(57)【要約】【課題】本発明の課題は、電動ブレーキの応答性のバラツキを抑制することである。【解決手段】本アクチュエータ制御装置は、電動モータに含まれる電動アクチュエータを制御するものである。電動アクチュエータは電動モータと減速機とを含むが、電動モータの出力軸に偏心回転部が設けられ、偏心回転部が減速機の入力軸部とされる。減速機において、偏心回転部の回転が減速されて、出力されるのであるが、電動モータにおいて、出力されるトルクに脈動が生じる。そこで、本アクチュエータ制御装置においては、電動ブレーキの作動状態において、トルクの設計値から実際値を引いた値に基づいて電動モータへの供給電流が制御される。それにより、トルクの脈動を抑制し、脈動に起因する応答性のバラツキを抑制することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動アクチュエータを備えた押付装置により、車輪と共に回転可能なブレーキ回転体に摩擦係合部材を押し付けることにより、前記車輪の回転を抑制する電動ブレーキの前記電動アクチュエータへの供給電流を制御するアクチュエータ制御装置であって、
前記電動アクチュエータが、電動モータと、その電動モータの出力軸に設けられた偏心回転部が入力軸部とされ、その入力軸部の回転を減速して出力する減速機とを含み、
前記押付装置が、前記摩擦係合部材を前記ブレーキ回転体に押し付ける押圧部材と、前記電動アクチュエータの回転を直線移動に変換して前記押圧部材に出力する運動変換機構とを含み、
当該アクチュエータ制御装置が、前記電動ブレーキの作動状態における前記電動モータの出力軸のトルクの設計値から実際値を引いた値に基づいて前記電動アクチュエータの前記電動モータへの前記供給電流を制御するものであるアクチュエータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動ブレーキに含まれる電動アクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載のアクチュエータ制御装置は、電動ブレーキに含まれる電動アクチュエータを制御するものである。電動アクチュエータは、電動モータの回転がサイクロイド減速機によって減速されて、直線運動に変換されて、押圧部材が前進させられる。それにより、一対の摩擦係合部材がブレーキ回転体に押し付けられて、車輪の回転が抑制される。電動モータへの供給電流の制御により、押圧部材に加えられる軸力が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２４０６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、応答性のバラツキを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るアクチュエータ制御装置の制御対象である電動アクチュエータは電動ブレーキに含まれるものである。電動アクチュエータは、電動モータと減速機とを含むが、電動モータの出力軸に設けられた偏心回転部が減速機の入力軸部とされる。減速機において、偏心回転部の回転が減速されて、出力される。回転運動が直線移動に変換されて押圧部材が移動させられ、摩擦係合部材がブレーキ回転体に押し付けられる。また、電動モータの出力トルクが減速機において倍力されて、押圧部材に軸力として加えられる。本アクチュエータ制御装置において、例えば、実際の軸力が要求軸力に近づくように、電動モータへの供給電流のフィードバック制御(以下、単に軸力の制御と称する場合がある)が行われるようにすることができる。
【０００６】
しかし、電動モータにおいて、出力トルクに脈動が生じる。脈動の原因は明らかではないが、脈動が、電動モータの出力軸の１回転に１回生じるため、電動モータの出力軸に設けられた偏心回転部の回転に起因すると推測される。そのため、トルクの実際値が設計値に対して大きくなる場合や小さくなる場合があり、例えば、軸力の制御において、応答性がばらつく。
そこで、本実施例においては、電動モータの出力軸のトルクの脈動に基づいて電動モータへの供給電流が制御されるのであり、トルクの設計値から実際値を引いた値に基づいて電動モータへの供給電流が制御される。
