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WO2014142335A1 - 車両の電動制動装置 - Google Patents

車両の電動制動装置 Download PDF

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Publication number
WO2014142335A1
WO2014142335A1 PCT/JP2014/057143 JP2014057143W WO2014142335A1 WO 2014142335 A1 WO2014142335 A1 WO 2014142335A1 JP 2014057143 W JP2014057143 W JP 2014057143W WO 2014142335 A1 WO2014142335 A1 WO 2014142335A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pressing force
value
bpa
electric motor
fba
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/057143
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
安井 由行
博之 児玉
優介 大塩
Original Assignee
株式会社アドヴィックス
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2013052734A external-priority patent/JP5983476B2/ja
Priority claimed from JP2013052733A external-priority patent/JP5915863B2/ja
Application filed by 株式会社アドヴィックス filed Critical 株式会社アドヴィックス
Priority to US14/776,242 priority Critical patent/US9604622B2/en
Priority to CN201480015960.3A priority patent/CN105050871B/zh
Priority to DE112014001471.0T priority patent/DE112014001471B4/de
Publication of WO2014142335A1 publication Critical patent/WO2014142335A1/ja

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/18Safety devices; Monitoring
    • B60T17/22Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • B60T13/741Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive acting on an ultimate actuator
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/171Detecting parameters used in the regulation; Measuring values used in the regulation

Definitions

  • the present invention relates to an electric braking device for a vehicle.
  • Patent Document 1 describes an electric braking apparatus in which the zero point offset (drift) of a pressing force detection unit that detects a pressing force that presses a friction member against a rotating member is corrected to improve the accuracy of feedback control of the pressing force.
  • drift zero point offset
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 is an electric braking device that includes a pressing force detection unit that detects a pressing force and a position detection unit that detects a displacement of a thrust mechanism. It is described that the abnormality of the pressing force detecting means is detected from the relative relationship with the displacement signal. Specifically, the abnormality detection process of the piston thrust sensor may be performed based on the relationship between the motor position and the piston thrust sensor, which is determined by the elastic deformation amount of the electric caliper mechanism and the elastic deformation amount of the brake pad. Are listed.
  • a friction member for example, a brake pad
  • a rotating member for example, a brake.
  • the force (pressing force) pressed against the disk) is feedback controlled.
  • the characteristic of the above-mentioned pressing force with respect to the position (rotation angle) of the electric motor that is, the characteristic of the rigidity of the entire braking device
  • the sensitivity for detecting the pressing force (the amount of change in the pressing force with respect to the displacement) is sufficiently high in the region where the pressing force is large, but the sensitivity is low in the region where the pressing force is small.
  • the change gradient gcppa at the point A is smaller than the change gradient gcpb at the point B.
  • a position where the braking torque of the electric motor starts to be generated (for example, a position where the brake pad starts to contact the brake disc and an initial position)
  • the pressure detection resolution is high in a region where the vehicle deceleration is small.
  • the braking device As the vehicle deceleration increases, it is desired that the magnitude of the generated deceleration with respect to the amount of braking operation does not vary for each braking operation (that is, the relationship is constant). For this purpose, feedback control with high reliability (that is, based on a pressing force with a small error from the true value) is desired in a region where the vehicle deceleration is large.
  • the magnitude of the generated deceleration with respect to the braking operation amount does not vary for each braking operation as the vehicle deceleration increases (that is, It is desired that the relationship be constant).
  • highly reliable feedback control that is, based on the pressing force with a small error from the true value
  • the energization amount to the electric motor is determined based on the deviation between the target value (control target) of the pressing force and the actual value (detection result of the pressing force detection means). If an error is included in the actual pressing force value, the deviation can be increased unnecessarily, so that the amount of current supplied to the electric motor can be excessive. For example, when the actual pressing force value does not change even though the pressing force target value has changed, the energization amount to the electric motor is increased by the pressing force feedback control.
  • the contact state in the power transmission is switched by the backlash of the mechanical elements (backlash of the speed reducer, clearance of the shaft coupling, etc.) (for example, when a gear speed reducer is employed) In this case, the contact tooth surface is switched).
