した位置に保持するねじ機構となっている。ナット部184dには、その一端側の外壁面に環状溝部184bが軸方向に複数連設されて構成される第1太陽軸部184gと、その他端側の外壁面に軸方向に沿う縦溝部184cが周方向に複数連設されて構成される第2太陽軸部184hと、が形成される。
The first screw fitting portion (first screw mechanism) 1100 between the
シャフトローラ184の一端面には、周方向に間隔を置いて複数の係止凹部184iが形成されており、係止凹部184iがスピンドル183の円板状部183cの他端面に放射状に形成された係止突部183eに係合することで、シャフトローラ184の雌ねじ部184aの、スピンドル183の雄ねじ部183aへの過度なねじ込みを抑制できる。
A plurality of locking
シャフトローラ184のナット部184dの周りには、複数の遊星ローラ185が配置されている。遊星ローラ185は、一端側の外壁面に環状溝部185bが軸方向に複数連設されて構成される第1遊星ロッド部185dと、他端側の外壁面に軸方向に沿う縦溝部185cが周方向に複数連設されて構成される第2遊星ロッド部185eと、から構成される。
A plurality of
第1遊星ロッド部185dの環状溝部185bがシャフトローラ184(ナット部184d)の第1太陽軸部184gの環状溝部184bと嵌合すると共に、第2遊星ロッド部185eの縦溝部185cがシャフトローラ184(ナット部184d)の第2太陽軸部184hの縦溝部184cに歯車嵌合している。第1遊星ロッド部185dの環状溝部185bとシャフトローラ184の第1太陽軸部184gの環状溝部184bとの嵌合により、シャフトローラ184と遊星ローラ185との軸方向における相対的な移動が規制される。第2遊星ロッド部185eの縦溝部185cとシャフトローラ184の第2太陽軸部184hの縦溝部184cとの歯車嵌合により、シャフトローラ184からの回転トルクが遊星ローラ185に伝達される。これにより、遊星ローラ185はシャフトローラ184の回転によりシャフトローラ184の周りを自転しながら公転することができる。
The
遊星ローラ185を回転自在に支持するケージ113が設けられる。ケージ113は一端側に位置する小径ケージ部113aと他端側に位置する大径ケージ部113bとを有し、小径ケージ部113aの内壁面がシャフトローラ184の第1太陽軸部184gの外壁面に当接することで、ケージ113の径方向の移動が規制される。
A
遊星ローラ185の周りにナット186が配置される。ナット186はシリンダ115の底壁115aからピストン13内に向かって配置される。ナット186は、一端側に位置する大径ナット部186bと他端側に位置する小径ナット部186dとを有する。大径ナット部186bの一端面には、周方向に間隔を置いて複数の係止凹部186eが設けられ、係止凹部186eにはベースプレート112に設けられた回転規制用突起部112aが係合される。これにより、ナット186とベースプレート112との相対的な回転が規制される。
A
大径ナット部186bの一端側の外壁面には、ベースプレート112の外壁面に設けた受入溝部112bと連続する受入溝部186fが周方向に沿って形成される。受入溝部112bと受入溝部186fとにC字状のリテイニングリング114が組み付けられる。リテイニングリング114は受入溝部112bの底面と受入溝部186fの底面とに密着して、ナット186とベースプレート112との軸方向における相対的な移動を規制する。
A receiving groove portion 186f, which is continuous with the receiving groove portion 112b provided on the outer wall surface of the
大径ナット部186bの周壁部には、径方向に沿って貫通する流通孔186cが周方向に沿って間隔を置いて複数形成される。流通孔186cはブレーキ液の流通のために設けられる。 In the peripheral wall of the large-diameter nut portion 186b, a plurality of flow holes 186c penetrating in the radial direction are formed at intervals along the peripheral direction. The flow holes 186c are provided for the flow of the brake fluid.