【発明の効果】
【０００７】
このように、本アクチュエータ制御装置においては、電動モータへの供給電流がトルクの脈動に基づいて制御されるため、トルクの脈動を抑制し、例えば、軸力の制御において、脈動に起因する応答性のバラツキを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施例であるアクチュエータ制御装置を含む電動ブレーキ装置を表す図である。
【図２】上記電動ブレーキ装置に含まれる電動アクチュエータの断面図である。
【図３】(a)図２のＡＡ断面を概念的に表す図である。(b)図２のＢＢ断面を概念的に表す図である。
【図４】上記電動ブレーキ装置の出力トルクの変化を示す図である。
【図５】上記出力トルクの設計値から実際値を引いた値を概念的に示す図である。
【図６】上記アクチュエータ制御装置の記憶部に記憶された補正値学習プログラムを表すフローチャートである。
【図７】上記アクチュエータ制御装置の記憶部に記憶された電動モータ制御プログラムを表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態としてのアクチュエータ制御装置を含む電動ブレーキ装置の一例を、図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１０】
本電動ブレーキ装置は、図１に示すように、電動ブレーキ１０と、電動ブレーキ１０の電動アクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置１２とを含む。
電動ブレーキ１０はディスクブレーキであり、車両の車輪と一体的に回転可能なブレーキ回転体としてのディスクロータ２０と、ディスクロータ２０の両側に位置し、図示しない車体側部材に、車輪の回転軸線Ｍと平行な方向に移動可能に保持された一対の摩擦係合部材としてのパッド２１，２２と、パッド２１，２２をディスクロータ２０に押し付ける押付装置２４とを含む。押付装置２４は、ディスクロータ２０を跨ぐ状態で設けられたキャリパ３０と、キャリパ３０に保持された電動アクチュエータ３２とを含む。キャリパ３０は、図示しない車体側部材に回転軸線Ｍと平行な方向に移動可能に保持される。電動アクチュエータ３２は、図２に示すように、ハウジング３４と、駆動源としての電動モータ３６と、電動モータ３４の回転を減速して出力する減速機３８とを含む。
【００１１】
電動モータ３６は、複数のコイルを含み、ハウジング３４に固定的に保持されたステータ４０と、磁石を含み、概して円筒状を成すロータとしてのモータ出力軸４２とを含む。モータ出力軸４２は、ハウジング３４に、ベアリング４４，４６を介して、電動アクチュエータ３２の軸線Ｌ(回転軸線Ｍに平行である)の周りに回転可能に保持される。モータ出力軸４２は、大径部４７と小径部４８とを備え、小径部４８の一部の外周面が偏心面とされている。換言すると、小径部４８は、軸線Ｌの周りに回転可能に保持されるが、小径部４８の一部は、軸線ＬからΔＬ隔たった軸線Ｌ´を中心とした円筒状を成す。この小径部４８の一部が偏心回転部４８ｓとされるが、この偏心回転部４８ｓは減速機３８の入力軸となる。以下、偏心回転部４８ｓを入力軸部４８ｓと称する場合がある。
【００１２】
減速機３８は、入力軸部４８ｓ、リングギヤ５０、プラネタリギヤ５２、出力軸５４等を含む。リングギヤ５０は、概して円環状を成すものであり、ハウジング３４に固定される。リングギヤ５０の内周面は、複数の歯から構成された内周側ギヤ部５６とされる。内周側ギヤ部５６を構成する複数の歯は、それぞれ、円弧状を成す。
プラネタリギヤ５２は、軸線方向に伸びた段付きの円筒状を成すものであり、小径部５７と大径部５８とを有する。小径部５７の外周面が外周側ギヤ部６０とされ、大径部５８の内周面が内周側ギヤ部６２とされる。プラネタリギヤ５２はリングギヤ５０の内周側において、入力軸部４８ｓにベアリング７６を介して相対回転可能に保持される。また、上述の外周側ギヤ部６０を構成する複数の歯は、それぞれ、エピトロコイド平行曲線状を成し、内周側ギヤ部６２を構成する複数の歯は、それぞれ、円弧状を成す。
