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HINTERGRUND
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1. Gebiet
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein elektronisches Feststellbremsensystem und auf ein Verfahren zum Steuern desselben, und insbesondere beziehen sie sich auf ein elektronisches Feststellbremsensystem, das das Betätigen oder Lösen einer elektronischen Feststellbremse steuert, sowie auf ein Verfahren zum Steuern des Systems.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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In jüngster Zeit werden elektronische Feststellbremsen-(EPB; Electronic Parking Brake)-Systeme, die elektronisch einen Betrieb einer Feststellbremse steuern, verwendet, die jeweils an einer allgemeinen Scheibenbremse angebracht sind und eine Funktion einer Feststellbremse durchführen.
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In dem Fall von elektronischen Feststellbremsensystemen kann eine Feststellbremse sogar dann, wenn ein Fahrer die Feststellbremse nicht manuell betätigt, in Abhängigkeit von der Steuerungsbestimmung eines elektronischen Steuergeräts, das einfach einen Schalter betätigt oder eine Gesamtsteuerung durchführt, automatisch betätigt oder gelöst werden.
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Derartige elektronische Feststellbremsensysteme weisen jeweils einen EPB-Aktuator, der einen Elektromotor aufweist, der eine Bremskraft erzeugt, und ein elektronisches Steuergerät für das Antreiben des EPB-Aktuators auf.
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Das elektronische Steuergerät betätigt oder löst die Feststellbremse durch das Antreiben bzw. Ansteuern des EPB-Aktuators in Abhängigkeit von einem Betätigungszustand eines Schalters.
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EPB-Systeme, die eine Feststellbremskraft unter Verwendung der Leistung eines Elektromotors erzeugen, ermitteln einen Betrag einer Kraft, die an Bremssättel angelegt wird, entsprechend einem Betrag eines Stroms, der an dem Elektromotor erzeugt wird.
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Wenn ein Betrag an Strom, der erzeugt wird, während die Feststellbremse betätigt wird, ein vorher festgelegter Wert oder mehr ist, wird festgestellt, dass das Parken vollendet ist.
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Wenn das Betätigen der Feststellbremse in einem Zustand durchgeführt wird, in dem eine mechanische Insertion eines Elektromotors stattfindet, kann der Elektromotor nicht angetrieben werden. Dieses Phänomen wird als Hängenbleiben bzw. Blockieren des Elektromotors (Motor Stuck) bezeichnet.
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Wenn das Blockieren des Elektromotors auftritt, gibt es keinen tatsächlichen Betrag an Kraft, der an Bremssättel angelegt wird, aber ein Betrag an Strom wird in einem relativ hohen Maße erzeugt. Hier wird der Strom als Blockierstrom bezeichnet.
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Da im Allgemeinen unter Verwendung eines Betrags an Strom, der an einem Elektromotor erzeugt wird, ermittelt wird, dass das Betätigen der Feststellbremse vollendet ist, kann ein Blockierstrom-Schwellenwert dementsprechend auch niedriger als ein Zielstrombereich sein. Aber wenn der Blockierstrom-Schwellenwert in den Zielstrombereich fällt, kann fälschlicherweise festgestellt werden, dass das Betätigen der Feststellbremse normal vollendet ist, selbst wenn eine Störung durch das Blockieren des Elektromotors bzw. eine Elektromotor-Blockier-Störung auftritt.
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In der
KR 1020100122255 A ist beispielsweise ein derartiges elektronisches Feststellbremsensystem beschrieben.
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ÜBERBLICK
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Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektronisches Feststellbremsensystem, das genauer und zuverlässiger feststellt, ob eine Elektromotor-Blockier-Störung vorhanden ist bzw. auftritt, und zwar unter Verwendung eines Elektromotorstroms eines EPB-(Electronic Parking Brake)-Aktuators bzw. eines Aktuators einer elektronischen Feststellbremse und unter Verwendung eines Elektromotor-Bewegungszustands, und ein Verfahren zum Steuern des Systems bereitzustellen.
