WO2016190212A1 - 電動ブレーキ装置 - Google Patents

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WO2016190212A1
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唯 増田
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    • F16D2121/18—Electric or magnetic
    • F16D2121/24—Electric or magnetic using motors

Definitions

  • the present invention relates to an electric brake device, and relates to a technique for improving the durability of the electric brake device.
  • An electric brake device that applies a braking force by pressing a brake pedal to convert a rotary motion of an electric motor into a linear motion via a linear motion mechanism and pressing and contacting a brake pad with a brake disc (Patent Document 1).
  • Electric brake device using a planetary roller screw mechanism (Patent Document 2).
  • Patent Document 3 A technique in which a thermistor is provided at the neutral point terminal of each phase coil in the electric motor, and the average temperature of each phase coil is measured by this thermistor (Patent Document 3). 4).
  • a technique for estimating a coil temperature from voltage, current, and temperature characteristics of copper resistance when the electric motor is in a stopped state Patent Document 4).
  • JP-A-6-327190 JP 2006-194356 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-234964 JP 2004-208453 A
  • a servo motor of a system such as an electric actuator used for an electric brake
  • current may concentrate on a specific coil among a plurality of coils, and heat generation may be biased, and an accurate coil temperature may not be grasped.
  • the heat load is concentrated only on a specific coil due to the concentration of the current, and there is no room for it, and there is a possibility that the durability against heat may be reduced.
  • An object of the present invention is to provide an electric brake device capable of improving durability against heat for an electric motor of the electric brake device.
  • the electric brake device includes a brake rotor 8, a friction member 9 that makes contact with the brake rotor 8, friction member operation means 6 that makes the friction member 9 contact the brake rotor 8, and this friction member operation means 6.
  • An electric brake device comprising: an electric motor 4 for driving the motor; and a control device 2 for controlling a braking force by the electric motor 4.
  • the control device 2 Thermal balance degree estimating means 19 for estimating the balance degree of the calorific values of the plurality of exciting coils 4c in the electric motor 4;
  • the heat balance degree estimating means 19 estimates that the heat generation amount of a specific excitation coil 4c among the plurality of excitation coils 4c is larger than the heat generation amount of the other excitation coils 4c, the heat generation of the specific excitation coil 4c.
  • heat load balancing means 23 for reducing the amount.
  • the excitation coil 4c is, for example, a three-phase coil that forms a magnetic pole for rotation in the electric motor 4.
  • the degree of balance of the heat generation amount is a relative difference in the heat generation amount generated in each excitation coil 4c due to variation in the loss of each excitation coil 4c.
  • the thermal balance degree estimation means 19 estimates the balance degree of the heat generation amounts of the plurality of exciting coils 4c.
  • the heat load balancing means 23 calculates the heat generation amount of the specific excitation coil 4c. Lower.
  • the durability with respect to the heat of the electric motor 4 can be improved. Therefore, for the electric motor 4, it is possible to improve the rated torque or extend the output limit time of the maximum torque.
  • the design requirement for copper loss with respect to torque can be reduced, and the electric motor 4 can be reduced in size and weight.
  • Brake force estimating means Sa for obtaining an estimated value of a braking force generated by pressing the friction member 9 against the brake rotor 8 is provided, and the control device 2 is allowed to follow the brake force with respect to a target braking force.
  • An allowable error setting means 24 for setting an error;
  • the thermal load balancing means 23 has an energization phase in which the absolute value of the current of the specific exciting coil 4c is smaller than the original value within the tolerance range set by the tolerance setting means 24.
  • the brake force may be varied.
  • the allowable error setting means 24 sets a range (allowable error range) in which the electric motor 4 can be operated ignoring the target brake force.
  • the thermal load balancing means 23 is specified by slightly varying the braking force so that the absolute value of the current of the specific exciting coil 4c is smaller than the original value within the allowable error range. The heating value of the exciting coil 4c is reduced.
  • the heat generation amount (thermal load) of each exciting coil 4c can be equalized.
  • the allowable error setting means 24 may change the allowable error so that the allowable error increases as the target braking force or the braking force increases.
  • the thermal load balancing means 23 can easily execute the control to vary the braking force, and the control is performed when the electric motor 4 hardly generates heat and the braking force is low. Fine control can be performed so that it is difficult to execute. This is preferable because unexpected braking force fluctuations are unlikely to occur.
  • the control device 2 includes vehicle speed information acquisition means 26 for acquiring vehicle speed information of a vehicle on which the electric brake device DB is mounted, and the allowable error setting means 24 decreases as the vehicle speed acquired by the vehicle speed information acquisition means 26 decreases.
  • the allowable error may be varied so that the allowable error is increased. In this case, for example, when the vehicle is traveling at a medium to low speed, the tolerance is increased so that the thermal load balancing means 23 can easily execute the control for changing the braking force, and the vehicle is required to perform the braking force control with high accuracy. Can perform fine-grained control so as to reduce the tolerance and make it difficult to execute the control.
  • the thermal balance degree estimation means 19 may estimate the degree of balance of the heat generation amount of each excitation coil 4c from the integrated value of values proportional to the square of the estimated value of the current in each excitation coil 4c.
  • the thermal balance degree estimating means 19 has a value proportional to the square of the estimated value of the current in each exciting coil 4c. From the integrated value, the degree of balance of the heat generation amount of each exciting coil 4c is estimated.
  • the thermal balance degree estimating means 23 may reduce the amount of heat generated by the specific exciting coil 4c.
  • the threshold value is determined by, for example, the result of a test or simulation.
  • FIG. 1 It is a block diagram of the control system of the electric brake device which concerns on embodiment of this invention. It is a figure which shows schematically the electric brake actuator of the same electric brake device. In the same electric brake device, it is a figure showing the relation between the electrical angle phase, the three-phase current, and the loss in one electrical angle cycle. It is a figure which shows the example which derives
  • the electric brake device DB includes an electric brake actuator 1 and a control device 2.
  • the electric brake device DB is mounted on the vehicle. In this case, although not shown, for example, an electric brake device DB is provided for each wheel.
  • the control device 2 is connected to a power supply device 3 and a host ECU 17 that is a host control means of the controller 2. First, the electric brake actuator 1 will be described.
  • the electric brake actuator 1 includes an electric motor 4, a speed reducing mechanism 5 that decelerates the rotation of the electric motor 4, a linear motion mechanism 6 that is a friction member operating means, and a parking brake that is a parking brake.
  • a mechanism 7, a brake rotor 8, and a friction member 9 are included.
  • the electric motor 4, the speed reduction mechanism 5, and the linear motion mechanism 6 are incorporated in, for example, a housing not shown.
  • the electric motor 4 is composed of a three-phase synchronous motor or the like.
  • the speed reduction mechanism 5 is a mechanism that transmits the rotation of the electric motor 4 to the rotary shaft 10 of the linear motion mechanism 6 while reducing the speed, and includes a primary gear 12, an intermediate (secondary) gear 13, and a tertiary gear 11.
  • the speed reduction mechanism 5 decelerates the rotation of the primary gear 12 attached to the rotor shaft 4 a of the electric motor 4 by the intermediate gear 13 and is fixed to the end of the rotation shaft 10. Can be communicated to.
