(57)【要約】【課題】  ペダルフィーリングを向上させることができる電動倍力装置を提供する。【解決手段】  電動倍力装置１１は、ブレーキペダル１の操作により進退移動する入力ロッド１４と、入力ロッド１４の移動量に応じて生成される電流指令値に基づきマスタシリンダ４内にブレーキ液圧を発生させるために電動アクチュエータ１７の駆動を制御するＥＣＵ２４と、を備える。ＥＣＵ２４は、入力ロッド１４の移動量に対する電流指令値が所定の最大指令値を超えたとき、入力ロッド１４の移動量に対する電流指令値が最大指令値以下のときに比して、電流指令値に対する電動アクチュエータ１７の駆動の追従度合いを低下させる。【選択図】        図１
2018199441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキペダルの操作により進退移動する入力部材と、
前記入力部材の移動量に応じて生成される電流指令値に基づきマスタシリンダ内にブレーキ液圧を発生させるために電動アクチュエータの駆動を制御する制御部と、を備える電動倍力装置において、
前記制御部は、
前記入力部材の移動量に対する前記電流指令値が所定の最大指令値を超えたとき、前記入力部材の移動量に対する前記電流指令値が前記最大指令値以下のときに比して前記電流指令値に対する前記電動アクチュエータの駆動の追従度合いを低下させることを特徴とする電動倍力装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御部は、
前記入力部材の移動量に対する前記電流指令値が前記最大指令値を超えたとき、前記電動アクチュエータのｄ軸電流とｑ軸電流とを干渉させて、前記電流指令値に対する前記電動アクチュエータの駆動追従性を低下させることを特徴とする電動倍力装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記入力部材の移動量に対する前記電流指令値が前記最大指令値を超えたとき、前記電動アクチュエータの追従性が低下するにつれ、前記入力部材の移動量に応じた前記ブレーキ液圧の変化量が小さくなることを特徴とする電動倍力装置。
【請求項４】
ブレーキペダルの操作により進退移動する入力部材と、
前記ブレーキペダルによる前記入力部材の移動量に応じて生成される電流指令値に基づきＰＩ制御で電動アクチュエータの駆動を制御してマスタシリンダ内にブレーキ液圧を発生させる制御部と、を備える電動倍力装置において、
前記制御部は、
前記入力部材の移動量が所定量を超えたときに倍力量を維持する全負荷点となるまで、ＰＩ制御で前記電動アクチュエータを駆動し、前記全負荷点以上となったとき、比例制御で前記電動アクチュエータを駆動させることを特徴とする電動倍力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制動機に使用される電動倍力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動倍力装置は、ブレーキペダルの操作により進退移動する入力部材と、入力部材の移動量に応じて生成される電流指令値に基づきマスタシリンダ内にブレーキ液圧を発生させるために電動アクチュエータの駆動を制御する制御部と、を備えている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−７９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載された電動倍力装置では、助勢限界点（全負荷点）を超えると、それ以上の倍力を行わないように電動モータの回転位置を維持するように制御される。しかしながら、ブレーキペダルの操作量が全負荷点を超えて踏み続けられ、踏力が所定量を超えると、プライマリピストンが動く。そして、プライマリピストン位置に対して電動モータが動き、入力部材を助力する。ここで、電動モータ制御において、追従性が高い場合には、入力部材に対して急に助力されることになる。これにより、ペダルフィーリングが段差的に変化するため、運転者が違和感を感じる虞れがある。
【０００５】
本発明は、上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、ペダルフィーリングを向上することができる電動倍力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明は、ブレーキペダルの操作により進退移動する入力部材と、前記入力部材の移動量に応じて生成される電流指令値に基づきマスタシリンダ内にブレーキ液圧を発生させるために電動アクチュエータの駆動を制御する制御部と、を備える電動倍力装置において、前記制御部は、前記入力部材の移動量に対する前記電流指令値が所定の最大指令値を超えたとき、前記入力部材の移動量に対する前記電流指令値が前記最大指令値以下のときに比して前記電流指令値に対する前記電動アクチュエータの駆動の追従度合いを低下させることを特徴としている。
【０００７】
また、他の発明は、ブレーキペダルの操作により進退移動する入力部材と、前記ブレーキペダルによる前記入力部材の移動量に応じて生成される電流指令値に基づきＰＩ制御で電動アクチュエータの駆動を制御してマスタシリンダ内にブレーキ液圧を発生させる制御部と、を備える電動倍力装置において、前記制御部は、前記入力部材の移動量が所定量を超えたときに倍力量を維持する全負荷点となるまで、ＰＩ制御で前記電動アクチュエータを駆動し、前記全負荷点以上となったとき、比例制御で前記電動アクチュエータを駆動させることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、全負荷点以上となったときは、電動アクチュエータの駆動の追従度合いを低下させる。このため、電動アクチュエータの動きが緩慢になり、入力部材に徐々に助力が作用するため、ペダルフィーリングが向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態による電動倍力装置を示す全体構成図である。
