(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪と共に回転する回転体に対する接触および離間が可能な摩擦材に、モータにより駆動される加圧部材が係合させられ、それらモータと加圧部材とにより摩擦材が回転体に接触させられて加圧されることにより、車輪の回転を抑制する電動ブレーキと、
前記加圧部材が駆動された駆動量を検出する駆動量センサと、
ブレーキ操作部材の操作力または操作量を検出するブレーキ操作センサと、
前記駆動量センサにより検出された実駆動量が、そのブレーキ操作センサにより検出されたブレーキ操作力または操作量で決まる目標駆動量に実質的に等しくなるように、前記モータへの供給電流または供給電圧を制御するモータ制御装置とを含む電動ブレーキ装置であって、
当該電動ブレーキ装置が、前記モータに供給された電流または電圧である実モータ電流または電圧を検出するモータ電流センサまたはモータ電圧センサを含み、前記モータ制御装置が、(a)前記実モータ電流または電圧と前記摩擦材に加えられる実際の加圧力との間の予め定められた第１の関係と、前記モータ電流センサまたはモータ電圧センサにより検出された実モータ電流または電圧とから、実際の加圧力を取得する手段と、(b)その取得された実際の加圧力と、その加圧力が取得された時点に前記駆動量センサによって検出された実駆動量とから前記摩擦材の実剛性値を取得する手段と、(c)その取得された実剛性値と前記ブレーキ操作力または操作量で決まる要求加圧力とから前記目標駆動量を決定する手段とを含むことを特徴とする電動ブレーキ装置。
【請求項２】
前記モータ制御装置が、前記電動ブレーキにより前記車輪に加えられる実際の制動力である実車輪制動力を増加させる場合においても減少させる場合においても、前記駆動量センサにより検出される実駆動量が前記目標駆動量と実質的に等しくなるように前記モータへの供給電流または供給電圧を制御する第１制御手段を含む請求項１に記載の電動ブレーキ装置。
【請求項３】
前記第１制御手段が、(a)前記摩擦材の実剛性値が標準値である場合における前記摩擦材に加えられる加圧力と前記加圧部材の駆動量との間の予め定められた関係と、前記ブレーキ操作力または操作量で決まる要求加圧力とから標準駆動量を決定し、その決定した標準駆動量を補正係数で補正した値を前記目標駆動量に決定する手段と、(b)前記補正係数を、(i)前記第１の関係と、前記加圧部材の駆動量が標準駆動量である時点に前記モータ電流センサまたはモータ電圧センサにより検出された実モータ電流または電圧とから取得される実際の加圧力と(ii)前記要求加圧力との比率として決定する補正係数決定手段とを含む請求項２に記載の電動ブレーキ装置。
【請求項４】
前記補正係数決定手段が、前記実車輪制動力を増加させる場合と減少させる場合とのうち予め定められたいずれか一方の場合において、前記補正係数を決定し、前記第１制御手段が、他方の場合において、前記補正係数決定手段によって決定された補正係数を使用して前記目標駆動量を決定する手段を含む請求項３に記載の電動ブレーキ装置。
【請求項５】
前記モータ制御装置が、前記電動ブレーキにより前記車輪に加えられる実際の制動力である実車輪制動力を増加させる場合には、前記モータ電流センサまたはモータ電圧センサにより検出される実モータ電流または電圧が、前記第１の関係と前記要求加圧力とから決まる目標モータ電流または電圧と実質的に等しくなるように前記モータへの供給電流または供給電圧を制御する一方、前記実車輪制動力を減少させる場合には、前記駆動量センサにより検出される実駆動量が前記目標駆動量と実質的に等しくなるように前記モータへの供給電流または供給電圧を制御する第２制御手段を含む請求項１に記載の電動ブレーキ装置。
【請求項６】
前記第２制御手段が、(a)前記実車輪制動力を増加させる場合に、(i)前記第１の関係と、前記実モータ電流または電圧とから実際の加圧力を推定し、(ii)その推定された加圧力を、前記実モータ電流または電圧が検出された時点に前記駆動量センサによって検出された実駆動量で割ることによって得られた値を前記摩擦材の実剛性値として推定する実剛性値推定手段と、(b)前記実車輪制動力を減少させる場合に、その実剛性値推定手段により推定された実剛性値を用いて前記目標駆動量を決定する手段とを含む請求項５に記載の電動ブレーキ装置。
【請求項７】
前記電動ブレーキが、前記モータへの供給電流または供給電圧と、前記電動ブレーキにより前記車輪に実際に加えられる制動力である実車輪制動力との間に、前記モータへの供給電流または供給電圧を減少させても前記実車輪制動力が減少しないヒステリシス特性を有するものであり、前記モータ制御装置が、前記モータへの供給電流または供給電圧が増加させられることにより、前記実車輪制動力が増加させられて、前記ブレーキ操作力または操作量で決まる目標車輪制動力に到達した後、前記実車輪制動力を保持する場合に、実車輪制動力が前記目標車輪制動力より実質的に減少しない範囲で、前記モータへの供給電流または供給電圧を減少させる第３制御手段を含む請求項１ないし６のいずれかに記載の電動ブレーキ装置。
【請求項８】
前記第３制御手段が、前記モータへの供給電流または供給電圧の減少を、前記実車輪制動力が前記目標車輪制動力より減少し始める供給電流または供給電圧まで行う手段を含む請求項７に記載の電動ブレーキ装置。
【請求項９】
前記モータ制御装置が、さらに、前記実車輪制動力が前記目標車輪制動力より０でない設定値以上小さくならない限り、前記モータへの供給電流または供給電圧を増加させないで保持する第４制御手段を含む請求項７または８に記載の電動ブレーキ装置。
【請求項１０】
前記モータが、ロータを含み、前記加圧部材が、直線運動させられるものであり、前記電動ブレーキが、前記ロータの回転運動を前記加圧部材の直線運動に変換する運動変換機構を含み、前記駆動量センサが、(a)前記ロータの回転位置と回転数との少なくとも一方を検出する検出部と、(b)その検出部による検出値と、前記運動変換機構がロータの回転運動を加圧部材の直線運動に変換する速度比率とに基づき、前記加圧部材の実駆動量を演算する演算部とを含む請求項１ないし９のいずれか１つに記載の電動ブレーキ装置。
【請求項１１】
前記モータ制御装置が、アンチロック制御中に、車輪のロックを防止する量に前記目標駆動量を決定する手段を含む請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の電動ブレーキ装置。
【請求項１２】
前記駆動量センサが、前記加圧部材が前記摩擦材から離間した瞬間の検出値を０として前記加圧部材の駆動量を検出するものである請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の電動ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータを駆動源とする電動ブレーキを備えた電動ブレーキ装置に関するものであり、特に、そのモータを制御する技術の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
その電動ブレーキ装置の一従来例が特開昭６３−２４２７６４号公報に記載されている。これは、(a) 車輪と共に回転する回転体に対する接触・離間が可能な摩擦材に、モータにより駆動される加圧部材が係合させられ、それらモータと加圧部材とにより摩擦材が回転体に接触させられて加圧されることにより、車輪の回転を抑制する電動ブレーキと、(b) 加圧部材が摩擦材を加圧する加圧力または車輪制動力であるブレーキ関連力を検出する力センサと、(c) その力センサの出力信号に基づいてモータを制御するモータ制御装置とを含むように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および発明の効果】
この従来の電動ブレーキ装置においては、モータを制御するために力センサが必要である。しかし、力センサは一般に、加圧部材等、運動部材の運動量を検出するセンサや、モータ等、電気部品に供給された電流・電圧を検出するセンサに比較して高価である。
このような事情を背景として、本発明は、安価なセンサによりモータを制御し得る電動ブレーキ装置を提供することを課題としてなされたものである。
その課題は、本発明の下記の各態様によって解決される。なお、以下の説明において、本発明の各態様をそれぞれに項番号を付して請求項と同じ形式で記載する。各項に記載の特徴を組み合わせて採用することの可能性を明示するためであり、ここに記載された組合せ以外の組合せを採用することの可能性を排除したり、ここに記載された特徴以外の特徴を採用することの可能性を排除するものではない。
【０００４】
(1)車輪と共に回転する回転体に対する接触および離間が可能な摩擦材に、モータにより駆動される加圧部材が係合させられ、それらモータと加圧部材とにより摩擦材が回転体に接触させられて加圧されることにより、車輪の回転を抑制する電動ブレーキと、
前記加圧部材が駆動された駆動量を検出する駆動量センサと、
ブレーキ操作部材の操作力または操作量を検出するブレーキ操作センサと、
前記駆動量センサにより検出された実駆動量が、そのブレーキ操作センサにより検出されたブレーキ操作力または操作量で決まる目標駆動量に実質的に等しくなるように、前記モータへの供給電流または供給電圧を制御するモータ制御装置と
を含むことを特徴とする電動ブレーキ装置。
駆動量センサは一般に、前記力センサと比較して安価である。したがって、この装置によれば、安価なセンサによりモータを制御し得る。
この装置において「電動ブレーキ」はディスク式としたり、ドラム式とすることができる。「摩擦材」は、「電動ブレーキ」がディスク式である場合には摩擦パッドとなり、ドラム式である場合にはブレーキライニングまたはブレーキシューとなる。
また、「加圧部材」の駆動量は、「加圧部材」が直線運動させられるものである場合にはストローク（移動させられた距離）を意味し、一方、「加圧部材」が回転運動させられる場合には回転させられた角度を意味することとなる。よって、「駆動量センサ」は、ストロークセンサとして構成したり、回転センサとして構成することができる。
また、「加圧部材」の駆動量は、その物理的意義を考えると、摩擦材が回転体に接触せず、摩擦材が弾性的に変形しない状態では、摩擦材の位置変化量として把握することができる。一方、摩擦材が回転体に接触し、摩擦材が実質的に弾性変形する状態では、摩擦材の位置、特に、回転体との接触位置は実質的に変化せず、摩擦材の弾性変形量が変化するため、この状態においては、「加圧部材」の駆動量は、摩擦材の弾性変形量として把握することができる。
(2)さらに、前記モータに供給された電流または電圧である実モータ電流または電圧を検出するモータ電流センサまたはモータ電圧センサを含み、前記モータ制御装置が、(a)前記実モータ電流または電圧と前記摩擦材に加えられる実際の加圧力との間の予め定められた第１の関係と、前記モータ電流またはモータ電圧センサにより検出された実モータ電流または電圧とから、実際の加圧力を取得する手段と、(b)その取得された実際の加圧力と、その加圧力が取得された時点に前記駆動量センサによって検出された実駆動量とから前記摩擦材の実剛性値を取得する手段と、(c)その取得された実剛性値と前記ブレーキ操作力または操作量で決まる要求加圧力とから前記目標駆動量を決定する手段とを含む(1)に記載の電動ブレーキ装置〔請求項１〕。
摩擦材が回転体に接触した状態においては、摩擦材が加圧部材により加圧される力の実際値（実加圧力）と実駆動量との関係が、摩擦材の剛性値によって変化する。ここに、摩擦材の剛性値は、摩擦材の硬さを表すものであり、また、摩擦材が弾性を有することに着目すれば、摩擦材の弾性係数を表すものであるということができ、また、それら実加圧力と実駆動量とが比例関係を有すると仮定することができる場合には、摩擦材の比例定数を表すものであるということができる。いずれにしても、摩擦材の剛性値は、常に一定であるわけではなく、摩擦材の摩耗等によって変化する。そのため、このような性質の下において、実駆動量のみに基づいてモータを制御することとした場合には、モータを常に精度よく制御することが困難となる。
