JP2016000583A - Electric brake device and electric brake device system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電源装置から制御装置へ供給される電力を制限し、例えば、ばね下に搭載された電動ブレーキ装置を電気的に接続するハーネスを小径化したり電源装置の耐久性の向上を図る電動ブレーキ装置および電動ブレーキ装置システムに関する。 The present invention limits electric power supplied from a power supply device to a control device, and for example, reduces the diameter of a harness that electrically connects an electric brake device mounted under a spring or increases the durability of a power supply device. The present invention relates to a brake device and an electric brake device system.
電動ブレーキ装置として、以下の技術が提案されている。
1.ブレーキペダルを踏み込むことで、モータの回転運動を直動機構を介して直線運動に変換して、ブレーキパッドをブレーキディスクに押圧接触させて制動力を付加する(特許文献1)。
2.遊星ローラねじ機構を使用した電動式直動アクチュエータが提案されている(特許文献2)。
The following technology has been proposed as an electric brake device.
1. By depressing the brake pedal, the rotational motion of the motor is converted into a linear motion via the linear motion mechanism, and the braking force is applied by pressing the brake pad against the brake disc (Patent Document 1).
2. An electric linear actuator using a planetary roller screw mechanism has been proposed (Patent Document 2).
前記1,2の技術では、電動ブレーキ装置を搭載する車両のバネ上に搭載された電源と、車両のバネ下に搭載された電動ブレーキ装置とを、電力供給用のハーネスによって電気接続する必要がある。このハーネスの耐屈曲性が重要課題となる。
前記電源と前記電動ブレーキ装置とをハーネスで電気接続する場合において、安全性および制御性の向上のためにブレーキの高速応答を実現するためには、モータに大きな電流を流す必要がある。これにより、ハーネスが大径化することで、製造コストが高くなり、重量が増加し、設置スペースが大となる等の場合がある。
In the
In the case where the power source and the electric brake device are electrically connected by a harness, it is necessary to flow a large current through the motor in order to realize a high-speed response of the brake in order to improve safety and controllability. Thereby, when the diameter of the harness is increased, the manufacturing cost is increased, the weight is increased, and the installation space may be increased.
また、複数の電動ブレーキ装置が同時に駆動される場合が多い。この場合、それぞれの電動ブレーキ装置に電力を供給するバッテリ等の電源装置に瞬間的な負荷が集中する問題がある。 In many cases, a plurality of electric brake devices are driven simultaneously. In this case, there is a problem that instantaneous loads are concentrated on a power supply device such as a battery that supplies electric power to each electric brake device.
この発明の目的は、コスト低減、重量低減、省スペース化、および電源装置の負荷を低減することができる電動ブレーキ装置および電動ブレーキ装置システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide an electric brake device and an electric brake device system capable of reducing cost, reducing weight, saving space, and reducing a load on a power supply device.
この発明の電動ブレーキ装置は、電動モータ4と、車輪と一体に回転するブレーキロータ8と、このブレーキロータ8と接触して制動力を発生させる摩擦パッド9と、前記電動モータ4の回転運動を前記摩擦パッド9の進退運動に変換する変換機構6と、目標ブレーキ力を指令するブレーキ力指令手段18aと、前記摩擦パッド9を前記ブレーキロータ8に押し付けることにより発生するブレーキ力の推定値を求めるブレーキ力推定手段20と、前記電動モータ4に電力を供給する電源装置3と、この電源装置3の電力を前記電動モータ4に供給する駆動回路部21、および、前記目標ブレーキ力および前記ブレーキ力の推定値に応じて前記駆動回路部21を制御する演算制御部22を含む給電・制御装置2と、
を備えた電動ブレーキ装置において、
