JP7286560B2 - 電動パーキングブレーキ装置及び電動パーキングブレーキ制御方法 - Google Patents

電動パーキングブレーキ装置及び電動パーキングブレーキ制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、自動車等の車両に用いる電動パーキングブレーキ装置及び電動パーキングブレーキ制御方法に関する。
ブレーキ装置として、モータの回転によりブレーキシューやドラムシュー等の押圧部材をブレーキディスクやブレーキドラム等の回転部材に押圧して制動する電動ブレーキが提案されている。電動ブレーキでは、必要な制動力に対して、できるだけ過剰な制動力とならないようにしたいという要求がある。
このような要求に対して、例えば特許文献１に記載の技術が提案されている。特許文献１には、「締付力をブレーキモータのモータ定数の関数として決定し、前記モータ定数を、前記ブレーキモータの操作中に測定される、モータ電流（Ｉ０，ＩＡ）の最新の測定値から算出する方法において、前記モータ定数（ＫＭ）を決定するために、アイドリング段階中に前記ブレーキモータにおけるアイドリング電圧（Ｕｓ０）およびアイドリング電流（Ｉ０）を測定し、さらに前記モータ電流（ＩＡ）をダイナミックな電流変化段階中に算出すること」が記載されている。
特表２０１５－５１２８２４号公報
しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、電流変化段階からアイドリング段階までの長時間の電流、電圧等のデータ計測が必要であり、アイドリング時の負荷変動の影響を受ける可能性があり、また複雑な計算が必要となる可能性があった。
本発明の目的は、データ計測を早め、アイドリング時の負荷変動の影響を抑制し、適切な締付力にすることが可能な電動パーキングブレーキ装置及び電動パーキングブレーキ制御方法を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明は、回転部材と、回転部材に押圧する押圧部材と、前記押圧部材に推力を与える電動モータと、前記電動モータを制御するブレーキ制御装置と、前記ブレーキ制御装置に備えられ、前記電動モータのモータ電流を検出する電流検出部と、前記ブレーキ制御装置に接続され、前記電動モータの電圧を検出する電圧検出部と、を備えた電動パーキングブレーキ装置において、前記ブレーキ制御装置は、前記モータ電流のピーク電流時の電流と、前記モータ電流がほぼ一定となる空走電流が検出される前の所定時間経過後の電流との電流変化量を算出し、前記ブレーキ制御装置には、電圧ごとに異なる前記電流変化量と前記電動モータのモータ停止電流との関係を予めマップ化して記憶する記憶部が備えられ、前記ブレーキ制御装置は、前記電流変化量と前記電動モータの電圧から、前記記憶部に記憶されたマップに基づいて前記電動モータのモータ停止電流を算出し、算出した前記モータ停止電流に基づいて、前記電動モータを制御することを特徴とする。
また、本発明は、回転部材と、回転部材に押圧する押圧部材と、前記押圧部材に推力を与える電動モータと、前記電動モータを制御するブレーキ制御装置と、前記ブレーキ制御装置に備えられ、前記電動モータのモータ電流を検出する電流検出部と、前記ブレーキ制御装置に接続され、前記電動モータの電圧を検出する電圧検出部と、を備えた電動パーキングブレーキ装置において、前記モータ電流のノイズを除去するローパスフィルタを備え、前記ブレーキ制御装置は、前記ローパスフィルタを通過したＬＰＦ電流のピーク電流時以降であって、前記モータ電流がほぼ一定となる空走電流が検出される前において前記ＬＰＦ電流の時間的な変化の傾きの絶対値が最大となる時間を含む所定期間におけるＬＰＦ電流変化量に基づいて前記電動モータのモータ停止電流を算出し、前記ブレーキ制御装置には、電圧ごとに異なる前記ＬＰＦ電流変化量と前記電動モータのモータ停止電流との関係を予めマップ化して記憶する記憶部が備えられ、前記ブレーキ制御装置は、前記ＬＰＦ電流変化量と前記電動モータの電圧から、前記記憶部に記憶されたマップに基づいて前記電動モータのモータ停止電流を算出し、算出した前記モータ停止電流に基づいて、前記電動モータを制御することを特徴とする。