【図２】電動倍力装置が全負荷点となった状態を示す全体構成図である。
【図３】図１中のＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図４】図２中のＥＣＵによるモータ制御処理を示す流れ図である。
【図５】３相電流を２相電流に変換するときの相互関係を示す説明図である。
【図６】２相電流をｄ軸電流とｑ軸電流に変換するときの相互関係を示す説明図である。
【図７】電動モータの伝達関数のブロック線図である。
【図８】比較例について、踏力とブレーキ液圧との関係の一例を示す特性線図である。
【図９】本発明の実施の形態による電動倍力装置について、踏力とブレーキ液圧との関係の一例を示す特性線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態による電動倍力装置を、例えば四輪自動車等のような車両のブレーキ装置に適用した場合を例に挙げて、添付図面に従って詳細に説明する。
【００１１】
図１において、ブレーキペダル１は、車両のブレーキ操作時に運転者によって矢示Ａ方向に踏込み操作される。ブレーキペダル１は、車体のフロントボード（いずれも図示せず）側に設けられている。ブレーキペダル１には、ブレーキスイッチ２と操作量検出器３が付設されている。
【００１２】
ブレーキスイッチ２は、車両のブレーキ操作の有無を検出して、例えばブレーキランプ（図示せず）を点灯，消灯させるものである。操作量検出器３は、例えばブレーキペダル１の踏込み操作量（ストローク量）を検出するペダルストローク量センサによって構成されている。操作量検出器３は、ブレーキペダルのストローク量を検出し、その検出信号をＥＣＵ２４および車両データバス（図示せず）等に出力する。なお、操作量検出器３は、ブレーキペダル１の踏力を検出するものでもよい。ブレーキペダル１が踏込み操作されると、マスタシリンダ４には電動倍力装置１１を介してブレーキ液圧が発生する。
【００１３】
図１および図２に示すように、マスタシリンダ４は、一側が開口端となり他側が底部となって閉塞された有底筒状のシリンダ本体５を有している。シリンダ本体５には、リザーバ１０内に連通する第１，第２のサプライポート５Ａ，５Ｂが設けられている。第１のサプライポート５Ａは、ブースタピストン１３の摺動変位により第１の液圧室７Ａに対して連通，遮断される。一方、第２のサプライポート５Ｂは、セカンダリピストン６により第２の液圧室７Ｂに対して連通，遮断される。
【００１４】
シリンダ本体５は、その開口端側が電動倍力装置１１のブースタハウジング１２に取り付けられている。マスタシリンダ４は、シリンダ本体５と、プライマリピストン（後述のブースタピストン１３と入力ロッド１４）およびセカンダリピストン６と、第１の液圧室７Ａと、第２の液圧室７Ｂと、第１の戻しばね８と、第２の戻しばね９とを含んで構成されている。
【００１５】
マスタシリンダ４のプライマリピストンは、ブースタピストン１３と入力ロッド１４とにより構成されている。シリンダ本体５内に形成される第１の液圧室７Ａは、セカンダリピストン６とブースタピストン１３（および入力ロッド１４）との間に画成されている。第２の液圧室７Ｂは、シリンダ本体５の底部とセカンダリピストン６との間でシリンダ本体５内に画成されている。
【００１６】
第１の戻しばね８は、第１の液圧室７Ａ内に位置してブースタピストン１３とセカンダリピストン６との間に配設され、ブースタピストン１３をシリンダ本体５の開口端側に向けて付勢している。第２の戻しばね９は、第２の液圧室７Ｂ内に位置してシリンダ本体５の底部とセカンダリピストン６との間に配設され、セカンダリピストン６を第１の液圧室７Ａ側に向けて付勢している。
【００１７】
マスタシリンダ４のシリンダ本体５は、ブレーキペダル１の踏込み操作に応じてブースタピストン１３とセカンダリピストン６とがシリンダ本体５の底部に向かって変位し、第１，第２のサプライポート５Ａ，５Ｂを遮断したときに、第１，第２の液圧室７Ａ，７Ｂ内のブレーキ液によりブレーキ液圧を発生させる。一方、ブレーキペダル１の操作を解除した場合には、ブースタピストン１３とセカンダリピストン６とが第１，第２の戻しばね８，９によりシリンダ本体５の開口部に向かって矢示Ｂ方向に変位していくときに、リザーバ１０からブレーキ液の補給を受けながら第１，第２の液圧室７Ａ，７Ｂ内の液圧を解除していく。
【００１８】
マスタシリンダ４のシリンダ本体５には、作動液タンクとしてのリザーバ１０が設けられている。リザーバ１０の内部には、ブレーキ液が収容されている。リザーバ１０は、シリンダ本体５内の液圧室７Ａ，７Ｂにブレーキ液を給排するための容器である。即ち、第１のサプライポート５Ａがブースタピストン１３により第１の液圧室７Ａに連通され、第２のサプライポート５Ｂがセカンダリピストン６により第２の液圧室７Ｂに連通している間は、これらの液圧室７Ａ，７Ｂ内にリザーバ１０内のブレーキ液が給排される。
【００１９】
一方、第１のサプライポート５Ａがブースタピストン１３により第１の液圧室７Ａから遮断され、第２のサプライポート５Ｂがセカンダリピストン６により第２の液圧室７Ｂから遮断されたときには、これらの液圧室７Ａ，７Ｂに対するリザーバ１０内のブレーキ液の給排が断たれる。このため、マスタシリンダ４の第１，第２の液圧室７Ａ，７Ｂ内には、ブレーキ操作に伴ってブレーキ液圧が発生し、このブレーキ液圧は、後述の液圧配管２９Ａ，２９Ｂを介して液圧供給装置、ホイールシリンダ（いずれも図示せず）に送られる。
【００２０】
