DE102012201323A1

DE102012201323A1 - Elektrische Bremsvorrichtung

Info

Publication number: DE102012201323A1
Application number: DE102012201323A
Authority: DE
Inventors: Daisuke Goto; Hirotaka Oikawa; Takuya Usui
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2012-08-02
Also published as: US8833526B2; CN102619910A; KR101851016B1; JP5737500B2; JP2012159134A; CN102619910B; US20120193177A1; KR20120088576A

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine elektrische Bremsvorrichtung bereit, welche im Stande ist, eine bestimmte Steuergenauigkeit trotz Abnutzung eines Bremsbelags und anderer Änderungen im Verlauf der Zeit beizubehalten. Die elektrische Bremsvorrichtung berechnet eine ermittelte Schubkraft eines Kolbens 11 aus dem elektrischen Strom, der durch einen Elektromotor 19 fließt, gemäß einer Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft. Die elektrische Bremsvorrichtung vergleicht eine ermittelte Schubkraft, die einer bestimmten Drehposition des Elektromotors 19 entspricht, die von der Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft berechnet wird, mit einer Referenzschubkraft basierend auf einer Tabelle der Drehposition/Schubkraft, welche eine Beziehung zwischen der Drehposition des Elektromotors und einer Schubkraft des Kolbens kennzeichnet, um die Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft zu korrigieren und zu aktualisieren, wodurch eine bestimmte Steuergenauigkeit trotz Abnutzung des Bremsbelags und anderer Änderungen im Verlauf der Zeit beibehalten wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Bremsvorrichtung zur Verwendung beim Bremsen eines Fahrzeugs.
STAND DER TECHNIK
Elektrische Bremsvorrichtungen, die zum Bremsen eines Fahrzeugs unter Verwendung eines Elektromotor als Antriebsquelle vorgesehen sind, berechnen einen elektrischen Strom, der nur bei der Erzeugung einer Schubkraft für eine lineare Bewegung mitwirkt, das heißt einen für die Schubkraft besteuernden elektrischen Strom, durch Subtrahieren beispielsweise von Wellen des elektrischen Stroms und eines elektrischen Stroms, der einem Widerstand gegen eine Gleitbewegung entspricht, enthaltend eine Schmiermittelviskosität an einem mechanischen Bereich, der von einem Elektromotor betätigt wird (Strom der Viskositäts-/Reibungsdrehmomentkomponente), aus dem elektrischen Strom zum Antreiben des Elektromotors, und ermitteln anschließend eine Schubkraft durch Multiplizieren dieses für die Schubkraft beisteuernden elektrischen Stroms mit einer Funktion, die von den Charakteristika des mechanischen Bereichs und des Motors bestimmt werden, wie beispielsweise einer Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft: Vergleiche beispielsweise das japanische Patent Veröffentlichungsnr. 2003-106355 . Die Verwendung der somit ermittelten Schubkraft eliminiert die Notwendigkeit eines Schubkraftsensors, der aufgebaut ist, um eine Schubkraft in einigen elektrischen Bremsvorrichtungen direkt zu detektieren, wodurch eine Bremskraft ohne Verwendung eines Sensors gesteuert werden kann.
Wenngleich die elektrische Bremsvorrichtung eine Steuerung ohne Verwendung eines Schubkraftsensors ausführen kann, kann es gemäß der oben beschriebenen herkömmlichen Technik sein, dass die elektrische Bremsvorrichtung einen ermittelten Bremskraftwert nicht genau berechnen kann, aufgrund einer Änderung des mechanischen Bereichs im Verlauf der Zeit. Wenn dieser Zustand auf den Seiten des linken Rads und des rechten Rads auftritt, kann dies eine Verringerung der Fahrzeugstabilität zur Zeit eines Bremsvorgangs zur Folge haben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine elektrische Bremsvorrichtung bereitzustellen, die im Stande ist, eine bestimmte Steuergenauigkeit trotz einer Änderung im Verlauf der Zeit beizubehalten.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine elektrische Bremsvorrichtung einen Bremssattel, der aufgebaut ist, um ein Druckelement mittels eines Elektromotors über einen Übertragungsmechanismus zu bewegen, um das Druckelement zu veranlassen, eine Bremsscheibe gegen einen Scheibenrotor zu pressen, eine Steuereinheit, die aufgebaut ist, um den Elektromotor basierend auf einem Schubkraftbefehlswert des Druckelements zu steuern, der als Antwort auf ein Steuerbefehlsignal berechnet wird, eine Drehpositionsdetektionseinheit, die aufgebaut ist, um eine Drehposition des Elektromotors zu detektieren, und eine Detektionseinheit des elektrischen Stroms, die aufgebaut ist, um den elektrischen Strom, der durch den Elektromotor fließt, zu detektieren. Die Steuereinheit weist eine Schubkraftermittlungseinheit auf, die aufgebaut ist, um eine Schubkraft des Druckelements aus dem elektrischen Strom zu ermitteln, der durch den Elektromotor fließt, basierend auf einer Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft, welche eine Beziehung zwischen dem elektrischen Strom, der durch den Elektromotor fließt, und der Schubkraft des Druckelements definiert, und eine Umwandlungsfunktionsaktualisierungseinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft, die aufgebaut ist, um die Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft zu korrigieren und zu aktualisieren, durch Vergleichen einer ermittelten Schubkraft, die einer bestimmten Drehposition des Elektromotors entspricht, die mittels der Schubkraftermittlungseinheit ermittelt wird, und einer Referenzschubkraft, welche einer bestimmten Drehposition entspricht, basierend auf der Beziehung zwischen der Drehposition des Elektromotors und der Schubkraft.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer elektrischen Bremsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
2 ist eine vertikale Querschnittsansicht, welche einen elektrischen Bremssattel einer elektrischen Bremsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
3 ist ein Blockdiagramm, welches eine Steuereinheit der elektrischen Bremsvorrichtung, die in 1 dargestellt ist, schematisch darstellt;
4 ist ein Flussdiagramm, das eine Aktualisierungsbearbeitung der Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft darstellt, die von einer ECU, die in 3 dargestellt ist, ausgeführt wird;
5 ist ein Flussdiagramm, das eine Belagdickenberechnung und eine Tabellenerzeugungsverarbeitung der Drehposition/ermittelten Schubkraft darstellt, was einer Unterroutine des Schritts S3, der in 4 dargestellt ist, entspricht;
6 ist ein Zeitdiagramm, das Änderungen der Drehposition und der ermittelten Schubkraft im verlauf der Zeit während der Ausführung der Verarbeitung, die in 5 dargestellt ist, darstellt;
7 ist ein Graph, der die Drehposition/Schubkraft-Charakteristik darstellt, wenn ein Belag vollständig abgenutzt ist;
8 ist ein Graph zum Darstellen einer Tabellenerzeugungsverarbeitung der Drehposition/ermittelten Schubkraft in 5;
9 ist ein Graph, der eine Änderung der Drehposition/Schubkraft-Charakteristik gemäß der Belagdicke mit einem mechanischen Nullpunkt als Ursprungspunkt festgelegt darstellt;
10 ist ein Graph, der die Drehposition/Schubkraft-Charakteristik gemäß der Belagdicke mit Bezug auf Schubkräfte und entsprechende korrespondierende Referenzdrehpositionen gemäß der Drehposition/Schubkraft-Charakteristik, die als Ursprungspunkt festgelegt ist, darstellt;
11 ist ein Graph, der die Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik gemäß der Belagdicke darstellt;
12 ist ein Graph, der ein Beispiel der Berechnung eines Festigkeitskoeffizienten darstellt, wenn der Belag gerade ausgetauscht wurde;
13 ist ein Graph, der ein Beispiel der Berechnung des Festigkeitskoeffizienten darstellt, wenn der Belag gerade ausgetauscht wurde, aus einem Vergleich von mehreren Punkten;
14 ist ein Graph, der die Bestimmung einer Festigkeitskoeffizientenfunktion darstellt;
15 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung der Korrektur einer Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft darstellt, was einer Unterroutine des Schritts S3, der in 4 dargestellt ist, entspricht;
16 ist ein Graph, der eine Tabelle der Drehposition/ermittelten Schubkraft und die Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik darstellt;
17 ist ein Graph, der einen Vergleich der Tabelle der Drehposition/ermittelten Schubkraft und der Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik an einer Mehrzahl von Punkten darstellt; und
18 ist ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau einer Steuereinheit einer elektrischen Bremsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
[Erste Ausführungsform]
Im Folgenden wird eine elektrische Bremsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das einen Gesamtaufbau einer elektrischen Bremsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Wie es in 1 dargestellt ist, enthält die elektrische Bremsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform elektrische Bremssättel 2 (lediglich einer davon ist dargestellt), die entsprechend an den rechten, linken Vorder-, Hinterrädern eines Automobils, das ein Beispiel eines Fahrzeugs ist, angeordnet sind, und eine Steuereinheit 7 (Steuereinheit), die aufgebaut ist, um den elektrischen Bremssätteln 2 ein Steuersignal zuzuführen, basierend auf Eingabesignalen von verschiedenen Arten von Sensoren, die aufgebaut sind, um Fahrzeugzustände, wie beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Fahrzeugbeschleunigung zu detektieren. Die Steuereinheit 7 empfängt Betriebsinformationen (beispielsweise eine Hub- und eine Betriebskraft) eines Bremspedals 5, die von einem Betriebssensor 6A detektiert werden. Der Betriebssensor 6A ist in einem Hubsimulator 6 installiert. Der Hubsimulator 6 ist mit einem Bremspedal 5 verbunden, wodurch mit dem Bremspedal 5 ein Hub einer geeigneten Betriebskraft aufgebracht werden kann. Ferner wird von einer Leistungsquelle (nicht dargestellt), wie beispielsweise einer Batterie, den oben beschriebenen Einrichtungen Leistung zugeführt, welche in dem Fahrzeug angebracht sind, wie beispielsweise den elektrischen Bremssätteln 2, der Steuereinheit 7, dem Betriebssensor 6A und dem Hubsimulator 6. Die Steuereinheit 7 und die elektrischen Bremssättel 2 und die oben beschriebenen verschiedenen Arten von Sensoren sind über ein Netzwerk (CAN), das in dem Fahrzeug installiert ist, und einer elektrischen Signalleitung miteinander verbunden, wodurch ein Steuersignal und ein Detektionssignal zwischen diesen empfangen und übertragen werden kann. Der Betriebssensor 6A kann beispielsweise von einem Hubsensor ausgeführt sein, der aufgebaut ist, um einen Hub des Bremspedals 5 zu detektieren, oder beispielsweise von einem Druckkraftsensor, der aufgebaut ist, um eine Druckkraft zu detektieren. Ferner muss der Betriebssensor 6A nicht notwendigerweise in dem Hubsimulator 6 installiert sein und kann beispielsweise an dem Bremspedal 5 getrennt von dem Hubsimulator 6 angebracht sein.
