JP2019034679A - Electric brake device - Google Patents

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Abstract

To provide an electric brake device capable of achieving both NVH, which is a generic term on noise, vibration, and ride quality, and control accuracy.SOLUTION: A control device 2 of an electric brake device 1 includes wheel motion estimation means 22, a control calculation function part 20 for switching a plurality of operation amounts based on a state amount of an electric motor 4, and a switching strength determination function part 21 for determining the steepness of switching required for switching the operation amounts in the control calculation function part 20 based on a brake force command value and the like. The switching strength determination function part 21 includes one or both of a function for determining whether or not smooth switching is to be executed for a switching condition in switching a plurality of the operation amounts, and a function for changing the steepness of a gradient in the smooth switching for a predetermined switching condition.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

この発明は、電動ブレーキ装置に関し、騒音、振動および乗り心地に関する総称であるNVHと、制御精度の両立を図る技術に関する。   The present invention relates to an electric brake device, and relates to NVH, which is a general term for noise, vibration, and riding comfort, and a technique for achieving both control accuracy.

電動式直動アクチュエータまたは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.電動モータ、直動機構および減速機を使用した電動ブレーキ用アクチュエータ(特許文献1)。
2.遊星ローラ機構および電動モータを使用した電動アクチュエータ(特許文献2)。
The following techniques have been proposed as an electric linear actuator or an electric brake device.
1. An electric brake actuator using an electric motor, a linear motion mechanism, and a speed reducer (Patent Document 1).
2. An electric actuator using a planetary roller mechanism and an electric motor (Patent Document 2).

特開平6−327190号公報JP-A-6-327190 特開2006−194356号公報JP 2006-194356 A

特許文献1,2の電動アクチュエータを用いた電動ブレーキ装置において、主に機械摩擦等の影響により、アクチュエータ荷重を増圧する場合と、反力を受けてアクチュエータ荷重を減圧する場合において、それぞれモータトルクとアクチュエータ荷重との特性が異なるヒステリシス特性を有する場合が多い。このとき、例えば、電動ブレーキ装置のような高精度な応答が求められる用途に用いる場合、前記ヒステリシス特性の影響により高精度なアクチュエータ制御が困難となる場合がある。   In the electric brake device using the electric actuators of Patent Documents 1 and 2, when the actuator load is increased mainly due to the influence of mechanical friction or the like, and when the actuator load is reduced due to the reaction force, the motor torque and In many cases, the actuator has a hysteresis characteristic different from that of the actuator load. At this time, for example, when used for an application that requires a high-accuracy response such as an electric brake device, it may be difficult to control the actuator with high accuracy due to the influence of the hysteresis characteristics.

この問題に対して制御精度を向上するための対策として、アクチュエータの所定状態に応じて複数のコントローラを切替えて制御する可変構造制御系が用いられる場合がある。しかしながら、前記コントローラの切替を急峻に行う程、制御精度が向上する反面、チャタリング等によるNVHの悪化または消費電力の増加が発生し易く、前記コントローラの切替を緩慢に行う程、チャタリングが低減する反面、可変構造とする効果が減少し制御精度が悪化する、トレードオフが問題となる。   As a countermeasure for improving the control accuracy with respect to this problem, there is a case where a variable structure control system that controls by switching a plurality of controllers according to a predetermined state of the actuator may be used. However, the sharper the controller is switched, the better the control accuracy is. On the other hand, NVH deteriorates due to chattering or the like, and the power consumption is likely to increase. The slower the controller is switched, the more the chattering is reduced. The effect of the variable structure is reduced, and the control accuracy is deteriorated.

この発明の目的は、騒音、振動および乗り心地に関する総称であるNVHと、制御精度の両立を図る電動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 an electric brake device that achieves both control accuracy and NVH, which is a generic name for noise, vibration, and riding comfort.

この発明の電動ブレーキ装置1は、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する摩擦材9と、電動モータ4と、この電動モータ4の出力を前記摩擦材9の押圧力に変換する摩擦材操作手段6と、指令手段18から与えられたブレーキ力指令値に基づいて前記電動モータ4の出力を制御する制御装置2と、を備えた電動ブレーキ装置において、
前記制御装置2は、
前記ブレーキロータ8と同期した車輪WLの回転運動における角度およびこの角度の所定階微分値を推定する車輪運動推定手段22と、
前記電動モータ4の回転の角度およびこの角度の所定階微分値に同期する値の少なくともいずれかを含む物理量である状態量に基づいて、互いに異なる複数の操作量を切替える制御演算機能部20と、
前記指令手段18からのブレーキ力指令値および前記車輪運動推定手段22で推定される推定値のいずれか一方または両方に基づき、前記制御演算機能部20における操作量の切替えに必要な切替の急峻さを判断する切替強度判断機能部21と、を備え、
前記切替強度判断機能部21は、前記制御演算機能部20における複数の操作量の切替において、定められた切替条件に対して現操作量から切替後の操作量に連続的に切替える制御である平滑切替を行うか否かを判断する機能と、定められた切替条件に対して前記平滑切替における勾配の急峻さを変更する機能のいずれか一方または両方の機能を有する。
前記定められた切替条件は、設計等によって任意に定める切替条件であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な切替条件を求めて定められる。
The electric brake device 1 according to the present invention includes a brake rotor 8, a friction material 9 that contacts the brake rotor 8 to generate a braking force, an electric motor 4, and an output of the electric motor 4 that presses the friction material 9. In an electric brake device comprising: a friction material operating means 6 for converting pressure, and a control device 2 for controlling the output of the electric motor 4 based on a brake force command value given from the command means 18;
The control device 2
Wheel motion estimation means 22 for estimating an angle in a rotational motion of the wheel WL synchronized with the brake rotor 8 and a predetermined differential value of this angle;
A control calculation function unit 20 that switches a plurality of different operation amounts based on a state quantity that is a physical quantity including at least one of the rotation angle of the electric motor 4 and a value synchronized with a predetermined differential value of the angle;
Based on one or both of the brake force command value from the command means 18 and the estimated value estimated by the wheel motion estimation means 22, the steepness of switching required for switching the operation amount in the control calculation function unit 20 A switching strength determination function unit 21 for determining
The switching intensity determination function unit 21 is a smoothing control that continuously switches from the current operation amount to the operation amount after switching for a predetermined switching condition in switching of a plurality of operation amounts in the control calculation function unit 20. It has one or both of a function for determining whether to perform switching and a function for changing the steepness of the gradient in the smooth switching with respect to a predetermined switching condition.
The determined switching condition is a switching condition arbitrarily determined by design or the like, and is determined by obtaining an appropriate switching condition by one or both of testing and simulation, for example.

この構成によると、制御演算機能部20は、前記状態量に基づいて、複数の操作量を切替える。切替強度判断機能部21は、ブレーキ力指令値および車輪運動推定手段22の推定値のいずれか一方または両方に基づき、制御演算機能部20における操作量の切替えに必要な切替の急峻さを判断する。切替強度判断機能部21は、定められた切替条件に対して平滑切替を行うか否かを判断するか、または、前記平滑切替における勾配の急峻さを変更する。前記平滑切替を行う場合、切替条件の値の推移に伴って連続的に一の操作量から他の操作量へと変更される。前記平滑切替を行わない場合、切替条件における所定の閾値に対して、一の操作量から他の操作量に変更するような不連続な切替動作を行う。   According to this configuration, the control calculation function unit 20 switches a plurality of operation amounts based on the state quantity. The switching strength determination function unit 21 determines the steepness of switching necessary for switching the operation amount in the control calculation function unit 20 based on one or both of the brake force command value and the estimated value of the wheel motion estimation means 22. . The switching strength determination function unit 21 determines whether or not to perform smooth switching for a predetermined switching condition, or changes the steepness of the gradient in the smooth switching. When the smooth switching is performed, the operation amount is continuously changed from one operation amount to another operation amount as the switching condition value changes. When the smooth switching is not performed, a discontinuous switching operation that changes from one operation amount to another operation amount is performed with respect to a predetermined threshold value in the switching condition.

複数のコントローラを切替える可変構造制御系を適用し、単に平滑切替のみを適用した場合、NVHと制御精度とのトレードオフ関係により前記何れかを妥協しなければならず、妥協をした前記何れか、即ちNVHの悪化もしくは制御精度の低下が問題となる場合がある。このとき、制動を行うときの条件によって、NVHが問題になる場合と、応答性の低下が問題になる場合とが異なる場合がある。
そこで、この構成では、モータ回転角度等の前記状態量に基づいて、互いに異なる複数の操作量を切替える可変構造制御系を適用したうえで、以下の判断a,bのいずれか一方または両方を実行する。
(判断a):ブレーキ力指令値およびブレーキ動作状態等に応じて平滑切替を行うか否かを判断する。
(判断b):ブレーキ力指令値およびブレーキ動作状態等に応じて、平滑切替の急峻さを可変とする(この判断bでは、常に平滑切替を行う前提である)。
少なくともいずれかの判断を行うことで、騒音、振動および乗り心地に関する総称であるNVH(Noise, Vibration, Harshness)と、制御精度の両立を図ることができる。
例えば、ブレーキ力指令値等が小さい程、摩擦材をブレーキロータに押圧する反力による機械結合部への与圧が小さいためチャタリングによる作動音への影響が大きく、補償しなければならないヒステリシス量が小さく、またブレーキ力が制動距離に及ぼす影響が小さい。このような場合、可変構造制御系の切替を緩慢にする平滑切替を行う。逆に、ブレーキ力指令値等がある程度大きくなると、機械結合部への予圧が比較的大きいことでチャタリングによる作動音への影響が相対的に小さい反面、補償しなければならないヒステリシス量が大きくなり、またブレーキ力が制動距離に及ぼす影響が大きくなるためブレーキ制御精度を高める必要がある。このような場合、可変構造制御系の切替を急峻にするか、切替条件における所定の閾値に対して、一の操作量から他の操作量に変更するような不連続な切替動作を行う。このように状況に応じた切替を行うことで、NVHと制御精度の両立を図れる。
When a variable structure control system that switches a plurality of controllers is applied, and only smooth switching is applied, one of the above must be compromised by the trade-off relationship between NVH and control accuracy, and either of the above compromises, That is, there may be a problem that the NVH deteriorates or the control accuracy decreases. At this time, the case where NVH becomes a problem may be different from the case where deterioration of responsiveness becomes a problem, depending on the conditions for braking.
Therefore, in this configuration, after applying a variable structure control system that switches a plurality of different operation amounts based on the state quantity such as the motor rotation angle, one or both of the following judgments a and b are executed. To do.
(Decision a): It is determined whether or not smooth switching is performed according to the brake force command value, the brake operation state, and the like.
(Judgment b): The steepness of smooth switching is made variable in accordance with the brake force command value, the brake operation state, etc. (this judgment b is based on the assumption that smooth switching is always performed).
By making at least one of the determinations, it is possible to achieve both NVH (Noise, Vibration, Harshness), which is a general term for noise, vibration, and riding comfort, and control accuracy.
For example, the smaller the brake force command value, etc., the smaller the pressure applied to the mechanical joint by the reaction force that presses the friction material against the brake rotor, so the effect on chattering will be greater and the amount of hysteresis that must be compensated for. It is small and the influence of the braking force on the braking distance is small. In such a case, smooth switching is performed to slow down switching of the variable structure control system. Conversely, if the brake force command value etc. is increased to some extent, the preload to the mechanical coupling part is relatively large, so the effect on chattering on the operating noise is relatively small, but the amount of hysteresis that must be compensated for increases. In addition, since the influence of the braking force on the braking distance increases, it is necessary to improve the brake control accuracy. In such a case, the switching of the variable structure control system is performed steeply, or a discontinuous switching operation is performed such that the predetermined operation amount is changed from one operation amount to another operation amount. Thus, by performing switching according to the situation, both NVH and control accuracy can be achieved.

