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1、(10)申请公布号 CN 104066630 A (43)申请公布日 2014.09.24 C N 1 0 4 0 6 6 6 3 0 A (21)申请号 201280065162.2 (22)申请日 2012.12.25 2011-284591 2011.12.27 JP B60T 8/00(2006.01) (71)申请人株式会社爱德克斯 地址日本爱知县 (72)发明人安井由行 儿玉博之 佐竹直敏 (74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人舒艳君 李洋 (54) 发明名称 车辆的制动控制装置 (57) 摘要 本发明涉及车辆的制动控制装置,基于根据 制动操作部件的。
2、操作量运算出的目标通电量来控 制电机。取得表示位于从电机至摩擦部件为止的 动力传递路径内的可动部件的实际工作状态的状 态量作为实际值Sva。基于操作量来判断是否需 要补偿制动致动器在电机减速时的惯性影响的惯 性补偿控制。决定基于在判断为需要惯性补偿控 制的时刻的上述操作量而运算出的“与实际值对 应的目标值Svt”作为规范值ref。基于实际值以 及规范值来运算“用于减小目标通电量而补偿上 述惯性影响的惯性补偿通电量Ikt”,基于惯性补 偿通电量Ikt来调整目标通电量。由此,能够提供 通过电机产生制动转矩且能够适当地补偿装置整 体在电机减速时的惯性影响的车辆的制动控制装 置。 (30)优先权数据 。
3、(85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.06.27 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2012/083442 2012.12.25 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/099851 JA 2013.07.04 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书16页 附图7页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书16页 附图7页 (10)申请公布号 CN 104066630 A CN 104066630 A 1/1页 2 1.一种车辆的制动控制装置,具备:操作量取得单元,其取得驾驶员操作车辆的制动 操作部件的操作量;制动。
4、单元,其借助电机向固定于所述车辆的车轮的旋转部件推压摩擦 部件由此来产生针对所述车轮的制动转矩;以及控制单元,其基于所述操作量来运算目标 通电量并基于所述目标通电量来控制所述电机,其中, 具备取得单元,其取得表示位于从所述电机至所述摩擦部件为止的动力传递路径内的 可动部件的实际工作状态的状态量作为实际值, 所述控制单元构成为: 基于所述操作量来判断是否需要补偿所述制动单元在所述电机速度减小的减速时的 惯性影响的惯性补偿控制, 决定基于在判断为需要所述惯性补偿控制的时刻的所述操作量而运算出的与所述实 际值对应的目标值作为规范值, 基于所述实际值以及所述规范值来运算用于减小所述目标通电量而补偿所述。
5、制动单 元的惯性影响的惯性补偿通电量, 基于所述惯性补偿通电量来调整所述目标通电量。 2.根据权利要求1所述的车辆的制动控制装置,其中, 所述控制单元构成为: 基于在判断为需要所述惯性补偿控制的时刻的所述实际值与所述规范值之间的偏差 来决定开始所述惯性补偿控制的时刻, 在所述开始时刻到来的时刻,开始基于所述惯性补偿通电量来调整所述目标通电量。 3.根据权利要求1所述的车辆的制动控制装置,其中, 所述控制单元构成为在所述实际值超过所述规范值的时刻,开始基于所述惯性补偿通 电量来调整所述目标通电量。 4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的车辆的制动控制装置,其中, 所述取得单元取得与所述可动。
