CN105050873A - 车辆的电动制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供电动制动装置,在制动操作量减少的情况下,依次运算刚性值(Gcq),刚性值(Gcq)是摩擦部件的实际按压力(Fba)的变化量(Fbh)与电动马达的实际位置(Mka)的变化量(Mkh)的比率。在刚性值从规定值以上变化到小于上述规定值的时刻,存储该时刻的实际位置作为候补位置(Mkk)。在存储有候补位置的状态下,在刚性值小于上述规定值的状态的持续小于与传递部件的缝隙相当的缝隙相当值的情况下,忘记上述候补位置。另一方面,在刚性值小于上述规定值的状态的持续超过上述缝隙相当值的时刻,将上述存储的候补位置决定为摩擦部件与旋转部件开始接触的基准位置(pzr)。由此,能够提供能够准确地决定摩擦部件(例如,制动块)与旋转部件(例如,制动盘)开始接触的位置即基准位置的电动制动装置。

Description

车辆的电动制动装置
技术领域
本发明涉及车辆的电动制动装置。
背景技术
以准确地求出制动盘(也称为刹车盘)与制动块开始接触的基准位置为目的,在现有技术中记载有以下的内容。
在专利文献1中记载有“在电力驱动制动装置中设置按压传感器的输出的微分电路和将微分值与设定阈值进行比较的电路,将按压传感器输出的微分值成为比设定阈值小的位置设为原点(基准位置)。”。
在专利文献2中记载有“在电动制动中,在对制动块施加的按压力减少时,将按压力的减少梯度(按压力相对于旋转角的变化量的变化量)与设定梯度相比变得平缓的时刻的电动马达的旋转位置作为暂定0点位置。将从暂定0点位置向后退侧与制动块的非复元量对应的量α的位置作为0点位置(基准位置)。”。
在专利文献3中记载有“在制动解除时,使活塞从活塞推力为比0大的规定阈值以下的时刻的活塞位置向制动解除侧返回了规定量的位置设定为制动盘与制动块的接触开始位置(基准位置)。”。
专利文献1:日本特开2000-018294号公报
专利文献2:日本特开2001-225741号公报
专利文献3:日本特开2004-124950号公报
在电气/机械式制动装置(所谓的电动制动器,被称为EMB(Electro-MechanicalBrake:电子机械制动系统))中,电动马达的动力被减速器等动力传递机构传递至摩擦部件(例如,制动块),产生推压旋转部件(例如,制动盘)的力(按压力)。一般而言,基准位置的检测在电动马达反转,制动转矩减少的情况下(即,摩擦部件缓缓地远离旋转部件,摩擦部件按压旋转部件的力减少的情况下)进行。在这里,基准位置是摩擦部件与旋转部件是否接触的边界位置,也被称为接触开始位置、零点位置、或者初始位置。
以下,参照图14,对在电动马达反转,按压力减少的情况下,基准位置、电动马达的位置(旋转角)Mka、以及按压力Fba的关系进行说明。在按压力Fba减少的情况下,由于动力传递机构的机械要素的间隙(减速器的轮齿侧向间隙、联轴节的缝隙等)会导致动力传递中的抵接状态(例如,在采用齿轮减速器的情况下,切换抵接的齿面)发生切换。通过该抵接状态的切换,可能会产生“电动马达的旋转角Mka变化,但按压力Fba不变化”的状态。即,由于机械要素的间隙(缝隙),在整个位移mkm,电动马达的旋转角Mka产生无效位移(无效旋转角)。该无效位移所产生的位置(电动马达的旋转角)根据摩擦部件的摩耗发生变化。并且,根据机械要素的摩耗(缝隙的放大),无效位移的宽度(mkm的大小)也发生变化。并且,尽管通过检测部(传感器)检测按压力Fba,但其检测值中含有误差。例如,检测误差是零点的漂移(偏移),是图14所示的纵轴方向的误差(Fba的零点处值fbd的误差)。
如专利文献1至3所记载的那样,若基于“按压传感器输出的微分值(变化率)(专利文献1)”、“按压力的减少梯度(专利文献2)”、或者“活塞推力为规定阈值以下的时刻的活塞位置(专利文献3)”来决定基准位置,则由于上述无效位移,可能导致在基准位置产生误差。并且,在专利文献3所记载的方法中,按压力检测部(按压力传感器)的零点漂移等也可能影响基准位置的决定精度。
一般地,在基于按压力Fba的变化率(微分值)或者减少梯度(dF/ds)来决定基准位置的情况下,在Fba的值成为恒定的位置mk1,满足变化率或者减少梯度的条件,基于该位置mk1来决定基准位置。其结果,运算出的基准位置和本来的零点位置(基准位置的真值)mk0可能产生偏离。另外,在基于按压力传感器的输出值Fba的阈值来决定的情况下,基于按压力Fba成为规定值以下的时刻的位置来决定基准位置。然而,除了上述无效位移mkm的影响以外,还受到传感器的零点漂移fbd的影响。因此,迫切希望能够补偿无效位移、检测误差等影响的基准位置的决定方法。
发明内容
本发明是为了应对上述问题而完成的,其目的在于提供一种能够准确地决定摩擦部件(例如,制动块)开始与旋转部件(例如,制动盘)接触的位置即基准位置的电动制动装置。
本发明所涉及的车辆的电动制动装置具备:制动操作量获取部(BPA),其获取由驾驶员对车辆的制动操作部件(BP)进行的制动操作量(Bpa);制动部(BRK),其借助传递部件(GSK等)来传递电动马达(MTR)的动力,由此将摩擦部件(MSB)推压固定于上述车辆的车轮(WHL)的旋转部件(KTB),使上述车轮(WHL)产生制动转矩;以及控制部(CTL),其基于上述制动操作量(Bpa)来运算目标通电量(Imt),并基于上述目标通电量(Imt)来控制上述电动马达(MTR)。
该装置的特征在于构成为具备:按压力获取部(FBA),其获取上述摩擦部件(MSB)实际推压上述旋转部件(KTB)的力即实际按压力(Fba);以及位置获取部(MKA),其获取上述电动马达(MTR)的实际位置(Mka),上述控制部(CTL)在上述制动操作量(Bpa)减少的情况下,依次运算上述实际按压力(Fba)的变化量(Fbh)与上述实际位置(Mka)的变化量(Mkh)的比率(Fbh/Mkh)即刚性值(Gcq),在上述刚性值(Gcq)从规定值(gcqx)以上变化到小于上述规定值(gcqx)的时刻(t3、t7),存储该时刻的上述实际位置(mkat3、mkat7)来作为候补位置(Mkk),在存储有上述候补位置(Mkk)的状态下,在上述刚性值(Gcq)小于上述规定值(gcqx)的状态的持续小于与上述传递部件(GSK等)的缝隙相当的缝隙相当值(skh、skt)的情况下,忘记上述候补位置(Mkk、mkat3),在存储有上述候补位置(Mkk)的状态下,在上述刚性值(Gcq)小于上述规定值(gcqx)的状态的持续超过上述缝隙相当值(skh、skt)的时刻(t8),将上述存储的候补位置(Mkk、mkat7)决定为上述摩擦部件(MSB)与上述旋转部件(KTB)开始接触的基准位置(pzr),并基于上述基准位置(pzr)来运算上述目标通电量(Imt)。
根据上述结构,在刚性值(相当于制动部的弹簧常数)从规定值以上变化到小于上述规定值的时刻,不会立即判定基准位置,在该状态(刚性值<规定值)持续超过缝隙相当值(与传递部件的缝隙相当的位移、或者时间),开始决定基准位置。因此,即使存在由减速器等传递部件的缝隙引起的无效位移,也能够准确地决定基准位置(摩擦部件开始与旋转部件接触的位置)。另外,由于将刚性值运算为按压力变化量与位置变化量的比率,所以能够补偿获取部的误差(特别是,按压力获取部的零点漂移)的影响。此外,传递部件的缝隙(间隙)例如起因于齿轮的轮齿侧向间隙、接头的缝隙、轴承的缝隙。并且,这些缝隙可能因老化摩耗而被扩大。因此,能够将上述缝隙相当值作为对包含老化摩耗的动力传递部件的缝隙进行估计所得的值(预先设定的规定值)。
另外,在本发明所涉及的车辆的电动制动装置中,能够构成为在上述刚性值(Gcq)从规定值(gcqx)以上变化到小于上述规定值(gcqx)的时刻(t3、t7),存储该时刻的上述实际按压力(fbat3、fbat7)作为候补力(Fkk),在存储有上述候补力(Fkk)的状态下,在上述刚性值(Gcq)小于上述规定值(gcqx)的状态的持续小于与上述传递部件(GSK等)的缝隙相当的缝隙相当值(skh、skt)的情况下,忘记上述候补力(Fkk、fbat3),在存储有上述候补力(Fkk)的状态下,在上述刚性值(Gcq)小于上述规定值(gcqx)的状态的持续超过上述缝隙相当值(skh、skt)的时刻(t8),将上述存储的候补力(Fkk、fbat7)决定为与上述按压力获取部(FBA)的零点漂移相当的修正按压力(fzr),基于上述修正按压力(fzr)来运算上述目标通电量(Imt)。
一般地,“力”的检测通过测量应变体的变形来进行。在该变形检测中,检测值的漂移会成为课题。根据上述结构,基于上述“决定基准位置的运算处理过程”中的实际按压力,来决定与按压力的零点漂移相当的修正量(修正按压力)。因此,能够可靠地进行按压力获取部的零点漂移的补偿。
另外,该装置的特征在于构成为具备:按压力获取部(FBA),其获取上述摩擦部件(MSB)实际推压上述旋转部件(KTB)的力即实际按压力(Fba);以及位置获取部(MKA),其获取上述电动马达(MTR)的实际位置(Mka),上述控制部(CTL)在上述制动操作量(Bpa)减少的情况下,上述实际位置(Mka)从“作为包含上述实际位置(Mka)减少但上述实际按压力(Fba)不减少的无效位移区间(mkm)的存储区间(mrk)的一个端点的开始位置(pst)”,到“作为上述存储区间(mrk)的另一个端点的结束位置(pfn)”,依次存储有关上述实际位置(Mka)的位置数据组(Mka(t))、以及有关上述实际按压力(Fba)的按压力数据组(Fba(t)),基于上述位置数据组(Mka(t))、以及上述按压力数据组(Fba(t)),来决定上述摩擦部件(MSB)和上述旋转部件(KTB)开始接触的基准位置(pzr),并基于上述基准位置(pzr)来运算上述目标通电量(Imt)。
另外,该装置的特征在于构成为基于上述位置数据组(Mka(t))、以及上述按压力数据组(Fba(t)),来决定与上述按压力获取部(FBA)的零点漂移相当的修正按压力(fzr),并基于上述修正按压力(fzr)来运算上述目标通电量(Imt)。
根据上述结构,在制动操作量减少的情况下,以在电动马达的实际位置(实际旋转角),包含无效位移mkm、零点(基准位置的真值)的方式,来决定上述开始位置以及上述结束位置。而且,在从上述开始位置到上述结束位置的整个期间,依次存储有关电动马达的实际位置的位置数据组、以及有关实际按压力的按压力数据组。在这里,上述位置数据组以及上述按压力数据组在被获取的时刻(即,被存储的时刻),分别建立有对应关系。基于上述位置数据组以及上述按压力数据组,来决定摩擦部件与旋转部件开始接触的基准位置。即,在电动马达反转的情况下,将无效位移区间、包括零点的位置数据以及按压力数据按照时间序列进行存储,基于这些数据在事后进行判定,来决定基准位置以及修正按压力(按压力获取部的零点漂移)。因此,能够抑制由无效位移引起的误差的影响。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的车辆的电动制动装置的整体结构图。
图2是欧式联轴节的示意结构图。
图3是用于对修正运算模块的第一实施方式进行说明的功能框图。
图4是用于对图1所示的合成按压力运算模块进行说明的功能框图。
图5是用于对图4所示的刚性特性运算模块进行说明的功能框图。
图6是用于对图1所示的待机位置控制模块进行说明的功能框图。
图7是用于对修正运算模块的第二实施方式进行说明的功能框图。
图8是用于对作为存储区间的两个端点的开始位置以及结束位置进行说明的图。
图9是用于对修正运算模块的第三实施方式进行说明的功能框图。
图10是用于对修正运算模块的第四实施方式进行说明的功能框图。
图11是用于对第一实施方式的作用/效果进行说明的时序图。
图12是用于对第二实施方式的作用/效果进行说明的时序图。
图13是用于对第三、第四实施方式的作用/效果进行说明的时序图。
图14是用于对由无效位移引起的基准位置决定的误差进行说明的图。
具体实施方式
以下,一边参照附图,一边对本发明的实施方式所涉及的车辆的电动制动装置进行说明。
<本发明的实施方式所涉及的车辆的电动制动装置的整体结构>
如图1所示,在具备该电动制动装置的车辆中,具备制动操作部件BP、加速操作部件AP、电子控制单元ECU、制动部(制动执行器)BRK、按压力获取部(按压力传感器)FBA、位置获取部(旋转角传感器)MKA、以及蓄电池BAT。
制动操作部件(例如,制动踏板)BP是驾驶员为了对车辆进行减速而操作的部件,制动部(制动执行器)BRK基于其操作量对车轮WHL的制动转矩进行调整,使车轮WHL产生制动力。
在制动操作部件BP设置制动操作量获取部BPA。通过制动操作量获取部BPA获取(检测)由驾驶员对制动操作部件BP进行的操作量(制动操作量)Bpa。作为制动操作量获取部BPA,采用检测主缸(未图示)的压力的传感器(压力传感器)、检测制动操作部件BP的操作力以及/或者位移量的传感器(制动踏板踏力传感器、制动踏板行程传感器)。因此,基于主缸压、制动踏板踏力以及制动踏板行程中的至少任一个来运算制动操作量Bpa。制动操作量Bpa被输入至电子控制单元ECU。
