JP2018039450A - 電動ブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動モータの出力変動を抑制して、良好なブレーキフィーリングが得られる新規な電動ブレーキ制御装置を提供することにある。【解決手段】電動モータに対する第１の目標指令値を演算する目標指令値演算部１０２と、第１の目標指令値を補正する補正値を演算する補正値演算部１０７と、第１の目標指令値と補正値によって第２の目標指令値を演算する指令値補正演算部１０８とを備え、補正値演算部１０７は、液圧発生機構１２によって発生したブレーキ液圧値と、指令値補正演算部１０８が演算した第２の目標指令値とを用いてブレーキ液圧の反力に基づく外乱分に相当する反力補正値を演算し、第１の目標指令値を反力補正値で補正して新たに第２の目標指令値を求めて電動モータを駆動する。電動モータの出力変動を低減することができ、良好なブレーキフィーリングが得られるようになる。【選択図】図２

Description

本発明は電動ブレーキ制御装置に係り、特にブレーキ液圧を電動モータによって制御する電動ブレーキ制御装置に関するものである。

最近では、自動車の各種の運動制御機器の電動化が進められており、例えば、特開２００７-１１２４２６号公報（特許文献１）にあるように、自動車に制動をかけるブレーキ装置においても電動化が進められている。特許文献１においては、ブレーキペダル入力に対応して電動モータで駆動されるブースタピストン位置を制御することで、ブレーキ液圧を制御してマスタシリンダに出力する電動ブレーキ装置が提案されている。

ところで、特許文献１に記載されたような電動ブレーキ装置では、ブレーキ液圧は電動モータへの反力となるため、結果的に電動モータの外乱トルクとなる。この外乱トルクを補償する手段として、例えば、外乱オブザーバを用いた外乱トルク補償が知られている。この外乱オブザーバは、レゾルバ等の回転位置センサによって検出した電動モータの回転位置情報から二階微分演算を行って加速度情報を算出し、得られた加速度情報から外乱トルクを推定して、ブレーキ液圧の反力に基づく外乱トルクの補償を行うようにしているものである。

特開２００７−１１２４２６号公報

電動ブレーキ装置に使用されるレゾルバ等を使用した回転位置センサは、構造的に大きくなる、価格が高いといった理由から、最近では半導体センサの１つであるＧＭＲ素子を使用した回転位置検出センサや、回転位置を推定する回転位置推定ロジックを使用して電動モータの回転位置情報を検出することが提案されている。

そして、このような電動モータの回転位置検出手段は、従来のレゾルバを用いた方法に対して、検出分解能や検出精度が劣るといった属性を有している。このため、ＧＭＲ素子を使用した回転位置検出手段によって検出した電動モータの回転位置情報を用いて、外乱オブザーバによる外乱補償を行う場合、回転位置情報の検出分解能や検出精度が低いことによって、推定される外乱トルクの値に、二階微分演算によるノイズや振動が発生することがある。尚、推定される外乱トルクのノイズや振動は、ＧＭＲ素子の検出精度や分解能以外の要因によっても生じることもある。

このため、外乱オブザーバを使用した電動ブレーキ装置では、電動モータに与えられる供給電流がノイズや振動によって変動して、電動モータに出力変動を発生させるようになる。そして、電動モータに出力変動が生じるとブレーキ液圧も変動し、運転者がブレーキペダルを踏み込んだ状態で、ブレーキ液圧の変動がブレーキペダルに伝わってブレーキペダルに機械的振動が発生し、ブレーキフィーリングが悪化するという課題を生じるようになる。

本発明の目的は、電動モータの出力変動を抑制して、良好なブレーキフィーリングが得られる新規な電動ブレーキ制御装置を提供することにある。

本発明の特徴は、電動モータに対する第１の目標指令値を求める演算を行う目標指令値演算部と、第１の目標指令値を補正する補正値を求める演算を行う補正値演算部と、第１の目標指令値を補正値で補正する演算を行って第２の目標指令値を求める指令値補正演算部とを備え、補正値演算部は、液圧発生機構によって発生したブレーキ液圧値と指令値補正演算部が演算した第２の目標指令値とを用いて、ブレーキ液圧の反力に基づく外乱分に相当する反力補正値を求め、指令値補正演算部は、第１の目標指令値を反力補正値によって補正して新たに第２の目標指令値を求めて電動モータを駆動する、ところにある。

本発明によれば、電動モータの出力変動に基づくブレーキ液圧の変動を低減することができ、これによってブレーキペダルの機械的振動を抑制して良好なブレーキフィーリングが得られるようになる。

本発明が適用される電動ブレーキ装置のシステム構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る電動ブレーキ制御装置の主たる機能を表したブロック線図である。 図２に示す補正電流値演算部における補正電流値の算出方法を説明するブロック線図である。 本発明の第２の実施形態に係る電動ブレーキ制御装置の主たる機能を表したブロック線図である。 図４に示す補正トルク値演算部における補正トルク値の算出方法を説明するブロック線図である。 本発明の第３の実施形態に係る電動ブレーキ制御装置の主たる機能を表したブロック線図である。 図６に示す補正電流値演算部における補正電流値の算出方法を説明するブロック線図である。

本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

本発明の実施形態を説明する前に、本発明が適用される電動ブレーキ装置の構成と動作について簡単に説明する。図１は、電動ブレーキ装置の全体的なシステム構成を示している。

