JP2018058530A - Electric-brake control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の電動ブレーキ装置に採用される電動ブレーキ制御装置に関するものである。 The present invention relates to an electric brake control device used in an electric brake device for a vehicle.
車両の電動ブレーキ装置には、電動ブレーキ制御装置が制御する電流によるモータの回転によって、制動部材を押圧するピストンを前進させるものが知られている。このように制御される電動ブレーキ装置においては、ピストンを後退させるための戻しバネが設けられる場合がある。例えば、特許文献1には、電動ブレーキ装置の作動を解除する際にモータの回転を補助する戻しバネを有する電動ブレーキ装置が開示されている。 2. Description of the Related Art An electric brake device for a vehicle is known in which a piston that presses a braking member is advanced by rotation of a motor by an electric current controlled by the electric brake control device. In the electric brake device controlled in this way, a return spring for retracting the piston may be provided. For example, Patent Literature 1 discloses an electric brake device having a return spring that assists the rotation of the motor when the operation of the electric brake device is released.
上記のような電動ブレーキ装置においては、ピストンが十分に後退せず走行抵抗が発生すると燃費が悪化するため、ピストンを後退させる戻しバネが正常に作動しているか否かを検知する必要がある。 In the electric brake device as described above, if the piston is not sufficiently retracted and a running resistance is generated, the fuel consumption is deteriorated. Therefore, it is necessary to detect whether or not the return spring for retracting the piston is operating normally.
本発明の目的は、ピストンを後退させるための戻しバネの状態を検出することが可能な電動ブレーキ制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an electric brake control device capable of detecting the state of a return spring for retracting a piston.
上記課題を解決するために、本発明においては、モータ出力軸の第1回転方向への回転によってピストンをパッドに押し付ける方向に前記ピストンを移動させるモータの通電状態を示す通電状態関係量を取得する取得部と、前記モータ出力軸の前記第1回転方向への回転によって弾性エネルギーを蓄積するバネであって、前記弾性エネルギーの開放によって前記モータ出力軸を前記第1回転方向と反対方向である第2回転方向に回転させるピストン戻しバネの異常を検出する異常検出部と、を備える電動ブレーキ制御装置であって、前記異常検出部は、前記ピストンが前記パッドに押し付けられて前記パッドに軸力が及ぼされるときまでに前記取得部によって取得された前記通電状態関係量に基づいて、前記ピストン戻しバネの異常を検出するものであることを特徴とする電動ブレーキ制御装置が実現される。 In order to solve the above-described problem, in the present invention, an energization state-related amount indicating an energization state of a motor that moves the piston in a direction in which the piston is pressed against the pad by rotation of the motor output shaft in the first rotation direction is acquired. An acquisition unit; and a spring that accumulates elastic energy by rotation of the motor output shaft in the first rotation direction, wherein the motor output shaft is in a direction opposite to the first rotation direction by releasing the elastic energy. An abnormality detection unit that detects an abnormality of a piston return spring that rotates in two rotation directions, wherein the abnormality detection unit has an axial force applied to the pad when the piston is pressed against the pad. An abnormality of the piston return spring is detected on the basis of the energized state relation amount acquired by the acquisition unit until it is exerted. Electric brake control device can be realized, characterized in that those.
上記のように構成したことにより、前記モータ出力軸が第1回転方向に回転するとき、前記ピストン戻しバネが前記弾性エネルギーを蓄積する。このとき、前記モータ出力軸には、前記モータによる前記第1回転方向に回転させられる力と、前記戻しバネによる前記第2回転方向に回転させられる力が及ぼされている。
したがって、前記ピストン戻しバネが正常である場合と異常である場合では、前記モータ出力軸を前記第2回転方向に回転させる力が異なるため、前記ピストンがパッドに押し付けられて前記パッドに軸力が及ぼされるときまでに取得される前記モータの前記通電状態関係量が異なる。そのため、前記モータの前記通電状態関係量に基づいて、前記ピストン戻しばねの異常を検出することができる。
With the above configuration, when the motor output shaft rotates in the first rotation direction, the piston return spring accumulates the elastic energy. At this time, a force that is rotated in the first rotation direction by the motor and a force that is rotated in the second rotation direction by the return spring are exerted on the motor output shaft.
Accordingly, when the piston return spring is normal and abnormal, the force that rotates the motor output shaft in the second rotational direction is different, and therefore the piston is pressed against the pad and the axial force is applied to the pad. The energization state-related quantities of the motors obtained up to when they are applied are different. Therefore, the abnormality of the piston return spring can be detected based on the energized state related quantity of the motor.
また、前記電動ブレーキ制御装置は、前記通電状態関係量が、前記モータに供給された電流値に関係する量であり、前記異常検出部が、前記ピストンが第1位置から前記第1位置より前記パッドに近い第2位置まで移動したときの前記ピストンの移動量に対する前記電流値の増加勾配が、設定値以下である場合に前記ピストン戻しバネの異常を検出するものとすることができる。 Further, in the electric brake control device, the energization state-related amount is an amount related to a current value supplied to the motor, and the abnormality detection unit detects the piston from the first position to the first position. An abnormality of the piston return spring may be detected when an increasing gradient of the current value with respect to the movement amount of the piston when moving to a second position close to the pad is equal to or less than a set value.