小径ナット部186dの内壁面には、遊星ローラ185の第1遊星ロッド部185dの環状溝部185bと噛み合う雌ねじ部186aが形成される。環状溝部185bと雌ねじ部186aとの噛み合い条件は、環状溝部185bのピッチと雌ねじ部186aのピッチとを同じにして、雌ねじ部186aの条数を遊星ローラ185の個数の倍数に設定する。環状溝部185bと雌ねじ部186aとの間の第2ねじ嵌合部(第2ねじ機構部)1200は、ピストン13からシャフトローラ184へ伝達される軸方向荷重によって遊星ローラ185が公転するようにするために、その逆効率が0以上(好ましくは0よりも大きい)になるように、可逆性のあるねじ嵌合部として構成される。すなわち、第2ねじ嵌合部1200は、機械効率の高いねじ機構として構成される。また、第2ねじ嵌合部1200は、第1ねじ嵌合部1100と逆向きのねじとなっている。また、第2ねじ嵌合部1200は、第1ねじ嵌合部1100に対して径方向外側に配置され、第1ねじ嵌合部1100よりも機械効率の高いねじ機構で構成される。
On the inner wall surface of the small-
シャフトローラ184のプッシャ部184fと円環状のプッシャ部材171との間に第1スラストベアリング187が配置される。第1スラストベアリング187は、シャフトローラ184に対してプッシャ部材171を回転自在に支持する。すなわち、シャフトローラ184の回転力は、第1スラストベアリング187によって抑制され、ピストン13には伝達されないようになっている。回転直動変換機構18が駆動されることによりプッシャ部材171がピストン13の底壁13aに向かって前進し、プッシャ部材171は底壁13aに当接し、ピストン13を介してパッド14をディスクロータ16に押し付ける。
The first thrust bearing 187 is disposed between the pusher portion 184f of the
つぎに、図3を参照して電子制御手段25について説明する。図3は、電動パーキングブレーキ装置の電子制御手段の模式図である。
Next, the
電子制御手段25はHブリッジ回路28とマイクロプロセッサ29から構成される。Hブリッジ回路28の上アーム33は半導体リレー281,282より構成され、下アーム34は半導体リレー283,284より構成される。上アーム33はバッテリと電気的に接続され、下アーム34はグランドと電気的に接続される。Hブリッジ回路28の出力端子はモータ24と電気的に接続される。第一電圧モニタ回路31はモータ24の一方の端子と電気的に接続され、第二電圧モニタ回路32はモータ24の他方の端子と電気的に接続される。モータ24の端子間電圧は第一電圧モニタ回路31及び第二電圧モニタ回路32で検出する電圧の差で求める。モータ電流は電流モニタ回路30で計測する。
The
マイクロプロセッサ29の出力端子は4つの半導体リレー281〜284と電気的に接続され制御信号を出力する。マイクロプロセッサ29の出力制御信号により、半導体リレー281と284を同時にONにすると、モータ24にプラス方向(後述のアプライ動作方向)の電圧が印加される。半導体リレー281〜284を同時にOFFにすると、モータ24に印加する電圧はゼロになり、モータ24に通電される電流もゼロになる。また、半導体リレー282と283を同時にONにすると、モータ24にマイナス方向(後述のリリース動作方向)の電圧が印加される。また、半導体リレー281と282をOFF、半導体リレー283と284をONにすると、モータ24が短絡される。この場合、半導体リレー283と284の回路に電流が流れるが、この回路に電流モニタ回路30は設置できないため、電流を計測できない。
The output terminal of the
次に、ブレーキの動作を説明する。まず、常用ブレーキとして使用する場合の動作について説明する。走行中にブレーキペダル17の操作が行われると、油圧室12の油圧が昇圧、減圧してピストン13が移動し、第1パッド14をディスク16に押し付ける、または第1パッド14をディスク16から離す動作により、制動動作または解除動作を行う。また、液圧制御装置22等を付加したブレーキ装置ではドライバのブレーキペダル17の操作にかかわらず、液圧制御装置22により、必要な液圧を発生することが可能であり、同様に発生した液圧により制動力が発生する。
Next, the operation of the brake will be described. First, the operation when used as a service brake will be described. When the
つぎに、駐車ブレーキの動作について説明する。制動力発生または解除は、ドライバの駐車ブレーキスイッチ(未図示)のスイッチ操作、あるいは、車両状態等を検出して、電子制御手段(電子制御装置)25からの推力発生のアプライ指令、推力解除のリリース指令に基づいて行われる。アプライ指令が入るとモータ24がアプライ動作方向に回転する。モータ24の回転運動は、回転直動変換機構18により、シャフトローラ184の直動方向の運動に変換される。シャフトローラ184の直動運動はプッシャ部材171とピストン13とのクリアランスを狭め、プッシャ部材171がピストン13と当接する。その後、シャフトローラ184とピストン13は直動方向には一体となって動作し、パッド14,15がディスク16を押し付ける力(以下パッド推力)が増加する。そして、電流が後述のアプライ電流閾値に到達すると、電流が停止する。この際、後述の回転直動変換機構18の動作によりモータ24が一旦リリース方向に逆回転した後、モータ24が停止する。モータ24の停止後は、主に各ねじ機構1100,1200の摩擦により停止状態を保持する。リリース指令が入るとモータ24がリリース動作方向に回転し、モータ24の回転運動は、回転直動変換機構18により、シャフトローラ184の直動方向の運動に変換され、パッド推力が減少する。その後、プッシャ部材171がピストン13から離れた後、電流が停止され、モータ24の回転が停止する。
Next, the operation of the parking brake will be described. The braking force is generated or released by detecting a driver's operation of a parking brake switch (not shown) or a vehicle state or the like, and applying a thrust generation command from the electronic control means (electronic control device) 25 and canceling the thrust. It is performed based on the release directive. When an apply command is input, the
ここで、駐車ブレーキとして動作する時のモータ電圧、電流及び推力の時間変化を、図4を参照して説明する。図4は、電動パーキングブレーキ装置の推力制御時の電圧、電流及び推力の時間変化を示す図である。(a)はモータ端子電圧、(b)はモータ電流、(c)はパッド推力を示す。 Here, the time change of the motor voltage, the current, and the thrust when operating as the parking brake will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing time changes of voltage, current, and thrust during thrust control of the electric parking brake device. (A) shows the motor terminal voltage, (b) shows the motor current, and (c) shows the pad thrust.