  • the linear motion mechanism 6 which is a friction member operating means, converts the rotational motion output from the speed reduction mechanism 5 into a linear motion of the linear motion portion 14 by the feed screw mechanism and abuts the friction member 9 against the brake rotor 8. Or it is a mechanism which makes it separate.
  • the linear motion part 14 is supported so as to be free of rotation and movable in the axial direction indicated by the arrow A1.
  • a friction member 9 is provided at the outboard side end of the linear motion portion 14.
  • a linear solenoid is applied as the actuator 16 of the parking brake mechanism 7.
  • the locking member (solenoid pin) 15 is advanced by the actuator 16 and locked by being fitted into a locking hole (not shown) formed in the intermediate gear 13, thereby preventing the rotation of the intermediate gear 13. In the parking lock state. By releasing the lock member 15 from the locking hole, the rotation of the intermediate gear 13 is allowed and the unlocked state is established.
  • the control device shown in FIG. 1 will be described.
  • an electric control unit that controls the entire vehicle is applied as the host ECU 17.
  • the host ECU 17 has an integrated control function for each electric brake device DB.
  • a target value (target brake force) such as a brake force is input from the host ECU 17 to the control calculator 18 of the control device 2.
  • the target brake force may be a value corresponding to the brake force, and may be, for example, a value of a brake force sensor or a motor angle at which a desired brake force is generated.
  • the power supply device 3 supplies electric power to the electric motor 4 and the control device 2 in each electric brake device DB.
  • the control device 2 includes a control arithmetic unit 18, an exciting coil temperature balance corrector (described later) 19, which is a thermal balance degree estimating means, a motor driver 20, a current sensor 21, and the like.
  • the control arithmetic unit 18 and the exciting coil temperature balance corrector 19 may be implemented by a processor such as a microcomputer or a hardware module such as an ASIC, FPGA, DSP, for example.
  • the exciting coil temperature balance corrector 19 may include a ROM (Read Only Memory) having a program executed by the processor, and other electronic circuits such as a RAM (Random Access Memory) and a coprocessor (Co-Processor). .
  • the control arithmetic unit 18 includes a basic control unit 22, an energization phase adjustment unit 23 (described later) that is a thermal load balancing unit, and an allowable error setting unit 24 (described later).
  • the basic control unit 22 generates a control signal for the motor driver 20 from the values of the various sensors 25 so as to achieve the control target from the host ECU 17.
  • the motor driver 20 converts the DC power of the power supply device 3 into three-phase AC power used to drive the electric motor 4.
  • the motor driver 20 may constitute, for example, a half bridge circuit or a full bridge circuit using a switch element such as a MOSFET or IGBT.
  • the motor driver 20 may include a pre-driver that instantaneously drives the switch element.
  • the current sensor 21 is a current detection means for obtaining currents flowing through the three-phase exciting coil 4c.
  • the current sensor 21 is one of the various sensors 25.
  • a current sensor of a type that detects a magnetic field generated around the power transmission path may be used, and a voltage drop amount using a shunt resistor and an operational amplifier. May be used, and estimation may be performed based on a characteristic equation of current and voltage of the electric motor 4.
  • the current may be measured for only two of the three phases, and the remaining one phase may be obtained using the characteristic that the sum of the three-phase currents is zero.
  • the electric motor 4 uses, for example, a brushless DC motor.
  • the brushless DC motor is suitable for an electric servo system that achieves both high speed, small size, and high accuracy.
  • the exciting coil 4c of the electric motor 4 may be concentrated winding wound around one tooth or distributed winding extending over a plurality of teeth. Comparing the two, the concentrated winding is suitable for an electric brake device having a limited mounting space because it can be miniaturized, and the distributed winding can have high efficiency and low torque ripple.
  • a brake force sensor Sa As the various sensors 25, a brake force sensor Sa, a rotor angle sensor Sb, a temperature sensor Sc, etc., which are brake force estimation means, can be used.
  • the brake force sensor Sa is a brake force that is actually generated from a detected value obtained by sensing the effect of the electric brake device DB itself or a wheel generated by the operation of the electric brake device DB and the characteristics of the electric brake actuator 1. Any means can be used if it is possible to estimate
  • the brake force sensor Sa may be a load sensor that detects the load of the electric brake actuator 1, for example.
  • a magnetic sensor is used as the load sensor.
  • a load sensor including a magnetic sensor magnetically detects the reaction force of the braking force as an axial displacement amount.
  • the brake force estimation means can estimate the brake force based on the sensor output of the load sensor by presetting the relationship between the reaction force of the brake force and the sensor output by a test or the like.
  • an optical type sensor other than the magnetic type, an eddy current type, or a capacitance type sensor can be applied.
  • the rotor angle sensor Sb for example, a sensor such as a resolver or a magnetic encoder may be mounted on the electric motor 4, and the rotor angle is estimated without using a rotating coil voltage. You may do it.
  • a sensor such as a magnetic encoder
  • the rotor angle can be detected with high accuracy.
  • the rotor angle is estimated without a sensor, it is advantageous for space saving and cost reduction.
  • the temperature sensor Sc is a sensor that estimates the temperature of each exciting coil 4c, and for example, a thermistor or the like is applied.
  • the exciting coil temperature balance corrector 19 is provided in the control device 2, and the energization phase adjusting unit 23 that is a thermal load balancing means and an allowable error setting means 24 are provided in the control calculator 18. Yes.
  • the exciting coil temperature balance corrector 19 estimates the degree of balance of the heat generation amounts of a plurality of (in this example, u, v, w phases) exciting coils 4 c in the electric motor 4 from the value of the current sensor 21 and the like.
  • the heat generation amount of a specific excitation coil 4c among the plurality of excitation coils 4c is larger than the heat generation amounts of other excitation coils 4c and 4c, for example, by comparing with a predetermined threshold.
  • a request signal is output to the energization phase adjustment unit 23 so as to shift the energization phase of the electric motor 4.
  • the exciting coil temperature balance corrector 19 specifically includes a predetermined conversion function stored in a LUT (Look Up Table) implemented by software or hardware, or a software library (Library), or an equivalent thereof.
  • a specific excitation coil 4c is received by receiving a value of the current sensor 21 using a predetermined comparison function or equivalent hardware (hereinafter referred to as an “implementation model”). And a hardware function or a software function on a processor (not shown) that can calculate the degree of balance and output the request signal. ing.
  • the energization phase adjustment unit 23 receives the request signal, rotates the electric motor 4 within the allowable error range set by the allowable error setting means 24, and adjusts the energization phase.
  • the energization phase adjustment unit 23 specifically uses the above-described implementation model to receive a current electrical angle, the request signal, or the like, and to calculate and output an energization phase. It is composed of software functions on a processor (not shown).
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the electrical angle phase, the three-phase current, and the loss in one cycle of the electrical angle in this electric brake device.
  • the upper diagram of FIG. 3 shows a three-phase current
  • the lower diagram shows the ratio of the copper loss of a predetermined phase in the total copper loss, that is, the loss ratio. This loss ratio represents the ease with which the exciting coil 4c of each phase generates heat.