車両のブレーキペダル１とマスタシリンダ４との間には、ブレーキペダル１の操作力を増大させるブースタとしての電動倍力装置１１が設けられている。この電動倍力装置１１は、操作量検出器３の出力に基づいて電動アクチュエータ１７を駆動制御することにより、マスタシリンダ４内に発生するブレーキ液圧を可変に制御する。
【００２１】
電動倍力装置１１は、車体のフロントボードである車室前壁（図示せず）に固定して設けられるブースタハウジング１２と、ブースタハウジング１２に移動可能に設けられ入力ロッド１４に対して相対移動可能なブースタピストン１３と、ブースタピストン１３をマスタシリンダ４の軸方向に進退移動させブースタピストン１３にブースタ推力を付与する電動アクチュエータ１７と、制御部としてのＥＣＵ２４とを含んで構成されている。
【００２２】
ブースタピストン１３は、マスタシリンダ４のシリンダ本体５内に開口端側から軸方向に摺動可能に挿嵌された筒状部材により構成されている。ブースタピストン１３の内周側には、ブレーキペダル１の操作に従って直接的に押動され、マスタシリンダ４の軸方向（即ち、矢示Ａ，Ｂ方向）に進退移動する入力部材としての入力ロッド１４が摺動可能に挿嵌されている。入力ロッド１４は、ブースタピストン１３と一緒にマスタシリンダ４のプライマリピストンを構成し、入力ロッド１４の後側（一側）端部にはブレーキペダル１が連結されている。シリンダ本体５内は、セカンダリピストン６とブースタピストン１３および入力ロッド１４との間に第１の液圧室７Ａが画成されている。
【００２３】
ブースタハウジング１２は、減速機構２１等を内部に収容する筒状の減速機ケース１２Ａと、減速機ケース１２Ａとマスタシリンダ４のシリンダ本体５との間に設けられブースタピストン１３を軸方向に摺動変位可能に支持した筒状の支持ケース１２Ｂと、減速機ケース１２Ａを挟んで支持ケース１２Ｂとは軸方向の反対側（軸方向一側）に配置され減速機ケース１２Ａの軸方向一側の開口を閉塞する段付筒状の蓋体１２Ｃとにより構成されている。減速機ケース１２Ａの外周側には、電動モータ１８を固定的に支持するための支持板１２Ｄが設けられている。
【００２４】
図１に示すように、入力ロッド１４は、蓋体１２Ｃ側からブースタハウジング１２内に挿入され、ブースタピストン１３内を第１の液圧室７Ａに向けて軸方向に延びている。ブースタピストン１３と入力ロッド１４との間には、一対の中立ばね１５，１６が介装されている。中立ばね１５，１６は、ブースタピストン１３と入力ロッド１４とを両者の中立位置に向けて弾性的に付勢する。ブースタピストン１３と入力ロッド１４とが軸方向に相対変位すると、これを抑える方向で中立ばね１５，１６のばね力が作用する。
【００２５】
入力ロッド１４の先端側（軸方向他側）端面は、ブレーキ操作時に第１の液圧室７Ａ内に発生する液圧をブレーキ反力として受圧し、入力ロッド１４はこれをブレーキペダル１に伝達する。これにより、車両の運転者にはブレーキペダル１を介して適正な踏み応えが与えられ、良好なペダルフィーリング（ブレーキの効き）を得ることができる。この結果、ブレーキペダル１の操作感を向上することができ、ペダルフィーリング（踏み応え）を良好に保つことができる。
【００２６】
また、入力ロッド１４は、ブースタピストン１３に対して相対移動（所定量前進）したときに、ブースタピストン１３に当接してブースタピストン１３を前進させることができる構造となっている。この構造により、電動アクチュエータ１７やＥＣＵ２４が失陥した場合に、ブレーキペダル１への踏力によりブースタピストン１３を前進させて、マスタシリンダ４に液圧を発生させることが可能となっている。
【００２７】
電動倍力装置１１の電動アクチュエータ１７は、ブースタハウジング１２の減速機ケース１２Ａに支持板１２Ｄを介して設けられた電動モータ１８と、電動モータ１８の回転を減速して減速機ケース１２Ａ内の筒状回転体２０に伝えるベルト等の減速機構２１と、筒状回転体２０の回転をブースタピストン１３の軸方向変位（進退移動）に変換するボールネジ等の直動機構２２とにより構成されている。
【００２８】
ここで、直動機構２２は、筒状回転体２０の内周側に、直動機構２２のボールネジを介して軸方向に移動可能に設けられた筒状の直動部材２２Ａを有している。直動部材２２Ａは、ブースタハウジング１２の蓋体１２Ｃと筒状回転体２０の内周側を、ブースタピストン１３と一体になって軸方向に変位する。そして、ブースタピストン１３が戻り位置まで後退したときには、直動部材２２Ａが蓋体１２Ｃの閉塞端側に当接する（図１参照）。この閉塞端は、直動部材２２Ａを介してブースタピストン１３の戻り位置を規制するストッパとして機能するものである。
【００２９】
ブースタピストン１３と入力ロッド１４は、それぞれの前端部（軸方向他側の端部）をマスタシリンダ４の第１の液圧室７Ａに臨んで配置されている。そして、ブレーキペダル１から入力ロッド１４に伝えられる踏力（推力）と電動アクチュエータ１７からブースタピストン１３に伝えられるブースタ推力とにより、マスタシリンダ４の液圧室７Ａ，７Ｂ内にはブレーキ液圧が発生する。
【００３０】
即ち、電動倍力装置１１のブースタピストン１３は、操作量検出器３の出力に基づいて電動アクチュエータ１７（電動モータ１８）により駆動され、マスタシリンダ４内にブレーキ液圧（Ｍ／Ｃ液圧）を発生させるポンプ機構を構成している。また、ブースタハウジング１２の支持ケース１２Ｂ内には、ブースタピストン１３を制動解除方向（図１中の矢示Ｂ方向）に常時付勢する戻しばね２３が設けられている。ブースタピストン１３は、ブレーキ操作の解除（開放）時に電動モータ１８が逆向きに回転されると共に、戻しばね２３の付勢力により図１に示す初期位置まで矢示Ｂ方向に戻されるものである。
【００３１】
