CN109311458B - 电动制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动制动装置,能够精度良好地产生所希望的制动液压。ECU通过基于制动踏板的操作(输入部件位置)控制电动促动器的电动马达(37),使动力活塞移动,在主缸产生制动液压。ECU的特性校正处理部基于制动踏板的操作量,对表示从ECU经由车辆数据总线而传递的液压值与基于输入部件位置控制的动力活塞的移动量的关系的特性数据进行校正并存储。ECU在自动制动指令输入时,基于校正后的特性数据,控制电动促动器。

Description

电动制动装置
技术领域
本发明涉及向机动车等车辆施加制动力的电动制动装置。
背景技术
作为在机动车等车辆上搭载的电动制动装置,已知一种利用电动促动器向车辆的车轮制动机构施加制动液压(制动液压)的结构(专利文献1)。在此,专利文献1的电动制动装置根据制动踏板的操作量,设定主缸的目标液压,控制电动促动器,以使液压传感器检测的主缸液压为目标液压。
专利文献1的电动制动装置在液压传感器正常时,对表示电动促动器动作时的主缸的活塞的移动量(马达旋转位置)与产生的液压(主缸液压)的关系的制动特性进行更新。而且,在液压传感器异常时,利用更新后的制动特性,算出与主缸的目标液压对应的活塞的移动量,控制电动促动器,以成为该算出的移动量。由此,即使液压传感器发生异常,也能够施加与发生异常之前的液压刚性对应的制动力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2012/118103号
发明内容
发明所要解决的技术问题
可是,在利用表示活塞的移动量与产生的液压的关系的制动特性控制电动促动器的情况下,例如当直接利用检测出的活塞的移动量与产生的液压对制动特性进行更新时,相对于所希望的制动液压(相当于希望实现的制动指令的制动液压),实际产生的制动液压有时存在偏差。
本发明的目的在于提供一种电动制动装置,其能够精度良好地产生所希望的制动液压。
用于解决技术问题的技术方案
为了解决上述问题,本发明为一种电动制动装置,其具有:电动促动器,其为了在车辆的主缸产生制动液压而工作;操作量检测装置,其检测所述车辆的制动踏板的操作量;活塞,其通过所述电动促动器的工作而移动;移动量检测装置,其检测所述活塞的移动量;控制装置,其根据基于所述制动踏板的操作的第一制动指令值、或从所述车辆的装置间通信网络输入的第二制动指令值,控制所述电动促动器,使所述活塞移动。所述控制装置在输入所述第一制动指令值时,基于该第一制动指令值,控制所述电动促动器,使所述活塞移动,产生制动液压,并且在产生该制动液压过程中,基于所述制动踏板的操作量,对表示从所述装置间通信网络输入的、在所述主缸产生的制动液压值与基于所述第一制动指令值控制的所述活塞的移动量的关系的特性数据进行校正并存储,在输入所述第二制动指令值时,基于所述校正后的特性数据,控制所述电动促动器。
发明的效果
本发明的电动制动装置能够精度良好地产生所希望的制动液压。
附图说明
图1是表示搭载有实施方式的电动制动装置的车辆的概况图。
图2是表示实施方式的电动制动装置的剖视图。
图3是表示电动制动装置、主缸、车轮制动机构等的方框图。
图4是表示图3中的控制装置(电动助力装置用ECU)的特性校正处理部的方框图。
图5是表示制动踏板操作时与自动制动时的动力活塞位置差ΔXpp的剖视图。
图6是表示液压P与动力活塞位置Xpp的关系的一个例子的特性线图。
图7是表示液压P与动力活塞位置差ΔXpp的关系的一个例子的特性线图。
具体实施方式
下面,依照附图,针对实施方式的电动制动装置,以将该电动制动装置搭载于四轮机动车的情况为例详细地进行说明。
在图1中,在构成车辆车身的车体1的下侧(路面侧)设有由左右前轮2L、2R与左右后轮3L、3R形成的总计四个车轮。车轮(各前轮2L、2R、各后轮3L、3R)与车体1一起构成车辆。在左、右前轮2L、2R设有各个前轮侧轮缸4L、4R。在左、右后轮3L、3R设有各个后轮侧轮缸5L、5R。上述各轮缸4L、4R、5L、5R成为向各个车轮2L、2R、3L、3R施加制动力(摩擦制动力)的车轮制动机构(摩擦制动机构)。轮缸4L、4R、5L、5R例如由液压式的盘式制动器、或鼓式制动器构成。
制动踏板6设置在车体1的前板侧。制动踏板6在对车辆进行制动操作时,被乘务员(乘车人员)、即驾驶员在箭头Y方向进行踩踏操作,基于该操作,各轮缸4L、4R、5L、5R向车轮2L、2R、3L、3R施加制动力。在制动踏板6(更具体而言,为后面叙述的电动助力装置30的输入部件32)设有作为检测由驾驶员进行的制动踏板6的操作量(制动踏板操作量)的操作量检测装置的制动操作传感器7。
制动操作传感器7例如可以使用行程传感器(位移传感器),其检测成为制动踏板6(输入部件32)的位移量的行程量(踏板行程)。需要说明的是,制动操作传感器7不限于行程传感器,例如可以使用检测踏板踏力的力传感器(负载传感器)、检测制动踏板6的旋转角(倾斜度)的角度传感器等能够检测制动踏板6(输入部件32)的操作量(踩踏量)的各种传感器。在该情况下,制动操作传感器7可以由一个(一种)传感器构成,也可以由多个(多种)传感器构成。
制动操作传感器7的检测信号(制动踏板操作量)向后面叙述的电动助力装置用ECU51(下面称为ECU51)输出。ECU51与制动操作传感器7等一起构成后面叙述的电动助力装置30。如后所述,ECU51基于制动操作传感器7检测出的作为检测信号的制动踏板操作量(第一制动指令值),向电动助力装置30的电动马达37输出驱动信号,在电动助力装置30安装的主缸21内的液压室25、26(参照图2)产生液压(制动液压)。此外,ECU51例如在通过后面叙述的车辆数据总线12接收到自动制动指令(第二制动指令值)的情况下,也在主缸21产生液压。
此时,ECU51可以不依赖于驾驶员对制动踏板6的操作,而是基于自动制动指令,向电动助力装置30的电动马达37输出驱动信号,能够在主缸21内的液压室25、26产生液压。在主缸21产生的液压经由液压供给装置9,向轮缸4L、4R、5L、5R供给,对车轮2L、2R、3L、3R施加制动力。需要说明的是,针对图2至图4所示的主缸21、储液箱29、电动助力装置30等的结构,在后面详细地说明。
如图1所示,在主缸21产生的液压经由一对缸侧液压配管8A、8B,向液压供给装置9(下面称为ESC9)供给。ESC9设置在主缸21与轮缸4L、4R、5L、5R之间。ESC9将从主缸21经由缸侧液压配管8A、8B输出的液压,经由制动器侧配管部11A、11B、11C、11D,向轮缸4L、4R、5L、5R分配并供给。ESC9例如包括多个控制阀、对制动液进行加压的液压泵、驱动该液压泵的电动马达、以及将剩余的制动液临时贮存的液压控制用储液箱(都未图示)而构成。ESC9的各控制阀的开、闭以及电动马达的驱动都利用液压供给装置用ECU10(下面称为ECU10)进行控制。
成为第一ECU的ECU10例如包括微型计算机而构成。ECU10是对ESC9(的各控制阀、电动马达)进行电驱动控制的液压供给装置用控制单元。ECU10的输入侧与车辆数据总线12、以及液压传感器15连接。ECU10的输出侧与各控制阀、电动马达、以及车辆数据总线12连接。
ECU10单独驱动控制ESC9的各控制阀、电动马达等。由此,ECU10针对各轮缸4L、4R、5L、5R,对从制动器侧配管部11A、11B、11C、11D向轮缸4L、4R、5L、5R供给的制动液压(制动液压)进行减压、保持、增压或加压的控制。
在该情况下,ECU10通过控制ESC9工作,例如可以执行如下的控制(1)~(8)等。
(1)制动力分配控制,其在车辆制动时,根据接地负载等,向各车轮2L、2R、3L、3R适当分配制动力。
(2)防抱死制动控制,其在制动时自动调整各车轮2L、2R、3L、3R的制动力,防止各车轮2L、2R、3L、3R锁死(漂移)。
