JP2023063842A - Device and method for controlling electric brake, and electric brake device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動ブレーキの制御装置、制御方法および電動ブレーキ装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electric brake control device, a control method, and an electric brake device.
特許文献1には、電動モータの出力軸と一体的に回転可能にエネルギー蓄積機構のケースに支承された回転軸を備えた車両用電動ブレーキ装置が開示されている。この車両用電動ブレーキ装置は、回転軸の正回転によりエネルギー蓄積機構内部の渦巻きバネを弾性変形させて弾性エネルギーを蓄積し、回転軸の逆回転時には、渦巻きバネに蓄積された弾性エネルギーを解放して回転軸に対して逆回転の回転トルクを付与する。
特許文献2には、異常検出を行う駐車ブレーキ制御装置が開示されている。この駐車ブレーキ制御装置は、正常時における突入電流時、無負荷電流時および電流上昇時の3領域でのモータ電流値の変化を規範値として記憶しておき、それを電動駐車ブレーキの使用時におけるモータ電流値の現在値と比較することにより、異常検出を行う。
特許文献1では、渦巻きばねが必要以上に弾性変形しないようにトルクリミッタ、所謂、ラチェット機構が設けられている。しかし、電動ブレーキ装置において、推力推定に電動モータの電流値を用いる場合、ラチェットの乗り上げによって、電流値が急変し、推力推定精度が悪化するおそれがある。また、特許文献2では、電流値の規範値と現在値とを比較することで異常検出をしている。しかし、ラチェットの乗り上げのような異常ではない場合に対しては、何ら考慮されていない。
In
本発明の目的の一つは、電動モータの電流値に基づく推定精度の悪化を抑制できる電動ブレーキの制御装置、制御方法および電動ブレーキ装置を提供することにある。 One of the objects of the present invention is to provide an electric brake control device, a control method, and an electric brake device capable of suppressing deterioration of estimation accuracy based on the current value of the electric motor.
本発明の一実施形態は、コントロール部によって制御される電動モータと、前記電動モータの正回転によって摩擦パッドをディスクに押圧する方向に移動させる前進移動時に弾性エネルギーを蓄え、前記電動モータの逆回転によって前記摩擦パッドを前記ディスクから離間する方向に移動させる後退移動時に前記弾性エネルギーを解放する、ねじりばねと、前記ねじりばねの一端が係合する複数の係合部を有し、前記電動モータが正回転するときに前記ねじりばねに作用する回転トルクが所定値を超えた場合、前記ねじりばねの一端が前記係合部を乗り越えるように構成されたラチェット機構と、を備える電動ブレーキの制御装置であって、前記コントロール部は、前記電動モータが正回転するときに、前記電動モータの回転量に対する前記電動モータに通電される電流値の減少に基づいて前記ねじりばねの一端が前記係合部を乗り越えたことを検知する。 An embodiment of the present invention is an electric motor controlled by a control unit, and the forward rotation of the electric motor accumulates elastic energy during forward movement to move the friction pad in the direction of pressing against the disc, and the electric motor reversely rotates. a torsion spring that releases the elastic energy during the backward movement that moves the friction pad away from the disk by means of a ratchet mechanism configured such that one end of the torsion spring climbs over the engaging portion when rotational torque acting on the torsion spring exceeds a predetermined value during forward rotation; When the electric motor rotates in the normal direction, the control unit causes one end of the torsion spring to move the engaging portion based on a decrease in a current value applied to the electric motor with respect to the amount of rotation of the electric motor. Detect overcoming.
また、本発明の一実施形態は、電動モータと、前記電動モータの正回転によって摩擦パッドをディスクに押圧する方向に移動させる前進移動時に弾性エネルギーを蓄え、前記電動モータの逆回転によって前記摩擦パッドを前記ディスクから離間する方向に移動させる後退移動時に前記弾性エネルギーを解放する、ねじりばねと、前記ねじりばねの一端が係合する複数の係合部を有し、前記電動モータが正回転するときに前記ねじりばねに作用する回転トルクが所定値を超えた場合、前記ねじりばねの一端が前記係合部を乗り越えるように構成されたラチェット機構と、を備える電動ブレーキの制御方法であって、前記電動モータを制御するコントロール部が、前記電動モータが正回転するときに、前記電動モータの回転量に対する前記電動モータに通電される電流値の減少に基づいて前記ねじりばねの一端が前記係合部を乗り越えたことを検知する。 In one embodiment of the present invention, an electric motor stores elastic energy during forward movement in which the friction pad is pressed against the disc by forward rotation of the electric motor, and the friction pad is rotated in the reverse direction by rotating the electric motor in the reverse direction. in a direction away from the disk, the torsion spring releasing the elastic energy during the backward movement, and a plurality of engaging portions with which one end of the torsion spring is engaged, and when the electric motor rotates forward and a ratchet mechanism configured such that one end of the torsion spring climbs over the engaging portion when the rotational torque acting on the torsion spring exceeds a predetermined value, the method comprising: A control unit for controlling an electric motor rotates one end of the torsion spring to the engaging portion based on a decrease in the value of current applied to the electric motor with respect to the amount of rotation of the electric motor when the electric motor rotates forward. Detects that the
さらに、本発明の一実施形態は、電動ブレーキ装置であって、電動モータと、前記電動モータの正回転によって摩擦パッドをディスクに押圧する方向に移動させる前進移動時に弾性エネルギーを蓄え、前記電動モータの逆回転によって前記摩擦パッドを前記ディスクから離間する方向に移動させる後退移動時に前記弾性エネルギーを解放する、ねじりばねと、前記ねじりばねの一端が係合する複数の係合部を有し、前記電動モータが正回転するときに前記ねじりばねに作用する回転トルクが所定値を超えた場合、前記ねじりばねの一端が前記係合部を乗り越えるように構成されたラチェット機構と、前記電動モータが正回転するときに、前記電動モータの回転量に対する前記電動モータに通電される電流値の減少に基づいて前記ねじりばねの一端が前記係合部を乗り越えたことを検知する制御装置と、を備える。 Further, one embodiment of the present invention is an electric brake device, wherein an electric motor and an electric motor store elastic energy at the time of forward movement in which the friction pad is moved in a direction of pressing against the disc by forward rotation of the electric motor, and the electric motor a torsion spring that releases the elastic energy when the friction pad is moved away from the disk by reverse rotation of the torsion spring; a ratchet mechanism configured such that one end of the torsion spring overcomes the engaging portion when a rotational torque acting on the torsion spring exceeds a predetermined value when the electric motor rotates forward; and a control device that detects that one end of the torsion spring has passed over the engaging portion when rotating, based on a decrease in the value of current applied to the electric motor with respect to the amount of rotation of the electric motor.
本発明によれば、電動モータの電流値に基づく推定精度の悪化を抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the deterioration of the estimation precision based on the electric current value of an electric motor can be suppressed.
