JP2006283822A - 電動ブレーキシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成で、回転位置検出器の位置設定を良好に果たすことができる電動ブレーキシステムを提供する。
【解決手段】 U相コイルcoU に＋電圧、V相コイル及びW相コイルに−電圧を印加し、V相コイルcoV、W相コイルcoWには等分に電流が流れるようにし(ステップS2)、ロータ停止角度（レゾルバ角度）をレゾルバで検出する。モータの制御に用いるロータ回転位置データを、レゾルバ３３が検出したロータ停止角度に基づいて補正する。補正されたロータ回転位置データに基づいてモータ１１を制御することにより、モータ１１が効率よく運転される。
【選択図】 図７

Description

本発明は、電動モータの回転力によって制動力を発生させる電動ブレーキシステムに関する。

従来の電動ブレーキシステムの一例として特許文献１に示される装置がある。特許文献１の電動ブレーキシステムは、固定子に回転磁界を発生させることにより、回転子を回転させる電動モータを有している。
そして、近時、電動モータとしては、効率面の向上などの点からブラシレス同期モータ等の適用が考えられている。
ブラシレス同期モータでは、回転子の回転をレゾルバなどの回転位置検出器により検出し、回転子位置に応じた界磁が固定子に発生するように制御する。効率よくモータを回転させるためには、理想的な界磁を作る必要があり、精度の高い回転位置検出器を用いること及び位置検出器について可動部を含め、予め定めた目標位置への設定を正確に行うことが要求されている。

上述した電動ブレーキシステムでは一般に、電動モータの回転位置検出器の取付け位置を調整できる構造とし、モータ組立て後にモータを回転させ、回転位置検出器の位置が最適になるよう調整してケーシングに固定されている。
特開２０００−３０４０７６号公報

上述した従来技術では、電動モータの回転位置検出器の位置調整を行うため、調整作業が必要となり、電動ブレーキシステムの生産上、工数が多くなる。さらに、電動ブレーキシステムを位置調整可能な構造とするために、構造の大型化、複雑化を招き、その分、設計上の制約が多くなるという欠点を有していた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、回転位置検出器の位置設定を良好に果たすことができる電動ブレーキシステムを提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、ステータに複数相コイルを有しロータに２の倍数個の磁極を有するモータ、該モータの回転を直線運動に変換する回転−直動変換機構、及び前記回転−直動変換機構からの伝達力によりブレーキパッドをディスクロータに押圧して制動力を発生させるキャリパと、前記モータのロータの回転位置を検出するロータ位置検出器と、前記ロータ位置検出器が検出した前記ロータ回転位置から得られるロータ回転位置データを用いて前記モータを制御するコントローラと、を有する電動ブレーキシステムにおいて、前記コイルの電流位相を示す通電電気角及び前記ロータの回転位置を示すロータ位置角度を対応して記憶する記憶手段を有し、前記コントローラは、前記ロータの回転位置を、前記記憶手段に記憶される所定の通電電気角に対応するロータ位置角度にした状態における前記３相コイルに対する予め定めた基準電流の通電によるロータの回転後のロータ停止位置に対応するロータ停止角度を前記ロータ位置検出器に検出させ、前記ロータ回転位置データについて前記コントローラが用いる前に前記ロータ停止角度からなるロータ停止角度データに基づいて補正することを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電動ブレーキシステムにおいて、前記モータは、３相コイルを有してＹ結線されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の電動ブレーキシステムにおいて、前記基準電流の通電は、前記３相コイルのうち一つのコイルから互いに接続された残り二つのコイルに対して行なわれることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項２記載の電動ブレーキシステムにおいて、前記基準電流の通電は、前記３相コイルのうち二つのコイルに対して行なわれることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項２から４のいずれかに記載の電動ブレーキシステムにおいて、前記コントローラは、通電電気角とロータ位置との間に角度差を持たせるように設けられる戻しばねによる前記ロータの回転トルク、前記モータヘの供給電流、及び前記モータのトルク定数に基づいて、前記戻しばねのばね力によるロータのずれ分に相当する戻しばね補正角を求め、該戻しばね補正角を前記ロータ回転位置データの補正に用いることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項１記載の電動ブレーキシステムにおいて、ロータ停止角度データは、前記ロータ位置検出器に検出される２つのロータ停止角度を平均して得られ、前記２つのロータ停止角度のうち一方は、前記ロータが一方向に回転するように前記ロータの回転位置を変えた状態で検出され、前記２つのロータ停止角度のうち他方は、前記ロータが他方向に回転するように前記ロータの回転位置を変えた状態で検出されることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の電動ブレーキシステムにおいて、前記モータは３相コイルを有してＹ結線されたものであって、前記ロータの一方向の回転は、前記３相コイルのうち二つのコイルに対する通電と、該通電後に実施される前記二つのコイルと異なる二つのコイルに対する通電により行なわれることを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項１記載の電動ブレーキシステムにおいて、ロータ停止角度データは、前記ロータが一回転するように前記ロータの回転位置を複数箇所変えた状態で検出される複数個のロータ停止角度を平均して得られることを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項８記載の電動ブレーキシステムにおいて、前記モータは３相コイルを有してＹ結線されたものであって、前記複数個のロータ停止角度のそれぞれは、前記３相コイルのうち二つのコイルに対する通電後に実施される前記二つのコイルと異なる二つのコイルに対する通電後に検出されることを特徴とする。
請求項１０記載の発明は、請求項６から９のいずれかに記載の電動ブレーキシステムにおいて、前記コントローラは、通電電気角とロータ位置との間に角度差を持たせるように設けられる戻しばねによる前記ロータの回転トルク、前記モータヘの供給電流、及び前記モータのトルク定数に基づいて、前記戻しばねのばね力によるロータのずれ分に相当する戻しばね補正角を求め、該戻しばね補正角を前記ロータ回転位置データの補正に用いることを特徴とする。

