JP2018114975A - 電動ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦力を利用して押圧力を維持することで、電流を減少させ、導体抵抗による損失の低減による消費電力低減が可能となり、またモータ発熱が抑えられて、信頼性の向上やモータの小型化が可能となる電動ブレーキ装置を提供する。
【解決手段】ブレーキ制御装置２に、ブレーキ力指令手段１２から出力されたブレーキ力指令値が増大する間に、前記ブレーキロータ４と摩擦パッド５，６の押圧により発生するブレーキ力が低下しない範囲で、モータ７に発生させるトルクを維持ないし減少させる時間を設ける正効率動作制限手段２２を設ける。この手段２２は、例えば、ブレーキ力を増加させる時間と、前記ブレーキ力を維持ないし減少させる時間との和に対する、前記ブレーキ力を増加させる時間の比率を所定値以下に制限する。
【選択図】図１

Description

この発明は、自動車に搭載される電動ブレーキ装置に関する。

従来、電動のモータ、直動機構、および減速機を使用した電動ブレーキ用が提案されている（例えば、特許文献１）。この他に、減速および直動動作への変更を遊星ローラ機構で行う電動ブレーキも提案されている（特許文献２）。

電動ブレーキではなく一般的な機械を対象とする装置ではあるが、アクチュエータの逆効率を利用して、クランプ力維持に必要な最小電力を供給する手法が提案されている（特許文献３）。

特開平０６−３２７１９０号公報 特開２００６−１９４３５６号公報 独国特許第１９８４１１７０Ｃ１号明細書

特許文献１，２などの電動ブレーキ装置において、一般に、消費電力の大半はモータ電流による銅損であり、モータ電流を低減することが、消費電力の削減に繋がる。しかし、特許文献１，２では、モータ電流を低減して消費電力を削減することについての考慮は成されていない。

特許文献３の手法は、クランプ力維持に必要な最小電力を供給する手法であり、消費電力の低減に繋がるが、例えばブレーキ力を緩やかに増加させるような場合においては、常時アクチュエータの正効率による動作を強いられる為、設計段階での消費電力の想定が難しい。

図５は、電動モータのトルクと、電動ブレーキ装置の発揮する摩擦パッド押圧力の相関を示す。モータトルクの上昇に伴い、電動ブレーキ装置の押圧力は、正効率を示す図中の直線(1) に従って上昇する（矢印(1′))。この動作の後、モータトルクが減少に転じると、逆効率を示す図中の直線(2) に従って電動ブレーキ装置の押圧力が減少する（矢印(2’) ）。
上記動作の際、図中に矢印にて示すように、所定の押圧力からモータトルクが減少しても、直線(3) に従って状態が推移し（矢印(3’) ）、直線(2) のモータトルクに到達するまで押圧力が変化しない、非線形なヒステリシス特性を示す。

電動ブレーキ装置の消費電力においては、モータ電流による銅損の割合が比較的大きい。このとき、前記銅損は電流の二乗に比例するため、概ねモータトルクの二乗に比例する。即ち、正効率線である直線(1) に沿って動作する際は消費電力が大きく、逆効率線である直線(3) に沿って動作する際は消費電力が小さい。

この発明は、上記課題を解消し、摩擦力を利用して押圧力を維持することで、電流を減少させ、導体抵抗による損失の低減による消費電力低減が可能となり、またモータ電流の低減によりモータ発熱が抑えられて、信頼性の向上やモータの小型化が可能となる電動ブレーキ装置を提供することである。

この発明の電動ブレーキ装置は、車輪３と連動して回転するブレーキロータ４と、このブレーキロータ４に接触して制動力を発生させる摩擦パッド６と、電動のモータ７と、このモータ７の出力を前記摩擦パッド６の押圧力に変換する変換機構９と、目標となるブレーキ力指令値を出力するブレーキ力指令手段１２と、前記ブレーキ力指令値に応じて前記モータ７を駆動するブレーキ制御装置２とを有する電動ブレーキ装置において、
前記ブレーキ制御装置２は、前記ブレーキ力指令手段１２から出力されたブレーキ力指令値が増大する間に、前記ブレーキロータ４と摩擦パッド６の押圧により発生するブレーキ力が低下しない範囲で、定められた条件に従い、前記モータ７に発生させるトルクを維持ないし減少させる時間を設ける正効率動作制限手段２２を設けたことを特徴とする。

電動ブレーキ装置におけるモータトルクと摩擦パッド６の押圧力との関係は、各部での摩擦力のため、押圧力が増加するときの正効率線と、押圧力が減少するときの逆効率線とで異なり、正効率線から逆効率線に推移する間はモータトルクが減少しても押圧力が変化しない。
この発明は上記の特性を効果的に利用するものであり、前記正効率動作制限手段２２の制御により、ブレーキ力指令値が増大する間に、前記ブレーキロータ４と摩擦パッド６の押圧により発生するブレーキ力が低下しない範囲で、定められた条件に従い、前記モータ７に発生させるトルクを維持ないし減少させる時間を設ける。
このように、発生するブレーキ力が低下しない範囲で、モータ７に発生させるトルクを維持ないし減少させる時間を設けるため、その時間分だけ、ブレーキ力を低下させることなく、トルクの低減によるモータ電流の低減が得られる。また、モータ電流の低減によりモータ発熱が抑えられて、信頼性の向上や、モータ７の小型化が可能となる。

