(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転運動を直線運動に変換してブレーキパッドをブレーキディスクに押し付ける電動ブレーキを制御する電動ブレーキの制御装置であって、
前記モータの回転位置を検出する回転位置検出部と、
前記ブレーキパッドが前記ブレーキディスクを押圧する押圧力を検出する押圧力検出部と、
前記押圧力及び前記回転位置に基づいて、前記回転位置を補正する位置補正量を算出する位置補正量算出部と、
前記位置補正量に基づいて、前記回転位置を補正して補正回転位置を算出する位置補正反映部と、
前記押圧力に基づいて、押圧力利用制御の制御量を算出する押圧力利用制御部と、
前記補正回転位置に基づいて、補正位置利用制御の制御量を算出する補正位置利用制御部と、
前記押圧力利用制御の制御量と前記補正位置利用制御の制御量とを配分率で混合した混合制御量を算出する制御量混合部と、
前記混合制御量に基づいて、前記モータに流れる電流を制御するモータ制御部と、を備え、
前記補正位置利用制御の制御量が前記混合制御量に混合される前記補正位置利用制御部の動作中に、前記位置補正量算出部が前記位置補正量を更新した場合、前記位置補正反映部は、前記補正位置利用制御部の動作中は、前記補正位置利用制御部の動作の開始前に更新された前記位置補正量に基づいて前記補正回転位置を算出し、前記補正位置利用制御部の動作の終了後、再開する際に、更新された前記位置補正量に基づいて前記補正回転位置を算出する電動ブレーキの制御装置。
【請求項２】
前記位置補正量算出部は、前記押圧力が、予め設定された基準押圧力を上回ったときに、その上回ったときに検出した前記回転位置に基づいて、前記位置補正量を算出し、更新する請求項１に記載の電動ブレーキの制御装置。
【請求項３】
前記位置補正量算出部は、前記押圧力が予め設定された基準押圧力を下回ったときに、その下回ったときに検出した前記回転位置に基づいて、前記位置補正量を算出し、更新する請求項１又は２に記載の電動ブレーキの制御装置。
【請求項４】
前記制御量混合部は、押圧力指令値又は前記押圧力が増加するに従って、前記押圧力利用制御の制御量の配分率を１から０まで低下させると共に、前記補正位置利用制御の制御量の配分率を０から１まで増加させる請求項１から３のいずれか一項に記載の電動ブレーキの制御装置。
【請求項５】
前記補正位置利用制御部は、押圧力指令値に基づいて位置指令値を算出し、前記補正回転位置が前記位置指令値に近づくように、前記補正位置利用制御の制御量を変化させ、
前記押圧力利用制御部は、前記押圧力が前記押圧力指令値に近づくように、前記押圧力利用制御の制御量を変化させる請求項１から４のいずれか一項に記載の電動ブレーキの制御装置。
【請求項６】
前記補正位置利用制御部は、前記補正回転位置に基づいて推定押圧力を算出し、前記推定押圧力が押圧力指令値に近づくように、前記補正位置利用制御の制御量を変化させ、
前記押圧力利用制御部は、前記押圧力が前記押圧力指令値に近づくように、前記押圧力利用制御の制御量を変化させる請求項１から４のいずれか一項に記載の電動ブレーキの制御装置。
【請求項７】
前記補正位置利用制御部は、押圧力指令値に基づいて位置指令値を算出し、前記補正回転位置が前記位置指令値に近づくように、前記補正位置利用制御の制御量を変化させ、
前記押圧力利用制御部は、前記押圧力に基づいて推定回転位置を算出し、前記推定回転位置が前記位置指令値に近づくように、前記押圧力利用制御の制御量を変化させる請求項１から４のいずれか一項に記載の電動ブレーキの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、電動ブレーキの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータの回転運動を直線運動に変換してブレーキパッドをブレーキディスクに押し付ける電動ブレーキとして、下記の特許文献１が開示されている。特許文献１の技術では、推力検出手段により検出された、ブレーキパッドを押すピストンの推力に基づく推力制御と、位置検出手段により検出されたモータ回転位置に基づく位置制御と、を行うように構成されている。特許文献１の技術では、モータ回転位置の変化量とピストン推力の変化量との関係から、ピストン推力のゼロ点、及びピストン推力が生じ始める回転位置（回転位置のゼロ点）を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１９４１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ブレーキパッドの摩耗などにより回転位置のゼロ点が変動する場合、回転位置のゼロ点の検出及び補正を随時実行する必要がある。しかし、位置制御の動作中に回転位置のゼロ点を検出し、補正すると、位置制御の制御量が急変して電動ブレーキの押圧力及び制動力の変動を生じる可能性がある。
【０００５】
そこで、モータの回転位置を補正する場合に、回転位置の補正により、ブレーキパッドの押圧力が急変することを抑制できる電動ブレーキの制御装置が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願に係る電動ブレーキの制御装置は、モータの回転運動を直線運動に変換してブレーキパッドをブレーキディスクに押し付ける電動ブレーキを制御する電動ブレーキの制御装置であって、
前記モータの回転位置を検出する回転位置検出部と、
前記ブレーキパッドが前記ブレーキディスクを押圧する押圧力を検出する押圧力検出部と、
前記押圧力及び前記回転位置に基づいて、前記回転位置を補正する位置補正量を算出する位置補正量算出部と、
前記位置補正量に基づいて、前記回転位置を補正して補正回転位置を算出する位置補正反映部と、
前記押圧力に基づいて、押圧力利用制御の制御量を算出する押圧力利用制御部と、
前記補正回転位置に基づいて、補正位置利用制御の制御量を算出する補正位置利用制御部と、
前記押圧力利用制御の制御量と前記補正位置利用制御の制御量とを配分率で混合した混合制御量を算出する制御量混合部と、
