JP4626037B2

JP4626037B2 - ドラムブレーキの制御装置

Info

Publication number: JP4626037B2
Application number: JP2000273583A
Authority: JP
Inventors: 横山　　隆久; 井本　　雄三
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-09-08
Filing date: 2000-09-08
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2020-09-08
Also published as: JP2002079933A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドラムブレーキにかけるブレーキトルクの制御を行うドラムブレーキの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドラムブレーキは、車輪と共に回動するドラムの内周面にシューを接触させることによってブレーキ力を発生させるものである。このドラムブレーキにおけるドラムは、製造上のバラツキや組み付け時のバラツキ等により、回転軸に対して偏心した状態となる場合がある。しかしながら、このような状態ではブレーキトルクに脈動が生じ、安定したブレーキ力が得られなくなる。このため、従来では、図３に示すように、トルクセンサ１０１によってドラムブレーキ１０２の出力（例えば、アンカー部にかかるアンカー荷重）をモニタし、この出力を基に制御部１０３で演算を行い、運転者が踏み込んだブレーキペダル踏力に応じた目標値に対して補正をかけるようなフィードバック制御を行うことで、シュー駆動用のモータ１０４の出力調整を行ってブレーキトルクの脈動を低減している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のようにフィードバック制御によってブレーキトルクの脈動を低減するためには、かなり高応答のフィードバック制御を行わなければならないと共に、そのフィードバック制御を実行できるようなかなり高応答のアクチュエータが要求される。
【０００４】
本発明は上記点に鑑みて、高応答でなくてもブレーキトルク脈動を低減できるドラムブレーキの制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、シューをモータ（８）により駆動することで、ドラムとシューとを接触させ、ブレーキ力を発生させるように構成するドラムブレーキの制御装置であって、ブレーキペダル踏力に応じた指示電流を算出する指示電流演算手段（２、１０）と、ドラムの回転角を検出する回転角検出手段（６、１１）と、ドラムブレーキにおけるブレーキトルクを検出するトルク検出手段（４、１２）と、回転角検出手段によって検出された回転角ごとのトルク変動を検出する手段（１２）と、回転角ごとのトルク変動に基づいて、当該回転角に対応する指示電流を補正する指示電流補正手段（１４）と、補正された指示電流に基づいてモータを駆動するモータ駆動手段（１５）とを備えていることを特徴としている。
【０００６】
このような構成によれば、各回転角ごとのトルク変動を検出しておき、そのトルク変動をなくすようにドラムの回転角に対応する指示電流の大きさを制御することができるため、ブレーキトルクの脈動をなくすことができる。
【０００７】
例えば、請求項３に示すように、指示電流補正手段は、トルク検出手段が回転角ごとに検出したブレーキトルクが目標とするブレーキトルクよりも大きい場合には、回転角に対応する指示電流が小さくなるように補正し、回転角ごとに検出したブレーキトルクが目標とするブレーキトルクよりも小さい場合には、回転角に対応する指示電流が大きくなるように補正すればよい。
【０００８】
請求項２に記載の発明においては、指示電流の位相を早める位相量の検出を行う電流出力補正手段（６、１３）を備え、指示電流補正手段は、電流出力補正手段が検出した位相量に基づいて、指示電流演算手段が算出した指示電流に対して位相を早める補正を行うようになっていることを特徴としている。
【０００９】
これにより、ドラムブレーキ制御装置の制御遅れを見込んで指示電流の位相を早めることができ、制御遅れをもなくすことができる。
【００１０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に、本発明の一実施形態を適用したドラムブレーキ制御装置の全体構成を示す。以下、この図に従って、ドラムブレーキ制御装置の構成を説明する。
【００１２】
図１に示すように、ドラムブレーキ制御装置は、運転者によるブレーキペダル１の操作、すなわちブレーキペダル踏力に応じた信号を出力する踏力センサ２と、ドラムブレーキ３の例えばアンカー部に備えられたトルクセンサ４と、車輪と共に回動する歯車状のロータ５に基づいて車輪速度に応じた信号を出力する車輪速度センサ６と、これら各センサ２、４、６からの検出信号が入力されると共に各検出信号に基づいて様々な演算を行う電子制御装置（以下、ＥＣＵという）７とを有している。そして、ＥＣＵ７は、演算結果に応じた電流をドラムブレーキ３のシュー駆動用のモータ８に出力することで、モータ駆動力の制御を行っている。
【００１３】
