JP2008184023A - 電動ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動モータの回転位置から押圧部材の推力を推定する電動ブレーキ装置においてキャリパ剛性が変化しても所望の制動力を発生し得る電動ブレーキ装置を提供する。
【解決手段】電動モータ１５を備え、ディスクロータ１１にブレーキパッド１３，１４を押圧する押圧部材２４が電動モータ１５により推進されるキャリパ１６と、制動指示信号に応じて押圧部材２４によるブレーキパッド１３，１４の押圧力指令値を算出し該押圧力指令値に基づいて電動モータ１５を制御する制御手段３２とからなり、制御手段３２は、電動モータ１５の回転位置から押圧部材２４の推力を推定するとともに、押圧部材２４がブレーキパッド１３，１４を押圧する頻度に応じてキャリパ１６の剛性を推定し該剛性の推定結果に応じて制動指示信号により算出されるブレーキパッド１３，１４の押圧力指令値を変更するキャリパ剛性推定手段を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動ブレーキ装置に関する。

車両等に用いられる制動用の電動ブレーキ装置には、キャリパに電動モータおよびピストンを備え、電動モータによってピストンを推進してディスクロータにブレーキパッドを押圧するものがある。このような電動ブレーキ装置は、ブレーキペダルの操作に応じた推力をピストンに発生させるものであるが、ピストンの押圧力を制御するために、モータの回転位置により押圧力を推定して制御を行うもの（例えば特許文献１参照）と、ピストンに押圧力センサを設けてこのセンサの検出値に基づいて押圧力を制御するもの（例えば特許文献２参照)とがある。
特開２００３−１０６３５５号公報 特開２００５−１０６１５３号公報

キャリパは鋳鉄やアルミニウム等の金属を主体に構成されるものであり、制動時の発熱によりキャリパ剛性が変化してしまう。特許文献２のものでは、キャリパ剛性の変化があっても押圧力を押圧力センサにより直接検出できるため、この変化を補完することができるが、特許文献１のものでは、キャリパ剛性の変化を検出するセンサがないため、高温時に剛性が低下することによって制動力が低下してしまうという問題があった。

本発明は、電動モータの回転位置から押圧部材の推力を推定する電動ブレーキ装置においてキャリパ剛性が変化しても所望の制動力を発生し得る電動ブレーキ装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、電動モータを備え、ディスクロータにブレーキパッドを押圧する押圧部材が前記電動モータにより推進されるキャリパと、前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧力指令値を制動指示信号に応じて算出し該押圧力指令値に基づいて前記電動モータを制御する制御手段と、からなり、前記制御手段は、前記電動モータの回転位置から前記押圧部材の推力を推定する電動ブレーキ装置において、前記制御手段は、前記押圧部材が前記ブレーキパッドを押圧する頻度に応じて、前記キャリパの剛性を推定し該剛性の推定結果に応じて前記制動指示信号により算出される前記ブレーキパッドの押圧力指令値を変更するキャリパ剛性推定手段を有することを特徴としている。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記キャリパ剛性推定手段は、前記電動モータの回転位置と前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧力指令値との関係からなる剛性モデルを変更することで前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧力指令値を変更することを特徴としている。

請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記キャリパ剛性推定手段は、１回の前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧ごとに、前記モータの回転位置と前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧力指令値との関係から前記剛性モデルを変更した変更モデルを作成し、次回の前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧時に該変更モデルに基づき、前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧力指令値を決定することを特徴としている。

請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明において、前記キャリパ剛性推定手段は、前回の前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧時から次回の前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧時までの時間が所定時間以下の場合に、次回の前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧時に前記変更モデルに基づいて前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧力指令値を決定し、前回の前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧時から次回の前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧時までの時間が所定時間を上回る場合に、次回の前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧時に前記剛性モデルの初期値である基本モデルに基づいて前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧力指令値を決定することを特徴としている。

請求項１に係る発明によれば、押圧部材がブレーキパッドを押圧する頻度に応じてキャリパの剛性を推定できることに着目し、制御手段のキャリパ剛性推定手段によって、押圧部材がブレーキパッドを押圧する頻度に応じてキャリパの剛性を推定しこの剛性の推定結果に応じて制動指示信号により算出されるブレーキパッドの押圧力指令値を変更することで、電動モータの回転位置から押圧部材の推力を推定する電動ブレーキ装置においてキャリパ剛性が変化しても所望の制動力を発生することが可能となる。

