(57)【要約】【課題】角度推定の異常を安価に且つブレーキ操作時等にも判断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の制御装置２は、モータ角度を推定する角度推定機能部２６と、摩擦材９の押圧力の反力を推定する反力推定機能部２７と、角度推定機能部２６の異常の有無を判断する角度推定異常検出機能部２４とを有する。角度推定異常検出機能部２４は、推定角度および推定反力をデータとして取得するデータ取得部２９と、データ取得部２９で取得した推定角度と推定反力とを定められた条件に従って関連付ける反力相関を推定する反力相関導出部２８と、反力相関導出部２８で推定した反力相関と、データ取得部２９で取得したデータとの一致度合の高さが定められた基準を下回るとき、角度推定機能部２６が異常であると判断する異常判断部３１とを有する。【選択図】図２
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【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ブレーキ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、前記電動モータを制御する制御装置と、を備えた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度を推定する角度推定機能部と、
前記摩擦材の押圧力の反作用による反力を推定する反力推定機能部と、
前記角度推定機能部の異常の有無を判断する角度推定異常検出機能部と、を有し、
前記角度推定異常検出機能部は、
前記角度推定機能部で推定した角度である推定角度またはこの推定角度と等価となるパラメータ、および前記反力推定機能部で推定した反力である推定反力をデータとして取得するデータ取得部と、
このデータ取得部で取得した前記推定角度または前記パラメータと前記推定反力とを定められた条件に従って関連付ける反力相関を推定する反力相関導出部と、
この反力相関導出部で推定した反力相関と、前記データ取得部で取得したデータとの一致度合の高さが定められた基準を下回るとき、前記角度推定機能部が異常であると判断する異常判断部と、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、前記反力相関導出部は、前記定められた条件として、前記推定角度または前記パラメータと前記推定反力とを関連付ける規範相関関数を有し、この規範相関関数と、前記データ取得部で取得したデータとの誤差に基づく評価指標を略最小とする前記反力相関を導出する機能を有し、
前記異常判断部は、前記反力相関の推定時の前記誤差に基づく評価指標について、前記誤差が定められた量より大きい状態に相当する評価が為されたとき、前記角度推定機能部が異常であると判断する電動ブレーキ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電動ブレーキ装置において、前記反力相関が、ブレーキを解除した状態からブレーキ力を発揮し、再び前記ブレーキを解除するまでの第一のブレーキサイクルにおける前記推定角度と前記推定反力とを関連付ける反力相関であり、
前記異常判断部は、前記第一のブレーキサイクルより後に実行される、前記ブレーキを解除した状態からブレーキ力を発揮させる第二のブレーキサイクル中において、前記推定角度および前記推定反力の第一のブレーキサイクル中において求められた前記反力相関に対する乖離量が定められた量より大きいとき、前記角度推定機能部が異常であると判断する電動ブレーキ装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項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機能部を有し、この角速度推定機能部で推定した角速度である推定角速度に基づいて、前記電動モータが前記摩擦材の押圧力を昇圧方向に回転しているか降圧方向に回転しているかを判断し、
前記反力相関導出部は、前記反力相関として、前記電動モータが前記昇圧方向に回転しているときの正作動相関と、前記電動モータが前記降圧方向に回転しているときの逆作動相関とを推定する機能を有し、
前記異常判断部は、前記電動モータが前記昇圧方向に回転しているときの前記正作動相関の一致度合と、前記電動モータが前記降圧方向に回転しているときの前記逆作動相関の一致度合とのいずれか一方または両方の一致度合が定められた基準を下回るとき、前記角度推定機能部が異常であると判断する電動ブレーキ装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項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機能部を有し、この角速度推定機能部で推定した角速度である推定角速度に基づいて、前記電動モータが前記摩擦材の押圧力を昇圧方向に回転しているか降圧方向に回転しているかを判断する機能を有し、
前記反力相関導出部は、前記電動モータが前記昇圧方向に回転しているときの正作動相関と、前記電動モータが前記降圧方向に回転しているときの逆作動相関のいずれか一方を推定する機能を有し、前記推定された正作動相関ないし逆作動相関のいずれか一方の相関に基づいて、定められた換算係数を介して他方の相関を推定する機能を有し、
前記異常判断部は、前記電動モータが前記昇圧方向に回転しているときの前記正作動相関の一致度合と、前記電動モータが前記降圧方向に回転しているときの前記逆作動相関の一致度合のいずれか一方または両方の一致度合が定められた基準を下回るとき、前記角度推定機能部が異常であると判断する電動ブレーキ装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の電動ブレーキ装置において、前記制御装置は、推定角速度が定められた大きさより小さいとき、前記電動モータが停止状態にあるとみなす機能を有し、
前記制御装置は、前記電動モータが停止状態にあるとみなせる場合において、前記正作動相関および前記逆作動相関に基づいて、前記反力相関を導出する一方の第一のパラメータから、前記正作動相関および前記逆作動相関に基づく他方の第二のパラメータを導出する機能を有し、
