技术领域
[0001] 本
发明涉及一种对装备于车辆的多个
车轮的电动制动装置的制动
力进行控制的电动制动控制系统。
背景技术
[0002]
现有技术中，作为
汽车用制动装置多采用液压式制动装置，但近年来，随着ABS(Antilock Brake System，防抱死
制动系统)等高端制动控制的导入，可以不采用这些复杂液压回路而进行这些控制的电动制动装置受到关注。电动制动装置中如下装置较多：组装通过直动机构将电动
马达的旋转运动转换为制动
块(brake pad)的直线运动的电动式直动
致动器，通过用制动
踏板的踏入
信号等使电动马达运行，来用通过直动致动器而被直线驱动的制动块按压
制动盘，对车
轮作用制动力(例如，参照下述
专利文献1)。
[0003] 然而，在上述电动制动装置中，存在如下忧患：在制动动作中，由于制动盘的厚度偏差产生周期性的制动力的变动，从而车体发生异常振动。
[0004] 对此，在下述专利文献2中提出了如下装置：检测电动制动装置的周期性的制动力变动的
频率，在该频率与车轮速度成比例时，使电动制动装置与制动力变动反相动作，由此减弱制动力变动而防止车体的异常振动。
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本特开平6－327190号
公报[0007] 专利文献2:日本特开2000－283193号公报
发明内容
[0008] 在上述专利文献2中提出的异常振动防止方法中，虽然电动制动装置装备于车辆的多个车轮，但也只控制发生了周期性的制动力变动的电动制动装置，并减弱该制动力变动，因此作为各电动制动装置的电动马达需要高输出马达，从而存在制造成本、电力消耗变大，设置空间也变宽的忧患。
[0009] 因此，本发明的课题在于，在不伴随各电动制动装置的电动马达的高输出化的情况下，有效地抑制装备于车辆的多个车轮的电动制动装置的周期性的制动力变动。
[0010] 为了解决上述课题，本发明的电动制动控制系统采用如下结构，具备电动制动装置，其装备于车辆的多个车轮，通过直动机构将电动马达的旋转运动转换为直线运动而对车轮作用制动力；和控制装置，其控制各上述电动制动装置的制动力，在上述电动制动装置的任一个发生了制动力变动时，上述控制装置使发生了上述制动力变动的电动制动装置和除发生了上述制动力变动的电动制动装置之外的至少一个电动制动装置进行在将各自的制动力的总和维持为固定的同时补偿上述制动力变动的补偿动作。
[0011] 根据上述结构，通过针对发生在一个电动制动装置的周期性的制动力变动的补偿动作，由包含发生了上述制动力变动的电动制动装置的多个电动制动装置来进行上述补偿动作，能够减小每一个电动制动装置的动作振幅而有效地抑制制动力变动，因此与前述的现有的异常振动防止方法相比，能够将各电动制动装置的电动马达所需要的输出性能降低设定。
[0012] 在此，在上述控制装置中，可以根据上述制动力变动的频率和横摆率(向旋回方向旋转的旋转
角的变化速度)相对于绕上述车辆的
重心的制动力的力矩(以下还被称为“转弯力矩”。)的频率特性，决定进行上述补偿动作的电动制动装置的动作振幅的上限值。这样的话，根据制动力变动的频率，能够将进行补偿动作的电动制动装置的动作振幅的上限值在使通过补偿动作产生的转弯力矩不会对车辆行为造成影响的范围内较大地设定，更有效地抑制制动力变动。
[0013] 或者，可以将上述电动制动装置在以上述车辆的重心为原点的坐标平面的第一至第四象限的每个分别配置至少一个上述电动制动装置，上述控制装置使发生了上述制动力变动的电动制动装置和在与发生了上述制动力变动的电动制动装置所配置的象限在车辆的前后方向上相邻的象限配置的电动制动装置进行上述补偿动作。这样的话，在车辆的前轮侧发生的转弯力矩和在后轮侧发生的转弯力矩抵消，不容易对车辆行为产生影响，因此能够将进行补偿动作的各电动制动装置的动作振幅的上限值较大地设定，与上述相同地更有效地抑制制动力变动。
[0014] 另外，作为用于进行针对制动力变动的补偿动作的具体结构，可以使上述控制装置对进行上述补偿动作的多个电动制动装置输入制动力的总和的指令值，针对该指令值与各电动制动装置的制动力的反馈值的总和之间的偏差计算各电动制动装置的操作量；或者使上述控制装置具备上述控制装置具备干扰推定器，上述干扰推定器针对进行上述补偿动作的多个电动制动装置，推定成为各自的制动力变动的主要原因的干扰，使用各自的指令值与制动力的反馈值之间的偏差、以及基于上述干扰推定器的各电动制动装置的干扰推定结果，来进行各电动制动装置的操作量的计算。