さらに、本発明は、ブレーキパッドに推力を与える電動モータのモータ電流及び前記電動モータの電圧を検出して前記電動モータを制御する電動パーキングブレーキ制御方法において、前記モータ電流のピーク電流時の電流と、前記モータ電流がほぼ一定となる空走電流が検出される前の所定時間経過後の電流との電流変化量を算出し、前記電流変化量と前記電動モータの電圧から、予めマップ化し記憶された電圧ごとに異なる前記電流変化量と前記電動モータのモータ停止電流との関係に基づいて前記電動モータのモータ停止電流を算出し、算出した前記モータ停止電流に基づいて、前記電動モータを制御することを特徴とする。
さらにまた、本発明は、ブレーキパッドに推力を与える電動モータのモータ電流及び前記電動モータの電圧を検出して前記電動モータを制御する電動パーキングブレーキ制御方法において、前記モータ電流のノイズを除去するローパスフィルタを備え、前記ローパスフィルタを通過したＬＰＦ電流のピーク電流時以降であって、前記モータ電流がほぼ一定となる空走電流が検出される前において前記ＬＰＦ電流の時間的な変化の傾きの絶対値が最大となる時間を含む所定期間におけるＬＰＦ電流変化量に基づいて前記電動モータのモータ停止電流を算出し、前記ＬＰＦ電流変化量と前記電動モータの電圧から、予めマップ化し記憶された電圧ごとに異なる前記ＬＰＦ電流変化量と前記電動モータのモータ停止電流との関係に基づいて前記電動モータのモータ停止電流を算出し、算出した前記モータ停止電流に基づいて、前記電動モータを制御することを特徴とする。
本発明によれば、ピーク電流後の第一傾き区間で電流の変化量を算出することで、簡易な方式で過剰とならない適切な締付力にすることが可能な電動パーキングブレーキ装置及び電動パーキングブレーキ制御方法を提供することができる。
本発明の実施例に係る電動パーキングブレーキ装置のブレーキキャリパの構成を示す断面図である。 本発明の実施例に係る電動パーキングブレーキ装置の全体構成図である。 本発明の実施例に係る電動パーキングブレーキ装置の制御ブロック図である。 本発明の実施例に係る電動パーキングブレーキ装置のブレーキキャリパの構成を示す断面図である。 本発明の実施例に係るブレーキ制御装置の動作を説明するフローチャートである。 アプライ指令、推力、モータ電流、フィルタ後のモータ電流、端子間電圧の時間波形を示す図である。 図６に示したアプライ開始直後におけるモータ電流の電流波形の拡大図である。 温度と必要電流の関係図である。 温度と電流変化量／電圧の関係図である。 電流変化量／電圧とモータ停止電流の関係図である。 電圧ごとの温度と必要電流の関係図である。 電圧ごとの電流変化量と必要電流の関係図である。 アプライ開始直後におけるモータ電流の電流波形とローパスフィルタを通過させたモータ電流の電流波形を示す図である。 温度とＬＰＦ電流変化量／電圧の関係図である。 本発明の実施例２に係るトルク定数と電流変化量／電圧の関係図である。 本発明の実施例２に係る温度と粘性トルクの関係図である。 本発明の実施例２に係る電流変化量／電圧と粘性トルクの関係図である。
以下、本発明に係る電動パーキングブレーキ装置の実施例を図面に基づいて説明する。なお本発明は以下の実施例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もその範囲に含むものである。
まず、図１～図１２を用いて、本発明に係るブレーキ装置の実施例１を説明する。図１は本発明が適用されるブレーキ装置の一例を示す構成図、図２は、ブレーキ装置を備える車両の構成例を示す図である。
図２に示すように、本実施例のブレーキ装置１は、後輪ディスクブレーキ装置１ａ，１ｂ（１ａ，１ｂの構成は同一）であり、車両２１の左右の後輪部分に配設される。後輪ディスクブレーキ装置は、駐車時に使用するパーキングブレーキを兼ねている。本実施例では、電動モータを備えた電動パーキングブレーキ装置としている。
車両２１は、運転者によって操作されるブレーキペダル２２と、ブレーキペダル２２の操作によって内部のピストンを移動させて圧力を発生させるマスタシリンダ２３と、圧力を伝達する配管２４ａ，２４ｂ，２４ｃと、前輪ディスクブレーキ装置２５ａ，２５ｂ（２５ａ，２５ｂの構成は同一）とを備える。なお、マスタシリンダ２３と各輪の配管２４ａ，２４ｂ，２４ｃの間には液圧を制御し、横すべり防止等を行う液圧制御装置２７が配置される。