前記混合制御量に基づいて、前記モータに流れる電流を制御するモータ制御部と、を備え、
前記補正位置利用制御の制御量が前記混合制御量に混合される前記補正位置利用制御部の動作中に、前記位置補正量算出部が前記位置補正量を更新した場合、前記位置補正反映部は、前記補正位置利用制御部の動作中は、前記補正位置利用制御部の動作の開始前に更新された前記位置補正量に基づいて前記補正回転位置を算出し、前記補正位置利用制御部の動作の終了後、再開する際に、更新された前記位置補正量に基づいて前記補正回転位置を算出するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本願に係る電動ブレーキの制御装置によれば、補正位置利用制御部の動作中に、位置補正量が更新されたとしても、更新された位置補正量に基づいて、補正回転位置が算出されないようにでき、補正回転位置が急変することを防止し、補正位置利用制御の制御量が急変することを防止できる。よって、補正位置利用制御の制御量の急変により、押圧力及び制動力が変動することを防止できる。一方、補正位置利用制御部の動作を再開する際に、直近に更新された位置補正量に基づいて、補正回転位置が算出されるので、ブレーキパッドの摩耗等に対して制御精度を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る電動ブレーキ及び電動ブレーキの制御装置の概略構成図である。
【図２】実施の形態１に係る電動ブレーキの制御装置のハードウェア構成図である。
【図３】実施の形態１に係る回転位置と押圧力との関係特性である位置押圧力特性を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る配分率を設定するための配分率設定データを示す図である。
【図５】実施の形態１に係る配分率を設定するための配分率設定データの別例を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る制御挙動を説明するためのタイムチャートである。
【図７】実施の形態２に係る制御挙動を説明するためのタイムチャートである。
【図８】実施の形態３に係る電動ブレーキ及び電動ブレーキの制御装置の概略構成図である。
【図９】実施の形態４に係る電動ブレーキ及び電動ブレーキの制御装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
１．実施の形態１
実施の形態１に係る電動ブレーキの制御装置１００（以下、単に制御装置１００と称す）について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る電動ブレーキ５０及び制御装置１００の概略構成図である。
【００１０】
１−１．電動ブレーキ
電動ブレーキ５０は、モータ１０、運動変換機構９、及びブレーキ機構１１を備えている。モータ１０は、ステータ及びロータを備えている。ステータ及びロータの一方又は双方に巻線が設けられる。巻線に流れる巻線電流を変化させることにより、モータ１０から出力されるトルクが変化する。モータ１０は、第１回転方向のトルク、及び第１回転方向とは反対方向である第２回転方向のトルクを出力可能であり、第１回転方向、及び第２回転方向に回転可能である。モータ１０には、永久磁石式同期モータ、直流モータ等の各種のモータが用いられる。
【００１１】
モータ１０には、直流電源から巻線に供給する電流をオンオフする複数のスイッチング素子が設けられている。制御装置１００の制御信号によりスイッチング素子がオンオフされ、巻線電流が制御される。スイッチング素子には、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等が用いられる。
【００１２】
モータ１０には、モータ１０（ロータ）の回転位置（回転角度）を検出する位置検出センサ１２が設けられている。位置検出センサ１２には、レゾルバ、ホール素子、又はエンコーダ等が用いられる。位置検出センサ１２の出力信号は、制御装置１００に入力される。
【００１３】
ブレーキ機構１１は、ブレーキパッドとブレーキディスクとを有する。ブレーキディスクは、車輪等の回転部材側に固定される。ブレーキパッドは、車体などの非回転部材側に固定される。
【００１４】
運動変換機構９は、モータ１０（ロータ）の回転運動を直線運動に変換する機構である。運動変換機構９は、ブレーキパッドをブレーキディスク側に移動させ、ブレーキパッドをブレーキディスクに押圧する。運動変換機構９は、モータ１０のトルクを、ブレーキパッドを押圧する押圧力に変換する。ブレーキ機構１１には、押圧力に比例した摩擦力が生じる。また、運動変換機構９は、ブレーキパッドをブレーキディスクとは反対側に移動させる。運動変換機構９は、モータ１０の回転位置を、ブレーキディスクに対するブレーキパッドの位置に変換する。運動変換機構９には、ボールランプ機構等が用いられる。
【００１５】
ブレーキパッドがブレーキディスクを押圧する押圧力を検出する押圧力検出センサ１３が設けられている。押圧力検出センサ１３の出力信号は、制御装置１００に入力される。
【００１６】
１−２．制御装置
制御装置１００は、モータ１０を介して、電動ブレーキ５０を制御する。図１に示すように、制御装置１００は、回転位置検出部１０１、押圧力検出部１０２、位置補正量算出部１０３、位置補正反映部１０４、押圧力利用制御部１０５、補正位置利用制御部１０６、制御量混合部１０７、及びモータ制御部１０８等を備えている。制御装置１００の各機能は、制御装置１００が備えた処理回路により実現される。具体的には、制御装置１００は、図２に示すように、処理回路として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置９０（コンピュータ）、演算処理装置９０とデータのやり取りする記憶装置９１、演算処理装置９０に外部の信号を入力する入力回路９２、演算処理装置９０から外部に信号を出力する出力回路９３、及び車両制御装置９５等の外部装置とデータ通信を行う通信装置９４等を備えている。