参照番号１は電動ブレーキ装置であり、ブレーキペダル２は、ブレーキ操作時に運転者によって図１中の矢示Ａ方向に踏み込み操作されるものである。ブレーキペダル２には、ペダル戻しばね２Ａとブレーキセンサ３が設けられている。ペダル戻しばね２Ａは、図１中の矢示Ｂ方向に向かう力をブレーキペダル２に付与して、ブレーキペダル２を初期位置に向けて付勢するものである。

ブレーキセンサ３は、例えばブレーキペダル２のストローク量を検出するストロークセンサによって構成されている。尚、ブレーキセンサ３は、少なくともブレーキペダル２の位置（後述の入力ロッドの位置）、または踏み込み操作量である変化量（ストローク量）が検出可能なものであれば良いものである。

ブレーキセンサ３は、入力ロッド１４の変位センサを含む複数の位置センサと、運転者によるブレーキペダル２のペダル踏力を検出する踏力センサを含むものでも良いものである。ブレーキセンサ３は、その検出信号を後述の制御手段（以下、ＥＣＵと表記する）２３、２７及び車両データバス２５等に出力する。ブレーキペダル２の踏み込み操作により、マスタシリンダ４には後述の電動倍力装置１２を介してブレーキ液圧が発生する。

マスタシリンダ４は、タンデム型マスタシリンダにより構成され、一側が開口端となり他側が底部となって閉塞された有底筒状のシリンダ本体を有している。このシリンダ本体５には、後述のリザーバ１０に連通するリザーバポート１０Ａ、１０Ｂが設けられている。第１のリザーバポート１０Ａは、後述するブースタピストン１５の摺動変位により第１の液圧室７Ａに対して連通、遮断される。

このシリンダ本体５は、その開口端側が後述する電動倍力装置１２のブースタハウジング１３に複数の取付ボルト（図示せず）等を用いて着脱可能に固着されている。マスタシリンダ４は、シリンダ本体５と、第１のピストン（入力ロッド１４とブースタピストン１５）、及び第２のピストン６と、第１の液圧室７Ａと第２の液圧室７Ｂと、第１の戻しばね８と、第２の戻しばね９を含んで構成されている。

この場合、マスタシリンダ４において、第１のピストンが入力ロッド１４とブースタピストン１５とにより構成されている。また、シリンダ本体５内に形成される第１の液圧室７Ａは、第２のピストン６とブースタピストン１５（及び入力ロッド１４）との間でシリンダ本体５内に形成されている。

第１の戻しばね８は、第１の液圧室７Ａ内に位置してブースタピストン１５と第２のピストン６との間に配設され、ブースタピストン１５をシリンダ本体５の開口端側に向けて付勢している。第２の戻しばね９は、第２の液圧室内７Ｂに位置してシリンダ本体５の底部と第２のピストン６との間に配設され、第２のピストン６を第１の液圧室７Ａ側に向けて付勢している。

マスタシリンダ４のシリンダ本体５は、ブレーキペダル２の踏み込み操作に応じてブースタピストン１５（及び入力ロッド１４）と第２のピストン６とがシリンダ本体５の底部に向かって変位し、リザーバポート１０Ａ、１０Ｂを遮断したときに、第１、第２の液圧室７Ａ、７Ｂ内のブレーキ液によりブレーキ液圧を発生させる。

一方、ブレーキペダル２の操作を解除した場合には、ブースタピストン１５（及び入力ロッド１４）と第２のピストン６とが第１、第２の戻しばね８、９によりシリンダ本体５の開口端側に向かって矢示Ｂ方向に変位していくときに、リザーバ１０からブレーキ液の補給を受けながら第１、第２の液圧室７Ａ、７Ｂ内の液圧を解除していくものである。

マスタシリンダ４のシリンダ本体５には、ブレーキ液タンクとしてのリザーバ１０が設けられ、このリザーバ１０の内部にはブレーキ液が収容されている。リザーバ１０は、シリンダ本体５内の各液圧室７Ａ、７Ｂにブレーキ液を給排するための容器である。即ち、第１のリザーバポート１０Ａがブースタピストン１５により第１の液圧室７Ａに連通され、第２のリザーバポート１０Ｂが第２のピストン６により第２の液圧室７Ｂに連通されている間は、これらの液圧室７Ａ、７Ｂ内にリザーバ１０内のブレーキ液が給排される。

一方、第１のリザーバポート１０Ａがブースタピストン１５により第１の液圧室７Ａに遮断され、第２のリザーバポート１０Ｂが第２のピストン６により第２の液圧室７Ｂから遮断されたときには、これらの液圧室７Ａ、７Ｂに対するリザーバ１０内のブレーキ液の給排が断たれる。このため、マスタシリンダ４の第１、第２の液圧室７Ａ、７Ｂ内には、ブレーキ操作に伴ってブレーキ液圧が発生する。

自動車のブレーキペダル２とマスタシリンダ４との間には、ブレーキペダル２の操作力を増大させるブースタとしての電動倍力装置１２が設けられている。この電動倍力装置１２は、マスタシリンダ４内にブレーキ液圧を発生させる液圧発生機構を構成し、電動モータ１７が作動することでマスタシリンダ４から車両のホイールシリンダ（図示せず）へとブレーキ液を供給するものである。この電動倍力装置１２は、ブレーキペダル２による入力ロッド１４の移動に応じて駆動機構１６を作動させて、後述のブースタピストン１５に推力を発生させ、ブレーキ液圧を可変に制御するものである。