また、前記通電状態関係量が、前記モータに供給された電力量に関係する量であり、前記異常検出部が、前記ピストンと前記パッドの間の距離が最大になる位置から前記ピストンが前記パッドに押し付けられて前記パッドに前記軸力が及ぼされる位置まで前記ピストンを移動させるために必要な前記電力量が、設定値以下である場合に前記ピストン戻しバネの異常を検出するものとすることができる。 Further, the energized state related amount is an amount related to the amount of electric power supplied to the motor, and the abnormality detecting unit detects that the piston is at the pad from the position where the distance between the piston and the pad is maximized. An abnormality of the piston return spring is detected when the amount of electric power necessary to move the piston to a position where the axial force is exerted on the pad by being pressed against the pad is equal to or less than a set value. it can.
前記ピストンの前記通電状態関係量を取得することにより、前記戻しバネが正常であるか否かを検出することができる。 It is possible to detect whether or not the return spring is normal by acquiring the energization state related amount of the piston.
以下、本発明を実施するための形態について図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1実施形態の電動ブレーキ制御装置10が適応された電動ブレーキシステム2の全体構成を示す模式図である。
図1に示すように、電動ブレーキシステム2は、図示しないブレーキペダル、ストロークセンサ6、ブレーキスイッチ7、バッテリ8、電動ブレーキ制御装置10、および電動ブレーキ装置12を備える。電動ブレーキ装置12は、車両の各車輪に設けられる。車両の右前輪、左前輪、右後輪、および左後輪には、電動ブレーキ装置12FR、12FL、12RR、12RLがそれぞれ設けられている。電動ブレーキ装置12FR、12FL、12RR、12RLの各々は、同様の構成であるため、ここでは電動ブレーキ装置12FRについて説明する。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an
As shown in FIG. 1, the
ストロークセンサ6は、ブレーキペダルのストローク量を検出するものである。ブレーキスイッチ7は、ブレーキペダルが踏込まれたことを検知するものであり、ブレーキペダルが踏込まれるとONになる。バッテリ8は、電動ブレーキ制御装置10および電動ブレーキ装置12に接続されている。電動ブレーキ制御装置10は、制御部13を含む。制御部13は、CPU、ROM、RAM、通信インターフェース等を備え、ROMに記録されたプログラムがCPUに実行されることにより、各種制御を行なう。
制御部13には、ストロークセンサ6、駆動回路14、電流検出部15、レゾルバ50、および荷重センサ86が接続されている。レゾルバ50と荷重センサ86の詳細は後述する。駆動回路14には後述のモータ32が接続されており、駆動回路14は、制御部13から送信される指令に基づいてモータ32に電流を出力する。モータ32に供給された電流は、電流検出部15によって検出される。
The stroke sensor 6 detects the stroke amount of the brake pedal. The brake switch 7 detects that the brake pedal has been depressed, and is turned on when the brake pedal is depressed. The battery 8 is connected to the electric
The
図2は、電動ブレーキ装置12FRを、水平面に沿って切断したときの断面図である。図2において、車両の進行方向を基準として車両の前後方向を規定し、車両の車幅方向に対応させて左右方向を規定する。
図2に示すように、電動ブレーキ装置12は、キャリパ16、キャリパ16にそれぞれ保持される1対のブレーキパッド18およびピストン駆動装置20を備える。キャリパ16には、左右方向に平行な軸を有する円筒状部材であるスライダ22が設けられている。スライダ22の各々の内周部には、車体側(車輪側)に固定された1対のガイドピン24がそれぞれ挿入されている。1対のガイドピン24は左右方向に平行であり、スライダ22は、1対のガイドピン24の外周面に対して摺動可能に形成されている。つまり、キャリパ16は、車体に対して左右方向に移動可能に取り付けられている。
1対のブレーキパッド18は、キャリパ16に保持され、車輪とともに回転するブレーキロータ26を左右方向から挟み込む。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the electric brake device 12FR when cut along a horizontal plane. In FIG. 2, the front-rear direction of the vehicle is defined with reference to the traveling direction of the vehicle, and the left-right direction is defined in correspondence with the vehicle width direction of the vehicle.