電動モータ１８は、例えば永久磁石型同期モータを用いて構成されている。図３に示すように、電動モータ１８は、支持板１２Ｄに固定された筒状のケーシング１８Ａと、ケーシング１８Ａの中心部で軸方向に延びるモータシャフト１８Ｂと、ケーシング１８Ａ内に設けられたステータとしてのモータコイル１８Ｃと、モータコイル１８Ｃの内周側に位置してモータシャフト１８Ｂに固着され永久磁石を備えたモータロータ１８Ｄとを含んで構成されている。
【００３２】
電動モータ１８には、レゾルバと呼ばれる作動結果検出手段としての回転センサ１９が設けられている。回転センサ１９は、電動モータ１８のモータ回転位置を検出し、その検出信号を制御部としてのコントロールユニット（以下、ＥＣＵ２４という）に出力する。ＥＣＵ２４は、モータ回転位置の検出信号により、電動モータ１８の回転位置をフィードバック制御する。また、回転センサ１９は、検出した電動モータ１８の回転位置に基づいて車体に対するブースタピストン１３の絶対変位を検出する回転検出手段としての機能を備えている。
【００３３】
さらに、回転センサ１９は操作量検出器３と共に、ブースタピストン１３と入力ロッド１４との相対変位を検出する変位検出手段を構成し、これらの検出信号は、ＥＣＵ２４に送出される。なお、回転検出手段としては、レゾルバ等の回転センサ１９に限らず、絶対変位（角度）を検出できる回転型のポテンショメータ等により構成してもよい。
【００３４】
減速機構２１は、ベルト等に限らず、例えば歯車減速機構等を用いて構成してもよい。回転運動を直線運動に変換する直動機構２２は、例えばラック−ピニオン機構等で構成することもできる。減速機構２１は、必ずしも設ける必要はなく、例えば、筒状回転体２０にモータ軸を一体に設け、電動モータのステータを筒状回転体２０の周囲に配置して、電動モータによって直接的に筒状回転体２０を回転させる構成としてもよい。
【００３５】
ＥＣＵ２４は、電動倍力装置１１の制御部を構成している。ＥＣＵ２４は、電動倍力装置１１の電動アクチュエータ１７を電気的に駆動制御する。ＥＣＵ２４の入力側は、ブレーキペダル１の操作量または踏力を検出する操作量検出器３と、電動モータ１８の回転センサ１９と、例えばＬ−ＣＡＮと呼ばれる通信が可能な車載の信号線（図示せず）と、給電および他の車両機器のＥＣＵからの信号の授受を行う車両データバス（図示せず）等とに接続されている。この車両データバスは、車両に搭載されたＶ−ＣＡＮと呼ばれるシリアル通信部であり、車載向けの多重通信を行うものである。
【００３６】
ＥＣＵ２４の出力側は、電動モータ１８、車載の信号線および車両データバス等に接続されている。そして、ＥＣＵ２４は、操作量検出器３や液圧センサ３０からの検出信号に従って電動アクチュエータ１７によりマスタシリンダ４内に発生させるブレーキ液圧を可変に制御すると共に、電動倍力装置１１が正常に動作しているか否か等を判別する機能も有している。
【００３７】
マスタシリンダ４に発生した液圧は、例えば一対の液圧配管２９Ａ，２９Ｂを介して液圧供給装置（図示せず）に送られる。液圧供給装置は、マスタシリンダ４からの液圧を各車輪側のホイールシリンダに分配して供給する。これにより、車両の各車輪（即ち、左，右の前輪と左，右の後輪毎）に制動力が付与される。このとき、液圧供給装置は、各ホイールシリンダに供給するブレーキ液圧を増圧、減圧または保持する制御を行うことにより、例えば各車輪の制動力分配制御、ブレーキアシスト制御、アンチスキッド制御、トラクション制御、横滑り防止を含む車両安定化制御、坂道発進補助制御等のブレーキ制御を実行するものである。
【００３８】
液圧配管２９Ａには、液圧センサ３０が取り付けられている。液圧センサ３０はマスタシリンダ４のブレーキ液圧を検出する。液圧センサ３０は、ブレーキ液圧の検出信号をＥＣＵ２４に出力する。
【００３９】
ＥＣＵ２４は、演算部２５、プリドライバ２６、インバータ２７を備えている。演算部２５の入力側は、操作量検出器３、回転センサ１９、インバータ２７の電流センサ２８に接続されている。演算部２５の出力側は、プリドライバ２６に接続されている。演算部２５は、マイクロコンピュータ等によって構成され、電動モータ１８のトルク指令を演算するトルク指令演算部と、モータ電流を制御するモータ電流制御部とを有している。演算部２５には、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ２５Ａが設けられている。メモリ２５Ａには、例えば電動モータ１８を制御するモータ制御処理のプログラム等が格納されている。
【００４０】
演算部２５は、ブレーキペダル１が押されると、操作量検出器３によって検出したブレーキペダル１のストローク量に基づいて、電動モータ１８による助力をモータ位置指令に変換する。演算部２５は、モータ位置指令と、回転センサ１９によって検出されるモータ回転位置との偏差からトルク指令値を算出する。
【００４１】
演算部２５は、指令通りのトルク出力となるようにモータ電流の制御を行う。モータ電流の制御は、ＰＷＭ制御によって行われる。演算部２５は、プリドライバ２６に対して、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のＰＷＭの電圧指令を出力する。
【００４２】
プリドライバ２６の入力側は、演算部２５に接続されている。プリドライバ２６の出力側は、インバータ２７に接続されている。プリドライバ２６は、演算部２５より受け取ったＰＷＭ指令に基づいて、インバータ２７のＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）のゲート駆動のための信号をインバータ２７に出力する。
【００４３】
インバータ２７の入力側は、プリドライバ２６に接続されている。インバータ２７の出力側は、電動モータ１８に接続されている。インバータ２７は、ＰＷＭに応じた電流を、バッテリ３１から電動モータ１８のモータコイル１８Ｃに供給する。インバータ２７は、電動モータ１８に供給される電流（モータ電流）を検出する電流センサ２８を備えている。