これに対して、本項に記載の装置においては、実駆動量のみならず実モータ電流または電圧にも基づいてモータへの供給電流または供給電圧が制御される。一方、実モータ電流または電圧と実加圧力との間には、予め定められた第１の関係があり、摩擦材の剛性値の影響を受けないものである。したがって、この装置によれば、実駆動量に基づいてモータへの供給電流または供給電圧を制御する際の欠点、すなわち、摩擦材の剛性値の影響を受け易いという欠点を、第１の関係と実モータ電流または電圧とを用いることにより、解消または軽減可能となる。
(3)前記モータが、ロータを含み、前記加圧部材が、直線運動させられるものであり、前記電動ブレーキが、前記ロータの回転運動を前記加圧部材の直線運動に変換する運動変換機構を含み、前記駆動量センサが、(a)前記ロータの回転位置と回転数との少なくとも一方を検出する検出部と、(b)その検出部による検出値と、前記運動変換機構がロータの回転運動を加圧部材の直線運動に変換する速度比率とに基づき、前記加圧部材の実駆動量を演算する演算部とを含む(1)項または(2)項に記載の電動ブレーキ装置〔請求項１０〕。
前項に記載の装置における「駆動量センサ」は、加圧部材が駆動された駆動量を直接に検出する形式とすることができる。一方、モータが、回転運動させられるロータを含み、加圧部材が、直線運動させられるものであり、電動ブレーキが、ロータの回転運動を加圧部材の直線運動に変換する運動変換機構を含む電動ブレーキ装置においては、ロータの回転位置と回転数との少なくとも一方と、運動変換機構がロータの回転運動を加圧部材の直線運動に変換する速度比率とが分かれば、そのセンサによる検出値から加圧部材の実駆動量を演算できる。一方、電動ブレーキ装置においては、モータをフィードバック制御するために、ロータの回転位置と回転数との少なくとも一方を検出するセンサが設けられる場合がある。
このような知見に基づき、本項に記載の装置においては、駆動量センサが、(a) ロータの回転位置と回転数との少なくとも一方を検出する検出部と、(b) その検出部による検出値と運動変換機構の速度比率とに基づき、加圧部材の実駆動量を演算する演算部とを含むものとされている。したがって、この装置によれば、ロータの回転の検出と加圧部材の駆動量の検出とを同じセンサにより実行可能となるため、別々にセンサを設ける場合に比較して装置コストの節減を容易に図り得る。
(4)前記モータ制御装置が、前記駆動量センサと前記モータ電流センサまたはモータ電圧センサとにより互いに実質的に同じ時期にそれぞれ検出された実駆動量と実モータ電流または電圧とに基づいて前記摩擦材の実剛性値を推定し、その推定された実剛性値を考慮して前記モータへの供給電流または供給電圧を制御するものである(3)項に記載の電動ブレーキ装置。
(5)前記モータ制御装置が、前記電動ブレーキにより前記車輪に加えられる実際の制動力である実車輪制動力を増加させる場合においても減少させる場合においても、前記駆動量センサにより検出される実駆動量が前記目標駆動量と実質的に等しくなるように前記モータへの供給電流または供給電圧を制御する第１制御手段を含む(1)ないし(4)項のいずれかに記載の電動ブレーキ装置〔請求項２〕。
この装置によれば、後述の装置とは異なり、実車輪制動力の増加必要時であるか減少必要時であるかによってモータを制御する基本的な方式を異ならせることが不要となる。
(6)さらに、前記モータに供給された電流または電圧である実モータ電流または電圧を検出するモータ電流センサまたはモータ電圧センサを含み、前記第１制御手段が、(a)前記摩擦材の実剛性値が標準値である場合における前記摩擦材に加えられる加圧力と前記加圧部材の駆動量との間の予め定められた関係と、前記ブレーキ操作力または操作量で決まる要求加圧力とから標準駆動量を決定し、その決定した標準駆動量を補正係数で補正した値を前記目標駆動量に決定する目標駆動量決定手段と、(b)前記補正係数を、(i)前記実モータ電流または電圧と前記摩擦材に加えられる実際の加圧力との間の予め定められた第１の関係と、前記加圧部材の駆動量が標準駆動量である時点に前記モータ電流センサまたはモータ電圧センサにより検出された実モータ電流または電圧とから取得される実際の加圧力と(ii)前記ブレーキ操作力または操作量で決まる要求加圧力との比率として決定する補正係数決定手段とを含む(5) 項に記載の電動ブレーキ装置〔請求項３〕。
(7)前記補正係数決定手段が、前記実車輪制動力を増加させる場合と減少させる場合とのうち予め定められたいずれか一方の場合において、前記補正係数を決定し、前記第１制御手段が、他方の場合において、前記補正係数決定手段によって決定された補正係数を使用して前記目標駆動量を決定する手段を含む(6)項に記載の電動ブレーキ装置〔請求項４〕。
この装置においては、実駆動量が目標駆動量と実質的に等しくなるようにモータへの供給電流または供給電圧を制御する際に、摩擦材の実剛性値を考慮して目標駆動量が決定される。よって、この装置によれば、第１の関係と実モータ電流または電圧とを用いることにより、目標駆動量の決定精度が向上する。
実モータ電流または電圧と実加圧力との間の第１の関係は、摩擦材の実剛性値が変化しても変化しない。しかし、それら実モータ電流または電圧と実加圧力との間にはヒステリシス特性が存在する場合がある。その場合には、同じ実モータ電流または電圧に対応する実加圧力が、実モータ電流または電圧の増加時すなわち実車輪制動力を増加させる場合と、実モータ電流または電圧の減少時すなわち実車輪制動力を減少させる場合とで異なってしまう。しかし、実モータ電流または電圧の増加時と減少時とのうち予め定められたいずれか一方においてのみ、実モータ電流または電圧と実加圧力との関係を取得し、その取得した関係に基づいて摩擦材の実剛性値を推定することとすれば、そのようなヒステリシス特性にもかかわらず、摩擦材の実剛性値を精度よく推定可能となる。
このような知見に基づき、本項に記載の装置においては、実車輪制動力を増加させる場合と減少させる場合とのうち予め定められたいずれか一方において、要求加圧力が取得されるとともに、モータ電流センサまたはモータ電圧センサにより実モータ電流または電圧が検出され、その取得された要求加圧力とその検出された実モータ電流または電圧とに基づいて補正係数が決定される。
(8)前記目標駆動量決定手段が、前記標準駆動量と前記補正係数とを互いに掛け算することにより、前記目標駆動量を決定する手段を含む(6)または(7)項に記載の電動ブレーキ装置。
(9)前記補正係数決定手段が、前記要求加圧力を前記実モータ電流または電圧で割り算することにより、前記補正係数を決定する手段を含む(6)ないし(8)項のいずれかに記載の電動ブレーキ装置。
(10)さらに、前記モータに供給された電流または電圧である実モータ電流または電圧を検出するモータ電流センサまたはモータ電圧センサを含み、前記モータ制御装置が、前記電動ブレーキにより前記車輪に加えられる実際の制動力である実車輪制動力を増加させる場合には、前記モータ電流センサまたはモータ電圧センサにより検出される実モータ電流または電圧が、前記実モータ電流または電圧と前記摩擦材に加えられる実際の加圧力との間の予め定められた第１の関係と前記ブレーキ操作力または操作量で決まる要求加圧力とから決まる目標モータ電流または電圧と実質的に等しくなるように前記モータへの供給電流または供給電圧を制御する一方、前記実車輪制動力を減少させる場合には、前記駆動量センサにより検出される実駆動量が前記目標駆動量と実質的に等しくなるように前記モータへの供給電流または供給電圧を制御する第２制御手段を含む(1)ないし(4)項のいずれか１つに記載の電動ブレーキ装置〔請求項５〕。
前述のように、実モータ電流または電圧と実加圧力との間にはヒステリシス特性が存在する場合があるが、実モータ電流または電圧の増加時と減少時とのうち予め定められたいずれか一方のみにおいてそれら実モータ電流または電圧と実加圧力との間の第１の関係を取得するのであれば、そのヒステリシス特性の影響を受けない。また、他方においては、実駆動量に基づいてモータへの供給電流または供給電圧を制御することができる。
このような知見に基づき、本項に記載の装置においては、実車輪制動力を増加させる場合には、実モータ電流または電圧が目標モータ電流または電圧と実質的に等しくなるようにモータへの供給電流または供給電圧が制御される一方、実車輪制動力を減少させる場合には、実駆動量が目標駆動量と実質的に等しくなるようにモータへの供給電流または供給電圧が制御される。
(11)前記第２制御手段が、(a)前記実車輪制動力を増加させる場合に、(i)前記第１の関係と、前記モータ電流センサまたはモータ電圧センサによって検出された実モータ電流または電圧とから実際の加圧力を推定し、(ii)その推定された加圧力を、前記実モータ電流または電圧が検出された時点に前記駆動量センサによって検出された実駆動量で割ることによって得られた値を前記摩擦材の実剛性値として推定する実剛性値推定手段と、(b)実車輪制動力を減少させる場合に、その実剛性値推定手段により推定された実剛性値を用いて前記目標駆動量を決定する目標駆動量決定手段とを含む(10)項に記載の電動ブレーキ装置〔請求項６〕。
前項に記載の装置においては、実車輪制動力を減少させる場合には、実駆動量が目標駆動量と実質的に等しくなるようにモータへの供給電流または供給電圧が制御される。一方、前述のように、実駆動量と実加圧力との間の関係は、摩擦材の剛性値が変化すれば変化する。また、実車輪制動力を増加させる場合に、実駆動量と実モータ電流または電圧で決まる実加圧力とに基づいて摩擦材の実剛性値を推定可能である。このような知見に基づき、本項に記載の装置においては、実車輪制動力を増加させる場合に、摩擦材の実剛性値が推定されるとともに、実車輪制動力を減少させる場合には、その推定された摩擦材の実剛性値を考慮することにより、目標駆動量が決定される。したがって、この装置によれば、実車輪制動力を減少させる場合に、実駆動量に基づくモータ制御を精度よく行い得る。
(12)前記実剛性値推定手段が、(a) 前記モータ電流センサまたはモータ電圧センサにより検出された実モータ電流または電圧に基づいて実加圧力を推定し、その推定された実加圧力を、前記実モータ電流または電圧が検出された時点に前記駆動量センサにより検出された実駆動量で割り算することにより、前記実剛性値を推定するものである(11)項に記載の電動ブレーキ装置。
(13)前記目標駆動量決定手段が、前記要求加圧力から前記実加圧力を引き算した値を前記推定された実剛性値で割り算し、その値に前記目標駆動量の最新値を足し算することにより、目標駆動量の今回値を決定するものである(11)または(12)項に記載の電動ブレーキ装置。
(14)前記モータ制御装置が、アンチロック制御中に、車輪のロックを防止する量に前記目標駆動量を決定する手段を含む(1)項ないし(13)項のいずれか１つに記載の電動ブレーキ装置〔請求項１１〕。
(15)モータを駆動源として車輪の回転を抑制する電動ブレーキと、
そのモータを制御するモータ制御装置であって、実車輪制動力を増加させた後であって、実車輪制動力を減少させる前において、実車輪制動力が実質的に減少しない範囲で、モータに供給される電流または電圧を減少させるものと
を含むことを特徴とする電動ブレーキ装置。
この装置によれば、実モータ電流または電圧と実車輪制動力との間にヒステリシス特性が存在し、その結果、モータへの供給電流または供給電圧を減少させても実車輪制動力が減少しない、いわゆる不感帯が存在する場合にもかかわらず、実車輪制動力を減少させることが必要となった場合に、実車輪制動力を素早く減少可能となる。すなわち、実車輪制動力を減少させる際の電動ブレーキの応答性が向上するのである。
この装置は、前記(1)ないし(14)項のいずれかに記載の電動ブレーキ装置と組み合わせて実施することが可能である。
(16)前記電動ブレーキが、前記モータへの供給電流または供給電圧と、前記電動ブレーキにより前記車輪に実際に加えられる制動力である実車輪制動力との間に、前記モータへの供給電流または供給電圧を減少させても前記実車輪制動力が減少しないヒステリシス特性を有するものであり、前記モータ制御装置が、前記モータへの供給電流または供給電圧が増加させられることにより、実車輪制動力が増加させられて、前記ブレーキ操作力または操作量で決まる目標車輪制動力に到達した後、前記実車輪制動力を保持する場合に、実車輪制動力が前記目標車輪制動力より実質的に減少しない範囲で、前記モータへの供給電流または供給電圧を減少させる第３制御手段を含む(1)ないし(15)項のいずれかに記載の電動ブレーキ装置〔請求項７〕。