  • the change of the contact state may cause a state that “the rotation angle Mka of the electric motor changes, but the actual value Fba of the pressing force does not change”. That is, as shown in FIG. 9, an invalid displacement (invalid rotation angle) occurs in the rotation angle Mka of the electric motor over the displacement mkm due to the play (gap) of the machine element, which is unnecessary for the electric motor. Energization is performed.
  • the present invention has been made in order to address the above-described problems, and its object is to provide a high resolution for detecting a pressing force in a region where the vehicle deceleration is small and a highly reliable pushing force in a region where the vehicle deceleration is large.
  • An object of the present invention is to provide an electric braking device capable of executing pressure feedback control.
  • an object of the present invention is to perform highly reliable pressing force feedback control when the pressing force is increased, and when the pressing force is decreased, an invalid displacement (
  • An object of the present invention is to provide an electric braking device that can suppress unnecessary energization of an electric motor due to an invalid rotation angle.
  • the electric braking device for a vehicle includes an operation amount acquisition means (BPA) for acquiring an operation amount (Bpa) of the braking operation member (BP) of the vehicle by the driver, and a transmission member (GSK or the like).
  • BPA operation amount acquisition means
  • GSK transmission member
  • the apparatus is characterized by a pressing force acquisition means (FBA) that acquires a pressing force actual value (Fba) that is an actual value (detected value) of the force with which the friction member (MSB) presses the rotating member (KTB), Position acquisition means (MKA) for acquiring the position (Mka) of the electric motor (MTR), and the control means (CTL) is configured such that the friction member (MSB) is based on the position (Mka).
  • a pressing force estimated value (Fbe) which is an estimated value of the force pressing the rotating member (KTB), is calculated, and based on the operation amount (Bpa), the first contribution (Ka1) with respect to the pressing force actual value (Fba).
  • the actual pressing force value is input to the control means via the analog / digital conversion means. Therefore, the resolution (resolution) of pressing force detection depends on the performance (resolution) of analog / digital conversion (AD conversion).
  • the actual position (rotation angle) of the electric motor used for the calculation of the estimated pressing force is taken into the control means as a digital signal from the Hall IC or the resolver.
  • the output of the electric motor is decelerated by the transmission member and converted into a pressing force. From the above viewpoint, it can be said that the estimated pressing force has higher resolution (resolution) than the actual pressing force.
  • the estimated pressing force is calculated based on the rigidity value (spring constant) of the braking means (brake actuator).
  • This rigidity value varies depending on the wear state of the friction member. For example, if the friction member wears unevenly, the rigidity value becomes low. Therefore, from this point of view, it can be said that the actual pressing force value is more reliable (the error from the true value of the pressing force is smaller) than the estimated pressing force value.
  • the characteristic of the pressing force with respect to the position of the electric motor (that is, the change in the spring constant of the entire braking device) is non-linear and has a “convex downward” shape (see FIG. 7).
  • the detection sensitivity of the pressing force (the amount of change in the pressing force with respect to the displacement) is sufficiently high, so that the actual pressing force value can be used for the pressing force feedback control.
  • the detection sensitivity of the actual pressing force value is low. Therefore, in addition to (or instead of) the pressing force actual value, the estimated pressing force value is used for the pressing force feedback control. It is desirable.
  • the above configuration is based on such knowledge. That is, when the braking operation amount is small, the first contribution is calculated to a relatively small value and the second contribution is calculated to a relatively large value. That is, the estimated value of the pressing force has a greater influence on the pressing force feedback control than the actual pressing force value. As a result, the resolution of detecting the generated pressing force is improved in a region where the pressing force requiring a fine adjustment of the braking torque is small (that is, a region where the braking operation amount is small and the braking torque is small), and the precise pressing force is improved. Pressure feedback control can be performed.
  • the braking operation amount when the braking operation amount is large, the first contribution is calculated to a relatively large value and the second contribution is calculated to a relatively small value. That is, the actual pressing force value has a greater influence on the pressing force feedback control than the estimated pressing force value.
  • the reliability is high (from the true value).
  • the pressing force feedback control can be executed.
  • the electric braking device for a vehicle includes an operation amount acquisition means (BPA) for acquiring an operation amount (Bpa) of the braking operation member (BP) of the vehicle by the driver, and a transmission member (GSK or the like). Then, by transmitting the power of the electric motor (MTR), the friction member (MSB) is pressed against the rotating member (KTB) fixed to the wheel (WHL) of the vehicle, and braking torque is applied to the wheel (WHL). And a control means for calculating a target energization amount (Imt) based on the operation amount (Bpa) and controlling the electric motor (MTR) based on the target energization amount (Imt). (CTL).