(3)车辆稳定化控制,其检测行驶中各车轮2L、2R、3L、3R的侧滑,不局限于制动踏板6的操作量,适当地自动控制向各车轮2L、2R、3L、3R施加的制动力,并且抑制转向不足及转向过度而使车辆的行为稳定。
(4)坡道起步辅助控制,其在坡道上保持制动状态并辅助起步。
(5)牵引力控制,其在起步时等防止各车轮2L、2R、3L、3R空转。
(6)车辆跟踪控制,其相对于前行车辆,保持一定的车距。
(7)车道偏离防止控制,其保持行驶车道。
(8)避障控制,其避免与车辆前方或后方的障碍物碰撞。
ESC9在通过驾驶员的制动操作进行正常的动作时,直接向轮缸4L、4R、5L、5R供给在主缸21产生的液压。与之相对,例如在执行防抱死制动控制等的情况下,关闭用于增压的控制阀,保持轮缸4L、4R、5L、5R的液压,在对轮缸4L、4R、5L、5R的液压进行减压时,打开用于减压的控制阀,排出轮缸4L、4R、5L、5R的液压,以向液压控制用储液箱溢出。
此外,为了在车辆行驶时进行稳定化控制(防侧滑控制)等,在对供给轮缸4L、4R、5L、5R的液压进行增压或加压时,在关闭了用于供给的控制阀的状态下,利用电动马达使液压泵工作,将从该液压泵排出的制动液向轮缸4L、4R、5L、5R供给。此时,从主缸21侧向液压泵的吸入侧供给储液箱29内的制动液。该用于供给的控制阀是与上述用于增压的控制阀或用于减压的控制阀不同的阀。
车辆数据总线12是在车辆上搭载的称为V-CAN的车辆ECU间通信网络(装置间通信网络)。即,车辆数据总线12是在车辆上搭载的大量电子设备之间(例如ECU10、ECU16、ECU51间)进行多路通信的实时通信部。通过电源线13向ECU10供给来自车载蓄电池14的电力。对于后面叙述的ECU16及ECU51,也通过电源线13,从车载蓄电池14供给电力。需要说明的是,在图1中,带有双斜线的线条表示信号线及电源线等电气系统的线。
液压传感器15在主缸21(的第一液压室25)与ESC9之间的缸侧液压配管8A上进行设置。液压传感器15检测在主缸21产生的压力(制动液压)、更具体而言为缸侧液压配管8A内的液压。液压传感器15与ESC9的ECU10电连接。将液压传感器15的检测信号(液压值)向ECU10输出。ECU10将由液压传感器15检测出的液压值向车辆数据总线12输出。后面叙述的电动助力装置用ECU51通过从ECU10接收液压值,能够识别(取得)在主缸21产生的液压值。
需要说明的是,虽然未图示,但ECU10与ECU51之间也可以由与车辆数据总线12分别设置的通信线(信号线)、例如可进行车载ECU间的通信的称为L-CAN的通信线(车辆ECU间通信网络)进行连接,经由该通信线,发送、接收液压传感器15的液压值。即,电动助力装置用ECU51经由车辆ECU间通信网络(车辆数据总线12或通信线),从ECU10取得由液压传感器15检测出的液压值。
在车辆数据总线12连接有自动制动用ECU16(下面称为ECU16)。成为第二ECU的ECU16是输出自动制动指令(自动制动的制动指令值)的自动制动用控制单元。ECU16也与ECU10及后面叙述的ECU51相同,包括微型计算机而构成,经由车辆数据总线12而与ECU10、51等连接。
在此,ECU16例如与外界识别传感器17连接。外界识别传感器17构成测量车辆周围的物体的位置的物体位置测量装置,例如可以使用立体相机、单相机等相机(例如数码相机)、和/或激光雷达、红外线雷达、毫米波雷达等雷达(例如半导体激光器等发光元件以及接收其光的光接收元件)。需要说明的是,外界识别传感器17不限于相机、雷达,可以使用能够识别(检测)作为车辆周围的外界状态的各种传感器(检测装置、测量装置、电波探测器)。
ECU16基于外界识别传感器17的检测结果(信息)、例如算出与前方物体的距离等,并且基于该距离与当前车辆的行驶速度等,算出与应该施加的制动力(制动液压)对应的自动制动的制动指令值。将算出的自动制动的制动指令值作为自动制动指令,从ECU16向车辆数据总线12输出。
在该情况下,例如当成为第三ECU的电动助力装置用ECU51经由车辆数据总线12取得自动制动的制动指令值(第二制动指令值)时,基于该取得的自动制动的制动指令值,驱动电动助力装置30的电动马达37。即,电动助力装置30基于自动制动的制动指令值,在主缸21内产生液压,对各轮缸4L、4R、5L、5R进行加压,由此,能够向车轮2L、2R、3L、3R施加制动力(自动制动)。
接着,除了图1以外,也参照图2,针对主缸21、储液箱29、以及电动助力装置30进行说明。
主缸21通过驾驶员的制动操作进行工作。主缸21向对车辆施加制动力的轮缸4L、4R、5L、5R供给制动液压。如图2所示,主缸21由串联式主缸构成。即,主缸21包括缸主体22、主活塞23、副活塞24、第一液压室25、第二液压室26、第一复位弹簧27、以及第二复位弹簧28而构成。
缸主体22形成为轴向(图2的左右方向)的一侧(例如图2的左右方向的右侧、车辆的前后方向的后侧)为开口端、另一侧(例如图2的左右方向的左侧、车辆的前后方向的前侧)为底部并被闭塞的有底筒状。缸主体22的开口端侧安装在后面叙述的电动助力装置30的助力装置壳体31上。在缸主体22设有与储液箱29连接的第一、第二储液箱端口22A、22B。另外,在缸主体22设有经由缸侧液压配管8A、8B等而与轮缸4L、4R、5L、5R连接的第一、第二供给端口22C、22D。
主活塞23的轴向的一侧为有底的拉杆插入孔23A,轴向的另一侧为有底的弹簧收纳孔23B。弹簧收纳孔23B在与拉杆插入孔23A相反的一侧(另一侧)开口,在弹簧收纳孔23B内配置有第一复位弹簧27的一侧。主活塞23的拉杆插入孔23A侧从缸主体22的开口端侧向外部突出,在拉杆插入孔23A内以接触的状态插入有后面叙述的输出拉杆48。
副活塞24形成为有底筒状,与主活塞23对置的轴向的一侧为底部24A并被闭塞。在副活塞24形成有在轴向的另一侧开口的弹簧收纳孔24B,在弹簧收纳孔24B内配置有第二复位弹簧28的一侧。
第一液压室25在主活塞23与副活塞24之间在缸主体22内被区划。第二液压室26在副活塞24与缸主体22的底部之间在缸主体22内被区划。
第一复位弹簧27位于第一液压室25内并配设在主活塞23与副活塞24之间。第一复位弹簧27将主活塞23向缸主体22的开口端侧施力。第二复位弹簧28位于第二液压室26内并配设在缸主体22的底部与副活塞24之间。第二复位弹簧28将副活塞24向第一液压室25侧施力。
例如,当对制动踏板6进行踩踏操作时,在主缸21的缸主体22内,主活塞23与副活塞24向缸主体22的底部侧发生位移。此时,当第一、第二储液箱端口22A、22B由主活塞23与副活塞24截断时,利用第一、第二液压室25、26内的制动液,从主缸21产生制动液压(M/C压)。另一方面,当解除制动踏板6的操作时,主活塞23与副活塞24通过第一、第二复位弹簧27、28,向缸主体22的开口部侧发生位移。
储液箱29安装在主缸21的缸主体22。储液箱29作为在内部贮存制动液的工作油箱而构成,向缸主体22内的液压室25、26补充(给排)制动液。如图2所示,在第一储液箱端口22A与第一液压室25连通、第二储液箱端口22B与第二液压室26连通时,能够在储液箱29与液压室25、26之间进行制动液的供给或排出。
另一方面,当第一储液箱端口22A被主活塞23与第一液压室25截断、第二储液箱端口22B被副活塞24从第二液压室26截断时,切断储液箱29与液压室25、26之间的制动液的供给及排出。在该情况下,在主缸21的液压室25、26内,随着主活塞23及副活塞24的位移而产生制动液压(M/C压),该制动液压经由一对缸侧液压配管8A、8B,向ESC9供给。