電動ブレーキには、実モータ電流または電圧と実車輪制動力との間に、モータへの供給電流または供給電圧を減少させても実車輪制動力が減少しないヒステリシス特性を有する形式がある。そのようなヒステリシス特性は特に、モータと加圧部材との間に、ボールねじ機構，ローラねじ機構等、モータの回転運動を加圧部材の直線運動に変換する運動変換機構が介在させられる場合に顕著である。
これに対して、本項に記載の電動ブレーキ装置においては、そのようなヒステリシス特性が積極的に利用されることにより、実車輪制動力を保持することが必要となった場合に、実車輪制動力が実質的に減少しない範囲で、実モータ電流・電圧が減少させられる。したがって、この電動ブレーキ装置によれば、モータによる消費電力の節減が可能となる。
(17)前記第３制御手段が、前記モータへの供給電流または供給電圧の減少を、実車輪制動力が前記目標車輪制動力より減少し始める時期と実質的に等しい時期まで行う手段を含む(15)または(16)項に記載の電動ブレーキ装置〔請求項８〕。
前記第３制御手段が、実モータ電流・電圧の前記減少を、実車輪制動力が目標車輪制動力より減少し始める時期と実質的に等しい時期まで行う手段を含む
この電動ブレーキ装置によれば、実車輪制動力を保持することが必要であった後に、実車輪制動力を減少させることが必要となった場合に、上記ヒステリシス特性の存在にもかかわらず、実車輪制動力を直ちに減少させることが可能となり、その結果、電動ブレーキの作動応答性が向上する。
(18)前記モータ制御装置が、さらに、実車輪制動力が前記目標車輪制動力より０でない設定値以上小さくならない限り、前記モータへの供給電流または供給電圧を増加させないで保持する第４制御手段を含む(15)ないし(17)項のいずれかに記載の電動ブレーキ装置〔請求項９〕。
前記(15)ないし(17)項のいずれかに記載の電動ブレーキ装置は、モータ制御装置が、さらに、実車輪制動力が目標車輪制動力よりわずかでも小さくなると、モータへの供給電流または供給電圧を増加させる手段を含む態様で実施することができる。しかし、この態様においては、実車輪制動力が目標車輪制動力に到達した後、モータへの供給電流または供給電圧の減少が行われ、その減少によって実車輪制動力が目標車輪制動力よりわずかでも小さくなると、モータへの供給電流または供給電圧の増加が行われ、その後、その増加によって実車輪制動力が目標車輪制動力に到達すると、モータへの供給電流または供給電圧の減少が行われる。このように、この態様においては、モータへの供給電流または供給電圧の減少および増加が頻繁に繰り返される可能性がある。
これに対して、本項に記載の電動ブレーキ装置においては、実車輪制動力が目標車輪制動力より０でない設定値以上小さくならない限り、モータへの供給電流または供給電圧が増加させられずに保持される。したがって、この電動ブレーキ装置によれば、結局、目標車輪制動力に対してそれの減少側に、実車輪制動力が目標車輪制動力から外れることを許容する許容範囲が設定されることとなる。ここにおいて、目標車輪制動力に対して許容範囲を設定することは、実車輪制動力に、その実車輪制動力が変化しても実モータ電流または電圧が変化しない不感帯を設定することを意味する。よって、この電動ブレーキ装置によれば、実車輪制動力を保持することが必要である場合において実モータ電流または電圧のハンチングが抑制される。
(19)前記モータ制御装置が、さらに、実車輪制動力が目標車輪制動力より大きいが、その目標車輪制動力より０でない設定値以上は大きくない場合に、モータへの供給電流または供給電圧を保持し、設定値以上大きくなった後に、モータへの供給電流または供給電圧を減少させる第５制御手段を含む(15)ないし(18)項のいずれかに記載の電動ブレーキ装置。
この電動ブレーキ装置においては、実車輪制動力が目標車輪制動力を超えても直ちにはモータへの供給電流または供給電圧が減少させられない。したがって、この電動ブレーキ装置によれば、実車輪制動力が目標車輪制動力を超えると直ちにモータへの供給電流または供給が減少させられる場合に比較して、実モータ電流・電圧のハンチングが抑制される。
(20)モータを駆動源として車輪の回転を抑制する電動ブレーキと、
そのモータを制御するモータ制御装置であって、前記モータへの供給電流または供給電圧が増加させられることにより、実車輪制動力が目標車輪制動力に到達した後、実車輪制動力を保持する場合に、実車輪制動力が目標車輪制動力より実質的に減少しない範囲で、モータへの供給電流または供給を減少させる供給電流または供給電圧減少手段を有するものと
を含むことを特徴とする電動ブレーキ装置。
前述のように、電動ブレーキには、実モータ電流または電圧と実車輪制動力との間に、実モータ電流または電圧が減少しても実車輪制動力が減少しないヒステリシス特性を有する形式がある。また、前述のように、そのようなヒステリシス特性は特に、モータと加圧部材との間に、ボールねじ機構，ローラねじ機構等、モータの回転運動を加圧部材の直線運動に変換する運動変換機構が介在させられる場合に顕著である。
これに対して、本項に記載の電動ブレーキ装置においては、そのようなヒステリシス特性が積極的に利用されることにより、実車輪制動力を保持することが必要となった場合に、実車輪制動力が実質的に減少しない範囲で、モータへの供給電流または供給電圧が減少させられる。したがって、この電動ブレーキ装置によれば、モータによる消費電力の節減が可能となる。
(21)前記電動ブレーキが、実モータ電流または電圧と実車輪制動力との間に、実モータ電流または電圧が減少させられても実車輪制動力が減少しないヒステリシス特性を有するものである(20)項に記載の電動ブレーキ装置。
(22)前記供給電流または供給電圧減少手段が、実モータ電流または電圧の前記減少を、実車輪制動力が減少し始める時期と実質的に等しい時期まで行う手段を含む(20)または(21)項に記載の電動ブレーキ装置。
この電動ブレーキ装置によれば、実車輪制動力を保持することが必要であった後に、実車輪制動力を減少させる必要が生じた場合に、上記ヒステリシス特性の存在にもかかわらず、実車輪制動力を素早く減少させることが可能となり、その結果、電動ブレーキの作動応答性が向上する。
(23)前記モータ制御装置が、さらに、実車輪制動力が目標車輪制動力より前記設定値以上小さくならない限り、モータへの供給電流または供給電圧を増加させないで保持する第４制御手段を含む(20)ないし(22)項のいずれかに記載の電動ブレーキ装置。
前記(20)ないし(22)項のいずれかに記載の電動ブレーキ装置は、モータ制御装置が、さらに、実車輪制動力が目標車輪制動力よりわずかでも小さくなると、モータへの供給電流または供給電圧を増加させる手段を含む態様で実施することができる。しかし、この態様においては、実車輪制動力が目標車輪制動力に到達した後、モータへの供給電流または供給電圧の減少が行われ、その減少によって実車輪制動力が目標車輪制動力よりわずかでも小さくなると、モータへの供給電流または供給電圧の増加が行われ、その後、その増加によって実車輪制動力が目標車輪制動力に到達すると、モータへの供給電流または供給電圧の減少が行われる。このように、この態様においては、モータへの供給電流または供給電圧の減少・増加が頻繁に繰り返される可能性がある。
これに対して、本項に記載の電動ブレーキ装置においては、実車輪制動力が目標車輪制動力より０でない設定値以上小さくならない限り、モータへの供給電流または供給電圧が増加させられずに保持される。したがって、この電動ブレーキ装置によれば、結局、目標車輪制動力に対してそれの減少側に、実車輪制動力が目標車輪制動力から外れることが許容される許容範囲が設定されることとなる。ここにおいて、目標車輪制動力に対して許容範囲を設定することは、実車輪制動力に、その実車輪制動力が変化しても実モータ電流・電圧が変化しない不感帯を設定することを意味する。よって、この電動ブレーキ装置によれば、実車輪制動力を保持することが必要である場合においてモータへの供給電流または供給電圧のハンチングが抑制される。
(24)前記モータ制御装置が、さらに、実車輪制動力が目標車輪制動力より大きいが、その目標車輪制動力より０でない設定値以上は大きくない場合に、モータへの供給電流または供給電圧を保持し、設定値以上大きくなった後に、モータへの供給電流または供給電圧を減少させる第５制御手段を含む(20)ないし(23)項のいずれかに記載の電動ブレーキ装置。
この電動ブレーキ装置においては、実車輪制動力が目標車輪制動力を超えても直ちにはモータへの供給電流または供給電圧が減少させられない。したがって、この電動ブレーキ装置によれば、実車輪制動力が目標車輪制動力を超えると直ちにモータへの供給電流または供給電圧が減少させられる場合に比較して、モータへの供給電流または供給電圧のハンチングが抑制される。
(25)前記駆動量センサが、前記加圧部材が前記摩擦材から離間した瞬間の検出値を０として前記加圧部材の駆動量を検出するものである(1)項ないし(19)項のいずれか１つに記載の電動ブレーキ装置［請求項１２］。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のさらに具体的な実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明する。
【０００６】
本発明の第１実施形態である電動ブレーキ装置は４輪車両に搭載されている。このブレーキ装置は、４輪である左右前輪ＦＬ，ＦＲと左右後輪ＲＬ，ＲＲとにおいて４個のディスクブレーキをそれぞれ備えている。各ディスクブレーキは、モータとしてのＤＣモータを駆動源とする電動ブレーキである。それら４輪分のディスクブレーキのうちの一つが図１に代表的に示されている。以下、この図に基づいてディスクブレーキの構造を説明する。
【０００７】
このディスクブレーキ１０においてＤＣモータ（以下、単に「モータ」という。）１２は、ステータ１４とロータ１６とが同軸に相対回転可能に配置されて構成されている。ステータ１４は、コイル１８がコア２０に巻き付けられて構成されている。これに対して、ロータ１６は、周方向においてＮ極とＳ極とに交互に着磁された永久磁石２２をステータ１４に対向する位置に備えている。
【０００８】
このディスクブレーキ１０は、さらに、(a) 車輪と共に回転するディスク（回転体）３０と、(b) そのディスク３０の両側においてディスク３０を挟むように配置された一対の摩擦パッド（摩擦材）３２ａ，３２ｂと、(c) ディスク３０を跨いでそれら一対の摩擦パッド３２ａ，３２ｂを保持するキャリパ３４とを備えている。キャリパ３４は固定部材に、ディスク３０に対してそれの軸線方向に摺動可能に取り付けられる。このキャリパ３４には、一方の摩擦パッド３２ａに背後から係合するリアクション部３６と、他方の摩擦パッド３２ｂに背後から係合する押圧ロッド４０（加圧部材）を、それの軸線方向に移動可能に支持する押圧部４２とが形成されている。その押圧部４２にモータ１２が内蔵されている。
【０００９】
このディスクブレーキ１０においては、モータ１２の回転力がローラねじ機構５０を経て押圧ロッド４０に伝達される。ローラねじ機構５０は、国際公開明細書ＷＯ９６／０３３０１に開示されたローラねじ機構や、特開平１０−１５９９３１号公報に記載されたローラねじ機構と類似するため、簡単に説明する。
【００１０】
ローラねじ機構５０は、ロータ１６と一体的に回転するナット５２と、そのナット５２の内側に同軸に配置されたねじシャフト５４とを備えている。本実施形態においては、ナット５２がキー５５によりロータ１６と結合されている。また、ナット５２は押圧部４２により、複数個のベアリング５６，５８を介して回転可能に支持されている。ローラねじ機構５０は、さらに、それらナット５２とねじシャフト５４との間においてそれらとかみ合わされる複数本のねじローラ６０を備えている。それら複数本のねじローラ６０は図示しないリテーナ（ケージ）に保持され、それにより、それらねじローラ６０はねじシャフト５４に対して、それと平行な姿勢で、かつ、周方向において互いに等間隔な位置において回転可能とされている。ナット５２のねじ面には、それと同軸に延びる溝（図示しない）が形成されている。ナット５２とねじシャフト５４とが相対回転すれば、ねじローラ６０がナット５２内を公転し、それに伴って、ねじローラ６０が軸線方向に移動する。ねじローラ６０がナット５２内を公転して上記溝に嵌入すれば、ねじローラ６０がナット５２とねじシャフト５４との双方から離脱する。離脱したねじローラ６０は、ナット５２に固定の戻し部材（図示しない）によって元の軸方向位置に戻され、再びナット５２とねじシャフト５４との間に入り込んで公転を開始する。ねじシャフト５４は押圧ロッド４０と一体に形成されている。その結果、ナット５２の回転運動がねじシャフト５４および押圧ロッド４０の直線運動に変換される。