  • BPA operation amount acquisition means
  • GSK transmission member
  • the apparatus is characterized by a pressing force acquisition means (FBA) that acquires a pressing force actual value (Fba) that is an actual value (detected value) of the force with which the friction member (MSB) presses the rotating member (KTB), Position acquisition means (MKA) for acquiring the position (Mka) of the electric motor (MTR), and the control means (CTL) is within a predetermined range in which the operation amount (Bpa) includes zero (0 ⁇ In the case of Bpa ⁇ ba3), when the operation amount (Bpa) increases, the target energization amount so as to rotate the electric motor (MTR) in one direction based on at least the actual pressing force value (Fba).
  • FBA pressing force acquisition means
  • Fba pressing force actual value
  • KTB rotating member
  • MKA Position acquisition means
  • CTL control means
  • the target energization amount (Im) is set so that the electric motor (MTR) is rotated in the other direction based only on the position (Mka). ) Lies in that is configured to calculate a.
  • the actual pressing force value is input to the control means via the analog / digital conversion means. Therefore, the resolution (resolution) of pressing force detection depends on the performance (resolution) of analog / digital conversion (AD conversion).
  • the actual position (rotation angle) of the electric motor is taken into the control means as a digital signal from the Hall IC or the resolver.
  • the output of the electric motor is decelerated by the transmission member and converted into a pressing force. From the above viewpoint, it can be said that the pressing force (the pressing force estimation value) obtained based on the position of the electric motor has higher pressing force resolution (resolution) than the pressing force actual value.
  • the estimated pressing force is calculated based on the rigidity value (spring constant) of the braking means (brake actuator).
  • This rigidity value varies depending on the wear state of the friction member. For example, if the friction member wears unevenly, the rigidity value becomes low. Therefore, from this point of view, when the pressing force is increased, the actual pressing force value is more reliable than the estimated pressing force value (the error from the true value of the pressing force is smaller). I can say that.
  • the characteristic of the pressing force with respect to the position of the electric motor (that is, the change in the spring constant of the entire braking device) is non-linear and has a “convex downward” shape (see FIG. 9).
  • the detection sensitivity of the pressing force (the amount of change in the pressing force with respect to the displacement) is sufficiently high, so that the actual pressing force value can be used for the pressing force feedback control.
  • the detection sensitivity of the actual pressing force value is low. Therefore, in addition to (or instead of) the pressing force actual value, the estimated pressing force value is used for the pressing force feedback control. It is desirable. Further, when the pressing force is reduced, the estimated pressing force is calculated as long as the rotation angle of the electric motor is changed even when the invalid displacement (invalid rotation angle) of the electric motor is generated. Continue to decrease.
  • the above configuration is based on such knowledge. That is, when the operation amount increases within a predetermined range including zero, the target energization amount is set so as to rotate the electric motor in one direction based on at least the actual pressing force value. Calculated. Therefore, when the pressing force is increased, the pressing force feedback control with high reliability (small error from the true value) can be executed.
  • the target energization amount is set so that the electric motor is rotated in the other direction based only on the position of the electric motor. Is calculated. Accordingly, when the pressing force is reduced by setting the predetermined range so that the ineffective displacement (invalid rotation angle) of the electric motor is generated within the predetermined range, the ineffective displacement (ineffective As long as the rotation angle of the electric motor is changed even during the rotation angle), the pressing force (the pressing force estimation) compared with the pressing force target value (control target) in the pressing force feedback control Value) continues to decrease. As a result, when the pressing force decreases, unnecessary energization of the electric motor due to the invalid displacement (invalid rotation angle) of the electric motor can be suppressed.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of an electric braking device for a vehicle according to an embodiment of the present invention. It is a functional block diagram for demonstrating the synthetic
  • a vehicle equipped with this electric braking device includes a braking operation member BP, an electronic control unit ECU, a braking means (brake actuator) BRK, a pressing force acquisition means (pressing force sensor) FBA, a position acquisition means ( A rotation angle sensor) MKA and a storage battery BAT are provided.