Der Aufbau des elektrischen Bremssattels 2 wird hauptsächlich mit Bezug auf 2 beschrieben. Wie es in 2 dargestellt ist, ist der elektrische Bremssattel 2 (Bremssattel) eine Scheibenbremse des schwimmenden Bremssattels und enthält einen Scheibenrotor, der gemeinsam mit dem Rad drehbar ist, einen Träger 12, der an einem nicht drehbaren Abschnitt (nicht dargestellt) der Fahrzeugkörperseite, wie beispielsweise einem Aufhängungselement, fixiert ist, ein Paar von Bremsscheiben 9, die auf den beiden Seiten des Scheibenrotors 3 angeordnet sind und von dem Träger 12 unterstützt bzw. getragen werden, und einen Bremssattelhauptkörper 4, der angeordnet ist, um sich über den Scheibenrotor 3 zu erstrecken und so gelagert ist, um relativ zum Träger 12 entlang der axialen Richtung des Scheibenrotors 3 bewegbar zu sein.
Der Bremssattelhauptkörper 4 enthält integral einen zylindrischen Zylinderabschnitt 15, der eine Durchgangsöffnung enthält, die sich öffnet, um einer Seite des Scheibenrotors 3 zugewandt zu sein, und einen Klauenabschnitt 16, der sich von dem Zylinderabschnitt 15 zur gegenüberliegenden Seite über den Scheibenrotor 3 erstreckt. Eine Kolbeneinheit 17 und eine Motoreinheit 18 sind in dem Zylinderabschnitt 15 des Bremssattelhauptkörpers 4 angeordnet.
Die Kolbeneinheit 17 ist eine integral zusammengebaute Einheit, welche von einem bodenseitig geschlossenen zylindrischen Kolben 11 (Druckelement), der in dem Zylinderabschnitt 15 verschiebbar eingepasst ist, einem Kugel- und Rampenmechanismus 27 (Dreh-/Linearbewegungsumwandlungsmechanismus) und einem Differenzialgeschwindigkeitsverringerungsmechanismus 25, der in dem Kolben 11 enthalten ist, und einem Belagabnutzungskompensationsmechanismus 22 aufgebaut ist. Der Kugel- und Rampenmechanismus 27 enthält Kugeln 27C (Stahlkugeln), die in geneigten Rillen zwischen einer Drehscheibe 27A und einer Linearbewegungsscheibe 27B angeordnet sind. Der Kugel- und Rampenmechanismus 27 ist auf eine solche Weise aufgebaut, dass eine relative Drehung zwischen der Drehscheibe 27A und der Linearbewegungsscheibe 27B Rollbewegungen der Kugeln 27 in den geneigten Rillen bewirkt, wodurch die Linearbewegungsscheibe 27B relativ zur Drehscheibe 27A gemäß dem Drehwinkel axial bewegt wird. Auf diese Weise kann der Kugel- und Rampenmechanismus 27 eine Drehbewegung in eine Linearbewegung umwandeln. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Dreh-/Linearbewegungsmechanismus beispielhaft von dem Kugel- und Rampenmechanismus 27 ausgebildet, aber der Dreh-/Linearbewegungsmechanismus kann beispielsweise von einem Kugel- und Schraubenmechanismus, einem Walzen- und Rampenmechanismus oder einem Präzisionswalzenschraubenmechanismus ausgebildet werden.
Der Differenzialgeschwindigkeitsverringerungsmechanismus 25 ist zwischen dem Kugel- und Schraubenmechanismus 27 und einem Elektromotor 19 der Motoreinheit 18 angeordnet und wirkt, um eine Drehung eines Rotors 19A des Elektromotors 19 zur Drehscheibe 27A des Kugel- und Schraubenmechanismus 27 zu übertragen, während die Drehung mit einem bestimmten Geschwindigkeitsverringerungsverhältnis verlangsamt wird. Der Belagabnutzungskompensationsmechanismus 22 wirkt, um die Abnutzung des Bremsbelags 9 (eine Änderung der Kontaktposition des Bremsbelags 9 zum Scheibenrotor 3) zu kompensieren, durch Bewegen einer Einstellschraube 28 zum Einstellen der Position des Kugel- und Schraubenmechanismus 27 gemäß dem Abnutzungszustand des Bremsbelags 9.
Die Motoreinheit 18 enthält den Elektromotor 19 und einen Positionssensor 21, der als Drehpositionsdetektionseinheit dient, wie beispielsweise einen Drehmelder. Der Positionssensor 21 detektiert die Drehposition des Rotors 19A des Elektromotors 19 und gibt detektierte Daten an die Positionssteuereinheit 39, eine Korrektureinheit des elektrischen Stroms 93 und eine Umwandlungsfunktionskorrektureinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft 47 in der Steuereinheit 7 aus, die später beschrieben werden. Ferner enthält die Motoreinheit 18 einen elektrischen Stromsensor (vergleiche 1). Der elektrische Stromsensor 23 ist eine Detektionseinheit des elektrischen Stroms, die aufgebaut ist, um einen elektrischen Strom zu detektieren, der tatsächlich durch den Elektromotor 19 fließt, zur Ausgabe der detektierten Daten an eine Steuereinheit des elektrischen Stroms 41 und eine Korrektureinheit des elektrischen Stroms 43, die in der Steuereinheit 7 angeordnet sind, die später beschrieben werden.
Der so aufgebaute elektrische Bremssattel 2 funktioniert wie folgt. Das Anlegen einer Leistung an eine Wicklung eines Stators 30 des Elektromotors 19 bewirkt eine Drehung des Rotors 19A. Die Drehung des Rotors 19A wird von dem Differenzialgeschwindigkeitsverringerungsmechanismus 25 mit dem bestimmten Geschwindigkeitsverringerungsverhältnis verlangsamt und wird anschließend in eine Linearbewegung umgewandelt, mittels des Kugel- und Rampenmechanismus 27, wodurch der Kolben 11 nach vorn bewegt wird. Die Vorwärtsbewegung des Kolbens 11 führt zu einem Druck einer der Bremsbeläge 9 gegen den Scheibenrotor 3. Die reaktive Kraft davon bewegt den Bremssattelhauptkörper 4, um den Klauenabschnit 16 zu veranlassen, den anderen Bremsbelag 9 gegen den Scheibenrotor 3 zu drücken, wodurch eine Bremskraft erzeugt wird. Wenn der Bremsbelag 9 abgenutzt wird, wird die Einstellschraube 28 des Belagabnutzungskompensationsmechanismus 22 nach vorn bewegt, um die Position des Kugel- und Rampenmechanismus 27 gemäß der Abnutzung einzustellen, wodurch die Abnutzung kompensiert wird.
Als nächstes wird die Steuereinheit 7 beschrieben. Wie es in 1 dargestellt ist, enthält die Steuereinheit 7 einen RAM 31 (Speichereinheit) und eine ECU 33. Die ECU 33 empfängt eine Eingabe einer Pedalbetriebsinformation von dem Betriebssensor 6A und steuert eine Betätigung des Elektromotors 19 basierend auf den Pedalbetriebsdaten, die von den Pedalbetriebsinformationen gekennzeichnet sind, wodurch die Druckkraft des Kolbens 11, die auf den Bremsbelag 9 aufgebracht wird, gesteuert wird.
3 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau der Steuereinheit schematisch darstellt. Der RAM 31 enthält eine Tabelle der Drehposition/Schubkraft 311, eine Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft 312, eine Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik 313 gemäß einer Belagdicke, eine Belagdicke 314 des Bremsbelags 9 und eine Drehposition/Schubkraft-Charakteristik 315, wenn der Belag vollständig abgenutzt ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft als lineare Funktion gespeichert, aber diese kann auch als eine andere Art einer Funktion oder eine Tabelle gespeichert werden. Die Tabelle der Drehposition/Schubkraft 311 der Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik 313 gemäß der Belagdicke und die Drehposition/Schubkraft-Charakteristik 315, wenn der Belag vollständig abgenutzt ist, die entsprechend im RAM 31 gespeichert sind, werden zur Festigkeitscharakteristik des elektrischen Bremssattels 2 in Beziehung gesetzt, wodurch die Beziehung zwischen der Drehposition des Elektromotors 19 und der Schubkraft gekennzeichnet ist.
Die ECU 33 enthält eine Befehlsumwandlungseinheit des Pedalbetriebsbetrags/der Schubkraft 35, eine Befehlsumwandlungseinheit des Schubkraftbefehls/der Motordrehposition 37, die Positionssteuereinheit 39, die Steuereinheit des elektrischen Stroms 41, die Korrektureinheit des elektrischen Stroms 43, eine Umwandlungseinheit des korrigierten elektrischen Stroms/der ermittelten Schubkraft 45 (Schubkraftermittlungseinheit), eine Tabellenerzeugungseinheit der Drehposition/Schubkraft 46 und die Umwandlungsfunktionskorrektureinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft 47 (Umwandlungsfunktionsaktualisierungseinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft).
Die Befehlsumwandlungseinheit des Pedalbetätigungsbetrags/der Schubkraft 35 wandelt den eingegebenen Pedalbetätigungsbetrag P (Betätigungsinformation) in einen Schubkraftbefehl Fs um und gibt den umgewandelten Schubkraftbefehl Fs an die Befehlsumwandlungseinheit des Schubkraftbefehls/der Motordrehposition 37 aus. Die Befehlsumwandlungseinheit des Schubkraftbefehls/der Motordrehposition 37 wandelt den eingegebenen Schubkraftbefehl Fs in einen Motordrehpositionsbefehl Xs basierend auf der Tabelle der Drehposition/Schubkraft 311, die in dem RAM 31 gespeichert ist, um und gibt den umgewandelten Motordrehpositionsbefehl Xs an die Positionssteuereinheit 39 aus. Die Positionssteuereinheit 39 berechnet einen Befehl des elektrischen Stroms As basierend auf der Abweichung einer Drehposition X des Elektromotors 19, die von dem Positionssensor 21 detektiert wird, aus dem Motordrehpositionsbefehl Xs, der von der Befehlsumwandlungseinheit des Schubkraftbefehls/der Motordrehposition 37 eingegeben wird, und gibt den berechneten elektrischen Strombefehl As an die Steuereinheit des elektrischen Stroms 41 aus. Die Positionssteuereinheit 39 kann den Befehl des elektrischen Stroms As unter Verwendung beispielsweise einer PID-Steuerung oder eines Beobachters (observer) berechnen. Die Steuereinheit des elektrischen Stroms 41 berechnet einen Motorbetätigungsbefehl MM, wie beispielsweise ein PWM-Signal, das dem Befehl des elektrischen Stroms As entspricht, und gibt den berechneten Motorbetätigungsbefehl MM an den Elektromotor 19 aus.