この発明において、前記正効率動作制限手段２２における前記定められた条件として、前記ブレーキ力を増加させる時間と、前記ブレーキ力を維持ないし減少させる時間との和に対する、前記ブレーキ力を増加させる時間の比率を所定値以下に制限することであっても良い。なお、前記和に対するブレーキ力を増加させる時間の比率を定めることは、比率の大きさは異なるが、ブレーキ力を増加させる時間と、ブレーキ力を維持ないし減少させる時間との比率を定めることと同義である。
上記のようにブレーキ力を増加させる時間の比率を所定値以下に制限するようにすれば、ブレーキ力が低下しない範囲で、ブレーキ力を増加させる時間を制限する制御が容易に行える。

この構成の場合に、前記正効率動作制限手段２２は、前記ブレーキ力指令手段１２から出力するブレーキ力指令値の出力時間をカウントし、そのカウント値に応じて前記ブレーキ力を増加させる時間の比率を所定値以下に制限するようにしても良い。
ブレーキ力指令手段１２から出力されたブレーキ力指令値に応じてモータに電流を与える制御は、通常は、前記ブレーキ力指令値を読み込んで所定の処理を施し、モータ７に電流を与えるという制御を繰り返し行うことになり、その繰り返しは一定間隔で行われる。 そのため、ブレーキ力指令手段１２から出力するブレーキ力指令値の出力時間をカウントし、そのカウント値に応じて前記ブレーキ力を増加させる時間の比率を所定値以下に制限するという処理理を行うことで、ブレーキ力を増加させる時間の比率を所定値以下に制限する制御が容易に実現できる。この制御の場合は、特に、モータ電流や押し付け力を推定ないし検出する手段も不用である。

また、この電動ブレーキ装置において、前記正効率動作制限手段２２は、モータ電流を、現在のブレーキ力を保持する正効率電流と比較し、この正効率電流よりもモータ電流の方が大きい時間をカウントし、そのカウント値に応じて前記ブレーキ力を増加させる時間の比率を所定値以下に制限するようにしても良い。前記モータ電流は、ブレーキ力指令手段１２から与えられるブレーキ力指令値に応じて計算した電流値であっても良く、またモータ７を実際に流れる電流のモータ電流計測手段２８による計測価であっても良い。
このように、モータ電流を、現在のブレーキ力を保持する正効率電流と比較することによっても、ブレーキ力を増加させる時間の比率を所定値以下に制限する制御が行える。この場合、モータ電流を比較に用いるため、信頼性の高い制御が行える。

この発明では、上記のようにブレーキ力指令手段１２からブレーキ力指令値を出力させている間に、ブレーキ力を増加させない時間を設けるため、車両の操縦者の操作フィーリングが悪化する恐れがある。このため、次のいずれか一つまたは複数の手段を併せ持つようにしても良い。

例えば、前記ブレーキ力指令手段１２が出力するブレーキ力指令値が所定値以上の場合のみ、前記正効率動作制限手段２２を実行させる軽ブレーキ時非実行手段２５を設けても良い。ブレーキ力すなわちパッド押圧力が大きい場合ほど正効率動作制限は効果的であり、また一般に車両の減速度が大きいほど操縦者に及ぼすフィーリング悪化の影響は小さくなると考えられる。そのため、要求ブレーキ力が所定値以上の場合のみ、正効率動作制限を実行することで、消費電力とフィーリングを両立させることができる。

また、前記正効率動作制限手段２２は、前記ブレーキ力が大きくなるほど、前記ブレーキ力を増加させる時間の割合を減少させるブレーキ力対応制限程度変更部２３を有するようにしても良い。
この場合、消費電力とフィーリングの両立が、より良好に行える。

この発明において、前記モータ７の温度を推定または計測するモータ温度推定手段２９を設け、モータ温度が所定値以上になると前記正効率動作制限手段２２を実行させるモータ温度対応実行手段２６を設けても良い。
この構成の場合、モータ７の温度が低いうちはフィーリングを優先し、温度が高くなるほど消費電力すなわちモータ発熱を抑えることになる。一般に、モータ銅損が車両の消費電力として問題となる場合、モータに相応の損失が発生して発熱することが考えられる為、この手法においても消費電力とフィーリングを両立させることができる。

この構成の場合に、前記モータ温度が高くなるほど、前記ブレーキ力を増加させる時間の割合を減少させる温度対応制限程度変更部２４を前記正効率動作制限手段２２に設けて良い。これにより、消費電力とフィーリングの両立がより一層、良好に行える。

この発明において、この電動ブレーキ装置を搭載した車両が車速を推定または測定する車速推定手段３０を有し、この車速推定手段３０で推定または測定される車速が一定以下の場合のみ、前記正効率動作制限手段２２による制御を実行させる車速対応実行手段２７を設けても良い。
このように、車両の速度が所定値以下の場合のみ、正効率動作制限を実行するようにしても良い。特に車両が停車している場合、前記のフィーリング悪化は発生しない。