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Weitere Aspekte der Erfindung werden zum Teil in der Beschreibung, die folgt, dargelegt werden und werden zum Teil aus der Beschreibung offensichtlich werden oder können durch das Praktizieren der Erfindung erfahren werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die obengenannte Aufgabe durch ein elektronisches Feststellbremsensystem bzw. EPB-System gelöst, das einen EPB-Aktuator aufweist, der einen Elektromotor hat und Scheibenbremsen, die in Rädern bereitgestellt sind, mit einer Feststellbremskraft versorgt, indem er den Elektromotor dreht, wobei das EPB-System folgendes aufweist: einen Parkschalter, der durch einen Fahrer ein- oder ausgeschaltet wird, einen Stromdetektor, der dafür konfiguriert ist, einen Elektromotorstrom zu erfassen, der durch den Elektromotor des EPB-Aktuators fließt, eine Elektromotor-Antriebseinheit, die dafür konfiguriert ist, den Elektromotor des EPB-Aktuators anzutreiben, und ein elektronisches Steuergerät auf, das eine Feststellbremse betätigt, wobei der Elektromotor des EPB-Aktuators durch die Elektromotor-Antriebseinheit in einer Richtung gedreht wird, um die Scheibenbremsen mit der Feststellbremskraft zu versorgen, wenn der Parkschalter eingeschaltet ist, das eine Impedanz des Elektromotors berechnet, wenn ein Elektromotor-Stromwert, der von dem Stromdetektor erfasst wird, höher als ein vorher festgelegter Wert ist, während die Feststellbremse betätigt wird, und das auf der Grundlage der berechneten Impedanz des Elektromotors feststellt, ob eine Elektromotor-Blockier-Störung vorhanden ist bzw. auftritt.
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Das elektronische Steuergerät kann feststellen, ob eine Elektromotor-Stromänderungsrate eine vorher festgelegte Änderungsrate oder mehr ist, wenn der Elektromotor-Stromwert, der von dem Stromdetektor erfasst wird, höher als der vorher festgelegte Wert ist, und kann die Impedanz des Elektromotors berechnen, wenn die Elektromotor-Stromänderungsrate die vorher festgelegte Änderungsrate oder mehr ist.
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Das elektronische Steuergerät kann feststellen, dass die Elektromotor-Blockier-Störung vorhanden ist bzw. auftritt, wenn die berechnete Impedanz des Elektromotors niedriger als ein vorher festgelegter Wert ist.
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Das elektronische Steuergerät kann die Impedanz des Elektromotors unter Verwendung einer Vektorsumme einer Widerstandskomponente und einer Induktanzkomponente des Elektromotors berechnen.
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In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein EPB-System, das einen EPB-Aktuator aufweist, der einen Elektromotor hat und Scheibenbremsen, die in Rädern bereitgestellt sind, mit einer Feststellbremskraft versorgt, indem er den Elektromotor dreht, einen Stromdetektor, der dafür konfiguriert ist, einen Elektromotorstrom zu erfassen, der durch den Elektromotor des EPB-Aktuators fließt, eine Elektromotor-Antriebseinheit, die dafür konfiguriert ist, den Elektromotor des EPB-Aktuators anzutreiben, und ein elektronisches Steuergerät auf, das eine Feststellbremse betätigt, wobei der Elektromotor des EPB-Aktuators durch die Elektromotor-Antriebseinheit in einer Richtung gedreht wird, um die Scheibenbremsen mit der Feststellbremskraft zu versorgen, das auf der Grundlage einer Impedanz des Elektromotors feststellt, ob sich der Elektromotor gerade bewegt, wenn ein Elektromotor-Stromwert, der von dem Stromdetektor erfasst wird, höher als ein vorher festgelegter Wert ist, während die Feststellbremse betätigt wird, und das dann, wenn als ein Ergebnis der Feststellung festgestellt wird, dass sich der Elektromotor nicht bewegt, feststellt, dass die Elektromotor-Blockier-Störung vorhanden ist.
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Das elektronische Steuergerät kann die Impedanz des Elektromotors berechnen, wenn der Elektromotor-Stromwert, der von dem Stromdetektor erfasst wird, höher als der vorher festgelegte Wert ist, während die Feststellbremse betätigt wird, und kann feststellen, dass festgestellt wird, dass sich der Elektromotor nicht bewegt, wenn die berechnete Impedanz des Elektromotors niedriger als ein vorher festgelegter Wert ist.
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Das elektronische Steuergerät kann die Impedanz des Elektromotors unter Verwendung einer Vektorsumme einer Widerstandskomponente und einer Induktanzkomponente des Elektromotors berechnen.
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In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines EPB-Systems, das einen EPB-Aktuator aufweist, der einen Elektromotor hat und Scheibenbremsen, die in Rädern bereitgestellt sind, mit einer Feststellbremskraft versorgt, indem er den Elektromotor dreht, das Betätigen einer Feststellbremse, wobei der Elektromotor des EPB-Aktuators in einer Richtung gedreht wird, um die Scheibenbremsen mit der Feststellbremskraft zu versorgen, das Erfassen eines Stroms, der durch den Elektromotor fließt, während die Feststellbremse betätigt wird, das Berechnen einer Impedanz des Elektromotors, wenn ein erfasster Stromwert höher als ein vorher festgelegter Wert ist, und das Feststellen auf der Grundlage der berechneten Impedanz des Elektromotors, ob eine Elektromotor-Blockier-Störung vorhanden ist.