【００１７】
演算処理装置９０として、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、各種の論理回路、及び各種の信号処理回路等が備えられてもよい。また、演算処理装置９０として、同じ種類のもの又は異なる種類のものが複数備えられ、各処理が分担して実行されてもよい。記憶装置９１として、演算処理装置９０からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたＲＡＭ（Random Access Memory）、演算処理装置９０からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭ（Read Only Memory）等が備えられている。入力回路９２は、位置検出センサ１２及び押圧力検出センサ１３等の各種のセンサ、スイッチが接続され、これらセンサ、スイッチの出力信号を演算処理装置９０に入力するＡ／Ｄ変換器等を備えている。出力回路９３は、モータ１０に備えられたスイッチング素子をオンオフ駆動するゲート駆動回路等の電気負荷が接続され、これら電気負荷に演算処理装置９０から制御信号を出力する駆動回路等を備えている。通信装置９４は、車両制御装置９５等の外部装置と通信を行う。
【００１８】
そして、制御装置１００が備える図１の各機能部１０１〜１０８等の各機能は、演算処理装置９０が、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されたソフトウェア（プログラム）を実行し、記憶装置９１、入力回路９２、出力回路９３、及び通信装置９４等の制御装置１００の他のハードウェアと協働することにより実現される。なお、各機能部１０１〜１０８等が用いる配分率設定データ、位置押圧力特性データ、基準押圧力Ｆ１等の設定データは、ソフトウェア（プログラム）の一部として、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されている。以下、制御装置１００の各機能について詳細に説明する。
【００１９】
＜回転位置検出部＞
回転位置検出部１０１は、モータ（ロータ）の回転位置θ（回転角度）を検出する。本実施の形態では、回転位置検出部１０１は、位置検出センサ１２の出力信号に基づいて、モータの回転位置θを検出する。以下、検出された回転位置を、回転位置の検出値θ＿ｄｅｔと称す。
【００２０】
＜押圧力検出部＞
押圧力検出部１０２は、ブレーキパッドがブレーキディスクを押圧する押圧力Ｆを検出する。本実施の形態では、押圧力検出部１０２は、押圧力検出センサ１３の出力信号に基づいて、押圧力Ｆを検出する。以下、検出された押圧力を、押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔと称す。
【００２１】
＜位置補正量算出部＞
位置補正量算出部１０３は、押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔ及び回転位置の検出値θ＿ｄｅｔに基づいて、回転位置の検出値θ＿ｄｅｔを補正する位置補正量Δθｏｆｓｔを算出する。本実施の形態では、位置補正量算出部１０３は、押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔが、予め設定された基準押圧力Ｆ１を上回ったときに、その上回ったときに検出した回転位置の検出値θ＿ｄｅｔ（以下、検出基準回転位置θｆ１＿ｄｅｔと称す）に基づいて、位置補正量Δθｏｆｓｔを算出し、更新する。
【００２２】
図３に、回転位置θと押圧力Ｆとの関係特性である位置押圧力特性を示す。ブレーキパッドの摩擦面がブレーキディスクの摩擦面に接触し始める回転位置θを、回転位置θのゼロ点とする。回転位置θのゼロ点では、押圧力Ｆは０になる。回転位置θがゼロ点から増加するに従って、押圧力Ｆが増加していく。
【００２３】
回転位置θのゼロ点が正しく設定されていると仮定した場合において、基準押圧力Ｆ１に対応する回転位置θを、正規基準回転位置θｆ１＿ｒとする。正規基準回転位置θｆ１＿ｒには、位置押圧力特性に基づいて、基準押圧力Ｆ１に対応する所定の回転位置が予め設定されている。
【００２４】
次式に示すように、位置補正量算出部１０３は、正規基準回転位置θｆ１＿ｒから、押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔが基準押圧力Ｆ１を上回ったときに検出した回転位置である検出基準回転位置θｆ１＿ｄｅｔを減算して、位置補正量Δθｏｆｓｔを算出する。
Δθｏｆｓｔ＝θｆ１＿ｒ−θｆ１＿ｄｅｔ    ・・・（１）
【００２５】
＜位置補正反映部＞
位置補正反映部１０４は、位置補正量Δθｏｆｓｔに基づいて、回転位置の検出値θ＿ｄｅｔを補正して補正回転位置θｃｒを算出する。後述するように、位置補正反映部１０４は、補正位置利用制御部１０６の動作中は、補正位置利用制御部１０６の動作の開始前に更新された位置補正量Δθｏｆｓｔを用いて、補正回転位置θｃｒを算出する。
【００２６】
本実施の形態では、次式に示すように、位置補正反映部１０４は、回転位置の検出値θ＿ｄｅｔに、位置補正量Δθｏｆｓｔを加算して、補正回転位置θｃｒを算出する。
θｃｒ＝θ＿ｄｅｔ＋Δθｏｆｓｔ            ・・・（２）
【００２７】
＜押圧力利用制御部＞
押圧力利用制御部１０５は、押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔに基づいて、押圧力利用制御の制御量Ｕ＿Ｆを算出する。本実施の形態では、押圧力利用制御部１０５は、力制御部１０５ａを備えている。力制御部１０５ａは、押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔが、押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆに近づくように、押圧力利用制御の制御量Ｕ＿Ｆを変化させる。押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆは、車両制御装置９５等の外部の制御装置から伝達される。