6、部件的位置以及作用于所述可动部件的力中的至少一 个相关的物理量,作为所述实际值。 5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的车辆的制动控制装置,其中, 所述控制单元构成为基于针对所述电机进行了所述目标通电量的阶跃输入的情况下 预先取得的所述实际值的变化模式来决定所述目标值。 6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的车辆的制动控制装置中,其中, 所述控制单元构成为将所述目标值二阶微分而运算目标加速度值,在所述目标加速度 值的绝对值超过规定值的情况下,判断为需要所述惯性补偿控制。 权 利 要 求 书CN 104066630 A 1/16页 3 车辆的制动控制装置 技术领域 0001 本发明涉。
7、及车辆的制动控制装置。 背景技术 0002 以往,已知一种通过电机产生制动转矩的车辆的制动控制装置。在该种装置中,通 常基于驾驶员对车辆制动操作部件进行的操作量来运算指示电流(目标电流),基于指示 电流来控制电机。由此,赋予车轮与制动操作部件的操作对应的制动转矩。 0003 在该种装置中,由于包括电机惯性在内的装置整体惯性(惯性力矩、惯性质量)的 影响,特别是在紧急制动时(制动转矩急剧增加时)等,可能产生在电机转速增加的加速时 (例如,电机起动时)制动转矩的响应滞后(上升滞后)、以及在电机转速减小的减速时(例 如,接近电机停止时)制动转矩的过冲(over shoot)。因此,特别是在紧急制动时。
8、,期望补 偿上述惯性影响即提高在电机加速时的制动转矩的响应性(上升性能)、以及抑制在电机 减速时制动转矩的过冲(提高收敛性)。 0004 为了应对该问题,例如在日本特开2002225690号公报中记载有如下内容。即 基于规定指示电流与目标电机旋转角之间的关系的映射来求出与运算出的指示电流对应 的目标电机旋转角,通过将该目标电机旋转角二阶微分,来求出目标电机旋转角加速度。基 于该目标电机旋转角加速度,来运算用于补偿装置整体惯性影响的惯性补偿电流。该情况 下,在电机加速时惯性补偿电流被运算为正值,在电机减速时惯性补偿电流被运算为负值。 对指示电流加上该惯性补偿电流,而决定补偿后指示电流(目标电流)。
9、。由此,在电机起动 时,补偿后指示电流被运算为比指示电流大,能够提高制动转矩的响应性。在电机接近停止 时,补偿后指示电流被运算为比指示电流小,能够抑制制动转矩的过冲。 0005 此外,在日本特开2002225690号公报中记载了,在为了进行稳定的控制而指示 电流超过电机的能力的情况下,对指示电流设定“斜率限制”。具体而言,通过按照至少指示 电流的斜率不超过电机能力的方式预先设定斜率限制,来使指示电流的斜率与实际输出值 一致。或者在实际输出值追不上最初预定的指示电流的情况下,比较指示电流与实际输出 值,基于其比较结果来进行指示电流的斜率限制。该情况下,预先制成规定“指示电流以及 实际输出值”与“。
10、指示电流的斜率限制”之间的关系的映射,基于该映射,根据上述比较结果 来求出指示电流的斜率限制。 0006 如上所述,在日本特开2002225690号公报中记载了,在指示电流的斜率(即指 示电流相对于时间的变化量)设置限制,而使指示电流与实际输出值一致。在此,在惯性补 偿控制中,基于根据指示电流运算出的目标电机旋转角加速度来运算惯性补偿电流。因此, 若对指示电流设定“斜率限制”,则相当于指示电流的二阶微分值的目标电机旋转角加速度 被运算为大致为“零”。因此,特别是在电机减速时的惯性补偿控制中,可能产生难以执行适 当控制的情况。其结果,无法充分地抑制电机减速时的制动转矩的过冲。期望上述惯性影 响的。
11、进一步的适当补偿。 说 明 书CN 104066630 A 2/16页 4 发明内容 0007 本发明是对为了解决上述问题而提出的,其目的在于提供一种通过电机产生制动 转矩的车辆的制动控制装置,能够适当地补偿电机减速时的装置整体惯性的影响。 0008 本发明的车辆的制动控制装置具备:操作量取得单元(BPA),其取得驾驶员对车 辆的制动操作部件(BP)进行的操作量(Bpa);制动单元(BRK),其借助电机(MTR)向固定 于上述车辆的车轮(WHL)的旋转部件(KTB)推压摩擦部件(MSB)由此来产生针对上述车轮 (WHL)的制动转矩;控制单元(CTL),其基于上述操作量(Bpa)来运算目标通电量。
12、(Imt)并 基于上述目标通电量(Imt)来控制上述电机(MTR);以及取得单元(SVA、MKA、FBA),其取得 表示位于从上述电机(MTR)至上述摩擦部件(MSB)为止的动力传递路径内的可动部件的实 际工作状态的状态量作为实际值(Sva、Mka、Fba)。 0009 本发明的特征在于,上述控制单元(CTL)构成为,基于上述操作量(Bpa)来判断是 否需要补偿上述制动单元(BRK)在上述电机(MTR)速度减小的减速时的惯性的影响的惯性 补偿控制,决定基于在判断为需要上述惯性补偿控制的时刻(FLr1)的上述操作量(Bpa) 而运算出的与上述实际值(Sva、Mka、Fba)对应的目标值(Svt、。