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Beim Berechnen der Impedanz des Elektromotors umfasst das Berechnen der Impedanz des Elektromotors das Feststellen, ob eine Elektromotor-Stromänderungsrate eine vorher festgelegte Änderungsrate oder mehr ist, wenn der erfasste Stromwert höher als der vorher festgelegte Wert ist, und das Berechnen der Impedanz des Elektromotors, wenn die Elektromotor-Stromänderungsrate die vorher festgelegte Änderungsrate oder mehr ist.
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In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines EPB-Systems, das einen EPB-Aktuator aufweist, der einen Elektromotor hat und Scheibenbremsen, die in Rädern vorgesehen sind, mit einer Feststellbremskraft versorgt, indem er den Elektromotor dreht, das Betätigen einer Feststellbremse, wobei der Elektromotor des EPB-Aktuators in einer Richtung gedreht wird, um die Scheibenbremsen mit der Feststellbremskraft zu versorgen, das Erfassen eines Stroms, der durch den Elektromotor fließt, während die Feststellbremse betätigt wird, das Berechnen einer Impedanz des Elektromotors, wenn ein erfasster Stromwert höher als ein vorher festgelegter Wert ist, das Feststellen auf der Grundlage der Impedanz des Elektromotors, ob sich der Elektromotor gerade bewegt; und das Feststellen, wenn als ein Ergebnis der Feststellung festgestellt wird, dass sich der Elektromotor nicht bewegt, dass eine Elektromotor-Blockier-Störung vorhanden ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese und/oder andere Aspekte der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, offensichtlich werden und leichter verstanden werden, wobei in den Zeichnungen:
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1 ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines elektronischen Feststellbremsen- bzw. EPB-Systems in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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2 ein Steuerungsblockdiagramm des EPB-Systems in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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3 eine graphische Darstellung ist, die eine Wellenform eines Elektromotorstroms veranschaulicht, wenn das Betätigen der Feststellbremse normal ohne eine Elektromotor-Blockier-Störung in dem EPB-System in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
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4 eine graphische Darstellung ist, die eine Wellenform eines Elektromotorstroms veranschaulicht, wenn eine Elektromotor-Blockier-Störung in dem EPB-System in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auftritt;
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5 eine graphische Darstellung ist, die eine Beziehung zwischen einem Blockierstrom-Schwellenwertbereich, der in dem EPB-System in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich ist, und einem Zielstrom veranschaulicht;
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6 ein Schaltungsdiagramm einer äquivalenten Schaltung eines Elektromotors eines EPB-Aktuators in dem EPB-System in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
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7 ein Steuerungsablaufdiagramm ist, das das Feststellen, ob eine Elektromotor-Blockier-Störung in dem EPB-System in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorhanden ist bzw. auftritt, veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Nun wird ausführlich Bezug auf die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind, wobei sich gleiche Bezugszeichen durchwegs auf gleiche Elemente beziehen.
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Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Die Ausführungsformen, die unten beschrieben werden, sind als ein Beispiel bereitgestellt, um es einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet zu erlauben, das Konzept der vorliegenden Erfindung vollständig verstehen zu können. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die unten beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann in anderen Formen verkörpert werden. Um die vorliegende Erfindung klar beschreiben zu können, werden Teile, die nicht in Beziehung zu der Beschreibung stehen, in den Zeichnungen weggelassen werden. Es kann sein, dass aus Gründen der leichteren Beschreibung eine Breite, Länge und Dicke einer Komponente bzw. eines Bauteils übertrieben dargestellt sind. Durch die ganze Patentspezifikation hindurch bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente.
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EPB-(Electronic Parking Brake; elektronische Feststellbremsen)-Systeme sind in Abhängigkeit von den Arten ihres Betriebs in einen Seilzugtyp (Typ ,Cable Puller'), einen Typ mit einem am Bremssattel montierten Elektromotor (Typ ,Motor an Caliper') und einen hydraulischen Feststellbremsen-Typ unterteilt. Selbst wenn ein Fahrer eine Feststellbremse nicht manuell betätigt, arbeiten die EPB-Systeme automatisch, wenn ein Fahrzeug anhält oder eine Bewegung an einem Berg startet und eine Gefahr besteht, dass eine Rückwärtsbewegung auftritt, um einen Parkzustand oder einen angehaltenen Zustand des Fahrzeugs aufrecht zu erhalten.
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1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines EPB-Bremssystems in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein EPB-System vom ,Motor an Caliper'-Typ als ein Beispiel beschrieben werden.