前記電動ブレーキ装置1を搭載する車両の前後加速度を推定する加速度推定手段28と、
この加速度推定手段28で推定される前後加速度および前記車輪運動推定手段22で推定される推定値のいずれか一方または両方に基づいて、前記車両の車体速を推定する車体速推定手段27と、を備え、
前記制御装置2は、前記車輪運動推定手段22で推定される推定値および前記車体速推定手段27で推定される車体速に基づいて、前記車輪WLの路面に対する滑り度合を推定し、推定された前記滑り度合が閾値を超過したときに前記車輪WLの滑り量を抑制するように、前記指令手段18によらずブレーキ力指令値を演算するアンチスキッド制御機能部19bを備え、
前記切替強度判断機能部21は、前記アンチスキッド制御機能部19bによる制御が実行されたときの前記平滑切替における勾配を、アンチスキッド制御機能部19bによる制御が実行されない場合と比較して、急峻に変更する機能を有する。
前記閾値は、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により定められる。
Acceleration estimating means 28 for estimating the longitudinal acceleration of a vehicle on which the electric brake device 1 is mounted;
Vehicle speed estimation means 27 for estimating the vehicle speed of the vehicle based on either or both of the longitudinal acceleration estimated by the acceleration estimation means 28 and the estimated value estimated by the wheel motion estimation means 22; Prepared,
Based on the estimated value estimated by the wheel motion estimation means 22 and the vehicle body speed estimated by the vehicle body speed estimation means 27, the control device 2 estimates and estimates the degree of slip of the wheel WL with respect to the road surface. An anti-skid control function unit 19b that calculates a brake force command value without using the command means 18 so as to suppress the slip amount of the wheel WL when the slip degree exceeds a threshold;
The switching strength determination function unit 21 makes the gradient in the smooth switching when the control by the anti-skid control function unit 19b is executed steeper than that when the control by the anti-skid control function unit 19b is not executed. Has the function to change.
The threshold is determined by, for example, one or both of testing and simulation.

この構成によると、アンチスキッド制御機能部19bによる制御が実行されたときの前記平滑切替における勾配を、アンチスキッド制御機能部19bによる制御が実行されない場合と比較して、急峻に変更する。つまりアンチスキッド制御時は、通常のブレーキ動作時と比較してより精密なブレーキ力制御が必要とされるため、可変構造制御系の切替を積極的に行って制御精度を向上することができる。   According to this configuration, the gradient in the smooth switching when the control by the anti-skid control function unit 19b is executed is sharply changed as compared with the case where the control by the anti-skid control function unit 19b is not executed. That is, during anti-skid control, more precise braking force control is required than during normal braking operation. Therefore, the control accuracy can be improved by actively switching the variable structure control system.

前記切替強度判断機能部21は、前記指令手段18に基づくブレーキ力指令値の変化度合が小さくなる程、前記平滑切替における勾配を急峻にする機能を有するものであってもよい。ブレーキペダルが緩やかに操作されている場合において、前記平滑切替における勾配を急峻にすることでブレーキ制御精度を高くすることができる。これにより、ブレーキ操作に対して制動力の変化が正確に追従するよう制御し、ブレーキフィーリングを改善することができる。   The switching strength determination function unit 21 may have a function of making the gradient in the smooth switching steep as the degree of change in the brake force command value based on the command means 18 becomes smaller. When the brake pedal is operated gently, the brake control accuracy can be increased by making the gradient in the smooth switching steep. Thereby, it is possible to improve the brake feeling by controlling the change in the braking force to accurately follow the brake operation.

前記切替強度判断機能部21は、前記指令手段18に基づくブレーキ力指令値が定められた値より小さい条件において、前記ブレーキ力指令値が小さくなる程、前記平滑切替における勾配を緩慢にする機能を有するものであってもよい。
前記定められた値は、設計等によって任意に定める値であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な値を求めて定められる。
軽いブレーキ操作の場合において比較的大きな電動ブレーキ装置の作動音が発生し易く、チャタリングが発生するとNVHの悪化に繋がる。このため、ブレーキ力指令値が定められた値より小さいときは前記平滑切替における勾配を緩慢にすることで、NVHを改善することができる。
The switching strength determination function unit 21 has a function of slowing the gradient in the smooth switching as the brake force command value becomes smaller under a condition that the brake force command value based on the command means 18 is smaller than a predetermined value. You may have.
The determined value is a value arbitrarily determined by design or the like, and is determined by obtaining an appropriate value by one or both of testing and simulation, for example.
In the case of a light brake operation, a relatively large operating noise of the electric brake device is likely to be generated, and if chattering occurs, the NVH is deteriorated. For this reason, when the braking force command value is smaller than a predetermined value, NVH can be improved by slowing the gradient in the smooth switching.

前記切替強度判断機能部21は、前記指令手段18に基づくブレーキ力指令値が定められた値より大きい条件において、前記ブレーキ力指令値が大きくなる程、前記平滑切替における勾配を緩慢にする機能を有するものであってもよい。
前記定められた値は、設計等によって任意に定める値であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な値を求めて定められる。
ある程度ブレーキ力が大きくなると比較的高Gでの減速となり制御精度がフィーリングに影響し難くなる。このような場合に、前記平滑切替における勾配を緩慢にしてNVHの向上および消費電力の低減を図ることができる。
The switching strength determination function unit 21 has a function of slowing the gradient in the smooth switching as the braking force command value increases under a condition that the braking force command value based on the command means 18 is larger than a predetermined value. You may have.
The determined value is a value arbitrarily determined by design or the like, and is determined by obtaining an appropriate value by one or both of testing and simulation, for example.
When the braking force is increased to some extent, the deceleration becomes relatively high G, and the control accuracy hardly affects the feeling. In such a case, the gradient in the smooth switching can be made slow to improve NVH and reduce power consumption.

前記電動ブレーキ装置1を搭載する車両の車体速を推定する車体速推定手段27を備え、
前記切替強度判断機能部21は、前記車体速推定手段27で推定される車体速が大きくなる程、前記平滑切替における勾配を急峻にする機能を有するものであってもよい。
車体速が大きいときはロードノイズが大きいことで、電動ブレーキ装置1の作動音によるNVHへの影響が相対的に小さく、ブレーキ力が制動距離に及ぼす影響が大きい。このため、車体速が大きくなる程、前記平滑切替における勾配を急峻にすることで、ブレーキ制御精度を向上することで、安全性を高めることができる。
Vehicle body speed estimating means 27 for estimating the vehicle body speed of a vehicle on which the electric brake device 1 is mounted,
The switching strength determination function unit 21 may have a function of making the gradient in the smooth switching steep as the vehicle speed estimated by the vehicle speed estimation means 27 increases.
When the vehicle body speed is high, the road noise is large, so the influence of the operating sound of the electric brake device 1 on the NVH is relatively small, and the influence of the braking force on the braking distance is large. For this reason, the safety can be improved by improving the brake control accuracy by making the gradient in the smooth switching steep as the vehicle body speed increases.

前記制御装置2は、前記摩擦材操作手段6による前記摩擦材9の操作量をブレーキ力指令値に追従するように制御するブレーキ力追従制御機能を有し、このブレーキ力追従制御機能は、前記状態量から定められた切替関数を演算し、前記切替関数の正負に応じて二値の操作量を導出し、前記切替関数の略零を制御目標とするスライディングモード制御であり、
前記切替強度判断機能部21は、前記切替関数の値に基づいて、前記二値の操作量を切替える際の、前記切替関数の値の変化に伴う前記平滑切替の急峻さを決定する機能であってもよい。
The control device 2 has a brake force follow-up control function for controlling the amount of operation of the friction material 9 by the friction material operating means 6 so as to follow a brake force command value. A sliding mode control that calculates a switching function determined from the state quantity, derives a binary manipulated variable according to the sign of the switching function, and has a control target of substantially zero of the switching function;
The switching strength determination function unit 21 is a function for determining the steepness of the smooth switching according to a change in the value of the switching function when switching the binary operation amount based on the value of the switching function. May be.

