JP2017094787A - Brake device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、2ピストンタイプのブレーキ装置において、ABS制御の際消費電力を抑制することができるブレーキ装置に関する。 The present invention relates to a brake device capable of suppressing power consumption during ABS control in a two-piston type brake device.
車両において制動力を発揮するに際し、前輪に大きな荷重を必要とするブレーキの場合、摩擦パッドに均一に荷重を作用させるため、一つのキャリパに二つのアクチュエータを搭載したいわゆる2ピストンタイプのブレーキ装置が提案されている。
また、車輪速の減速度を用いたABS制御(特許文献1)や、路面摩擦力の推定値を用いたABS制御(特許文献2)、電動ブレーキ装置を用いたABS制御(特願2015−180506)等も提案されている。
In the case of a brake that requires a large load on the front wheels when exerting a braking force in a vehicle, a so-called two-piston type brake device in which two actuators are mounted on one caliper in order to apply a load to the friction pad uniformly. Proposed.
Also, ABS control using a reduction in wheel speed (Patent Document 1), ABS control using an estimated value of road surface frictional force (Patent Document 2), ABS control using an electric brake device (Japanese Patent Application No. 2015-180506). ) Etc. are also proposed.
一つのキャリパに二つのアクチュエータを搭載した電動ブレーキ装置にてABS制御を行う場合に、両アクチュエータの荷重をそれぞれ増減させるように制御した場合、大きな電力を必要とする。 When performing ABS control with an electric brake device in which two actuators are mounted on one caliper, large power is required if the load of both actuators is controlled to be increased or decreased.
この発明の目的は、2ピストンタイプのブレーキ装置において、アンチロック制御を行う際、消費電力を抑制することができるブレーキ装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a brake device capable of suppressing power consumption when performing antilock control in a two-piston type brake device.
この発明のブレーキ装置は、ブレーキロータ3と、
このブレーキロータ3と接触して制動力を発生させる摩擦パッド4と、
二つのピストン18,18をそれぞれ含み、これら二つのピストン18,18により一つの前記摩擦パッド4を前記ブレーキロータ3に対して当接離隔させる駆動を行う二つのアクチュエータ2,2と、
与えられたブレーキ指令に従い前記二つのアクチュエータ2,2を制御する制御装置5と、を備えたブレーキ装置において、
制動操作を行う車輪の速度である車輪速を推定する車輪速推定手段と、
車体速度を推定する車体速推定機能部37と、が設けられ、
前記制御装置5は、
前記ブレーキ指令に対してブレーキ力を追従制御する通常制御部51と、
前記車輪の接地路面に対する滑りを検出して滑り量を抑制するアンチロック制御を行うアンチロック制御機能部36と、を有し、
このアンチロック制御機能部36によりアンチロック制御を実行しているとき、前記アンチロック制御機能部36は、いずれか一方のアクチュエータ2にて発生させる荷重を一定に制御し、前記車輪速推定手段で推定される前記車輪速および前記車体速推定機能部37で推定される前記車体速度に基づいて、前記滑り量を抑制するように他方のアクチュエータ2にて発生させる荷重を増減させる制御を行うことを特徴とする。
前記一方のアクチュエータ2にて発生させる前記「一定」の荷重は、例えば、推定した路面摩擦係数等に応じて決定することができる。前記「一定」の荷重と路面摩擦係数等との関係は、試験やシミュレーション等の結果により定められる。
The brake device of the present invention includes a
A
Two
A brake device comprising: a
Wheel speed estimation means for estimating a wheel speed that is a speed of a wheel for performing a braking operation;
A vehicle speed
The
A
An anti-lock
When the antilock
The “constant” load generated by the one
この構成によると、通常制御部51は、ブレーキ指令に対してブレーキ力を追従制御する。アンチロック制御機能部36は、車輪の接地路面に対する滑りを検出して滑り量を抑制するアンチロック制御(ABS制御)を行う。このアンチロック制御を実行しているとき、アンチロック制御機能部36は、一方のアクチュエータ2にて発生させる荷重を一定に制御する。これと共にアンチロック制御機能部36は、前記車輪速および前記車体速度から車輪の接地路面に対する滑りを検出して滑り量を抑制するように、他方のアクチュエータ2にて発生させる荷重を増減させる制御を行う。これにより制動挙動を安定化することができる。また、アンチロック制御を実行しているとき、一方のアクチュエータ2にて発生させる荷重を一定に制御する分、両アクチュエータ2,2にて発生させる荷重をそれぞれ増減させる制御を行うよりも、トータルでの消費電力を抑制することができる。
According to this configuration, the
前記アンチロック制御機能部36は、定められた条件に従って路面摩擦係数を推定する摩擦係数推定部43aを有し、且つ、前記一方のアクチュエータ2にて発生させる一定の荷重を、前記路面摩擦係数の推定値に基づき制御するものとしても良い。
前記定められた条件は、試験やシミュレーション等の結果により定められる。
The anti-lock
The predetermined conditions are determined by the results of tests, simulations, and the like.
この構成によると、アンチロック制御機能部36によりアンチロック制御を実行しているとき、路面状態の変化により例えば路面摩擦係数が上昇すると、アンチロック制御機能部36は、この上昇した路面摩擦係数の推定値に応じて前記一定の荷重を大きくする。逆に路面摩擦係数が下降すると、アンチロック制御機能部36は、この下降した路面摩擦係数の推定値に応じて前記一定の荷重を小さくする。これにより最低限必要なブレーキ力を確保することができる。
According to this configuration, when anti-lock control is being executed by the anti-lock
前記荷重を増減させる他方のアクチュエータ2は、前記摩擦パッド4のうち、前記ブレーキロータ3における回転方向上流側に位置するパッド部4aに対応するものであっても良い。
摩擦パッド4とブレーキロータ3とが接触すると互いの摩擦によって、摩擦パッド4のうち、ブレーキロータ3における回転方向上流側に位置するパッド部4a(以後、「回入側のパッド部4a」という場合がある)には、回転方向下流側に位置するパッド部4b(以後、「回出側のパッド部4b」という場合がある)と比較して、ブレーキロータ3に引き込まれるような力が作用する。これにより回入側のパッド部4aが、回出側のパッド部4bよりも、より摩耗するような偏摩耗を生じる場合がある。
The
When the
この場合、回入側のパッド部4aに対応するアクチュエータ2を、前記荷重を増減させる他方のアクチュエータ2に決定することで、回入側と回出側のパッド部4a,4bの摩耗量を均一に均し、摩擦パッド4の偏摩耗を未然に防止することができる。よって、摩擦パッド4の偏摩耗の進行に起因する引き摺りトルクを低減することができると共に、摩擦パッド4の交換時期を遅らせることができる。
In this case, by determining the
前記荷重を増減させる他方のアクチュエータ2は、前記摩擦パッド4のうち、前記ブレーキロータ3における回転方向下流側に位置するパッド部4bに対応するものであっても良い。前述の、回入側のパッド部4aにブレーキロータ3に引き込まれるような力が作用する現象を考慮すると、回入側のパッド部4aに対応するアクチュエータ2を一定の荷重に保持し、回出側のパッド部4bに対応するアクチュエータ2にて発生させる荷重を増減させた方が荷重制御を安定して行うことができる。
The
前記アンチロック制御機能部36は、定められた条件に従って路面摩擦係数を推定する摩擦係数推定部43aを有し、前記アンチロック制御機能部36は、前記車体速推定機能部37で推定される前記車体速度、前記摩擦係数推定部43aで推定される前記路面摩擦係数、および前記摩擦パッド4における偏摩耗量を勘案し、前記車輪速推定手段で推定される前記車輪速によって、前記荷重を増減させる他方のアクチュエータ2を決定しても良い。
前記定められた条件は、試験やシミュレーション等の結果により定められる。
この場合、アンチロック制御機能部36は、時々刻々と変化する車両の状態(車体速度、路面摩擦係数、偏摩耗量、車輪速)に応じて、前記荷重を増減させる制御対象のアクチュエータ2を適宜変更することができる。
The anti-lock
The predetermined conditions are determined by the results of tests, simulations, and the like.
In this case, the anti-lock
前記制御装置5は、前記各ピストン18,18に対応するパッド部4a,4a及び4b,4bの残量をそれぞれ検出するパッド部残量検出部55を有し、前記アンチロック制御機能部36は、前記各パッド部残量検出部55で検出された残量の差が定められた値以下のとき、前記摩擦パッド4のうち、前記ブレーキロータ3における回転方向上流側に位置するパッド部4a,4aに対応するアクチュエータ2の荷重を一定に制御し、回転方向下流側に位置するパッド部4b,4bに対応するアクチュエータ2の荷重を増減させても良い。
前記定められた値は、試験やシミュレーション等の結果により定められる。
The
The predetermined value is determined by the result of a test or simulation.
