JP2020026240A - Brake system for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車輪とともに回転するディスクロータにブレーキパッドを押し付けることによってその車輪に制動力を付与するブレーキ装置を含んで構成される車両用ブレーキシステムに関する。 The present invention relates to a vehicle brake system including a brake device that applies a braking force to a wheel by pressing a brake pad against a disk rotor that rotates with the wheel.
下記特許文献に記載されているように、ブレーキ装置において、ディスクロータにブレーキパッドを押し付ける力である押付力は変動し、下記特許文献に記載されているブレーキ装置では、その変動に基づいて、ディスクロータにブレーキパッドを押し付けるためのアクチュエータを制御するようにされている。 As described in the following patent document, in a brake device, a pressing force, which is a force for pressing a brake pad against a disk rotor, fluctuates. In the brake device described in the following patent document, a disc An actuator for pressing a brake pad against the rotor is controlled.
本願発明者は、ブレーキ装置の開発に携わる中、ある制動力を車輪に付与すべくアクチュエータを制御した場合、上述した押付力の変動が周期的であるとの知見を得た。本発明は、その知見に基づくものであり、押付力の周期的変動を利用した斬新な機能を備えた車両用ブレーキシステムを提供することを課題とする。 The inventor of the present application has found that while controlling the actuator to apply a certain braking force to the wheels during the development of the brake device, the above-described variation in the pressing force is periodic. The present invention is based on the knowledge, and an object of the present invention is to provide a vehicle brake system having a novel function using a periodic variation of a pressing force.
上記課題を解決するために、本発明の車両用ブレーキシステムは、
(a) 車輪とともに回転するディスクロータと、(b) そのディスクロータに押し付けられるブレーキパッドと、(c) 前記車輪に制動力を付与するために前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに押し付けるアクチュエータとを有するブレーキ装置と、
前記アクチュエータが前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに押し付ける力である押付力を制御することで前記ブレーキ装置が発生させる制動力を制御する制動力制御部を有するコントローラと
を備えた車両用ブレーキシステムであって、
前記ブレーキ装置が、前記押付力を検出するためのセンサを有するとともに、
前記コントローラが、前記センサによって検出された前記押付力の周期的変動に基づいて車輪速を推定する車輪速推定部を有することを特徴とする。
In order to solve the above problems, a vehicle brake system according to the present invention includes:
(a) a disk rotor that rotates with the wheel, (b) a brake pad pressed against the disk rotor, and (c) an actuator that presses the brake pad against the disk rotor to apply a braking force to the wheel. A braking device,
A controller having a braking force control unit that controls a braking force generated by the brake device by controlling a pressing force that is a force that the actuator presses the brake pad against the disk rotor. hand,
The brake device has a sensor for detecting the pressing force,
The controller may include a wheel speed estimating unit that estimates a wheel speed based on a periodic change in the pressing force detected by the sensor.
本願発明者の知見によれば、押付力の変動の周期は、車輪の回転周期と一致している。つまり、端的に言えば、ディスクロータの傾き等により、車輪が1回転すれば、僅かではあるが、押付力が1サイクル変動を生じる。したがって、押付力の変動の周期に基づくことにより、車輪速を推定することが可能である。上述のように、本発明の車両用ブレーキシステムでは、押付力の変動の周期に依拠した車輪速推定機能を有しており、その機能により、例えば、車輪速に基づく何らかの制御を実行していて車輪速センサによっては車輪速が検出できないような失陥が生じた場合であっても、上記のように推定された車輪速を利用して、その制御を実行することが可能となるのである。 According to the knowledge of the inventor of the present application, the cycle of the fluctuation of the pressing force coincides with the rotation cycle of the wheel. That is, in short, if the wheel makes one rotation due to the inclination of the disk rotor or the like, the pressing force fluctuates slightly for one cycle. Therefore, it is possible to estimate the wheel speed based on the cycle of the change in the pressing force. As described above, the vehicle brake system of the present invention has a wheel speed estimating function that depends on the cycle of the pressing force, and the function executes, for example, some control based on the wheel speed. Even in the case where a failure such that the wheel speed cannot be detected by the wheel speed sensor occurs, it is possible to execute the control using the wheel speed estimated as described above.