13、Mkt、Fbt)作为规范值(ref), 基于上述实际值(Sva、Mka、Fba)以及上述规范值(ref)来运算用于减小上述目标通电量而 补偿上述制动单元(BRK)的惯性影响的惯性补偿通电量(Ikt),基于上述惯性补偿通电量 (Ikt)来调整上述目标通电量(Imt)。 0010 减速时的惯性补偿控制(减速时控制)需要在产生按压力的电机的运动状态即将 从过渡状态向稳定状态迁移之前进行。此外,在用于运算目标通电量的目标值(Fbt、Mkt) 与作为其结果产生的实际值(Fba、Mka)之间存在偏离的情况下,减速时的惯性补偿控制尤 其重要。 0011 根据本发明的制动控制装置,将在判断为减速时控制的需要状。
14、态的时刻的目标值 被设定为从过渡状态向稳定状态迁移时的规范值,基于该规范值能够预测实际值从过渡状 态向稳定状态迁移的时期。具体而言,在电机减速的情况下,基于目标值与实际值之间的比 较结果来决定开始减速时控制的时机,根据该时机来运算惯性补偿通电量Ikt而调整目标 通电量Imt。因此,能够在实际值从过渡状态向稳定状态迁移前的适当的时期开始执行通电 量不会过冲或者不足的惯性补偿控制。其结果,能够可靠地抑制制动转矩的过冲、不足。 0012 此外,目标值、实际值、规范值是分别被统一的(相同的)物理量。例如,在采用电 机的旋转角作为物理量的情况下,使用目标旋转角、实际旋转角、规范旋转角,在采用按压 力作为。
15、物理量的情况下,使用目标按压力、实际按压力、以及规范按压力。 0013 具体而言,上述控制单元(CTL)能够构成为,基于在判断为需要上述惯性补偿控 制的时刻(FLr1)的上述实际值(Sva、Mka、Fba)与上述规范值(ref)之间的偏差(sv、 mk、fb)来决定开始上述惯性补偿控制的时刻(Tss),在上述开始的时刻(Tss)到来的 时刻,开始基于上述惯性补偿通电量(Ikt)来调整上述目标通电量(Imt)。 0014 通常,实际值相对于目标值有时间滞后。根据上述结构,在判断为需要减速时的惯 性补偿控制的时刻,基于实际值(Mka等)与规范值ref之差来决定惯性补偿控制的开始时 机。因此,考虑上。
16、述时间滞后而开始减速时的惯性补偿控制。其结果,能够执行通电量不会 过冲或不足的可靠的控制。 0015 或者,上述控制单元(CTL)能够构成为,在上述实际值(Sva、Mka、Fba)超过上述 说 明 书CN 104066630 A 3/16页 5 规范值(ref)的时刻,开始基于上述惯性补偿通电量(Ikt)来调整上述目标通电量(Imt)。 据此,在实际值(Mka等)达到规范值ref的时刻开始惯性补偿控制。因此,能够可靠地补 偿上述的时间滞后。 0016 在上述本发明的制动控制装置中,优选地,取得与上述可动部件的位置以及作用 于上述可动部件的力中的至少一个相关的物理量作为上述实际值(Sva、Mka。
17、、Fba)。 0017 制动单元的控制对象为车轮的制动转矩。因此,作用于位于从电机(MTR)到摩擦 部件(MSB)为止的动力传递路径内的可动部件的“力”能够被作为实际值而取得(检测) 到。此外,能够使用制动单元整体的刚性(弹簧常数)并根据“可动部件的位置”来运算“作 用于可动部件的力”。因此,上述可动部件的“位置”能够作为实际值而被取得(检测)到。 0018 在上述本发明的制动控制装置中,优选地,基于针对上述电机(MTR)进行了上述 目标通电量(Imt)的阶跃输入的情况下预先取得的上述实际值(Sva、Mka、Fba)的变化模式 (相对于时间的变化状态)来决定上述目标值(Svt、Mkt、Fbt)。
18、。 0019 如上所述,规范值ref是成为用于考虑实际值(Mka等)相对于目标值(Mkt等) 的时间滞后的基准的指标。根据上述结构,基于制动单元的阶跃响应(即制动单元的最大 响应)来运算目标值。因此,目标值与实际值之间的时间的关系(相位差的关系)能够被 适当地维持。 0020 在上述本发明的制动控制装置中,优选构成为,将上述目标值(Svt、Mkt、Fbt)二 阶微分而运算目标加速度值(ddSvt、ddMkt、ddFbt),在上述目标加速度值(ddSvt、ddMkt、 ddFbt)的绝对值超过规定值(ddm1)的情况下,判断为需要上述惯性补偿控制。 0021 据此,由于基于目标值来判断是否需要减。