加速操作部件(例如,加速踏板)AP是驾驶员为了对车辆进行加速而操作的部件。在加速操作部件AP设置加速操作量获取部(例如,行程传感器、节气门角度传感器)APA。基于加速操作量Apa,也能够控制制动部BRK。基于加速操作部件的操作力以及位移量(例如,加速踏板的行程)中的至少任一个,能够运算加速操作部件的操作量(加速操作量)Apa。另外,作为Apa能够采用发动机的节气门角度。加速操作量Apa被输入至电子控制单元ECU。
此外,通过其他电子控制单元(例如,转向操纵控制的电子控制单元、传力系控制的电子控制单元)来运算或者获取制动操作量Bpa以及加速操作量Apa中的至少一个,且其运算值(信号)能够经由通信总线发送至ECU。
电子控制单元ECU在其内部被编入用于控制制动部BRK的控制部(控制算法)CTL,基于CTL控制BRK。蓄电池(电池)BAT是用于对BRK、ECU等供给电力的电源。
位置获取部(例如,角度传感器)MKA检测BRK的动力源即电动马达MTR的转子(rotor)的实际位置(例如,实际旋转角)Mka。位置获取部MKA被设置于电动马达MTR的内部。实际位置Mka被输入至电子控制单元ECU(特别是,控制部CTL)。
按压力获取部FBA获取(检测)按压部件PSN按摩擦部件MSB的力(按压力)Fba的反作用力(反作用)。具体而言,在按压力获取部FBA中,像应变片那样,基于由在接受到力的情况下所产生的位移(即,形变)引起的电变化(例如,电压变化)来检测按压力Fba。按压力获取部FBA被设置在螺栓部件BLT与制动钳CPR之间。例如,按压力获取部FBA被固定于制动钳CRP,获取按压部件PSN从摩擦部件MSB接受的力,作为按压力Fba。按压力Fba经由模拟数字转换部(AD转换部)ADH输入至电子控制单元ECU(特别是控制部CTL)。FBA的检测信号是模拟值,但被模拟/数字转换部ADH转换为数字值,并被输入至电子控制单元ECU。此时,根据转换部ADH的比特数,来决定按压力Fba的分辨率(最下位比特,LSB:LeastSignificantBit)。
<控制部CTL>
控制部CTL由目标按压力运算模块FBT、指示通电量运算模块IST、修正运算模块HIS、合成按压力运算模块FBX、按压力反馈控制模块IPT、待机位置控制模块ICT、以及通电量调整运算模块IMT构成。此外,在电子控制单元ECU内被编入控制部(控制程序)CTL。
在目标按压力运算模块FBT中,基于制动操作量Bpa、以及预先设定的目标按压力运算特性(运算映射)CHfb,来运算各车轮WHL的目标按压力Fbt。目标按压力Fbt是在电动制动部BRK中,摩擦部件(制动块)MSB按旋转部件(制动盘)KTB的力即按压力的目标值。在Bpa是“0”以上,且小于规定操作量bp0的情况下,Fbt被运算为“0”,在Bpa是规定操作量bp0以上的情况下,Fbt被运算为随着Bpa的增加,单纯增加。规定值bp0相当于制动踏板BP的“游隙”。在这里,“游隙”被设置于操作机构(人机界面)的、操作不会影响实际动作的范围或者缝隙。
在指示通电量运算模块IST中,基于预先设定的指示通电量的运算特性(运算映射)CHs1、CHs2以及目标按压力Fbt,来运算指示通电量Ist。指示通电量Ist是用于驱动电动制动部BRK的电动马达MTR并实现目标按压力Fbt的、针对电动马达MTR的通电量的目标值。Ist的运算映射考虑电动制动部BRK的滞后现象,由2个特性CHs1、CHs2构成。特性CHs1对应增加按压力的情况,特性CHs2对应减少按压力的情况。因此,设定为与特性CHs2相比较,特性CHs1输出相对较大的指示通电量Ist。
在这里,所谓的通电量是用于控制电动马达MTR的输出转矩的状态量(变量)。由于电动马达MTR输出与电流大致成比例的转矩,所以作为通电量的目标值能够使用电动马达MTR的电流目标值。另外,由于若增加针对电动马达MTR的供给电压,则作为结果电流增加,所以作为目标通电量能够使用供给电压值。并且,由于能够根据脉冲宽度调制(PWM:PulseWidthModulation)中的占空比来对供给电压值进行调整,所以能够将该占空比作为通电量来使用。
在修正运算模块HIS中,进行按压力获取部FBA(例如,按压力传感器)以及位置获取部MKA(例如,旋转角传感器)的零点修正。向修正运算模块HIS输入来自FBA的信号(按压力Fba)、以及来自MKA的信号(实际位置Mka),进行零点修正,并输出修正后的实际按压力(修正按压力)Fbc、以及修正后的实际位置(修正位置)Mkc。在这里,所谓的零点,在是按压力获取部FBA的情况下,表示实际未产生按压力(MSB推压KTB的力)的状态下的检测值(获取值),在是位置获取部MKA的情况下,表示在MSB与KTB之间是否产生按压力的界限(即,MSB与KTB是否接触的边界)即基准位置。在这里,将距离FBA的输出值零点的偏差(差距)称作零点漂移。即,FBA的零点漂移是实际未产生按压力的状况下的偏差(距离值“0”的差距)。
在合成按压力运算模块FBX中,基于制动操作量Bpa、电动马达MTR的实际的位置(修正后)Mkc、以及实际产生的按压力(修正后的按压力实际值)Fbc,来运算合成按压力Fbx。具体而言,基于电动马达的转子位置(旋转角)Mkc来运算按压力的推断值Fbe,对由按压力获取部FBA获取的按压力实际值Fbc、以及按压力推断值Fbe分别考虑贡献度(决定影响程度的系数)Ka1、Ke2,来运算合成按压力Fbx。即,合成按压力Fbx相当于基于2个不同的检测信号(Fbc、Mkc)运算的MSB推压KTB的力(按压力)。
基于转子位置Mkc(修正后的Mka)、以及制动部BRK的刚性值Gcp来推断按压力推断值Fbe(Fbe=Mkc×Gcp)。基于制动操作量Bpa来运算关于按压力实际值Fbc(修正后的Fba)的贡献度(第一贡献度)Ka1、以及关于按压力推断值Fbe的贡献度(第二贡献度)Ke2。第一、第二贡献度Ka1、Ke2是合成按压力Fbx的运算中决定Fbc、Fbe的影响程度(贡献的程度)的系数。第一贡献度Ka1随着制动操作量Bpa的增加而增加,第二贡献度Ke2随着Bpa的增加而减少。即,在合成按压力Fbx的运算中,在制动操作量Bpa较小的情况下,基于电动马达的位置Mkc运算的按压力推断值Fbe的影响度比按压力实际值Fbc的影响度大,随着Bpa增加,Fbc的影响度增加,而Fbe的影响度减少。
在按压力反馈控制模块IPT中,基于目标按压力(目标值)Fbt、以及合成按压力Fbx,来运算按压力反馈通电量Ipt。将指示通电量Ist作为与目标按压力Fbt相当的值来运算,但存在由于电动制动部BRK的效率变动而在目标按压力Fbt与按压力Fbx之间产生误差(稳定的误差)的情况。基于目标按压力Fbt与合成按压力Fbx之间的偏差(按压力偏差)ΔFb、以及预先设定的运算特性(运算映射)CHp来运算按压力反馈通电量Ipt,并以减少上述误差的方式来决定。即,基于运算映射CHp,按压力反馈通电量Ipt被运算为随着按压力偏差ΔFb(=Fbt-Fbx)增加而增大。
在待机位置控制模块ICT中,运算用于控制驾驶员未操作或者稍微操作(制动转矩未产生到使车辆减速的程度)制动操作部件BP的情况下的按压部件PSN的位置的目标通电量Ict。将该PSN的位置控制称为待机位置控制。在待机位置控制中,对非制动时的按压部件PSN的位置(即,MTR的位置)进行控制,其结果,摩擦部件MSB与旋转部件KTB的缝隙(即,MSB的拖拽状态)被调整。在待机位置控制模块ICT中,基于制动操作量Bpa、以及加速操作量Apa,来运算用于执行待机位置控制的目标通电量Ict。待机位置控制的目标通电量(待机通电量)Ict被决定为在加速操作量Apa较大的情况下(车辆加速度较大的情况下),按压部件PSN更加远离旋转部件KTB。而且,待机通电量Ict被决定为在加速操作量Apa返回到“0(非操作)”后,随着制动操作部件Bpa的增加,PSN接近KTB。
在通电量调整运算模块IMT中,运算电动马达MTR的最终目标值即目标通电量Imt。对指示通电量Ist、按压力反馈通电量Ipt、以及待机通电量Ict进行调整,运算目标通电量Imt。目标通电量Imt是用于控制电动马达MTR的输出的最终通电量的目标值。基于目标通电量Imt的符号(值的正负)来决定电动马达MTR的旋转方向(按压力增加的正转方向或者按压力减少的反转方向),并基于目标通电量Imt的大小(绝对值)来控制电动马达MTR的输出(旋转动力)。
通电量调整运算模块IMT包含选择运算模块SNT,进行按压力反馈控制(Ist、Ipt)和位置反馈控制(Ict)的选择(切换)。在选择按压力反馈控制的情况(驾驶员请求车辆减速的情况)下,在选择运算模块SNT中,对指示通电量Ist加上按压力反馈通电量Ipt,来运算目标通电量Imt(=Ist+Ipt)。另一方面,在选择位置反馈控制的情况(驾驶员请求车辆减速的情况)下,在SNT中,运算待机通电量Ict作为最终目标通电量Imt(=Ict)。
<电动制动部BRK>
在本发明的实施方式所涉及的电动制动装置中,通过电动马达MTR进行车辆的车轮WHL的制动转矩的产生以及调整。电动制动部(制动执行器)BRK由制动钳(例如,浮动型制动钳)CPR、旋转部件(例如,制动盘)KTB、摩擦部件(例如,制动块)MSB、电动马达MTR、驱动部(用于驱动MTR的电气电路)DRV、接头部件(例如,欧式联轴节)OLD、减速器GSK、旋转/直动转换器(例如,丝杠部件)NJB、按压力获取部FBA、位置获取部MKA、以及通电量获取部IMA构成。
制动部BRK与公知的制动装置相同,具备公知的制动钳CPR、以及摩擦部件MSB。摩擦部件MSB通过被公知的旋转部件KTB推压而产生摩擦力,对车轮WHL施加制动转矩,而产生制动力。
制动钳CPR是浮动型制动钳,构成为经由2个摩擦部件(制动块)MSB,夹住旋转部件(制动盘)KTB。按压部件PSN在制动钳CPR内滑动,朝向旋转部件KTB前进或者后退。按压部件(液压制动缸活塞)PSN使旋转部件KTB推压摩擦部件MSB而产生摩擦力。
摩擦部件(例如,带背板的制动块)MSB在发生了摩耗的情况下能够交换。因此,MSB和PSN并未进行固定(并未作为一体而接合)。即,为摩擦部件(带背板的制动块)MSB和按压部件(活塞)PSN分离的构造。在增加制动转矩的情况下,通过按压部件PSN按摩擦部件MSB的背板部,MSB朝向旋转部件(制动盘)KTB前进。在减少制动转矩的情况下,通过由于BRK整体的刚性(CPR的刚性以及MSB的刚性)而产生的反作用力,MSB向远离KTB的方向后退。
作为电动马达MTR,采用有刷马达或者无刷马达。在电动马达MTR的旋转方向,正转方向相当于按压部件PSN接近旋转部件KTB的方向(按压力增加,制动转矩增加的方向),反转方向相当于按压部件PSN远离旋转部件KTB的方向(按压力减少,制动转矩减少的方向)。电动马达MTR的输出基于由控制部CTL运算的目标通电量Imt来决定。具体而言,在目标通电量Imt的符号为正(+:正数)的情况(Imt>0)下,电动马达MTR被向正转方向驱动,在Imt的符号为负(-:负数)的情况(Imt<0)下,电动马达MTR被向反转方向驱动。另外,基于目标通电量Imt的大小(绝对值)来决定电动马达MTR的旋转动力。即,目标通电量Imt的绝对值越大电动马达MTR的输出转矩越大,目标通电量Imt的绝对值越小输出转矩越小。
通过驱动部(是用于驱动电动马达MTR的电气电路,驱动电路)DRV,基于目标通电量(目标值)Imt控制针对电动马达MTR的通电量(最终的电流值)。具体而言,在驱动部DRV构成使用了多个开关元件(是功率晶体管,例如,MOS-FET、IGBT)的电桥电路。基于电动马达的目标通电量Imt,来驱动这些元件,控制电动马达MTR的输出。具体而言,根据切换开关元件的通电/非通电的状态,来对电动马达MTR的旋转方向和输出转矩进行调整。
电动马达MTR的输出(旋转动力)按照接头部件OLD、减速器GSK、旋转/直动转换器(丝杠部件)NJB的顺序,传递至按压部件PSN。而且,使按压部件(液压制动缸活塞)PSN朝向旋转部件(制动盘)KTB前进/后退。由此,对摩擦部件(制动块)MSB按旋转部件KTB的力(按压力)进行调整。由于旋转部件KTB被固定于车轮WHL,所以在摩擦部件MSB与旋转部件KTB之间产生摩擦力,从而车轮WHL产生制动力。
接头部件OLD是用于吸收电动马达MTR的旋转轴(以下,称为马达轴。)与减速器GSK的旋转轴(输入轴)之间的偏心(轴向差距)的联轴节,例如,采用欧式联轴节。在欧式联轴节中,通过盘的突起(键)与滑块的槽(键槽)的嵌合滑动,来吸收轴心不同的2个轴(马达轴、输入轴)的偏心,传递旋转动力(旋转运动)。
减速器GSK在电动马达MTR的动力中,减小其旋转速度,并输出至旋转/直动转换器NJB(具体而言,是螺栓部件BLT)。即,电动马达MTR的旋转输出(转矩)与减速器GSK的减速比对应地增加,得到螺栓部件BLT的旋转力(转矩)。例如,减速器GSK由小径齿轮SKH、以及大径齿轮DKH构成。另外,作为减速器GSK,不仅采用齿轮传递机构,还能够采用皮带、链等卷绕传递机构、或者摩擦传递机构。