本発明の車両用ブレーキシステムにおけるブレーキ装置は、液圧式ブレーキ装置であってもよく、また、いわゆる電動ブレーキ装置であってもよい。アクチュエータは、液圧式ブレーキ装置の場合、例えば、ホイールシリンダを含んで構成されたものを採用すればよく、電動ブレーキ装置の場合、例えば、駆動源としての電動モータと、進退可能なピストンと、電動モータの回転動作をピストンの進退動作に変換する動作変換機構とを備え、ピストンの前進によってブレーキパッドをディスクロータに押し付けるように構成されたものを採用すればよい。 The brake device in the vehicle brake system of the present invention may be a hydraulic brake device or a so-called electric brake device. As the actuator, in the case of a hydraulic brake device, for example, a device including a wheel cylinder may be adopted.In the case of an electric brake device, for example, an electric motor as a drive source, a retractable piston, and an electric An operation conversion mechanism for converting the rotation operation of the motor into the forward / backward movement of the piston may be provided, and the brake pad may be pressed against the disk rotor by the forward movement of the piston.
押付力センサによって検出される押付力は、押付荷重とも呼ぶことができるものである。押付力センサは、押付力そのものではなく、ブレーキパッドがディスクロータに押し付くことによって、ディスクロータからブレーキパッドに作用する反力、すなわち、押付反力を検出することで、押付力を検出するものであってもよい。押付力センサは、上記液圧式ブレーキ装置の場合は、ホイールシリンダに供給される作動液の圧力、すなわち、ホイールシリンダ圧を検出することで、押付力を検出するようなものを採用することができる。また、上記電動ブレーキ装置の場合、上記動作変換機構がねじ機構を含んで構成されている場合、例えば、雄ねじが形成された雄ねじロッドに作用する軸力を検出することで、押付力を検出するようなものを採用することができる。 The pressing force detected by the pressing force sensor can be called a pressing load. The pressing force sensor detects the pressing force not by the pressing force itself, but by detecting the reaction force acting on the brake pad from the disk rotor by pressing the brake pad against the disk rotor, that is, the pressing reaction force. It may be. As the pressing force sensor, in the case of the hydraulic brake device, a sensor that detects the pressing force by detecting the pressure of the working fluid supplied to the wheel cylinder, that is, the wheel cylinder pressure can be employed. . In the case of the electric brake device, when the operation conversion mechanism includes a screw mechanism, for example, the pressing force is detected by detecting an axial force acting on a male screw rod having a male screw. Such a thing can be adopted.
押付力の周期的な変動は、ディスクロータの1回転、すなわち、車輪の1回転を、1周期とする変動である限り、単振動的なものに限定されない。例えば、押付力の周期的な変動がディスクロータの傾きに起因するような場合には、単振動的なものになるが、例えば、ディスクロータの厚みの位置に応じた差異に起因するような場合は、1周期の中に、複数の極大値,極小値が存在する場合も考えられ、そのような変動も、周期的な変動の一態様となる。 The periodic fluctuation of the pressing force is not limited to a simple vibration as long as the fluctuation is one rotation of the disk rotor, that is, one rotation of the wheel. For example, when the periodic fluctuation of the pressing force is caused by the inclination of the disk rotor, it becomes a simple vibration, but, for example, when it is caused by the difference depending on the position of the thickness of the disk rotor. It is conceivable that a plurality of local maximum values and local minimum values exist in one cycle, and such a variation is one mode of the periodic variation.
推定される車輪速は、車輪の回転角速度であってもよく、車輪の外周、すなわち、タイヤの接地面の周速であってもよい。推定された車輪速を用いる制御については、特に限定されず、また、別途車輪速センサが設けられている場合においてそのセンサが失陥した状況のみにおいて用いられることに限定されるものではない。本発明における車輪速の推定は、当該車両用ブレーキ装置が制動力を発生させている状態でなければ実行し得ない。そのことに鑑みれば、推定された車輪速を用いる制御は、制動力を発生させている状態で実行される制御であることが望ましい。具体的には、例えば、車輪速によって車輪のロック状態を検出して行うABS制御(アンチロック制御,アンチスキッド制御)は好適である。 The estimated wheel speed may be the rotational angular speed of the wheel, or the peripheral speed of the wheel, that is, the peripheral speed of the contact surface of the tire. The control using the estimated wheel speed is not particularly limited, and is not limited to being used only in a situation where a separate wheel speed sensor is provided and the sensor has failed. The estimation of the wheel speed in the present invention cannot be executed unless the vehicle brake device is generating a braking force. In view of this, it is desirable that the control using the estimated wheel speed is a control executed in a state where the braking force is being generated. Specifically, for example, ABS control (anti-lock control, anti-skid control) performed by detecting the locked state of the wheel based on the wheel speed is suitable.