前記異常判断部は、前記第二のパラメータが、前記正作動相関および前記逆作動相関に基づいて導出された第二のパラメータ群の範囲から誤差補正比率に基づいて拡大された範囲外であるとき、前記角度推定機能部が異常であると判断する電動ブレーキ装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の電動ブレーキ装置において、前記反力相関導出部は、前記定められた条件として、前記摩擦材を含む電動ブレーキ装置の構成部の剛性に基づき、この剛性を変化せしめる可変剛性パラメータαを含む、反力と角度との第一の結合関数ｆ１と、この第一の結合関数ｆ１に含まれる前記構成部以外の電動ブレーキ装置の構成部の剛性に基づく第二の結合関数ｆ２と、前記第一の結合関数ｆ１に関連する構成部と前記第二の結合関数ｆ２に関連する構成部との変形比率βと、を用いて、推定反力ｐおよび推定角度ないし推定位置ｘに対して、
ｐ＝ｆ１（α，βｘ）＋ｆ２（（１−β）ｘ）による演算誤差の分散が最小となるよう前記可変剛性パラメータα、変形比率βを決定する機能を有する電動ブレーキ装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の電動ブレーキ装置において、前記制御装置は、前記摩擦材の押圧力を推定する荷重推定機能部を有し、
前記反力相関が、前記荷重推定機能部で推定した押圧力である推定荷重と、前記推定反力とを関連付ける反力相関であり、
前記異常判断部は、前記反力相関と、前記データ取得部で取得したデータとの一致度合の高さが定められた基準を下回るとき、前記角度推定機能部が異常であると判断する電動ブレーキ装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項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加速度ないしこの角加速度に相当し得る値を推定する角加速度推定機能部を有し、
前記反力相関導出部は、前記角加速度推定機能部で推定した推定角加速度が定められた大きさより小さい条件における推定反力および推定角度を用いて、前記反力相関を推定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、電動ブレーキ装置に関し、角度推定の異常を安価に且つブレーキ操作時等にも判断することができる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータ装置および電動モータを使用した電動アクチュエータとして、以下の技術が提案されている。
（１）電動モータの回転駆動力を減速機により減速し、直動機構を介して直線運動に変換して、摩擦パッドをディスクロータに押圧接触させて制動力を付加する技術（特許文献１）。
（２）ブレーキ非操作時にモータを動作させ、ブレーキの異常を判断する技術（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２４７５７６号公報
【特許文献２】特開平１１−１７０９９１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のような、電動アクチュエータを使用した電動ブレーキ装置において、例えば車両のブレーキのような用途に用いる場合、一般に、極めて高い安全性を要求されることが多い。特に、電動ブレーキ装置のセンサ系統に異常が発生すると、重大な動作異常が生じる可能性が高いため、センサ系統の異常を正確に検出する事が重要となる。
【０００５】
前記の電動ブレーキ装置において、中でも、角度センサの異常検出が困難となる場合が多い。対策として、例えば角度センサを複数設けて冗長化する場合、センサのコストおよび搭載スペースが問題となる場合がある。
例えば、特許文献２のような、操縦者によってブレーキが操作されない状況において電動モータを駆動し、異常を判断する場合、ブレーキ操作時に異常が発生した場合に異常を検出できず、動作異常を生じる場合がある。
【０００６】
この発明の目的は、角度推定の異常を安価に且つブレーキ操作時等にも判断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】
【０００７】
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と接触してブレーキ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、前記電動モータ４を制御する制御装置２と、を備えた電動ブレーキ装置において、
前記制御装置２は、
前記電動モータ４の角度を推定する角度推定機能部２６と、
前記摩擦材９の押圧力の反作用による反力を推定する反力推定機能部２７と、
前記角度推定機能部２６の異常の有無を判断する角度推定異常検出機能部２４と、を有し、
前記角度推定異常検出機能部２４は、
前記角度推定機能部２６で推定した角度である推定角度またはこの推定角度と等価となるパラメータ、および前記反力推定機能部２７で推定した反力である推定反力をデータとして取得するデータ取得部２９と、
このデータ取得部２９で取得した前記推定角度または前記パラメータと前記推定反力とを定められた条件に従って関連付ける反力相関を推定する反力相関導出部２８と、
この反力相関導出部２８で推定した反力相関と、前記データ取得部２９で取得したデータとの一致度合の高さが定められた基準を下回るとき、前記角度推定機能部２６が異常であると判断する異常判断部３１と、を有する。
前記定められた条件、前記定められた基準は、それぞれ設計等によって任意に定める条件、基準であって、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条件、基準を求めて定められる。
前記推定した反力相関と前記データとが良く一致するとは、前記一致度合が高いことを意味し、前記推定した反力相関と前記データとがあまり一致しないとき、前記一致度合が低いことを意味する。
【０００８】
この構成によると、反力相関導出部２８は、取得した推定角度またはパラメータと推定反力とを定められた条件に従って関連付ける反力相関を推定する。異常判断部３１は、推定した反力相関と、元のデータ（つまり実際の結果）との一致度合の高さを評価する。異常判断部３１は、一致度合の高さが定められた基準を下回るとき、角度推定機能部２６が異常であると判断する。
角度推定機能部２６において、例えば、出力の固着等の異常が発生すると、推定角度がその状態で静止する。このとき角度が動かないため、推定反力の大きさは増大し、例えば電動モータ４の発揮し得る最大トルク相当まで増大する。このとき、推定角度と推定反力との反力相関は、アクチュエータ剛性に依存した連続的なカーブから、不連続性の高い折れ点のような軌跡を描く。このため、このような軌跡に対する元のデータの一致度合は、比較的大きな推定誤差を生ずる。したがって、一致度合の高さが定められた基準を下回るとき、角度推定機能部２６が異常であると判断し得る。このように角度推定の異常を、従来技術よりも安価に且つブレーキ操作時等にも判断することができる。