請求項１から１０に記載の発明によれば、ロータ位置検出器の位置調整のためにモータのロータを外部より回転させる必要が無く、キャリパを組み立てた後に、ソフト的に位置調整ができるため、キャリパの組立て、調整工数が低減する。機械的なロータ位置検出器の位置調整を伴わないため、調整機構を省くことができ、小型化および設計の自由度が増す効果がある。

本発明の第１実施の形態に係る電動ブレーキシステムを、図１〜図７に基づいて説明する。図１において、２は、キャリア１にディスクロータＤの軸方向へ浮動可能に支持されたキャリパである。キャリア１には、ディスクロータＤの軸方向に移動可能にブレーキパッド３，４が支持されている。キャリパ２は、ケーシング部５とこのケーシング部５からディスクロータＤを跨いで車両外側へ延ばされたキャリパ爪部６とからなるキャリパ本体部７を備えており、キャリパ爪部６の爪片６ａが車両外側のブレーキパッド４の背面に近接して配置されている。なお、ケーシング部５の内面は段付き形状となっており、その後部開口は蓋板８により被蓋されている。

キャリパ本体部７のケーシング部５内には、車両内側のブレーキパッド３の背面に当接可能なピストン１０と、モータ１１と、このモータ１１の回転を直線運動に変換してピストン１０に伝えるボールランプ機構１２（回転−直動変換機構）と、モータ１１の回転を減速してボールランプ機構１２に伝える減速機構１３と、ブレーキパッド３，４の摩耗に応じてピストン１０の位置を変更してパッド摩耗を補償するパッド摩耗補償機構１４と、駐車ブレーキを確立する駐車ブレーキ機構１６と、戻しばね１５（コイルスプリング）と、が配設されている。戻しばね１５は後述する第１ディスク３７及び第２ディスク３９の間に介在され、第２ディスク３９が後退する方向に第１ディスク３７を回転させる力が働くようにしている。そして、戻しばね１５は、キャリパ２の故障時にピストン１０の推力を下げる機能を有し、不要な制動力が発生しないようにするようになっている。

ピストン１０は、カップ形状の本体部２０と小径の軸部２１とを連設してなっており、本体部２０が、キャリパ本体部７に形成したシリンダ部２２にシール部材（符号省略）を介して摺動可能に嵌挿されている。モータ１１は、キャリパ本体部７のケーシング部５に嵌合固定されたステータ２４と、ステータ２４内に配置された中空のロータ２５とを備えている。

ステータ２４は、ケーシング部５内にその後部開口から嵌入された支持筒２７により段部に押圧固定されている。ロータ２５は、その一端部がキャリパ本体部７のシリンダ部２２に軸受２８を介して支持される一方、その他端部が、後述の回転体２９に軸受３０を介して支持されている。
モータ１１は、図５に示される後述するモータドライバ用マイコン（以下、適宜、マイコンという。）100〔コントローラ〕からの指令でロータ２５を所望トルクで所望角度だけ回転させるように作動し、そのロータ２５の回転角は、ケーシング部５に保持されるレゾルバステータ３３ａとロータ２５の外周面に固定したレゾルバロータ３３ｂとからなるレゾルバ３３によって検出されるようになっている。
また、ケーシング部５内の、蓋板８に隣接する箇所には、輪状の支持板３４と後述の歯車部材３５とが一体的に配設されており、両者の間には、回転体２９を支持する軸受３６が挟持されている。

ボールランプ機構１２は、回転体２９の軸穴にスプライン結合された第１ディスク３７とこの第１ディスク３７に複数のボール３８を介して合わされた第２ディスク３９とを備えている。ボール３８は、第１ディスク３７及び第２ディスク３９の対向面に、それぞれ円周方向に沿って円弧状に形成された３つのボール溝４０の間に介装されている。第２ディスク３９は、パッド摩耗補償機構１４を構成する後述の円筒状アジャスタ４１に遊嵌されている。このアジャスタ４１とキャリパ本体部７のシリンダ部２２に装着したばね受４２との間にはコイルスプリング４３が介装されており、第２ディスク３９は、常時はこのコイルスプリング４３の付勢力をアジャスタ４１を介して受けて第１ディスク３７側へ押圧されている。

第２ディスク３９は図１右側から見て反時計方向の回転（以下、この方向を正転とする）が規制されている。これにより、第２ディスク３９が原位置に位置決めされている状態から第１ディスク３７が反時計方向へ回転すると、各ボール３８が各ボール溝４０の溝底の傾斜面上で転動し、第２ディスク３９がディスクロータＤに対して進退動するようになる。

減速機構１３は、ロータ２５と一体をなす偏心軸４６と、この偏心軸４６に軸受４７を介して回動可能に嵌装され、外周部に第１、第２歯車４８，４９（外歯歯車）を有する偏心車５０と、回転体２９を支持する歯車部材３５の内周に設けられ、偏心車５０の第１歯車４８に噛合する固定歯車５１（内歯歯車）と、回転体２９に設けられ、第２歯車４９に噛合する可動歯車５２（内歯歯車）とからなっている。偏心車５０は、固定歯車５１及び可動歯車５２との噛合により偏心軸４６（ロータ２５）の回転に応じて公転し、この時、固定歯車５１の歯数と可動歯車５２の歯数とが異っていることから、第１ディスク３７はロータ２５と一定の回転比（減速比）をもって回転する。