請求項２に係る発明によれば、制御手段のキャリパ剛性推定手段が、電動モータの回転位置と押圧部材によるブレーキパッドの押圧力指令値との関係からなる剛性モデルを変更することで押圧部材によるブレーキパッドの押圧力指令値を変更するため、変更制御が容易となる。

請求項３に係る発明によれば、制御手段のキャリパ剛性推定手段が、１回の押圧部材によるブレーキパッドの押圧ごとに、モータの回転位置と押圧部材によるブレーキパッドの押圧力指令値との関係から剛性モデルを変更した変更モデルを作成し、次回の押圧部材によるブレーキパッドの押圧時に該変更モデルに基づき、押圧部材によるブレーキパッドの押圧力指令値を決定するため、変更制御を詳細に行うことができる。

請求項４に係る発明によれば、制御手段のキャリパ剛性推定手段が、前回の押圧部材によるブレーキパッドの押圧時から次回（前回に対する次回）の押圧部材によるブレーキパッドの押圧時までの時間が所定時間以下の場合、つまり押圧部材がブレーキパッドを押圧する頻度が高く剛性が初期値から変化していると推定できる場合に、次回の押圧部材によるブレーキパッドの押圧時に前記変更モデルに基づいて押圧部材によるブレーキパッドの押圧力指令値を決定し、前回の押圧部材によるブレーキパッドの押圧時から次回の押圧部材によるブレーキパッドの押圧時までの時間が所定時間を上回る場合、つまり押圧部材がブレーキパッドを押圧する頻度が低く剛性が初期値に戻る方向に変化していると推定できる場合に、次回の押圧部材によるブレーキパッドの押圧時に剛性モデルの初期値である基本モデルに基づいて押圧部材によるブレーキパッドの押圧力指令値を決定することができる。

本発明の第１実施形態の電動ブレーキ装置を図１〜図６を参照しつつ以下に説明する。

図１に示すように、第１実施形態の電動ブレーキ装置１は、キャリパ浮動型の電動ディスクブレーキ装置であって、図示略の車輪とともに回転するディスクロータ１１と、図示略のナックル等の車体の非回転部に固定されるキャリア１２と、ディスクロータ１１の両側に配置されてキャリア１２によって支持される一対のブレーキパッド１３，１４と、ディスクロータ１１を跨ぐように配置されて一対の図示略のスライドピンによってキャリア１２に対してディスクロータ１１の軸線方向に沿って摺動可能に支持された、電動モータ１５を有するキャリパ１６とを備えている。そして、キャリパ１６は、鋳鉄やアルミニウム等の金属を主体に構成されるもので、キャリパ本体１７と、ピストンユニット１８と、モータ／制御装置ユニット１９とで構成されている。

キャリパ本体１７は、鋳鉄やアルミニウム等の金属からなるもので、一端がディスクロータ１１の一側に対向して開口する円筒状のシリンダ部２１と、シリンダ部２１からディスクロータ１１を跨いで反対側へ延びる爪部２２とを有している。

ピストンユニット１８は、有底円筒状のピストン（押圧部材）２４と、ピストン２４の内部に収容された、電動モータ１５の回転を減速する差動減速機構２５および差動減速機構２５で減速した回転を直動に変換する回転−直動変換機構としてのボールランプ機構２６と、ブレーキパッド１３，１４の摩耗にピストンユニット１８の位置を追従させるパッド摩耗追従機構２７とを一体化したものである。

モータ／制御装置ユニット１９は、上記した電動モータ１５と、電動モータ１５の回転位置を検出する回転位置検出手段としてのレゾルバ３０と、電動モータ１５の回転位置を固定するための駐車ブレーキ機構３１と、電動モータ１５の駆動を制御するためのキャリパＥＣＵ（制御手段）３２とを有している。このキャリパＥＣＵ３２は、キャリパ１６とは別に設けられたメインＥＣＵ３３に通信可能に接続されている。

制動時には、キャリパ１６において、上記した電動モータ１５が正回転させられることになる。すると、その回転は、差動減速機構２５で所定の減速比で減速され、ボールランプ機構２６によって直線運動に変換されて、ピストン２４を前進させる。このピストン２４の前進によって、一方のブレーキパッド１４がディスクロータ１１に押圧され、その反力によってキャリパ本体１７がキャリア３に対し図示略のスライドピンの案内で移動して、爪部２２が他方のブレーキパッド１３をディスクロータ１１に押圧する。言い換えれば、キャリパ１６は、ディスクロータ１１にブレーキパッド１３，１４を押圧するピストン２４および爪部２２を電動モータ１５により推進する。また、制動解除時には、電動モータ１５を逆回転させることよってピストン２４を後退させて、ブレーキパッド１３，１４をディスクロータ２から離間させる。