As shown in FIG. 2, the
The pair of
ピストン駆動装置20は、ハウジング30、モータ32、直動変換機構34、ピストン36、および渦巻きバネ38を備える。ハウジング30は、キャリパ16の内周部に固定されている。モータ32は、ハウジング30の内周部に配置される。モータ32は、ハウジング30の内周面に周方向に配列された複数のコイル40と、コイル40の内側に設けられた回転子42を含む。回転子42は、円筒状部材であり、回転子42の中心軸である軸線Lが、左右方向に平行になるように配置されている。
回転子42は、ハウジング30の左端部に設けられたベアリング46によって、ハウジング30に対して回転可能に支持されている。回転子42の下端部の内周面には、複数の溝44が形成され、複数の溝44は、後述のフランジ部62が有する複数の突条64と係合する。回転子42の外周面には、複数のコイル40に対向する複数の磁石48が周方向に配列されている。モータ32においては、回転子42と磁石48がローターとして機能するため、回転子42が軸線L周りに回転する。回転子42の回転角は、ハウジング30の内周面に固定されたレゾルバ50によって検出される。
The
The
直動変換機構34は、モータ32の回転運動をピストン36の直線運動に変換するものである。直動変換機構34は、モータ32の回転子42の内周部に設けられ、出力筒52、入力軸54、および複数の遊星ローラ56を含む。
出力筒52は、軸が軸線Lに一致するように回転子42の内周部に設けられている。出力筒52の外周面が支持部58に支持されることにより、出力筒52はハウジング30に対して左右方向に摺動可能に支持されている。支持部58は、円環状に形成され、ハウジング30の内周面に固定されている。支持部58の内周部と出力筒52の間は、シール部材によってシールされている。
入力軸54は、出力筒52の内周部に配置されており、ベアリング46によって、ハウジング30に対して軸線L周りに回転可能に支持されている。入力軸54と出力筒52の間には、複数の遊星ローラ56が配置される。複数の遊星ローラ56は、出力筒52によって支持される図示しないキャリアによって、自転可能に保持されている。
The linear
The
The
出力筒52の右端部の内周部には、ピストン36が嵌め込まれており、出力筒52とピストン36は一体的に移動する。そのため、ピストン36は、ハウジング30に対して左右方向に移動可能である。ピストン36が右方に移動するときは、ピストン36はブレーキパッド18に近づき、ピストン36が左方に移動するときは、ピストン36はブレーキパッド18から遠ざかる。
入力軸54は、回転軸が軸線Lと一致するように配置され、出力筒52の内部に配置される軸部60と、軸部60の左端に固定されるフランジ部62を備える。フランジ部62の外周面には、対向する回転子42の内周面の複数の溝44に対応する位置に、左右方向に平行な複数の突条64が形成されている。複数の突条64は、複数の溝44に入り込んで係合している。そのため、フランジ部62は、回転子42の回転に伴って回転する。フランジ部62の左方の側面には、バネ巻軸66が左右方向に平行になるように固定されている。バネ巻軸66の周りには、渦巻きバネ38が配置されている。渦巻きバネ38の詳細は後述する。フランジ部62の右方の側面には、回転子42の内周面に固定された抜け留め部材が当接し、入力軸54の回転子42に対する右方への移動が制限されている。
A
The
出力筒52、入力軸54および複数の遊星ローラ56には、それぞれネジ部とはすば歯車部が形成され、軸線Lに沿ってネジ状歯車機構68とはすば状歯車機構70がそれぞれ構成されている。出力筒52の内周部の左方に形成された出力ネジ部72、入力軸54の外周部の左方に形成された入力ネジ部74、および複数の遊星ローラ56の外周部の左方に形成された遊星ネジ部76は、互いに螺合してネジ状歯車機構68を構成している。出力筒52の出力ネジ部72と右端の間に形成された出力はすば歯車部78、入力軸54の右端部に形成された入力はすば歯車部80、および複数の遊星ローラ56の右端部に形成された遊星はすば歯車部82は、互いに噛合してはすば状歯車機構70を構成している。
ネジ状歯車機構68のネジの条数とはすば状歯車機構70の歯数について、以下の表1の通り定義する。
The number of threads of the
ネジ状歯車機構68とはすば状歯車機構70は、以下の式1および式2を満足させるように形成される。
Zns/Zps=Zn/Zp ……(1)
Zss/Zps≠Zs/Zp ……(2)
本実施形態における直動変換機構34では、式2に示すように、入力ネジ部74の条数Zssと遊星ネジ部76の条数Zpsの比が、入力はすば歯車部80の歯数Zsと遊星はすば歯車部82の歯数Zpの比と異なり、かつ、式1に示すように出力ネジ部72の条数Znsと遊星ネジ部76の条数Zpsの比が、出力はすば歯車部78の歯数Znと遊星はすば歯車部82の歯数Zpの比と等しくなる。
入力軸54が回転すると、入力ネジ部74と遊星ネジ部76の間と、入力はすば歯車部80と遊星はすば歯車部82の間で回転角度の差が発生しようとする。しかし、入力軸54および複数の遊星ローラ56のネジおよびはすば状歯車は相互に一体であるため、回転角度の差が発生せず、回転角度の差を吸収するように出力筒52および複数の遊星ローラ56が、入力軸54に対して軸線方向に変位する。また、このとき、複数の遊星ローラ56は、出力筒52に対して軸線方向へ相対移動することはない。なお、直動変換機構34の詳細は、特許登録第4186969号公報に記載されている。
The
Zns / Zps = Zn / Zp (1)
Zss / Zps ≠ Zs / Zp (2)
In the linear
When the
この機構は、遊星ローラ式の減速機構を有するものであり、大きな変速比を得られるため、モータに低トルクの小型モータを採用することができる。一方で、逆効率が低いため、ピストン36をブレーキパッド18から引き離す方向に移動させるための渦巻きバネ38が設けられている。
図2に示すように、渦巻きバネ38は、ベアリング46のハウジング側の軌道盤の中空部84に設けられる。渦巻きバネ38の内側の端部はバネ巻軸66に固定され、外側の端部は中空部84の内周面に固定されている。渦巻きバネ38は、バネ巻軸66の第1回転方向への回転に伴って弾性エネルギーを蓄積し、弾性エネルギーを増大させる。また、渦巻きバネ38は、弾性エネルギーが蓄積された状態からバネ巻軸66を第2回転方向に回転させることにより、蓄積された弾性エネルギーを減少させる(開放させる)。