以下、実施形態による電動ブレーキ装置を、4輪自動車に搭載した場合を例に挙げ、添付図面を参照して説明する。なお、図4、図6、図7、図8および図9に示す流れ図の各ステップは、それぞれ「S」という表記を用いる(例えば、ステップ1=「S1」とする)。また、図1中で二本の斜線が付された線は電気系の線を表している。
Hereinafter, a case in which the electric brake device according to the embodiment is mounted on a four-wheeled vehicle will be described as an example with reference to the accompanying drawings. 4, 6, 7, 8 and 9 use the notation "S" (for example,
図1において、車両1には、車輪(前輪3L,3R、後輪5L,5R)に制動力を付与して車両1を制動するブレーキ装置2(車両用ブレーキ装置、ブレーキシステム)が搭載されている。ブレーキ装置2は、左側の前輪3Lおよび右側の前輪3Rに対応してそれぞれ設けられた左右の液圧ブレーキ装置4,4(フロント制動機構)と、左側の後輪5Lおよび右側の後輪5Rに対応してそれぞれ設けられた左右の電動ブレーキ装置21,21(リア制動機構)と、ブレーキペダル6(操作具)の操作(踏込み)に応じて液圧を発生するマスタシリンダ7と、運転者(ドライバ)のブレーキペダル6の操作量を計測する液圧センサ8およびペダルストロークセンサ9とを含んで構成されている。
In FIG. 1, a
液圧ブレーキ装置4は、例えば、液圧式ディスクブレーキにより構成されており、液圧(ブレーキ液圧)の供給によって車輪(前輪3L,3R)に制動力を付与する。電動ブレーキ装置21は、例えば、電動式ディスクブレーキにより構成されており、電動モータ26の駆動によって車輪(後輪5L,5R)に制動力を付与する。液圧センサ8およびペダルストロークセンサ9は、メインECU10に接続されている。
The
マスタシリンダ7と液圧ブレーキ装置4,4との間には、液圧供給装置11(以下、ESC11という)が設けられている。ESC11は、例えば、複数の制御弁と、ブレーキ液圧を加圧する液圧ポンプと、該液圧ポンプを駆動する電動モータと、余剰のブレーキ液を一時的に貯留する液圧制御用リザーバ(いずれも図示せず)とを含んで構成されている。ESC11の各制御弁および電動モータは、フロント液圧装置用ECU12に接続されている。フロント液圧装置用ECU12は、演算回路(CPU)およびメモリを有するマイクロコンピュータを含んで構成されている。フロント液圧装置用ECU12は、メインECU10からの指令に基づいて、ESC11の各制御弁の開閉および電動モータの駆動を制御する。
A hydraulic pressure supply device 11 (hereinafter referred to as ESC 11) is provided between the master cylinder 7 and the
メインECU10は、演算回路(CPU)およびメモリを有するマイクロコンピュータを含んで構成されている。メインECU10は、液圧センサ8およびペダルストロークセンサ9からの信号の入力を受けて、予め定められた制御プログラムにより各輪(4輪)に対しての目標制動力の演算を行う。メインECU10は、算出した制動力に基づいて、フロント2輪それぞれに対しての制動指令をフロント液圧装置用ECU12(即ち、ESCECU)へ車両データバスとしてのCAN13(Controller area network)を介して送信する。また、メインECU10は、算出した制動力に基づいて、リア2輪それぞれに対しての制動指令(目標推力)をリア電動ブレーキ用ECU41,41へCAN13を介して送信する。
The
メインECU10は、車両に搭載された他のECU(図示せず)からCAN13を介して送信される車両情報を受信する。即ち、メインECU10は、CAN13を介して、例えば、車輪3L,3R,5L,5Rの速度(車輪速度)、ATレンジのポジションまたはMTシフトのポジションの情報、イグニションオン/オフの情報、ドア開閉情報、運転席のシートベルトの装着の情報、ドアミラー開閉の情報、エンジン回転数の情報、ステアリングホイールの操作の情報、クラッチ操作の情報、アクセル操作の情報、車車間通信の情報、車載カメラによる車両周囲の情報、加速度センサの情報(前後加速度、横加速度)等の各種の車両情報を取得する。
The
電動ブレーキ装置21は、電動ブレーキとしてのブレーキ機構22と、制御装置としてのメインECU10およびリア電動ブレーキ用ECU41とを備えている。図示は省略するが、電動ブレーキ装置21は、ソレノイド等を含んで構成されるパーキング機構も備えている。図1に示すように、電動ブレーキ装置21は、位置制御および推力制御を行うために、モータ回転位置を検出する位置検出手段としての回転角センサ36と、モータ電流を検出する電流検出手段としての電流センサ37とを備えている。
The
なお、実施形態では、ブレーキ機構22の推力(ピストン推力)を検出する推力センサは備えていない。後述するように、推力は、電動モータ26に供給される電流(電流値)に基づいて推定する。また、実施形態では、ブレーキパッド23とディスクロータDとの接触位置(パッド接触位置)も、電動モータ26に供給される電流(電流値)に基づいて推定する。
Note that the embodiment does not include a thrust sensor for detecting the thrust (piston thrust) of the
ブレーキ機構22は、車両1の左右の車輪、即ち、左後輪5L側と右後輪5R側とのそれぞれに設けられている。ブレーキ機構22は、電動モータ26により駆動される電動ブレーキ機構である。図2に示すように、ブレーキ機構22は、例えば、制動部材(パッド、摩擦パッド)としてのブレーキパッド23と、シリンダ(ホイルシリンダ)としてのキャリパ24と、押圧部材としてのピストン25と、電動機とも呼ばれる電動モータ26と、減速機構27と、回転直動変換機構28と、フェールオープン機構29とを備えている。
The
電動モータ26は、電力の供給により駆動(回転)し、ピストン25を推進する。これにより、電動モータ26は、制動力を付与する。電動モータ26は、メインECU10からの制動指令(目標推力)に基づいてリア電動ブレーキ用ECU41により制御される。減速機構27は、例えば、平歯多段減速機構(図示せず)および遊星歯車減速機構27Aにより構成されている。減速機構27は、電動モータ26の回転を減速して回転直動変換機構28に伝達する。
The
回転直動変換機構28は、減速機構27を介して伝達される電動モータ26の回転をピストン25の軸方向の変位(直動変位)に変換する。回転直動変換機構28は、スピンドル28Aおよびナット28Bを備えている。スピンドル28Aは、転がり軸受30を介して回転可能にキャリパ24内に設けられている。ピストン25は、電動モータ26の駆動により推進され、ブレーキパッド23を移動させる。ブレーキパッド23は、ピストン25により被制動部材(ディスク)としてのディスクロータDに押圧される。ディスクロータDは、車輪(後輪5L,5R)と共に回転する。
The rotation/linear
フェールオープン機構29は、制動付与時に、回転直動変換機構28の回転部材(スピンドル28A)に対して制動解除方向の回転力を付与する。ブレーキ機構22は、電動モータ26の駆動によりディスクロータDにブレーキパッド23を押圧すべくピストン25が推進される。即ち、ブレーキ機構22は、ブレーキパッド23を移動させるピストン25に、電動モータ26の駆動により発生する推力を伝達する。フェールオープン機構29は、制動中に電動モータ26またはリア電動ブレーキ用ECU41が失陥した場合に、ピストン25(ブレーキパッド23)によるディスクロータDへの制動力を開放する。
The fail-
図3は、減速機構27およびフェールオープン機構29を示している。減速機構27は、例えば、回転直動変換機構28のスピンドル28A側の歯車となる第1歯車31と、電動モータ26側の歯車となる第2歯車32とを備えている。第1歯車31と第2歯車32は、噛合している。第2歯車32には、この第2歯車32の側面と対面するようにフェールオープン機構29が設けられている。フェールオープン機構29は、例えば、弾性部材としてのねじりばね33と、トルクリミッタ機構としてのラチェット機構34とを備えている。
FIG. 3 shows the
リターンスプリングとも呼ばれるねじりばね33は、第2歯車32の側面側に位置してこの第2歯車32と同心に設けられている。ねじりばね33は、第2歯車32の回転に伴ってこの第2歯車32に制動解除の方向のトルク(回転力)を付与する。ねじりばね33は、例えば、「ぜんまいばね」により構成されている。ねじりばね33の内径側の端部である基端部33Aは、第2歯車32の内径側に設けられた支持ピン35に支持されている。即ち、第2歯車32の側面には、この側面から突出して支持ピン35が設けられている。ねじりばね33の基端部33Aは、支持ピン35に固定されている。ねじりばね33の基端部33Aは、第2歯車32が回転すると、第2歯車32と共に回転する。
A
ラチェット機構34は、ねじりばね33を介して第2歯車32に必要以上のトルク(負荷)が加わったときに、このトルクの一部を解放してトルクが一定範囲内に収まるように調整する。ラチェット機構34は、キャリパ24側に設けられている。即ち、ラチェット機構34は、回転せずにキャリパ24側に固定されている。ラチェット機構34は、円環状に形成され、内側にねじりばね33が配置されている。ラチェット機構34の内周面には、ねじりばね33の一端が引っかかる段差が設けられている。即ち、ラチェット機構34の内周面には、内径側に向けて突出する複数の突起34Aが周方向にわたって等間隔に設けられている。ラチェット機構34の突起34Aには、ねじりばね33の外径側の端部である先端部33Bが係合されている。即ち、突起34Aは、ねじりばね33の一端(先端部33B)が係合する係合部(ラチェット)に対応する。
The
電動モータ26の回転に基づいてスピンドル28Aが制動付与の方向に回転すると、第1歯車31と第2歯車32との回転に伴って「ぜんまいばね」であるねじりばね33にばね力が蓄積される。このとき、電動モータ26の故障等により電動モータ26が制御不能になると、ねじりばね33のばね力によりスピンドル28Aが制動解除の方向となる逆方向に回転する。これにより、ブレーキパッド23の押圧力を減少させ、制動力を解除させることができる。
When the
ねじりばね33の一端となる先端部33Bは、ラチェット機構34の突起34Aに引っかかっている。このため、ねじりばね33に蓄積されたばね力が一定以上になると、ねじりばね33の先端部33Bがラチェット機構34の突起34Aを乗り超えることにより、ねじりばね33のばね力の一部が解放される。これにより、ねじりばね33のバネ力は、一定の範囲内の大きさに保たれる。
A
このようなねじりばね33の先端部33Bの乗り越えは、ブレーキパッド23の摩耗が一定量進むごとに発生する。即ち、ブレーキパッド23の摩耗が進行すると、ブレーキパッド23が薄くなり、ブレーキパッド23の摩耗量に応じてピストン25が押し出される。そして、ピストン25が押し出されていくことにより、その分、ねじりばね33にはばね力が蓄積されていく。ねじりばね33のばね力が一定量を超えると、乗り越えが発生し、ばね力の一部が解放される。