【０００９】
前記反力相関導出部２８は、前記定められた条件として、前記推定角度または前記パラメータと前記推定反力とを関連付ける規範相関関数を有し、この規範相関関数と、前記データ取得部２９で取得したデータとの誤差に基づく評価指標を最小とする前記反力相関を導出する機能を有し、
前記異常判断部３１は、前記反力相関の推定時の前記誤差に基づく評価指標について、前記誤差が定められた量より大きい状態に相当する評価が為されたとき、前記角度推定機能部２６が異常であると判断してもよい。
前記定められた量は、設計等によって任意に定める量であって、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量を求めて定められる。
この構成によると、前記一致度合を比較的容易に演算できるため、電動ブレーキ装置１の角度推定異常を正確に検出し冗長性を高めることができる。また複数の角度センサ等を設けなくても角度推定機能部２６の異常を判断することができるため、センサのコスト低減を図れる。
【００１０】
前記反力相関が、ブレーキを解除した状態からブレーキ力を発揮し、再び前記ブレーキを解除するまでの第一のブレーキサイクルにおける前記推定角度と前記推定反力とを関連付ける反力相関であり、
前記異常判断部３１は、前記第一のブレーキサイクルより後に実行される、前記ブレーキを解除した状態からブレーキ力を発揮させる第二のブレーキサイクル中において、前記推定角度および前記推定反力の第一のブレーキサイクル中において求められた前記反力相関に対する乖離量が定められた量より大きいとき、前記角度推定機能部２６が異常であると判断してもよい。
前記定められた量は、設計等によって任意に定める量であって、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量を求めて定められる。
この構成によると、演算負荷等の都合により前記相関推定をリアルタイムで行うことが困難である場合においても、前記ブレーキ作動時の相関を用いて、角度推定機能部２６の異常を推定することが可能となる。
【００１１】
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機能部２５を有し、この角速度推定機能部２５で推定した角速度である推定角速度に基づいて、前記電動モータ４が前記摩擦材９の押圧力を昇圧方向に回転しているか降圧方向に回転しているかを判断し、
前記反力相関導出部２８は、前記反力相関として、前記電動モータ４が前記昇圧方向に回転しているときの正作動相関と、前記電動モータ４が前記降圧方向に回転しているときの逆作動相関とを推定する機能を有し、
前記異常判断部３１は、前記電動モータ４が前記昇圧方向に回転しているときの前記正作動相関の一致度合と、前記電動モータ４が前記降圧方向に回転しているときの前記逆作動相関の一致度合とのいずれか一方または両方の一致度合が定められた基準を下回るとき、前記角度推定機能部２６が異常であると判断してもよい。
前記定められた基準は、設計等によって任意に定める基準であって、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基準を求めて定められる。
この構成によると、摩擦材操作手段６等を備えた電動ブレーキ装置１は摩擦力等の影響によりヒステリシス特性を示すため、電動モータ４が昇圧方向に回転しているときの正作動時と降圧方向に回転しているときの逆作動時とを分けて角度推定機能部２６の異常を評価することで、異常判断の精度を向上することができる。
【００１２】
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機能部２５を有し、この角速度推定機能部２５で推定した角速度である推定角速度に基づいて、前記電動モータ４が前記摩擦材９の押圧力を昇圧方向に回転しているか降圧方向に回転しているかを判断する機能を有し、
前記反力相関導出部２８は、前記電動モータ４が前記昇圧方向に回転しているときの正作動相関と、前記電動モータ４が前記降圧方向に回転しているときの逆作動相関のいずれか一方を推定する機能を有し、前記推定された正作動相関ないし逆作動相関のいずれか一方の相関に基づいて、定められた換算係数を介して他方の相関を推定する機能を有し、
前記異常判断部３１は、前記電動モータ４が前記昇圧方向に回転しているときの前記正作動相関の一致度合と、前記電動モータ４が前記降圧方向に回転しているときの前記逆作動相関の一致度合のいずれか一方または両方の一致度合が定められた基準を下回るとき、前記角度推定機能部２６が異常であると判断してもよい。
前記定められた換算係数、前記定められた基準は、それぞれ設計等によって任意に定める換算係数、基準であって、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換算係数、基準を求めて定められる。
この構成によると、アクチュエータ特性において、正作動時と逆作動時の効率特性がある程度強く関連している場合、正・逆いずれか一方の作動相関から他方の作動相関も規定することができ、計算負荷を軽減することができる。
【００１３】
前記制御装置２は、推定角速度が定められた大きさより小さいとき、前記電動モータ４が停止状態にあるとみなす機能を有し、
前記制御装置２は、前記電動モータ４が停止状態にあるとみなせる場合において、前記正作動相関および前記逆作動相関に基づいて、前記反力相関を導出する一方の第一のパラメータから、前記正作動相関および前記逆作動相関に基づく他方の第二のパラメータを導出する機能を有し、
前記異常判断部３１は、前記第二のパラメータが、前記正作動相関および前記逆作動相関に基づいて導出された第二のパラメータ群の範囲から誤差補正比率に基づいて拡大された範囲外であるとき、前記角度推定機能部２６が異常であると判断してもよい。
前記定められた大きさ、前記誤差補正比率は、それぞれ設計等によって任意に定める大きさ、誤差補正比率であって、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大きさ、誤差補正比率を求めて定められる。
この構成によると、電動モータ４の正、逆作動時だけでなくヒステリシス中の状態においても角度推定機能部２６の異常を判断し得る。
【００１４】