This mechanism has a planetary roller type speed reduction mechanism, and a large gear ratio can be obtained. Therefore, a small motor with low torque can be adopted as the motor. On the other hand, since the reverse efficiency is low, a
As shown in FIG. 2, the
荷重センサ86は、ハウジング30の左端の内面に設けられる。荷重センサ86の一部は、ベアリング46とハウジング30の間に位置するように配置されている。ピストン36がブレーキパッド18に押し付けられたとき、ブレーキパッド18からピストン36に及ぼされる反力は、入力軸54およびベアリング46を介して、荷重センサ86に伝達される。したがって、ブレーキパッド18がブレーキロータ26に押し付けられているときの荷重センサ86の値に基づいて、電動ブレーキ装置12の制動力を検出することができる。荷重センサ86には、例えば、ベアリング46からハウジング30の左端の内面に力が及ぼされたときのハウジング30の左端の内面の変形量を、荷重として検出するひずみゲージが挙げられる。
The
<電動ブレーキ装置12の作動>
ブレーキペダルが踏込まれると、電動ブレーキ制御装置10によってモータ32が駆動され、ピストン36をブレーキパッド18に近づける方向に移動させるときの回転方向である第1回転方向に回転子42が回転する。回転子42が回転すると、フランジ部62に回転方向の力が伝達され、入力軸54が第1回転方向に回転する。これにより、複数の遊星ローラ56が回転し、ネジ状歯車機構68およびはすば状歯車機構70によって複数の遊星ローラ56と出力筒52がブレーキパッド18に向かって移動する。また、入力軸54の第1回転方向への回転により、渦巻きバネ38がバネ巻軸66に巻き付けられる。これにより、渦巻きバネ38は、入力軸54を第1回転方向の反対方向である第2回転方向に回転させようとする弾性エネルギーを蓄積する。
ピストン36は、出力筒52と一体的にブレーキパッド18に向かって移動し、ブレーキパッド18に押し付けられる。ピストン36の軸力がブレーキパッド18に及ぼされることにより、ブレーキパッド18がブレーキロータ26に向かって移動し、ブレーキパッド18がブレーキロータ26を押圧したとき、車輪の回転が制動される。
<Operation of
When the brake pedal is depressed, the
The
その後、ブレーキペダルが戻されると、電動ブレーキ制御装置10によって回転子42が第2回転方向に回転させられる。このとき、渦巻きバネ38に蓄積された弾性エネルギーが放出され、渦巻きバネ38は、第2回転方向の力をバネ巻軸66に及ぼす。渦巻きバネ38が第2回転方向の力を付加することにより、出力筒52および複数の遊星ローラ56が、ブレーキパッド18から離れる方向に移動する。出力筒52とともにピストン36がブレーキパッド18から離れる方向に移動し、ピストン36がブレーキパッド18から離されたとき、車輪の回転の制動が解除される。
Thereafter, when the brake pedal is returned, the electric
<電流値Iに基づく渦巻きバネ38の状態検出>
図3は、ピストン36のストローク量Sと、モータ32に供給された電流値Iの関係を示す図である。図3における点Oは、ピストン36がブレーキパッド18から離間し、かつ、ピストン36がブレーキパッド18に向かってある程度の距離を移動可能な位置を示す。また、ストローク量Sは、ピストン36が移動し始める位置である点Oからブレーキパッド18に向かって移動した距離を示す。また、ピストン36がブレーキパッド18に向かって移動し、ブレーキパッド18に当たるときのピストン36のストローク量Sが、ストローク量Saである。実線Aは、渦巻きバネ38が正常な状態におけるストローク量Sと電流値Iの関係を示し、一点鎖線Bは、渦巻きバネ38に塑性変形や脱落等の異常が発生した状態におけるストローク量Sと電流値Iの関係を示す。
渦巻きバネ38に異常が発生した場合、渦巻きバネ38が第1回転方向に巻き付けられるときに蓄積される弾性エネルギーが、正常時より小さくなる。つまり、バネ巻軸66を第2回転方向に回転させようとする力が正常時よりも小さいため、ストローク量Sに対する電流値Iは正常時よりも小さくなる。そのため、点Oからストローク量Saまでの間のストローク量Sと電流値Iの関係は、図3の実線Aよりも傾きが小さい一点鎖線Bで表される。
<Detection of state of
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the stroke amount S of the
When an abnormality occurs in the
ストローク量Saよりもストローク量Sが大きくなると、ブレーキパッド18からピストン36に反力が及ぼされる。渦巻きバネ38の弾性エネルギーの大きさは、反力の大きさに比べて極小さなものであるため、直線の傾きにほぼ影響しなくなる。
以上より、電動ブレーキ制御装置10は、ピストン36がブレーキパッド18に押し付けられてブレーキパッド18に軸力が及ぼされるときまでの電流値Iに基づいて、渦巻きバネ38が正常か否かを判断する。
なお、点Oは、ピストン36がブレーキパッド18から離間した状態となるピストン36の位置を示すものであり、必ずしもピストン36とブレーキパッド18の間の距離が最大になるピストン36の位置を示すものではない。
When the stroke amount S becomes larger than the stroke amount Sa, a reaction force is exerted on the
As described above, the electric
The point O indicates the position of the
