JP2020142577A - ブレーキ制御装置およびブレーキ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】温度変化やブレーキパッドの偏磨耗、ブレーキディスクの傾きなどによる剛性変化を、低メモリ負荷で、かつ、計測範囲よりも大推力となる領域まで高精度に推定可能なブレーキ制御装置およびブレーキ制御方法を提供する。【解決手段】被制動部材に押圧される摩擦部材と、前記摩擦部材に当接し電動モータの回転により直動方向に移動するピストンと、前記摩擦部材の前記被制動部材への推力を検出する推力検出部と、を備える制動ユニットを制御するブレーキ制御装置であって、前記ピストン位置に対して第１傾きとなる推力変化である第１ピストン範囲と、前記ピストン位置に対して前記第１傾きとは異なる第２傾きとなる推力変化である第２ピストン範囲と、に基づいて、前記制動ユニットの剛性である前記ピストン位置と前記推力の関係を推定する。【選択図】 図２

Description

本発明は、ブレーキシステムの構成とその制御に係り、特に、高い制御精度と応答性が要求される自動車の電動ブレーキに適用して有効な技術に関する。

自動車等の車両には、運転者によるブレーキペダルの踏込量に応じて車輪に制動力を付与するブレーキシステムが搭載されている。このブレーキシステムは、従来、油圧システムのものが多かったが、最近では電動システムのものが増えつつある。

電動システムを用いたブレーキシステムでは、油圧システムでは困難であったブレーキピストンの引き戻しができるため、ブレーキパッドとブレーキディスクに所望の隙間を設けるクリアランス制御が可能になり、ブレーキパッドの引きずり低減による燃費改善が期待できる。

また、ペダル踏込時には、クリアランス制御によりブレーキパッドに接触後、歪みセンサなどで検出するブレーキパッドとブレーキディスクの押付け力を用いた制動力の制御が行われる。

本制御では、ブレーキピストンの位置と制動力の関係を表すキャリパ剛性の特性に基づいた制御を行うことにより、高応答かつ高精度に制動力を制御し、安全性を高めたり、ブレーキフィールを向上する技術が重要となる。

キャリパの剛性特性を制御に用いる技術として、例えば、特許文献１のような技術がある。特許文献１には「車輪に制動力を発生するブレーキ手段におけるブレーキ摩擦材の移動量を車輪毎に独立に制御するブレーキ制御手段と、前記移動量の制御において必要とされる駆動データを記憶する記憶手段と、車両の走行状態を表す物理量を検出する車両走行状態検出手段と、前記物理量に基づいて車輪毎のブレーキ制御手段を介して車両走行状態を制御する車両制御手段と、を備えた車両のブレーキ制御装置であって、前記車両制御手段は、前記ブレーキ手段によって車両の走行状態を制御した結果の制御データを取得し、前記取得した制御データを用いて前記記憶手段に記憶されていた駆動データを補正し更新することで、電流センサ値のばらつきや、ブレーキアクチュエータの経年変化によるアクチュエータ剛性の変化によらず、左右輪において同等の押付力を発生させることができる車両のブレーキ制御装置」が開示されている。

また、特許文献２には「電動モータを備え、ブレーキディスクにブレーキパッドを押圧する押圧部材が前記電動モータにより推進されるキャリパと、前記押圧部材による前記ブレーキパッドの押圧力指令値を制動指示信号に応じて算出し該押圧力指令値に基づいて前記電動モータを制御する制御手段と、からなり、前記制御手段は、前記電動モータの回転位置から前記押圧部材の推力を推定する電動ブレーキ装置において、前記制御手段は、前記押圧部材が前記ブレーキパッドを押圧する頻度に応じて前記キャリパの剛性を推定し該剛性の推定結果に応じて、前記制動指示信号により算出される前記ブレーキパッドの押圧力指令値を変更するキャリパ剛性推定手段を有することで、電動モータの回転位置から押圧部材の推力を推定する電動ブレーキ装置においてキャリパ剛性が変化しても所望の制動力を発生し得る電動ブレーキ装置」が開示されている。