パッド摩耗補償機構１４は、前記円筒状アジャスタ４１と、このアジャスタ４１とボールランプ機構１２の第２ディスク３９との間に介装されたワンウエイクラッチ５３とを備えている。アジャスタ４１は、その内面に形成されためねじと前記ピストン１０の軸部２１の外周に形成されたおねじとからなるねじ部５４を介してピストン１０に作動連結されている。ワンウエイクラッチ５３は、ここでは、コイルスプリングからなっており、ボールランプ機構１２の第２ディスク３９の正転にはアジャスタ４１を追従させるが、該第２ディスク３９の逆転には該アジャスタ４１をスリップさせる機能を有している。

パッド摩耗補償機構１４を構成するアジャスタ４１及びワンウエイクラッチ５３は、通常制動時（電動ブレーキ時）には、第２ディスク３９がシリンダ部２２の溝４５の端部（溝端）に当接する原位置を維持していることから、該第２ディスク３９と一体にディスクロータＤに対して進退動し、その動きにピストン１０が追従する。一方、第２ディスク３９が前記原位置から逆転する場合には、アジャスタ４１は回転せずにその位置を維持し、したがってその後に第２ディスク３９が正転すると、その正転にアジャスタ４１が追従して回転する。アジャスタ４１が回転すると、これにねじ部５４を介して作動連結されているピストン１０が前進し、第２ディスク３９に対するピストン１０の位置が変位し、これによってパッド摩耗が補償される。

ここで、ピストン１０とブレーキパッド３との間には、通常、所定のパッドクリアランスが確保されており、ピストン１０の前進に応じて、先ずこのパッドクリアランスが解消される。そして、パッドクリアランスが解消されると、ブレーキパッド３がディスクロータＤに押付けられると共に、その押付反力でキャリパ２がキャリア１に対して移動する（図１の右側）。この結果、ディスクロータＤが一対のブレーキパッド３，４の間に挟持されて制動が開始され、これに応じてピストン１０に推力が発生する。

戻しばね１５は、ボールランプ機構１２を構成する第１ディスク３７と第２ディスク３９との間に介装されている。この戻しばね１５は、所定の予荷重を発生するように両者の間に介装されており、これにより、第２ディスク３９は、常時キャリパ本体部７のシリンダ部２２の溝端に当接する原位置を維持する。一方、この状態から、第１ディスク３７が制動方向（ピストン推進方向）に回転すると、第２ディスク３９が位置固定されていることから、戻しばね１５にトルクが蓄えられ、万一、制動中にモータ１１が故障した場合には、戻しばね１５に蓄えられたトルクによって第１ディスク３７が初期位置に復帰する。

駐車ブレーキ機構１６は、モータ１１のロータ２５の外周面に一体に形成されたつめ車６０と、このつめ車６０に係脱可能な係合つめ（符号省略）を先端に有する揺動アーム６２及びソレノイド６８を備えた駆動ユニット６３とからなっている。

また、キャリパ２内には、図５に示すように、前記レゾルバ３３が検出するアナログのロータ回転角度をデジタルのロータ回転角度に変換するＲ−Ｄコンバータ101と、Ｒ−Ｄコンバータ101からのデータに基づいて演算を行う演算回路102と、演算回路102に接続された通信回路103と、Ｒ−Ｄコンバータ101からのデータを記憶するメモリ104と、が配置されている。
後述するU、V、W相コイルcoU、coV、coWには、電源線105を介して直流電源106が接続されるようになっている。図５は、キャリパとモータドライバとが別体となっているものを示しており、通信回路103には通信線107を介して、キャリパの外部に設けられたモータドライブ用マイコン100が接続されている。キャリパ２内の制御部材には、制御電源線108を介して制御用電源109が接続されるようになっている。メモリ104に接続されたメモリ接続線110には図６に示すように、メモリ書込み用スイッチ111が介装されている。

マイコン100は、通常制動操作時などにおいて、レゾルバ３３が検出したロータ回転位置からＲ−Ｄコンバータ101を介して得られるロータ回転位置データを用いてモータ１１を制御するようにしている。また、本実施の形態では、モータ１１の制御においてロータ回転位置データを用いる前に、必要に応じて後述するロータ停止角度に基づいてロータ回転位置データを補正し、モータ１１を良好に制御するようにしている。

また、キャリパ２には、コネクタ112が設けられている。コネクタ112には、通信線107のうちキャリパ２側部分、制御電源線108のうちキャリパ２側部分、及びメモリ接続線110のうちキャリパ２側部分が接続されている。このコネクタ112には位置合せ用コネクタ113が着脱可能に設けられている。位置合せ用コネクタ113には、通信線107のうち外部側の部分、制御電源線108のうち外部側の部分及びメモリ接続線110のうち外部側の部分が接続されている。
位置合せ用コネクタ113がコネクタに接続されることにより、通信線107、制御電源線108、及びメモリ接続線110を介した上記接続を行えるようになっている。

モータ１１には永久磁石同期モータを使用しており、ステータ２４には、図２及び図５に示すように、U、V、W相コイルcoU、coV、coWがY結線されている。モータ１１のロータ２５は、モータロータ鉄心115を備え、モータロータ鉄心115にはＮ極及びＳ極の２つの磁極からなる永久磁石116がロータ２５を間に対向して配置されている。ステータ２４のU、V、W相コイルcoU、coV、coWに回転磁界を発生させると、回転磁界及び永久磁石116間に生じる電磁力によりロータ２５は回転する。
そして、U、V、W相コイルcoU、coV、coWに120°位相のずれた電流（すなわち、位相が均等にずれた電流。基準電流）を流すと、電流位相を示す通電電気角に応じてロータ２５が定まる位置（ロータ２５の回転位置ひいてはロータ位置角度）がある。例えば、電流位相を示す通電電気角とロータ位置角度（ロータ２５の回転位置）との間には、図３（ａ）、（ｂ）に示す関係がある。