  • the braking operation member (for example, brake pedal) BP is a member that the driver operates to decelerate the vehicle. Based on the operation amount, the braking means (brake actuator) BRK determines the braking torque of the wheel WHL. The braking force is generated on the wheel WHL.
  • the braking operation member BP is provided with a braking operation amount acquisition means BPA.
  • the operation amount (braking operation amount) Bpa of the braking operation member BP by the driver is acquired (detected) by the braking operation amount acquisition means BPA.
  • a sensor pressure sensor
  • a sensor for detecting the pressure of a master cylinder not shown
  • an operation force of the braking operation member BP and / or a sensor for detecting a displacement amount (a brake pedal depression force sensor, Brake pedal stroke sensor)
  • the braking operation amount Bpa is calculated based on at least one of the master cylinder pressure, the brake pedal depression force, and the brake pedal stroke.
  • the braking operation amount Bpa is input to the electronic control unit ECU.
  • the braking operation amount Bpa is calculated or acquired by another electronic control unit (for example, an electronic control unit for steering control or an electronic control unit for powertrain control), and the calculated value (signal) is transmitted to the communication bus. Via the ECU.
  • control means (control algorithm) CTL for controlling the braking means BRK is programmed, and controls the BRK based on the CTL.
  • the storage battery (battery) BAT is a power source that supplies power to BRK, ECU, and the like.
  • Position acquisition means (for example, angle sensor) MKA detects the position (for example, rotation angle) Mka of the rotor (rotor) of the electric motor MTR which is the power source of BRK.
  • the position acquisition means MKA is provided inside the electric motor MTR.
  • the position Mka is input to the electronic control unit ECU (in particular, the control means CTL).
  • the pressing force acquisition means FBA acquires (detects) the reaction force (reaction) of the force (pressing force) Fba that the pressing member PSN presses the friction member MSB.
  • the pressing force Fba is based on an electrical change (for example, a voltage change) caused by a displacement (that is, a strain) generated when a force is applied, such as a strain gauge. Detected.
  • the pressing force acquisition means FBA is provided between the bolt member BLT and the caliper CPR.
  • the pressing force acquisition means FBA is fixed to the caliper CRP, and the force received by the pressing member PSN from the friction member MSB is acquired as the pressing force Fba.
  • the pressing force Fba is input to the electronic control unit ECU (particularly, the control means CTL) via an analog / digital conversion means (AD conversion means) ADH.
  • the FBA detection signal is an analog value, but is converted into a digital value by the analog / digital conversion means ADH and input to the electronic control unit ECU.
  • the resolution (least significant bit, LSB: Least Significant Bit) of the pressing force Fba is determined by the number of bits of the conversion means ADH.
  • the control means CTL includes a target pressing force calculation block FBT, an indicated energization amount calculation block IST, a combined pressing force calculation block FBX, a determination calculation block HNT, a pressing force feedback control block IPT, and an energization amount adjustment calculation block IMT.
  • the control means (control program) CTL is programmed in the electronic control unit ECU.
  • the target pressing force Fbt of each wheel WHL is calculated based on the braking operation amount Bpa and the preset target pressing force calculation characteristic (calculation map) CHfb.
  • the target pressing force Fbt is a target value of the pressing force that is a force with which the friction member (brake pad) MSB presses the rotating member (brake disc) KTB in the electric braking means BRK.
  • the command energization amount Ist is calculated on the basis of preset calculation characteristics (calculation maps) CHs1 and CHs2 of the command energization amount and the target pressing force Fbt.
  • the command energization amount Ist is a target value of the energization amount to the electric motor MTR for driving the electric motor MTR of the electric braking means BRK and achieving the target pressing force Fbt.
  • the calculation map of Ist is composed of two characteristics CHs1 and CHs2 in consideration of the hysteresis of the electric braking means BRK.
  • the characteristic CHs1 corresponds to the case where the pressing force is increased, and the characteristic CHs2 corresponds to the case where the pressing force is decreased. Therefore, compared with the characteristic CHs2, the characteristic CHs1 is set to output a relatively large command energization amount Ist.