まず、電子制御装置25からのアプライ指令が入ると、モータ24にはプラス方向の電圧が印加され、アプライ動作を開始する。プラス方向の電圧が印加されるモータ24の回転が始まり、直後に突入電流が発生する。モータ24の回転がシャフトローラ184の直動運動となり、プッシャ部材171がピストン13を押し始めると電流が増加し、推力も増加し始める。推力の増加と共にモータ24の電流が増加し、所定の推力となった場合に電流が停止される。所定の推力と判断する方法は、たとえば、マイクロプロセッサ29はモータ24の電流値と推力目標値から演算されるカットオフ電流閾値とを比較し、電流値がカットオフ電流閾値を超過したことで判断する。モータ24を停止すると逆回転動作が発生する。逆回転動作の詳細は後で説明する。その後、図4の保持状態に示すように、モータ24の駆動トルクがゼロになるが、回転直動変換機構18の静摩擦力によりパッドが戻らず、一定の推力を保持できる。制動力解除時はモータ24にリリース方向に回転するように電圧がかかり、モータ24の回転が開始し、最初に突入電流が発生する。ピストン13からシャフトローラ184が離れると推力がほぼ0となり、電流が一定状態となったのち、電流が流れなくなりモータ24が停止する。
First, when an apply command from the
このときの回転直動変換機構18の動作を説明する。モータ24が回転すると減速機構19を介してスピンドル183が回転する。アプライ動作時に、スピンドル183の回転動作は滑りねじ181によってシャフトローラ184の回転と直動動作に変換され、シャフトローラ184は回転しながら直動する。同時に、シャフトローラ184の外周に係合する遊星ローラ185はローラねじによって自転しながら公転し、シャフトローラ184を直動させる。
The operation of the rotation / linear
モータ24の電流が電流閾値に到達するとモータ24からの駆動トルクは0になるため、パッド推力やシリンダ等の剛性によりシャフトローラ184を戻す方向に力が作用する。この力によって、ローラねじ182では、逆回転方向にも回転ができるが、滑りねじ181は逆回転効率が0以下のため、逆回転動作はスピンドル183とシャフトローラ184が一体となって回転する。その後、パッド推力やシリンダ等の剛性により作用するシャフトローラ184を戻す方向の力が減る一方、滑りねじ部181で受ける力が増加し、この二つ力が釣り合った位置でシャフトローラ184が停止し、保持状態となる。
When the current of the
リリース動作時には、モータ24をアプライ時とは逆方向(リリース方向)に回転させてスピンドル183を回転させ、滑りねじ181とローラねじ182の両方の合力でシャフトローラ184を後退させることで、推力が減少する。
In the release operation, the thrust is generated by rotating the
電動パーキングブレーキの推力制御を説明する。前述のように、電子制御装置25は、ディスクロータ16への押圧力が所定値に到達したことをモータ24の電流値が所定値に達したことによって検出すると、モータ24への通電を停止する。すると、スピンドル183のアプライ方向への回転が停止されるので、シャフトローラ184のアプライ方向への回転が停止される。
The thrust control of the electric parking brake will be described. As described above, when the
この所定の電流値(以下、カットオフ電流閾値)について説明する。カットオフ電流閾値を演算するカットオフ電流閾値演算部は、電子制御装置25により構成され、特にその演算は、マイクロプロセッサ29で実行される。
The predetermined current value (hereinafter, cut-off current threshold) will be described. The cut-off current threshold value calculation unit that calculates the cut-off current threshold value is configured by the
図5は、図2Aの電動パーキングブレーキ装置の回転直動変換機構の力とトルクの模式図である。 FIG. 5 is a schematic diagram of the force and torque of the rotation / linear motion conversion mechanism of the electric parking brake device of FIG. 2A.
図5に基づいて、アプライ動作におけるスピンドル周りの主要なトルクに関して運動方程式を立てると、式(1)で表わされる。 Based on FIG. 5, an equation of motion is established for a main torque around the spindle in the applying operation, which is expressed by equation (1).
Jはモータ24、減速機19、回転直動変換機構18の慣性モーメントのスピンドル軸への換算値、θspdはスピンドルの回転角度、I_aはアプライ動作時のモータ電流、KTはモータトルク定数、rgrは減速機減速比、Fpは推力、TNLは減速機19の粘性トルク、KF2T_aはアプライ動作時の回転直動変換機構18の入力トルクと推力の変換係数(トルク/力)、すなわち、スピンドル183の入力トルクに対するシャフトローラ184の直動方向の力の比の逆数である。なお式を簡略化するため減速機19の減速比にはギヤ効率を含むものとして省略している。
J is the
カットオフ電流閾値Istは必要な推力Fcとなるような電流であることから、式(1)を変形し、求められる。 Since the cut-off current threshold value I st is a current that provides the necessary thrust F c , the cut-off current threshold value I st is obtained by modifying equation (1).
ωはスピンドル回転速度、Fcは目標推力である。 ω is the spindle rotation speed, and Fc is the target thrust.