以下、本発明の具体的な一実施形態として、実施例の車両用ブレーキシステムを、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施例の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。 Hereinafter, as a specific embodiment of the present invention, a vehicle brake system of an example will be described in detail with reference to the drawings. The present invention can be embodied in various forms with various changes and improvements based on the knowledge of those skilled in the art, in addition to the following examples.
[A]実施例の車両用ブレーキシステムの全体構成
実施例の車両用ブレーキシステム(以下、単に「ブレーキシステム」という場合がある)は、図1に示すように、いわゆる電動ブレーキ装置であるブレーキ装置2と、ブレーキ装置2の制御を司るコントローラとしての電子制御ユニット(以下、「ECU」と呼ぶ場合がある)4とを含んで構成されている。
[A] Overall Configuration of Vehicle Brake System of Embodiment As shown in FIG. 1, a vehicle brake system of the embodiment (hereinafter, may be simply referred to as “brake system”) is a so-called electric brake device. 2 and an electronic control unit (hereinafter, sometimes referred to as “ECU”) 4 as a controller that controls the
ブレーキ装置2は、アクチュエータ10を保持するブレーキキャリパ12(以下、単に「キャリパ12」と略す場合がある)と、車輪とともに回転する回転体としてのディスクロータ14と、1対のブレーキパッド(以下、単に「パッド」と略す場合がある)16a,16bとを含んで構成されている。
The
キャリパ12は、ディスクロータ14を跨ぐようにして、車輪を回転可能に保持するキャリア(図示を省略する)に設けられたマウント(図示を省略する)に、軸線方向(図の左右方向)に移動可能に保持されている。パッド16a,16bは、軸線方向の移動が許容された状態で、ディスクロータ14を挟むようにしてマウントに保持されている。パッド16a,16bの各々は、ディスクロータ14に接触する側に位置する摩擦部材26と、その摩擦部材26を支持するバックアッププレート28とを含んで構成されており、その摩擦部材26がディスクロータ14に押し付けられるようになっている。
The
便宜的に、図における左方を前方と、右方を後方として説明すれば、前方側のパッド16aは、キャリパ本体30の前端部である爪部32に支持されるようにされている。アクチュエータ10は、キャリパ本体30の後方側の部分に、当該アクチュエータ10のハウジング40が固定されるようにして保持されている。アクチュエータ10は、ハウジング40に対して進退するピストン42を有し、そのピストン42は、前進することによって、前端部、詳しくは、前端が後方側のパッド16b、詳しくは、パッド16bのバックアッププレート28と係合する。そして、ピストン42が、係合した状態でさらに前進することで、1対のパッド16a,16bは、ディスクロータ14を挟み付ける。言い換えれば、各パッド16a,16bがディスクロータ14に押し付けられる。この押付けによって、ディスクロータ14と摩擦部材26との間の摩擦力に依存する車輪の回転に対する制動力、つまり、車両を減速,停止させるための制動力が発生させられるのである。
For convenience, if the left side in the figure is described as the front and the right side as the rear, the
なお、アクチュエータ10は、ブレーキパッドの一方がピストンの前端部に固定され、言い換えれば固定的に係合し、他方がキャリパ本体の爪部に固定されるようなキャリパの構成要素として採用することも可能である。
The
[B]アクチュエータの構成
アクチュエータ10は、図2に示すように、上述のハウジング40,上述のピストン42の他、駆動源としての電動モータ44,電動モータ44の回転を減速させるための減速機構46,その減速機構46を介して減速された電動モータ44の回転によって回転させられる入力軸48,その入力軸48の回転動作をピストン42の進退動作(前進・後退動作)に変換する動作変換機構50等を含んで構成されている。なお、以下の説明において、便宜的に、図の左方を前方,右方を後方と呼ぶこととする。
[B] Configuration of Actuator As shown in FIG. 2, the