この発明の電動ブレーキ装置は、車輪と連動して回転するブレーキロータと、このブレーキロータに接触して制動力を発生させる摩擦パッドと、電動のモータと、このモータの出力を前記摩擦パッドの押圧力に変換する変換機構と、目標となるブレーキ力指令値を出力するブレーキ力指令手段と、前記ブレーキ力指令値に応じて前記モータを駆動するブレーキ制御装置とを有する電動ブレーキ装置において、前記ブレーキ制御装置は、前記ブレーキ力指令手段から出力されたブレーキ力指令値が増大する間に、前記ブレーキロータと摩擦パッドの押圧により発生するブレーキ力が低下しない範囲で、定められた条件に従い、前記モータに発生させるトルクを維持ないし減少させる時間を設ける正効率動作制限手段を設けたため、摩擦力を利用して押圧力を維持することで、電流を減少させ、導体抵抗による損失の低減による消費電力低減が可能となり、またモータ電流の低減によりモータ発熱が抑えられて、信頼性の向上やモータの小型化が可能となる電動ブレーキ装置を提供することができる。

この発明の一実施形態に係る電動ブレーキ装置の概念構成を示すブロック図である。 同電動ブレーキ装置における摩擦パッドの押圧力の変化、およびモータ銅損の変化を示すグラフである。 同電動ブレーキ装置における正効率動作制限手段の処理方法の一例を示す流れ図である。 同電動ブレーキ装置における正効率動作制限手段の処理方法の他の例を示す流れ図である。 電動ブレーキ装置における正効率線および逆効率線を示すグラフである。

この発明の一実施形態に係る電動ブレーキ装置を図面と共に説明する。図１に示すように、この電動ブレーキ装置は、機械部分であるブレーキ本体１と、このブレーキ本体１を制御するブレーキ制御装置２とを備える。

ブレーキ本体１は、車輪３と連動して回転するブレーキロータ４と、このブレーキロータ４の両面にそれぞれ接触して制動力を発生させる固定側および可動側の摩擦パッド５，６と、電動のモータ７と、このモータ７の回転を減速する減速機構８と、この減速機構８の出力を前記可動側の摩擦パッド６の押圧力に変換する変換機構９とを備える。モータ７には回転角度を検出する回転角度検出手段（図示せず）が設けられている。ブレーキロータ４は、車輪３と一体にハブ（図示せず）に取付けられる。キャリパであるハウジング１０にモータ７および前記固定側の摩擦パッド５が設置され、ハウジング１０内に前記減速機構８および変換機構９が組み込まれている。変換機構９は送りねじ機構からなり、減速機構８の回転出力を前記可動側の摩擦パッド６の直線往復動作に変換する。

ブレーキ制御装置２は、この実施形態では、車両全体の制御を行うメインのＥＣＵ（電子制御ユニット）１１とは別に設けられたインバータ装置等からなる。メインのＥＣＵ１１に、目標となるブレーキ力指令値を出力するブレーキ力指令手段１２が設けられている。ブレーキ力指令手段１２は、ブレーキペダル等のブレーキ操作手段１３の操作量を検出するセンサ１３ａの検出信号に応じて、前記ブレーキ力指令値を生成し、ブレーキ制御装置２へ出力する。

ブレーキ制御装置２は、ブレーキ本体１のモータ７に駆動電流を与えるパワー回路部１４と、このパワー回路部１４の電流制御等を行うことでモータ７を制御する電子回路部分であるモータコントロール部１５とで構成される。

パワー回路部１４は、バッテリ等からなる電源１６の直流電力を交流電力に変換するインバータ１７と、このインバータ１７をパルス幅制御等で電流制御するＰＷＭ制御部１８とからなる。

モータコントロール部１６は、ブレーキ専用のＥＣＵ（電子制御ユニット）であり、基本制御手段２１を有する。基本制御手段２１は、ブレーキ力指令手段１２から出力されるブレーキ力指令値に応じてモータ７の電流を制御する電流指令値を生成し、パワー回路部１４へ指令する手段であり、モータ７の電流を検出する電流検出手段２８の検出値を用いてフィードバック制御等を行う機能を有する。

この実施形態は、上記のような前提構成を持つ電動ブレーキ装置において、前記モータコントロール部１６に、次の正効率動作制限手段２２、軽ブレーキ時非実行手段２５、モータ温度対応実行手段２６、および車速対応実行手段２７を設けて構成される。正効率動作制限手段２２は、ブレーキ力対応制限程度変更部２３と、温度対応制限程度変更部２４とを有している。

正効率動作制限手段２２は、ブレーキ力指令手段１２から出力されたブレーキ力指令値が増大する間に、前記ブレーキロータ４と摩擦パッド６の押圧により発生するブレーキ力が低下しない範囲で、定められた条件に従い、前記モータ７に発生させるトルクを維持ないし減少させる時間を設ける手段である。前記定められた条件は、例えば、前記ブレーキ力を増加させる時間と、前記ブレーキ力を維持ないし減少させる時間との和に対する、前記ブレーキ力を増加させる時間の比率を所定値以下に制限することである。