前記反力相関導出部２８は、前記定められた条件として、前記摩擦材９を含む電動ブレーキ装置１の構成部の剛性に基づき、この剛性を変化せしめる可変剛性パラメータαを含む、反力と角度との第一の結合関数ｆ１と、この第一の結合関数ｆ１に含まれる前記構成部以外の電動ブレーキ装置１の構成部の剛性に基づく第二の結合関数ｆ２と、前記第一の結合関数ｆ１に関連する構成部と前記第二の結合関数ｆ２に関連する構成部との変形比率βと、を用いて、推定反力ｐおよび推定角度ないし推定位置ｘに対して、
ｐ＝ｆ１（α，βｘ）＋ｆ２（（１−β）ｘ）による演算誤差の分散が最小となるよう前記可変剛性パラメータα、変形比率βを決定する機能を有するものであってもよい。
この構成によると、相関関数の形状を予めある程度規定しておき、関連する変数を減らすことで、計算負荷を軽減することができる。
【００１５】
前記制御装置２は、前記摩擦材９の押圧力を推定する荷重推定機能部１９を有し、
前記反力相関が、前記荷重推定機能部１９で推定した押圧力である推定荷重と、前記推定反力とを関連付ける反力相関であり、
前記異常判断部３１は、前記反力相関と、前記データ取得部２９で取得したデータとの一致度合の高さが定められた基準を下回るとき、前記角度推定機能部２６が異常であると判断してもよい。
前記定められた基準は、設計等によって任意に定める基準であって、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基準を求めて定められる。
この構成によると、推定反力と推定荷重との反力相関は、アクチュエータの非線形剛性の影響を受けないため、比較的容易に相関関係を設定することができる。
【００１６】
前記制御装置２は、前記電動モータ４の角加速度ないしこの角加速度に相当し得る値を推定する角加速度推定機能部３３を有し、
前記反力相関導出部２８は、前記角加速度推定機能部３３で推定した推定角加速度が定められた大きさより小さい条件における推定反力および推定角度を用いて、前記反力相関を推定してもよい。
前記定められた大きさは、設計等によって任意に定める大きさであって、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大きさを求めて定められる。
角速度が大きい条件において、慣性モーメント誤差等によって反力推定の精度が低下する場合がある。このため、この構成によると、そのような角速度が大きい状態を除外して反力相関を推定することで、異常判断の精度を向上することができる。
【発明の効果】
【００１７】
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ブレーキ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、前記電動モータを制御する制御装置と、を備えた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度を推定する角度推定機能部と、前記摩擦材の押圧力の反作用による反力を推定する反力推定機能部と、前記角度推定機能部の異常の有無を判断する角度推定異常検出機能部と、を有し、前記角度推定異常検出機能部は、前記角度推定機能部で推定した角度である推定角度またはこの推定角度と等価となるパラメータ、および前記反力推定機能部で推定した反力である推定反力をデータとして取得するデータ取得部と、このデータ取得部で取得した前記推定角度または前記パラメータと前記推定反力とを定められた条件に従って関連付ける反力相関を推定する反力相関導出部と、この反力相関導出部で推定した反力相関と、前記データ取得部で取得したデータとの一致度合の高さが定められた基準を下回るとき、前記角度推定機能部が異常であると判断する異常判断部と、を有する。このため、角度推定の異常を安価に且つブレーキ操作時等にも判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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角度推定異常検出機能部の実行例を示すフローチャートである。
【図４】同電動ブレーキ装置の動作例を示す図である。
【図５】図４の例において角度センサの固着が発生せず、電動ブレーキ装置の正常な動作例を示す図である。
【図６】この発明の他の実施形態に係る電動ブレーキ装置の制御系のブロック図である。
【図７】この発明のさらに他の実施形態に係る電動ブレーキ装置の角度推定異常検出機能部の実行例を示すフローチャートである。
【図８】同電動ブレーキ装置の動作例を示す図である。
【図９】この発明のさらに他の実施形態に係る電動ブレーキ装置の角度推定異常検出機能部の実行例を示すフローチャートである。
【図１０】この発明のさらに他の実施形態に係る電動ブレーキ装置の角度推定異常検出機能部の実行例を示すフローチャートである。
【図１１】この発明のさらに他の実施形態に係る電動ブレーキ装置の制御系のブロック図である。
【図１２】同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】
【００１９】
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５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、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。
【００２０】
＜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に示すように、電動式直動アクチュエータ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。図１および図２に示すように、アクチュエータ本体ＡＨは、電動モータ４と、減速機構５と、摩擦材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。
【００２１】
図１に示すように、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効率かつ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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
＜制御装置２について＞
図２に示すように、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。
【００２９】
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（Vehicle Control Unit, ＶＣＵ）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、ブレーキ操作手段そのものであってもよく、あるい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。