【００４４】
電動モータ１８は、モータコイル１８Ｃが発生する回転磁界によって、モータロータ１８Ｄとモータシャフト１８Ｂが回転する。電動モータ１８の回転は、直動機構２２（回転直動変換器）によって直動運動に変換される。直動機構２２の直動部材２２Ａから出力される力は、入力ロッド１４の入力と合算され、ブースタピストン１３（プライマリピストン）を押す力となる。
【００４５】
次に、演算部２５による電動モータ１８の具体的な制御内容について、図３、図５ないし図７を参照して説明する。演算部２５は、モータ電流をベクトル制御する。ベクトル制御では、電動モータ１８の３相電流を、トルクに寄与するｑ軸電流ｉqと、磁界に作用するｄ軸電流ｉdとに変換することによって制御を行う。但し、ｄ軸電流ｉdとｑ軸電流ｉqは、直接観測することができない。このため、演算部２５は、回転センサ１９（モータ回転位置センサ）から求めたモータ電気角θと、電流センサ２８（モータ電流センサ）で検出した各相の電流のＵ相電流ｉu、Ｖ相電流ｉv、Ｗ相電流ｉwとに基づいて、ｄ軸電流ｉdとｑ軸電流ｉqを算出する。
【００４６】
ｄ軸電流ｉdとｑ軸電流ｉqの算出式を、数１と数２に示す。数１の式では、３相の電流を２相の電流に変換している。数２の式では、２相の電流を回転座標系に変換している。数１および数２による変換の内容を図で表すと、図５および図６のようになる。
【００４７】
【数１】
2018199441.tif 000003
【００４８】
【数２】
2018199441.tif 000004
【００４９】
ｄ軸電流ｉdとｑ軸電流ｉqの制御（ｄｑ軸の電流制御）は、フィードバックを持つ比例積分制御（ＰＩ制御）を用いて行う。比例制御では指令値とフィードバック値の偏差に比例係数を乗算することによって指令に追従するように制御を行う。比例制御のみだと最終的な偏差が生じる場合があるので、偏差の積分値を指令値に上乗せする積分制御を行う。また、実際に制御する値は電圧値となるためＰＩ制御部で電流指令を電圧指令に変換を行う。
【００５０】
永久磁石型同期モータ（電動モータ１８）の伝達関数のブロック線図は、図７のようになる。ｄ軸の電圧指令ｖd*に対してｄ軸の伝達関数４１を演算した結果が、ｄ軸電流ｉdとなる。但し、ｄ軸の電圧指令ｖd*には、ｑ軸電流ｉqに対して、干渉成分のｑ軸インダクタンスＬqと回転速度ωeに基づく伝達関数４２を掛けたものが、影響している。
【００５１】
一方、ｑ軸の電圧指令ｖq*に対してｑ軸の伝達関数４４を演算した結果が、ｑ軸電流ｉqとなる。但し、ｑ軸の電圧指令ｖq*には、ｄ軸電流ｉdに対して、干渉成分のｄ軸インダクタンスＬdと回転速度ωeに基づく伝達関数４３（ｄ軸からｑ軸への干渉の伝達関数）を掛けたものが、影響している。これに加え、ｑ軸の電圧指令ｖq*には、逆起電力定数ＫEと回転速度ωeに基づく誘起電圧項４５による干渉がある。
【００５２】
以上の点を考慮して、演算部２５は、電流制御性を向上するために、予め影響を受ける分を打ち消すフィードフォワード補償する制御を行う。このような制御を非干渉制御という。非干渉制御適用後の指令値の算出式を、数３に示す。
【００５３】
【数３】
2018199441.tif 000005
【００５４】
ｄ軸電圧指令ｖd*は、ＰＩ制御で算出したｄ軸電圧指令ｖd′から、ｑ軸電流ｉqとｑ軸インダクタンスＬqと電気角周波数ωeとの積を減算したものになる。このとき、数３の第１式の右辺第２項が、ｄ軸電圧に対する干渉項（ｄ軸干渉項）を示している。
【００５５】
一方、ｑ軸電圧指令ｖq*は、ＰＩ制御より算出したｑ軸電圧指令ｖq′に、ｄ軸からの干渉分を加算したものになる。即ち、ｑ軸電圧指令ｖq*は、ＰＩ制御より算出したｑ軸電圧指令ｖq′に、ｄ軸電流ｉdとｄ軸インダクタンスＬdと電気角周波数ωeとの積に加えて、誘起電圧項を加算したものになる。このとき、数３の第２式の右辺第２項および第３項が、ｑ軸電圧に対する干渉項（ｑ軸干渉項）を示している。
【００５６】
なお、ＰＩ制御で算出したｄ軸電圧指令ｖd′と、ＰＩ制御で算出したｑ軸電圧指令ｖq′は、数４の式に基づいて算出される。数４の第１式の右辺第１項が、ｄ軸電流指令値Ｉd*とｄ軸電流検出値Ｉdとの偏差ΔＩdに比例したｄ軸電圧の比例項（ｄ軸比例項）を示し、数４の第１式の右辺第２項が、偏差ΔＩdを積分したｄ軸電圧の積分項（ｄ軸積分項）を示している。数４の第２式の右辺第１項が、ｑ軸電流指令値Ｉq*とｑ軸電流検出値Ｉqとの偏差ΔＩqに比例したｑ軸電圧の比例項（ｑ軸比例項）を示し、数４の第２式の右辺第２項が、偏差ΔＩqを積分したｑ軸電圧の積分項（ｑ軸積分項）を示している。
【００５７】
【数４】
2018199441.tif 000006
【００５８】
次に、ＥＣＵ２４（演算部２５）によって電動モータ１８を制御するモータ制御処理について、図４を参照して説明する。図４のモータ制御処理は、予め決められた制御周期毎に繰り返し実行される。また、図４に示す流れ図のステップは、それぞれ「Ｓ」という表記を用い、例えばステップ１を「Ｓ１」として示すものである。
【００５９】
Ｓ１では、トルク指令値に応じたトルクを電動モータ１８で発生させるために、トルク指令値に基づいてｄ軸電流指令値Ｉd*とｑ軸電流指令値Ｉq*を算出する。続くＳ２では、数３の第２式の右辺第２項と右辺第３項の式を用いて、ｄ軸電流指令値Ｉd*とモータ回転速度（電気角周波数ωe）とに基づいて、ｑ軸に干渉する電圧値を算出する。具体的には、モータ回転速度に基づいて電気角周波数ωeを算出する。そして、ｄ軸電流ｉdにｄ軸電流指令値Ｉd*を代入すると共に、算出した電気角周波数ωeに基づいて、数３の第２式の右辺第２項を演算する。また、算出した電気角周波数ωeに基づいて、数３の第２式の右辺第３項を演算する。これらを加算して、ｑ軸干渉項を演算する。
