(57)【要約】【課題】スイッチング損失の低減およびコスト低減を図れ、またモータ出力が不足することも解消することができる電動ブレーキ装置を提供する。【解決手段】この電動ブレーキ装置１は、電動式直動アクチュエータＤＡと、電源装置３と、指令手段１７ａと、摩擦ブレーキＢＲとを備える。制御装置２は、電源装置３と電動モータ４との接続状態をスイッチング周期でオンオフさせ、このオンオフのデューティ比を制御することで、電動モータ４に印加する電圧を制御するスイッチング制御手段２０を有する。このスイッチング制御手段２０は、前記ブレーキ力指令値およびブレーキ力推定手段２１で推定される推定ブレーキ力のいずれか一方または両方の値が大きくなる程、前記スイッチング周期を長くするスイッチング周期決定部２３を有する。【選択図】図２
2019048584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキロータと、このブレーキロータと接触して制動力を発生する摩擦材と、電動モータと、この電動モータの出力を前記摩擦材の押圧力に変換する摩擦材操作手段と、前記摩擦材と前記ブレーキロータとの接触により発生するブレーキ力を推定するブレーキ力推定手段と、前記摩擦材操作手段をブレーキ力指令値に追従するように前記電動モータの出力を追従制御する制御装置と、前記電動モータに直流電力を印加する電源装置と、前記制御装置に前記ブレーキ力指令値を与える指令手段と、を備える電動ブレーキ装置において、
前記制御装置は、
前記電源装置と前記電動モータとの接続状態をスイッチング周期でオンオフさせ、このオンオフのデューティ比を制御することで、前記電動モータに印加する電圧を制御するスイッチング制御手段を有し、
このスイッチング制御手段は、前記ブレーキ力指令値および前記ブレーキ力推定手段で推定される推定ブレーキ力のいずれか一方または両方の値が大きくなる程、前記スイッチング周期を長くするスイッチング周期決定部を有する電動ブレーキ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動ブレーキ装置において、前記制御装置は、前記電動モータの角速度を推定する角速度推定手段を有し、
前記スイッチング制御手段は、前記推定ブレーキ力から、ブレーキ力を増加させる動作における正効率に基づく押圧力の反力と、ブレーキ力を減少させる動作における逆効率に基づく反力との間のヒステリシスの大きさを判断し、かつ前記角速度推定手段から推定される角速度が閾値より小さいか否かを判断する判断部を有し、
前記スイッチング周期決定部は、前記角速度が閾値より小さく、かつヒステリシス中に前記電動モータのトルクを出力している状態にあると前記判断部が判断するとき、さらに前記スイッチング周期を長くする電動ブレーキ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電動ブレーキ装置において、前記制御装置は、前記スイッチング周期決定部で前記スイッチング周期を長くしたとき、前記追従制御において制御帯域が低下するように制御演算パラメータを調整するブレーキ制御演算調整部を有する電動ブレーキ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電動ブレーキ装置において、前記ブレーキ制御演算調整部は、前記制御演算パラメータを調整するとき、前記制御帯域の低下に合わせて制御演算周期を長くする電動ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、車両等に搭載される電動ブレーキ装置に関し、スイッチング損失の低減を図れる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動ブレーキ装置として、以下の技術が提案されている。
１．電動モータ、直動機構および減速機を使用した電動ブレーキ用アクチュエータ（特許文献１）。
２．遊星ローラ機構および電動モータを使用した電動アクチュエータ（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３２７１９０号公報