Such riding over of the
次に、リア電動ブレーキ用ECU41について説明する。図1に示すように、リア電動ブレーキ用ECU41は、各ブレーキ機構22,22、即ち、左側(左後輪5L側)のブレーキ機構22と右側(右後輪5R側)のブレーキ機構22とのそれぞれに対応して設けられている。リア電動ブレーキ用ECU41は、演算回路(CPU)およびメモリを有するマイクロコンピュータを含んで構成されている。リア電動ブレーキ用ECU41は、メインECU10からの指令に基づいてブレーキ機構22(電動モータ26)を制御する。
Next, the rear
即ち、リア電動ブレーキ用ECU41は、メインECU10と共に、電動モータ26の作動を制御する制御装置を構成している。この場合、リア電動ブレーキ用ECU41は、電動モータ26の駆動を制動指令(目標推力)に基づいて制御する。リア電動ブレーキ用ECU41には、メインECU10から制動指令が入力される。なお、リア電動ブレーキ用ECU41は、メインECU10からの指令に基づいて図示しないパーキング機構(例えば、ソレノイド)も制御する。
That is, the rear
リア電動ブレーキ用ECU41には、回転角センサ36および電流センサ37が接続されている。回転角センサ36および電流センサ37は、各ブレーキ機構22の電動モータ26にそれぞれ対応して設けられている。回転角センサ36は、電動モータ26の回転軸の回転角度(モータ回転角)を検出する。即ち、回転角センサ36は、電動モータ26の回転位置(モータ回転位置)を検出する位置検出手段を構成している。電流センサ37は、電動モータ26に供給される電流(モータ電流)を検出する。即ち、電流センサ37は、電動モータ26のモータ電流を検出する電流検出手段を構成している。
A
リア電動ブレーキ用ECU41(および、このリア電動ブレーキ用ECU41とCAN13を介して接続されたメインECU10)は、回転角センサ36からの信号に基づいて電動モータ26の回転角度を取得することができる。リア電動ブレーキ用ECU41(およびメインECU10)は、電流センサ37からの信号に基づいて電動モータ26に供給されるモータ電流を取得することができる。
The rear electric brake ECU 41 (and the
後述するように、リア電動ブレーキ用ECU41(およびメインECU10)は、電流センサ37からの信号に基づいてピストン25に作用する推力(ピストン25からブレーキパッド23に加わる押圧力)を推定する。即ち、リア電動ブレーキ用ECU41(およびメインECU10)は、ピストン25に作用する推力(ピストン推力)を推定する推力推定手段を構成している。
As will be described later, the rear electric brake ECU 41 (and the main ECU 10 ) estimates the thrust acting on the piston 25 (pressing force applied from the
次に、電動ブレーキ装置21による走行中の制動付与および制動解除の動作について説明する。なお、以下の説明では、運転者がブレーキペダル6を操作したときの動作を例に挙げて説明する。しかし、自動ブレーキの場合についても、例えば、自動ブレーキの指令が自動ブレーキ用ECU(図示せず)またはメインECU10からリア電動ブレーキ用ECU41に出力される点で相違する以外、ほぼ同様である。
Next, a description will be given of the operation of the
例えば、車両1の走行中に運転者がブレーキペダル6を踏込み操作すると、メインECU10は、ペダルストロークセンサ9から入力される検出信号に基づいて、ブレーキペダル6の踏込み操作に応じた指令(例えば、制動付与指令に対応する目標推力)をリア電動ブレーキ用ECU41に出力する。リア電動ブレーキ用ECU41は、メインECU10からの指令(目標推力)に基づいて、電動モータ26を正方向、即ち、制動付与方向(アプライ方向)に駆動(回転)する。電動モータ26の回転は、減速機構27を介して回転直動変換機構28に伝達され、ピストン25がブレーキパッド23に向けて前進する。
For example, when the driver depresses the
これにより、ブレーキパッド23,23がディスクロータDに押し付けられ、制動力が付与される。このとき、ペダルストロークセンサ9、回転角センサ36、電流センサ37等からの検出信号により、電動モータ26の駆動が制御されることにより、制動状態が確立される。このような制動中、回転直動変換機構28の回転部材(スピンドル28A)、延いては、電動モータ26の回転軸には、フェールオープン機構29のねじりばね33により制動解除方向の力が付与される。
As a result, the
一方、メインECU10は、ブレーキペダル6が踏込み解除側に操作されると、この操作に応じた指令(例えば、制動解除指令に対応する目標推力)をリア電動ブレーキ用ECU41に出力する。リア電動ブレーキ用ECU41は、メインECU10からの指令に基づいて、電動モータ26を逆方向、即ち、制動解除方向(リリース方向)に駆動(回転)する。電動モータ26の回転は、減速機構27を介して回転直動変換機構28に伝達され、ピストン25がブレーキパッド23から離れる方向に後退する。そして、ブレーキペダル6の踏込みが完全に解除されると、ブレーキパッド23,23がディスクロータDから離間し、制動力が解除される。このような制動が解除された非制動状態では、フェールオープン機構29のねじりばね33は初期状態に戻る。
On the other hand, when the
ところで、推力センサを用いない電動ブレーキ装置は、推力センサの代わりに、電動モータの電流(Q軸電流)を用いて、電動ブレーキの推力の推定、電動ブレーキのパッド接触位置の推定を行う。例えば、特開2012-159134号公報には、電動モータを流れる電流値に基づいて推力を推定する技術が記載されている。また、例えば、特開2008-57643号公報には、電動モータを流れる電流値に基づいてパッド接触位置を推定する技術が記載されている。 By the way, an electric brake device that does not use a thrust sensor uses electric motor current (Q-axis current) instead of the thrust sensor to estimate the thrust of the electric brake and the pad contact position of the electric brake. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2012-159134 describes a technique for estimating thrust based on the value of current flowing through an electric motor. Further, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2008-57643 describes a technique for estimating a pad contact position based on a current value flowing through an electric motor.
例えば、電動ブレーキの推力の推定は、次の(A)-(C)の順序で行う。
(A)電動モータに通電される電流(Q軸電流)の生データから加速度分、摩擦分および粘性トルク分の電流を差し引く。
(B)電動モータの回転角度等を用いた移動平均処理等のフィルタ処理を行い、電動モータ特有の脈動等を取り除く。
(C)これらの処理後の電流(Q軸電流)と推力とが一次関数の関係にあるという仮定の下、電流値(Q軸電流値)から推力を逆算する。
For example, the thrust of the electric brake is estimated in the following order (A)-(C).
(A) Subtract currents for acceleration, friction, and viscous torque from the raw data of the current (Q-axis current) applied to the electric motor.
(B) Perform filter processing such as moving average processing using the rotation angle of the electric motor, etc., to remove pulsation and the like specific to the electric motor.
(C) Back-calculate the thrust from the current value (Q-axis current value) under the assumption that the current (Q-axis current) after these processes and the thrust force are in a linear function relationship.
例えば、電動ブレーキのパッド接触位置の推定は、次の(a)-(c)の順序で行う。
(a)電動モータに通電される電流(Q軸電流)の生データから摩擦分および粘性トルク分の電流を差し引く。
(b)電動モータの回転角度等を用いた移動平均処理等のフィルタ処理を行い、電動モータ特有の脈動等を取り除く。
(c)これらの処理後の電流値(Q軸電流値)とそのときのモータ回転量との関係から、パッド接触位置を得る。
For example, the estimation of the pad contact position of the electric brake is performed in the following order (a) to (c).
(a) Subtract the frictional and viscous torque currents from the raw data of the current (Q-axis current) applied to the electric motor.
(b) Perform filter processing such as moving average processing using the rotation angle of the electric motor and the like to remove pulsation and the like specific to the electric motor.
(c) Obtain the pad contact position from the relationship between the current value (Q-axis current value) after these processes and the motor rotation amount at that time.