【００３０】
各制御装置２は、制御演算を行う各種制御演算機能部と、電流センサＳｃ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、荷重推定機能部１９、電流推定機能部２０、荷重制御機能部２１、電流制御機能部２２、運動状態推定機能部２３および角度推定異常検出機能部２４を有する。
【００３１】
荷重推定機能部１９は、荷重センサＳｂの出力から制御演算に用いる荷重（推定荷重）を推定する機能を有する。あるいは、荷重推定機能部１９は、前述の通り、前記荷重センサＳｂを用いずに、推定荷重を求める荷重センサレス推定を行ってもよい。
【００３２】
電流センサＳｃは、例えば、シャント抵抗両端の電圧を検出するアンプからなるセンサ、または通電経路の周囲の磁束等を検出する非接触式センサ等を用いることができる。
電流推定機能部２０は、前記電流センサＳｃの出力から制御演算に用いる電流を推定する機能を有する。もしくは本図２の他の構成として、例えば、モータドライバ１８を構成する素子等の端子電圧等を検出する構成としてもよく、一次側の電流からモータ相電流を推定する構成としてもよい。あるいは、一切の電流センサを設けずに、後述の電流制御機能部２２において、電動モータ４の抵抗またはインダクタンス等の特性に基づきフィードフォワード制御を行うこともできる。
【００３３】
荷重制御機能部２１は、指令手段１７ａより要求される指令値に対して、前記推定荷重が追従するよう操作量を演算する。前記操作量は、例えば、モータトルクであってもよく、電流ノルムまたは電流ベクトルであってもよい。荷重制御機能部２１の制御演算は、例えば、荷重指令値および推定荷重を直接制御演算に用いてもよく、ブレーキ力を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。また、荷重のフィードバック制御の他、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もよく、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、またはフィードバック制御とフィードフォワード制御を適宜併用することもできる。
【００３４】
電流制御機能部２２は、荷重制御機能部２１の操作量であるモータトルクまたは電流を指令値として電動モータ４を駆動する機能を有する。特に、前記指令値をモータトルクとする場合、電流制御機能部２２は、所定のモータトルクを発揮するための電流指令値を求める電流変換機能を備えてもよく、角速度推定機能部２５で推定したモータ角速度等の所定条件に応じて電流指令値を導出する機能を備えると、電動モータ４を高出力に駆動できて好適である。また電流制御機能部２２の電流制御は、例えば、電流フィードバック制御を用いてもよく、所定のモータ特性に基づいてフィードフォワード制御を用いてもよく、これら電流フィードバック制御とフィードフォワード制御を適宜併用してもよい。
【００３５】
運動状態推定機能部２３は、モータ角度を推定する角度推定機能部２６と、前記角速度推定機能部２５と、摩擦材９の押圧力による反作用による反力を推定する反力推定機能部２７とを有する。角度推定機能部２６は、角度センサＳａの出力から制御演算に用いる電動モータ４の角度（推定角度）を推定する機能を有する。なお角度推定機能部２６は、角度センサＳａを用いずに推定角度を求める角度センサレス推定を行ってもよい。
【００３６】
運動状態推定機能部２３は、例えば、モータトルク等の操作量および推定角度を用いて、アクチュエータ慣性等の物性を状態遷移式に含む状態推定オブザーバを構成することができ、状態量に角度、角速度、反力等を含めることで角速度推定機能部２５および反力推定機能部２７を設けることができる。もしくは運動状態推定機能部２３は、例えば、外乱オブザーバを用いた反力推定機能部２７、および推定角度の微分演算により角速度を推定する角速度推定機能部２５等により前記状態量と等価なパラメータを推定してもよい。また、本図２の構成の他、例えば、角速度センサを設け、この角速度センサで検出した角速度の積分相当量である状態量として角度（推定角度）を導出することもできる。
【００３７】
角度推定異常検出機能部２４は、角度推定機能部２６の異常の有無を判断する。この角度推定異常検出機能部２４は、推定反力と推定角度との相関を推定する反力相関導出部２８と、反力相関を導出するためのデータを取得するデータ取得部としての反力相関推定用データ記憶部２９と、前記反力相関導出部２８の結果を適切な結果に収束させる収束演算部３０と、前記反力相関導出部２８の収束結果から角度推定機能部２６の異常を判断する異常判断部３１とを備える。
【００３８】
反力相関導出部２８は、推定反力と推定角度とを関連付ける所定の反力相関（所定関数）を推定する。前記所定関数は、例えば、所定の多項式と、勾配または非線形性を調整する調整係数と、を含む関数において、前記調整係数を設定する方法とすることができ、あるいはより自由度の高い、多項式係数を直接設定する方法とすることができる。
【００３９】
例えば、摩擦ブレーキＢＲにおいて、キャリパ剛性、アクチュエータ剛性、ブレーキロータ剛性は、温度により微小な影響を除けば、設計段階から概ね一定であると言える。一方、摩擦材剛性は、主に摩耗により大きく変化する。すなわち、摩擦材９の摩耗による剛性変化係数αと、摩耗材変形量ｘ１を変数とする関数ｆ１（α，ｘ１）と、前記キャリパ、アクチュエータ等の変形量ｘ２を変数とする関数ｆ２（ｘ２）との総和により、反力ｐは、ｐ＝ｆ１（α，ｘ１）＋ｆ２（ｘ２）とすることができる。
【００４０】
さらに、摩耗材変形量ｘ１と、キャリパ等の変形量ｘ２について、剛性比率βにより総変形量ｘに対してｘ１＝β・ｘ、ｘ２＝（１−β）ｘとすることで、最終的に反力ｐにつきｐ＝ｆ１（α，βｘ）＋ｆ２（（１−β）ｘ）とし、変数α、βの２値についての収束演算を行えばよく、収束解は応答曲面法等を用いて比較的容易に求めることができる。なお、前記変形量ｘ，ｘ１，ｘ２はモータ角度換算値であってもよく、等価リード等を介した直動量であってもよい。
【００４１】