作为电动制动装置的电动助力装置30设置在制动踏板6与主缸21之间。电动助力装置30在通过驾驶员进行制动踏板6的踩踏操作时,根据成为第一制动指令值的制动踏板操作量(踩踏量)来驱动电动马达37,由此,成为增加制动操作力(踏力)并向主缸21传递的助力机构(助力装置)。此外,电动助力装置30成为即使没有驾驶员的制动操作(踏板操作)、也自动地施加制动力(自动制动)的自动制动施加机构。
即,电动助力装置30根据成为(例如来自ECU16的)第二制动指令值的自动制动指令来驱动电动马达37,由此,在主缸21内产生制动液压。由此,不局限于驾驶员的制动操作(无论操作与否),能够向各轮缸4L、4R、5L、5R内供给制动液压,自动地施加制动力(自动制动)。
电动助力装置30包括作为操作量检测装置的制动操作传感器7(图1、3)、电动促动器36、作为移动量检测装置的角度传感器39(图1、3)、作为活塞的动力活塞45、以及作为控制装置的ECU51而构成。更具体而言,电动助力装置30具有:制动操作传感器7、助力装置壳体31、输入部件32、电动促动器36、角度传感器39、动力活塞45、反作用盘47、输出拉杆48、以及ECU51等。
助力装置壳体31形成电动助力装置30的外壳,例如固定在车体的前板即驾驶室前壁。助力装置壳体31具有:马达箱体31A、输出箱体31B、以及输入箱体31C。马达箱体31A在内部收纳有后面叙述的电动马达37与减速机构40的一部分(驱动带轮40A侧)。输出箱体31B在内部收纳有减速机构40的另一部分(从动带轮40B侧)、旋转直线运动变换机构43及动力活塞45的一部分(轴向的另一侧)、反作用盘47、输出拉杆48、以及第二复位弹簧46等。输入箱体31C闭塞马达箱体31A及输出箱体31B的轴向一侧的开口,并且在内部收纳有旋转直线运动变换机构43及动力活塞45的另一部分(轴向的一侧)、以及输入部件32的中间部等。
输入部件32相对于助力装置壳体31可在轴向移动地进行设置,并与制动踏板6连接。输入部件32具有拉杆部件33与活塞部件34。拉杆部件33与活塞部件34在同心连结的状态下,向旋转直线运动变换机构43及动力活塞45的内侧插通。在该情况下,拉杆部件33的轴向的一侧从助力装置壳体31的输入箱体31C突出。而且,在成为突出端的拉杆部件33的一侧连结有制动踏板6。
与之相对,拉杆部件33的轴向的另一侧的前端成为球形部33A而插入动力活塞45内。在拉杆部件33的中间部设有遍及整个周而向径向外侧突出的凸缘部33B。在凸缘部33B与动力活塞45之间设有第一复位弹簧35。第一复位弹簧35相对于动力活塞45,始终将输入部件32(拉杆部件33)向轴向的一侧施力。
活塞部件34相对于动力活塞45可在轴向上相对移动(可滑动)地插嵌于动力活塞45内。活塞部件34具有:与拉杆部件33对置而设置的主体部34A、以及从该主体部34A向轴向的另一侧突出而设置的受压部34B。在主体部34A的轴向的一侧,在与拉杆部件33的球形部33A对应的位置设有凹部34C。在凹部34C,利用例如铆接等方法固定有拉杆部件33的球形部33A。
另一方面,受压部34B的前端面为与反作用盘47抵接的抵接面。例如,在未对制动踏板6进行操作时,在受压部34B的前端面与反作用盘47之间形成有规定的间隙。当对制动踏板6进行踩踏操作时,受压部34B的前端面与反作用盘47抵接,向反作用盘47施加输入部件32的推力(踩踏力)。
电动促动器36为了在车辆的主缸21产生制动液压(为了向车辆的轮缸4L、4R、5L、5R施加制动液压)而进行工作。即,电动促动器36使动力活塞45在主缸21的轴向移动,向该动力活塞45施加推力,由此,使主缸21的主活塞23(及副活塞24)发生位移。因此,电动促动器36由电动马达37、使该电动马达37的旋转减速并向筒状旋转体41传递的减速机构40、以及将筒状旋转体41的旋转变换为动力活塞45的轴向位移的旋转直线运动变换机构43构成。
电动马达37例如使用DC无刷马达构成,具有:成为马达轴(输出轴)的旋转轴37A、在该旋转轴37A安装的永磁铁等转子37B、以及在马达箱体31A安装的线圈(电枢)等定子37C。旋转轴37A的轴向一侧的端部经由滚动轴承38可旋转地支承在助力装置壳体31的输入箱体31C。
在电动马达37设有旋转变压器及称为旋转角传感器的角度传感器39(参照图1及图3)。角度传感器39检测电动马达37(的旋转轴37A)的旋转角度(旋转位置),并将该检测信号向ECU51输出。ECU51依据该旋转角度信号进行电动马达37(即动力活塞45)的反馈控制。在此,由角度传感器39检测出的电动马达37的旋转角度通过使用后面叙述的减速机构40的减速比、以及旋转直线运动变换机构43的单位旋转角度的直线运动位移量,能够算出动力活塞45的移动量(位移量、位置)。
因此,角度传感器39构成检测动力活塞45的移动量(动力活塞45的位移量或位置)的移动量检测装置。需要说明的是,移动量检测装置不限于旋转变压器,例如也可以使用旋转式电位计。另外,角度传感器39也可以检测通过减速机构40减速后的旋转角度(例如筒状旋转体41的旋转角度)来代替电动马达37的旋转角度(旋转位置)。此外,也可以代替间接地检测动力活塞45的移动量的角度传感器39,例如使用直接地检测动力活塞45的直线运动位移(轴向位移)的位移传感器(位置传感器)。另外,也可以使用位移传感器,检测旋转直线运动变换机构43的直线运动部件44的直线运动位移。
减速机构40例如作为皮带减速机构而构成。减速机构40包括在电动马达37的旋转轴37A安装的驱动带轮40A、在筒状旋转体41安装的从动带轮40B、以及在上述带轮之间卷绕的皮带40C而构成。减速机构40使电动马达37的旋转轴37A的旋转以规定的减速比进行减速,并向筒状旋转体41传递。筒状旋转体41经由滚动轴承42,可旋转地支承在助力装置壳体31的输入箱体31C。
旋转直线运动变换机构43例如作为滚珠丝杠机构而构成。旋转直线运动变换机构43具有筒状(中空)的直线运动部件44,其经由多个滚珠在轴向上可移动地设置在筒状旋转体41的内周侧。在直线运动部件44的内侧,从直线运动部件44的轴向另一侧的开口插入动力活塞45。靠近直线运动部件44的轴向一侧的端部,设有遍及整个周而向径向内侧突出的凸缘部44A。动力活塞45的一端部(后端部)与该凸缘部44A的另一侧面(前侧面)抵接。由此,直线运动部件44能够使输入箱体31C及筒状旋转体41的内周侧与动力活塞45成为一体,向轴向的另一侧(前侧)发生位移。
动力活塞45为了在主缸21产生制动液压而向轮缸4L、4R、5L、5R施加制动液压,通过电动促动器36的工作而移动。动力活塞45包括外侧筒部件45A、内侧筒部件45B、以及环状部件45C而构成。外侧筒部件45A在直线运动部件44的内侧,通过相对于该直线运动部件44在轴向上滑动而可相对位移地进行设置。内侧筒部件45B设置在外侧筒部件45A的内侧。内侧筒部件45B的轴向的一侧(后侧)的端面(一端面)与外侧筒部件45A的一端面一起,与环状部件45C抵接。在内侧筒部件45B的内侧,在轴向上可相对移动(滑动)地插嵌有输入部件32的活塞部件34。
内侧筒部件45B的轴向的另一侧(前侧)成为遍及整个周而向径向内侧突出的凸缘部45B1。该凸缘部45B1与活塞部件34的受压部34B一起,与反作用盘47相对(对置)。环状部件45C通过与内侧筒部件45B的轴向一侧的开口螺合而被固定。环状部件45C的轴向的中间部成为遍及整个周而向径向外侧突出的凸缘部45C1。在该凸缘部45C1的一侧面抵接有直线运动部件44的凸缘部44A。在环状部件45C的凸缘部45C1的另一侧面抵接有外侧筒部件45A及内侧筒部件45B。
第二复位弹簧46设置在动力活塞45的外侧筒部件45A与助力装置壳体31的输出箱体31B之间。第二复位弹簧46始终将动力活塞45向制动解除方向施力。由此,动力活塞45在解除制动操作时,利用电动马达37在制动解除侧旋转而产生的驱动力与第二复位弹簧46的施加力,返回至图2所述的初始位置。