旋转/直动转换器NJB是进给丝杠,由螺栓部件BLT以及螺母部件NUT构成。螺栓部件BLT被固定于减速器GSK的输出轴(例如,大径齿轮DKH的旋转轴)。而且,螺栓部件BLT的旋转动力经由螺母部件NUT,转换为直线动力(推力),并传递至按压部件PSN。
在丝杠部件NJB由梯形丝杠(通过“滑动”进行动力传递的滑动丝杠)构成的情况下,在螺母部件NUT设置内螺纹(内侧螺纹),在螺栓部件BLT设置外螺纹(外侧螺纹)。而且,螺母部件NUT的内螺纹与螺栓部件BLT的外螺纹螺合。从减速器GSK传递出的旋转动力(转矩)经由丝杠部件NJB(相互螺合的外螺纹和内螺纹),传递为按压部件PSN的直线动力(推力)。
丝杠部件NJB能够代替滑动丝杠,采用通过“转动”来进行动力传递的转动丝杠(滚珠丝杠等)。在该情况下,对螺母部件NUT以及螺栓部件BLT设置螺纹槽(滚道沟),通过滚珠(钢球)与螺纹槽嵌合,作为旋转/直动转换机构工作。
电动马达的驱动电路DRV具备检测实际通电量(例如,实际流过电动马达的电流)Ima的通电量获取部(例如,电流传感器)IMA。另外,电动马达MTR具备检测转子(旋转件)的实际位置(例如,旋转角)Mka的位置检测获取部(例如,角度传感器)MKA。并且,为了获取(检测)摩擦部件MSB实际按旋转部件KTB的力(实际按压力)Fba,具备按压力获取部(例如,按压力传感器)FBA。按压力获取部FBA被固定于制动钳CRP,作为按压力Fba获取按压部件PSN从摩擦部件MSB接受的力。
在上述结构中,按压力获取部FBA直接获取(检测)按压力Fba。由于制动部BRK的参数(例如,GSK的齿数比、NJB的螺距等)是已知的,所以FBA能够获取存在于从电动马达MTR到摩擦部件MSB的动力传递路径内的可动部件的“与力相关的状态量”来作为按压力实际值(实际按压力)Fba。具体而言,上述“与力相关的状态量”是电动马达MTR的输出转矩、GSK的输出转矩、NJB的推力、PSN的推力、以及MSB的按压力中的至少一个,能够基于该状态量(单个或者多个状态量)以及BRK的参数,间接地获取(运算)按压力实际值Fba。
同样地,由于制动部BRK的参数是已知的,所以位置获取部MKA能够获取存在于从电动马达MTR到摩擦部件MSB的动力传递路径内的可动部件的“与位置相关的状态量”来作为位置(实际位置)Mka。具体而言,上述“与位置相关的状态量”是电动马达MTR的位置、GSK的位置、NJB的位置、PSN的位置、以及MSB的位置中的至少一个,能够基于该状态量(单个或者多个状态量)以及BRK的参数(GSK的齿数比、NJB的螺距等),间接地获取(运算)位置Mka。即,MKA除了直接地获取电动马达的位置Mka以外,也能够间接地求得。
作为电动制动部BRK,例示了所谓的盘型制动装置(盘式制动器)的结构,但BRK也可以是鼓型制动装置(鼓式制动器)。在是鼓式制动器的情况下,摩擦部件MSB是制动蹄片,旋转部件KTB是制动鼓。同样地,通过电动马达MTR控制制动蹄片按制动鼓的力(按压力)。作为电动马达MTR示出通过旋转运动产生转矩的马达,但也可以是通过直线运动产生力的直线马达。
在上述结构的制动部BRK中,在按压力减少时,存在产生虽然电动马达的位置变化但按压力未减少的状态的区间(无效位移区间)。该无效位移是由从电动马达MTR到按压力获取部FBA的动力传递部件(接头部件OLD、减速器GSK等)的缝隙(间隙)引起的。具体而言,由于动力传递部件中的缝隙,导致接受按压力的反作用的部位(受压面)发生切换而产生。在接头部件(欧式联轴节)中,在键(凸部)与键槽(凹部)之间存在缝隙,在减速器(减速齿轮)中,存在轮齿侧向间隙(Backlash)。在接受按压力的反作用的情况下,一个面(欧式联轴节的键与键槽的面、减速齿轮的齿面)抵接,在电动马达MTR的摩擦损失(转矩损失)相抵消的情况下,与一个面相反侧的另一个面(与一个抵接面不同的面)抵接。与该抵接面所切换的缝隙对应的电动马达的位移(位置的变化)相当于无效位移。
<欧式联轴节OLD>
接下来,参照图2,对欧式联轴节OLD中的缝隙进行详细说明。欧式联轴节OLD是通过盘的突起(键)与滑块的槽(键槽)的嵌合滑动,来传递旋转动力的接头。欧式联轴节OLD由输入制动盘HBM、滑块(中间制动盘)SLD、以及输出制动盘HBI构成。而且,通过制动盘HBM、HBI的突起沿着滑块SLD的槽滑动,吸收轴心不同的2个轴(马达轴、输入轴)的偏心,再传递旋转动力(旋转运动)。
如图2(a)所示,将输入制动盘HBM固定于电动马达MTR的输出轴(马达轴)。在输入制动盘HBM的固定马达轴的面的相反侧的面设置有键(突起)。为了与输入制动盘HBM的键啮合,在滑块SLD设置键槽(凹陷)。在滑块SLD的设置键槽的相反侧的面,与键槽相垂直地设置其它键槽。为了与滑块SLD的键槽(凹陷)啮合,在输出制动盘HBI设置键(突起),通过具有键的面的背侧面固定于减速器GSK(小径齿轮SKH)的轴(输入轴)。即,以输入制动盘HBM的突起与输出制动盘HBI的突起相垂直的方式,啮合HBM、SLD以及HBI。在欧式联轴节OLD中,HBM以及HBI的键沿着滑块SLD的键槽滑动从而吸收电动马达MTR的输出轴(马达轴)与减速器的输入轴之间的偏心。
若使欧式联轴节OLD负荷相对较大的转矩,则可能产生HBM以及HBI的键、SLD的键槽变形或者磨耗,轮齿侧向间隙(运动方向上的机械要素间的接触面的缝隙)增大的情况。图2(b)是输入制动盘HBM与滑块SLD的嵌合部的剖视图。在未产生摩耗等的情况下,键以及键槽具有稍微的缝隙而嵌合。但是,若因摩耗等缝隙增大,则在欧式联轴节OLD的旋转方向,会产生即使马达输出轴旋转,GSK的输入轴也不旋转的无效位移(无效旋转角)。欧式联轴节OLD中的无效位移成为产生按压力(即,制动转矩)减少的情况下“即使Mka减少Fba也未减少”的状态的一个原因(另一原因是GSK的轮齿侧向间隙)。
<修正运算模块HSI的第一实施方式>
接下来,参照图3的功能框图,对修正运算模块HSI的第一实施方式进行说明。在修正运算模块HIS中,进行位置获取部MKA(例如,旋转角传感器)以及按压力获取部FBA(例如,按压力传感器)的零点的修正。位置获取部MKA的零点是在MSB与KTB之间是否产生按压力的界限(即,MSB与KTB是否接触的边界)即基准位置。另外,按压力获取部FBA的零点是表示实际并未产生按压力(MSB推压KTB的力)的状态的值。在这里,将距离FBA零点的偏差(差距、偏移)称作零点漂移。
修正运算模块HIS由位置变化量运算模块MKH、按压力变化量运算模块FBH、第一刚性值运算模块GCQ、候补位置/候补力运算模块MFK、基准位置运算模块PZR、位置修正运算模块MKC、修正按压力运算模块FZR、以及按压力修正运算模块FBC构成。
在位置变化量运算模块MKH中,基于电动马达的实际位置Mka,来运算位置变化量Mkh。具体而言,存储Mka的过去值(过去运算周期中的值)mka[k],与Mka的当前值(本次运算周期中的值)mka[g]相比较,运算其偏差作为位置变化量Mkh。即,根据Mkh=mka[k]-mka[g],来运算位置变化量Mkh。在这里,过去值mka[k]在运算周期中,相对于当前(本次)是1个周期或者多个周期前的运算值,是比当前值(本次值)mka[g]提前规定时间(规定值)th0的运算值。即,在运算周期中,从过去值mka[k]到当前值mka[g],经过规定周期(固定值)。
在按压力变化量运算模块FBH中,基于按压力实际值Fba来运算按压力变化量Fbh。具体而言,在各运算周期中,对与Mka的过去值mka[k]对应的Fba的过去值fba[k]和与Mka的当前值mka[g]对应的Fba的当前值fba[g]进行比较,运算其偏差作为按压力变化量Fbh。即,根据Fbh=fba[k]-fba[g],运算按压力变化量Fbh。mka[k]和fba[k]是同一运算周期中的值,mka[g]和fba[g]是同一运算周期中的值。
在第一刚性值运算模块GCQ中,基于位置变化量Mkh、以及按压力变化量Fbh来运算第一刚性值(相当于实际的刚性值)Gcq。具体而言,运算按压力相对于位置变化量Mkh的变化量Fbh来作为第一刚性值Gcq(=Fbh/Mkh)。刚性值(实际值)Gcq是与制动钳CPR以及摩擦部件MSB的串联弹簧的弹簧常数相当的值。因此,按压力变化量(例如,按压力的时间变化量)Fbh除以位置变化量(例如,位置的时间变化量)Mkh,来运算第一刚性值Gcq。
在候补位置/候补力运算模块MFK中,在电动马达MTR反转的(即,Bpa减少的)情况下,基于实际位置Mka、实际按压力Fba以及第一刚性值Gcq,运算成为电动马达的位置(旋转角)基准的位置(基准位置)的候补(候补位置)Mkk、以及用于对按压力进行修正的候补(候补力)Fkk。具体而言,分别存储从第一刚性值Gcq为规定值gcqx以上的状态(1个运算周期前的状态)迁移到小于gcqx的状态的时刻(本次的运算周期)的Mka以及Fba,来作为候补位置Mkk以及候补力Fkk。即,在Gcq的运算周期中,在前一次值(前一个运算周期中的运算值)gcq[g-1]是gcqx以上,本次值(当前的运算周期中的运算值)gcq[g]小于gcqx的情况下,运算电动马达位置的本次值mka[g]作为候补位置Mkk,运算按压力的本次值fba[g]作为候补力Fkk,并存储。因此,存储与候补位置Mkk对应的按压力,来作为候补力Fkk。
在基准位置运算模块PZR中,基于实际位置Mka、第一刚性值Gcq以及候补位置Mkk来决定基准位置pzr。具体而言,在基准位置运算模块PZR中,从决定出候补位置Mkk的时刻开始,监视第一刚性值Gcq是否小于规定值gcqx(Gcq<gcqx)。在“Gcq<gcqx”的状态在Mka中,持续了超过与动力传递部件GSK等的缝隙相当的位移(缝隙相当值)skh的时刻(即,在相应的运算周期中),将候补位置Mkk决定为基准位置pzr。但是,在“Gcq<gcqx”的状态未能持续超过缝隙相当值(位移)skh的情况下,在Gcq为gcqx以上的时刻,忘记(复位)Mkk。
在基准位置运算模块PZR中,在根据候补位置Mkk,重新更新基准位置pzr之前,将前一次制动时的值设定为基准位置pzr。在这里,缝隙相当值skh是与BRK的动力传递路径中的机械式缝隙相当的值,是作为设计值预先设定的阈值。
在位置修正运算模块MKC中,根据基准位置pzr对由MKA获取的Mka进行修正,并运算修正后的电动马达位置(修正位置)Mkc。将设定为基准位置pzr的时刻的Mka作为零点,来运算修正位置Mkc。换言之,在修正后的位置Mkc,将作为在MSB与KTB之间是否产生按压力的界限的基准位置pzr作为位置获取部(旋转角传感器)MKA的零点位置。
在修正按压力运算模块FZR中,基于实际位置Mka、第一刚性值Gcq以及候补力Fkk来运算与由FBA获取到的Fba的零点漂移相当的修正按压力fzr。与基准位置pzr的决定方法相同,存储从第一刚性值Gcq是规定值gcqx以上的状态(1个运算周期前的状态)迁移到小于gcqx的状态的时刻(本次的运算周期)的实际按压力Fba来作为候补力(修正按压力的候补)Fkk,在“Gcq<gcqx”的状态在Mka中持续了超过缝隙相当值skh的时刻,采用候补力Fkk来作为修正按压力fzr。因此,同时(在相同的运算周期)决定基准位置pzr以及修正按压力fzr。因此,将与基准位置pzr对应的按压力决定为修正按压力fzr。在“Gcq<gcqx”的状态未能持续超过缝隙相当值skh的情况下,在Gcq成为gcqx以上的时刻,暂时忘记(复位)修正候补力Fkk。
在按压力修正运算模块FBC中,基于修正按压力fzr来对实际按压力Fba进行修正,运算修正后的按压力(修正按压力)Fbc。由于修正按压力fzr与按压力获取部FBA的零点漂移相当,所以通过从实际按压力Fba中减去修正按压力fzr来进行误差补偿,运算修正按压力Fbc。
在Mka与Fba之间,存在在各个检测信号中产生相位差的情况。因此,在修正运算模块HIS中,只有在Mka的变化速度(电动马达的速度)dMka是规定速度(规定值)dmk1以下的情况下,才能够执行修正运算处理。即,限定于Bpa的操作速度dBpa缓慢的情况下(小于规定值dbp1的情况下),才能够决定基准位置pzr以及修正按压力fzr。
在电动马达MTR反转,Fba减少的情况下,能够在接近基准位置pzr的规定区域内,对MTR设置速度限制(限制值dmk2)。或者,MTR能够以预先设定的恒定的速度dmk3朝向零点返回。即,即使在Bpa突然返回的情况下,随着PSN接近基准位置pzr,也能够限制其速度。其结果,能够对上述相位差的影响进行补偿。
另外,由于在时间与电动马达的位移之间存在相互关系(在电动马达的速度恒定的情况下,成比例关系),所以作为缝隙相当值,能够代替位移的阈值skh,采用时间的阈值skt。即,根据与缝隙相当值相关的条件,判定“Gcq<gcqx”的状态是否持续并超过时间skt。
在刚性值Gcq(相当于BRK的弹簧常数)成为小于规定值gcqx的时刻,不立即判定基准位置pzr,而是该状态(Gcq<gcqx的状态)持续超过缝隙相当值skh、skt,开始决定基准位置pzr。因此,即使存在由减速器等动力传递部件的缝隙引起的无效位移,也能够准确地决定基准位置pzr。另外,由于刚性值(实际值)Gcq被运算为按压力变化量Fbh与位置变化量Mkh的比率,所以能够对获取部(传感器)的误差(特别是,是FBA的零点漂移)的影响进行补偿。此外,动力传递部件的缝隙(间隙)例如是由齿轮的轮齿侧向间隙、接头的缝隙、轴承的缝隙而引起的。并且,这些缝隙可能因老化摩耗而被放大。因此,能够将缝隙相当值skh、skt作为包含老化摩耗的对动力传递部件的缝隙进行估计所得的值(预先设定的规定值)。