【００６０】
Ｓ３では、同様に数３の第１式の右辺第２項の式を用いて、ｑ軸電流ｉqの指令値とモータ回転速度とに基づいて、ｄ軸に干渉する電圧値を算出する。具体的には、ｑ軸電流ｉqにｑ軸電流指令値Ｉq*を代入すると共に、モータ回転速度から算出した電気角周波数ωeに基づいて、数３の第１式の右辺第２項（ｄ軸干渉項）を演算する。
【００６１】
電流のフィードバック制御を行うために、Ｓ４では、ｄ軸電流指令値Ｉd*とｄ軸電流検出値Ｉdとの偏差ΔＩdを算出する。Ｓ５では、数４の第１式の右辺第２項を用いて、ｄ軸電流ｉdの偏差ΔＩdに基づいて、積分制御によるｄ軸積分項を算出する。続くＳ６では、数４の第１式の右辺第１項を用いて、ｄ軸電流ｉdの偏差ΔＩdに基づいて、比例制御によるｄ軸比例項を算出する。なお、ｄ軸電流検出値Ｉdは、回転センサ１９（モータ回転位置センサ）から求めたモータ電気角θと、電流センサ２８（モータ電流センサ）で検出した各相の電流のＵ相電流ｉu、Ｖ相電流ｉv、Ｗ相電流ｉwとに基づいて、数１および数２の式を用いて算出される。
【００６２】
続くＳ７では、ｑ軸電流指令値Ｉq*とｑ軸電流検出値Ｉqとの偏差ΔＩqを算出する。Ｓ８では、数４の第２式の右辺第２項を用いて、ｑ軸電流ｉqの偏差ΔＩqに基づいて、積分制御によるｑ軸積分項を算出する。続くＳ９では、数４の第２式の右辺第１項を用いて、ｑ軸電流ｉqの偏差ΔＩqに基づいて、比例制御によるｑ軸比例項を算出する。なお、ｑ軸電流検出値Ｉqは、回転センサ１９（モータ回転位置センサ）から求めたモータ電気角θと、電流センサ２８（モータ電流センサ）で検出した各相の電流のＵ相電流ｉu、Ｖ相電流ｉv、Ｗ相電流ｉwとに基づいて、数１および数２の式を用いて算出される。
【００６３】
続くＳ１０では、トルク指令値が、全負荷点に応じて予め決められた助勢限界値を超えているか否かを判定する。即ち、Ｓ１０では、入力ロッド１４の移動量が全負荷点以上であるか否かを判定している。このとき、ベクトル制御では、磁界に作用するｄ軸電流ｉdは、ほぼ一定となるように制御される。このため、電動モータ１８のトルクは、主にｑ軸電流ｉqによって設定される。従って、Ｓ１０では、トルク指令値に応じた電流指令値（ｑ軸電流指令値Ｉq*）が、助勢限界値に応じた最大指令値（最大指令値max（Ｉq*））を超えている（Ｉq*＞max（Ｉq*））か否かを判定する。なお、電流指令値と最大指令値とを比較するときには、ｑ軸電流指令値Ｉq*に限らず、ｄ軸電流指令値Ｉd*を考慮してもよい。
【００６４】
トルク指令値が助勢限界値未満の場合には、Ｓ１１に移行して、演算部２５は、ＰＩ制御によって電動モータ１８を駆動する。このため、演算部２５は、ｄ軸電圧指令値ｖd*を、数３の第１式および数４の第１式に基づいて求める。このとき、ｄ軸電圧指令値ｖd*は、ｄ軸比例項とｄ軸積分項とｄ軸干渉項との和になる。続くＳ１２では、演算部２５は、ｑ軸電圧指令値ｖq*を、数３の第２式および数４の第２式に基づいて求める。このとき、ｑ軸電圧指令値ｖq*は、ｑ軸比例項とｑ軸積分項とｑ軸干渉項との和になる。電動モータ１８は、Ｓ１１およびＳ１２で求められたｄ軸電圧指令値ｖd*とｑ軸電圧指令値ｖq*とに基づいて、その駆動が制御される。
【００６５】
一方、Ｓ１０で、トルク指令値が助勢限界値以上となっている場合は、Ｓ１３に移行して、演算部２５は、比例制御によって電動モータ１８を駆動する。このため、演算部２５は、ｄ軸積分項およびｄ軸干渉項を省いて、ｄ軸電圧指令値ｖd*を求める。このとき、ｄ軸電圧指令値ｖd*は、ｄ軸比例項と一致する。続くＳ１４では、演算部２５は、ｑ軸積分項およびｑ軸干渉項を省いて、ｑ軸電圧指令値ｖq*を求める。このとき、ｑ軸電圧指令値ｖq*は、ｑ軸比例項と一致する。電動モータ１８は、Ｓ１３およびＳ１４で求められたｄ軸電圧指令値ｖd*とｑ軸電圧指令値ｖq*とに基づいて、その駆動が制御される。
【００６６】
本実施の形態による電動倍力装置１１は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００６７】
まず、車両の運転者がブレーキペダル１を踏込み操作すると、これにより入力ロッド１４が矢示Ａ方向に押込まれると共に、電動倍力装置１１の電動アクチュエータ１７がＥＣＵ２４により作動制御される。即ち、ＥＣＵ２４は、操作量検出器３からの検出信号により、電動モータ１８に作動指令値（モータ駆動電流）を出力して電動モータ１８を回転駆動する。この電動モータ１８の回転が減速機構２１を介して筒状回転体２０に伝えられると共に、筒状回転体２０の回転は、直動機構２２によりブースタピストン１３の軸方向変位に変換される。
【００６８】
これにより、電動倍力装置１１のブースタピストン１３は、マスタシリンダ４のシリンダ本体５内に向けて入力ロッド１４とほぼ一体的に前進する。そして、入力ロッド１４の移動量が所定量を超えると、ブースタピストン１３によって第１のサプライポート５Ａと第１の液圧室７Ａとが遮断される共に、セカンダリピストン６によって第２のサプライポート５Ｂと第２の液圧室７Ｂとが遮断される。これにより、マスタシリンダ４内でブレーキ液圧の増圧が開始される。このとき、ブレーキペダル１から入力ロッド１４に付与される踏力（推力）と電動アクチュエータ１７からブースタピストン１３に付与されるブースタ推力とに応じたブレーキ液圧が、Ｍ／Ｃ液圧としてマスタシリンダ４の第１，第２の液圧室７Ａ，７Ｂ内に発生する。
【００６９】
また、ＥＣＵ２４は、液圧センサ３０からの検出信号を信号線から受取ることにより、マスタシリンダ４に発生したブレーキ液圧（Ｍ／Ｃ液圧）を監視しつつ、電動倍力装置１１の電動アクチュエータ１７（電動モータ１８の回転位置）をフィードバック制御する。これにより、マスタシリンダ４の第１，第２の液圧室７Ａ，７Ｂ内に発生するブレーキ液圧（Ｍ／Ｃ液圧）を、ブレーキペダル１の踏込み操作量に基づいて可変に制御することができる。また、ＥＣＵ２４は、操作量検出器３と液圧センサ３０との検出値に従って電動倍力装置１１が正常に動作しているか否かを判別することができる。