電動倍力装置１２は、車体のフロントボードである車室前壁（図示せず）に固定して設けられるブースタハウジング１３と、このブースタハウジング１３に移動可能に設けられる入力ロッド１４と、この入力ロッド１４に対して相対移動可能に配置されたピストンとしてのブースタピストン１５と、このブースタピストン１５をマスタシリンダ４の軸方向に進退移動させ、このブースタピストン１５にブースタ推力を付与する駆動機構１６と、反力調整機構としての中立ばね２２Ａ、２２Ｂと、後述するマスタ圧制御ユニットとしての第１のＥＣＵ２３とを含んで構成されている。

ブースタハウジング１３は、後述の減速機構１９等を内部に収容する筒状の減速機ケース１３Ａと、この減速機ケース１３Ａとマスタシリンダ４のシリンダ本体５との間に設けられブースタピストン１５を軸方向に摺動変位可能に支持した筒状の支持ケース１３Ｂと、減速機ケース１３Ａを挟んで支持ケース１３Ｂとは軸方向の反対側に配置され減速機ケース１３Ａの開口を閉塞する段付筒状の蓋体１３Ｃとにより構成されている。減速機ケース１３Ａの外周側には、後述の電動モータ１７を固定的に支持するための支持板１３Ｄが設けられている。

入力ロッド１４は、蓋体１３Ｃ側からブースタハウジング１３内に挿入され、後述のブースタピストン１５内を第１の液圧室７Ａに向けて軸方向に延びている。即ち、この入力ロッド１４はブレーキペダル２の操作により進退移動する入力部材を構成している。入力ロッド１４の先端側（軸方向他側）端面は、ブレーキ操作時に第１の液圧室７Ａ内に発生する液圧をブレーキ反力として受圧し、入力ロッド１４はこれをブレーキペダル２に伝達する。

これにより、車両の運転者にはブレーキペダル２を介してブレーキの制動力に応じた適正な踏み応えが与えられ、良好なブレーキフィーリングを得ることができる。この結果、ブレーキペダル２の操作感を向上することができ、ブレーキフィーリングを良好に保つことができる。

ピストンとしてのブースタピストン１５は、マスタシリンダ４のシリンダ本体５内に開口端側から軸方向に摺動可能に挿嵌された筒状部材により構成されている。ブースタピストン１５の内周側には、ブレーキペダル２の操作に従って直接的に押動され、マスタシリンダ４の軸方向（即ち、矢示Ａ、Ｂ方向）に進退移動する入力ロッド１４が摺動可能に挿嵌されている。

ブースタピストン１５は、入力ロッド１４と一緒にマスタシリンダ４の第１ピストンを構成し、入力ロッド１４の後側端部にはブレーキペダル２が連結されている。シリンダ本体５内は、第２のピストン６とブースタピストン１５及び入力ロッド１４との間に第１の液圧室７Ａが形成されている。

電動倍力装置１２の駆動機構１６は、ブースタハウジング１３の減速機ケース１３Ａに支持板１３Ｄを介して設けられた電動モータ１７と、この電動モータ１７の回転を減速して減速機ケース１３Ａ内の筒状回転体１８に伝えるベルト等の減速機構１９と、筒状回転体１８の回転をブースタピストン１５の軸方向変位（進退移動）に変換するボールねじ等の回転／直動機構２０とにより構成されている。入力ロッド１４とブースタピストン１５とは、それぞれの先端部をマスタシリンダ４の第１の液圧室７Ａに臨ませ、ブレーキペダル２から入力ロッド１４に伝わるペダル踏力（推力）と駆動機構１６からブースタピストン１５に伝わるブースタ推力とにより、マスタシリンダ４内にブレーキ液圧を発生させるものである。

すなわち、電動倍力装置１２のブースタピストン１５は、ブレーキセンサ３の出力（即ち、制動指令）に基づいて駆動機構１６により駆動され、マスタシリンダ４内にブレーキ液圧を発生させる直動ポンプ機構を構成している。また、ブースタハウジング１３の支持ケース１３Ｂ内には、ブースタピストン１５を制動解除方向（図１中の矢示Ｂ方向）に常時付勢する戻しばね２１が設けられている。ブースタピストン１５は、ブレーキ操作の解除時に電動モータ１７が逆向きに回転されると共に、戻しばね２１の付勢力により図１に示す初期位置まで矢示Ｂ方向に戻されるものである。

電動モータ１７は、例えば永久磁石型同期電動機を用いて構成されている。また、電動モータ１７には、ＧＭＲ素子からなる回転位置センサ１７Ａが設けられている。この回転位置センサ１７Ａは、電動モータ１７（回転軸）の回転位置（回転角）を検出し、その検出信号を第１のＥＣＵ２３に出力する。第１のＥＣＵ２３は、この回転位置情報に従って、電動モータ１７のフィードバック制御を行なうものである。

また、回転位置センサ１７Ａは、検出した電動モータ１７の回転位置に基づいて、ブースタピストン１５の絶対変位を検出する絶対変位検出手段としての機能を備えている。さらに、回転位置センサ１７Ａは、ブレーキセンサ３と共に、入力ロッド１４とブースタピストン１５との相対変位量を検出する相対変位検出手段を構成し、これらの検出信号は、第１のＥＣＵ２３に送出される。

