WO2015033885A1 - 電動ブレーキ装置 - Google Patents

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WO2015033885A1
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増田唯
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Definitions

  • the present invention relates to an electric brake device that converts a rotary motion of an electric motor into a linear motion via a linear motion mechanism and presses a brake pad against a disc rotor.
  • the weakening magnetic flux control of the electric motor is effective. However, if the weakening magnetic flux control is frequently used, the power consumption increases. There is a possibility of connection.
  • the d-axis and q-axis current values of the electric motor alone are determined by the load status of the motor and the power supply specifications.
  • the electric motor is incorporated in an electric brake device and used
  • the output characteristics required of the electric motor vary depending on the situation, for example, a high-speed response is required during emergency braking, while it is important to reduce power consumption when performing normal gentle braking.
  • An object of the present invention is to provide an electric brake device capable of suppressing an increase in power consumption and improving responsiveness.
  • the electric brake device of the present invention includes a brake rotor 6, a brake pad 7, an electric motor 2, a linear motion mechanism 4 that converts the rotational motion of the electric motor 2 into a linear motion and transmits the linear motion to the brake pad 7, and
  • An electric brake device comprising a control device 9 for controlling the electric motor 2 and a brake command means 40 for giving a command value of a braking force to the control device 9;
  • the control device 9 Emergency braking detection means 41 for detecting an emergency braking request;
  • a steady state control unit 46 for braking in a steady state;
  • the emergency braking detection means 41 detects an emergency braking request, it includes a weakening magnetic flux control unit 42 that performs weakening magnetic flux control.
  • the stroke amount of the brake pedal 32 may be used as the command value of the brake force.
  • the control device 9 causes the electric motor 2 to press the brake pad 7 that has been waiting in a state where a predetermined clearance is provided against the brake rotor 6 by increasing the command value of the brake force of the brake command means 40. Is controlled.
  • the flux weakening control unit 42 of the control device 9 performs the flux weakening control by applying a d-axis current to the electric motor 2, for example. To increase the followability of the braking force to the command value.
  • d-axis and q-axis current values differ depending on whether output is important or efficiency is important.
  • no torque is generated due to the d-axis current, and all copper loss of the d-axis current is lost. It is preferably zero.
  • the present invention it is possible to improve the responsiveness by controlling the motor current so that the maximum output is obtained only when the emergency braking detection means 41 detects the emergency braking request.
  • the power consumption in the steady state can be reduced by controlling the motor current under the current condition as efficient as possible.
  • Brake force estimation means 43 for estimating the brake force is provided, and is estimated by the input value from the brake command means 40, the differential value of the input value, the input value from the brake command means 40 and the brake force estimation means 43.
  • a threshold value is set to at least one of a deviation from the estimated braking force value and a differential value of the deviation,
  • the emergency braking detection means 41 may detect an emergency braking request from a comparison between the value and the threshold value.
  • the threshold is set by, for example, an actual vehicle test or a simulation.
  • the weakening magnetic flux control unit 42 applies the d-axis current to the electric motor 2 to perform the weakening magnetic flux control. Increase the number of rotations of the brake to improve the follow-up to the command value of the braking force.
  • the differential value for example, even when the force to step on the brake pedal 32 is insufficient, a compensating operation that exhibits a strong braking force at the time of emergency braking is possible.
  • a threshold value is provided for the input value itself from the brake command means 40, the configuration and logic are simple because it is less susceptible to noise and the like.
  • a vehicle 47 equipped with the electric brake device has a distance detection function unit 49 that detects a distance from an obstacle outside the vehicle, and the emergency braking detection means 41 is a distance detected by the distance detection function unit 49. Or it is good also as what detects an emergency braking demand from the differential value. In this case, for example, when the brake command means 40 gives a command value of the braking force to the control device in a state where the relative distance between the vehicle 47 and the obstacle outside the vehicle or the differential value thereof is not more than a certain value.
  • the emergency braking detection means 41 can determine that the emergency braking state has occurred.
  • the magnetic flux weakening control unit 42 detects an emergency braking state level when an emergency braking request is detected, and an emergency braking state level estimation unit 42a that estimates an emergency braking state level. Accordingly, a current limiting function unit 42b that sets an upper limit value of the d-axis current value in the flux-weakening control may be included. Thus, the output of the electric motor 2 can be finely controlled by setting the upper limit value of the d-axis current value in the flux-weakening control in accordance with the level of the emergency braking state.
  • Brake force estimating means 43 for estimating the brake force is provided, and the control device 9 is configured such that a deviation between an input value from the brake command means 40 and a brake force estimated value estimated by the brake force estimating means 43 is less than a certain value.
  • the emergency braking request canceling means 44 for canceling the emergency braking request may be provided. In this case, since the emergency braking request can be canceled without delay, it is possible to further reduce the power consumption in the steady state.
  • the upper limit value of the current applied to the electric motor 2 may be temporarily increased from a steady state where the emergency braking request is not detected. good. In this case, a braking force stronger than that in the steady state can be exerted at the time of emergency braking request, and the braking distance can be shortened.
  • a power monitoring function unit 50 that measures the remaining amount of power of the power source that drives the electric motor 2 is provided, and the magnetic flux weakening control unit 42 determines that the remaining amount of power measured by the power monitoring function unit 50 is equal to or less than a threshold value.
  • the d-axis current value in the flux-weakening control may be limited.
  • the weakening magnetic flux control unit 42 may use a value larger than the command value of the brake command means 40 as the command value at the time of emergency braking request.
  • the weakening magnetic flux control unit 42 may use a value larger than the command value of the brake command means 40 as the command value at the time of emergency braking request.
  • the electric motor 2 may be a surface magnet brushless DC motor.
  • the electric motor 2 may be an embedded magnet type motor.
  • the electric brake device includes a housing 1, an electric motor 2, a speed reduction mechanism 3 that decelerates the rotation of the electric motor 2, a linear motion mechanism 4, a lock mechanism 5, and a brake rotor 6. And a brake pad 7 and a control device 9 (FIG. 3).
  • a base plate 8 extending radially outward is provided at the open end of the housing 1, and the electric motor 2 is supported on the base plate 8.
  • a linear motion mechanism 4 that applies a braking force to the brake rotor 6, in this example, the disk rotor 6, by the output of the electric motor 2.
  • the opening end of the housing 1 and the outer surface of the base plate 8 are covered with a cover 10.
  • the linear motion mechanism 4 is a mechanism that converts the rotational motion output from the speed reduction mechanism 3 into a linear motion and causes the brake pad 7 to abut or separate from the brake rotor 6.
  • the linear motion mechanism 4 includes a slide member 11, a bearing member 12, an annular thrust plate 13, a thrust bearing 14, rolling bearings 15 and 15, a rotating shaft 16, a carrier 17, and sliding bearings 18 and 19. And have.
  • a cylindrical slide member 11 is supported on the inner peripheral surface of the housing 1 so as to be prevented from rotating and movable in the axial direction.
  • a spiral protrusion 11 a that protrudes a predetermined distance radially inward and is formed in a spiral shape is provided.
  • a bearing member 12 is provided on one axial end side of the slide member 11 in the housing 1.
  • the bearing member 12 has a flange portion extending radially outward and a boss portion.