【００１１】
このディスクブレーキ１０には、ブレーキ情報センサとしてストロークスイッチ７０とストロークセンサ７２とが設けられている。
【００１２】
ストロークスイッチ７０は、押圧ロッド４０がそれの先端部において摩擦パッド３２ｂの裏板の背面に接触したことを検出するスイッチである。このストロークスイッチ７０は、押圧ロッド４０の先端部に露出状態で取り付けられた一対の接点８０，８０を備えている。それら一対の接点８０，８０は、摩擦パッド３２ｂの、導電性を有する裏板に接触可能であって、接触状態では、それら一対の接点８０，８０が導通状態となる。それら一対の接点８０，８０から一対のワイヤ８４，８４がディスク３０から離間する向きに延び出させられている。それら一対のワイヤ８４，８４は、押圧ロッド４０を通過してキャリパ３４のうちディスク３０から遠い側の端面から突出させられている。
【００１３】
このように構成されたストロークスイッチ７０は具体的には、押圧ロッド４０による摩擦パッド３２ｂの圧縮が開始されたときの押圧ロッド４０の位置をゼロ点位置として検出するために使用される。本実施形態においては、後述のように、その位置が、ストロークスイッチ７０の信号がＯＦＦからＯＮに変化した時にではなく、ＯＮからＯＦＦに変化した時に検出されるようになっている。ストロークスイッチ７０の信号は、一対の接点８０，８０が摩擦パッド３２ｂの裏板に接触すれば、その摩擦パッド３２ｂがディスク３０に接触しない状態でも、ＯＦＦからＯＮに変化してしまい、ディスク３０との接触はあるが摩擦パッド３２ｂの圧縮はない時の摩擦パッド３２ｂの位置を正しく検出することができない。これに対して、ストロークスイッチ７０の信号がＯＮからＯＦＦに変化した時は必ず、押圧ロッド４０により摩擦パッド３２ｂがディスク３０に接触させられるとともにその摩擦パッド３２ｂが圧縮されている状態から、ディスク３０との接触はあるが摩擦パッド３２ｂの圧縮はない状態に移行した時である。それらの理由から、ストロークスイッチ７０の信号がＯＮからＯＦＦに変化した時に、押圧ロッド４０による摩擦パッド３２ｂの圧縮が開始されたときの押圧ロッド４０の位置がゼロ点位置として検出されるようになっているのである。本実施形態においては、後述のように、ストロークスイッチ７０により検出されたそのゼロ点位置が利用されることにより、ストロークセンサ７２の校正が行われるようになっている。
【００１４】
ストロークセンサ７２は、押圧ロッド４０の軸方向におけるストロークを検出するセンサである。ただし、本実施形態においては、ストロークセンサ７２は、モータ１２のロータ１６の回転位置を検出するセンサとして構成されている。具体的には、ストロークセンサ７２は、図２に示すように、複数個の永久磁石８６と、少なくとも１個の磁気検出素子としての複数個のホール素子８８とを備えている。本実施形態においては、複数個の永久磁石８６がロータ１６にそれと同軸な一円周に沿って等間隔で取り付けられ、一方、複数個のホール素子８８が、キャリパ３４に、複数個の永久磁石８６に少ない隙間を隔てて対向する位置において取り付けられている。
【００１５】
ロータ１６の回転位置すなわち回転数とローラねじ機構５０の運動変換速度比率とから、押圧ロッド４０のストロークを算出可能である。このような知見に基づき、本実施形態においては、ストロークセンサ７２がロータ１６の回転位置を検出するロータ回転位置センサとされている。
【００１６】
なお、本実施形態においては、モータ１２の制御につき、押圧ロッド４０のストロークに基づいて制御する方式が採用されているが、さらに、ロータ１６の回転位置にも基づいて制御する方式を採用することが可能である。この方式においては、ストロークと回転位置とを別々のセンサにより検出することが可能であるが、上記ストロークセンサ７２を使用する場合には、１個のセンサでストロークと回転位置との双方を検出可能となり、別々のセンサにより検出する場合に比較して、使用するセンサの数が少なくて済む。
【００１７】
図３には、このブレーキ装置の電気的構成がブロック図で示されている。このブレーキ装置は、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と略称する。）９０を備えている。ＥＣＵ９０は、ＣＰＵ９２，ＲＯＭ９４およびＲＡＭ９６を含むコンピュータ９８を主体として構成されている。
【００１８】
ＥＣＵ９０の入力側には、前記ストロークスイッチ７０およびストロークセンサ７２が接続され、さらに、ブレーキ操作量センサ１００とモータ電流センサ１０２とが接続されている。ブレーキ操作量センサ１００は、ブレーキ操作量としてのブレーキ操作部材の操作力または操作ストロークを検出し、それに応じた信号を出力するものである。モータ電流センサ１０２は、モータ１２に接続され、そこに実際に流れる電流を検出し、その検出値に応じた信号を出力するものである。ストロークスイッチ７０，ストロークセンサ７２およびモータ電流センサ１０２は４輪分設けられていて、それら４輪分がＥＣＵ９０の入力側に接続されている。
【００１９】
一方、ＥＣＵ９０の出力側には、４輪のディスクブレーキ１０に属する４個のモータ１２が、各モータドライバ１０４を介して接続されている。各モータドライバ１０４は、ＥＣＵ９０から電流指示信号が入力されるとともに、その入力された電流指示信号に応じた量の電流を、電源としてのバッテリ１０６から各モータドライバ１０４を経て各モータ１２に供給する。
【００２０】
コンピュータ９８のＲＯＭ９４には、各輪のモータ１２を制御することにより、各輪のディスクブレーキ１０を制御するブレーキ制御ルーチンが記憶されている。本ルーチンは図４にフローチャートで表されている。以下、本ルーチンの内容を説明するが、まず、概略的に説明する。
【００２１】
本ルーチンにおいては、ブレーキ操作量ＡB に基づいて要求加圧力Ｆreq が決定される。ここに、要求加圧力Ｆreq は、モータ１２により駆動される押圧ロッド４０により摩擦パッド３２ａ，３２ｂが加圧される力の要求値を意味する。本ルーチンにおいては、続いて、その決定された要求加圧力Ｆreq に基づき、押圧ロッド４０の目標ストロークＳ* が決定されるとともに、その押圧ロッド４０の実ストロークＳact が検出され、その実ストロークＳact がフィードバックされることにより、実ストロークＳact が目標ストロークＳ* と実質的に等しくなるようにモータ１２の電流ｉが制御される。すなわち、本実施形態においては、モータ１２の電流制御が基本的には実ストロークＳact のフィードバックにより行われるのである。
【００２２】
このように、モータ１２の電流制御を基本的には実ストロークＳact のフィードバックにより行う場合には、次のような問題が生じる。
【００２３】
押圧ロッド４０のストロークＳと加圧力Ｆとの間には、図５にグラフで示すように、比例関係が成立すると考えることができる。その場合の比例定数は、摩擦パッド３２ａ，３２ｂの剛性値（以下、単に「パッド剛性値」という。）Ｃを表す量であると考えることができる。しかし、この比例定数は、常に同じであるわけではなく、摩擦パッド３２ａ，３２ｂの摩耗量によって変化する。例えば、同図に示すように、摩擦パッド３２ａ，３２ｂが新品である場合と、摩耗量が限界に達した末期品である場合とで変化するのである。そのため、ストロークＳと加圧力Ｆとの関係、すなわち、比例定数を一義的に設定した場合には、摩擦パッド３２ａ，３２ｂの摩耗量が予定値と一致しないと、実加圧力Ｆact と実ストロークＳact との関係を精度よく再現できない。よって、比例定数を一義的に設定した場合には、モータ電流ｉがブレーキ操作量ＡB との関係において適正に制御されないという事態が発生し得る。
【００２４】
一方、図６にグラフで示すように、モータ電流ｉと加圧力Ｆとの間には、モータ電流ｉに比例して加圧力Ｆが増加するという比例関係が存在する。例えば、モータ電流ｉの増加時には、加圧力Ｆを、
Ｆ＝ｂ×（ｉ−ａ）
なる式で表すことができる。ここに、ｂは、比例定数を表しており、一方、ａは、モータ１２に供給されても加圧力Ｆが増加しない無効電流を表している。そして、それらモータ電流ｉと加圧力Ｆとの関係は、前述の、押圧ロッド４０のストロークＳと加圧力Ｆとの関係とは異なり、パッド剛性値Ｃの影響を受けない。
【００２５】
このように、モータ電流ｉと加圧力Ｆとの関係には、パッド剛性値Ｃの影響を受けないという利点があり、よって、加圧力Ｆの実際値を取得することが必要である場合に、加圧力Ｆの実際値を直接に検出するセンサがなくても、モータ電流センサ１０２さえあれば、加圧力Ｆの実際値を精度よく取得可能となる。
【００２６】
しかしながら、モータ電流ｉと加圧力Ｆとの間には、同図に示すように、ヒステリシス特性が存在していて、同じモータ電流ｉに対応する加圧力Ｆが、モータ電流ｉの増加時と減少時とで互いに一致しない。そのため、モータ電流ｉの増加時と減少時との双方において、同じ規則に従って、モータ電流ｉから加圧力Ｆを精度よく取得することはできない。
【００２７】
とはいえ、モータ電流ｉの増加時と減少時とのうち予め定められた特定時に限り、モータ電流ｉと加圧力Ｆとの関係に着目するのであれば、実モータ電流ｉact から実加圧力Ｆact を精度よく推定可能となる。例えば、実モータ電流ｉact の増加時には、上記式を用いることにより、実モータ電流ｉact から実加圧力Ｆact を精度よく推定可能となるのである。
【００２８】
そこで、本実施形態においては、実モータ電流ｉact の増加時であるか減少時であるかを問わず、実ストロークＳact が目標ストロークＳ* と実質的に等しくなるように実モータ電流ｉact が制御されるとともに、実モータ電流ｉact の増加時に限り、実モータ電流ｉact と実ストロークＳact との関係が取得され、その取得された関係に基づき、ブレーキ操作量ＡB から目標ストロークＳ* を決定する際に用いるそれら両者間の関係が補正される。
【００２９】
ここに、ブレーキ操作量ＡB から目標ストロークＳ* を決定する際には、具体的には、まず、ブレーキ操作量ＡB に対応する要求加圧力Ｆreq が決定され、次に、パッド剛性値Ｃの実際値が標準値（図５にイニシャルマップとして示す。）と等しいとの仮定の下で、要求加圧力Ｆreq に対応する標準ストロークＳ0 が決定され、さらに、その決定された標準ストロークＳ0 に補正係数ｋが掛け算されることにより、目標ストロークＳ* が決定される。すなわち、目標ストロークＳ* は、
Ｓ* ＝ｋ×Ｓ0
なる式を用いることにより、決定されるのである。
【００３０】
一方、図７にグラフで示すように、標準ストロークＳ0 に対応する加圧力Ｆは、パッド剛性値Ｃの実際値が標準値と等しい場合には、要求加圧力Ｆreq と一致するが、パッド剛性値Ｃの実際値が標準値と等しくない場合には、要求加圧力Ｆreq と一致せず、実加圧力Ｆact となる。そして、それら要求加圧力Ｆreq と実加圧力Ｆact との間には、
Ｆreq ／Ｆact ＝Ｓ* ／Ｓ0
なる式で表される関係が成立する。
補正係数ｋは、前述の式から明らかなように、
ｋ＝Ｓ* ／Ｓ0
なる式で表わされる。また、Ｓ* ／Ｓ0 は、上述の式から明らかなように、
Ｓ* ／Ｓ0 ＝Ｆreq ／Ｆact 
なる式で表わされる。結局、補正係数ｋは、
ｋ＝Ｆreq ／Ｆact 
なる式で表わされることとなる。そこで、本実施形態においては、互いに時期的に対応する要求加圧力Ｆreq と実加圧力Ｆact とから補正係数ｋが取得される。ここに、Ｆreq は、最新の要求加圧力Ｆreq （ＲＡＭ９６に記憶させておけばよい。）として求めたり、現在の実ストロークＳact を検出するとともに、その実ストロークＳact が標準ストロークＳ0 であると仮定してその標準ストロークＳ0 に対応する要求加圧力Ｆreq として求めることができる。
