JP2021099129A - Controller of electric brake - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、電動ブレーキの制御装置に関するものである。 The present application relates to a control device for an electric brake.
モータの回転運動を直線運動に変換してブレーキパッドをブレーキディスクに押し付ける電動ブレーキとして、下記の特許文献1が開示されている。特許文献1の技術では、推力検出手段により検出された、ブレーキパッドを押すピストンの推力に基づく推力制御と、位置検出手段により検出されたモータ回転位置に基づく位置制御と、を行うように構成されている。特許文献1の技術では、モータ回転位置の変化量とピストン推力の変化量との関係から、ピストン推力のゼロ点、及びピストン推力が生じ始める回転位置(回転位置のゼロ点)を検出している。
The following
ブレーキパッドの摩耗などにより回転位置のゼロ点が変動する場合、回転位置のゼロ点の検出及び補正を随時実行する必要がある。しかし、位置制御の動作中に回転位置のゼロ点を検出し、補正すると、位置制御の制御量が急変して電動ブレーキの押圧力及び制動力の変動を生じる可能性がある。 When the zero point of the rotation position fluctuates due to wear of the brake pads or the like, it is necessary to detect and correct the zero point of the rotation position at any time. However, if the zero point of the rotational position is detected and corrected during the operation of the position control, the control amount of the position control may suddenly change and the pressing force and the braking force of the electric brake may fluctuate.
そこで、モータの回転位置を補正する場合に、回転位置の補正により、ブレーキパッドの押圧力が急変することを抑制できる電動ブレーキの制御装置が望まれる。 Therefore, when correcting the rotational position of the motor, an electric brake control device capable of suppressing a sudden change in the pressing force of the brake pad by correcting the rotational position is desired.
本願に係る電動ブレーキの制御装置は、モータの回転運動を直線運動に変換してブレーキパッドをブレーキディスクに押し付ける電動ブレーキを制御する電動ブレーキの制御装置であって、
前記モータの回転位置を検出する回転位置検出部と、
前記ブレーキパッドが前記ブレーキディスクを押圧する押圧力を検出する押圧力検出部と、
前記押圧力及び前記回転位置に基づいて、前記回転位置を補正する位置補正量を算出する位置補正量算出部と、
前記位置補正量に基づいて、前記回転位置を補正して補正回転位置を算出する位置補正反映部と、
前記押圧力に基づいて、押圧力利用制御の制御量を算出する押圧力利用制御部と、
前記補正回転位置に基づいて、補正位置利用制御の制御量を算出する補正位置利用制御部と、
前記押圧力利用制御の制御量と前記補正位置利用制御の制御量とを配分率で混合した混合制御量を算出する制御量混合部と、
前記混合制御量に基づいて、前記モータに流れる電流を制御するモータ制御部と、を備え、
前記補正位置利用制御の制御量が前記混合制御量に混合される前記補正位置利用制御部の動作中に、前記位置補正量算出部が前記位置補正量を更新した場合、前記位置補正反映部は、前記補正位置利用制御部の動作中は、前記補正位置利用制御部の動作の開始前に更新された前記位置補正量に基づいて前記補正回転位置を算出し、前記補正位置利用制御部の動作の終了後、再開する際に、更新された前記位置補正量に基づいて前記補正回転位置を算出するものである。
The electric brake control device according to the present application is an electric brake control device that controls an electric brake that converts a rotary motion of a motor into a linear motion and presses a brake pad against a brake disc.
A rotation position detection unit that detects the rotation position of the motor,
A pressing force detecting unit that detects a pressing force on which the brake pad presses the brake disc, and a pressing force detecting unit.
A position correction amount calculation unit that calculates a position correction amount for correcting the rotation position based on the pressing force and the rotation position.
A position correction reflecting unit that corrects the rotation position and calculates the correction rotation position based on the position correction amount.
A pressing force utilization control unit that calculates the control amount of the pressing force utilization control based on the pressing force.
A correction position utilization control unit that calculates the control amount of the correction position utilization control based on the correction rotation position,
A control amount mixing unit that calculates a mixing control amount in which the control amount of the pressing force utilization control and the control amount of the correction position utilization control are mixed at a distribution rate, and
A motor control unit that controls a current flowing through the motor based on the mixing control amount is provided.
When the position correction amount calculation unit updates the position correction amount during the operation of the correction position utilization control unit in which the control amount of the correction position utilization control is mixed with the mixing control amount, the position correction reflection unit causes the position correction reflection unit. During the operation of the correction position utilization control unit, the correction rotation position is calculated based on the position correction amount updated before the start of the operation of the correction position utilization control unit, and the operation of the correction position utilization control unit is performed. The corrected rotation position is calculated based on the updated position correction amount when restarting after the end of.
本願に係る電動ブレーキの制御装置によれば、補正位置利用制御部の動作中に、位置補正量が更新されたとしても、更新された位置補正量に基づいて、補正回転位置が算出されないようにでき、補正回転位置が急変することを防止し、補正位置利用制御の制御量が急変することを防止できる。よって、補正位置利用制御の制御量の急変により、押圧力及び制動力が変動することを防止できる。一方、補正位置利用制御部の動作を再開する際に、直近に更新された位置補正量に基づいて、補正回転位置が算出されるので、ブレーキパッドの摩耗等に対して制御精度を維持できる。 According to the electric brake control device according to the present application, even if the position correction amount is updated during the operation of the correction position utilization control unit, the correction rotation position is not calculated based on the updated position correction amount. It is possible to prevent the correction rotation position from suddenly changing, and prevent the control amount of the correction position utilization control from suddenly changing. Therefore, it is possible to prevent the pressing force and the braking force from fluctuating due to a sudden change in the control amount of the correction position utilization control. On the other hand, when the operation of the correction position utilization control unit is restarted, the correction rotation position is calculated based on the most recently updated position correction amount, so that the control accuracy can be maintained against wear of the brake pads and the like.