図１に示すように、後輪に配設されるブレーキ装置１（１ａ、１ｂは同一構成なので以降ａ，ｂは省略）は、ディスクロータ２（回転部材）より車両２１内側に位置する車両２１の非回転部に固定されたキャリア３に、ディスクロータ２（２ａ，２ｂ）の軸方向へ浮動可能に支持されたシリンダ４と、ディスクロータ２の両側に配置されたブレーキパッド５ａ，５ｂ（押圧部材）と、シリンダ４内に摺動可能なピストン６と、圧力室７と、ピストン６を駆動する電動モータ８等から構成される。電動モータ８は、ピストン６を介してブレーキパッド５ａ，５ｂに推力を与える。
電動モータ８の出力軸は、減速機９と接続され、減速機９の出力軸が回転直動変換機構１０に接続され、回転直動変換機構１０によりピストン６は直動方向に移動可能となる構成である。また、電動モータ８はブレーキ制御装置１１（コントローラ）と電線１２によって接続される。また、圧力室７は配管２４と接続されている。電動モータ８の回転制御は、ブレーキ制御装置１１によって行われる。
次にブレーキ制御装置１１の構成について説明する。図３は、電動パーキングブレーキ装置の制御ブロック図である。
ブレーキ制御装置１１は、バッテリ等の電源３６に接続されて動作する。ブレーキ制御装置１１は、電動モータ８の駆動時の電流を検出する電流検出部３１と、電流検出部３１の検出値及び予め記憶部３２に記憶された制御プログラム等に基づいて電動モータ８の制御量を演算する演算部３３と、演算部３３で演算された結果を受信し、電動モータ８へ制御信号を出力するドライバ回路３４と、時間をカウントするタイマ３５を備えている。
また、ブレーキ制御装置１１は、運転者によって操作される駐車ブレーキスイッチ３７と、加速度、車速等を検出する各種センサ３８と、車両２１の各部情報を取得するためのＣＡＮ３９に接続されており、各々の信号に応じて電動モータ８への電源供給を制御する。さらに、必要に応じて警告灯等の報知手段４０が接続される。また、センサ３８として電源を検出する電源センサや、モータの電圧を検出する電圧センサ（電圧検出部）が含まれる。
次に、ブレーキ装置１の動作について説明する。図４は、本発明の実施例に係る電動パーキングブレーキ装置のブレーキキャリパの構成を示す断面図（クランプ時）である。
まず、ブレーキ装置１を常用ブレーキとして使用する場合の動作について説明する。運転者がブレーキペダル２２を操作すると（図２）、マスタシリンダ２３によって液圧が発生し、その液圧が配管２４を通じて圧力室７に伝達される。圧力室７に伝達された液圧によりピストン６が推進し、ディスクロータ２にブレーキパッド５ａ，５ｂが押圧され、制動力が発生する。また、液圧制御装置２７等を付加したブレーキ装置ではドライバのブレーキペダル２２の操作にかかわらず、液圧制御装置２７により、必要な液圧が発生することが可能であり、同様に、発生した液圧により制動力が発生する。
次に、駐車ブレーキの動作について説明する。制動力発生は、ドライバの駐車ブレーキスイッチ３７のスイッチオン操作、あるいは、車両状態等を検出して、ブレーキ制御装置１１からの推力発生のアプライ指令４１（図６）に基づく。アプライ指令４１に基づき電動モータ８が駆動すると、電動モータ８の駆動力が減速機９、回転直動変換機構１０等を介してピストン６に伝達され、ピストン６に推力が発生する。ピストン６に推力が発生すると、図４に示すように、ピストン６がブレーキパッド５ｂと当接する。また、シリンダ４にはブレーキパッド５ａをディスクロータ２に押圧する方向に力が発生して、ディスクロータ２をブレーキパッド５ａ，５ｂで挟み込んで制動力が発生する。そして、必要な制動力となれば、ブレーキ制御装置１１は、電動モータ８の駆動を停止させる。
このときの動作をフローチャートにて説明する。図５は、本発明の実施例に係るブレーキ制御装置の動作を説明するフローチャートである。
ステップＳ５１にて、アプライ指令があるか否かが判断され、アプライ指令がある場合（ステップＳ５１でＹｅｓ）はステップＳ５２に進み、電動モータ８が駆動される。アプライ指令が無い場合（ステップＳ５１でＮｏ）は、ステップＳ５１の処理を繰り返す。
電動モータ８が駆動されると、ステップＳ５３にてモータ電流が最大値に到達したか否か判断され、モータ電流が最大値（ピーク電流）に達した場合（ステップＳ５３でＹｅｓ）には、ステップＳ５４Ａに進む。モータ電流が最大値に達していない場合（ステップＳ５３でＮｏ）には、ステップＳ５３の処理を繰り返す。
モータ電流が最大値に達した場合、ステップＳ５４Ａにて電流の変化量が算出され、算出後、ステップＳ５４Ｂにてモータ停止電流が算出される。ステップＳ５４Ａ及びステップＳ５４Ｂは、モータ停止電流の演算を行うステップＳ５４となる。