正効率動作制限手段２２は、より具体的には、その基本的な制御として図３に流れ図で示す制御、または図４に流れ図で示す制御を行う。各図の制御は、後に具体的に説明するが、概略を示すと次の制御である。
図３に示す制御は、ブレーキ力指令手段１２から出力するブレーキ力指令値の出力時間をカウントし、そのカウント値に応じて前記ブレーキ力を増加させる時間の比率を所定値以下に制限する制御である。
図４に示す制御は、基本制御手段２１により計算されるか、または電流計測手段２８により計測されるモータ電流を、現在のブレーキ力を保持する正効率電流と比較し、この正効率電流よりも前記計算または計測された電流の方が大きい時間をカウントし、そのカウント値に応じて前記ブレーキ力を増加させる時間の比率を所定値以下に制限する制御である。

軽ブレーキ時非実行手段２５は、ブレーキ力指令手段１２が出力するブレーキ力指令値が所定値以上の場合のみ、前記正効率動作制限手段２２を実行させる手段である。前記所定値は適宜に値を設定する。

モータ温度対応実行手段２６は、モータ温度推定手段２９により得られたモータ温度が所定値以上になると前記正効率動作制限手段２２を実行させる手段である。モータ温度推定手段２９は、モータ７の温度を何らかの検出値等から推定し、または実際に計測する温度計等の手段である。

車速対応実行手段２７は、車速推定手段３０で推定または測定される車速が一定以下の場合のみ、前記正効率動作制限手段２２による制御を行わせる手段である。車速推定手段３０は、例えば車両の従動輪の回転速度の検出値から車速を推定する手段、または直接に車速を検出する手段である。

ブレーキ力対応制限程度変更部２３は、ブレーキ力が大きくなるほど、前記ブレーキ力を増加させる時間の割合を減少させる手段である。ブレーキ力対応制限程度変更部２３で用いる前記ブレーキ力は、例えば、モータコントロール部１５に設けられたブレーキ力推定手段３２で推定されたブレーキ力を用いる。

ブレーキ力推定手段３２は、ブレーキロータ４と摩擦パッド５，６との押圧により発生するブレーキ力を推定する手段である。このブレーキ力推定手段３２は、例えば、ブレーキ指令手段１２の出力するブレーキ力指令値と、電流検出手段２８で検出されるモータ電流とから、相応のブレーキ力を演算により求める。前記ブレーキ力指令値、モータ電流、およびブレーキ力の推定値の関係は、予め、実験やシミュレーション等の結果により定められ、ブレーキ指令手段１２に設定される。ブレーキ力推定手段３２は、この他に変換機構９の軸方向荷重を検出する荷重センサ（図示せず）の検出値を用いるものであっても良い。

次に、上記構成による動作を説明する。ブレーキペダル等のブレーキ操作手段１３を操作すると、その操作量がセンサ１３ａで検出され、操作量に応じたブレーキ力指令値がＥＣＵ１１のブレーキ力指令手段１２から出力される。ブレーキ制御装置２は、基本的には、基本制御手段２１によりブレーキ力指令値に応じた電流指令をパワー回路部１４へ出力し、モータ７を駆動することで、摩擦パッド６をブレーキロータ４へ押し付け、ブレーキ力を生じさせる。

このとき、正効率動作制限手段２２は、電動ブレーキ装置が正効率によって動作する時間を制限することで、例えばブレーキ力指令値が増大しても、モータ７に発生させるトルクを維持ないし減少させる時間を設けることで、あらゆる動作要求における最大消費電力およびモータ発熱を低減させる。正効率によって動作する時間を制限する処理は、例えば、ブレーキ力を増加させる時間と、前記ブレーキ力を維持ないし減少させる時間との和に対する、前記ブレーキ力を増加させる時間の比率を所定値以下に制限する処理とする。

図２は、電動ブレーキ装置で摩擦パッド６の押圧力を変動させる動作の一例と、その際のモータ銅損の推移を示す。同図（Ａ），（Ｂ）の何れの図においても、点線はブレーキ力指令値通りに誤差なく追従させた場合を示し、実線は図５の直線(1) に示す正効率動作をする時間を制限した場合を示す。
図２（Ａ）の実線において、摩擦パッド押圧力が変化しない場合、モータトルクを図５の直線(2) に示す逆効率線より下回らない程度に低下させることで、図２（Ｂ）の実線が示すようにモータ銅損が低下する。前記の逆効率線より下回らないモータトルクについては、例えば、予め変換機構９のトルクと押圧力の相関を解析あるいは測定しておくことで求めることができ、そのように求めたモータトルクを正効率動作制限手段２２に設定することで、前記の逆効率線より下回らない程度にモータトルクを低減する制御を実現することができる。

電動ブレーキ装置の動作が、要求に対して本図に示すように乖離する場合、電動ブレーキ装置を搭載した車両の操縦者のフィーリングが悪化する可能性があるため、この実施形態では以下のような対策を併せて行っている。