反作用盘47设置在动力活塞45(内侧筒部件45B)及输入部件32(活塞部件34)与输出拉杆48之间。反作用盘47作为例如由橡胶等弹性树脂材料形成的圆板而形成,与输入部件32和动力活塞45抵接。反作用盘47将从制动踏板6向输入部件32(的活塞部件34)传递的踏力(输入推力)、以及从电动促动器36向动力活塞45(的内侧筒部件45B)传递的推力(助力装置推力)向输出拉杆48传递。换言之,反作用盘47将在主缸21产生的制动液压的反作用力向输入部件32与动力活塞45分配。
例如,当制动踏板6被踩踏并且随着该踩踏而利用电动促动器36使动力活塞45向反作用盘47侧移动时,该反作用盘47例如如后面叙述的图5(A)所示发生弹性变形。另一方面,当不进行制动踏板6的操作(无踩踏),而是基于自动制动指令而利用电动促动器36只使动力活塞45向反作用盘47侧移动时,该反作用盘47例如如图5(B)所示发生弹性变形。需要说明的是,在图5中,为了容易表现后面叙述的动力活塞位置差ΔXpp等,与图2相比,简单地表示了动力活塞45的内侧筒部件45B的形状、活塞部件34的受压部34B的形状等。
输出拉杆48将输入部件32的推力和/或动力活塞45的推力向主缸21(的主活塞23)输出。输出拉杆48在一端侧设有大径的法兰部48A。法兰部48A隔着反作用盘47,从外侧嵌合在动力活塞45的内侧筒部件45B。输出拉杆48基于输入部件32的推力和/或动力活塞45的推力,按压主缸21的主活塞23。
在此,旋转直线运动变换机构43具有后驱动性能,能够通过直线运动部件44的直线运动(轴向移动),使筒状旋转体41旋转。如图2所示,在动力活塞45后退至复位位置时,直线运动部件44与输入箱体31C的闭塞端侧抵接。该闭塞端作为经由直线运动部件44而限制动力活塞45的复位位置的限位器而发挥作用。
直线运动部件44的凸缘部44A从后方(图2的右方)与动力活塞45(特别是动力活塞45的环状部件45C)抵接。因此,能够使动力活塞45与直线运动部件44分离而单独前进。即,例如在电动马达37因断线等而引起工作故障等在电动助力装置30发生了异常的情况下,直线运动部件44利用第二复位弹簧46的弹力,与动力活塞45一起后退至后退位置。由此,能够抑制制动器的拖拉。另一方面,在施加制动力时,基于输入部件32的前进,能够经由反作用盘47,使输出拉杆48向主缸21侧发生位移,并在该主缸21产生液压。此时,当输入部件32前进规定量时,活塞部件34的主体部34A的前端与动力活塞45的内侧筒部件45B(的凸缘部45B1)抵接(参照图2)。由此,基于输入部件32与动力活塞45双方的前进,能够在主缸21产生液压。
需要说明的是,减速机构40不限于皮带减速机构,例如也可以使用齿轮减速机构等其它形式的减速机构来构成。另外,将旋转运动变换为直线运动的旋转直线运动变换机构43例如也可以由齿条-小齿轮机构等来构成。此外,不必一定设置减速机构40,例如,也可以在筒状旋转体41设置电动马达的转子,并且将电动马达的定子配置在筒状旋转体41的周围,利用电动马达来使筒状旋转体41直接旋转。
另外,在上述实施方式中,虽然旋转直线运动变换机构43与动力活塞45为分体,但也可以使每个部件的一部分一体化而构成,例如,也可以使旋转直线运动变换机构43之中的直线运动部件44与动力活塞45为一体。
接着,针对电动助力装置用ECU51进行说明。
ECU51例如包括微型计算机而构成,成为对电动马达37进行电驱动控制的电动助力装置用控制单元。如图1所示,ECU51的输入侧与检测制动踏板6的操作量(或踏力)的制动操作传感器7、检测电动马达37的旋转位置(即与电动马达37的旋转位置对应的动力活塞45的移动量)的角度传感器39、以及进行来自其它车辆设备的ECU10、16的信号的发送、接收的车辆数据总线12连接。另一方面,ECU51的输出侧与电动马达37、以及车辆数据总线12连接。
ECU51例如根据从制动操作传感器7输出的检测信号(制动踏板操作量、即输入部件位置)、以及来自ECU16的自动制动指令(自动制动的制动指令值),为了对主缸21加压而驱动电动马达37。即,ECU51根据基于制动踏板6的操作的第一制动指令值(输入部件位置)、或从成为车辆的装置间通信网络的车辆数据总线12输入的第二制动指令值(自动制动指令),控制电动促动器36(电动马达37),使动力活塞45移动(位移)。换言之,ECU51基于输入部件位置或自动制动指令,驱动电动马达37,使动力活塞45移动,由此,可变化地控制在主缸21内产生的制动液压。
在该情况下,当从ECU51向电动马达37输出驱动信号时,电动马达37的旋转轴37A旋转。旋转轴37A的旋转通过减速机构40而被减速,通过旋转直线运动变换机构43变换为直线运动位移(图2的左右方向的位移),使动力活塞45发生直线运动位移。电动马达37的旋转轴37A的旋转角度、即转子37B的旋转角度(马达旋转位置)由角度传感器39进行检测。在该情况下,通过使用由角度传感器39检测出的旋转角度、减速机构40的减速比、以及旋转直线运动变换机构43的单位旋转角度的直线运动位移量,能够算出动力活塞45的移动量。需要说明的是,检测的角度也可以不是转子37B的旋转角度,而是减速后的旋转角度。另外,也可以代替角度传感器39,而使用直接检测动力活塞45的直线运动位移的位移传感器。
在动力活塞45(的内侧筒部件45B)的前端安装有弹性部件即反作用盘47,动力活塞45的位移经由反作用盘47而向主缸21的主活塞23传递。在图2中,主活塞23切断了连接储液箱29与主缸21的制动液的供给通路,在主缸21的内部(液压室25、26)不会产生液压。从该状态使电动马达37驱动,使主活塞23在图2的左向发生位移,切断连接储液箱29与主缸21的制动液的供给通路,进一步使主活塞23发生位移,由此,能够在主缸21产生液压。动力活塞45作为整体形成为圆筒状,在动力活塞45的内部插通有输入部件32。输入部件32设置为,不依赖于动力活塞45的位移而相对于该动力活塞45可滑动,并且使其前端能够与反作用盘47接触。
在此,在使电动助力装置30的电动马达37工作而产生所希望的制动力时,例如考虑对于在主缸21产生的目标液压的指令,对由液压传感器15检测的实际的制动液压进行反馈的结构。在该情况下,例如当液压传感器15的检测值存在误差或延迟时,则在仍然照旧的情况下,相对于目标液压,实际所产生的制动液压可能存在偏差。与之相对,例如可以考虑对于电动助力装置30的动力活塞45的移动量(位置)的指令,对由角度传感器45检测的实际的动力活塞45的移动量(马达旋转位置)进行反馈。在该情况下,能够抑制随着液压传感器15的检测值的误差或延迟而产生的制动液压的偏差。
另一方面,考虑如下的情况,即,利用表示动力活塞45的移动量(马达旋转位置)与主缸21产生的液压的关系的制动特性,算出动力活塞45相对于目标液压的指令的移动量,控制电动促动器36(电动马达37),以成为该算出的移动量。在该情况下,需要考虑如下方面。即,在图2所示的电动助力装置30的情况下,需要考虑表示动力活塞45的移动量与主缸21产生的液压的关系的制动特性因与制动踏板6连结的输入部件32的移动量而有所不同。
例如,将基于制动踏板6的操作使动力活塞45移动并在主缸21产生液压时的制动特性作为第一制动特性。另一方面,将没有制动踏板6的操作而是基于从其它的ECU(例如ECU16)发送的制动指令(自动制动指令)使动力活塞45移动并在主缸21产生液压时的制动特性作为第二制动特性。制动踏板6的操作量(即输入部件32的移动量)不同的部分,第一制动特性与第二制动特性的特性(动力活塞45的移动量与主缸21产生的液压的关系)不同。
因此,即使通过电动促动器36(电动马达37)而使动力活塞45的移动量相同,在输入部件32的移动量不同的情况下,也能够使实际产生的液压不同。即,在利用表示进行制动踏板6的操作时算出的动力活塞45的移动量与主缸21产生的液压的关系的制动特性(第一制动特性)而算出了用来实现从其它的ECU16发送的制动指令(目标液压)的动力活塞45的移动量的情况下,因为未进行制动踏板6的操作,所以,相对于与希望实现的制动指令相当的制动液压,实际产生的制动液压可能存在偏差。