この構成によると、アンチロック制御中、各パッド部4a,4a及び4b,4bの残量の差が定められた値以下のときは、摩擦パッド4の偏摩耗が未だ発生していないとみなすことができる。このような摩擦パッド4の偏摩耗が発生していないとみなす場合に、回入側のパッド部4aにブレーキロータ3に引き込まれるような力が作用する現象を考慮すると、回入側のパッド部4aに対応するアクチュエータ2を一定の荷重に保持し、回出側のパッド部4bに対応するアクチュエータ2にて発生させる荷重を増減させた方が荷重制御を安定して行うことができる。
According to this configuration, during the anti-lock control, when the difference between the remaining amounts of the
前記アンチロック制御機能部36は、定められた条件に従って路面摩擦係数を推定する摩擦係数推定部43aを有し、
前記アンチロック制御機能部36は、前記各パッド部残量検出部55で検出された残量の差が前記定められた値より大きい場合に、前記摩擦係数推定部43aで推定される路面摩擦係数が定められた値より大きく、且つ、前記車体速推定機能部37で推定される前記車体速度が定められた車体速度より小さいとき、前記回転方向下流側に位置するパッド部4b,4bに対応するアクチュエータ2の荷重を一定に制御し、前記回転方向上流側に位置するパッド部4a,4aに対応するアクチュエータ2の荷重を増減させても良い。
前記定められた条件、前記定められた車体速度は、それぞれ試験やシミュレーション等の結果により定められる。
The anti-lock
The anti-lock
The predetermined condition and the predetermined vehicle body speed are determined based on the results of tests and simulations, respectively.
この構成によると、アンチロック制御中、各パッド部4a,4a及び4b,4bの残量の差が定められた値より大きい場合、摩擦パッド4の偏摩耗が進行しているとみなすことができる。このような場合に、路面摩擦係数が定められた値より大きく、且つ、前記車体速度が定められた車体速度より小さいとき、回入側のパッド部4aのアクチュエータ2の荷重を増減することで、回入側と回出側のパッド部4a,4bの摩耗量を均一に均し、摩擦パッド4の偏摩耗を未然に防止することができる。よって、摩擦パッド4の偏摩耗の進行に起因する引き摺りトルクを低減することができると共に、摩擦パッド4の交換時期を遅らせることができる。
According to this configuration, during the anti-lock control, when the difference between the remaining amounts of the
前記各アクチュエータ2,2は、流体を媒体として前記各ピストン56,56をそれぞれ駆動させる流体圧式の駆動部58,58を有するものとしても良い。この場合、流体圧式の駆動部58,58により各ピストン56,56をそれぞれ独立に駆動させることができる。したがって、アンチロック制御機能部36は、一方のアクチュエータ2にて発生させる荷重を一定に制御すると共に、他方のアクチュエータ2にて発生させる荷重を増減させる制御を容易に行うことができる。
Each of the
前記各アクチュエータ2,2は、電動モータ11,11と、この電動モータ11,11の回転運動を前記各ピストン18,18の直線運動に変換する直動機構12,12とを有するものとしても良い。このように2ピストンタイプで電動式のアクチュエータ2において、消費電力を抑制することができる。
The
この発明のブレーキ装置は、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、二つのピストンをそれぞれ含み、これら二つのピストンにより一つの前記摩擦パッドを前記ブレーキロータに対して当接離隔させる駆動を行う二つのアクチュエータと、与えられたブレーキ指令に従い前記二つのアクチュエータを制御する制御装置と、を備えたブレーキ装置において、制動操作を行う車輪の速度である車輪速を推定する車輪速推定手段と、車体速度を推定する車体速推定機能部と、が設けられ、前記制御装置は、前記ブレーキ指令に対してブレーキ力を追従制御する通常制御部と、前記車輪の接地路面に対する滑りを検出して滑り量を抑制するアンチロック制御を行うアンチロック制御機能部と、を有し、このアンチロック制御機能部によりアンチロック制御を実行しているとき、前記アンチロック制御機能部は、いずれか一方のアクチュエータにて発生させる荷重を一定に制御し、前記車輪速推定手段で推定される前記車輪速および前記車体速推定機能部で推定される前記車体速度に基づいて、前記滑り量を抑制するように他方のアクチュエータにて発生させる荷重を増減させる制御を行う。
このため、2ピストンタイプのブレーキ装置において、アンチロック制御を行う際、消費電力を抑制することができる。
The brake device according to the present invention includes a brake rotor, a friction pad that generates a braking force in contact with the brake rotor, and two pistons, and the two pistons cause the one friction pad to the brake rotor. A wheel speed that is a speed of a wheel that performs a braking operation is estimated in a brake device that includes two actuators that drive to contact and separate and a control device that controls the two actuators according to a given brake command A vehicle speed estimation function unit for estimating the vehicle body speed, and the control device includes a normal control unit for controlling the brake force to follow the brake command, and a ground contact surface of the wheel. An anti-lock control function unit that performs anti-lock control that detects slipping to the surface and suppresses slippage. When the antilock control function unit is executing antilock control, the antilock control function unit controls the load generated by any one of the actuators to be constant, and is estimated by the wheel speed estimation unit. Based on the wheel speed and the vehicle body speed estimated by the vehicle body speed estimation function unit, control is performed to increase or decrease the load generated by the other actuator so as to suppress the slip amount.
For this reason, in the two-piston type brake device, power consumption can be suppressed when performing anti-lock control.
この発明の実施形態に係るブレーキ装置を図1ないし図18と共に説明する。このブレーキ装置は車両に搭載される。図1はこのブレーキ装置の正面図であり、図2,3は同ブレーキ装置の左右側面図である。図3に示すように、このブレーキ装置は電動式のブレーキ装置である。図1に示すように、ブレーキ装置は、キャリパ1と、二つのアクチュエータ2,2(図3)と、ブレーキロータ3と、摩擦パッド4,4(図4)と、制御装置5(図1)とを有する。
A brake device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This brake device is mounted on a vehicle. FIG. 1 is a front view of the brake device, and FIGS. 2 and 3 are left and right side views of the brake device. As shown in FIG. 3, this brake device is an electric brake device. As shown in FIG. 1, the brake device includes a
図2,図3に示すように、一つのキャリパ1に、二つのアクチュエータ2,2が定められた間隔を空けて平行に配置される。図4に示すように、これらアクチュエータ2,2は一つの摩擦パッド4(図5)をブレーキロータ3(図4)に対して当接離隔させる駆動を行う。前記定められた間隔は、摩擦パッド4およびアクチュエータ2の寸法等に応じて適宜に定められる。
As shown in FIGS. 2 and 3, two
図6は、図3のVI-VI線断面図である。図6に示すように、車両には、ブレーキロータ3の外周側部分を囲むようにキャリパ1がそれぞれ設けられる。キャリパ1のアウトボード側の端部に、爪部6が設けられる。爪部6は、ブレーキロータ3のアウトボード側の側面と軸方向で対向する。この爪部6にアウトボード側の摩擦パッド4が支持されている。なおこの明細書において、アウトボード側とは、このブレーキ装置を車両に搭載した状態で、車両の車幅方向外側をアウトボード側といい、車両の車幅方向中央側をインボード側という。
6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. As shown in FIG. 6, the
キャリパ1のうち、アクチュエータ2のアウトボード側端に、インボード側の摩擦パッド4が支持されている。この摩擦パッド4は、ブレーキロータ3のインボード側の側面と軸方向で対向する。アクチュエータ2は、摩擦パッド4をブレーキロータ3に対して当接離隔させる駆動を行う。
In the
車両における図示外のナックルに、マウント7が支持される。図3に示すように、マウント7の長手方向両端部には、ピン支持片8,8が設けられる。これらピン支持片8,8のそれぞれ端部に、軸方向に互いに平行に延びるスライドピン9,9が設けられる。これらスライドピン9,9に、キャリパ1が軸方向にスライド自在に支持されている。