KF2T_aと回転直動変換機構機械効率ηaの関係は式(3)で表される。ここで、Lは回転直動変換機構18のリード(アプライ動作時のスピンドル1回転あたりのシャフトローラ184の直動変位)である。
The relationship between K F2T — a and the mechanical efficiency η a of the rotary-to-linear conversion mechanism is expressed by equation (3). Here, L is the lead of the rotary / linear motion conversion mechanism 18 (the linear motion displacement of the
先述の通り、電動パーキングブレーキ装置の回転直動変換機構18は二つのねじ機構で構成されており、この効率ηaに大きな影響を与えるのはローラねじの摩擦係数μrls、滑りねじの摩擦係数μscr、第1ベアリングμbg1、第2ベアリングの摩擦係数μbg2であり、関数fにより、ηa=f(μrls,μscr,μbg1,μbg2)とおける。
As described above, the rotation / linear
なお、リリース時には以下の式が成立する。 At the time of release, the following equation holds.
ここで、KF2T_rはリリース動作時の回転直動変換機構18の入力トルクと推力の変換係数(トルク/力)である。
Here, K F2T_r is a conversion coefficient (torque / force) between the input torque and the thrust of the rotation / linear
以上からω,KT,rgr,TNL,KF2T_aが求められると目標推力Fcを達成するための電流閾値が求められる。これらのうち、影響の大きいKF2T_aを求める。KT,rgr,TNLに関しては、変化が小さいと仮定を置いてたとえば定数を利用するか、別の手段から推定したものを利用するものとする。 Ω from above, K T, r gr, T NL, current threshold for the K F2T_a is required to achieve the target force F c is determined. Among them, K F2T_a having a large influence is obtained . As for K T , r gr , and T NL, it is assumed that the change is small, for example, a constant is used or one estimated by another means is used.
以下にKF2T_aの推定方法を以下に示す。 The method of estimating K F2T_a is described below.
まず推定するための方程式の導出を示す。 First, the derivation of equations for estimation will be described.
式(1)のうち慣性項の影響が小さいと考えると式(5)を得る。 Assuming that the influence of the inertia term in Expression (1) is small, Expression (5) is obtained.
また、リリース動作では、式(4)から式(6)を得る。 In the release operation, Expression (6) is obtained from Expression (4).
TNLを定数と仮定し、式(5)と式(6)を微分して電流変化の式にすると式(7)と式(8)を得られる。 Assuming that T NL is a constant, the equations (7) and (8) can be obtained by differentiating equations (5) and (6) into equations for current change.
ここで、kpはピストンの直動方向変位に対する推力の増加を示す剛性で主にパッドの剛性に依存する値、x_aは推力発生位置を基準としたピストン変位、x_rはリリース開始位置を基準としたピストン変位である。 Here, k p is a value that mainly depends on the stiffness of the pad rigid exhibit increased thrust against the piston of the linear motion direction displacement, x _a The standards and piston displacing the thrust generating position, the x _r release start position This is the reference piston displacement.
ここでKF2T_aについて説明する。回転直動変換機構18は前述のような構成からローラねじ182、滑りねじ181、第1ベアリング187、第2ベアリング188のトルク−推力変換係数から構成される。それぞれKscr_a, Krls_a, Kbg1, Kbg2とする。この詳細を説明する。Krls_a はアプライ動作時のローラねじ部においてシャフトローラにかかる遊星ローラから受けるトルクTrls に対して直動方向に発生する推力Frls との関係(Trls=Krls_a×Frls)の係数を示し、ねじの関係から式(9)で表される。
Here, K F2T_a will be described. The rotation / linear
Lrlsはシャフトローラが一回転した際の直動方向に進む変位である。 Lrls is a displacement that advances in the linear motion direction when the shaft roller makes one rotation.
またリード角θrlsはDrpcdをローラの公転直径として、式(10)で表される。 The lead angle θ rls is represented by Expression (10), where D rpcd is the orbital diameter of the roller.
μrlsはこれらの関係を満たすローラねじ182の見かけの摩擦係数であり、ローラ182とナット186の摩擦係数、シャフトローラ184とローラ182との間の摩擦係数から決まる。
μrls is an apparent coefficient of friction of the
なお、逆方向に駆動される場合には In the case of driving in the opposite direction,
で表される。 It is represented by
Kscr_a はスピンドルトルクに対して直動方向に発生する推力Fscr との関係を示し、式(12)で表される。 K Scr_a shows the relationship between the thrust F scr occurring linear direction relative to the spindle torque, represented by the formula (12).
ここで、μscrはすべりねじ部の摩擦係数であり、θscrはすべりねじのリード角、Lscrはリードを示す。 Here, μ scr is the coefficient of friction of the sliding screw portion, θ scr is the lead angle of the sliding screw, and L scr is the lead.
逆方向に駆動される場合には式(13)で表される。 When driven in the reverse direction, it is expressed by equation (13).
第1、2ベアリングは垂直荷重に対して摩擦が発生することから摩擦トルクとしては式(14),(15)で表される。 Since the first and second bearings generate friction with respect to the vertical load, the friction torque is expressed by the equations (14) and (15).
推力とトルクの変換係数であるKbg1,Kbg2はそれぞれ下記のように表される。 The thrust and torque conversion coefficients K bg1 and K bg2 are respectively expressed as follows .