次にステップＳ５５にて、後述するモータ停止電流演算が行われ、モータ電流が、ステップＳ５４で算出されたモータ停止電流を超過したか否か判断される。モータ電流がモータ停止電流を超過した場合、またはモータ停止電流を超過後所定時間経過した場合（ステップＳ５５のＹｅｓ）、ステップＳ５６に進み、電動モータを停止させる。モータ電流がモータ停止電流を超過していない場合、またはモータ停止電流超過後所定時間経過していない場合（ステップＳ５５のＮｏ）、ステップＳ５５の処理を繰り返す。
次に、時間波形を用いて説明する。図６は、アプライ指令、推力、モータ電流、フィルタ後のモータ電流、端子間電圧の時間波形を示す図である。図６では、上から順に、アプライ指令４１、推力４２、モータ電流４３、後述するローパスフィルタを通過した後のモータ電流（ＬＰＦ電流４３ａ）、モータ端子間電圧４６の波形を示している。
図６において、アプライ指令４１が入力されると、電動モータ８が駆動しピストン６はブレーキパッド５ｂに接近する方向に移動される。そして、ブレーキパッド５ｂに当接するまでピストン６は空走する。このとき、電動モータ８にかかる負荷は小さく、モータ電流４３は、ほぼ一定の低い値（空走電流４５）を保つ。モータ電流４３は、電動モータ８の駆動を開始した直後に突入電流が流れてから収束し、その収束してからピストン６がブレーキパッド５ｂに当接するまでの間、流れる電流が空走電流４５となる。
その後、ピストン６とブレーキパッド５ｂが当接すると、ピストン６の推力４２が上昇し、推力４２の上昇に伴ってブレーキパッド５ｂがディスクロータ２を押圧する押圧力も上昇し始める。ディスクロータ２への押圧力が上昇すると、電動モータ８への負荷が徐々に増加し、それに伴いモータ電流４３が増加する。そして、モータ電流４３がモータ停止電流４４を超えた場合に電動モータ８を停止させる。または、センサで検出された電流は、あるサンプリング時間ごとに収集されることから、このモータ電流４３がモータ停止電流４４を所定回数（たとえば３回）超過したところで、停止するようにしてもよい。
次に、このモータ停止電流４４の決め方（ステップＳ５４）について説明する。モータ停止電流４４を演算するステップＳ５４は、突入電流後の電流の変化量を計算するステップＳ５４Ａと、この変化量と電圧から予め求めておいたマップや計算式に基づきモータ停止電流４４を算出するステップＳ５４Ｂとからなる。マップや計算式は、ブレーキ制御装置１１の記憶部３２に記憶されている。
モータ停止電流４４の求め方について説明する。まず、この電動パーキングブレーキ装置の運動方程式は以下の式であらわされる。
Figure 0007286560000001
上記（１）式において、Ｊｄω／ｄｔは慣性項、Ｊは慣性係数、Ｋｔはトルク定数、Ｉは電流、ηは粘性係数、ωは回転速度、Ｔｆｒｃは電動モータ８から動力伝達機構の回転直動変換機構１０までを総合した摩擦トルク、ＦＣＬＰは押圧力を示す。Ｋは回転直動変換機構１０の回転／直動変換係数に相当する。
式（１）を変形すると、押圧力がＦＣＬＰとなったときの電流が算出できる。
Figure 0007286560000002
したがって、保持したい押圧力をＦＣＬＰとした場合に、（２）式で求まる電流値Ｉで停止すれば、押圧力がＦＣＬＰとなることから、この値をモータ停止電流Ｉｃｕｔと設定する。
しかしながらこの値を設定するには、（２）式の各パラメータの値（たとえば回転直動変換係数Ｋ、トルク定数Ｋｔ、粘性係数λ、回転数ω）が必要である。この値は個体ごとのばらつきや、温度、電圧等の環境によって変わってしまうことから動作ごとに正確に算出することは困難である。
そこで各パラメータを環境や固体ばらつきを考慮し、メカ効率やモータ性能が低いなど推力が出にくい条件でも、必ず必要押圧力（たとえば自動車が坂道で停止できるのに必要な押圧力）が発生できるモータ停止電流を定数として設定することが可能である。しかし、その場合には、メカ効率やモータ特性が良い個体によっては必要以上の推力が発生するため、電動パーキングブレーキ装置の機構系に過度の応力がかかり、強度の高いものにする必要があるなど、高コストとなる。したがって、最低保証推力を確保しつつ保持推力が高くならないようなばらつきを抑制することが必要である。そこで、モータ停止電流の設定方法を以下説明する。
図７は、図６に示したアプライ開始直後におけるモータ電流の電流波形の拡大図である。この電流波形は、電気回路の方程式および運動方程式によって決まる波形となる。