  • Rolling bearings 15 and 15 are fitted into the boss portions, and a rotary shaft 16 is fitted to the inner ring inner surface of each of the bearings 15 and 15. Therefore, the rotating shaft 16 is rotatably supported by the bearing member 12 via the bearings 15 and 15.
  • a carrier 17 that can rotate around the rotation shaft 16 is provided on the inner periphery of the slide member 11.
  • the carrier 17 includes disks 17a and 17b that are arranged to face each other in the axial direction.
  • the disk 17b close to the bearing member 12 may be referred to as an inner disk 17b
  • the disk 17a may be referred to as an outer disk 17a.
  • a side surface facing the other disk 17b is provided with an interval adjusting member 17c protruding in the axial direction from the outer peripheral edge portion on this side surface.
  • a plurality of the interval adjusting members 17 c are arranged at intervals in the circumferential direction.
  • the discs 17a and 17b are integrally provided by the distance adjusting member 17c.
  • the inner disk 17b is supported by a plain bearing 18 fitted between the rotary shaft 16 so as to be rotatable and movable in the axial direction.
  • a shaft insertion hole is formed at the center of the outer disk 17a, and a slide bearing 19 is fitted in the shaft insertion hole.
  • the outer disk 17a is rotatably supported on the rotary shaft 16 by a slide bearing 19.
  • a washer that receives a thrust load is fitted to the end of the rotating shaft 16, and a retaining ring for preventing the washer from coming off is provided.
  • the carrier 17 is provided with a plurality of roller shafts 21 at intervals in the circumferential direction. Both end portions of each roller shaft 21 are supported across the disks 17a and 17b. That is, the discs 17a and 17b are formed with a plurality of shaft insertion holes each having a long hole, and both end portions of the roller shafts 21 are inserted into the shaft insertion holes, and the roller shafts 21 are supported so as to be movable in the radial direction.
  • the An elastic ring 22 that urges the roller shafts 21 radially inward is stretched around the plurality of roller shafts 21.
  • Each planetary roller 20 is rotatably supported by each roller shaft 21, and each planetary roller 20 is interposed between the outer peripheral surface of the rotary shaft 16 and the inner peripheral surface of the slide member 11.
  • Each planetary roller 20 is pressed against the outer peripheral surface of the rotating shaft 16 by the urging force of the elastic ring 22 spanned across the plurality of roller shafts 21.
  • each planetary roller 20 that contacts the outer peripheral surface of the rotating shaft 16 rotates due to contact friction.
  • On the outer peripheral surface of the planetary roller 20, a spiral groove that meshes with the spiral protrusion 11a of the slide member 11 is formed.
  • a washer and a thrust bearing are interposed between the inner side disk 17b of the carrier 17 and one axial end of the planetary roller 20.
  • an annular thrust plate 13 and a thrust bearing 14 are provided between the inner disk 17 b and the bearing member 12.
  • the speed reduction mechanism 3 is a mechanism that transmits the rotation of the electric motor 2 at a reduced speed to the output gear 23 fixed to the rotation shaft 16, and includes a plurality of gear trains.
  • the speed reduction mechanism 3 is fixed to the end of the rotary shaft 16 by sequentially reducing the rotation of the input gear 24 attached to the rotor shaft 2 a of the electric motor 2 by the gear trains 25, 26 and 27. Transmission to the output gear 23 is possible.
  • the lock mechanism 5 will be described.
  • the lock mechanism 5 is configured to be switchable between a locked state in which the braking force slack operation of the linear motion mechanism 4 is prevented and an allowed unlocked state.
  • the deceleration mechanism 3 is provided with a lock mechanism 5.
  • the lock mechanism 5 is a casing (not shown), a lock pin 29, an urging means (not shown) for urging the lock pin 29 to an unlocked state, and an actuator for switching and driving the lock pin 29. And a linear solenoid 30.
  • the casing is supported by the base plate 8, and the base plate 8 is formed with pin holes that allow the lock pins 29 to advance and retreat.
  • the lock pin 29 is advanced by the linear solenoid 30 and engaged with a locking hole (not shown) formed in the intermediate gear 28 on the output side in the gear train 26 to rotate the intermediate gear 28. This is achieved by prohibition.
  • the linear solenoid 30 is turned off, and the lock pin 29 is housed in the casing by the urging force of the urging means, is detached from the locking hole, and the rotation of the intermediate gear 28 is allowed to be locked.
  • the mechanism 5 is unlocked.
  • FIG. 3 is a block diagram of the control system of this electric brake device.
  • a vehicle equipped with this electric brake device is provided with an ECU 31 that is an electric control unit that controls the entire vehicle.
  • the ECU 31 generates a deceleration command according to the output of the brake command means 40 including the brake pedal 32 and a stroke sensor 32a that changes according to the operation amount (stroke amount) of the brake pedal 32.
  • An inverter device 33 is connected to the ECU 31, and the inverter device 33 includes a power circuit unit 34 provided for each electric motor 2 and a motor control unit 35 that controls the power circuit unit 34.
  • the motor control unit 35 includes a computer, a program executed on the computer, and an electronic circuit.
  • the motor control unit 35 converts the deceleration command into a current command in accordance with the deceleration command given from the ECU 31, and gives this current command to the PWM control unit 34 a of the power circuit unit 34.
  • the motor control unit 35 has a function of outputting information such as detection values and control values related to the electric motor 2 to the ECU 31.
  • the power circuit unit 34 includes an inverter 34b that converts DC power of the power source 36 into three-phase AC power used to drive the electric motor 2, and a PWM control unit 34a that controls the inverter 34b.
  • the electric motor 2 is, for example, a so-called SPM (SPM: Surface Permanent Magnet Motor) motor having a magnet provided on the surface of a rotor, and includes a three-phase synchronous motor.
  • the inverter 34b is composed of a plurality of semiconductor switching elements (not shown), and the PWM controller 34a performs pulse width modulation on the input current command and gives an on / off command to each of the semiconductor switching elements.
  • the motor control unit 35 has a motor drive control unit 37 as a basic control unit.
  • the motor drive control unit 37 converts the deceleration command into a current command in accordance with a deceleration command based on a torque command given from the ECU 31 that is the host control unit, and gives the current command to the PWM control unit 34a of the power circuit unit 34. It is.
  • the motor drive control unit 37 obtains the motor current value flowing from the inverter 34b to the electric motor 2 from the current detection means 38, and performs current feedback control. Further, the motor drive control unit 37 obtains the rotation angle of the rotor of the electric motor 2 from the rotation angle sensor 39, and gives a current command to the PWM control unit 34a so that efficient motor drive according to the rotor rotation angle can be performed. .
  • the motor control unit 35 having the above-described configuration is provided with the following emergency braking detection means 41, a weakening magnetic flux control unit 42, a braking force estimation means 43, and an emergency braking request release means 44.
  • the emergency braking detection means 41 is a means for detecting an emergency braking request, and includes a determination unit 41a.
  • the emergency braking detection unit 41 sets a threshold value for the differential value dFT / dt of the input value from the brake command unit 40, and the determination unit 41a determines that the dFT / dt exceeds the threshold value.
  • the motor control unit 35 is provided with storage means 45 such as a ROM, and the storage means 45 is electrically connected to each part in the inverter device.
  • the threshold value is stored in the storage means 45 so as to be rewritable.
  • the threshold is set by, for example, an actual vehicle test or a simulation.