前記給電・制御装置2に、前記電源装置3から供給される電力を蓄電する蓄電装置23と、前記電源装置3から前記給電・制御装置2へ供給する電力を制限する供給電力制限手段24とを設け、
この供給電力制限手段24により不足した電力を前記蓄電装置23に蓄電された電力により賄う電力賄い手段28を、前記演算制御部22に設けたことを特徴とする。
前記蓄電装置23は、例えば、コンデンサやバッテリ等が適用される。
The electric brake device according to the present invention includes an
In the electric brake device with
A
The
For example, a capacitor, a battery, or the like is applied to the
この構成によると、給電・制御装置2における演算制御部22は、ブレーキ力指令手段18aから指令される目標ブレーキ力、および、ブレーキ力推定手段20で求められるブレーキ力の推定値に応じて駆動回路部21を制御する。これにより駆動回路部21は、電源装置3の電力を電動モータ4に供給する。蓄電装置23は、電源装置3から供給される電力を蓄電する。供給電力制限手段24は、例えば、電源装置3から供給される電流量に応じてスイッチを開閉する等により、電源装置3から給電・制御装置2へ供給する電力を制限する。これにより、複数の電動ブレーキ装置を同時に駆動する場合であっても、電源装置3に瞬間的な負荷が集中するのを抑制することができる。
According to this configuration, the
演算制御部22における電力賄い手段28は、供給電力制限手段24により電力を制限しているとき、必要な電力の不足分を蓄電装置23に蓄電された電力により賄う。この電動ブレーキ装置を搭載する車両が制動を完了すれば、電動ブレーキ装置の消費電力は略零に低下するため、蓄電装置23の消費した電力は非制動時に蓄電装置23に補充電される。
The power supply means 28 in the
電源装置3から給電・制御装置2へ供給する電力を制限することで、損失を低減し、電源装置3と給電・制御装置2とを接続するいわゆる1次動力線のハーネスの発熱を抑制し得る。前記のように電力を制限することで、前記1次動力線のハーネスを従来のものより小径化でき、よってコスト低減および重量低減に繋がる。さらにハーネスを小径化できるため、その設置スペースを低減することが可能となる。なお蓄電装置23は、電動ブレーキ装置のバックアップ電源用に必要となるもので、大幅なコスト増とはならない。
By limiting the power supplied from the
前記供給電力制限手段24は、前記電源装置3が前記給電・制御装置2に供給する電力Pを、要求される最大の制動力を維持するために必要な最小限の消費電力PLIMITに定められた値ΔPを加算した値に対して、P≦(PLIMIT+ΔP)としても良い。
前記定められた値ΔPは、例えば、実験やシミュレーション等の結果により、零以上の正の値に定められる。
前記最小限の消費電力PLIMITは、例えば、この電動ブレーキ装置が最大ブレーキ力Fmaxを維持する際に必要な電流値Imaxに、電動モータ4の抵抗値Rを乗算して求められる。
このように給電・制御装置2に供給する電力Pを、最小限の消費電力PLIMITにΔPを加算した値以下に設定したため、給電・制御装置2に供給する電力を必要以上に制限することがなく、且つ、余裕をもった電力制限を行える。
The supply power limiting means 24 is set such that the power P supplied from the
The determined value ΔP is determined to be a positive value equal to or greater than zero, for example, based on a result of an experiment or simulation.
The minimum power consumption P LIMIT is obtained, for example, by multiplying the current value Imax required when the electric brake device maintains the maximum braking force Fmax by the resistance value R of the
Since the power P supplied to the power supply /
前記供給電力制限手段24は、前記電動モータ4の回生電力を前記蓄電装置23にのみ供給するように制限するものとしても良い。電力賄い手段28により、蓄電装置23に蓄電された電力を賄った場合、電動モータ4の回生電力を、蓄電装置23にのみ供給し電源装置3には供給しないようにすることで、蓄電装置23の消費した電力を効率良く補充電することができる。
The supply
前記供給電力制限手段24は、前記電源装置3の実効電圧Vに対して、前記電源装置3から電力供給される電流値Iを0≦I≦(PLIMIT+ΔP)/Vとしても良い。このように電源装置3の実効電圧Vを基準にして、給電・制御装置2へ供給する電力を精度良く制限することができる。
The supply
前記供給電力制限手段24は、前記蓄電装置23の電力が閾値以下に低下したとき、前記定められた値ΔPを一時的に増加させるものとしても良い。
前記閾値は、例えば、実験やシミュレーション等の結果により適宜に定められる。
この場合、供給電力制限手段24は、蓄電装置23の電力が閾値以下に低下したか否かを常時にまたは定期的に判定し、閾値以下に低下したとの判定で、定められた値ΔPを一時的に増加させる。すなわち給電・制御装置2に供給する電力Pの制限を緩和する。このように蓄電装置23の電力に応じて供給電力制限手段24の電力制限を調整することで、必要な電力を賄うことができる。
The supplied power limiting means 24 may be configured to temporarily increase the determined value ΔP when the power of the
The threshold value is appropriately determined based on, for example, results of experiments and simulations.