Der Elektromotor 19 empfängt den Motorbetätigungsbefehl MM, der dem Befehl des elektrischen Stroms As aus der Steuereinheit des elektrischen Stroms 41 entspricht, und beginnt sich zu drehen, gemäß dem Motorbetätigungsbefehl MM (entsprechend dem Befehl des elektrischen Stroms As), wodurch der elektrische Bremssattel 2 betätigt wird. Zu der Zeit wird die Drehposition X des Elektromotors 19 von dem Positionssensors 21 detektiert, und der Wert A des elektrischen Stroms, der tatsächlich durch den Elektromotor 19 fließt (beispielsweise ein elektrischer Stromwert der q-Achse eines Permanentmagnet-Synchronmotors) wird von dem Sensor des elektrischen Stroms 23 detektiert. Die detektierten Daten werden in die Korrektureinheit des elektrischen Stroms 43 der ECU 33 eingegeben.
Die Korrektureinheit des elektrischen Stroms 43 der ECU 33 berechnet einen korrigierten elektrischen Strom A', der rein beitragend zur Schubkrafterzeugung ist, indem eine Korrekturverarbeitung des elektrischen Stroms des Filterns des elektrischen Stroms ausgeführt wird, um Coulomb-Reibung, viskose Reibung, ein Beschleunigungsdrehmoment, Drehmomentwellen, die dem Elektromotor 19 innewohnen, ein Störung der Synchronisation um einen elektrischen Winkel, eine Störung der Synchronisation um einen mechanischen Winkel und andere Störungen zu subtrahieren, basierend auf dem elektrischen Strom A, der von dem Elektrosensor 23 detektiert wird, und der Drehposition X (enthaltend die Drehgeschwindigkeit und Drehbeschleunigung, die durch Differenzieren der Drehposition berechnet wird; auch als „Drehpositionsinformation” bezeichnet) des Elektromotors 19, die von dem Positionssensor 21 detektiert wird, unter Verwendung einer bestimmten Berechnungsformel oder Formeln, oder einer bestimmten Tabelle oder Tabellen. Genauer gesagt berechnet die Korrektureinheit des elektrischen Stroms 43 den korrigierten elektrischen Strom A' als einen elektrischen Stromwert, der lediglich zur Erzeugung einer Kolbenschubkraft benötigt wird, durch Entfernen elektrischer Stromkomponenten, die eine Änderung des elektrischen Stroms beeinflussen, wie beispielsweise eines Beschleunigungsdrehmoments, der mechanischen Reibung und der viskosen Reibung an den mechanischen Bereichen des elektrischen Bremssattels 2, wie beispielsweise an dem Kugel- und Rampenmechanismus 27, dem Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus 25 und dem Belagabnutzungskompensationsmechanismus 22.
Zu der Zeit, da der berechnete, korrigierte, elektrische Strom A' eine Zeitverzögerung beinhaltet, aufgrund des Einflusses von Filterverarbeitungen, wie beispielsweise einer Mittelung (die Verarbeitung zum Mitteln der elektrischen Stromwerte innerhalb eines bestimmten Motordrehpositionsbereichs), synchronisiert die Korrektureinheit des elektrischen Stroms 43 die Drehpositionsinformation X, die von dem Positionssensor 21 empfangen wird, mit dem korrigierten elektrischen Strom A', gibt den korrigierten elektrischen Strom A' an die Umwandlungseinheit des korrigierten elektrischen Stroms/der ermittelten Schubkraft 45 aus und gibt die korrigierte Drehposition X' des Elektromotors 19, der mit dem elektrischen Strom A' synchronisiert wird, an die Tabellenerzeugungseinheit der Drehposition/der ermittelten Schubkraft 46 aus.
Die Umwandlungseinheit des korrigierten elektrischen Stroms/der ermittelten Schubkraft 45 in der ECU 33 berechnet eine Schubkraft F' basierend auf dem korrigierten elektrischen Strom A', der von der Korrektureinheit des elektrischen Stroms 43 ausgegeben wird, unter Verwendung der Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft 312, welche die Beziehung zwischen dem korrigierten elektrischen Strom und der ermittelten Schubkraft definiert, die in dem RAM 31 gespeichert ist. Anschließend gibt die Umwandlungseinheit des korrigierten elektrischen Stroms/der ermittelten Schubkraft 45 die berechnete ermittelte Schubkraft F' an die Tabellenerzeugungseinheit der Drehposition/ermittelten Schubkraft 46 aus.
Die Tabellenerzeugungseinheit der Drehposition/Schubkraft 46 erzeugt eine Tabelle der Drehposition/ermittelten Schubkraft, welche die Beziehung zwischen der Motordrehposition und der Schubkraft kennzeichnet, unter Verwendung der ermittelten Schubkraft F', die von der Umwandlungseinheit des korrigierten elektrischen Stroms/der ermittelten Schubkraft 45 berechnet wird, und der korrigierten Drehposition X' aus der Korrektureinheit des elektrischen Stroms 43, und überschreibt und aktualisiert die Tabelle der Drehposition/Schubkraft 311, die in dem RAM 31 gespeichert ist. Die Tabellenerzeugungseinheit der Drehposition/Schubkraft 46 erzeugt die Tabelle der Drehposition/Schubkraft zur Zeit der Beendigung eines Bremsvorgangs vom Drücken des Bremspedals 5 bis zum Lösen der Betätigung des Bremspedals 5, nachdem eine gewünschte Bremskraft erzeugt ist, unter Verwendung einer Mehrzahl von ermittelten Schubkräften F', die von der Umwandlungseinheit des korrigierten elektrischen Stroms/der ermittelten Schubkraft 45 berechnet wird, während eines Bremsvorgangs, und der korrigierten Drehpositionen X', welche diesen entsprechen. Ferner wird auch eine Aktualisierung der Tabelle der Drehposition/Schubkraft 311 von der Tabellenerzeugungseinheit der Drehposition/Schubkraft 46 zur Zeit der Beendigung eines Bremsvorgangs ausgeführt. Auf diese Weise ermöglicht die Aktualisierung der Tabelle der Drehposition/Schubkraft 311 bei jedem Bremsvorgang die Ausführung einer hochgenauen Bremskraftsteuerung, die Änderungen der Charakteristika der Steifheit bzw. Festigkeit des Bremssattelhauptkörpers 4 und des Bremsbelags 9 reflektiert.
Die Umwandlungsfunktionskorrektureinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft 47 gibt eine Belagdicke 31d des Bremsbelags 9, die in dem RAM 31 gespeichert ist, und die Tabelle der Drehposition/ermittelten Schubkraft, die von der Tabellenerzeugungseinheit der Drehposition/Schubkraft 46 erzeugt wird, ein Ferner wählt die Umwandlungsfunktionskorrektureinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft 47 die Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik 313, die der eingegebenen Belagdicke 31d entspricht, aus und gibt diese ein. Anschließend vergleicht die Umwandlungsfunktionskorrektureinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft 47 die Tabelle der Drehposition/ermittelten Schubkraft, die von der Tabellenerzeugungseinheit der Drehposition/ermittelten Schubkraft 46 erzeugt wird, mit der ausgewählten Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik, um die Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft 312 zu korrigieren und aktualisieren, um diese in dem Speicher 31 zu speichern. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Umwandlungsfunktionskorrektureinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft 47 einer Umwandlungsfunktionsaktualisierungseinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft.
Als nächstes wird der Betrieb der elektrischen Bremsvorrichtung 1 beschrieben. Bezugnehmend auf die 2 und 3, wenn ein Fahrer das Bremspedal 5 betätigt, wird ein Pedalbetätigungsbetrag, was ein Bremsbefehlssignal von dem Betätigungssensor 6A des Hubsimulators 6 ist, in die ECU 33 der Steuereinheit 7 eingegeben. In der ECU 33 wird der Pedalbetätigungsbetrag in eine Zielschubkraft umgewandelt, mit welcher der Kolben 11 den Bremsbelag 9 drücken sollte, mittels der Befehlsumwandlungseinheit des Pedalbetätigungsbetrags/der Schubkraft 35, und wird anschließend in die Befehlsumwandlungseinheit des Schubkraftbefehls/der Drehposition 37 als Schubkraftbefehlswert Fs eingegeben. Die Befehlsumwandlungseinheit 37 des Schubkraftbefehls/der Drehposition bestimmt eine Drehposition Xs des Elektromotors 19 entsprechend dem Schubkraftbefehlswert Fs unter Verwendung der Tabelle der Drehposition/Schubkraft 311, die in dem RAM 31 gespeichert ist, und überträgt die bestimmte Drehposition Xs an die Positionssteuereinheit 39 als einen Drehpositionsbefehl.
Die Positionssteuereinheit 39 bestimmt einen Befehl des elektrischen Stroms As, der an den Elektromotor 19 auszugeben ist, basierend auf einer Abweichung der Drehposition X des Elektromotors 19, die von dem Positionssensor 21 detektiert wird, aus dem Befehl der Drehposition Xs, und überträgt den Befehl des bestimmten elektrischen Stroms an die Steuereinheit des elektrischen Stroms 41. Der Befehl des elektrischen Stroms As kann unter Verwendung beispielsweise einer PID-Steuerung oder eines Beobachters (observer) bestimmt werden. Die Steuereinheit des elektrischen Stroms 41 berechnet einen Motorbetätigungsbefehl MM (in der Form beispielsweise eines PWM-Signals), der dem Befehl des elektrischen Stroms As entspricht, und führt den elektrischen Strom dem Elektromotor 19 zu, über den Motorbetätigungsbefehl MM gemäß dem Befehl des elektrischen Stroms As. Das hat eine Schubkraftsteuerung über eine Einstellung der Drehposition zur Folge, und der Elektromotor 19 wird gedreht, um eine Drehposition gemäß der Zielschubkraft zu erreichen. Anschließend bewirkt die Drehung des Elektromotors 19, dass sich der Kolben 11 über den Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus 25 und den Kugel- und Rampenmechanismus 27, die Übertragungsmechanismen sind, nach vorn bewegt, und dass anschließend der Bremsbelag 9 gegen den Scheibenrotor 3 gedrückt wird, wodurch eine Bremskraft erzeugt wird.