メインＥＣＵ３３には、運転者が制動意思に応じて操作を行うブレーキペダル３４の操作量を検出する踏力センサあるいはストロークセンサからなるブレーキペダルセンサ３５が通信可能に接続されており、メインＥＣＵ３３は、ブレーキペダルセンサ３５からの操作信号に基づいてキャリパ１６の制動力を制御すべく、電動モータ１５に電力を供給する。つまり、メインＥＣＵ３３は、ブレーキペダルセンサ３５からの操作信号に基づく操作量（操作力）から、予め実験的に求められた操作量−ピストン推力値変換テーブルに基づいて、この操作量に対応する制動力を発生させるためのピストン推力値に変換し、このピストン推力値を推力指令値（制動指示信号）としてキャリパＥＣＵ３２に出力する。なお、メインＥＣＵ３３およびブレーキペダルセンサ３５も電動ブレーキ装置１を構成する。

キャリパＥＣＵ３２は、図２に示すように、メインＥＣＵ３３からの推力指令値が入力され、この推力指令値を、ピストン推力を出力するための電動モータ１５のモータロータの回転位置に変換して位置指令値を算出する（言い換えればモータロータの回転位置からのピストン推力を推定する）推力指令−位置指令変換器（キャリパ剛性推定手段）４０と、この位置指令値を、これに基づいたモータロータの回転位置まで移動させる電流値に変換して電流指令値とする位置指令−電流指令変換器４１と、この電流指令値に基づいて、三相ＤＣブラシレスモータを駆動するためのＰＷＭ信号を生成して電動モータ１５へ出力するＰＷＭ変換器４２と、推力指令−位置指令変換器４０によって位置指令値を算出する際に参照される剛性テーブル（剛性モデル）の基本となる基本テーブル（基本モデル）を有する基本剛性テーブルメモリ４３と、同様に参照される剛性テーブルの変更後の変更剛性テーブル（変更モデル）を有する変更剛性テーブル演算器（キャリパ剛性推定手段）４４とを有している。推力指令−位置指令変換器４０は、参照した基本剛性テーブルメモリ４３あるいは変更剛性テーブル演算器４４の剛性テーブルからキャリパ剛性に対応して入力された位置指令値に到達させるための位置指令値を算出する。なお、電動ブレーキ１においてキャリパＥＣＵ３２が上記のように推力指令−位置指令変換器４０によって電動モータ１５の回転位置からピストン２４の推力を推定することになり、押圧力を直接的に検出する押圧力センサは設けられていない。

ここで、電動モータ１５の駆動時には、レゾルバ３０から電動モータ１５の回転位置を示す位置信号が出力され位置フィードバックが位置指令−電流指令変換器４１に入力されることになり、位置指令−電流指令変換器４１ではロータ回転位置に応じて電流指令値を出力するようになっている。また、キャリパＥＣＵ３２は、上記のように駆動した電動モータ１５の実電流値を推力推定値に変換する電流−推力変換器４５を有しており、この電流−推力変換器４５で変換された推力推定値を変更剛性テーブル演算器４４に入力して変更剛性テーブルの作成がなされる。

また、レゾルバ３０からの位置フィードバックは、変更剛性テーブル演算器４４にも入力され、この変更剛性テーブル演算器４４において、電動モータ１５の回転位置に対する変更前の剛性テーブルでの推力値と上記推力推定値とを比較して剛性テーブルを変更するようになっている。

すなわち、変更剛性テーブル演算器４４は、ピストン２４がブレーキパッド１３，１４を押圧する頻度に応じてキャリパ１６の剛性を推定しこの剛性の推定結果に応じて剛性テーブルを変更することになる。よって、推力指令−位置指令変換器４０は、この剛性テーブルを参照することから、推力指令値により算出されるブレーキパッド１３，１４の押圧力指令値である位置指令値を、キャリパ１６の剛性の推定結果に応じて変更する。

つまり、剛性テーブルは、図３に示すように、電動モータ１５の回転位置とピストン２４によるブレーキパッド１３，１４を押圧したときの電動モータ１５からの推力推定値との関係からなるもので、電動モータ１５の回転位置が大となる（つまりピストン２４の前進量が大きくなる）ほど推力推定値が大きくなり、しかも、電動モータ１５の回転位置が大となるほど、単位回転量当たりの推力推定値の増大量が大きくなる関係となっている。そして、変更剛性テーブル演算器４４では、ピストン２４がブレーキパッド１３，１４を押圧する頻度に応じて、剛性の変化を推定して、この剛性テーブルを変更することになり、推力指令−位置指令変換器４０は、この剛性テーブルを参照して電動モータ１５への電流指令値を変更する。