In this case, the supply power limiting means 24 determines whether or not the power of the
この発明の電動ブレーキ装置システムは、前記いずれかの電動ブレーキ装置を備えた車両が駐車ブレーキ7により定められた時間以上停車しているとき、前記給電・制御装置2は、前記駐車ブレーキ7によって前記車両の停車状態を維持し、前記電動ブレーキ装置の消費電力を低下させることを特徴とする。
前記定められた時間は、例えば、実験やシミュレーション等の結果により適宜に定められる。
In the electric brake device system according to the present invention, when a vehicle equipped with any one of the electric brake devices is stopped for a time determined by the
The predetermined time is appropriately determined based on results of experiments and simulations, for example.
このように駐車ブレーキにより定められた時間以上停車しているとき、電動ブレーキ装置により発揮するブレーキ力を緩めても制動力に大きな影響を及ぼさない。このような場合に電動ブレーキ装置の消費電力を低下させることで、電源装置3の負荷を低減することができる。
As described above, when the vehicle is stopped for a time determined by the parking brake or more, even if the braking force exhibited by the electric brake device is loosened, the braking force is not greatly affected. In such a case, the load of the
この発明の電動ブレーキ装置は、電動モータと、車輪と一体に回転するブレーキロータと、このブレーキロータと接触して制動力を発生させる摩擦パッドと、前記電動モータの回転運動を前記摩擦パッドの進退運動に変換する変換機構と、目標ブレーキ力を指令するブレーキ力指令手段と、前記摩擦パッドを前記ブレーキロータに押し付けることにより発生するブレーキ力の推定値を求めるブレーキ力推定手段と、前記電動モータに電力を供給する電源装置と、この電源装置の電力を前記電動モータに供給する駆動回路部、および、前記目標ブレーキ力および前記ブレーキ力の推定値に応じて前記駆動回路部を制御する演算制御部を含む給電・制御装置とを備えた電動ブレーキ装置において、前記給電・制御装置に、前記電源装置から供給される電力を蓄電する蓄電装置と、前記電源装置から前記給電・制御装置へ供給する電力を制限する供給電力制限手段とを設け、この供給電力制限手段により不足した電力を前記蓄電装置に蓄電された電力により賄う電力賄い手段を、前記演算制御部に設けた。このため、コスト低減、重量低減、省スペース化、および電源装置の負荷を低減することができる。 The electric brake device according to the present invention includes an electric motor, a brake rotor that rotates integrally with a wheel, a friction pad that contacts the brake rotor and generates a braking force, and a rotational movement of the electric motor that moves the friction pad forward and backward. A conversion mechanism for converting into motion, a brake force command means for commanding a target brake force, a brake force estimation means for obtaining an estimated value of a brake force generated by pressing the friction pad against the brake rotor, and an electric motor A power supply device that supplies electric power, a drive circuit unit that supplies electric power of the power supply device to the electric motor, and an arithmetic control unit that controls the drive circuit unit according to the target brake force and the estimated value of the brake force An electric brake device including a power supply / control device including the power supply / control device. A power storage device for storing the power to be stored, and a power supply limiting means for limiting the power supplied from the power supply device to the power supply / control device. The calculation control unit is provided with a power supply means that covers power. For this reason, cost reduction, weight reduction, space saving, and the load of a power supply device can be reduced.