【００２８】
次式に示すように、力制御部１０５ａは、押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔと押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆとの偏差に基づく、ＰＩＤ制御により押圧力利用制御の制御量Ｕ＿Ｆを演算する。ここで、Ｋｐ１は、比例ゲインであり、Ｋｉ１は、積分ゲインであり、Ｋｄ１は、微分ゲインである。ｓは、ラプラス演算子である。
Ｕ＿Ｆ＝（Ｋｐ１＋Ｋｉ１／ｓ＋Ｋｄ１×ｓ）×（Ｆ＿ｒｅｆ−Ｆ＿ｄｅｔ）
・・・（３）
【００２９】
後述する押圧力利用制御の制御量Ｕ＿Ｆの配分率αが０より大きい場合に、押圧力利用制御部１０５（力制御部１０５ａ）は、動作し、フィードバック制御により押圧力利用制御の制御量Ｕ＿Ｆを算出する。一方、押圧力利用制御の制御量Ｕ＿Ｆの配分率αが０である場合に、押圧力利用制御部１０５（力制御部１０５ａ）は、動作を停止し、押圧力利用制御の制御量Ｕ＿Ｆの算出を停止し、積分値等のフィードバック制御値を初期値にリセットするなどして、押圧力利用制御の制御量Ｕ＿Ｆを初期値に設定する。
【００３０】
＜補正位置利用制御部＞
補正位置利用制御部１０６は、補正回転位置θｃｒに基づいて、補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θを算出する。本実施の形態では、補正位置利用制御部１０６は、位置指令算出部１０６ａ及び位置制御部１０６ｂを備えている。位置指令算出部１０６ａは、押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆに基づいて位置指令値θ＿ｒｅｆを算出する。位置制御部１０６ｂは、補正回転位置θｃｒが位置指令値θ＿ｒｅｆに近づくように、補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θを変化させる。
【００３１】
本実施の形態では、位置指令算出部１０６ａは、図３に示すような、回転位置θと押圧力Ｆとの関係が予め設定された位置押圧力特性データを参照し、現在の押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆに対応する位置指令値θ＿ｒｅｆを算出する。
【００３２】
次式に示すように、位置制御部１０６ｂは、補正回転位置θｃｒと位置指令値θ＿ｒｅｆとの偏差に基づく、ＰＩＤ制御により補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θを演算する。ここで、Ｋｐ２は、比例ゲインであり、Ｋｉ２は、積分ゲインであり、Ｋｄ２は、微分ゲインである。
Ｕ＿θ＝（Ｋｐ２＋Ｋｉ２／ｓ＋Ｋｄ２×ｓ）×（θ＿ｒｅｆ−θｃｒ）
・・・（４）
【００３３】
後述する補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θの配分率（１−α）が０より大きい場合に、補正位置利用制御部１０６（位置制御部１０６ｂ）は、動作し、フィードバック制御により補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θを算出する。一方、補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θの配分率（１−α）が０である場合に、補正位置利用制御部１０６（位置制御部１０６ｂ）は、動作を停止し、補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θの算出を停止し、積分値等のフィードバック制御値を初期値にリセットするなどして、補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θを初期値に設定にする。
【００３４】
＜制御量混合部＞
次式に示すように、制御量混合部１０７は、押圧力利用制御の制御量Ｕ＿Ｆと補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θとを配分率αで混合した混合制御量Ｕ＿ｍｉｘを算出する。
Ｕ＿ｍｉｘ＝α×Ｕ＿Ｆ＋（１−α）×Ｕ＿θ          ・・・（５）
【００３５】
本実施の形態では、αは、押圧力利用制御の制御量Ｕ＿Ｆの配分率となっており、（１−α）は、補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θの配分率となっている。制御量混合部１０７は、図４に示すような、押圧力Ｆと配分率αとの関係が予め設定された配分率設定データを参照し、現在の押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆ又は押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔに対応する配分率αを算出する。
【００３６】
制御量混合部１０７は、押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆ又は押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔが増加するに従って、押圧力利用制御の制御量Ｕ＿Ｆの配分率αを０から１まで増加させると共に、補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θの配分率（１−α）を１から０まで低下させる。
【００３７】