Während des oben beschriebenen Bremsvorgangs werden die Drehposition X des Elektromotors 19, die von dem Positionssensors 21 detektiert wird, und der elektrische Strom A, der von dem Sensor des elektrischen Stroms 23 detektiert wird, in die Korrektureinheit des elektrischen Stroms 43 eingegeben. Die Korrektureinheit des elektrischen Stroms 43 führt eine Filterverarbeitung basierend auf den Informationen des elektrischen Stroms und den Informationen der Drehposition aus, um lediglich Komponenten zu extrahieren, welche zur Erzeugung einer Schubkraft beitragen, um dadurch einen korrigierten elektrischen Strom A' zu erzeugen, und überträgt den erzeugten, korrigierten elektrischen Strom A' zur Umwandlungseinheit des elektrischen Stroms/der ermittelten Schubkraft 45. Ferner überträgt die Korrektureinheit des elektrischen Stroms 43 eine korrigierte Drehposition X', die mit dem korrigierten elektrischen Strom A' synchronisiert ist, zur Tabellenerzeugungseinheit der Drehposition/ermittelten Schubkraft 46. Der korrigierte, elektrische Strom A' und die korrigierte Drehposition X' werden in jedem Steuerzyklus der Bewegungsmittelwertbildung ausgegeben und werden entsprechend zur Umwandlungseinheit des korrigierten elektrischen Stroms/der ermittelten Schubkraft 45 und der Tabellenerzeugungseinheit der Drehposition/ermittelten Schubkraft 46 übertragen.
Die Umwandlungseinheit des korrigierten elektrischen Stroms/der ermittelten Schubkraft 45 berechnet eine ermittelte Schubkraft F' basierend auf dem korrigierten elektrischen Strom A' unter Verwendung der Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft 312, die in dem RAM 31 gespeichert ist, und überträgt die berechnete, ermittelte Schubkraft zur Tabellenerzeugungseinheit der Drehposition/der ermittelten Schubkraft 46. Gemäß herkömmlichen elektrischen Bremsvorrichtungen wird diese Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft kontinuierlich ohne Aktualisierung ausgehend von einer initialen Funktion oder einer Tabelle, die zur Zeit der Herstellung eingestellt wird, verwendet. Allerdings kann eine fortwährende Verwendung einer festgelegten bzw. fixierten Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft auf diese Weise möglicherweise einen Genauigkeitsverlust eines ermittelten Werts der Schubkraft zur Folge haben, aufgrund einer Änderung der mechanischen Bereiche des Bremssattels im Verlauf der Zeit, wodurch möglicherweise eine hohe Genauigkeit der Steuerung der elektrischen Bremsvorrichtung verloren geht. Ferner, wenn ein solcher Zustand sowohl auf der linken als auch auf der rechten Radseite auftritt, kann das die Fahrzeugstabilität zur Zeit des Bremsbetriebs verringern. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann dieses Problem gelöst werden, indem die Umwandlungsfunktionskorrektureinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft 47, was später im Detail beschrieben wird, veranlasst wird, die Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft 312 geeignet zu aktualisieren.
Die Tabellenerzeugungseinheit der Drehposition/der ermittelten Schubkraft 46 erzeugt eine Tabelle der Drehposition/ermittelten Schubkraft, welche die Beziehung zwischen der korrigierten Drehposition X' und der ermittelten Schubkraft F' basierend auf den korrigierten Drehpositionsdaten und den ermittelten Schubkraftdaten kennzeichnet, die während der Bremsvorgänge aufgenommen wurden, um die erzeugte Tabelle der Drehposition/ermittelten Schubkraft an die Umwandlungsfunktionskorrektureinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft 47 auszugeben, und überschreibt und aktualisiert ferner die Tabelle der Drehposition/Schubkraft 311, die in dem RAM 31 gespeichert ist. Auf diese Weise ist es möglich, eine sehr genaue Steuerung beizubehalten, trotz Abnutzung des Bremsbelags 9, anderer Änderungen im Verlauf der Zeit und Einflüssen von Störungen, durch Aktualisieren der Tabelle der Drehposition/Schubkraft 311 unter Verwendung der ermittelten Schubkraft F', die basierend auf einem elektrischen Strom A berechnet wird, der tatsächlich durch den Elektromotor 19 fließt, der von dem Sensor des elektrischen Stroms 21 detektiert wird.
In der elektrischen Bremsvorrichtung 1 aktualisiert die Umwandlungsfunktionskorrektureinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft 47 geeignet die Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft 312 zur Verwendung in einer Berechnung einer ermittelten Schubkraft. Als ein Resultat kann, trotz Abnutzung des Bremsbelags 9, Änderungen der mechanischen Bereiche des elektrischen Bremssattels im Verlauf der Zeit und Einflüssen von Störungen, die Umwandlungseinheit des korrigierten elektrischen Stroms/der ermittelten Schubkraft 45 eine genaue Berechnung einer ermittelten Schubkraft F' beibehalten, wodurch eine hohe Steuerungsgenauigkeit der elektrischen Bremsvorrichtung beibehalten wird, wodurch eine stabilisierte Bremskraft erlangt wird.
Die oben beschriebene Umwandlungsfunktionskorrektureinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft 47 gibt die Belagdicke 314 des Bremsbelags 9, die in dem RAM 31 gespeichert ist, und die letzte Tabelle der Drehposition/ermittelten Schubkraft 311, die von der Tabellenerzeugungseinheit der Drehposition/ermittelten Schubkraft 46 erzeugt wurde, ein, und wählt die Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik 313 gemäß der Belagdicke 314 in dem RAM 31 aus. Anschließend vergleicht die Umwandlungsfunktionskorrektureinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft 47 die Tabelle der Drehposition/ermittelten Schubkraft 311, die von der Tabellenerzeugungseinheit der Drehposition/ermittelten Schubkraft 46 erzeugt wird, mit der ausgewählten Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik 313, um die Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft 312 zu korrigieren und zu aktualisieren. Zu der Zeit korrigiert die Umwandlungsfunktionskorrektureinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft 47 die Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft 312 und aktualisiert diese auf eine solche Weise, dass eine ermittelte Schubkraft F', welche einer bestimmten Drehposition des Elektromotors 19 entspricht, in einen bestimmten Bereich relativ zur Referenzschubkraft fällt, basierend auf der Belagdicke 314 und der Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik 313, gemäß der Belagdicke.
In der Umwandlungsfunktionskorrektureinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft 47 ist es möglich zu bestimmen, ob der Bremsbelag 9 ausgetauscht wurde, durch Vergleichen der berechneten letzten Belagdicke mit der Belagdicke 314 zur Zeit der Ausführung der vorangegangenen Verarbeitung, welche in der Speichereinheit 314 des RAMs 31 gespeichert ist. Ferner wird die Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik 313 bezüglich der Belagdicke gemäß jener Belagdicke 314 ausgewählt, die im RAM 31 gespeichert ist.
4 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung der Aktualisierung der Tabelle der Drehposition/Schubkraft 311 und der Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft 312, die in dem RAM 31 gespeichert sind, darstellt. Bezugnehmend auf 4 wird im Schritt S1 bestimmt, ob das Bremssystem der elektrischen Bremsvorrichtung 1 sich in Betrieb befindet (AN), das heißt, ob eine Bremssteuerung ausgeführt wird. Wenn im Schritt S1 bestimmt wird, dass sich das Bremssystem in Betrieb befindet (AN), wird die gegenwärtige Verarbeitung der Aktualisierung der Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft beendet.
Auf der anderen Seite, wenn im Schritt S1 bestimmt wird, dass das Bremssystem sich nicht in Betrieb befindet (AN), fährt die Verarbeitung mit dem Schritt S2 fort, indem bestimmt wird, ob der Bremsbelag 9 eine normale Temperatur oder eine Umgebungstemperatur aufweist. Wenn im Schritt S2 bestimmt wird, dass der Bremsbelag 9 eine normale Temperatur aufweist, kehrt die Verarbeitung zum Schritt 51 zurück. Wenn im Schritt S2 bestimmt wird, dass der Bremsbelag 9 die normale Temperatur aufweist, fährt die Verarbeitung mit dem Schritt S3 fort.
Die Aktualisierungsverarbeitung wird nur dann ausgeführt, wenn der Bremsbelag 9 die normale Temperatur aufweist, da die Temperatur ein Grund für eine Verringerung der mechanischen Effizienz von mechanischen Bereichen und einer Entmagnetisierung des Magneten in dem Elektromotor 19 sein kann, was zu einer Änderung des Bremssattels 4 im Verlauf der Zeit führt. Folglich wird die Verarbeitung der Aktualisierung der Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft stets unter normaler Temperatur ausgeführt, so dass der Einfluss der Temperatur eliminiert werden kann, und das Vorhandensein oder die Abwesenheit einer Änderung im Verlauf der Zeit bestätigt werden kann. Die Bestimmungsverarbeitung im Schritt S2 kann beispielsweise durch Ermitteln, dass der Bremsbelag eine normale Temperatur aufweist, ausgeführt werden, wenn die Bedingung, dass das Fahrzeug geparkt ist und eine bestimmte Zeit vergangen ist, seitdem der Motor ausgestellt wurde, erfüllt ist, und Ermitteln, dass der Bremsbelag keine normale Temperatur aufweist, wenn dieser Zustand erfüllt ist. Alternativ kann die Bestimmungsverarbeitung im Schritt S2 durch Bereitstellung eines Temperatursensors realisiert werden.
Im Schritt S3 wird die Dicke des Bremsbelags 9 (Belagdicke 31d) basierend auf dem Punkt ausgeführt, an dem der Bremsbelag 9 mit dem Scheibenrotor 3 mit Vorschub des Kolbens 11 in Kontakt gerät. Ferner erzeugt die Tabellenerzeugungseinheit der Drehposition/Schubkraft 46 Aktualisierungsinformationen der Tabelle der Drehposition/Schubkraft 311. Dann fährt die Verarbeitung mit dem Schritt S4 fort.