【００３１】
ところで、前述のように、実モータ電流ｉact と実加圧力Ｆact との間にヒステリシス特性が存在する場合には、実加圧力Ｆact の増加状態または保持状態において急に実加圧力Ｆact を減少させることが必要となった場合に、実モータ電流ｉact を急に減少させても、実モータ電流ｉact と実加圧力Ｆact との対応点がヒステリシス特性を表すグラフのうちフラットな部分、すなわち、不感帯を通過する間は、実加圧力Ｆact は減少しない。そのため、車輪制動力の素早い減少を実現できない。
【００３２】
このような事情に鑑み、本ルーチンにおいては、さらに、実モータ電流ｉact を増加させて実ストロークＳact が目標ストロークＳ* に達した後、実モータ電流ｉact の減少が、実ストロークＳact が目標ストロークＳ* より減少し始めようとするまで行われる。
【００３３】
その結果、本実施形態においては、同じ実加圧力Ｆact が少ない実モータ電流ｉact によって実現され、よって、モータ１２による消費電力が節減される。すなわち、そのような実モータ電流ｉact の減少制御は、モータ１２に対する節電制御を意味するのである。さらに、本実施形態においては、実モータ電流ｉact を減少させることが必要となるのに先立って、ヒステリシス特性の不感帯の通過が終了させられることとなる。よって、実加圧力Ｆact を減少させることが必要になった場合に直ちに実加圧力Ｆact を減少させることが可能となる。
【００３４】
次に、本ルーチンの内容を図４に基づいて具体的に説明する。
本ルーチンはコンピュータ９８の電源が投入されている間、４輪について順にかつ繰返し実行される。各回の実行時には、まず、ステップＳ１（以下、単に「Ｓ１」で表す。他のステップについても同じとする。）において、ブレーキ操作量センサ１００からブレーキ操作量ＡB が入力され、さらに、その入力されたブレーキ操作量ＡB に基づき、４輪のうち本ルーチンの今回の実行対象である今回実行対象車輪に関して、要求加圧力Ｆreq が決定される。具体的には、本実施形態においては、そのブレーキ操作量ＡB と、各輪に設けられた図示しない車輪速センサにより検出された車輪速とに基づき、今回実行対象車輪がロックしないように要求加圧力Ｆreq が決定される。本実施形態においては、アンチロック制御が行われるようになっているのである。ただし、要求加圧力Ｆreq を決定する際にブレーキ操作量ＡB を考慮することは不可欠ではなく、例えば、トラクション制御や、左右輪間における制動力差を用いた車両安定性制御を行う場合には、ブレーキ操作量ＡB を考慮しないで要求加圧力Ｆreq を決定することができる。
【００３５】
次に、Ｓ２において、決定された要求加圧力Ｆreq に応じて、今回実行対象車輪に対応する押圧ロッド４０の目標ストロークＳ* が決定される。具体的には、前述のように、補正係数ｋと標準ストロークＳ0 とに基づき、かつ、
Ｓ* ＝ｋ×Ｓ0
なる式を用いることにより、決定される。
【００３６】
コンピュータ９８のＲＯＭ９４には、補正係数ｋの初期値が記憶されていて、コンピュータ９８の電源投入に応じてその初期値がＲＯＭ９４からＲＡＭ９６に転送される。このＳ２においては、そのＲＡＭ９６から補正係数ｋの最新値が読み出されるが、補正係数ｋは、後に詳述するように、補正され、その補正値はＲＡＭ９６に記憶される。なお、ＲＡＭ９６の内容は、車両電源が投入されてコンピュータ９８の電源が投入される毎にクリアすることは可能であるが、前回の車両走行時における最終値を、今回の車両走行時における初期値として利用することは可能である。
【００３７】
その後、Ｓ３において、今回実行車輪に対応するストロークセンサ７２から実ストロークＳact が入力される。さらに、前記決定された目標ストロークＳ* が、その入力された実ストロークＳact より長いか否かが判定される。実ストロークＳact を増加させることが必要であるか否かが判定されるのである。今回は、目標ストロークＳ* が実ストロークＳact より長いと仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ４において、補正許可フラグがＯＮにされるとともに、節電許可フラグもＯＮにされる。
【００３８】
ここに、補正許可フラグは、ＯＦＦで、補正係数ｋの算出を禁止し、ＯＮで、許可するフラグである。補正許可フラグは、ＲＡＭ９６に設けられていて、コンピュータ９８の電源投入に応じてＯＦＦにリセットされる。これに対して、節電許可フラグは、ＯＦＦで、ヒステリシス特性における不感帯の通過が未だ終了しておらず、よって、モータ１２の節電制御が開始されることを禁止することを示し、ＯＮで、許可するフラグである。節電許可フラグも、ＲＡＭ９６に設けられていて、コンピュータ９８の電源投入に応じてＯＦＦにリセットされる。
【００３９】
続いて、Ｓ５において、今回実行対象車輪に対応する実モータ電流ｉact が一定量Δｉで増加するように、今回実行対象車輪に対応するモータドライバ１０４に電流指示信号が出力される。その結果、実ストロークＳact および実加圧力Ｆact が増加させられる。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【００４０】
Ｓ１ないしＳ５の実行が繰り返されるうちに、目標ストロークＳ* が実ストロークＳact と実質的に等しくなったと仮定すれば、Ｓ３の判定がＮＯとなり、Ｓ６において、目標ストロークＳ* が実ストロークＳact より短いか否かが判定される。今回は、上記仮定から、判定がＮＯとなり、Ｓ７において、目標ストロークＳ* が実ストロークＳact と実質的に等しいか否かが判定される。今回は、上記仮定から、判定がＹＥＳとなる。続いて、Ｓ８において、補正許可フラグがＯＮであるか否かが判定される。今回は、ＯＮであるから、判定がＹＥＳとなり、Ｓ９において、補正係数ｋの算出が行われる。
【００４１】
具体的には、モータ電流センサ１０２から実モータ電流ｉact が入力されるとともに、その入力された実モータ電流ｉact から実加圧力Ｆact が推定される。実加圧力Ｆact は、前述のように、
Ｆact ＝ｂ×（ｉact −ａ）
なる式を用いることにより、推定される。さらに、本ステップにおいては、ストロークセンサ７２により実ストロークＳact が検出され、そして、新たな補正係数ｋが、
ｋ＝Ｆreq ／Ｆact 
なる式により演算される。ここに、「Ｆreq 」は、パッド剛性値Ｃの実際値が標準値と等しいと仮定した場合に実ストロークＳact が対応する要求加圧力Ｆreq として取得される。また、「Ｆact 」は、前記式を用いることにより推定されたものである。このようにして算出された補正係数ｋは、新たな補正係数ｋとしてＲＡＭ９６に記憶される。
【００４２】
続いて、Ｓ１０において、補正許可フラグがＯＦＦにされ、その後、Ｓ１１において、節電許可フラグがＯＮであるか否かが判定される。今回は、ＯＮであるから、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１２において、ストロークスイッチ７０がＯＮであるか否かが判定されることにより、実ストロークＳact が０以上であるか否かが判定される。今回は、ストロークスイッチ７０がＯＮであると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１３において、今回実行車輪に対応する実モータ電流ｉact が一定量Δｉで減少するように、今回実行対象車輪に対応するモータドライバ１０４に電流指示信号が出力される。それにより、モータ１２の節電制御が実行される。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【００４３】
前記ヒステリシス特性の不感帯の通過が終了しないうちは、モータ１２の節電制御として実モータ電流ｉact の減少制御が実行されても、実ストロークＳact が目標ストロークＳ* と実質的に等しい長さに維持される。そのため、ヒステリシス特性の不感帯の通過が終了しない限り、Ｓ１ないしＳ３，Ｓ６ないしＳ１３の実行が繰り返され、その結果、モータ１２の節電制御が継続される。
【００４４】
その後、その節電制御により、目標ストロークＳ* が実ストロークact より長くなると、Ｓ３の判定がＹＥＳとなり、Ｓ６以下に移行しなくなり、その結果、モータ１２の節電制御が終了させられる。
【００４５】
車輪制動力を減少させるためにブレーキ操作力が弱められると、目標ストロークＳ* が実ストロークＳact より短くなる。そのようになると、Ｓ３の判定はＮＯ、Ｓ６の判定はＹＥＳとなり、Ｓ１５において、補正許可フラグがＯＦＦにされるとともに、節電許可フラグもＯＦＦにされる。その後、Ｓ１２において、ストロークスイッチ７０がＯＮであるか否かが判定される。今回は、ＯＮであると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１３において、今回実行車輪に対応する実モータ電流ｉact が一定量Δｉで減少するように、今回実行対象車輪に対応するモータドライバ１０４に電流指示信号が出力される。その結果、実ストロークＳact および実加圧力Ｆact が減少させられる。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【００４６】
その後、Ｓ１ないしＳ３，Ｓ６，Ｓ１５，Ｓ１２およびＳ１３の実行が繰り返された結果、目標ストロークＳ* が実ストロークＳact と実質的に等しくなれば、Ｓ３の判定はＮＯ、Ｓ６の判定もＮＯ、Ｓ７の判定はＹＥＳとなり、Ｓ８以下に移行する。ただし、今回は、補正許可フラグも節電許可フラグもＯＦＦであるため、Ｓ８の判定もＳ１１の判定もＮＯとなり、直ちに本ルーチンの一回の実行が終了する。それにより、以後、実モータ電流ｉact が保持され、その結果、実ストロークＳact および実加圧力Ｆact が保持される。
【００４７】
また、ディスクブレーキ１０の作用を終了させるためにブレーキ操作が解除されると、目標ストロークＳ* が実ストロークＳact より短くなり、その結果、Ｓ３の判定はＮＯ、Ｓ６の判定はＹＥＳとなり、Ｓ１５において、補正許可フラグも節電許可フラグもＯＦＦにされる。その後、Ｓ１２において、ストロークスイッチ７０がＯＮである否かが判定される。今回は、ＯＮであると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１３において、今回実行車輪に対応する実モータ電流ｉact が一定量Δｉで減少するように、今回実行対象車輪に対応するモータドライバ１０４に電流指示信号が出力される。その結果、実ストロークＳact および実加圧力Ｆact が減少させられる。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【００４８】
一対の摩擦パッド３２ａ，３２ｂのいずれにも摩耗が生じていない場合には、ディスクブレーキ１０の作用を終了させるために目標ストロークＳ* が０にされると、目標ストロークＳ* が実ストロークＳact より短いうちは、ストロークスイッチ７０がＯＮに維持され、目標ストロークＳ* が実ストロークＳact と実質的に等しくなったときに、ストロークスイッチ７０がＯＮからＯＦＦに変化する。そのため、この場合には、Ｓ１ないしＳ３，Ｓ６，Ｓ１５，Ｓ１２およびＳ１３の実行が繰り返されるうちに、Ｓ６の判定がＮＯとなり、その後、Ｓ７に移行し、そして、Ｓ７の判定がＹＥＳとなり、その後、Ｓ８ないしＳ１１を経て本ルーチンの実行が終了する。
【００４９】
これに対して、一対の摩擦パッド３２ａ，３２ｂのいずれかに摩耗が生じた場合には、ディスクブレーキ１０の作用を終了させるために目標ストロークＳ* が０にされると、目標ストロークＳ* が実ストロークＳact より短い間であって、目標ストロークＳ* が実ストロークＳact と実質的に等しくなる前に、ストロークスイッチ７０がＯＮからＯＦＦに変化する。そのため、この場合には、Ｓ１ないしＳ３，Ｓ６，Ｓ１５，Ｓ１２およびＳ１３の実行が繰り返されるうちに、Ｓ１２の判定がＮＯとなり、Ｓ１４において、実モータ電流ｉact を０にする電流指示信号がモータドライバ１０４に出力される。
【００５０】