この発明の実施形態に係る電動ブレーキ装置を図1ないし図6と共に説明する。
図1に示すように、この電動ブレーキ装置は、電動アクチュエータ1と、給電・制御装置2と、電源装置3とを有する。先ず、電動アクチュエータ1について説明する。
電動アクチュエータ1は、電動モータ4と、この電動モータ4の回転を減速する減速機構5と、直動機構(変換機構)6と、駐車ブレーキであるパーキングブレーキ機構7と、ブレーキロータ8と、摩擦パッド9とを有する。前記電動モータ4、減速機構5、および直動機構6は、例えば、図示外のハウジング等に組込まれる。
An electric brake device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the electric brake device includes an electric actuator 1, a power feeding /
The electric actuator 1 includes an
減速機構5は、電動モータ4の回転を、回転軸10に固定された3次歯車11に減速して伝える機構であり、1次歯車12、中間歯車13、および3次歯車11を含む。この例では、減速機構5は、電動モータ4のロータ軸4aに取り付けられた1次歯車12の回転を、中間歯車13により減速して、回転軸10の端部に固定された3次歯車11に伝達可能としている。
The reduction mechanism 5 is a mechanism that reduces and transmits the rotation of the
直動機構6は、減速機構5で出力される回転運動を送りねじ機構により直動部14の直線運動に変換して、ブレーキロータ8に対して摩擦パッド9を当接離隔させる機構である。直動部14は、回り止めされ且つ矢符A1にて表記する軸方向に移動自在に支持されている。直動部14のアウトボード側端に摩擦パッド9が設けられる。電動モータ4の回転を減速機構5を介して直動機構6に伝達することで、回転運動が直線運動に変換され、それが摩擦パッド9の押圧力に変換されることにより制動力を発生させる。
The
パーキングブレーキ機構7は、電動アクチュエータ1の制動力が弛むのを阻止するパーキングロック状態と、前記制動力が弛むのを許容するアンロック状態とにわたって切換え可能に構成されている。このパーキングブレーキ機構7は、ロック部材15と、このロック部材15を切換え駆動するアクチュエータ16とを有する。
The
図2は、パーキングブレーキ機構の要部を平面視で概略示す図である。中間歯車13のアウトボード側端面には、複数(この例では6個)の係止孔17が円周方向一定間隔おきに形成される。各係止孔17は、円周方向に沿って延びる長孔形状にそれぞれ形成される。これら係止孔17のいずれか1つにロック部材15が係止可能に構成される。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a main part of the parking brake mechanism in plan view. A plurality (six in this example) of locking
アクチュエータ16(図1)として例えばリニアソレノイドが適用される。アクチュエータ16(図1)によりロック部材(ソレノイドピン)15を進出させて中間歯車13に形成された係止孔17の有底円筒孔部17aに嵌まり込ませることで係止し、中間歯車13の回転を禁止することで、パーキングロック状態にする。ロック部材15の一部または全部をアクチュエータ16(図1)に退避させて係止孔17から離脱させることで中間歯車13の回転を許容し、アンロック状態にする。
For example, a linear solenoid is applied as the actuator 16 (FIG. 1). The locking member (solenoid pin) 15 is advanced by the actuator 16 (FIG. 1) and is engaged by being fitted into the bottomed
図3は、この電動ブレーキ装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。この電動ブレーキ装置の給電・制御装置2は、ECU18に設けられるブレーキ力指令手段18aと、インバータ装置19とを有する。インバータ装置19の上位制御手段であるECU18として、例えば、車両全般を制御する電気制御ユニットが適用される。ブレーキ力指令手段18aは、例えば、図示外のブレーキペダルの操作量に応じて変化するセンサ(図示せず)の出力に応じて、目標ブレーキ力を指令する。
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system of the electric brake device. The power supply /
インバータ装置19は、ブレーキ力推定手段20、駆動回路部21、演算制御部22、蓄電装置23、および供給電力制限手段24を有する。ブレーキ力推定手段20は、摩擦パッド9(図1)をブレーキロータ8(図1)に押し付けることにより発生するブレーキ力の推定値を求める。このブレーキ力推定手段20は、例えば、電動アクチュエータ1に配置される磁気式のブレーキ力センサ25を含む。但し、ブレーキ力センサ25として、磁気式以外の光学式、渦電流式、または静電容量式のセンサ等を適用することも可能である。
The
磁気式のブレーキ力センサ25は、例えば、磁気ターゲットと磁気センサとを有する。ブレーキ力の反力がブレーキ力センサ25に伝達されると、このブレーキ力センサ25の一部が弾性変形することにより、前記磁気ターゲットと磁気センサが軸方向に相対変位する。この相対変位量に応じて、磁気センサの出力信号すなわちブレーキ力センサ25のセンサ出力が変化する。
The magnetic