ピストン42は、ピストンヘッド52と、当該ピストン42の中空の筒部である出力筒54とを含んで構成されており、一方で、電動モータ44は、円筒状の回転駆動軸56を有している。そして、回転駆動軸56の内部に出力筒54が、出力筒54の内部に入力軸48が、互いに同軸的となるように、詳しくは、回転駆動軸56,出力筒54,入力軸48が、それらの軸線が互いに共通の軸線である軸線Lとなるように、配設されている。その結果、本アクチュエータ10は、コンパクトなものとされている。
The
回転駆動軸56は、ハウジング40に、ラジアル軸受け58を介して回転可能に、かつ、軸線方向(軸線Lの延びる方向であり、図における左右方向である)に移動不能に保持されている。電動モータ44は、回転駆動軸56の外周において一円周上に配置された磁石60と、それら磁石60を取り囲むようにしてハウジング40の内周に固定されたコイル62とを含んで構成されている。
The
減速機構46は、回転駆動軸56の後端に固定的に付設された中空のサンギヤ64と、ハウジング40に固定されたリングギヤ66と、それらサンギヤ64とリングギヤ66との両方に噛合してサンギヤ64の周りを公転する複数のプラネタリギヤ68(図では、1つしか示されていない)とを含んで構成される遊星ギヤ式減速機構である。複数のプラネタリギヤ68の各々は、キャリアとしてのフランジ70に、自転可能に保持されている。入力軸48は、前方側の部分を構成する前方軸72と、後方側の部分を構成する後方軸74とが、螺合してなるものであり、フランジ70は、それら前方軸72と後方軸74との間に挟まれて固定されることで、前方軸72および後方軸74と一体的に、つまり、入力軸48と一体的に回転する。このように構成された減速機構46を介して、回転駆動軸56の回転、つまり、電動モータ44の回転は、入力軸48の回転として、減速されて伝達される。ちなみに、入力軸48は、フランジ70,スラスト軸受け76,支持板78を介して、ハウジング40に、回転可能かつ軸線方向に移動不能に支持されている。
The
入力軸48の前方軸72の外周には、雄ねじ80が形成されており、一方で、出力筒54の内側には、その雄ねじ80と螺合する雌ねじ82が形成されている。つまり、雄ねじ80が形成された入力軸48は、電動モータ44の回転によって回転可能な回転部材として、雌ねじ82が形成された出力筒54は、ピストン42を進退動作させるために進退可能とされた直動部材として、それぞれ機能し、それら入力軸48と出力筒54とを含んで、動作変換機構50が構成されているのである。ちなみに、本アクチュエータ10では、直動部材とピストンとが一体化されていると考えることができる。
A
雄ねじ80および雌ねじ82には、比較的強度の高いねじとして、台形ねじが採用されており、それら雄ねじ80と雌ねじ82との間には、当該動作変換機構50の動作、つまり、当該アクチュエータ10の動作を円滑にするためのグリスが、潤滑剤として介在させられている。なお、本アクチュエータ10では、回転部材に雄ねじが、直動部材に雌ねじが、それぞれ形成された動作変換機構を採用しているが、回転部材に雌ねじが、直動部材に雄ねじが、それぞれ形成された動作変換機構を採用してアクチュエータを構成することも可能である。
The
以上の説明から解るように、本アクチュエータ10では、電動モータ44を回転させることでピストン42が進退させられることになる。図に示す状態は、ピストン42が、可動範囲において最も後端側の位置(以下、「設定後退端位置」という場合がある)に位置している状態であり、詳しく言えば、この状態から電動モータ44を正回転させれば、ピストン42が前進し、図1から解るように、ピストン42の前端がパッド16bと係合した状態で、パッド16a,16bがディスクロータ14に押し付けられて、制動力が発生する。ちなみに、この制動力の大きさは、電動モータ44に供給される電流に応じた大きさとなる。その後、電動モータ44を逆回転させれば、ピストン42は後退し、ピストン42とパッド16bとの係合が解除されて、制動力が発生させられない状態となり、最後には、ピストン42は、図2に示す設定後退端位置に復帰する。
As can be understood from the above description, in the
以上の説明から解るように、電動ブレーキ装置であるブレーキ装置2は、ブレーキオイル等の作動液を用いることなく、電動モータ44の発生する力を直接的に摩擦部材であるブレーキパッド16a,16bに作用させることで、それらブレーキパッド16a,16bを回転体であるディスクロータ14に押し付けて制動力を発生させるように構成されているのである。簡単に言えば、電動モータ44の発生させる力に直接的に依存した制動力を発生させるように構成されているのである。なお、パッド16a,16bが有する摩擦部材26は弾性体と考えることができ、発生させている制動力に応じた量だけ弾性変形する。
As can be understood from the above description, the
以上説明した構成要素の他に、本アクチュエータ10では、電動モータ44の回転角を検出するためのモータ回転角センサとして、レゾルバ84が設けられている。このレゾルバ84の検出信号に基づいて、ピストン42の軸線方向における位置,移動量を、厳密に言えば、入力軸48の回転位置を、検出することが可能となっている。また、支持板78とスラスト軸受け76との間には、入力軸48に作用するスラスト方向の力、つまり、軸力(軸荷重)を検出するための軸力センサ86(ロードセルである)が配設されている。後に詳しく説明するが、この軸力は、ピストン42がブレーキパッド16bをディスクロータ14に押し付ける力(押付力)に相当し、その押付力を検出するセンサとして機能する軸力センサ86の検出値に基づいて、当該ブレーキ装置2が発生させている制動力を検出することが可能とされている。