ここで、電動ブレーキは、故障時に機械的に推力を解除するため、ねじりばねとラチェット機構とからなるフェールオープン機構を備えている。ラチェット機構は、ねじりばねが蓄積したトルクが一定以上になると、ねじりばねの一端がラチェット機構の段差(突起)を乗り越えることで、トルクを一部解放し、トルクの蓄積量が一定の範囲内に収まるように調整するトルクリミッタ機構として機能する。このようなフェールオープン機構は、電動ブレーキに必要不可欠である。しかし、フェールオープン機構のねじりばねの一端がラチェット機構の突起を乗り越えることにより、ねじりばねのばね力が解放されると、電動モータへの負荷が急に下がる。これにより、電動モータの電流(Q軸電流)が急変し、推力の推定精度の低下、パッド接触位置の推定精度の低下に繋がる可能性がある。 Here, the electric brake has a fail-open mechanism consisting of a torsion spring and a ratchet mechanism in order to mechanically release the thrust force in the event of failure. In the ratchet mechanism, when the torque accumulated in the torsion spring exceeds a certain level, one end of the torsion spring climbs over the step (protrusion) of the ratchet mechanism to partially release the torque, and the amount of accumulated torque falls within a certain range. It functions as a torque limiter mechanism that adjusts to fit. Such a fail-open mechanism is essential for electric brakes. However, when one end of the torsion spring of the fail-open mechanism rides over the protrusion of the ratchet mechanism to release the spring force of the torsion spring, the load on the electric motor suddenly drops. As a result, the current (Q-axis current) of the electric motor suddenly changes, which may lead to a decrease in thrust estimation accuracy and a decrease in pad contact position estimation accuracy.
図10は、Q軸電流の急変によるパッド接触位置の推定値のズレを示している。ブレーキパッドとディスクロータとの接触により推力が増加すると、Q軸電流が増加する。このため、パッド接触位置の推定ロジックでは、その増加を開始する位置を探索して接触位置を推定している。図10中の実線の特性線51Aおよび破線の特性線51Bは、パッド接触位置の推定が正確に行われたときのQ軸電流の変化を示している。これに対して、ねじりばねの一端がラチェット機構の段差(突起)を乗り越えると、Q軸電流が急落するため、二点鎖線の特性線52で示すように、特性線51とはずれたQ軸電流の変化を認識してしまう。即ち、実線の特性線51Aおよび破線の特性線51Bのように正しく認識していたQ軸電流が、乗り越えによって、二点鎖線の特性線52のように認識してしまう。この結果、パッド接触位置の推定値に誤差が生じる。
FIG. 10 shows the deviation of the estimated value of the pad contact position due to a sudden change in the Q-axis current. When the thrust increases due to the contact between the brake pads and the disc rotor, the Q-axis current increases. Therefore, the logic for estimating the pad contact position estimates the contact position by searching for the position where the increase starts. A solid
一方、図11は、Q軸電流の急変による推力の推定のズレを示している。図11中の実線の特性線53Aおよび破線の特性線53Bは、推力の推定が正確に行われたときのQ軸電流の変化を示している。推力は、Q軸電流を用いて推定している。このため、ねじりばねの一端がラチェット機構の段差(突起)を乗り越えることによりQ軸電流が急落すると、二点鎖線の特性線54で示すように、乗り越えた瞬間からQ軸電流の急落分まで推力の推定値がオフセットしてしまう。
On the other hand, FIG. 11 shows a thrust estimation deviation due to a sudden change in the Q-axis current. A solid
図10および図11に示すように、通常であれば(乗り越えがなければ)、Q軸電流は、モータ回転量と共に増加する。即ち、モータ回転量の変化に対するQ軸電流の変化は、正になる。しかし、乗り越えが起きると、モータ負荷が減るため、Q軸電流は、急落する。即ち、モータ回転量の変化に対するQ軸電流の変化は、負になる。そこで、実施形態では、モータ回転量の変化に対するQ軸電流の変化をトリガとして、ねじりばねの乗り越えを検知する。即ち、実施形態では、Q軸電流のモータ回転量に対する変化量からねじりばねの乗り越えを検知し、パッド接触位置の推定および推力の推定で、ねじりばねの乗り越えによるQ軸電流の急変による影響を除去する。以下、これらの点について説明する。 As shown in FIGS. 10 and 11, normally (if there is no overriding), the Q-axis current increases with the amount of motor rotation. That is, the change in Q-axis current with respect to the change in motor rotation amount is positive. However, when overriding occurs, the Q-axis current drops sharply because the motor load is reduced. That is, the change in the Q-axis current with respect to the change in the motor rotation amount becomes negative. Therefore, in the embodiment, riding over of the torsion spring is detected using a change in the Q-axis current with respect to a change in the amount of rotation of the motor as a trigger. That is, in the embodiment, the overriding of the torsion spring is detected from the amount of change of the Q-axis current with respect to the amount of rotation of the motor. By estimating the pad contact position and the thrust, the influence of the sudden change in the Q-axis current due to overriding of the torsion spring is eliminated. do. These points will be described below.
電動ブレーキ装置21は、電動ブレーキとしてのブレーキ機構22と、制御装置としてのリア電動ブレーキ用ECU41および/またはメインECU10とを備えている。以下、リア電動ブレーキ用ECU41および/またはメインECU10は、単に「制動用制御装置41,10」ともいう。ブレーキ機構22は、電動モータ26と、フェールオープン機構29とを備えている。電動モータ26は、制動用制御装置41,10のコントロール部(演算回路)によって制御される。フェールオープン機構29は、ねじりばね33と、ラチェット機構34とを備えている。
The
ねじりばね33は、電動モータ26の正回転によってブレーキパッド23をディスクロータDに押圧する方向に移動させる前進移動時に、弾性エネルギーを蓄える。ねじりばね33は、電動モータ26の逆回転によってブレーキパッド23をディスクロータDから離間する方向に移動させる後退移動時に、弾性エネルギーを解放する。ラチェット機構34は、ねじりばね33の一端となる先端部33Bが係合する複数の突起34Aを有している。ラチェット機構34は、電動モータ26が正回転するときにねじりばね33に作用する回転トルクが所定値を超えた場合、ねじりばね33の先端部33Bが突起34Aを乗り越えるように構成されている。所定値は、例えば、制動時にねじりばね33に蓄えられる弾性エネルギーが過剰になることを抑制でき、かつ、電動モータ26等の故障時にブレーキパッド23による制動力(ピストン25の推力)を解除できる値として設定することができる。
The
制動用制御装置41,10のコントロール部(演算回路)は、電動モータ26を制御する。このとき、制動用制御装置41,10は、電動モータ26に通電される電流値に基づいて、推力の推定(ブレーキパッド23をディスクロータDに押圧する方向の推力の推定)、および、パッド接触位置の推定(ブレーキパッド23がディスクロータDの押圧を開始するモータ回転角度の推定)を行う。また、制動用制御装置41,10は、電動モータ26が正回転するときに、電動モータ26の回転量に対する電動モータ26に通電される電流値の減少に基づいて、ねじりばね33の先端部33Bが突起34Aを乗り越えたことを検知する。電流値の減少は、例えば、電流変化(電流の変化量)の正負を用いてもよいし、電流の減少量(急変量)を用いてもよい。即ち、乗り越えは、電流変化(電流の変化量)が減少した(正から負になった)ことに基づいて検知してもよいし、電流の減少量(急変量)が閾値を超えたことに基づいて検知してもよい。
Control units (arithmetic circuits) of the
図4は、ねじりばね33の乗り越えを検知するために制動用制御装置41,10で行われる制御処理を示している。制動用制御装置41,10のメモリには、図4に示す処理フローを実行するための処理プログラム、即ち、乗り越え検知の制御処理に用いる処理プログラムが格納されている。図4の制御処理は、例えば、後述の図6ないし図9のS15の処理として実行される。
FIG. 4 shows the control processing performed by the