具体的に、変更剛性テーブル演算器４４は、例えば、電動モータ１５への電流指令値の出力状況から、ピストン２４によるブレーキパッド１３，１４の押圧および押圧解除を監視しており、押圧開始から次に押圧が解除されるまでの押圧動作とすると、一回の一連の制動動作でのピストン２４によるブレーキパッド１３，１４の押圧動作ごとに、電動モータ１５の回転位置と推力推定値と変更前の剛性テーブルにおける位置−推力の関係とから、例えば、変更前の剛性テーブルにおける位置に対する推力と推力推定値との乖離量から温度上昇等に起因した剛性低下を推定し、推力値を推力推定値に置き換える等して剛性テーブルを変更した変更剛性テーブルを作成する。例えば図３に示す剛性テーブルＡを、一連の制動動作が終了した際に、剛性テーブルＢに変更して切り替える。推力指令−位置指令変換器４０は、次回（前回に対する次回）のピストン２４によるブレーキパッド１３，１４の押圧動作時には、この変更剛性テーブルＢに基づき、推力指令値に対する電動モータ１５の回転位置である位置指令値を決定する。

ただし、推力指令−位置指令変換器４０は、ピストン２４がブレーキパッド１３，１４を押圧する頻度に応じて、キャリパ１６の剛性の変化を推定し、この剛性の変化の推定結果に応じて、変更剛性テーブルを使用したり、基本テーブルを使用したりする。

具体的な制御内容を図４に示すフローチャートに沿って説明する。
図示せぬイグニッションスイッチがオンになると、キャリパＥＣＵ３２は、メインＥＣＵ３３との通信情報に基づいてブレーキシステムがオンであるか否かを判断し（ステップＳ１）、ブレーキシステムがオンである場合には、制動動作が行われたか否かを例えばブレーキペダルセンサ３５の検出値に基づいて判定する（ステップＳ２）。

ステップＳ２において、制動動作が行われたと判定した場合、キャリパＥＣＵ３２は、現在時刻（ｔｃ）を計測し（ステップＳ３）、一回前の前回制動時刻（ｔ０）が計測済みか否かの判定を行う（ステップＳ４）。前回制動時刻（ｔ０）が計測済みである場合、現在時刻（ｔｃ）から前回制動時刻（ｔ０）を減算した値つまり前回制動時からの経過時間（ｔｃ−ｔ０）を算出し、経過時間（ｔｃ−ｔ０）が所定時間（ｔｎ）を越えているか否かを判定する（ステップＳ５）。経過時間（ｔｃ−ｔ０）が所定時間（ｔｎ）を越えている場合には、車速が０であるか否かを判定する（ステップＳ６）。ここで、車速が０である場合には、推力指令−位置指令変換器４０が、基本剛性テーブルメモリ４３に記憶された基本テーブルを使用して（ステップＳ７）、推力指令値に対するブレーキパッド１３，１４の押圧力指令値である位置指令値を求めて、この位置指令値を位置指令−電流指令変換器４１に出力し、位置指令−電流指令変換器４１から位置指令値に基づいた電流指令値をＰＷＭ変換器４２に出力する。すると、ＰＷＭ変換器４２は、この電流指令値に基づいて、三相ＤＣブラシレスモータを駆動するためのＰＷＭ信号を生成して電動モータ１５へ出力し、このＰＷＭ信号で電動モータ１５を駆動する。なお、所定時間（ｔｎ）は、上記のように次回制動時に用いる剛性テーブルに基本テーブルを適用するか否かのしきい値である。

このとき、変更剛性テーブル演算器４４は、このときの電動モータ１５の位置に対する現在参照している基本テーブルの推力値と、電流−推力変換器４５によって算出される推力推定値とを比較して剛性テーブルを変更し、変更後の剛性テーブルに剛性テーブルを更新する（ステップＳ８）。これを前回作成テーブル（変更剛性テーブル）として保存し（ステップＳ９）、さらに基本テーブルとして保存する（ステップＳ１０）。

上記したステップＳ１でブレーキシステムがオフであると判定された時は、エンジンがオフか否かを判定し（ステップＳ１１）、エンジンがオフでない場合は、ステップＳ１に戻る。ステップＳ１１でエンジンがオフである場合には制御を終了する。