さらに、特許文献３には「ディスクロータにブレーキパッドを押圧させる推力機構と、該推力機構を駆動するアクチュエータと、前記推力機構による押圧力を検出する押圧力検出手段と、前記推力機構の変位を検出する位置検出手段と、前記押圧力検出手段の押圧力信号と車両の制動指示信号とに応じて制動力を発生すべく前記アクチュエータを制御する制御手段とからなるブレーキ装置において、前記制御手段は、前記押圧力検出手段の押圧力信号と前記位置検出手段の変位信号との相対関係に基づいて前記押圧力検出手段の異常を検知する異常検知手段を有することで、ピストン推力センサの異常を精度よく検知することができるブレーキ装置」が開示されている。

特開２００７−１６１１５４号公報 特開２００８−１８４０２３号公報 特開２００５−１０６１５３号公報

上記特許文献１では、車両安定化制御中の車両挙動のデータに基づき剛性グラフデータを更新することにより、経年劣化などの剛性変化に対応し、車両安定化制御の制御性能を向上している。しかし、本構成によると、制動した結果、車両挙動が不安定になった後に更新されるため、急激な剛性変化が生じた場合に安全性が低下する懸念がある。

また、上記特許文献２では、位置センサと推力センサの計測値から剛性特性を取得し、そのデータ取得間隔の長さに応じて剛性特性を変化させることにより、温度変化に対する剛性変化を適切に推定し、制御性を向上させることができる。しかし、剛性テーブルは計測値に基づき作成されるため、前回サイクルの制動時に発生していない高推力領域の剛性特性を高精度に推定することは難しく、また、時間間隔に応じて剛性特性を変化するため、キャリパの温度変化にのみ適切に推定できるのであって、ブレーキパッドの偏磨耗やブレーキディスクの傾きといった時間に依存しない変化に対しては推定が困難となる。

一方、上記特許文献３では、推力センサの故障判定において剛性特性を用いた例が示されており、剛性特性は複数計測点の多項式近似で作成されることが示されている。特許文献３の剛性推定方法によると、近似誤差により剛性推定精度が低下する恐れがあり、また高精度化には多数の計測点の解析が必要となるためメモリ負荷が増大する可能性がある。

そこで、本発明の目的は、温度変化やブレーキパッドの偏磨耗、ブレーキディスクの傾きなどによる剛性変化を、低メモリ負荷で、かつ、計測範囲よりも大推力となる領域まで高精度に推定可能なブレーキ制御装置およびブレーキ制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、被制動部材に押圧される摩擦部材と、前記摩擦部材に当接し電動モータの回転により直動方向に移動するピストンと、前記摩擦部材の前記被制動部材への推力を検出する推力検出部と、を備える制動ユニットを制御するブレーキ制御装置であって、前記ピストン位置に対して第１傾きとなる推力変化である第１ピストン範囲と、前記ピストン位置に対して前記第１傾きとは異なる第２傾きとなる推力変化である第２ピストン範囲と、に基づいて、前記制動ユニットの剛性である前記ピストン位置と前記推力の関係を推定することを特徴とする。

また、本発明は、摩擦部材を押圧する制動ユニットの電動モータを制御するブレーキ制御方法であって、ピストン位置に対して第１傾きとなる推力変化である第１ピストン範囲と、ピストン位置に対して前記第１傾きとは異なる第２傾きとなる推力変化である第２ピストン範囲と、に基づいて、前記制動ユニットの剛性であるピストン位置と推力の関係を推定することを特徴とする。

本発明によれば、温度変化やブレーキパッドの偏磨耗、ブレーキディスクの傾きなどによる剛性変化を、低メモリ負荷で、かつ、計測範囲よりも大推力となる領域まで高精度に推定可能なブレーキ制御装置およびブレーキ制御方法を提供することができる。

これにより、剛性変化に寄らず安定したブレーキ制御が可能となり、制動時の安全性とフィーリングを向上することができる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

実施例１に係るブレーキシステムの概略図。 実施例１に係る剛性推定部の機能ブロック図である。 実施例１に係る剛性推定演算方法を示すフローチャートである。 実施例１に係る剛性特性の発生原理を表す概念図である。 実施例１に係る剛性演算部の演算概念図である。 実施例１に係る発明効果の概念図である。 実施例２に係る剛性推定部の機能ブロック図である。 実施例３に係る剛性推定部の機能ブロック図である。