“力”的检测通过测量应变体的变形(在接受力的情况下产生的位移)来进行。在该变形检测中,检测值的漂移(偏移)会成为课题。存储候补位置Mkk中的实际按压力Fba,满足缝隙相当值的条件,基于决定基准位置pzr的时刻的实际按压力Fba,来决定零点漂移值fzr。因此,能够可靠地进行FBA的零点漂移的补偿。
<合成按压力运算模块FBX>
接下来,一边参照图4,一边对合成按压力运算模块FBX的实施方式进行说明。合成按压力运算模块FBX由第一贡献度运算模块KA1、第二贡献度运算模块KE2、以及第二刚性值运算模块GCP构成。
在第一贡献度运算模块KA1中,基于制动操作量Bpa来运算第一贡献度Ka1。第一贡献度Ka1是合成按压力Fbx的运算中决定按压力实际值(修正后的实际按压力)Fbc的影响程度的系数。基于制动操作量Bpa以及运算特性(运算映射)CHka来运算第一贡献度Ka1。在Bpa小于规定值ba1的情况下,将Ka1运算为“0”,在Bpa是规定值ba1以上,并且小于规定值ba2(>ba1)的情况下,Ka1随着Bpa的增加从“0”增加(单纯增加)到“1”。在Bpa是规定值ba2以上的情况下,将Ka1运算为“1”。在这里,在Ka1=0的情况下,在Fbx的运算中,不使用Fbc。
在第二贡献度运算模块KE2中,基于制动操作量Bpa,来运算第二贡献度Ke2。第二贡献度Ke2是合成按压力Fbx的运算中决定按压力推断值(推断按压力)Fbe(基于Mkc推断的按压力)的影响程度的系数。基于制动操作量Bpa以及运算特性(运算映射)CHke来运算第二贡献度Ke2。在Bpa小于规定值be1的情况下,将Ke2运算为“1”,在Bpa是规定值be1以上,并且小于规定值be2(>be1)的情况下,Ke2随着Bpa的增加从“1”减少(单纯减少)到“0”。在Bpa是规定值be2以上的情况下,将Ke2运算为“0”。在这里,在Ke2=0的情况下,在Fbx的运算中,不使用Fbe。
在第二刚性值运算模块GCP中,基于制动操作量Bpa来运算第二刚性值Gcp。第二刚性值Gcp相当于制动部整体的刚性(弹簧常数)。即,Gcp表示作为制动钳CPR以及摩擦部件MSB的串联弹簧的弹簧常数。基于制动操作量Bpa以及刚性特性(运算映射)CHgc来运算刚性值(推断值)Gcp。在这里,CHgc是用于基于Bpa来推断刚性值Gcp的特性。在Bpa小于规定值bg1的情况下,将Gcp运算为规定值gc1,在Bpa是规定值bg1以上,并且小于规定值bg2(>bg1)的情况下,Gcp随着Bpa的增加从规定值gc1增加(单纯增加)到规定值gc2(>gc1)。在Bpa是规定值bg2以上的情况下,将Gcp运算为规定值gc2。
基于第二刚性值Gcp以及电动马达MTR的实际位置(修正后)Mkc,来运算按压力推断值Fbe。按压力推断值Fbe是根据Mkc推断的按压力。具体而言,对表示制动部整体的弹簧常数的第二刚性值Gcp乘以电动马达MTR的实际的位置(旋转角)Mkc,来运算按压力推断值Fbe。
基于按压力实际值(修正后的实际按压力)Fbc以及第一贡献度Ka1来运算合成按压力Fbx中作为Fbc分量的实际值分量Fbxa。Fbxa是根据Ka1考虑了其影响程度的按压力实际值Fbc的分量。具体而言,由按压力实际值Fbc乘以系数Ka1来决定(即,Fbxa=Ka1×Fbc)。基于按压力推断值(基于Mkc推断的按压力)Fbe以及第二贡献度Ke2,来运算合成按压力Fbx中作为Fbe分量的推断值分量Fbxe。Fbxe是根据Ke2考虑其影响程度的按压力推断值Fbe的分量。具体而言,由按压力推断值Fbe乘以系数Ke2来决定(即,Fbxe=Ke2×Fbe=Ke2×Gcp×Mkc)。而且,对基于按压力实际值的分量(实际值分量)Fbxa以及基于按压力推断值的分量(推断值分量)Fbxe相加,来运算合成按压力Fbx(即,Fbx=Fbxa+Fbxe=Ka1×Fbc+Ke2×Fbe)。因此,合成按压力Fbx是根据Bpa的大小进一步考虑了Fbc以及Fbe的影响程度的按压力。
通过检测“形变(作用了力的情况下的变形)”的元件(形变检测元件)来检测实际按压力(修正前)Fba。一般而言,从形变检测元件发送模拟信号,对其进行模拟数字转换(AD转换),并被读入电子控制单元ECU。由于修正前的实际按压力Fba经由模拟数字转换部ADH输入至ECU,所以按压力检测的分辨率(分辨能力)取决于AD转换的性能(分辨率)。另一方面,电动马达的实际位置(旋转角)作为来自霍尔IC或者解析器的数字信号被读入ECU。并且,电动马达的输出被GSK等减速并转换为按压力。因此,与由按压力获取部FBA获取的按压力实际值Fba相比,根据由位置获取部MKA获取的电动马达的位置Mka运算的按压力推断值Fbe这一方的按压力的分辨率(解析度)较高。另一方面,基于BRK的刚性(弹簧常数)Gcp运算按压力推断值Fbe。由于第二刚性值Gcp因摩擦部件MSB的磨耗状态而发生变动,所以按压力实际值Fba的可靠性比按压力推断值Fbe高(距离真值的误差小)。
另外,按压力Fba相对于电动马达的位置Mka的特性(即,制动装置整体的弹簧常数的变化)是非线形的,具有“向下凸”的形状(参照图8)。因此,由于在按压力Fba较大的区域,按压力Fba的检测灵敏度(按压力相对于位移的变化量)充分高,所以按压力实际值Fba能够利用于按压力反馈控制。但是,由于在按压力较小的区域,按压力实际值Fba的检测灵敏度较低,所以优选除了(或者,代替)按压力实际值Fba以外,按压力反馈控制还采用按压力推断值Fbe。
由以上知识可知,在制动操作量Bpa较小的情况下,将第一贡献度Ka1运算为相对较小的值,并且将第二贡献度Ke2运算为相对较大的值。其结果,在需要微小的制动转矩调整的按压力较小的区域(即,制动操作量较小,且制动转矩较小的区域),所产生的按压力检测的分辨率(最下位比特,LSB:LeastSignificantBit)被提高,而能够执行精密的按压力反馈控制。而且,在制动操作量Bpa较大的情况下,将Ka1运算为相对较大的值,并且将Ke2运算为相对较小的值,根据Mkc(即,Mka)推断出的按压力推断值Fbe的影响程度减少,实际检测出的按压力实际值Fbc(即,Fba)的影响程度增加。其结果,在需要车辆减速度相对于制动操作量Bpa的关系恒定的按压力较大的区域(即,制动操作量较大,且制动转矩较大的区域),能够执行信赖度较高的(即,基于距离真值的误差较小的按压力的)按压力反馈控制。
并且,在制动操作量Bpa比规定操作量(规定值)ba1小的情况下,能够将第一贡献度Ka1设定为“0(零)”。另外,在制动操作量Bpa比规定操作量(规定值)be2(>ba1)大的情况下,能够将第二贡献度Ke2设定为“0(零)”。如上述那样,能够提高Bpa较小的(制动转矩较小的)区域的按压力反馈控制的分辨率,并且提高Bpa较大的(制动转矩较大的)区域的按压力反馈控制的可靠性。
在第一、第二贡献度Ka1、Ke2的运算特性CHka、CHke中,代替制动操作量Bpa(X轴的变量),使用目标按压力Fbt、按压力实际值Fba、以及实际位置Mka中的至少一个(即,与制动操作量相当的值)。这起因于Fbt基于Bpa运算,控制结果是Fba(Fbc)、Mka(Mkc)。
在运算特性CHka、CHke中,能够设定为规定值ba1和be1相等,并且,规定值ba2和be2相等。此时,能够省略第一贡献度运算模块KA1以及第二贡献度运算模块KE2中的任意一方。在省略第一贡献度运算模块KA1的情况下,使用第二贡献度Ke2,基于Fbx=(1-Ke2)×Fbc+Ke2×Fbe来运算合成按压力Fbx。另外,在省略第二贡献度运算模块KE2的情况下,使用第一贡献度Ka1,基于Fbx=Ka1×Fbc+(1-Ka1)×Fbe来运算合成按压力Fbx。此外,基于刚性值Gcp以及电动马达的位置Mkc来运算按压力推断值Fbe(即,Fbe=Gcp×Mkc)。
并且,在第一、第二贡献度Ka1、Ke2的运算特性中,能够独立地设定Bpa增加的情况下(在KA1、KE2中用实线表示)的特性CHka、CHke和Bpa减少的情况下(在KA1、KE2中用虚线表示)的特性CHkb、CHkf。在第一贡献度Ka1的运算特性中,能够设定为Bpa增加的情况下的运算特性CHka比Bpa减少的情况下的运算特性CHkb大。另外,在第二贡献度Ke2的运算特性中,能够设定为Bpa增加的情况下的运算特性CHke比Bpa减少的情况下的运算特性CHkf小。
在第一贡献度运算模块KA1中,独立地设定Bpa增加的情况下的运算特性CHka以及Bpa减少的情况下的运算特性CHkb,CHkb与CHka相比为相对较小的特性。在CHka中,在Bpa是“0”以上,且小于规定值ba1的情况下将Ka1设定为“0”,在Bpa是规定值ba1以上,且小于规定值ba2(比ba1大的值)的情况下将Ka1设定为随着Bpa的增加而单纯增加,在Bpa是规定值ba2以上的情况下将Ka1设定为“1”。在CHkb中,在Bpa是规定值ba2以上时将Ka1设定为“1”,在Bpa是规定值ba3以上,且小于规定值ba2的情况下将Ka1设定为随着Bpa的减少而单纯减少,在Bpa是“0”以上,且小于规定值ba3的情况下将Ka1设定为“0”。在这里,规定值ba3是比规定值ba1大,并且,比规定值ba2小的值。例如,在Bpa比ba1大,且比ba3小的区域,在Bpa增加时将Ka1运算为比“0”大的值,在Bpa减少时将Ka1运算为“0”。
同样地,在第二贡献度运算模块KE2中,独立地设定Bpa增加的情况下的运算特性CHke以及Bpa减少的情况下的运算特性CHkf,CHkf与CHke相比为相对较大的特性。在CHke中,在Bpa是“0”以上,且小于规定值be1的情况下将Ke2设定为“1”,在Bpa是规定值be1以上,且小于规定值be2(比be1大的值)的情况下将Ke2设定为随着Bpa的增加单纯减少,在Bpa是规定值be2以上的情况下将Ke2设定为“0”。在CHkf中,在Bpa是规定值be2以上时将Ke2设定为“0”,在Bpa是规定值be3以上,且小于规定值be2的情况下将Ke2设定为随着Bpa的减少单纯增加,在Bpa是“0”以上,且小于规定值be3的情况下将Ke2设定为“1”。在这里,规定值be3是比规定值be1大,并且,是比规定值be2小的值。例如,在Bpa比be1大,且比be3小的区域,在Bpa增加时将Ke2运算为比“1”小的值,在Bpa减少时将Ke2运算为“1”。
在第一、第二贡献度运算模块KA1、KE2中,将规定值ba3、be3设定为比与电动马达等的摩擦损失相当的值fbm大的值。另外,能够将规定值ba1、be1设定为比值fbm小的值。由于值ba3、be3被设定为比摩擦损失相当值fbm大的值,所以在Bpa减少的情况下,在Bpa达到fbm之前,在Fbx的运算中不使用Fba。因此,仅基于Fbe来运算Fbx。其结果,能够防止由无效位移引起的通电量的变动。并且,由于在Bpa增加的情况下,不产生无效位移的影响,所以能够与摩擦损失相当值fbm无关地对值ba1、be1进行设定,所以能够确保Bpa较小的区域的按压力分辨率。此外,能够将值fbm作为与按压力同一物理量来运算,基于制动部的参数(减速比、螺距等),转换为与Bpa的相当值相同的物理量,来决定ba3、be3。
并且,基于制动操作量Bpa减少的情况下的特性(Mkc与Fbc的关系)来运算与电动马达的摩擦损失相当的值fbm,且能够设为可变。而且,能够基于运算(学习)的值fbm来决定值ba3、be3。具体而言,在制动操作量Bpa减少的情况下,存储电动马达的位置Mkc以及按压力实际值Fbc的时间序列数据。基于所存储的时间序列数据,不管Mkc是否变化(减少),都提取Fbc未变化(减少)的区域,基于该区域的Fbc来运算值fbm。而且,能够在值fbm上加上规定值fbo(正号的值),来运算值ba3、be3。电动马达等的摩擦损失因老化变化而发生变动,但由于在由驾驶员进行的制动操作时,学习与该摩擦损失相当的值fbm,所以能够执行适当的按压力反馈控制。
在第一、第二贡献度Ka1、Ke2的运算特性CHka、CHkb、CHke、CHkf中,代替制动操作量Bpa(X轴的变量),使用目标按压力Fbt、按压力实际值Fbc以及实际位置Mkc中的至少一个(即,与制动操作量相当的值)。这是因为Fbt基于Bpa运算,并且控制结果是Fbc、Mkc。另外,能够将规定值be3设定为与规定值ba3相等。
在运算特性CHka、CHkb、CHke、CHkf中,能够设定为规定值ba1与be1相等,规定值ba2与be2相等,并且,规定值ba3与be3相等。此时,能够省略第一贡献度运算模块KA1以及第二贡献度运算模块KE2中的任意一方。在省略第一贡献度运算模块KA1的情况下,使用第二贡献度Ke2,基于Fbx=(1-Ke2)×Fbc+Ke2×Fbe来运算合成按压力Fbx。另外,在省略第二贡献度运算模块KE2的情况下,使用第一贡献度Ka1,基于Fbx=Ka1×Fbc+(1-Ka1)×Fbe来运算合成按压力Fbx。此外,基于刚性值Gcp以及电动马达的位置Mkc来运算按压力推断值Fbe(即,Fbe=Gcp×Mkc)。