【００１３】
また、出力軸５４は軸線Ｌに沿って延びたものであり、後部に大径のフランジ部７０が設けられ、前部が雄ねじ部７４とされ、中間部７１において、モータ出力軸４２の小径部４８の内周側にニードルベアリング７２を介して相対回転可能に保持される。これらフランジ部７０、中間部７１、雄ねじ部７４は一体的に回転可能とされている。出力軸５４のフランジ部７０の外周面が外周側ギヤ部７５とされるが、外周側ギヤ部７５は、エピトロコイド平行曲線で形成された形状の複数の歯から構成される。
【００１４】
図３(a)に示すように、プラネタリギヤ５２の小径部５７の内周側には、入力軸部４８ｓがボールベアリング７６を介して相対回転可能に嵌合され、プラネタリギヤ５２の小径部５７の外周側ギヤ部６０とリングギヤ５０の内周側ギヤ部５６との一部同士が噛み合った状態にある。この機構を第１内接遊星歯車機構と称する。第１内接遊星歯車機構においては、入力軸部４８ｓの外周面の中心は軸線Ｌ’上に位置するが、回転中心は軸線Ｌ上に位置する。また、プラネタリギヤ５２の外周側ギヤ部６０の中心は軸線Ｌ’上に位置するが、入力軸部４８ｓの回転に伴って軸線Ｌ’の周りに自転し（向きを変え）つつ、軸線Ｌの周りに公転する。リングギヤ５０の内周側ギヤ部５６の中心は偏心軸線Ｌ上に位置する。
【００１５】
また、図３(b)に示すように、プラネタリギヤ５２の大径部５８の内周側ギヤ部６２と、出力軸５４のフランジ部７０の外周側ギヤ部７５とは、一部同士が噛み合った状態にある。この機構を第２内接遊星歯車機構と称する。第２内接遊星歯車機構においては、出力軸５４の外周側ギヤ部７５の中心は軸線Ｌ上に位置し、出力軸５４は、軸線Ｌの周りに回転させられる。
図３(a)、(b)から明らかなように、一対のギヤ部５６，６０が噛み合う位置と、一対のギヤ部６２，７５が噛み合う位置とは、互いに対向した位置、すなわち、軸線Ｌ，Ｌ’の周りの中心角が１８０°隔たった位置にある。
このように本実施例において減速機３８は、第１、第２の２つの内接式遊星歯車機構から構成されたサイクロイド式の減速機とされる。
【００１６】
サイクロイド減速機３８において、入力軸部４８ｓの回転により、プラネタリギヤ５２がリングギヤ５０の内周部において回転させられ、出力軸５４が回転させられる。本サイクロイド減速機３８において、リングギヤ５０の内周側ギヤ部５６の歯数とプラネタリギヤ５２の外周側ギヤ部６０の歯数との差も、プラネタリギヤ５２の内周側ギヤ部６２の歯数と出力軸５４のフランジ部７０の外周側ギヤ部７５の歯数との差も１歯である。そのため、サイクロイド減速機３８において、大きな減速比、倍力比が実現される。モータ出力軸４２のトルクが大きな倍力比で倍力されて、出力されるのである。
【００１７】
出力軸５４の前部である雄ねじ部７４は、運動変換機構８０を介して押圧部材８２に係合させられる。運動変換機構８０および押圧部材８２の後部は、モータ出力軸４２の大径部４７の内周側に位置する。運動変換機構８０は、内周面に雌ねじ部が形成されたナット部材８４を含む。ナット部材８４の内周面の雌ねじ部には出力軸５４の雄ねじ部７４が螺合する。ナット部材８４は、ハウジング４０に対して軸線Ｌと平行な方向に相対移動可能かつ相対回転不能に係合させられるとともに、押圧部材８２に軸線方向に一体的に移動可能に係合させられる。
【００１８】
また、出力軸５４とハウジング３４との間には、リターンスプリング９４が設けられる。リターンスプリング９４は、押圧部材８２が前進する方向の出力軸５４の回転に伴って捩られる。出力軸５４に加えられる軸力が除かれると、リターンスプリング９４が巻き戻されて、押圧部材８２が後退させられる。
【００１９】
なお、符号９０は、軸力センサを示す。軸力センサ９０は、サイクロイド減速機３８の押圧部材８２に加えられる軸力、すなわち、パッド２１，２２のディスクロータ２０への押付力の反力を検出する。また、符号９６は、電動モータ３６のモータ出力軸４２の回転角を検出する回転角センサを示し、符号９８(図１参照)は、電動モータ３６に流れる電流を検出する電流センサを示す。
【００２０】