図4の制御処理が開始されると、制動用制御装置41,10のコントロール部(演算回路)は、S1で、モータ回転量の時間変化を演算し、かつ、Q軸電流の時間変化を演算する。「時間変化」は、例えば、「単位時間当たりの変化量」に対応する。S1に続くS2では、S1で演算された2つの時間変化を基に、モータ回転量に対するQ軸電流の変化(傾き、変化量)を演算する。S2に続くS3では、モータ回転量に対するQ軸電流の変化が0以上であるか否かを判定する。S3で「YES」、即ち、モータ回転量に対するQ軸電流の変化が0以上であると判定された場合は、S4に進む。S4では、ねじりばね33の先端部33Bが突起34Aを乗り越えていないと判定し、「乗り越えていない」の信号に対応する「0」を出力する。S4で「0」を出力したら、処理を終了(リターン)する。
When the control process of FIG. 4 is started, the control units (arithmetic circuits) of the
これに対して、S3で「NO」、即ち、モータ回転量に対するQ軸電流の変化が0未満であると判定された場合は、S5に進む。S5では、ねじりばね33の先端部33Bが突起34Aを乗り越えたと判定し、「乗り越えた」の信号に対応する「1」を出力する。S5で「1」を出力したら、処理を終了(リターン)する。このように、図4の制御処理では、モータ回転量に対するQ軸電流の変化が正の場合は、ラチェット機構34の突起34Aをねじりばね33が乗り越えていないと判定し、「0」を出力する。これに対して、モータ回転量に対するQ軸電流の変化が負の場合は、ラチェット機構34の突起34Aをねじりばね33が乗り越えたと判定し、「1」を出力する。
On the other hand, if it is determined "NO" in S3, that is, if it is determined that the change in the Q-axis current with respect to the motor rotation amount is less than 0, the process proceeds to S5. In S5, it is determined that the
図5は、図4の流れ図の処理をソフトウェアに組み込んだときの制動用制御装置41,10のブロック図を示している。図5に示すように、制動用制御装置41,10は、電流1/z部42と、電流減算部43と、回転量1/z部44と、回転量減算部45と、変化量算出部46と、出力部47とを備えている。制動用制御装置41,10には、電流センサ37からQ軸電流、即ち、電動モータ26に通電されるQ軸電流値が入力される。また、制動用制御装置41,10には、回転角センサ36からモータ回転量、即ち、電動モータ26の回転量が入力される。制動用制御装置41,10に入力されたQ軸電流値は、電流1/z部42および電流減算部43に入力され、制動用制御装置41,10に入力されたモータ回転量は、回転量1/z部44および回転量減算部45に入力される。
FIG. 5 shows a block diagram of the
電流1/z部42には、Q軸電流値が入力される。電流1/z部42は、所定の数サンプリング前(即ち、所定時間前)のQ軸電流値を電流減算部43に出力する。電流減算部43には、現在のQ軸電流値と数サンプリング前(所定時間前)のQ軸電流値とが入力される。電流減算部43は、現在のQ軸電流値と数サンプリング前(所定時間前)のQ軸電流値との差、即ち、所定の数サンプリング間(Δtime)のQ軸電流値の変化量を算出し、この算出結果を変化量算出部46に出力する。
A Q-axis current value is input to the current 1/
回転量1/z部44には、モータ回転量が入力される。回転量1/z部44は、所定の数サンプリング前(即ち、所定時間前)のモータ回転量を回転量減算部45に出力する。回転量減算部45には、現在のモータ回転量と数サンプリング前(所定時間前)のモータ回転量とが入力される。回転量減算部45は、現在のモータ回転量と数サンプリング前(所定時間前)のモータ回転量との差、即ち、所定の数サンプリング間(Δtime)のモータ回転量の変化量を算出し、この算出結果を変化量算出部46に出力する。
A motor rotation amount is input to the
変化量算出部46には、所定の数サンプリング間のQ軸電流値の変化量(差)とモータ回転量の変化量(差)とが入力される。変化量算出部46は、Q軸電流値の変化量(差)をモータ回転量の変化量(差)で除算することにより、モータ回転量に対するQ軸電流の変化量を算出する。ここで、回転量減算部45および電流減算部43では、モータ回転量の変化量およびQ軸電流の変化量を、現在の値と所定の数サンプリング前の値との差分として求めている。これは、本来、時間変化量(単位時間当たりの変化量)を算出するのであれば、それぞれの値を所定の数サンプリング時間(Δtime)で除算するべきである。しかし、この除算は、次の計算処理、即ち、変化量算出部46の除算で打ち消される。そこで、実施形態では、回転量減算部45および電流減算部43では、現在値と所定の数サンプリング前の値との差分を求めている。
The amount of change (difference) in the Q-axis current value and the amount of change (difference) in the amount of motor rotation during a predetermined number of samplings are input to the amount-of-
変化量算出部46では、Q軸電流値の変化量(Δtime間の差)をモータ回転量の変化量(Δtime間の差)で除算することにより、ねじりばね33の乗り越えの判断基準となる「モータ回転量に対するQ軸電流の変化量」を算出する。変化量算出部46は、算出結果である「モータ回転量に対するQ軸電流の変化量」を出力部47に出力する。出力部47では、変化量算出部46の算出結果である「モータ回転量に対するQ軸電流の変化量」の正負に応じて、「0」または「1」を出力する。即ち、出力部47は、変化量算出部46の算出結果が正(変化量≧0)のときは、「0(乗り越えていない)」を出力する。出力部47は、変化量算出部46の算出結果が負(変化量<0)のときは、「1(乗り越えた)」を出力する。
The change
次に、パッド接触位置の推定処理について、図6を参照しつつ説明する。図6は、制動用制御装置41,10で行われるパッド接触位置の推定処理の一例を示している。制動用制御装置41,10のメモリには、図6に示す処理フローを実行するための処理プログラム、即ち、パッド接触位置の推定処理に用いる処理プログラムが格納されている。
Next, the process of estimating the pad contact position will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows an example of pad contact position estimation processing performed by the
図6の制御処理は、例えば、パッド接触位置の推定処理を行う必要があるときに開始される。図6の制御処理が開始されると、制動用制御装置41,10のコントロール部(演算回路)は、S11で、電動モータ26を既定のパターンで動作させる。例えば、制動用制御装置41,10は、パッド接触位置を推定するために、ピストン25が一定速で動くように電動モータ26を駆動する。
The control process of FIG. 6 is started, for example, when it is necessary to perform the process of estimating the pad contact position. When the control process of FIG. 6 is started, the controller (arithmetic circuit) of the
S11に続くS12では、パッド接触位置の推定に必要なQ軸電流値およびモータ回転量を蓄積する。例えば、Q軸電流値およびモータ回転量をメモリに記憶する。S12に続くS13では、蓄積したQ軸電流から摩擦および粘性の影響を除去する。ピストン25を一定速で動かすため、摩擦および粘性がQ軸電流の変動要因となり、摩擦および粘性の影響を取り除く。S13に続くS14では、摩擦および粘性の影響を除去したQ軸電流を移動平均処理する。
In S12 following S11, the Q-axis current value and motor rotation amount necessary for estimating the pad contact position are accumulated. For example, the Q-axis current value and the motor rotation amount are stored in memory. In S13 following S12, the effects of friction and viscosity are removed from the accumulated Q-axis current. Since the
S14に続くS15では、ねじりばね33の乗り越えの検知処理を行う。即ち、前述の図4の処理を行う。S15に続くS16では、S15の検知結果が「1」であるか否か、即ち、ねじりばね33の先端部33Bがラチェット機構34の突起34Aを乗り越えたか否かを判定する。S16で「NO」、即ち、ねじりばね33が突起34Aを乗り越えていないと判定された場合は、S17に進む。S17では、S12からS14の処理で取得したQ軸電流値からパッド接触位置の推定を行う。なお、Q軸電流値に基づいてパッド接触位置を推定するための具体的な算出処理については、例えば、特開2008-57643号公報に記載されている。S17でパッド接触位置を推定したら、処理を終了する。即ち、次のパッド接触位置の推定を開始するまで待機する。
In S15 following S14, a detection process of overcoming of the
これに対して、S16で「YES」、即ち、ねじりばね33が突起34Aを乗り越えたと判定された場合は、S18に進む。S18では、今回の動作ではパッド接触位置は算出しないものとし、それまでに蓄積したモータ回転量およびQ軸電流を削除し、処理を終了する。このように、制動用制御装置41,10のコントロール部(演算回路)は、ねじりばね33の先端部33Bがラチェット機構34の突起34Aを乗り越えたことを検知した場合、電流値のデータを削除する。即ち、制動用制御装置41,10のコントロール部(演算回路)は、乗り越えを検知した場合、電動モータ26が正回転をはじめてからねじりばね33の先端部33Bが突起34Aを乗り越えたことを検知するまでの間に蓄積した電動モータ26の回転量に対する電動モータ26に通電される電流値(Q軸電流値)のデータを削除する。
On the other hand, if it is determined that the
図6に示すように、制動用制御装置41,10のコントロール部(演算回路)は、ねじりばね33の先端部33Bが突起34Aを乗り越えたことを検知した場合、検知前に蓄積した電動モータ26の回転量に対する電動モータ26に通電される電流値のデータを破棄する。そして、制動用制御装置41,10のコントロール部(演算回路)は、検知後に蓄積した電動モータ26の回転量に対する電動モータ26に通電される電流値のデータに基づいて、パッド接触位置を推定する。これにより、乗り越えを検知したときの電流値のデータで推定が行われることを阻止できる。
As shown in FIG. 6, when the controller (arithmetic circuit) of the