  • phase loss ratio i u 2 / (i u 2 + i v 2 + i w 2 )
  • v-phase loss ratio i v 2 / (i u 2 + i v 2 + i w 2 )
  • w-phase loss ratio i w 2 / (i u 2 + i v 2 + i w 2 )
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of deriving an electric angle range to be adjusted in order to reduce the loss of the exciting coil 4c in this electric brake device.
  • the figure shows an example of deriving the range of the electric angle theta w w-phase in step S9 or the like of FIG. 5 to be described later.
  • FIG. 4 is the same as FIG. 3 with the horizontal axis representing the electrical angle and the vertical axis representing the loss ratio of each phase.
  • the current electrical angle is ⁇ e
  • the updated electrical angle for reducing the w-phase loss is ⁇ w .
  • the absolute value of the allowable error of the braking force generated by setting the electrical angle to ⁇ e ⁇ ⁇ w must be a predetermined value or less. That is, the electrical angle theta w must be within the predetermined range substantially centered on the current of the electrical angle theta e. In other words, the range in which the electric angle of the electric motor 4 can be adjusted must be within the allowable range of the braking force.
  • the allowable error setting means 24 specifically receives the vehicle speed information and the like of the vehicle using the above-described embodiment model, and controls the allowable error (see FIG. It is composed of a hardware circuit or a software function on a processor (not shown) that can set and output a variable electrical angle ⁇ ⁇ (corresponding to a later-described).
  • a range satisfying the condition 2 is given by a range (2) in FIG.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a temperature balancing process of the exciting coil 4c of this electric brake device.
  • the control calculator 18 acquires the current electrical angle ⁇ e ( ⁇ ) ( ⁇ represents a discrete value on the time axis) (step S1), and acquires each phase current I ( ⁇ ).
  • the exciting coil temperature balance corrector 19 calculates the estimated loss P ( ⁇ ) of each phase (step S3). Specifically, when maintaining a certain predetermined braking force, the copper loss of the exciting coil 4c is proportional to the square of the current, and therefore the exciting coil temperature balance corrector 19 uses the square of the current detected by the current sensor 21.
  • the loss of the exciting coil 4c may be estimated from the integrated value of the value proportional to the square of the current. Also, when calculating the phase of the estimated loss P (kappa), or by subtracting the predetermined value P s.
  • the predetermined value P s is determined in advance by results of tests, simulations, and the like.
  • the exciting coil temperature balance corrector 19 calculates a loss ratio R ( ⁇ ) from the calculated estimated loss P ( ⁇ ) of each phase (step S4).
  • a loss ratio R ( ⁇ ) is determined by a result of a test or simulation.
  • the allowable error setting unit 24 determines the allowable braking force with respect to the current target braking force. acceptable acquires error F [delta], energizing the phase adjustment unit 23 obtains the allowable error F fluctuation electrical angle satisfying the [delta] theta [delta] (step S6).
  • the energization phase adjusting unit 23 performs control to vary the braking force when the electric motor 4 generates a large braking force that easily generates heat, and the electric motor 4 does not easily generate heat. It is preferable to make F ⁇ variable so that unexpected braking force fluctuations are unlikely to occur so that it is difficult to execute the control when the value is low.
  • the excitation coil temperature balance corrector 19 obtains the maximum element (specific excitation coil 4c) having the highest thermal load among the u phase, the v phase, and the w phase (step S7).
  • Condition 2 Brake force command (target brake force) Is within the range in which the electric motor 4 can be operated while ignoring “(within a predetermined brake force allowable error range)”.
  • the relationship between the estimated losses of the excitation coils 4c other than the specific excitation coil in this example, the u-phase and v-phase excitation coils 4c
  • the excitation coil temperature The balance corrector 19 obtains the second and third phases with the highest heat load (step S8). Since the same applies to the case where the u and v phase excitation coils 4c and 4c are the highest, the processing corresponding to steps S8 to S14 for the u and v phase excitation coils 4c and 4c is as follows. Illustration is omitted.
  • step S8: no When the second highest heat load phase is the u phase (step S8: no) and the v phase (step S8: yes), the electrical angle ⁇ w that satisfies all the above-described conditions 1, 2, and 3 is satisfied. Is determined (steps S9 and S10). At this time, by including the condition 3, the condition may not be compatible (step S11: no). In this case, the exciting coil temperature balance corrector 19 can obtain the updated electrical angle from the conditions 1 and 2 (step S12). Thereafter, the process proceeds to step S14.
  • step S11 If an electrical angle theta w satisfying all of the conditions 1, 2 and 3 is present (step S11: yes), the excitation coil temperature equalization corrector 19, the loss ratio i w 2 ( ⁇ w) is minimum electrical angle theta w Is determined (step S13). Thereafter, the energization phase adjustment unit 23 corrects the target brake force so that the electrical angle ⁇ w ⁇ the electrical angle ⁇ e (step S14), and controls the brake force (step S15). Thereafter, this process is terminated.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an operation example in which the control of the electric brake device is performed.
  • the control arithmetic unit 18 is follow-up control of the braking force F b with respect to the target braking force F r.
  • the energization phase adjusting unit 23 performs the time t1 (t1 is, for example, several milliseconds to several tens of milliseconds) within the allowable error range.
  • the brake force is slightly changed.
  • FIG. 6 (b) the motor phase current that is continuously applied is changed, and as shown in FIG. 6 (c), the heat generation amount of the specific excitation coil 4c is lowered, and the excitation coil 4c.
  • the heat load can be equalized.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an operation example in which control of the electric brake device of the conventional example is performed.
  • the brake force F b is controlled to follow the target brake force F r , but by maintaining the predetermined brake force F b , FIG. ),
  • the motor phase current continues to be applied constantly.
  • the emitted-heat amount of a specific exciting coil ie, the integrated value of coil copper loss, tends to increase.
  • the excitation coil temperature balance corrector 19 of the electric brake device DB estimates the degree of balance of the heat generation amounts of the plurality of excitation coils 4c.
  • the excitation coil temperature balance corrector 19 estimates that the heat generation amount of the specific excitation coil 4c is larger than the heat generation amount of the other excitation coils 4c, the energization phase adjustment unit 23 generates the heat generation amount of the specific excitation coil 4c. Lower. Thereby, the durability with respect to the heat of the electric motor 4 can be improved. Therefore, for the electric motor 4, it is possible to improve the rated torque or extend the output limit time of the maximum torque. In addition, the design requirement for copper loss with respect to torque can be reduced, and the electric motor 4 can be reduced in size and weight.
  • the permissible error setting means 24 varies the permissible error so that the permissible error increases as the target braking force or the braking force increases.
  • the energization phase adjustment unit 23 can easily execute the control to vary the braking force, and the control is performed when the electric motor 4 hardly generates heat and the braking force is low. Fine control can be performed so that it is difficult to execute. As a result, unexpected fluctuations in braking force are unlikely to occur, which is preferable without causing the vehicle occupant to feel deterioration in riding comfort.
  • a vehicle speed information acquisition unit 26 that acquires vehicle speed information of a vehicle on which the electric brake device DB is mounted may be provided in the control calculator 18.
  • the vehicle speed information is input to the vehicle speed information acquisition unit 26 via, for example, the host ECU 17.
  • the allowable error estimation unit 24 may change the allowable error so that the allowable error increases as the vehicle speed acquired by the vehicle speed information acquisition unit 26 decreases.