押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆ又は押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔが、第１値Ｆ＿Ｌよりも低い場合は、配分率αは０に設定され、第２値Ｆ＿Ｈよりも高い場合は、配分率αは１に設定される。第１値Ｆ＿Ｌは、０よりも大きい値に設定され、第２値Ｆ＿Ｈは、第１値Ｆ＿Ｌよりも大きい値に設定されている。押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆ又は押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔが、第１値Ｆ＿Ｌから第２値Ｆ＿Ｈまで増加するに従って、配分率αが０から１まで次第に増加する。
【００３８】
或いは、図５に示すように、制御量混合部１０７は、押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆ又は押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔが増加するに従って、配分率αを０から１までステップ的に増加させるように構成されてもよい。
【００３９】
図３に示すように、押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆ又は押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔが低い状態では、回転位置θの変化に対する押圧力Ｆの変化の感度が低い。そのため、この状態では、補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θの配分率（１−α）を高くし、補正回転位置θｃｒにより回転位置θ及び押圧力Ｆを精度よく制御する。一方、押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆ又は押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔが高い状態では、制動力の制御精度が重要になるので、押圧力利用制御の制御量Ｕ＿Ｆの配分率αを高くし、押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔにより押圧力Ｆを精度よく制御する。
【００４０】
本実施の形態では、配分率αが１より小さい場合（α＜１）は、補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θが混合制御量Ｕ＿ｍｉｘに混合され、補正位置利用制御部１０６が動作する状態になる。配分率αが１である場合（α＝１）は、補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θが混合制御量Ｕ＿ｍｉｘに混合されず、補正位置利用制御部１０６が動作していない状態になる。
【００４１】
一方、配分率αが０より大きい場合（α＞０）は、押圧力利用制御の制御量Ｕ＿Ｆが混合制御量Ｕ＿ｍｉｘに混合され、押圧力利用制御部１０５が動作する状態になる。配分率αが０である場合（α＝０）は、押圧力利用制御の制御量Ｕ＿Ｆが混合制御量Ｕ＿ｍｉｘに混合されず、押圧力利用制御部１０５が動作していない状態になる。
【００４２】
＜モータ制御部＞
モータ制御部１０８は、混合制御量Ｕ＿ｍｉｘに基づいて、モータ１０に流れる電流を制御する。モータ１０が、永久磁石式同期モータである場合は、混合制御量Ｕ＿ｍｉｘは、トルク指令値又はｑ軸電流指令値になり、ベクトル制御法を用いた電流フィードバック制御により、複数のスイッチング素子がオンオフされ、巻線電流が制御される。モータ１０が、直流モータである場合は、混合制御量Ｕ＿ｍｉｘは、直流電流指令値になり、電流検出値が直流電流指令値に一致するように、複数のスイッチング素子がオンオフされ、巻線電流が制御される。いずれにしても、モータ制御部１０８により巻線電流が制御されることにより、モータ１０の出力トルクが制御され、押圧力Ｆ及び回転位置θが制御される。
【００４３】
＜ブレーキ操作の制御挙動＞
図６に、制御挙動の例を示す。１回のブレーキ操作において、押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆが０から次第に増加され、制動力を発生させた後、再び０まで次第に減少される。押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔは、押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆに概ね一致しているものとする。このような１回のブレーキ操作が必要に応じて繰り返される。
【００４４】
１回目のブレーキ操作の開始前の押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆが０である状態では、配分率αが０になり、補正位置利用制御部１０６が動作し、押圧力利用制御部１０５の動作が停止する状態になる。ブレーキ操作の開始後、押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆが０から増加され、時刻ｔ１で、押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆが第１値Ｆ＿Ｌを上回ると、配分率αが０から次第に増加され、押圧力利用制御部１０５が動作する状態になる。
【００４５】
時刻ｔ２で、押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆが第２値Ｆ＿Ｈを上回ると、配分率αが１になり、補正位置利用制御部１０６の動作が停止する。その後、押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆは、しばらくの間、最大値に維持された後、次第に減少される。時刻ｔ３で、押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆが第２値Ｆ＿Ｈを下回ると、配分率αが１より小さくなり、補正位置利用制御部１０６の動作が再開する。そして、時刻ｔ４で、押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆが第１値Ｆ＿Ｌを下回ると、配分率αが１になり、押圧力利用制御部１０５の動作が停止し、その後、押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆが０になり、１回目のブレーキ操作が終了する。その後、２回目のブレーキ操作が開始し、１回目のブレーキ操作と同様の挙動になる。