在第一贡献度运算模块KA1、第二贡献度运算模块KE2以及第二刚性值运算模块GCP中,能够代替制动操作量Bpa,将目标按压力Fbt、按压力实际值Fbc以及实际位置Mkc中的至少一个作为与制动操作量相当的值来使用。
<第二刚性特性运算模块CHGC>
在第二刚性值运算模块GCP设置刚性特性存储处理模块CHGC,能够进行刚性运算特性CHgc的学习。图5是刚性特性存储处理模块CHGC的功能框图。刚性运算特性CHgc是用于基于电动马达的位置Mkc来运算(推断)第二刚性值Gcp的运算映射(参照图4)。
在刚性特性存储处理模块CHGC中,基于根据制动操作量Bpa、以及第一刚性值运算模块GCQ运算的第一刚性值(实际值)Gcq,来连续地存储Gcq相对于Bpa的特性。即,与制动操作量Bpa建立对应关系地依次存储第一刚性值Gcq,所存储的特性被作为刚性运算特性CHgc来输出。而且,基于CHgc运算第二刚性值(推断值)Gcp。换言之,存储实际的刚性值(实刚性值)Gcq形成特性CHgc,并基于CHgc推断刚性值Gcp。
在刚性特性存储处理模块CHGC中,每当驾驶员进行制动操作时都能够执行刚性运算特性CHgc的学习(存储)。此时,能够在制动操作量Bpa的时间变化量dBpa是规定值dbpx以上的情况下,不存储特性CHgc,在dBpa小于规定值dbpx的情况下,学习CHgc。这因为在紧急制动时(dBpa较大的情况下),Bpa与Mka(Mkc)、Fba(Fbc)的相位差(即,运算结果Gcq相对于Bpa的时间上的延迟)过大。另外,不采用电动马达的位置(旋转角)Mka增加的情况下(MTR正转时)的CHgc,而能够采用Mka减少的情况下(MTR反转时)的CHgc。此时,能够对Mka的时间变化量(即,电动马达的速度)增加限制,使MTR缓慢地反转。因此,能够对上述相位差的影响进行补偿。
在合成按压力运算模块的KA1、KE2、以及GCP中,代替制动操作量Bpa,使用目标按压力Fbt、按压力实际值Fbc、以及位置Mkc中的至少一个(即,与制动操作量相当的值)。此时,将第二刚性值Gcq相对于所采用的Fbt、Fbc、以及Mkc中的至少一个的关系,作为刚性运算特性CHgc存储。在采用Fbc以及Mkc中的至少一个的情况下,不能产生上述相位差的影响。
另外,在刚性值运算模块GCP中,能够运算与上述电动马达等的转矩损失对应的值fbm。在制动操作量Bpa减少的情况下,基于位置变化量Mkh以及按压力变化量Fbh来运算第二刚性值Gcq,但在Gcq减少大体为“0”后,能够基于再次增加的时刻的按压力实际值Fbc来运算值fbm。具体而言,在Gcq逐渐减少,小于规定值gcqy后,基于成为规定值gcqz(比gcqy大的值)以上的时刻的按压力实际值来决定值fbm。此时,值fbm被运算为与按压力同一物理量,但基于制动部的参数(减速比、螺距等),转换为与Bpa的相当值同一物理量。
<待机位置控制模块ICT>
接下来,一边参照图6,一边对待机位置控制模块ICT(参照图1)的实施方式进行说明。
在待机位置控制模块ICT中,在由驾驶员未操作或者稍微操作(制动转矩未产生到使车辆减速的程度)制动操作部件BP的情况下,执行按压部件PSN的待机位置控制。由于驾驶员的无意识或者预期以外的动作未被反映到实际的举动中,所以将能够操作的范围中未反映给动作(即,车辆减速)的范围(缝隙)设定为BP的“游隙”。即,在待机位置控制中,控制驾驶员正在进行加速操作的情况或者在制动操作部件BP的“游隙”的范围内正在操作BP的情况下的按压部件PSN的位置(即,MTR的位置)。通过待机位置控制,控制摩擦部件MSB与旋转部件KTB的缝隙(间隙),调整摩擦部件MSB的拖拽状态。
待机位置控制模块ICT由踏入速度运算模块DBP、返回速度运算模块DAP、目标待机位置运算模块PSB、以及位置反馈控制模块PFB构成。在ICT中,基于制动操作量Bpa、加速操作量Apa、以及电动马达位置Mkc,来运算待机位置控制的目标通电量Ict。
在踏入速度运算模块DBP中,基于制动操作部件(制动踏板)BP的操作量Bpa,来运算BP的踏入速度dBpa。具体而言,能够对制动操作量Bpa进行时间微分来运算踏入速度dBpa。在这里,在Bpa增加的情况下,将dBpa设为正号(+),越是突然踏入BP,dBpa越成为较大的值。
在返回速度运算模块DAP中,基于加速操作部件(加速踏板)AP的操作量Apa,来运算AP的返回速度dApa。具体而言,能够对加速操作量Apa进行时间微分来运算返回速度dApa。在这里,在Apa减少的情况下,将dApa设为正号(+),越是AP被突然返回(被释放)的情况,dApa越成为较大的值。
在目标待机位置运算模块PSB中,基于制动操作量Bpa、踏入速度(Bpa增加时的时间变化量)dBpa、加速操作量Apa、以及返回速度(Apa减少时的时间变化量)dApa中的至少一个来运算目标待机位置Psb。目标待机位置Psb相当于驾驶员未进行制动操作的情况、或者稍微进行制动操作的情况下的按压部件PSN的位置。在这里,所谓的“稍微的制动操作”是指驾驶员将脚搭在BP上,但在其游隙的范围内进行操作,未期待制动转矩的产生(即,车辆减速)的状态。
基于运算特性(运算映射)CHps以及制动操作量Bpa来运算目标待机位置Psb。在Bpa为“0”的情况下(即,未操作Bpa的情况下),将Psb运算为“0(即,基准位置pzr)”。而且,随着Bpa的增加,以增加的方式(即,PSN接近KTB的方式)来运算目标待机位置Psb。在Bpa是规定值bp1以上的情况下,能够将目标待机位置Psb限制为规定值ps1。在这里,规定操作量bp1是目标按压力运算模块FBT中的规定操作量bp0(与BP的游隙相当的值)以下的值(参照图1)。因此,规定值ps1与MSB和KTB稍微接触的状态(即,产生MSB与KTB的拖拽的状态)相当。能够将值bp1设定为与BP的游隙相当值bp0相等。
制动操作部件BP的踏入速度dBpa越大,越能够较大地运算目标待机位置Psb。在制动初始的dBpa较大的情况下,驾驶员请求车辆的突然减速。为了提高制动转矩的响应性,随着dBpa的增加较大地运算Psb,即使Bpa大体为“0”也能够成为MSB和KTB预先接触的状态。
能够考虑加速操作量Apa来运算目标待机位置Psb。在Apa较大的情况下(在运算映射CHps中用朝向X轴负侧的绝对值的增加来表示),在比基准位置pzr小的一侧(是PSN的后退方向,远离KTB的一侧)运算Psb。在驾驶员正在操作加速操作部件AP的情况下,较小地运算目标待机位置Psb,能够避免MSB和KTB的接触(即,拖拽),提高车辆的燃油效率。另外,加速操作部件AP的返回速度dApa越大,之后进行紧急制动的盖然性越高。因此,以确保制动转矩的响应性为目的,能够将目标待机位置Psb运算为较大的值(是PSN的前进方向,接近KTB的方向的值)。
在待机位置反馈控制模块PFB中,基于目标待机位置Psb以及实际的位置Mkc,来对按压部件PSN的待机位置进行反馈控制。即,基于目标待机位置Psb与实际的位置Mkc之间的偏差ΔPs来运算位置反馈通电量Ict。在这里,Ict是用于使按压部件PSN移动到目标待机位置Psb的针对电动马达MTR的目标通电量。
在待机位置反馈控制模块PFB中,首先,运算目标待机位置Psb与实际位置Mkc之间的偏差ΔPs(=Psb-Mkc)。而且,基于位置偏差ΔPs以及运算特性(运算映射)Chic来运算待机位置反馈通电量Ict。在这里,将运算映射Chic设定为随着ΔPs增加,Ict增大。
位置反馈通电量Ict被发送至调整运算模块IMT,进行与其他的通电目标值(Ist等)的调整。在调整运算模块IMT内,包含选择运算模块SNT,进行基于按压力的通电目标值(Ist与Ipt的和)、和基于PSN的位置的通电目标值(Ict)的切换。换言之,在从实际不能产生按压力的待机位置Psb到基准位置pzr期间,执行按压部件(活塞)PSN的位置控制,PSN从基准位置pzr开始前进若实际产生按压力则切换为按压力控制。
为了避免MSB的拖拽,假定在非制动时从PSN被维持在MSB不能与KTR接触的位置的状态开始,进行驾驶员的制动操作的场景。若不进行待机位置反馈控制,而是进行按压力控制,则由于从待机位置Psb到基准位置pzr,不能产生按压力,所以按压力反馈控制模块IPT中的按压力偏差ΔFb(=Fbt-Fbx)增加,电动马达MTR被突然加速。由于MSB在加速状态下开始与KTB接触,所以按压力急剧上升,而可能产生按压力的过冲。并且,由于偏差ΔFb,可能进行本来不必要的通电。另一方面,若作为按压力反馈控制的前阶段执行待机位置反馈控制,则从待机位置Psb到基准位置pzr基于位置信息(例如,Mkc),适当地控制PSN的位置。因此,按压力不会过冲,能够顺利地上升,并且能够抑制不必要的针对电动马达的通电。
<修正运算模块HSI的第二实施方式>
接下来,参照图7的功能框图,对修正运算模块HSI的第二实施方式进行说明。
在修正运算模块HIS中,进行位置获取部MKA(例如,旋转角传感器)以及按压力获取部FBA(例如,按压力传感器)的零点修正。位置获取部MKA的零点是在MSB与KTB之间是否产生按压力的界限(即,MSB与KTB是否接触的边界)即基准位置。另外,按压力获取部FBA的零点是表示实际未产生按压力(MSB推压KTB的力)的状态的值。在这里,将距离FBA零点的偏差(差距、偏移)称作零点漂移。
修正运算模块HIS由数据组存储处理模块DTM、位置变化量数据组运算模块MKHT、按压力变化量数据组运算模块FBHT、第一刚性值数据组运算模块GCQT、基准位置运算模块PZR、位置修正运算模块MKC、修正按压力运算模块FZR、以及按压力修正运算模块FBC构成。
向数据组存储处理模块DTM输入MKA的获取结果(实际位置)Mka以及FBA的获取结果(实际按压力)Fba,存储Mka的时间序列数据组Mka(t)以及Fba的时间序列数据组Fba(t)。在这里,Mka的数据组Mka(t)和Fba的数据组Fba(t)同步。数据组存储处理模块DTM中包含有在电动马达的位置,决定数据组存储的开始位置pst的开始位置决定模块PST、以及决定数据组存储的结束位置pfn的结束位置决定模块PFN。
参照图8,对数据组存储的开始位置pst以及结束位置pfn进行说明。数据组Mka(t)、Fba(t)的存储处理在电动马达MTR被反转,并且按压部件PSN远离旋转部件KTB的情况下(向返回方向工作的情况下)执行。将从开始位置pst到结束位置pfn的区间称作存储区间mrk。即,存储区间mrk的一个端点(接近KTB的一侧)是开始位置pst,另一个端点(远离KTB的一侧)是结束位置pfn。以在存储区间mrk可靠地包含无效位移区间mkm以及零点(基准位置的真值)mk0的方式,设定基点,基于该基点来决定mrk(即,pst、pfn)。在这里,在决定mrk时,为了补偿误差影响,进一步参考规定值。
基于过去设定的(在本次的制动操作以前运算出的)基准位置pzr[k](在真值mk0附近的点),来决定开始位置pst。即,能够将从过去的基准位置pzr[k]向KTB靠近了规定值hmk1的位置决定为pst。
能够基于无效位移区间mkm内的位置(基点)pmk来决定开始位置pst。在这里,基点pmk能够基于过去的Mka(t)以及Fba(t)来决定。例如,基于在前一次的一系列的制动操作中存储的Mka(t)以及Fba(t),提取“Mka变化,但Fba未发生变化的区间(即,无效位移区间mkm)”,能够基于该区间来决定位置pmk。将从mkm内的基点pmk向KTB靠近了规定值hmk3的位置决定为pst。例如,能够将基点pmk设定为根据过去数据推断出的mkm开始的位置(点A)mk1。
并且,能够基于在丝杠部件NJB的可动范围内,PSN最远离KTB的极限位置mkz来决定开始位置pst。由于NJB的可动范围在BRK的参数中几何学确定,所以极限位置mkz也是预先设定的位置(例如,通过限位器等活动被限制的位置)。能够将从mkz向KTB靠近了规定值hmk5的位置决定为开始位置pst。此外,在极限位置mkz,按压部件PSN最远离旋转部件KTB。
与开始位置pst的决定方法相同,基于过去的基准位置pzr[k]来决定结束位置pfn。将结束位置pfn决定为从pzr[k]远离KTB规定值hmk2的位置。另外,能够基于无效位移区间mkm内的位置(基点)pmk来决定结束位置pfn。将结束位置pfn决定为从mkm内的基点pmk远离KTB规定值hmk4的位置。例如,能够将基点pmk设定为根据过去数据推断出的mkm结束的位置(点B)mk2。并且,能够将结束位置pfn决定为从极限位置(基点)mkz向KTB靠近了规定值hmk6的位置。
由于根据电动马达MTR的摩擦损失和动力传递部件的缝隙来决定无效位移区间mkm,所以规定值hmk1~hmk6能够根据耐久试验等的结果实验性地求出,而被预先设定。另外,基于在过去制动操作时所存储的Mka(t)以及Fba(t),大致推断无效位移区间mkm以及零点(真值)mk0,能够以可靠地包含mkm以及mk0的方式,适当地设定规定值hmk1~hmk6。