Im Schritt S4 wird die letzte Belagdicke dn, die im Schritt S3 berechnet wurde, mit der Belagdicke 314 verglichen, die in dem vorangegangenen Steuerzyklus berechnet wurde, die in dem RAM 31 gespeichert ist, zum Bestimmten, ob die Belagdicke sich verglichen mit der Dicke in dem vorangegangenen Steuerzyklus erhöht hat. Wenn die Belagdicke sich erhöht hat (Y), wird bestimmt, dass der Bremsbelag 9 ausgewechselt wurde und anschließend fährt die Verarbeitung mit dem Schritt S5 fort. Wenn die Belagdicke sich nicht vergrößert hat (N), fährt die Verarbeitung mit dem Schritt S6 fort. In der vorliegenden Ausführungsform wird bestimmt, ob der Bremsbelag 9 ausgewechselt wurde, gemäß einer Erhöhung oder Verringerung der berechneten Belagdicke. Allerdings kann auch mittels eines anderen Verfahrens bestimmt werden, ob der Bremsbelag 9 ausgetauscht wurde.
Im Schritt S5 erzeugt die Umwandlungsfunktionskorrektureinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft 47 die Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik 313 gemäß der Belagdicke des Bremsbelags 9 nach dem Auswechseln und speichert die erzeugte Charakteristik 313 in dem RAM 31. Anschließend fährt die Verarbeitung mit dem Schritt S7 fort. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik 313 gemäß der Belagdicke jedes Mal erzeugt, wenn der Belag ausgewechselt wurde, um den Einfluss von Änderungen der Charakteristika und Arten von Belägen zur Zeit des Austauschs des Belags zu eliminieren, unter Verwendung der Drehposition/Schubkraft-Charakteristik 315, wenn der Belag vollständig abgenutzt wurde, der im RAM 31 im Voraus gespeichert wurde, der Belagdicke (der letzten Belagdicke dn), die im Schritt S3 berechnet wurde, und der Tabelle der erzeugten Drehposition/ermittelten Schubkraft 311.
Im Schritt S6 wird die Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik 313, welche zu dieser Zeit der Belagdicke entspricht, basierend auf der Belagdicke bestimmt, die im Schritt S3 bestimmt wurde, und der Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik 313 gemäß der Belagdicke, nachdem der Bremsbelag 9 ausgetauscht wurde, die im Schritt 5 erzeugt wurde. Die Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft 312 wird durch Vergleichen der bestimmten Charakteristik 313 mit der Tabelle der Drehposition/der ermittelten Schubkraft 311, die im Schritt S3 erzeugt wurde, korrigiert. Anschließend fährt die Verarbeitung mit dem Schritt S7 fort. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft 312 eine lineare Funktion, aber sie kann beispielsweise auch eine andere Funktion oder Tabelle für eine Drehposition sein, anstatt eine lineare Funktion zu sein.
Im Schritt S7 wird die Belagdicke dn, die im Schritt S3 berechnet wird, als die Belagdicke 314 in dem RAM 31 gespeichert. Auf diesen Wert wird bei der nächsten Ausführung der vorliegenden Verarbeitung Bezug genommen und dieser wird als der vorangegangene Wert der Belagdicke im Schritt S3 verwendet. Schritt 7 wird beendet, womit die Verarbeitung der Korrektur und der Aktualisierung der Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft 312 beendet ist.
Als nächstes wird die Verarbeitung der Berechnung der Belagdicke 314 und Erzeugung der Tabelle der Drehposition/ermittelten Schubkraft S3 mit Bezug auf 5, die ein Flussdiagramm ist, das eine Unterroutine des Schritts S3 darstellt, und 6 beschrieben, die ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung von Änderungen in der Drehposition und der ermittelten Schubkraft über die Zeit ist.
Bezugnehmend auf 5 gibt im Schritt S3-1 die Umwandlungsfunktionskorrektureinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft 47 einen Drehpositionsbefehl Xs zum Vorwärtsbewegen des Kolbens 11 mit einer bestimmten Drehgeschwindigkeit in der Richtung aus, welche den Bremsbelag 9 veranlasst, gegen den Scheibenrotor 3 gedrückt zu werden, und der Elektromotor 19 wird von der Positionssteuereinheit 39 und der Steuereinheit des elektrischen Stroms 41 betätigt. Genauer gesagt erzeugt die Umwandlungsfunktionskorrektureinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft 47 einen Drehpositionsbefehl Xc1 durch Addieren eines bestimmten Betrags ΔX zur ursprünglichen bzw. initialen Drehposition X0 zur Zeit eines Beginns der Verarbeitung im Schritt 93. Danach fährt die Verarbeitung mit dem Schritt S3-2 fort. In der vorliegenden Ausführungsform ist der bestimmte Betrag ΔX des Drehpositionsbefehls beispielsweise eine Erhöhung des Betrags der Drehposition, die erforderlich ist, damit die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 19 100 Umdrehungen pro Minute (rmp) erreicht. Als Folge davon beginnt sich mit Bezug auf 6 der Elektrmotor 19 zur Zeit t0 zu drehen. Danach wird eine ermittelte Schubkraft F zur Zeit t1 berechnet, mit einer Verzögerung, die von der Filterverarbeitung der Korrektureinheit des elektrischen Stroms 43 abgeleitet wird.
Im Schritt S3-2 wird bestimmt, ob die ermittelte Schubkraft F', die von der Umwandlungseinheit des elektrischen Stroms/der ermittelten Schubkraft 45 berechnet wird, wenn der Elektromotor 19 betätigt wird, eine Referenzschubkraft F0 übersteigt, die eine vorbestimmte Schubkraft ist. Ob der Bremsbelag 9 mit dem Scheibenrotor 3 in Kontakt steht, wird mit dieser Bestimmung ermittelt. Wenn als Resultat der Bestimmung im Schritt S3-2 ermittelt wird, dass die ermittelte Schubkraft F' die Referenzschubkraft F0 übersteigt, fährt die Verarbeitung mit dem Schritt S3-4 fort. Wenn bestimmt wird, dass die ermittelte Schubkraft F' die Referenzschubkraft F0 nicht übersteigt, fährt die Verarbeitung mit dem Schritt S3-3 fort, in dem ein Drehpositionsbefehl Xcn + 1 erzeugt wird, durch ferner Addieren des bestimmten Betrags ΔX zum Drehpositionsbefehl Xcn zu dieser Zeit. Anschließend kehrt die Verarbeitung zum Schritt S3-2 zurück. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Schubkraft F0 beispielsweise 3 kN.
Bezugnehmend auf 6 beginnt die ermittelte Schubkraft F sich zu erhöhen, aufgrund des Kontakts des Bremsbelags 9 mit dem Scheibenrotor 3 zur Zeit t2, und die ermittelte Schubkraft F' erreicht die bestimmte Referenzschubkraft F0 zur Zeit t3. Die korrigierte Drehposition (die Drehposition, die mit dem elektrischen Strom unter Berücksichtigung einer Verzögerung aufgrund der Filterverarbeitung synchronisiert ist) wird zu dieser Zeit als Referenzdrehposition Xn festgelegt.
Im Schritt S3-4, wenn die berechnete ermittelte Schubkraft F' die Referenzschubkraft F0 übersteigt, wird die korrigierte Drehposition, die von der Korrektureinheit des elektrischen Stroms 43 erzeugt wird, als Referenzdrehposition Xn festgelegt, und die Belagdicke wird durch Subtrahieren dieser Referenzdrehposition Xn von einer Referenzdrehposition Xe, welche der Referenzschubkraft F0 entspricht, berechnet, gemäß der Drehposition/Schubkraft-Charakteristik 315, wenn der Belag vollständig abgenutzt ist, die im RAM 31 gespeichert ist, wodurch die Belagdicke berechnet wird. Anschließend fährt die Verarbeitung mit dem Schritt S3-5 fort.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Belagdicke unter Verwendung der Drehposition/Schubkraft-Charakteristik 315 berechnet, wenn der Belag vollständig abgenutzt ist, die im Voraus im RAM 31 gespeichert wird. Aus diesem Grund sollten die Referenzdrehpositionen Xn und Xe in demselben Koordinatensystem detektiert werden, um die Subtraktionsverarbeitung auszuführen. Aus diesem Grund wird ein Ursprungspunkt basierend auf einem mechanisch fixierten Punkt, wie beispielsweise der hinteren Endposition des Kugel- und Rampenmechanismus 25 oder des Abnutzungskompensationsmechanismus 22 festgelegt. Folglich wird in einem Fall, in dem der Positionssensor 21 beispielsweise von einem Positionssensor verwirklicht wird, der keinen absoluten Ursprungspunkt aufweist, wie beispielsweise bei einem Drehgeber (resolver), der Elektromotor 19 zunächst an einen bestimmten mechanischen Referenzpunkt gedreht, wenn die elektrische Bremsvorrichtung in Betrieb genommen wird, um den Ursprungspunkt festzulegen. In einem Fall, in dem die Drehposition des Elektromotors 19 gespeichert werden kann, selbst wenn die Leistung bzw. Stromzufuhr ausgeschaltet ist, oder der Positionssensor 21 von einem Sensor verwirklicht wird, der einen bestimmten mechanischen Ursprungspunkt aufweist, können Positionen basierend auf diesem Ursprungspunkt detektiert werden.
Ferner wird in der vorliegenden Ausführungsform die Referenzschubkraft F0 verwendet, um die Referenzdrehposition Xn zu detektieren, an welcher der Bremsbelag 9 mit dem Scheibenrotor 3 in Kontakt steht. Der Grund liegt darin, dass eine ungleichmäßige Abnutzung des Bremsbelags 9 zu einer Verringerung der offensichtlichen Steifheit bzw. Festigkeit des Bremsbelags 9 führen kann und dadurch zu einer Erhöhung des Bewegungsbetrags von der Drehposition, an welcher der Bremsbelag 9 mit dem Scheibenrotor 3 in Kontakt steht, zur Drehposition, an der die Schubkraft beginnt zu steigen, führen kann, verglichen mit dem Bremsbelag 9, der sich nicht abnutzt. Um den Einfluss dieser ungleichmäßigen Abnutzung zu eliminieren, wird die Referenzschubkraft F0 als ein Wert festgelegt, der die Erhöhung des Bewegungsbetrags der Drehposition X aufgrund der ungleichmäßigen Abnutzung reflektiert. Die Belagkontaktposition, an welcher der Bremsbelag 9 mit dem Scheibenrotor 3 in Kontakt steht, kann allein durch Ermitteln einer Erzeugung eines bestimmten Schubkraftbetrags detektiert werden. Folglich kann die Referenzschubkraft F0 mit einem elektrischen Stromwert des Elektromotors 19 ersetzt werden, oder einem Änderungsbetrag der Drehposition relativ zu einem elektrischen Stromwert des Elektromotors 19. Alternativ kann ein Grenzschalter (limit switch) vorgesehen sein, wie beispielsweise ein Mikroschalter, der im Stande ist, einen Kontakt zwischen dem Bremsbelag 9 und dem Scheibenrotor 3 zu detektieren, und die Drehposition des Elektromotors 19, wenn dieser Schalter den Kontakt detektiert, kann als die Referenzdrehposition Xn festgelegt werden, die eine Belagkontaktposition kennzeichnet.