ところで、本実施形態においては、実ストロークＳact の検出が具体的には次のように行われる。すなわち、まず、ストロークセンサ７２から出力信号が取り込まれ、次に、その出力信号に対して必要なフィルタ処理が行われる。その後、そのフィルタ処理後の出力信号に基づいてロータ１６の回転位置および回転数がが演算され、さらに、その演算値が校正値で校正される。さらに、その校正された演算値に、ローラねじ機構５０の運動変換速度比率（ＲＯＭ９４に予め記憶されている。）で変換が加えられ、このようにして、押圧ロッド４０の実ストロークＳact が検出される。
【００５１】
そして、上記Ｓ１４においては、さらに、現時点、すなわち、ストロークスイッチ７０がＯＮからＯＦＦに変化した直後であって、押圧ロッド４０が摩擦パッド３２ｂから離間した瞬間における実ストロークＳact の検出値が０となるように、ストロークセンサ７２の校正値が決定される。決定された校正値はＲＡＭ９６に記憶され、次回の実ストロークＳact の検出において使用される。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【００５２】
なお付言すれば、本実施形態においては、押圧ロッド４０のストロークＳと加圧力Ｆとが比例関係にあると仮定された上で、その比例定数が、実ストロークＳact と実加圧力Ｆact との唯一の対応関係により、補正されるようになっているが、例えば、ストロークＳと加圧力Ｆとの関係を、ストロークＳの増加方向において複数の部分関係に分割し、分割された各部分関係について補正係数ｋ(n) を設定した上で、各補正係数ｋ(n) を、各部分関係に対応する実ストロークＳact と実加圧力Ｆact との対応関係により、補正することができる。このようにすれば、例えば、ストロークＳと加圧力Ｆとの関係を非線形で近似することも可能となる。
【００５３】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、ストロークセンサ７２が「駆動量センサ」を構成し、モータ電流センサ１０２が「モータ電流センサ」を構成し、ＥＣＵ９０が「モータ制御装置」を構成し、ＥＣＵ９０のうち図４のブレーキ制御ルーチンを実行する部分が「第１制御手段」を構成し、ＥＣＵ９０のうち同図のＳ２を実行する部分が「目標ストローク決定手段」を構成し、ＥＣＵ９０のうち同図のＳ９を実行する部分が「補正係数決定手段」を構成しているのである。また、ＥＣＵ９０のうち同図のＳ４，Ｓ７，Ｓ１１，Ｓ１３およびＳ１５を実行する部分が「第３制御手段」を構成しているのである。
【００５４】
次に、本発明の第２実施形態である電動ブレーキ装置を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態とブレーキ制御ルーチンのみが異なり、他の要素については共通であるため、そのルーチンのみについて詳細に説明し、他の要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略する。
【００５５】
図８には、本実施形態におけるブレーキ制御ルーチンがフローチャートで表されている。以下、本ルーチンを説明するが、まず、概略的に説明する。
【００５６】
本ルーチンにおいては、実加圧力Ｆact を増加させることが必要である場合には、実モータ電流ｉact と実加圧力Ｆact との間に成立する一定の関係に従い、要求加圧力Ｆreq に応じて目標モータ電流ｉ* が決定される。一方、実加圧力Ｆact を減少させることが必要である場合には、目標ストロークＳ* が決定され、実ストロークＳact が検出され、その実ストロークＳact がフィードバックされることにより、実ストロークＳact が目標ストロークＳ* と実質的に一致するように目標モータ電流ｉ* が決定される。すなわち、本実施形態においては、実加圧力Ｆact を増加させることが必要である場合には、実加圧力Ｆact がフィードバックされることにより、実モータ電流ｉact が制御され、一方、実加圧力Ｆact を減少させることが必要である場合、すなわち、実ストロークＳact を減少させることが必要である場合には、実ストロークＳact がフィードバックされることにより、実モータ電流ｉact が制御されるのである。
【００５７】
目標モータ電流ｉ* は、図６のグラフに従い、
ｉ* ＝Ｆreq ／ｂ＋ａ
なる式を用いることにより、決定される。
【００５８】
これに対して、目標ストロークＳ* は次のよう事実を前提にして決定される。
【００５９】
まず、図７に示すように、目標ストロークＳ* から標準ストロークＳ0 を引き算した目標ストローク差分ΔＳ* は、要求加圧力Ｆreq から実加圧力Ｆact を引き算した要求加圧力差分ΔＦreq をパッド剛性値Ｃの実際値で割り算した値に等しい。また、目標ストロークＳ* の今回値Ｓ* (n) は、それの前回値Ｓ* (n-1) と、演算された目標ストローク差分ΔＳ* との和として演算することができる。さらに、実モータ電流ｉact の増加時には、実モータ電流ｉact から実加圧力Ｆact を精度よく推定可能であり、また、その実加圧力Ｆact と実ストロークＳact とから、パッド剛性値Ｃの実際値を推定可能である。
【００６０】
それらの事実に基づき、本実施形態においては、実加圧力Ｆact を減少させることが必要である場合には、要求加圧力差分ΔＦreq が、先行する実モータ電流ｉact の増加時に推定されたパッド剛性値Ｃの実際値で割り算されることにより、目標ストローク差分ΔＳ* が演算され、さらに、その演算された目標ストローク差分ΔＳ* が目標ストロークＳ* の前回値Ｓ* (n-1) に足し算されることにより、目標ストロークＳ* の今回値Ｓ* (n) が演算される。
【００６１】
次に、本ルーチンの内容を図８に基づいて具体的に説明する。
本ルーチンも、コンピュータ９８の電源が投入されている間、４輪について順にかつ繰返し実行される。各回の実行時には、まず、Ｓ１０１において、前記Ｓ１におけると同様にして、要求加圧力Ｆreq が決定される。次に、Ｓ１０２において、実加圧力Ｆact が推定される。
【００６２】
後述のように、本実施形態においては、実加圧力Ｆact が基本的には、実ストロークＳact とパッド剛性値Ｃの推定値との積として推定されるが、本ルーチンの実行当初にあっては、パッド剛性値Ｃの推定が行われていない。このようにパッド剛性値Ｃの推定が未だ行われていない段階においては、２つの方法によって実加圧力Ｆact を推定できる。
【００６３】
まず、第１の方法においては、実モータ電流ｉact の増加中に限り、実モータ電流ｉact に基づき、
Ｆact ＝ｂ×（ｉact −ａ）
なる式を用いることにより、実加圧力Ｆact が推定される。
【００６４】
次に、第２の方法においては、パッド剛性値Ｃの標準値がＲＯＭ９４に予め記憶されており、パッド剛性値Ｃの実際値の推定が未だ行われていない場合には、ＲＯＭ８４からパッド剛性値Ｃの標準値が読み出され、その標準値に実際値が等しいと仮定される。さらに、実ストロークＳact が検出され、その実ストロークＳact とのパッド剛性値Ｃの標準値との積として推定される。すなわち、実加圧力Ｆact が、
Ｆact ＝Ｓ×Ｃ
なる式を用いることにより、推定されるのである。
【００６５】
さらに、このＳ１０２においては、前記決定された要求加圧力Ｆreq が、その推定された実加圧力Ｆact より大きいか否かが判定される。今回は、要求加圧力Ｆreq が実加圧力Ｆact より大きいと仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０３において、目標モータ電流ｉ* が決定される。目標モータ電流ｉ* は、モータ電流ｉと加圧力Ｆとに比例関係が成立するとの前提に基づき、
ｉ* ＝Ｆreq ／ｂ＋ａ
なる式を用いることにより、決定される。
【００６６】
その後、Ｓ１０４において、モータ電流センサ１０２から実モータ電流ｉact が入力され、さらに、その入力された実モータ電流ｉact が前記決定された目標モータ電流ｉ* と実質的に等しいか否かが判定される。今回は、実質的に等しくないと仮定すれば、判定がＮＯとなり、Ｓ１０５において、実モータ電流ｉact が目標モータ電流ｉ* より小さいか否かが判定される。小さければ、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０６において、実モータ電流ｉact が一定量Δｉで増加するようにモータドライバ１０４に電流指示信号が出力される。その後、Ｓ１０４に戻る。Ｓ１０４ないしＳ１０６の実行が繰り返された結果、実モータ電流ｉact が目標モータ電流ｉ* と実質的に等しくなり、Ｓ１０４の判定がＹＥＳとなれば、Ｓ１０７に移行する。これに対して、実モータ電流ｉact が目標モータ電流ｉ* より小さくなければ、Ｓ１０５の判定がＮＯとなり、直ちにＳ１０７に移行する。
【００６７】
Ｓ１０７においては、パッド剛性値Ｃの実際値が推定される。具体的には、モータ電流センサ１０２から実モータ電流ｉact が読み込まれ、ストロークセンサ７２から実ストロークＳact が読み込まれ、実加圧力Ｆact が、
Ｆact ＝ｂ×（ｉact −ａ）
なる式を用いることにより推定される。そして、パッド剛性値Ｃの実際値が、
Ｃ＝ｂ×（ｉact −ａ）／Ｓact 
なる式を用いることにより、推定される。推定されたパッド剛性値Ｃの実際値はＲＡＭ９６に記憶される。
【００６８】
続いて、Ｓ１０８において、目標ストロークＳ* が、その実ストロークＳact に更新される。その後、Ｓ１０９において、節電許可フラグがＯＮにされる。続いて、Ｓ１０９ａにおいて、実加圧力Ｆact が演算される。具体的には、ストロークセンサ７２から実ストロークＳact が読み込まれ、ＲＡＭ９６からパッド剛性値Ｃの推定値が読み込まれ、その読み込まれた実ストロークＳact とパッド剛性値Ｃの推定値との積として実加圧力Ｆact が演算される。演算された実加圧力Ｆact はＲＡＭ９６に記憶される。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【００６９】
Ｓ１０１ないしＳ１０９ａの実行が繰り返された結果、要求加圧力Ｆreq が実加圧力Ｆact と実質的に等しくなれば、Ｓ１０２の判定がＮＯとなり、Ｓ１１０において、ＲＡＭ９６から実加圧力Ｆact が読み込まれるとともに、要求加圧力Ｆreq が、その読み込まれた実加圧力Ｆact が実質的に等しいか否かが判定される。今回は、上記仮定から、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１１１に移行する。このＳ１１１においては、目標ストロークＳ* の今回値がそれの前回値に更新される。その後、Ｓ１１２において、節電許可フラグがＯＮであるか否かが判定される。今回は、ＯＮであるから、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１１３に移行する。
【００７０】
Ｓ１１３においては、目標ストロークＳ* が実ストロークＳact 以下であるか否かが判定される。実ストロークＳact を減少させることが必要であるか否かが判定されるとともに、モータ１２の節電制御を行うことが適当であるか否かが判定されるのである。今回は、目標ストロークＳ* が実ストロークＳact 以下であると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１１４において、ストロークスイッチ７０がＯＮであるか否かが判定されることにより、実ストロークＳact が０以上であるか否かが判定される。今回は、ストロークスイッチ７０がＯＮであると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１１５において、実モータ電流ｉact が一定量Δｉで減少するようにモータドライバ１０４に電流指示信号が出力される。それにより、モータ１２の節電制御が実行される。
【００７１】
その後、Ｓ１１６において、前記Ｓ１０９ａにおけると同様にして、実加圧力Ｆact が演算される。具体的には、ストロークセンサ７２から実ストロークＳact が読み込まれ、ＲＡＭ９６からパッド剛性値Ｃの推定値が読み込まれ、その読み込まれた実ストロークＳact とパッド剛性値Ｃの推定値との積として実加圧力Ｆact が演算される。演算された実加圧力Ｆact はＲＡＭ９６に記憶される。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【００７２】