【００７０】
一方、ブレーキペダル１に連結された入力ロッド１４は、第１の液圧室７Ａ内の圧力を受圧し、これをブレーキ反力としてブレーキペダル１へと伝える。この結果、車両の運転者には入力ロッド１４を介して踏み応えが与えられる。
【００７１】
ところで、入力ロッド１４の移動量が所定量を超えて、倍力量を維持する全負荷点となるまでは、ブレーキペダル１に作用する踏力が助勢限界点よりも小さい。このとき、ＥＣＵ２４は、踏力に応じた倍力を行うように、電動モータ１８を駆動させる。なお、全負荷点の位置は、例えばブレーキ装置の仕様等に応じて適宜設定されている。
【００７２】
一方、図２に示すように、入力ロッド１４の移動量が全負荷点以上となったときには、踏力が助勢限界点を超えて増加する。このとき、ＥＣＵ２４は、それ以上の倍力を行わないように、電動モータ１８の回転位置を維持するように制御する。しかしながら、ブレーキペダル１の操作量が全負荷点を超えて踏み続けられ、踏力が所定量を超えると、プライマリピストン（ブースタピストン１３）が動く。そして、プライマリピストンの位置に対して電動モータ１８が動き、入力ロッド１４を助力する。
【００７３】
ここで、比較例として、踏力が助勢限界点を超えたときに、踏力が助勢限界点よりも小さいときと同様に、電動モータ１８をＰＩ制御した場合を仮定する。この比較例では、プライマリピストンの位置に対して電動モータ１８の追従性が高く、入力ロッド１４に対して間欠的に急峻な助力が発生する。この点について、図８を参照しつつ、具体的に説明する。
【００７４】
図８は、比較例について、ブレーキペダル１の踏力と、マスタシリンダ４内のブレーキ液圧との関係を示している。図８に示すように、踏力が助勢限界点を超えたときには、ブレーキ液圧は、圧力差ΔＰ1をもって段階的に増加し、ペダルフィーリングが段差的に変化する。このとき、ＰＩ制御の積分項は、電動モータ１８をできるだけ保持する方向に作用する。このため、電動モータ１８は、プライマリピストンの僅かな変位では駆動せず、停止状態を保持する傾向がある。一方、ベクトル制御の干渉項は、例えばトルク電流（ｑ軸電流）のうちｄ軸電流の干渉によって減少する分を補うものである。このため、電動モータ１８が動き出した後は、干渉項によってトルク電流の減少を補償する分だけ、トルク電流が大きくなり易い。この結果、電動モータ１８は、プライマリピストンの位置に対して、大きな回転変位と停止とを繰り返す。これにより、ブレーキ液圧は、大きな圧力差ΔＰ1をもって段階的に増加し、ペダルフィーリングが段差的に変化する。このようなペダルフィーリングの変化によって、運転者に違和感を与える虞がある。
【００７５】
これに対し、本実施の形態による電動倍力装置１１は、踏力が助勢限界点を超えたとき、即ち、トルク指令値が助勢限界値を超えたときには、比例制御で電動モータ１８を駆動させる。このため、比較例に比べて、プライマリピストンの位置に対して電動モータ１８の追従性が低下する。この点について、図９を参照しつつ、具体的に説明する。
【００７６】
図９は、本実施の形態による電動倍力装置１１を用いた場合について、ブレーキペダル１に作用する踏力と、マスタシリンダ４内のブレーキ液圧との関係を示している。図９に示すように、踏力が助勢限界点よりも小さいときには、比較例と同様に、踏力に応じた倍力を行うように、電動モータ１８を駆動させる。
【００７７】
そして、踏力が助勢限界点を超えて増加すると、それ以上の倍力を行わないように、電動モータ１８の回転位置を維持するように制御される。ブレーキペダル１の操作量が全負荷点を超えて踏み続けられ、踏力が所定量を超えると、プライマリピストンが動く。そして、プライマリピストンの位置に対して電動モータ１８が動き、入力ロッド１４を助力する。
【００７８】
このとき、本実施の形態による電動倍力装置１１は、トルク指令値が助勢限界値を超えたときには、比例制御で電動モータ１８を駆動させる。このとき、ＥＣＵ２４は、積分項を省いて電動モータ１８を制御する。このため、電動モータ１８の停止状態を保持する力が小さくなり、プライマリピストンの僅かな変位でも電動モータ１８が駆動する傾向がある。これに加えて、ＥＣＵ２４は、ベクトル制御の干渉項を省いて電動モータ１８を制御する。このため、電動モータ１８が動き出した後でも、干渉項によるトルク電流の減少が補償されないため、トルク電流の増加が抑制される傾向がある。
【００７９】
従って、トルク指令値が助勢限界値を超えたときには、ブレーキ液圧は、小さな圧力差ΔＰ2をもって段階的に増加する。即ち、圧力差ΔＰ2は、比較例による圧力差ΔＰ1よりも小さくなる。この結果、ペダルフィーリングが段差的に変化するときに、ブレーキペダル１から足へ伝わる振動が小さくなり、ペダルフィーリングが改善される。
【００８０】
かくして、このように構成される本実施の形態では、制御部であるＥＣＵ２４は、入力ロッド１４の移動量に対する電流指令値（ｑ軸電流指令値Ｉq*）が所定の最大指令値（最大指令値max（Ｉq*））を超えたとき、入力ロッド１４の移動量に対する電流指令値が最大指令値以下のときに比して、電流指令値に対する電動アクチュエータ１７（電動モータ１８）の駆動の追従度合いを低下させる。これにより、電動アクチュエータ１７の動きが緩慢になり、入力ロッド１４に徐々に助力が作用するため、ペダルフィーリングが向上する。
【００８１】
また、ＥＣＵ２４は、入力ロッド１４の移動量に対する電流指令値が最大指令値未満のときには、電動モータ１８を非干渉制御する。具体的には、ＥＣＵ２４は、入力ロッド１４の移動量に対する電流指令値が最大指令値未満のときには、干渉項を含んでｄ軸電圧指令ｖd*とｑ軸電圧指令ｖq*を算出する。これにより、ｄ軸電流ｉdとｑ軸電流ｉqとの干渉を打ち消すように、電動モータ１８が制御され、電動アクチュエータ１７の駆動追従性は高くなる。