在数据组存储处理模块DTM中,在从电动马达的位置到达开始位置pst的时刻到结束位置pfn的时刻期间,将电动马达的实际位置Mka以及实际按压力Fba与每个运算周期建立对应关系地,依次存储为数据组Mka(t)以及Fba(t)。
返回到图7,继续有关修正运算模块HSI的第二实施方式的说明。在位置变化量数据组运算模块MKHT中,基于存储有电动马达的实际位置Mka的数据组(位置数据组)Mka(t),来运算位置变化量的数据组Mkh(t)。具体而言,从Mka(t)中提取某个运算周期的实际位置数据mka[i]和由此经过了规定运算周期(规定时间)th0后的实际位置数据mka[j],运算它们的差(mka[i]-mka[j])作为位置变化量Mkh。而且,Mkh与各运算周期建立有对应关系,运算位置变化量数据组Mkh(t)。
在按压力变化量数据组运算模块FBHT中,基于存储有实际按压力Fba的数据组(按压力数据组)Fba(t)来运算按压力变化量的数据组Fbh(t)。具体而言,与Mka(t)相同,提取某个运算周期的实际按压力数据fba[i]和由此经过了规定运算周期(规定时间)th0后的实际按压力数据fba[j],运算它们的差(fba[i]-fba[j])来作为按压力变化量Fbh。而且,Fbh与各运算周期建立有对应关系,运算按压力变化量数据组Fbh(t)。在这里,Mka(t)、Fba(t)、Mkh(t)以及Fbh(t)分别同步。例如,位置mka[i]、按压力fba[i]、位置变化量mkh[i]以及按压力变化量fbh[i]是同一运算周期中的值。
在第一刚性值数据组运算模块GCQT中,基于位置变化量数据组Mkh(t)以及按压力变化量数据组Fbh(t),来运算第一刚性值(相当于实际的刚性值)的数据组Gcq(t)。具体而言,在同步的各运算周期中,相对于位置变化量Mkh的运算按压力变化量Fbh作为第一刚性值Gcq(=Fbh/Mkh)。由于刚性值(实际值)Gcq是与制动钳CPR以及摩擦部件MSB的串联弹簧的弹簧常数相当的值,所以按压力变化量(例如,按压力的时间变化量)Fbh除以位置变化量(例如,位置的时间变化量)Mkh来运算第一刚性值Gcq。存储每个运算周期的Gcq,来形成第一刚性值数据组Gcq(t)。
在基准位置运算模块PZR中,基于位置数据组Mka(t)以及第一刚性值数据组Gcq(t)来决定基准位置pzr。具体而言,在基准位置运算模块PZR中,从刚性值数据组Gcq(t)中,提取从Gcq是gcqx以上的状态(Gcq≥gcqx)迁移至Gcq小于gcqx的状态(Gcq<gcqx)的时刻。而且,从Mka(t)中提取与所提取出的状态迁移的时刻对应的实际位置Mka。在存在多个上述Gcq的迁移点的情况下,采用它们中最接近结束地点pfn的Mka来作为基准位置pzr。
在位置修正运算模块MKC中,根据基准位置pzr对由MKA获取到的Mka进行修正,运算修正后的电动马达位置(修正位置)Mkc。将设定为基准位置pzr的时刻的Mka作为零点,来运算修正位置Mkc。换言之,在修正后的位置Mkc,将在MSB与KTB之间是否产生按压力的界限即基准位置pzr设为位置获取部(旋转角传感器)MKA的零点位置。
在修正按压力运算模块FZR中,基于第一刚性值数据组Gcq(t)以及按压力数据组Fba(t)来运算与由FBA获取到的Fba的零点漂移相当的修正按压力fzr。与基准位置pzr的决定方法相同,在修正按压力运算模块FZR中,从刚性值数据组Gcq(t)中,提取从Gcq是gcqx以上的状态(Gcq≥gcqx),迁移至Gcq小于gcqx的状态(Gcq<gcqx)的时刻。而且,从Fba(t)中提取与所提取出的状态迁移的时刻对应的按压力Fba。在存在多个上述Gcq的迁移点的情况下,采用它们中最接近结束地点pfn的Fba来作为修正按压力fzr。即,修正按压力fzr是基准位置pzr中的按压力Fba。
在按压力修正运算模块FBC中,基于修正按压力fzr来对实际按压力Fba进行修正,并运算修正后的按压力(修正按压力)Fbc。由于修正按压力fzr与按压力获取部FBA的零点漂移相当,所以通过从实际按压力Fba中减去修正按压力fzr来进行误差补偿,并运算修正按压力Fbc。
在刚性值Gcq(相当于BRK的弹簧常数)小于规定值gcqx的时刻,不立即判定基准位置pzr,以能够可靠地包含无效位移区间mkm以及零点(基准位置的真值)mk0的方式,来决定存储处理的开始位置pst以及结束位置pfn,并存储Mka、Fba来作为时间序列数据。而且,基于所存储的数据组Mka(t)、Fba(t)来运算刚性值的数据组Gcq(t),事后,决定基准位置pzr以及修正按压力fzr。因此,即使存在由减速器等动力传递部件的缝隙引起的无效位移,也能够可靠地决定基准位置pzr。另外,由于基于与基准位置pzr对应的实际按压力Fba,来决定修正按压力fzr,所以能够可靠地进行FBA的零点漂移的补偿。并且,由于将刚性值运算为按压力变化量Fbh与位置变化量Mkh的比率Gcq,所以能够对获取部(传感器)的误差(特别是,FBA的零点漂移)的影响进行补偿。此外,动力传递部件的缝隙(间隙)例如起因于齿轮的轮齿侧向间隙、接头的缝隙、轴承的缝隙。并且,这些缝隙可能因老化摩耗而被放大。上述规定值hmk1至hmk6能够作为对包含老化摩耗的动力传递部件的缝隙进行估计所得的值(预先设定的规定值)。
在Mka与Fba之间,存在各个检测信号中产生相位差的情况。因此,在修正运算模块HIS中,只有在Mka的变化速度(电动马达的速度)dMka是规定速度(规定值)dmk1以下的情况下,才能够执行修正运算处理。即,限定于Bpa的操作速度dBpa缓慢的情况下(小于规定值dbp1的情况下),能够决定基准位置pzr以及修正按压力fzr。
在电动马达MTR反转,Fba减少的情况下,在接近基准位置pzr的规定区域内,能够对MTR设置速度限制(限制值dmk2)。或者,MTR能够以预先设定的恒定速度dmk3朝向零点返回。即,即使在Bpa突然返回的情况下,随着PSN接近基准位置pzr,能够对该速度进行限制。其结果,能够对上述相位差的影响进行补偿。
<修正运算模块HSI的第三实施方式>
接下来,参照图9的功能框图,对修正运算模块HSI的第三实施方式进行说明。在第二实施方式中,基于从刚性值Gcq是规定比率gcqx以上的状态迁移至小于规定比率gcqx的状态的时刻的电动马达的实际位置Mka中,最接近结束位置pfn的实际位置Mka,来决定基准位置pzr。另一方面,在修正运算模块HSI的第三实施方式中,从刚性值数据组Gcq(t)中提取“Gcq收敛于第一规定范围内(规定值-gcqx1~gcqx2的范围)的状态”持续第一规定值的区间(第一区间kn1)。而且,基于第一区间kn1中电动马达的实际位置Mka,来决定基准位置pzr。具体而言,能够在第一区间kn1内,将最接近开始位置pst的位置决定为基准位置pzr。
在第三实施方式中,修正运算模块HIS由数据组存储处理模块DTM、位置变化量数据组运算模块MKHT、按压力变化量数据组运算模块FBHT、第一刚性值数据组运算模块GCQT、第一区间运算模块KN1、基准位置运算模块PZR、位置修正运算模块MKC、修正按压力运算模块FZR以及按压力修正运算模块FBC构成。由于第一区间运算模块KN1、基准位置运算模块PZR、以及修正按压力运算模块FZR以外的运算模块(DTM等)与第二实施方式相同,所以省略说明。
在第一区间运算模块KN1中,基于第一刚性值数据组Gcq(t),提取第一刚性值Gcq收敛于第一规定范围内的状态(-gcqx1≤Gcq<gcqx2)持续第一规定值hmx1的区间,作为第一区间kn1。即,在第一区间kn1内,满足Gcq是规定值-gcqx1以上,且小于规定值gcqx2的条件(gcqx1、gcqx2是正号的规定值),该状态持续规定位移hmx1。在这里,能够将规定值hmx1设定为与BRK的动力传递部件的缝隙(例如,齿轮的轮齿侧向间隙、接头的缝隙、轴承的缝隙)相当的值。并且,由于这些缝隙因老化摩耗而被放大,所以规定值hmx1能够作为对包含老化摩耗的动力传递部件的缝隙进行估计所得的值(预先设定的规定值)。
在基准位置运算模块PZR中,基于位置数据组Mka(t)以及第一区间kn1,来决定基准位置pzr。具体而言,能够在第一区间kn1内,将最接近开始位置pst的位置(即,最远离结束位置pfn的位置)决定为基准位置pzr。
在修正按压力运算模块FZR中,基于按压力数据组Fba(t)以及第一区间kn1来决定修正按压力fzr。具体而言,能够将与在第一区间kn1内,最接近开始位置pst的位置(即,最远离结束位置pfn的位置)对应的按压力Fba决定为修正按压力fzr。即,与第二实施方式相同,将与基准位置pzr对应的按压力Fba决定为修正按压力fzr。
尽管无效位移mkm由动力传递部件(GSK等)的缝隙引起,但是通过估计该缝隙,事后提取第一区间kn1,来决定基准位置pzr以及修正按压力fzr,所以起到与第二实施方式相同的效果。
<修正运算模块HSI的第四实施方式>
接下来,参照图10的功能框图,对修正运算模块HSI的第四实施方式进行说明。在第三实施方式中,通过从Gcq(t)中提取刚性值Gcq收敛于第一规定范围内的状态(-gcqx1≤Gcq<gcqx2)持续第一规定值hmx1的区间作为第一区间kn1,来决定基准位置pzr以及修正按压力fzr。在修正运算模块HSI的第四实施方式中,代替Gcq(t),基于按压力的时间变化量dFba的时间序列数据组dFba(t),来决定“dFba收敛于第二规定范围内的状态”持续第二规定值的区间(第二区间kn2)。而且,基于第二区间kn2中电动马达的实际位置Mka,来决定基准位置pzr。具体而言,能够在第二区间kn2内,将最接近开始位置pst的位置决定为基准位置pzr。
在第四实施方式中,修正运算模块HIS由数据组存储处理模块DTM、第二区间运算模块KN2、基准位置运算模块PZR、位置修正运算模块MKC、修正按压力运算模块FZR以及按压力修正运算模块FBC构成。由于数据组存储处理模块DTM以及第二区间运算模块KN2以外的运算模块(MKC等)与第三实施方式相同,所以省略说明。
向数据组存储处理模块DTM输入MKA的获取结果(实际位置)Mka以及FBA的获取结果(实际按压力)Fba,存储Mka的时间序列数据组Mka(t)以及Fba的时间序列数据组Fba(t)。DTM包含在电动马达的位置,决定数据组存储的开始位置pst的开始位置决定模块PST以及决定数据组存储的结束位置pfn的结束位置决定模块PFN。在这里,PST以及PFN与第二实施方式相同。
数据组存储处理模块DTM一并包含按压力的时间变化量运算模块DFBT。在时间变化量运算模块DFBT中,基于按压力数据组Fba(t),来运算按压力Fba的时间变化量dFba,并按时间序列存储dFba。具体而言,对Fba进行时间微分,并与Mka等同步,形成按压力时间变化量的数据组dFba(t)。
在第二区间运算模块KN2中,基于dFba(t),提取dFba收敛于第二规定范围内的状态(-dfbx1≤dFba<dfbx2)持续第二规定值hmx2的区间,作为第二区间kn2。即,在第二区间kn2内,满足dFba是规定值-dfbx1以上,并小于规定值dfbx2的条件(dfbx1、dfbx2是正号的规定值)。与第三实施方式相同,该状态持续规定位移hmx2。在这里,能够将规定值hmx2设定为与BRK的动力传递部件的缝隙(例如,齿轮的轮齿侧向间隙、接头的缝隙、轴承的缝隙)相当的值。并且,由于这些缝隙因老化摩耗而被放大,所以能够将规定值hmx2设为对包含老化摩耗的动力传递部件的缝隙进行估计所得的值(预先设定的规定值)。
在电动马达MTR的位置在基准位置pzr附近返回时,大体以恒定的速度反转。因此,能够代替Gcq(t)与第一区间kn1的关系,采用dFba(t)与第二区间kn2的关系。即使在这种情况下,也起到与第二实施方式相同的效果。
<作用/效果>
接下来,对本申请发明的第一实施方式所涉及的电动制动装置的时间序列工作和作用/效果进行说明。图11是制动操作量Bpa朝向“0(未进行制动操作的状态)”减少,对车轮WHL赋予的制动转矩减少的情况下的时间序列线图。此外,各个圆圈以及方形标记表示各运算周期的运算结果。在这里,将位置mkz称作界限位置,在丝杠部件NJB的可动范围(例如,动作被限位器等限制的范围)内,按压部件PSN最远离旋转部件KTB的位置。
在时刻t1,开始动力传递面(动力传递部件中进行动力传递的接触面)的切换,开始产生电动马达的位移但按压力未发生变化的状态(无效位移的状态)。运算按压力的变化量Fbh比电动马达的位置变化量(位移)Mkh来作为第一刚性值Gcq,但由于按压力Fba未变化,所以Gcq被缓缓地运算为较小的值。
在时刻t2,第一刚性值Gcq还是规定值(阈值)gcqx以上(Gcq≥gcqx)。在时刻t3,从“Gcq≥gcqx的状态”迁移至“Gcq小于gcqx(Gcq<gcqx)的状态”。存储该时刻(t3)的位置Mka(=mkat3,方形标记)作为候补位置Mkk,一并存储t3的按压力Fba作为候补力Fkk(=fbat3,方形标记)。另外,在时刻t3,开始“Gcq小于gcqx(Gcq<gcqx)的状态”的持续的计数。