【特許文献２】特開２００６−１９４３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、特許文献１、２のような、電動式直動アクチュエータを用いた電動ブレーキ装置において、一般に静粛かつ精密なブレーキ制御を実現する目的から、所望のモータトルクを正確に発揮する必要性が求められる場合がある。このとき、一般にモータ電流制御において定電圧電源とモータコイル端との接続状態の比率を調整するＰＷＭ制御が用いられる場合が多く、その際にＰＷＭキャリアと同期した電流リプルが発生する。前記電流リプルを小さくするためには、モータコイルの電気的時定数に対してＰＷＭ周期を十分に短くする必要がなる。
【０００５】
その際、ＰＷＭ制御を行う際に用いるＦＥＴ等のスイッチング素子において、浮遊容量等の影響から、一般にスイッチングする度に所定の損失が発生し、ＰＷＭ周期を短くするほど単位時間当たりのスイッチング回数が増加することで損失が大きくなり、回路またはスイッチング素子の発熱および消費電力が問題となる場合がある。
【０００６】
この対策として、例えば、モータ駆動基板の熱容量の増加または放熱性の向上といった手段においては、基板または放熱構造のコスト増が問題となる場合がある。また、スイッチング損失の少ないスイッチング素子を用いる場合、一般にスイッチング損失の原因となる浮遊容量の小さいスイッチング素子は電気抵抗が大きくなる。このため、モータ電流を小さくする必要が生じ、モータ出力が不足することによる応答性の低下が問題となる場合がある。
【０００７】
この発明の目的は、スイッチング損失の低減およびコスト低減を図れ、またモータ出力が不足することも解消することができる電動ブレーキ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の電動ブレーキ装置１は、ブレーキロータ８と、このブレーキロータ８と接触して制動力を発生する摩擦材９と、電動モータ４と、この電動モータ４の出力を前記摩擦材９の押圧力に変換する摩擦材操作手段６と、前記摩擦材９と前記ブレーキロータ８との接触により発生するブレーキ力を推定するブレーキ力推定手段２１と、前記摩擦材操作手段６をブレーキ力指令値に追従するように前記電動モータ４の出力を追従制御する制御装置２と、前記電動モータ４に直流電力を印加する電源装置３と、前記制御装置２に前記ブレーキ力指令値を与える指令手段１７ａと、を備える電動ブレーキ装置において、
前記制御装置２は、
前記電源装置３と前記電動モータ４との接続状態をスイッチング周期でオンオフさせ、このオンオフのデューティ比を制御することで、前記電動モータ４に印加する電圧を制御するスイッチング制御手段２０を有し、
このスイッチング制御手段２０は、前記ブレーキ力指令値および前記ブレーキ力推定手段で推定される推定ブレーキ力のいずれか一方または両方の値が大きくなる程、前記スイッチング周期を長くするスイッチング周期決定部２３を有する。
【０００９】
この構成によると、スイッチング制御手段２０におけるスイッチング周期決定部２３が、ブレーキ力指令値または推定ブレーキ力が大きくなる程、スイッチング周期を長くすることで、単位時間当たりのスイッチング回数を減少させることができる。ブレーキ荷重が大きい領域ほどモータ電流が大きくなり、モータ駆動基板等が発熱し易くなるが、前記のように単位時間当たりのスイッチング回数を減少させる効果により、主にブレーキ荷重が大きい領域のスイッチング損失が低減する。このため、モータ駆動基板等の設計が容易になる。また、ブレーキ荷重が大きい領域ほど、電動モータ４等を含むアクチュエータＤＡのヒステリシスが大きく、ＰＷＭ周期を長くすることで増大する電流リプルの影響を受けにくいため、実質的に制御性を悪化させることなくスイッチング損失を低減できる。したがって、熱容量の増加または放熱性の向上といった手段を用いる従来技術よりもコスト低減を図りつつスイッチング損失を低減できる。また浮遊容量の小さいスイッチング素子を採用することなくスイッチング損失を低減できるため、モータ出力が不足することも解消し得る。
【００１０】
前記制御装置２は、前記電動モータ４の角速度を推定する角速度推定手段２２ｂを有し、
前記スイッチング制御手段２０は、前記推定ブレーキ力から、ブレーキ力を増加させる動作における正効率に基づく押圧力の反力と、ブレーキ力を減少させる動作における逆効率に基づく反力との間のヒステリシスの大きさを判断し、かつ前記角速度推定手段２２ｂから推定される角速度が閾値より小さいか否かを判断する判断部を有し、
前記スイッチング周期決定部２３は、前記角速度が閾値より小さく、かつヒステリシス中に前記電動モータ４のトルクを出力している状態にあると前記判断部２５が判断するとき、さらに前記スイッチング周期を長くしてもよい。