この例では、U相コイルcoU にＳ極が対面して配置されるロータ２５の回転位置〔図３（ａ）の（i）〕において、U相コイルcoU に流れ込む電流が、V、W相コイルcoV、coWに等分に分配される電流位相の時、ロータ２５の定まる位置を通電電気角〔電流位相（電流位相角）〕0°位置〔図３（ｂ）の横軸に示す。〕としている。

図３（ｂ）は、電気角２π（３６０°）の範囲（極数が２つの磁極を有するロータ２５では１回転）におけるU、V、W相コイルcoU、coV、coWに流れる電流について、横軸を通電電気角、縦軸を電流の大きさで表している。ロータ２５の１回転における通電電気角0°位置は、図３（ｂ）の左右方向中心に示してあり、ロータ２５の回転位置は、図３（ａ）の（i）に示す位置にあり、そのロータ位置角度は0°とされている。そして、通電電気角が0°位置から大きくなる（通電電気角が図３（ｂ）右方向になる）と、ロータ２５は図３（ａ）（v）、（vi）、（vii）に示すように反時計方向に回転（右回転）することになる。図３（ａ）（v）、（vi）、（vii）では、ロータ位置角度はそれぞれ、＋３０°、＋９０°、＋１５０°になっている。また、通電電気角が0°位置から小さくなる（通電電気角が図３（ｂ）左方向になる）と、上記と同様に、ロータ２５は図３（ａ）（iv）、（iii）、（ii）の順に時計方向に回転（左回転）し、ロータ位置角度はそれぞれ、−３０°、−９０°、−１５０°になっている。

図３（ａ）、（ｂ）においては、通電電気角及びロータ位置角度は一致している。例えば図３（ａ）（v）、（vi）、（vii）でロータ位置角度はそれぞれ、＋３０°、＋９０°、＋１５０°であるが、通電電気角も一致した値になっている。
また、通電電気角0°位置は、上述したように、U相コイルcoU に流れ込む電流が、V、W相コイルcoV、coWに等分に分配される電流位相に対応したものになっている。また、これと同様に、例えば図３（ａ）（iv）〔通電電気角３０°〕では、U相コイルcoU 、W相コイルcoW間への通電〔U相コイルcoU に＋電極、W相コイルcoWに−電極を接続〕又はU相コイルcoU に＋電流、W相コイルcoWに−電流、V相コイルcoVに０Ａの電流が通電されたことに対応したものになっている。換言すれば、U、W相コイルcoU、coW間への通電は、図３において通電電気角＋３０°の位置に相当する。

上述したロータ２５の回転位置（ロータ位置角度）及び通電電気角の相対角と、モータ１１が発生するトルクとの間には、図４に示すように、通電電気角に対してロータ位置角度がずれている（相対角が０°でない）ことに対応して、略正弦波状に変化するトルクを発生する〔ただし、ずれ量が１８０°である（相対角が１８０°である）場合は除く。〕関係がある。

そして、通電電気角に対するロータ位置角度のずれ量（前記相対角）が＋９０°又は−９０°において最大の大きさのトルク値を発生する。モータ１１の運転制御は、回転方向（正回転、逆回転）を変えた場合にも、それぞれの回転方向で最大のトルクを発生するように（すなわち、ずれ量（前記相対角）が＋９０°又は−９０°の位置で）制御することが望まれる。すなわち、ずれ量（前記相対角）が＋９０°又は−９０°から外れる（ずれる）と、発生するトルクは小さくなり、モータ１１の運転効率がその分、低下することになる。このような相対角が＋９０°又は−９０°位置からのずれは、モータ１１の制御上、避けたいものである。なお、上述したように、「ずれ」には、相対角が＋９０°又は−９０°位置のような目標位置から外れることを示す「ずれ」と、通電電気角に対するロータ位置角度のずれ（前記相対角）とがあるが、本願発明が解決しようとする対象となる「ずれ」は、前者の「ずれ」（相対角が目標位置から外れることに相当する「ずれ」）であり、この前者の「ずれ」を、便宜上、適宜、目標位置に対するずれという。

目標位置に対するずれに対して、上述したように従来技術では、一般に、レゾルバ３３の取付け位置を変更できる構造にし、レゾルバ３３の位置を調整することにより対処するようにしており、機械的に構造の複雑化を招き改善が要望されているところであるが、本実施の形態では、上記目標位置に対するずれを、後述するように、ソフト的に補正して、構造の複雑化を防止している。

本実施の形態では、メモリ104は、図３に示す内容（３相コイルに位相が均等にずれた相電流をそれぞれ供給したときに得られる電流位相を示す通電電気角及び前記ロータ２５の回転位置を示すロータ位置角度）、及び図４に示す内容（モータ１１のロータ位置角度及び通電電気角の相対角に対するモータ１１が発生するトルク特性）を予め記憶している。

この電動ブレーキシステム１では、（１ａ）通常制動作動、（１ｂ）通常制動解除時、（２ａ）駐車ブレーキ作動、（２ｂ）駐車ブレーキ解除は、概略、以下のように行なわれる。

（１ａ）通常制動作動
通常の電動ブレーキとして作動する（通常制動作動する）場合は、運転者のブレーキ操作信号の入力によりモータ１１のロータ２５が図１右側から見て反時計方向に回転する。すると、このロータ２５と一体の偏心軸４６に軸受４７を介して取付けられている偏心車５０が公転し、これに応じてボールランプ機構１２内の第１ディスク３７（回動部材）がロータ２５と一定の回転比でもって反時計回りに回転する。すると、ボールランプ機構１２内のボール３８がボール溝４０の間で転動し、これにより第２ディスク３９（直動部材）が前進し、その前進運動がパッド摩耗補償機構１４を構成するアジャスタ４１を介してピストン１０に伝達される。そして、パッド摩耗がない場合は、ピストン１０が原位置からパッドクリアランスを解消する位置を経て推進して、モータ１１のトルクに応じた制動力が発生し、この間、ブレーキ解除機構としても機能する戻しばね１５にトルクが蓄えられる。