The
図6に示すように、制動時、後述するアクチュエータ2の駆動によりインボード側の摩擦パッド4がブレーキロータ3に当接して、ブレーキロータ3を軸方向に押圧する。その押圧力の反力によりキャリパ1がインボード側にスライドする。これにより、キャリパ1の爪部6に支持されたアウトボード側の摩擦パッド4がブレーキロータ3に当接する。これらアウトボード側およびインボード側の摩擦パッド4,4で、ブレーキロータ3を軸方向両側から強く挟持することで、ブレーキロータ3に制動力が負荷される。
As shown in FIG. 6, at the time of braking, the
各アクチュエータ2は、それぞれ、ハウジング10と、電動モータ11(図3)と、直動機構12と、減速機構13とを有する。図3に示すように、キャリパ1には、それぞれ筒状のハウジング10,10が固定されている。各ハウジング10に電動モータ11がそれぞれ支持される。図6に示すように、ハウジング10内には直動機構12が組み込まれ、この直動機構12は電動モータ11(図3)の出力によりブレーキロータ3に対して制動力を負荷する。
Each
直動機構12は、減速機構13で出力される回転運動を直線運動に変換して、ブレーキロータ3に対して摩擦パッド4を当接離隔させる機構である。この直動機構12は、電動モータ11(図3)により回転駆動される回転軸14と、この回転軸14の回転運動を直線運動に変換する変換機構部15と、拘束部16,17とを有する。変換機構部15は、ピストンである直動部18と、支持部材19と、環状のスラスト板であるバックアッププレート20と、スラスト軸受21と、転がり軸受22と、キャリア23と、すべり軸受24,25と、複数の遊星ローラ26とを有する。
The
ハウジング10の内周面に、円筒状の直動部18が、回り止めされ且つ軸方向に移動自在に支持されている。直動部18の内周面には、径方向内方に所定距離突出し螺旋状に形成された螺旋突起が設けられている。この螺旋突起に複数の遊星ローラ26が噛合している。
ハウジング10内における直動部18の軸方向一端側に、支持部材19が設けられている。この支持部材19は、ボス部と、このボス部から径方向外方に延びるフランジ部とを有する。前記ボス部内に複数の転がり軸受22が嵌合され、これら転がり軸受22の内輪内径面に回転軸14が嵌合されている。回転軸14は、支持部材19に複数の転がり軸受22を介して回転自在に支持される。
A cylindrical
A
直動部18の内周には、回転軸14を中心に回転可能なキャリア23が設けられている。キャリア23は、軸方向に互いに対向して配置される一対のディスクを有する。これらディスクのうち、支持部材19に近いディスクをインナ側ディスクと称し、他方のディスクをアウタ側ディスクと称する。アウタ側ディスクのうち、インナ側ディスクに臨む側面には、この側面における外周縁部から軸方向(インボード側)に突出するように複数の柱部材が設けられる。これら複数の柱部材によりアウタ側ディスクおよびインナ側ディスクが一体に設けられる。
A
インナ側ディスクは、回転軸14との間に嵌合されたすべり軸受24により、回転軸14に回転自在に支持されている。アウタ側ディスクには、中心部に軸挿入孔が形成され、この軸挿入孔にすべり軸受25が嵌合されている。アウタ側ディスクは、すべり軸受25により回転軸14に回転自在に支持される。回転軸14の軸方向両端部には、支持部材19に対して回転軸14及びキャリア23の軸方向位置を拘束する拘束部16,17が設けられる。
The inner disk is rotatably supported on the
キャリア23には、複数のローラ軸27が周方向に間隔を空けて設けられている。各ローラ軸27の軸方向両端部が、インナ側ディスク,アウタ側ディスクにわたって支持されている。両ディスクには、それぞれ軸挿入孔が複数形成されている。各軸挿入孔は、径方向に所定距離延びる長孔から成る。各軸挿入孔に各ローラ軸27の軸方向両端部が挿入されて、これらローラ軸27が各軸挿入孔の範囲で径方向に移動自在に支持される。複数のローラ軸27における軸方向両端部には、これらローラ軸27を径方向内方に付勢する弾性リング28が掛け渡されている。
The
各ローラ軸27に、遊星ローラ26が回転自在に支持される。各遊星ローラ26の外周面には、直動部18の螺旋突起に噛合する円周溝または螺旋溝が形成されている。各遊星ローラ26は、回転軸14の外周面と、直動部18の内周面との間に介在される。前記弾性リング28の付勢力により、各遊星ローラ26が回転軸14の外周面に押し付けられる。回転軸14が回転することで、この回転軸14の外周面に接触する各遊星ローラ26が接触摩擦により回転する。
A
減速機構13は、電動モータ11(図3)の回転を、回転軸14に固定された出力ギヤ29に減速して伝える機構である。図3に示すように、減速機構13は複数のギヤ列を含む。この例では、減速機構13は、電動モータ11の図示外のロータ軸に取り付けられた入力ギヤ30の回転を中間ギヤ31により減速して、出力ギヤ29に伝達可能としている。
The
図7は、このブレーキ装置の制御系のブロック図である。このブレーキ装置の制御装置5は、二つのアクチュエータ2,2をそれぞれ制御する。この制御装置5は、ECU32と、二つのアクチュエータ2,2にそれぞれ対応する二つのインバータ装置33,33とを有する。各インバータ装置33の上位制御手段であるECU32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。
FIG. 7 is a block diagram of a control system of the brake device. The
ECU32は、ブレーキ力配分機能部34と、切替え機能部35と、アンチロック制御機能部36と、車体速推定機能部37とを有する。ブレーキ力配分機能部34は、ブレーキ操作手段38であるブレーキペダルの操作量に応じて変化するセンサ38aの出力に基づき、車両の重量配分や姿勢状況等に応じた各車輪のブレーキ力を決定し得る。前記車両の重量配分は、例えば、車両の諸元として予め与えられ、前記姿勢状況は、前記車両諸元および加速度センサ39等からのデータに基づいて定められる。
The
車体速推定機能部37は、車輪毎に設けられる各車輪速センサ40および加速度センサ39を用いて、この車両における車体速度を推定する。車体速推定機能部37は、その他高速の演算処理が可能なGPS等を用いて車体速度の推定精度を向上させることもできる。加速度センサ39としては、互いに直交する三軸および各軸モーメントを測定可能な加速度センサが適用される。
The vehicle body speed
車輪速センサ40は、一般のABSセンサのような、車輪周方向に所定分割されたパルス出力を観測するセンサが安価で好適である。あるいは、各輪独立駆動が可能な駆動モータ(図示せず)を備える車輪(図示せず)においては、前記駆動モータを駆動するためのモータ角度センサないしセンサレス角度推定機能を、車輪速センサ40として用いることが可能である。これらABSセンサ、モータ角度センサ、センサレス角度推定機能が、車輪速推定手段に相当する。
As the
図8に示すように、アンチロック制御機能部36は、車体速推定機能部37で推定される車体速度、および車輪速センサ40で検出される車輪速から、制動時に車輪が過剰にロックすることを防止するためのブレーキ力を車輪速フィードバック制御あるいはロック傾向の判断に伴うブレーキ減圧制御等によって決定し、必要に応じて制御に介入し得る。
As shown in FIG. 8, the anti-lock
アンチロック制御機能部36は、車輪滑り量推定部41と、アンチロック制御介入判断部42と、制御演算部43とを有する。車輪滑り量推定部41は、車輪の滑り量を推定する。この車輪滑り量は、例えば、次式によって規定できる。
車輪滑り量=(車体速度−車輪速)÷車体速度
上式において、車体速度は車体速推定機能部37により推定される。車輪速は車輪速センサ40から与えられる。
The antilock
Wheel slip amount = (vehicle speed−wheel speed) ÷ vehicle speed In the above equation, the vehicle speed is estimated by the vehicle speed
アンチロック制御介入判断部42は、定められた条件に従って、アンチロック制御を実行するか否かを判断する。具体的には、前記定められた条件として、車輪滑り量推定部41で推定された車輪滑り量が所定値を超えていたら、アンチロック制御を開始する。この他アンチロック制御介入判断部42は、例えば、車輪減速度が所定値を超えたらアンチロック制御に移行する処理等を別途含めても良い。前記各所定値は、試験やシミュレーション等の結果により定められる。
The antilock control
切替え機能部35は、アンチロック制御介入判断部42からアンチロック制御を開始する指令を受けて、アンチロック制御機能部36を介在させないインバータ装置33によるいわゆる追従制御から、アンチロック制御機能部36を介在させるアンチロック制御に切替える。
The
図8および図9に示すように、アンチロック制御機能部36によるアンチロック制御(ABS制御)を実行しているとき、アンチロック制御機能部36は、前記車輪速および前記車体速度から、車輪の接地路面に対する滑りを検出して滑り量を抑制する。制御演算部43は、このアンチロック制御を実行しているとき、定められたインバータ装置33(図9の例ではアクチュエータAに対応するインバータ装置)への制動指令につき上昇・下降を頻回に繰り返すことで滑り量を抑制し得る。
As shown in FIGS. 8 and 9, when the antilock control (ABS control) is executed by the antilock
アンチロック制御を実行しているとき、制御演算部43は、いずれか一方のアクチュエータ2(図9の例ではアクチュエータB)にて発生させる荷重を一定に制御する。これと共に、制御演算部43は、推定される車輪速および車体速度に基づいて、前記滑り量を抑制するように他方のアクチュエータ2(図9の例ではアクチュエータA)にて発生させる荷重を増減させる制御を行う。
When the antilock control is being executed, the
制御演算部43は、定められた条件に従って路面摩擦係数を推定する摩擦係数推定部43aと、関係設定手段43bとを有する。前記定められた条件は、後述する式(1),(2),(3)、代表的な路面のスリップ率と路面摩擦係数との関係、および路面パターン等を含む。摩擦係数推定部43aによる各車輪の路面摩擦係数μiを推定する場合の一例として式(1),(2),(3)を示す。
The