Im Schritt S3-4 wird die Belagdicke dn durch Subtrahieren der bestimmten Referenzdrehposition Xn von der Referenzdrehposition X0 berechnet, wenn der Belag vollständig abgenutzt ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Änderungsbetrag der Belagdicke aufgrund von Belagabnutzung als die Belagdicke berechnet, aber die detektierte Referenzdrehposition kann mit der Referenzdrehposition verglichen werden, wenn der Belag gerade ausgewechselt wurde, das heißt der Referenzdrehposition, wenn der Belag neu ist, und kann als ein Belagabnutzungsbetrag berechnet werden. Alternativ kann die detektiert Referenzdrehposition als Belagdicke ohne irgendeine spezielle darauf angewendete Umwandlung verwendet werden.
Im Schritt S3-5 wird der Drehpositionsbefehl Xd1 erzeugt, um den Kolben 11 mit einer bestimmten Drehposition kontinuierlich in der Richtung zum Drücken des Bremsbelags 9 gegen den Scheibenrotor 3 vor zu bewegen, durch Addieren eines bestimmten Betrags zum gegenwärtigen Drehpositionsbefehlswert. Anschließend wird der Elektromotor 19 von der Positionssteuereinheit 39 und der Steuereinheit des elektrischen Stroms 41 betätigt. Anschließend fährt die Verarbeitung mit dem Schritt S3-6 fort.
Im Schritt S3-6 wird bestimmt, ob die korrigierte Drehposition eine bestimmte Drehposition Xs erreicht. Wenn als ein Resultat des Schritts S3-6 bestimmt wird, dass die korrigierte Drehposition die bestimmte Drehposition Xs (Y) erreicht hat, fährt die Verarbeitung mit dem Schritt S3-7 fort. Wenn als ein Resultat des Schritts S3-6 bestimmt wird, dass die korrigierte Drehposition die bestimmte Drehposition Xs (N) nicht erreicht hat, kehrt die Verarbeitung zum Schritt S3-5 zurück, in dem der Elektromotor 19 kontinuierlich mit einer bestimmten Drehgeschwindigkeit betrieben wird. Die bestimmte Drehposition Xs ist eine Position, die von der Referenzdrehposition Xn um einen bestimmten Betrag, beispielsweise um einen Drehbetrag des Elektromotors 19, der erforderlich ist, um den Kolben 11 um 0,5 mm zu bewegen, verschoben ist. Diese bestimmte Drehposition Xs dient als Dateneinheit zum Erzeugen der Tabelle der Drehposition/ermittelten Schubkraft und wird gemäß einer Schubkraft festgelegt, die erforderlich ist, um eine Schubkraft zu erzeugen, die relativ zu der Referenzdrehposition Xn, die im Schritt S3-4 bestimmt wurde, ausreichend ist. Ein elektrischer Stromwert und eine ermittelte Schubkraft können als ein Parameter verwendet werden, anstatt der Referenzdrehposition Xn. Bezugnehmend auf 6 erreicht die korrigierte Drehposition des Elektromotors 19 die bestimmte Drehposition Xs zur Zeit t4.
Im Schritt S3-7 erzeugt die Tabellenerzeugungseinheit der Drehposition/Schubkraft 46 die Tabelle der Drehposition/ermittelten Schubkraft 311 unter Verwendung der ermittelten Schubkraft, die von der Umwandlungseinheit des korrigierten elektrischen Stroms/der ermittelten Schubkraft 45 basierend auf der Betätigung des Elektromotors 19 bis zum Schritt S3-6 berechnet wird. Anschließend fährt die Verarbeitung mit dem Schritt S3-8 fort.
Im Schritt S3-8 gibt die Umwandlungsfunktionskorrektureinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft 47 einen Drehpositionsbefehl Xd2 zum Bewegen des Bremsbelags 9 von dem Scheibenrotor 3 weg mit einer bestimmten Drehgeschwindigkeit aus, und der Elektromotor 19 wird von der Positionssteuereinheit 39 und der Steuereinheit des elektrischen Stroms 41 betrieben. Anschließend fährt die Verarbeitung mit dem Schritt S3-9 fort.
Im Schritt S3-9 wird bestimmt, ob die Drehposition zur ursprünglichen Drehposition X0 zurückgebracht ist. Wenn als Resultat des Schritts S3-9 bestimmt wird, dass die Drehposition zur initialen bzw. ursprünglichen Drehposition X0 (Y) zurückgebracht ist, fährt die Verarbeitung mit dem Schritt S3-10 fort. Wenn als Resultat des Schritts S3-9 bestimmt wird, dass die Drehposition nicht zur ursprünglichen Position X0 (N) zurückgebracht ist, kehrt die Verarbeitung zum Schritt S3-8 zurück, indem der Elektromotor 19 kontinuierlich mit einer bestimmten Drehgeschwindigkeit betrieben wird.
Im Schritt S3-10 wird die Ausgabe des Drehpositionsbefehls Xd2 gestoppt, wird die Steuerung des Elektromotors 19 gestoppt und wird die Verarbeitung der Berechnung der Belagdicke und Erzeugung der Tabelle der Drehposition/der ermittelten Schubkraft beendet. Mit Rückkehr zur Hauptroutine wird der Schritt S3 beendet, und die Verarbeitung fährt mit dem Schritt S4 fort.
Bezugnehmend auf 6 wird, nachdem die korrigierte Drehposition X' des Elektromotors 19 die bestimmte Drehposition Xs zur Zeit t4 erreicht, der Elektromotor 19 in der umgekehrten Richtung gedreht, um den Kolben 11 zurück zu ziehen. Wenn die Drehposition zur Ursprungsdrehposition X0 zur Zeit t5 zurückgebracht ist, wird der Elektromotor 19 gestoppt.
Als nächstes wird die Charakteristik der Drehposition/der Schubkraft 315, wenn der Belag vollständig abgenutzt ist, die im RAM 31 gespeichert ist, mit Bezug auf 7 beschrieben. Wie es in 7(A) dargestellt ist, während einer tatsächlichen Verwendung, zeigt die Drehposition/Schubkraft-Charakteristik, wenn der Belag vollständig abgenutzt wurde, eine solche Charakteristik, dass keine Schubkraft von einem Ursprungspunkt 0 erzeugt wird, an dem die Drehposition X an einem bestimmten Nullpunkt positioniert ist, bis zur Position, an der der vollständig abgenutzte Bremsbelag 9 mit dem Scheibenrotor 3 in Kontakt gerät. Wenn der Bremsbelag 9 mit dem Scheibenrotor 3 in Kontakt gerät, wird eine Schubkraft erzeugt. Danach, mit Voranschreiten der Drehposition X, erhöht sich die Schubkraft. In diesem Graphen ist die Drehposition X, an der die Erzeugung der Referenzschubkraft F0 basierend auf dem detektierten Wert des elektrischen Stromsensors 21 detektiert wird, als Referenzdrehpunkt Xe festgelegt.
Anschließend, wie es in 7(B) gezeigt ist, ist die Kurve, welche die Drehposition/Schubkraft-Charakteristik, wenn der Belag vollständig abgenutzt ist, darstellt, so verschoben, dass die Referenzdrehposition Xe und die Referenzschubkraft F0 an dem Ursprungspunkt 0 positioniert sind. Diese Funktion wird als die Funktion fe(x) festgelegt, und die Drehposition/Schubkraft-Charakteristik 315, wenn der Belag vollständig abgenutzt ist, wird im Voraus im RAM 31 gespeichert. Die Drehposition/Schubkraft-Charakteristik 315, wenn der Belag vollständig abgenutzt ist, kann als eine Tabelle gespeichert werden, anstelle der Speicherung einer Funktion.
Als nächstes wird die Tabelle der Drehposition/Schubkraft 311, die in der Speichereinheit 311 des RAMs 31 gespeichert ist, mit Bezug auf 8 beschrieben. Wie es in 8(A) dargestellt ist, wird eine Tabelle Fn[X] der Drehposition/Schubkraft, die basierend auf der ermittelten Schubkraft F', welche von der Umwandlungseinheit des korrigierten elektrischen Stroms/der ermittelten Schubkraft 46 berechnet wird, und der korrigierten Drehposition X', die von der Korrektureinheit des elektrischen Stroms 43 korrigiert wird, erzeugt wird, so verschoben, dass die Referenzdrehposition Xn und die Referenzschubkraft F0 an dem Ursprungspunkt 0 lokalisiert sind. Als nächstes wird dieses im RAM 31 als Tabelle der Drehposition/Schubkraft 311 (fn[x]), die in 8(B) dargestellt ist, gespeichert.
Als nächstes wird die Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik 313 gemäß der Belagdicke, die im RAM 31 gespeichert ist, mit Bezug auf die 9 bis 14 beschrieben. 9 stellt eine Änderung der Drehposition/Schubkraft-Charakteristik gemäß der Belagdicke dar, wobei ein bestimmter mechanischer Nullpunkt als Ursprungspunkt festgelegt ist. In diesem Graphen bezeichnet Xn0 eine Referenzdrehposition, wenn der Belag gerade ausgetauscht wurde, Xn bezeichnet eine Referenzdrehposition, wenn der Belag eine bestimmte Dicke bei der Verwendung aufweist, und Xe bezeichnet eine Referenzdrehposition, wenn der Belag vollständig abgenutzt ist. Mit Zunahme der Abnutzung des Bremsbelags 9 erhöht sich die Referenzdrehposition, an der die Referenzschubkraft F0 erzeugt wird. Diese Kurven der Drehposition/Schubkraft-Charakteristik gemäß der Belagdicke werden so verschoben, dass die Referenzdrehpositionen Xn0, Xn und Xe der entsprechenden Kurven und die Referenzschubkraft F0 am Ursprungspunkt lokalisiert sind, wobei das Resultat davon in 10 dargestellt ist. Wie es in 10 dargestellt ist, zeigt die Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik, dass die Festigkeit bzw. Steifigkeit (das Verhältnis einer Erhöhung der Schubkraft zur Erhöhung der Drehposition) in der Richtung verschoben ist, die von dem Pfeil A gekennzeichnet ist, in Abhängigkeit der Dicke des Bremsbelags 9, und das bedeutet, dass die Festigkeit bzw. Steifigkeit sich gemäß einer Verringerung der Belagdicke erhöht.