  • the weakening magnetic flux control unit 42 is selected when the emergency braking detection means 41 detects an emergency braking request, and applies a d-axis current to the electric motor 2 to perform the weakening magnetic flux control. Thereby, the rotation speed of the electric motor 2 can be increased and the followability to the command value of a braking force can be improved. Conversely, when the emergency braking detection means 41 does not detect an emergency braking request, that is, when the determination unit 41a determines that dFT / dt does not exceed the threshold value, the steady state control unit replaces the magnetic flux weakening control unit 42. 46 is selected, for example, the steady state control unit 46 controls the motor current under an efficient current condition that makes the d-axis current zero. Thereby, the power consumption in the steady state can be reduced.
  • the d-axis and q-axis current values of the electric motor 2 in the emergency braking state in which the emergency braking request is detected are determined based on a rotational speed-torque characteristic map or the like in which the relationship between the rotational speed and torque of the electric motor 2 is set.
  • the In the storage means 45 a desired rotational speed-torque characteristic map in an emergency braking state is set. This rotational speed-torque characteristic map is set by an actual vehicle test, simulation, or the like.
  • the brake force estimation means 43 estimates the actual brake force (“actual brake force”) from the current value detected by the current detection means 38, for example.
  • the storage means 45 stores relationship setting means in which the relationship between the current value flowing through the electric motor 2 and the actual braking force is set, and the brake force estimating means 43 illuminates the detected current value against the relationship setting means. To estimate the actual braking force.
  • the emergency braking request canceling means 44 cancels the emergency braking request when the deviation between the input value from the brake command means 40 and the braking force estimated value estimated by the braking force estimating means 43 becomes less than a certain value. This is because when the deviation between the input value from the brake command means 40 and the estimated brake force value is less than a certain value, it can be regarded as a general deceleration rather than an emergency brake. As a result, the flux-weakening control unit 42 is switched to the steady state control unit 46, and then the motor current is controlled by the steady state control unit 46.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an example in which the electric brake device is mounted on the four-wheel vehicle 47.
  • the electric motor 2 is provided for each wheel 48, and each electric motor 2 is driven so as to press the brake pad 7 (FIG. 1) corresponding to the brake rotor 6 (FIG. 1) in each wheel 48.
  • a brake pedal 32 and a stroke sensor 32a that measures the stroke amount of the brake pedal 32 are applied as the brake command means 40.
  • the present invention is not limited to this example. Other examples will be described later.
  • FIG. 5 is a diagram showing an outline of the flux-weakening control in the electric brake device.
  • FIG. 5A shows the transition of the command value Ft of the braking force and the actual braking force Fb
  • FIG. 5B shows the differential value dFT / dt of the command value Ft of the braking force in FIG.
  • FIG. 5C shows the d-axis and q-axis current values of the electric motor.
  • FIG. 5B when the differential value dFT / dt of the command value Ft of the braking force exceeds the threshold value, as shown in FIG. 5C, a d-axis current is applied to the electric motor to weaken the magnetic flux.
  • Control is performed to increase the number of rotations of the electric motor, thereby improving the followability of the braking force to the command value Ft.
  • the output characteristics of the torque and the number of revolutions of the electric motor, the upper limit value of the current applied to the electric motor, etc. set in the revolution-torque characteristic map (FIG. 3) Is determined in advance.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the control method of the electric brake device step by step. This will be described with reference to FIG.
  • This calculation process is started during driving of the vehicle, and the emergency braking detection means 41 acquires a command value of the braking force (step S1).
  • the determination unit 41a determines whether dFT / dt has exceeded a threshold value. If the determination unit 41a determines that dFT / dt does not exceed the threshold value (step S2: no), the steady state control unit 46 sets the d-axis current to zero in order to control the motor current only with the q-axis current. (Step S3). Thereafter, the process proceeds to step S7.
  • the magnetic flux weakening control unit 42 obtains the desired motor rotational speed ⁇ from the rotational speed-torque characteristic map (Ste S4).
  • the flux weakening control unit 42 determines the d-axis and q-axis currents that maximize the output of the electric motor 2 (step S5), and sets the brake command value Ft ′ during emergency braking (step S6).
  • the brake command value Ft ′ at the time of emergency braking is larger than the command value Ft of the brake command means 40.
  • the brake command value Ft ′ at the time of emergency braking is converted into a current command, and in step S7, the motor drive control unit 37 gives a current command to the PWM control unit 34a. Thereafter, the calculation process is terminated.
  • the control device 9 presses the brake pad 7 waiting with a predetermined clearance against the brake rotor 6 by increasing the command value of the brake force of the brake command means 40.
  • the electric motor 2 is driven and controlled.
  • the flux weakening control unit 42 of the control device 9 applies a d-axis current to the electric motor 2 to perform the flux weakening control, and increases the rotation speed of the electric motor 2. To improve the followability of the braking force to the command value.
  • d-axis and q-axis current values differ depending on whether output is important or efficiency is important.
  • SPM surface magnet type electric motor in which a permanent magnet is arranged on the rotor surface
  • torque due to the d-axis current is not generated, and all copper loss of the d-axis current is lost.
  • the steady state control unit 46 controls the motor current under an efficient current condition that makes the d-axis current value zero, thereby reducing the power consumption during the steady state. .
  • the weakening magnetic flux control unit 42 applies the d-axis current to the electric motor 2 to perform the weakening magnetic flux control.
  • the differential value is used, for example, even when there is not enough force to step on the brake pedal, it is possible to perform a compensation operation that exerts a strong braking force when an emergency braking is requested.
  • the emergency braking request canceling means 44 cancels the emergency braking request when the deviation between the input value from the brake command means 40 and the braking force estimated value estimated by the braking force estimating means 43 becomes below a certain value. As described above, since the emergency braking request can be canceled without delay, the power consumption during the steady state can be further reduced.
  • the flux weakening control unit 42 sets a value larger than the command value of the brake command means 40 as the command value at the time of the emergency braking request.
  • FIG. 7 shows another embodiment in which the vehicle 47 includes a distance detection function unit 49 that detects a distance from an obstacle outside the vehicle, in addition to the configuration of FIG.
  • a distance detection function unit 49 that detects a distance from an obstacle outside the vehicle
  • the emergency braking detection means 41 (FIG. 3) detects the emergency braking request from the distance to the obstacle detected by the distance detection function unit 49 or the differential value of the change in the distance.
  • the brake command means 40 gives the command value of the braking force to the control device 9 in a state where the relative distance between the vehicle 47 and the obstacle or the differential value of the change in the distance is not more than a certain value, It can be determined that the vehicle is in a braking state.
  • the flux-weakening control unit 42 may include an emergency braking state level estimation unit 42a and a current limiting function unit 42b.
  • the emergency braking state level estimation unit 42a estimates the level of the emergency braking state when detecting an emergency braking request. For example, the emergency braking state level estimation unit 42a estimates the emergency braking state level from the speed at which the brake pedal 32 is operated, that is, the differential value dFT / dt of the stroke amount measured by the stroke sensor 32a. It is estimated that the level of the emergency braking state is higher as the differential value dFT / dt exceeds the threshold value and becomes larger than the threshold value.