尚、回転検出手段としては、ＧＭＲ等の回転位置センサ１７Ａに限らず、絶対変位（回転角）を検出できる回転型のポテンショメータ等により構成してもよい。また、減速機構１９は、ベルト等に限らず、例えば歯車減速機構等を用いて構成しても良いものである。

また、回転運動を直動運動に変換する直動機構２０は、例えばラック―ピニオン機構等により構成することもでき、場合によっては減速機構１９を廃止することも可能である。例えば、筒状回転体１８に筒状のモータ軸を一体に設け、電動モータのステータを筒状回転体１８の周囲に配置して、電動モータにより直接、筒状回転体１８を回転させるようにしても良いものである。

マスタ圧制御ユニットを構成する第１のＥＣＵ２３は、例えば、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）等からなり、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等からなる記憶部を有している。この記憶部には、入力ロッド１４とブースタピストン１５との相対変位量を制御するプログラム等が格納されている。この第１のＥＣＵ２３は、液圧発生機構である電動倍力装置１２の駆動機構１６をブレーキペダル２の操作に基づいて電気的に駆動制御するものである。

第１のＥＣＵ２３の入力側は、ブレーキペダル２のペダルストロークを検出するブレーキセンサ３と、電動モータ１７の回転位置センサ１７Ａと、例えばＬ−ＣＡＮと呼ばれる通信が可能な車載の信号線２４、３０及び車両データバス２５等とに接続されている。車両データバス２５は、車両に搭載されたＶ−ＣＡＮと呼ばれるシリアル通信部であり、車載向けの多重通信を行なうものである。

一方、第１のＥＣＵ２３の出力側は、電動モータ１７、車載の信号線２４、及び車両データバス２５等に接続されている。そして、第１のＥＣＵ２３は、ブレーキセンサ３、液圧センサ２６からの検出信号に従って電動倍力装置１２によりマスタシリンダ４内に発生させるブレーキ液圧を可変に制御すると共に、電動倍力装置１２が正常に動作しているか否か等を判別する機能も有している。

検出手段としての液圧センサ２６は、例えばシリンダ側液圧配管１１Ａ内の液圧を検出するもので、マスタシリンダ４からシリンダ側液圧配管１１Ａを介して車両のホイール圧に供給されるブレーキ液圧を検出する。液圧センサ２６は、信号線２８によって後述の第２のＥＣＵ２７に電気的に接続されると共に、液圧センサ２６による検出信号は、第２のＥＣＵ２７から信号線２４を介して第１のＥＣＵ２３にも通信により送られる。また、信号線２９によって車両データバス２５等に接続されている。

ここで、電動倍力装置１２においては、ブレーキペダル２が操作されると、マスタシリンダ４のシリンダ本体５内に向けて入力ロッド１４が前進し、このときの動きがブレーキセンサ３によって検出される。第１のＥＣＵ２３は、ブレーキセンサ３からの検出信号により電動モータ１７に回転駆動指令を出力して電動モータ１７を回転駆動し、その回転が減速機構１９を介して筒状回転体１８に伝えられる。そして、筒状回転体１８の回転は、回転／直動機構２０によりブースタピストン１５の軸方向変位に変換される。

このとき、ブースタピストン１５は、マスタシリンダ４のシリンダ本体５内に向けて入力ロッド１４と一体的（または、相対変位をもって）に前進し、ブレーキペダル２から入力ロッド１４に付与されるペダル踏力（推力）と駆動機構１６からブースタピストン１５に付与されるブースタ推力とに応じたブレーキ液圧がマスタシリンダ４の第１、第２の液圧室７Ａ、７Ｂ内に発生する。

また、第１のＥＣＵ２３は、信号線２４を介して液圧センサ２６からの検出信号を受け取ることによりマスタシリンダ４に発生した液圧を監視することができ、電動倍力装置１２が正常に動作しているか否かを判別することができる。

以上のような構成の電動ブレーキ装置において、上述したように電動モータに出力変動が生じると、これに伴ってブレーキ液圧も変動し、入力ロッド１４の先端側端面が第１の液圧室７Ａ内に発生する液圧をブレーキ反力として受圧してブレーキペダル２に伝達する。このため、運転者がブレーキペダルを踏み込んだ状態で、ブレーキ液圧の変動がブレーキペダルに伝わってブレーキペダルに機械的振動が発生し、ブレーキフィーリングが悪化するという課題を生じるようになる。

このような課題を解決するため、本発明は以下に説明する代表的な実施形態を提案するものである。次に、本発明の具体的な実施形態の詳細について図面を引用しながら説明するが、以下に説明する実施形態の動作は、実際には第１のＥＣＵ２３で実行されるものである。

図２は第１のＥＣＵ２３に備わるブレーキ制御手段のブロック線図を示したものである。ブレーキ制御手段１０１は、第１の電流指令値（＝第１の目標指令値）を演算する電流指令値演算部１０２と、第１の電流指令値の補正電流値を出力する補正電流値演算部１０７と、第１の電流指令値と補正電流値に基づき第２の電流指令値（＝第２の目標指令値）を出力する指令値補正演算部１０８を備えている。尚、本実施形態では、指令値補正演算部１０８で求められた第２の電流指令値によって電動モータが駆動されるものである。