1.実施の形態1
実施の形態1に係る電動ブレーキの制御装置100(以下、単に制御装置100と称す)について図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態に係る電動ブレーキ50及び制御装置100の概略構成図である。
1. 1.
The electric brake control device 100 (hereinafter, simply referred to as the control device 100) according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an
1−1.電動ブレーキ
電動ブレーキ50は、モータ10、運動変換機構9、及びブレーキ機構11を備えている。モータ10は、ステータ及びロータを備えている。ステータ及びロータの一方又は双方に巻線が設けられる。巻線に流れる巻線電流を変化させることにより、モータ10から出力されるトルクが変化する。モータ10は、第1回転方向のトルク、及び第1回転方向とは反対方向である第2回転方向のトルクを出力可能であり、第1回転方向、及び第2回転方向に回転可能である。モータ10には、永久磁石式同期モータ、直流モータ等の各種のモータが用いられる。
1-1. Electric Brake The
モータ10には、直流電源から巻線に供給する電流をオンオフする複数のスイッチング素子が設けられている。制御装置100の制御信号によりスイッチング素子がオンオフされ、巻線電流が制御される。スイッチング素子には、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等が用いられる。
The
モータ10には、モータ10(ロータ)の回転位置(回転角度)を検出する位置検出センサ12が設けられている。位置検出センサ12には、レゾルバ、ホール素子、又はエンコーダ等が用いられる。位置検出センサ12の出力信号は、制御装置100に入力される。
The
ブレーキ機構11は、ブレーキパッドとブレーキディスクとを有する。ブレーキディスクは、車輪等の回転部材側に固定される。ブレーキパッドは、車体などの非回転部材側に固定される。
The
運動変換機構9は、モータ10(ロータ)の回転運動を直線運動に変換する機構である。運動変換機構9は、ブレーキパッドをブレーキディスク側に移動させ、ブレーキパッドをブレーキディスクに押圧する。運動変換機構9は、モータ10のトルクを、ブレーキパッドを押圧する押圧力に変換する。ブレーキ機構11には、押圧力に比例した摩擦力が生じる。また、運動変換機構9は、ブレーキパッドをブレーキディスクとは反対側に移動させる。運動変換機構9は、モータ10の回転位置を、ブレーキディスクに対するブレーキパッドの位置に変換する。運動変換機構9には、ボールランプ機構等が用いられる。
The
ブレーキパッドがブレーキディスクを押圧する押圧力を検出する押圧力検出センサ13が設けられている。押圧力検出センサ13の出力信号は、制御装置100に入力される。
A pressing
1−2.制御装置
制御装置100は、モータ10を介して、電動ブレーキ50を制御する。図1に示すように、制御装置100は、回転位置検出部101、押圧力検出部102、位置補正量算出部103、位置補正反映部104、押圧力利用制御部105、補正位置利用制御部106、制御量混合部107、及びモータ制御部108等を備えている。制御装置100の各機能は、制御装置100が備えた処理回路により実現される。具体的には、制御装置100は、図2に示すように、処理回路として、CPU(Central Processing Unit)等の演算処理装置90(コンピュータ)、演算処理装置90とデータのやり取りする記憶装置91、演算処理装置90に外部の信号を入力する入力回路92、演算処理装置90から外部に信号を出力する出力回路93、及び車両制御装置95等の外部装置とデータ通信を行う通信装置94等を備えている。
1-2. Control device The
演算処理装置90として、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、IC(Integrated Circuit)、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、各種の論理回路、及び各種の信号処理回路等が備えられてもよい。また、演算処理装置90として、同じ種類のもの又は異なる種類のものが複数備えられ、各処理が分担して実行されてもよい。記憶装置91として、演算処理装置90からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたRAM(Random Access Memory)、演算処理装置90からデータを読み出し可能に構成されたROM(Read Only Memory)等が備えられている。入力回路92は、位置検出センサ12及び押圧力検出センサ13等の各種のセンサ、スイッチが接続され、これらセンサ、スイッチの出力信号を演算処理装置90に入力するA/D変換器等を備えている。出力回路93は、モータ10に備えられたスイッチング素子をオンオフ駆動するゲート駆動回路等の電気負荷が接続され、これら電気負荷に演算処理装置90から制御信号を出力する駆動回路等を備えている。通信装置94は、車両制御装置95等の外部装置と通信を行う。
The
そして、制御装置100が備える図1の各機能部101〜108等の各機能は、演算処理装置90が、ROM等の記憶装置91に記憶されたソフトウェア(プログラム)を実行し、記憶装置91、入力回路92、出力回路93、及び通信装置94等の制御装置100の他のハードウェアと協働することにより実現される。なお、各機能部101〜108等が用いる配分率設定データ、位置押圧力特性データ、基準押圧力F1等の設定データは、ソフトウェア(プログラム)の一部として、ROM等の記憶装置91に記憶されている。以下、制御装置100の各機能について詳細に説明する。
Then, in each function of the
<回転位置検出部>
回転位置検出部101は、モータ(ロータ)の回転位置θ(回転角度)を検出する。本実施の形態では、回転位置検出部101は、位置検出センサ12の出力信号に基づいて、モータの回転位置θを検出する。以下、検出された回転位置を、回転位置の検出値θ_detと称す。
<Rotation position detector>
The rotation
<押圧力検出部>
押圧力検出部102は、ブレーキパッドがブレーキディスクを押圧する押圧力Fを検出する。本実施の形態では、押圧力検出部102は、押圧力検出センサ13の出力信号に基づいて、押圧力Fを検出する。以下、検出された押圧力を、押圧力の検出値F_detと称す。
<Pressure pressure detector>
The pressing
<位置補正量算出部>
位置補正量算出部103は、押圧力の検出値F_det及び回転位置の検出値θ_detに基づいて、回転位置の検出値θ_detを補正する位置補正量Δθofstを算出する。本実施の形態では、位置補正量算出部103は、押圧力の検出値F_detが、予め設定された基準押圧力F1を上回ったときに、その上回ったときに検出した回転位置の検出値θ_det(以下、検出基準回転位置θf1_detと称す)に基づいて、位置補正量Δθofstを算出し、更新する。
<Position correction amount calculation unit>
The position correction
図3に、回転位置θと押圧力Fとの関係特性である位置押圧力特性を示す。ブレーキパッドの摩擦面がブレーキディスクの摩擦面に接触し始める回転位置θを、回転位置θのゼロ点とする。回転位置θのゼロ点では、押圧力Fは0になる。回転位置θがゼロ点から増加するに従って、押圧力Fが増加していく。 FIG. 3 shows a position pressing force characteristic which is a relational characteristic between the rotation position θ and the pressing force F. The rotation position θ at which the friction surface of the brake pad begins to contact the friction surface of the brake disc is defined as the zero point of the rotation position θ. At the zero point of the rotation position θ, the pressing force F becomes 0. As the rotation position θ increases from the zero point, the pressing force F increases.