19、速时控制,所以能够预测减速时控制针 对实际值的适当开始时机。此外,惯性的影响与装置可动部的加速度相关。根据上述结构, 能够基于目标值被二阶微分后的目标加速度值(ddMkt等)来适当地判断是否需要减速时 的惯性补偿控制。附图说明 0022 图1是搭载有本发明的实施方式的制动控制装置的车辆的概要结构图。 0023 图2是用于说明图1所示的制动单元(制动致动器)(Z部)的结构的图。 0024 图3是用于说明图1所示的控制部(制动器控制器)的功能框图。 0025 图4是用于说明图3所示的惯性补偿控制块的第一实施方式的功能框图。 0026 图5是用于说明制动部(制动致动器)的最大响应的图。 0027 图。
20、6是用于说明图3所示的惯性补偿控制块的第二实施方式的功能框图。 0028 图7是用于说明图3所示的惯性补偿控制块的第三实施方式的功能框图。 0029 图8是用于说明图3所示的惯性补偿控制块的第四实施方式的功能框图。 0030 图9是用于说明图3所示的惯性补偿控制块的第五实施方式的功能框图。 0031 图10是用于说明本发明的实施方式的制动控制装置的作用、效果的时序图。 具体实施方式 0032 以下,参照附图对本发明的车辆的制动控制装置的实施方式进行说明。 0033 搭载了本发明的车辆的制动控制装置的车辆整体的结构 0034 如图1所示,在该车辆搭载有:驾驶员为了使车辆减速而操作的制动操作部件(。
21、例 如,制动踏板)BP、对调整各车轮的制动转矩而对各车轮产生制动力的制动单元(制动致动 说 明 书CN 104066630 A 4/16页 6 器)BRK、BRK进行控制的电子控制单元ECU以及作为向BRK、ECU等提供电力的电源的蓄电 池BAT。 0035 此外,该车辆具备:检测BP的操作量Bpa的制动操作量取得单元(例如,行程传感 器、踏力传感器)BPA、检测驾驶员操作转向轮SW的操作角Saa的转向操作角检测单元SAA、 检测车辆的偏航率Yra的偏航率检测单元YRA、检测车辆的前后加速度Gxa的前后加速度 检测单元GXA、检测车辆的横向加速度Gya的横向加速度检测单元GYA以及检测各车轮W。
22、HL 的转速(车轮速度)Vwa的车轮速度检测单元VWA。 0036 制动单元BRK具备电机MTR(未图示),通过MTR来控制车轮WHL的制动转矩。此 外,BRK具备检测摩擦部件按压旋转部件的力Fba的按压力检测单元(例如,轴力传感器) FBA、检测MTR的通电量(例如,电流值)Ima的通电量检测单元(例如,电流传感器)IMA、检 测MTR的位置(例如,旋转角)Mka的位置检测单元(例如,旋转角传感器)MKA。 0037 上述各种检测单元的检测信号(Bpa等)被进行噪声除去(降低)滤波器(例如, 低通滤波器)的处理而向ECU提供。在ECU中,执行本发明的制动控制的运算处理。即后述 的控制单元CT。
23、L被编入到ECU内,基于Bpa等来运算用于控制电机MTR的目标通电量(例 如,目标电流值、目标占空比)Imt。此外,在ECU中,基于Vwa、Yra等来执行公知的防抱死 控制(ABS)、牵引力控制(TCS)、车辆稳定化控制(ESC)等运算处理。 0038 制动部(制动致动器)BRK的结构 0039 在本发明的制动控制装置中,由电机MTR进行车轮WHL的制动转矩的产生以及调 整。 0040 如图1的Z部的放大图亦即如图2所示,制动单元BRK由制动钳CPR、旋转部件 KTB、摩擦部件MSB、电机MTR、驱动单元DRV、减速机GSK、旋转/直动转换机构KTH、按压力取 得部FBA、位置检测单元MKA以。
24、及通电量取得单元IMA构成。 0041 制动致动器BRK与公知的制动装置相同地具备公知的制动钳CPR以及摩擦部件 (例如,制动块)MSB。MSB通过被公知的旋转部件(例如,制动盘)KTB推压而产生摩擦力, 对车轮WHL产生制动转矩。 0042 由驱动单元(电机MTR的驱动电路)DRV基于目标通电量(目标值)Imt来控制 向电机MTR通电的通电量(最终为电流值)。具体而言,在驱动单元DRV中,构成使用了功 率晶体管(例如,MOSFET)的桥电路,基于目标通电量Imt来驱动功率晶体管,控制电机 MTR的输出。 0043 电机MTR的输出(输出转矩)经由减速机(例如,齿轮)GSK被传递至旋转/直动 。