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、各図面において同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明は省略する。また、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例もその範囲に含むものである。

図１から図６を参照して、本発明の実施例１のブレーキシステムについて説明する。図１は、本実施例のブレーキシステムの概略図であり、車両が備える複数車輪のうち一輪分の電動ブレーキに対応する構成を示している。

図１に示すように、本実施例のブレーキシステム１は、主要な構成として、駆動機構２と、ブレーキ制御装置１０と、制動機構１１と、回転／直動変換機構１２を備えている。これらのうち、駆動機構２は電動モータ２ａと減速機２ｂとからなるものである。ブレーキ制御装置１０は推力制御部（モータ制御器）３と剛性推定部４を内蔵したものである。制動機構１１はブレーキパッド（摩擦部材）１１ａとブレーキディスク（被制動部材）１１ｂを接離可能に配置したものである。回転／直動変換機構１２はピストン１２ａと送りねじ１２ｂとからなり、本実施例においては略棒状のものである。

また、図１において、駆動機構２，ブレーキパッド１１ａ，回転／直動変換機構１２を含むユニット（制動ユニット）をブレーキキャリパ５と呼ぶ。ブレーキキャリパ５は、ブレーキパッド１１ａをブレーキディスク１１ｂに押さえつける役割を果たし、摩擦による制動を可能とする。

このブレーキシステム１では、電動モータ２ａが発生させた回転駆動力を減速機２ｂで減速し、減速後の回転駆動力を送りねじ１２ｂを介して直動駆動力に変換し、ピストン１２ａの直線駆動によりブレーキパッド１１ａをブレーキディスク１１ｂに押し付けることで、回転中のブレーキディスク１１ｂに制動力を与える。なお、以下では、ピストン１２ａがブレーキディスク１１ｂに接近する方向を正方向（＋）とし、その逆方向を負方向（−）とする。

以上の制動動作を行う際、ブレーキ制御装置１０内の推力制御部（モータ制御器）３は、電動モータ２ａの回転速度や位置を制御し、ブレーキパッド１１ａの押圧力を調整する。また、ブレーキ制御装置１０は、回転／直動変換機構１２に設置した推力センサ３１が検出した推力に基づいてブレーキパッド１１ａの制動力を推定する。さらに、ブレーキ制御装置１０は、電動モータ２ａに設置した位置センサ３２が検出した回転位置に基づいてブレーキパッド１１ａの位置を推定する。なお、位置センサ３２をピストン１２ａに取り付け、ピストン１２ａの位置を直接検出できるようにしても良い。

ここで、ブレーキ制御装置１０には、制御信号線２１、通信線２２，２３、主電力線２６が接続されている。また、内部の推力制御部３と剛性推定部４は、通信線２４，２５で相互に接続されている。これらのうち、制御信号線２１は、車両制御用ＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の上位制御装置からの制御指令をブレーキ制御装置１０に入力するものであり、通信線２２，２３は、上位制御装置と制御指令以外の情報を通信するものである。なお、ここでは、上位制御装置とブレーキ制御装置１０を別個のものとしているが、両者を一体化した制御装置としても良い。

次に、図２を用いて、剛性推定部４の詳細を説明する。図２に示すように、剛性推定部４は、剛性特徴検出部４０と、第１傾き演算部４１と、第２傾き演算部４２と、位置偏差演算部４３と、剛性演算部４４と、を備えており、通信線２４を介して推力制御部３からの信号が入力され、通信線２５を介して推力制御部３に信号を出力する。

なお、実際の剛性推定部４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マイコン等の演算装置、半導体メモリ等の主記憶装置、ハードディスク等の補助記憶装置、および、通信装置などのハードウェアを備えており、補助記憶装置に記録されたデータベース等を参照しながら、主記憶装置に記憶されたプログラムを演算装置が実行することで、図２に示す各機能を実現するものであるが、以下では、このような周知の構成や動作を適宜省略しながら説明する。