回転位置θのゼロ点が正しく設定されていると仮定した場合において、基準押圧力F1に対応する回転位置θを、正規基準回転位置θf1_rとする。正規基準回転位置θf1_rには、位置押圧力特性に基づいて、基準押圧力F1に対応する所定の回転位置が予め設定されている。 Assuming that the zero point of the rotation position θ is set correctly, the rotation position θ corresponding to the reference pressing force F1 is set as the normal reference rotation position θf1_r. A predetermined rotation position corresponding to the reference pressing force F1 is preset in the normal reference rotation position θf1_r based on the position pressing force characteristic.
次式に示すように、位置補正量算出部103は、正規基準回転位置θf1_rから、押圧力の検出値F_detが基準押圧力F1を上回ったときに検出した回転位置である検出基準回転位置θf1_detを減算して、位置補正量Δθofstを算出する。
Δθofst=θf1_r−θf1_det ・・・(1)
As shown in the following equation, the position correction
Δθofst = θf1_r−θf1_det ・ ・ ・ (1)
<位置補正反映部>
位置補正反映部104は、位置補正量Δθofstに基づいて、回転位置の検出値θ_detを補正して補正回転位置θcrを算出する。後述するように、位置補正反映部104は、補正位置利用制御部106の動作中は、補正位置利用制御部106の動作の開始前に更新された位置補正量Δθofstを用いて、補正回転位置θcrを算出する。
<Position correction reflection unit>
The position
本実施の形態では、次式に示すように、位置補正反映部104は、回転位置の検出値θ_detに、位置補正量Δθofstを加算して、補正回転位置θcrを算出する。
θcr=θ_det+Δθofst ・・・(2)
In the present embodiment, as shown in the following equation, the position
θcr = θ_det + Δθofst ・ ・ ・ (2)
<押圧力利用制御部>
押圧力利用制御部105は、押圧力の検出値F_detに基づいて、押圧力利用制御の制御量U_Fを算出する。本実施の形態では、押圧力利用制御部105は、力制御部105aを備えている。力制御部105aは、押圧力の検出値F_detが、押圧力指令値F_refに近づくように、押圧力利用制御の制御量U_Fを変化させる。押圧力指令値F_refは、車両制御装置95等の外部の制御装置から伝達される。
<Pressing pressure utilization control unit>
The pressing force
次式に示すように、力制御部105aは、押圧力の検出値F_detと押圧力指令値F_refとの偏差に基づく、PID制御により押圧力利用制御の制御量U_Fを演算する。ここで、Kp1は、比例ゲインであり、Ki1は、積分ゲインであり、Kd1は、微分ゲインである。sは、ラプラス演算子である。
U_F=(Kp1+Ki1/s+Kd1×s)×(F_ref−F_det)
・・・(3)
As shown in the following equation, the
U_F = (Kp1 + Ki1 / s + Kd1 × s) × (F_ref-F_det)
... (3)
後述する押圧力利用制御の制御量U_Fの配分率αが0より大きい場合に、押圧力利用制御部105(力制御部105a)は、動作し、フィードバック制御により押圧力利用制御の制御量U_Fを算出する。一方、押圧力利用制御の制御量U_Fの配分率αが0である場合に、押圧力利用制御部105(力制御部105a)は、動作を停止し、押圧力利用制御の制御量U_Fの算出を停止し、積分値等のフィードバック制御値を初期値にリセットするなどして、押圧力利用制御の制御量U_Fを初期値に設定する。
When the distribution rate α of the control amount U_F of the pressing force utilization control described later is larger than 0, the pressing force utilization control unit 105 (force
<補正位置利用制御部>
補正位置利用制御部106は、補正回転位置θcrに基づいて、補正位置利用制御の制御量U_θを算出する。本実施の形態では、補正位置利用制御部106は、位置指令算出部106a及び位置制御部106bを備えている。位置指令算出部106aは、押圧力指令値F_refに基づいて位置指令値θ_refを算出する。位置制御部106bは、補正回転位置θcrが位置指令値θ_refに近づくように、補正位置利用制御の制御量U_θを変化させる。
<Correction position utilization control unit>
The correction position
本実施の形態では、位置指令算出部106aは、図3に示すような、回転位置θと押圧力Fとの関係が予め設定された位置押圧力特性データを参照し、現在の押圧力指令値F_refに対応する位置指令値θ_refを算出する。
In the present embodiment, the position
次式に示すように、位置制御部106bは、補正回転位置θcrと位置指令値θ_refとの偏差に基づく、PID制御により補正位置利用制御の制御量U_θを演算する。ここで、Kp2は、比例ゲインであり、Ki2は、積分ゲインであり、Kd2は、微分ゲインである。
U_θ=(Kp2+Ki2/s+Kd2×s)×(θ_ref−θcr)
・・・(4)
As shown in the following equation, the
U_θ = (Kp2 + Ki2 / s + Kd2 × s) × (θ_ref-θcr)
... (4)
後述する補正位置利用制御の制御量U_θの配分率(1−α)が0より大きい場合に、補正位置利用制御部106(位置制御部106b)は、動作し、フィードバック制御により補正位置利用制御の制御量U_θを算出する。一方、補正位置利用制御の制御量U_θの配分率(1−α)が0である場合に、補正位置利用制御部106(位置制御部106b)は、動作を停止し、補正位置利用制御の制御量U_θの算出を停止し、積分値等のフィードバック制御値を初期値にリセットするなどして、補正位置利用制御の制御量U_θを初期値に設定にする。
When the distribution rate (1-α) of the control amount U_θ of the correction position utilization control described later is larger than 0, the correction position utilization control unit 106 (
<制御量混合部>
次式に示すように、制御量混合部107は、押圧力利用制御の制御量U_Fと補正位置利用制御の制御量U_θとを配分率αで混合した混合制御量U_mixを算出する。
U_mix=α×U_F+(1−α)×U_θ ・・・(5)
<Control amount mixing unit>
As shown in the following equation, the control
U_mix = α × U_F + (1-α) × U_θ ・ ・ ・ (5)
本実施の形態では、αは、押圧力利用制御の制御量U_Fの配分率となっており、(1−α)は、補正位置利用制御の制御量U_θの配分率となっている。制御量混合部107は、図4に示すような、押圧力Fと配分率αとの関係が予め設定された配分率設定データを参照し、現在の押圧力指令値F_ref又は押圧力の検出値F_detに対応する配分率αを算出する。
In the present embodiment, α is the distribution rate of the control amount U_F of the pressing force utilization control, and (1-α) is the distribution rate of the control amount U_θ of the correction position utilization control. The control