  • the energization amount is a state amount (variable) for controlling the output torque of the electric motor MTR. Since the electric motor MTR outputs a torque substantially proportional to the current, the current target value of the electric motor MTR can be used as the target value of the energization amount. Further, if the supply voltage to the electric motor MTR is increased, the current is increased as a result, so that the supply voltage value can be used as the target energization amount. Furthermore, since the supply voltage value can be adjusted by the duty ratio in pulse width modulation (PWM: Pulse Width Modulation), this duty ratio can be used as the energization amount.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the combined pressing force Fbx is calculated based on the braking operation amount Bpa, the actual position Mka of the electric motor MTR, and the actually generated pressing force (pressing force actual value) Fba.
  • the Specifically, the estimated value Fbe of the pressing force is calculated based on the rotor position (rotation angle) Mka of the electric motor, and the actual pressing force value Fba acquired by the pressing force acquisition unit FBA, and the estimated pressing force value Fbe.
  • the combined pressing force Fbx is calculated in consideration of the respective contribution degrees (coefficients for determining the influence degree) Ka1 and Ke2. That is, the combined pressing force Fbx corresponds to a force (pressing force) for pressing the MSB against the KTB, which is calculated based on two different detection signals (Fba, Mka).
  • the contribution degree (first contribution degree) Ka1 for the actual pressing force value Fba and the contribution degree (second contribution degree) Ke2 for the estimated pressing force value Fbe are calculated based on the braking operation amount Bpa.
  • the first and second contributions Ka1 and Ke2 are coefficients that determine the influence degree (degree of contribution) of Fba and Fbe in the calculation of the combined pressing force Fbx.
  • the first contribution Ka1 increases as the braking operation amount Bpa increases, and the second contribution Ke2 decreases as Bpa increases.
  • the influence degree of the estimated pressing force Fbe calculated based on the position Mka of the electric motor is larger than the influence degree of the actual pressing force value Fba.
  • the influence degree of Fba increases and the influence degree of Fbe decreases.
  • the determination calculation block HNT includes a pressing force determination calculation block (corresponding to pressing force state determination means) FLFB and a position determination calculation block (corresponding to position state determination means) FLMK. In the determination calculation block HNT, it is determined whether or not the signals from the respective acquisition means (detection means) are normal (appropriate).
  • the pressing force determination calculation block FLFB it is determined whether or not the output signal (actual pressing force) Fba from the pressing force acquisition means FBA is normal (appropriate). That is, it is determined whether or not the pressing force acquisition unit FBA is appropriate.
  • the position determination calculation block FLMK it is determined whether or not the output signal (actual position) Mka from the position acquisition means MKA is normal (appropriate). That is, the suitability of the position acquisition means IMA is determined.
  • the determination by FLMK is performed based on a deviation ⁇ Feh between the target pressing force Fbt and the pressing force estimated value Fbe.
  • the deviation ⁇ Feh is less than the predetermined value feh1
  • the first and second contributions Ka1 and Ke2 can be adjusted based on the control flags FLfb and FLmk from the determination calculation block HNT.
  • Fba is not used in the calculation of Fbx
  • Fbx is calculated based only on Fbe.
  • Ka1 is increased and Ke2 is decreased.
  • Fbe is not used in the calculation of Fbx, and Fbx is calculated based only on Fba.
  • the pressing force feedback energization amount Ipt is calculated based on the target pressing force (target value) Fbt and the combined pressing force Fbx.
  • the command energization amount Ist is calculated as a value corresponding to the target pressing force Fbt, but an error (steady error) may occur between the target pressing force Fbt and the pressing force Fbx due to fluctuations in the efficiency of the electric braking means BRK. is there.
  • a target energization amount Imt that is a final target value for the electric motor MTR is calculated.
  • the command energization amount Ist is adjusted by the pressing force feedback energization amount Ipt, and the target energization amount Imt is calculated. Specifically, the feedback energization amount Ipt is added to the command energization amount Ist, and this is calculated as the final target energization amount Imt.
  • the rotation direction of the electric motor MTR (forward rotation direction in which the pressing force increases or reverse rotation direction in which the pressing force decreases) is determined, and the target energization amount Imt.
  • the output (rotational power) of the electric motor MTR is controlled based on the magnitude (absolute value) of.
  • the electric brake means (brake actuator) BRK includes a brake caliper (eg, floating caliper) CPR, a rotating member (eg, brake disc) KTB, a friction member (eg, brake pad) MSB, an electric motor MTR, and a drive means (MTR).