【００４６】
＜位置補正量の反映タイミング＞
図６の例では、第１値Ｆ＿Ｌと基準押圧力Ｆ１とが同じ値に設定されており、時刻ｔ１で、押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔが、基準押圧力Ｆ１を上回ったので、位置補正量算出部１０３は、時刻ｔ１で検出した回転位置の検出値θ＿ｄｅｔ（検出基準回転位置θｆ１＿ｄｅｔ）に基づいて、位置補正量Δθｏｆｓｔを算出し、更新する。その後、位置補正量Δθｏｆｓｔが再び更新されるまで、時刻ｔ１で更新された位置補正量Δθｏｆｓｔが維持される。
【００４７】
時刻ｔ１の位置補正量Δθｏｆｓｔの更新タイミングは、補正位置利用制御部１０６の動作中であり、このタイミングで、位置補正反映部１０４が、更新された位置補正量Δθｏｆｓｔに基づいて、回転位置θを補正して補正回転位置θｃｒを算出すると、補正回転位置θｃｒが急変し、補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θが急変する可能性がある。補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θが急変すると、押圧力Ｆ及び制動力が変動するため、望ましくない。
【００４８】
そこで、本実施の形態では、補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θが混合制御量Ｕ＿ｍｉｘに混合される補正位置利用制御部１０６の動作中（本例では、α＜１）に、位置補正量算出部１０３が位置補正量Δθｏｆｓｔを更新した場合、位置補正反映部１０４は、補正位置利用制御部１０６の動作中は、補正位置利用制御部１０６の動作の開始前に更新された位置補正量Δθｏｆｓｔに基づいて補正回転位置θｃｒを算出し、補正位置利用制御部１０６の動作の終了後、再開する際に、更新された位置補正量Δθｏｆｓｔに基づいて補正回転位置θｃｒを算出する。
【００４９】
この構成によれば、補正位置利用制御部１０６の動作中に、位置補正量Δθｏｆｓｔが更新されたとしても、更新された位置補正量Δθｏｆｓｔに基づいて、補正回転位置θｃｒが算出されないようにでき、補正回転位置θｃｒが急変することを防止し、補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θが急変することを防止できる。よって、補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θの急変により、押圧力Ｆ及び制動力が変動することを防止できる。一方、補正位置利用制御部１０６の動作を再開する際に、直近に更新された位置補正量Δθｏｆｓｔに基づいて、補正回転位置θｃｒが算出されるので、制御精度を維持できる。
【００５０】
図６の例では、時刻ｔ１で、位置補正量Δθｏｆｓｔが更新されるが、時刻ｔ２までは、配分率α＜１であり、補正位置利用制御部１０６の動作中であるので、位置補正反映部１０４は、時刻ｔ１で更新された位置補正量Δθｏｆｓｔを用いず、位置補正量Δθｏｆｓｔの初期値（例えば、０）を用いて、補正回転位置θｃｒを算出する。そして、時刻ｔ２で、補正位置利用制御部１０６の動作が停止し、時刻ｔ３で、補正位置利用制御部１０６の動作が再開される。補正位置利用制御部１０６の動作の再開後、時刻ｔ１で更新された位置補正量Δθｏｆｓｔに基づいて補正回転位置θｃｒが算出され、補正回転位置θｃｒに基づいて補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θが算出される。
【００５１】
１回目のブレーキ操作の時刻ｔ３から２回目のブレーキ操作の時刻ｔ６まで、補正位置利用制御部１０６の動作が継続される。この補正位置利用制御部１０６の動作中の時刻ｔ５で、位置補正量Δθｏｆｓｔが更新されるが、位置補正反映部１０４は、時刻ｔ５で更新された位置補正量Δθｏｆｓｔを用いず、時刻ｔ１で更新された位置補正量Δθｏｆｓｔを引き続き用いて、補正回転位置θｃｒを算出する。そして、時刻ｔ６で、補正位置利用制御部１０６の動作が停止し、時刻ｔ７で、補正位置利用制御部１０６の動作が再開される。補正位置利用制御部１０６の動作の再開後、時刻ｔ５で更新された位置補正量Δθｏｆｓｔに基づいて補正回転位置θｃｒが算出され、補正回転位置θｃｒに基づいて補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θが算出される。
【００５２】
２．実施の形態２
実施の形態２に係る制御装置１００について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る制御装置１００の基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、位置補正量算出部１０３における位置補正量Δθｏｆｓｔの更新タイミングが実施の形態１と異なる。
【００５３】
本実施の形態では、位置補正量算出部１０３は、押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔが、予め設定された基準押圧力Ｆ１を下回ったときに、その下回ったときに検出した回転位置の検出値θ＿ｄｅｔ（以下、検出基準回転位置θｆ１＿ｄｅｔと称す）に基づいて、位置補正量Δθｏｆｓｔを算出し、更新する。
【００５４】
実施の形態１と同様に、式（１）に示したように、位置補正量算出部１０３は、正規基準回転位置θｆ１＿ｒから、押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔが基準押圧力Ｆ１を下回ったときに検出した回転位置である検出基準回転位置θｆ１＿ｄｅｔを減算して、位置補正量Δθｏｆｓｔを算出する。