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Unter Bezugnahme auf 1 kann das EPB-System einen EPB-Aktuator 30, der eine Bremskraft durch das Betätigen von Scheibenbremsen 10 und 20 erzeugt, und ein elektronisches Steuergerät (ECU; Electronic Control Unit) 40 aufweisen, das eine Betätigung des EPB-Aktuators 30 steuert.
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Die Scheibenbremsen 10 und 20 weisen einen Träger 10, der mit einem Fahrgestell gekoppelt ist und ein Paar von Reibklötzen bzw. Bremsklötzen 11 aufweist, das darin so installiert ist, dass es um einen vorher festgelegten Abstand getrennt ist, und ein Bremssattelgehäuse 20 auf, das an dem Träger 10 so installiert ist, dass es vorwärts und rückwärts bewegbar ist, und das einen Zylinderabschnitt 20a aufweist, in dem ein Kolben 21 so installiert ist, dass er vorwärts und rückwärts bewegbar ist, um die Reibklötze 11 unter Verwendung einer Scheibe D und eines Fingerabschnitts 20b, der auf der anderen Seite bereitgestellt ist, zu drücken.
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Der EPB-Aktuator 30 weist eine Betätigungswelle 31, die drehbar in dem Zylinderabschnitt 20a des Bremssattelgehäuses 20 installiert ist, eine druckbeaufschlagende Buchse 32, die im Innern des Kolbens 21 so installiert ist, dass sie sich aufgrund der Rotation der Betätigungswelle 31 vorwärts und rückwärts bewegt und einen Druck an den Kolben 21 anlegt oder einen Druck von dem Kolben 21 löst, einen Elektromotor 33 zum Drehen der Betätigungswelle 31 in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung, und eine Untersetzungsgetriebeanordnung 34 auf, die eine Vielzahl von Zahnrädern 34a und 34b aufweist und eine Kraft, die an einer Drehwelle 33a des Elektromotors 33 erzeugt wird, zu der Betätigungswelle 31 transferiert, während sie die Umdrehungszahl reduziert.
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2 ist ein Steuerungsblockdiagramm des EPB-Systems in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Unter Bezugnahme auf 2 weist das EPB-System das ECU 40 auf, das eine Gesamtsteuerung in Bezug auf das Betätigen bzw. Anwenden einer elektronischen Feststellbremse durchführt.
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Eine Eingabeseite des ECU 40 ist elektrisch mit einem Parkschalter 50, der von einem Fahrer ein- oder ausgeschaltet wird, um das Parken eines Fahrzeugs zu betreiben, und mit einem Stromdetektor 51 verbunden, der einen Strom erfasst, der durch den Elektromotor 33 des EPB-Aktuators 30 fließt.
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Eine Ausgabeseite des ECU 40 ist elektrisch mit einer Elektromotor-Antriebseinheit 60, die den Elektromotor 33 des EPB-Aktuators 30 antreibt, und mit einer Warneinheit 61 verbunden, die den Fahrer vor einem Elektromotor-Blockier-Zustand des Elektromotors 33 warnt.
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Wenn der Parkschalter 50 von dem Fahrer eingeschaltet wird, sendet der Parkschalter 50 ein Park-Betätigungssignal zum Betätigen bzw. Aktivieren des EPB-Systems an das ECU 40. Wenn der Parkschalter 50 von dem Fahrer ausgeschaltet wird, sendet der Parkschalter 50 ein Park-Lösesignal zum Lösen bzw. Deaktivieren des EPB-Systems zu dem ECU 40.
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Das heißt, in Abhängigkeit von einem Betätigungszustand des Parkschalters 50 schaltet das EPB-System in einen betätigten Zustand oder in einen gelösten Zustand um.
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Der Stromdetektor 51 erfasst den Strom, der durch den Elektromotor 33 fließt. Der Stromdetektor 51 kann einen Elektromotorstrom, der durch den Elektromotor 33 fließt, zum Beispiel unter Verwendung eines Nebenschlusswiderstands oder eines Hall-Sensors erfassen. Verschiedene Verfahren zum Erfassen des Elektromotorstroms können bei dem Stromdetektor 51 zusätzlich zu dem Nebenschlusswiderstand und dem Hall-Sensor eingesetzt werden. Die Elektromotor-Antriebseinheit 60 dreht den Elektromotor 33 vorwärts und rückwärts. Die Elektromotor-Antriebseinheit 60 kann zum Beispiel eine H-Brücken-Schaltung aufweisen, die aus einer Vielzahl von Stromschaltelementen gebildet ist, um den Elektromotor 33 vorwärts und rückwärts zu drehen.