また、上記したステップＳ２で、制動動作が行われていないと判定された場合、前回制動時刻（ｔ０）が計測済みか否かの判定を行う（ステップＳ１２）。前回制動時刻（ｔ０）が計測済みでない場合、ステップＳ１に戻り、前回制動時刻（ｔ０）が計測済みである場合、現在時刻（ｔｃ）を計測し（ステップＳ１３）、現在時刻（ｔｃ）から前回制動時刻（ｔ０）を減算した値つまり前回制動時からの経過時間（ｔｃ−ｔ０）を算出する。この経過時間（ｔｃ−ｔ０）が所定時間（ｔｎ）を越えているか否かを判定し（ステップＳ１４）、経過時間（ｔｃ−ｔ０）が所定時間（ｔｎ）を越えていなければステップＳ１に戻り、経過時間（ｔｃ−ｔ０）が所定時間（ｔｎ）を越えている場合には、キャリパＥＣＵ３２は、経過時間（ｔｃ−ｔ０）に応じて剛性テーブルを変更し、変更後の剛性テーブルに剛性テーブルを更新する（ステップＳ１５）。これを基本テーブルとして基本剛性テーブルメモリ４３に保存して（ステップＳ１６）、ステップＳ１に戻る。

また、上記したステップＳ４で、前回制動時刻（ｔ０）が計測済みでない場合、現在時刻（ｔｃ）を前回制動時刻（ｔ０）として保存し（ステップＳ１７）、位置指令−電流指令変換器４１が、基本剛性テーブルメモリ４３に記憶された出荷時剛性テーブルを使用して（ステップＳ１８）、推力指令値に対するブレーキパッド１３，１４の押圧力指令値である電流指令値を求めて、この電流指令値をＰＷＭ変換器４２に出力する。すると、ＰＷＭ変換器４２は、この電流指令値に基づいて、三相ＤＣブラシレスモータを駆動するためのＰＷＭ信号を生成して電動モータ１５へ出力し、このＰＷＭ信号で電動モータ１５を駆動する。

この制動中に、変更剛性テーブル演算器４４は、このときの電動モータ１５の回転位置に対する現在参照している出荷時剛性テーブルの推力値と、電流−推力変換器４５によって算出される推力推定値とを比較して剛性テーブルを変更し、変更後の剛性テーブルに剛性テーブルを更新する（ステップＳ１９）。これを基本テーブルとして基本剛性テーブルメモリ４３に保存して（ステップＳ２０）、ステップＳ１に戻る。

また、上記したステップＳ５において、経過時間（ｔｃ−ｔ０）が所定時間（ｔｎ）を越えていない場合には、位置指令−電流指令変換器４１が、変更剛性テーブル演算器４４に保存された前回作成テーブルを使用して（ステップＳ２１）、推力指令値に対するブレーキパッド１３，１４の押圧力指令値である電流指令値を求めて、この電流指令値をＰＷＭ変換器４２に出力する。すると、ＰＷＭ変換器４２は、この電流指令値に基づいて、三相ＤＣブラシレスモータを駆動するためのＰＷＭ信号を生成して電動モータ１５へ出力し、このＰＷＭ信号で電動モータ１５を駆動する。

このとき、変更剛性テーブル演算器４４は、このときの電動モータ１５の回転位置に対する現在参照している前回作成テーブルの推力値と、電流−推力変換器４５によって算出される推力推定値とを比較して剛性テーブルを変更し、変更後の剛性テーブルに剛性テーブルを更新する（ステップＳ２２）。これを前回作成テーブルとして保存して（ステップＳ２３）、ステップＳ１に戻る。

また、上記したステップＳ６において、車速が０でない場合には、推力指令−位置指令変換器４０が、基本剛性テーブルメモリ４３に記憶された基本テーブルを使用して（ステップＳ７）、推力指令値に対するブレーキパッドの押圧力指令値である位置指令値を求めて、この位置指令値を位置指令−電流指令変換器４１に出力し、位置指令−電流指令変換器４１から位置指令値に基づいた電流指令値をＰＷＭ変換器４２に出力する。すると、ＰＷＭ変換器４２は、この電流指令値に基づいて、三相ＤＣブラシレスモータを駆動するためのＰＷＭ信号を生成して電動モータ１５へ出力し、このＰＷＭ信号で電動モータ１５を駆動する。