In addition to the components described above, in the
本アクチュエータ10では、動作変換機構50の逆効率が、正効率に比較してそれ程には高くされていない。つまり、ピストン42を後退させる力がピストン42に作用した場合であっても、入力軸48が容易には回転しない。したがって、例えば、ピストン42が前進していて制動力が発生させられている状態において、電動モータ44への電流の供給が断たれる等した場合に、ピストン42を容易には後退させることができずに、制動力が発生させられている状態が継続することが予想される。そのような場合を想定して、本アクチュエータ10は、弾性体が発揮する弾性力によってピストン42を後退させる方向に付勢する機構、詳しく言えば、ピストン42が後退する方向の回転付勢力(「回転トルク」と呼ぶことも可能である)を入力軸48に付与するピストン付勢機構90を備えている。
In the
具体的に説明すれば、ピストン付勢機構90は、ハウジング40に固定された外輪92と、入力軸48の後方軸74にそれと一体回転するように固定されて外輪92の内側に配置された内輪94と、外輪92と内輪94との各々において他方と向かい合う部分どうしの間に配設された弾性体としての渦巻きばね(「ぜんまいばね」若しくは「ゼンマイ」と呼ばれる場合もある)96とを含んで構成されている。
More specifically, the
渦巻きばね96は、図2に示す状態、つまり、ピストン42が、上述の設定後退端位置に位置している状態では、図3(a)に示すように、殆ど弾性変形させられておらず、概ね弾性力を発生させない状態となっている。その状態から、電動モータ44によって入力軸48を回転させてピストン42を前進させるにつれて、図3(b)に示すように、徐々に巻き締められて、弾性力を発生させる。つまり、設定後退端位置からピストン42が前進した前進量に応じた大きさの弾性力が、ピストン42の前進に抗う付勢力、つまり、ピストン42を後退させる方向の付勢力として作用することになる。言い換えれば、渦巻きばね96によって入力軸48に作用する付勢力は、ピストン42が前進させられるにつれて大きくなるようにされているのである。そのような回転付勢力によって、ピストン42は容易に後退させられ、例えば、ピストン42が前進していて制動力が発生させられている状態において電動モータ44によってピストン42を後退させることができなくなった場合にも、ピストン42を後退させることができるのである。
The
本ブレーキ装置2では、アクチュエータ10において、当該ブレーキ装置が電動パーキングブレーキとしての機能を発揮するために、ピストン42が前進した状態において、そのピストン42の後退を禁止するピストン後退禁止機構100が設けられている。
In the
図4をも参照しつつ説明すれば、フランジ70の外周には、ラチェット歯102が形成されており、フランジ70は、入力軸48の回転によって回転するため、ピストン42の進退動作に連動して回転する歯車として機能する。一方、アクチュエータ10のハウジング40には、座板104を介して電磁式アクチュエータである電磁式ソレノイド(以下、単に「ソレノイド106」と言う場合もある)106が固定されており、このソレノイド106によって、そのソレノイド106に電流が供給されたときに、可動体としての係止ロッド108が、それの軸線方向に、詳しくは、フランジ70に近づく向きに、移動させられるようにされている。座板104には、ガイドスリーブ110が付設されており、係止ロッド108は、そのガイドスリーブ110に案内される状態で進退させられる。ちなみに、アクチュエータ10のハウジング40には、切欠112が形成されており、ガイドスリーブ110は、その切欠112内に存在し、係止ロッド108は、先端が、ハウジング40の内部に臨み入っている。ガイドスリーブ110内には、圧縮コイルスプリング(以下、「スプリング」と略す場合がある)114が配設されており、このスプリング114は、係止ロッド108をフランジ70から離す向きに付勢している。
4, the
係止ロッド108の先端には、爪116が形成されており、爪116は、フランジ70のラチェット歯102と係合可能とされている。つまり、係止ロッド108は、爪116においてラチェット歯102を係止するための歯止めとして機能する(可動体である係止ロッド108に歯止めが形成されていると考えることもできる)。図2,図4(a)は、係止ロッド108が、ラチェット歯102を係止不能な非係止位置に位置させられている状態を示し、図4(b)は、係止ロッド108が、ラチェット歯102を係止可能な係止位置に位置させられている状態、詳しく言えば、係止ロッド108の爪116がラチェット歯102に引っ掛かった状態、すなわち、係止ロッド108が実際にラチェット歯102を係止している状態を示している。
A
つまり、上記スプリング114は、係止ロッド108を、それが係止位置から非係止位置に移動する向きに付勢する歯止め付勢機構を構成するものとされている。一方で、ソレノイド106は、電流の供給によって、可動体としての係止ロッド108を、ラチェット歯102に向かって付勢することで、スプリング114の付勢力に抗して係止位置に維持させる歯止め維持装置を構成するものとされているのである。
In other words, the