  • the tolerance is increased so that the energization phase adjusting unit 23 can easily execute the control for changing the braking force, and the vehicle is required to perform a high-precision braking force control. Can perform fine-grained control so as to reduce the tolerance and make it difficult to execute the control.
  • the electric motor for example, a DC motor or a stepping motor using a brush or a slip ring may be applied.
  • the linear motion mechanism may be a planetary roller screw, a ball ramp, or the like.
  • the speed reduction mechanism may use a parallel gear, a worm gear, a planetary gear, or the like.
  • a belt or the like can be used as a functionally inexpensive configuration.
  • the various sensors may use sensorless estimation as necessary. In general, in the case of sensorless estimation, although the cost can be reduced compared to that using a sensor, the accuracy is inferior.
  • Control device 4 Electric motor 4c ... Excitation coil 6 ... Linear motion mechanism (friction member operation means) 8 ... Brake rotor 9 ... Friction member 19 ... Excitation coil temperature balance corrector (thermal balance degree estimating means) 23 ... Energization phase adjustment unit (thermal load balancing means) 24 ... Allowable error setting means 26 ... Vehicle speed information acquisition means Sa ... Brake force sensor (brake force estimation means)

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Abstract

電動ブレーキ装置の電動モータについて、熱に対する耐久性の向上を図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、摩擦部材と、この摩擦部材を前記ブレーキロータに接触させる摩擦部材操作手段と、この摩擦部材操作手段を駆動する電動モータ(4)と、電動モータ(4)によりブレーキ力を制御する制御装置(2)とを備える。制御装置(2)は、電動モータ(4)における複数の励磁コイル(4c)の発熱量の均衡度合を推定する熱均衡度合推定手段(19)と、複数の励磁コイル(4c)のうち特定の励磁コイル(4c)の発熱量が、他の励磁コイル(4c)の発熱量より多いと熱均衡度合推定手段(19)で推定されたとき、前記特定の励磁コイル(4c)の発熱量を下げる熱負荷均衡手段(23)とを有する。

Description

電動ブレーキ装置 関連出願
　本出願は、２０１５年５月２２日出願の特願２０１５－１０４２９３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、電動ブレーキ装置に関し、この電動ブレーキ装置の耐久性の向上を図る技術に関する。
　電動モータを用いた電動ブレーキ装置として、以下の技術が提案されている。
　１．ブレーキペダルを踏み込むことで、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、ブレーキパッドをブレーキディスクに押圧接触させて制動力を付加する電動ブレーキ装置（特許文献１）。
　２．遊星ローラねじ機構を使用した電動ブレーキ装置（特許文献２）。
　３．電動モータにおける各相コイルの中性点ターミナルにサーミスタを設け、このサーミスタにより、各相コイルの平均温度を測定する技術（特許文献３）。
　４．電動モータが停止状態にある際の、電圧と電流および銅抵抗の温度特性から、コイル温度を推定する技術（特許文献４）。
特開平６－３２７１９０号公報 特開２００６－１９４３５６号公報 特開平１１－２３４９６４号公報 特開２００４－２０８４５３号公報
　特許文献１，２のような電動ブレーキ装置において、電動モータのコイルに異常が発生するとブレーキ機能が低下する等の恐れがある。この電動モータは車両に対する搭載スペースが非常に限られており、また電動モータのサイズが増加することによる車両のバネ下重量の増加が乗員の乗り心地の悪化を招く問題がある。このため、モータコイルを太くするなどして銅損を下げて発熱量を下げる設計は困難となる場合がある。
　上記の事態を回避するために、モータコイルの温度管理が求められる。例えば、特許文献４に示すような、銅の抵抗値の温度依存特性を用いてモータコイル温度を推定する手法や、例えば、特許文献３に示すような、モータコイルにサーミスタ等の感温素子を配置する手法が一般的に用いられる。
　しかしながら、例えば、電動ブレーキに用いる電動式アクチュエータのようなシステムのサーボモータにおいては、複数あるうちの特定のコイルに電流が集中して発熱に偏りが生じ、正確なコイル温度が把握できない場合がある。また、正確にコイル温度が把握できたとしても、前記の電流の集中により特定のコイルのみ熱負荷が集中して余裕がなくなり、熱に対する耐久性が低下する可能性がある。
　この発明の目的は、電動ブレーキ装置の電動モータについて、熱に対する耐久性の向上を図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、この発明について、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８と、このブレーキロータ８に接触させる摩擦部材９と、この摩擦部材９を前記ブレーキロータ８に接触させる摩擦部材操作手段６と、この摩擦部材操作手段６を駆動する電動モータ４と、前記電動モータ４によりブレーキ力を制御する制御装置２とを備える電動ブレーキ装置であって、
　前記制御装置２は、