制御量混合部107は、押圧力指令値F_ref又は押圧力の検出値F_detが増加するに従って、押圧力利用制御の制御量U_Fの配分率αを0から1まで増加させると共に、補正位置利用制御の制御量U_θの配分率(1−α)を1から0まで低下させる。
The control
押圧力指令値F_ref又は押圧力の検出値F_detが、第1値F_Lよりも低い場合は、配分率αは0に設定され、第2値F_Hよりも高い場合は、配分率αは1に設定される。第1値F_Lは、0よりも大きい値に設定され、第2値F_Hは、第1値F_Lよりも大きい値に設定されている。押圧力指令値F_ref又は押圧力の検出値F_detが、第1値F_Lから第2値F_Hまで増加するに従って、配分率αが0から1まで次第に増加する。 When the pressing force command value F_ref or the pressing force detection value F_det is lower than the first value F_L, the distribution rate α is set to 0, and when it is higher than the second value F_H, the distribution rate α is set to 1. Will be done. The first value F_L is set to a value larger than 0, and the second value F_H is set to a value larger than the first value F_L. As the pressing force command value F_ref or the pressing force detection value F_det increases from the first value F_L to the second value F_H, the distribution rate α gradually increases from 0 to 1.
或いは、図5に示すように、制御量混合部107は、押圧力指令値F_ref又は押圧力の検出値F_detが増加するに従って、配分率αを0から1までステップ的に増加させるように構成されてもよい。
Alternatively, as shown in FIG. 5, the control
図3に示すように、押圧力指令値F_ref又は押圧力の検出値F_detが低い状態では、回転位置θの変化に対する押圧力Fの変化の感度が低い。そのため、この状態では、補正位置利用制御の制御量U_θの配分率(1−α)を高くし、補正回転位置θcrにより回転位置θ及び押圧力Fを精度よく制御する。一方、押圧力指令値F_ref又は押圧力の検出値F_detが高い状態では、制動力の制御精度が重要になるので、押圧力利用制御の制御量U_Fの配分率αを高くし、押圧力の検出値F_detにより押圧力Fを精度よく制御する。 As shown in FIG. 3, when the pressing force command value F_ref or the pressing force detection value F_det is low, the sensitivity of the change in pressing force F to the change in the rotation position θ is low. Therefore, in this state, the distribution rate (1-α) of the control amount U_θ of the correction position utilization control is increased, and the rotation position θ and the pressing force F are accurately controlled by the correction rotation position θcr. On the other hand, when the pressing force command value F_ref or the pressing force detection value F_det is high, the control accuracy of the braking force is important. Therefore, the distribution rate α of the control amount U_F of the pressing force utilization control is increased to detect the pressing force. The pressing force F is accurately controlled by the value F_det.
本実施の形態では、配分率αが1より小さい場合(α<1)は、補正位置利用制御の制御量U_θが混合制御量U_mixに混合され、補正位置利用制御部106が動作する状態になる。配分率αが1である場合(α=1)は、補正位置利用制御の制御量U_θが混合制御量U_mixに混合されず、補正位置利用制御部106が動作していない状態になる。
In the present embodiment, when the distribution rate α is smaller than 1 (α <1), the control amount U_θ of the correction position utilization control is mixed with the mixing control amount U_mix, and the correction position
一方、配分率αが0より大きい場合(α>0)は、押圧力利用制御の制御量U_Fが混合制御量U_mixに混合され、押圧力利用制御部105が動作する状態になる。配分率αが0である場合(α=0)は、押圧力利用制御の制御量U_Fが混合制御量U_mixに混合されず、押圧力利用制御部105が動作していない状態になる。
On the other hand, when the distribution rate α is larger than 0 (α> 0), the control amount U_F of the pressing force utilization control is mixed with the mixing control amount U_mix, and the pressing force
<モータ制御部>
モータ制御部108は、混合制御量U_mixに基づいて、モータ10に流れる電流を制御する。モータ10が、永久磁石式同期モータである場合は、混合制御量U_mixは、トルク指令値又はq軸電流指令値になり、ベクトル制御法を用いた電流フィードバック制御により、複数のスイッチング素子がオンオフされ、巻線電流が制御される。モータ10が、直流モータである場合は、混合制御量U_mixは、直流電流指令値になり、電流検出値が直流電流指令値に一致するように、複数のスイッチング素子がオンオフされ、巻線電流が制御される。いずれにしても、モータ制御部108により巻線電流が制御されることにより、モータ10の出力トルクが制御され、押圧力F及び回転位置θが制御される。
<Motor control unit>
The
<ブレーキ操作の制御挙動>
図6に、制御挙動の例を示す。1回のブレーキ操作において、押圧力指令値F_refが0から次第に増加され、制動力を発生させた後、再び0まで次第に減少される。押圧力の検出値F_detは、押圧力指令値F_refに概ね一致しているものとする。このような1回のブレーキ操作が必要に応じて繰り返される。
<Control behavior of brake operation>
FIG. 6 shows an example of control behavior. In one braking operation, the pressing force command value F_ref is gradually increased from 0, a braking force is generated, and then it is gradually decreased to 0 again. It is assumed that the detection value F_det of the pressing force substantially coincides with the pressing force command value F_ref. Such a single braking operation is repeated as necessary.