25、转换机构KTH。然后,由KTH将旋转运动转换为直线运动而摩擦部件(制动块)MSB被旋转 部件(制动盘)KTB推压。KTB被固定在车轮WHL,通过MSB与KTB之间的摩擦,制动转矩产 生于车轮WHL而被调整。作为旋转/直动转换机构KTH能够使用通过“滑动”来进行动力 传递(滑动传递)的滑动螺丝(例如,梯形螺丝),或者通过“滚动”来进行动力传递(滚动 传递)的滚珠螺丝。 0044 马达驱动电路DRV具备检测实际通电量(例如,实际上在电机流通的电流)Ima的 通电量取得单元(例如,电流传感器)IMA。此外,电机MTR具备检测位置(例如,旋转角) Mka的位置检测单元(例如,角度传感器)MKA。而且,。
26、为了取得(检测)摩擦部件MSB实际 按压旋转部件KTB的力(实际按压力)Fba,具备按压力取得部(例如,力传感器)FBA。 说 明 书CN 104066630 A 5/16页 7 0045 在图2中,作为制动单元BRK例示出所谓盘型制动装置(盘式制动器)的结构,但 制动单元BRK也可以是鼓型制动装置(鼓式制动器)。在为鼓式制动器的情况下,摩擦部件 MSB为制动衬片,旋转部件KTB为制动鼓。相同地,由电机MTR控制制动衬片按压制动鼓的 力(按压力)。作为电机MTR示出通过旋转运动产生转矩的电机,但也可以是通过直线运动 产生力的线形马达。 0046 制动致动器BRK由电机MTR驱动。因此,能够在向。
27、MTR的输入(通电量)和来自 MTR的输出(输出转矩)之间分离状态量。将从制动操作量Bpa到达目标通电量Imt的状 态量称为输入侧的状态量(输入状态量)Svt。即基于输入状态量Svt(中的任一个以上) 来运算Imt。另一方面,将从电机MTR的输出到摩擦部件(制动块)MSB对旋转部件(制动 盘)KTB的按压力的状态量(即表示位于从MTR到MSB为止的动力传递路径内的可动部件 的实际工作状态的状态量)称为输出侧的状态量(输出状态量)Sva。在BRK具备用于取得 (检测)输出状态量Sva的取得单元(检测单元)SVA。 0047 由于BRK的控制对象为车轮的制动转矩,所以能够通过由上述取得单元,取得(。
28、检 测)作用于位于从电机的输出到按压力为止的动力传递路径的可动部件的“力”作为实际 值。此外,由于能够使用BRK整体的刚性(弹簧常数)来运算从“可动部件的位置”“作用 于可动部件的力”,所以能够通过上述取得部,取得(检测)上述传递路径的可动部件的“位 置”作为实际值。即通过上述取得部将输出侧的状态量作为实际值而取得。 0048 作为“与实际值对应的目标值”,运算与实际值为相同物理量的目标值。具体而言, 与Mka对应地运算电机的目标位置Mkt,与Fba对应地运算按压力的目标值Fbt。而且,能 够采用与电机的实际输出转矩对应的目标转矩、与KTH中实际推力对应的目标推力、与KTH 中实际位置对应的目。
29、标位置、或者与MSB的实际位置对应的目标位置。此外,规范值由于基 于目标值来决定,所以成为与目标值相同的物理量。在表1中汇总上述的内容。 0049 (表1) 0050 说 明 书CN 104066630 A 6/16页 8 0051 在以下说明的各实施方式中,使用电机的实际位置Mka作为实际值,使用电机的 目标位置Mkt作为目标值。作为实际值Sva以及目标值Svt,能够使用在表1所示的输出传 递路径的各部位的各个实际值、各个目标值中的至少一个以上。 0052 控制单元CTL的整体结构 0053 如图3所示那样,图1所示的控制单元CTL由目标按压力运算块FBT、指示通电量 运算块IST、按压力反。
30、馈控制块IPT、惯性补偿控制块INR以及通电量调整运算块IMT构成。 控制单元CTL被编入到电子控制单元ECU内。 说 明 书CN 104066630 A 7/16页 9 0054 通过制动操作量取得单元BPA取得制动操作部件BP(例如,制动踏板)的操作量 Bpa。基于驾驶员对制动操作部件的操作力(例如,制动器踏力)以及位移量(例如,制动 踏板行程)中的至少一个来运算制动操作部件的操作量(制动操作量)Bpa。Bpa被进行了 低通滤波等运算处理,噪声成分被除去(降低)。 0055 在目标按压力运算块FBT,使用预先设定的目标按压力运算特性(运算映射) CHfb,基于操作量Bpa来运算目标按压力F。