　前記電動モータ４における複数の励磁コイル４ｃの発熱量の均衡度合を推定する熱均衡度合推定手段１９と、
　前記複数の励磁コイル４ｃのうち特定の励磁コイル４ｃの発熱量が、他の励磁コイル４ｃの発熱量より多いと前記熱均衡度合推定手段１９で推定されたとき、前記特定の励磁コイル４ｃの発熱量を下げる熱負荷均衡手段２３とを有する。
　前記励磁コイル４ｃは、電動モータ４において回転のための磁極を構成する例えば３相のコイルである。前記発熱量の均衡度合とは、各励磁コイル４ｃの損失がばらつくことに起因する、各励磁コイル４ｃに生じる発熱量の相対的な差である。
　この構成によると、ブレーキ力を一定に保持する場合、各モータ相電流は常に一定に印加され続ける。このため、各励磁コイル４ｃの損失がばらつき、各励磁コイル４ｃに発熱量の差が生じる。そこで熱均衡度合推定手段１９は、複数の励磁コイル４ｃの発熱量の均衡度合を推定する。熱負荷均衡手段２３は、熱均衡度合推定手段１９により特定の励磁コイル４ｃの発熱量が他の励磁コイル４ｃの発熱量よりも多いと推定されたとき、前記特定の励磁コイル４ｃの発熱量を下げる。これにより、電動モータ４の熱に対する耐久性の向上を図ることができる。したがって、電動モータ４につき、定格トルクの向上または最大トルクの出力限界時間の延長を行うことが可能となる。また、トルクに対する銅損の設計要件を引き下げ、電動モータ４の小型・軽量化を図ることが可能となる。
　前記摩擦部材９を前記ブレーキロータ８に押し付けることにより発生するブレーキ力の推定値を求めるブレーキ力推定手段Ｓａを備え、前記制御装置２は、目標ブレーキ力に対して前記ブレーキ力を追従制御する許容誤差を設定する許容誤差設定手段２４を有し、
　前記熱負荷均衡手段２３は、前記許容誤差設定手段２４で設定された前記許容誤差の範囲内で、前記特定の励磁コイル４ｃの電流の絶対値が元の値よりも小さくなる通電位相となるよう、前記ブレーキ力を変動させるものとしても良い。
　この場合、許容誤差設定手段２４は、目標ブレーキ力を無視して電動モータ４を動作させて良い範囲（許容誤差の範囲）を設定する。熱負荷均衡手段２３は、この許容誤差の範囲内で、特定の励磁コイル４ｃの電流の絶対値が元の値よりも小さくなる通電位相となるよう、前記ブレーキ力を僅かに変動させることで特定の励磁コイル４ｃの発熱量を下げる。このように目標ブレーキ力に対して許容誤差の範囲内でブレーキ力を僅かに変動させることで、各励磁コイル４ｃの発熱量（熱負荷）を均等化できる。
　前記許容誤差設定手段２４は、前記目標ブレーキ力または前記ブレーキ力が大きくなるほど前記許容誤差が大きくなるよう、前記許容誤差を変動させても良い。この場合、電動モータ４が発熱し易い大きなブレーキ力の場合に、熱負荷均衡手段２３がブレーキ力を変動させる制御を実行し易く、電動モータ４が発熱し難いブレーキ力が低い場合に前記制御を実行し難いように木目細かい制御を行うことができる。これにより、想定外のブレーキ力変動が発生し難いため好適である。
　前記制御装置２は、前記電動ブレーキ装置ＤＢを搭載する車両の車速情報を取得する車速情報取得手段２６を備え、前記許容誤差設定手段２４は、前記車速情報取得手段２６で取得する車速が低くなるほど前記許容誤差が大きくなるよう、前記許容誤差を変動させるようにしても良い。この場合、例えば、車両の中低速走行時に許容誤差を大きくして、熱負荷均衡手段２３がブレーキ力を変動させる制御を実行し易くでき、精度の高いブレーキ力制御が求められる車両の高速走行時は、許容誤差を小さくして前記制御を実行し難いように木目細かい制御を行うことができる。
　前記熱均衡度合推定手段１９は、各励磁コイル４ｃにおける電流の推定値の二乗に比例する値の積算値から、前記各励磁コイル４ｃの発熱量の均衡度合を推定するようにしても良い。ある所定のブレーキ力を維持する場合において、励磁コイル４ｃの銅損は電流の二乗に比例するため、熱均衡度合推定手段１９は、各励磁コイル４ｃにおける電流の推定値の二乗に比例する値の積算値から、各励磁コイル４ｃの発熱量の均衡度合を推定する。
　定められた励磁コイル４ｃにおける前記積算値とその他の励磁コイル４ｃにおける前記積算値の差分、および前記差分の比率のうちいずれか１つまたは両方の値が閾値を超過したと前記熱均衡度合推定手段１９が判断すると、前記熱負荷均衡手段２３は特定の励磁コイル４ｃの発熱量を下げるようにしても良い。前記閾値は、例えば、試験やシミュレーションの結果により定められる。
　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、この発明に含まれる。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、この発明に含まれる。
　この発明は、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、この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。この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。 同電動ブレーキ装置の電動ブレーキアクチュエータを概略示す図である。 同電動ブレーキ装置において、電気角一周期における、電気角位相と三相電流および損失との関係を示す図である。 同電動ブレーキ装置において、励磁コイルの損失低減のため調整すべき電気角の範囲を導出する例を示す図である。 同電動ブレーキ装置の励磁コイルの温度均衡処理を示すフローチャートである。 同電動ブレーキ装置の制御を実施した動作例を示す図である。 従来例の電動ブレーキ装置の制御を実施した動作例を示す図である。
　この発明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、電動ブレーキ装置ＤＢは、電動ブレーキアクチュエータ１と、制御装置２とを有する。電動ブレーキ装置ＤＢは車両に搭載される。この場合、図示しないが、例えば、車輪毎に電動ブレーキ装置ＤＢがそれぞれ設けられる。制御装置２に、電源装置３と、制御装置２の上位制御手段である上位ＥＣＵ１７とが接続されている。先ず、電動ブレーキアクチュエータ１について説明する。
　図２に示すように、電動ブレーキアクチュエータ１は、電動モータ４と、この電動モータ４の回転を減速する減速機構５と、摩擦部材操作手段である直動機構６と、駐車ブレーキであるパーキングブレーキ機構７と、ブレーキロータ８と、摩擦部材９とを有する。電動モータ４、減速機構５、および直動機構６は、例えば、図示外のハウジング等に組み込まれる。電動モータ４は３相の同期モータ等からなる。
　減速機構５は、電動モータ４の回転を、直動機構６の回転軸１０に減速して伝える機構であり、１次歯車１２、中間（２次）歯車１３、および３次歯車１１を含む。この例では、減速機構５は、電動モータ４のロータ軸４ａに取り付けられた１次歯車１２の回転を、中間歯車１３により減速して、回転軸１０の端部に固定された３次歯車１１に伝達可能としている。