在时刻t4,动力传递面完全切换,无效位移的状态结束。在时刻t5,“Gcq小于gcqx的状态”被消除。由于“Gcq<gcqx”的状态未能持续超过与动力传递部件GSK等的缝隙相当的电动马达的位移(相当于缝隙相当值)skh(即,由于从t3到t5的位移hmkt5小于skh),所以在迁移至Gcq是gcqx以上的时刻t5,忘记(复位)候补位置Mkk(mkat3)以及候补力Fkk(fbat3)。在这里,缝隙相当值skh是与动力传递部件的缝隙(例如,齿轮的轮齿侧向间隙、接头的缝隙、轴承的缝隙)相当的值。由于这些缝隙因老化摩耗而被放大,所以能够将缝隙相当值skh设为对包含老化摩耗的动力传递部件的缝隙进行估计所得的值(预先设定的规定值)。
在时刻t7,再次从“Gcq≥gcqx的状态”迁移至“Gcq<gcqx的状态”。存储时刻t7的位置Mka(=mkat7,方形标记)以及按压力Fba(=fbat7,方形标记)分别作为候补位置Mkk以及候补力Fkk。而且,“Gcq<gcqx的状态”持续,便开始累积电动马达的位移(即,开始测定电动马达的位移)。在从存储有Mkk的位置(候补位置)mkat7到mkat8的位移(从t7到t8的马达位置变化)hmkt8超过缝隙相当值(缝隙相当的位移)skh的时刻t8,分别将基准位置pzr采用候补位置Mkk(mkat7),将候补力Fkk(fbat7)设定为修正按压力fzr。
而且,根据基准位置(相当于MSB和KTB的接触开始位置)pzr对由MKA获取的电动马达的实际的位置Mka进行修正,并运算修正后的位置Mkc。同样,根据修正按压力(相当于FBA的零点漂移)对由fzrFBA获取到的按压力Fba进行修正,并运算修正后的按压力Fbc。像这样,不立即在第一刚性值Gcq小于规定阈值gcqx的时刻(例如,t3)决定基准位置pzr以及修正按压力fzr。在满足Gcq<gcqx的时刻存储候补位置Mkk和候补力Fkk,在满足Gcq<gcqx的状态持续了超过缝隙相当值skh的时刻,向前回溯,基准位置pzr以及修正按压力fzr正式采用候补位置Mkk以及候补力Fkk。因此,对上述无效位移、检测分辨率的影响进行补偿,能够进行准确的获取值的修正。
在电动马达MTR被反转,Fba减少的情况下,在接近基准位置pzr的规定区域内,能够对MTR设置速度限制。或者,MTR能够以预先设定的恒定速度朝向零点返回。即,即使在Bpa突然返回的情况下,随着PSN接近基准位置pzr,能够限制其速度。因此,能够对Mka和Fba的相位差的影响进行补偿。
在电动马达的位移与时间之间存在相互关系。例如,在将电动马达的速度设为恒定的情况下,位移与时间成比例。因此,作为缝隙相当值,能够代替位移的阈值skh,采用时间的阈值skt。即,根据与缝隙相当值相关的条件,判定“Gcq<gcqx”的状态是否持续了超过时间skt。
<作用/效果>
接下来,参照图12以及图13的时间序列线图,对本申请发明的实施方式的时间序列工作和作用/效果进行说明。
图12是对第二实施方式进行说明的图,是制动操作量Bpa朝向“0(未进行制动操作的状态)”减少,对车轮WHL赋予的制动转矩减少的情况下的时间序列线图。此外,各个圆圈以及方形标记表示各运算周期的运算结果。在这里,将位置mkz称作界限位置,是在丝杠部件NJB的可动范围(例如,动作被限位器等限制的范围)内,按压部件PSN最远离旋转部件KTB的位置。
基于过去的Mka(t)和Fba(t)的关系在无效位移区间mkm内,设定用于决定数据存储处理的开始位置pst的基点pkm。一并将过去的基准位置pzr[k]设为用于决定数据存储处理的结束位置pfn的基点。将开始位置pst设定为比基点pmk靠近旋转部件KTB规定值hmk3的位置。另外,将结束位置pfn设定为比基点pzr[k]远离旋转部件KTB规定值hmk2的位置。基于开始位置pst以及结束位置pfn来执行位置数据组Mka(t)、按压力数据组Fba(t)的存储处理。
在时刻u0,电动马达的实际位置Mka到达开始位置pst,开始存储处理。而且,在时刻u8,实际位置Mka到达结束位置pfn,存储处理结束。因此,从时刻u0到u8存储时间序列数据组Mka(t)、Fba(t)。在经过时刻u8后,事后基于所存储的数据组,进行基准位置pzr、修正按压力fzr的决定。
基于Mka(t)以及Fba(t),来运算各个变化量的数据组Mkh(t)、Fbh(t)。而且,运算按压力变化量数据组Fbh(t)比位置变化量数据组Mkh(t),来作为刚性值数据组Gcq(t)。而且,从Gcq(t)中,提取从Gcq是gcqx以上的状态(Gcq≥gcqx)迁移至Gcq小于gcqx的状态(Gcq<gcqx)的时刻(称作状态迁移时刻,用方形标记来指示)。具体而言,在该条件下,时刻u3、u7相当于状态迁移时刻,提取与这些对应的实际位移mkau3、mkau7,而且,采用提取出的实际位置mkau3、mkau7中,最接近结束地点pfn的mkau7,作为基准位置pzr。一并,将与作为基准位置pzr而采用的mkau7对应的时刻u7的按压力Fba(=fbau7)决定为修正按压力fzr。即,修正按压力fzr采用与基准位置pzr对应的按压力Fba(fbau7)。
而且,根据基准位置pzr对由位置获取部MKA获取到的电动马达的实际的位置Mka进行修正,并运算修正后的位置Mkc。同样地,根据修正按压力fzr对由按压力获取部FBA获取到的按压力Fba进行修正,并运算修正后的按压力Fbc。
实时运算第一刚性值Gcq,在小于规定阈值gcqx的时刻不立即决定基准位置(相当于MSB和KTB的接触开始位置)pzr以及修正按压力(相当于FBA的零点漂移)fzr。以包括无效位移mkm的区间以及零点(基准位置的真值)的方式,来设定存储数据的存储区间mrk(即,从存储处理的开始位置pst到结束位置pfn的区间)。在存储区间(从pst到pfn),按照每个运算周期,存储Mka、Fba来作为时间序列数据组Mka(t)、Fba(t)。而且,通过事后的运算处理,来决定基准位置pzr、修正按压力fzr。因此,对上述无效位移、检测分辨率的影响进行补偿,能够进行准确的获取值(Mka、Fba)的修正。
在电动马达MTR反转,Fba减少的情况下,能够在接近基准位置pzr的规定区域内,对MTR设置速度限制。或者,MTR能够以预先设定的恒定速度朝向零点返回。即,即使在Bpa突然返回的情况下,随着PSN接近基准位置pzr,能够对其速度进行限制。因此,能够对Mka和Fba的相位差的影响进行补偿。
接下来,参照图13,对第三、第四实施方式的作用/效果进行说明。在修正运算模块HSI的第二实施方式中,提取Gcq的状态迁移的时刻,但在第三实施方式中,代替与此,从Gcq(t)中提取Gcq持续地大体恒定的区间(第一区间kn1),基于此来决定基准位置pzr、修正按压力fzr。另外,由于在电动马达的位移与时间之间存在相互关系(在电动马达的速度恒定的情况下,成比例关系),所以代替第三实施方式中的Gcq,在第四实施方式中,能够采用按压力的时间变化量dFba。图13主要表示第三实施方式的情况,括弧内表示第四实施方式的情况(dFba、kn2等)。
与第二实施方式的情况相同,是制动操作量Bpa朝向“0”减少的情况下的时间序列线图,各个圆圈以及方形标记表示各运算周期中的运算结果。另外,界限位置mkz是在丝杠部件NJB的可动范围内,按压部件PSN最远离旋转部件KTB的位置。通过相同的方法,以包含无效位移mkm的区间以及零点(基准位置的真值)的方式,来决定开始位置pst以及结束位置pfn(即,将从时刻v0的实际位置到时刻v9的实际位置设为存储区间mrk)。基于位置pst、pfn,存储从时刻v0到v9的数据组Mka(v0~v9)、Fba(v0~v9)。基于Mka(v0~v9)以及Fba(v0~v9),来运算Fba的变化量数据组Fbh(v0~v9)与Mka的变化量数据组Mkh(v0~v9)的比率即刚性值数据组Gcq(v0~v9)。
而且,基于Gcp(v0~v9),提取(决定)Gcq收敛于第一规定范围内的状态(-gcqx1≤Gcq<gcqx2,gcqx1以及gcqx2是正号的规定值)持续第一规定值(位移hmx1)的第一区间kn1(从位置mkav7到mkav8的区间)。在第一区间kn1内,能够将最接近开始位置pst的位置(即,最远离结束位置pfn的位置)mkav7(方形标记)决定为基准位置pzr。而且,在第一区间kn1内,将与最接近开始位置pst的位置(即,最远离结束位置pfn的位置)mkav7对应的按压力fbav7(方形标记)决定为修正按压力fzr。即,将与基准位置pzr对应的按压力Fba决定为修正按压力fzr。
在第四实施方式中,代替Gcq,采用Fba的时间变化量dFba。对Fba(t)进行时间微分来运算dFba(t),基于dFba(t)提取(决定)dFba收敛于第二规定范围内的状态(-dfbx1≤dFba<dfbx2,dfbx1以及dfbx2是正号的规定值)持续第二规定值(位移hmx2)的第二区间kn2(从位置mkav7到mkav8的区间)。与第三实施方式相同,在第二区间kn2内,将最接近开始位置pst的位置mkav7(方形标记)决定为基准位置pzr,将与mkav7对应的按压力fbav7(方形标记)决定为修正按压力fzr。
能够将规定值(位移的阈值)hmx1、hmx2设定为与BRK的动力传递部件的缝隙(例如,齿轮的轮齿侧向间隙、接头的缝隙、轴承的缝隙)相当的值。并且,由于这些缝隙因老化摩耗而被放大,所以能够将规定值hmx1、hmx2设为对包含老化摩耗的动力传递部件的缝隙进行估计的值(预先设定的规定值)。
在位移与时间之间存在相互关系。例如,在将电动马达的速度设为恒定的情况下,位移与时间成比例。因此,能够代替位移(阈值)hmx1、hmx2,采用时间的阈值tx1、tx2。即,作为第一区间kn1,提取“Gcq收敛于第一规定范围内的状态持续第一规定时间tx1的区间”,作为第二区间kn2,提取“dFba收敛于第二规定范围内的状态持续第二规定时间tx2的区间”。
以上,即使在第三、第四实施方式中,也起到与第二实施方式相同的作用/效果。
<本申请发明的实施方式的总结>
以下,对本申请发明的实施方式进行总结。
本申请发明所涉及的车辆的电动制动装置具备:制动操作量获取部(BPA),其获取由驾驶员对车辆的制动操作部件(BP)进行的制动操作量(Bpa);制动部(BRK),其借助传递部件(GSK等)来传递电动马达(MTR)的动力,由此使摩擦部件(MSB)推压固定于上述车辆的车轮(WHL)的旋转部件(KTB),使上述车轮(WHL)产生制动转矩;以及控制部(CTL),其基于上述制动操作量(Bpa)运算目标通电量(Imt),并基于上述目标通电量(Imt)来控制上述电动马达(MTR)。
并且,具备:按压力获取部(FBA),其获取上述摩擦部件(MSB)实际推压上述旋转部件(KTB)的力即实际按压力(Fba);以及位置获取部(MKA),其获取上述电动马达(MTR)的实际位置(Mka)。而且,在通过上述控制部(CTL)减少上述制动操作量(Bpa)的情况下,依次运算上述实际按压力(Fba)的变化量(Fbh)与上述实际位置(Mka)的变化量(Mkh)的比率(Fbh/Mkh)即刚性值(Gcq),在上述刚性值(Gcq)从规定值(gcqx)以上变化到小于上述规定值(gcqx)的时刻(t3、t7),存储该时刻的上述实际位置(Mka)作为候补位置(Mkk),在存储有上述候补位置(Mkk)的状态下,在上述刚性值(Gcq)小于规定值(gcqx)的状态的持续小于与上述传递部件(GSK等)的缝隙相当的缝隙相当值(skh、skt)的情况下,忘记(复位)上述候补位置(Mkk),在存储有上述候补位置(Mkk)的状态下,在上述刚性值(Gcq)小于规定值(gcqx)的状态的持续超过上述缝隙相当值(skh、skt)的时刻(t8),将上述候补位置(Mkk)决定为上述摩擦部件(MSB)与上述旋转部件(KTB)开始接触的基准位置(pzr),基于上述基准位置(pzr)来运算上述目标通电量(Imt)。例如,将基准位置pzr设为电动马达MTR的位置信息的零点,并执行基于位置Mkc的反馈控制。
在刚性值Gcq(相当于BRK的弹簧常数)小于规定值gcqx的时刻,不立即判定基准位置pzr,在该状态(Gcq<gcqx)持续超过缝隙相当值开始决定基准位置pzr。因此,即使存在由减速器等传递部件的缝隙引起的无效位移,也能够准确地决定基准位置(MSB是否按压KTR的边界位置)pzr。另外,由于将刚性值Gcq运算为按压力变化量Fbh与位置变化量Mkh的比率,所以能够对获取部(传感器)的误差(特别是,FBA的零点漂移)的影响进行补偿。此外,动力传递部件的缝隙(间隙)例如因齿轮的轮齿侧向间隙、接头的缝隙、轴承的缝隙。并且,这些缝隙可能因老化摩耗而被放大。因此,能够将缝隙相当值skh、skt设为对包含老化摩耗的动力传递部件的缝隙进行估计的值(预先设定的规定值)。