31、bt。“按压力”是在制动单元(制动致动器)BRK 中,摩擦部件(例如,制动块)MSB按压旋转部件(例如,制动盘)KTB的力。目标按压力Fbt 是该按压力的目标值。 0056 在指示通电量运算块IST,使用预先设定的运算映射CHs1、CHs2,基于目标按压力 Fbt来运算指示通电量Ist。指示通电量Ist是用于驱动制动单元BRK的电机MTR并实现目 标按压力Fbt的向电机MTR通电的通电量的目标值。运算映射(指示通电量的运算特性) 是考虑制动致动器的自然极化而由2个特性CHs1、CHs2构成的。特性(第一指示通电量运 算特性)CHs1与增加按压力的情况对应,特性(第二指示通电量运算特性)CHs2。
32、与减小按 压力的情况对应。因此,与特性CHs2相比,特性CHs1被设定为输出相对较大的指示通电量 Ist。 0057 在此,通电量是指用于控制电机MTR的输出转矩的状态量(变量)。电机MTR为了 输出与电流大体成比例的转矩,能够使用电机的电流目标值作为通电量的目标值。此外,因 为若增加向电机MTR提供的电压,则作为结果电流增加,所以能够使用提供电压值作为目 标通电量。而且,由于能够通过脉冲宽度变调(PWM,pulse width modulation)中的占空比 来调整提供电压值,所以能够将该占空比用作通电量。 0058 在按压力反馈控制块IPT,基于目标按压力(目标值)Fbt以及实际按压力(。
33、实际 值)Fba来运算按压力反馈通电量Ipt。指示通电量Ist作为相当于目标按压力Fbt的值而 被运算出,但有时会由于制动致动器的效率变动而在目标按压力Fbt与实际按压力Fba之 间产生误差(稳定的误差)的情况。基于目标按压力Fbt与实按压力Fba之间的偏差(按 压力偏差)Fb以及运算特性(运算映射)CHp来运算按压力反馈通电量Ipt,并按照减小 上述误差(稳定误差)的方式决定按压力反馈通电量Ipt。此外,通过按压力取得部FBA取 得Fba。 0059 在惯性补偿控制块INR,补偿BRK(特别是,电机MTR)的惯性(惯量(Inertia),旋 转运动中的惯性力矩或者直线运动中的惯性质量)的影响。
34、。在惯性补偿控制块INR中,运 算用于补偿BRK的惯性(惯性力矩或者惯性质量)的影响的通电量的目标值Ijt、Ikt。在 从电机停止或者以低速运动的状态到加速运动(旋转运动)的情况下,需要提高按压力产 生的响应性。运算与该情况对应的加速时惯性补偿通电量Ijt。Ijt是惯性补偿控制中加 速时控制的通电量的目标值。 0060 此外,在电机从运动(旋转运动)的状态开始减速而停止前进的情况下,需要抑制 按压力的过冲,提高收敛性。运算与该情况对应的减速时惯性补偿通电量Ikt。Ikt是惯性 补偿控制中的减速时控制的通电量的目标值。在此,Ijt是使电机的通电量增加的值(被 加到Ist上的正值),Ikt是使电机。
35、的通电量减小的值(被加到Ist上的负值)。 0061 然后,在通电量调整运算块IMT,根据按压力反馈通电量Ipt、惯性补偿通电量 Ijt(加速时)以及Ikt(减速时)来调整指示通电量Ist,从而运算目标通电量Imt。具体 说 明 书CN 104066630 A 8/16页 10 而言,对指示通电量Ist加上反馈通电量Ipt以及惯性补偿通电量Ijt、Ikt,运算出其总和 作为目标通电量Imt。目标通电量Imt为用于控制电机MTR的输出的最终通电量的目标值。 0062 惯性补偿控制块的第一实施方式的结构 0063 参照图4,对惯性补偿控制块INR的第一实施方式进行说明。如图4所示,惯性补 偿控制块。
36、INR的第一实施方式由目标位置运算块MKT、控制要否判断运算块FLG、减速时控 制开始判断运算块FLK、惯性补偿通电量运算块IJK以及选择运算块SNT构成。 0064 目标位置运算块MKT由变换运算块F2M以及限制运算块LMT构成。在F2M中,基 于目标按压力Fbt以及目标按压力运算特性(运算映射)CHmk来运算目标位置(目标旋转 角)Mkt。目标位置Mkt是电机MTR的位置(旋转角)的目标值。运算映射CHmk是相当于 制动钳CPR以及摩擦部件(制动块)MSB的刚性的特性,作为“向上凸”的非线形特性,被预 先存储在电子控制单元ECU内。 0065 在LMT中,对Mkt施加BRK的最大响应的限制。
37、。具体而言,通过滞后元件运算考虑 BRK的过渡响应并且通过速度限制运算对电机的最大速度施加限制。 0066 参照图5,对制动致动器BRK的最大响应进行说明。BRK的最大响应是指BRK能够 响应的最大限的性能。在对驱动BRK的电机MTR给予阶跃输入(目标通电量)的情况下,输 出(电机的位置)相对于该输入的变化出现滞后。能够追随阶跃输入的最大限的响应(与 输入的时间变化量对应的输出的时间变化量的状况)被定义为“最大响应”。具体而言,基 于阶跃地输入(规定的)目标通电量Imt的情况(因此,在进行了旋转角的目标值Mkt瞬 时增加到规定量mks0为止的阶跃输入的情况)下的旋转角的实际值(输出)Mka的变。