  • the current limiting function unit 42b sets an upper limit value of the d-axis current value in the flux-weakening control according to the estimated level of the emergency braking state. For example, the upper limit value of the d-axis current value is set higher as the estimated emergency braking state level is higher. Thus, the output of the electric motor 2 can be finely controlled by setting the upper limit value of the d-axis current value in the flux-weakening control in accordance with the level of the emergency braking state.
  • the ECU 31 is provided with a power monitoring function unit 50 that measures the remaining amount of power of the power source 36, and the magnetic flux weakening control unit 42 (FIG. 3)
  • the d-axis current value in the flux-weakening control may be limited when the remaining amount of power measured by the monitoring function unit 50 is less than or equal to the threshold value.
  • the power supply monitoring function unit 50 may be provided at a place other than the ECU.
  • the emergency braking request is detected by comparing the differential value of the input value from the brake command means 40 with a threshold value, but the embodiment is not limited to this example.
  • a threshold value may be set for the input value from the brake command means 40, and the emergency braking detection means 41 may detect an emergency braking request from a comparison between the input value and the threshold value.
  • a threshold is set for the deviation between the input value from the brake command means 40 and the estimated brake force value estimated by the brake force estimation means 43, and the emergency brake detection means 41 determines the emergency value from the comparison between the deviation and the threshold value.
  • a braking request may be detected.
  • the emergency braking request may be detected from a comparison between the differential value of the deviation and a threshold value thereof.
  • the magnetic flux weakening control unit 42 detects an emergency braking request
  • the upper limit value of the current applied to the electric motor 2 may be temporarily increased from a steady state where the emergency braking request is not detected.
  • a braking force stronger than that in the steady state can be exerted at the time of emergency braking request, and the braking distance can be shortened.
  • a load sensor that detects the braking force by a load may be provided in a part of the vehicle, and feedback control of a load detected by the load sensor may be used.
  • an IPM Interior / Permanent / Magnet / Motor
  • a d-axis current value that maximizes the torque including the reluctance torque may be used.
  • the output of the electric motor can be controlled more finely.
  • a surface magnet brushless DC motor may be used as the electric motor.
  • the electric brake device is applied to the disc brake, but is not limited to the disc brake.
  • the electric brake device may be applied to the drum brake.

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Abstract

　消費電力の増加を抑制することができ、応答性を向上させることができる電動ブレーキ装置を提供する。この電動ブレーキ装置は、ブレーキロータと、ブレーキパッドと、電動モータ２と、この電動モータ２の回転運動を直線運動に変換してブレーキパッドに伝える直動機構と、電動モータ２を制御する制御装置９と、この制御装置９にブレーキ力の指令値を与えるブレーキ指令手段４０とを備える。制御装置９は、緊急制動要求を検出する緊急制動検出手段４１と、定常状態で制動する定常状態制御部４６と、前記緊急制動検出手段４１が緊急制動要求を検出したとき、弱め磁束制御を行う弱め磁束制御部４２とを備える。

Description

電動ブレーキ装置 関連出願
　本出願は、２０１３年９月９日出願の特願２０１３－１８６０４６の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。
　この発明は、直動機構を介して電動モータの回転運動を直線運動に変換して、ブレーキパッドをディスクロータに押圧する電動ブレーキ装置に関する。
　従来、電動ブレーキ、電動機の制御装置として、以下のものが提案されている。