このとき、変更剛性テーブル演算器４４は、このときの電動モータ１５の回転位置に対する現在参照している基本テーブルの推力値と、電流−推力変換器４５によって算出される推力推定値とを比較して剛性テーブルを変更し、変更後の剛性テーブルに剛性テーブルを更新する（ステップＳ２５）。これを前回作成テーブルとして保存して（ステップＳ２６）、ステップＳ１に戻る。

以上により、変更剛性テーブル演算器４４は、ステップＳ７，Ｓ２１，Ｓ２４において１回のピストン２４によるブレーキパッド１３，１４の押圧動作があると、ステップＳ８，Ｓ２２，Ｓ２５において、電動モータ１５の回転位置と推力推定値と変更前の剛性テーブルにおける位置−推力の関係とから、例えば、変更前の剛性テーブルにおける位置に対する推力と推力推定値との乖離量から温度上昇等に起因した剛性低下を推定し、推力値を推力推定値に置き換える等して剛性テーブルを変更した変更剛性テーブルを作成する。

そして、次回（前回に対する次回）のピストン２４によるブレーキパッド１３，１４の押圧動作時には、ステップＳ５において、前回のピストン２４による押圧動作時から次回（前回に対する次回）のピストン２４による押圧動作時までの時間が所定時間（ｔｎ）以下の場合（ｔｃ−ｔ０≦ｔｎ）には、ピストン２４がブレーキパッド１３，１４を押圧する頻度が高くキャリパ１６の剛性が変化していないと推定できることから、次回のピストン２４によるブレーキパッド１３，１４の押圧動作時に、ステップＳ２１において変更剛性テーブル演算器４４に記憶された、前回更新された変更剛性テーブルに基づいて、推力指令値に対する電動モータ１５の回転位置である位置指令値を決定する。

他方、ステップＳ５において、前回のピストン２４による押圧動作時から次回のピストン２４による押圧動作時までの時間が所定時間（ｔｎ）を上回る場合（ｔｃ−ｔ０＞ｔｎ）には、ピストン２４がブレーキパッド１３，１４を押圧する頻度が低く剛性が初期値に戻る方向に変化していると推定できることから、次回のピストン２４によるブレーキパッド１３，１４の押圧動作時に、ステップＳ７，Ｓ２４において、出力位置指令−電流指令変換器４１は、基本剛性テーブルメモリ４３に記憶された剛性テーブルの初期値である基本テーブルに基づいて電動モータ１５への位置指令値を決定する。

例えば、図５に、制動間隔が短い場合の剛性テーブル更新処理の例を示す。この図５において、図中の時間軸で最初の制動時に用いる剛性テーブルをＡとすると、制動時には、Ａに基づいて制動力を発生する。一連の制動動作の結果、剛性テーブルがＢに変更されたとする。前回から次回までの制動動作の時間間隔が短い場合、剛性テーブルは直前に作成した剛性テーブルが最も現状に合っていると考えられるため、制動動作中は、最も直前に作成された剛性テーブルであるＢを用いる。その制動中に、最新の剛性テーブルＣが作成され、制動動作終了後に剛性テーブルＢは剛性テーブルＣに更新される。また、その次の制動動作時に、前回から次回までの制動動作の時間間隔が短い場合、制動動作中は、最も直前に作成された剛性テーブルであるＣを用い、その制動中に、最新の剛性テーブルＤが作成され、制動動作終了後に剛性テーブルＣは剛性テーブルＤに更新される。

また、例えば、図６に、制動間隔が長い場合の剛性テーブル更新処理の例を示す。この図６において、図中の時間軸で最初の制動時に用いる剛性テーブルをＡとすると、制動時には、Ａに基づいて制動力を発生する。一連の制動動作中に、剛性テーブルがＢに生成され、制動動作終了後、最新の剛性テーブルとして保存される。前回から次回までの制動動作の時間間隔が長い場合、キャリパ１６の状態は制動直後と比較して変化していると考えられ、最新の剛性テーブルが最も現状に合っているとは言えないため、制動間隔が所定時間を超えた場合は、剛性テーブルは、最新の剛性テーブルではなく、基本テーブルＡ’を用いることになる。この基本テーブルＡ’は、エンジンのオン後に、初めて制動した際にステップＳ１９で更新された剛性テーブルまたは停車時に制動動作をした場合の剛性テーブルを用いる。そして、このときの制動には、基本テーブルＡ’を用いて制動力を発生し、制動中に最新の剛性テーブルＣを作成する。