図4は、電動ブレーキ制御装置10において実行される渦巻きバネ38の状態検出処理を示すフローチャートである。この処理は、例えば、乗員がブレーキペダルを操作していないときであって、ブレーキペダルの操作終了時から所定期間が経過したときに開始される。電動ブレーキ制御装置10は、ステップ1(以下、「S1」と略称する。他のステップについても同様とする。)において、ピストン36を開始位置に戻す。開始位置は、ピストン36がブレーキパッド18から離間し、かつ、ピストン36がブレーキパッド18に向かってある程度の距離を移動可能となる位置であり、図3の点Oに相当する。
つぎに、S3において、電動ブレーキ制御装置10は、ピストン36のストローク量Sをゼロにリセットする。S5において、電動ブレーキ制御装置10は、ブレーキペダルが踏込まれて図示しないブレーキスイッチ7の信号がON信号になったか否かを判断する。ブレーキスイッチ7の信号がON信号でない場合はS7に進み、ON信号である場合はフローに基づく状態検出処理を終了する。
FIG. 4 is a flowchart showing the state detection process of the
Next, in S3, the electric
S7において、電動ブレーキ制御装置10は、予め設定された電流値Iである第1電流値の電流をモータ32に供給する。つぎに、電動ブレーキ制御装置10は、レゾルバ50から受信した信号から、モータ32がピストン36を点Oから移動させたときから現在までの回転角を積算する。電動ブレーキ制御装置10は、算出された回転角の値に、予め設定された回転角の単位量あたりのピストン36のストローク量Sを積算することで、ピストン36の点Oから現在までのストローク量Sを算出する。現在までのストローク量Sが予め設定された第1電流値に対する第1ストローク量S1に達していない場合は、モータ32にさらに電流が供給され、現在までのストローク量Sが第1ストローク量S1に達したときの電流値I1が記憶される。
In S <b> 7, the electric
S9において、電動ブレーキ制御装置10は、S7において記憶された電流値Iの数が、設定された数に達したか否かを判断する。S7において記憶される電流値Iの数は、センサのばらつき等を考慮して設定されている。例えば、設定された電流値Iの数が3個であるとき、電動ブレーキ制御装置10は、この3個の電流値Iが記憶されているか否かを判断する。3個の電流値Iが記憶されている場合は、S13に進み、3個の電流値Iが記憶されていない場合は、S7に戻る。
電動ブレーキ制御装置10は、S7において、モータ32に供給する電流値Iを、電流値I1の電流から第2ストローク量S2に達するまで少しずつ増加させる。ストローク量Sが第2ストローク量S2に達したとき、電流値I2が記憶され、S9に進む。S7からS9の処理は、電流値I3が記憶されるまで繰り返される。
In S9, the electric
Electrically powered
S11において、電動ブレーキ制御装置10は、S7において記憶された3個の電流値I1,I2,I3を用いてストローク量Sに対する電流値Iの傾きを計算する。つぎに、S13において、電動ブレーキ制御装置10は、渦巻きバネ38が正常なときのストローク量S1,S2,S3に対する電流値I1,I2,I3の傾きとして設定された設定値と、S11において算出された傾きの計算値との差が、閾値よりも大きいか否かを判断する。設定値と計算値の差が閾値よりも小さい場合は、渦巻きバネ38が正常であると判断され、フローに基づく状態検出処理が終了される。設定値と計算値の差が閾値よりも大きい場合は、渦巻きバネ38が異常であると判断され、S15において警告が出された後、フローに基づく状態検出処理が終了される。
In S11, the electric
以上のように、本実施形態において、入力軸54が第1回転方向に回転したとき、渦巻きバネ38が弾性エネルギーを蓄積し、渦巻きバネ38が、入力軸54を第2回転方向に回転させようとする力を入力軸54に及ぼす。したがって、渦巻きバネ38の入力軸54を第2回転方向に回転させようとする力が、塑性変形等により小さくなった場合、ピストン36がブレーキパッド18に向かって移動するときのストローク量Sに対する電流値Iの傾きが正常時に比べて小さくなる。そのため、ストローク量Sに対する電流値Iの傾きと正常時のストローク量Sに対する電流値Iの傾きを比較することにより、渦巻きバネ38が正常であるか否かを判断することができる。
<第2実施形態>
As described above, in this embodiment, when the
Second Embodiment
以下、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、渦巻きバネ38の状態検出の方法が第1実施形態と異なるものである。本実施形態における電動ブレーキ制御装置10および電動ブレーキ装置12等の構成は、第1実施形態と同一であるため、説明を省略する。
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is different from the first embodiment in the method of detecting the state of the
<電力量Wに基づく渦巻きバネ38の状態検出>
図5は、ピストン36のストローク量Sと、モータ32に供給された電流値Iの関係に基づいて、モータ32に供給される電力量Wを示す図である。図5の点Oは、ピストン36とブレーキパッド18の間の距離が最大となる状態におけるピストン36の位置を示す。また、ストローク量Sは、ピストン36が点Oから移動した距離を示す。図5に示すように、ピストン36が点Oからブレーキパッド18に向かって移動し、ブレーキパッド18に当たったときのストローク量Sがストローク量Saであり、ストローク量Saに対する電流値Iが電流値Iaである。
また、図5において、実線Aは、渦巻きバネ38が正常な状態におけるストローク量Sと電流値Iの関係を示し、一点鎖線Bは、渦巻きバネ38に塑性変形や脱落等の異常が発生した状態におけるストローク量Sと電流値Iの関係を示す。点Saを通り軸Iに平行な二点鎖線V、実線A、および軸Sで囲まれた部分の面積aは、渦巻きバネ38が正常なとき、ピストン36をストローク量Saだけ移動させるのに必要な電力量Wを表している。二点鎖線V、一点鎖線Bおよび軸Sで囲まれた部分の面積bは、渦巻きバネ38に異常が発生したとき、ピストン36をストローク量Saだけ移動させるのに必要な電力量Wを表している。
<Detection of state of