式(1)におけるIは、駆動される車輪一輪分の慣性モーメントである。式(1)におけるωiは各車輪の回転速度であり、Tmiは各車輪の駆動トルク、rはタイヤ回転半径、Xiは各車輪の前後方向の力である制駆動力を示す。各パラメータにおけるiは、i(i=1〜4)番目の車輪を特定する添字である(式(2),式(3)についても同じ)。式(2)におけるZiは各車輪における垂直方向荷重である。式(3)におけるλiは各車輪におけるスリップ率、Vは車体速度を示す。制駆動力Xiは、車両の全制駆動力、すなわち運転者のアクセル操作あるいはブレーキ操作から判断される要求前後加速度から決められる。垂直方向荷重Ziは、車両の前後加速度 ,横加速度を加速度センサ39で測定し、各加速度により生じる荷重移動の影響を考慮した値として算出される。式(1),(2),(3)から逐次スリップ率λiと路面摩擦係数μiを求める。
スリップ率λと路面摩擦係数μとの関係は、一般的に図10のような曲線で表される。本実施形態では、代表的な路面のスリップ率λと路面摩擦係数μとの関係を用いて、図11に示すように路面パターンを予め区分し関係設定手段43b(図8)に登録しておく。
I in equation (1) is the moment of inertia of one driven wheel. In equation (1), ω i is the rotational speed of each wheel, T mi is the driving torque of each wheel, r is the tire rotation radius, and X i is the braking / driving force that is the force in the longitudinal direction of each wheel. I in each parameter is a subscript specifying the i-th (i = 1 to 4) -th wheel (the same applies to the equations (2) and (3)). Z i in equation (2) is the vertical load on each wheel. In equation (3), λ i represents a slip ratio at each wheel, and V represents a vehicle body speed. Longitudinal force X i, the total longitudinal force of the vehicle, i.e., determined from the requested longitudinal acceleration is determined from the accelerator operation or the brake operation of the driver. The vertical load Z i is the longitudinal acceleration of the vehicle , The lateral acceleration is measured by the
The relationship between the slip ratio λ and the road surface friction coefficient μ is generally represented by a curve as shown in FIG. In the present embodiment, the road surface pattern is preliminarily classified and registered in the relationship setting means 43b (FIG. 8) using the relationship between the representative road surface slip ratio λ and the road surface friction coefficient μ as shown in FIG. .
図8に示すように、摩擦係数推定部43aは、関係設定手段43bに設定された複数の路面パターンと、推定したスリップ率および摩擦係数とを比較することで複数の路面パターンから最も近似する路面パターンを選択し、路面パターン毎に設定された路面摩擦係数を各車輪における路面摩擦係数とする。
As shown in FIG. 8, the
具体的には、摩擦係数推定部43aは、式(3)で求めたスリップ率と、式(2)で求めた路面摩擦係数から、現在車輪が走行している路面が、複数の路面パターンにおけるいずれの路面パターンで示す範囲に入るか判定する。関係設定手段43bには、路面パターン毎の路面摩擦係数が図12の表のように登録されている。したがって、図8に示すように、摩擦係数推定部43aは、推定したスリップ率と路面摩擦係数の関係から現在の路面パターンを選択し、この路面パターンを関係設定手段43bに照らして路面摩擦係数を選択する。この選択した路面摩擦係数を、路面摩擦係数の推定値とする。
Specifically, the
制御演算部43は、アンチロック制御を実行しているとき、一方のアクチュエータ2(図9の例ではアクチュエータB)にて発生させる荷重につき、後述する逆作動側の基準ブレーキ力を基準として、前記路面摩擦係数の推定値に基づき制御する。この場合に、制御演算部43は、例えば、路面摩擦係数の推定値が高くなる程、前記一方のアクチュエータ2(図9の例ではアクチュエータB)にて発生させる荷重が大きくなるように設定する。但し、設定した荷重により車輪がスリップしないことが前提である。前記荷重と前記路面摩擦係数の推定値との関係は、予め試験やシミュレーション等の結果により定められる。
When the anti-lock control is executed, the
図13は、アクチュエータ2(図1)の正駆動側、逆作動側のモータトルクと荷重の関係を示す図である。主に直動機構12(図6)や減速機構13内部の摩擦等による損失の影響により、ブレーキ荷重を増加させる際の正効率特性A1と、ブレーキ荷重を減少させる際の逆効率特性A2は異なる。
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the motor torque and the load on the forward drive side and the reverse operation side of the actuator 2 (FIG. 1). The normal efficiency characteristic A1 when increasing the brake load is different from the reverse efficiency characteristic A2 when decreasing the brake load, mainly due to the influence of loss due to friction or the like inside the linear motion mechanism 12 (FIG. 6) or the
制御演算部43(図8)が、アクチュエータ2(図7)にて発生させるブレーキ荷重を増減させる制御を行う場合、あるブレーキ荷重F1を維持した状態で矢印L1に沿ってモータトルクが減少していく。このモータトルクが逆効率特性A2上まで到達すると、矢印L2に沿う逆効率特性A2上に沿ってブレーキ荷重が低下する。ブレーキ荷重F2まで低下した時点で、このブレーキ荷重F2を維持したまま矢印L3に沿ってモータトルクが増加していき、正効率特性A1まで到達する。その後、矢印L4に沿う正効率特性A1上に沿ってブレーキ荷重が増加する。所望のモータトルクになると、このモータトルクに対応するブレーキ荷重を維持した状態で再び矢印L1に沿ってモータトルクが減少していく。 When the control calculation unit 43 (FIG. 8) performs control to increase or decrease the brake load generated by the actuator 2 (FIG. 7), the motor torque decreases along the arrow L1 while maintaining a certain brake load F1. Go. When the motor torque reaches the reverse efficiency characteristic A2, the brake load decreases along the reverse efficiency characteristic A2 along the arrow L2. When the brake load F2 decreases, the motor torque increases along the arrow L3 while maintaining the brake load F2, and reaches the positive efficiency characteristic A1. Thereafter, the brake load increases along the positive efficiency characteristic A1 along the arrow L4. When the desired motor torque is reached, the motor torque decreases again along the arrow L1 while maintaining the brake load corresponding to the motor torque.
このような単位ブレーキ力を増減させた際のヒステリシス損失は、ヒステリシス線L1〜L4で囲まれた面積Sとなる。前記ヒステリシス線L1からL4までの1サイクルが、一つの変動サイクルであり、ブレーキ荷重の単位時間当たりの変動サイクル数が多くなる程、ヒステリシス損失の総和が増加する。このヒステリシス損失の増加により、ブレーキ装置の消費電力が増加する。2ピストンタイプのブレーキ装置において、アンチロック制御を行う場合には、二つのアクチュエータにおいてそれぞれヒステリシス損失が増加する結果、消費電力の更なる増加に繋がる。 The hysteresis loss when the unit braking force is increased or decreased is an area S surrounded by the hysteresis lines L1 to L4. One cycle from the hysteresis lines L1 to L4 is one fluctuation cycle, and the total hysteresis loss increases as the number of fluctuation cycles per unit time of the brake load increases. The increase in hysteresis loss increases the power consumption of the brake device. When antilock control is performed in a two-piston type brake device, hysteresis loss increases in each of the two actuators, resulting in a further increase in power consumption.