図１に示すように、アクチュエータ制御装置１２は、モータ制御部１１０と、電動モータ３６の駆動回路（ドライバ）であるインバータ１１２とを含む。モータ制御部１１０は、実行部１１０ｃ、記憶部１１０ｍ、入出力部１１０ｉ等を含むコンピュータを主体とするものであり、入出力部１１０ｉには、軸力センサ９０、回転角センサ９６、電流センサ９８、インバータ１１２等が接続される。モータ制御部１１０には、図示しないブレーキＥＣＵが通信可能に接続され、ブレーキＥＣＵから要求軸力を表す情報等が供給される。モータ制御部１１０において、要求軸力等が実現されるように、インバータ１１２が制御される。
【００２１】
以上のように構成された電動ブレーキ装置において、電動モータ３６の回転により、入力軸部４８ｓが偏心して回転させられ、それにより、サイクロイド減速機３８において、プラネタリギヤ５２が回転させられ、出力軸５４が回転させられる。出力軸５４の回転により、ナット部材８４が軸線方向に移動させられ、押圧部材８２が軸線方向に移動させられる。押圧部材８２の前進とキャリパ３０の移動とにより、パッド２１，２２がディスクロータ２０に押し付けられる。それにより、電動ブレーキ１０が作動させられ、車輪の回転が抑制される。また、押圧部材８２には、電動モータ３６の出力トルクに対応する軸力が加えられ、軸力に対応する押付力により、パッド２１，２２がディスクロータ２０に押し付けられる。
【００２２】
電動ブレーキ１０の作動時に、電動モータ３６の出力トルクが図４に示すように変化するのであり、脈動が生じる。脈動の原因は明らかではないが、脈動が、電動モータ３６の１回転に１回の周期で生じることから、モータ出力軸４２に設けられた偏心回転部４８ｓの回転に起因すると推測される。一方、本実施例においては、軸力センサ９０によって検出される押圧部材８２に加えられる実際の軸力である実軸力が要求軸力に近づくように電動モータ３６への供給電流がフィードバック制御される。そのため、図４に示すように、電動モータ３６の回転角によっては、供給電流に対して実際のトルクＴが設計値Ｔ*に対して不足する場合があり、要求軸力の変化に対して実軸力の変化が遅れる場合がある。
【００２３】
そこで、本実施例においては、電動モータ３６のモータ出力軸４２のトルクの脈動に基づいて電動モータ３６への供給電流が制御される。電動モータ３６の回転に伴うトルクの設計値Ｔ*と実測値Ｔとの差ΔＴが取得され、差ΔＴに基づいて、電動モータ３６の回転角θに対する補正値Ｉｓが取得され、補正値Ｉｓを用いて、実際の電動モータ３６への供給電流Ｉが制御されるようにした。
【００２４】
補正値Ｉｓは、電動ブレーキ装置が車両に搭載される前、または、メンテナンス時等に、図６のフローチャートで表される補正値学習プログラムの実行により取得されて記憶される。
ステップ１(以下、Ｓ１と略称する。他のステップについても同様とする)において、電動ブレーキ１０の作動状態において、回転角センサ９６によって電動モータ３４の回転角を検出しつつ、電流センサ９８によって検出された電流に基づいて電動モータ３４の出力トルクである実際値を求める。出力トルクの実際値Ｔは、図４に示すように、回転角θの増加に伴って増加するが、モータ出力軸４２の回転に伴って周期的に変化する。本実施例においては、設計値Ｔ*が脈動が生じないことを前提として設定された値であるため、出力トルクの実際値Ｔは設計値Ｔ*より小さくなる。
なお、設計値Ｔ*は、実際値Ｔの振幅の中心付近に設定される場合もあり、設計値Ｔ*の大きさは任意である。
【００２５】
Ｓ２において、図５に示すように、設計値Ｔ*から実測値Ｔを引いた値ΔＴを求める。引いた値ΔＴは、そのまま、電動モータ３４への供給電流に対する補正値Ｉｓではないが、補正値Ｉｓは、引いた値ΔＴが大きい場合は小さい場合より大きくなる値である。補正値Ｉｓは、例えば、電動モータ３６の出力トルクが値ΔＴだけ大きくなるために必要な電流増加分として求めることができる。そして、Ｓ３において、補正値Ｉｓが電動モータ３６の回転角θと対応付けて記憶部１１０ｍに記憶される。
【００２６】
なお、補正値Ｉｓを実際に電動モータ３６の制御に用いて、実際値Ｔが設計値Ｔ*に一致するように調整し、調整して得られた値を回転角θと対応付けて記憶部１１０ｍに記憶しておくこともできる。