≪剛性特徴検出部４０≫
剛性特徴検出部４０は、推力センサ３１からの推力値信号と、位置センサ３２から推定されるピストン１２ａの位置信号を用いて、剛性を推定するために必要となる、第１傾き（Ｌ１）と第２傾き（Ｌ２）と位置偏差（ΔＸ）を演算し、それらの演算結果を出力するものである。

≪第１傾き演算部４１≫
第１傾き演算部４１は、ピストン１２ａをブレーキディスク１１ｂ側に移動させ、ブレーキパッド１１ａとブレーキディスク１１ｂが接触した後に生じる推力センサ３１からの推力値信号と、第１傾き演算部の内部値として保持している検出閾値ＳＦ１Ｌ、ＳＦ１Ｈとを比較演算し、閾値を上回った時点のピストン１２ａの位置信号Ｘ１Ｌ、Ｘ１Ｈを検出することで、ピストン１２ａの進み量に対する推力増加の傾きを演算し、第１傾きＬ１および第１傾きを演算した際のピストン１２ａの位置Ｘ１を出力する。

≪第２傾き演算部４２≫
第２傾き演算部４２は、ピストン１２ａをブレーキディスク１１ｂ側に移動させ、ブレーキパッド１１ａとブレーキディスク１１ｂが接触した後に生じる推力センサ３１からの推力値信号と、第２傾き演算部の内部値として保持している検出閾値ＳＦ２Ｌ、ＳＦ２Ｈとを比較演算し、閾値を上回った時点のピストン１２ａの位置信号Ｘ２Ｌ、Ｘ２Ｈを検出することで、ピストン１２ａの進み量に対する推力増加の傾きを演算し、第２傾きＬ２および第２傾きを演算した際のピストン１２ａの位置Ｘ２を出力する。

≪位置偏差演算部４３≫
位置偏差演算部４３は、第１傾き演算部４１と第２傾き演算部４２から得られる第１傾き位置Ｘ１と第２傾き位置Ｘ２との差から位置偏差ΔＸを演算するものである。

≪剛性演算部４４≫
剛性演算部４４は、第１傾きＬ１と第２傾きＬ２と位置偏差ΔＸとに基づいて剛性を演算するものである。

ここで、図４を用いて剛性特性の発生原理を説明する。剛性特性はピストン１２ａの進みに対する推力の関係を表すものである。ピストン１２ａは非制動時には引き摺り防止のためクリアランスを設けて静止している。一方、制動時にはピストン１２ａが前進し、クリアランス量だけ前進するとブレーキパッド１１ａを推し進めブレーキディスク１１ｂと接触し、推力が発生しはじめる(図４中のＡ)。

さらにピストン１２ａを前進させると、はじめはブレーキキャリパの撓み（たわみ）等に起因する復元力が推力センサ３１で検出される。ブレーキパッド１１ａとブレーキディスク１１ｂの接触後、ブレーキキャリパの撓み（たわみ）が生じている範囲ではブレーキパッド１１ａが片あたり状態となるため、みかけの剛性（図４中のＢ）が低い（ピストン進み量に対する増力が小さい）特性が得られる。

この復元力は、ピストン１２ａを更に推し進めていくことで、撓み（たわみ）状態から回復し、減少していく（図４中のＣ）。その後、ピストン１２ａを進めていくと、ブレーキパッド１１ａとブレーキディスク１１ｂが正接した状態、すなわち、ブレーキパッド１１ａがブレーキディスク１１ｂに正方向へ接近していって接触する状態となり、純粋なブレーキパッド１１ａの剛性による増力が得られる（図４中のＤ)。

剛性演算部４４では、これらの剛性変化を適切に捉えるため、第１傾きＬ１と第２傾きＬ２と位置偏差ΔＸとに基づいて剛性を演算する。

ここで、図５を用いて剛性演算に用いるパラメータを説明する。第１傾き演算部４１では閾値ＳＦ１Ｌ，ＳＦ１Ｈを越えた時点の推力センサ３１の値Ｆ１Ｌ，Ｆ１Ｈとピストン位置Ｘ１Ｌ，Ｘ１Ｈの値を保持し、傾きＬ１＝（Ｆ１Ｈ−Ｆ１Ｌ）／（Ｘ１Ｈ−Ｘ１Ｌ）を演算する。第２傾き演算部４２でも同様の演算（第２傾きＬ２の演算）を行い、さらに第１傾きＬ１と第２傾きＬ２との位置の差であるΔＸを演算する。