38、化, 来求出最大响应。此外,基于实际按压力Fba相对于阶跃输入的变化来求出最大响应。基 于最大响应(阶跃响应)中的Mka、Fba的变化,来识别后述的时间常数m、犹豫时间L以 及最大速度,并使用这些值来进行后述的滞后元件运算、速度限制运算。 0067 在滞后元件运算中,基于电机MTR的目标位置Mkt来运算滞后元件运算处理后的 目标位置Mkt。具体而言,针对电机的目标位置Mkt执行包含相当于制动致动器BRK的响 应(即电机MTR的响应)的时间常数m的滞后元件(例如,一次滞后元件)的运算处理, 而运算滞后处理后目标位置Mkt。通过在Mkt进行滞后运算处理,制动致动器BRK的响应 (与向系统的输入的时。
39、间变化量对应的输出的时间变化量的状况)被考虑为具有使用了时 间常数的滞后元件的传递函数,能够运算作为与该响应对应的目标值的Mkt。在此,传递函 数为表示输出相对于向系统(控制系)的输入的关系的函数,时间常数m为表示滞后元 件的响应速度的参数。 0068 作为滞后元件,能够使用n次滞后元件(n为“1”以上的整数)。使用拉普拉斯变 换来表现滞后元件,例如,在为一次滞后元件的情况下,传递函数G(s)由以下的(1)式表 示。 0069 G(s)K/(ms+1) (1) 0070 在此,m为时间常量,K为常量,s为拉普拉斯算子。 0071 此外,在滞后元件为二次滞后元件的情况下,在滞后元件运算中传递函数。
40、G(s)由 以下的(2)式表示。 0072 G(s)K/s(ms+1) (2) 0073 而且,在滞后元件运算中,能够考虑犹豫时间L。犹豫时间是指到针对输入开始响 说 明 书CN 104066630 A 10 9/16页 11 应输出为止需要的时间。此时,表示BRK的响应的传递函数G(s),由以下的(3)式或者(4) 式表示。 0074 针对基于一次滞后以及犹豫时间的滞后元件运算的传递函数: 0075 G(s)K/(ms+1)e Ls (3) 0076 针对基于二次滞后以及犹豫时间的滞后元件运算的传递函数: 0077 G(s)K/s(ms+1)e Ls (4) 0078 在此,L为犹豫时间,e。
41、为纳皮尔常数(自然对数的底数)。 0079 而且,在速度限制运算中,针对Mkt考虑电机的最大速度(最大转数)。具体而言, 处理后目标位置Mkt的时间变化量被限制为最大速度,运算新的目标位置。从限制运算块 LMT对Mkt进行滞后元件运算以及速度限制运算,输出新的(进行了响应限制)目标位置 Mkt。 0080 再次参照图4,在控制要否判断运算块FLG中,判断需要执行惯性补偿控制还是不 需要执行惯性补偿控制。控制要否判断运算块FLG由进行在电机加速时(例如,电机起动、 增速时)的要否判断的加速时判断运算块FLJ以及进行在电机减速时(例如,电机减速、趋 向停止时)的要否判断的减速时判断运算块FLR构成。
42、。从控制要否判断运算块FLG输出要 否判断标志FLj(加速时)、FLr(减速时)作为判断结果。在要否判断标志FLj、FLr,“0”表 示不需要惯性补偿控制的情况(不需要状态),“1”表示需要惯性补偿控制的情况(需要状 态)。 0081 控制要否判断运算块FLG由目标加速度运算块DDMKT、加速时判断运算块FLJ以及 减速时判断运算块FLR构成。 0082 在目标加速度运算块DDMKT中,基于电机的目标位置Mkt来运算其加速度(目标 旋转角加速度)ddMkt。将Mkt二阶微分而运算目标加速度ddMkt。即,将Mkt微分而运算 目标速度dMkt,而且将目标速度dMkt微分而运算目标加速度ddMkt。
43、。 0083 在加速时判断运算块FLJ中,基于ddMkt,来判断电机MTR加速的情况下的惯性补 偿控制为“需要状态(需要执行控制的状态)”以及“不需要状态(不需要执行控制的状 态)”中的哪一个状态。判断结果作为要否判断标志(控制标志)FLj而被输出。要否判断 标志FLj的“0”与“不需要状态”、“1”与“需要状态”对应。根据运算映射DFLj,在ddMkt超 过第一规定加速度(规定值)ddm1(0)的时刻,加速时控制的要否判断标志FLj从“0(不 需要状态)”变更为“1(需要状态)”(FLj1)。然后,在目标加速度ddMkt成为小于规定 加速度(规定值)ddm2(ddm1)时,FLj从“1”变更。