  • brake caliper eg, floating caliper
  • rotating member e.g, brake disc
  • friction member e.g, brake pad
  • MTR drive means
  • the braking means BRK is provided with a known brake caliper CPR and a friction member MSB, similarly to a known braking device.
  • a frictional force is generated, and a braking torque is applied to the wheel WHL to generate a braking force.
  • the brake caliper CPR is a floating caliper and is configured to sandwich a rotating member (brake disc) KTB via two friction members (brake pads) MSB.
  • the pressing member PSN is slid and moved forward or backward toward the rotating member KTB.
  • the pressing member (brake piston) PSN presses the friction member MSB against the rotating member KTB to generate a frictional force.
  • the friction member (for example, a brake pad with a back plate) MSB can be replaced when worn. For this reason, the MSB and PSN are not fixed (not joined together). That is, the friction member (brake pad with back plate) MSB and the pressing member (piston) PSN are separated.
  • the pressing member PSN presses the back plate portion of the friction member MSB, so that the MSB advances toward the rotating member (brake disc) KTB.
  • the braking torque is reduced, the MSB moves backward in the direction away from the KTB due to the reaction force generated due to the rigidity of the entire BRK (CPR rigidity and MSB rigidity).
  • a motor with a brush or a brushless motor is adopted as the electric motor MTR.
  • the forward rotation direction corresponds to the direction in which the pressing member PSN approaches the rotating member KTB (the direction in which the pressing force increases and the braking torque increases)
  • the reverse rotation direction corresponds to the pressing member PSN.
  • the output of the electric motor MTR is determined based on the target energization amount Imt calculated by the control means CTL.
  • the electric motor MTR when the sign of the target energization amount Imt is positive (+: plus) (Imt> 0), the electric motor MTR is driven in the forward rotation direction, and the sign of Imt is negative ( ⁇ : minus). When (Imt ⁇ 0), the electric motor MTR is driven in the reverse direction. Further, the rotational power of the electric motor MTR is determined based on the magnitude (absolute value) of the target energization amount Imt. That is, the larger the absolute value of the target energization amount Imt, the larger the output torque of the electric motor MTR, and the smaller the absolute value of the target energization amount Imt, the smaller the output torque.
  • the drive means (electric circuit for driving the electric motor MTR, drive circuit) DRV controls the energization amount (finally the current value) to the electric motor MTR based on the target energization amount (target value) Imt. Is done.
  • the driving unit DRV includes a bridge circuit using a plurality of switching elements (power transistors such as MOS-FETs and IGBTs). These elements are driven based on the target energization amount Imt of the electric motor, and the output of the electric motor MTR is controlled. Specifically, the rotation direction and output torque of the electric motor MTR are adjusted by switching the energization / non-energization state of the switching element.
  • the output (rotational power) of the electric motor MTR is transmitted to the pressing member PSN in the order of the joint member OLD, the reduction gear GSK, and the rotation / linear motion converter (screw member) NJB. Then, the pressing member (brake piston) PSN is moved forward / backward toward the rotating member (brake disc) KTB. Thereby, the force (pressing force) by which the friction member (brake pad) MSB presses the rotating member KTB is adjusted. Since rotating member KTB is fixed to wheel WHL, a frictional force is generated between friction member MSB and rotating member KTB, and a braking force is generated on wheel WHL.
  • the joint member OLD is a shaft joint for absorbing the eccentricity (shaft misalignment) between the rotating shaft of the electric motor MTR (hereinafter referred to as the motor shaft) and the rotating shaft (input shaft) of the reduction gear GSK. Is adopted.
  • the eccentricity of two shafts (motor shaft and input shaft) with different shaft centers is absorbed by the sliding of the fitting between the disk protrusion (key) and the slider groove (key groove), and the rotational power (Rotational motion) is transmitted.
  • Reducer GSK reduces the rotational speed of the power of electric motor MTR and outputs it to rotation / linear motion converter NJB (specifically, bolt member BLT). That is, the rotational output (torque) of the electric motor MTR is increased according to the reduction ratio of the reduction gear GSK, and the rotational force (torque) of the bolt member BLT is obtained.
  • the reduction gear GSK is configured by a small diameter gear SKH and a large diameter gear DKH. Further, as the reduction gear GSK, not only a gear transmission mechanism but also a winding transmission mechanism such as a belt or a chain, or a friction transmission mechanism can be adopted.