【００５５】
この構成によれば、ブレーキ操作中に、図３の位置押圧力特性が変動した場合でも、位置補正量Δθｏｆｓｔを更新することができ、次回のブレーキ操作に反映させることができる。
【００５６】
また、実施の形態１と同様に、位置補正量算出部１０３は、押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔが、予め設定された基準押圧力Ｆ１を上回ったときに、その上回ったときに検出した回転位置の検出値θ＿ｄｅｔ（検出基準回転位置θｆ１＿ｄｅｔ）に基づいて、位置補正量Δθｏｆｓｔを算出し、更新する。
【００５７】
＜ブレーキ操作の制御挙動＞
図７に、本実施の形態に係る制御挙動の例を示す。図６と同様に、２回のブレーキ操作が行われる。
【００５８】
本実施の形態では、位置補正量算出部１０３は、補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θの配分率（１−α）が０より大きい場合でも、押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆが０である状態が、予め設定された停止判定期間、継続した場合に、補正位置利用制御部１０６の動作を停止し、押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆが０より大きくなった場合に、補正位置利用制御部１０６の動作を再開するように構成されている。
【００５９】
１回目のブレーキ操作の開始前は、補正位置利用制御部１０６及び押圧力利用制御部１０５の動作が停止している。時刻ｔ１で、押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆが０から増加され、１回目のブレーキ操作が開始すると、補正位置利用制御部１０６の動作が開始している。そして、実施の形態１と同様に、時刻ｔ２で、押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔが、基準押圧力Ｆ１を上回ったので、位置補正量算出部１０３は、時刻ｔ２で検出した回転位置の検出値θ＿ｄｅｔ（検出基準回転位置θｆ１＿ｄｅｔ）に基づいて、位置補正量Δθｏｆｓｔを算出し、更新する。しかし、補正位置利用制御部１０６の動作中であるので、位置補正反映部１０４は、時刻ｔ２で更新された位置補正量Δθｏｆｓｔを用いず、位置補正量Δθｏｆｓｔの初期値を用いて、補正回転位置θｃｒを算出している。
【００６０】
そして、押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆの増加により、時刻ｔ３で、補正位置利用制御部１０６の動作が停止し、その後、押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆの低下により、時刻ｔ４で、補正位置利用制御部１０６の動作が再開される。補正位置利用制御部１０６の動作の再開後、直近の時刻ｔ２で更新された位置補正量Δθｏｆｓｔに基づいて補正回転位置θｃｒが算出され、補正回転位置θｃｒに基づいて補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θが算出される。
【００６１】
時刻ｔ５で、押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔが、基準押圧力Ｆ１を下回ったので、位置補正量算出部１０３は、時刻ｔ５で検出した回転位置の検出値θ＿ｄｅｔ（検出基準回転位置θｆ１＿ｄｅｔ）に基づいて、位置補正量Δθｏｆｓｔを算出し、更新する。しかし、補正位置利用制御部１０６の動作中であるので、位置補正反映部１０４は、時刻ｔ５で更新された位置補正量Δθｏｆｓｔを用いず、時刻ｔ２で更新された位置補正量Δθｏｆｓｔを継続して用いて、補正回転位置θｃｒを算出している。
【００６２】
その後、押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆが０になり、１回目のブレーキ操作が終了した後、停止判定期間が経過した時刻ｔ６で、補正位置利用制御部１０６及び押圧力利用制御部１０５の動作が停止している。そして、時刻ｔ７で、再び、押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆが０から増加され、２回目のブレーキ操作が開始すると、補正位置利用制御部１０６の動作が開始している。補正位置利用制御部１０６の動作の再開後、直近の時刻ｔ５で更新された位置補正量Δθｏｆｓｔに基づいて補正回転位置θｃｒが算出され、補正回転位置θｃｒに基づいて補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θが算出される。このように、前回のブレーキ操作の終了時点付近で更新された位置補正量Δθｏｆｓｔを用いて、次回のブレーキ操作の補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θを算出することができる。よって、ブレーキ操作中に生じた位置押圧力特性の変動を検出し、次回のブレーキ操作に反映させることができる。
【００６３】
同様に、補正位置利用制御部１０６の動作中の時刻ｔ８で、位置補正量Δθｏｆｓｔが更新されるが、位置補正反映部１０４は、時刻ｔ８で更新された位置補正量Δθｏｆｓｔを用いず、時刻ｔ５で更新された位置補正量Δθｏｆｓｔを引き続き用いて、補正回転位置θｃｒを算出している。そして、時刻ｔ９で、補正位置利用制御部１０６の動作が停止し、時刻ｔ１０で、補正位置利用制御部１０６の動作が再開される。補正位置利用制御部１０６の動作の再開後、直近の時刻ｔ８で更新された位置補正量Δθｏｆｓｔに基づいて補正回転位置θｃｒが算出され、補正回転位置θｃｒに基づいて補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θが算出される。その後は、１回目のブレーキ操作と同様の挙動になる。