電流指令値演算部１０２は、図２に示すように、ブレーキセンサ３が検出するストローク量と、回転位置センサ１７Ａが検出する回転位置情報が入力されている。電流指令値演算部１０２は、ストローク量が入力される目標モータ回転位置決定手段１０３と、第１の増幅手段１０４及び第２の増幅手段１０５と、回転位置情報が入力される微分演算器１０６を備えている。

目標モータ回転位置決定手段１０３は、ブレーキセンサ３が検出したストローク量を入力として受け、筒状回転体１８の単位回転あたりのブースタピストン１５の進み量と、筒状回転体１８の回転数と電動モータ１７の回転数の比である減速機構１９の減速比によって、目標モータ回転位置に変換して出力するものである。

第１の増幅手段１０４は、目標モータ回転位置決定手段１０３が出力した目標モータ回転位置と回転位置センサ１７Ａによって検出された回転位置情報の偏差を増幅し、目標モータ回転速度として出力するものである。また、微分演算器１０６は、回転位置センサ１７Ａが検出した回転位置情報を微分し、電動モータ１７の回転速度を演算するものである。第２の増幅手段１０５は、目標モータ回転速度と微分演算器１０６が出力する電動モータ１７の回転速度の偏差を増幅し、第１の電流指令値１０２Ｓを生成する。

一方、液圧センサ２６が検出するブレーキ液圧値は、図１に示す信号線２８を介して第２のＥＣＵ２７に送られ、信号線２４を介して第１のＥＣＵ２３にも送られる。第１のＥＣＵ２３が受信したブレーキ液圧値情報は、補正電流値演算部１０７へ送信される。補正電流値演算部１０７には、第２の電流指令値１０８Ｓも入力されている。この第２の電流指令値１０８Ｓについては以下に後述する。

尚、ブレーキ液圧値情報は、信号線２８を介し第２のＥＣＵ２７に送られ、信号線２４を介して第１のＥＣＵ２３に送られるが、信号線２８を介して第２のＥＣＵ２７に送られ、更に車両データバス２５を介して受信しても良いものである。

指令値補正演算部１０８は、第１の電流指令値１０２Ｓと補正電流値演算部１０７が出力する補正電流値１０７Ｓを加算して、第２の電流指令値１０８Ｓを出力する。ここで、出力された第２の電流指令値１０８Ｓは、補正電流値演算部１０７に再入力されてフィードバックループを形成するように構成されている。

補正電流値演算部１０７は、図３に示すようにブースタピストン位置推定手段１０９と、ばねモデル１１０と、第１のゲイン変換手段１１１、第２のゲイン変換手段１１２、第３のゲイン変換手段１１３と、電流推定手段１１４を備えている。

図３において、ブースタピストン位置推定手段１０９は、液圧センサ２６のブレーキ液圧値情報に基づき、ブースタピストン１５の位置を推定し出力するものである。ブースタピストン１５の位置推定には、液圧値とブースタピストン１５の位置の関係をテーブルとして用意しても良いし、液圧値から液量を算出する手段を備え、液量をブースタピストン１５の位置に換算するテーブルを用意しても良いものである。

ばねモデル１１０は、ブースタピストン位置推定手段１０９の出力（ブースタピストン１５の推定位置）に基づいて、戻しばね２１及び第１の戻しばね８がブースタピストン１５に及ぼす反力を算出する。この反力の算出には、戻しばね２１及び第１の戻しばね８のたわみ量に対する反力を出力するモデルを用いることで算出できる。

第１のゲイン変換手段１１１は、ブレーキ液圧を入力として受け、検出されたブレーキ液圧値がブースタピストン１５に及ぼす力に換算する。第１のゲイン変換手段１１１には、例えばブースタピストン１５の断面積を用いることで、ブレーキ液圧がブースタピストン１５に及ぼす力を算出することができる。

そして、第１のゲイン変換手段１１１の出力と、ばねモデル１１０の出力を加算した値が、ブースタピストン１５を図１中の矢示Ｂの方向へ押し戻すブレーキ液圧の反力となる。つまり、電動モータ１７の外乱となるものである。これによって、上述した二階微分演算等を実行しないで、外乱トルクとなるブレーキ液圧の反力を求めることができる。

そして、これを第２のゲイン変換手段１１２に入力することで、電動モータ１７に及ぼす負荷トルク（外乱トルク）を算出する。尚、この第２のゲイン変換手段１１２は、例えば本実施形態では、筒状回転体１８の単位回転あたりのブースタピストン１５の進み量と、筒状回転体１８の回転数と電動モータ１７の回転数の比である減速機構１９の減速比によって求まるものである。

更に、第３のゲイン変換手段１１３は、第２のゲイン変換手段１１２によって出力された負荷トルク（外乱トルク）を電流値に換算するものである。ここで、第３のゲイン変換手段１１３は、例えば電動モータ１７のトルク定数の逆数を用いれば良く、また、電動モータ１７の電流値や回転速度とトルク定数の関係を表すテーブルを用意しても良いものである。

電流推定手段１１４は、電動モータ１７の第２の電流指令値１０８Ｓから、電動モータ１７を駆動する電流値を推定するものである。電流推定手段１１４は、例えば、１次遅れ要素や、２次遅れ要素等のフィルター要素でも良く、また、電流推定手段１１４は、電流値を検出する電流検出手段を有し、検出した電流値を用いる構成としても良いものである。