ラチェット歯102および係止ロッド108の爪116の向きから解るように、ソレノイド106への電流の供給によって係止ロッド108が係止位置に位置させられている状態では、ピストン42が後退する方向(図に示す黒塗り矢印の方向であり、以下、「逆回転方向」と言う場合がある)のフランジ70の回転が禁止されるが、ピストン42が前進する方向(図に示す白抜き矢印の方向であり、以下、「正回転方向」と言う場合がある)のフランジ70の回転は許容される。詳しく言えば、スプリング114の付勢力によって爪116がラチェット歯102に接触した状態を維持したまま、係止ロッド108がフランジ70の中心から離れる方向に移動させられて、フランジ70の正回転方向の回転が許容される。なお、そのような作用は、詳しい説明をするまでもなく、ラチェット歯車と歯止めとを含んで構成される一般的なラチェット機構(ワンウェイクラッチ機構)の作用であり、その作用によって、ピストン後退禁止機構100は、ピストン42の後退を禁止するのである。ちなみに、「係止位置」は、係止ロッド108がラチェット歯102を係止している位置だけでなく、ソレノイド106によってフランジ70の中心に向かって付勢された状態で係止ロッド108がラチェット歯102に接触している位置をも意味する。
As can be seen from the directions of the
なお、係止ロッド108がラチェット歯102を係止した状態では、ソレノイド106への電流の供給を断っても、爪116がラチェット歯102に引っ掛かった状態が維持され、スプリング114の付勢力によっても、係止ロッド108は非係止位置に移動しないようになっている。
In the state where the locking
[C]制御に関する構成
本ブレーキシステムにおける制御、すなわち、ブレーキ装置2の制御は、先に説明したECU4によって実行される。ECU4は、図1を参照して説明すれば、CPU,ROM,RAM等を含んで構成されたコンピュータ(マイコン)120と、アクチュエータ10の電動モータ44の駆動回路であるインバータ122とを含んで構成されている。
[C] Configuration Related to Control The control in the brake system, that is, the control of the
コンピュータ120は、所定のプログラムに従って、所定の処理を実行する。処理の内容に鑑みれば、コンピュータ120は、便宜的には、所定の機能部を含んで構成されていると考えることができる。図1は、ECU4を機能ブロック図で示しており、その図を参照すれば、重要な機能部として、制動力制御部124,ABS制御部126,車輪速決定部128,依拠信号切換部130を有していると考えることができる。それらの機能部については、後に詳しく説明する。
The
ブレーキ装置2が発生させる制動力の制御に必要な信号として、アクチュエータ10からは、レゾルバ84によって検出された電動モータ44の回転角θについての信号、軸力センサ86によって検出された軸力Wについての信号が、ECU4、詳しくは、制動力制御部124に送られてくる。また、本ブレーキシステムでは、ABS制御において車輪速vWに関する情報が必要であり、その情報を取得するために、車輪速センサ132(いわゆる、電磁式ピックアップである)が設けられている。車輪速センサ132からの検出信号Pも、ECU4に送られてくる。
As signals necessary for controlling the braking force generated by the
後に詳しく説明するが、本ブレーキシステムでは、軸力Wの周期的変動によっても車輪速vWを推定することが可能とされている。そのため、軸力Wに関する信号,車輪速センサ132からの検出信号Pは、依拠信号切換部130に送ってこられるようにされており、それらの信号は、依拠信号切換部130によって、選択的に車輪速決定部128に送られるようにされている。
Although described later in detail, the present braking system is that it is possible to estimate the wheel speed v W by periodic variation of the axial force W. Therefore, the signal relating to the axial force W and the detection signal P from the
なお、本ブレーキシステムでは、ブレーキ装置2に対して、それの専用のコントローラであるECU4が設けられているが、例えば、ブレーキ装置2と、他の車輪に設けられたブレーキ装置とを、統括して制御するようなコントローラを設けてもよい。
[D]ブレーキ装置の制御
i)制動力制御
ECU4は、ブレーキ装置2の基本的な制御として、制動力制御を行う。制動力制御は、制動力制御部124によって行われる制御であり、制動力要求に応じた制動力をブレーキ装置2に発生させる制御である。詳しく説明すれば、制動力制御部124には、ブレーキ操作部材であるブレーキペダルの操作量δが入力されており、制動力制御部124は、その操作量δに応じた制動力を発生させるために、目標となる軸力Wである目標軸力W*を決定する。そして、制動力制御部124は、軸力偏差ΔW(軸力センサ86の検出によって得られる実際の軸力Wの目標軸力W*に対する偏差)に基づくフィードバック制御則に従って、電動モータ44に供給する電流Iを決定し、その電流Iについての指令をインバータ122に送る。インバータ122は、モータ回転角θを考慮しつつ、指令された電流Iを電動モータ44に供給する。つまり、制動力制御部124は、ブレーキパッド16a、16bをディスクロータ14に押し付ける力である押付力を制御することでブレーキ装置2が発生させる制動力を制御するのである。なお、ここでの詳しい説明は省略するが、実際には、制動力制御において、モータ回転角θによって得られたピストン42の位置に基づく制御も行われる。また、自動ブレーキからの制動要求の場合も、ブレーキ装置2に要求される制動力についての指令が、制動力制御部124に送られてくるようにされており、制動力制御部124は、その指令に基づく制動力を発生させるような制御を行う。