なお、図6の流れ図は、乗り越えを検知したときに、蓄積した電流値(Q軸電流値)のデータを削除する場合を例示している。これに対して、図7に示すように、乗り越えを検知したときに、電流値(Q軸電流値)のデータを補完してもよい。即ち、図7は、制動用制御装置41,10で行われるパッド接触位置の推定処理の別例を示している。図7に示す処理フローを実行するための処理プログラムは、制動用制御装置41,10のメモリに格納される。
Note that the flow chart of FIG. 6 illustrates a case where data of accumulated current values (Q-axis current values) is deleted when overriding is detected. On the other hand, as shown in FIG. 7, the data of the current value (Q-axis current value) may be interpolated when the overriding is detected. That is, FIG. 7 shows another example of pad contact position estimation processing performed by the
図7中のS11からS17までの処理は、図6の処理と同様である。図7中のS16で「YES」、即ち、ねじりばね33が突起34Aを乗り越えたと判定された場合は、S21に進む。S21では、乗り越えで欠損した分を補完する。即ち、S21では、乗り越え部分を曲線で補完する。より具体的には、S21では、図10中の「破線の特性線51B」を推定する。この場合、乗り越え前のデータである図10中の「実線の特性線51A」から不足分となる「破線の特性線51B」を推定する。この場合に、図10中の「破線の特性線51B」の立ち上がり具合は、例えば図10中の「二点鎖線の特性線52」を参照して決めることができる。このように、S21の処理では、乗り越え検知前のデータ(実線の特性線51A)から不足分の曲線(破線の特性線51B)を推定する。S21で乗り越え部分を曲線で補完したら、S17に進み、補完したデータを用いてパッド接触位置を推定する。
The processing from S11 to S17 in FIG. 7 is the same as the processing in FIG. If it is determined that the
このように、制動用制御装置41,10のコントロール部(演算回路)は、ねじりばね33の先端部33Bが突起34Aを乗り越えたことを検知した場合、電動モータ26の回転量に対する電動モータ26に通電される電流値のデータを補完(補正)するようにしてもよい。この場合、制動用制御装置41,10のコントロール部(演算回路)は、「ねじりばね33の先端部33Bが突起34Aを乗り越えたことを検知した後の電動モータ26の回転量に対する電動モータ26に通電される電流値のデータ」と、「電動モータ26が正回転をはじめてからねじりばね33の先端部33Bが突起34Aを乗り越えたことを検知するまでの間に蓄積した電動モータ26の回転量に対する電動モータ26に通電される電流値のデータ」とに基づいて、電動モータ26の回転量に対する電動モータ26に通電される電流値のデータを補完する。このとき、乗り越えで欠損したデータ(図10中の破線の特性線51B)は、例えば、電動モータ26が正回転をはじめてから乗り越えたことを検知するまでの間に蓄積したデータ(図10中の実線の特性線51A)を基準にして、乗り越えたことを検知した後のデータ(図10中の二点鎖線の特性線52)に基づいて補完する。
In this way, when the control units (arithmetic circuits) of the
図7に示すように、制動用制御装置41,10のコントロール部(演算回路)は、ねじりばね33の先端部33Bが突起34Aを乗り越えたことを検知した場合、検知前に蓄積した電動モータ26の回転量に対する電動モータ26に通電される電流値のデータを補完(補正)する。制動用制御装置41,10のコントロール部(演算回路)は、補完(補正)された電動モータ26の回転量に対する電動モータ26に通電される電流値のデータに基づいて、パッド接触位置を推定する。
As shown in FIG. 7, when the controller (arithmetic circuit) of the
次に、推力の推定処理について、図8を参照しつつ説明する。図8は、制動用制御装置41,10で行われる推力の推定処理の一例を示している。制動用制御装置41,10のメモリには、図8に示す処理フローを実行するための処理プログラム、即ち、推力の推定処理に用いる処理プログラムが格納されている。
Next, thrust estimation processing will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows an example of thrust estimation processing performed by the
図8の制御処理は、例えば、推力の推定処理を行う必要があるときに開始される。図8の制御処理が開始されると、制動用制御装置41,10のコントロール部(演算回路)は、S11で、電動モータ26を既定のパターンで動作させる。この場合は、ピストン25を一定速で動かすことができない。
The control process of FIG. 8 is started, for example, when the thrust estimation process needs to be performed. When the control process of FIG. 8 is started, the control section (arithmetic circuit) of the
S11に続くS12では、推力の推定に必要なQ軸電流値およびモータ回転量を蓄積する。例えば、Q軸電流値およびモータ回転量をメモリに記憶する。S12に続くS31では、蓄積したQ軸電流から摩擦、粘性および加速度の影響を除去する。ピストン25を一定速で動かすことができないため、加速度もQ軸電流の変動要因となり、加速度の影響も取り除く。S31に続くS14では、摩擦、粘性および加速度の影響を除去したQ軸電流を移動平均処理する。
In S12 following S11, the Q-axis current value and the motor rotation amount required for thrust estimation are accumulated. For example, the Q-axis current value and the motor rotation amount are stored in memory. In S31 following S12, effects of friction, viscosity and acceleration are removed from the accumulated Q-axis current. Since the
S14に続くS15の処理とS16の処理は、図6および図7のS15とS16の処理と同様である。S16で「NO」、即ち、ねじりばね33が突起34Aを乗り越えていないと判定された場合は、S32に進む。S32では、S12からS14の処理で取得したQ軸電流値から推力の推定を行う。なお、Q軸電流値に基づいて推力を推定するための具体的な算出処理については、例えば、特開2012-159134号公報に記載されている。S32で推力を推定したら、処理を終了する。即ち、次の推力の推定を開始するまで待機する。
The processing of S15 and the processing of S16 following S14 are the same as the processing of S15 and S16 in FIGS. If it is determined "NO" in S16, that is, if it is determined that the
これに対して、S16で「YES」、即ち、ねじりばね33が突起34Aを乗り越えたと判定された場合は、S17に進む。S17では、今回の動作では推力は算出しないものとし、それまでに蓄積したモータ回転量およびQ軸電流を削除し、処理を終了する。図8に示すように、制動用制御装置41,10のコントロール部(演算回路)は、ねじりばね33の先端部33Bが突起34Aを乗り越えたことを検知した場合、検知前に蓄積した電動モータ26の回転量に対する電動モータ26に通電される電流値のデータを破棄する。そして、制動用制御装置41,10のコントロール部(演算回路)は、検知後に蓄積した電動モータ26の回転量に対する電動モータ26に通電される電流値のデータに基づいて、推力を推定する。これにより、乗り越えを検知したときの電流値のデータで推定が行われることを阻止できる。
On the other hand, if "YES" in S16, ie, if it is determined that the
なお、図8の流れ図は、乗り越えを検知したときに、蓄積したデータを削除する場合を例示している。これに対して、図9に示すように、乗り越えを検知したときにデータを補完してもよい。即ち、図9は、制動用制御装置41,10で行われる推力の推定処理の別例を示している。図9に示す処理フローを実行するための処理プログラムは、制動用制御装置41,10のメモリに格納される。
Note that the flow chart of FIG. 8 illustrates a case where accumulated data is deleted when an overpass is detected. On the other hand, as shown in FIG. 9, the data may be complemented when the overriding is detected. That is, FIG. 9 shows another example of thrust estimation processing performed by the
図9中のS16で「YES」、即ち、ねじりばね33が突起34Aを乗り越えたと判定された場合は、S21に進む。S21では、乗り越えで欠損した分を補完する。即ち、S21では、乗り越え部分を曲線で補完する。より具体的には、S21では、図11中の「破線の特性線53B」を推定する。この場合、乗り越え前のデータである図11中の「実線の特性線53A」から不足分となる「破線の特性線53B」を推定する。この場合に、図11中の「破線の特性線53B」の立ち上がり具合は、例えば図11中の「二点鎖線の特性線54」を参照して決めることができる。このように、S21の処理では、乗り越え検知前のデータ(実線の特性線53A)から不足分の曲線(破線の特性線53B)を推定する。S21で乗り越え部分を曲線で補完したら、S32に進み、補完したデータを用いて推力を推定する。
If it is determined "YES" in S16 in FIG. 9, that is, if it is determined that the
図9に示すように、制動用制御装置41,10のコントロール部(演算回路)は、ねじりばね33の先端部33Bが突起34Aを乗り越えたことを検知した場合、検知前に蓄積した電動モータ26の回転量に対する電動モータ26に通電される電流値のデータを補完(補正)する。制動用制御装置41,10のコントロール部(演算回路)は、補完(補正)された電動モータ26の回転量に対する電動モータ26に通電される電流値のデータに基づいて、推力を推定する。
As shown in FIG. 9, when the controller (arithmetic circuit) of the