　摩擦部材操作手段である直動機構６は、減速機構５で出力される回転運動を送りねじ機構により直動部１４の直線運動に変換して、ブレーキロータ８に対して摩擦部材９を当接または離隔させる機構である。直動部１４は、回り止めされ且つ矢符Ａ１にて表記する軸方向に移動自在に支持されている。直動部１４のアウトボード側端に摩擦部材９が設けられる。減速機構５を介した電動モータ４の回転を直動機構６に伝達することで、回転運動が直線運動に変換され、それが摩擦部材９の押圧力に変換されることにより、直動機構６の軸力であるブレーキ力を発生させる。なお複数の電動モータ装置ＤＢ（図１）を車両に搭載した状態で、車両の外側をアウトボード側といい、車両の中央側をインボード側という。
　パーキングブレーキ機構７のアクチュエータ１６として、例えば、リニアソレノイドが適用される。アクチュエータ１６により、ロック部材（ソレノイドピン）１５を進出させて中間歯車１３に形成された係止孔（図示せず）に嵌まり込ませることで係止し、中間歯車１３の回転を禁止することで、パーキングロック状態にする。ロック部材１５を前記係止孔から離脱させることで中間歯車１３の回転を許容し、アンロック状態にする。
　図１に示す制御装置等について説明する。上位ＥＣＵ１７として、例えば、車両全般を制御する電気制御ユニットが適用される。また上位ＥＣＵ１７は、各電動ブレーキ装置ＤＢの統合制御機能を有する。上位ＥＣＵ１７から例えばブレーキ力等の目標値（目標ブレーキ力）が、制御装置２の制御演算器１８に入力される。前記目標ブレーキ力は、ブレーキ力に相当する値であれば良く、例えば、ブレーキ力センサの値や、所望のブレーキ力が発生するモータ角度であっても良い。
　電源装置３は、各電動ブレーキ装置ＤＢにおける電動モータ４および制御装置２にそれぞれ電力を供給する。制御装置２は、制御演算器１８、熱均衡度合推定手段である励磁コイル温度均衡補正器（後述する）１９、モータドライバ２０、および、電流センサ２１等を有する。制御演算器１８、励磁コイル温度均衡補正器１９は、例えば、マイクロコンピュータ等のプロセッサ、またはＡＳＩＣ，ＦＰＧＡ，ＤＳＰ等のハードウェアモジュールで実装しても良い。また励磁コイル温度均衡補正器１９は、前記プロセッサで実行されるプログラムを有するＲＯＭ（Read Only Memory）、およびＲＡＭ（Random Access Memory）やコプロセッサ（Co-Processor）等の他の電子回路を含み得る。
　制御演算器１８は、基本制御部２２と、熱負荷均衡手段である通電位相調整部２３（後述する）と、許容誤差設定手段２４（後述する）とを有する。基本制御部２２は、各種センサ２５の値から、上位ＥＣＵ１７からの制御目標を達成するよう、モータドライバ２０の制御信号を生成する。モータドライバ２０は、電源装置３の直流電力を電動モータ４の駆動に用いる三相の交流電力に変換する。このモータドライバ２０は、例えば、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴのようなスイッチ素子を用いたハーフブリッジ回路またはフルブリッジ回路等を構成しても良い。またモータドライバ２０は、前記スイッチ素子を瞬時に駆動するようなプリドライバを含んでも良い。
　電流センサ２１は、三相の励磁コイル４ｃに流す電流をそれぞれ求める電流検出手段である。電流センサ２１は、前記各種センサ２５の一つであって、例えば、送電経路の周囲に発生する磁界を検出するタイプの電流センサを用いても良く、シャント抵抗と作動アンプを用いて電圧降下量を検出するタイプの電流センサを用いても良く、電動モータ４の電流と電圧の特性方程式に基づく推定をしても良い。また、三相電流を測定するうえで、例えば、三相のうちいずれか二相のみ電流を計測し、残り一相は三相電流の総和は零となる特性を用いて求めても良い。
　電動モータ４は、ブラシレスＤＣモータを例えば使用する。ブラシレスＤＣモータは、高速、小型、および高精度を両立する電動サーボシステムに好適である。このブラシレスＤＣモータの場合、電動モータ４の励磁コイル４ｃは、一つのティースに集中して巻く集中巻でも良く、複数のティースにまたがる分布巻でも良い。両者を比較すると、集中巻は小型化が可能なことから搭載スペースの限られた電動ブレーキ装置に好適であり、分布巻は高効率および低トルクリプルとすることが可能である。
　各種センサ２５として、ブレーキ力推定手段であるブレーキ力センサＳａ、ロータ角度センサＳｂ、温度センサＳｃ等を用いることができる。ブレーキ力センサＳａは、この電動ブレーキ装置ＤＢの動作により生じる、この電動ブレーキ装置ＤＢ自体または車輪に生じる影響をセンシングした検出値、および電動ブレーキアクチュエータ１の特性から、実際に発生しているブレーキ力を推定できる手段であれば良い。その他、ブレーキ力センサＳａは、例えば、電動ブレーキアクチュエータ１の荷重を検出する荷重センサであっても良い。
　前記荷重センサは、例えば、磁気式のセンサが適用される。図２に示すように、摩擦部材９がブレーキロータ８を押圧するとき、直動部１４にインボード側への反力が作用する。磁気式のセンサからなる荷重センサは、このブレーキ力の反力を軸方向の変位量として磁気的に検出する。ブレーキ力推定手段は、前記ブレーキ力の反力とセンサ出力との関係を試験等で予め設定しておくことにより、荷重センサのセンサ出力に基づいて、ブレーキ力を推定し得る。なお、荷重センサとして、磁気式以外の光学式、渦電流式、または静電容量式のセンサを適用することも可能である。
　図１に示すように、ロータ角度センサＳｂとして、例えば、レゾルバや磁気エンコーダ等のようなセンサを電動モータ４に搭載しても良く、回転中のコイル電圧を用いてロータ角度をいわゆるセンサレスで推定しても良い。磁気エンコーダ等のセンサを用いる場合、高精度にロータ角度を検出することが可能であり、ロータ角度をセンサレスで推定する場合、省スペース化およびコスト低減を図るうえで有利となる。温度センサＳｃは、各励磁コイル４ｃの温度を推定するセンサであって、例えば、サーミスタ等が適用される。
　この実施形態では、特に、制御装置２に励磁コイル温度均衡補正器１９を設け、さらに制御演算器１８に、熱負荷均衡手段である通電位相調整部２３と、許容誤差設定手段２４とを設けている。励磁コイル温度均衡補正器１９は、電流センサ２１の値等から電動モータ４における複数（この例ではｕ，ｖ，ｗ相）の励磁コイル４ｃの発熱量の均衡度合を推定する。この励磁コイル温度均衡補正器１９は、複数の励磁コイル４ｃのうち特定の励磁コイル４ｃの発熱量が、例えば所定の閾値と比較するなどして、他の励磁コイル４ｃ，４ｃの発熱量より多いと推定すると、電動モータ４の通電位相をずらすよう通電位相調整部２３に要求信号を出す。例えば励磁コイル温度均衡補正器１９は、具体的には、ソフトウエアやハードウエアで実現されたＬＵＴ（Look Up Table）、またはソフトウエアのライブラリ（Library）に収められた所定の変換関数やそれに等価のハードウエア等、さらに、所定の比較関数やそれに等価のハードウエア等（以下、「具現化モデル」という。）を用いて、電流センサ２１の値等の入力を受けて、特定の励磁コイル４ｃの発熱量および他の励磁コイル４ｃ，４ｃの発熱量を演算して、上記均衡度合を推定し、上記要求信号を出力しうるハードウエア回路またはプロセッサ（不図示）上のソフトウエア関数で構成されている。
　通電位相調整部２３は、前記要求信号を受けて許容誤差設定手段２４で設定された許容誤差の範囲内で電動モータ４を回転させ、通電位相を調整する。例えば通電位相調整部２３は、具体的には、上記の具現化モデルを用いて、現在の電気角や前記要求信号等の入力を受けて、通電位相を演算して出力しうるハードウエア回路またはプロセッサ（不図示）上のソフトウエア関数で構成されている。