μbg1,μbg2は第1、2ベアリング187,188の摩擦係数、d1,d2はそれぞれ第1、2ベアリング187,188の直径である。
μ bg1 and μ bg2 are the friction coefficients of the first and
これらの関係から、これらの複数の摩擦部の組み合わせにより全体としてはスピンドル183に入力されたトルクとTに対してパッド推力Fの関係は
From these relationships, the relationship of the pad thrust F with respect to T and the torque input to the
とした場合にアプライ時(正方向回転)は When applying (rotating in the forward direction)
リリース(逆方向回転)時は When releasing (reverse rotation)
で表される。 It is represented by
ここで、(7)式を(8)式で割り変形すると次式が得られる。 Here, when the equation (7) is divided and transformed by the equation (8), the following equation is obtained.
なお、KTに関しては別の推定手段によって推定あるいは測定したものを用いてもよく。また、所定範囲でばらつくことを想定した上で、右辺の取りうる範囲を算出してもよい。あるいは変化の幅は小さいと仮定して次式のように求めてもよい。 Incidentally, it may also be used as estimated or measured by other estimation means with respect to K T. Alternatively, the range that the right side can take may be calculated, assuming that the range varies in a predetermined range. Alternatively, assuming that the width of the change is small, it may be obtained as in the following equation.
ここで左辺は電流の微分値を測定し、また回転数を電流等から推定することで求められる。右辺はμrlsとμscrの関数である。 Here, the left side is obtained by measuring the differential value of the current and estimating the rotational speed from the current and the like. The right-hand side is a function of μ rls and μ scr.
つぎに、アプライ動作後の逆回転動作について説明する。電流が遮断されるとモータ24によるトルクが加わらないため、パッド14からの推力がシャフトローラ184にかかることで、シャフトローラ184には逆回転方向に回転するトルクが働く。このとき、滑りねじ181の逆効率は0以下のため、シャフトローラ184とスピンドル183との間はすべることなく一体となって回転しようとする。したがって、シャフトローラ184とスピンドル183との間の直動方向の相対変位は0であるが、実際にはシャフトローラ184とスピンドル183の剛性分によって戻される。このとき、ローラねじ182は逆方向にも回転しうるので、ローラねじ182側の推力Frlsは減少し、Fscr側は増大する。そしてこれらの力がFpと一致するように動作する。
Next, the reverse rotation operation after the apply operation will be described. When the current is cut off, no torque is applied by the
とおける。 I can go.
ここでKrが力と変位の変換係数を表し、スクリューねじ、ナット、シャフトローラ剛性、ねじ部の摩擦定数から決まる値である。このうち各部の剛性はおおむね定数で決まることから、ねじ部の摩擦係数で決まる値である。このねじ部の定数はμrlsで決まる。この微分方程式を解くと図6に示すような形状となる。図6は、逆回転時シャフトローラ184の変位と速度の模式図である。線601は逆回転時のシャフトローラ184の変位、線602は逆回転時のシャフトローラ184の速度、線601は停止時刻を示す。当然減衰等を考慮した場合には形状が変わる。また速度が0になると、それ以上は動作せず停止する。
Here, K r represents a conversion coefficient between force and displacement, and is a value determined from the screw screw, nut, shaft roller rigidity, and the friction constant of the screw portion. Of these, the rigidity of each part is generally determined by a constant, and thus is a value determined by the friction coefficient of the thread part. The constant of this thread is determined by μ rls . Solving this differential equation results in a shape as shown in FIG. FIG. 6 is a schematic diagram of the displacement and speed of the
このときの振幅は式から計算されたものであるからKrとFpの初期値Fp0によって決まる。したがって、微分方程式を解くと Since the amplitude at this time is calculated from the equation, it is determined by the initial values F p0 of K r and F p . Therefore, solving the differential equation
と書ける。ここでFp0は(5)式においておおむね電流が最大値となったときの推力と一致することから I can write Here, F p0 is approximately equal to the thrust when the current reaches the maximum value in the equation (5).
とおける。すなわちFp0もKF2T_aの関数である。 I can go. That is, F p0 is also a function of K F2T_a .
したがってωはμrlsとμscrの関数となる。 Therefore, ω is a function of μ rls and μ scr .
一方、逆回転するときに図3に示す回路ではモータ24に流れる電流は測定できないが、電圧は測定できる。この電圧と速度はおおむね式(26)の関係がある。
On the other hand, the circuit shown in FIG. 3 when rotating in the reverse direction cannot measure the current flowing through the
したがって,このωの最大値もμrlsとμscrの式であり、電圧の最大値とμrlsとμscrの関係が求まる。 Thus, an expression of the maximum value also mu rls and mu scr the omega, the relationship between the maximum and mu rls and mu scr voltage obtained.
以上から、式(22)と(25)からμrls,μscrに関する2つの式が求まることから、これをたとえば数値的に解いて、μrls,μscrを求めることができる。さらにここからKF2T_aを求めることができる。 From the above, two equations relating to μ rls and μ scr are obtained from the equations (22) and (25), and these can be numerically solved to obtain μ rls and μ scr . Further, K F2T_a can be obtained from this.