軽ブレーキ時非実行手段２５は、要求ブレーキ力であるブレーキ力指令値が所定値以上の場合のみ、正効率動作制限手段２２による正効率動作制限を実行する。ブレーキ力すなわちパッド押圧力が大きい場合ほど正効率動作制限が効果的であり、また一般に車両の減速度が大きいほど操縦者に及ぼすフィーリング悪化の影響は小さくなると考えられる。そのため、ブレーキ力指令値が所定値以上の場合のみ正効率動作制限を実行することで、消費電力とフィーリングを両立させることができる。

この場合に、ブレーキ力対応軽減程度変更部２３により、ブレーキ力が大きくなるほど、ブレーキ力を増加させる時間の割合を減少させるようにしても良い。これにより、より一層、消費電力とフィーリングを両立が良好に行える。

モータ温度対応実行手段２６は、電動ブレーキ装置のモータ温度を監視し、前記モータ温度が所定値以上となった際に、正効率動作制限手段２２による正効率動作制限を実行させる。すなわち、モータの温度が低いうちはフィーリングを優先し、温度が高くなるほど消費電力を抑え、これによりモータ発熱を抑える。一般に、モータ銅損が車両の消費電力として問題となる場合、モータに相応の損失が発生して発熱することが考えられる為、この手法においても消費電力とフィーリングを両立させることができる。

この場合に、温度対応制限程度変更部２４により、モータ温度が高くなるほど、前記ブレーキ力を増加させる時間の割合を減少させるようにすれば、より一層、消費電力とフィーリングの両立を良好に行うことができる。

車速対応実行手段２７は、車両の速度が所定値以下の場合のみ、正効率動作制限手段２２による正効率動作制限を実行する。このように制御する場合、特に車両が停車している場合、前記のフィーリング悪化は発生しない。
なお、前記軽ブレーキ時非実行手段２５、モータ温度対応実行手段２６、および車速対応実行手段２７は、いずれか一つを選択的に用いても良く、または任意の２つを併用し、または全てを併用しても良い。

図３と共に、正効率動作制限手段２２が行う基本的な処理の一例を説明する。同図の例は、ブレーキ力指令値により制限する例である。
ブレーキ力指令値Ｆｔ(k) をブレーキ力指令手段１２から取得し（ステップＲ１）、前回に取得したブレーキ力指令値Ｆｔ(k-1) と比較する（ステップＲ２）。ブレーキ力指令値Ｆｔ(k) が前回のブレーキ力指令値Ｆｔ(k-1) よりも増大していない場合は、カウンタ（図示せず）の値cnt を、所定の値βだけ減算した値に変更する（ステップＲ７）。カウンタ値cnt は、０≦cntであり、ステップＲ７の処理でβの減算により負の値となる場合
は、cnt ＝０とする。

前記カウンタは、正効率動作制限の比率決定のために正効率動作制限手段２２に設けられたカウンタである。前記βの値および後述のαの値は、正効率動作制限の比率決定のために、任意に設定する値である。一例を示すと、α＝４、β＝１と設定する。これらα，βの値は、ブレーキ制御装置２またはＥＣＵ１１等に設けた適宜の入力手段の操作によって可変としても良い。

ステップＲ７によるカウンタ減算の後、処理を終了、すなわちリターンする。リターンの後、前回と同様にブレーキ力指令値Ｆｔ(k) の取得（ステップＲ１）、およびブレーキ力指令値Ｆｔ(k-1) との比較（ステップＲ２）を行う。ブレーキ力指令値Ｆｔ(k) が増加していなければ、ステップＲ７の処理の後、再度ブレーキ力指令値Ｆｔ(k) の取得（ステップＲ１）を行う。
ステップＲ２の判断でブレーキ力指令値Ｆｔ(k) が増大していると、前記カウンタの値cnt を取得し（ステップＲ３）、このカウンタ値cnt を判断用の設定値ｘと比較する（ステップＲ８）。設定値ｘは、α，βの値を考慮して任意に設定すれば良い。例えば、ｘ＝２に設定されている場合、カウンタ値cnt は、現在は前回のステップＲ７の処理でcnt ＝０とされているため、cnt （＝０）＜ｘ（＝２）であり、ｙｅｓの分岐方向のステップＲ５に進む。ここでカウンタ値cnt にαを加算し、リターンする。α＝４である場合、現在のカウンタ値cnt はcnt は、０＋４であり、４である。

