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
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