  • Rotation / linear motion converter NJB is a feed screw, and is composed of a bolt member BLT and a nut member NUT.
  • the bolt member BLT is fixed to the output shaft of the reduction gear GSK (for example, the rotation shaft of the large diameter gear DKH). Then, the rotational power of the bolt member BLT is converted into linear power (thrust) via the nut member NUT and transmitted to the pressing member PSN.
  • the screw member NJB is constituted by a trapezoidal screw (sliding screw in which power is transmitted by “sliding”)
  • the nut member NUT is provided with a female screw (inner screw)
  • the bolt member BLT is provided with a male screw. (Outside screw) is provided. Then, the female screw of the nut member NUT and the male screw of the bolt member BLT are screwed together.
  • the rotational power (torque) transmitted from the reduction gear GSK is transmitted as linear power (thrust) of the pressing member PSN via the screw member NJB (male screw and female screw screwed together).
  • a rolling screw such as a ball screw
  • the nut member NUT and the bolt member BLT are provided with a thread groove (ball groove), and the ball (steel ball) is fitted into the thread groove to operate as a rotation / linear motion conversion mechanism.
  • the electric motor drive circuit DRV includes an energization amount acquisition means (for example, a current sensor) IMA that detects an actual energization amount (for example, an electric current that actually flows through the electric motor) Ima.
  • the electric motor MTR is provided with position detection / acquisition means (for example, an angle sensor) MKA that detects an actual position (for example, a rotation angle) Mka of the rotor (rotor).
  • a pressing force acquisition means for example, a pressing force sensor
  • FBA is provided in order to acquire (detect) a force (actual pressing force) Fba that actually presses the rotating member KTB by the friction member MSB.
  • the pressing force acquisition means FBA is fixed to the caliper CRP, and the force received by the pressing member PSN from the friction member MSB is acquired as the pressing force Fba.
  • the pressing force acquisition means FBA directly acquires (detects) the pressing force Fba. Since the specifications of the braking means BRK (for example, GSK gear ratio, NJB lead, etc.) are known, the FBA is the “force” of the movable member existing in the power transmission path from the electric motor MTR to the friction member MSB.
  • the state quantity can be acquired as the actual pressing force value (actual pressing force) Fba.
  • the “state quantity related to the force” is at least one of the output torque of the electric motor MTR, the output torque of the GSK, the thrust of the NJB, the thrust of the PSN, and the pressing force of the MSB.
  • the actual pressing force value Fba can be indirectly obtained (calculated) based on the state quantity (single or plural state quantities) and the specifications of the BRK.
  • the position acquisition means MKA determines the “state quantity related to position” of the movable member existing in the power transmission path from the electric motor MTR to the friction member MSB. Actual position) Can be acquired as Mka.
  • the “state quantity related to the position” is at least one of the position of the electric motor MTR, the position of the GSK, the position of the NJB, the position of the PSN, and the position of the MSB.
  • the position Mka can be indirectly obtained (calculated) based on the quantity (single or plural state quantities) and the BRK specifications (GSK gear ratio, NJB lead, etc.). That is, the MKA can be obtained indirectly as well as directly obtaining the position Mka of the electric motor.
  • the electric braking means BRK As the electric braking means BRK, a configuration of a so-called disc type braking device (disc brake) is illustrated, but the BRK may be a drum type braking device (drum brake).
  • the friction member MSB is a brake shoe
  • the rotating member KTB is a brake drum.
  • the force (pressing force) by which the brake shoe presses the brake drum is controlled by the electric motor MTR.
  • An electric motor MTR that generates torque by rotational motion is shown, but a linear motor that generates force by linear motion may be used.
  • the braking means BRK configured as described above, when the pressing force is reduced, there is a section (invalid displacement section) in which the state where the pressing force does not decrease is generated although the position of the electric motor changes.
  • This invalid displacement is caused by a gap (backlash) of a power transmission member (joint member OLD, reduction gear GSK, etc.) from the electric motor MTR to the pressing force acquisition means FBA.
  • the gap is generated in the power transmission member due to switching of the portion (pressure receiving surface) that receives the reaction of the pressing force.
  • the joint member (Oldham joint) there is a gap between the key (convex portion) and the key groove (concave portion), and in the reduction gear (reduction gear), there is backlash.