前記制御装置2は、前記電動モータ4の角速度を推定する角速度推定手段25と、前記摩擦材操作手段6による前記摩擦材9の操作量をブレーキ力指令値に追従するように制御するブレーキ力追従制御機能とを有し、このブレーキ力追従制御機能は、前記摩擦材9と前記ブレーキロータ8との接触力が増加する際の前記電動モータ4の操作量を決定する正効率作動制御演算器33と、前記接触力が減少する際の前記電動モータ4の操作量を決定する逆効率作動制御演算器34と、を含む二種以上の制御演算器による二値以上の操作量を、前記角速度推定手段25で推定された角速度に応じて切替える機能を有し、
前記切替強度判断機能部21は、前記角速度推定手段25で推定された角速度に基づいて、前記二値以上の操作量を切替える際の、前記角速度の変化に伴う平滑切替の急峻さを決定する機能であってもよい。
The control device 2 controls the angular velocity estimating means 25 for estimating the angular velocity of the electric motor 4 and the brake force follow-up for controlling the operation amount of the friction material 9 by the friction material operating means 6 to follow the brake force command value. The brake force follow-up control function is a positive efficiency operation control calculator 33 that determines the operation amount of the electric motor 4 when the contact force between the friction material 9 and the brake rotor 8 increases. And two or more types of control calculators that determine the amount of operation of the electric motor 4 when the contact force is reduced, and two or more types of control calculators. A function of switching according to the angular velocity estimated by the means 25;
The switching strength determination function unit 21 determines a steepness of smooth switching associated with a change in the angular velocity when switching the operation amount of the two or more values based on the angular velocity estimated by the angular velocity estimating unit 25. It may be.

この発明の電動ブレーキ装置は、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する摩擦材と、電動モータと、この電動モータの出力を前記摩擦材の押圧力に変換する摩擦材操作手段と、指令手段から与えられたブレーキ力指令値に基づいて前記電動モータの出力を制御する制御装置と、を備えた電動ブレーキ装置において、前記制御装置は、前記ブレーキロータと同期した車輪の回転運動における角度およびこの角度の所定階微分値を推定する車輪運動推定手段と、前記電動モータの回転の角度およびこの角度の所定階微分値に同期する値の少なくともいずれかを含む物理量である状態量に基づいて、互いに異なる複数の操作量を切替える制御演算機能部と、前記指令手段からのブレーキ力指令値および前記車輪運動推定手段で推定される推定値のいずれか一方または両方に基づき、前記制御演算機能部における操作量の切替えに必要な切替の急峻さを判断する切替強度判断機能部と、を備え、前記切替強度判断機能部は、前記制御演算機能部における複数の操作量の切替において、定められた切替条件に対して現操作量から切替後の操作量に連続的に切替える制御である平滑切替を行うか否かを判断する機能と、定められた切替条件に対して前記平滑切替における勾配の急峻さを変更する機能のいずれか一方または両方の機能を有する。このため、騒音、振動および乗り心地に関する総称であるNVHと、制御精度の両立を図ることができる。   The electric brake device according to the present invention includes a brake rotor, a friction material that generates a braking force in contact with the brake rotor, an electric motor, and a friction material operation that converts an output of the electric motor into a pressing force of the friction material. And a control device for controlling the output of the electric motor based on a brake force command value given from the command means, wherein the control device rotates a wheel synchronized with the brake rotor. A state quantity which is a physical quantity including at least one of an angle in motion and a wheel motion estimation means for estimating a predetermined differential value of the angle, and an angle of rotation of the electric motor and a value synchronized with the predetermined differential value of the angle Based on the control calculation function unit for switching a plurality of different operation amounts, the brake force command value from the command means and the wheel motion estimation A switching strength determination function unit that determines steepness of switching necessary for switching the operation amount in the control calculation function unit based on one or both of the estimated values estimated in the stage, and the switching strength determination Whether the function unit performs smooth switching, which is control for continuously switching from the current operation amount to the operation amount after switching in accordance with a predetermined switching condition in switching of a plurality of operation amounts in the control calculation function unit. And a function of changing the steepness of the gradient in the smooth switching with respect to a predetermined switching condition. For this reason, it is possible to achieve both NVH, which is a generic name for noise, vibration, and riding comfort, and control accuracy.

この発明の実施形態に係る電動ブレーキ装置を概略示す図である。It is a figure showing roughly the electric brake equipment concerning the embodiment of this invention. 同電動ブレーキ装置の制御系のブロック図である。It is a block diagram of a control system of the electric brake device. 同電動ブレーキ装置にて操作量を切替える例を示す図である。It is a figure which shows the example which switches the operation amount in the same electric brake device. 同電動ブレーキ装置において、アンチスキッド制御時か否かで平滑切替の勾配を変更する例を示すフローチャートである。In the same electric brake device, it is a flowchart showing an example of changing the gradient of smooth switching depending on whether or not the anti-skid control. 同操作量を切替える制御構成の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of the control structure which switches the same operation amount. この発明の他の実施形態に係る電動ブレーキ装置の制御系のブロック図である。It is a block diagram of the control system of the electric brake device which concerns on other embodiment of this invention. 同電動ブレーキ装置において、ブレーキ力またはブレーキ力指令値の変化度合に応じて、直線勾配θSWを調整する例を示す図である。In the same electric brake device, it is a figure showing an example of adjusting the linear gradient θ SW according to the degree of change of the braking force or the braking force command value. この発明のさらに他の実施形態に係る電動ブレーキ装置の制御系のブロック図である。It is a block diagram of the control system of the electric brake device which concerns on further another embodiment of this invention. 同電動ブレーキ装置において、推定車体速に応じて直線勾配θSWを調整する例を示す図である。In the same electric brake device, it is a figure which shows the example which adjusts linear gradient (theta) SW according to the estimated vehicle body speed. この発明のさらに他の実施形態に係る電動ブレーキ装置において、操作量を切替える制御構成の他の例を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram illustrating another example of a control configuration for switching an operation amount in an electric brake device according to still another embodiment of the present invention.

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5と共に説明する。この電動ブレーキ装置は例えば車両に搭載される。
図1に示すように、この電動ブレーキ装置1は、電動式直動アクチュエータDAと、摩擦ブレーキBRとを備える。先ず、電動式直動アクチュエータDAおよび摩擦ブレーキBRの構造について説明する。
An electric brake device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This electric brake device is mounted on a vehicle, for example.
As shown in FIG. 1, the electric brake device 1 includes an electric linear actuator DA and a friction brake BR. First, the structure of the electric linear actuator DA and the friction brake BR will be described.

<電動式直動アクチュエータDAおよび摩擦ブレーキBRの構造>
図1および図2に示すように、電動式直動アクチュエータDAは、アクチュエータ本体AHと、後述する制御装置2とを備える。アクチュエータ本体AHは、電動モータ4と、減速機構5と、摩擦材操作手段である直動機構6と、パーキングブレーキ機構7と、角度センサSaと、荷重センサSbとを有する。
<Structure of electric linear actuator DA and friction brake BR>
As shown in FIGS. 1 and 2, the electric linear actuator DA includes an actuator body AH and a control device 2 described later. The actuator body AH includes an electric motor 4, a speed reduction mechanism 5, a linear motion mechanism 6 that is a friction material operating means, a parking brake mechanism 7, an angle sensor Sa, and a load sensor Sb.

電動モータ4は、永久磁石式の同期電動機により構成すると省スペースで高トルクとなり好適であるが、例えば、ブラシを用いたDCモータ、または永久磁石を用いないリラクタンスモータ、あるいは誘導モータを適用することもできる。   The electric motor 4 is preferably composed of a permanent magnet type synchronous motor, which is suitable for space saving and high torque. For example, a DC motor using a brush, a reluctance motor not using a permanent magnet, or an induction motor is applied. You can also.

摩擦ブレーキBRは、車両の車輪WLと連動して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材9とを有する。この摩擦材9はブレーキロータ近傍に配置される。摩擦材9をアクチュエータ本体AHにより操作してブレーキロータ8に押圧し、摩擦力によって制動力を発生させる機構を用いることができる。前記ブレーキロータ8および摩擦材9は、例えば、ブレーキディスクおよびキャリパを用いたディスクブレーキ装置であってもよく、あるいはドラムおよびライニングを用いたドラムブレーキ装置であってもよい。   The friction brake BR includes a brake rotor 8 that rotates in conjunction with the vehicle wheel WL, and a friction material 9 that contacts the brake rotor 8 and generates a braking force. The friction material 9 is disposed in the vicinity of the brake rotor. It is possible to use a mechanism in which the friction material 9 is operated by the actuator main body AH and pressed against the brake rotor 8 to generate a braking force by a frictional force. The brake rotor 8 and the friction material 9 may be, for example, a disc brake device using a brake disc and a caliper, or a drum brake device using a drum and a lining.

減速機構5は、電動モータ4の回転を減速する機構であり、一次歯車12、中間歯車13、および三次歯車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に取り付けられた一次歯車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三次歯車11に伝達可能としている。   The reduction mechanism 5 is a mechanism that reduces the rotation of the electric motor 4, and includes a primary gear 12, an intermediate gear 13, and a tertiary gear 11. In this example, the speed reduction mechanism 5 decelerates the rotation of the primary gear 12 attached to the rotor shaft 4 a of the electric motor 4 by the intermediate gear 13 and transmits it to the tertiary gear 11 fixed to the end of the rotation shaft 10. It is possible.

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に対して摩擦材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材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、それが摩擦材9の押圧力に変換されることによりブレーキ力を発生させる。なお電動ブレーキ装置1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。   The linear motion mechanism 6 is a mechanism for converting the rotational motion output from the speed reduction mechanism 5 into a linear motion of the linear motion portion 14 by a feed screw mechanism and bringing the friction material 9 into contact with and separated from the brake rotor 8. The linear motion part 14 is supported so as to be free of rotation and movable in the axial direction indicated by the arrow A1. A friction material 9 is provided on the outboard side end of the linear motion portion 14. By transmitting the rotation of the electric motor 4 to the linear motion mechanism 6 via the speed reduction mechanism 5, the rotational motion is converted into a linear motion, which is converted into a pressing force of the friction material 9 to generate a braking force. . In the state where the electric brake device 1 is mounted on the vehicle, the vehicle width direction outer side of the vehicle is referred to as an outboard side, and the vehicle width direction center side of the vehicle is referred to as an inboard side.

パーキングブレーキ機構7のアクチュエータ16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によりロック部材15を進出させて中間歯車13に形成された係止孔(図示せず)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を前記係止孔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 of the parking brake mechanism 7. The locking member 15 is advanced by the actuator 16 and is locked by being fitted into a locking hole (not shown) formed in the intermediate gear 13, and the parking gear is locked by prohibiting the rotation of the intermediate gear 13. To. By releasing the lock member 15 from the locking hole, the rotation of the intermediate gear 13 is allowed and the unlocked state is established.