このＥＣＵ７の詳細について説明する。図１に示したように、ＥＣＵ７には、指示電流演算部１０、回転角演算部１１、トルク変動幅／位相演算部１２、電流出力位相補正部１３、指示電流補正演算部１４、及びモータ駆動手段に相当する駆動回路１５が備えられている。
【００１４】
指示電流演算部１０は、踏力センサ２からの検出信号に基づいて、運転者によるブレーキペダル１の操作、すなわちブレーキペダル踏力に応じた指示電流の演算を行う。これら踏力センサ２と指示電流演算部１０が指示電流設定手段に相当する。この指示電流は、シュー駆動用のモータ駆動電流の目標値となるものであり、ブレーキペダル踏力に応じたモータ８の駆動電流値に相当する。
【００１５】
回転角演算部１１は、車輪速度センサ６からの検出信号に基づいてドラム回転角度の演算を行う。これら車輪速度センサ６と回転角演算部１１が回転角検出手段に相当する。車輪速度センサ６はロータ５の歯の山（凸部）と谷（凹部）の入れ替わりに応じたサイン波を出力するため、このサイン波に基づいてロータ５の歯数を検出し、ロータ５の総歯数に対する検出された歯数の割合からドラム回転角度を演算することができる。なお、検出された歯数がロータ５の総歯数となった時にはドラムが１回転（つまりロータが１回転）したことを示すため、再び０から歯数の検出を行うことで、常にドラム回転角度を演算することができる。
【００１６】
トルク変動幅／位相演算部１２は、トルクセンサ４からの検出信号に基づいてトルクの変動を検出すると共に、各位相ごとのトルク変動、つまり回転角演算部１１で演算されたドラム回転角ごとのトルク変動の演算を行う。このトルク変動幅／位相演算部１１が、トルク変動検出手段及び回転角（各位相）ごとのトルク変動を検出する手段に相当する。
【００１７】
電流出力補正部１３は、車輪速度センサ６からの検出信号に基づいて周知の方法を用いて演算される車輪速度もしくは推定車体速度に基づいて、車速に応じて早まる位相の量の演算を行う。すなわち、ドラムブレーキ制御装置は各センサ２、４、６からの検出信号が送られた後、各種演算からモータ駆動に至るまでに多少時間がかかる可能性があり、これが制御遅れとなり得るが、この制御遅れが予測可能であることから、この制御遅れ分を見込んで指示電流の位相を早める補正を行うことで、実際にモータ８を駆動した際に制御遅れがないようにする。この制御遅れはほぼ一定であると考えられるが、この制御遅れ分のドラムの回転角度は車速によって異なるため、車速に基づいて制御遅れ分に相当する位相量（ドラム回転角度）を検出する。この電流出力補正部１３と車輪速度センサ６が電流出力補正手段に相当する。
【００１８】
指示電流補正演算部１４は、指示電流演算部１０によって演算された目標の指示電流に対して、トルク変動幅／位相演算部１２によって演算された各位相ごとのトルク変動や、電流出力補正部１３によって演算された車速に応じて早まる位相の量に基づく補正を行い、実際に出力する指示電流を決定する。具体的には、ある位相におけるトルクが目標のトルクから離れているときには、そのトルク変動が減じられるように目標の指示電流を補正し、さらにその指示電流の出力タイミングを車速に基づいて補正して制御遅れ分をなくすようにしている。この指示電流補正演算部１４が指示電流補正手段に相当する。
【００１９】
このように指示電流補正演算部１４によって決定された指示電流に基づいて駆動回路１５がモータ駆動電流を発生し、モータ８が駆動される。
【００２０】
図２に、ドラム回転角とトルク変動、及び指示電流の変化を示すタイミングチャートの一例を示す。
【００２１】
この図に示すように、トルク変動は規則性を有しており、ドラム１回転ごとに同様の変化を行う。これは、ドラムの偏心によってトルク変動分が決まっているからである。
【００２２】
このため、各位相ごとのトルク変動が前もって分かり、そのトルク変動をなくす指示電流の値も分かる。すなわち、ある位相におけるトルクが目標のトルク（図中一点鎖線で示す）よりも大きい場合には指示電流が小さく設定され、逆にあるある位相におけるトルクが目標のトルクよりも小さい場合には指示電流が大きく設定される。さらに、ドラムブレーキ制御装置の制御遅れが存在するため、この制御遅れ分が見込まれて指示電流の位相が早まる。
【００２３】
このように、各位相ごとのトルク変動を検出しておき、そのトルク変動をなくすように指示電流の大きさを制御することで、ブレーキトルクの脈動をなくすことができる。さらに、ドラムブレーキ制御装置の制御遅れを見込んで、指示電流の位相を早めることにより、制御遅れをもなくすことができる。
【００２４】
（他の実施形態）
上記実施形態では、各位相ごとのトルク変動をなくす場合を説明したが、すべての位相に関してトルク変動をなくす必要はない。例えば、トルク変動が最大となる位相を検出しておき、この位相に関して指示電流の大きさを変化させることで、ブレーキトルクの脈動を低減することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態におけるドラムブレーキ制御装置の全体構成を示す図である。
【図２】ドラム回転角とトルク変動、及び指示電流の変化のタイミングチャートを示した図である。
【図３】従来のドラムブレーキ制御装置の全体構成を示した図である。
【符号の説明】
２…踏力センサ、３…ドラムブレーキ装置、４…トルクセンサ、
６…車輪速度センサ、７…ＥＣＵ、８…モータ、１０…指示電流演算部、
１１…回転角演算部、１２…トルク変動幅／位相演算部、
１３…電流出力補正部、１４…指示電流補正演算部、１５…駆動回路。