同样地,在本申请发明所涉及的车辆的电动制动装置中,在通过上述控制部(CTL)减少上述制动操作量(Bpa)的情况下,依次运算上述实际按压力(Fba)的变化量(Fbh)与上述实际位置(Mka)的变化量(Mkh)的比率(Fbh/Mkh)即刚性值(Gcq),在上述刚性值(Gcq)从规定值(gcqx)以上变化到小于上述规定值(gcqx)的时刻(t3、t7),存储该时刻的上述按压力(Fba)作为候补力(Fkk),在存储有上述候补力(Fkk)的状态下,在上述刚性值(Gcq)小于规定值(gcqx)的状态的继续小于与上述动力传递部件(GSK等)的缝隙相当的缝隙相当值(skh、skt)的情况下,忘记(复位)上述候补力(Fkk),在存储有上述候补力(Fkk)的状态下,在上述刚性值(Gcq)小于规定值(gcqx)的状态的持续超过上述缝隙相当值(skh、skt)的时刻(t8),将上述候补力(Fkk)决定为与上述按压力获取部(FBA)的零点漂移相当的修正按压力(fzr),基于上述修正按压力(fzr)来运算上述目标通电量(Imt)。具体而言,从按压力获取部FBA的获取值Fba中减去按压力的修正值fzr,基于修正后的按压力Fbc,执行基于按压力的反馈控制。
“力”的检测通过测量应变体的变形来进行,但在该变形检测中,检测值的漂移成为课题。与电动马达位置的情况相同,存储按压力Fba(作为修正量的候补的候补力Fkk),满足缝隙相当值的条件,决定与按压力的零点漂移相当的修正量(修正按压力fzr)。因此,能够可靠地进行FBA的零点漂移的补偿。此外,基准位置pzr和修正按压力fzr是同一时刻(运算周期)的运算值。
在本申请发明所涉及的实施方式的车辆的电动制动装置中,上述控制部(CTL)能够构成为在上述制动操作量(Bpa)比与上述制动操作部件(BP)的游隙(freemovement)相当的规定值(bp0)大的情况下,基于根据上述修正按压力(fzr)对上述实际按压力(Fba)进行修正后的按压力(Fbc)来执行按压力反馈控制(IPT),在上述制动操作量(Bpa)比上述规定值(bp0)小的情况下,基于根据上述基准位置(pzr)对上述实际位置(Mka)进行修正后的位置(Mkc)来执行位置反馈控制(ICT)。
并且,在本申请发明所涉及的实施方式的车辆的电动制动装置中,能够构成为具备加速操作量获取部APA,该加速操作量获取部APA获取由驾驶员对车辆的加速操作部件AP进行的加速操作量Apa,上述控制部(CTL)基于上述加速操作量Apa来执行上述位置反馈控制(ICT)。
此外,在本申请发明所涉及的实施方式的车辆的电动制动装置中,上述按压力获取部(FBA)作为实际按压力(Fba),能够使用基于对从检测上述摩擦部件(MSB)推压上述旋转部件(KTB)的力的元件(应变仪等)输出的模拟信号进行模拟/数字转换所得的数字信号的值。另外,上述位置获取部(MKA),能够使用从检测上述电动马达(MTR)的位置的元件(霍尔IC、解析器、编码器等)直接输出的数字信号的值,作为上述电动马达(MTR)的位置(Mka)。
以上,根据本发明,由于根据基准位置pzr以及修正按压力fzr,能够更正(修正)MKA以及FBA的获取结果Mka、Fba,所有能够执行适当的位置反馈控制以及按压力反馈控制。
<本申请发明的实施方式的总结>
以下,对本申请发明的实施方式进行总结。
本申请发明的实施方式所涉及的车辆的电动制动装置具备:制动操作量获取部(BPA),其获取由驾驶员对车辆的制动操作部件(BP)进行的制动操作量(Bpa);制动部(BRK),其借助传递部件(GSK等)来传递电动马达(MTR)的动力,由此使摩擦部件(MSB)推压固定于上述车辆的车轮(WHL)的旋转部件(KTB),使上述车轮(WHL)产生制动转矩;以及控制部(CTL),基于上述制动操作量(Bpa)来运算目标通电量(Imt),并基于上述目标通电量(Imt)来控制上述电动马达(MTR)。并且,具备:按压力获取部(FBA),其获取上述摩擦部件(MSB)实际推压上述旋转部件(KTB)的力即实际按压力(Fba);以及位置获取部(MKA),其获取上述电动马达(MTR)的实际位置(Mka)。而且,上述控制部(CTL)在上述制动操作量(Bpa)减少的情况下,上述实际位置(Mka)从“作为包含上述实际位置(Mka)减少但上述实际按压力(Fba)未减少的无效位移区间(mkm)的存储区间(mrk)的一个端点的开始位置(pst)”到到达“作为上述存储区间(mrk)的另一个端点的结束位置(pfn)”,依次存储上述实际位置(Mka)的位置数据组(Mka(t))以及上述实际按压力(Fba)的按压力数据组(Fba(t)),基于上述位置数据组(Mka(t))以及上述按压力数据组(Fba(t)),来决定上述摩擦部件(MSB)和上述旋转部件(KTB)开始接触的基准位置(pzr),并基于上述基准位置(pzr)来运算上述目标通电量(Imt)。
或者,在本申请发明的实施方式所涉及的车辆的电动制动装置中,基于上述位置数据组(Mka(t))以及上述按压力数据组(Fba(t)),来决定与上述按压力获取部(FBA)的零点漂移相当的修正按压力(fzr),并基于上述修正按压力(fzr)来运算上述目标通电量(Imt)。
在这里,能够基于过去设定的(在本次的制动操作以前运算出的)基准位置pzr[k]来决定上述存储区间(mrk)的上述开始位置(pst)以及上述结束位置(pfn)。
在本申请发明所涉及的实施方式的车辆的电动制动装置中,上述控制部(CTL)能够构成为基于上述位置数据组(Mka(t))以及上述按压力数据组(Fba(t)),来运算上述实际按压力(Fba)的变化量(Fbh)与上述实际位置(Mka)的变化量(Mkh)的比率(第一刚性值Gcq),在上述比率(Gcq)从是规定比率(gcqx)以上的状态迁移至小于上述规定比率(gcqx)的状态的时刻(u3,u7)的上述实际位置(mkau3,mkau7)中,基于最接近上述结束位置(pfn)的上述实际位置(mkau7),决定上述基准位置(pzr)。
在本申请发明所涉及的实施方式的车辆的电动制动装置中,上述控制部(CTL)能够构成为基于上述位置数据组(Mka(t))以及上述按压力数据组(Fba(t)),来运算上述实际按压力(Fba)的变化量(Fbh)与上述实际位置(Mka)的变化量(Mkh)的比率(Gcq),决定上述比率(Gcq)收敛于第一规定范围内(-gcqx1~gcqx2)的状态持续第一规定值(tx1、hmx1)的第一区间(kn1),基于上述第一区间(kn1)的上述实际位置(Mka),来决定上述基准位置(pzr)。
在本申请发明所涉及的实施方式的车辆的电动制动装置中,上述控制部(CTL)能够构成为基于上述按压力数据组(Fba(t))运算上述实际按压力的时间变化量(dFba)的数据组(dFba(t)),决定上述时间变化量(dFba)收敛于第二规定范围内(-dfbx1~dfbx2)的状态持续第二规定值(tx2、hmx2)的第二区间(kn2),基于上述第二区间(kn2)中的上述实际位置(Mka)来决定上述基准位置(pzr)。
另外,在本申请发明的实施方式所涉及的车辆的电动制动装置中,上述控制部(CTL)能够构成为将与上述基准位置(pzr)对应的上述实际按压力(Fba)决定为上述修正按压力(fzr)。
此外,在本申请发明的实施方式所涉及的车辆的电动制动装置中,上述按压力获取部(FBA)作为实际按压力(Fba),能够使用基于对从检测上述摩擦部件(MSB)推压上述旋转部件(KTB)的力的元件(应变仪等)输出的模拟信号进行模拟/数字转换所得的数字信号的值。另外,上述位置获取部(MKA)作为上述电动马达(MTR)的位置(Mka),能够使用基于从检测上述电动马达(MTR)的位置的元件(霍尔IC、解析器、编码器等)直接输出的数字信号的值。
以上,根据本发明,以在电动马达MTR的实际位置(实际旋转角)Mka中包含无效位移mkm、零点(基准位置的真值)的方式,决定开始位置pst以及结束位置pfn。而且,在从pst到pfn的整个期间,存储时间序列数据组Mka(t)、Fba(t)。基于Mka(t)、Fba(t),事后决定基准位置pzr、修正按压力(FBA的零点漂移)fzr。因此,能够抑制由无效位移引起的误差的影响。
附图标记说明
BPA…制动操作量获取部;MSB…摩擦部件;KTB…旋转部件;MTR…电动马达;BRK…制动部;CTL…控制部;FBA…按压力获取部;MKA…位置获取部;Fba…实际按压力;Mka…电动马达的实际位置;mkm…无效位移区间;Gcq…刚性值;Mkk…候补位置;pzr…基准位置;Fkk…候补力;fzr…修正按压力;pst…开始位置;Mka(t)…位置数据组;Fba(t)…按压力数据组;Bpa…制动操作量;Imt…目标通电量。

Claims (4)

1.一种车辆的电动制动装置,具备:
制动操作量获取部,其获取由驾驶员对车辆的制动操作部件进行的制动操作量;
制动部,其借助传递部件来传递电动马达的动力,由此向固定于所述车辆的车轮的旋转部件推压摩擦部件,使所述车轮产生制动转矩;以及
控制部,其基于所述制动操作量来运算目标通电量,并基于所述目标通电量来控制所述电动马达,
在所述车辆的电动制动装置中,具备:
按压力获取部,其获取所述摩擦部件实际推压所述旋转部件的力即实际按压力;以及
位置获取部,其获取所述电动马达的实际位置,
所述控制部被构成为:
在所述制动操作量减少的情况下,
依次运算所述实际按压力的变化量与所述实际位置的变化量的比率即刚性值,
在所述刚性值从规定值以上变化到小于所述规定值的时刻,存储该时刻的所述实际位置作为候补位置,
在存储有所述候补位置的状态下,在所述刚性值小于所述规定值的状态的持续小于与所述传递部件的缝隙相当的缝隙相当值的情况下,忘记所述候补位置,
在存储有所述候补位置的状态下,在所述刚性值小于所述规定值的状态的持续超过所述缝隙相当值的时刻,将所述存储的候补位置决定为所述摩擦部件与所述旋转部件开始接触的基准位置,
基于所述基准位置来运算所述目标通电量。
2.一种车辆的电动制动装置,具备:
制动操作量获取部,其获取由驾驶员对车辆的制动操作部件进行的制动操作量;
制动部,其借助传递部件来传递电动马达的动力,由此向固定于所述车辆的车轮的旋转部件推压摩擦部件,使所述车轮产生制动转矩;以及
控制部,其基于所述制动操作量来运算目标通电量,并基于所述目标通电量来控制所述电动马达,
在所述车辆的电动制动装置中,具备:
按压力获取部,其获取所述摩擦部件实际推压所述旋转部件的力即实际按压力;以及
位置获取部,其获取所述电动马达的实际位置,
所述控制部被构成为:
在所述制动操作量减少的情况下,
依次运算所述实际按压力的变化量与所述实际位置的变化量的比率即刚性值,
在所述刚性值从规定值以上变化到小于所述规定值的时刻,存储该时刻的所述实际按压力来作为候补力,
在存储有所述候补力的状态下,在所述刚性值小于所述规定值的状态的持续小于与所述传递部件的缝隙相当的缝隙相当值的情况下,忘记所述候补力,
在存储有所述候补力的状态下,在所述刚性值小于所述规定值的状态的持续超过所述缝隙相当值的时刻,将所述存储的候补力决定为与所述按压力获取部的零点漂移相当的修正按压力,
基于所述修正按压力来运算所述目标通电量。
3.一种车辆的电动制动装置,具备:
制动操作量获取部,其获取由驾驶员对车辆的制动操作部件进行的制动操作量;
制动部,其借助传递部件来传递电动马达的动力,由此向固定于所述车辆的车轮的旋转部件推压摩擦部件,使所述车轮产生制动转矩;以及
控制部,其基于所述制动操作量来运算目标通电量,并基于所述目标通电量来控制所述电动马达,
在车辆的电动制动装置中,具备:
按压力获取部,其获取所述摩擦部件实际推压所述旋转部件的力即实际按压力;以及
位置获取部,其获取所述电动马达的实际位置,
所述控制部被构成为:
在所述制动操作量减少的情况下,
所述实际位置从开始位置到结束位置,依次存储关于所述实际位置的位置数据组以及关于所述实际按压力的按压力数据组,所述开始位置是包含所述实际位置减少但所述实际按压力未减少的无效位移区间的存储区间的一个端点,所述结束位置是所述存储区间的另一个端点,
基于所述位置数据组以及所述按压力数据组,来决定所述摩擦部件与所述旋转部件开始接触的基准位置,
基于所述基准位置来运算所述目标通电量。
4.一种车辆的电动制动装置,具备:
制动操作量获取部,其获取由驾驶员对车辆的制动操作部件进行的制动操作量;
制动部,其借助传递部件来传递电动马达的动力,由此向固定于所述车辆的车轮的旋转部件推压摩擦部件,使所述车轮产生制动转矩;以及
控制部,其基于所述制动操作量来运算目标通电量,并基于所述目标通电量来控制所述电动马达,
在所述车辆的电动制动装置中,具备:
按压力获取部,其获取所述摩擦部件实际推压所述旋转部件的力即实际按压力;以及
位置获取部,其获取所述电动马达的实际位置,
所述控制部被构成为:
在所述制动操作量减少的情况下,
所述实际位置从开始位置到结束位置,依次存储所述实际位置的位置数据组以及所述实际按压力的按压力数据组,所述开始位置是包含所述实际位置减少但所述实际按压力未减少的无效位移区间的存储区间的一个端点,所述结束位置是所述存储区间的另一个端点,
基于所述位置数据组以及所述按压力数据组,来决定与所述按压力获取部的零点漂移相当的修正按压力,
基于所述修正按压力来运算所述目标通电量。
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