図2に示すように、角度センサSaは、電動モータ4の回転の角度を推定する。角度センサSaは、例えば、レゾルバまたは磁気エンコーダ等を用いると高性能かつ信頼性が高く好適であるが、光学式のエンコーダ等の各種センサを適用することもできる。前記角度センサSaを用いずに、例えば、後述する制御装置2において、電動モータ4の電圧と電流との関係等からモータ角度を推定するような角度センサレス推定を用いることもできる。   As shown in FIG. 2, the angle sensor Sa estimates the rotation angle of the electric motor 4. As the angle sensor Sa, for example, a resolver or a magnetic encoder is preferably used because of high performance and high reliability, but various sensors such as an optical encoder can also be applied. Instead of using the angle sensor Sa, for example, in the control device 2 to be described later, angle sensorless estimation that estimates the motor angle from the relationship between the voltage and current of the electric motor 4 can be used.

荷重センサSbは、ブレーキ力を推定するブレーキ力推定手段であり、ブレーキ力を制御する際に用いられる。荷重センサSbは、例えば、直動機構6の荷重が作用する所定部位の変位または変形を検出する磁気センサ、歪センサ、圧力センサ等を用いることができる。前記荷重センサSbを用いずに、制御装置2において、モータ角度および電動ブレーキ装置剛性、あるいはモータ電流および電動式直動アクチュエータDAの効率等から、荷重センサレス推定を行ってもよい。また、サーミスタ等の各種センサ類を要件に応じて別途設けてもよい。   The load sensor Sb is a brake force estimation unit that estimates a brake force, and is used when the brake force is controlled. As the load sensor Sb, for example, a magnetic sensor, a strain sensor, a pressure sensor, or the like that detects a displacement or deformation of a predetermined portion where the load of the linear motion mechanism 6 acts can be used. Instead of using the load sensor Sb, the control device 2 may perform the load sensorless estimation from the motor angle and the electric brake device rigidity, the motor current and the efficiency of the electric linear actuator DA, or the like. Various sensors such as a thermistor may be separately provided according to requirements.

この車両には、各車輪WLの回転速度(車輪速)を検出する車輪速センサScが設けられている。車輪速センサScは、例えば、車輪WLの一回転中に所定回数のパルスが出力する車輪速センサを用いると、安価なシステムを構成できて好ましい。あるいは、電動モータ4の回転角度を検出する角度センサSaのような、角度を検出するセンサを用いることもできる。   The vehicle is provided with a wheel speed sensor Sc that detects the rotational speed (wheel speed) of each wheel WL. As the wheel speed sensor Sc, for example, a wheel speed sensor that outputs a predetermined number of pulses during one rotation of the wheel WL is preferable because an inexpensive system can be configured. Alternatively, a sensor that detects an angle, such as the angle sensor Sa that detects the rotation angle of the electric motor 4, can also be used.

<制御装置2について>
図2は、この電動ブレーキ装置1の制御系のブロック図である。
例えば、各車輪WLに対応する制御装置2およびアクチュエータ本体AHが設けられている。各制御装置2は、対応する電動モータ4を制御する。各制御装置2に、電源装置3と、各制御装置2の上位制御手段(図示せず)とが接続されている。電源装置3は、電動モータ4および制御装置2のモータドライバ17に電力を供給する。前記上位制御手段として、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。また前記上位制御手段は、各制御装置2の統合制御機能を有する。前記上位制御手段は、例えば、ブレーキペダル等の指令手段18から、各制御装置2にブレーキ力指令値をそれぞれ出力する。
<About the control device 2>
FIG. 2 is a block diagram of a control system of the electric brake device 1.
For example, a control device 2 and an actuator main body AH corresponding to each wheel WL are provided. Each control device 2 controls a corresponding electric motor 4. Each control device 2 is connected to a power supply device 3 and upper control means (not shown) of each control device 2. The power supply device 3 supplies power to the electric motor 4 and the motor driver 17 of the control device 2. As the upper control means, for example, an electric control unit for controlling the entire vehicle is applied. The host control means has an integrated control function of each control device 2. The upper control means outputs a braking force command value to each control device 2 from the command means 18 such as a brake pedal, for example.

各制御装置2は、制御演算を行う各種制御機能部と、モータドライバ17とを備える。前記各種制御機能部は、ブレーキ指令値生成機能部19と、制御演算機能部20と、切替強度判断機能部21と、車輪運動推定手段22と、車輪速推定機能部23とを有する。車輪運動推定手段22は、荷重推定機能部24と、モータ運動推定機能部25とを有する。荷重推定機能部24は、荷重センサSbの出力等から、直動機構6の軸方向荷重(推定ブレーキ力)を推定する機能を有する。前記荷重センサレス推定を行う場合、荷重推定機能部24は、モータ角度またはモータ電流等の情報を用いて直動機構6の軸方向荷重を推定してもよい。   Each control device 2 includes various control function units that perform control calculations and a motor driver 17. The various control function units include a brake command value generation function unit 19, a control calculation function unit 20, a switching strength determination function unit 21, wheel motion estimation means 22, and a wheel speed estimation function unit 23. The wheel motion estimation means 22 includes a load estimation function unit 24 and a motor motion estimation function unit 25. The load estimation function unit 24 has a function of estimating the axial load (estimated brake force) of the linear motion mechanism 6 from the output of the load sensor Sb and the like. When performing the load sensorless estimation, the load estimation function unit 24 may estimate the axial load of the linear motion mechanism 6 using information such as a motor angle or a motor current.

モータ運動推定機能部25は、角度センサSaの出力等から、電動モータ4の回転運動状態を推定する機能を有する。例えば、角度センサSaとしてレゾルバまたは磁気エンコーダのような所定の角度領域を一周期として検出するセンサを用いる場合、モータ運動推定機能部25は、前記角度センサSaの出力から電動モータ4の回転子の位相を推定し、この回転子の位相における変動量の積算値を総回転角度(位置)として推定してもよい。また、前記位相ないし位置の微分相当値を角速度として推定してもよい。あるいは、例えば、前述の角度センサレス推定を行う場合、モータ運動推定機能部25は、モータ電圧およびモータ電流から、前記回転子の位相または角速度等を推定してもよい。   The motor motion estimation function unit 25 has a function of estimating the rotational motion state of the electric motor 4 from the output of the angle sensor Sa and the like. For example, when a sensor such as a resolver or a magnetic encoder that detects a predetermined angle region as one cycle is used as the angle sensor Sa, the motor motion estimation function unit 25 determines the rotor of the electric motor 4 from the output of the angle sensor Sa. The phase may be estimated, and the integrated value of the fluctuation amount in the rotor phase may be estimated as the total rotation angle (position). Further, the differential equivalent value of the phase or position may be estimated as the angular velocity. Alternatively, for example, when the angle sensorless estimation described above is performed, the motor motion estimation function unit 25 may estimate the phase or angular velocity of the rotor from the motor voltage and the motor current.

車輪速推定機能部23は、例えば、車輪WLの一回転中に所定回数のパルスが出力される車輪速センサScの出力から、一パルスが出力される時間周期、または所定時間内に出力されるパルス数をカウントし、所定の変換式に基づいて車輪速を推定する機能であってもよい。前記いずれかの方法であってもよく、車輪速推定機能部23は、例えば、所定の推定角速度を閾値として前記の手法を切替える推定方法であってもよい。その他、車輪速推定機能部23は、例えば、モータ角度センサのような角度を検出するセンサを用いる場合、前記角度の微分等により角速度を推定することもできる。   The wheel speed estimation function unit 23 outputs, for example, within a time period in which one pulse is output or within a predetermined time from the output of the wheel speed sensor Sc that outputs a predetermined number of pulses during one rotation of the wheel WL. A function of counting the number of pulses and estimating the wheel speed based on a predetermined conversion formula may be used. Any of the above methods may be used, and the wheel speed estimation function unit 23 may be, for example, an estimation method that switches the above method using a predetermined estimated angular velocity as a threshold value. In addition, when using a sensor that detects an angle, such as a motor angle sensor, for example, the wheel speed estimation function unit 23 can also estimate the angular speed based on the differentiation of the angle or the like.

ブレーキ指令値生成機能部19は、サービスブレーキ指令演算部19aと、アンチスキッド指令演算部19bとを備える。サービスブレーキ指令演算部19aは、例えば、ブレーキペダル等の指令手段18に基づいて、通常のサービスブレーキに要求されているブレーキ力を推定し、ブレーキ力指令値とする。ブレーキ力指令値は、制御演算機能部20のブレーキ制御機能部26に与えられる。   The brake command value generation function unit 19 includes a service brake command calculation unit 19a and an anti-skid command calculation unit 19b. The service brake command calculation unit 19a estimates the brake force required for a normal service brake based on the command means 18 such as a brake pedal, for example, and sets it as a brake force command value. The brake force command value is given to the brake control function unit 26 of the control calculation function unit 20.

アンチスキッド指令演算部19bは、例えば、車体速推定手段27で推定される車体速および車輪速推定機能部23で推定される車輪速(推定値)に基づいて、車輪WLの路面に対する滑り度合(スリップ率等)を推定し、推定された滑り度合が閾値を超過したときに前記車輪WLの滑る量を抑制するように、指令手段18によらずブレーキ力指令値を演算することで、アンチスキッド制御を実行する。サービスブレーキ指令演算部19aによる演算を行っているか、アンチスキッド指令演算部19bによる演算を行っているかの情報は、切替強度判断機能部21に与えられる。   The anti-skid command calculation unit 19b, for example, based on the vehicle speed estimated by the vehicle speed estimation unit 27 and the wheel speed (estimated value) estimated by the wheel speed estimation function unit 23, the degree of slip of the wheels WL with respect to the road surface ( Anti-skid by calculating a braking force command value without using the command means 18 so as to suppress the slip amount of the wheel WL when the estimated slip degree exceeds a threshold value. Execute control. Information regarding whether the service brake command calculation unit 19a is performing calculation or the anti-skid command calculation unit 19b is performing calculation is provided to the switching strength determination function unit 21.