これらの３つのパラメータ（Ｌ１，Ｌ２，ΔＸ）を用いて剛性を演算するが、剛性の演算方法は例えば、実験的に得られた種々の剛性データから、設計段階でこれらのパラメータを抽出し、回帰分析により剛性変化に対応した推定モデルを構築することが考えられる。この時の推定モデルとは、例えば以下の式（１）のようなものである。

ｆ（Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３）＝ｃ＋α＊Ｚ１＋β＊Ｚ２＋γ＊Ｚ３ …（１）
ここで、
ｆ（Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３）：任意の推力に達するピストン推定位置（剛性特性）
Ｚ１：第１傾き（Ｌ１）
Ｚ２：第２傾き（Ｌ２）
Ｚ３：位置偏差（ΔＸ）
ｃ，α，β，γ：回帰係数
回帰分析では式（１）の回帰係数を推定誤差が最小になるように設定することができるので、剛性変化に対して高精度に剛性推定が行えるようになる。

但し、回帰モデルは予め設計されたものでも、走行中に学習するものであってもよい。要は、第１傾き（Ｌ１）と第２傾き（Ｌ２）と位置偏差（ΔＸ）の情報を用いて剛性が推定できればよい。

図２に示した剛性推定部４の機能ブロックは、実際にはマイクロコンピュータのメモリに記憶されたソフトウェアで実行されるものである。次にこの演算フローを図３に基づき説明する。

≪ステップＳ１０≫
ステップＳ１０では、車両が現在、制動状態か否かを判断する。この判断は、運転者によりブレーキペダルが所定量以上に踏み込まれ、推力指令値が０以上であるかで判断できる。非制動状態である場合（ＮＯ）は、エンドに抜けて次の起動タイミングを待つことになる。一方、制動状態である場合（ＹＥＳ）は、次のステップＳ１１に移行する。

≪ステップＳ１１≫
ステップＳ１１は、主に第１傾き演算部４１での処理に対応するものであり、回転／直動変換機構１２に設置した推力センサ３１の出力Ｆと閾値ＳＦ１Ｌを比較演算し、Ｆが閾値以下（ＮＯ）であれば待機し、閾値以上（ＹＥＳ）であればステップＳ１２に進む。

≪ステップＳ１２≫
ステップＳ１２は、主に第１傾き演算部４１での処理に対応するものであり、閾値を超えた時点の推力センサ３１の値Ｆ１Ｌおよび位置センサ３２の値Ｘ１Ｌを保持しメモリに格納しステップＳ１３に進む。

ここで、これらの情報は、マイクロコンピュータに備えられているＲＡＭ（Random Access Memory）の一時記憶領域に記憶され、以下の制御ステップで実行される演算に利用される。尚、ブレーキシステム１に合せて、これ以外に他の情報を検出することも可能である。

≪ステップＳ１３≫
ステップＳ１３は、主に第１傾き演算部４１での処理に対応するものであり、回転／直動変換機構１２に設置した推力センサ３１の出力Ｆと閾値ＳＦ１Ｈを比較演算し、Ｆが閾値以下（ＮＯ）であれば待機し、閾値以上（ＹＥＳ）であればステップＳ１４に進む。

≪ステップＳ１４≫
ステップＳ１４は、主に第１傾き演算部４１での処理に対応するものであり、閾値を超えた時点の推力センサ３１の値Ｆ１Ｈおよび位置センサ３２の値Ｘ１Ｈを保持しメモリに格納しステップＳ１５に進む。

≪ステップＳ１５≫
ステップＳ１５は、主に第１傾き演算部４１での処理に対応するものであり、ステップＳ１１からステップＳ１４で得られた情報から第１傾きＬ１＝（Ｆ１Ｈ−Ｆ１Ｌ）／（Ｘ１Ｈ−Ｘ１Ｌ）を演算する。