その後、モータ１２の節電制御により、目標ストロークＳ* が実ストロークＳact より長くなると、実加圧力Ｆact が要求加圧力Ｆreq より小さい場合であるか、要求加圧力Ｆreq と実質的に等しい場合であるかを問わず、Ｓ１１３の判定がＮＯとなり、直ちに本ルーチンの一回の実行が終了させられる。それにより、モータ１２の節電制御が終了させられる。
【００７３】
車輪制動力を減少させるためにブレーキ操作力が弱められると、要求加圧力Ｆreq が実加圧力Ｆact より小さくなる。そのようになると、Ｓ１０２の判定はＮＯ、Ｓ１１０の判定もＮＯとなり、Ｓ１１８に移行する。Ｓ１１８においては、ＲＡＭ９６から実加圧力Ｆact が読み込まれるとともに、その読み込まれた実加圧力Ｆact が要求加圧力Ｆreq より大きいか否かが判定される。今回は、上記仮定から、判定がＹＥＳとなる。その後、Ｓ１１９において、目標ストロークＳ* が演算される。具体的には、要求加圧力差分ΔＦreq が、要求加圧力Ｆreq から実加圧力Ｆact を引き算することにより、演算される。次に、目標ストローク差分ΔＳ* が、その演算された要求加圧力差分ΔＦreq をパッド剛性値Ｃの実際値で割り算することにより、演算される。パッド剛性値Ｃの実際値はＲＡＭ９６から読み込まれたものである。そして、目標ストロークＳ* の今回値Ｓ* (n) が、それの前回値Ｓ* (n-1) と、演算された目標ストローク差分ΔＳ* との和として演算される。
【００７４】
続いて、Ｓ１２０において、節電許可フラグがＯＦＦにされる。その後、Ｓ１１３において、目標ストロークＳ* が実ストロークＳact 以下であるか否かが判定される。今回は、目標ストロークＳ* が実ストロークＳact 以下であると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１１４ないしＳ１１６が前回におけると同様に実行される。その後、Ｓ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１１０，Ｓ１１８ないしＳ１２０，Ｓ１１２ないしＳ１１６の実行が繰り返され、そのうちに、目標ストロークＳ* が実ストロークＳact より長くなれば、Ｓ１１３の判定がＮＯとなり、直ちに本ルーチンの一回の実行が終了する。実モータ電流ｉact の減少が終了させられる。
【００７５】
Ｓ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１１０，Ｓ１１８ないしＳ１２０，Ｓ１１２ないしＳ１１６の実行が繰り返される場合において、要求加圧力Ｆreq が実加圧力Ｆact と実質的に等しくなると、Ｓ１１０の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１１１およびＳ１１２を経てＳ１１３以下に移行する。この場合、目標ストロークＳ* が実ストロークＳact 以下であれば、Ｓ１１５において、実モータ電流ｉact が減少させられる。
【００７６】
すなわち、目標ストロークＳ* が実ストロークＳact 以下である場合には、要求加圧力Ｆreq が実加圧力Ｆact より小さい場合であるか、実加圧力Ｆact と実質的に等しい場合であるかを問わず、実ストロークＳact がフィードバックされることにより、実ストロークＳact が目標ストロークＳ* と実質的に等しくなるように実モータ電流ｉact が減少させられるのである。
【００７７】
また、ディスクブレーキ１０の作用を終了させるためにブレーキ操作が解除されると、要求加圧力Ｆreq が実加圧力Ｆact より小さくなり、Ｓ１０２の判定はＮＯ、Ｓ１１０の判定もＮＯ、Ｓ１１８の判定はＹＥＳとなる。その後、Ｓ１１９，Ｓ１２０，Ｓ１１３ないしＳ１１６が実行される。Ｓ１１９においては、目標ストロークＳ* が実質的に０と等しい値で演算されることになる。続いて、Ｓ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１１０，Ｓ１１８ないしＳ１２０，Ｓ１１３ないしＳ１１６の実行が繰り返され、その結果、実ストロークＳact がフィードバックされることにより、実モータ電流ｉact が減少させられる。
【００７８】
それらＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１１０，Ｓ１１８ないしＳ１２０，Ｓ１１３ないしＳ１１６の実行が繰り返されている場合において、目標ストロークＳ* が実ストロークＳact より長くなると、Ｓ１１３の判定がＮＯとなり、直ちに本ルーチンの一回の実行が終了する。実モータ電流ｉact の減少が終了させられるのである。これに対して、Ｓ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１１０，Ｓ１１８ないしＳ１２０，Ｓ１１３ないしＳ１１６の実行が繰り返されている場合に、目標ストロークＳ* が実ストロークＳact より短いかまたはそれと実質的に等しい状態で（すなわち、実ストロークＳact が０より長いかまたはそれと実質的に０である状態で）、ストロークスイッチ７０がＯＮからＯＦＦに変化すると、Ｓ１１３の判定はＹＥＳ、Ｓ１１４の判定はＮＯとなり、Ｓ１１７において、前記Ｓ１４におけると同様にして、実モータ電流ｉact を０にする電流指示信号がモータドライバ１０４に出力されるとともに、ストロークセンサ７０の校正値が決定される。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【００７９】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、ストロークセンサ７２が「駆動量センサ」を構成し、モータ電流センサ１０２が「モータ電流センサ」を構成し、ＥＣＵ９０が「モータ制御装置」を構成し、ＥＣＵ９０のうち図８のブレーキ制御ルーチンを実行する部分が「第２制御手段」を構成し、ＥＣＵ９０のうち同図のＳ１０７を実行する部分が「実剛性値推定手段」を構成し、ＥＣＵ９０のうち同図のＳ１１９を実行する部分が「目標ストローク決定手段」を構成しているのである。また、ＥＣＵ９０のうち同図のＳ１０９，Ｓ１１０，Ｓ１１２，Ｓ１１５およびＳ１２０を実行する部分が「第３制御手段」を構成しているのである。
【００８０】
次に、本発明の第３実施形態である電動ブレーキ装置を説明する。ただし、本実施形態は、第２実施形態とブレーキ制御ルーチンのみが異なり、他の要素については共通であるため、そのルーチンについてのみ詳細に説明し、他の要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略する。
【００８１】
図９ないし図１１には、本実施形態におけるブレーキ制御ルーチンがフローチャートで表されている。以下、本ルーチンを説明するが、まず、槻略的に説明する。
【００８２】
本実施形態においては、モータ１２を制御すべきモードとして、増加モードと保持モードと減少モードとが設けられている。実車輪制動力（実加圧力Ｆact に対応する）を増加させることが必要である場合には増加モードが選択され、保持することが必要である場合には保持モードが選択され、減少させることが必要である場合には減少モードが選択される。
【００８３】
さらに、本実施形態においては、要求加圧力Ｆreq に対して許容範囲がその要求加圧力Ｆreq が概して中央に位置するように設定されている。本実施形態においては、その許容範囲を規定する一対の境界値のうち小さい方である下境界値は、1 より大きい係数ｋ1 （例えば、約１．０５）を用いることにより、
Ｆreq ／ｋ1 
で規定され、一方、大きい方である上境界値は、１より小さい係数ｋ2 （例えば、０．９５）を用いることにより、
Ｆreq ／ｋ2 
で規定されている。
【００８４】
なお、許容範囲は、他の手法によって規定することが可能である。例えば、下境界値を、０より大きい幅ｄ1 を用いることにより、
Ｆreq −ｄ1 
で規定し、一方、上境界値を、０より大きい幅ｄ2 を用いることにより、
Ｆreq ＋ｄ2 
で規定することができる。この場合、幅ｄ1 とｄ2 とは、互いに異なる大きさとしたり、共通の大きさとすることができる
【００８５】
そして、本実施形態においては、実加圧力Ｆact が要求加圧力Ｆreq の下境界値より小さい場合には、実車輪制動力を増加させることが必要であると判定され、実行すべきモータ制御モードとして増加モードが選択される。増加モードが選択されて実行されれば、実モータ電流ｉact が増加させられる。これに対して、実加圧力Ｆact が要求加圧力Ｆreq の上境界値より大きい場合には、実車輪制動力を減少させることが必要であると判定され、実行すべきモータ制御モードとして減少モードが選択される。減少モードが選択されて実行されれば、実モータ電流ｉact が減少させられる。また、実加圧力Ｆact が要求加圧力Ｆreq の下境界値以上であり、かつ、上境界値以下である場合には、実車輪制動力を保持することが必要であると判定され、実行すべきモータ制御モードとして保持モードが選択される。
【００８６】
保持モードの選択時においては、増加モードの実行直後であり、かつ、実加圧力Ｆact が要求加圧力Ｆreq 以上である場合と、そうでない場合とで、実モータ電流ｉact の制御方式が異ならせられている。具体的には、先の場合には、実モータ電流ｉact が減少させられ、後の場合には、保持される。
【００８７】
前述のように、ディスクブレーキ１０においては、図６を用いて既に説明したように、実モータ電流ｉact と実加圧力Ｆact との間にヒステリシス特性が存在する。このヒステリシス特性は主に、ディスクブレーキ１０においてモータ１２と押圧ロッド４０との間に運動変換機構としてのローラねじ機構５０が設けられていることに起因する。なお、ヒステリシス特性は、運動変換機構の形式によって異なる。例えば、同図において破線で示すグラフの勾配が、運動変換機構としてローラねじ機構５０を採用した場合においてボールねじ機構を採用した場合におけるより緩やかになるのである。
【００８８】
そこで、本実施形態においては、第１および第２実施形態におけると同様に、保持モードが選択された場合には、増加モードの実行直後であり、かつ、実加圧力Ｆact が要求加圧力Ｆreq 以上であるときには、実モータ電流ｉact が減少させられ、その結果、前述の、ヒステリシス特性を利用したモータ１２の節電効果が得られる。さらに、モータ１２の発熱が抑制されるという効果も得られる。一方、増加モードの実行直後でないか、または、実加圧力Ｆact が要求加圧力Ｆreq より小さいときには、実モータ電流ｉact が保持される。
【００８９】
ところで、第１および第２実施形態においては、保持モードが選択された場合に、実モータ電流ｉact の減少によって実加圧力Ｆact が要求加圧力Ｆreq より小さくなると、増加モードが選択され、実モータ電流ｉact が増加させられる。その電流増加によって実加圧力Ｆact が増加させられて要求加圧力Ｆreq に到達すると、保持モードが選択され、今度は、実モータ電流ｉact が減少させられる。このように、それら第１および第２実施形態においては、実車輪制動力の保持が、実モータ電流ｉact の増加・減少の頻繁な繰返しによって実現されることになる。
【００９０】
これに対して、本実施形態においては、保持モードが選択された場合に、実モータ電流ｉact の減少によって実加圧力Ｆact が要求加圧力Ｆreq より小さくなっても、それより小さい下境界値より小さくならない限り、保持モードが選択し続けられ、増加モードは選択されない。すなわち、実モータ電流ｉact の減少によって実加圧力Ｆact が要求加圧力Ｆreq まで減少した場合には、実加圧力Ｆact が下境界値より小さくなるまで、実モータ電流ｉact が保持され、実加圧力Ｆact が下境界値より小さくなるのを待って、実モータ電流ｉact が増加させられるのである。したがって、本実施形態によれば、実車輪制動力の保持が、実モータ電流ｉact の増加・減少の繰返しによって実現される点では第１および第２実施形態と共通するが、その繰返しが頻繁にならずに済む点では相違する。よって、本実施形態によれば、実車輪制動力を保持することが必要である場合に実モータ電流ｉact のハンチングが良好に抑制される。