また、前記推定反力は、アクチュエータ本体ＡＨの増圧／減圧の動作方向に対してヒステリシス特性を示す。このため、反力相関導出部２８は、電動モータ４が増圧（昇圧）方向に回転している正作動時の正作動相関を推定する正作動相関推定部２８ａと、電動モータ４が減圧（降圧）方向に回転している逆作動時の逆作動相関を推定する逆作動相関推定部２８ｂとを備え、これら正作動相関推定部２８ａ、逆作動相関推定部２８ｂを状況毎に区別すると好適である。このとき、前記正作動と逆作動は、例えば、モータ角速度の極性等から区別することができるが、正作動と逆作動が切替わる角速度ゼロ近傍のデータは、前記相関推定において除外する処理を設けると、推定精度を向上できて好ましい。
【００４２】
前記推定角度について、所定周期でオーバーラップないしアンダーラップする角度の周期動作を補完し、連続した角度を導出する機能を有していてもよい。例えば、レゾルバ等の角度センサＳａまたは角度センサレス推定における一周期に対して、一般に電動ブレーキ装置における荷重を零から最大値まで推移させると複数周期に相当する量を電動モータが回転するため、前記の補完を行うことによって総回転角度を導出することができる。
【００４３】
反力相関推定用データ記憶部２９は、反力相関導出部２８において用いるためのデータを蓄積する機能を有する。このとき、反力相関推定用データ記憶部２９は、例えば、前記推定反力と推定角度の少なくともいずれか一方が所定以上変化しない限り、データの蓄積を行わない処理を用いてもよい。前記の処理を用いることで、相関を導出する上で意味の薄いデータがサンプルされて演算負荷が増大することを抑制できて好適である。あるいは、例えば、前記推定反力に誤差を生じやすいモータ急加速時等を除外してサンプリングする等の処理を設けてもよい。
【００４４】
収束演算部３０は、例えば、レーベンバーグ・マッカート法に代表される最小二乗法等に基づき、前記推定反力と推定角度を関連付ける所定関数を求めるための収束演算を行う機能を有することができる。収束演算部３０における収束演算の終了条件として、所定以下の誤差となった場合、誤差縮小傾向の極値を検出した場合、所定の繰り返し回数を経た場合等を用いることができ、これらを適宜併用してもよい。
【００４５】
異常判断部３１は、例えば、収束演算結果の誤差縮小値を評価し、誤差が大きい場合は角度推定機能部２６が異常であると判断する機能とすることができる。換言すれば、異常判断部３１は、反力相関導出部２８で推定した反力相関と、反力相関推定用データ記憶部２９で取得したデータとの一致度合（カーブフィッティングの一致度合（一致精度））の高さが定められた基準を下回るとき、角度推定機能部２６が異常であると判断し得る。
【００４６】
モータドライバ１８は、電動モータ４のコイルに供給する電力を制御する。モータドライバ１８は、例えば、電界効果トランジスタ（Field effect transistor；略称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、前記スイッチ素子のＯＮ−ＯＦＦデューティ比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。
【００４７】
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アームスイッチ素子が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。
【００４８】
本図は、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。
また、各機能の接続形態は一つの例として示すものであり、前述の機能に支障をきたさない範囲で変更できるものとする。例えば、運動状態推定機能部において推定する各パラメータは本図において接続されていない荷重制御機能部においても利用可能である。
【００４９】
＜角度推定異常検出機能部の実行フロー例＞
図３は、図２の電動ブレーキ装置の角度推定異常検出機能部の実行例を示すフローチャートである。図３の説明において図２も適宜参照しつつ説明する。
本処理開始後、反力相関推定用データ記憶部２９は、推定角度および推定反力を相関計算用のデータとして取得する（ステップＳ１）。本図３の例では、データとして角度と反力とを使用する例を示すが、後述する図６、図１１に示すように適宜変更可能とする。また、前記と等価なパラメータであってもよく、例えば、角度に代えて、アクチュエータ本体ＡＨの等価リードを介したストローク量等を用いることもできる。
【００５０】
次に、反力相関導出部２８は、反力Ｆｒｅ、角度Ｔｈを関連付けるＦｒｅ＝ｆ（Ｔｈ）の関数ｆを求める（ステップＳ２）。関数ｆは、前記と逆に反力を引数として角度を求める関数であってもよい。反力相関導出部２８は、ステップＳ２で求めた相関と、ステップＳ１で取得した実際の推定値との誤差を評価する（ステップＳ３）。誤差の評価は、例えば、求めた相関から演算した値と実際の推定値との偏差の二乗平均等で与えられる。あるいは、誤差の評価は、誤差率の二乗平均または総和を用いてもよく、さらに所定の角度または反力の領域を重点的にフィッティングするための重み係数等を適宜設けてもよい。
【００５１】
収束演算部３０は、ステップＳ３の誤差が小さくなるよう、ステップＳ２の相関を調整するカーブフィッティング収束演算を行う（ステップＳ４）。前記収束演算は、例えば、Levenberg-Marquardt法またはGauss-Newton法に代表される収束演算法を用いることができる。前記誤差が最小値に収束しないとき（ステップＳ４：ｎｏ）、ステップＳ２に戻る。
【００５２】
異常判断部３１は、最終的に収束された誤差（ステップＳ４：ｙｅｓ）に対して、所定の基準値に対する大小関係を比較し（ステップＳ５）、前記基準値より誤差が大きい場合（ステップＳ５：ｙｅｓ）は、角度推定機能部２６が異常と判断する（ステップＳ６）。その後、本処理を終了する。
本図３は必要最小限のフローに省略化されたものであり、実際に運用する上で、本図３に記載しないフローを適宜設けてもよい。例えば、ステップＳ２〜Ｓ４は無限ループとなり得るため、繰り返し回数の上限によって収束演算を終了し、ループを脱する処理を設けることもできる。
【００５３】
＜電動ブレーキ装置の動作例＞
図４は、角度センサの出力の固着が発生した場合における、図２の角度推定異常検出機能部の実行例を示す。
図４（ａ），（ｂ）に示すように、電動ブレーキ装置の作動時に角度センサの出力の固着が発生すると、推定角度がその状態で静止する。このとき、角度が動かないため、図４（ｃ）に示すように、推定反力は電動モータの発揮し得る最大トルク相当まで上昇する。
【００５４】