１．ブレーキペダルを踏む込むことにより、直動機構を介して電動モータの回転運動を直線運動に変換して、摩擦パッドの押圧部材に押圧力を発生させることにより、摩擦パッドがディスクロータに押し付けられ、制動が行われる電気式ディスクブレーキ（特許文献１）。
２．遊星ローラねじ機構を使用した直動アクチュエータ（特許文献２）。
３．モータのｄ軸およびｑ軸電流の制御法（特許文献３）。
特開２００３－３４３６２０号公報 特開２００６－１９４３５６号公報 特開平３－１６９２９１号公報
　前記１，２のような電動ブレーキ装置において、応答性を向上させるためには、電動モータの弱め磁束制御が有効であるが、課題として、弱め磁束制御を頻繁に使用すると、消費電力の増加に繋がる可能性がある。
　前記３の文献に記載のように、電動モータ単体としてのｄ軸、ｑ軸電流値はモータの負荷状況や電源仕様によって決定されるが、例えば、電動モータを電動ブレーキ装置に組み込んで使用する場合、緊急ブレーキの際には高速応答が求められる一方、通常の緩やかな制動を行う際には消費電力の低減が重要になるなど、状況によって電動モータに求められる出力特性は変化する。
　この発明の目的は、消費電力の増加を抑制することができ、応答性を向上させることができる電動ブレーキ装置を提供することである。
　以下、本発明について、理解を容易にするために、便宜上実施形態の符号を参照して説明する。
　この発明の電動ブレーキ装置は、ブレーキロータ６と、ブレーキパッド７と、電動モータ２と、この電動モータ２の回転運動を直線運動に変換して前記ブレーキパッド７に伝える直動機構４と、前記電動モータ２を制御する制御装置９と、この制御装置９にブレーキ力の指令値を与えるブレーキ指令手段４０とを備えた電動ブレーキ装置であって、
　前記制御装置９は、
　緊急制動要求を検出する緊急制動検出手段４１と、
　定常状態で制動する定常状態制御部４６と、
　前記緊急制動検出手段４１が緊急制動要求を検出したとき、弱め磁束制御を行う弱め磁束制御部４２とを備える。
　前記ブレーキ力の指令値として、例えば、ブレーキペダル３２のストローク量を用いても良い。
　この構成によると、制御装置９は、ブレーキ指令手段４０のブレーキ力の指令値の増加により、所定のクリアランスを設けた状態で待機していたブレーキパッド７をブレーキロータ６に押し付けるよう、電動モータ２を駆動制御する。制御装置９の弱め磁束制御部４２は、緊急制動検出手段４１が緊急制動要求を検出したとき、例えば、電動モータ２にｄ軸電流を印加して弱め磁束制御を行い、電動モータ２の回転数を増加させてブレーキ力の指令値への追従性を高める。
　一般に、出力を重視する場合と効率を重視する場合とで、適切なｄ軸、ｑ軸電流の値は異なる。特にロータ表面に永久磁石を配置する電動モータの場合、ｄ軸電流によるトルクは発生せずに、ｄ軸電流の銅損は全て損失となるため、効率を重視する場合はｄ軸電流の値をゼロとすることが好ましい。
　この発明では、緊急制動検出手段４１が緊急制動要求を検出した場合においてのみ最大出力となるようモータ電流を制御し、応答性を向上させることができる。緊急制動要求を検出しない場合は、極力効率的な電流条件でモータ電流を制御することで、定常時の消費電力を低減することができる。
　前記ブレーキ力を推定するブレーキ力推定手段４３を設け、前記ブレーキ指令手段４０からの入力値、前記入力値の微分値、前記ブレーキ指令手段４０からの入力値と前記ブレーキ力推定手段４３で推定されるブレーキ力推定値との偏差、前記偏差の微分値、のうち少なくとも一つ以上の値に閾値を設定し、
　前記緊急制動検出手段４１は、前記値とその閾値との比較から緊急制動要求を検出するものとしても良い。前記閾値は、例えば、実車試験やシミュレーション等により設定される。
　この場合、弱め磁束制御部４２は、例えば、ブレーキ指令手段４０からの入力値の微分値が閾値を超えたとき、電動モータ２にｄ軸電流を印加して弱め磁束制御を行い、電動モータ２の回転数を増加させてブレーキ力の指令値への追従性を高める。前記微分値を用いる場合、例えば、ブレーキペダル３２を踏む力が足りなくても、緊急制動要求時には強いブレーキ力を発揮するような補償動作が可能である。ブレーキ指令手段４０からの入力値そのものに閾値を設ける場合、ノイズ等の影響を受けにくくなるため、構成やロジックが簡易である。
　前記電動ブレーキ装置を搭載する車両４７が、車両外部の障害物との距離を検出する距離検出機能部４９を有し、前記緊急制動検出手段４１は、前記距離検出機能部４９で検出される距離またはその微分値から緊急制動要求を検出するものとしても良い。この場合、例えば、前記車両４７と車両外部の障害物との相対的な距離またはその微分値が一定値以下となった状態で、ブレーキ指令手段４０が制御装置にブレーキ力の指令値を与えると、緊急制動検出手段４１は、緊急制動状態と判断し得る。
　前記弱め磁束制御部４２は、緊急制動要求を検出したとき緊急制動状態のレベルを推定する緊急制動状態レベル推定部４２ａと、この緊急制動状態レベル推定部４２ａで推定される緊急制動状態のレベルに応じて、弱め磁束制御におけるｄ軸電流値の上限値を設定する電流制限機能部４２ｂとを有するものとしても良い。このように、緊急制動状態のレベルに応じて、弱め磁束制御におけるｄ軸電流値の上限値を設定することで、電動モータ２の出力を木目細かく制御することができる。
　前記ブレーキ力を推定するブレーキ力推定手段４３を設け、前記制御装置９は、前記ブレーキ指令手段４０からの入力値と前記ブレーキ力推定手段４３で推定されるブレーキ力推定値との偏差が一定以下となったとき、緊急制動要求を解除する緊急制動要求解除手段４４を有するものとしても良い。この場合、緊急制動要求を遅滞なく解除することができるため、定常時の消費電力の低減をより図ることができる。
　前記弱め磁束制御部４２は、前記緊急制動要求を検出したとき、前記電動モータ２に印加する電流の上限値を、前記緊急制動要求を不検出の定常状態よりも一時的に大きくするものとしても良い。この場合、緊急制動要求時に定常状態よりも強いブレーキ力を発揮することができ、制動距離を短縮することができる。
　前記電動モータ２を駆動する電源の電力の残量を測定する電源監視機能部５０を設け、前記弱め磁束制御部４２は、前記電源監視機能部５０で測定される電力の残量が閾値以下となったとき、弱め磁束制御におけるｄ軸電流値を制限するものとしても良い。電源３６の電力の残量が閾値以下となるいわゆる電源３６の消耗時に、弱め磁束制御におけるｄ軸電流値を制限することで、電源がさらに消耗することを遅らせることができる。
　前記弱め磁束制御部４２は、前記緊急制動要求が検出されたとき、前記ブレーキ指令手段４０の指令値より大きな値を緊急制動要求時の指令値とするものとしても良い。このように緊急制動要求時に、ブレーキ指令手段４０の指令値を嵩上げすることで、定常状態よりも強いブレーキ力を楽に発揮することができる。
　前記電動モータ２が表面磁石ブラシレスＤＣモータであっても良い。また、前記電動モータ２が埋込磁石型モータであっても良い。
　請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成のどのような組合せも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の２つ以上のどのような組合せも、本発明に含まれる。
　本発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、本発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。本発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の符号は、同一または相当する部分を示す。
この発明の第１の実施形態に係る電動ブレーキ装置の断面図である。 同電動ブレーキ装置の減速機構等の拡大断面図である。 同電動ブレーキ装置の制御系のブロック図である。 同電動ブレーキ装置を車両に搭載した例を概略示す図である。 同電動ブレーキ装置における弱め磁束制御の概要を示す図である。 同電動ブレーキ装置の制御方法を段階的に示すフローチャートである。 この発明の他の実施形態に係る電動ブレーキ装置を車両に搭載した例を概略示す図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る電動ブレーキ装置の制御系のブロック図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る電動ブレーキ装置の制御系のブロック図である。