リターンの後、前回と同様にブレーキ力指令値Ｆｔ(k) の取得（ステップＲ１）、およびブレーキ力指令値Ｆｔ(k-1) との比較（ステップＲ２）を行う。ブレーキ力指令値Ｆｔ(k) が増大していると、カウンタの値cnt を取得し（ステップＲ３）、このカウンタ値cnt を設定値ｘと比較する（ステップＲ４）。現在、cnt ＝４、ｘ＝２であるため、cnt ＜ｘの条件を充足せず、ステップＲ６に進む。このステップＲ６では、ブレーキ力指令値Ｆｔ(k) を、前回に取得時のブレーキ力指令値Ｆｔ(k-1) に変更し、基本制御手段２１によるモータ電流の出力指令の制御を行わせる。すなわち、ブレーキ力指令値Ｆｔ(k) が増大していても、基本制御手段２１から出力するモータ電流の指令値は前回と同じ値に維持する。なお、基本制御手段２１は、正効率動作制限手段２２による制限が行われない間は、ブレーキ力指令手段１２から出力されるブレーキ力指令値Ｆｔ(k) に従ってモータ電流の指令値を出力する。上記のようにして前回取得時のブレーキ力指令値Ｆｔ(k-1) に変更した後、テップＲ７に進み、カウンタ値cnt をβだけ減算し、リターンする。βが１であると、現在のカウンタ値cnt は３である。

リターンの後、前回と同様にブレーキ力指令値Ｆｔ(k) の取得（ステップＲ１）、およびブレーキ力指令値Ｆｔ(k-1) との比較（ステップＲ４）を行う。ブレーキ力指令値Ｆｔ(k) が増大していると、カウンタの値cnt を取得し（ステップＲ３）、このカウンタ値cnt を設定値ｘと比較する（ステップＲ２）。現在、cnt ＝４、ｘ＝２であるため、cnt ＜ｘの条件を充足せず、ステップＲ６に進み、ブレーキ力指令値Ｆｔ(k) を、前回取得時のブレーキ力指令値Ｆｔ(k-1) に維持し、カウンタ値cnt をβだけ減算し（ステップＲ７）、リターンする。このように、ブレーキ力指令手段１２から出力されるブレーキ力指令値Ｆｔ(k) が増大していても、基本制御手段２１から指令するモータ電流の指令値を一定に維持する制御を行う。

ブレーキ力指令値Ｆｔ(k) を前回取得時のブレーキ力指令値Ｆｔ(k-1) に維持する処理（ステップＲ６）を行う毎にカウンタ値cnt をβだけ減算するため、ブレーキ力指令手段１２から出力されるブレーキ力指令値Ｆｔ(k) が増大し続けると、判断ステップＲ４でカウンタ値cnt がcnt ＜ｘになり、ｙｅｓ側に処理が進むことになって、ステップＲ６におけるブレーキ力指令値Ｆｔ(k) を前回取得時のブレーキ力指令値Ｆｔ(k-1) に維持する処理、つまり正効率動作制限は行われなくなる。この時点で、基本制御手段２１はブレーキ力指令手段１２から出力されたブレーキ力指令値Ｆｔ(k) に応じたモータ電流の指令を出力する。

このとき、カウンタ値cnt をαだけ加算してからリターンする。そのため、ブレーキ力指令手段１２から出力されるブレーキ力指令値Ｆｔ(k) が増え続けている場合、設定値ｘとの判断ステップＲ４で、再度ｎｏ側に分岐し、ブレーキ力指令値Ｆｔ(k) を前回取得時のブレーキ力指令値Ｆｔ(k-1) に維持する処理（ステップＲ６）が行われることになる。しかし、前回の設定値ｘとの判断ステップＲ４の完了時から、今回の同判断ステップＲ４を経て前回ブレーキ力指令値Ｆｔ(k-1) を維持する処理（ステップＲ６）を行うまでの間は、ブレーキ力指令手段１２から出力されるブレーキ力指令値Ｆｔ(k) のままで、つまり正効率動作を行うことになる。

このようにして、α、βの値を適宜の値に設定することにより、正効率動作制限の比率を決定した制御が行える。例えば、α＝４、β＝１と設定した場合、全動作時間のうち、正効率動作を行う比率が２０％以下に制限される。
なお、α、βが一定であっても閾値 xの値によって比率は変わり、またカウンタの状況によっても比率は変動する。この時、例えば、αをβの公倍数（或いはその逆）とし、0＜x≦βとすることで、明確にα、βの比率が概ね正効率動作制限比率となり、わかりやすいパラメータとなる。この他に、例えば、cntの増減幅は1で固定し、cnt>αで図３ R4のnoに該当するフローに移行し、noに該当するフロー内でcntクリア、cnt>βとなった際にyesに該当するフローに移行する権限を得る、という制御流れにしても良く、その場合、明確にα、βがイコール正効率動作制限比率となる。

図４と共に、正効率動作制限手段２２が行う基本的処理の他の例を説明する。同図の例は、モータ電流により制限する例である。 電動ブレーキ装置の基本制御手段２１により、ブレーキ力指令手段１２から指令されたブレーキ力指令値に応じたモータ電流Ｉ(k) を計算し、パワー回路部１４へ出力する（ステップＳ０）。正効率動作制限手段２２は、この計算されたモータ電流Ｉ(k) の値を取得し（ステップＳ１）、現在のブレーキ力を保持するために必要な正効率電流Ｉ_ｐｏｓおよび逆効率電流Ｉ_ｎｅｇを、正効率動作制限手段２２に設定されたテーブル（図示せず）または計算式を用いて取得する（ステップＳ２）。前記テーブルまたは計算式は、予めシミュレーションや試験によって作成しておく。