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Die Warneinheit 61 warnt den Fahrer vor dem Hängenbleiben bzw. Blockieren des Elektromotors. Die Warneinheit 61 ist als eine optische Komponente wie etwa eine Warnlampe oder als eine akustische Komponente wie etwa ein Signaltongeber ausgebildet, die an einer geeigneten Stelle im Innern des Fahrzeugs installiert ist und vor der Elektromotor-Blockier-Störung warnt, indem die Warnlampe oder der Signaltongeber entsprechend einem Steuersignal des ECU 40 betätigt werden. Die Warneinheit 61 kann einen Lautsprecher als die akustische Komponente verwenden, die einen Lautsprecher eines Fahrzeug-Audiosystems benutzen kann, das in dem Fahrzeug vorgesehen ist, oder der Lautsprecher kann ein zusätzlicher Lautsprecher an einer geeigneten Stelle im Innern des Fahrzeugs sein.
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Wenn das Park-Betätigungssignal von dem Parkschalter 50 eingegeben wird, betätigt das ECU 40 die Feststellbremse, wobei der Elektromotor 33 des EPB-Aktuators 30 in einer Richtung gedreht wird, um die Scheibenbremsen 10 und 20 mit einer Feststellbremskraft zu versorgen. Wenn das Park-Lösesignal von dem Parkschalter 50 eingegeben wird, löst das ECU die Feststellbremse, wobei der Elektromotor 33 des EPB-Aktuators 30 in einer entgegengesetzten Richtung gedreht wird, um die Feststellbremskraft zu lösen, die an die Scheibenbremsen 10 und 20 angelegt wird.
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Ein Betrieb des EPB-Systems, das oben beschrieben ist, wird wie folgt durchgeführt.
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Wenn der Fahrer den Parkschalter 50 einschaltet, um das Fahrzeug zu parken, wird zuerst das Park-Betätigungssignal von dem Parkschalter 50 zu dem ECU 40 eingegeben. Wenn das Park-Betätigungssignal eingegeben ist, dreht das ECU 40 den Elektromotor 33 des EPB-Aktuators 30 durch die Elektromotor-Antriebseinheit 60 in einer Richtung, um die Scheibenbremsen 10 und 20 mit der Feststellbremskraft zu versorgen, wodurch die Feststellbremse betätigt wird.
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Das heißt, das ECU 40 dreht den Elektromotor 33 des EPB-Aktuators 30 durch die Elektromotor-Antriebseinheit 60 in einer Richtung. Die Rotation des Elektromotors 33 in einer Richtung wird durch die Untersetzungsgetriebeanordnung 34 reduziert, um die Betätigungswelle 31 in einer Richtung mit einer großen Kraft zu drehen. Wenn die Betätigungswelle 31 in einer Richtung gedreht wird, wird die Bewegung der druckbeaufschlagenden Buchse 32 in einer axialen Richtung durchgeführt. Wenn die druckbeaufschlagende Buchse 32 den Kolben 21 mit Druck beaufschlägt, beaufschlagen die zwei Reibklötze 11 die Scheibe D mit Druck, wodurch die Räder gebremst werden.
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Wie oben beschrieben worden ist, erfasst das ECU 40 im Allgemeinen einen Elektromotorstrom, der durch den Elektromotor 33 fließt, durch den Stromdetektor 51, es stellt fest, ob der Elektromotorstrom ein Zielstrom oder mehr ist, welcher ein vorher festgelegter Strom ist, und es stellt fest, dass das Betätigen der Feststellbremse vollendet ist, wenn der erfasste Elektromotorstrom höher als der Zielstrom ist, und es stoppt das Antreiben des Elektromotors 33 durch die Elektromotor-Antriebseinheit 60. Wie in 3 gezeigt ist, wird, wenn der Elektromotorstrom, der ausgehend von einem Zeitpunkt erfasst wird, wenn eine vorher festgelegte Zeit, zum Beispiel 200 ms, vergeht, nachdem das Antreiben des Elektromotors 33 startet, ein Zielstrom oder mehr ist, festgestellt, dass das Betätigen der Feststellbremse vollendet ist. Das heißt, wenn ein Elektromotor-Stromwert, der ausgehend von einem Zeitpunkt erzeugt wird, wenn eine vorher festgelegte Zeit vergeht, nachdem die Feststellbremse betätigt wird, ein Zielstromwert oder mehr ist, dann wird festgestellt, dass das Parken vollendet ist.