【００６４】
３．実施の形態３
実施の形態３に係る制御装置１００について説明する。上記の実施の形態１又は２と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る制御装置１００の基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、補正位置利用制御部１０６の構成が実施の形態１又は２と異なる。図８は、本実施の形態に係る電動ブレーキ５０及び制御装置１００の概略構成図である。
【００６５】
補正位置利用制御部１０６は、補正回転位置θｃｒに基づいて、補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θを算出する。本実施の形態では、補正位置利用制御部１０６は、押圧力推定部１０６ｃ及び推定力制御部１０６ｄを備えている。押圧力推定部１０６ｃは、補正回転位置θｃｒに基づいて推定押圧力Ｆ＿ｅｓｔを算出する。推定力制御部１０６ｄは、推定押圧力Ｆ＿ｅｓｔが押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆに近づくように、補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θを変化させる
【００６６】
本実施の形態では、押圧力推定部１０６ｃは、図３に示すような、回転位置θと押圧力Ｆとの関係が予め設定された位置押圧力特性データを参照し、現在の補正回転位置θｃｒに対応する推定押圧力Ｆ＿ｅｓｔを算出する。
【００６７】
次式に示すように、推定力制御部１０６ｄは、推定押圧力Ｆ＿ｅｓｔと押圧力指令値Ｆ＿ｒｅｆとの偏差に基づく、ＰＩＤ制御により補正位置利用制御の制御量Ｕ＿θを演算する。
Ｕ＿θ＝（Ｋｐ２＋Ｋｉ２／ｓ＋Ｋｄ２×ｓ）×（Ｆ＿ｒｅｆ−Ｆ＿ｅｓｔ）
・・・（６）
【００６８】
ブレーキ操作の制御挙動は、実施の形態１の図６、又は実施の形態２の図７と同様になるので、説明を省略する。
【００６９】
４．実施の形態４
実施の形態４に係る制御装置１００について説明する。上記の実施の形態１又は２と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る制御装置１００の基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、押圧力利用制御部１０５の構成が実施の形態１又は２と異なる。図９は、本実施の形態に係る電動ブレーキ５０及び制御装置１００の概略構成図である。
【００７０】
＜押圧力利用制御部＞
押圧力利用制御部１０５は、押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔに基づいて、押圧力利用制御の制御量Ｕ＿Ｆを算出する。本実施の形態では、押圧力利用制御部１０５は、位置推定部１０５ｂ及び推定位置制御部１０５ｃを備えている。位置推定部１０５ｂは、押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔに基づいて推定回転位置θ＿ｅｓｔを算出する。推定位置制御部１０５ｃは、推定回転位置θ＿ｅｓｔが位置指令値θ＿ｒｅｆに近づくように、押圧力利用制御の制御量Ｕ＿Ｆを変化させる。
【００７１】
本実施の形態では、位置推定部１０５ｂは、図３に示すような、回転位置θと押圧力Ｆとの関係が予め設定された位置押圧力特性データを参照し、現在の押圧力の検出値Ｆ＿ｄｅｔに対応する推定回転位置θ＿ｅｓｔを算出する。
【００７２】
次式に示すように、推定位置制御部１０５ｃは、推定回転位置θ＿ｅｓｔと位置指令値θ＿ｒｅｆとの偏差に基づく、ＰＩＤ制御により押圧力利用制御の制御量Ｕ＿Ｆを演算する。
Ｕ＿Ｆ＝（Ｋｐ１＋Ｋｉ１／ｓ＋Ｋｄ１×ｓ）×（θ＿ｒｅｆ−θ＿ｅｓｔ）
・・・（７）
【００７３】
ブレーキ操作の制御挙動は、実施の形態１の図６、又は実施の形態２の図７と同様になるので、説明を省略する。
【００７４】
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００７５】
９  運動変換機構、１０  モータ、１１  ブレーキ機構、１２  位置検出センサ、１３  押圧力検出センサ、５０  電動ブレーキ、１００  電動ブレーキの制御装置、１０１  回転位置検出部、１０２  押圧力検出部、１０３  位置補正量算出部、１０４  位置補正反映部、１０５  押圧力利用制御部、１０６  補正位置利用制御部、１０７  制御量混合部、１０８  モータ制御部、Ｆ＿ｄｅｔ  押圧力の検出値、Ｆ＿ｅｓｔ  推定押圧力、Ｆ＿ｒｅｆ  押圧力指令値、Ｕ＿θ  補正位置利用制御の制御量、Ｕ＿Ｆ  押圧力利用制御の制御量、Ｕ＿ｍｉｘ  混合制御量、Δθｏｆｓｔ  位置補正量、α  押圧力利用制御の制御量の配分率、θ＿ｄｅｔ  回転位置の検出値、θ＿ｅｓｔ  推定回転位置、θ＿ｒｅｆ  位置指令値、θｃｒ  補正回転位置
【要約】
【課題】モータの回転位置を補正する場合に、回転位置の補正により、ブレーキパッドの押圧力が急変することを抑制できる電動ブレーキの制御装置を提供する。
【解決手段】補正位置利用制御部の動作中に、位置補正量算出部が位置補正量Δθｏｆｓｔを更新した場合、位置補正反映部は、補正位置利用制御部の動作中は、補正位置利用制御部の動作の開始前に更新された位置補正量Δθｏｆｓｔに基づいて補正回転位置θｃｒを算出し、補正位置利用制御部の動作の終了後、再開する際に、更新された位置補正量Δθｏｆｓｔに基づいて補正回転位置θｃｒを算出する電動ブレーキの制御装置。
【選択図】図６【図１】
0006818861.tif 000002
【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】
0006818861.tif 000008
【図８】
0006818861.tif 000009
【図９】
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