≪ステップＳ２１≫
ステップＳ２１は、主に第２傾き演算部４２での処理に対応するものであり、回転／直動変換機構１２に設置した推力センサ３１の出力Ｆと閾値ＳＦ２Ｌを比較演算し、Ｆが閾値以下（ＮＯ）であれば待機し、閾値以上（ＹＥＳ）であればステップＳ２２に進む。

≪ステップＳ２２≫
ステップＳ２２は、主に第２傾き演算部４２での処理に対応するものであり、閾値を超えた時点の推力センサ３１の値Ｆ２Ｌおよび位置センサ３２の値Ｘ２Ｌを保持しメモリに格納しステップＳ２３に進む。

≪ステップＳ２３≫
ステップＳ２３は、主に第２傾き演算部４２での処理に対応するものであり、回転／直動変換機構１２に設置した推力センサ３１の出力Ｆと閾値ＳＦ２Ｈを比較演算し、Ｆが閾値以下（ＮＯ）であれば待機し、閾値以上（ＹＥＳ）であればステップＳ２４に進む。

≪ステップＳ２４≫
ステップＳ２４は、主に第２傾き演算部４２での処理に対応するものであり、閾値を超えた時点の推力センサ３１の値Ｆ２Ｈおよび位置センサ３２の値Ｘ２Ｈを保持しメモリに格納しステップＳ２５に進む。

≪ステップＳ２５≫
ステップＳ２５は、主に第２傾き演算部４２での処理に対応するものであり、ステップＳ２１からステップＳ２４で得られた情報から第２傾きＬ２＝（Ｆ２Ｈ−Ｆ２Ｌ）／（Ｘ２Ｈ−Ｘ２Ｌ）を演算する。

≪ステップＳ３１≫
ステップＳ３１は、主に位置偏差演算部４３の処理に対応するものであり、第１傾きＬ１と第２傾きＬ２が演算されたピストン位置の差ΔＸ＝Ｘ２Ｌ−Ｘ１Ｈを演算する。

≪ステップＳ４１≫
ステップＳ４１は、主に剛性演算部４４の処理に対応するものであり、第１傾きＬ１と第２傾きＬ２と位置偏差ΔＸを、設計時に回帰分析で作成された推定モデルｆ（Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３）に代入することで剛性特性を演算する。

本発明における効果を図６に示す。本実施例では、以上の演算により、剛性変化を適切に推定できる。例えば、ブレーキパッド１１ａの過度な磨耗によりみかけ剛性が高剛性に変化した時、剛性が推定されなければ図中左の破線（未推定）のように、ピストン１２ａを進め過ぎて推力がオーバーシュートする。一方、適切に剛性が推定されれば、点線（本発明）のようにオーバーシュート無く推力が制御できる。

また、例えば、走行中の横加速度によりブレーキディスク１１ｂが傾いて、みかけ剛性が低剛性に変化した時、剛性が推定されなければ図中右の破線（未推定）のように、ピストン１２ａの進み量不足により応答性が低下する。一方、適切に剛性が推定されれば、点線（本発明）のように応答性が向上する。

本発明においては、剛性が高精度に推定できるため、推力が増加開始する点であるブレーキパッド１１ａとブレーキディスク１１ｂの接触位置（図４のＡ）を高精度に検出することも可能となるため、クリアランスを一定に保持する非制動時のピストン位置決め制御も高精度化することができる。

また、上記特許文献２によれば、剛性特性を高推力まで得たい場合は高推力まで増力し計測する必要があるが、本発明では推定に必要な閾値まで推力を増力すれば、高推力領域まで推定できるため、通常のブレーキ範囲のみの作動で推定が可能となる。

さらに、上記特許文献３によれば、高精度化にはメモリ負荷の増大が懸念されるが、本発明では第１傾きＬ１と第２傾きＬ２と位置偏差ΔＸのみで推定できるため、メモリ消費量が少なくてすむ。