ブレーキ力が解除されると、前記ブレーキ力センサ25の一部が弾性復帰することにより、磁気センサに対する磁気ターゲットの軸方向の相対位置が所期位置に戻る。ブレーキ力推定手段20は、ブレーキ力センサ25のセンサ出力を、このブレーキ力センサ25に作用するブレーキ力の反力とセンサ出力との関係を設定した関係設定手段に照合して、ブレーキ力を推定し得る。なお、ブレーキ力センサ25として、ブレーキ時に発生するトルクを検出するトルクセンサを適用しても良い。
When the braking force is released, a part of the
演算制御部22は、前記目標ブレーキ力および前記ブレーキ力の推定値に応じて、駆動回路部21を制御する。演算制御部22は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、および電子回路に構成される。演算制御部22は、電動モータ4に関する各検出値や制御値等の各情報をECU18に出力する機能を有する。駆動回路部21は、電源装置3の直流電力を電動モータ4の駆動に用いる3相の交流電力に変換するインバータ21bと、このインバータ21bを制御するPWM制御部21aとを有する。
The
電動モータ4は3相の同期モータ等からなる。この電動モータ4には、図示外のロータの回転角を検出する角度センサ26が設けられている。角度センサ26として、例えば、レゾルバやエンコーダ等が適用される。インバータ21bは、複数の半導体スイッチング素子(図示せず)で構成され、PWM制御部21aは、入力された電流指令をパルス幅変調し、前記各半導体スイッチング素子にオンオフ指令を与える。
The
演算制御部22は、前記目標ブレーキ力および前記ブレーキ力の推定値に従い、電圧値による電流指令に変換して、PWM制御部21aに電流指令からなるモータ動作指令値を与える。演算制御部22は、目標ブレーキ力に対し、インバータ21bから電動モータ4に流すモータ電流を電流検出手段27から得て、電流フィードバック制御を行う。また演算制御部22は、電動モータ4の前記ロータの回転角を角度センサ26から得て、前記回転角に応じた効率的なモータ駆動が行えるように、PWM制御部21aに電流指令を与える。
この演算制御部22に、後述の電力賄い手段28を設けている。
The
The
演算制御部22は、角度センサ26による回転角検出ではなく、例えば、線間電圧から回転角を推定するセンサレス推定機能を有するものとしても良い。その他、例えば、電動モータ4が回転角検出を必要としないDCモータやステッピングモータである場合、角度センサ26を設けなくても良い。
The
蓄電装置23は、電源装置3から供給される電力を蓄電する。蓄電装置23は、例えば、コンデンサやバッテリ等が適用される。電源装置3に、供給電力制限手段24を介して、この蓄電装置23が接続される。供給電力制限手段24は、電源装置3から給電・制御装置2へ供給する電力を制限する手段である。図4は、供給電力制限手段24の一例を示す。供給電力制限手段24は、例えば、電界効果トランジスタ(略称:FET)からなるスイッチング素子29と、電流センサ30とを有する。この電流センサ30として、例えば、通電時の磁界検出センサや、シャント抵抗とアンプからなる電流センサを適用し得る。
The
演算制御部22に、それぞれ、スイッチング素子29と電流センサ30が接続される。演算制御部22は、電流センサ30で検出される電流に応じてスイッチング素子29を開閉する。例えば、演算制御部22は、電流センサ30で検出される電流が定められた値以下のときスイッチング素子29をオンにし、検出される電流が定められた値より大きくなると、スイッチング素子29をオフにするスイッチ制御信号を入力する制御を行う。
A switching
この電動ブレーキ装置のブレーキ力と電動モータの電流との相関を、例えば、実験やシミュレーション等から求めて、前記相関から前記「定められた値」を適宜に定めている。なお、FETからなるスイッチング素子29に代えて、例えば、シャント抵抗とトランジスタで構成されるスイッチング素子29を適用しても良い。この場合、演算制御部22による制御を必要とせず、電流センサ30で検出される電流に応じて前記スイッチング素子29を能動的に開閉し得る。
The correlation between the braking force of the electric brake device and the current of the electric motor is obtained from, for example, experiments or simulations, and the “determined value” is appropriately determined from the correlation. Instead of the switching
図3に示すように、供給電力制限手段24は、例えば、電源装置3が給電・制御装置2に供給する電力Pを、要求される最大のブレーキ力を維持するために必要な最小限の消費電力PLIMITに定められた値ΔPを加算した値に対して、P≦(PLIMIT+ΔP)とする。前記最小限の消費電力PLIMITは、例えば、この電動ブレーキ装置が最大ブレーキ力Fmaxを維持する際に必要な電流値Imaxに、電動モータ4の抵抗値Rを乗算して求められる。
As shown in FIG. 3, the supply power limiting means 24, for example, uses the power P supplied from the