そこで、本実施形態に係るブレーキ装置では、アンチロック制御を実行しているとき、前述のように、図8に示すように、制御演算部43が一方のアクチュエータ2(図9の例ではアクチュエータB)にて発生させる荷重を一定に制御している。その結果、アンチロック制御を行う場合、前記一方のアクチュエータ2(図9のアクチュエータB)におけるヒステリシス損失を抑え得る。したがって、両アクチュエータ2,2にて発生させる荷重をそれぞれ増減させる制御を行うよりも、トータルでの消費電力を抑制し得る。
Therefore, in the brake device according to the present embodiment, when the anti-lock control is being performed, as described above, as shown in FIG. 8, the
アンチロック制御介入判断部42は、アンチロック制御を実行しているとき、例えば、要求ブレーキ力(ブレーキ指令)に対して、アンチロック制御におけるブレーキ力が等しくなるかまたは上回るとき、または、車体速度が定められた値以下となったとき、アンチロック制御を終了する。例えば、路面状態の変化により路面摩擦係数が上昇した場合か、あるいはアンチロック制御中に要求ブレーキ力が低下した場合等において、アンチロック制御による目標ブレーキ力が、操縦者によるブレーキ操作手段38の現在の操作量の応じた要求ブレーキ力に対して恒常的に等しいかまたは上回る。その場合、アンチロック制御を行わなくても車輪はロックしないため、アンチロック制御介入判断部42はアンチロック制御を終了する。
The anti-lock control
また、極低速ないし停車状態においては、アンチロック制御は重要ではないため、車体速推定機能部37で推定された車体速度が定められた値以下となったときには、アンチロック制御介入判断部42はアンチロック制御を終了する。
切替え機能部35は、アンチロック制御を終了する指令を受けて、アンチロック制御機能部36を介在させないインバータ装置33による追従制御に切替える。
In addition, since the antilock control is not important in extremely low speed or in a stopped state, when the vehicle speed estimated by the vehicle speed
The
各インバータ装置33は、ブレーキ力推定手段44と、各電動モータ11に対して設けられたパワー回路部45と、このパワー回路部45を制御するモータコントロール部46と、警告信号出力手段47と、電流検出手段48とを有する。
ブレーキ力推定手段44は、摩擦パッド4(図4)をブレーキロータ3(図4)に押し付けるブレーキ力の推定値を求める手段である。このブレーキ力推定手段44は、前記センサ38aの出力、モータ電流、およびブレーキ力推定値の関係は、試験やシミュレーション等の結果により定められ、記録手段49に書換え可能に記録されている。
Each
The brake force estimation means 44 is a means for obtaining an estimated value of the brake force that presses the friction pad 4 (FIG. 4) against the brake rotor 3 (FIG. 4). In the brake force estimating means 44, the relationship among the output of the
ブレーキ力推定手段44は、この他に、直動機構12(図6)の軸方向荷重を検出する荷重センサ(図示せず)を含むものとしても良い。この場合、制御装置5は、直動部18(図6)がブレーキロータ3(図6)から離反した位置からアウトボード側に前進させてこの荷重センサで検出可能な最小の検出値であるブレーキ力を取得する。
In addition to this, the brake force estimating means 44 may include a load sensor (not shown) for detecting the axial load of the linear motion mechanism 12 (FIG. 6). In this case, the
ブレーキ操作手段38をさらに踏込む操作量に従って、前記荷重センサで検出される検出値であるブレーキ力は次第に大きくなる。この荷重センサの検出値を用いることで、ブレーキ力を精度良く検出し得る。その他、電流検出手段48で検出されるモータ電流からモータトルクを推定するトルク推定手段50を設け、このトルク推定手段50で推定されるトルクを用いてブレーキ力を推定しても良い。
The brake force, which is a detection value detected by the load sensor, gradually increases in accordance with the operation amount that further depresses the brake operation means 38. By using the detection value of the load sensor, the braking force can be detected with high accuracy. In addition, torque estimating means 50 for estimating the motor torque from the motor current detected by the current detecting
モータコントロール部46は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、および電子回路により構成される。モータコントロール部46は、ブレーキ力配分機能部34から与えられるブレーキ力の指令値(ブレーキ力指令)およびブレーキ力推定手段44で推定されるブレーキ力推定値に応じて、電圧値による電流指令に変換して、この電流指令をパワー回路部45に与える。モータコントロール部46は、電動モータ11に関する各検出値や制御値等の各情報をECU32に出力する機能を有する。
The
パワー回路部45は、図示外の電源の直流電力を電動モータ11の駆動に用いる3相の交流電力に変換するインバータ45bと、このインバータ45bを制御するPWM制御部45aとを有する。電動モータ11は3相の同期モータ等からなる。この電動モータ11には、図示外のロータの回転角を検出するモータ回転角検出手段Smが設けられている。インバータ45b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45a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
モータコントロール部46は、通常制御部としてのモータ駆動制御部51を有する。このモータ駆動制御部51は、原則として、前述の要求ブレーキ力および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45aに電流指令からなるモータ動作指令値を与える。モータ駆動制御部51は、要求ブレーキ力に対し、インバータ45bから電動モータ11に流すモータ電流を電流検出手段48から得て、電流フィードバック制御を行う。したがって、要求ブレーキ力に対してブレーキ力を追従制御し得る。またモータ駆動制御部51は、モータ回転角をモータ回転角検出手段Smから得て、モータ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45aに電流指令を与える。
The
モータコントロール部46には、パッド部摩耗量推定手段52および記録手段49等が設けられる。パッド部摩耗量推定手段52は、図4,図5に示すように、摩擦パッド4における二つの直動機構12,12(図6)に対応するパッド部4a,4a及び4b,4bの合算摩耗量をそれぞれ推定する。摩擦パッド4における、一方の直動機構12(図6)に対応するパッド部4a,4aは、前記一方の直動機構12(図6)に対応する摩擦パッド4の略半分の部分(ブレーキロータ3回転方向上流側の部分)である。摩擦パッド4における、他方の直動機構12(図6)に対応するパッド部4b,4bは、前記他方の直動機構12(図6)に対応する摩擦パッド4の略半分の部分(ブレーキロータ回転方向下流側の部分)である。
The
図8に示すように、各パッド部摩耗量推定手段52は、モータ回転角検出手段Smで検出されるモータ回転角と、ブレーキ力推定手段44で求められるブレーキ力推定値との相関を、摩擦パッド4の各パッド部4a,4a及び4b,4b(図4)が非摩耗時のモータ回転角とブレーキ力推定値との定められた相関と比較して、現時点の摩擦パッド4の各パッド部4a,4a及び4b,4b(図4)の合算摩耗量を推定する。各パッド部4a,4a及び4b,4b(図4)の非摩耗時の厚みから現時点の残量を減じることで、摩耗量が求められる。
As shown in FIG. 8, each pad portion wear amount estimation means 52 calculates the friction between the motor rotation angle detected by the motor rotation angle detection means Sm and the brake force estimation value obtained by the brake force estimation means 44 by friction. The
警告信号出力手段47は、各パッド部摩耗量推定手段52で推定される少なくともいずれか一方のパッド部4a,4a若しくは4b,4b(図4)の合算摩耗量が閾値以上のとき、ECU32に警告信号を出力する。前記閾値は記録手段49に書換え可能に記録される。車両におけるコンソールパネル等に、例えば、ディスプレイ、警告灯、または音声出力装置等の警告表示等出力手段53(図7)が設けられる。ECU32は、警告信号出力手段47から警告信号が入力されると、警告表示等出力手段53(図7)に警告表示等を出力させる。車両の運転者は、出力される警告表示等により、摩擦パッド4(図4)の摩耗限界が近いことを認識し得る。
The warning signal output means 47 warns the
図14は、ブレーキ装置における、パッド摩耗の程度に応じたモータ回転角とブレーキ力推定値の相関の一例を示す図である。
モータ回転角とブレーキ力推定値の相関は、主に、図6に示すように、キャリパ1の剛性と、摩擦パッド4の圧縮剛性と、アクチュエータ2の剛性とにより支配される。これらのうち、キャリパ1およびアクチュエータ2の剛性は概ね線形であり、ブレーキ継続使用中も変化せずほぼ既知である。また一般には、摩擦パッド4の摩耗量に対してブレーキロータ3の摩耗量は少なく、またブレーキ全体の剛性に対してブレーキロータ3の圧縮変形量は極めて小さいため、ブレーキロータ3の摩耗によるブレーキ全体の剛性への影響はほぼ皆無である。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the correlation between the motor rotation angle and the estimated brake force value according to the degree of pad wear in the brake device.