なお、本方式は戻り時に瞬時の最大電圧値を用いたが、時々刻々いずれの時間の電圧を用いてもよく、また電圧の微分値や積分値を用いてもよい。 In this method, the instantaneous maximum voltage value is used at the time of return, but a voltage at any time may be used every moment, or a differential value or an integral value of the voltage may be used.
モータ24そのものの電流を測定できるようにし、戻り時に発生する電流を測定し利用してもよい。
The current of the
いずれの場合も測定値に、μrls,Fp0の関係の式が得られればよい。
ここから連立方程式を解くことでμrlsとμscrを求めることができる。μrlsとμscrが求まれば式(9),(12),(19)からKF2T_aを求めることができる。
In any case, it suffices if an equation for the relationship between μ rls and F p0 can be obtained as the measured value.
From this, μ rls and μ scr can be obtained by solving the simultaneous equations. If μ rls and μ scr are obtained, K F2T — a can be obtained from equations (9), (12), and (19).
この際、解析的に毎回解くことも可能であるが、事前にV,dI/dt,ωのマップを準備しておいて測定した値を当てはめて効率を求めるようにしてもよい。 At this time, it is also possible to solve analytically every time, but it is also possible to prepare a map of V, dI / dt, and ω in advance and apply the measured values to obtain the efficiency.
またモータ24を停止する際に、モータ端子を短絡して停止させてもよい。この場合には、式(21)にモータ24の逆起電圧トルクを追加すればよい。
When stopping the
また本方式は効率の異なる複数の回転直動変換機構のアプライ時(アプライ区間)とリリース時(リリース区間)の電流、逆回転時(逆回転区間)の電圧をマップにして、実験的に求めてもよい。 In addition, in this method, the currents during the application (apply section) and release (release section) and the voltage during reverse rotation (reverse section) of a plurality of rotary-to-linear motion conversion mechanisms with different efficiencies are mapped and experimentally obtained. You may.
つぎにカットオフ電流閾値の計算フローを、図7を参照して説明する。図7は、カットオフ電流閾値の計算フローである。 Next, a calculation flow of the cutoff current threshold will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a calculation flow of the cutoff current threshold.
ステップ1で、アプライ動作時(アプライ区間)のモータ電流をサンプリングし、電流微分値を計算して保存する。ステップ2でアプライ完了時のモータ電流を保存する。アプライ完了の判断は、電流計測値と機械効率推定前に設定したデフォルト値とを比較して行う。ステップ3で、逆回転動作時のモータ電圧値を保存する。次にステップ4で、リリース動作時のモータ電流をサンプリングし、電流微分値を計算して保存する。ステップ5で、回転直動変換機構18のKF2T_aを計算する。ステップ6で次回のアプライ動作時は推定した変換係数(KF2T_a )を用いてカットオフ電流閾値を計算する。したがって2回目以降はその前までに計算した変換係数を用いてカットオフ電流を決める。なお,複数回の推定結果を平均処理やフィルタ処理を行い、変換係数の精度を高めて使用してもよい。
In
本計算フローは、アプライ動作時の電流値取得、逆回転時のモータ電圧取得、リリース動作時の電流値の順に行い、これらの値から効率を計算して次回のアプライ動作時の電流閾値に反映するようにしているが、たとえば、逆回転時の電圧取得、リリース動作時の電流取得、アプライ動作時の電流取得後に、変換係数を計算するようにしてもよく、どの順でKF2T_a の推定計算を行ってもよい。 In this calculation flow, the current value at the time of apply operation, the motor voltage at the time of reverse rotation, the current value at the time of release operation are performed in order, and the efficiency is calculated from these values and reflected in the current threshold value at the next apply operation For example, the conversion coefficient may be calculated after obtaining the voltage at the time of reverse rotation, obtaining the current at the time of the release operation, and obtaining the current at the time of the apply operation, and calculating the K F2T_a in any order. May be performed.
また、本実施例に示した機構に限らず、回転直動が複数のねじで構成されたもので、そのうちの一つが逆作動しない構成であれば、適用可能である。 Further, the present invention is not limited to the mechanism shown in the present embodiment, but may be applied to any configuration in which the rotation / linear motion is constituted by a plurality of screws, one of which does not operate in reverse.
本実施例では、機械効率を正確に算出でき、高精度に推力を制御することができる。これにより、電動パーキングブレーキ装置キャリパの小型化をすることができ、コストを低減することができる。また、回転センサや荷重センサを使用しないため更に低コスト化をすることができる。 In this embodiment, the mechanical efficiency can be accurately calculated, and the thrust can be controlled with high accuracy. As a result, the size of the electric parking brake caliper can be reduced, and the cost can be reduced. Further, since no rotation sensor or load sensor is used, the cost can be further reduced.