In the present brake system, the
[D] Control of brake device
i) Braking force control The ECU 4 performs braking force control as basic control of the
ii)ABS制御
ABS制御は、ABS制御部126によって実行させる制御であり、制動力要求の最中において車輪がロックした場合に付与されている制動力を減じる制御である。車輪のロックは、車輪速(本実施例では、「タイヤの外周の周速」として考える)vW、車両走行速度(「車体速」と呼ぶこともできる)vBとの差が設定差以上となっていることによって検出される。通常、車輪速センサ132の検出信号Pは、依拠信号切換部130によって、車輪速決定部128に入力され、車輪速決定部128は、入力された検出信号Pに基づいて、ブレーキ装置2が制動力を付与する車輪(以下、「当該車輪」という場合がある)の車輪速vWを決定する。ABS制御部126には、他の車輪の車輪速vWが送られてきており、ABS制御部126は、車輪速決定部128によって決定された当該車輪の車輪速vWと、他の車輪の車輪速vWとに基づいて、車両走行速度vBを決定する。そして、その決定した車両走行速度vBと、当該車輪の車輪速vWとに基づいて、当該車輪がロックしているか否かが判定される。当該車輪がロックしている場合には、ABS制御部126は、制動力を緩める旨の指令を制動力制御部124に発する。制動力制御部124は、その指令に基づいて、電動モータ44に供給する電流Iを決定し、インバータ122にその電流Iについての指令を行う。
ii) ABS control The ABS control is a control executed by the
iii)軸力に基づく車輪速の推定処理
車輪に制動力が付与されている状態では、軸力センサ86によって、制動力に応じた軸力Wが検出される。車輪が回転しているとき、検出される軸力Wの値は、何某かの変動を生じる。詳しく言えば、例えば、図1に2点鎖線で極端に示すように、ディスクロータ14は、極僅かではあるが傾いており、また、ディスクロータ14の厚みも、極僅かではあるが、周方向においてバラついている。このようなディスクロータ14の傾き,厚さのバラつき等によって、実際に検出される軸力Wの値は、車輪の1回転を周期とした周期的な変動を呈するのである。
iii) Estimation of Wheel Speed Based on Axial Force In a state where a braking force is applied to the wheel, the
図5は、概ね一定の大きさの制動力が車輪に付与されたときの、軸力Wの値および車輪速vWの時間に伴う変化を示すグラフである。このグラフに基づいて説明すれば、制動力が付与された時点から、車輪速vWは、制動力の大きさに応じた勾配で低くなっていく。そして、軸力Wは、制動力が付与された時点から、周期的に変動し、その変動の周期は、車輪速の低下に伴って、徐々に長くなっていく。車輪の外径、すなわち、タイヤの接地面の外径をDとし、変動の周期をTn(n=0,1,2・・・)とすれば、車輪速vWは、次式で表すことができる。
vW=π・D/Tn
上記式に従えば、実際の軸力Wを検出し、その軸力Wの変動の周期Tnをモニタしていれば、車輪速vWが推定可能なのである。
Figure 5 is a graph showing approximate when a braking force of a certain magnitude is applied to the wheels, the change with time of the value and the wheel speed v W axial force W. If described with reference to the graph from the time the braking force has been applied, the wheel speed v W is gradually lowered with a gradient corresponding to the magnitude of the braking force. Then, the axial force W periodically fluctuates from the time when the braking force is applied, and the period of the fluctuation gradually becomes longer as the wheel speed decreases. Assuming that the outer diameter of the wheel, that is, the outer diameter of the ground contact surface of the tire is D and the cycle of the variation is T n (n = 0, 1, 2,...), The wheel speed v W is represented by the following equation. be able to.