このとき、図４（ｅ）に示すように、推定角度と推定反力との相関は、アクチュエータ剛性に依存した連続的なカーブから不連続性の高い折れ点のような軌跡を描く。このため、このような軌跡に対するカーブフィッティングの結果は比較的大きな推定誤差を生ずることとなり、異常判断部３１（図２）は、図４（ｄ）に示すように、この誤差が所定の閾値を超えたところで角度推定機能部２６（図２）が異常と判断することができる。なお、本実施形態は、例えば、角度センサレス推定を行う場合において、入出力の観測異常または推定値を格納するレジスタの固着等により異常が発生した場合においても、本図と同様の異常推定が可能である。
【００５５】
図５は、図４の例において角度センサの出力の固着が発生せず、正常な動作であった場合の例を示す。この図５の場合、推定角度と推定反力との相関は、アクチュエータ剛性に依存した連続的なカーブの軌跡を描く。このような軌跡に対するカーブフィッティングの結果は、大きな推定誤差を生ずることがない。
【００５６】
＜作用効果＞
以上説明した電動ブレーキ装置１によれば、反力相関導出部２８は、取得した推定角度と推定反力とを定められた条件に従って関連付ける反力相関を推定する。異常判断部３１は、推定した反力相関と、元のデータとの一致度合の高さを評価する。異常判断部３１は、一致度合の高さが定められた基準を下回るとき、角度推定機能部２６が異常であると判断する。このように角度推定の異常を、従来技術よりも安価に且つブレーキ操作時等にも判断することができる。
【００５７】
＜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。
【００５８】
図６は、図２に対して、収束演算部を設けない例を示す。この図６の場合、反力相関導出部２８は、所定の推定反力および推定角度から、相関関数を一意に決定する機能を有する。例えば、シミュレーションおよび実験等により、収束演算を行わずとも所定の推定反力および推定角度から相関関数を微調整するのみで十分に高精度な所定の相関関数が得られることが事前検証により確認できている場合、本図６の手法により演算負荷を軽減できる。誤差演算部３２は、求めた相関と実際の推定値との誤差を演算する。異常判断部３１は、この誤差が所定の閾値を超えたところで角度推定機能部２６が異常と判断し得る。
【００５９】
図７は、アクチュエータ本体の電動モータが昇圧（増圧）方向に回転しているときの正作動、電動モータが降圧（減圧）方向に回転しているときの逆作動、ヒステリシス中間作動において、それぞれ相関推定および異常判断を行う例を示す。
本処理開始後、制御装置２（図２等）は、モータ回転方向を判定し（ステップＳ１１）、増圧方向、減圧方向、ゼロ（回転無し）に条件分離する。前記回転方向は、例えば、モータ角速度より判断することができる。またゼロ速度の厳密の判断は困難であるため、例えば、角速度が±０．５ｒａｄ／ｓ等の所定の範囲内にある場合はゼロ速度と見なしてもよく、このときの角速度閾値はシミュレーション等から任意に定めるものであってもよい。
【００６０】
電動モータが増圧方向に回転しているとき、反力相関導出部２８（図２等）は、正作動における相関（正作動相関）を導出する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２の相関導出過程は、例えば、図３のステップＳ２〜Ｓ４に相当する。
相関導出における誤差が大きい場合（ステップＳ１３：ｙｅｓ）、異常判断部３１（図２等）は、角度推定異常として判断する（ステップＳ１６）。その後本処理を終了する。
【００６１】
電動モータが減圧方向に回転しているとき、反力相関導出部２８（図２等）は、逆作動における相関（逆作動相関）を導出する（ステップＳ１４）。このステップＳ１４の相関導出過程は、例えば、図３のステップＳ２〜Ｓ４に相当する。
相関導出における誤差が大きい場合（ステップＳ１５：ｙｅｓ）、異常判断部３１（図２等）は、角度推定異常として判断する（ステップＳ１７）。その後本処理を終了する。
【００６２】
このとき、アクチュエータの仕様によっては、正作動時または逆作動時の特性のうちいずれか一方から、他方を概ね推定可能である場合がある。この場合、正作動時のステップＳ１２〜における反力相関推定または逆作動時のステップＳ１４〜における反力相関推定のうち、いずれか一方のみを演算を実行し、その結果に定められた換算係数を介して他方の反力相関を演算し、他方においては前記演算された反力相関に基づく既定の結果に対する実際の推定結果の誤差を評価し、前記誤差が所定より大きい場合を角度推定異常として判断する処理としてもよい。
【００６３】
電動モータが停止状態にあるとみなせる場合、制御装置２は、正作動相関および逆作動相関に基づいて、反力相関を導出する一方の第一のパラメータから、正作動相関および逆作動相関に基づく他方の第二のパラメータを導出する機能を有する。異常判断部３１は、第二のパラメータが、正作動相関および逆作動相関に基づいて導出された第二のパラメータ群の範囲から誤差補正比率に基づいて拡大された範囲外であるとき、角度推定機能部２６が異常であると判断する。
【００６４】
モータ角度と、推定反力と、を関連付ける反力相関において、モータ角度を第一のパラメータ、推定反力を第二のパラメータとする。モータ角速度が概ねゼロであるヒステリシス中間動作の場合、それまで計算された正作動相関、逆作動相関を基に、第二のパラメータである反力の上下限値（第二のパラメータ群）を計算する（ステップＳ１８）。推定反力が、正作動時の相関より演算した反力を上回る場合（ステップＳ１９：ｙｅｓ）、または推定反力が、逆作動時の相関より演算した反力を下回る場合（ステップＳ２０：ｙｅｓ）、前記第二のパラメータである推定反力が第二のパラメータ群である反力の上下限値からなる範囲を逸脱したことを判断し、角度推定異常として判断する（ステップＳ２１）。その後本処理を終了する。
前記反力の上下限値について、相関推定の誤差を考慮し、導出された上下限値を基に所定の誤差補正比率に基づいて前記上下限値からなる幅が広がるよう前記上下限値を補正し、前記幅を広げた上下限値に基づいて上記判断を行う処理としても良い。
また、前記とは逆に、推定反力を第一のパラメータとし、モータ角度を第二のパラメータとしてもよい。所定の角度における反力の上下限値を推定反力が逸脱する状況は、換言すれば所定の反力における角度の上下限値を推定角度が逸脱する状況と概ね等価である。
【００６５】
図８は、図７に示す正作動・逆作動を分けて反力相関を推定する手法を適用し、増減圧動作における減圧時に角度センサの固着が発生した場合の動作例を示す。この角度センサの固着が発生した場合、推定角度と推定反力との相関は、アクチュエータ剛性に依存した連続的なカーブから不連続性の高い折れ点のような軌跡を描く。このため、このような軌跡に対するカーブフィッティングの結果は比較的大きな推定誤差を生ずることとなり、異常判断部３１（図２）は、この誤差が所定の閾値を超えたところで角度推定機能部が異常と判断する。なお増圧時に角度センサの固着が発生した場合にも、前記と同様に角度推定機能部の異常を判断し得る。