前記車体速推定手段27は、例えば、加速度推定手段28で推定される車両の前後加速度、および、一般に複数備えられる各車輪の推定車輪速等から、車体速を推定してもよい。車体速推定手段27は、その他の図示外の要素としてGPS等を用いるまたは併用する手段としてもよい。また、さらに図示外の要素として、例えば、横滑り防止制御等の車両運動に基づくブレーキ制御手段を別途この制御装置2に設けることもできる。   The vehicle body speed estimation means 27 may estimate the vehicle body speed from, for example, the longitudinal acceleration of the vehicle estimated by the acceleration estimation means 28, the estimated wheel speed of each wheel generally provided, and the like. The vehicle body speed estimation means 27 may be a means that uses or uses GPS as another element not shown. Further, as an element not shown in the figure, for example, a brake control means based on vehicle motion such as a skid prevention control can be separately provided in the control device 2.

制御演算機能部20は、モータ角度およびこのモータ角度の所定階微分値に同期する値のいずれかを含む物理量である状態量に基づいて、互いに異なる複数の操作量を切替える機能を有する。この制御演算機能部20は、ブレーキ制御機能部26と、操作量切替機能部29とを備える。ブレーキ制御機能部26は、指令手段18より要求されるブレーキ力指令値に対して、推定ブレーキ力が追従するよう電動モータ4を制御する。   The control arithmetic function unit 20 has a function of switching a plurality of different operation amounts based on a state quantity that is a physical quantity including any one of a motor angle and a value synchronized with a predetermined differential value of the motor angle. The control calculation function unit 20 includes a brake control function unit 26 and an operation amount switching function unit 29. The brake control function unit 26 controls the electric motor 4 so that the estimated brake force follows the brake force command value requested by the command means 18.

このブレーキ制御機能部26による制御演算は、例えば、ブレーキ力指令値および推定ブレーキ力を直接用いるフィードバック制御を用いてもよく、ブレーキ力を角度等の他の物理量に変換して制御演算を行ってもよい。前記フィードバック制御は、例えば、ブレーキ力制御ループ内にモータ電流制御ループを設けるように、複数のマイナーフィードバックループを設ける演算構造としてもよく、単一のフィードバックループにてモータ操作量を演算する構造としてもよい。その他、あるいはフィードフォワード制御等を用いるか、またはフィードフォワード制御等を適宜併用することもできる。   The control calculation by the brake control function unit 26 may use, for example, feedback control that directly uses the brake force command value and the estimated brake force. The control calculation is performed by converting the brake force into another physical quantity such as an angle. Also good. The feedback control may be, for example, an arithmetic structure in which a plurality of minor feedback loops are provided so that a motor current control loop is provided in a brake force control loop, or a motor operation amount is calculated in a single feedback loop. Also good. In addition, feed forward control or the like can be used, or feed forward control or the like can be used in combination as appropriate.

ブレーキ制御機能部26は、所定の状態量に対して複数の操作量を演算する操作量演算部26,26,…と、前記所定の状態量に基づいて、前記複数の操作量を切替えるための条件となる切替条件を演算する切替制御部30とを備える。 The brake control function unit 26 switches the plurality of operation amounts based on the operation amount calculation units 26 1 , 26 2 ,... That calculate a plurality of operation amounts with respect to the predetermined state amount. And a switching control unit 30 that calculates a switching condition serving as a condition for this.

操作量切替機能部29は、ブレーキ制御機能部26により演算された複数の操作量および切替制御信号に基づいて、電動ブレーキ操作量として前記複数の操作量のいずれかに切替えて出力する機能を有する。このとき操作量切替機能部29は、前記複数の操作量の切替において、前記切替条件における所定の閾値に対して、例えば操作量「1」から操作量「2」に変更するような不連続な切替動作を行う機能と、前記切替条件の所定範囲において、切替条件の値の推移に伴って連続的に操作量「1」から操作量「2」へと変更されるような、連続的な平滑切替の動作を行う機能とを備える。   The operation amount switching function unit 29 has a function of switching and outputting one of the plurality of operation amounts as an electric brake operation amount based on the plurality of operation amounts calculated by the brake control function unit 26 and the switching control signal. . At this time, the operation amount switching function unit 29 discontinuously changes the operation amount from “1” to the operation amount “2”, for example, with respect to the predetermined threshold in the switching condition in the switching of the plurality of operation amounts. A function for performing a switching operation and a continuous smoothing that is continuously changed from the operation amount “1” to the operation amount “2” with the transition of the value of the switching condition within a predetermined range of the switching condition. And a function of performing a switching operation.

切替強度判断機能部21は、この例では、アンチスキッド制御の実行の有無に基づいて、操作量切替機能部29における操作量の切替えに必要な切替の急峻さを判断し、前記操作量切替機能部29における切替処理を調整する。一般に、アンチスキッド制御時におけるブレーキ制御精度は極めて重要であるのに対し、アンチスキッド制御時におけるNVHの重要性は極めて乏しい場合が多い。   In this example, the switching strength determination function unit 21 determines the steepness of switching necessary for switching the operation amount in the operation amount switching function unit 29 based on whether or not the anti-skid control is performed, and the operation amount switching function The switching process in the unit 29 is adjusted. In general, the brake control accuracy at the time of anti-skid control is extremely important, whereas the importance of NVH at the time of anti-skid control is often extremely low.

このため、切替強度判断機能部21は、アンチスキッド制御時において制御精度を最大限に重視した急峻さを持つ切替処理とすることができる。
切替強度判断機能部21における切替の急峻さの判断は、主に、ブレーキ力制御精度の必要性およびNVHの観点によるものであり、制御精度を重視する程切替処理を急峻にし、NVHを重視する程切替処理を緩慢にすることができる。
For this reason, the switching strength determination function unit 21 can perform switching processing with steepness that places the highest importance on control accuracy during anti-skid control.
The determination of the steepness of switching in the switching strength determination function unit 21 is mainly based on the necessity of the brake force control accuracy and the viewpoint of NVH, and the switching processing becomes sharper and NVH is more important as the control accuracy is more important. The switching process can be made slower.

モータドライバ17は、例えば、電界効果トランジスタ(Field effect transistor;略称FET)等のスイッチ素子を用いたハーフブリッジ回路を構成し、所定のデューティ比によりモータ印加電圧を決定するPWM制御を行う構成とすると安価で高性能となり好適である。あるいは、モータドライバ17は、例えば、変圧回路等を設け、PAM制御を行う構成とすることもできる。   For example, the motor driver 17 constitutes a half bridge circuit using a switching element such as a field effect transistor (abbreviated as FET), and performs PWM control for determining a motor applied voltage with a predetermined duty ratio. It is inexpensive and has high performance. Or the motor driver 17 can also be set as the structure which provides a transformer circuit etc. and performs PAM control, for example.

その他、図示外の電流センサ等を必要に応じて適宜設けることができる。また、本図2の各機能ブロックは、機能を説明する上で便宜上設けているものであり、必要に応じて統合・分割してもよく、あるいは所定機能を適宜省略する等してもよい。   In addition, an unillustrated current sensor or the like can be provided as needed. Each functional block in FIG. 2 is provided for convenience in explaining the function, and may be integrated or divided as necessary, or a predetermined function may be omitted as appropriate.

<操作量の切替動作の例>
図3は、この電動ブレーキ装置にて操作量を切替える例を示す図である。以下、図2も参照しつつ説明する。図3(a)では、制御演算機能部20(図2)が、所定の切替条件における切替閾値近傍において、二値の操作量(操作量1,操作量2)を線形な平滑関数Fcを介して切替える例を示す。同図3の横軸の切替条件は、例えば、電動モータ4の角速度等の状態量、この状態量を所定の固有値に変換したダイナミクス等である。図3(a)中の直線勾配θSWを切替の急峻さを表すパラメータとすることができる。切替強度判断機能部21(図2)は、所定の切替条件に対して前記直線勾配θSWを変更し得る。
<Example of operation amount switching operation>
FIG. 3 is a diagram illustrating an example in which the operation amount is switched by the electric brake device. Hereinafter, description will be given with reference to FIG. In FIG. 3A, the control calculation function unit 20 (FIG. 2) converts the binary operation amount (operation amount 1, operation amount 2) through a linear smoothing function Fc in the vicinity of the switching threshold value under a predetermined switching condition. An example of switching is shown. 3 is, for example, a state quantity such as an angular velocity of the electric motor 4, dynamics obtained by converting the state quantity into a predetermined eigenvalue, and the like. The linear gradient θ SW in FIG. 3A can be used as a parameter representing the steepness of switching. The switching strength determination function unit 21 (FIG. 2) can change the linear gradient θ SW with respect to a predetermined switching condition.

図3(b)は、図3(a)の例に対して、二値の操作量(操作量1,操作量2)を曲線状の平滑関数Fcを介して切替える例を示す。前記曲線状の平滑関数Fcは、例えば、三角関数等を用いて規定されていてもよく、例えば、切替開始から終了までの幅xswを切替の急峻さを表すパラメータとすることができる。あるいは、図3(a)のように、切替閾値近傍の勾配θSWに相当する値を切替の急峻さを表すパラメータとしてもよい。逆に、図3(a)の平滑関数Fcにおいて、切替開始から終了までの幅xswに相当する値を切替の急峻さを表すパラメータとしてもよい。切替強度判断機能部21(図2)は、所定の切替条件に対して幅xswを変更し得る。 FIG. 3B shows an example in which the binary operation amount (operation amount 1, operation amount 2) is switched through a curved smooth function Fc, in contrast to the example of FIG. The curved smooth function Fc may be defined by using, for example, a trigonometric function. For example, the width xsw from the start to the end of switching can be used as a parameter representing the steepness of switching. Alternatively, as shown in FIG. 3A, a value corresponding to the gradient θ SW in the vicinity of the switching threshold may be used as a parameter representing the steepness of switching. Conversely, in the smoothing function Fc of FIG. 3A, a value corresponding to the width xsw from the start to the end of switching may be used as a parameter representing the steepness of switching. The switching strength determination function unit 21 (FIG. 2) can change the width xsw with respect to a predetermined switching condition.