（１ｂ）通常制動解除
電動ブレーキの解除時には、運転者の解除操作に応じてモータ１１のロータ２５が図１右側から見て時計方向に回転し、これに応じてボールランプ機構１２を構成するボール３８がボール溝４０の初期位置に戻る。この時、第２ディスク３９にはコイルスプリング４３の付勢力が作用しているので、第２ディスク３９とパッド摩耗補償機構１４を構成するアジャスタ４１とは一体的に戻り、これに応じてピストン１０が後退し、制動が解除される。この時、駐車ブレーキ機構１６に対する通電が遮断されており、揺動アーム６２の先端の係合つめは、モータ１１のロータ２５上のつめ車６０からわずか係合離脱する状態を維持する。この結果、ロータ２５は円滑に制動解除方向Ｒへ回転し、電動ブレーキの解除が保証される。

（２ａ）駐車ブレーキ作動
駐車ブレーキを作動させる場合は、運転者の駐車ブレーキ操作信号によりマイコン100が起動し、モータ１１のロータ２５が制動方向に回転し、上記した駐車ブレーキ作動時と同様にピストン１０が推進して制動力が発生する。そして、制動力が所定値に達すると駐車ブレーキ機構１６に対する短時間通電がなされ、続いてモータ１１への通電が遮断される。そして、駐車ブレーキ機構１６の揺動アーム６２の先端の係合つめがモータ１１のロータ２５上のつめ車６０の歯部（図示省略）に嵌合（係合）し、この結果、ロータ２５は制動解除方向への回転が規制され、駐車ブレーキが確立する。なお、モータ１１への通電を遮断した際、キャリパ２剛性の影響等によってモータ１１のロータ２５に図１右側から見て時計方向のトルクが発生するので、揺動アーム６２の先端の係合つめはつめ車６０の歯部に強く押付けられ、これにより駐車ブレーキはより安定して確立するようになる。

（２ｂ）駐車ブレーキ解除
上記駐車ブレーキを解除する場合は、運転者の駐車ブレーキ解除操作によりモータ１１への通電がなされ、電動ブレーキ作動時と同様にロータ２５が制動方向へわずか回転し、駐車ブレーキ機構１６のつめ車６０もロータ２５と一体に制動方向へわずか回転する。すると、揺動アーム６２の先端の係合つめに作用していた押付力が解放される。この時、駐車ブレーキ機構１６への通電が遮断されているので、前記押付力の解放に応じて図示しないねじりばねの付勢力で揺動アーム６２が図１右側から見て時計方向へ揺動し、係合つめが、つめ車６０の歯部から係合離脱する。その後、適宜タイミングでモータ１１のロータ２５を制動解除方向へ回転させれば、ロータ２５は、そのつめ車６０が係合つめと接触することなく制動解除方向へ回転し、これにより駐車ブレーキが解除される。

上述したように構成した電動ブレーキシステムの作用を、図７に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、位置合わせ用コネクタ113を接続し（ステップS1）、直流電源106を用意し電源線105を介してU相コイルcoU に＋電圧、V相コイル及びW相コイルに−電圧を印加し、V相コイルcoV、W相コイルcoWには等分に電流が流れるようにし(ステップS2)、通電に伴いロータ２５が回転したならばその停止を待つ。
この通電は図３に示す電気角0°位置〔図（a）（i）〕における通電状況に対応している。ロータ２５が実際に電気角0°位置〔図（a）（i）〕における回転位置にあり、ステップS2に示すように電流が流されるならば、通電電気角とロータ回転角度との間の相対角度は０°となるはずである。

続いて、メモリ書込み用スイッチ111をON、0FFする(ステップS3)ことにより、メモリ104には、レゾルバ３３が検出したロータ２５が停止した状態におけるロータ２５の回転位置に対応するロータ停止角度（レゾルバ角度）が書き込まれる(ステップS4)。
ロータ２５に、目標位置に対するずれが生じていないならば、図３（a）（i）のロータ２５の回転位置（ロータ回転角度）及びこれに対応する図３（ｂ）の通電電気角が0°であるが、ステップS4でメモリ104に書込まれたロータ停止角度（レゾルバ角度）が0°以外の数値である場合、その数値は、ずれ量（目標位置に対するずれ）を示すことになる。

マイコン100は、通常制動操作時などにおいてモータ１１を制御する場合、レゾルバ３３が検出したロータ２５の回転位置に基づくロータ回転位置データを用いる。そして、マイコン100は、ロータ停止角度（レゾルバ角度）が0°以外の数値である場合、ロータ２５の回転位置が目標位置になるように、ロータ回転位置データに対するロータ停止角度の加減算を行なって、ロータ回転位置データを補正し、補正されたロータ回転位置データに基づいてモータ１１を制御する。
このように補正されたロータ回転位置データに基づいてモータ１１を制御することにより、モータ１１が効率よく運転されることになる。

第２実施の形態について図８及び図９に基づき、図１、図３、図４を参照して説明する。
第１実施の形態では、U相コイルcoU 、V相コイルcoV及びW相コイルcoWに通電しているが、第２実施の形態では、そのうち２つのコイル間への通電を行うことによりロータ回転位置データを補正するためのロータ停止角度（レゾルバ角度）を求めると共に、戻しばね１５を設けていることによって生じるずれ量（目標位置に対するずれ）を補正するために戻しばね分補正値（戻しばね補正角）を算出し、ロータ停止角度及び戻しばね分補正値に基づいてロータ回転位置データを補正するようにしており、この点が、第１実施の形態と主に異なっている。