以上に述べた第１実施形態の電動ブレーキ装置１によれば、ピストン２４がブレーキパッド１３，１４を押圧する頻度に応じてキャリパ１６の剛性を推定できることに着目し、キャリパＥＣＵ３２の推力指令−位置指令変換器４０および変更剛性テーブル演算器４４によって、ピストン２４がブレーキパッド１３，１４を押圧する頻度に応じてキャリパ１６の剛性の変化を推定しこの剛性の変化の推定結果に応じて推力指令値により算出される電動モータ１５への位置指令値を変更することで、電動モータ１５の回転位置からピストン２４の推力を推定する電動ブレーキ装置１においてキャリパ剛性が変化しても所望の制動力を発生することが可能となる。したがって、運転者のペダルフィーリングを向上できる。

また、キャリパＥＣＵ３２の変更剛性テーブル演算器４４が、電動モータ１５の回転位置と電動モータ１５の推力値との関係からなる剛性テーブルを変更することで位置指令値を変更するため、変更制御が容易となる。

さらに、キャリパＥＣＵ３２の推力指令−位置指令変換器４０および変更剛性テーブル演算器４４が、１回のピストン２４によるブレーキパッド１３，１４の押圧ごとに、電動モータ１５の回転位置に対する現在参照している剛性テーブルの推力値と、電流−推力変換器４５によって算出される推力推定値との関係から剛性テーブルを変更した変更剛性テーブルを作成し、次回のピストン２４によるブレーキパッド１３，１４の押圧時にこの変更剛性テーブルに基づき、電動モータ１５への位置指令値を決定するため、変更制御を詳細に行うことができる。

加えて、キャリパＥＣＵ３２の推力指令−位置指令変換器４０および変更剛性テーブル演算器４４が、前回のピストン２４によるブレーキパッド１３，１４の押圧時から次回（前回に対する次回）のピストン２４によるブレーキパッド１３，１４の押圧時までの時間が所定時間以下の場合、つまりピストン２４がブレーキパッド１３，１４を押圧する頻度が高く剛性が変化していないと推定できる場合に、次回のピストン２４によるブレーキパッド１３，１４の押圧時に変更剛性テーブルに基づいて電動モータ１５への位置指令値を決定し、前回のピストン２４によるブレーキパッド１３，１４の押圧時から次回のピストン２４によるブレーキパッド１３，１４の押圧時までの時間が所定時間を上回る場合、つまりピストン２４がブレーキパッド１３，１４を押圧する頻度が低く剛性が初期値に戻る方向に変化していると推定できる場合に、次回のピストン２４によるブレーキパッド１３，１４の押圧時に剛性テーブルの初期値である基本テーブルに基づいて電動モータ１５への位置指令値を決定することができる。

本発明の第２実施形態の電動ブレーキ装置を主に図７および図８を参照しつつ第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。

第２実施形態の電動ブレーキ装置１は、第１実施形態に対して制御内容が相違している。
第１実施形態においては、前回制動時に対し、制動動作が長時間行われていないと判定できる所定時間を経過した後に剛性テーブルを基本テーブルに更新していたが、第２実施形態では、第１実施形態で用いた所定時間（ｔｎ）よりも短い時間を追加のしきい値として用いることにより、図７中の破線Ｘ２，Ｘ３に示すように、剛性テーブルを前回制動時の剛性テーブルＸ１から時間の経過とともに徐々に基本テーブルＸ０に移行するように変更する。

つまり、図８に示すように、ステップＳ１４において前回制動時からの経過時間（ｔｃ−ｔ０）が所定時間（ｔｎ）を超えていないと判断された場合、経過時間（ｔｃ−ｔ０）が、所定時間（ｔｎ）よりも短い第２の所定時間（ｔ２）を超えたか否かを判定する（ステップＳ２７）。前回制動時からの経過時間（ｔｃ−ｔ０）が第２の所定時間（ｔ２）を超えていた場合には、図７に破線Ｘ３に示すように剛性テーブルを更新して（ステップＳ２８）、前回作成された剛性テーブルとして保存して（ステップＳ２９）、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ２７において前回制動時からの経過時間（ｔｃ−ｔ０）が第２の所定時間（ｔ２）を超えていないと判定された場合、経過時間（ｔｃ−ｔ０）が、第２所定時間（ｔ２）よりも短い第１の所定時間（ｔ１）を超えたか否かを判定する（ステップＳ３０）。前回制動時からの経過時間（ｔｃ−ｔ０）が第１の所定時間（ｔ１）を超えていた場合には、図７に破線Ｘ２に示すように剛性テーブルを更新して（ステップＳ３１）、前回作成された剛性テーブルとして保存して（ステップＳ３２）、ステップＳ１に戻る。