Die Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik 313 gemäß der Belagdicke kann unter Verwendung einer Funktion fe(x) bestimmt werden, welche die Drehposition/Schubkraft-Charakteristik 315 kennzeichnet, wenn der Belag vollständig abgenutzt wurde, die im Voraus festgelegt wird, und einer Tabelle fp[x], welche die Charakteristik der Drehposition/Schubkraft kennzeichnet, die berechnet wird, wenn der Belag gerade ausgetauscht wurde (wenn der Belag überhaupt nicht abgenutzt ist), und Anwenden einer Interpolation dazwischen. Mit Bezug auf 11 wird die Drehposition/Schubkraft-Charakteristik 313 gemäß der Belagdicke mittels einer Funktion f(d, x) ausgedrückt, wobei d die Belagdicke bezeichnet und x die Drehposition bezeichnet. Die Funktion f(d, x) wird durch Anwenden einer Interpolation zwischen der Funktion fe(x) der Drehposition/Schubkraft-Charakteristik 315, wenn der Belag vollständig abgenutzt ist, und der Tabelle fp[x] der Drehposition/Schubkraft-Charakteristik, die berechnet wird, wenn der Belag gerade ausgetauscht wurde, erzeugt. Diese Funktion f(d, x) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion f(d, x), wenn der Belag gerade ausgetauscht wurde (wenn der Belag überhaupt nicht abgenutzt ist), mit der Tabelle fp[x] übereinstimmt, welche die Charakteristik der Drehposition/ermittelten Schubkraft kennzeichnet, wenn der Belag gerade ausgetauscht wurde, wobei die Funktion f(d, x) in der Richtung verschoben wird, die von dem Pfeil B gekennzeichnet ist, gemäß einer Verringerung der Belagdicke, und f(d, x), wenn der Belag vollständig abgenutzt ist, mit der Funktion fe(x) übereinstimmt, welche die Drehposition/Schubkraft-Charakteristik 315 kennzeichnet, wenn der Belag vollständig abgenutzt ist.
Hier wird die Funktion der Belagdicke d, die als [die Funktion f(d, x) = α(d)·fe(x)] ausgedrückt wird, als eine Festigkeitskoeffizientenfunktion α(d) definiert. Diese Koeffizientenfunktion α(d) kann unter Verwendung der Belagdicke dp, wenn der Belag gerade ausgetauscht wurde, und der charakteristischen Tabelle der Drehposition/ermittelten Schubkraft fp[x] bestimmt werden. In diesem Fall wird fp[x] als [fp[x] = fe(x)·α(dp)] ausgedrückt. Da α(dp) = αp (konstant) ist, kann α(d) durch Berechnen von αp bestimmt werden, um f(d, x) der Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik 313 gemäß der Belagdicke zu erhalten.
Als erstes wird αp unter Verwendung der Funktion fe(x), welche die Drehposition/Schubkraft-Charakteristik 315 ausdrückt, wenn der Belag vollständig abgenutzt ist, und der Tabelle der Drehposition/ermittelten Schubkraft fp[x], wenn der Belag gerade ausgetauscht ist, berechnet. Zu dieser Zeit, wie es beispielsweise in 12 dargestellt ist, kann αp = fp[x1]/fe(x1), was aus αp·fe(x1) = fp[x1] erhalten wird, für eine bestimmte Drehposition x1 berechnet werden, unter Verwendung der Schubkraft fe(x1), wenn der Belag vollständig abgenutzt ist, und der Schubkraft fp[x1], wenn der Belag gerade ausgetauscht wurde. In diesem Fall kann, wie es in 13 dargestellt ist, αp für eine Mehrzahl von bestimmten Drehpositionen x1, x2, ... xn berechnet werden.
Anschließend wird die Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik f(d, x) unter Verwendung der Belagdicke dp, wenn der Belag gerade ausgetauscht ist, und der Festigkeitskoeffizientenfunktion α(dp) = αp bestimmt. Die Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik f(d, x) ist eine solche Funktion, dass α(dp) = αp ist, wenn die Belagdicke d gleich dp ist (wenn der Belag gerade ausgetauscht ist), und α(0) gleich 1 ist, wenn die Dicke d gleich 0 ist (wenn der Belag vollständig abgenutzt wurde). Beispielsweise, wie es in 14 dargestellt ist, unter der Annahme, dass die Festigkeitskoeffizientenfunktion α(d) eine lineare Funktion der Belagdicke d ist, wird die Festigkeitskoeffizientenfunktion α(d) als α(d) = 1 + β·d ausgedrückt. In dieser Gleichung bezeichnet β den Anstieg der linearen Funktion (konstant), β ist ein negativer Wert, und β = (αp – 1)/dp kann aus der Belagdicke dp, wenn der Belag gerade ausgetauscht wurde, und der Festigkeitskoeffizientenfunktion (dp) = αp erhalten werden.
Die Festigkeitskoeffizientenfunktion α(d) kann wie oben beschrieben eine lineare Funktion sein, oder kann eine andere Art von Funktion oder eine Tabelle sein. Wenn die Festigkeitskoeffizientenfunktion α(d) von einer Tabelle verwirklicht wird, kann eine Funktion zur Korrektur der Tabelle verwendet werden, wenn der Belag gerade ausgetauscht wurde. Ferner ist in der vorliegenden Ausführungsform die Festigkeitskoeffizientenfunktion α die Funktion α(d) der Belagdicke d. Alternativ kann die Festigkeitskoeffizientenfunktion α eine Funktion α(x) der Drehposition x sein, oder kann eine Funktion α(d, x) sein, welche zwei Variablen aufweist. In diesem Fall ist αp keine Konstante, sondern eine Funktion αp(x), und die Funktion mit zwei Variablen α(d, x) kann aus einer Differenz zwischen einer Mehrzahl von Punkten bestimmt werden, wie es in 13 dargestellt ist.
In diesem Fall wird die Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik 313 gemäß der Belagdicke des Bremsbelags 9 in dem RAM 31 als Funktion f(d, x) gespeichert. Diese Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik 313 gemäß der Belagdicke kann beispielsweise über ein Experiment oder einen Test ermittelt werden, um im Voraus in dem RAM 31 gespeichert zu werden. In diesem Fall werden die Schritte S4 und S5 in 4 ausgelassen, und die Verarbeitung fährt direkt aus dem Schritt S3 mit dem Schritt S6 fort. Ferner kann die Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik 313 nicht nur als diese Funktion f(d, x) gespeichert werden, sondern auch als Tabelle.
Als nächstes wird die Verarbeitung der Korrektur der Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft 312, die in dem RAM 31 gespeichert ist, mit Bezug auf die 15 bis 17 beschrieben. Mit Bezug auf 15 wird im Schritt S6-1 die Funktion f(dn, x) der Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik für die Belagdicke dn aus der Belagdicke dn, die in dem Schritt S3 in 4 berechnet wurde, und der Funktion f(d, x) der Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik 313 gemäß der Belagdicke, die in dem Schritt S5 in 4 erhalten wurde, bestimmt. Anschließend fährt die Verarbeitung mit dem Schritt S6-2 fort.
Im Schritt S6-2 wird die Funktion f(dn, x) der Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik für die Belagdicke dn, die im Schritt S6-1 bestimmt wird, mit der Tabelle der Drehposition/Schubkraft fn[x], die im Schritt S3 erzeugt wird, verglichen, und es wird bestimmt, ob diese gleich sind oder sich ihre Differenz zumindest in einem bestimmten Bereich befindet. Beispielsweise, wie es in 16 dargestellt ist, kann dies durch Prüfen bestimmt werden, ob eine Differenz sich innerhalb des bestimmten Bereichs befindet, zwischen der Funktion f(dn, x) der Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik 313 an einer bestimmten Drehposition x1 und der Tabelle der Drehposition/Schubkraft fn[x]. Wenn die Differenz sich in dem bestimmten Bereich befindet (Y), wird bestimmt, dass die Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft 312 nicht korrigiert werden muss, und die Verarbeitung des Korrigierens der Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft 312 wird beendet. Anschließend fährt die Verarbeitung mit dem Schritt S7 in 4 fort.
Auf der anderen Seite, wenn die Differenz sich nicht in dem bestimmten Bereich befindet (N), wird bestimmt, dass die Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft 312 korrigiert werden sollte, und die Verarbeitung fährt mit dem Schritt S6-3 fort. Im Schritt S6-3 wird die Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft 312 unter Verwendung einer Korrekturfunktion γ korrigiert. Beispielsweise, wie es in 16 dargestellt ist, kann fn[x] = γ·f(dn, x) festgelegt werden, und die Korrekturfunktion γ kann aus γ = f(dn, x1)/fn[x1] unter Verwendung der Schubkraft fn[x1] berechnet werden, die aus der Tabelle der Drehposition/Schubkraft fn[x] für die bestimmte Drehposition x1 und der Schubkraft f(dn, x1) erhalten werden kann, die aus der Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik f(dn, x) erhalten werden kann.
Wie es in 17 dargestellt ist, kann die Korrekturfunktion γ mittels Vergleich von fn[xn] und f(dn, xn) bezüglich einer Mehrzahl von bestimmten Drehpositionen x1, x2, ... xn berechnet werden. Alternativ kann die Korrekturfunktion γ als Tabelle festgelegt werden. In diesem Fall wird die Tabelle aus den Schubkräften erzeugt, die den mehreren bestimmten Drehpositionen x1, x2, ... xn, die in 17 dargestellt sind, entsprechen.
Nachdem die Korrekturfunktion γ auf diese Weise erhalten wurde, fährt die Verarbeitung mit dem Schritt S6-4 fort, in dem die Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft 312 unter Verwendung der Korrekturfunktion γ korrigiert wird und anschließend im RAM 31 gespeichert wird. Dann ist die Verarbeitung der Aktualisierung der Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft 312 beendet. Auf diese Weise ist es möglicht, eine hohe Genauigkeit der Berechnung einer Schubkraft beizubehalten, um eine stabilisierte Bremskraft trotz Abnutzung des Bremsbelags 9 und anderer Änderungen im Verlauf der Zeit zu erhalten, durch geeignetes Korrigieren der Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft 312.