前記閾値は、設計等によって任意に定める閾値であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な閾値を求めて定められる。
【００１１】
ヒステリシス中間状態においては、電動モータ４のトルクが変動してもアクチュエータ動作に影響を及ぼさない。このため、角速度が閾値より小さく、かつヒステリシス中に前記電動モータ４のトルクを出力している状態にあるとき、スイッチング周期をさらに長くして電流リプルを許容することができ、よってスイッチング損失を低減できる。
【００１２】
前記制御装置２は、前記スイッチング周期決定部２３で前記スイッチング周期を長くしたとき、前記追従制御において制御帯域が低下するように制御演算パラメータを調整するブレーキ制御演算調整部２６を有するものであってもよい。この場合、スイッチング周期を長くすることは操作量の更新周期を長くすることと同義であるため、制御帯域を下げることで、スイッチング周期を長くしても制御系の安定性を維持することができる。
【００１３】
前記ブレーキ制御演算調整部２６は、前記制御演算パラメータを調整するとき、前記制御帯域の低下に合わせて制御演算周期を長くするものであってもよい。制御帯域を下げた場合、必要となる制御演算周期も長くなるため、制御演算周期を長くすることで演算負荷を低減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の電動ブレーキ装置は、ブレーキロータと、このブレーキロータと接触して制動力を発生する摩擦材と、電動モータと、この電動モータの出力を前記摩擦材の押圧力に変換する摩擦材操作手段と、前記摩擦材と前記ブレーキロータとの接触により発生するブレーキ力を推定するブレーキ力推定手段と、前記摩擦材操作手段をブレーキ力指令値に追従するように前記電動モータの出力を追従制御する制御装置と、前記電動モータに直流電力を印加する電源装置と、前記制御装置に前記ブレーキ力指令値を与える指令手段と、を備える電動ブレーキ装置において、前記制御装置は、前記電源装置と前記電動モータとの接続状態をスイッチング周期でオンオフさせ、このオンオフのデューティ比を制御することで、前記電動モータに印加する電圧を制御するスイッチング制御手段を有し、このスイッチング制御手段は、前記ブレーキ力指令値および前記ブレーキ力推定手段で推定される推定ブレーキ力のいずれか一方または両方の値が大きくなる程、前記スイッチング周期を長くするスイッチング周期決定部を有する。このため、スイッチング損失の低減およびコスト低減を図れ、またモータ出力が不足することも解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施形態に係る電動ブレーキ装置を概略示す図である。
【図２】同電動ブレーキ装置の制御系のブロック図である。
【図３】同電動ブレーキ装置の動作例を示す図である。
【図４】同電動ブレーキ装置のスイッチング周期等を説明する図である。
【図５】この発明の他の実施形態に係る電動ブレーキ装置の動作例を示す図である。
【図６】同電動ブレーキ装置のヒステリシス特性を示す図である。
【図７】従来例の電動ブレーキ装置の動作例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この発明の実施形態に係る電動ブレーキ装置を図１ないし図４と共に説明する。この電動ブレーキ装置は例えば車両に搭載される。
図１に示すように、この電動ブレーキ装置１は、電動式直動アクチュエータＤＡと、電源装置３と、指令手段１７ａ（図２）と、摩擦ブレーキＢＲとを備える。先ず、電動式直動アクチュエータＤＡおよび摩擦ブレーキＢＲの構造について説明する。
【００１７】
＜電動式直動アクチュエータＤＡおよび摩擦ブレーキＢＲの構造＞
図１および図２に示すように、電動式アクチュエータＤＡは、アクチュエータ本体ＡＨと、後述する制御装置２とを備える。アクチュエータ本体ＡＨは、電動モータ４と、減速機構５と、摩擦操作手段である直動機構６と、パーキングブレーキ機構７と、角度センサＳａと、荷重センサＳｂとを有する。電動モータ４は、永久磁石式の同期電動機により構成すると省スペースで高トルクとなり好適であるが、例えば、ブラシを用いたＤＣモータ、または永久磁石を用いないリラクタンスモータ、あるいは誘導モータ等を適用することもできる。
【００１８】