以上に述べた第２実施形態によれば、前回制動時からの経過時間に応じて剛性テーブルをより詳細に変更することができる。

なお、キャリパ１６が持っている出荷時の剛性テーブルは、工場からの出荷当時のものであり、車両の耐用年数を考慮すると、錆などのキャリパ１６が受ける環境からの影響や、制動動作の繰り返しによる金属疲労等の影響によって経年変化することが考えられる。このため、上記した第１実施形態および第２実施形態において、次のような基本テーブル更新モードを別途設けるようにしても良い。

つまり、この基本テーブル更新モードが呼び出されると、電動モータ１５が予め設定された図９に示すような動作指令に基づいて動作し、この動作時の電動モータ１５の回転位置に対する現在参照している基本テーブルの推力値と、電流−推力変換器４５によって算出される推力推定値との関係からキャリパ１６の剛性テーブルを更新する。上記動作は、具体的には、ブレーキパッド１３，１４のディスクロータ接触位置からクリアランス領域内の所定位置までピストン２４を後退させ、その後、最大推力発生位置までピストン２４を前進させて、再びクリアランス領域内の所定位置までピストン２４を後退させた後、ブレーキパッド１３，１４のディスクロータ接触位置まで戻す。この動作で得られた剛性テーブルを新たな基本テーブルとして、基本剛性テーブルメモリ４３に記憶する。

この基本テーブル更新モードは、車両が停止した状態で、車両点検時等に実施することにより、特に初回制動時の制動動作の精度向上に対して有効である。

本発明の第１実施形態の電動ブレーキ装置を示す断面図である。 本発明の第１実施形態の電動ブレーキ装置のキャリパＥＣＵのブロック図である。 本発明の第１実施形態の電動ブレーキ装置で用いられる剛性テーブルを示す図である。 本発明の第１実施形態の電動ブレーキ装置のキャリパＥＣＵの制御内容を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態の電動ブレーキ装置のテーブルの更新例を示すタイムチャートである。 本発明の第１実施形態の電動ブレーキ装置のテーブルの更新例を示すタイムチャートである。 本発明の第２実施形態の電動ブレーキ装置で用いられる剛性テーブルを示す図である。 本発明の第２実施形態の電動ブレーキ装置のキャリパＥＣＵの制御内容を示すフローチャートである。 基本テーブル更新モードで使用される動作指令を示すタイムチャートである。

符号の説明

１ 電動ブレーキ装置
１１ ディスクロータ
１３，１４ ブレーキパッド
１５ 電動モータ
１６ キャリパ
２４ ピストン（押圧部材）
３２ キャリパＥＣＵ（制御手段）
４０ 推力指令−位置指令変換器（キャリパ剛性推定手段）
４４ 変更剛性テーブル演算器（キャリパ剛性推定手段）

Claims (4)

1. 電動モータを備え、ディスクロータにブレーキパッドを押圧する押圧部材が前記電動モータにより推進されるキャリパと、前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧力指令値を制動指示信号に応じて算出し該押圧力指令値に基づいて前記電動モータを制御する制御手段と、からなり、前記制御手段は、前記電動モータの回転位置から前記押圧部材の推力を推定する電動ブレーキ装置において、
   前記制御手段は、前記押圧部材が前記ブレーキパッドを押圧する頻度に応じて前記キャリパの剛性を推定し該剛性の推定結果に応じて、前記制動指示信号により算出される前記ブレーキパッドの押圧力指令値を変更するキャリパ剛性推定手段を有することを特徴とする電動ブレーキ装置。
2. 前記キャリパ剛性推定手段は、前記電動モータの回転位置と前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧力指令値との関係からなる剛性モデルを変更することで前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧力指令値を変更することを特徴とする請求項１に記載の電動ブレーキ装置。
3. 前記キャリパ剛性推定手段は、１回の前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧ごとに、前記モータの回転位置と前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧力指令値との関係から前記剛性モデルを変更した変更モデルを作成し、次回の前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧時に該変更モデルに基づき、前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧力指令値を決定することを特徴とする請求項２に記載の電動ブレーキ装置。
4. 前記キャリパ剛性推定手段は、前回の前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧時から次回の前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧時までの時間が所定時間以下の場合に、次回の前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧時に前記変更モデルに基づいて前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧力指令値を決定し、前回の前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧時から次回の前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧時までの時間が所定時間を上回る場合に、次回の前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧時に前記剛性モデルの初期値である基本モデルに基づいて前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧力指令値を決定することを特徴とする請求項３に記載の電動ブレーキ装置。

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