以上のように、実施形態によれば、制動用制御装置41,10のコントロール部(演算回路)は、電動モータ26が正回転するときに、電動モータ26の回転量に対する電動モータ26に通電される電流値の減少(変化量が負になること)に基づいて、ねじりばね33の先端部33Bが突起34Aを乗り越えたことを検知する。このため、電流値の減少に基づいて、ねじりばね33の先端部33Bが突起34Aを乗り越えたことを精度よく検知できる。これにより、電動モータ26の電流値に基づく推定精度の悪化を抑制できる。即ち、電動モータ26の電流値に基づいて推力を推定する場合は、推力(推定値)の精度を向上でき、推力推定精度の悪化を抑制することができる。また、電動モータ26の電流値に基づいてパッド接触位置を推定する場合は、パッド接触位置(推定値)の精度を向上でき、位置推定精度の悪化を抑制することができる。
As described above, according to the embodiment, the control units (arithmetic circuits) of the
実施形態によれば、制動用制御装置41,10のコントロール部(演算回路)は、ねじりばね33の先端部33Bが突起34Aを乗り越えたことを検知した場合、蓄積したデータを削除する。このため、ねじりばね33の先端部33Bが突起34Aを乗り越えたことを検知した後に、乗り越える前に蓄積したデータを用いて推力の推定およびパッド接触位置の推定が行われることを抑制できる。これにより、電動モータ26の電流値に基づく推定精度(推力推定精度、位置推定精度)の悪化を抑制できる。
According to the embodiment, the controller (arithmetic circuit) of the
実施形態によれば、制動用制御装置41,10のコントロール部(演算回路)は、ねじりばね33の先端部33Bが突起34Aを乗り越えたことを検知した場合、データを補完する。このため、ねじりばね33の先端部33Bが突起34Aを乗り越えたことを検知した後は、補完されたデータに基づいて推力の推定およびパッド接触位置の推定を行うことができる。これにより、電動モータ26の電流値に基づく推定精度(推力推定精度、位置推定精度)の悪化を抑制できる。
According to the embodiment, the control units (arithmetic circuits) of the
このように、実施形態では、Q軸電流の急変、即ち、ねじりばね33の先端部33Bが突起34Aを乗り越えたことを検知する。このため、Q軸電流に基づくパッド接触位置の推定および推力の推定の精度を向上できる。これにより、ブレーキトルクの過不足を抑制でき、ブレーキ付与の安定性を向上できる。また、パッド接触位置の推定の精度が向上するため、引きずりトルクを抑制でき、燃費の向上を図ることができる。
In this manner, the embodiment detects a sudden change in the Q-axis current, that is, when the
なお、実施形態では、フェールオープン機構29をねじりばね33とラチェット機構34とにより構成すると共に、ねじりばね33をぜんまいばねとし、かつ、ラチェット機構34をくさび状の爪(歯)を有する内爪車(内歯車)とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、ねじりばねは、電動モータの正回転によって弾性エネルギーを蓄えることができる構成であれば、各種の構成(弾性部材)を採用することができる。また、ラチェット機構は、ねじりばねの弾性エネルギー(回転トルク)が所定値を超えた場合に解放できる構成であれば、各種の構成(係合部材)を採用することができる。
In the embodiment, the fail-
実施形態では、図4および図5に示すように、ねじりばね33の先端部33Bが突起34Aを乗り越えたことを電流値(Q軸電流値)の変化量、即ち、変化量の正負に基づいて検知する場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、電流値の減少量(乗り越えたと判断する電流の急変量)に基づいて、ねじりばねの一端がラチェット機構の係合部を乗り越えたことを検知してもよい。即ち、ねじりばねの一端がラチェット機構の係合部を乗り越えたことは、電動モータの回転量に対する電動モータに通電される電流値の減少に基づいて検知(判定)することができる。
In the embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the
実施形態では、乗り越えの検知結果(乗り越えたこと)をパッド接触位置の推定および推力の推定に用いる場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、乗り越えの検知結果(乗り越えたこと)を異常検出の推定(判定)に用いてもよい。この場合には、乗り越えたことを異常と判定しないようにでき、判定精度を向上できる。即ち、乗り越えの検知結果(乗り越えたこと)は、パッド接触位置の推定、推力の推定、異常検出等、電流値に基づく各種の推定(判定)に用いることができる。 In the embodiment, the case where the detection result of getting over (getting over) is used for estimating the pad contact position and estimating the thrust has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and for example, the detection result of overcoming (overcoming) may be used for estimation (determination) of abnormality detection. In this case, it is possible not to determine that the obstacle has been overcome as an abnormality, and the determination accuracy can be improved. That is, the detection result of getting over (getting over) can be used for various estimations (judgments) based on the current value, such as estimation of pad contact position, estimation of thrust, and detection of abnormality.
実施形態では、「メインECU10」と「左後輪5L側のリア電動ブレーキ用ECU41」と「右後輪5R側のリア電動ブレーキ用ECU41」とをそれぞれ別体のECUとし、これら3つのECUを車両データバスであるCAN13で接続する構成とした場合を例に挙げて説明した。即ち、メインECU10と左右のリア電動ブレーキ用ECU41,41との3つのECUを、電動ブレーキ装置21,21用の制御装置(制動用制御装置41,10)として構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、メインECUとリア電動ブレーキ用ECUとを1つのECUにより構成してもよい。即ち、左右の電動モータを制御する制御装置を、1つのECUにより構成してもよい。
In the embodiment, the "
実施形態では、ブレーキ機構22にリア電動ブレーキ用ECU41を取り付けることにより、これらブレーキ機構22とリア電動ブレーキ用ECU41とを1つのユニット(組立体)として構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、ブレーキ機構とリア電動ブレーキ用ECUとを分離して配置してもよい。この場合、電動ブレーキ用ECU(リア電動ブレーキ用ECU)を左側(左後輪側)と右側(右後輪側)とでそれぞれ別々に設けてもよいし、左側(左後輪側)と右側(右後輪側)とで1つの(共通の)電動ブレーキ用ECU(リア電動ブレーキ用ECU)として構成してもよい。まとめると、乗り越えの検知は、リア電動ブレーキ用ECU41で行ってもよいし、メインECU10で行ってもよいし、リア電動ブレーキ用ECU41とメインECU10との両方で行ってもよい。即ち、乗り越えの検知は、少なくとも何れかのECU(制御装置)で行うことができる。
In the embodiment, the case where the
実施形態では、前輪3L,3R側を液圧ブレーキ装置4,4とし、後輪5L,5R側を電動ブレーキ装置21,21とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、前輪側を電動ブレーキ装置とし、後輪側を液圧ブレーキ装置としてもよい。また、例えば、前輪側と後輪側との両方を電動ブレーキ装置としてもよい。
In the embodiment, the
以上説明した実施形態によれば、制御装置(換言すれば、電動モータを制御するコントロール部)は、電動モータが正回転するときに、電動モータの回転量に対する電動モータに通電される電流値の減少に基づいて、ねじりばねの一端が係合部を乗り越えたことを検知する。このため、電流値の減少に基づいて、ねじりばねの一端が係合部を乗り越えたことを精度よく検知できる。これにより、電動モータの電流値に基づく推定精度の悪化を抑制できる。例えば、電動モータの電流値に基づいて推力を推定する場合は、推力(推定値)の精度を向上でき、推力推定精度の悪化を抑制することができる。 According to the embodiment described above, the control device (in other words, the control unit that controls the electric motor) determines the current value supplied to the electric motor with respect to the amount of rotation of the electric motor when the electric motor rotates forward. Based on the decrease, it is detected that one end of the torsion spring has passed over the engaging portion. Therefore, it is possible to accurately detect that the one end of the torsion spring has passed over the engaging portion based on the decrease in the current value. As a result, deterioration of estimation accuracy based on the current value of the electric motor can be suppressed. For example, when the thrust is estimated based on the electric current value of the electric motor, the accuracy of the thrust (estimated value) can be improved, and deterioration of the thrust estimation accuracy can be suppressed.