図１に示すように、摩擦ブレーキＢＲは、車両の車輪と連動して回転するブレーキロータ８と、このブレーキロータ８と接触して制動力を発生させる摩擦材９とを有する。この摩擦材９はブレーキロータ近傍に配置される。摩擦材９をアクチュエータ本体ＡＨにより操作してブレーキロータ８に押圧し、摩擦力によって制動力を発生させる機構を用いることができる。前記ブレーキロータ８および摩擦材９は、例えば、ブレーキディスクおよびキャリパを用いたディスクブレーキ装置であってもよく、あるいはドラムおよびライニングを用いたドラムブレーキ装置であってもよい。
【００１９】
減速機構５は、電動モータ４の回転を減速する機構であり、一次歯車１２、中間歯車１３、および三次歯車１１を含む。この例では、減速機構５は、電動モータ４のロータ軸４ａに取り付けられた一次歯車１２の回転を、中間歯車１３により減速して、回転軸１０の端部に固定された三次歯車１１に伝達可能としている。
【００２０】
直動機構６は、減速機構５で出力される回転運動を送りねじ機構により直動部１４の直線運動に変換して、ブレーキロータ８に対して摩擦材９を当接離隔させる機構である。直動部１４は、回り止めされ且つ矢符Ａ１にて表記する軸方向に移動自在に支持されている。直動部１４のアウトボード側端に摩擦材９が設けられる。電動モータ４の回転を減速機構５を介して直動機構６に伝達することで、回転運動が直線運動に変換され、それが摩擦材９の押圧力に変換されることによりブレーキ力を発生させる。なお電動ブレーキ装置１を車両に搭載した状態で、車両の車幅方向外側をアウトボード側といい、車両の車幅方向中央側をインボード側という。
【００２１】
パーキングブレーキ機構７のアクチュエータ１６として、例えば、リニアソレノイドが適用される。アクチュエータ１６によりロック部材１５を進出させて中間歯車１３に形成された係止孔（図示せず）に嵌まり込ませることで係止し、中間歯車１３の回転を禁止することで、パーキングロック状態にする。ロック部材１５を前記係止孔から離脱させることで中間歯車１３の回転を許容し、アンロック状態にする。
【００２２】
図２に示すように、角度センサＳａは、電動モータ４の回転の角度を検出する。角度センサＳａは、例えば、レゾルバまたは磁気エンコーダ等を用いると高精度かつ高信頼性であり好適であるが、光学式のエンコーダ等の各種センサを適用することもできる。前記角度センサＳａを用いずに、例えば、後述する制御装置２において、電動モータ４の電圧と電流との関係等からモータ角度を推定するような角度センサレス推定を用いることもできる。
【００２３】
荷重センサＳｂは、直動機構６の荷重が作用する所定部位の変位または変形を検出する。このような荷重センサＳｂとして、例えば、磁気センサ、歪センサ、圧力センサ等を用いることができる。前記荷重センサＳｂを用いずに、制御装置２において、モータ角度および電動ブレーキ装置剛性、モータ電流および電動式アクチュエータＤＡの効率等から荷重センサレス推定を行ってもよい。あるいは、例えば、摩擦ブレーキＢＲを実装する車輪のホイールトルクまたは電動ブレーキ装置１を搭載する車両の前後力を検出するセンサ等、その他外部センサであってもよい。また、サーミスタ等の各種センサ類を要件に応じて別途設けてもよい。
【００２４】
＜制御装置２について＞
各制御装置２は、対応する電動モータ４を制御する。各制御装置２に、電源装置３と、各制御装置２の上位制御手段である上位ＥＣＵ１７とが接続されている。電源装置３は、電動モータ４および制御装置２に電力を供給する。電源装置３は、例えば、この電動ブレーキ装置１（図１）を搭載する車両の低圧（例えば１２Ｖ）バッテリ等を適用し得る。
【００２５】
上位ＥＣＵ１７として、例えば、車両全般を制御する電気制御ユニットが適用される。上位ＥＣＵ１７は、各制御装置２の統合制御機能を有する。上位ＥＣＵは「ＶＣＵ」とも称される。上位ＥＣＵ１７は指令手段１７ａを備え、この指令手段１７ａは、図示外のブレーキ操作手段の操作量に応じて変化するセンサの出力に応じて、各制御装置２に目標とするブレーキ力指令値をそれぞれ出力する。なお指令手段１７ａは、ブレーキ操作手段の操作に依ることなく、例えば、自動運転車両における制動を判断して各制御装置２に指令値をそれぞれ出力することも可能である。
【００２６】
各制御装置２は、制御演算を行う各種制御演算機能部と、モータドライバ１８とを備える。前記各種制御演算機能部は、例えば、マイクロコンピュータ等のプロセッサ、または、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等の演算器および周辺回路により構成される。前記各種制御演算機能部は、各種推定機能部と、ブレーキ制御機能部１９と、スイッチング制御手段２０とを備える。