以上説明したように、本実施例のブレーキ制御装置１０は、ブレーキキャリパと、ブレーキパッド１１ａと、ブレーキディスク１１ｂと、ブレーキパッド１１ａに連結し電動モータ２ａの回転により直動方向に移動するピストン１２ａと、ブレーキパッド１１ａのブレーキディスク１１ｂへの推力を検出する推力検出部（推力センサ３１）と、を備えるブレーキを制御するブレーキ制御装置であり、ピストン１２ａの位置に対して第１傾きＬ１となる推力変化である第１ピストン範囲（Ｘ１Ｈ−Ｘ１Ｌ）と、ピストン１２ａの位置に対して第１傾きＬ１とは異なる第２傾きＬ２となる推力変化である第２ピストン範囲（Ｘ２Ｈ−Ｘ２Ｌ）に基づいて、ブレーキキャリパの剛性であるピストン１２ａの位置とブレーキパッド１１ａのブレーキディスク１１ｂへの推力との関係を推定する。

また、第１ピストン範囲（Ｘ１Ｈ−Ｘ１Ｌ）と第２ピストン範囲（Ｘ２Ｈ−Ｘ２Ｌ）の位置の差分（位置偏差ΔＸ）に基づいて、ブレーキキャリパの剛性を推定する。

また、第１ピストン範囲（Ｘ１Ｈ−Ｘ１Ｌ）は、ブレーキキャリパに撓みが生じ、ブレーキパッド１１ａが片あたりを生じる当該撓みの復元力の範囲であり、第２ピストン範囲（Ｘ２Ｈ−Ｘ２Ｌ）は、ブレーキパッド１１ａがブレーキディスク１１ｂへ正接した後の押付け力の範囲である。

本実施例によれば、剛性とパッド接触位置の推定を低マイコン負荷で高精度に実施することが可能となり、ブレーキの制御性能を向上できる。

図７を参照して、本発明の実施例２のブレーキシステムについて説明する。図７は本実施例における剛性推定部の機能ブロック図であり、実施例１（図２）の変形例に相当する。なお、実施例１との共通点については重複する説明を省略する。

本実施例の剛性推定部は、図７に示すように、実施例１（図２）の構成に加えて第３傾き演算部５１と第４傾き演算部５２を追加したものである。

例えば、第１傾きＬ１と第２傾きＬ２に加えて、ピストン１２ａの位置に対して第１傾きＬ１および第２傾きＬ２とは異なる第３傾きＬ３となる推力変化である第３ピストン範囲に基づいて、剛性を推定する。さらに、ピストン１２ａの位置に対して第１傾きＬ１と第２傾きＬ２と第３傾きＬ３に加えて、第１傾きＬ１、第２傾きＬ２、第３傾きＬ３とは異なる第４傾きＬ４となる推力変化である第４ピストン範囲に基づいて、剛性を推定する。

剛性の変化が複雑なものであり、第１傾きＬ１と第２傾きＬ２では十分な剛性推定精度が得られない場合には、第３傾きＬ３と第４傾きＬ４を追加して推定することで、高精度化できる。

図８を参照して、本発明の実施例３のブレーキシステムについて説明する。図８は本実施例における剛性推定部の機能ブロック図であり、実施例１（図２）の変形例に相当する。なお、実施例１との共通点については重複する説明を省略する。

本実施例の剛性推定部は、図８に示すように、実施例１（図２）の構成に加えて剛性推定モデル学習部６１を追加したものである。上述したように、実施例１では予め設計時に構築した剛性推定モデルを用いているが、本実施例のように走行中や停止中にリアルタイムに剛性を計測し、推定モデルを逐次学習するものであってもよい。これにより、設計時には考慮できていなかった特異な剛性変化に対しても対応可能な推定モデルを構築することができる。

なお、上記の各実施例では、本発明によるブレーキ制御装置とその制御方法の適用対象として自動車の電動ブレーキを例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、自動車以外にも、鉄道やエレベータ等に搭載される電動ブレーキにも適用可能であり、同様の効果を得ることができる。

また、上記の各実施例では、本発明における制動ユニットとしてブレーキキャリパ５を例に説明したが、車輪とともに回転するドラムにブレーキシューを押圧するドラムブレーキ型の電動シリンダユニットを有するブレーキ制御装置や当該電動シリンダユニットのブレーキ制御方法に適用可能であり、同様の効果を得ることができる。