電気回路の方程式は以下の式で示される。
Figure 0007286560000003
ここで、Ｒは電気抵抗、Ｌがインダクタンスを示す。また運動方程式は、（１）式のうち押圧力が増加する前はＦＣＬＰ＝０であり、その項を無視できることから次式で表される。
Figure 0007286560000004
これらの２式の計算式を厳密に解くことは難しいが、（３）式の３項のうちＬdI/dtについては数ms以内に急速に減少する項目であることから、この項を無視し、また摩擦項に関しても全体の割合からすると小さいとすると下式のように近似的に解くことができる。
Figure 0007286560000005
この式を微分し時間が０とすると、下式となる。下式の左項は電流変化量／電圧となる。
Figure 0007286560000006
一般に、トルク定数Ｋｔは温度が低いほど大きく、電気抵抗Ｒは温度が低いほど小さいことからこの電流傾きの絶対値は温度が低いほど大きくなる。
一方、（２）式で求める必要電流は主に温度変化で変化するトルク定数や粘性係数で変化する。ここで、温度が低いと、モータトルク定数が増加するため、必要電流は減少させることができる。一方、グリース等の影響で粘性抵抗λが低温ほど増加するため、それにより、必要電流は増加する。この式を元に温度と必要電流の関係を表すと図８のような関係となる。
図８は、温度と必要電流の関係図である。図８において、基本的には温度が低いほど必要電流は減るが、低温では、粘性の影響でその減り方が緩やかとなる。図９は、温度と電流変化量／電圧の関係図である。図８と図９の関係を用いれば、電流変化量／電圧を取得することで必要電流を変化させ、必要十分な電流で電動モータを停止させることが可能となる。
そこで、この電流傾きの絶対値を取得するため、ピーク電流時（図７の時間ｔ１）の電流と所定時間経過後(時間ｔ２)の電流との変化分を取得することで微分に対応した変化量の絶対値(以下、電流変化量)を取得する（ステップＳ５４Ａ）。本実施例では、所定時間（時間ｔ２）は、モータ電流がほぼ一定となる空走電流４５が検出される時間よりも前に設定している。なお、時間は、タイマ３５にて計測される。
（６）式から電流変化量を電圧で除した値と温度の関係を見ると図９に示すような関係となり温度が低いほどこの値は高くなる。本実施例では、図８と図９の関係から図１０を導き出している。図１０は、電流変化量／電圧とモータ停止電流の関係図である。図８と図９では、横軸に温度を示している。この関係から、温度が低い領域では必要電流が小さく、逆に電流変化量／電圧は大きくなる。加えて、温度が高い領域では必要電流が大きく、逆に電流変化量／電圧は小さくなる。必要電流を停止電流と置き換え、図８と図９から、停止電流と電流変化量／電圧の関係を示したのが図１０となる。
図１０に示すように、電流変化量を電圧で除した値とモータ停止電流の関係を導くことができる。ステップＳ５４Ａで取得した電流変化量を電圧で除算し、この図１０の関係を予めマップとして記憶部３２に記憶しておき、モータ停止電流を算出する（ステップＳ５４Ｂ）。この関係については式に基づいて算出してもよく、また、実験的に算出してもよい。本実施例では、ピーク電流時ｔ１から所定時間ｔ２までにおける電流変化量からブレーキパッドの推力を制御することを特徴としている。
図１０では図８のように温度が低いほど緩やかな傾きで変化したことに対応し、電流変化量／電圧が高いほど緩やかにモータ停止電流が変化するような関係となっている。この特性は実際の温度と発生推力（必要電流）との関係で求まるもので、必ずしも単調減少ではなく、たとえば、低温で粘性が大きくなるような場合には下に凸となるような関係となる。
図８では、電圧の影響について記載していなかったが、慣性項などが電圧によって変わり、電圧が高い方ほど押圧力が大きくなりやすい場合がある。その影響を考慮し、温度に対して必要電流が電圧ごとに異なるような関係となる場合がある。すなわち図１１に示すように、電圧ごとに温度と必要電流の関係が示される。図１１は、電圧ごとの温度と必要電流の関係図である。
この図１１と図９の関係から図１２のように電圧ごとに、電流変化量とそれに対応するモータ停止電流の関係を求めておくことも可能である。
図１２は、電圧ごとの電流変化量と必要電流の関係図である。図１２をマップ化して記憶部３２に記憶しておき、計測した電流変化量と電圧に応じて必要なモータ停止電流を変更するような形としてもよい。