44、为“0”(FLj0)。此外,在未进行制 动操作的情况下,FLj作为初期值被设定为“0”。 0084 在减时判断运算块FLR中,基于目标加速度ddMkt,来判断电机MTR减速的情况下 的惯性补偿控制为“需要状态(需要执行控制的状态)”以及“不需要状态(不需要执行控 制的状态)”中的哪一个状态。判断结果作为要否判断标志(控制标志)FLr而被输出。要 否判断标志FLr中,“0”与“不需要状态”,“1”与“需要状态”对应。根据运算映射DFLr, 在目标加速度ddMkt低于第二规定加速度(规定值)ddm3(0)的时刻,减速时控制的要 否判断标志FLr从“0(不需要状态)”变更为“1(需要状态)”(FLr。
45、1)。然后,在目标 加速度ddMkt成为规定加速度(规定值)ddm4(ddm3,0)以上时,FLr从“1”变更为 “0”(FLr0)。此外,在未进行制动操作的情况下,FLr作为初期值被设定为“0”。 说 明 书CN 104066630 A 11 10/16页 12 0085 与惯性补偿控制的要否判断标志FLj、FLr相关的信息被从控制要否判断运算块 FLG发送至惯性补偿通电量运算块IJK以及减速时控制开始判断运算块FLK。 0086 在惯性补偿通电量运算块IJK中,在通过FLG判断为需要惯性补偿控制的基础上, 运算判断为控制开始的情况下的惯性补偿通电量(目标值)。惯性补偿通电量运算块IJK 由。
46、运算电机加速时(例如,电机起动、增速时)的惯性补偿通电量Ijt的加速时通电量运算 块IJT、以及运算电机减速时(例如,电机减速、趋向停止时)的惯性补偿通电量Ikt的减速 时通电量运算块IKT构成。 0087 在加速时通电量运算块IJT中,基于要否判断标志FLj以及加速时运算特性(运 算映射)CHj,来运算加速时惯性补偿通电量(加速时通电量)Ijt。加速时运算特性CHj作 为Ijt相对于从判断为加速时惯性补偿控制(加速时控制)的需要状态的时刻开始的经过 时间T的特性(运算映射)而被预先存储在ECU内。即在加速时控制中,在判断为需要状 态的时刻开始控制。 0088 对运算特性CHj而言,时间T从“。
47、0”的时间开始随时间经过,Ijt从“0”急剧地增 加至规定通电量(规定值)ij1,然后,Ijt随着时间经过,从规定通电量(规定值)ij1缓慢 地减小至“0”。具体而言,CHj被设定为,Ijt从“0”增加至规定通电量ij1所需要的时间 tup比Ijt从规定通电量ij1减小至“0”所需要的时间tdn短。 0089 此外,如图4中的虚线所示,在通电量增加的情况下,Ijt能够以“向上凸出”的特 性作为开始骤增然后缓慢地增加的特性,而设定CHj。此外,在通电量减小的情况下,Ijt能 够以“向下凸出”的特性作为开始骤减然后缓慢地减小的特性,而设定CHj。然后,将要否判 断标志FLj从“0(不需要状态)”切。
48、换为“1(需要状态)”的时刻设为在CHj的经过时间的 原点(T0),基于从切换时刻开始的经过时间T和加速时运算特性CHj,来决定电机加速 时的惯性补偿通电量(加速时通电量)Ijt。 0090 在Ijt的运算中,即使要否判断标志FLj被从“1”切换为“0”,遍及以运算特性CHj 预先设定的继续时间而继续运算加速时通电量Ijt。此外,Ijt作为正值而被运算,按照利 用Ijt增加向电机MTR的通电量的方式进行调整。 0091 在减速时通电量运算块IKT,基于后述的控制开始判断标志(开始判断标志)FLk、 以及减速时运算特性(运算映射)CHk来运算减速时惯性补偿通电量(减速时通电量)Ikt。 在通过I。
49、KT判断为减速时惯性补偿控制(减速时控制)的需要状态后,作为Ikt相对于在 减速时控制开始判断运算块FLK判断为控制开始的时刻开始的经过时间T的特性(运算映 射),减速时运算特性CHk被预先存储在ECU内。后面针对FLK的减速时控制的开始判断进 行说明。 0092 运算特性CHk随着从时间T从0”的时刻开始的时间经过,Ikt从“0”急剧地减小 至规定通电量(规定值)ik1,然后随着时间经过,Ikt从规定通电量(规定值)ik1缓慢增 加至“0”。具体而言,CHk被设定为,Ikt从“0”减小至规定通电量ik1所需要的时间tvp 比Ikt从规定通电量ik1增加至“0”所需要的时间ten短。 0093 此外,如图4的虚线所示,在通电量减小的情况下,Ikt能够以“向下凸出”的特性 作为开始骤减然后缓慢。