FIG. 5 is a diagram showing the amount of electric power W supplied to the
In FIG. 5, the solid line A indicates the relationship between the stroke amount S and the current value I when the
渦巻きバネ38に異常が発生した場合、渦巻きバネ38が第1回転方向に巻き付けられるときに渦巻きバネ38に蓄積される弾性エネルギーが、正常時より小さくなる。つまり、バネ巻軸66を第2回転方向に回転させようとする力が正常時よりも小さいため、ストローク量Sに対する電流値Iは小さくなる。そのため、面積bは、面積aよりも小さくなる。
点Saよりもストローク量Sが大きくなると、ブレーキパッド18からピストン36に反力が及ぼされる。渦巻きバネ38の弾性エネルギーの大きさは、反力の大きさに比べて極小さなものである。そのため、渦巻きバネ38の弾性エネルギーの大きさは、面積の大きさにほとんど影響しなくなる。
以上より、電動ブレーキ制御装置10は、ピストン36がブレーキパッド18に押し付けられてブレーキパッド18に軸力が及ぼされる位置までピストン36を移動させるのに必要な電力量Wに基づいて、渦巻きバネ38が正常か否かを判断する。
When an abnormality occurs in the
When the stroke amount S becomes larger than the point Sa, a reaction force is exerted on the
As described above, the electric
図6は、電動ブレーキ制御装置10において実行される渦巻きバネ38の状態検出処理を示すフローチャートである。この処理は、例えば、乗員がブレーキペダルを操作していないときであって、ブレーキペダルの操作終了時から所定期間経過したときに開始される。電動ブレーキ制御装置10は、S21において、ピストン36とブレーキパッド18の間の距離が最大となる初期位置までピストン36を移動させる。ピストン36が初期位置まで移動したか否かは、例えば、ピストン36がブレーキパッド18に押し付けられる位置から初期位置までピストン36を移動させるのに十分な時間回転子42を第2回転方向に駆動させることにより、ピストン36が初期位置まで移動したと判断することができる。
つぎに、S23において、電動ブレーキ制御装置10は、S21の状態で電力量Wをゼロにリセットする。S25において、電動ブレーキ制御装置10は、ブレーキペダルが踏込まれてブレーキスイッチ7の信号がON信号になったか否かを判断する。ブレーキスイッチ7の信号がON信号でない場合はS27に進み、ON信号である場合はフローに基づく状態検出処理を終了する。
FIG. 6 is a flowchart showing a state detection process of the
Next, in S23, the electric
S27において、電動ブレーキ制御装置10は、予め設定された電流値Iである第2電流値I1の電流を、所定期間ごとに一定量ずつ徐々に増加させて、順次モータ32に供給する。つぎに、電動ブレーキ制御装置10は、所定期間ごとに電流値Iを積算し、電力量Wを算出する。S29において、荷重センサ86から送信される信号に基づいて、ピストン36がブレーキパッド18に当たったか否か、すなわち、ピストン36のストローク量Sがストローク量Saに達したか否かを判断する。
渦巻きバネ38の正常時には、電流値Iaのときピストン36のストローク量Sがストローク量Saに達する。したがって、電力量Wは、電流値Iを第2電流値I1から電流値Iaまで徐々に増加させたときの積算値である。一方、渦巻きバネ38の異常時には、図5に示すように、電流値I4の電流をモータ32に供給したときに、ピストン36のストローク量Sがストローク量Saに達する。したがって、このときの電力量Wは、電流値Iを第2電流値I1から電流値I4まで徐々に増加させたときの積算値である。ピストン36がブレーキパッド18に当たったと判断した場合はS31に進み、当たっていないと判断した場合はS27に戻る。
In S <b> 27, the electric
When the
S31において、電動ブレーキ制御装置10は、S27において算出されたピストン36をストローク量Saだけ移動させるのに要した電力量Wの積算値と、渦巻きバネ38が正常なときのピストン36をストローク量Saだけ移動させるのに必要な電力量Wとして設定された設定値の差が、閾値よりも大きいか否かを判断する。設定値と積算値の差が閾値よりも小さい場合は、渦巻きバネ38が正常であると判断され、フローに基づく状態検出処理が終了される。設定値と積算値の差が閾値よりも大きい場合は、渦巻きバネ38が異常であると判断され、S33において警告が出された後、フローに基づく状態検出処理が終了される。
In S31, the electric
以上のように、本実施形態において、入力軸54が第1回転方向に回転したときに、渦巻きバネ38が弾性エネルギーを蓄積し、入力軸54を第2回転方向に回転させようとする力を入力軸54に及ぼしている。したがって、渦巻きバネ38の入力軸54を第2回転方向に回転させようとする力が、塑性変形等により小さくなった場合、ピストン36とブレーキパッド18の距離が最大になる位置である点Oからピストン36がブレーキパッド18に押し付けられる位置であるストローク量Saまでピストン36を移動させるのに必要な電力量Wが、正常時に比べて小さくなる。
そのため、ピストン36を点Oからストローク量Saまで移動させるのに要した電力量Wを正常時のピストン36を点Oからストローク量Saまで移動させるのに必要な電力量Wと比較することにより、渦巻きバネ38が正常であるか否かを判断することができる。なお、第2実施形態においては、モータ32に供給する電流値Iは、ピストン36のストローク量Sを参照することなく、第2電流値I1から一定量ずつ徐々に増加させられるものである。このため、ストローク量Sを参照して電流値Iを増加させていた第1実施形態と比較して、制御を簡略化させることができる。
As described above, in the present embodiment, when the
Therefore, by comparing the power amount W required to move the