図4は、この電動ブレーキ装置において、アンチスキッド制御中か否かで平滑関数の勾配θSWを変更する例を示すフローチャートである。本処理開始後、切替強度判断機能部21(図2)は、ブレーキ指令値生成機能部19からのブレーキ制御モードの情報により、アンチスキッド制御を実行中か否かを判断する(ステップS1)。アンチスキッド制御中であるとの判断で(ステップS1:yes)、切替強度判断機能部21(図2)は、アンチスキッド制御中ではないときよりも平滑関数の勾配θSWを大きくする(ステップS2)。その後本処理を終了する。アンチスキッド制御中ではないとの判断で(ステップS1:no)、切替強度判断機能部21(図2)は、アンチスキッド制御中のときよりも勾配θSWを小さくする(ステップS3)。その後本処理を終了する。 FIG. 4 is a flowchart showing an example of changing the gradient θ SW of the smoothing function depending on whether or not the anti-skid control is being performed in this electric brake device. After the start of this process, the switching strength determination function unit 21 (FIG. 2) determines whether or not the anti-skid control is being executed based on the brake control mode information from the brake command value generation function unit 19 (step S1). When it is determined that the anti-skid control is being performed (step S1: yes), the switching strength determination function unit 21 (FIG. 2) increases the gradient θ SW of the smoothing function more than when the anti-skid control is not being performed (step S2). ). Thereafter, this process is terminated. If it is determined that the anti-skid control is not being performed (step S1: no), the switching strength determination function unit 21 (FIG. 2) makes the gradient θ SW smaller than that during the anti-skid control (step S3). Thereafter, this process is terminated.

<操作量を切替える制御構成の例>
図5は、操作量を切替える制御系の構成例を示すブロック図である。この構成例では、可変切替構造系として、モータ角度等から成る状態量から所定のダイナミクスを有する切替関数を演算し、切替関数に応じて非線形入力を演算し、実際の応答を切替関数のダイナミクスに拘束する、スライディングモード制御を適用する例を示す。
<Example of control configuration for switching the operation amount>
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of a control system for switching the operation amount. In this configuration example, as a variable switching structure system, a switching function having a predetermined dynamics is calculated from a state quantity composed of a motor angle, etc., a nonlinear input is calculated according to the switching function, and an actual response is converted into a dynamics of the switching function. The example which applies sliding mode control which restrains is shown.

車輪運動推定手段22に相当する状態推定器は、例えば、線形状態オブザーバまたはVSSオブザーバ等により構成することができる。この状態推定器によって求められる状態量xは、例えば、モータ角度、角速度(モータ角度の一回微分値)、角加速度(モータ角度の二回微分値)等の運動方程式を形成する状態量とすることができる。また、ブレーキ力の追従制御を達成するために所定の指令値と状態量との偏差、または偏差の積分(積算)値を含むこともできる。   The state estimator corresponding to the wheel motion estimator 22 can be constituted by, for example, a linear state observer or a VSS observer. The state quantity x obtained by this state estimator is, for example, a state quantity that forms an equation of motion such as a motor angle, an angular velocity (a first derivative value of the motor angle), an angular acceleration (a second derivative value of the motor angle), and the like. be able to. Moreover, in order to achieve the follow-up control of the braking force, a deviation between a predetermined command value and a state quantity, or an integral (integrated) value of the deviation can be included.

制御演算機能部20における切替関数演算器31では、状態推定器22から与えられる前記状態量xに対して、切替関数σが所望の応答ダイナクミクスを有するσ=Sxとして演算される。前記Sは、切替関数σが状態量xに対して所望のダイナミクスとなるための係数であり、例えば、極配置または最適レギュレータ等により求めることができる。   In the switching function calculator 31 in the control calculation function unit 20, the switching function σ is calculated as σ = Sx having a desired response dynamics with respect to the state quantity x given from the state estimator 22. The S is a coefficient for the switching function σ to have a desired dynamic with respect to the state quantity x, and can be obtained, for example, by pole arrangement or an optimal regulator.

制御演算機能部20(ブレーキ力追従制御機能部)における非線形入力演算器32は、主に外乱またはモデル誤差の補償を目的とした機能であり、切替関数σの符号に応じて所定の操作量+u,−uを切替え、状態量をσ≒0に拘束せしめる制御入力を生成する。このとき、非線形入力演算器32は、切替強度判断機能部21により切替を急峻にする程状態量のσ=0への拘束力が強まり、反面、チャタリングが発生する。換言すれば、非線形入力の切替が急峻である程制御精度に有利となり、NVHおよび消費電力に不利となる。
切替強度判断機能部21は、定められた切替条件に基づいて、非線形制御入力の切替の急峻さを決定する。
The nonlinear input calculator 32 in the control calculation function unit 20 (brake force follow-up control function unit) is a function mainly for the purpose of compensating for disturbance or model error, and has a predetermined operation amount + u according to the sign of the switching function σ. , -U are switched to generate a control input that constrains the state quantity to σ≈0. At this time, the non-linear input computing unit 32 becomes more restrictive to the state quantity σ = 0 as the switching strength determination function unit 21 makes the switching sharper, and on the other hand, chattering occurs. In other words, the steeper switching of the non-linear input is advantageous for control accuracy, and is disadvantageous for NVH and power consumption.
The switching strength determination function unit 21 determines the steepness of switching of the nonlinear control input based on the determined switching condition.

<作用効果>
以上説明した電動ブレーキ装置1によれば、切替強度判断機能部21は、アンチスキッド制御の実行の有無に基づいて、操作量切替機能部29における操作量の切替えに必要な切替の急峻さを判断し、操作量切替機能部29における切替処理を調整する。一般に、アンチスキッド制御時におけるブレーキ制御精度は極めて重要であるのに対し、アンチスキッド制御時におけるNVHの重要性は極めて乏しい場合が多い。このため、切替強度判断機能部21は、アンチスキッド制御時において制御精度を最大限に重視した急峻さを持つ切替処理とすることができる。したがって、NVHと制御精度の両立を図れる。
<Effect>
According to the electric brake device 1 described above, the switching strength determination function unit 21 determines the steepness of switching necessary for switching the operation amount in the operation amount switching function unit 29 based on whether or not the anti-skid control is performed. Then, the switching process in the operation amount switching function unit 29 is adjusted. In general, the brake control accuracy at the time of anti-skid control is extremely important, whereas the importance of NVH at the time of anti-skid control is often extremely low. For this reason, the switching strength determination function unit 21 can perform switching processing with steepness that places the highest importance on control accuracy during anti-skid control. Therefore, both NVH and control accuracy can be achieved.

<他の実施形態について>
以下の説明においては、各実施の形態で先行して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。
<About other embodiments>
In the following description, the same reference numerals are given to portions corresponding to the matters described in advance in the respective embodiments, 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6に示すように、切替強度判断機能部21は、ブレーキ力指令値および推定ブレーキ力のいずれか一方または両方に基づいて、切替強度を判断する例を示す。一般に軽いブレーキ操作の場合において比較的大きな電動ブレーキ装置1の作動音が発生し易く、チャタリングが発生するとNVHの悪化に繋がる。逆にブレーキ力が大きくなる程、アクチュエータ本体AHにおける機械結合部への与圧によりNVHが悪化し難い。このため、切替強度判断機能部21は、ブレーキ力指令値および推定ブレーキ力のいずれか一方または両方が小さくなる程切替を緩慢にし、ブレーキ力指令値および推定ブレーキ力のいずれか一方または両方が大きくなる程切替を急峻にすることができる(図7(a)左半部)。   As shown in FIG. 6, the switching strength determination function unit 21 shows an example of determining the switching strength based on one or both of the brake force command value and the estimated braking force. In general, in the case of a light brake operation, a relatively large operating noise of the electric brake device 1 is likely to be generated, and when chattering occurs, NVH is deteriorated. Conversely, as the braking force increases, the NVH is less likely to deteriorate due to the pressure applied to the mechanical coupling portion of the actuator body AH. For this reason, the switching strength determination function unit 21 slows down the switching as either one or both of the braking force command value and the estimated braking force becomes smaller, and either or both of the braking force command value and the estimated braking force become larger. The switching can be made steeper (see the left half of FIG. 7A).

さらにブレーキ力が大きくなると比較的高Gでの減速となり制御精度がフィーリングに影響し難くなる。このため、切替強度判断機能部21は、ブレーキ力指令値が定められた値より大きい条件において、ブレーキ力指令値が大きくなる程切替を緩慢にする処理としてもよい(図7(a)右半部)。
図7(a)は、図6に示す、ブレーキ力に応じて平滑関数の急峻さを調整する例を示す。図7(a)横軸のブレーキ力は、ブレーキ力指令値を用いてもよく、実際の推定ブレーキ力を用いてもよい。
Further, when the braking force increases, the deceleration becomes relatively high G, and the control accuracy hardly affects the feeling. For this reason, the switching strength determination function unit 21 may perform a process of slowing down the switching as the braking force command value increases under the condition that the braking force command value is larger than the predetermined value (FIG. 7A, right half). Part).
FIG. 7A shows an example of adjusting the steepness of the smoothing function according to the braking force shown in FIG. As the brake force on the horizontal axis in FIG. 7A, a brake force command value may be used, or an actual estimated brake force may be used.

図7(b)は、図6に示す、ブレーキ力指令値の変化度合に応じて平滑関数の急峻さを調整する例を示す。ブレーキ力指令値の変化度合(微分値等)が緩やかである程、車両の操縦者がブレーキ力の変化度合に対して敏感であると考えられる。逆に、ブレーキ力指令値の変化度合が急峻である程、操縦者がブレーキ力の変化度合に対して鈍感となり得る。   FIG. 7B shows an example of adjusting the steepness of the smoothing function in accordance with the degree of change in the braking force command value shown in FIG. The gentler the degree of change in brake force command value (differential value, etc.), the more sensitive the vehicle operator is to the degree of change in brake force. Conversely, the steeper degree of change in the brake force command value may make the driver less sensitive to the degree of change in the brake force.