The correlation between the motor rotation angle and the estimated braking force is mainly governed by the
一方で、摩擦パッド4の圧縮剛性はブレーキロータ3等と比べて非常に低く、ブレーキ全体の剛性への影響が大きいため、摩擦パッド4の摩耗が進行し摩擦パッド4の剛性が高くなるに従って、ブレーキ全体の剛性が高くなる。
したがって、図8に示すように、パッド部摩耗量推定手段52は、非摩耗時のモータ回転角とブレーキ力推定値との定められた相関と、現時点のモータ回転角とブレーキ力推定値との相関の変化より、摩擦パッド4の各パッド部4a,4a及び4b,4b(図4)の合算摩耗量を推定可能である。
On the other hand, the compression rigidity of the
Therefore, as shown in FIG. 8, the pad wear amount estimation means 52 determines the correlation between the motor rotation angle and the brake force estimated value at the time of non-wear and the current motor rotation angle and the brake force estimated value. From the change in the correlation, the total wear amount of each
この摩擦パッド4(図4)は、図14の実線で示すように、この摩擦パッド4(図6)の非摩耗時では、モータ回転角とブレーキ力推定値の相関につき非線形性が強く表れる。同図14の点線で示すように、パッド部摩耗量が「中」の状態では、前記相関は非摩耗時よりも線形に近づく。同図14の一点鎖線で示すように、パッド部摩耗量が多い摩耗限界に達した状態では、前記相関はパッド部摩耗量が「中」の状態よりもさらに線形に近づく。 As shown by the solid line in FIG. 14, the friction pad 4 (FIG. 4) exhibits strong non-linearity with respect to the correlation between the motor rotation angle and the estimated brake force when the friction pad 4 (FIG. 6) is not worn. As shown by the dotted line in FIG. 14, in the state where the wear amount of the pad portion is “medium”, the correlation is closer to linear than in the non-wear state. As indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 14, in the state where the wear limit of the pad portion wear amount is large, the correlation becomes more linear than the state where the pad portion wear amount is “medium”.
図15は、このブレーキ装置のブレーキ力推定値とモータ回転角の相関によるパッド部摩耗量の検出例を示す図である。一定のブレーキ力Fを発揮するのに必要なモータ回転角θは、摩擦パッド4(図6)の摩耗後の状態ではモータ回転角θ´に変化する。図8および図15に示すように、前記ブレーキ力Fはブレーキ力推定手段44で推定される。モータ回転角θ(θ´)はモータ回転角検出手段Smで検出される。パッド部摩耗量推定手段52は、モータ回転角の変化量とパッド部摩耗量との関係を定めたマップ等から、摩擦パッド4のパッド部4a,4a及び4b,4b(図4)の合算摩耗量を精度良く推定し得る。
FIG. 15 is a diagram illustrating a detection example of the wear amount of the pad portion based on the correlation between the estimated brake force value of the brake device and the motor rotation angle. The motor rotation angle θ necessary for exerting a constant braking force F changes to a motor rotation angle θ ′ in a state after the friction pad 4 (FIG. 6) is worn. As shown in FIGS. 8 and 15, the brake force F is estimated by the brake force estimating means 44. The motor rotation angle θ (θ ′) is detected by the motor rotation angle detection means Sm. The pad wear amount estimation means 52 calculates the total wear of the
図16は、このブレーキ装置において、ブレーキ力推定値の変化時のモータ回転角の変化率よりパッド部摩耗量を推定する例を示す図である。前述のように、パッド摩耗の進行に従って、モータ回転角とブレーキ力推定値の相関は線形に近づいていく。そうすると、ブレーキ力推定値とモータ回転角のいずれか一方の値が、定められた値以上増え続けるまたは減り続ける条件において、ブレーキ力推定値が例えばF1からF2に変化したときの、モータ回転角の変化率Δθ(Δθ´)を検出することにより、モータ回転角とブレーキ力推定値の相関が非線形を維持しているか線形に近づいているか、すなわちパッド摩耗の進行具合を判定し得る。
なおパッド部摩耗量を推定する場合に、モータ回転角θとブレーキ力推定体Fそれぞれの変化率の相関を用いても良い。すなわち定められたモータ回転角θにおけるdf/dθの値、または定められたブレーキ力推定値Fにおけるdθ/dFの値を用いても良い。
FIG. 16 is a diagram showing an example in which the pad wear amount is estimated from the rate of change of the motor rotation angle when the brake force estimated value changes in this brake device. As described above, as the pad wear progresses, the correlation between the motor rotation angle and the brake force estimated value approaches linear. Then, one value either braking force estimated value and the motor rotation angle, in a defined value or more growing or decreasing continue conditions, when the change braking force estimated value from, for example, F 1 to F 2, the motor rotation By detecting the angle change rate Δθ (Δθ ′), it is possible to determine whether the correlation between the motor rotation angle and the estimated brake force value is maintained non-linear or close to linear, that is, the progress of pad wear.
When estimating the pad wear amount, the correlation between the motor rotation angle θ and the rate of change of each of the brake force estimation bodies F may be used. That is, a value of df / dθ at a predetermined motor rotation angle θ or a value of dθ / dF in a predetermined brake force estimation value F may be used.
図17は、このブレーキ装置において、ブレーキ力推定値とモータ回転角の相関の非線形性の強さによりパッド部摩耗量を推定する例を示す図である。図8および図17に示すように、このブレーキ装置におけるパッド部摩耗量推定手段52は、線形性判定部54と、パッド部残量検出部55とを有する。線形性判定部54は、ブレーキ力推定値とモータ回転角の相関の線形性の強さを判定する。パッド部残量検出部55は、線形性判定部54により判定される前記相関の線形性の強さが閾値以上となったブレーキ力推定値またはモータ回転角から、摩擦パッド4の各パッド部4a,4a及び4b,4b(図4)の合算摩耗量を求める。
FIG. 17 is a diagram showing an example in which the pad wear amount is estimated based on the strength of the nonlinearity of the correlation between the brake force estimated value and the motor rotation angle in this brake device. As shown in FIGS. 8 and 17, the pad portion wear amount estimating means 52 in this brake device includes a
図8に示す線形性判定部54は、ブレーキ力推定値とモータ回転角のいずれか一方に対する他方の変化率の変化を、例えば、各パラメータを2回微分することにより求めて相関の線形性の強さを検出する。このときブレーキ力推定値が極めて低い領域は、検出精度が安定しない可能性があるため、定められたブレーキ力推定値以上または定められたモータ回転角以上の条件を別途設けても良い。前記定められたブレーキ力推定値、前記定められたモータ回転角は、それぞれ試験やシミュレーション等の結果から、検出精度が安定するブレーキ力推定値の最小値、または検出精度が安定するモータ回転角の最小角を基準として定められる。
The
図18は、このブレーキ装置の各アクチュエータ2(図7)を制御する処理を示すフローチャートである。図8および図18に示すように、例えば、車両のイグニッション等をオンにする条件で本処理が開始し、ブレーキ力推定手段44がブレーキ力推定値Fbを取得する(ステップS1)。ECU32は、車輪速センサ40より車輪速を取得し(ステップS2)、この車両における車体速度を推定する(ステップS3)。
FIG. 18 is a flowchart showing a process for controlling each actuator 2 (FIG. 7) of the brake device. As shown in FIGS. 8 and 18, for example, this processing is started under the condition that the ignition of the vehicle is turned on, and the brake force estimating means 44 acquires the brake force estimated value Fb (step S < b > 1). The
次に、アンチロック制御機能部36の制御演算部43は、スリップ率を推定する(ステップS4)。その後、アンチロック制御介入判断部42は、アンチロック制御中か否かを判断する(ステップS5)。アンチロック制御中であるとの判断で(ステップS5:yes)、アンチロック制御介入判断部42は、車輪速制御を目的とした基準ブレーキ荷重Fraを求める(ステップS6)。
Next, the