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Wie in 4 gezeigt ist, wird dann, wenn ein Elektromotor-Stromwert, der ohne einen Leerlaufabschnitt ausgehend von einem Zeitpunkt erfasst wird, wenn eine vorher festgelegte Zeit, zum Beispiel 200 ms, vergeht, nachdem das Antreiben des Elektromotors 33 startet, als ein Blockierstrom-Schwellenwert Istall oder mehr über eine vorher festgelegte Zeit erfasst wird, festgestellt, dass eine Störung vorliegt. Hier ist der Blockierstrom-Schwellenwert Istall ein Schwellenwert, der erzeugt wird, wen ein Elektromotor ein Antreiben startet, aber nicht durch eine externe Energie angetrieben wird.
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Aber wie in 5 gezeigt ist, ist es, wenn ein Zielstromwert an einem Zeitpunkt einer normalen Steuerung innerhalb eines Bereichs fällt, in dem ein Blockierstrom-Schwellenwert möglich ist, schwierig, einen normalen Zustand von einem Zustand einer Elektromotor-Blockier-Störung zu unterscheiden.
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Das heißt, wenn der Zielstromwert ein erster Zielstromwert Itarget1 ist, ist es, da der erste Zielstromwert Itarget1 niedriger als der Bereich ist, in dem der Blockierstrom-Schwellenwert Istall möglich ist, möglich, eine Elektromotor-Blockier-Störung zu entdecken. Aber wenn der Zielstromwert ein zweiter Zielstromwert Itarget2 ist, bei dem festgestellt wird, dass er größer als der erste Zielstromwert Itarget1 ist, ist es, da der zweite Zielstromwert Itarget2 in dem Bereich enthalten ist, in dem der Blockierstrom-Schwellenwert Istall möglich ist, schwierig, einen normalen Zustand von einem Störungszustand zu unterscheiden. Demzufolge kann es passieren, dass falsch festgestellt wird, ob das Betätigen der Feststellbremse normal vollendet ist. Das heißt, es kann sein, dass es unmöglich ist, die Elektromotor-Blockier-Störung lediglich durch das Vergleichen eines Elektromotor-Stromwerts mit einem Blockierstrom-Schwellenwert zu entdecken.
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Dementsprechend ist es schwierig, genauer und zuverlässiger nur durch das Feststellen, ob der Elektromotor-Stromwert höher als der Blockierstrom-Schwellenwert ist, festzustellen, ob die Elektromotor-Blockier-Störung vorhanden ist bzw. auftritt.
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In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zusammen mit dem Feststellen, ob der Elektromotor-Stromwert höher als der Blockierstrom-Schwellenwert ist, das Nicht-Verhalten des Elektromotors 33 unter Verwendung der Impedanz des Elektromotors 33 ermittelt. Wenn der Elektromotor-Stromwert höher als der Blockierstrom-Schwellenwert ist und festgestellt wird, dass sich der Elektromotor 33 nicht bewegt, wird festgestellt, dass die Elektromotor-Blockier-Störung vorliegt.
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6 ist ein Schaltungsdiagramm einer äquivalenten Schaltung des Elektromotors 33 des EPB-Aktuators 30 in dem EPB-System in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Unter Bezugnahme auf 6 gibt eine Impedanz Z in der äquivalenten Schaltung des Elektromotors 33 ein Verhältnis einer Spannung zu einem Strom in einem Wechselstromkreis an.
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In dem EPB-System ist die äquivalente Schaltung des Elektromotors 33 aus einer Reihenschaltung aus einem Widerstand und einem Induktor bzw. aus einer RL-Reihenschaltung gebildet, und die Impedanz kann als die folgende Gleichung [1] ausgedrückt werden. Z = R + jωL = R + XL (X = jω) Gleichung [1]
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Hier gibt R den Widerstand gibt, gibt L die Induktivität an, gibt j eine komplexe Zahl an, gibt XL die Induktanz bzw. den induktiven Blindwiderstand an, gibt ω 2πf an und gibt f eine Netzfrequenz bzw. Stromfrequenz an.
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Die durch die Induktivität L verursachte Impedanz wird nur erzeugt, wenn sich der Elektromotor 33 dreht. In dem Fall der Elektromotor-Blockier-Störung, bei der sich der Elektromotor 33 nicht dreht, wird eine Induktivitätskomponente L entfernt und wird nur eine Impedanz, die durch den Widerstand R verursacht wird, erzeugt. Das heißt Z = R und XL = 0.
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Eine Elektromotorspannung V kann gemäß dem Ohmschen Gesetz als die folgende Gleichung [2] ausgedrückt werden. V = I·Z Gleichung [2]
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Durch die Gleichung [2] kann eine Elektromotor-Stromänderungsrate ΔI unter Verwendung von ΔV/ΔZ erhalten werden.