因此,在实施方式中,为了能够精度良好地产生制动液压,如下所述构成控制电动促动器36(电动马达37)的电动助力装置用ECU51。针对ECU51的结构,除了图1及图2以外,也参照图3进行说明。图3是表示与图1及图2所示的电动助力装置30的液压产生动作相关的结构和信号、以及在ECU51内部进行的处理的方框图。
如图3所示,电动助力装置用ECU51包括制动操作输入部52、相对位移量设定部53、加法部54、制动特性部55、选择部56、角度输入部57、反馈部58、以及特性校正处理部59而构成。制动操作输入部52的输入侧与制动操作传感器7连接,输出侧与加法部54及特性校正处理部59连接。制动操作输入部52对从制动操作传感器7输出的检测信号进行增幅,并且将该增幅后的检测信号作为输入部件位置(制动踏板操作量)Xir,向加法部54及特性校正处理部59输出。
相对位移量设定部53例如对成为从动力活塞45(内侧筒部件45B)与反作用盘47的接触面(PR接触面)至输入部件32(活塞部件34的受压部34B)的前端面的距离的相对位移量ΔXcom进行设定。换言之,相对位移量设定部53对希望在PR接触面与前端面之间保持(维持)的相对位移量ΔXcom进行设定。相对位移量设定部53的输出侧与加法部54连接,将在相对位移量设定部53设定的相对位移量ΔXcom向加法部54输出。需要说明的是,相对位移量ΔXcom是为了得到所希望的踏板感觉而设定的值,可以为恒定值(固定值),也可以为例如随着车速的变化等运转状况的变化而变化的可变值。
加法部54的输入侧与制动操作输入部52及相对位移量设定部53连接,输出侧与选择部56连接。加法部54在从制动操作输入部52输出的输入部件位置Xir上增加从相对位移量设定部53输出的相对位移量ΔXcom。加法部54将相加的值(相加值)作为“踏板操作时动力活塞位置指令”,向选择部56输出。
制动特性部55的输入侧与车辆数据总线12及特性校正处理部59连接,输出侧与选择部56连接。向制动特性部55输入有例如经由车辆数据总线12而从ECU16输出的自动制动指令。自动制动指令例如作为在主缸21产生的液压值,向制动特性部55输入。制动特性部55基于表示主缸21产生的液压(液压值)与动力活塞45的位置的关系的制动特性(特性数据)、即“液压P-动力活塞位置X特性”,算出与输入的自动制动指令(液压值)对应的动力活塞位置。
在此,制动特性部55的制动特性存储在ECU51的存储器中。在ECU51的存储器中可更新地存储有由特性校正处理部59进行了校正的制动特性。因此,当经由车辆数据总线12输入自动制动指令时,制动特性部55基于校正后的制动特性,算出与根据该自动制动指令而希望实现的制动液压对应的动力活塞位置。制动特性部55将算出的动力活塞位置作为“自动制动时动力活塞位置指令”,向选择部56输出。
选择部56的输入侧与加法部54及制动特性部55连接,输出侧与反馈部58连接。选择部56将从加法部54输出的“踏板操作时动力活塞位置指令”与从制动特性部55输出的“自动制动时动力活塞位置指令”进行比较,并且选择其中较大的一方。选择部56将选择的位置指令作为“动力活塞位置指令”,向反馈部58输出。
角度输入部57的输入侧与角度传感器39连接,输出侧与反馈部58及特性校正处理部59连接。角度输入部57对从角度传感器39输出的检测信号进行增幅,并且将该检测信号作为动力活塞位置,向反馈部58及特性校正处理部59输出。
反馈部58的输入侧与选择部56及角度输入部57连接,输出侧与电动马达37连接。反馈部58根据从选择部56输出的“动力活塞位置指令”与从角度输入部57输出的(实际的)动力活塞位置,算出例如上述位置的偏差(位置偏差)。反馈部58向电动马达37输出驱动该电动马达37的驱动信号以使该偏差消除。电动马达37基于从反馈部58输出的驱动信号,进行驱动(旋转)。
特性校正处理部59对制动特性部55所利用的制动特性、即在ECU51的存储器中存储的制动特性进行校正。特性校正处理部59的输入侧与制动操作输入部52、角度输入部57、以及车辆数据总线12连接,输出侧与制动特性部55连接。向特性校正处理部59输入有从制动操作输入部52输出的“输入部件位置Xir”、以及从角度输入部57输出的“动力活塞位置Xpp”。除此以外,还向特性校正处理部59输入有经由车辆数据总线12而从ECU10输出的“液压值Pd”。“液压值Pd”是由液压传感器15检测出的液压值,对应于主缸21的液压室25的液压值(缸侧液压配管8A内的液压值)。
特性校正处理部59根据基于制动踏板6的操作而使动力活塞45移动并在主缸21产生液压时的检测值、即此时由角度传感器39检测出的“动力活塞位置Xpp”、由液压传感器15检测出的“液压值Pd”、以及由制动操作传感器7检测出的“输入部件位置Xir”,算出不进行制动踏板6的操作时的“液压值P”与“动力活塞位置X”的关系。换言之,特性校正处理部59基于成为制动踏板6的操作量的“输入部件位置Xir”,对表示进行制动踏板6的操作时(第一制动指令值输入时)的“液压值Pd”与“动力活塞位置Xpp”的关系的制动特性进行校正,由此,算出表示不进行制动踏板6的操作时的“液压值P”与“动力活塞位置X”的关系的制动特性。
特性校正处理部59将该算出的制动特性(校正后的制动特性)向制动特性部55输出(即,将校正后的制动特性在ECU51的存储器中存储)。由此,制动特性部55在输入自动制动指令时,基于校正后的特性数据(表示不进行制动踏板6的操作时的“液压值P”与“动力活塞位置X”的关系的制动特性),能够算出(输出)“自动制动时动力活塞位置指令”。需要说明的是,针对特性校正处理部59的结构,在后面进行更详细的说明。
当对制动踏板6进行操作时,向电动助力装置用ECU51输入由制动操作传感器7检测出的输入部件32的位置(输入部件位置Xir)作为第一制动指令值。在输入上述第一制动指令值时,ECU51基于输入部件位置Xir,驱动电动促动器36,使动力活塞45移动,在主缸21产生制动液压。此时(产生制动液压的过程中),ECU51基于制动踏板6的操作量(即,由制动操作传感器7检测的输入部件位置Xir),对表示从ECU10经由车辆数据总线12而传递(输入)的在主缸21产生的制动液压值(即,由液压传感器15检测的液压值Pd)与基于输入部件位置Xir而控制的动力活塞45的移动量(即,由角度传感器39检测的动力活塞位置Xpp)的关系的特性数据(制动特性)进行校正并存储。在该情况下,ECU51考虑反作用盘47的变形量,算出特性数据的校正。另外,ECU51考虑通过车辆数据总线12的传输时间,算出特性数据的校正。然后,ECU51在输入成为第二制动指令值的自动制动指令时,基于校正后的特性数据,控制电动促动器36(电动马达37)。
实施方式的电动助力装置30具有如上所述的结构,接着,针对其工作进行说明。
首先,针对用来通过由驾驶员进行的制动踏板6的操作而在主缸21产生液压的处理与电动助力装置30的动作进行说明。在未由驾驶员进行制动踏板6的操作、也没有自动制动指令(自动制动指令值=0)的情况下,电动助力装置用ECU51如下所述算出成为动力活塞45的位置指令的动力活塞位置指令。即,在该情况下,ECU51为了使动力活塞45不切断连接储液箱29与主缸21的制动液的供给通路,并且使输入部件32的前端(活塞部件34的受压部34B的前端)与反作用盘47不接触(抵接),算出保持与输入部件32的相对位移的动力活塞位置指令。然后,ECU51为了保持动力活塞45的位置,对电动马达37输出驱动信号。