また、図４において、実際値Ｔが連続的に変化する状態を示すが、実際値Ｔを、電動モータ３４の回転角θの変化に対して連続的に求める必要はなく、離散的に求めればよい。その場合には、離散的に求められた補正値Ｉｓの間の値は、補間法等により取得されるようにすることができる。
【００２７】
そして、実際の電動モータの制御は、図７のフローチャートで表される電動モータ制御プログラムの実行により行われる。
Ｓ１１において、ブレーキＥＣＵ等から供給された要求軸力等に基づくフィードバック制御において、目標電流Ｉｔａｒが取得される。Ｓ１２において、回転角センサ９６によって電動モータ３４の回転角θが検出され、Ｓ１３において、回転角θと予め記憶されたマップとに基づいて補正値Ｉｓが求められる。そして、Ｓ１４において、目標電流Ｉｔａｒに補正値Ｉｓを加えた電流Ｉｏが供給される。
その結果、実軸力を設計通りに要求軸力に近づけることが可能となり、軸力の制御における応答性のバラツキを抑制することができる。
【００２８】
以上のように、本実施例においては、モータ制御部１１０の補正値学習プログラムを記憶する部分、実行する部分等により補正値取得部が構成される。
【００２９】
なお、減速機３８はサイクロイド減速機に限定されず、偏心回転する構成要素を備えた減速機とすることができる等本発明は、上記実施例の他、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。
【符号の説明】
【００３０】
１０：電動ブレーキ装置  １２：アクチュエータ制御装置  ２０：ディスクロータ    ２１，２２：パッド  ２４：押付装置  ３２：電動アクチュエータ  ３６：電動モータ  ３８：減速機  ９６：回転角センサ  ９８：電流センサ  １１０：モータ制御部  １１０ｍ：記憶部  １１２：インバータ
【特許請求可能な発明】
【００３１】
（１）電動アクチュエータを備えた押付装置により、車輪と共に回転可能なブレーキ回転体に摩擦係合部材を押し付けることにより、前記車輪の回転を抑制する電動ブレーキの前記電動アクチュエータへの供給電流を制御するアクチュエータ制御装置であって、
前記電動アクチュエータが、電動モータと、その電動モータの出力軸に設けられた偏心回転部が入力軸部とされ、その入力軸部の回転を減速して出力する減速機とを含み、
前記押付装置が、前記摩擦係合部材を前記ブレーキ回転体に押し付ける押圧部材と、前記電動アクチュエータの回転を直線移動に変換して前記押圧部材に出力する運動変換機構とを含み、
当該アクチュエータ制御装置が、前記電動ブレーキの作動状態における前記電動モータの出力軸のトルクの設計値から実際値を引いた値に基づいて前記電動アクチュエータの前記電動モータへの供給電流を制御するものであるアクチュエータ制御装置。
【００３２】
（２）当該アクチュエータ制御装置が、前記押圧部材に加えられる軸力が要求軸力に近づくように前記電動モータへの前記供給電流を制御するとともに、前記設計値から前記実際値を引いた値に基づいて前記供給電流の補正値を取得する補正値取得部を含む(1)項に記載のアクチュエータ制御装置。
【００３３】
（３）当該アクチュエータ制御装置が、前記設計値から前記実際値を引いた値に基づいて取得された前記補正値を前記電動モータの回転角と対応付けて記憶する記憶部を含む(1)項または(2)項に記載のアクチュエータ制御装置。
【００３４】
（４）前記減速機が、
ハウジングと、
プラネタリギヤの外周側ギヤ部と、前記ハウジングに固定のリングギヤの内周側ギヤ部との一部が噛合して成る第１内接式遊星歯車機構と、
前記プラネタリギヤの前記外周側ギヤ部から軸方向に離間して設けられた内周側ギヤ部と、前記電動アクチュエータの出力軸の外周側ギヤ部との一部が噛合して成る第２内接式遊星歯車機構とを含み、
前記プラネタリギヤが前記偏心回転部に相対回転可能に支持された(1)項ないし(3)項のいずれか１つに記載のアクチュエータ制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020090166.tif 000008
【図７】
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