【００９１】
さらに、本実施形態においては、保持モードが選択された場合には、実モータ電流ｉact の減少が、実加圧力Ｆact が要求加圧力Ｆreq よりわずかに小さくなるまで行われる。このことは、実モータ電流ｉact の減少が、前記ヒステリシス特性の不感帯、すなわち、実モータ電流ｉact が減少しても実加圧力Ｆact が変化せずに維持される領域を通過するまで行われることを意味する。したがって、本実施形態によれば、保持モードに続いて減少モードが選択された場合に、そのヒステリシス特性の存在にもかかわらず、実車輪制動力を直ちに減少させることが可能となり、ディスクブレーキ１０の作動応答性が向上する。
【００９２】
さらにまた、本実施形態においては、要求加圧力Ｆreq に対して許容範囲がその要求加圧力Ｆreq が概して中央に位置するように設定されているが、実加圧力Ｆact が要求加圧力Ｆreq 以上である領域では、実モータ電流ｉact が減少させられる。そのため、結局、本実施形態においては、増加モードの選択直後に保持モードが選択された場合、実加圧力Ｆact が要求加圧力Ｆreq より小さく、かつ、下境界値以上である領域において、実モータ電流ｉact が保持されることになる。その領域内においては、実加圧力Ｆact が変化しても実モータ電流ｉact が変化せず、結局、その領域は、実加圧力Ｆact の不感帯ということができるのである。
【００９３】
次に、本ルーチンの内容を図９ないし図１１に基づいて具体的に説明する。
本ルーチンも、コンピュータ９８の電源が投入されている間、４輪について順にかつ繰返し実行される。各回の実行時には、まず、Ｓ２０１において、前記Ｓ１０１におけると同様にして、要求加圧力Ｆreq が決定される。次に、Ｓ２０２において、前記Ｓ１０２におけると同様にして、実加圧力Ｆact が推定される。さらに、本ステップにおいては、堆定された実加圧力Ｆact が下境界値Ｆreq ／ｋ1 より小さいか否かが判定される。モータ制御モードとして増加モードを選択すべきであるか否かが判定されるのである。今回は、実加圧力Ｆact が下境界値Ｆreq ／ｋ1 より小さいと仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ２０３以下に移行する。
【００９４】
Ｓ２０３においては、実加圧力Ｆact がフィードバックされることによって実モータ電流ｉact が制御される。本ステップの詳細が図１０にフローチャートで表されている。同図におけるＳ２３１ないしＳ２３４は、図８におけるＳ１０３ないしＳ１０６と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００９５】
その後、図９のＳ２０４において、前記Ｓ１０９におけると同様にして、節電許可フラグがＯＮにされる。続いて、Ｓ２０５において、前記Ｓ１０７におけると同様にして、モータ電流センサ１０２から実モータ電流ｉact が読み込まれるとともに、その読み込まれた実モータ電流ｉact を用いることによって実加圧力Ｆact が演算される。具体的には、
Ｆact ＝ｂ（ｉact −ａ）
なる式を用いて演算される。演算された実加圧力Ｆact はＲＡＭ９６に記憶される。その後、Ｓ２０６において、前記Ｓ１０７におけると同様に、ストロークセンサ７２から実ストロークＳact が読み込まれるとともに、その読み込まれた実ストロークＳact と前記演算された実加圧力Ｆact とを用いることによってパッド剛性値Ｃが演算される。具体的には、
Ｃ＝Ｆact ／Ｓact 
なる式を用いて演算される。演算されたパッド剛性値ＣはＲＡＭ９６に記憶される。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【００９６】
その後、Ｓ２０１ないしＳ２０６の実行が何回も繰り返された結果、実加圧力Ｆact が下境界値Ｆreq ／ｋ1 以上となれば、Ｓ２０２の判定がＮＯとなり、Ｓ２０７以下に移行する。
【００９７】
Ｓ２０７においては、ＲＡＭ９６から最新の実加圧力Ｆact が読み込まれるとともに、実加圧力Ｆact が下境界値Ｆreq ／ｋ1 以上であり、かつ、上境界値Ｆreq ／ｋ2 以下であるか否かが判定される。モータ制御モードとして保持モードを選択すべきであるか否かが判定されるのである。今回は、実加圧力Ｆact が下境界値Ｆreq ／ｋ1 以上であり、かつ、上境界値Ｆreq ／ｋ2 以下であると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ２０８において、節電許可フラグがＯＮであり、かつ、実加圧力Ｆact が要求加圧力Ｆreq 以上であるか否かが判定される。
【００９８】
今回は、節電許可フラグがＯＮであり、かつ、実加圧力Ｆact が要求加圧力Ｆreq 以上であると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ２０９において、実モータ電流ｉact が一定量△ｉで減少するようにモータドライバ１０４に電流指示信号が出力される。それにより、モータ１２の節電制御が実行される。その後、Ｓ２１０において、実加圧力Ｆact が演算される。具体的には、ストロークセンサ７２から実ストロークＳact が読み込まれるとともに、ＲＡＭ９６から最新のパッド剛性値Ｃが読み込まれ、その後、
Ｆact ＝Ｓact ×Ｃ
なる式を用いて実加圧力Ｆact が演算される。演算された実加圧力Ｆact はＲＡＭ９６に記憶される。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【００９９】
その後、Ｓ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０７ないしＳ２１０の実行が繰り返され、その結果、実加圧力Ｆact が要求加圧力Ｆreq より小さくなると、Ｓ２０８の判定がＮＯとなり、Ｓ２０９がスキップされ、それにより、実モータ電流ｉact が保持される。それにより、モータ１２の節電制御が終了させられる。なお、実加圧力Ｆact が要求加圧力Ｆreq より小さくなっても、下境界値より小さくならない限り、Ｓ２０２の判定がＹＥＳとならず、実モータ電流ｉact が増加させられない。したがって、実加圧力Ｆact を保持することが必要である場合に、実モータ電流ｉact がハンチングすることが防止される。
【０１００】
ブレーキ操作力が弱められたために実加圧力Ｆact が要求加圧力Ｆreq より大きくなっても、上境界値より大きくならない限り、Ｓ２０７の判定がＹＥＳとなり、保持モードが選択される。今回は、実加圧力Ｆact が要求加圧力Ｆreq より大きいから、Ｓ２０８の判定がＹＥＳとなり、Ｓ２０９において、実モータ電流ｉact が減少させられる。ただし、その後、実加圧力Ｆact が要求加圧力Ｆreq より小さくなると、Ｓ２０８の判定がＮＯとなり、Ｓ２０９がスキップされ、その結果、実モータ電流ｉact が保持される。
【０１０１】
また、ブレーキ操作力がさらに弱められたために実加圧力Ｆact が要求加圧力Ｆreq の上境界値より大きくなると、Ｓ２０７の判定はＮＯ、Ｓ２１１の判定はＹＥＳとなり、Ｓ２１２において、実ストロークＳact がフィードバックされることによって実モータ電流ｉact が制御される。
【０１０２】
本ステップの詳細が図１１にフローチャートで表されている。まず、Ｓ２５１において、前記Ｓ１１９におけると同様に、目標ストロークＳ* が演算され、その後、Ｓ２５２において、ストロークセンサ７２から実ストロークＳact が読み込まれるとともに、その読み込まれた実ストロークＳact が、上記演算された目標ストロークＳ* 以上であるか否かが判定される。目標ストロークＳ* 以上であれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ２５３において、実モータ電流ｉact が一定値△ｉで減少するようにモータドライバ１０４に電流指示信号が出力される。これに対して、実ストロークＳact が目標ストロークＳ* 以上でなければ、Ｓ２５２の判定がＮＯとなり、Ｓ２５３がスキップされる。いずれの場合にも、以上でこのＳ２１２の実行が終了する。
【０１０３】
その後、図９のＳ２１３において、節電許可フラグがＯＦＦにされ、続いて、Ｓ２１０において、実加圧力Ｆact が演算されてＲＡＭ９６に記憶される。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０１０４】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、ストロークセンサ７２が「駆動量センサ」を構成し、モータ電流センサ１０２が「モータ電流センサ」を構成し、ＥＣＵ９０が「モータ制御装置」を構成し、ＥＣＵ９０のうち図９のＳ２０１ないしＳ２０３，Ｓ２０５ないしＳ２０７，Ｓ２１０，Ｓ２１１およびＳ２１２を実行する部分が「第２制御手段」を構成し、ＥＣＵ９０のうち同図のＳ２０５およびＳ２０６を実行する部分が「実剛性値推定手段」を構成し、ＥＣＵ９０のうち同図のＳ２１２における図１１のＳ２５１を実行する部分が「目標ストローク決定手段」を構成し、ＥＣＵ９０のうち図９のＳ２０４，Ｓ２０７ないしＳ２０９およびＳ２１３を実行する部分が「第３制御手段」を構成し、ＥＣＵ９０のうち同図のＳ２０２およびＳ２０７を実行する部分が「第４制御手段」を構成しているのである。
【０１０５】
以上、本発明のいくつかの実施形態を図面に基づいて詳細に説明したが、これらの他にも、特許請求の範囲を逸脱することなく、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を施した形態で本発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である電動ブレーキ装置におけるディスクブレーキを示す側面断面図である。
【図２】図１におけるストロークセンサを拡大して示す側面断面図である。
【図３】上記ブレーキ装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】図３におけるコンピュータにより実行されるブレーキ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】上記ディスクブレーキにおける押圧ロッドのストロークＳとその押圧ロッドによる摩擦パッドの加圧力Ｆとの間における複数の関係を示すグラフである。
【図６】上記ディスクブレーキにおけるモータ電流ｉと加圧力Ｆとの関係を示すグラフである。
【図７】そのディスクブレーキにおける押圧ロッドのストロークＳの目標値Ｓ* および標準値Ｓ0 と加圧力Ｆの要求値Ｆreq と実際値Ｆact との関係を説明するためのグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態である電動ブレーキ装置におけるコンピュータにより実行されるブレーキ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】本発明の第３実施形態である電動ブレーキ装置におけるコンピュータにより実行されるブレーキ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】図９におけるＳ２０３の詳細を示すフローチャートである。
【図１１】図９におけるＳ２１２の詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  ディスクブレーキ
１２  ＤＣモータ
３２  摩擦パッド
４０  押圧ロッド
７０  ストロークスイッチ
７２  ストロークセンサ
【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】
0004214576.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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