【００８２】
一方、ＥＣＵ２４は、入力ロッド１４の移動量に対する電流指令値が最大指令値を超えたときには、電動モータ１８のｄ軸電流ｉdとｑ軸電流ｉqとを干渉させて、電動モータ１８を制御する。具体的には、ＥＣＵ２４は、入力ロッド１４の移動量に対する電流指令値が最大指令値を超えたときには、干渉項を省いてｄ軸電圧指令ｖd*とｑ軸電圧指令ｖq*を算出する。これにより、電動モータ１８のｄ軸電流ｉdとｑ軸電流ｉqとが干渉するから、トルク電流の増加が抑制される。この結果、電流指令値に対する電動アクチュエータ１７（電動モータ１８）の駆動の追従度合いを低下させることができる。
【００８３】
また、本実施の形態によるブレーキ装置では、入力ロッド１４の移動量に対する電流指令値が最大指令値を超えたとき、電動アクチュエータ１７（電動モータ１８）の追従性が低下するのに従って、入力ロッド１４の移動量に応じたブレーキ液圧の変化量（圧力差ΔＰ2）が小さくなる。これにより、入力ロッド１４の移動量に対する電流指令値が最大指令値を超えて、ペダルフィーリングが段差的に変化するときに、ブレーキペダル１から足へ伝わる振動が小さくなり、ペダルフィーリングを改善することができる。
【００８４】
さらに、ＥＣＵ２４は、入力ロッド１４の移動量が、例えば倍力を開始する量のような所定量を超えたときに、倍力量を維持する全負荷点となるまでは、ＰＩ制御で電動アクチュエータ１７を駆動し、全負荷点以上となったときには、比例制御で電動アクチュエータ１７を駆動する。このとき、入力ロッド１４の移動量が全負荷点未満では、偏差に対する比例項と積分項を含んだＰＩ制御によって、電動アクチュエータ１７を駆動する。このため、入力ロッド１４の移動量が全負荷点未満では、入力ロッド１４の移動量に対して高い追従性をもって電動アクチュエータ１７を駆動させることができる。
【００８５】
一方、入力ロッド１４の移動量が全負荷点以上となったときには、偏差に対する積分項を省き、比例項に基づく比例制御によって、電動アクチュエータ１７を駆動する。このため、入力ロッド１４の移動量が全負荷点以上となったときには、積分項に基づく保持力が低下するから、入力ロッド１４の変位によって、電動アクチュエータ１７を徐々に駆動することができる。この結果、入力ロッド１４の移動量に対して低い追従性をもって電動アクチュエータ１７を駆動させることができる。
【００８６】
なお、前記実施の形態では、入力ロッド１４の移動量に対する電流指令値が最大指令値を超えたとき、即ち、入力ロッド１４の移動量が全負荷点以上となったときには、積分項と干渉項を省いて、比例制御によって、電動アクチュエータ１７を駆動した。本発明はこれに限らず、入力ロッド１４の移動量が全負荷点以上となったときには、入力ロッド１４の移動量が全負荷点よりも小さいときに比べて、積分項のゲインを低下させてもよく、干渉項のゲインを低下させてもよく、積分項および干渉項の両方のゲインを低下させてもよい。
【００８７】
以上説明した実施の態様に基づく電動倍力装置として、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。
【００８８】
第１の態様としては、ブレーキペダルの操作により進退移動する入力部材と、前記入力部材の移動量に応じて生成される電流指令値に基づきマスタシリンダ内にブレーキ液圧を発生させるために電動アクチュエータの駆動を制御する制御部と、を備える電動倍力装置において、前記制御部は、前記入力部材の移動量に対する前記電流指令値が所定の最大指令値を超えたとき、前記入力部材の移動量に対する前記電流指令値が前記最大指令値以下のときに比して前記電流指令値に対する前記電動アクチュエータの駆動の追従度合いを低下させることを特徴としている。
【００８９】
第２の態様としては、第１の態様において、前記制御部は、前記入力部材の移動量に対する前記電流指令値が前記最大指令値を超えたとき、前記電動アクチュエータのｄ軸電流とｑ軸電流とを干渉させて、前記電流指令値に対する前記電動アクチュエータの駆動追従性を低下させることを特徴としている。
【００９０】
第３の態様としては、第１または第２の態様において、前記入力部材の移動量に対する前記電流指令値が前記最大指令値を超えたとき、前記電動アクチュエータの追従性が低下するにつれ、前記入力部材の移動量に応じた前記ブレーキ液圧の変化量が小さくなることを特徴としている。
【００９１】
第４の態様としては、ブレーキペダルの操作により進退移動する入力部材と、前記ブレーキペダルによる前記入力部材の移動量に応じて生成される電流指令値に基づきＰＩ制御で電動アクチュエータの駆動を制御してマスタシリンダ内にブレーキ液圧を発生させる制御部と、を備える電動倍力装置において、前記制御部は、前記入力部材の移動量が所定量を超えたときに倍力量を維持する全負荷点となるまで、ＰＩ制御で前記電動アクチュエータを駆動し、前記全負荷点以上となったとき、比例制御で前記電動アクチュエータを駆動させることを特徴としている。
【符号の説明】
【００９２】
１  ブレーキペダル
３  操作量検出器
４  マスタシリンダ
６  セカンダリピストン
１１  電動倍力装置
１３  ブースタピストン
１４  入力ロッド（入力部材）
１７  電動アクチュエータ
１８  電動モータ
２４  ＥＣＵ（制御部）
２５  演算部
２６  プリドライバ
２７  インバータ
【図１】
2018199441.tif 000007
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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