上記のように計算されたモータ電流Ｉ(k) と必要な正効率電流Ｉ_ｐｏｓとを比較する（ステップＳ２）。比較の結果、モータ電流Ｉ(k) が正効率電流Ｉ_ｐｏｓよりも大きくない場合は、カウンタ（図示せず）の値cnt を、所定の値βだけ減算した値に変更する（ステップＳ８）。カウンタ値cnt は、０≦cnt であり、ステップＳ８の処理でβの減算により負の値となる場合は、cnt ＝ 0 とする。

前記カウンタは、正効率動作制限の比率決定のために正効率動作制限手段２２に設けられたカウンタである。前記βの値および後述のαの値は、正効率動作制限の比率決定のために、任意に設定する値である。一例を示すと、α＝４、β＝１と設定する。これらα，βの値は、ブレーキ制御装置２またはＥＣＵ１１等に設けた適宜の入力手段の操作によって可変としても良い。

ステップＳ８によるカウンタ減算の後、処理を終了、すなわちリターンする。リターンの後、前回と同様にモータ電流Ｉ(k) の計算（ステップＳ０）、その取得（ステップＳ１）、ブレーキ力保持に必要な正効率電流Ｉ_ｐｏｓおよび逆効率電流Ｉｎｅｇの計算（ステップＳ２）、モータ電流Ｉ(k) と正効率電流Ｉ_ｐｏｓとの比較（ステップＳ３）を行う。モータ電流Ｉ(k) の方が大きくなければ、ステップＲ８の処理の後、再度ステップＳ０〜ステップＳ３の処理を行う。

ステップＳ３の判断でモータ電流Ｉ(k) が正効率電流Ｉ_ｐｏｓよりも大きい場合は、前記カウンタの値cnt を取得し（ステップＳ４）、このカウンタ値cnt を判断用の設定値ｘと比較する（ステップＳ５）。設定値ｘは、α，βの値を考慮して任意に設定すれば良い。例えば、ｘ＝２に設定されている場合、カウンタ値cnt は、現在は前回のステップＳ８の処理でcnt ＝１とされているため、cnt （＝０）＜ｘ（＝２）であり、ｙｅｓの分岐方向のステップＳ６に進む。ここでカウンタ値cnt にαを加算し、リターンする。α＝４である場合、現在のカウンタ値cnt はcnt は、０＋４のため４である。

リターンの後、前回と同様にモータ電流Ｉ(k) の計算（ステップＳ０）、その取得（ステップＳ１）、ブレーキ力保持に必要な正効率電流Ｉ_ｐｏｓおよび逆効率電流Ｉ_ｎｅｇの計算（ステップＳ２）、モータ電流Ｉ(k) と正効率電流Ｉ_ｐｏｓとの比較（ステップＳ３）を行う。モータ電流Ｉ(k) の方が大きいと、カウンタの値cnt を取得し（ステップＲ４）、このカウンタ値cnt を設定値ｘと比較する（ステップＳ５）。現在、cnt ＝４、ｘ＝２であるため、cnt ＜ｘの条件を充足せず、ステップＳ７に進む。このステップＳ７では、モータ電流Ｉ(k) を逆効率電流Ｉ_ｎｅｇに変更し、基本制御手段２１により出力するモータ電流を逆効率電流Ｉ_ｎｅｇとする。すなわち、モータ電流Ｉ(k) が増大していても、基本制御手段２１から出力するモータ電流の指令値は逆効率電流Ｉ_ｎｅｇとする。なお、基本制御手段２１は、正効率動作制限手段２２による制限が行われない間は、ブレーキ力指令手段１２から出力されるブレーキ力指令値Ｆｔ(k) に従ってモータ電流Ｉ(k) を出力する。上記のようにしてモータ電流Ｉ(k) を逆効率電流Ｉ_ｎｅｇに変更した後、テップＳ８に進み、カウンタ値cnt をβだけ減算し、リターンする。βが１であると、現在のカウンタ値cnt は３である。

リターンの後、前回と同様にステップＳ０からＳ２の処理を行い、 モータ電流Ｉ(k) と正効率電流Ｉ_ｐｏｓとの比較（ステップＲ２）を行う。モータ電流Ｉ(k) の方が大きいと、カウンタの値cnt を取得し（ステップＳ４）、このカウンタ値cnt を設定値ｘと比較する（ステップＳ５）。現在、cnt ＝３、ｘ＝２であるため、cnt ＜ｘの条件を充足せず、ステップＳ７に進み、モータ電流Ｉ(k) を逆効率電流Ｉ_ｎｅｇに低下させ、カウンタ値cnt をβだけ減算し（ステップＳ８）、リターンする。このように、モータ電流Ｉ(k) を、現在のブレーキ力を保持する逆効率電流Ｉ_ｎｅｇに低下させる制御を行う。