　図３は、この電動ブレーキ装置において、電気角一周期における、電気角位相と三相電流および損失との関係を示す図である。以後、図１も適宜参照しつつ説明する。図３の上図は、三相電流、下図は全銅損中において、所定の相の銅損が占める割合つまり損失比率を示す。この損失比率は、各相の励磁コイル４ｃの発熱のし易さを表す。ｕ相の励磁コイル４ｃの相電流ｉｕ、ｖ相の励磁コイル４ｃの相電流ｉｖ、ｗ相の励磁コイル４ｃの相電流ｉｗとすると、ある電気角において、各相の損失比率は以下のように表される。
　ｕ相の損失比率：ｉｕ ２／（ｉｕ ２＋ｉｖ ２＋ｉｗ ２）
　ｖ相の損失比率：ｉｖ ２／（ｉｕ ２＋ｉｖ ２＋ｉｗ ２）
　ｗ相の損失比率：ｉｗ ２／（ｉｕ ２＋ｉｖ ２＋ｉｗ ２）
　図４は、この電動ブレーキ装置において、励磁コイル４ｃの損失低減のため調整すべき電気角の範囲を導出する例を示す図である。同図は、後述する図５のステップＳ９等におけるｗ相の電気角θｗの範囲の導出例を示す。図４は、横軸が電気角、縦軸が各相の損失比率であり図３と同じ図である。この導出例において、現在の電気角がθｅであり、ｗ相の損失低減のための更新した後の電気角をθｗとする。
　＜条件１＞電気角θｗにおける損失比率ｉｗ ２（θｗ）は、現在の損失比率ｉｗ ２（θｅ）より小さくならなければならない。この条件１を満たす範囲が図４中の範囲（１）にて与えられる。熱負荷を平滑化するために電動モータ４の電気角を調整するが、電気角調整前より電気角調整後の熱負荷が確実に低くなる範囲はどこかが探査される。
　＜条件２＞電気角をθｅ→θｗとすることにより発生するブレーキ力の許容誤差の絶対値は、所定値以下でなければならない。すなわち、電気角θｗは現在の電気角θｅを概ね中心とする所定範囲内でなければならない。換言すれば、電動モータ４の電気角を調整できる範囲は、ブレーキ力の許容誤差の範囲内でなければならない。例えば許容誤差設定手段２４は、具体的には、上記の具現化モデルを用いて、車両の車速情報等の入力を受けて、目標ブレーキ力に対してブレーキ力を追従制御する前記許容誤差（図中の変動電気角θδ（後述）に対応する）を設定して出力しうるハードウエア回路またはプロセッサ（不図示）上のソフトウエア関数で構成されている。条件２を満たす範囲が、図４中の範囲（２）にて与えられる。
　＜条件３＞全体のコイル温度を均衡化するためには、他のｕ，ｖ相の熱負荷の状況を考慮し、熱負荷の高い方の損失が熱負荷の低い方の損失よりも小さくなるようにすると好適と考えられる。すなわち修正後のそれぞれの損失比率ｉｕ ２（θｗ）、ｉｖ ２（θｗ）において、現状の熱負荷とは逆の損失比率関係があれば良い。この条件３を満たす範囲は、図４中の範囲（３）にて与えられる。
　以上の全条件（条件１～条件３）を満たす電気角θｗの範囲が、図４中の最下部に記載の範囲にて与えられる。この範囲内において損失比率ｉｗ ２（θｗ）を最小とする電気角θｗは、図４中の横軸下部に「θｗ」が記載された位置の角度となる。
　図５は、この電動ブレーキ装置の励磁コイル４ｃの温度均衡処理を示すフローチャートである。本処理開始後、制御演算器１８は、現在の電気角θｅ（κ）（κは、時間軸上の離散値を表す）を取得し（ステップＳ１）、各相電流Ｉ（κ）を取得する（ステップＳ２）。次に励磁コイル温度均衡補正器１９は、各相の推定損失Ｐ（κ）を演算する（ステップＳ３）。具体的には、ある所定のブレーキ力を維持する場合において、励磁コイル４ｃの銅損は電流の二乗に比例するため、励磁コイル温度均衡補正器１９は、電流センサ２１で検出される電流の二乗ないし電流の二乗に比例する値の積算値から、励磁コイル４ｃの損失を推定しても良い。また各相の推定損失Ｐ（κ）を演算するとき、所定の値Ｐｓを減算しても良い。前記所定の値Ｐｓは、予め、試験やシミュレーション等の結果により定められる。
　次に、励磁コイル温度均衡補正器１９は、演算した各相の推定損失Ｐ（κ）から損失比率Ｒ（κ）を演算する（ステップＳ４）。前記の推定損失のうち、ある特定の励磁コイル４ｃ（今は、ｕ相、ｖ相、ｗ相のいずれかである）の推定損失が所定の閾値ｒｔｈを上まった場合（ステップＳ５：ｎｏ）、通電位相調整部２３は、後述の、前記特定の励磁コイル４ｃの熱負荷を低減する措置を行う（ステップＳ１４等）。特定の励磁コイル４ｃの推定損失が所定の閾値を上まわらなければ（ステップＳ５：ｙｅｓ）、基本制御部２２による通常のブレーキ力制御を行う（ステップＳ１５）。その後本処理を終了する。ステップＳ５において、前記推定損失の複数の励磁コイル間の差分ないし比率を用いても良い。前記閾値は、試験やシミュレーション等の結果により定められる。
　先述のように、特定の励磁コイル４ｃの推定損失が所定の閾値を上まった場合（ステップＳ５：ｎｏ）、許容誤差設定手段２４は、現在の目標ブレーキ力に対して、許容されるブレーキ力の許容誤差Ｆδを取得し、通電位相調整部２３は、許容誤差Ｆδを満足する変動電気角θδを取得する（ステップＳ６）。このとき許容誤差Ｆδの値については、電動モータ４が発熱し易い大きなブレーキ力の場合において通電位相調整部２３がブレーキ力を変動させる制御を実行し、電動モータ４が発熱し難いブレーキ力が低い場合に前記制御を実行し難いように、Ｆδを可変とすると、想定外のブレーキ力変動が発生し難いため好適である。
　その後、励磁コイル温度均衡補正器１９は、ｕ相、ｖ相、ｗ相のうち、最も熱負荷が高い最大要素（特定の励磁コイル４ｃ）を求める（ステップＳ７）。前述のように、現在の電気角に対して目標電気角を更新するうえで、「条件１：更新後の電気角における銅損が低下すること、条件２：ブレーキ力の指令（目標ブレーキ力）を無視して電動モータ４を動作させて良い範囲内（＝所定のブレーキ力許容誤差範囲内）であること」が条件となる。また、これらの条件に加えて、ステップＳ８～Ｓ１０のように、特定の励磁コイル以外の励磁コイル４ｃ（この例ではｕ相，ｖ相の励磁コイル４ｃ）の推定損失の関係を考慮し、「条件３：推定損失の高い方の励磁コイル４ｃの損失が低くなる」ことを満たすよう補正を行うと好適である。
　具体的には、ｗ相の励磁コイル４ｃの熱負荷がｕ相，ｖ相の励磁コイル４ｃ，４ｃの熱負荷よりも高いとき（今は、この例で説明を行っている）、励磁コイル温度均衡補正器１９は、二番目、三番目に熱負荷が高い相を求める（ステップＳ８）。なお、ｕ，ｖ相の各励磁コイル４ｃ，４ｃが最も高い場合についても基本的に同じであるため、ｕ，ｖ相の各励磁コイル４ｃ，４ｃ用のステップＳ８～ステップＳ１４に相当する処理は図示を省略する。
　二番目に熱負荷が高い相が、ｕ相のとき（ステップＳ８：ｎｏ）、およびｖ相のとき（ステップＳ８：ｙｅｓ）それぞれにつき、前述の条件１，２，３を全て満たす電気角θｗの範囲を決定する（ステップＳ９、１０）。このとき、前記条件３を含めることで、当該の条件が両立しない場合がある（ステップＳ１１：ｎｏ）。この場合、励磁コイル温度均衡補正器１９は、条件１および２から、更新後の電気角を求めることができる（ステップＳ１２）。その後ステップＳ１４に移行する。
　条件１，２，３を全て満たす電気角θｗが存在する場合（ステップＳ１１：ｙｅｓ）、励磁コイル温度均衡補正器１９は、損失比率ｉｗ ２（θｗ）が最小となる電気角θｗを決定する（ステップＳ１３）。その後、通電位相調整部２３は、電気角θｗ→電気角θｅとなるよう目標ブレーキ力を補正し（ステップＳ１４）、ブレーキ力を制御する（ステップＳ１５）。その後本処理を終了する。