[Zweite Ausführungsform]
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform mit Bezug auf 18 beschrieben. Ein Unterschied der vorliegenden Ausführungsform von der ersten Ausführungsform besteht darin, dass in der vorliegenden Ausführungsform die Steuereinheit 7 einen Schubkraftbefehl direkt in einen Befehl des elektrischen Stroms As umwandelt, um den Elektromotor 19 zu steuern, anstatt einen Schubkraftbefehl in einen Drehpositionsbefehl Xs umzuwandeln. Im Folgenden werden gleiche Komponenten mit denselben Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform bezeichnet, und lediglich unterschiedliche Merkmale werden im Detail beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform enthält die Steuereinheit eine ECU 33A und einen RAM 31A, die in 18 dargestellt sind. In der ECU 33A wird der Schubkraftbefehl Fs, der von der Umwandlungseinheit des Pedalbetätigungsbetrags/des Schubkraftbefehls 35 ausgegeben wird, direkt in den Befehl des elektrischen Stroms As umgewandelt, mittels einer Umwandlungseinheit des Schubkraftbefehls/des Befehls des elektrischen Stroms 37A, und wird zur Steuereinheit des elektrischen Stroms 41 übertragen. Zu dieser Zeit wird der Befehl des elektrischen Stroms As unter Verwendung einer Umwandlungsfunktion der Schubkraft/des elektrischen Stroms (auch als Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft bezeichnet) 312A, die im RAM 31A gespeichert ist, bestimmt. Die Umwandlungsfunktion der Schubkraft/des elektrischen Stroms (die Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft) 312A definiert die Beziehung zwischen dem elektrischen Strom, der durch den Elektromotor 19 fließt, und der Schubkraft des Druckelements 9.
In diesem Fall, da die Umwandlungsfunktion der Schubkraft/des elektrischen Stroms 312A eine inverse Funktion der Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft 312 in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist, ist es möglich, eine hohe Steuergenauigkeit beizubehalten, um eine stabilisierte Bremskraft zu erhalten, durch Korrigieren und Aktualisieren der Umwandlungsfunktion der Schubkraft/des elektrischen Stroms 312A, trotz Abnutzung des Bremsbelags 9 und anderer Änderungen im Verlauf der Zeit, wie es in der ersten Ausführungsform der Fall ist.
Gemäß der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthält die elektrische Bremsvorrichtung den Bremssattel, der aufgebaut ist, um das Druckelement durch den Elektromotor über den Übertragungsmechanismus zu bewegen, um das Druckelement zu veranlassen, den Bremsbelag gegen den Scheibenrotor zu pressen bzw. zu drücken, die Steuereinheit, die aufgebaut ist, um den Elektromotor basierend auf einem Schubkraftbefehlswert des Druckelements zu steuern, der als Antwort auf ein Steuerbefehlsignal berechnet wird, die Drehpositionsdetektionseinheit, die aufgebaut ist, um eine Drehposition des Elektromotors zu detektieren, und die Detektionseinheit des elektrischen Stroms, die aufgebaut ist, um den elektrischen Strom, der durch den Elektromotor fließt, zu detektieren. Die Steuereinheit weist die Schubkraftermittlungseinheit auf, die aufgebaut ist, um eine Schubkraft des Druckelements aus dem elektrischen Strom, der durch den Elektromotor fließt, zu ermitteln, basierend auf der Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft (312; 312A), welche die Beziehung zwischen dem elektrischen Strom, der durch den Elektromotor fließt, und der Schubkraft des Druckelements definiert, und der Umwandlungsfunktionsaktualisierungseinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft, die aufgebaut ist, um die Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft (312; 312A) zu korrigieren und zu aktualisieren, durch Vergleichen einer ermittelten Schubkraft an einer bestimmten Drehposition des Elektromotors, die von der Schubkraftermittlungseinheit ermittelt wird, und einer Referenzschubkraft, die der bestimmten Drehposition entspricht, basierend auf der Beziehung zwischen der Drehposition des Elektromotors und der Schubkraft.
Auf diese Weise ist es möglich, eine hohe Steuergenauigkeit der elektrischen Bremsvorrichtung beizubehalten, um eine stabilisierte Bremskraft zu erhalten, trotz Abnutzung des Bremsbelags und einer Änderung des Bremssattels im Verlauf der Zeit, durch Korrigieren und Aktualisieren der Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft, ohne Anwenden einer fixierten bzw. festen Funktion für die Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft. Ferner ist es möglich, die Fahrzeugstabilität während eines Bremsbetriebs beizubehalten.
Gemäß der elektrischen Bremsvorrichtung der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine bestimmte Steuergenauigkeit beizubehalten, trotz einer Änderung des Bremssattels und des Bremsbelags im Verlaufe der Zeit. Obwohl lediglich einige beispielhafte Ausführungsformen dieser Erfindung oben im Detail beschrieben wurden, wird der Fachmann leicht erkennen, dass viele Modifikationen der beispielhaften Ausführungsformen möglich sind, ohne sich materiell von der neuen Lehre und den Vorteilen dieser Erfindung zu entfernen. Folglich ist beabsichtigt, dass alle diese Modifikationen im Gegenstand dieser Erfindung enthalten sind.
Die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-018908 , eingereicht am 31. Januar 2011, enthaltend die Beschreibung, die Ansprüche, die Zeichnungen und die Zusammenfassung, ist hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit einbegriffen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2003-106355 [0002]
JP 2011-018908 [0093]

Claims

Elektrische Bremsvorrichtung, die aufweist: einen Bremssattel (2), der aufgebaut ist, um ein Druckelement (11) mittels eines Elektromotors (19) über einen Übertragungsmechanismus (25, 27) zu bewegen, um das Druckelement (11) zu veranlassen, einen Bremsbelag (9) gegen einen Scheibenrotor (3) zu drücken; eine Steuereinheit (7), die aufgebaut ist, um den Elektromotor basierend auf einem Schubkraftbefehlswert (Fs) des Druckelements zu steuern, der als Antwort auf ein Steuerbefehlssignal (P) berechnet wird; eine Drehpositionsdetektionseinheit (21), die aufgebaut ist, um eine Drehposition des Elektromotors zu detektieren; und eine Detektionseinheit des elektrischen Stroms (23), die aufgebaut ist, um den elektrischen Strom, der durch den Elektromotor fließt, zu detektieren, wobei die Steuereinheit eine Schubkraftermittlungseinheit (45) aufweist, die aufgebaut ist, um eine Schubkraft (F') des Druckelements aus dem elektrischen Strom, der durch den Elektromotor fließt, basierend auf einer Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft (312; 312A) zu ermitteln, die eine Beziehung zwischen dem elektrischen Strom, der durch den Elektromotor fließt, und der Schubkraft des Druckelements definiert, und eine Umwandlungsfunktionsaktualisierungseinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft (47), die aufgebaut ist, um die Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft (312; 312A) zu korrigieren und zu aktualisieren, durch Vergleichen einer ermittelten Schubkraft, die einer bestimmten Drehposition des Elektromotors entspricht, die von der Schubkraftermittlungseinheit ermittelt wird, und einer Referenzschubkraft, die der bestimmten Drehposition entspricht, basierend auf der Beziehung zwischen der Drehposition des Elektromotors und der Schubkraft.
Elektrische Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die bestimmte Drehposition entsprechend der Abnutzung des Bremsbelags eingestellt wird.
Elektrische Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die bestimmte Drehposition eine Drehposition ist, die einer Position des Druckelements entspricht, das von einer Belagkontaktposition zur Scheibenrotorseite um einen bestimmten Betrag verschoben ist, basierend auf der Belagkontaktposition, an welcher der Bremsbelag mit dem Scheibenrotor in Kontakt steht.
Elektrische Bremsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Belagkontaktposition basierend auf dem elektrischen Strom, der durch den Elektromotor fließt, bestimmt wird.
Elektrische Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Steuereinheit die Drehposition des Elektromotors gemäß dem Schubkraftbefehlswert (Fs) basierend auf der Beziehung zwischen der Drehposition des Elektromotors und der Schubkraft des Druckelements befehligt und die Beziehung zwischen der Drehposition des Elektromotors und der Schubkraft des Druckelements basierend auf der ermittelten Schubkraft (F') entsprechend der bestimmten Drehposition, die von der Schubkraftermittlungseinheit ermittelt wird, aktualisiert.
Elektrische Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Steuereinheit die Beziehung zwischen der Drehposition des Elektromotors und der Schubkraft des Druckelements als Tabelle speichert.
Elektrische Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Steuereinheit dem Elektromotor einen elektrischen Strom gemäß dem Schubkraftbefehlswert (Fs) basierend auf der Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft zuführt, die von der Umwandlungsfunktionsaktualisierungseinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft aktualisiert wird.
Elektrische Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Umwandlungsfunktionsaktualisierungseinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft die Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft aktualisiert, wenn der Bremssattel eine normale Temperatur aufweist.
Elektrische Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Steuereinheit ferner eine Berechnungseinheit der Belagdicke aufweist, die aufgebaut ist, um eine Dicke des Bremsbelags basierend auf der Drehposition des Elektromotors zu berechnen, eine Speichereinheit (313), die aufgebaut ist, um eine Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik zu speichern, welche eine Beziehung zwischen der Drehposition des Elektromotors und der Schubkraft des Druckelements entsprechend der Dicke des Bremsbelags kennzeichnet, und eine Berechnungseinheit der Drehposition/ermittelten Schubkraft-Charakteristik (46), die aufgebaut ist, um eine Charakteristik der Drehposition/ermittelten Schubkraft zu berechnen, welche die Beziehung zwischen der Drehposition des Elektromotors und der Schubkraft des Druckelements kennzeichnet, basierend auf der Drehposition des Elektromotors und der ermittelten Schubkraft, welche von der Schubkraftermittlungseinheit ermittelt wird, wenn der Bremsbelag gegen den Scheibenrotor gedrückt wird, wobei die Umwandlungsfunktionsaktualisierungseinheit des elektrischen Stroms/der Schubkraft (47) die Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik gemäß der Dicke des Bremsbelags aus der Speichereinheit (313) auswählt, die ausgewählte Drehposition/Referenzschubkraft-Charakteristik mit der Charakteristik der Drehposition/ermittelten Schubkraft vergleicht, die von der Berechnungseinheit der Drehposition/ermittelten Schubkraft-Charakteristik (46) berechnet wurde, die Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft (312; 312A) korrigiert und die Umwandlungsfunktion des elektrischen Stroms/der Schubkraft, die in der Speichereinheit gespeichert ist, aktualisiert.