具体而言,将制动操作传感器7的检测信号变换为输入部件位置Xir(制动操作输入部52),在变换后的输入部件位置Xir上增加与希望保持的动力活塞位置的相对位移量ΔXcom(加法部54)。在没有自动制动指令的情况下,通过加法算出的值成为“动力活塞位置指令”,向反馈部58输入。在反馈部58中,算出马达驱动信号,使算出的“动力活塞位置指令”与将角度传感器39的检测信号进行变换而算出的“动力活塞位置Xpp”一致。该马达驱动信号的算出可以利用公知的反馈控制技术。
在此,在输入部件位置Xir上增加的相对位移量ΔXcom是用来将从动力活塞45(内侧筒部件45B)与反作用盘47的接触面(PR接触面)至输入部件32(活塞部件34的受压部34B)的前端的距离作为任意值而设定的值。具体而言,相对位移量ΔXcom是考虑构成电动助力装置30的配件的尺寸、ECU51识别的输入部件位置与动力活塞位置各个原点的关系而决定的。
在实施方式中,为了简单,使相对位移量ΔXcom为从动力活塞45与反作用盘47的接触面(PR接触面)至输入部件32的前端(输入部件前端)的距离。由此,能够不依赖于制动踏板操作量(即输入部件位置),使动力活塞45的位置发生位移,以将输入部件前端与PR接触面的距离以任意的相对位移量ΔX保持。因此,随着对制动踏板6进行操作,使输入部件32发生位移,能够使动力活塞45发生位移。
这样,通过对制动踏板进行操作而使动力活塞45发生位移,经由反作用盘47,主活塞23移动,切断连接储液箱29与主缸21的制动液的供给通路,在主缸21产生液压。在此,反作用盘47为弹性体,但在不产生液压、从主活塞23向反作用盘47传递的力较小的情况下,输入部件32的前端与反作用盘47的距离和输入部件32的前端与PR接触面的距离基本相同。
但是,当在主缸21内部产生液压、从主活塞23向反作用盘47传递的力较大时,反作用盘47被压缩。此时,反作用盘47发生变形,缩短与输入部件32的前端的距离。然后,当随着液压增加、反作用盘47的变形量增大时,与输入部件32的前端的距离进一步缩短,最终,反作用盘47与输入部件32的前端接触。由此,与产生的液压相应地向反作用盘47传递的反作用力根据“动力活塞45和反作用盘47的接触面积”与“输入部件32和反作用盘47的接触面积”之比进行分配,分别被传递。
接着,针对用来根据自动制动指令而在主缸21产生液压的处理进行说明。通常,自动制动指令除了作为在主缸21产生的液压值(在主缸21实现的液压值)以外,还作为通过车轮2L、2R、3L、3R等实现的制动扭矩、以作为车辆而实现的减速度等物理量来表现的值进行发送。这些物理量基本上都与在主缸21产生的液压值成正比。因此,在实施方式中,为了简单,自动制动指令作为液压值被发送。
正如本实施方式,在电动助力装置30与液压传感器15不直接连接、而是电动助力装置30经由成为车辆ECU间通信网络的车辆数据总线12来识别(取得)液压值的情况下,电动助力装置30识别的液压值与直接连接的情况相比,相对于实际的液压值,因数据总线的通信周期的关系而在时间上延迟、液压值的校正周期也增长。因此,例如当对于成为液压值的指令的自动制动指令,直接使用经由车辆数据总线12的液压值进行反馈控制时,可能不能响应性良好地实现自动制动指令。
因此,在实施方式中,即使在使用上述的经由车辆数据总线12的值(液压值)的情况下,为了响应性良好地实现发送的自动制动指令,采用了如下(1)及(2)的结构。(1).提前在ECU51内部保持将搭载有电动助力装置30的车辆的制动特性作为动力活塞位置与产生的液压的关系而建模的制动特性(液压P-动力活塞位置X特性)。(2).ECU51在自动制动指令时利用上述制动特性(液压P-动力活塞位置X特性),进行与制动踏板操作时相同的反馈控制。即,ECU51利用上述制动特性,将接收到的自动制动指令(液压值)变换为动力活塞位置指令,并且对动力活塞位置进行反馈控制,以实现该变换后的动力活塞位置指令。
此时,动力活塞位置指令因为基于自动制动指令而算出,所以在输入部件32不发生位移的状态下只有动力活塞45开始移动,产生制动液压。因此,与进行制动踏板操作时不同,即使反作用盘47被压缩而发生变形,反作用盘47也不会与输入部件32的前端接触。即,如图5(A)所示,在制动踏板操作时,反作用盘47与输入部件32接触。与之相对,如图5(B)所示,在自动制动指令时,反作用盘47与输入部件32不接触。
在该情况下,在同时进行制动踏板6的操作与自动制动指令的接收时,可以选择分别算出的动力活塞位置指令较大的一方,实现该动力活塞位置指令。即,在选择部56选择动力活塞位置指令较大的一方,在反馈部58进行反馈控制,以实现该动力活塞位置指令。
另外,为了精度良好地实现自动制动指令,需要使制动特性(液压P-动力活塞位置X特性)为与实际的搭载有电动助力装置30的车辆的制动特性接近的特性。在该情况下,车辆的制动特性除了配件的差异以外,还由于各轮缸4L、4R、5L、5R各自的衬垫的磨损状态、温度、以及之前产生的液压等而时刻发生变化。因此,在实施方式中,为了不局限于上述变化而能够精度良好地实现自动制动指令,对制动特性(液压P-动力活塞位置X特性)进行校正。
接着,除了图1至图3以外,也参照图4至图7,针对用来对在制动特性部55使用的制动特性(液压P-动力活塞位置X特性)进行校正的校正处理、即特性校正处理部59的结构进行说明。在该情况下,图4是表示图3中的ECU51的特性校正处理部59的方框图。
在本实施方式中,在制动特性部55使用的制动特性(液压P-动力活塞位置X特性)为了将在接收自动制动指令受信时成为自动制动指令的液压值P变换为动力活塞位置指令X而使用,在进行制动踏板6的操作时不使用。因此,在特性校正处理部59中,使用在进行制动踏板操作时已实现的“输入部件位置Xir”、“动力活塞位置Xpp”、以及“液压值Pd”,对制动特性(液压P-动力活塞位置X特性)进行校正。
如上所述,相对于制动踏板操作时反作用盘47与输入部件32的前端接触而产生制动液压,在自动制动指令接收时,保持反作用盘47与输入部件32的前端不接触的状态产生制动液压。图5示意性地表示此时的反作用盘47的变形与输入部件32(的活塞部件34)、动力活塞45(的内侧筒部件45B)、输出拉杆48(=主活塞23)的位置关系。在该情况下,图5中(A)表示制动踏板操作时的位置关系,图5中(B)表示自动制动指令接收时的位置关系。
在实际的车辆的制动特性未发生变化的情况下,为了实现相同的液压,需要使主活塞23变化至相同的位置。在此,如图5(A)所示,制动踏板操作时,即使反作用盘47由于液压反作用力而发生变形,也因为输入部件32的前端位于距离PR接触面(动力活塞45与反作用盘47的接触面)ΔX的位置,所以在反作用盘47与输入部件32的前端接触的时刻,能够限制反作用盘47的变形。
与之相对,如图5(B)所示,自动制动指令接收时,因为反作用盘47与输入部件32不接触,所以与制动踏板操作时相比,反作用盘47发生大幅变形。因此,如图6所示,为了产生相同的液压而需要的动力活塞45的移动量在自动制动指令接收时(图6所示的SecondCharacteristic Data(第二特征数据))只比制动踏板操作时(图6所示的FirstCharacteristic Data(第一特征数据))增大ΔXpp。另外,如图7所示,ΔXpp即制动踏板操作时与自动制动指令接收时的动力活塞位置差ΔXpp除了由于产生的液压而发生变化以外,也由于从PR接触面(动力活塞45与反作用盘47的接触面)至输入部件32的前端的距离ΔX而发生变化。
作为一种倾向,动力活塞位置差ΔXpp相对于产生的液压的增加而增加。除此以外,随着距离ΔX的值的减小,动力活塞位置差ΔXpp增大(在制动踏板操作时与自动制动指令接收时的动力活塞位置的差增大),随着距离ΔX的值的增大,动力活塞位置差ΔXpp减小(在制动踏板操作时与自动制动指令接收时的动力活塞位置的差减小)。另外,该特性除了反作用盘47的材质(材料特性)及尺寸以外,还由于输入部件32的前端形状、“动力活塞45和反作用盘47的接触面积”与“输入部件32和反作用盘47的接触面积”之比、以及承受液压反作用力的主活塞23的受压面积等而发生变化。