実施形態によれば、制御装置(コントロール部)は、ねじりばねの一端が係合部を乗り越えたことを検知した場合、蓄積したデータを削除する。このため、ねじりばねの一端が係合部を乗り越えたことを検知した後に、乗り越える前に蓄積したデータを用いて推定することを抑制できる。例えば、乗り越える前に蓄積したデータを用いて推力の推定が行われることを抑制できる。これにより、電動モータの電流値に基づく推定精度(例えば、推力推定精度)の悪化を抑制できる。 According to the embodiment, the control device (control section) deletes the accumulated data when detecting that one end of the torsion spring has passed over the engaging section. Therefore, after detecting that one end of the torsion spring has climbed over the engaging portion, it is possible to suppress estimation using data accumulated before overcoming. For example, it is possible to prevent the thrust from being estimated using data accumulated before overcoming. As a result, deterioration of the estimation accuracy (for example, thrust estimation accuracy) based on the current value of the electric motor can be suppressed.
実施形態によれば、制御装置(コントロール部)は、ねじりばねの一端が係合部を乗り越えたことを検知した場合、データを補完する。このため、ねじりばねの一端が係合部を乗り越えたことを検知した後は、補完されたデータに基づいて推定することができる。例えば、補完されたデータに基づいて推力を推定することができる。これにより、電動モータの電流値に基づく推定精度(例えば、推力推定精度)の悪化を抑制できる。 According to the embodiment, the control device (control section) complements the data when detecting that one end of the torsion spring has passed over the engaging section. Therefore, after detecting that one end of the torsion spring has passed over the engaging portion, it is possible to estimate based on the complemented data. For example, thrust can be estimated based on the imputed data. As a result, deterioration of the estimation accuracy (for example, thrust estimation accuracy) based on the current value of the electric motor can be suppressed.
10 メインECU(制動用制御装置、制御装置)
21 電動ブレーキ装置
22 ブレーキ機構(電動ブレーキ)
23 ブレーキパッド(摩擦パッド)
26 電動モータ
33 ねじりばね
33B 先端部(一端)
34 ラチェット機構
34A 突起(係合部)
41 リア電動ブレーキ用ECU(制動用制御装置、制御装置)
D ディスクロータ(ディスク)
10 Main ECU (braking control device, control device)
21
23 brake pad (friction pad)
26
34
41 Rear electric brake ECU (braking control device, control device)
D disk rotor (disk)
Claims (5)
前記電動モータの正回転によって摩擦パッドをディスクに押圧する方向に移動させる前進移動時に弾性エネルギーを蓄え、前記電動モータの逆回転によって前記摩擦パッドを前記ディスクから離間する方向に移動させる後退移動時に前記弾性エネルギーを解放する、ねじりばねと、
前記ねじりばねの一端が係合する複数の係合部を有し、前記電動モータが正回転するときに前記ねじりばねに作用する回転トルクが所定値を超えた場合、前記ねじりばねの一端が前記係合部を乗り越えるように構成されたラチェット機構と、
を備える電動ブレーキの制御装置であって、
前記コントロール部は、
前記電動モータが正回転するときに、前記電動モータの回転量に対する前記電動モータに通電される電流値の減少に基づいて前記ねじりばねの一端が前記係合部を乗り越えたことを検知する、
制御装置。 an electric motor controlled by a control unit;
The forward rotation of the electric motor accumulates elastic energy during forward movement in which the friction pad is pressed against the disk, and the reverse rotation of the electric motor causes the friction pad to move away from the disk in reverse movement. a torsion spring that releases elastic energy;
One end of the torsion spring has a plurality of engaging portions that are engaged with each other. a ratchet mechanism configured to climb over the engaging portion;
An electric brake control device comprising
The control unit
When the electric motor rotates forward, detecting that one end of the torsion spring has passed over the engaging portion based on a decrease in a current value energized to the electric motor with respect to the amount of rotation of the electric motor.
Control device.
前記コントロール部は、
前記ねじりばねの一端が前記係合部を乗り越えたことを検知した場合、
前記電動モータが正回転をはじめてから前記ねじりばねの一端が前記係合部を乗り越えたことを検知するまでの間に蓄積した前記電動モータの回転量に対する前記電動モータに通電される電流値のデータを削除する、
制御装置。 The control device according to claim 1,
The control unit
When it is detected that one end of the torsion spring has passed over the engaging portion,
Data of current value to be energized to the electric motor with respect to the amount of rotation of the electric motor, which is accumulated from the start of the forward rotation of the electric motor until it is detected that one end of the torsion spring has passed over the engaging portion. to remove the
Control device.
前記コントロール部は、
前記ねじりばねの一端が前記係合部を乗り越えたことを検知した場合、
前記ねじりばねの一端が前記係合部を乗り越えたことを検知した後の前記電動モータの回転量に対する前記電動モータに通電される電流値のデータと、前記電動モータが正回転をはじめてから前記ねじりばねの一端が前記係合部を乗り越えたことを検知するまでの間に蓄積した前記電動モータの回転量に対する前記電動モータに通電される電流値のデータとに基づいて、前記電動モータの回転量に対する前記電動モータに通電される電流値のデータを補完する、
制御装置。 The control device according to claim 1,
The control unit
When it is detected that one end of the torsion spring has passed over the engaging portion,
data on the value of current supplied to the electric motor with respect to the amount of rotation of the electric motor after it is detected that one end of the torsion spring has passed over the engaging portion; The amount of rotation of the electric motor based on the data of the current value applied to the electric motor with respect to the amount of rotation of the electric motor accumulated until it is detected that one end of the spring has passed over the engaging portion. Complement the data of the current value energized to the electric motor for
Control device.
前記電動モータの正回転によって摩擦パッドをディスクに押圧する方向に移動させる前進移動時に弾性エネルギーを蓄え、前記電動モータの逆回転によって前記摩擦パッドを前記ディスクから離間する方向に移動させる後退移動時に前記弾性エネルギーを解放する、ねじりばねと、
前記ねじりばねの一端が係合する複数の係合部を有し、前記電動モータが正回転するときに前記ねじりばねに作用する回転トルクが所定値を超えた場合、前記ねじりばねの一端が前記係合部を乗り越えるように構成されたラチェット機構と、
を備える電動ブレーキの制御方法であって、
前記電動モータを制御するコントロール部が、
前記電動モータが正回転するときに、前記電動モータの回転量に対する前記電動モータに通電される電流値の減少に基づいて前記ねじりばねの一端が前記係合部を乗り越えたことを検知する、
制御方法。 an electric motor;
The forward rotation of the electric motor accumulates elastic energy during the forward movement in which the friction pad is pressed against the disk, and the reverse rotation of the electric motor causes the friction pad to move away from the disk in the backward movement. a torsion spring that releases elastic energy;
One end of the torsion spring has a plurality of engaging portions that are engaged with each other. a ratchet mechanism configured to climb over the engaging portion;
A control method for an electric brake comprising
A control unit that controls the electric motor,
When the electric motor rotates forward, detecting that one end of the torsion spring has passed over the engaging portion based on a decrease in a current value energized to the electric motor with respect to the amount of rotation of the electric motor;
control method.
前記電動モータの正回転によって摩擦パッドをディスクに押圧する方向に移動させる前進移動時に弾性エネルギーを蓄え、前記電動モータの逆回転によって前記摩擦パッドを前記ディスクから離間する方向に移動させる後退移動時に前記弾性エネルギーを解放する、ねじりばねと、
前記ねじりばねの一端が係合する複数の係合部を有し、前記電動モータが正回転するときに前記ねじりばねに作用する回転トルクが所定値を超えた場合、前記ねじりばねの一端が前記係合部を乗り越えるように構成されたラチェット機構と、
前記電動モータが正回転するときに、前記電動モータの回転量に対する前記電動モータに通電される電流値の減少に基づいて前記ねじりばねの一端が前記係合部を乗り越えたことを検知する制御装置と、
を備える電動ブレーキ装置。 an electric motor;
The forward rotation of the electric motor accumulates elastic energy during the forward movement in which the friction pad is pressed against the disk, and the reverse rotation of the electric motor causes the friction pad to move away from the disk in the backward movement. a torsion spring that releases elastic energy;
One end of the torsion spring has a plurality of engaging portions that are engaged with each other. a ratchet mechanism configured to climb over the engaging portion;
A control device for detecting that one end of the torsion spring has passed over the engaging portion based on a decrease in the value of the current supplied to the electric motor with respect to the amount of rotation of the electric motor when the electric motor rotates forward. and,
An electric brake device with a
Priority Applications (1)
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