[0015] 如上所述，本发明的电动制动控制系统是能够通过电动制动的补偿动作更有效地抑制在一个电动制动装置发生的周期性的制动力变动的系统，因此能够在对各电动制动装置的电动马达使用比现有的输出性能低的马达的情况下，实现电动马达的制造成本、电力消耗的削减以及设置空间的缩小。
[0016] 或者，还能够通过使用具有与现有的相同的输出性能的电动马达，扩大可补偿的制动力变动的范围，实现作为电动制动控制系统的
质量的提高。
附图说明
[0017] 图1是第一实施方式的电动制动控制系统的整体结构图。
[0018] 图2是图1的电动制动装置的主要部分的纵剖面主视图。
[0019] 图3的(a)是示出基于现有控制方法的控制行为的图表，(b)是示出图1的电动制动控制系统的控制行为的图表。
[0020] 图4是示出横摆率相对于车辆的转弯力矩的频率特性的图表。
[0021] 图5是示出根据制动力变动的频率决定补偿动作振幅的方法的例子的图表。
[0022] 图6是第二实施方式的电动制动控制系统的整体结构图。
具体实施方式
[0023] 下面，基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1示出第一实施方式的电动制动控制系统的整体结构。该电动制动控制系统具备分别装备于车辆的两个车轮的电动制动装置1、控制这些各电动制动装置1的制动力的控制装置2，在两个电动制动装置1的任一个发生了制动力变动时，控制装置2使各电动制动装置1进行补偿该制动力变动的补偿动作。
[0024] 如图2所示，在上述电动制动装置1中，在电动式直动致动器11的壳体12一体设置
制动钳主体部13，在该制动钳主体部13内配置制动盘14的外周部的一部分，在该制动盘14的两侧设置固定制动块15和可动制动块16，将该可动制动块16与电动式直动致动器11的外环构件17连结一体化。
[0025] 电动式直动致动器11通过
齿轮减速机构18将省略图示的电动马达的旋
转轴的旋转传递给
旋转轴19，并将旋转轴19的旋转运动转换为外环构件17的直线运动。作为进行该运动转换的直动机构，采用如下机构：在旋转轴19和外环构件17之间组装多个行星辊20，使各行星辊20通过其与旋转轴19外径面的弹性
接触在自转的同时公转，通过形成于行星辊20外径面的
螺旋槽20a与形成于外环构件17内径面的螺旋突条17a的卡合，使外环构件17向轴方向移动。
[0026] 因此，若对电动式直动致动器11的电动马达进行驱动，使外环构件17向靠近制动盘14的方向直线移动，则与该外环构件17连结一体化的可动制动块16与固定制动块15一同夹住制动盘14，从而对安装有制动盘14的车轮作用制动力。
[0027] 如图1所示，在上述控制装置2中，对于两个电动制动装置1输入制动力的总和的指令值和各电动制动装置1的制动力的反馈值，针对该指令值与各电动制动装置1的制动力的反馈值的总和之间的偏差，用操作量计算器3计算各电动制动装置1的操作量，并向各电动制动装置1输出计算出的操作量。在操作量计算器3中，首先针对指令值与反馈值的总和之间的偏差求出总操作量，将该总操作量除以电动制动装置1的个数(在该情况下是两个)后的量作为各电动制动装置1的操作量。对于各电动制动装置1的操作量，可以以根据其它条件决定的分配率分配总操作量。
[0028] 即，在两个电动制动装置1的任一个发生了制动力变动时，该控制装置2使两个电动制动装置1在将各自的制动力的总和维持为固定的同时进行补偿制动力变动的补偿动作。
[0029] 图3是将该电动制动控制系统的控制行为与现有的进行比较而示意性示出的图。在使用两个电动制动装置A、B的制动动作中，在其中一个电动制动装置A发生了周期性的制动力变动时，如图3的(a)所示，在现有技术中，仅在发生了制动力变动的电动制动装置A进行补偿动作，因此该电动制动装置A的动作振幅(图中的马达旋转角变化的振幅)增大，电动制动装置A单个的制动力以及制动力的总和会残留某一程度的变动。对此，在该电动制动控制系统中，如图3的(b)所示，使两个电动制动装置A、B以比现有的电动制动装置A的动作振幅小的动作振幅进行补偿动作，因此虽然在电动制动装置A单个残留略大于现有的制动力变动，但电动制动装置B与电动制动装置A反相动作而产生现有中没有的制动力变动，从而使制动力的总和保持固定。
[0030] 如上所述，在该电动制动控制系统中，能够相比现有的减小各电动制动装置的动作振幅，因此，能够容易进行车辆整体的制动力变动的补偿，能够在对各电动制动装置的电动马达采用输出性能低的马达的情况下，实现制造成本、电力消耗的削减以及设置空间的缩小。