この第２実施の形態では、図８に示すように、位置合わせ用コネクタを接続した(ステップS1)後、例えばU相コイルcoU に＋電圧、V相コイルcoVに−電圧が加わるようにU相、V相コイルcoU、coV間に通電を行う(ステップS2A)。ステップS2Aの後、所定時間経過してロータ２５が停止した状態でメモリ書込み用スイッチ111をON、0FFする(ステップS3)ことにより、ロータ停止角度（レゾルバ角度）をレゾルバ３３に検出させて、Ｒ−Ｄコンバータ101を介して得られるロータ停止角度データをメモリ104に記憶させる(ステップS4)。

U相、V相コイルcoU、coV間通電は、図３に示すように通電電気角度は−30°であるため、ステップS4でメモリ104に記憶されるロータ停止角度は、電気角度−30°のときの値である。そのため、ずれ量（目標位置に対するずれ）を求めるためには、ステップS4でメモリ104に記憶されるロータ停止角度に電気角度30°を加算し、得られた値を新たなロータ停止角度（レゾルバ角度）とする。
そして、通常制動操作時などにおいて、ロータ回転位置データに対して前記新たなロータ停止角度の加減算を行なって、ロータ回転位置データを補正し、補正されたロータ回転位置データに基づいてモータ１１を制御する。
本実施の形態では、さらに、ロータ回転位置データに対して戻しばね分補正値を用いた補正を行い、戻しばねに伴って生じるずれ量（目標位置に対するずれ）についても補正を行い（すなわち、位置合わせを行い）、ずれ量の補正精度が向上するようにしている。
なお、本実施の形態では、U相、V相コイルcoU、coV間（２相コイル間）に対して通電するようにしているので、W相コイルcoW（残りの1相のコイル）に電流を流さない。このため、電流センサの誤差等の影響を受けず、通電の電気角度誤差が無くなる利点がある。

なお、位置合わせ動作（ずれ量検出を含む補正動作）時、モータ１１に通電することによりロータ２５を通電電気角位置に固定しているが、図９に示すように、通電する電気角とロータ２５の回転角は角度差が無ければ〔図９で相対角度０°参照〕トルクは発生しない。そのため、戻しばね１５によりロータ２５に回転力が加わっていると、ロータ２５は戻しばね１５のばね力により回転変位し、ロータ２５の回転位置は通電電気角とずれを生じる。モータ１１が正回転時にピストンが推進する場合、図９に示すように、逆回転側にずれる。戻しばね１５によるモータ１１の回転トルクをＴ_B、モータ１１の実行電流をＩ_Mとし、モータ１１のトルク定数をＫ_Tとすると、戻しばねによるずれ分である補正角〔戻しばね補正角（戻しばね分補正値）〕は式（１）のようになる。

戻しばね補正角＝sin^-1｛Ｔ_B/（Ｉ_M×Ｋ_T）｝…(1)
この戻しばね補正角〔式(1)〕がロータ回転位置データに対して用いられてロータ回転位置データの補正が行われる。このため、戻しばね１５による角度ずれ（目標位置に対するずれ）をキャンセルすることができる。
この第２実施の形態によれば、さらに、ロータ回転位置データに対する補正をレゾルバ３３で検出されるロータ停止角度と共に戻しばね補正角を用いて行うので、ずれ量（目標位置に対するずれ）の補正をより精度高く果たすことができ、効率よくモータ１１の運転を行うことができる。

次に、本発明の第３実施の形態について図１０及び図１１に基づき、図１〜図９を参照して説明する。
第３実施の形態では、図１０に示すように、マイコン100がキャリパ２に内蔵された電動ブレーキシステムとなっており、マイコン100は、CANにより上位のコントローラ120に接続されている。また、U、V、W相コイルcoU、coV、coWにそれぞれ接続されるU、V、W相FET組121、122、123を備えている。U、V、W相FET組121、122、123はキャリパ２内に配置されるパワー基板125に備えられている。U相 FET組121は、直列接続されたFET121U1、121U2からなっており、FET121U1、121U2の接続部がU相コイルcoU に接続されている。V、W相コイルcoV、coW FET組122、123も、U相 FET組121と同様に構成されている。

第３実施の形態では、位置合わせ動作は、コントローラ120より、レゾルバ位置合わせの実行指令をマイコン100に送り、レゾルバ３３の位置合わせ作業を開始する。
レゾルバ３３の位置合わせは、図１１のフローにより実行される。
まず、FET121u1及びFET122V2をPWM制御して、電流がFET121u1からU相コイルcoU、V相コイルcoVを通してFET122V2へ流れさせる（ステップS11）。この場合、10Aの通電を1秒間行なうようにする。

次に、FET121u1及びFET123w2をPWM制御して、U相コイルcoU 及びW相コイルcoWに10Aの通電を開始する（ステップS12）。通電開始1秒後にレゾルバ３３が検出する位置データを読み込む(ステップS13)。
モータ１１の電流位相（通電電気角）に対しロータ２５の定まる位置は図３に示される関係にあることは上述した通りであり、この対応関係は予め、マイコン100内のメモリに記憶されている。
図３に示すように、ロータ２５の回転位置（ロータ回転角度）が30°位置はU相コイルcoU に＋電流、W相コイルcoWに−電流、V相 coVは電流0Aであり〔図３（ａ（v））〕、これは、U相コイルcoU 及びW相コイルcoW(U相コイルcoUが＋、W相コイルcoWが−)の2相コイル間に通電したのと同じ状態である。