図5は、この電動ブレーキ装置のブレーキ力と、電動モータの電流との相関を示す図である。但し、電動モータのトルクリプルの影響は除く。この電動ブレーキ装置では、主に直動機構等の摩擦力の影響によりヒステリシス損失が発生する。具体的には、ブレーキ力を増加させる際の正効率特性Saと、ブレーキ力を減少させる際の逆効率特性Sbとは、モータ電流に対するブレーキ力の傾きが異なる。電動ブレーキ装置が最大ブレーキ力Fmaxを維持する際に必要なモータ電流は、前記逆効率特性Sbにおける最大ブレーキ力Fmaxとの交点のモータ電流Imaxとなる。このとき電動モータが消費する電力Pは、この電動モータの抵抗値Rに前記モータ電流Imaxを乗じたR・Imaxとなる。 FIG. 5 is a diagram showing the correlation between the braking force of the electric brake device and the current of the electric motor. However, the influence of torque ripple of the electric motor is excluded. In this electric brake device, hysteresis loss occurs mainly due to the influence of frictional force such as a linear motion mechanism. Specifically, the slope of the braking force with respect to the motor current differs between the normal efficiency characteristic Sa when increasing the braking force and the reverse efficiency characteristic Sb when decreasing the braking force. The motor current required when the electric brake device maintains the maximum brake force Fmax is the motor current Imax at the intersection with the maximum brake force Fmax in the reverse efficiency characteristic Sb. At this time, the electric power P consumed by the electric motor is R · Imax obtained by multiplying the resistance value R of the electric motor by the motor current Imax.
図6は、この電動ブレーキ装置の動作の一例を示す図である。図3、図4も参照しつつ説明する。図6(a)がこの電動ブレーキ装置の動作を示し、図6(b)が、この電動ブレーキ装置の動作時の供給電力および消費電力を示す。図6(b)の実線で示す電動ブレーキ装置の総消費電力に対して、電源装置3からの供給電力は、供給電力制限手段24により、同図の点線で示すように一定に制限される。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the operation of the electric brake device. This will be described with reference to FIGS. FIG. 6 (a) shows the operation of this electric brake device, and FIG. 6 (b) shows the power supply and power consumption during operation of this electric brake device. With respect to the total power consumption of the electric brake device indicated by the solid line in FIG. 6B, the power supplied from the
この供給電力制限手段24により供給電力を制限しているとき、演算制御部22の電力賄い手段28は、必要な電力の不足分(図6(b)の斜線で示す部分)を、蓄電装置23に蓄電された電力により賄う。蓄電装置23の有する電力量は、前記電動ブレーキ装置の動作にて補完した分は低下する。そのため蓄電装置23の容量は、例えば、定められたブレーキ動作を実施した際に、この蓄電装置23の電圧降下量が所定値以下となるように決定し得る。前記所定値は、例えば、実験やシミュレーション等の結果により定められる。
When the supply power is limited by the supply
また、この電動ブレーキ装置を搭載した車両の制動状態を維持し続ける場合を想定し、供給電力制限手段24により制限される供給電力の制限量は、電流値Imaxに、電動モータ4の抵抗値Rを乗算した必要最小限の消費電力PLIMITにしても良い。なお、この電動ブレーキ装置を搭載した車両が制動を完了すれば、電動ブレーキ装置の消費電力は略零に低下するため、蓄電装置23の消費した電力は非制動時に補充電される。
Further, assuming that the braking state of the vehicle equipped with this electric brake device is continuously maintained, the amount of supply power limited by the supply power limiting means 24 is the current value Imax and the resistance value R of the
以上説明した電動ブレーキ装置によれば、演算制御部22は、例えば、電流センサ30で検出される電流に応じてスイッチング素子29を開閉する制御を行うことにより、電源装置3から給電・制御装置2へ供給する電力を制限する。これにより、複数の電動ブレーキ装置を同時に駆動する場合であっても、電源装置3に瞬間的な負荷が集中するのを抑制することができる。演算制御部22における電力賄い手段28は、供給電力制限手段24により電力を制限しているとき、必要な電力の不足分を蓄電装置23に蓄電された電力により賄う。
According to the electric brake device described above, the