1回目のブレーキ操作の開始前の押圧力指令値F_refが0である状態では、配分率αが0になり、補正位置利用制御部106が動作し、押圧力利用制御部105の動作が停止する状態になる。ブレーキ操作の開始後、押圧力指令値F_refが0から増加され、時刻t1で、押圧力指令値F_refが第1値F_Lを上回ると、配分率αが0から次第に増加され、押圧力利用制御部105が動作する状態になる。
When the pressing force command value F_ref before the start of the first braking operation is 0, the distribution rate α becomes 0, the correction position
時刻t2で、押圧力指令値F_refが第2値F_Hを上回ると、配分率αが1になり、補正位置利用制御部106の動作が停止する。その後、押圧力指令値F_refは、しばらくの間、最大値に維持された後、次第に減少される。時刻t3で、押圧力指令値F_refが第2値F_Hを下回ると、配分率αが1より小さくなり、補正位置利用制御部106の動作が再開する。そして、時刻t4で、押圧力指令値F_refが第1値F_Lを下回ると、配分率αが1になり、押圧力利用制御部105の動作が停止し、その後、押圧力指令値F_refが0になり、1回目のブレーキ操作が終了する。その後、2回目のブレーキ操作が開始し、1回目のブレーキ操作と同様の挙動になる。
When the pressing force command value F_ref exceeds the second value F_H at time t2, the distribution rate α becomes 1, and the operation of the correction position
<位置補正量の反映タイミング>
図6の例では、第1値F_Lと基準押圧力F1とが同じ値に設定されており、時刻t1で、押圧力の検出値F_detが、基準押圧力F1を上回ったので、位置補正量算出部103は、時刻t1で検出した回転位置の検出値θ_det(検出基準回転位置θf1_det)に基づいて、位置補正量Δθofstを算出し、更新する。その後、位置補正量Δθofstが再び更新されるまで、時刻t1で更新された位置補正量Δθofstが維持される。
<Reflection timing of position correction amount>
In the example of FIG. 6, the first value F_L and the reference pressing force F1 are set to the same value, and the detected pressing force F_det exceeds the reference pressing force F1 at time t1, so the position correction amount is calculated. The
時刻t1の位置補正量Δθofstの更新タイミングは、補正位置利用制御部106の動作中であり、このタイミングで、位置補正反映部104が、更新された位置補正量Δθofstに基づいて、回転位置θを補正して補正回転位置θcrを算出すると、補正回転位置θcrが急変し、補正位置利用制御の制御量U_θが急変する可能性がある。補正位置利用制御の制御量U_θが急変すると、押圧力F及び制動力が変動するため、望ましくない。
The update timing of the position correction amount Δθofst at time t1 is during the operation of the correction position
そこで、本実施の形態では、補正位置利用制御の制御量U_θが混合制御量U_mixに混合される補正位置利用制御部106の動作中(本例では、α<1)に、位置補正量算出部103が位置補正量Δθofstを更新した場合、位置補正反映部104は、補正位置利用制御部106の動作中は、補正位置利用制御部106の動作の開始前に更新された位置補正量Δθofstに基づいて補正回転位置θcrを算出し、補正位置利用制御部106の動作の終了後、再開する際に、更新された位置補正量Δθofstに基づいて補正回転位置θcrを算出する。
Therefore, in the present embodiment, the position correction amount calculation unit is in operation (α <1 in this example) of the correction position
この構成によれば、補正位置利用制御部106の動作中に、位置補正量Δθofstが更新されたとしても、更新された位置補正量Δθofstに基づいて、補正回転位置θcrが算出されないようにでき、補正回転位置θcrが急変することを防止し、補正位置利用制御の制御量U_θが急変することを防止できる。よって、補正位置利用制御の制御量U_θの急変により、押圧力F及び制動力が変動することを防止できる。一方、補正位置利用制御部106の動作を再開する際に、直近に更新された位置補正量Δθofstに基づいて、補正回転位置θcrが算出されるので、制御精度を維持できる。
According to this configuration, even if the position correction amount Δθofst is updated during the operation of the correction position
図6の例では、時刻t1で、位置補正量Δθofstが更新されるが、時刻t2までは、配分率α<1であり、補正位置利用制御部106の動作中であるので、位置補正反映部104は、時刻t1で更新された位置補正量Δθofstを用いず、位置補正量Δθofstの初期値(例えば、0)を用いて、補正回転位置θcrを算出する。そして、時刻t2で、補正位置利用制御部106の動作が停止し、時刻t3で、補正位置利用制御部106の動作が再開される。補正位置利用制御部106の動作の再開後、時刻t1で更新された位置補正量Δθofstに基づいて補正回転位置θcrが算出され、補正回転位置θcrに基づいて補正位置利用制御の制御量U_θが算出される。
In the example of FIG. 6, the position correction amount Δθofst is updated at time t1, but until time t2, the distribution rate α <1 and the correction position
1回目のブレーキ操作の時刻t3から2回目のブレーキ操作の時刻t6まで、補正位置利用制御部106の動作が継続される。この補正位置利用制御部106の動作中の時刻t5で、位置補正量Δθofstが更新されるが、位置補正反映部104は、時刻t5で更新された位置補正量Δθofstを用いず、時刻t1で更新された位置補正量Δθofstを引き続き用いて、補正回転位置θcrを算出する。そして、時刻t6で、補正位置利用制御部106の動作が停止し、時刻t7で、補正位置利用制御部106の動作が再開される。補正位置利用制御部106の動作の再開後、時刻t5で更新された位置補正量Δθofstに基づいて補正回転位置θcrが算出され、補正回転位置θcrに基づいて補正位置利用制御の制御量U_θが算出される。
The operation of the correction position
2.実施の形態2
実施の形態2に係る制御装置100について説明する。上記の実施の形態1と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る制御装置100の基本的な構成は実施の形態1と同様であるが、位置補正量算出部103における位置補正量Δθofstの更新タイミングが実施の形態1と異なる。
2. Embodiment 2
The