例えばU相コイルcoU 及びW相コイルcoWの2相に通電した場合、V相コイルcoVには電流を流さないため、電流計測誤差は無く、通電の電気角30°に誤差は無くなる長所がある。
ステップS12、S13のU相コイルcoU 及びW相コイルcoW間通電は、モータ１１のステータ２４、ロータ２５の位置関係が30°の時のレゾルバ角度を求めたことになる。ステップS11でのU相コイルcoU 及びV相コイルcoV間通電は、図３に示す−30°位置に相当する。モータ１１の発生トルクは、ロータ２５の回転位置と電流の位相による角度の差により得られるが、位相差が180°ずれた場合には回転しない恐れがある。−30°位置、＋30°位置に順次、通電することにより、ロータ２５の初期位置がどこにあった場合でもU相コイルcoU 及びW相コイルcoW間通電時にロータ２５を30°位置にすることができる。

ステップS13に続くステップS14では、レゾルバ３３により得られたロータ停止角度から図３に示される通電電気角度（電流位相角）に対応するロータ２５の理論位置を減算し、ロータ回転位置データを補正するための新たなロータ停止角度（レゾルバ３３の位置ずれ角）とする。
次に、ステップS14で得た新たなロータ停止角度（レゾルバ位置ずれ角）をマイコン100内のメモリ（本実施の形態では、フラッシュＲＯＭが用いられている。）に記録する（ステップS15）。

マイコン100は、通常制動操作時などにおいてモータ１１を制御する場合、レゾルバ３３が検出したロータ２５の回転位置に基づくロータ回転位置データを用いる。そして、ロータ回転位置データに対してステップS14で記録された新たなロータ停止角度を加算するようにしてロータ回転位置データを補正する。この補正により得られたロータ回転位置データを用いてモータ１１が制御されることにより、モータ１１の運転が効率よく行われることになる。

次に、本発明の第４実施の形態を図１２に基づき、図１、図３及び図１０を参照して説明する。
この第４実施の形態では、まず、図３に示すように、−90°位置に相当するW相コイルcoW-V相コイルcoVに10Aの通電を１秒間、また、−30°位置に相当するU相コイルcoU -W相コイルcoWに10Aの通電を１秒間同時に行う(ステップS21)。第１実施の形態と同様に、異なる角度の位置に通電したことにより、初期のロータ２５の位置によらず−30°位置になる。
ステップS21に続くステップS22で＋30°位置に相当するU相コイルcoU -W相コイルcoWに通電すると、モータ１１のロータ２５は＋60°回転する。ステップS22の通電開始の１秒後にU相コイルcoU -W相コイルcoW通電時のロータ２５の回転位置をレゾルバ３３で読み(ステップS23)、さらに、90°位置に相当するV相コイルcoV-W相コイルcoWに10Aの通電を１秒間行った(ステップS24) 後、再び30°位置に相当するU相コイルcoU -W相コイルcoWに通電する(ステップS25)。ステップS25では、再び30°位置に戻しており、ロータ２５は−60°回転（逆回転）したことになる。

ステップS25の通電開始の１秒後にU相コイルcoU -W相コイルcoW通電時のロータ２５位置をレゾルバ３３位置で検出し(ステップS26)、ステップS23とステップS26のレゾルバ３３の読み値の平均を取り、ロータ回転位置データに対する補正値（レゾルバ位置ずれ角）とする(ステップS27)。これは、U相コイルcoU -V相コイルcoV通電位置に正回転で停止した位置と、U相コイルcoU -V相コイルcoV通電位置に逆回転で停止した位置の平均値である。電流の位相角とロータ位置角度差が小さい場合にはトルクが小さく、摺動抵抗等により、電流位相角位置にロータ２５の回転位置が達しないときに誤差を減らすためである。
次に、ステップS27で得たレゾルバ位置ずれ角をマイコン100内のメモリ（本実施の形態では、フラッシュＲＯＭが用いられている。）に記録する（ステップS28）。
第４実施の形態によれば、位置調整時に回転方向を変えることにより、摺動抵抗等により発生する誤差を小さ<する効果がある。

本発明の第５実施の形態を図１３に基づき図１〜図１２を参照して説明する。
この第５実施の形態では、図１３に示すように、U相コイルcoU -V相コイルcoVに10Aの通電を１秒間行った後、U相コイルcoU -W相コイルcoWに10Aの通電を１秒間行い、レゾルバ３３により実測されたロータ回転角度と通電電流の位相角（通電電気角）〔図３参照〕からロータ回転位置データに対する補正値を求める(ステップS31)。次にV相コイルcoV-W相コイルcoWに10Aの通電を１秒間行い、レゾルバ３３による実測したロータ回転角度と通電電流の位相角からロータ回転位置データに対する補正値を求める(ステップS32)。

続いて、V相コイルcoV-U相コイルcoU に10Aの通電を１秒間行い、レゾルバ３３による実測したロータ回転角度と通電電流の位相角（通電電気角）から補正量を求める(ステップS33)。次に、W相コイルcoW - U相コイルcoUに10Aの通電を１秒間行い、レゾルバ３３により実測されたロータ回転角度と通電電流の位相角から補正量を求める(ステップS34)。さらに、W相コイルcoW - V相コイルcoVに10Aの通電を１秒間行い、レゾルバ３３により実測されたロータ回転角度と通電電流の位相角から補正量を求める(ステップS35)。