第1実施形態および第2実施形態における回転子42はモータ出力軸の一例であり、電流値Iおよび電力量Wは通電状態関係量の一例である。渦巻きバネ38はピストン戻しバネの一例であり、S7およびS27を実行する制御部13が取得部の一例である。S13およびS31を実行する制御部13が異常検出部の一例であり、第1実施形態における点Oが第1位置の一例である。第1実施形態における点Oからストローク量S3だけ移動したときのピストン36の位置が第2位置の一例である。
The
なお、以上のように本発明の態様について説明したが、本発明の電動ブレーキ制御装置10を含む電動ブレーキシステム2は、前述の態様に限られるものではなく、本発明の要旨から逸脱しない範囲において、種々の変更を行なうことが可能である。
第1実施形態および第2実施形態においては、ピストン戻しバネとして用いられるバネを渦巻きバネ38としたが、ピストン戻しバネはこれに限られない。ピストン戻しバネは、回転子42に第2回転方向に回転させる力を及ぼすものであれば良く、例えば、ねじりバネであっても良い。
また、第1実施形態および第2実施形態において、渦巻きバネ38の状態検出には、ストローク量Sに対する電流値I、およびピストン36をストローク量Sa分移動させるのに必要な電力量Wが用いられたが、これに限られず、例えば、ストローク量Sに対する電圧値が用いられるものであっても良い。
In addition, although the aspect of this invention was demonstrated as mentioned above, the
In the first embodiment and the second embodiment, the spring used as the piston return spring is the
In the first embodiment and the second embodiment, the state of the
また、第1実施形態および第2実施形態において、電動ブレーキ制御装置10は、ピストン36のストローク量Sに対する電流値Iから傾きまたは電力量を算出して、算出された傾きまたは電力量の計算値と設定値に基づいて判断するものとしたが、これに限られない。渦巻きバネの状態検出は、例えば、ストローク量に対する電流値と渦巻きバネ正常時の同じストローク量に対する電流値を直接比較して状態を検出するものであっても良い。
また、第1実施形態および第2実施形態においては、渦巻きバネ38の入力軸54に第2回転方向に回転させようとする力が正常時に比べて小さい場合に異常を検出するとしたが、渦巻きバネ38の入力軸54を第2回転方向に回転させようとする力が正常時よりも大きい場合でも同様に渦巻きバネ38の異常を検出することができる。
Moreover, in 1st Embodiment and 2nd Embodiment, the electric
In the first and second embodiments, the abnormality is detected when the force to rotate the
2:電動ブレーキシステム 6:ストロークセンサ 7:ブレーキスイッチ 8:バッテリ 10:電動ブレーキ制御装置 12:電動ブレーキ装置 13:制御部 14:駆動回路 15:電流検出部 16:キャリパ 18:ブレーキパッド 20:ピストン駆動装置 22:スライダ 24:ガイドピン 26:ブレーキロータ 30:ハウジング 32:モータ 34:直動変換機構 36:ピストン 38:渦巻きバネ 40:コイル 42:回転子 44:溝 46:ベアリング 48:磁石 50:レゾルバ 52:出力筒 54:入力軸 56:遊星ローラ 58:支持部 60:軸部 62:フランジ部 64:突条 66:バネ巻軸 68:ネジ状歯車機構 70:はすば状歯車機構 72:出力ネジ部 74:入力ネジ部 76:遊星ネジ部 78:出力はすば歯車部 80:入力はすば歯車部 82:遊星はすば歯車部 84:中空部 86:荷重センサ 2: Electric brake system 6: Stroke sensor 7: Brake switch 8: Battery 10: Electric brake control device 12: Electric brake device 13: Control unit 14: Drive circuit 15: Current detection unit 16: Caliper 18: Brake pad 20: Piston Drive device 22: Slider 24: Guide pin 26: Brake rotor 30: Housing 32: Motor 34: Linear motion conversion mechanism 36: Piston 38: Spiral spring 40: Coil 42: Rotor 44: Groove 46: Bearing 48: Magnet 50: Resolver 52: Output cylinder 54: Input shaft 56: Planetary roller 58: Supporting portion 60: Shaft portion 62: Flange portion 64: Projection 66: Spring winding shaft 68: Screw-shaped gear mechanism 70: Helical gear mechanism 72: Output screw part 74: Input screw part 76: Planetary screw part 7 : Output helical gear unit 80: Input helical gear portion 82: planetary helical gear portion 84: hollow portion 86: a load sensor
Claims (3)
前記モータ出力軸の前記第1回転方向への回転によって弾性エネルギーを蓄積するバネであって、前記弾性エネルギーの開放によって前記モータ出力軸を前記第1回転方向と反対方向である第2回転方向に回転させるピストン戻しバネの異常を検出する異常検出部と、を備える電動ブレーキ制御装置であって、