本実施の形態では、位置補正量算出部103は、押圧力の検出値F_detが、予め設定された基準押圧力F1を下回ったときに、その下回ったときに検出した回転位置の検出値θ_det(以下、検出基準回転位置θf1_detと称す)に基づいて、位置補正量Δθofstを算出し、更新する。
In the present embodiment, the position correction
実施の形態1と同様に、式(1)に示したように、位置補正量算出部103は、正規基準回転位置θf1_rから、押圧力の検出値F_detが基準押圧力F1を下回ったときに検出した回転位置である検出基準回転位置θf1_detを減算して、位置補正量Δθofstを算出する。
Similar to the first embodiment, as shown in the equation (1), the position correction
この構成によれば、ブレーキ操作中に、図3の位置押圧力特性が変動した場合でも、位置補正量Δθofstを更新することができ、次回のブレーキ操作に反映させることができる。 According to this configuration, even if the position pressing force characteristic of FIG. 3 fluctuates during the braking operation, the position correction amount Δθoffst can be updated and reflected in the next braking operation.
また、実施の形態1と同様に、位置補正量算出部103は、押圧力の検出値F_detが、予め設定された基準押圧力F1を上回ったときに、その上回ったときに検出した回転位置の検出値θ_det(検出基準回転位置θf1_det)に基づいて、位置補正量Δθofstを算出し、更新する。
Further, as in the first embodiment, the position correction
<ブレーキ操作の制御挙動>
図7に、本実施の形態に係る制御挙動の例を示す。図6と同様に、2回のブレーキ操作が行われる。
<Control behavior of brake operation>
FIG. 7 shows an example of the control behavior according to the present embodiment. Similar to FIG. 6, the brake operation is performed twice.
本実施の形態では、位置補正量算出部103は、補正位置利用制御の制御量U_θの配分率(1−α)が0より大きい場合でも、押圧力指令値F_refが0である状態が、予め設定された停止判定期間、継続した場合に、補正位置利用制御部106の動作を停止し、押圧力指令値F_refが0より大きくなった場合に、補正位置利用制御部106の動作を再開するように構成されている。
In the present embodiment, the position correction
1回目のブレーキ操作の開始前は、補正位置利用制御部106及び押圧力利用制御部105の動作が停止している。時刻t1で、押圧力指令値F_refが0から増加され、1回目のブレーキ操作が開始すると、補正位置利用制御部106の動作が開始している。そして、実施の形態1と同様に、時刻t2で、押圧力の検出値F_detが、基準押圧力F1を上回ったので、位置補正量算出部103は、時刻t2で検出した回転位置の検出値θ_det(検出基準回転位置θf1_det)に基づいて、位置補正量Δθofstを算出し、更新する。しかし、補正位置利用制御部106の動作中であるので、位置補正反映部104は、時刻t2で更新された位置補正量Δθofstを用いず、位置補正量Δθofstの初期値を用いて、補正回転位置θcrを算出している。
Before the start of the first braking operation, the operations of the correction position
そして、押圧力指令値F_refの増加により、時刻t3で、補正位置利用制御部106の動作が停止し、その後、押圧力指令値F_refの低下により、時刻t4で、補正位置利用制御部106の動作が再開される。補正位置利用制御部106の動作の再開後、直近の時刻t2で更新された位置補正量Δθofstに基づいて補正回転位置θcrが算出され、補正回転位置θcrに基づいて補正位置利用制御の制御量U_θが算出される。
Then, the operation of the correction position
時刻t5で、押圧力の検出値F_detが、基準押圧力F1を下回ったので、位置補正量算出部103は、時刻t5で検出した回転位置の検出値θ_det(検出基準回転位置θf1_det)に基づいて、位置補正量Δθofstを算出し、更新する。しかし、補正位置利用制御部106の動作中であるので、位置補正反映部104は、時刻t5で更新された位置補正量Δθofstを用いず、時刻t2で更新された位置補正量Δθofstを継続して用いて、補正回転位置θcrを算出している。
Since the detection value F_det of the pressing force was lower than the reference pressing force F1 at the time t5, the position correction
その後、押圧力指令値F_refが0になり、1回目のブレーキ操作が終了した後、停止判定期間が経過した時刻t6で、補正位置利用制御部106及び押圧力利用制御部105の動作が停止している。そして、時刻t7で、再び、押圧力指令値F_refが0から増加され、2回目のブレーキ操作が開始すると、補正位置利用制御部106の動作が開始している。補正位置利用制御部106の動作の再開後、直近の時刻t5で更新された位置補正量Δθofstに基づいて補正回転位置θcrが算出され、補正回転位置θcrに基づいて補正位置利用制御の制御量U_θが算出される。このように、前回のブレーキ操作の終了時点付近で更新された位置補正量Δθofstを用いて、次回のブレーキ操作の補正位置利用制御の制御量U_θを算出することができる。よって、ブレーキ操作中に生じた位置押圧力特性の変動を検出し、次回のブレーキ操作に反映させることができる。
After that, the pressing force command value F_ref becomes 0, and after the first braking operation is completed, the operations of the correction position
同様に、補正位置利用制御部106の動作中の時刻t8で、位置補正量Δθofstが更新されるが、位置補正反映部104は、時刻t8で更新された位置補正量Δθofstを用いず、時刻t5で更新された位置補正量Δθofstを引き続き用いて、補正回転位置θcrを算出している。そして、時刻t9で、補正位置利用制御部106の動作が停止し、時刻t10で、補正位置利用制御部106の動作が再開される。補正位置利用制御部106の動作の再開後、直近の時刻t8で更新された位置補正量Δθofstに基づいて補正回転位置θcrが算出され、補正回転位置θcrに基づいて補正位置利用制御の制御量U_θが算出される。その後は、1回目のブレーキ操作と同様の挙動になる。
Similarly, the position correction amount Δθofst is updated at the time t8 during the operation of the correction position
3.実施の形態3
実施の形態3に係る制御装置100について説明する。上記の実施の形態1又は2と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る制御装置100の基本的な構成は実施の形態1と同様であるが、補正位置利用制御部106の構成が実施の形態1又は2と異なる。図8は、本実施の形態に係る電動ブレーキ50及び制御装置100の概略構成図である。
3. 3.