前記基準ブレーキ荷重Fraは、例えば、ブレーキ力を操作量、車輪速を制御量としたフィードバック制御系から求めることができる。もしくは、車輪速と、現在のブレーキ力と、推定路面状態と、目標車輪速に到達するための車輪減速度と、から予め試験やシミュレーション等を用いて前記基準ブレーキ荷重Fraを導出するテーブル等を作成しても良い。この場合、アンチロック制御介入判断部42は、前記テーブル等から基準ブレーキ荷重Fraを導出し、この基準ブレーキ荷重Fraをフィルタリング等して目標ブレーキ力Fr´を決定する(ステップS7)。
The reference brake load Fra can be obtained from, for example, a feedback control system in which the braking force is an operation amount and the wheel speed is a control amount. Alternatively, a table or the like for deriving the reference brake load Fra from the wheel speed, the current braking force, the estimated road surface condition, and the wheel deceleration for reaching the target wheel speed using a test or simulation in advance. May be created. In this case, the antilock control
次に、パッド部摩耗量推定手段52は、各パッド部4a,4a及び4b,4b(図4)の合算摩耗量を推定する(ステップS8)。次に、パッド部摩耗量推定手段52は、回出側のパッド部4b、4b(図4)の合算摩耗量から回入側のパッド部4a,4a(図4)の合算摩耗量を減じた値が、所定値より大か否かを判断する(ステップS9)。前記所定値は、試験やシミュレーション等の結果により定められる。
Next, the pad wear amount estimation means 52 estimates the total wear amount of each
前記値が前記所定値以下のとき(ステップS9:no)、制御演算部43は、回入側のパッド部4a(図4)に対応するアクチュエータ2の制御目標値をFralの一定値に保持する。これと共に、制御演算部43は、回出側のパッド部4b(図4)に対応するアクチュエータ2の制御目標値を増減させる(ステップS10)。アンチロック制御中、前記値が前記所定値以下のときは、摩擦パッド4(図4)の偏摩耗が未だ発生していないとみなすことができる。このような摩擦パッド4(図4)の偏摩耗が発生していないとみなす場合に、回入側のパッド部4a(図4)にブレーキロータ3(図4)に引き込まれるような力が作用する現象を考慮すると、回入側のパッド部4a(図4)に対応するアクチュエータ2を一定の荷重に保持し、回出側のパッド部4b(図4)に対応するアクチュエータ2にて発生させる荷重を増減させた方が荷重制御を安定して行うことができる。
When the value is equal to or smaller than the predetermined value (step S9: no), the
次に制御装置5は制御目標値に基づくブレーキ力制御を実行し(ステップS11)、その後本処理を終了する。ステップS9において、前記値が前記所定値より大のとき(ステップS9:yes)、アンチロック制御機能部36は、摩擦係数推定部43aで推定された路面摩擦係数が所定値より大きいか否かを判定する(ステップS12)。前記所定値は試験やシミュレーション等の結果により定められる。
Next, the
前記路面摩擦係数が所定値以下との判定で(ステップS12:no)、前記ステップS10に移行する。前記路面摩擦係数が所定値より大きいとの判定で(ステップS12:yes)、アンチロック制御機能部36は、車体速推定機能部37で推定された車体速度が所定値より小さいか否かを判定する(ステップS13)。前記所定値は試験やシミュレーション等の結果により定められる。車体速度が前記所定値以上のとき(ステップS13:no)、前記ステップS10に移行する。
If it is determined that the road surface friction coefficient is equal to or less than a predetermined value (step S12: no), the process proceeds to step S10. When it is determined that the road surface friction coefficient is greater than the predetermined value (step S12: yes), the antilock
車体速度が前記所定値より小さいとき(ステップS13:yes)、制御演算部43は、回出側のパッド部4b(図4)に対応するアクチュエータ2の制御目標値をFralの一定値に保持する。これと共に、制御演算部43は、回入側のパッド部4a(図4)に対応するアクチュエータ2の制御目標値を増減させる(ステップS14)。その後ステップS11に移行する。以上説明したように、アンチロック制御中、パッド残量差が前記所定値より大きい場合、摩擦パッド4(図4)の偏摩耗が進行しているとみなすことができる。このような場合に、路面摩擦係数が定められた値より大きく、且つ、前記車体速度が定められた車体速度より小さいとき、回入側のパッド部4a(図4)のアクチュエータ2の荷重を増減することで、回入側と回出側のパッド部4a,4b(図4)の摩耗量を均一に均し、摩擦パッド4(図4)の偏摩耗を未然に防止することができる。よって、摩擦パッド4(図4)の偏摩耗の進行に起因する引き摺りトルクを低減することができると共に、摩擦パッド4(図4)の交換時期を遅らせることができる。
When the vehicle body speed is smaller than the predetermined value (step S13: yes), the
ステップS5において、アンチロック制御中ではないとの判断で(ステップS5:no)、制御演算部43は各アクチュエータ2の制御目標値を要求ブレーキ力に設定する(ステップS15)。次に、制御演算部43は、推定されたスリップ率が所定値より大きいか否かを判定する(ステップS16)。前記所定値は試験やシミュレーション等の結果により定められる。スリップ率が前記所定値以下のとき(ステップS16:no)、ステップS11に移行する。スリップ率が前記所定値より大との判定で(ステップS16:yes)、アンチロック制御機能部36によるアンチロック制御に移行する(ステップS17)。その後ステップS11に移行する。
If it is determined in step S5 that the antilock control is not being performed (step S5: no), the
以上説明したブレーキ装置によれば、モータ駆動制御部51は、ブレーキ指令に対してブレーキ力を追従制御する。アンチロック制御機能部36はアンチロック制御を行う。このアンチロック制御を実行しているとき、アンチロック制御機能部36は、一方のアクチュエータ2にて発生させる荷重を一定に制御する。これと共にアンチロック制御機能部36は、車輪の滑り量を抑制するように、他方のアクチュエータ2にて発生させる荷重を増減させる制御を行う。これにより制動挙動を安定化することができる。またアンチロック制御を実行しているとき、前記一方のアクチュエータ2にて発生させる荷重を一定に制御する分、両アクチュエータ2,2にて発生させる荷重をそれぞれ増減させる制御を行うよりも、トータルでの消費電力を抑制することができる。
According to the brake device described above, the motor
アンチロック制御機能部36によりアンチロック制御を実行しているとき、路面状態の変化により例えば路面摩擦係数が上昇すると、アンチロック制御機能部36は、この上昇した路面摩擦係数の推定値に応じて前記一定の荷重を大きくする。逆に路面摩擦係数が下降すると、アンチロック制御機能部36は、この下降した路面摩擦係数の推定値に応じて前記一定の荷重を小さくする。これにより最低限必要なブレーキ力を確保することができる。
When the anti-lock control is executed by the anti-lock
摩擦パッド4とブレーキロータ3とが接触すると互いの摩擦によって、回入側のパッド部には、回出側のパッド部と比較して、ブレーキロータに引き込まれるような力が作用する。これにより回入側のパッド部4a,4aが、回出側のパッド部4b、4bよりも、より摩耗するような偏摩耗を生じる場合がある。この場合、回入側のパッド部4a,4aに対応するアクチュエータ2を、荷重を増減させるアクチュエータに決定することで、回入側と回出側のパッド部4a,4bの摩耗量を均一に均し、摩擦パッド4の偏摩耗を未然に防止することができる。よって、摩擦パッド4の偏摩耗の進行に起因する引き摺りトルクを低減することができると共に、摩擦パッド4の交換時期を遅らせることができる。
When the
他の実施形態について説明する。
以下の説明においては、各形態で先行する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号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
Another embodiment will be described.
In the following description, the same reference numerals are assigned to the portions corresponding to the matters described in the preceding forms in each embodiment, and overlapping descriptions are omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described in advance unless otherwise specified. The same effect is obtained from the same configuration. Not only the combination of the parts specifically described in each embodiment, but also the embodiments can be partially combined as long as the combination does not hinder.
図19は、他の実施形態に係るブレーキ装置の断面図であり、図20は同ブレーキ装置の制御系のブロック図である。図19に示すように、各アクチュエータ2は、流体を媒体として前記各ピストン56をそれぞれ駆動させる流体圧式の駆動部58を有するものとしても良い。各駆動部58は、油圧室57(59)が形成されるホイールシリンダ60と、ピストン56とを有する油圧シリンダから成る。一つのホイールシリンダ60に二つのピストン56,56が互いに平行に配置される。これらピストン56,56がそれぞれ独立した油路(1),(2)により進退自在に構成される。
FIG. 19 is a cross-sectional view of a brake device according to another embodiment, and FIG. 20 is a block diagram of a control system of the brake device. As shown in FIG. 19, each
図19,図20に示すように、このブレーキ装置が搭載される車両の車体(図示せず)に、流体圧式の駆動源61が設けられる。駆動源61は、油圧ポンプ61aと、この油圧ポンプ61aを駆動させるモータ61bとを有する。
油圧ポンプ61aの吐出口は、油路(1),(2)に分岐される。油路(1),(2)の配管途中に、増圧リニア弁62,62がそれぞれ介在されている。油路(1),(2)は、それぞれホイールシリンダ60の油圧室57,59に配管接続されている。
As shown in FIGS. 19 and 20, a fluid pressure type drive source 61 is provided in a vehicle body (not shown) of a vehicle on which the brake device is mounted. The drive source 61 includes a hydraulic pump 61a and a motor 61b that drives the hydraulic pump 61a.