前記各種推定機能部は、ブレーキ力推定手段２１と、モータ運動推定機能部２２とを有する。
【００２７】
ブレーキ力推定手段２１は、荷重センサＳｂの出力等から、直動機構６の軸方向荷重である推定ブレーキ力を推定する機能を有する。もしくは荷重センサレス推定を行う場合、ブレーキ力推定手段２１は、モータ角度および電流等の情報を用いて直動機構６の軸方向荷重である推定ブレーキ力を推定してもよい。
【００２８】
モータ運動推定機能部２２は、角度センサＳａの出力等から、電動モータ４の回転運動状態を推定する機能を有する。モータ運動推定機能部２２は、位置・位相推定部２２ａおよび角速度推定手段２２ｂのいずれか一方または両方を有する。位置・位相推定部２２ａにおいて、例えば、角度センサＳａとしてレゾルバまたはエンコーダのような所定の角度領域を一周期として検出するセンサを用いる場合、前記角度センサＳａの出力から電動モータ４の回転子の位相を推定し、この回転子における位相の変動量の積算値を総回転角度（位置）として推定してもよい。また角速度推定手段２２ｂにおいて、前記位相ないし前記位置の微分に相当する値を角速度として推定してもよい。あるいは、前記角度センサレス推定を行う場合、電動モータ４の電圧および電流から前記位相または角速度等を推定してもよい。
【００２９】
ブレーキ制御機能部１９は、指令手段１７ａより要求されるブレーキ力指令値に対して、荷重センサＳｂの出力等から推定される推定ブレーキ力が追従するよう電動モータ４を追従制御する。このブレーキ制御機能部１９の制御演算は、例えば、ブレーキ力指令値および推定ブレーキ力を直接用いるフィードバック制御を用いた演算であってもよく、ブレーキ力を電動モータ４の角度等の他の物理量に変換して制御演算を行ってもよい。
【００３０】
また、前記フィードバック制御を用いた演算は、例えば、ブレーキ力制御ループ内にモータ電流制御ループを設けるように、複数のマイナーフィードバックループを設ける演算構造としてよく、単一のフィードバックループにてモータ操作量を演算する構造としてもよい。その他、あるいはフィードフォワード制御等を用いるか、または適宜併用することもできる。
【００３１】
ブレーキ制御機能部１９は、ブレーキ解除時の引き摺りトルクを低減するため、前記のブレーキ力を追従制御する機能に加え、ブレーキ力を解除する際に、摩擦ブレーキＢＲの摩擦材９とブレーキロータ８との間に所定のクリアランスを設ける位置に、アクチュエータ本体ＡＨを制御する機能を設けることが好ましい。前記のアクチュエータ本体ＡＨを制御する機能は、例えば、モータ角度およびアクチュエータ本体ＡＨの等価リード等からアクチュエータ本体ＡＨにおける直動機構６の直動部１４（図１）の位置を推定する機能とすると低コストとなり好適であるが、アクチュエータ本体ＡＨにおける直動機構６の直動部１４（図１）の位置を検出する位置センサを別途設けることもできる。
【００３２】
スイッチング制御手段２０は、電源装置３と電動モータ４との接続状態をスイッチング周期でオンオフさせ、このオンオフの比率であるデューティ比（図４）を制御することで、電動モータ４に印加する電圧を制御する。換言すれば、スイッチング制御手段２０は、前記ブレーキ制御機能部１９において演算されたモータ操作量に基づき、モータドライバ１８における電動モータ４のコイル端と電源装置３との接続／切断パターン（スイッチングパターン）を決定する機能を有する。
【００３３】
スイッチング制御手段２０は、前記スイッチングパターンを決定するうえで、スイッチング周期決定部２３と、パルス出力部２４と、電流リプル許容判断部２５と、ブレーキ制御演算調整部２６とを備える。
【００３４】
電流リプル許容判断部２５は、前記推定ブレーキ力等から電流リプルを許容できる状況を判断する機能を有する。例えば、推定ブレーキ力が大きい場合においては、電動式アクチュエータＤＡのヒステリシス特性も大きいため、相対的に電流リプルによるトルク変動の影響が小さくなる。そこで、電流リプル許容判断部２５は、推定ブレーキ力が大きいほど、電流リプルを許容できる度合（「電流リプル許容度合」と称す）が増加するような判断を設けることができる。前記判断は、例えば、推定ブレーキ力に応じた所定のＬＵＴ等を設けると演算負荷が少なく好適であるが、所定の評価関数等を設けることもできる。
【００３５】