The
補正位置利用制御部106は、補正回転位置θcrに基づいて、補正位置利用制御の制御量U_θを算出する。本実施の形態では、補正位置利用制御部106は、押圧力推定部106c及び推定力制御部106dを備えている。押圧力推定部106cは、補正回転位置θcrに基づいて推定押圧力F_estを算出する。推定力制御部106dは、推定押圧力F_estが押圧力指令値F_refに近づくように、補正位置利用制御の制御量U_θを変化させる
The correction position
本実施の形態では、押圧力推定部106cは、図3に示すような、回転位置θと押圧力Fとの関係が予め設定された位置押圧力特性データを参照し、現在の補正回転位置θcrに対応する推定押圧力F_estを算出する。
In the present embodiment, the pressing
次式に示すように、推定力制御部106dは、推定押圧力F_estと押圧力指令値F_refとの偏差に基づく、PID制御により補正位置利用制御の制御量U_θを演算する。
U_θ=(Kp2+Ki2/s+Kd2×s)×(F_ref−F_est)
・・・(6)
As shown in the following equation, the estimation
U_θ = (Kp2 + Ki2 / s + Kd2 × s) × (F_ref-F_est)
... (6)
ブレーキ操作の制御挙動は、実施の形態1の図6、又は実施の形態2の図7と同様になるので、説明を省略する。 Since the control behavior of the brake operation is the same as that of FIG. 6 of the first embodiment or FIG. 7 of the second embodiment, the description thereof will be omitted.
4.実施の形態4
実施の形態4に係る制御装置100について説明する。上記の実施の形態1又は2と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る制御装置100の基本的な構成は実施の形態1と同様であるが、押圧力利用制御部105の構成が実施の形態1又は2と異なる。図9は、本実施の形態に係る電動ブレーキ50及び制御装置100の概略構成図である。
4.
The
<押圧力利用制御部>
押圧力利用制御部105は、押圧力の検出値F_detに基づいて、押圧力利用制御の制御量U_Fを算出する。本実施の形態では、押圧力利用制御部105は、位置推定部105b及び推定位置制御部105cを備えている。位置推定部105bは、押圧力の検出値F_detに基づいて推定回転位置θ_estを算出する。推定位置制御部105cは、推定回転位置θ_estが位置指令値θ_refに近づくように、押圧力利用制御の制御量U_Fを変化させる。
<Pressing pressure utilization control unit>
The pressing force
本実施の形態では、位置推定部105bは、図3に示すような、回転位置θと押圧力Fとの関係が予め設定された位置押圧力特性データを参照し、現在の押圧力の検出値F_detに対応する推定回転位置θ_estを算出する。
In the present embodiment, the
次式に示すように、推定位置制御部105cは、推定回転位置θ_estと位置指令値θ_refとの偏差に基づく、PID制御により押圧力利用制御の制御量U_Fを演算する。
U_F=(Kp1+Ki1/s+Kd1×s)×(θ_ref−θ_est)
・・・(7)
As shown in the following equation, the estimated
U_F = (Kp1 + Ki1 / s + Kd1 × s) × (θ_ref-θ_est)
... (7)
ブレーキ操作の制御挙動は、実施の形態1の図6、又は実施の形態2の図7と同様になるので、説明を省略する。 Since the control behavior of the brake operation is the same as that of FIG. 6 of the first embodiment or FIG. 7 of the second embodiment, the description thereof will be omitted.
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。 Although the present application describes various exemplary embodiments and examples, the various features, embodiments, and functions described in one or more embodiments are applications of a particular embodiment. It is not limited to, but can be applied to embodiments alone or in various combinations. Therefore, innumerable variations not illustrated are envisioned within the scope of the techniques disclosed herein. For example, it is assumed that at least one component is modified, added or omitted, and further, at least one component is extracted and combined with the components of other embodiments.