[0031] 另外，在该电动制动控制系统中，电动制动装置1在车辆的左右分别配置一个的情况下，在左右的制动力上产生差异，在绕车辆的重心发生操纵者不期望的转弯力矩。然而，通过根据制动力变动的频率和横摆率相对于车辆的转弯力矩的频率特性，来限制各电动制动装置1的补偿动作的动作振幅，抑制该转弯力矩对车辆行为的影响。
[0032] 即，如图4所示，一般在转弯力矩的频率高于截止频率的频带中越是高频，横摆率相对于车辆的转弯力矩越容易减弱。因此，若预先掌握该横摆率的截止频率和减弱率，限制各电动制动装置1的动作振幅以便通过各电动制动装置1的补偿动作产生的制动力变动的频率高于横摆率截止频率并且被减弱而发生的横摆率在容许值以下，则不会对车辆的行为产生影响。
[0033] 在此，如上所述，转弯力矩越是高频，横摆率越容易减弱，如图5所示，各电动制动装置1的动作振幅的上限值能够被设定为在制动力变动的频率高于横摆率的截止频率的频带，越是高频，该上限值就越大。若以该方式设定动作振幅的上限值，则制动力变动的频率越是高频，越能够有效地抑制制动力变动。另外，电动马达一般具有越大的动作频率就需要越高的输出性能，因此能够将电动马达相比现有的马达为低输出化的效果得到提高。该动作振幅的限制功能件实装于控制装置2的操作量计算器3。
[0034] 另外，将该电动制动控制系统用于电动制动装置装备于前后4轮的车辆的情况下，即，在电动制动装置配置于以车辆的重心为原点的坐标平面的第一至第四象限的每个的情况下，在图1所示的整体结构中，控制装置2使发生了制动力变动的电动制动装置1和在与发生了该制动力变动的电动制动装置1所配置的象限在车辆的前后方向上相邻的象限配置的电动制动装置1进行补偿动作即可。
[0035] 这样的话，例如，在车辆的右后轮的制动力增加的情况下，右前轮的制动力减少，后轮侧的左右的制动力
不平衡且发生右转的转弯力矩的同时，前轮侧的左右的制动力不平衡且发生左转的转弯力矩，从而该转弯力矩彼此抵消。若以该方式在车辆的前轮侧发生的转弯力矩和在后轮侧发生的转弯力矩被抵消，则不易对车辆行为产生影响，因此能够将进行补偿动作的各电动制动装置1的动作振幅的上限值增大设定，从而更有效地进行制动力变动的抑制。
[0036] 此外，在该情况下，不需要根据前述的制动力变动的频率来设定电动制动装置的动作振幅的上限值的功能。
[0037] 图6示出第二实施方式的电动制动控制系统。在该实施方式中，对于两个电动制动装置1的每个，分别设置具备推定干扰的干扰推定器4的控制装置2，该干扰是成为该制动力变动的主要原因。针对各控制装置2输入分别对应的电动制动装置1的制动力的指令值和反馈值，各控制装置2相互交接由干扰推定器4根据该反馈值推定的干扰推定结果，使用该指令值与反馈值之间的偏差、以及两个电动制动装置1的干扰推定结果，用操作量计算器3进行对应的电动制动装置1的操作量的计算。作为干扰推定器4可以使
用例如相同维数观察器(common-dimensional observer)。
[0038] 作为使用了上述的各电动制动装置1的干扰推定结果的操作量的计算方法，例如有如下方法：对于仅使用一个电动制动装置1的指令值与反馈值之间的偏差而计算出的操作量，加上一个电动制动装置1的干扰推定值，并减去另一个电动制动装置1的干扰推定值，由此增加一个电动制动装置1的制动力，并减少另一个电动制动装置1的制动力，从而将制动力的总和保持为固定。
[0039] 另外，还有将各电动制动装置1的干扰推定结果合并而分配给各控制装置2的方法。例如，由于对于一般的车辆的电动制动装置，前轮侧用电动制动装置与后轮侧用电动制动装置相比，最大轴力大，制动钳主体部的刚性高，所以若在前轮侧补偿在后轮侧发生的制动力变动，则能够更有效地抑制制动力的总和的变动。或者，可以在将各电动制动装置1的干扰推定值全部合计之后，从该总和中除去频率低的成分之后作为各控制装置2的输入。除此之外，还可以容易进行考虑到车辆的
俯仰、侧倾的发生状况，对各电动制动装置1的动作振幅的
水平制造差异等，考虑车辆的行为整体而符合状况的控制。
[0040] 并且，前述动作振幅的限制功能可以实装于控制装置2的操作量计算器3和干扰推定器4的任一个或者双方。例如，若干扰推定器4具有高速
滤波器，则可以限制低频率区域的干扰推定值。
[0041] 此外，在上述各实施方式中，对电动制动装置是两个的情况进行了说明，但本发明当然也可以适用于电动制动装置的个数在3个以上的情况。
[0042] 附图标记说明：1…电动制动装置；2…控制装置；3…操作量计算器；4…干扰推定器。