なお、上記した実施例では、電流変化量の取得（ステップＳ５４Ａ）を、ピーク電流直後から直接求めるようにしたが、たとえばブラシ付き電動モータとした場合、計測されるモータ電流には、ブラシと整流子の接触状態における変化などの影響で振動が乗った電流となる。その場合には、フィルタを通過させて振動（ノイズ）を除去したモータ電流を利用するとより効果を得やすい場合がある。
図１３は、アプライ開始直後におけるモータ電流の電流波形とローパスフィルタを通過させたモータ電流の電流波形を示す図である。図１３において、モータ電流４３の電流波形は、電流が急速に立ち上がり、時間ｔ１にてピーク電流に達し、その後電流が低下する。
ローパスフィルタ（ＬＰＦ）を通過したモータ電流（ＬＰＦ電流４３ａ）のピークとなる時間ｔ３は、モータ動作開始直後から遅れることから、それよりも後で電流の変化量を検出する。
また、ＬＰＦ電流４３ａの傾きの絶対値は、ＬＰＦ電流４３ａのピーク電流となる時間ｔ３で０となり、その後、ある時間経過後（図の時間ｔ５）に最大となり、その後また小さくなる傾向を示す。したがって、ＬＰＦ電流４３ａのピーク電流時以降に傾きが最大となる部分（第１期間）を含んで変化量を取得するとよい。本実施例では、傾きが最大となる時間ｔ５のよりも前の時間ｔ４と後の時間ｔ６との間を第１期間としている。時間ｔ６より後の期間は第１期間より傾きが小さくなり、この期間を第２期間とする。本実施例では、ローパスフィルタを通過したＬＰＦ電流４３ａのピーク電流時以降であって、ＬＰＦ電流４３ａの傾きが最大となる時間ｔ５を含む所定期間（時間ｔ４～時間ｔ６）におけるＬＰＦ電流変化量に基づいて、電動モータ８を制御する。
また、ＬＰＦ電流変化量の算出にあたっては、複数の点の値から最小二乗法などで回帰的に算出するようにしてもよい。これにより誤差の影響をより小さくできる。
このようにＬＰＦ電流４３ａの変化量の絶対値としても、図９に示したような傾向は変わらず図１４に示す傾向となる。図１４は、温度とＬＰＦ電流変化量／電圧の関係図である。
本実施例のブレーキ制御装置１１は、ＬＰＦ電流変化量を電動モータ８の電圧で除した値（ＬＰＦ電流変化量／電圧）に基づいて電動モータ８のモータ停止電流を算出する。そして、図５のステップＳ５５と同様に、ＬＰＦ電流がモータ停止電流を超過した場合、またはモータ停止電流を超過後所定時間経過した場合に電動モータを停止させる。
このように、本実施例では、ＬＰＦ電流４３ａの変化量を用いて、ブレーキパッドの推力を制御することにより、温度による変化量の違いをより顕著にかつノイズの影響を少なくして取得することが可能である。なお、ローパスフィルタのカットオフ周波数は、ブラシ付き電動モータの場合、モータ回転数と、ブラシ数、整流子数などから決まる振動周波数ならびにそのサンプリング周期を考慮した折り返し周波数を考慮してそれ以下にするとよい。モータ回転数は始動時の速度０から徐々に増加することから、始動直後の回転数は低いため、ＬＰＦでは振動を除去できないことから、ＬＰＦ電流の変化量取得部分で発生する振動周波数を除去するように設定するとよい。
以上のように本実施例によれば、モータ電流或いはＬＰＦ電流の変化量に基づいてモータ停止電流を設定するようにしているので、温度によって変化する発生押圧力のばらつきを低減することが可能であり、低コストの電動パーキングブレーキ装置及び電動パーキングブレーキ制御方法とすることが可能である。なお、温度に限らず、トルク定数が変化していた場合にも前述の関係から、押圧力ばらつきの低減が可能である。
次に、本発明の実施例２について図１５乃至図１７を用いて説明する。図１５は、本発明の実施例２に係るトルク定数と電流変化量／電圧の関係図、図１６は、本発明の実施例２に係る温度と粘性トルクの関係図、図１７は、本発明の実施例２に係る電流変化量／電圧と粘性トルクの関係図である。実施例１では、電流変化量を電圧で除した値から直接モータ停止電流を求めたが、本実施例では、電流変化量を電圧で除した値からトルク定数と粘性を別々に推定する方法を示す。
電流の変化量は前述のように（６）式に基づくことから、トルク定数と電流変化量／電圧の関係は図１５に示すようなものとなる。電流変化量／電圧が小さい領域では、トルク定数が高くなり、電流変化量／電圧が増加に伴い、緩やかにトルク定数が減少する。この電流変化量とトルク定数の関係を予め求め、記憶部３２に記憶しておけば、測定した電流変化量を基にトルク定数を推定できる。なお、実施例１と同様にＬＰＦ電流を用いると、振動影響を除去できるのでなおよい。