9 運動変換機構、10 モータ、11 ブレーキ機構、12 位置検出センサ、13 押圧力検出センサ、50 電動ブレーキ、100 電動ブレーキの制御装置、101 回転位置検出部、102 押圧力検出部、103 位置補正量算出部、104 位置補正反映部、105 押圧力利用制御部、106 補正位置利用制御部、107 制御量混合部、108 モータ制御部、F_det 押圧力の検出値、F_est 推定押圧力、F_ref 押圧力指令値、U_θ 補正位置利用制御の制御量、U_F 押圧力利用制御の制御量、U_mix 混合制御量、Δθofst 位置補正量、α 押圧力利用制御の制御量の配分率、θ_det 回転位置の検出値、θ_est 推定回転位置、θ_ref 位置指令値、θcr 補正回転位置 9 Motion conversion mechanism, 10 motors, 11 brake mechanism, 12 position detection sensor, 13 pressing pressure detection sensor, 50 electric brake, 100 electric brake control device, 101 rotation position detection unit, 102 pressing pressure detection unit, 103 position correction amount Calculation unit, 104 position correction reflection unit, 105 pressure pressure utilization control unit, 106 correction position utilization control unit, 107 control amount mixing unit, 108 motor control unit, F_det pressure detection value, F_est estimated pressure pressure, F_ref pressure command Value, U_θ correction position utilization control control amount, U_F push pressure utilization control control amount, U_mix mixing control amount, Δθoffst position correction amount, α push pressure utilization control control amount distribution rate, θ_det rotation position detection value, θ_est Estimated rotation position, θ_ref position command value, θcr correction rotation position
Claims (7)
前記モータの回転位置を検出する回転位置検出部と、
前記ブレーキパッドが前記ブレーキディスクを押圧する押圧力を検出する押圧力検出部と、
前記押圧力及び前記回転位置に基づいて、前記回転位置を補正する位置補正量を算出する位置補正量算出部と、
前記位置補正量に基づいて、前記回転位置を補正して補正回転位置を算出する位置補正反映部と、
前記押圧力に基づいて、押圧力利用制御の制御量を算出する押圧力利用制御部と、
前記補正回転位置に基づいて、補正位置利用制御の制御量を算出する補正位置利用制御部と、
前記押圧力利用制御の制御量と前記補正位置利用制御の制御量とを配分率で混合した混合制御量を算出する制御量混合部と、
前記混合制御量に基づいて、前記モータに流れる電流を制御するモータ制御部と、を備え、
前記補正位置利用制御の制御量が前記混合制御量に混合される前記補正位置利用制御部の動作中に、前記位置補正量算出部が前記位置補正量を更新した場合、前記位置補正反映部は、前記補正位置利用制御部の動作中は、前記補正位置利用制御部の動作の開始前に更新された前記位置補正量に基づいて前記補正回転位置を算出し、前記補正位置利用制御部の動作の終了後、再開する際に、更新された前記位置補正量に基づいて前記補正回転位置を算出する電動ブレーキの制御装置。 It is an electric brake control device that controls the electric brake that converts the rotary motion of the motor into a linear motion and presses the brake pad against the brake disc.
A rotation position detection unit that detects the rotation position of the motor,
A pressing force detecting unit that detects a pressing force on which the brake pad presses the brake disc, and a pressing force detecting unit.
A position correction amount calculation unit that calculates a position correction amount for correcting the rotation position based on the pressing force and the rotation position.
A position correction reflecting unit that corrects the rotation position and calculates the correction rotation position based on the position correction amount.
A pressing force utilization control unit that calculates the control amount of the pressing force utilization control based on the pressing force.
A correction position utilization control unit that calculates the control amount of the correction position utilization control based on the correction rotation position,
A control amount mixing unit that calculates a mixing control amount in which the control amount of the pressing force utilization control and the control amount of the correction position utilization control are mixed at a distribution rate, and
A motor control unit that controls a current flowing through the motor based on the mixing control amount is provided.
When the position correction amount calculation unit updates the position correction amount during the operation of the correction position utilization control unit in which the control amount of the correction position utilization control is mixed with the mixing control amount, the position correction reflection unit causes the position correction reflection unit. During the operation of the correction position utilization control unit, the correction rotation position is calculated based on the position correction amount updated before the start of the operation of the correction position utilization control unit, and the operation of the correction position utilization control unit is performed. A control device for an electric brake that calculates the corrected rotation position based on the updated position correction amount when restarting after the end of.
前記押圧力利用制御部は、前記押圧力が前記押圧力指令値に近づくように、前記押圧力利用制御の制御量を変化させる請求項1から4のいずれか一項に記載の電動ブレーキの制御装置。 The correction position utilization control unit calculates a position command value based on the pressing force command value, and changes the control amount of the correction position utilization control so that the correction rotation position approaches the position command value.
The control of the electric brake according to any one of claims 1 to 4, wherein the pressing force utilization control unit changes the control amount of the pressing force utilization control so that the pressing force approaches the pressing force command value. apparatus.
前記押圧力利用制御部は、前記押圧力が前記押圧力指令値に近づくように、前記押圧力利用制御の制御量を変化させる請求項1から4のいずれか一項に記載の電動ブレーキの制御装置。 The correction position utilization control unit calculates an estimated pressing force based on the correction rotation position, and changes the control amount of the correction position utilization control so that the estimated pressing force approaches the pressing force command value.
The control of the electric brake according to any one of claims 1 to 4, wherein the pressing force utilization control unit changes the control amount of the pressing force utilization control so that the pressing force approaches the pressing force command value. apparatus.
前記押圧力利用制御部は、前記押圧力に基づいて推定回転位置を算出し、前記推定回転位置が前記位置指令値に近づくように、前記押圧力利用制御の制御量を変化させる請求項1から4のいずれか一項に記載の電動ブレーキの制御装置。 The correction position utilization control unit calculates a position command value based on the pressing force command value, and changes the control amount of the correction position utilization control so that the correction rotation position approaches the position command value.
From claim 1, the pressing force utilization control unit calculates an estimated rotation position based on the pressing force, and changes the control amount of the pressing force utilization control so that the estimated rotation position approaches the position command value. The electric brake control device according to any one of 4.
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