スイッチング周期決定部２３は、ブレーキ力指令値および推定ブレーキ力のいずれか一方または両方の値が大きくなる程、スイッチング周期を長くする。スイッチング周期決定部２３は、電流リプル許容判断部２５における電流リプル許容度合に基づいて、許容される電流リプルが大きい程スイッチング周期（図４）を長くするよう、ＰＷＭ制御を行う出力周期（ＰＷＭキャリア周期）を決定する。
【００３６】
前記スイッチング周期は、例えば、推定ブレーキ力等に対してスイッチング周期が単調増加にある相関を設定してもよく、あるいは、例えば、所定の推定ブレーキ力を超過した状態から別の所定の推定ブレーキ力に至るまでの間にスイッチング周期が変化するよう限定的な相関を設けてもよい。また、電動式アクチュエータＤＡがヒステリシス中で動作している場合（図６）のように、その他の限定要素を導入してもよい。
【００３７】
パルス出力部２４は、例えば、直流電圧がＶdc（プラス側：＋Ｖdc、マイナス側：ＧＮＤ）である電源装置３を用いた場合において、所定のモータ端子の電圧をＶnとする場合、前記スイッチング周期内において比率が概ねＶn／Ｖdcとなる時間をプラス側（＋Ｖdc）に接続し、比率が概ね（１−Ｖn／Ｖdc）となる時間をマイナス側（ＧＮＤ）と接続するパルス信号を生成する機能とすることができる。尚、前記のパルス信号比率において、例えばブリッジ回路のＨアームとＬアームの短絡防止時間（Ｈ、ＬともにＯＦＦとなる時間、デッドタイム）や、前記短絡防止時間の補償等は必要に応じて別途考慮されるものとする。
【００３８】
ブレーキ制御演算調整部２６は、スイッチング周期決定部２３により導出されたスイッチング周期に応じて、ブレーキ制御機能部１９の演算パラメータを調整する機能を有する。スイッチング周期を長くすることは出力の遅れ要素が大きくなることと等価であり、そのような場合においては制御帯域を低くする必要が生じる場合がある。このため、ブレーキ制御演算調整部２６は、例えば、スイッチング周期が長くなるのに応じて制御ゲインＫを下げて制御帯域を低くする機能を設けることが好ましい。また、ブレーキ制御演算調整部２６は、その際、制御ゲインＫの低下に合わせて制御演算周期を長くする機能を併せて設けてもよく、それによって演算器の演算負荷が低減できてより好適である。
【００３９】
モータドライバ１８は、例えば、ＦＥＴ等のスイッチ素子を用いたハーフブリッジ回路を構成し、所定のデューティ比（図４）によりモータ印加電圧を決定するＰＷＭ制御を行う構成とすると安価で高性能となり好適である。あるいは、変圧回路等を設け、ＰＡＭ制御を行う構成とすることもできる。
【００４０】
また、前記ハーフブリッジ回路のうち、電源装置３のプラス側との接続を行うＨアームスイッチ素子のスイッチング用電位源として、Ｌアームスイッチ素子がＯＮになった際に所定の電位源から電荷が蓄積され、ＨアームスイッチがＯＮとなる際にゲートに印加する電位源として機能するブートストラップコンデンサを用いたチャージ回路を設けると、低コストでモータドライバ１８を駆動できて好適である。
【００４１】
本図２はあくまで機能構成の概念を示したものであり、図示外の要素は要件に応じて適宜設けられるものとする。また、各機能ブロックは便宜上設けているものであり、実装上の都合に伴い適宜統合ないし分割可能であるものとする。
【００４２】
＜電動ブレーキ装置の動作例＞
図３は、この電動ブレーキ装置の動作例を示す図である。この例では、ブレーキ力が大きくなるほどスイッチング周期を長くし、スイッチング損失を低減する例を示す。なお、本図３においては、ブレーキ力の変化する全域においてスイッチング周期の変更を実行する例を示すが、ある部分的な所定ブレーキ力領域においてのみスイッチング周期の変更を実行する構成としてもよい。
【００４３】
これに対して、図７は、従来例の電動ブレーキ装置の動作例を示す図である。従来例では、ブレーキ力の大小にかかわらずスイッチング周期を一定にしている。この図７の場合、電流損失は、スイッチング周期を長くした動作例（図３）の電流損失と変わらないが、スイッチング損失は一定のままであり、スイッチング損失を低減することができない。したがって、モータ駆動回路の損失の合計としては、図３に示す合計が図７に示す合計よりも低減している。
【００４４】
＜作用効果＞