　図６は、この電動ブレーキ装置の制御を実施した動作例を示す図である。図６（ａ）に示すように、制御演算器１８は、目標ブレーキ力Ｆｒに対してブレーキ力Ｆｂを追従制御している。電動モータ４が発熱し易い大きなブレーキ力において一定に維持しているとき、通電位相調整部２３は、前記許容誤差の範囲内において時間ｔ１（ｔ１は例えば数ミリ秒～数十ミリ秒）の間、ブレーキ力を僅かに変動させる。これにより、図６（ｂ）に示すように、一定に印加され続けるモータ相電流をそれぞれ変化させ、図６（ｃ）に示すように、特定の励磁コイル４ｃの発熱量を下げ、励磁コイル４ｃの熱負荷を均等化し得る。
　これに対して図７は、従来例の電動ブレーキ装置の制御を実施した動作例を示す図である。この例では、図７（ａ）に示すように、目標ブレーキ力Ｆｒに対してブレーキ力Ｆｂを追従制御しているが、所定のブレーキ力Ｆｂを維持することで、図７（ｂ）に示すように、モータ相電流は一定に印加され続ける。そうすると、図７（ｃ）に示すように、特定の励磁コイルの発熱量つまりコイル銅損の積算値が増加し易い。
　以上説明した電動ブレーキ装置によると、ブレーキ力を一定の保持する場合、モータ相電流は常に一定に印加され続ける。このため、各励磁コイルの損失がばらつき、各励磁コイルに発熱量の差が生じる。そこで本実施形態に係る電動ブレーキ装置ＤＢの励磁コイル温度均衡補正器１９は、複数の励磁コイル４ｃの発熱量の均衡度合を推定する。通電位相調整部２３は、励磁コイル温度均衡補正器１９により特定の励磁コイル４ｃの発熱量が他の励磁コイル４ｃの発熱量よりも多いと推定されたとき、前記特定の励磁コイル４ｃの発熱量を下げる。これにより、電動モータ４の熱に対する耐久性の向上を図ることができる。したがって、電動モータ４につき、定格トルクの向上または最大トルクの出力限界時間の延長を行うことが可能となる。また、トルクに対する銅損の設計要件を引き下げ、電動モータ４の小型・軽量化を図ることが可能となる。
　許容誤差設定手段２４は、目標ブレーキ力またはブレーキ力が大きくなるほど許容誤差が大きくなるよう、前記許容誤差を変動させる。この場合、電動モータ４が発熱し易い大きなブレーキ力の場合に、通電位相調整部２３がブレーキ力を変動させる制御を実行し易く、電動モータ４が発熱し難いブレーキ力が低い場合に前記制御を実行し難いように木目細かい制御を行うことができる。これにより、想定外のブレーキ力変動が発生し難いため、車両の乗員に乗り心地上の悪化を感じさせることなく好適である。
　他の実施形態について説明する。図１に示すように、電動ブレーキ装置ＤＢを搭載する車両の車速情報を取得する車速情報取得手段２６を、例えば、制御演算器１８に設けても良い。前記車速情報は、例えば、上位ＥＣＵ１７を介して、車速情報取得手段２６に入力される。この場合において、許容誤差推定手段２４は、車速情報取得手段２６で取得する車速が低くなるほど許容誤差が大きくなるよう、前記許容誤差を変動させても良い。この場合、例えば、車両の中低速走行時に許容誤差を大きくして、通電位相調整部２３がブレーキ力を変動させる制御を実行し易くでき、精度の高いブレーキ力制御が求められる車両の高速走行時は、許容誤差を小さくして前記制御を実行し難いように木目細かい制御を行うことができる。
　電動モータとして、例えば、ブラシやスリップリング等を用いたＤＣモータやステッピングモータを適用しても良い。直動機構は、遊星ローラねじ、ボールランプ等の機構であっても良い。減速機構は、平行歯車、ウォーム歯車、遊星歯車等を用いても良い。また機能的には安価な構成としてベルト等を用いることもできる。前記各種センサは、必要に応じてセンサレス推定を用いても良い。一般に、センサレス推定の場合、センサを用いたものよりコスト低減を図れるものの精度に劣る。
　以上、図面を参照しながら実施形態に基づいてこの発明を実施するための好適な形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示される。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またはこれと均等の範囲内のものと解釈される。
２…制御装置
４…電動モータ
４ｃ…励磁コイル
６…直動機構（摩擦部材操作手段）
８…ブレーキロータ
９…摩擦部材
１９…励磁コイル温度均衡補正器（熱均衡度合推定手段）
２３…通電位相調整部（熱負荷均衡手段）
２４…許容誤差設定手段
２６…車速情報取得手段
Ｓａ…ブレーキ力センサ（ブレーキ力推定手段）

Claims (6)

  1. 　ブレーキロータと、このブレーキロータに接触させる摩擦部材と、この摩擦部材を前記ブレーキロータに接触させる摩擦部材操作手段と、この摩擦部材操作手段を駆動する電動モータと、前記電動モータによりブレーキ力を制御する制御装置とを備える電動ブレーキ装置であって、
    　前記制御装置は、
    　前記電動モータにおける複数の励磁コイルの発熱量の均衡度合を推定する熱均衡度合推定手段と、
    　前記複数の励磁コイルのうち特定の励磁コイルの発熱量が、他の励磁コイルの発熱量より多いと前記熱均衡度合推定手段で推定されたとき、前記特定の励磁コイルの発熱量を下げる熱負荷均衡手段と、
    　を有する電動ブレーキ装置。
  2. 　請求項１に記載の電動ブレーキ装置において、前記摩擦部材を前記ブレーキロータに押し付けることにより発生するブレーキ力の推定値を求めるブレーキ力推定手段を備え、前記制御装置は、目標ブレーキ力に対して前記ブレーキ力を追従制御する許容誤差を設定する許容誤差設定手段を有し、
    　前記熱負荷均衡手段は、前記許容誤差設定手段で設定された前記許容誤差の範囲内で、前記特定の励磁コイルの電流の絶対値が元の値よりも小さくなる通電位相となるよう、前記ブレーキ力を変動させる電動ブレーキ装置。
  3. 　請求項２に記載の電動ブレーキ装置において、前記許容誤差設定手段は、前記目標ブレーキ力または前記ブレーキ力が大きくなるほど前記許容誤差が大きくなるよう、前記許容誤差を変動させる電動ブレーキ装置。
  4. 　請求項２または請求項３に記載の電動ブレーキ装置において、前記制御装置は、前記電動ブレーキ装置を搭載する車両の車速情報を取得する車速情報取得手段を備え、前記許容誤差設定手段は、前記車速情報取得手段で取得する車速が低くなるほど前記許容誤差が大きくなるよう、前記許容誤差を変動させ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、前記熱均衡度合推定手段は、各励磁コイルにおける電流の推定値の二乗に比例する値の積算値から、前記各励磁コイルの発熱量の均衡度合を推定する電動ブレーキ装置。
  6. 　請求項５に記載の電動ブレーキ装置において、定められた励磁コイルにおける前記積算値とその他の励磁コイルにおける前記積算値の差分、および前記差分の比率のうちいずれか１つまたは両方の値が閾値を超過したと前記熱均衡度合推定手段が判断すると、前記熱負荷均衡手段は特定の励磁コイルの発熱量を下げる電動ブレーキ装置。
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