電源装置3から給電・制御装置2へ供給する電力を制限することで、損失を低減し、電源装置3と給電・制御装置2とを接続するいわゆる1次動力線のハーネスの発熱を抑制し得る。前記のように電力を制限することで、前記1次動力線のハーネスを従来のものより小径化でき、よってコスト低減および重量低減に繋がる。さらにハーネスを小径化できるため、その設置スペースを低減することが可能となる。なお蓄電装置23は、電動ブレーキ装置のバックアップ電源用に必要となるもので、大幅なコスト増とはならない。
By limiting the power supplied from the
供給電力制限手段24は、電源装置3が給電・制御装置2に供給する電力Pを、要求される最大の制動力を維持するために必要な最小限の消費電力PLIMITに定められた値ΔPを加算した値に対して、P≦(PLIMIT+ΔP)とした。このため、給電・制御装置2に供給する電力を必要以上に制限することがなく、且つ、余裕をもった電力制限を行える。
The supply power limiting means 24 is a value ΔP determined by the minimum power consumption P LIMIT required for maintaining the maximum braking force required for the power P supplied from the
供給電力制限手段24は、電動モータ4の回生電力を蓄電装置23にのみ供給するように制限しても良い。電力賄い手段28により、蓄電装置23に蓄電された電力を賄った場合、電動モータ4の回生電力を、蓄電装置23にのみ供給し電源装置3には供給しないようにすることで、蓄電装置23の消費した電力を効率良く補充電することができる。
The supplied
供給電力制限手段24は、電源装置3の実効電圧Vに対して、電源装置3から電力供給される電流値Iを0≦I≦(PLIMIT+ΔP)/Vとしても良い。このように電源装置3の実効電圧Vを基準にして、給電・制御装置2へ供給する電力を精度良く制限することができる。
The supplied
供給電力制限手段24は、蓄電装置23の電力が閾値以下に低下したとき、定められた値ΔPを一時的に増加させるものとしても良い。この場合、供給電力制限手段24は、蓄電装置23の電力が閾値以下に低下したか否かを常時にまたは定期的に判定し、閾値以下に低下したとの判定で、定められた値ΔPを一時的に増加させる。すなわち給電・制御装置2に供給する電力Pの制限を緩和する。このように、蓄電装置23の電力に応じて供給電力制限手段24の電力制限を調整することで、必要な電力を賄うことができる。
The supplied power limiting means 24 may temporarily increase the determined value ΔP when the power of the
図7は、この電動ブレーキ装置を車両に実装した例を概略示す図である。以下の説明において、先に示した実施形態で説明している事項に対応している部分には、同一の参照符を付し、重複する説明を略する。この例では、車体31に電源装置およびECU(VCUとも言う)18を搭載し、バネ下における車輪近傍に、給電・制御装置2におけるインバータ装置19と、電動アクチュエータ1とを実装している。電源装置3とインバータ装置19とはハーネス32により電気的に接続される。ECU18はインバータ装置19に電気的に接続される。
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating an example in which the electric brake device is mounted on a vehicle. In the following description, portions corresponding to the matters described in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted. In this example, a power supply device and an ECU (also referred to as VCU) 18 are mounted on a
この構成によると、電源装置3からインバータ装置19へ供給する電力を制限することで、損失を低減し、これら電源装置3,インバータ装置19を接続するハーネス32を、従来のものより小径化できる。したがって、バネ上とバネ下を接続するハーネス32の耐久性を確保することが容易になる。また、実装するうえで最長となるハーネス32を小径化することで、コスト低減、重量低減、省スペース化、および電源装置3の負荷低減に寄与する。
According to this configuration, by limiting the power supplied from the
図8は、電動ブレーキ装置を車両に実装した他の例を概略示す図である。この例では、車体31に、電源装置3,ECU(VCU)18,およびインバータ装置19を搭載し、バネ下における車輪近傍に電動アクチュエータ1を実装している。この場合、図7の例と比較して、バネ下重量の軽量化を図れるため、ドライバビリティの向上を図れる。また給電・制御装置2を設置するスペースを容易に確保できる。
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating another example in which the electric brake device is mounted on a vehicle. In this example, a
図9は、電動ブレーキ装置B1を車両に複数(この例では4つ)搭載した電動ブレーキ装置システムの構成を概略示す図である。この電動ブレーキ装置システムにおける給電・制御装置2は、各電動モータ4(図3)を個別に制御するインバータ装置19を有する。給電・制御装置2は、この車両がパーキングブレーキ機構により定められた時間以上停車していると判断すると、給電・制御装置2は、前記パーキングブレーキ機構によって車両の停車状態を維持し、電動ブレーキ装置B1の消費電力を低下させる。つまり供給電力制限手段により、電源装置3から給電・制御装置2へ供給する電力を制限する。