　この発明の第１の実施形態に係る電動ブレーキ装置を図１ないし図６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、ハウジング１と、電動モータ２と、この電動モータ２の回転を減速する減速機構３と、直動機構４と、ロック機構５と、ブレーキロータ６と、ブレーキパッド７と、制御装置９（図３）とを有する。ハウジング１の開口端に、径方向外方に延びるベースプレート８が設けられ、このベースプレート８に電動モータ２が支持されている。ハウジング１内には、電動モータ２の出力によりブレーキロータ６、この例ではディスクロータ６に対して制動力を負荷する直動機構４が組み込まれている。ハウジング１の開口端およびベースプレート８の外側面は、カバー１０によって覆われている。
　直動機構４について説明する。直動機構４は、減速機構３から出力される回転運動を直線運動に変換して、ブレーキロータ６に対してブレーキパッド７を当接または離隔させる機構である。この直動機構４は、スライド部材１１と、軸受部材１２と、環状のスラスト板１３と、スラスト軸受１４と、転がり軸受１５，１５と、回転軸１６と、キャリア１７と、すべり軸受１８，１９とを有する。ハウジング１の内周面に、円筒状のスライド部材１１が、回り止めされ且つ軸方向に移動自在に支持されている。スライド部材１１の内周面には、径方向内方に所定距離突出し螺旋状に形成された螺旋突起１１ａが設けられている。この螺旋突起１１ａに、後述する複数の遊星ローラ２０が噛合している。
　ハウジング１内におけるスライド部材１１の軸方向一端側に、軸受部材１２が設けられている。この軸受部材１２は、径方向外方に延びるフランジ部と、ボス部とを有する。ボス部内に転がり軸受１５，１５が嵌合され、これら各軸受１５，１５の内輪内径面に回転軸１６が嵌合されている。よって回転軸１６は、軸受部材１２に軸受１５，１５を介して回転自在に支持される。
　スライド部材１１の内周には、前記回転軸１６を中心に回転可能なキャリア１７が設けられている。キャリア１７は、軸方向に互いに対向して配置されるディスク１７ａ，１７ｂを有する。軸受部材１２に近いディスク１７ｂをインナ側ディスク１７ｂといい、ディスク１７ａをアウタ側ディスク１７ａという場合がある。一方のディスク１７ａのうち、他方のディスク１７ｂに臨む側面には、この側面における外周縁部から軸方向に突出する間隔調整部材１７ｃが設けられる。この間隔調整部材１７ｃは、複数の遊星ローラ２０の間隔を調整するため、円周方向に間隔を空けて複数配設されている。これら間隔調整部材１７ｃにより、両ディスク１７ａ，１７ｂが一体に設けられる。
　インナ側ディスク１７ｂは、回転軸１６との間に嵌合されたすべり軸受１８により、回転自在に、且つ、軸方向に移動自在に支持されている。アウタ側ディスク１７ａには、中心部に軸挿入孔が形成され、この軸挿入孔にすべり軸受１９が嵌合されている。アウタ側ディスク１７ａは、すべり軸受１９により回転軸１６に回転自在に支持される。回転軸１６の端部には、スラスト荷重を受けるワッシャが嵌合され、このワッシャの抜け止め用の止め輪が設けられる。
　キャリア１７には、複数のローラ軸２１が周方向に間隔を空けて設けられている。各ローラ軸２１の両端部が、ディスク１７ａ，１７ｂにわたって支持されている。すなわちディスク１７ａ，１７ｂには、それぞれ長孔から成る軸挿入孔が複数形成され、各軸挿入孔に各ローラ軸２１の両端部が挿入されてこれらローラ軸２１が径方向に移動自在に支持される。複数のローラ軸２１には、これらローラ軸２１を径方向内方に付勢する弾性リング２２が掛け渡されている。
　各ローラ軸２１に、遊星ローラ２０が回転自在に支持され、各遊星ローラ２０は、回転軸１６の外周面と、スライド部材１１の内周面との間に介在される。複数のローラ軸２１に渡って掛け渡された弾性リング２２の付勢力により、各遊星ローラ２０が回転軸１６の外周面に押し付けられる。回転軸１６が回転することで、この回転軸１６の外周面に接触する各遊星ローラ２０が接触摩擦により回転する。遊星ローラ２０の外周面には、前記スライド部材１１の螺旋突起１１ａに噛合する螺旋溝が形成されている。
　キャリア１７のインナ側ディスク１７ｂと、遊星ローラ２０の軸方向一端部との間には、ワッシャおよびスラスト軸受（いずれも図示せず）が介在されている。ハウジング１内において、インナ側ディスク１７ｂと軸受部材１２との間には、環状のスラスト板１３およびスラスト軸受１４が設けられている。
　減速機構３について説明する。図２に示すように、減速機構３は、電動モータ２の回転を、回転軸１６に固定された出力ギヤ２３に減速して伝える機構であり、複数のギヤ列を含む。この例では、減速機構３は、電動モータ２のロータ軸２ａに取付けられた入力ギヤ２４の回転を、ギヤ列２５，２６，２７により順次減速して、回転軸１６の端部に固定された出力ギヤ２３に伝達可能としている。
　ロック機構５について説明する。ロック機構５は、直動機構４の制動力弛み動作を阻止するロック状態と許容するアンロック状態とにわたって切換え可能に構成されている。前記減速機構３に、ロック機構５が設けられている。ロック機構５は、ケーシング（図示せず）と、ロックピン２９と、このロックピン２９をアンロック状態に付勢する付勢手段（図示せず）と、ロックピン２９を切換え駆動するアクチュエータであるリニアソレノイド３０とを有する。前記ケーシングは、ベースプレート８に支持され、このベースプレート８には、ロックピン２９の進退を許すピン孔が形成されている。
　ロック状態は、ロックピン２９を、リニアソレノイド３０により進出させて、ギヤ列２６における出力側の中間ギヤ２８に形成された係止孔（図示せず）に係合させ、中間ギヤ２８の回転を禁止することで達成される。一方、リニアソレノイド３０をオフにして、前記付勢手段による付勢力により、ロックピン２９を前記ケーシング内に収納させて前記係止孔から離脱させ、中間ギヤ２８の回転を許可することで、ロック機構５をアンロック状態にする。
　図３は、この電動ブレーキ装置の制御系のブロック図である。図３に示すように、この電動ブレーキ装置を搭載する車両には、車両全般を制御する電気制御ユニットであるＥＣＵ３１が設けられている。ＥＣＵ３１は、ブレーキペダル３２と、このブレーキペダル３２の動作量（ストローク量）に応じて変化するストロークセンサ３２ａとを含むブレーキ指令手段４０の出力に応じて減速指令を生成する。ＥＣＵ３１にインバータ装置３３が接続され、インバータ装置３３は、各電動モータ２に対して設けられたパワー回路部３４と、パワー回路部３４を制御するモータコントロール部３５とを有する。
　モータコントロール部３５は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、および電子回路により構成される。モータコントロール部３５は、ＥＣＵ３１から与えられる減速指令に従い、当該減速指令を電流指令に変換して、パワー回路部３４のＰＷＭ制御部３４ａにこの電流指令を与える。またモータコントロール部３５は、電動モータ２に関する各検出値や制御値等の各情報をＥＣＵ３１に出力する機能を有する。
　パワー回路部３４は、電源３６の直流電力を電動モータ２の駆動に用いる３相の交流電力に変換するインバータ３４ｂと、このインバータ３４ｂを制御するＰＷＭ制御部３４ａとを有する。電動モータ２は、例えば、ロータの表面に磁石を設けた表面磁石形のモータ、いわゆるＳＰＭ（ＳＰＭ：Surface Permanent Magnet Motor）であり、３相の同期モータからなる。インバータ３４ｂは、複数の半導体スイッチング素子（図示せず）で構成され、ＰＷＭ制御部３４ａは、入力された電流指令をパルス幅変調し、前記各半導体スイッチング素子にオンオフ指令を与える。