以上説明した電動ブレーキ装置１によれば、スイッチング制御手段２０におけるスイッチング周期決定部２３が、ブレーキ力指令値または推定ブレーキ力が大きくなる程、スイッチング周期を長くすることで、単位時間当たりのスイッチング回数を減少させることができる。ブレーキ荷重が大きい領域ほどモータ電流が大きくなり、モータ駆動基板等が発熱し易くなるが、前記のように単位時間当たりのスイッチング回数を減少させる効果により、主にブレーキ荷重が大きい領域のスイッチング損失が低減する。このため、モータ駆動基板等の設計が容易になる。
【００４５】
また、ブレーキ荷重が大きい領域ほど、電動モータ４等を含むアクチュエータのヒステリシスが大きく、ＰＷＭ周期を長くすることで増大する電流リプルの影響を受けにくいため、実質的に制御性を悪化させることなくスイッチング損失を低減できる。したがって、熱容量の増加または放熱性の向上といった手段を用いる従来技術よりもコスト低減を図りつつスイッチング損失を低減できる。また浮遊容量の小さいスイッチング素子を採用することなくスイッチング損失を低減できるため、モータ出力が不足することも解消し得る。
【００４６】
＜他の実施形態について＞
以下の説明においては、各実施の形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００４７】
図２に示すように、電流リプル許容判断部（判断部）２５は、電流リプル許容度合の判断において、前記推定ブレーキ力から現在の状態におけるヒステリシスの大きさを推定し、電動式アクチュエータＤＡがヒステリシス中で動作している際には、特に電流リプルを許容する判断を設けてもよい。
【００４８】
ここで図６は、この電動ブレーキ装置のヒステリシス特性を示す図である。以後、図１，図２も適宜参照しつつ説明する。図６の横軸は、トルクを示し、一般にモータトルクすなわち電流に相当する。同図６における縦軸は、電動式アクチュエータＤＡ（図１）によって発生する押圧力を示し、摩擦材９（図１）とブレーキロータ８（図１）の摩擦係数μが一定であるならば、前記押圧力は、例えば、この電動ブレーキ装置におけるブレーキ力に相当する。
【００４９】
主に電動式アクチュエータＤＡ（図１）に作用する摩擦力によって、増圧と減圧での電動モータ４（図１）の回転方向の変化に対する摩擦抗力の向きが変化することから、本図６のようなヒステリシス特性が生じる。例えば、ブレーキ力を一定に保持する際のモータ電流とは、一般に本図６に示すヒステリシス特性における、正効率と逆効率の間（図６でハッチングで表す）の電流に相当する。
【００５０】
図２に示すように、角速度推定手段２２ｂで推定される角速度が閾値より小さく（例えば、ゼロまたはゼロ近傍であり）、かつ出力するモータトルクがヒステリシス中にあると電流リプル許容判断部２５が判断するとき、この電流リプル許容判断部２５は比較的大きな電流リプルを許容するようにしてもよい。したがってスイッチング周期決定部２３は、さらにスイッチング周期を長くし得る。角速度が、例えば、ゼロまたはゼロ近傍であり、かつ出力するモータトルクがヒステリシス中（ヒステリシス中間状態）にある場合、ヒステリシス中でモータトルクが変動しても、電動式アクチュエータＤＡは略動作しないためである。
【００５１】
図５は、電動式アクチュエータの動作がヒステリシス中間状態にあるとき、前述のようにスイッチング周期をさらに長くしてスイッチング損失を低減する例を示す。図５のブレーキ力が維持される領域は、電動式アクチュエータのヒステリシス中間状態に相当する動作状態であるため、電動ブレーキ装置の制御性能に影響を及ぼさずに、さらにスイッチング周期を長くしてスイッチング損失を低減することができる。
【００５２】
直動機構６の変換機構部として、遊星ローラ、ボールねじ等の各種ねじ機構、ボールランプ等の傾斜を利用した機構等を用いることができる。
【００５３】
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５４】
２…制御装置
３…電源装置
４…電動モータ
６…直動機構（摩擦材操作手段）
８…ブレーキロータ
９…摩擦材
１７ａ…指令手段
２０…スイッチング制御手段
２１…ブレーキ力推定手段
２２ｂ…角速度推定手段
２３…スイッチング周期決定部
２５…電流リプル許容判断部（判断部）
２６…ブレーキ制御演算調整部
【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】
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【図７】
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