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Wenn die Elektromotor-Stromänderungsrate als ein vorher festgelegter Wert oder mehr zunimmt, wird die Impedanz geschätzt. Wenn die geschätzte Impedanz über eine vorher festgelegte Zeit so aufrecht erhalten wird, dass sie kleiner als ein vorher festgelegter Wert ist, dann wird nicht festgestellt, dass sich der Elektromotor 33 gerade bewegt, wobei sich der Elektromotor 33 nicht dreht.
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Wenn wie oben beschrieben festgestellt wird, dass sich der Elektromotor 33 nicht bewegt, wobei der Elektromotor-Stromwert höher als der Blockierstrom-Schwellenwert ist und die Impedanz des Elektromotors 33 über die vorher festgelegte Zeit so aufrecht erhalten wird, dass sie kleiner als der vorher festgelegte Wert ist, dann entspricht dies einem Fall, in dem nur der Elektromotor-Stromwert in einem Zustand höher als der Blockierstrom-Schwellenwert ist, in dem sich der Elektromotor 33 nicht dreht, was als die Elektromotor-Blockier-Störung festgestellt werden kann.
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Wenn nur eine Elektromotor-Stromänderung verwendet wird, um die Elektromotor-Blockier-Störung festzustellen, wird eine Auswirkung von Spannungsschwankungen auf den Strom nicht in Betracht gezogen. Aber wenn die Impedanz verwendet wird, ist es, da eine Änderung des Stroms, die durch Spannungsschwankungen verursacht wird, in Betracht gezogen wird, möglich, einen Elektromotor-Bewegungszustand exakt zu bestimmen. Aufgrund dessen kann genauer festgestellt werden, ob der Elektromotor 33 nicht angetrieben wird. Dementsprechend ist es nicht nur möglich, die Elektromotor-Blockier-Störung zu entdecken, die während des Antreibens des Elektromotors 33 erzeugt wird, sondern ist es auch möglich, zuverlässiger feststellen zu können, ob die Elektromotor-Blockier-Störung vorhanden ist bzw. auftritt.
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7 ist ein Steuerungsablaufdiagramm, das das Feststellen, ob eine Elektromotor-Blockier-Störung in dem EPB-System in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorhanden ist bzw. auftritt, veranschaulicht.
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Unter Bezugnahme auf 7 stellt das ECU 40 fest, ob der Fahrer den Parkschalter 50 betätigt (S100).
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Wenn der Parkschalter 50 betätigt wird, dreht das ECU 40 den Elektromotor 33 des EPB-Aktuators 30 durch die Elektromotor-Antriebseinheit 60 in einer Richtung, um die Scheibenbremsen 10 und 20 zu betätigen, wodurch eine Feststellbremse betätigt wird (S102). Hierbei wird die Rotation des Elektromotors 33 in einer Richtung drehzahlmäßig durch die Untersetzungsgetriebeanordnung 34 reduziert, um die Betätigungswelle 31 in einer Richtung mit einer großen Kraft zu drehen. Wenn die Betätigungswelle 31 in einer Richtung gedreht wird, wird die Bewegung der druckbeaufschlagenden Buchse 32 in einer axialen Richtung durchgeführt. Wenn die druckbeaufschlagende Buchse 32 den Kolben 21 mit Druck beaufschlägt, drücken die zwei Reibklötze 11 die Räder, die gebremst werden sollen.
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Zusammen mit dem Betätigen der Feststellbremse erfasst das ECU 40 einen Elektromotorstrom Id, der durch den Elektromotor 33 fließt, durch den Stromdetektor 51 (S104). Hierbei kann das ECU 40 den Elektromotorstrom Id ausgehend von einem Zeitpunkt erfassen, wenn eine vorher festgelegte Zeit, zum Beispiel 200 ms, vergeht, nachdem das Antreiben des Elektromotors 33 startet.
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Nach dem Erfassen des Elektromotorstroms Id stellt das ECU 40 fest, ob der erfasste Elektromotorstrom Id ein vorher festgelegter Strom Iref oder mehr ist, um ein Elektromotor-Blockieren festzustellen, indem es den erfassten Elektromotorstrom Id mit dem vorher festgelegten Strom Iref vergleicht (S106). Der vorher festgelegte Strom Iref kann zum Beispiel ein Blockierstrom-Schwellenwert Istall sein.
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Als ein Ergebnis der Feststellung in S106 wird, wenn der erfasste Elektromotorstrom Id kleiner als der vorher festgelegte Strom Iref ist, festgestellt, dass der erfasste Elektromotorstrom Id ein Zielstrom Itarget oder mehr ist, welcher vorher festgelegt ist, um das Betätigen der Feststellbremse zu vollenden (S107). Als das Ergebnis der Feststellung in S106 wird, wenn der erfasste Elektromotorstrom Id der Zielstrom Itarget oder mehr ist, der Elektromotor 33 entsprechend der Vollendung des Betätigens der Feststellbremse in S110 gestoppt. In der Zwischenzeit werden als das Ergebnis der Feststellung in S106 dann, wenn der erfasste Elektromotorstrom Id kleiner als der Zielstrom Itarget ist, die Operationen von S102 und darunter durchgeführt.