在本实施方式中,使用制动踏板操作时的液压值Pd(由液压传感器15检测)、动力活塞位置Xpp(由角度传感器39检测)、以及输入部件位置Xir(由制动操作传感器7检测),算出动力活塞位置差ΔXpp,并将其反映在制动特性(液压P-动力活塞位置X特性)的校正上。另外,车辆的制动特性(液压P-动力活塞位置X特性)主要由于轮缸4L、4R、5L、5R的特性,而使液压增加时的特性与液压减少时的特性有所不同。因此,校正所使用的值希望使用制动踏板操作时的值之中制动踏板操作量增加中即液压值Pd、动力活塞位置Xpp、以及输入部件位置Xir增加中的值。即,ECU51在制动踏板6的操作量正在增加时(制动液压值Pd与动力活塞45的移动量Xpp正在增加时),对特性数据进行校正。
另外,在通过在车辆上搭载的ESC9而使ABS功能及防侧滑功能等启动的情况下,即不依赖于由主缸21产生的液压而使轮缸4L、4R、5L、5R的液压增压、减压的功能启动的情况下,制动特性(液压P-动力活塞位置X特性)大幅度地变化。因此,当使用此时的值时,则对与功能未启动时的特性不同的特性进行校正。因此,希望在特性的校正中使用液压值的变化量及向车辆数据总线12上发送的信号,而非上述功能启动时的值。即,ECU51在ESC9发挥作用而使轮缸4L、4R、5L、5R的液压增、减时,禁止对特性数据进行校正。
在此,如图4所示,特性校正处理部59包括输入部件位置用延迟考虑(遅れ考慮)滤波器60、动力活塞位置用延迟考虑滤波器61、液压值用滤波器62、ΔX算出部63、位置差特性部64、加法部65、以及校正制动特性部66而构成。
输入部件位置用延迟考虑滤波器60的输入侧与制动操作输入部52(图3)连接,输出侧与ΔX算出部63连接。经由制动操作输入部52,从与ECU51直接连接的制动操作传感器7向输入部件位置用延迟考虑滤波器60输入有“输入部件位置Xir”。动力活塞位置用延迟考虑滤波器61的输入侧与角度输入部57(图3)连接,输出侧与ΔX算出部63及加法部65连接。经由角度输入部57,从与ECU51直接连接的角度传感器39向动力活塞位置用延迟考虑滤波器61输入有“动力活塞位置Xpp”。
如上所述,主缸21的液压值Pd因为经由车辆数据总线12而接收,所以对于实际的液压值,产生由于直接识别(取得)液压传感器15的检测信号的液压供给装置用ECU10内部的检测处理及发送处理引起的延迟、电动助力装置用ECU51的识别处理的延迟等延迟(传输时间)。因此,因为相对于直接识别(取得)检测信号的输入部件位置Xir,使值延迟了相当于液压值Pd延迟的时间的量,所以输入部件位置用延迟考虑滤波器60进行滤波器处理(延迟处理)。即,在输入部件位置用延迟考虑滤波器60中,对于液压值Pd,算出时间上同步的输入部件位置Xir’,并向ΔX算出部63输出。
另外,因为相对于直接识别(取得)检测信号的动力活塞位置Xpp,使值延迟了相当于液压值Pd延迟的时间的量,所以,动力活塞位置用延迟考虑滤波器61进行滤波器处理(延迟处理)。即,动力活塞位置用延迟考虑滤波器61相对于液压值Pd,算出时间上同步的动力活塞位置Xpp’,并向ΔX算出部63及加法部65输出。
另一方面,液压值用滤波器62的输入侧与车辆数据总线12连接,输出侧与位置差特性部64及校正制动特性部66连接。来自与ECU10连接的液压传感器15的“液压值Pd”经由车辆数据总线12,从ECU10向液压值用滤波器62输入。液压值用滤波器62相对于输入的液压值Pd,进行例如以消除噪声为目的的滤波器处理(噪声消除处理),将噪声消除后的液压值Pd’向位置差特性部64及校正制动特性部66输出。需要说明的是,在这样对液压值Pd进行噪声消除处理的情况下,在输入部件位置用延迟考虑滤波器60及动力活塞位置用延迟考虑滤波器61中,除了延迟处理以外,也进行与液压值用滤波器62相同的噪声消除处理。
ΔX算出部63的输入侧与输入部件位置用延迟考虑滤波器60及动力活塞位置用延迟考虑滤波器61连接,输出侧与位置差特性部64连接。向ΔX算出部63输入有进行了延迟处理(及噪声消除处理)的输入部件位置Xir’以及动力活塞位置Xpp’。即,向ΔX算出部63输入有与液压值在时间上同步的输入部件位置Xir’以及动力活塞位置Xpp’。ΔX算出部63通过从输入的动力活塞位置Xpp’中减去输入部件位置Xir’,算出与液压值Pd在时间上同步的ΔX。ΔX算出部63将算出的ΔX向位置差特性部64输出。
位置差特性部64的输入侧与ΔX算出部63及液压值用滤波器62连接,输出侧与加法部65连接。向位置差特性部64输入有(相互在时间上同步的)ΔX与液压值Pd’。位置差特性部64例如基于图7所示的动力活塞位置差ΔXpp的特性,根据ΔX与液压值Pd’算出动力活塞位置差ΔXpp。基于液压值Pd与ΔX的动力活塞位置差ΔXpp的特性,如上所述,因反作用盘47的材质、尺寸、以及周边配件而使特性有所不同。
因此,动力活塞位置差ΔXpp的特性可以使用提前通过实验等求得的特性,也可以使用利用特性值等而分析求得的特性。另外,所使用的特性例如可以作为有限数列的数项值先进行保存,根据输入的ΔX与液压值Pd,对数项间的值进行插值来算出动力活塞位置差ΔXpp。另外,例如也可以将ΔX与液压值Pd作为变量的数学多项式的系数进行保存,算出动力活塞位置差ΔXpp。位置差特性部64将算出的动力活塞位置差ΔXpp向加法部65输出。
加法部65的输入侧与位置差特性部64及动力活塞位置用延迟考虑滤波器61连接,输出侧与校正制动特性部66连接。向加法部65输入有(相互在时间上同步的)动力活塞位置差ΔXpp与动力活塞位置Xpp’。加法部65将动力活塞位置差ΔXpp与动力活塞位置Xpp’相加,将该相加的值作为特性校正用的动力活塞位置Xpp”,向校正制动特性部66输出。
校正制动特性部66的输入侧与加法部65和液压值用滤波器62连接,输出侧与制动特性部55连接。向校正制动特性部66输入有(相互在时间上同步的)动力活塞位置Xpp”与液压值Pd’。校正制动特性部66根据输入的动力活塞位置Xpp”与液压值Pd’,算出用于校正的“液压P-动力活塞位置X特性”。该特性例如可以作为有限数列的数项值进行保存,也可以使用作为数项值保存的值,与以液压值Pd为变量的数学多项式近似,作为其系数进行保存。另外,也可以与将提前保存的基本的“液压-动力活塞位置特性”(基准特性)乘以系数后的特性进行比较,保存具有最小差的系数。
校正制动特性部66将这样算出的用于校正的“液压-动力活塞位置特性”向制动特性部55输出。即,校正制动特性部66在ECU51的存储器中存储用于校正的“液压-动力活塞位置特性”。由此,能够将在制动特性部55中利用的制动特性、即为了将自动制动指令变换为动力活塞位置指令而利用的“液压P-动力活塞位置X特性”校正(更新)为用于校正的“液压-动力活塞位置特性”。校正(更新)的时刻可以为正在算出“液压-动力活塞位置特性”、或非接收自动制动指令时、例如结束了制动踏板操作的时间点等。在本实施方式中,通过在自动制动指令接收时利用上述校正后的“液压P-动力活塞位置X特性”,能够精度良好地实现自动制动指令。
这样,在实施方式中,ECU51在制动踏板6被进行操作时(第一制动指令值输入时),基于与制动踏板6的操作量对应的输入部件位置Xir,对表示在主缸21产生的液压值Pd与动力活塞位置Xpp的关系的特性数据(液压P-动力活塞位置X特性)进行校正并存储。因此,校正后的特性数据可以为考虑了制动踏板6的操作的特性数据,即不进行制动踏板6的操作时的液压值Pd与动力活塞位置Xpp的关系。然后,ECU51在自动制动指令接收时(第二制动指令值输入时),基于校正后的特性数据,控制电动促动器36(电动马达37)。由此,在没有制动踏板的操作而基于第二制动指令值使活塞移动而在主缸产生液压时,基于校正后的特性数据,能够精度良好地产生与希望实现的制动指令相当的制动液压、即与第二制动指令值相当的制动液压。