モータ電流Ｉ(k) を逆効率電流Ｉ_ｎｅｇに低下させる処理（ステップＳ７）を行う毎にカウンタ値cnt をβだけ減算（ステップＳ８）するため、ブレーキ力指令手段１２から出力されるブレーキ力指令値Ｆｔ(k) が増大し逆効率電流Ｉｎｅｇへの低下を続けると、判断ステップＳ５でカウンタ値cnt がcnt ＜ｘになり、ｙｅｓ側に処理が進むことになって、ステップＳ７におけるモータ電流Ｉ(k) を低下させる処理、つまり正効率動作制限は行われなくなる。この時点で、基本制御手段２１はブレーキ力指令手段１２から出力されたブレーキ力指令値Ｆｔ(k) に応じたモータ電流Ｉ(k) の指令を出力する。

このとき、カウンタ値cnt をαだけ加算してからリターンする。そのため、ブレーキ力指令手段１２から出力されるブレーキ力指令値Ｆｔ(k) が増え続けている場合、設定値ｘとの判断ステップＳ５で、再度ｎｏ側に分岐し、モータ電流Ｉ(k) を逆効率電流Ｉ_ｎｅｇに低下させる処理（ステップＳ７）が行われることになる。しかし、前回の設定値ｘとの判断ステップＳ５の完了時から、今回の同判断ステップＳ５を経て逆効率電流Ｉ_ｎｅｇに低下させる処理を行うまでの間は、ブレーキ力指令手段１２から出力されるブレーキ力指令値Ｆｔ(k) に対応するモータ電流Ｉ(k) のままで、つまり正効率動作を行うことになる。

このようにして、この実施形態の場合も、α、βの値を適宜の値に設定することにより、正効率動作制限の比率を決定した制御が行える。例えば、α＝４、β＝１と設定した場合、全動作時間のうち、正効率動作を行う比率が２０％以下に制限される。
また、この流れ図の制御の場合、モータ電流Ｉ(k) 逆効率電流Ｉｎｅｇまで低下させるので、図３の現状を維持する制御よりも、さらにモータ電流の節減効率が向上する。

このように、上記各実施形態によると、摩擦力を利用して変換機構９の押圧力を維持することで、電流を減少させ、導体抵抗による損失を低減することで、消費電力低減が可能となる。
また、モータ電流低減によりモータ発熱が抑えられる為、信頼性の向上やモータの小型化が可能となる。

３…車輪
４…ブレーキロータ
５，６…摩擦パッド
７…モータ
８…減速機構
９…変換機構
１１…ＥＣＵ
１２…ブレーキ力指令手段
２３…ブレーキ力対応制限程度変更部
２４…温度対応制限程度変更部
２５…軽ブレーキ時非実行手段
２６…モータ温度対応実行手段
２７…車速対応実行手段

Claims (8)

1. 電動のモータと、このモータの出力を押圧力に変換する変換機構と、前記モータを駆動するブレーキ制御装置とを有する電動ブレーキ装置において、
   前記ブレーキ制御装置は、所定時間内における前記ブレーキ力を増加させる時間と、前記ブレーキ力を維持ないし減少させる時間との和に対する、前記ブレーキ力を増加させる時間の比率を所定以下に制限する正効率動作制限手段を設けたことを特徴とする電動ブレーキ装置の制御方法および制御装置。
2. 請求項１に記載の電動ブレーキ装置において、前記正効率動作制限手段は、前記ブレーキ力指令手段から出力するブレーキ力指令値の出力時間をカウントし、そのカウント値に応じて前記ブレーキ力を増加させる時間の比率を所定値以下に制限する電動ブレーキ装置。
3. 請求項１に記載の電動ブレーキ装置において、前記正効率動作制限手段は、モータ電流を、現在のブレーキ力を保持する正効率電流と比較し、この正効率電流よりも前記モータ電流の方が大きい時間をカウントし、そのカウント値に応じて前記ブレーキ力を増加させる時間の比率を所定値以下に制限する電動ブレーキ装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電動ブレーキ装置において、前記ブレーキ力指令手段が出力するブレーキ力指令値が所定値以上の場合のみ、前記正効率動作制限手段を実行させる軽ブレーキ時非実行手段を設けた電動ブレーキ装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電動ブレーキ装置において、前記ブレーキ力が大きくなるほど、前記ブレーキ力を増加させる時間の割合を減少させるブレーキ力対応軽減程度変更部を設けた電動ブレーキ装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電動ブレーキ装置において、前記モータの温度を推定または計測するモータ温度推定手段を設け、モータ温度が所定値以上になると前記正効率動作制限手段を実行させるモータ温度対応実行手段を設けた電動ブレーキ装置。
7. 請求項６に記載の電動ブレーキ装置において、前記モータ温度が高くなるほど、前記ブレーキ力を増加させる時間の割合を減少させる温度対応制限程度変更部を前記正効率動作制限手段に設けた電動ブレーキ装置。
8. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の電動ブレーキ装置において、この電動ブレーキ装置を搭載した車両が車速を推定または測定する車速推定手段を有し、この車速推定手段で推定または測定される車速が一定以下の場合のみ、前記正効率動作制限手段による制御を行わせる車速対応実行手段を設けた電動ブレーキ装置。

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