次に、U相コイルcoU -V相コイルcoVに10Aの通電を１秒間行い、レゾルバ３３により実測されたロータ回転角度と通電電流の位相角から補正量を求める(ステップS36)。6箇所で得られたレゾルバ３３の補正量を平均し最終的な補正量（レゾルバ位置ずれ角）と決め(ステップS37)、ステップS37で得たレゾルバ位置ずれ角をマイコン100内のメモリ（本実施の形態では、フラッシュＲＯＭが用いられている。）に記録する（ステップS38）。このようにモータ１１の1回転中において、上記2相間通電によってロータ２５が停止する6箇所全ての位置で得られる補正量の平均値を用いることにより、磁石の固定位置や、着磁のムラ等があった場合にも最適位置に補正することができる。

第５実施の形態において、さらに第４実施の形態と同様に、逆回転方向に6箇所の通電を行ってそれぞれロータ回転位置データに対する補正値を求め、これらを平均して最終的なロータ回転位置データに対する補正値とし、この補正値を用いて、ロータ回転位置データを補正するようにしてもよい。このように構成することより、ずれ量の補正をより精度高く果たすことができる。

本発明の第１実施形態に係る電動ブレーキシステムを模式的に示す断面図である。 図１のモータを模式的に示す断面図である。 図１のモータの通電電気角及びロータ回転角度を対応して示す図である。 図１のモータのトルクー相対角度特性を示す図である。 図１の電動ブレーキシステムのモータの制御に係る回路構成を模式的に示す図である。 図５のコネクタを模式的に示す図である。 第１実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態を説明するためのフローチャートである。 図４に対応して示す、戻しばねのトルクを考慮したモータのトルクー相対角度特性を示す図である。 本発明の第３実施形態の回路図である。 図１０の第３実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。 本発明の第４実施形態を説明するためのフローチャートである。 本発明の第５実施形態を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１１…モータ、２５…ロータ、３３…レゾルバ、100…マイコン（コントローラ）、104…メモリ（記憶手段）、coU、coV、coW…U、V、W相コイル。

Claims (10)

1. ステータに複数相コイルを有しロータに２の倍数個の磁極を有するモータ、該モータの回転を直線運動に変換する回転−直動変換機構、及び前記回転−直動変換機構からの伝達力によりブレーキパッドをディスクロータに押圧して制動力を発生させるキャリパと、前記モータのロータの回転位置を検出するロータ位置検出器と、前記ロータ位置検出器が検出した前記ロータ回転位置から得られるロータ回転位置データを用いて前記モータを制御するコントローラと、を有する電動ブレーキシステムにおいて、
   前記コイルの電流位相を示す通電電気角及び前記ロータの回転位置を示すロータ位置角度を対応して記憶する記憶手段を有し、
   前記コントローラは、前記ロータの回転位置を、前記記憶手段に記憶される所定の通電電気角に対応するロータ位置角度にした状態における前記３相コイルに対する予め定めた基準電流の通電によるロータの回転後のロータ停止位置に対応するロータ停止角度を前記ロータ位置検出器に検出させ、
   前記ロータ回転位置データについて前記コントローラが用いる前に前記ロータ停止角度からなるロータ停止角度データに基づいて補正することを特徴とする電動ブレーキシステム。
2. 前記モータは、３相コイルを有してＹ結線されていることを特徴とする請求項１記載の電動ブレーキシステム。
3. 前記基準電流の通電は、前記３相コイルのうち一つのコイルから互いに接続された残り二つのコイルに対して行なわれることを特徴とする請求項２記載の電動ブレーキシステム。
4. 前記基準電流の通電は、前記３相コイルのうち二つのコイルに対して行なわれることを特徴とする請求項２記載の電動ブレーキシステム。
5. 前記コントローラは、通電電気角とロータ位置との間に角度差を持たせるように設けられる戻しばねによる前記ロータの回転トルク、前記モータヘの供給電流、及び前記モータのトルク定数に基づいて、前記戻しばねのばね力によるロータのずれ分に相当する戻しばね補正角を求め、該戻しばね補正角を前記ロータ回転位置データの補正に用いることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の電動ブレーキシステム。
6. ロータ停止角度データは、前記ロータ位置検出器に検出される２つのロータ停止角度を平均して得られ、
   前記２つのロータ停止角度のうち一方は、前記ロータが一方向に回転するように前記ロータの回転位置を変えた状態で検出され、
   前記２つのロータ停止角度のうち他方は、前記ロータが他方向に回転するように前記ロータの回転位置を変えた状態で検出されることを特徴とする請求項１記載の電動ブレーキシステム。
7. 前記モータは３相コイルを有してＹ結線されたものであって、
   前記ロータの一方向の回転は、前記３相コイルのうち二つのコイルに対する通電と、該通電後に実施される前記二つのコイルと異なる二つのコイルに対する通電により行なわれることを特徴とする請求項６記載の電動ブレーキシステム。
8. ロータ停止角度データは、前記ロータが一回転するように前記ロータの回転位置を複数箇所変えた状態で検出される複数個のロータ停止角度を平均して得られることを特徴とする請求項１記載の電動ブレーキシステム。
9. 前記モータは３相コイルを有してＹ結線されたものであって、
   前記複数個のロータ停止角度のそれぞれは、前記３相コイルのうち二つのコイルに対する通電後に実施される前記二つのコイルと異なる二つのコイルに対する通電後に検出されることを特徴とする請求項８記載の電動ブレーキシステム。
10. 前記コントローラは、通電電気角とロータ位置との間に角度差を持たせるように設けられる戻しばねによる前記ロータの回転トルク、前記モータヘの供給電流、及び前記モータのトルク定数に基づいて、前記戻しばねのばね力によるロータのずれ分に相当する戻しばね補正角を求め、該戻しばね補正角を前記ロータ回転位置データの補正に用いることを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載の電動ブレーキシステム。
    
    
    

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