この値を基に（２）式の右辺( )内の値をある固定値Ｔｃ１（必要な押圧力を得るためのトルク）にしておいて、Ｋｔが推定されればそれに応じて次式のようにモータ停止電流Ｉｃｕｔを変化させるようにする。
Figure 0007286560000007
このようにして、トルク定数Ｋｔの変化だけを補正するような方法としてもよい。また同様に粘性トルクは図１６に示すように温度で変化し、低温で急激に大きくなる特性を持っている。これに対して（５）式を次式のように変形する。
Figure 0007286560000008
ここで、（ ）内の値をある固定値Ｔｓ（必要な押圧力を得るための粘性分を除いたトルク）とし、次式とする。
Figure 0007286560000009
図９と図１６の関係から、粘性トルクと電流変化量／電圧の関係は図１７のようになる。図９と図１６では、横軸に温度を示している。この関係から、温度が低い領域では電流変化量／電圧及び粘性トルクが大きくなり、温度が高い領域では電流変化量／電圧及び粘性トルクが小さくなる。このことから、電流変化量／電圧が低い領域では粘性トルクも低くなり、電流変化量／電圧が高い領域では粘性トルクも高くなり、図１７に示すような粘性トルクと電流変化量／電圧の関係が得られる。
上記により、トルク定数変化と粘性影響変化に分けてモータ停止電流を求めることが可能であり、一方の特性だけの影響を除去したい場合などに有効であり、より単純にモータ停止電流を求めることが可能である。
なお、上述では、実施例としてディスクブレーキの場合を例に説明したが、本発明のブレーキ装置は、ドラムブレーキに適用することも可能である。また、本発明のブレーキ装置は、自動車等の車両に限定されるものではなく、制動力を発生させる必要があるものであれば用いることができる。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、前記の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前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。さらに、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…ブレーキ装置、２…ディスクロータ（回転部材）、３…キャリア、４…シリンダ、５ａ，５ｂ…ブレーキパッド（押圧部材）、６…ピストン、７…圧力室、８…電動モータ、９…減速機、１０…回転直動変換機構、１１…ブレーキ制御装置（コントローラ）、１２…電線、２１…車両、２２…ブレーキペダル、２３…マスタシリンダ、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ…配管、２５ａ，２５ｂ…前輪ディスクブレーキ、２７…液圧制御装置、３１…電流検出部、３２…記憶部、３３…演算部、３４…ドライバ回路、３５…タイマ、３６…電源、３７…駐車ブレーキスイッチ、３８…センサ、３９…ＣＡＮ、４０…報知手段、４１…アプライ指令、４２…推力、４３…モータ電流、４３ａ…ＬＰＦ電流、４４…モータ停止電流、４５…空走電流、４６…モータ端子間電圧

Claims (10)

  1. 回転部材と、回転部材に押圧する押圧部材と、前記押圧部材に推力を与える電動モータと、前記電動モータを制御するブレーキ制御装置と、前記ブレーキ制御装置に備えられ、前記電動モータのモータ電流を検出する電流検出部と、前記ブレーキ制御装置に接続され、前記電動モータの電圧を検出する電圧検出部と、を備えた電動パーキングブレーキ装置において、
    前記ブレーキ制御装置は、前記モータ電流のピーク電流時の電流と、前記モータ電流がほぼ一定となる空走電流が検出される前の所定時間経過後の電流との電流変化量を算出し、
    前記ブレーキ制御装置には、電圧ごとに異なる前記電流変化量と前記電動モータのモータ停止電流との関係を予めマップ化して記憶する記憶部が備えられ、
    前記ブレーキ制御装置は、前記電流変化量と前記電動モータの電圧から、前記記憶部に記憶されたマップに基づいて前記電動モータのモータ停止電流を算出し、算出した前記モータ停止電流に基づいて、前記電動モータを制御することを特徴とする電動パーキングブレーキ装置。