前記異常検出部は、前記ピストンが前記パッドに押し付けられて前記パッドに軸力が及ぼされるときまでに前記取得部によって取得された前記通電状態関係量に基づいて、前記ピストン戻しバネの異常を検出するものであることを特徴とする電動ブレーキ制御装置。 An acquisition unit that acquires an energization state related amount indicating an energization state of a motor that moves the piston in a direction in which the piston is pressed against the pad by rotation of the motor output shaft in the first rotation direction;
A spring that accumulates elastic energy by rotating the motor output shaft in the first rotation direction, and releasing the elastic energy causes the motor output shaft to move in a second rotation direction that is opposite to the first rotation direction. An abnormality detector that detects an abnormality of the piston return spring to be rotated, and an electric brake control device comprising:
The abnormality detection unit detects an abnormality of the piston return spring based on the energized state relation amount acquired by the acquisition unit until the piston is pressed against the pad and an axial force is exerted on the pad. An electric brake control device characterized by that.
前記異常検出部が、前記ピストンが第1位置から前記第1位置より前記パッドに近い第2位置まで移動したときの前記ピストンの移動量に対する前記電流値の増加勾配が、設定値以下である場合に前記ピストン戻しバネの異常を検出することを特徴とする請求項1に記載の電動ブレーキ制御装置。 The energization state related amount is an amount related to a current value supplied to the motor,
When the abnormality detection unit has an increase gradient of the current value with respect to the movement amount of the piston when the piston moves from the first position to the second position closer to the pad than the first position is less than a set value The electric brake control device according to claim 1, wherein an abnormality of the piston return spring is detected.
前記異常検出部が、前記ピストンと前記パッドの間の距離が最大になる位置から前記ピストンが前記パッドに押し付けられて前記パッドに前記軸力が及ぼされる位置まで前記ピストンを移動させるために必要な前記電力量が、設定値以下である場合に前記ピストン戻しバネの異常を検出することを特徴とする請求項1に記載の電動ブレーキ制御装置。 The energized state related amount is an amount related to the amount of electric power supplied to the motor,
The abnormality detection unit is necessary for moving the piston from a position where the distance between the piston and the pad is maximized to a position where the piston is pressed against the pad and the axial force is exerted on the pad. The electric brake control device according to claim 1, wherein an abnormality of the piston return spring is detected when the electric energy is equal to or less than a set value.
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CN112512882A (en) * | 2018-09-26 | 2021-03-16 | 大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司 | Electric wheel brake actuator with improved end position detection |
EP4124527A1 (en) * | 2021-07-27 | 2023-02-01 | Nabtesco Corporation | Brake device, abnormal operation determination method, and abnormal operation determination program |
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