そのため、図6および図7(b)に示すように、切替強度判断機能部21は、ブレーキ力指令値の変化度合が小さくなる程平滑関数の勾配θSWを急峻にし、ブレーキ力指令値の変化度合が大きくなる程勾配θSWを緩慢にしてもよい。
ブレーキペダルが緩やかに操作されている場合において、平滑関数における勾配を急峻にすることでブレーキ制御精度を高くすることができる。これにより、ブレーキ操作に対して制動力の変化が正確に追従するよう制御し、ブレーキフィーリングを改善することができる。
Therefore, as shown in FIG. 6 and FIG. 7B, the switching strength determination function unit 21 makes the gradient θ SW of the smoothing function steeper as the degree of change in the brake force command value decreases, and changes in the brake force command value. The gradient θ SW may be made slower as the degree increases.
When the brake pedal is operated gently, the brake control accuracy can be increased by making the gradient in the smooth function steep. Thereby, it is possible to improve the brake feeling by controlling the change in the braking force to accurately follow the brake operation.

図8および図9に示すように、切替強度判断機能部21は、車体速推定手段27で推定される車体速が大きくなる程、平滑関数における勾配を急峻にしてもよい。一般に、車体速が大きい状態ではロードノイズ等によりブレーキ作動音がNVHに影響し難い。逆に車体速が小さい状態(特に停車状態)においては、ブレーキ作動音の影響が比較的大きくなる。また、ブレーキ力が制動距離に及ぼす影響は、車体速が速い状態程比較的大きく、車体速が遅い状態程比較的小さくなる。よって、切替強度判断機能部21は、車体速推定手段27で推定される車体速が大きくなる程、切替を急峻にし、車体速が小さくなる程、切替を緩慢にする処理を実行する。これにより安全性とNVHを両立できて好ましい。   As shown in FIGS. 8 and 9, the switching strength determination function unit 21 may make the gradient in the smooth function steeper as the vehicle speed estimated by the vehicle speed estimation means 27 increases. In general, when the vehicle body speed is high, the brake operation sound is unlikely to affect NVH due to road noise or the like. Conversely, when the vehicle body speed is low (particularly when the vehicle is stopped), the influence of the brake operating sound is relatively large. Further, the influence of the braking force on the braking distance is relatively large as the vehicle body speed is high, and is relatively small as the vehicle body speed is low. Therefore, the switching strength determination function unit 21 executes a process of making the switching steeper as the vehicle speed estimated by the vehicle speed estimation means 27 increases and making the switching slower as the vehicle speed decreases. This is preferable because both safety and NVH can be achieved.

図2、図6、図8の制御系のいずれかを用いてもよく、あるいは適宜併用してもよい。
図7および図9について、図3(a)の直線勾配θSWを用いた例を示すが、図3(b)の幅xswを用いてもよく、その他、所定の切替関数の推移に対して操作量が切替わる急峻さを定義する変数を適宜用いることができる。
Any of the control systems of FIGS. 2, 6, and 8 may be used, or may be used in combination as appropriate.
7 and FIG. 9, an example using the linear gradient θ SW of FIG. 3A is shown. However, the width xsw of FIG. 3B may be used. A variable that defines the steepness at which the operation amount is switched can be used as appropriate.

図10に示す操作量を切替える制御構成では、アクチュエータ本体AHにおいて増圧状態における正効率作動制御演算器33と、減圧状態における逆効率作動制御演算器34と、ヒステリシス中間状態におけるヒステリシス中間制御演算器35とを切替える例を示す。前記増圧状態とは、摩擦材9(図1)とブレーキロータ8(図1)との接触力が増加する状態と同義であり、前記減圧状態とは、前記接触力が減少する状態と同義である。   In the control configuration for switching the operation amount shown in FIG. 10, in the actuator body AH, the normal efficiency operation control calculator 33 in the pressure increasing state, the reverse efficiency operation control calculator 34 in the pressure reducing state, and the hysteresis intermediate control calculator in the hysteresis intermediate state. An example of switching to 35 is shown. The increased pressure state is synonymous with a state where the contact force between the friction material 9 (FIG. 1) and the brake rotor 8 (FIG. 1) increases, and the reduced pressure state is synonymous with a state where the contact force decreases. It is.

一般に、電動ブレーキ装置に用いるような電動式直動アクチュエータにおいて、同じ推力であっても、電動モータからの回転運動で増圧させる際の負荷(正効率)と減圧させる際の負荷(逆効率)が異なる。換言すれば、正効率動作と逆効率動作において、等価バネレートが異なるシステムであると考えることができる。また、特にヒステリシス中間における動作においては、モータトルク(モータ電流)の変化に対してアクチュエータ本体が動作しないため、不可制御状態となる。   In general, in an electric linear actuator that is used in an electric brake device, even when the thrust is the same, the load when the pressure is increased by the rotational motion from the electric motor (positive efficiency) and the load when the pressure is reduced (reverse efficiency) Is different. In other words, it can be considered that the equivalent spring rate is different between the normal efficiency operation and the reverse efficiency operation. In particular, in an operation in the middle of hysteresis, the actuator main body does not operate in response to a change in motor torque (motor current), so that the control is disabled.

そこで、図10に示すように、ブレーキ力追従制御機能部である制御演算機能部20は、前記正効率動作におけるパラメータを用いた正効率作動制御演算器33と、前記逆効率動作におけるパラメータを用いた逆効率作動制御演算器34と、ヒステリシス中にある場合において適用されるヒステリシス中間制御演算器35とを備える。前記各制御演算器として、例えば、偏差補償器または状態フィードバック器等の線形制御器を用いると、設計工数および演算負荷が軽減できて好適である。また、特にヒステリシス中間制御演算器35は、アクチュエータ本体AHが動作しない不可制御状態として設定される場合、所定のトルクとなるモータ電流に制御する制御器として実装してもよい。   Therefore, as shown in FIG. 10, the control calculation function unit 20 which is a brake force follow-up control function unit uses the normal efficiency operation control calculator 33 using the parameters in the normal efficiency operation and the parameters in the reverse efficiency operation. The reverse efficiency operation control computing unit 34 and the hysteresis intermediate control computing unit 35 applied in the case of being in the hysteresis are provided. For example, a linear controller such as a deviation compensator or a state feedback unit is preferably used as each of the control calculators because the design man-hours and calculation load can be reduced. In particular, the hysteresis intermediate control calculator 35 may be mounted as a controller that controls the motor current to a predetermined torque when the actuator main body AH is set as an uncontrollable control state in which the actuator body AH does not operate.

制御演算機能部20における操作量切替機能部29は、アクチュエータ本体AHが増圧、減圧、ヒステリシス中間状態のいずれであるかに基づいて、コントローラを切替える。換言すれば、操作量切替機能部29は、切替条件として状態推定器22から与えられる角速度の極性が増圧方向(正)にあるとき正効率作動制御演算器33の操作量を適用し、切替条件として角速度の極性が減圧方向(負)にあるとき逆効率作動制御演算器34の操作量を適用する。また操作量切替機能部29は、切替条件として角速度の極性が概ね零であるときヒステリシス中間制御演算器35を適用する。   The operation amount switching function unit 29 in the control calculation function unit 20 switches the controller based on whether the actuator body AH is in a pressure increase, pressure reduction, or hysteresis intermediate state. In other words, the operation amount switching function unit 29 applies the operation amount of the positive efficiency operation control computing unit 33 when the polarity of the angular velocity given from the state estimator 22 is in the pressure increasing direction (positive) as the switching condition, and the switching is performed. As a condition, when the polarity of the angular velocity is in the pressure reduction direction (negative), the operation amount of the reverse efficiency operation control calculator 34 is applied. The manipulated variable switching function unit 29 applies the hysteresis intermediate control calculator 35 when the polarity of the angular velocity is approximately zero as the switching condition.

このとき、切替強度判断機能部21は、モータ角速度を切替関数とし、閾値である角速度零近傍において平滑切替の勾配を適宜設定することができる。なお、ヒステリシス中間制御演算部35は、所定のブレーキ力に追従途中の過渡応答状態においては省略し、概ね一定であるブレーキ力指令値に対して追従状態となる場合のみにおいて適用してもよい。   At this time, the switching strength determination function unit 21 can use the motor angular velocity as a switching function and appropriately set the smooth switching gradient in the vicinity of the threshold angular velocity zero. The hysteresis intermediate control calculation unit 35 may be omitted in a transient response state in the middle of following a predetermined brake force, and may be applied only when a follow-up state is achieved with respect to a substantially constant brake force command value.

切替強度判断機能部21は、図3(a)に示す制御演算機能部20における複数の操作量の切替において、定められた切替条件に対して平滑切替の急峻さを変更する場合に切替閾値近傍の勾配θSWが90度の場合を含める構成にしてもよい。勾配θSWが90度の場合は、平滑切替を行わないことになる。または、切替強度判断機能部21は、図3(b)に示す制御演算機能部20における複数の操作量の切替において、定められた切替条件に対して平滑切替の急峻さを変更する場合に、平滑関数Fcにおける切替開始から終了までの幅xswを零とする場合を含める構成にしてもよい。幅xswが零の場合は、平滑切替を行わないことになる。 The switching strength determination function unit 21 is in the vicinity of the switching threshold when changing the steepness of smooth switching for a predetermined switching condition in switching of a plurality of operation amounts in the control calculation function unit 20 shown in FIG. It may be configured to include the case where the gradient θ SW of the switch is 90 degrees. When the gradient θ SW is 90 degrees, smooth switching is not performed. Alternatively, the switching strength determination function unit 21 changes the steepness of smooth switching with respect to a predetermined switching condition in switching of a plurality of operation amounts in the control calculation function unit 20 shown in FIG. The smoothing function Fc may include a case where the width xsw from the start to the end of the switching is zero. When the width xsw is zero, smooth switching is not performed.

直動機構6の変換機構部として、遊星ローラ、ボールねじ等の各種ねじ機構、ボールランプ等の傾斜を利用した機構等を用いることができる。
荷重センサSbは、前述のセンサ等に代えて、例えば、ブレーキを実装する車輪のホイールトルク、または電動ブレーキ装置を搭載した車両の前後力を検出するセンサ等、その他外部センサであってもよい。
As the conversion mechanism portion of the linear motion mechanism 6, various screw mechanisms such as a planetary roller and a ball screw, a mechanism using an inclination of a ball ramp, and the like can be used.
The load sensor Sb may be other external sensors such as a sensor for detecting the wheel torque of a wheel on which a brake is mounted or a longitudinal force of a vehicle on which an electric brake device is mounted instead of the above-described sensor or the like.

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.