そして、第３のゲイン変換手段１１３が出力する電流値は、電流推定手段１１４の推定電流値から減算される。減算された電流値は、第２の電流指令値１０８Ｓから減算され、その減算された電流値を反力補正値として、補正値演算部１０７は反力補正電流値１０７Ｓを出力するようになる。

更に、電流指令値演算部１０２が演算する第１の電流指令値１０２Ｓと、補正電流値演算部１０７が出力する反力補正電流値１０７Ｓとを加算して、図２に示すように、指令値補正演算部１０８は、新たに第２の電流指令値（最終電流指令値）１０８Ｓを生成する。そして、第２の電流指令値１０８Ｓによる電動モータ１７への供給電流が設定されて、電動モータ１７を駆動するものである。

このように、従来の電動ブレーキ制御装置では、電動モータの回転位置情報を二階微分することで外乱を推定していたが、本実施形態では二階微分演算の代わりにブレーキ液圧を用いることで外乱を推定することができるようになる。

このため、本実施形態では、二階微分演算等に起因する電流指令値の振動の低減ができ、電動モータ１７の回転位置や、回転速度の振動も低減できるため、運転手のペダル踏力を滑らかにアシストすることができる。その結果、ブレーキ操作時におけるブレーキペダルの機械的振動を抑制できるようになる。このように、電動モータの出力変動に基づくブレーキ液圧の変動を低減することができ、これによってブレーキペダルの機械的振動を抑制して良好なブレーキフィーリングが得られるようになる。

次に、本発明の第２の実施形態に係るブレーキ制御手段を図４及び図５に基づき、第１の実施形態（図１〜図３）を参照して説明する。

第２の実施形態に係るブレーキ制御手段１５１は、図４に示すように、第１のトルク指令値（＝第１の目標指令値）を演算するトルク指令値演算部１５２と、第１のトルク指令値の補正値を演算する補正トルク値演算部１５５と、第１のトルク指令値と補正トルク値に基づき第２のトルク指令値（＝第２の目標指令値）を出力する指令値補正演算部１０８と、第２のトルク指令値を第２の電流指令値に換算するトルク／電流変換手段１５４とを備えている。

第１の実施形態と比べて、第１の電流指令値を演算する電流指令値演算部１０２に代えて第１のトルク指令値を演算するトルク指令値演算部１５２が設けられたこと、指令値補正演算部１０８の出力に第２のトルク指令値を第２の電流指令値に変換するトルク/電流変換手段１５４を設けた点が異なっているものであり、基本的な考え方は同じである。

第１のトルク指令値１５２Ｓを演算するトルク指令値演算部１５２は、図４に示すように、ブレーキセンサ３が検出するストローク量と、回転位置センサ１７Ａが検出する回転位置情報が入力されている。トルク指令値演算部１５２は、ストローク量が入力される目標モータ回転位置決定手段１０３と、第１の増幅手段１１１と、第４の増幅手段１５３と、回転位置が入力される微分演算器１０６を備えている。

目標モータ回転位置決定手段１０３は、第１の実施形態と同様の動作をし、ブレーキセンサ３が検出するストローク量に基づいて目標モータ回転位置を出力する。また、第１の増幅手段１１１は、目標モータ回転位置と回転位置センサ１７Ａによって検出される電動モータ１７の回転位置の偏差を増幅し、電動モータ１７の目標回転速度を出力する。微分演算器１０６は、回転位置センサ１７Ａが検出した回転位置情報を微分し、電動モータ１７の回転速度を演算する。第４の増幅手段１５３は、目標モータ回転速度と微分演算器１０６が出力する電動モータ１７の速度の偏差を増幅し、第１のトルク指令値１５２Ｓを生成する。

第２実施形態における補正トルク値演算部１５５は、図５に示すように、第１実施形態における図３に示す補正電流値演算部１０７と比べて、第３のゲイン変換手段１１３を省略し、また電流推定手段１１２に代わりにトルク推定手段１５６を設け、第５のゲイン変換手段１５７を設けた点で異なっている。

トルク推定手段１５６は、第２の電流指令値１５４Ｓに基づいて、電動モータ１７のトルクを推定するものである。例えば、トルク推定手段１５６には、第１の実施形態における電流推定手段１１２と電動モータ１７のトルク定数を使用して推定しても良いし、電動モータ１７の電流値と電動モータ１７のトルクを示すテーブルを用意して求めても良いものである。

第５のゲイン変換手段１５７は、第２の電流指令値をトルク値に換算するものである。この第５のゲイン変換手段１５７は、例えば、電動モータ１７のトルク定数である。他にも第５のゲイン変換手段１５７としては、第２の電流指令値１５４Ｓに対するトルク定数のテーブルを用意して使用しても良いものである。

第１の実施形態と同様に、液圧センサ２６が検出したブレーキ液圧値を、信号線２８、第２のＥＣＵ２７、信号線２４、第１のＥＣＵ２３を介してブレーキ制御手段１５１が受信する。受信したブレーキ液圧値は、第１の実施形態と同様に、ブースタピストン位置推定手段１０９、ばねモデル１１０、第１、第２のゲイン変換手段１１１、１１２を介してモータの負荷トルクに換算され、トルク推定手段１５６の推定トルクから減算される。減算されたトルク値を、更に第５のゲイン変換手段１５７のトルク値から減算ずることで反力補正値として、補正トルク値演算部１５５は反力補正トルク値１５５Ｓを出力するようになる。