　モータコントロール部３５は、その基本となる制御部としてモータ駆動制御部３７を有している。モータ駆動制御部３７は、上位制御手段であるＥＣＵ３１から与えられるトルク指令による減速指令に従い、当該減速指令を電流指令に変換して、パワー回路部３４のＰＷＭ制御部３４ａにこの電流指令を与える手段である。モータ駆動制御部３７は、インバータ３４ｂから電動モータ２に流しているモータ電流値を電流検出手段３８から得て、電流フィードバック制御を行う。またモータ駆動制御部３７は、電動モータ２のロータの回転角を回転角度センサ３９から得て、ロータ回転角に応じた効率的なモータ駆動が行えるように、ＰＷＭ制御部３４ａに電流指令を与える。
　この実施形態では、前記構成のモータコントロール部３５に、次の、緊急制動検出手段４１と、弱め磁束制御部４２と、ブレーキ力推定手段４３と、緊急制動要求解除手段４４とを設けている。緊急制動検出手段４１は、緊急制動要求を検出する手段であり、判定部４１ａを含む。この例では、緊急制動検出手段４１は、ブレーキ指令手段４０からの入力値の微分値ｄＦＴ／ｄｔに対し閾値を設定し、判定部４１ａにて前記ｄＦＴ／ｄｔが前記閾値を超えたと判定されたとき、緊急制動要求を検出する。モータコントロール部３５にはＲＯＭ等の記憶手段４５が設けられ、この記憶手段４５はインバータ装置内の各部に電気的に接続される。記憶手段４５に前記閾値が書き換え可能に記憶される。前記閾値は、例えば、実車試験やシミュレーション等により設定される。
　弱め磁束制御部４２は、緊急制動検出手段４１が緊急制動要求を検出したときに、選択されて、電動モータ２にｄ軸電流を印加して弱め磁束制御を行う。これにより、電動モータ２の回転数を増加させてブレーキ力の指令値への追従性を高め得る。逆に、緊急制動検出手段４１が緊急制動要求を検出しないとき、つまり判定部４１ａにてｄＦＴ／ｄｔが閾値を超えていないと判定されると、弱め磁束制御部４２に代わって定常状態制御部４６が選択されて、例えば、定常状態制御部４６は、ｄ軸電流をゼロにする効率的な電流条件でモータ電流を制御する。これにより、定常時の消費電力を低減し得る。
　前記緊急制動要求を検出した緊急制動状態における電動モータ２のｄ軸、ｑ軸電流値は、電動モータ２の回転数とトルクとの関係を設定した回転数－トルク特性マップ等に基づいて決定される。前記記憶手段４５に、緊急制動状態の所望の回転数－トルク特性マップが設定されている。この回転数－トルク特性マップは、実車試験やシミュレーション等により設定される。
　ブレーキ力推定手段４３は、例えば、電流検出手段３８で検出される電流値から実際のブレーキ力（「実ブレーキ力」）を推定する。記憶手段４５には、電動モータ２に流れる電流値と実ブレーキ力との関係が設定された関係設定手段が格納され、ブレーキ力推定手段４３は、検出される電流値を前記関係設定手段に照らして実ブレーキ力を推定する。
　緊急制動要求解除手段４４は、ブレーキ指令手段４０からの入力値と、ブレーキ力推定手段４３で推定されるブレーキ力推定値との偏差が一定以下となったとき、緊急制動要求を解除する。ブレーキ指令手段４０からの入力値と、ブレーキ力推定値との偏差が一定以下となったとき、緊急ブレーキではなく一般的な減速とみなせるからである。これにより、弱め磁束制御部４２から定常状態制御部４６に切換えられて、その後、この定常状態制御部４６によりモータ電流を制御する。
　図４は、電動ブレーキ装置を四輪車両４７に搭載した例を概略示す図である。図４に示すように、各車輪４８毎に電動モータ２が設けられ、各車輪４８におけるブレーキロータ６（図１）に対応するブレーキパッド７（図１）を押し付けるよう、各電動モータ２が駆動制御される。この実施形態では、ブレーキ指令手段４０として、ブレーキペダル３２と、このブレーキペダル３２のストローク量を測定するストロークセンサ３２ａとを適用する例を示すが、この例に限定されるものではない。他の例については後述する。
　図５は、電動ブレーキ装置における弱め磁束制御の概要を示す図である。図５（ａ）は、ブレーキ力の指令値Ｆｔと実ブレーキ力Ｆｂの推移を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）のブレーキ力の指令値Ｆｔの微分値ｄＦＴ／ｄｔを示し、図５（ｃ）は、電動モータのｄ軸、ｑ軸電流値を示す。図５（ｂ）に示すように、ブレーキ力の指令値Ｆｔの微分値ｄＦＴ／ｄｔが閾値を越えると、図５（ｃ）に示すように、電動モータにｄ軸電流を印加して弱め磁束制御を行い、前記電動モータの回転数を増加させてブレーキ力の指令値Ｆｔへの追従性を高める。このときｄ軸、ｑ軸電流については、前記回転数－トルク特性マップ（図３）に設定された、電動モータのトルクと回転数の出力特性、および、電動モータに印加する電流の上限値等により予め決定される。
　図６は、この電動ブレーキ装置の制御方法を段階的に示すフローチャートである。図３も参照しつつ説明する。車両の運転時に本演算処理が開始され、緊急制動検出手段４１は、ブレーキ力の指令値を取得する（ステップＳ１）。次に、ステップＳ２において、判定部４１ａはｄＦＴ／ｄｔが閾値を超えたか否かを判定する。判定部４１ａにてｄＦＴ／ｄｔが閾値を超えていないと判定されると（ステップＳ２：ｎｏ）、定常状態制御部４６により、ｑ軸電流のみでモータ電流を制御するべく、ｄ軸電流をゼロにする（ステップＳ３）。その後、ステップＳ７に移行する。
　判定部４１ａにてｄＦＴ／ｄｔが閾値を超えたと判定されると（ステップＳ２：ｙｅｓ）、弱め磁束制御部４２により、前記回転数－トルク特性マップから所望のモータ回転数ωが取得される（ステップＳ４）。次に、弱め磁束制御部４２は、電動モータ２の出力を最大とするｄ軸、ｑ軸電流を決定し（ステップＳ５）、緊急制動時のブレーキ指令値Ｆｔ´を設定する（ステップＳ６）。この緊急制動時のブレーキ指令値Ｆｔ´は、ブレーキ指令手段４０の指令値Ｆｔより大きな値である。次に、前記緊急制動時のブレーキ指令値Ｆｔ´が電流指令に変換されて、ステップＳ７において、モータ駆動制御部３７は、ＰＷＭ制御部３４ａに電流指令を与える。その後本演算処理を終了する。
　以上説明した電動ブレーキ装置によると、制御装置９は、ブレーキ指令手段４０のブレーキ力の指令値の増加により、所定のクリアランスを設けた状態で待機していたブレーキパッド７をブレーキロータ６に押し付けるよう、電動モータ２を駆動制御する。制御装置９の弱め磁束制御部４２は、緊急制動検出手段４１が緊急制動要求を検出したとき、電動モータ２にｄ軸電流を印加して弱め磁束制御を行い、電動モータ２の回転数を増加させてブレーキ力の指令値への追従性を高める。
　一般に、出力を重視する場合と効率を重視する場合とで、適切なｄ軸、ｑ軸電流の値は異なる。特にロータ表面に永久磁石を配置する表面磁石形の電動モータ、いわゆるＳＰＭの場合、ｄ軸電流によるトルクは発生せずに、ｄ軸電流の銅損は全て損失となるため、効率を重視する場合はｄ軸電流の値をゼロにすることが好ましい。この実施形態では、緊急制動検出手段４１が緊急制動要求を検出した場合においてのみ最大出力となるようモータ電流を制御し、応答性を向上させることができる。緊急制動要求を検出しない場合は、定常状態制御部４６により、ｄ軸電流の値をゼロにする効率的な電流条件でモータ電流を制御することで、定常時の消費電力を低減することができる。
　弱め磁束制御部４２は、ブレーキ指令手段４０からの入力値の微分値が閾値を越えたとき、電動モータ２にｄ軸電流を印加して弱め磁束制御を行う。前記微分値を用いる場合、例えば、ブレーキペダルを踏む力が足りなくても、緊急制動要求時には強いブレーキ力を発揮するような補償動作が可能である。緊急制動要求解除手段４４は、ブレーキ指令手段４０からの入力値と、ブレーキ力推定手段４３で推定されるブレーキ力推定値との偏差が一定以下となったとき、緊急制動要求を解除する。このように緊急制動要求を遅滞なく解除することができるため、定常時の消費電力の低減をより図ることができる。
　弱め磁束制御部４２は、緊急制動要求が検出されたとき、ブレーキ指令手段４０の指令値より大きな値を緊急制動要求時の指令値とする。このように緊急制動要求時に、ブレーキ指令手段４０の指令値を嵩上げすることで、定常状態よりも強いブレーキ力を楽に発揮することができる。
　他の実施形態について説明する。以下の説明においては、各形態に先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