The discharge port of the hydraulic pump 61a is branched into oil passages (1) and (2). Intensified
ブレーキ操作手段38の操作量に応じて変化するセンサ38aの出力に応じて、制御装置5Aは、駆動信号の大きさを変化させる。増圧リニア弁62は、常態が「閉」のいわゆるノーマルクローズドバルブであり、制御装置5Aから駆動信号を与えられると、駆動信号の大きさに応じて開度を変化させる。これにより、ホイールシリンダ60の各油圧室57,59の油圧は、対応する増圧リニア弁62の開度に応じて変化する。したがって、摩擦パッド4がブレーキロータ3と接触して制動力を発生させる。
The
アンチロック制御機能部36によりアンチロック制御を実行しているとき、アンチロック制御機能部36は、いずれか一方のアクチュエータ2にて発生させる油圧を一定に制御し、車輪速および車体速度に基づいて、他方のアクチュエータ2にて発生させる油圧を増減させる制御を行う。各増圧リニア弁62,62の下段には、各油圧室57,59の油圧を検出する油圧センサ63,64がそれぞれ設けられている。これら油圧センサ63,64の検出値は制御装置5Aにそれぞれ入力される。
When the anti-lock control is executed by the anti-lock
また、油路(1),(2)の経路上に流量計Sb1,Sb2をそれぞれ設置し、これら流量計Sb1,Sb2により流体の流量を検出し、各検出値は制御装置5Aにそれぞれ入力される。更に、各駆動部58にストロークセンサSa1,Sa2を設け、これらストロークセンサSa1,Sa2によりピストン56,56の移動量を制御装置5Aにそれぞれ入力する。
Further, flow meters Sb1 and Sb2 are installed on the oil passages (1) and (2), respectively, and the flow rate of the fluid is detected by these flow meters Sb1 and Sb2, and each detected value is input to the
制御装置5Aは、油圧センサ63,64の検出値及び流量計Sb1,Sb2或いはストロークセンサSa1,Sa2の検出値から算出したピストン56,56の移動量から、各パッド部4a,4a及び4b,4bの合算摩耗量の差を算出する。具体的には、回出側のパッド部4b,4bの合算摩耗量から回入側のパッド部4a,4aの合算摩耗量を減じる。制御装置5Aは、算出した合算摩耗量の差が所定値より大か否かを判定する(図18ステップS9参照)。パッド部4a,4a及び4b,4bの摩耗量は、図14〜17の横軸をピストン移動量として検出すれば良い。
The
これら検出値の差と各パッド部4a,4aの摩耗量の差との関係は試験やシミュレーション等の結果により定められる。尚、流量計Sb1,Sb2及びストロークセンサSa1,Sa2のいずれか一方のみを用いて、ピストン移動量を算出しても良い。
制御装置5Aは、アンチロック制御中、前述の合算摩耗量の差が所定値より大か否かの判定結果に応じて、油圧を一定に制御する一方のアクチュエータ2を特定すると共に油圧を増減させる制御を行う他方のアクチュエータ2を特定する(図18ステップS10,S14等参照)。図19,図20の構成においても前述の実施形態と同様の作用効果を奏する。
The relationship between the difference between these detected values and the difference in the amount of wear of each
During the anti-lock control, the
荷重を増減させるアクチュエータは、回出側のパッド部に対応するアクチュエータであっても良い。前述の、回入側のパッド部にブレーキロータに引き込まれるような力が作用する現象を考慮すると、回入側のパッド部に対応するアクチュエータを一定の荷重に保持し、回出側のパッド部に対応するアクチュエータにて発生させる荷重を増減させた方が荷重制御を安定して行うことができる。 The actuator that increases or decreases the load may be an actuator corresponding to the pad portion on the delivery side. In consideration of the phenomenon that the force that is pulled into the brake rotor acts on the pad portion on the return side, the actuator corresponding to the pad portion on the return side is held at a constant load, and the pad portion on the return side The load control can be stably performed by increasing or decreasing the load generated by the actuator corresponding to.
アンチロック制御機能部36は、車体速度、路面摩擦係数、および摩擦パッド4における偏摩耗量を勘案し、車輪速推定手段で推定される車輪速によって、荷重を増減させるアクチュエータ2を決定しても良い。この場合、アンチロック制御機能部36は、時々刻々と変化する車両の状態に応じて、荷重を増減させる制御対象のアクチュエータ2を適宜変更することができる。前記車両の状態とは、車体速度、路面摩擦係数、偏摩耗量、および車輪速である。
The anti-lock
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 As mentioned above, although the form for implementing this invention based on embodiment was demonstrated, embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
2…アクチュエータ
4…摩擦パッド
4a,4b…パッド部
5,5A…制御装置
11…電動モータ
12…直動機構
18…直動部(ピストン)
36…アンチロック制御機能部
37…車体速推定機能部
43a…摩擦係数推定部
51…モータ駆動制御部(通常制御部)
55…パッド部残量検出部
56…ピストン
58…駆動部
2 ...
36 ... Anti-lock
55 ... Pad part remaining
Claims (9)
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、
二つのピストンをそれぞれ含み、これら二つのピストンにより一つの前記摩擦パッドを前記ブレーキロータに対して当接離隔させる駆動を行う二つのアクチュエータと、
与えられたブレーキ指令に従い前記二つのアクチュエータを制御する制御装置と、を備えたブレーキ装置において、
制動操作を行う車輪の速度である車輪速を推定する車輪速推定手段と、
車体速度を推定する車体速推定機能部と、が設けられ、
前記制御装置は、
前記ブレーキ指令に対してブレーキ力を追従制御する通常制御部と、
前記車輪の接地路面に対する滑りを検出して滑り量を抑制するアンチロック制御を行うアンチロック制御機能部と、を有し、
このアンチロック制御機能部によりアンチロック制御を実行しているとき、前記アンチロック制御機能部は、いずれか一方のアクチュエータにて発生させる荷重を一定に制御し、前記車輪速推定手段で推定される前記車輪速および前記車体速推定機能部で推定される前記車体速度に基づいて、前記滑り量を抑制するように他方のアクチュエータにて発生させる荷重を増減させる制御を行うことを特徴とするブレーキ装置。 A brake rotor,
A friction pad that contacts the brake rotor and generates a braking force;
Two actuators each including two pistons, and two actuators for driving the one friction pad against and separating from the brake rotor by the two pistons;
A brake device comprising: a control device that controls the two actuators according to a given brake command;
Wheel speed estimation means for estimating a wheel speed that is a speed of a wheel for performing a braking operation;
A vehicle body speed estimation function unit for estimating the vehicle body speed,
The controller is
A normal control unit for controlling the brake force to follow the brake command;
An anti-lock control function unit that performs anti-lock control that detects slippage of the wheel with respect to the ground road surface and suppresses the slip amount; and
When antilock control is being executed by the antilock control function unit, the antilock control function unit controls the load generated by any one of the actuators to be constant and is estimated by the wheel speed estimation means. A brake device that performs control to increase or decrease a load generated by the other actuator so as to suppress the slippage based on the wheel speed and the vehicle body speed estimated by the vehicle body speed estimation function unit. .
前記アンチロック制御機能部は、前記各パッド部残量検出部で検出された残量の差が前記定められた値より大きい場合に、前記摩擦係数推定部で推定される路面摩擦係数が定められた値より大きく、且つ、前記車体速推定機能部で推定される前記車体速度が定められた車体速度より小さいとき、前記回転方向下流側に位置するパッド部に対応するアクチュエータの荷重を一定に制御し、前記回転方向上流側に位置するパッド部に対応するアクチュエータの荷重を増減させるブレーキ装置。 The brake device according to claim 6, wherein the anti-lock control function unit includes a friction coefficient estimation unit that estimates a road surface friction coefficient according to a predetermined condition.
The anti-lock control function unit determines a road surface friction coefficient estimated by the friction coefficient estimation unit when a difference between the remaining amounts detected by the pad portion remaining amount detection units is larger than the predetermined value. When the vehicle body speed estimated by the vehicle body speed estimation function unit is smaller than a predetermined vehicle body speed, the load of the actuator corresponding to the pad portion located downstream in the rotational direction is controlled to be constant. And the brake device which increases / decreases the load of the actuator corresponding to the pad part located in the said rotation direction upstream.
8. The brake device according to claim 1, wherein each actuator includes an electric motor and a linear motion mechanism that converts a rotational motion of the electric motor into a linear motion of each piston. 9. Brake device.
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