在实施方式中,ECU51在基于输入部件位置Xir对表示液压值与动力活塞位置的关系的特性数据进行校正时,使用经由车辆数据总线12而向ECU51输入的液压值Pd(液压传感器15的检测值)、以及不经由车辆数据总线12而向ECU51直接输入的动力活塞位置Xpp(角度传感器39的检测值)及输入部件位置Xir(制动操作传感器7的检测值)。此时,动力活塞位置Xpp与输入部件位置Xir通过进行考虑了液压值Pd的延迟(传输时间)的滤波器处理(延迟处理),与液压值Pd在时间上同步。因此,基于相互在时间上同步的动力活塞位置Xpp’、输入部件位置Xir’、以及液压值Pd,能够精度良好地进行特性数据的校正。
在实施方式中,ECU51(的反馈部58)对于动力活塞位置指令(马达旋转位置指令),对由角度传感器39检测出的实际的动力活塞位置Xpp(马达旋转位置)进行反馈。即,在实施方式中,ECU51(具体而言为ECU51的反馈部58)在第一制动指令值输入时与第二制动指令值输入时,都不对液压传感器15的检测值Pd进行反馈地控制电动促动器36(电动马达37)。因此,能够抑制随着液压传感器15的检测值Pd的误差及延迟(传输时间)的目标液压(液压指令)与实际上产生的制动液压的偏差,基于这一方面,也能够精度良好地产生所希望的制动液压。
根据上述的实施方式,能够精度良好地产生所希望的制动液压。
即,根据实施方式,控制装置在第一制动指令值输入时,基于制动踏板的操作量,对表示在主缸产生的液压值与活塞的移动量的关系的特性数据进行校正并存储。因此,校正后的特性数据可以为考虑了制动踏板的操作(例如未进行制动踏板的操作时的)液压值与活塞的移动量的关系。然后,控制装置在第二制动指令值输入时,基于校正后的特性数据,控制电动促动器。由此,例如在不进行制动踏板的操作、基于第二制动指令值使活塞移动而在主缸产生液压时,基于校正后的特性数据,能够精度良好地产生所希望的制动液压(例如与第二制动指令值相当的制动液压)。
作为基于如上所述的实施方式的电动制动装置,例如可以考虑如下所述的方式。
作为电动制动装置的第一方式,为一种电动制动装置,具有:电动促动器,其为了在车辆的主缸产生制动液压而工作;操作量检测装置,其检测所述车辆的制动踏板的操作量;活塞,其通过所述电动促动器的工作而移动;移动量检测装置,其检测所述活塞的移动量;控制装置,其根据基于所述制动踏板的操作的第一制动指令值、或从所述车辆的装置间通信网络输入的第二制动指令值,控制所述电动促动器,使所述活塞移动。所述控制装置在所述第一制动指令值输入时,基于该第一制动指令值,控制所述电动促动器,使所述活塞移动,产生制动液压,并且在该制动液压的产生过程中,基于所述制动踏板的操作量,对表示从所述装置间通信网络输入的在所述主缸产生的制动液压值与基于所述第一制动指令值而控制的所述活塞的移动量的关系的特性数据进行校正并存储,在所述第二制动指令值输入时,基于校正后的所述特性数据,控制所述电动促动器。
作为第二方式,基于第一方式的电动制动装置,所述控制装置在所述制动踏板的操作量增加时,进行所述特性数据的校正。
作为第三方式,基于第一方式或第二方式的电动制动装置,所述控制装置在所述制动液压值与所述活塞的移动量增加时,进行所述特性数据的校正。
作为第四方式,基于第一方式至第三方式的任一方式的电动制动装置,所述主缸向对所述车辆施加制动力的轮缸供给所述制动液压,在设置于所述主缸与所述轮缸之间的液压供给装置发挥作用而使所述轮缸的液压增减时,所述控制装置禁止所述特性数据的校正。
作为第五方式,基于第一方式至第四方式的任一方式的电动制动装置,所述控制装置考虑所述装置间通信网络的传输时间,算出所述特性数据的校正。
作为第六方式,基于第一方式至第五方式的任一方式的电动制动装置,此外具有:输入部件,其与所述制动踏板连接;反作用盘,其与该输入部件和所述活塞抵接,将在所述主缸产生的制动液压的反作用力向所述输入部件与所述活塞分配。所述控制装置考虑所述反作用盘的变形量,算出所述特性数据的校正。
上面,虽然针对本发明的几个实施方式进行了说明,但上述发明的实施方式是为了容易地理解本发明,不是对本发明的限定。本发明在不脱离主旨的范围内可以进行变更、改良,并且本发明包含其等同物。另外,在能够解决上述问题的至少一部分的范围、或起到效果的至少一部分的范围内,可以将权利要求书的范围以及说明书所述的各结构主要部件进行任意组合、或省略。
本申请基于2016年6月28日在日本提交的第2016-128090号专利申请主张优先权。2016年6月28日在日本提交的第2016-128090号专利的、包括说明书、权利要求书、附图以说明书摘要的所有公开内容通过引用作为整体而包含在本申请中。
附图标记说明
4L、4R前轮侧轮缸(轮缸);5L、5R后轮侧轮缸(轮缸);6制动踏板;7制动操作传感器(操作量检测装置);12车辆数据总线(装置间通信网络);15液压传感器;21主缸;30电动助力装置(电动制动装置);32输入部件;36电动促动器;37电动马达(电动促动器);39角度传感器(移动量检测装置);43旋转直线运动变换机构(电动促动器);45动力活塞(活塞);51电动助力装置用ECU(控制装置);55制动特性部;59特性校正处理部。

Claims (8)

1.一种电动制动装置,其特征在于,具有:
电动促动器,其为了在车辆的主缸产生制动液压而工作;
操作量检测装置,其检测所述车辆的制动踏板的操作量;
活塞,其通过所述电动促动器的工作而移动;
移动量检测装置,其检测所述活塞的移动量;
控制装置,其根据基于所述制动踏板的操作的第一制动指令值、或从所述车辆的装置间通信网络输入的第二制动指令值,控制所述电动促动器,使所述活塞移动;
所述控制装置在所述第一制动指令值输入时,基于所述第一制动指令值,控制所述电动促动器,使所述活塞移动,产生制动液压,
并且在所述制动液压的产生过程中,基于所述制动踏板的操作量,对特性数据进行校正并存储,该特性数据表示从所述装置间通信网络输入的在所述主缸产生的制动液压值与基于所述第一制动指令值而被控制的所述活塞的移动量的关系,
在所述第二制动指令值输入时,基于校正后的所述特性数据,控制所述电动促动器。
2.如权利要求1所述的电动制动装置,其特征在于,
所述控制装置在所述制动踏板的操作量增加时,进行所述特性数据的校正。
3.如权利要求1所述的电动制动装置,其特征在于,
所述控制装置在所述制动液压值与所述活塞的移动量增加时,进行所述特性数据的校正。
4.如权利要求2所述的电动制动装置,其特征在于,
所述控制装置在所述制动液压值与所述活塞的移动量增加时,进行所述特性数据的校正。
5.如权利要求1至4中任一项所述的电动制动装置,其特征在于,
所述主缸向对所述车辆施加制动力的轮缸供给所述制动液压,
在设置于所述主缸与所述轮缸之间的液压供给装置发挥作用而使所述轮缸的液压增减时,所述控制装置禁止所述特性数据的校正。
6.如权利要求1至4中任一项所述的电动制动装置,其特征在于,
所述控制装置考虑所述装置间通信网络的传输时间,算出所述特性数据的校正。
7.如权利要求1至4中任一项所述的电动制动装置,其特征在于,
还具有:
输入部件,其与所述制动踏板连接;
反作用盘,其与所述输入部件和所述活塞抵接,将在所述主缸产生的制动液压的反作用力向所述输入部件和所述活塞分配;
所述控制装置考虑所述反作用盘的变形量,算出所述特性数据的校正。
8.如权利要求6所述的电动制动装置,其特征在于,
还具有:
输入部件,其与所述制动踏板连接;
反作用盘,其与所述输入部件和所述活塞抵接,将在所述主缸产生的制动液压的反作用力向所述输入部件和所述活塞分配;
所述控制装置考虑所述反作用盘的变形量,算出所述特性数据的校正。
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