　図７は、図４の構成に加えて、車両４７が、車両外部の障害物との距離を検出する距離検出機能部４９を有する他の実施形態を示す。距離検出機能部４９として、例えば、ミリ波レーダや、カメラ等を使用する。この場合、緊急制動検出手段４１（図３）は、距離検出機能部４９で検出される障害物との距離またはその距離の変化の微分値から緊急制動要求を検出する。例えば、車両４７と障害物との相対的な距離またはその距離の変化の微分値が一定値以下となった状態で、ブレーキ指令手段４０が制御装置９にブレーキ力の指令値を与えると、緊急制動状態と判断し得る。
　さらに他の実施形態として、図８に示すように、弱め磁束制御部４２は、緊急制動状態レベル推定部４２ａと、電流制限機能部４２ｂとを有するものとしても良い。緊急制動状態レベル推定部４２ａは、緊急制動要求を検出したとき、緊急制動状態のレベルを推定する。例えば、緊急制動状態レベル推定部４２ａは、ブレーキペダル３２を操作する速度、つまりストロークセンサ３２ａで測定されたストローク量の微分値ｄＦＴ／ｄｔから、緊急制動状態のレベルを推定する。前記微分値ｄＦＴ／ｄｔが、閾値を越え、且つ、この閾値よりも大きくなる程、緊急制動状態のレベルが高いと推定される。
　電流制限機能部４２ｂは、推定される緊急制動状態のレベルに応じて、弱め磁束制御におけるｄ軸電流値の上限値を設定する。例えば、推定される緊急制動状態のレベルが高い程、ｄ軸電流値の上限値を高く設定する。このように、緊急制動状態のレベルに応じて、弱め磁束制御におけるｄ軸電流値の上限値を設定することで、電動モータ２の出力を木目細かく制御することができる。
　さらなる他の実施形態として、図９に概略示すように、例えば、ＥＣＵ３１に、電源３６の電力の残量を測定する電源監視機能部５０を設け、弱め磁束制御部４２（図３）は、電源監視機能部５０で測定される電力の残量が閾値以下となったとき、弱め磁束制御におけるｄ軸電流値を制限するものとしても良い。電源３６の電力の残量が閾値以下となるいわゆる電源の消耗時に、弱め磁束制御におけるｄ軸電流値を制限することで、電源３６がさらに消耗することを遅らせることができる。なお電源監視機能部５０を、ＥＣＵ以外の箇所に設けても良い。
　各実施形態では、ブレーキ指令手段４０からの入力値の微分値と閾値との比較から緊急制動要求を検出しているが、この例に限定されるものではない。ブレーキ指令手段４０からの入力値に対し閾値を設定し、緊急制動検出手段４１は、前記入力値とその閾値との比較から緊急制動要求を検出しても良い。ブレーキ指令手段４０からの入力値とブレーキ力推定手段４３で推定されるブレーキ力推定値との偏差に対して閾値を設定し、緊急制動検出手段４１は、前記偏差とその閾値との比較から緊急制動要求を検出しても良い。また前記偏差の微分値とその閾値との比較から緊急制動要求を検出しても良い。
　弱め磁束制御部４２は、緊急制動要求を検出したとき、電動モータ２に印加する電流の上限値を、前記緊急制動要求を不検出の定常状態よりも一時的に大きくしても良い。この場合、緊急制動要求時に定常状態よりも強いブレーキ力を発揮することができ、制動距離を短縮することができる。実ブレーキ力を制御する方法として、例えば、ブレーキ力を荷重により検出する荷重センサを車両の一部に設け、前記荷重センサで検出される荷重のフィードバック制御を用いても良い。
　電動モータとして、ロータの内部に磁石を埋め込んだＩＰＭ（Interior Permanent Magnet Motor）を使用しても良い。このＩＰＭを使用する場合、リラクタンストルクを含めたトルクを最大化するｄ軸電流値としても良い。この場合、ロータの磁化によるリラクタンストルクと、ロータ内部の磁石の磁化によるトルクとを加味してｄ軸電流値を設定するため、電動モータの出力をより木目細かく制御することができる。電動モータとして、例えば、表面磁石ブラシレスＤＣモータを用いても良い。
　前記各実施形態では、電動ブレーキ装置をディスクブレーキに適用しているが、ディスクブレーキのみに限定されるものではない。電動ブレーキ装置をドラムブレーキに適用しても良い。
　以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる発明の範囲内のものと解釈される。
２…電動モータ
４…直動機構
６…ブレーキロータ
７…ブレーキパッド
９…制御装置
３６…電源
４０…ブレーキ指令手段
４１…緊急制動検出手段
４２…弱め磁束制御部
４２ａ…緊急制動状態レベル推定部
４２ｂ…電流制限機能部
４３…ブレーキ力推定手段
４４…緊急制動要求解除手段
４６…定常状態制御部
４９…距離検出機能部
５０…電源監視機能部

Claims (9)

  1. 　ブレーキロータと、ブレーキパッドと、電動モータと、この電動モータの回転運動を直線運動に変換して前記ブレーキパッドに伝える直動機構と、前記電動モータを制御する制御装置と、この制御装置にブレーキ力の指令値を与えるブレーキ指令手段とを備えた電動ブレーキ装置であって、
    　前記制御装置は、
    　緊急制動要求を検出する緊急制動検出手段と、
    　定常状態で制動する定常状態制御部と、
    　前記緊急制動検出手段が緊急制動要求を検出したとき、弱め磁束制御を行う弱め磁束制御部とを備える電動ブレーキ装置。
  2. 　請求項１記載の電動ブレーキ装置において、前記ブレーキ力を推定するブレーキ力推定手段を設け、前記ブレーキ指令手段からの入力値、前記入力値の微分値、前記ブレーキ指令手段からの入力値と前記ブレーキ力推定手段で推定されるブレーキ力推定値との偏差、前記偏差の微分値、のうち少なくとも一つ以上の値に閾値を設定し、
    　前記緊急制動検出手段は、前記値とその閾値との比較から緊急制動要求を検出する電動ブレーキ装置。
  3. 　請求項１記載の電動ブレーキ装置において、前記電動ブレーキ装置を搭載する車両が、車両外部の障害物との距離を検出する距離検出機能部を有し、前記緊急制動検出手段は、前記距離検出機能部で検出される距離またはその微分値から緊急制動要求を検出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、前記弱め磁束制御部は、緊急制動要求を検出したとき緊急制動状態のレベルを推定する緊急制動状態レベル推定部と、この緊急制動状態レベル推定部で推定される緊急制動状態のレベルに応じて、弱め磁束制御におけるｄ軸電流値の上限値を設定する電流制限機能部とを有する電動ブレーキ装置。
  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、前記ブレーキ力を推定するブレーキ力推定手段を設け、前記制御装置は、前記ブレーキ指令手段からの入力値と前記ブレーキ力推定手段で推定されるブレーキ力推定値との偏差が一定以下となったとき、緊急制動要求を解除する緊急制動要求解除手段を有する電動ブレーキ装置。
  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、前記弱め磁束制御部は、前記緊急制動要求を検出したとき、前記電動モータに印加する電流の上限値を、前記緊急制動要求を不検出の定常状態よりも一時的に大きくする電動ブレーキ装置。
  7. 　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、前記電動モータを駆動する電源の電力の残量を測定する電源監視機能部を設け、前記弱め磁束制御部は、前記電源監視機能部で測定される電力の残量が閾値以下となったとき、弱め磁束制御におけるｄ軸電流値を制限する電動ブレーキ装置。
  8. 　請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の電動ブレーキ装置において、前記弱め磁束制御部は、前記緊急制動要求が検出されたとき、前記ブレーキ指令手段の指令値より大きな値を緊急制動要求時の指令値とする電動ブレーキ装置。
  9. 　請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の電動ブレーキ装置において、前記電動モータが表面磁石ブラシレスＤＣモータである電動ブレーキ装置。
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