v W = π · D / T n
According to the above equation, to detect the actual axial force W, if it monitors the period T n of variation in the axial force W, it is the wheel speed v W that can be estimated.
本ブレーキシステムでは、車輪速センサ132が失陥した場合、依拠信号切換部130は、車輪速センサ132からの検出信号Pに代えて、軸力センサ86によって検出される軸力Wについての信号を、車輪速決定部128に送るように構成されている。そして、車輪速決定部128は、軸力Wの信号に基づいて、軸力Wの変動周期Tnを特定し、その特定された変動周期Tnに基づいて、車輪速vWを推定する。すなわち、車輪速決定部128は、センサによって検出された押付力の周期的変動に基づいて車輪速を推定する車輪速推定部として機能する。その結果、ABS制御部126は、車輪速センサ132が失陥した場合であっても、車輪速決定部128によって推定された当該車輪の車輪速vWに基づいて、ABS制御を実行することが可能とされている。
In the present brake system, when the
2:ブレーキ装置 4:電子制御ユニット(ECU)〔コントローラ〕 10:アクチュエータ 12:ブレーキキャリパ 14:ディスクロータ 16a,16b:ブレーキパッド 42:ピストン 44:電動モータ 46:減速機構 48:入力軸 50:動作変換機構 86:軸力センサ 120:コンピュータ 122:インバータ〔駆動回路〕 124:制動力制御部 126:ABS制御部 128:車輪速決定部 130:依拠信号切換部 132:車輪速センサ W:軸力 vW:車輪速
2: Brake device 4: Electronic control unit (ECU) [controller] 10: Actuator 12: Brake caliper 14:
Claims (1)
前記アクチュエータが前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに押し付ける力である押付力を制御することで前記ブレーキ装置が発生させる制動力を制御する制動力制御部を有するコントローラと
を備えた車両用ブレーキシステムであって、
前記ブレーキ装置が、前記押付力を検出するためのセンサを有するとともに、
前記コントローラが、前記センサによって検出された前記押付力の周期的変動に基づいて車輪速を推定する車輪速推定部を有することを特徴とする車両用ブレーキシステム。 (a) a disk rotor that rotates with the wheel, (b) a brake pad pressed against the disk rotor, and (c) an actuator that presses the brake pad against the disk rotor to apply a braking force to the wheel. A braking device,
A controller having a braking force control unit that controls a braking force generated by the brake device by controlling a pressing force that is a force that the actuator presses the brake pad against the disk rotor. hand,
The brake device has a sensor for detecting the pressing force,
A brake system for a vehicle, wherein the controller has a wheel speed estimating unit that estimates a wheel speed based on a periodic change in the pressing force detected by the sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018152507A JP2020026240A (en) | 2018-08-13 | 2018-08-13 | Brake system for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2018152507A JP2020026240A (en) | 2018-08-13 | 2018-08-13 | Brake system for vehicle |
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JP2020026240A true JP2020026240A (en) | 2020-02-20 |
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ID=69621846
Family Applications (1)
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JP2018152507A Pending JP2020026240A (en) | 2018-08-13 | 2018-08-13 | Brake system for vehicle |
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JP (1) | JP2020026240A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024009950A1 (en) * | 2022-07-06 | 2024-01-11 | 株式会社デンソー | Brake device for vehicle |
-
2018
- 2018-08-13 JP JP2018152507A patent/JP2020026240A/en active Pending
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WO2024009950A1 (en) * | 2022-07-06 | 2024-01-11 | 株式会社デンソー | Brake device for vehicle |
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