[実施例2]
第2実施例では、モータ24、減速機構19、回転直動変換機構18,ブレーキパッド14,15及び電子制御装置25など基本的な構造は第1実施例と同一とする。アプライとリリースの電流値をそのまま使い計算に用いる点が第一実施例と異なる。
[Example 2]
In the second embodiment, the basic structure of the
図8は、推力と電流の模式図である。線801はアプライ時の電流、線802はリリース時の電流、線803は推力を示す。この場合も(5),(6)式からアプライ完了時とリリース開始時のFpは同じであると仮定すれば、それぞれの測定値からKF2T_a/KF2T_rが求まり、式(27)で表される。I_a0はアプライ開始時推力発生しない区間で粘性による電流値,I_r0はリリース完了前推力発生しない区間で粘性による電流値、I_aはアプライ開始後推力発生区間の電流値,I_rはリリース後推力発生区間の電流値である。
FIG. 8 is a schematic diagram of thrust and current.
この値はμrlsとμscrの関数である。式(25)と(27)からμrls,μscrに関する2つの式が求まることから、これをたとえば数値的に解いて、μrls,μscrを求めることができる。μrlsとμscrが求まれば式(9),(12),(19)からKF2T_aを求めることができる。 This value is a function of μ rls and μ scr. Rls mu from equation (25) and (27), since the obtained two equations relating mu scr, which for example is solved numerically, mu rls, can be determined mu scr. If μ rls and μ scr are obtained, K F2T — a can be obtained from equations (9), (12), and (19).
本実施例では,回転数を推定する必要がないため、より精度よくKF2T_aを推定できる。これにより、電動パーキングブレーキ装置キャリパの小型化をすることができ、コストを低減することができる。 In the present embodiment, it is not necessary to estimate the number of revolutions, so that K F2T_a can be estimated more accurately. As a result, the size of the electric parking brake caliper can be reduced, and the cost can be reduced.
なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of one embodiment can be added to the configuration of another embodiment. Also, for a part of the configuration of each embodiment, it is possible to add, delete, or replace another configuration.
10…ブレーキキャリパ、11…キャリパ本体、12…油圧室、13…ピストン、14,15…ブレーキパッド、16…ディスクロータ、17…ブレーキペダル、18…回転直動変換機構、19…減速機構、20…油圧発生機構、21…マスタシリンダ、22…液圧制御装置、191…小径歯車、192…大径歯車、24…モータ、25…電子制御装置、26…バッテリ、28…Hブリッジ回路、29…マイクロプロセッサ、30…電流モニタ回路、31…第1電圧モニタ回路、32…第2電圧モニタ回路、181…滑りねじ、182…ローラねじ、183…スピンドル、184…シャフトローラ、185…遊星ローラ、186…ナット、187…第1ベアリング,188…第2ベアリング。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記回転機構の回転運動を直動運動に変換する回転直動変換機構と、
前記回転機構への電流の印加により移動されディスクロータに押し付けられるディスクパッドと、
前記回転機構を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記ディスクロータと前記ディスクパッドとが接触した後、前記回転機構を止める電流値の閾値であるカットオフ電流閾値を算出するカットオフ電流閾値演算部を有し、
前記カットオフ電流閾値演算部は、前記ディスクロータと前記ディスクパッドとが接触した後、前記電流を停止した状態での電圧である逆回転電圧を用いて次回のカットオフ電流閾値を演算するブレーキ装置。 A rotation mechanism,
A rotary / linear motion converting mechanism for converting the rotary motion of the rotary mechanism into a linear motion,
A disk pad that is moved by application of current to the rotating mechanism and pressed against the disk rotor;
A control unit that controls the rotation mechanism;
Has,
The controller has a cutoff current threshold calculator that calculates a cutoff current threshold that is a threshold of a current value for stopping the rotation mechanism after the disk rotor and the disk pad are in contact with each other,
The brake device that calculates the next cutoff current threshold using a reverse rotation voltage that is a voltage in a state where the current is stopped after the disk rotor and the disk pad come into contact with each other, .
前記回転直動変換機構の推力を受けて前記回転直動変換機構の直動方向に移動してディスクパッドをディスクロータ側に押し当てるピストンを有し、
前記回転直動変換機構は、電動モータにより回転する滑りねじ構造と、ローラねじ構造と、を有すると共に、前記滑りねじ構造及び前記ローラねじ構造の回転によって前記ピストンを移動させるブレーキ装置。 The brake device according to claim 1,
A piston that receives a thrust of the rotation / linear motion conversion mechanism, moves in the linear motion direction of the rotation / linear motion conversion mechanism, and presses a disk pad against a disk rotor;
The brake device includes a sliding screw structure rotated by an electric motor and a roller screw structure, and the piston is moved by rotation of the sliding screw structure and the roller screw structure.
前記滑りねじ構造は、前記電動モータの回転により回転するスピンドルと、前記スピンドルの外周側で前記スピンドルと噛み合って前記スピンドルの回転によって前記直動方向に移動して前記ピストンに前記電動モータのトルクを伝達する筒状の回転直動部材と、を有し、
前記ローラねじ構造は、前記回転直動部材の外周側で前記回転直動部材と噛み合って前記回転直動部材の周りを自転しながら公転する遊星ローラと、前記回転直動部材の外周側に設けられ前記遊星ローラと内周側で噛み合う筒状の支持部材と、を有するブレーキ装置。 The brake device according to claim 2,
The sliding screw structure includes a spindle that is rotated by the rotation of the electric motor, and an outer peripheral side of the spindle that meshes with the spindle and moves in the linear direction by the rotation of the spindle to apply torque of the electric motor to the piston. A cylindrical rotary and linear motion member for transmitting,
The roller screw structure includes a planetary roller that meshes with the rotary linear member on the outer peripheral side of the rotary linear member and revolves while rotating around the rotary linear member, and is provided on the outer peripheral side of the rotary linear member. And a cylindrical support member engaged with the planetary roller on the inner peripheral side.