【００６６】
図９は、電動モータの角加速度が所定より大きい場合のデータを相関推定から除外する処理を適用する例を示す。一般に、角加速度が大きい場合には、主に慣性モーメント誤差および摺動抵抗等の影響により、推定反力の推定誤差が比較的大きくなることが多いため、本図の処理を行うと前記の誤差の大きい推定値の影響を低減できる。
【００６７】
本処理開始後、角加速度推定機能部３３（図２）で推定した角加速度の大きさが所定より小さい場合（ステップＳ３１：ｎｏ）、反力相関推定用データ記憶部２９（図２）は反力相関用のデータを取得する（ステップＳ３２）。なお、ステップＳ３１の角加速度は、例えば、出力トルク、推定反力トルク、および慣性モーメントを用いた推定、または推定角度の２階微分値等より得ることができる。
【００６８】
また、ステップＳ３１における角加速度の“大きさ”とは、正負を問わず絶対値としての大きさを意味するものとする。ステップＳ３２で取得するデータは、図３ステップＳ１に示す推定反力および推定角度であってもよく、その他の推定ストローク量、推定ブレーキ荷重、等のパラメータであってもよい。データ数が所定数以上揃った場合（ステップＳ３３：ｙｅｓ）、反力相関の推定および角度推定異常診断（ステップＳ３４〜Ｓ３７）を行う。その後本処理を終了する。
この構成によると、角速度が大きい状態を除外して反力相関を推定することで、異常判断の精度を向上することができる。
【００６９】
図１０は、電動ブレーキ装置を搭載した車両において、摩擦ブレーキ（ブレーキ）を解除した状態からブレーキ力を発揮させるブレーキ動作を行い、また摩擦ブレーキが解除されるまでの少なくとも１ブレーキサイクルにおいて反力相関を推定する。この反力相関から次以降のブレーキ動作時の推定反力および推定角度との誤差から、角度推定異常を判断する例を示す。
【００７０】
本処理開始後、制御装置は、摩擦ブレーキが解除中か動作中かを判断し（ステップＳ４１）、解除中であれば、反力相関推定用データ記憶部２９（図２等）は、それまでのブレーキ動作履歴から相関計算用のデータを取得し（ステップＳ４５）、反力相関導出部２８（図２等）は反力相関を計算する（ステップＳ４６）。ステップＳ４５で取得するデータは、図３ステップＳ１に示す推定反力および推定角度であってもよく、その他の推定ストローク量、推定ブレーキ荷重、等のパラメータであってもよい。
【００７１】
このとき、例えば、極低いブレーキ荷重しか発揮されていないような場合、反力相関を計算するのに不十分である場合が考えられるため、例えば、少なくとも所定以上のブレーキ荷重が発揮されたときに、ステップＳ４６〜Ｓ４６の処理を行ってもよい。ステップＳ４６で計算する反力相関はブレーキ作動から解除までの１ブレーキサイクルであってもよく、所定の複数のブレーキサイクルであってもよい。
【００７２】
摩擦ブレーキが作動中（動作中）である場合、角度推定異常検出機能部２４（図２等）は、前回までのブレーキ動作から導出した反力相関に対する現在のブレーキ動作における推定相関および推定角度の誤差（乖離量）を計算する（ステップＳ４２）。この計算は、例えば、前回までのブレーキ動作において角度Ｔｈｎに対して反力ｐｎを得る所定の関数ｐｎ＝ｆｎ（Ｔｈｎ）を得た場合、例えば、現在の推定反力ｐｔおよび推定角度Ｔｈｔについて、Δ＝｜ｐｔ−ｆｎ（Ｔｈｔ）｜を計算して求めてもよく、前記のような単純差分ではなく誤差率等を用いてもよい。
【００７３】
前記誤差が所定値より大きい場合（ステップＳ４３：ｙｅｓ）、角度推定機能部が異常と判断する（ステップＳ４４）。その後本処理を終了する。
この構成によると、演算負荷等の都合によりリアルタイムでの処理が困難である場合においても、前記ブレーキ作動時の相関を用いて、角度推定機能部の異常を推定することが可能となる。
【００７４】
図１１は、図２に対して、推定角度に代えて推定荷重を用いる例を示す。図１２は、推定反力と推定荷重（推定ブレーキ荷重）との相関を用いる例を示す。一般に、荷重と反力との関係は比較的単調な相関を示すため、相関関数の導出が容易となる。図１１および図１２に示す構成によると、推定反力と推定荷重との反力相関は、アクチュエータ本体ＡＨの非線形剛性の影響を受けないため、比較的容易に相関関係を設定することができる。なお、この構成の場合、荷重推定機能部１９は荷重センサＳｂを用いて荷重を推定する機能に限定される。
【００７５】
異常判断部３１にて角度推定機能部２６が異常であると判断された場合、異常判断部３１は、各種制御機能部に角度推定結果が異常であることを送信し、各制御機能部は角度推定異常が発生した場合に所定の安全動作を行う仕様としてもよい。例えば、角度推定結果を使用しない電動モータ４の制御法により、電動ブレーキ装置１の動作を継続してもよい。
【００７６】
具体的には、例えば、制御装置２は、電動モータ４の実際の角度によらず、荷重推定機能部１９で推定される推定荷重から求められるブレーキ力推定値とブレーキ力指令値との偏差に基づいて、電動モータ４の電流位相を決定する。制御装置２は、ブレーキ力推定値とブレーキ力指令値との偏差から演算電気角速度を求め、この演算電気角速度から決定された演算電気角からモータ電流を求める。制御装置２は、決定された前記電流位相等から求められるモータ電流目標値に対して、前記演算電気角から求められるモータ電流等を追従させる。
【００７７】
あるいは、角度推定機能部２６に異常が発生した場合には、制御装置２は、電動モータ４への通電を停止する処理を行ってもよく、これらは車両における安全設計要件に基づき適切な処理が選択できるものとする。
【００７８】
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。
【００７９】
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】
【００８０】
２…制御装置
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
１９…荷重推定機能部
２４…角度推定異常検出機能部
２５…角速度推定機能部
２６…角度推定機能部
２７…反力推定機能部
２８…反力相関導出部
２９…反力相関推定用データ記憶部（データ取得部）
３１…異常判断部
３３…角加速度推定機能部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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