1…電動ブレーキ装置
2…制御装置
4…電動モータ
6…直動機構(摩擦材操作手段)
8…ブレーキロータ
9…摩擦材
18…指令手段
19b…アンチスキッド指令演算部(アンチスキッド制御機能部)
20…制御演算機能部
21…切替強度判断機能部
22…車輪運動推定手段
25…モータ運動推定機能部(角速度推定手段)
27…車体速推定手段
28…加速度推定手段
33…正効率作動制御演算器
34…逆効率作動制御演算器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric brake device 2 ... Control apparatus 4 ... Electric motor 6 ... Linear motion mechanism (friction material operation means)
8 ... Brake rotor 9 ... Friction material 18 ... Command means 19b ... Anti-skid command calculation unit (anti-skid control function unit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Control arithmetic function part 21 ... Switching intensity | strength judgment function part 22 ... Wheel motion estimation means 25 ... Motor motion estimation function part (angular velocity estimation means)
27 ... Vehicle speed estimation means 28 ... Acceleration estimation means 33 ... Normal efficiency operation control calculator 34 ... Reverse efficiency operation control calculator

Claims (8)

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する摩擦材と、電動モータと、この電動モータの出力を前記摩擦材の押圧力に変換する摩擦材操作手段と、指令手段から与えられたブレーキ力指令値に基づいて前記電動モータの出力を制御する制御装置と、を備えた電動ブレーキ装置において、
前記制御装置は、
前記ブレーキロータと同期した車輪の回転運動における角度およびこの角度の所定階微分値を推定する車輪運動推定手段と、
前記電動モータの回転の角度およびこの角度の所定階微分値に同期する値の少なくともいずれかを含む物理量である状態量に基づいて、互いに異なる複数の操作量を切替える制御演算機能部と、
前記指令手段からのブレーキ力指令値および前記車輪運動推定手段で推定される推定値のいずれか一方または両方に基づき、前記制御演算機能部における操作量の切替えに必要な切替の急峻さを判断する切替強度判断機能部と、を備え、
前記切替強度判断機能部は、前記制御演算機能部における複数の操作量の切替において、定められた切替条件に対して現操作量から切替後の操作量に連続的に切替える制御である平滑切替を行うか否かを判断する機能と、定められた切替条件に対して前記平滑切替における勾配の急峻さを変更する機能のいずれか一方または両方の機能を有する電動ブレーキ装置。
A brake rotor, a friction material that generates a braking force in contact with the brake rotor, an electric motor, a friction material operating means that converts the output of the electric motor into a pressing force of the friction material, and a command means A control device for controlling the output of the electric motor based on the braking force command value,
The control device includes:
Wheel motion estimation means for estimating an angle in a rotational motion of a wheel synchronized with the brake rotor and a predetermined differential value of this angle;
A control calculation function unit that switches a plurality of different operation amounts based on a state quantity that is a physical quantity including at least one of an angle of rotation of the electric motor and a value synchronized with a predetermined differential value of the angle;
Based on one or both of the brake force command value from the command unit and the estimated value estimated by the wheel motion estimation unit, the steepness of switching necessary for switching the operation amount in the control calculation function unit is determined. A switching strength determination function unit,
The switching strength determination function unit performs smooth switching, which is a control for continuously switching from the current operation amount to the operation amount after switching with respect to a predetermined switching condition in switching of a plurality of operation amounts in the control calculation function unit. An electric brake device having one or both of a function of determining whether or not to perform and a function of changing a steepness of a gradient in the smooth switching with respect to a predetermined switching condition.
請求項1に記載の電動ブレーキ装置において、前記電動ブレーキ装置を搭載する車両の前後加速度を推定する加速度推定手段と、
この加速度推定手段で推定される前後加速度および前記車輪運動推定手段で推定される推定値のいずれか一方または両方に基づいて、前記車両の車体速を推定する車体速推定手段と、を備え、
前記制御装置は、前記車輪運動推定手段で推定される推定値および前記車体速推定手段で推定される車体速に基づいて、前記車輪の路面に対する滑り度合を推定し、推定された前記滑り度合が閾値を超過したときに前記車輪の滑り量を抑制するように、前記指令手段によらずブレーキ力指令値を演算するアンチスキッド制御機能部を備え、
前記切替強度判断機能部は、前記アンチスキッド制御機能部による制御が実行されたときの前記平滑切替における勾配を、アンチスキッド制御機能部による制御が実行されない場合と比較して、急峻に変更する機能を有する電動ブレーキ装置。
The electric brake device according to claim 1, wherein an acceleration estimating means for estimating a longitudinal acceleration of a vehicle equipped with the electric brake device;
Vehicle speed estimation means for estimating the vehicle speed of the vehicle based on one or both of the longitudinal acceleration estimated by the acceleration estimation means and the estimated value estimated by the wheel motion estimation means, and
The control device estimates the degree of slippage of the wheels with respect to the road surface based on the estimated value estimated by the wheel motion estimation unit and the vehicle body speed estimated by the vehicle body speed estimation unit, and the estimated degree of slipping is calculated. An anti-skid control function unit that calculates a braking force command value regardless of the command means so as to suppress the slip amount of the wheel when a threshold value is exceeded,
The switching strength determination function unit has a function of changing the gradient in the smooth switching when the control by the anti-skid control function unit is executed sharply compared to the case where the control by the anti-skid control function unit is not executed. Electric brake device having
請求項1または請求項2に記載の電動ブレーキ装置において、前記切替強度判断機能部は、前記指令手段に基づくブレーキ力指令値の変化度合が小さくなる程、前記平滑切替における勾配を急峻にする機能を有する電動ブレーキ装置。   3. The electric brake device according to claim 1, wherein the switching strength determination function unit makes the gradient in the smooth switching steep as the degree of change in the brake force command value based on the command unit decreases. Electric brake device having 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の電動ブレーキ装置において、前記切替強度判断機能部は、前記指令手段に基づくブレーキ力指令値が定められた値より小さい条件において、前記ブレーキ力指令値が小さくなる程、前記平滑切替における勾配を緩慢にする機能を有する電動ブレーキ装置。   The electric brake device according to any one of claims 1 to 3, wherein the switching strength determination function unit is configured to perform the braking force under a condition that a braking force command value based on the commanding unit is smaller than a predetermined value. An electric brake device having a function of slowing the gradient in the smooth switching as the command value becomes smaller. 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の電動ブレーキ装置において、前記切替強度判断機能部は、前記指令手段に基づくブレーキ力指令値が定められた値より大きい条件において、前記ブレーキ力指令値が大きくなる程、前記平滑切替における勾配を緩慢にする機能を有する電動ブレーキ装置。   5. The electric brake device according to claim 1, wherein the switching strength determination function unit is configured to apply the brake force under a condition that a brake force command value based on the command means is larger than a predetermined value. An electric brake device having a function of slowing the gradient in the smooth switching as the command value increases. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の電動ブレーキ装置において、前記電動ブレーキ装置を搭載する車両の車体速を推定する車体速推定手段を備え、
前記切替強度判断機能部は、前記車体速推定手段で推定される車体速が大きくなる程、前記平滑切替における勾配を急峻にする機能を有する電動ブレーキ装置。
The electric brake device according to any one of claims 1 to 5, further comprising vehicle body speed estimating means for estimating a vehicle body speed of a vehicle on which the electric brake device is mounted.
The switching strength determination function unit is an electric brake device having a function of making the gradient in the smooth switching steep as the vehicle speed estimated by the vehicle speed estimation means increases.
請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の電動ブレーキ装置において、前記制御装置は、前記摩擦材操作手段による前記摩擦材の操作量をブレーキ力指令値に追従するように制御するブレーキ力追従制御機能を有し、このブレーキ力追従制御機能は、前記状態量から定められた切替関数を演算し、前記切替関数の正負に応じて二値の操作量を導出し、前記切替関数の略零を制御目標とするスライディングモード制御であり、
前記切替強度判断機能部は、前記切替関数の値に基づいて、前記二値の操作量を切替える際の、前記切替関数の値の変化に伴う前記平滑切替の急峻さを決定する機能である電動ブレーキ装置。
The electric brake device according to any one of claims 1 to 6, wherein the control device controls the operation amount of the friction material by the friction material operation means so as to follow a brake force command value. This brake force tracking control function calculates a switching function determined from the state quantity, derives a binary manipulated variable according to the sign of the switching function, Sliding mode control with a control target of approximately zero,
The switching strength determination function unit is a function that determines the steepness of the smooth switching according to a change in the value of the switching function when switching the binary operation amount based on the value of the switching function. Brake device.
請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の電動ブレーキ装置において、前記制御装置は、前記電動モータの角速度を推定する角速度推定手段と、前記摩擦材操作手段による前記摩擦材の操作量をブレーキ力指令値に追従するように制御するブレーキ力追従制御機能とを有し、このブレーキ力追従制御機能は、前記摩擦材と前記ブレーキロータとの接触力が増加する際の前記電動モータの操作量を決定する正効率作動制御演算器と、前記接触力が減少する際の前記電動モータの操作量を決定する逆効率作動制御演算器と、を含む二種以上の制御演算器による二値以上の操作量を、前記角速度推定手段で推定された角速度に応じて切替える機能を有し、
前記切替強度判断機能部は、前記角速度推定手段で推定された角速度に基づいて、前記二値以上の操作量を切替える際の、前記角速度の変化に伴う平滑切替の急峻さを決定する機能である電動ブレーキ装置。
8. The electric brake device according to claim 1, wherein the control device is configured to estimate an angular velocity of the electric motor and an operation amount of the friction material by the friction material operation device. A brake force tracking control function for controlling the brake motor to follow the brake force command value, and the brake force tracking control function of the electric motor when the contact force between the friction material and the brake rotor increases. Binary value by two or more types of control arithmetic units including a normal efficiency operation control arithmetic unit that determines an operation amount and a reverse efficiency operation control arithmetic unit that determines an operation amount of the electric motor when the contact force decreases. A function of switching the above operation amount in accordance with the angular velocity estimated by the angular velocity estimating means,
The switching strength determination function unit is a function for determining the steepness of smooth switching associated with a change in the angular velocity when switching the operation amount of the two or more values based on the angular velocity estimated by the angular velocity estimating means. Electric brake device.
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