前記制御部は、ディスクロータとディスクパッドとが接触した後、前記電動モータに通電される電流値が所定のカットオフ電流閾値に到達した後に電流の通電を止めるよう制御し、
前記カットオフ電流閾値演算部は、
前記電動モータの回転によりディスクパットとディスクロータとの接触圧力が増加する期間であるアプライ区間での電流値と、
前記電動モータの回転によりディスクパットとディスクロータとの接触圧力が減少する期間であるリリース区間での電流値と、
前記回転直動変換機構の逆回転区間での電圧値と、
を用いて前記カットオフ電流閾値を算出するブレーキ装置。 The brake device according to claim 3,
The controller, after the disk rotor and the disk pad contact, control to stop the current supply after the current value to be supplied to the electric motor reaches a predetermined cutoff current threshold,
The cutoff current threshold calculation unit,
A current value in an apply section during which the contact pressure between the disk pad and the disk rotor increases due to the rotation of the electric motor,
A current value in a release section during which the contact pressure between the disk pad and the disk rotor decreases due to the rotation of the electric motor,
A voltage value in a reverse rotation section of the rotation / linear motion conversion mechanism;
A brake device for calculating the cutoff current threshold value using the same.
前記制御部は、前記アプライ区間での電流値と、前記リリース区間での電流値と、前記逆回転電圧として前記逆回転区間での電圧値を用いて前記回転直動変換機構の機械効率値を算出し、
前記機械効率値を用いて前記カットオフ電流閾値を算出するブレーキ装置。 The brake device according to claim 4,
The controller, the current value in the apply section, the current value in the release section, the mechanical value of the rotary-linear motion conversion mechanism using the voltage value in the reverse rotation section as the reverse rotation voltage. Calculate,
A brake device that calculates the cutoff current threshold using the mechanical efficiency value.
前記回転機構の回転運動を直動運動に変換してディスクパッドをディスクロータに押し付ける推力を発生する回転直動変換機構と、
前記回転機構を制御する制御部と、
を有し、
前記回転直動変換機構は、逆効率が0よりも小さい不可逆性を持つねじ嵌合部で構成される第1ねじ嵌合部と、逆効率が0よりも大きい可逆性のあるねじ嵌合部で構成される第2ねじ嵌合部と、を備え、
前記制御部は、ディスクロータとディスクパッドとが接触した後、前記回転機構を止める電流値の閾値であるカットオフ電流閾値を算出するカットオフ電流閾値演算部を有し、
前記カットオフ電流閾値演算部は、ディスクロータとディスクパッドとが接触した後、前記電流を停止した状態での電圧である逆回転電圧を用いて次回のカットオフ電流閾値を演算するブレーキ装置。 A rotating mechanism that rotates by applying a current;
A rotary / linear motion converting mechanism that converts the rotary motion of the rotary mechanism into a linear motion and generates a thrust for pressing the disk pad against the disk rotor;
A control unit that controls the rotation mechanism;
Has,
The rotary-to-linear motion conversion mechanism includes a first screw fitting portion having an irreversible screw fitting portion having a reverse efficiency of less than 0, and a reversible screw fitting portion having a reverse efficiency of more than 0. And a second screw fitting portion comprising:
The controller has a cutoff current threshold calculator that calculates a cutoff current threshold that is a threshold of a current value for stopping the rotation mechanism after the disk rotor and the disk pad are in contact with each other,
The brake device, wherein the cutoff current threshold value calculation unit calculates a next cutoff current threshold value using a reverse rotation voltage which is a voltage in a state where the current is stopped after the disk rotor and the disk pad come into contact with each other.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018180003A JP2020050073A (en) | 2018-09-26 | 2018-09-26 | Brake device |
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JP2018180003A JP2020050073A (en) | 2018-09-26 | 2018-09-26 | Brake device |
Publications (1)
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ID=69995397
Family Applications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021246124A1 (en) * | 2020-06-03 | 2021-12-09 | 日立Astemo株式会社 | Electric parking brake control device and electric parking brake control method |
KR20240093804A (en) | 2022-03-28 | 2024-06-24 | 히다치 아스테모 가부시키가이샤 | Electric brake device, electric brake control method and control device |
-
2018
- 2018-09-26 JP JP2018180003A patent/JP2020050073A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2021246124A1 (en) * | 2020-06-03 | 2021-12-09 | 日立Astemo株式会社 | Electric parking brake control device and electric parking brake control method |
JP2021187381A (en) * | 2020-06-03 | 2021-12-13 | 日立Astemo株式会社 | Electric parking brake control device and electric parking brake control method |
KR20240093804A (en) | 2022-03-28 | 2024-06-24 | 히다치 아스테모 가부시키가이샤 | Electric brake device, electric brake control method and control device |
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