指令値補正演算部１０８は、図４に示すように、第１のトルク指令値１５２Ｓと反力補正トルク値１５５Ｓを加算して、第１のトルク指令値１５２Ｓの補正演算を実行し、第２のトルク指令値を算出してトルク／電流変換手段１５４に入力する。

トルク／電流変換手段１５４は、第２のトルク指令値を第２の電流指令値１５４Ｓに換算するものであり、トルク／電流変換手段１５４には、電動モータ１７のトルク定数の逆数を用いれば良いものである。また、電動モータ１７のトルク定数の逆数の他にも、例えば、第２のトルク指令値に基づき第２の電流指令値１５４Ｓを出力するテーブルを用意して使用することもできる。

ここで、第２の実施形態では図５にあるように、第２の電流指令値１５４Ｓは、トルク推定手段１５６、第５のゲイン変換手段１５７によって電流値からトルク値に変換されているが、図４の指令値補正演算部１０８で求められた第２のトルク指令値をそのまま使用することも可能である。したがって、この場合、第２のトルク指令値は、トルク推定手段１５６、第５のゲイン変換手段１５７を経由しないで演算されるようになる。

第２の実施形態では、第１の実施形態と比べて、トルク指令値演算部１５２が出力する第１のトルク指令値を補正する構成となっている。そして、これに対応して補正トルク値演算部１５５におけるトルク推定手段１５６及び第５のゲイン変換手段１５７は、指令値補正演算部１０８が出力する第２の電流指令値に基づき、トルクを推定する構成となっている。尚、第２の実施形態では、トルク推定手段１５６及び第５のゲイン変換手段１５７に、第２の電流指令値に対するトルク定数をテーブルに記憶しておくこともできるものである。

このように第２の実施形態ではトルク値を用いるようにしているので、温度等の環境変動を含めて制御に反映できる。このため、第１の実施形態と比べて電動モータ１７の外乱トルクを精度良く推定することができ、補正トルク値演算部１５５が出力する補正トルク値の精度を向上することができる。その結果、運転者に対してより良好なブレーキフィーリングを提供することができる。

次に、本発明の第３の実施形態に係るブレーキ制御手段を図６及び図７に基づき、第１の実施形態（図１〜図３）を参照して説明する。

第３の実施形態に係るブレーキ制御手段２０１は、図６に示すように、第１の電流指令値（＝第１の目標指令値）を演算する電流指令値演算部１０２と、第１の電流指令値の補正電流値を演算する補正電流値演算部２０２と、第１の電流指令値と補正電流値に基づき第２の電流指令値（＝第２の目標指令値）を出力する指令値補正演算部１０８と、を備えている。第１の実施形態と比べて、回転位置センサ１７Ａが検出する電動モータ１７の回転位置が、補正電流値演算部２０２に入力されている点が異なっている。尚、その他の部分は、第１の実施形態と同様である。

補正電流値演算部２０２は、図７に示すように、ブースタピストン推定手段１０９と、ばねモデル１１０と、第１のゲイン変換手段１１１、第２のゲイン変換手段１１２、第３のゲイン変換手段１１３と、電流推定手段１１４を備えている。ただ、第１の実施形態の補正電流値演算部１０７ではブースタピストン位置推定手段１０９の入力がブレーキ液圧であるのに対し、第３の実施形態ではブースタピストン位置推定手段１０９の入力がモータ回転位置情報となっている点が異なっている。

そして、ブースタピストン位置推定手段１０９は、回転位置センサ１７Ａが検出する電動モータ１７の回転位置情報に基づいて、ブースタピストンの位置を推定する。ブースタピストン位置推定手段には、電動モータ１７の回転数と筒状回転体１８の回転数の比である減速機構１９の減速比と、筒状回転体１８の単位回転あたりのブースタピストンの進み量を用いることで推定する。

ブースタピストンの位置が推定されると、ばねモデル１１０によって、ブースタピストン位置推定手段１０９の出力に基づいて、戻しばね２１及び第１の戻しばね８がブースタピストン１５に及ぼす反力を算出する。第１のゲイン変換手段１１１の出力と、ばねモデル１１０の出力が加算されて、ブースタピストン１５を押し戻すブレーキ液圧の反力が求められる。

そして、これを第２のゲイン変換手段１１２に入力することで、電動モータ１７に及ぼす負荷トルクを算出する。そして、第１の実施形態と同様に負荷トルクは第３のゲイン変換手段１１３によって電流値に換算され、電流推定手段１１４の推定電流値から減算される。更に、減算された電流値は第２の電流指令値１０８Ｓから減算され、その減算された電流値を反力補正値として、補正値演算部２０２は反力補正電流値２０２Ｓを出力するようになる。尚、その他の部分は、第１の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

第１、第２の実施形態と比べて、第３の実施形態では、ブースタピストン位置推定手段１０９の入力が、回転位置センサ１７Ａが検出する電動モータ１７の回転位置情報となっている。電動モータ１７の回転位置とブースタピストン１５の位置関係は、筒状回転体１８の単位回転あたりのブースタピストン１５の進み量と、電動モータ１７の回転数と筒状回転体１８の回転数の比である減速機構１９の減速比によって容易に求めることができる。