  2. 請求項１において、
    前記モータ停止電流は、前記電流変化量を前記電動モータの電圧で除した値に基づいて算出することを特徴とする電動パーキングブレーキ装置。
  3. 請求項１又は２において、
    前記ブレーキ制御装置は、前記モータ電流が前記モータ停止電流を超過した場合、または前記モータ停止電流を超過後所定時間経過した場合に前記電動モータを停止させることを特徴とする電動パーキングブレーキ装置。
  4. 回転部材と、回転部材に押圧する押圧部材と、前記押圧部材に推力を与える電動モータと、前記電動モータを制御するブレーキ制御装置と、前記ブレーキ制御装置に備えられ、前記電動モータのモータ電流を検出する電流検出部と、前記ブレーキ制御装置に接続され、前記電動モータの電圧を検出する電圧検出部と、を備えた電動パーキングブレーキ装置において、
    前記モータ電流のノイズを除去するローパスフィルタを備え、
    前記ブレーキ制御装置は、前記ローパスフィルタを通過したＬＰＦ電流のピーク電流時以降であって、前記モータ電流がほぼ一定となる空走電流が検出される前において前記ＬＰＦ電流の時間的な変化の傾きの絶対値が最大となる時間を含む所定期間におけるＬＰＦ電流変化量に基づいて前記電動モータのモータ停止電流を算出し、
    前記ブレーキ制御装置には、電圧ごとに異なる前記ＬＰＦ電流変化量と前記電動モータのモータ停止電流との関係を予めマップ化して記憶する記憶部が備えられ、
    前記ブレーキ制御装置は、前記ＬＰＦ電流変化量と前記電動モータの電圧から、前記記憶部に記憶されたマップに基づいて前記電動モータのモータ停止電流を算出し、算出した前記モータ停止電流に基づいて、前記電動モータを制御することを特徴とする電動パーキングブレーキ装置。
  5. 請求項４において、
    前記モータ停止電流は、前記ＬＰＦ電流変化量を前記電動モータの電圧で除した値に基づいて算出することを特徴とする電動パーキングブレーキ装置。
  6. 請求項４又は５において、
    前記ブレーキ制御装置は、前記ＬＰＦ電流が前記モータ停止電流を超過した場合、または前記モータ停止電流を超過後所定時間経過した場合に前記電動モータを停止させることを特徴とする電動パーキングブレーキ装置。
  7. ブレーキパッドに推力を与える電動モータのモータ電流及び前記電動モータの電圧を検出して前記電動モータを制御する電動パーキングブレーキ制御方法において、
    前記モータ電流のピーク電流時の電流と、前記モータ電流がほぼ一定となる空走電流が検出される前の所定時間経過後の電流との電流変化量を算出し、
    前記電流変化量と前記電動モータの電圧から、予めマップ化し記憶された電圧ごとに異なる前記電流変化量と前記電動モータのモータ停止電流との関係に基づいて前記電動モータのモータ停止電流を算出し、算出した前記モータ停止電流に基づいて、前記電動モータを制御することを特徴とする電動パーキングブレーキ制御方法。
  8. 請求項７において、
    前記モータ停止電流は、前記電流変化量を前記電動モータの電圧で除した値に基づいて算出することを特徴とする電動パーキングブレーキ制御方法。
  9. ブレーキパッドに推力を与える電動モータのモータ電流及び前記電動モータの電圧を検出して前記電動モータを制御する電動パーキングブレーキ制御方法において、
    前記モータ電流のノイズを除去するローパスフィルタを備え、
    前記ローパスフィルタを通過したＬＰＦ電流のピーク電流時以降であって、前記モータ電流がほぼ一定となる空走電流が検出される前において前記ＬＰＦ電流の時間的な変化の傾きの絶対値が最大となる時間を含む所定期間におけるＬＰＦ電流変化量に基づいて前記電動モータのモータ停止電流を算出し、
    前記ＬＰＦ電流変化量と前記電動モータの電圧から、予めマップ化し記憶された電圧ごとに異なる前記ＬＰＦ電流変化量と前記電動モータのモータ停止電流との関係に基づいて前記電動モータのモータ停止電流を算出し、算出した前記モータ停止電流に基づいて、前記電動モータを制御することを特徴とする電動パーキングブレーキ制御方法。
  10. 請求項９において、
    前記モータ停止電流は、前記ＬＰＦ電流変化量を前記電動モータの電圧で除した値に基づいて算出することを特徴とする電動パーキングブレーキ制御方法。
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