また、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、上記の実施例は本発明に対する理解を助け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…ブレーキシステム
２…駆動機構
２ａ…電動モータ
２ｂ…減速機
３…推力制御部（モータ制御器）
４…剛性推定部
５…ブレーキキャリパ（制動ユニット）
１０…ブレーキ制御装置
１１…制動機構
１１ａ…ブレーキパッド（摩擦部材）
１１ｂ…ブレーキディスク（被制動部材）
１２…回転／直動変換機構
１２ａ…ピストン
１２ｂ…送りねじ
２１…制御信号線
２２〜２５…通信線
２６…主電力線
３１…推力センサ
３２…位置センサ
４０…剛性特徴検出部
４１…第１傾き演算部
４２…第２傾き演算部
４３…位置偏差演算部
４４…剛性演算部
５１…第３傾き演算部
５２…第４傾き演算部
６１…剛性推定モデル学習部

Claims (10)

1. 被制動部材に押圧される摩擦部材と、前記摩擦部材に当接し電動モータの回転により直動方向に移動するピストンと、前記摩擦部材の前記被制動部材への推力を検出する推力検出部と、を備える制動ユニットを制御するブレーキ制御装置であって、
   前記ピストン位置に対して第１傾きとなる推力変化である第１ピストン範囲と、
   前記ピストン位置に対して前記第１傾きとは異なる第２傾きとなる推力変化である第２ピストン範囲と、に基づいて、前記制動ユニットの剛性である前記ピストン位置と前記推力の関係を推定するブレーキ制御装置。
2. 請求項１に記載のブレーキ制御装置であって、
   前記第１ピストン範囲と前記第２ピストン範囲の位置の差分に基づいて、前記剛性を推定するブレーキ制御装置。
3. 請求項１に記載のブレーキ制御装置であって、
   前記第１ピストン範囲は、前記制動ユニットに撓みが生じ、前記摩擦部材が片あたりを生じる当該撓みの復元力の範囲であり、
   前記第２ピストン範囲は、前記摩擦部材が前記被制動部材へ正接した後の押付け力の範囲であるブレーキ制御装置。
4. 請求項１に記載のブレーキ制御装置であって、
   前記ピストン位置に対して前記第１傾きおよび前記第２傾きとは異なる第３傾きとなる推力変化である第３ピストン範囲に基づいて、前記剛性を推定するブレーキ制御装置。
5. 請求項１に記載のブレーキ制御装置であって、
   剛性推定モデル学習部を備え、
   前記剛性を推定する推定モデルを逐次学習するブレーキ制御装置。
6. 摩擦部材を押圧する制動ユニットの電動モータを制御するブレーキ制御方法であって、
   ピストン位置に対して第１傾きとなる推力変化である第１ピストン範囲と、
   ピストン位置に対して前記第１傾きとは異なる第２傾きとなる推力変化である第２ピストン範囲と、に基づいて、前記制動ユニットの剛性であるピストン位置と推力の関係を推定するブレーキ制御方法。
7. 請求項６に記載のブレーキ制御方法であって、
   前記第１ピストン範囲と前記第２ピストン範囲の位置の差分に基づいて、前記剛性を推定するブレーキ制御方法。
8. 請求項６に記載のブレーキ制御方法であって、
   前記第１ピストン範囲は、前記制動ユニットに撓みが生じ、前記摩擦部材が片あたりを生じる当該撓みの復元力の範囲であり、
   前記第２ピストン範囲は、前記摩擦部材が被制動部材へ正接した後の押付け力の範囲であるブレーキ制御方法。
9. 請求項６に記載のブレーキ制御方法であって、
   前記ピストン位置に対して前記第１傾きおよび前記第２傾きとは異なる第３傾きとなる推力変化である第３ピストン範囲に基づいて、前記剛性を推定するブレーキ制御方法。
10. 請求項６に記載のブレーキ制御方法であって、
    前記剛性を推定する推定モデルを逐次学習するブレーキ制御方法。

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