即ち、第３の実施形態とすることで、ブースタピストン位置推定手段１０９の推定精度が第１、第２実施形態と比べて向上するため、補正電流値演算部２０２が出力する補正電流値の精度も向上し、運転者により良好なブレーキフィーリングを提供することができる。

以上述べた通り本発明によれば、電動モータの第１の目標指令値を演算し、更に第１の目標指令値を補正して第２の目標指令値を演算すると共に、液圧発生機構によって発生したブレーキ液圧と、第２の目標指令値とを用いてブレーキ液圧の反力に基づく外乱分に相当する反力補正値を演算し、第１の目標指令値を反力補正値によって補正して第２の目標指令値を求め、この第２の目標指令値に基づいて電動モータを駆動する構成とした。

このような構成にすることによって、電動モータの出力変動に基づくブレーキ液圧の変動を低減することができ、これによってブレーキペダルの機械的振動を抑制して良好なブレーキフィーリングが得られるようになる。

尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１…電動ブレーキ装置、２…ブレーキペダル、３…ブレーキセンサ、４…マスタシリンダ、１０…リザーバ、１２…電動倍力装置、１３…ブースタハウジング、１５…ブースタピストン、１７…電動モータ、１７Ａ…回転位置センサ（ＧＭＲ素子利用）、２３…第１のＥＣＵ、２６…液圧センサ、１０１…ブレーキ制御手段、１０２…電流指令値演算部、１０７…補正電流値演算部、１０８…指令値補正演算部。

Claims (6)

1. ブレーキ液圧を発生させる液圧発生機構を電動モータによって駆動する電動ブレーキ装置に使用され、ブレーキペダルからの入力情報に基づいて前記電動モータを制御するブレーキ制御手段を備えた電動ブレーキ制御装置において、
   前記ブレーキ制御手段は、前記電動モータに対する第１の目標指令値を求める演算を行う目標指令値演算部と、前記第１の目標指令値を補正する補正値を求める演算を行う補正値演算部と、前記第１の目標指令値を前記補正値で補正する演算を行って第２の目標指令値を求める指令値補正演算部とを備え、
   前記補正値演算部は、前記液圧発生機構によって発生したブレーキ液圧値と前記指令値補正演算部が演算した前記第２の目標指令値とを用いて、ブレーキ液圧の反力に基づく外乱分に相当する反力補正値を求め、
   前記指令値補正演算部は、前記第１の目標指令値を前記反力補正値によって補正する演算を行なって新たに前記第２の目標指令値を求めて前記電動モータを駆動する
   ことを特徴とする電動ブレーキ制御装置。
2. 請求項１に記載の電動ブレーキ制御装置において、
   前記目標指令値演算部は、前記電動モータに対する第１の電流指令値を演算して求め、
   前記指令値補正演算部は、前記第１の電流指令値を補正して第２の電流指令値を演算して求め、
   前記補正値演算部は、前記液圧発生機構によって発生したブレーキ液圧値と前記指令値補正演算部が演算した前記第２の電流指令値とを用いて、ブレーキ液圧の反力に基づく外乱分に相当する反力補正電流値を演算して求め、
   前記指令値補正演算部は、前記第１の電流指令値を前記反力補正電流値によって補正する演算を行って新たに前記第２の電流指令値を求めて前記電動モータを駆動する
   ことを特徴とする電動ブレーキ制御装置。
3. 請求項２に記載の電動ブレーキ制御装置において、
   前記補正値演算部は、前記ブレーキ液圧値と前記第２の電流指令値に加えて前記電動モータの回転位置を用いて、ブレーキ液圧の反力に基づく外乱分に相当する反力補正電流値を演算して求めることを特徴とする電動ブレーキ制御装置。
4. 請求項１に記載の電動ブレーキ制御装置において、
   前記目標指令値演算部は、前記電動モータに対する第１のトルク指令値を演算して求め、
   前記指令値補正演算部は、前記第１のトルク指令値を補正して第２のトルク指令値を求め、更に前記第２のトルク指令値をトルク−電流変換手段によって電流値に変換して第２の電流指令値を求め、
   前記補正値演算部は、前記液圧発生機構によって発生したブレーキ液圧値と前記指令値補正演算部が演算した前記第２のトルク指令値とを用いて、ブレーキ液圧の反力に基づく外乱分に相当する反力補正トルク値を演算し、
   前記指令値補正演算部は、前記第１のトルク指令値を前記反力補正トルク値によって補正する演算を行って新たに前記第２のトルク値を求め、前記トルク−電流変換手段によって新たに求められた前記第２のトルク値を前記第２の電流指令値に変換して前記電動モータを駆動する
   ことを特徴とする電動ブレーキ制御装置。
5. 請求項４に記載の電動ブレーキ制御装置において、
   前記補正値演算部に入力される前記第２のトルク指令値は、前記指令値補正演算部が演算した前記第２の電流指令値をトルク値に変換して求められたものであることを特徴とする電動ブレーキ制御装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の電動ブレーキ制御装置において、
   前記目標指令値演算部は、前記電動モータの回転位置情報と前記ブレーキペダルのストローク量から前記電動モータに対する前記第１の目標指令値、或いは前記第１の電流指令値、或いは前記第１のトルク指令値を求めることを特徴とする電動ブレーキ制御装置。

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