Claims

シューをモータ（８）により駆動することで、ドラムとシューとを接触させ、ブレーキ力を発生させるように構成するドラムブレーキの制御装置であって、
ブレーキペダル踏力に応じた指示電流を算出する指示電流演算手段（２、１０）と、
前記ドラムの回転角を検出する回転角検出手段（６、１１）と、
前記ドラムブレーキにおけるブレーキトルクを検出するトルク検出手段（４、１２）と、
前記回転角検出手段によって検出された前記回転角ごとのトルク変動を検出する手段（１２）と、
前記回転角ごとのトルク変動に基づいて、当該回転角に対応する前記指示電流を補正する指示電流補正手段（１４）と、
前記補正された指示電流に基づいて前記モータを駆動するモータ駆動手段（１５）とを備えていることを特徴とするドラムブレーキの制御装置。
前記指示電流の位相を早める位相量の検出を行う電流出力補正手段（６、１３）を備えており、
前記指示電流補正手段は、前記電流出力補正手段が検出した位相量に基づいて、前記指示電流演算手段が算出した指示電流に対して位相を早める補正を行うようになっていることを特徴とする請求項１に記載のドラムブレーキの制御装置。
前記指示電流補正手段は、前記トルク検出手段が前記回転角ごとに検出したブレーキトルクが目標とするブレーキトルクよりも大きい場合には、当該回転角に対応する前記指示電流が小さくなるように補正し、前記回転角ごとに検出したブレーキトルクが前記目標とするブレーキトルクよりも小さい場合には、当該回転角に対応する前記指示電流が大きくなるように補正することを特徴とする請求項１又は２に記載のドラムブレーキの制御装置。