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In der Zwischenzeit wird als das Ergebnis der Feststellung in S106, wenn der erfasste Elektromotorstrom Id ein vorher festgelegter Strom Iref oder mehr ist, festgestellt, dass eine Möglichkeit der Elektromotor-Blockier-Störung hoch ist, und dann wird eine Impedanz Z des Elektromotors 33 berechnet, um das Nicht-Verhalten des Elektromotors 33 zu ermitteln. In dem EPB-System wird, da die äquivalente Schaltung des Elektromotors 33 aus einer RL-Reihenschaltung gebildet ist, die Impedanz Z unter Verwendung einer Vektorsumme eines Widerstands und einer Induktanz entsprechend der Gleichung 1 berechnet (Z = R + jωL = R + XL).
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Danach stellt das ECU 40 für das Ermitteln des Nicht-Verhaltens des Elektromotors 33 durch das Vergleichen der berechneten Impedanz Z mit dem Schwellenwert Zref fest, ob die berechnete Impedanz Z kleiner als ein Schwellenwert Zref ist, um festzustellen, ob sich der Elektromotor 33 nicht bewegt (S110), und es stellt fest, ob dieser Zustand über eine vorher festgelegte Zeit aufrecht erhalten wird (S112). So kann zum Beispiel der Schwellenwert Zref für das Feststellen, ob sich der Elektromotor 33 nicht bewegt, ein Wert eines Widerstands R sein. Die Impedanz, die durch die Induktivität L verursacht wird, wird nur erzeugt, wenn sich der Elektromotor 33 dreht. In dem Fall des Blockierens des Elektromotors, in dem sich der Elektromotor 33 nicht dreht, wird eine Induktivitätskomponente L entfernt, und nur die Impedanz, die durch den Widerstand R verursacht wird, wird erzeugt. Das heißt, Z = R und XL = 0.
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Als ein Ergebnis der Feststellung in S110 wird, wenn die berechnete Impedanz Z der Schwellenwert Zref oder mehr ist, was für das Feststellen, ob sich der Elektromotor 33 nicht bewegt, verwendet wird, festgestellt, ob eine vorher festgelegte Zeit ausgehend von einem Zeitpunkt, wenn der erfasste Elektromotorstrom Id der vorher festgelegte Strom Iref oder mehr ist, vergeht (S111). Als das Ergebnis der Feststellung in S111 wird, wenn die vorher festgelegte Zeit vergeht, das Betätigen der Feststellbremse vollendet und dann wird der Elektromotor 33 gestoppt (S118). In der Zwischenzeit werden als das Ergebnis der Feststellung in S111, wenn die vorher festgelegte Zeit nicht vergeht, die Operationen von S102 und darunter durchgeführt. In der Zwischenzeit werden, selbst wenn als das Ergebnis der Feststellung in S110 die berechnete Impedanz Z kleiner ist als der Schwellenwert Zref für das Feststellen, ob sich der Elektromotor 33 nicht bewegt, und der Zustand für die vorher festgelegte Zeit als das Ergebnis der Feststellung in S112 nicht aufrecht erhalten wird, die Operationen von S111 und darunter durchgeführt.
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Andererseits ermittelt das ECU 40 als das Ergebnis der Feststellung in S112, wenn ein Zustand, in dem die berechnete Impedanz Z kleiner als der Schwellenwert Zref ist, für das Feststellen, ob sich der Elektromotor 33 nicht bewegt, für die vorher festgelegte Zeit aufrecht erhalten wird, dass der Zustand die Elektromotor-Blockier-Störung ist (S114).
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Und das ECU 40 warnt auch den Fahrer vor der Elektromotor-Blockier-Störung durch die Warneinheit 61 (S116) und stoppt den Elektromotor 33 durch die Elektromotor-Antriebseinheit 60 (S118).
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Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich wird, ist es in Übereinstimmung mit den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich, exakt und zuverlässig festzustellen, ob die Elektromotor-Blockier-Störung auftritt, und zwar unter Verwendung eines Elektromotorstroms eines EPB-Aktuators und unter Verwendung eines Elektromotor-Bewegungszustands, wodurch die Elektromotor-Blockier-Störung erkannt wird. Bedingt dadurch ist es möglich, die Fehlfunktion eines EPB-Systems zu verhindern, wodurch die Sicherheit erhöht wird.