FIG. 9 is a diagram schematically showing the configuration of an electric brake device system in which a plurality (four in this example) of electric brake devices B1 are mounted on a vehicle. The power feeding /
このようにパーキングブレーキ機構により定められた時間以上停車しているとき、電動ブレーキ装置B1のいわゆるサービスブレーキにより発揮するブレーキ力を緩めても制動力に大きな影響を及ぼさない。このような場合に電動ブレーキ装置B1の消費電力を低下させることで、電源装置3の負荷を低減することができる。なお、ブレーキのタイプはディスクブレーキタイプであってもドラムブレーキタイプであってもよい。
As described above, when the vehicle is stopped for a time determined by the parking brake mechanism or more, even if the braking force exerted by the so-called service brake of the electric brake device B1 is loosened, the braking force is not greatly affected. In such a case, the load on the
2…給電・制御装置
3…電源装置
4…電動モータ
7…パーキングブレーキ機構(駐車ブレーキ)
8…ブレーキロータ
9…摩擦パッド
6…直動機構(変換機構)
18a…ブレーキ力指令手段
20…ブレーキ力推定手段
21…駆動回路部
22…演算制御部
23…蓄電装置
24…供給電力制限手段
28…電力賄い手段
2 ... Power supply /
8 ... Brake rotor 9 ...
18a ... brake force command means 20 ... brake force estimation means 21 ... drive
Claims (6)
を備えた電動ブレーキ装置において、
前記給電・制御装置に、前記電源装置から供給される電力を蓄電する蓄電装置と、前記電源装置から前記給電・制御装置へ供給する電力を制限する供給電力制限手段とを設け、
この供給電力制限手段により不足した電力を前記蓄電装置に蓄電された電力により賄う電力賄い手段を、前記演算制御部に設けたことを特徴とする電動ブレーキ装置。 An electric motor, a brake rotor that rotates integrally with the wheels, a friction pad that generates a braking force in contact with the brake rotor, and a conversion mechanism that converts the rotational movement of the electric motor into the forward and backward movement of the friction pad; Brake force command means for commanding a target brake force, brake force estimation means for obtaining an estimated value of a brake force generated by pressing the friction pad against the brake rotor, a power supply device for supplying electric power to the electric motor, A power supply / control device including a drive circuit unit that supplies electric power of the power supply device to the electric motor, and an arithmetic control unit that controls the drive circuit unit according to the target brake force and the estimated value of the brake force;
In the electric brake device with
The power supply / control device is provided with a power storage device that stores power supplied from the power supply device, and a supply power limiting unit that limits power supplied from the power supply device to the power supply / control device,
An electric brake device characterized in that power supply means for covering power shortaged by the power supply limiting means with power stored in the power storage device is provided in the arithmetic control unit.
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