  • the combined pressing force calculation block FBX includes a first contribution calculation block KA1, a second contribution calculation block KE2, and a rigidity value calculation block GCP.
  • the first contribution Ka1 is calculated based on the braking operation amount Bpa.
  • the first contribution Ka1 is a coefficient that determines the degree of influence of the actual pressing force value Fba in the calculation of the combined pressing force Fbx.
  • the first contribution Ka1 is calculated based on the braking operation amount Bpa and the calculation characteristic (calculation map) CHka.
  • Bpa is less than the predetermined value ba1
  • Ka1 is calculated as “0”
  • Bpa is equal to or greater than the predetermined value ba1 and less than the predetermined value ba2 (> ba1)
  • Ka1 increases according to the increase in Bpa. It is increased (simple increase) from “0” to “1”.
  • Ka1 is calculated as “1”.
  • Ka1 0, Fba is not used in the calculation of Fbx.
  • the second contribution Ke2 is calculated based on the braking operation amount Bpa.
  • the second contribution degree Ke2 is a coefficient that determines the degree of influence of the pressing force estimated value Fbe (the pressing force estimated based on Mka) in the calculation of the combined pressing force Fbx.
  • the second contribution degree Ke2 is calculated based on the braking operation amount Bpa and the calculation characteristic (calculation map) CHke.
  • Bpa is less than the predetermined value be1
  • Ke2 is calculated as “1”.
  • Bpa is equal to or greater than the predetermined value be1 and less than the predetermined value be2 (> be1)
  • Ke2 increases according to the increase in Bpa. It is decreased (simple decrease) from “1” to “0”.
  • Bpa is equal to or greater than the predetermined value be2
  • Ke2 is calculated as “0”.
  • Fbe is not used in the calculation of Fbx.
  • the stiffness value Gcp is calculated based on the braking operation amount Bpa.
  • the rigidity value Gcp corresponds to the rigidity (spring constant) of the entire braking means. That is, Gcp represents a spring constant as a series spring of the caliper CPR and the friction member MSB.
  • the stiffness value (estimated value) Gcp is calculated based on the braking operation amount Bpa and the stiffness characteristic (calculation map) CHgc.
  • CHgc is a characteristic for estimating the rigidity value Gcp based on Bpa.
  • Gcp When Bpa is less than the predetermined value bg1, Gcp is calculated as the predetermined value gc1, and when Bpa is equal to or larger than the predetermined value bg1 and less than the predetermined value bg2 (> bg1), Gcp is predetermined as Bpa increases. The value is increased (simply increased) from the value gc1 to a predetermined value gc2 (> gc1). When Bpa is equal to or greater than the predetermined value bg2, Gcp is calculated as the predetermined value gc2.
  • the estimated pressing force Fbe is calculated based on the rigidity value Gcp and the position Mka of the electric motor MTR.
  • the estimated pressing force value Fbe is a pressing force estimated from Mka. Specifically, the rigidity value Gcp representing the spring constant of the entire braking means is multiplied by the actual position (rotation angle) Mka of the electric motor MTR to calculate the estimated pressing force Fbe.
  • an actual value component Fbxa that is an Fba component in the combined pressing force Fbx is calculated.
  • an estimated value component Fbxe that is an Fbe component in the combined pressing force Fbx is calculated.
  • the actual pressing force Fba is detected by an element (strain detecting element) that detects “strain (deformation when force is applied)”.
  • an analog signal is transmitted from the strain detection element, and is subjected to analog-digital conversion (AD conversion) and is taken into the electronic control unit ECU. Since Fba is input to the ECU via the analog / digital conversion means ADH, the resolution (resolution) of pressing force detection depends on the performance (resolution) of AD conversion.
  • the actual position (rotation angle) of the electric motor is taken into the ECU as a digital signal from the Hall IC or the resolver. Further, the output of the electric motor is decelerated by GSK or the like and converted into a pressing force.
  • the pressing force estimated value Fbe calculated from the position Mka of the electric motor acquired by the position acquisition means MKA is greater than the pressing force actual value Fba acquired by the pressing force acquisition means FBA.
  • High resolution (resolution) the estimated pressing force Fbe is calculated based on the stiffness (spring constant) Gcp of BRK. Since the stiffness value Gcp varies depending on the wear state of the friction member MSB, the actual pressing force value Fba is more reliable than the estimated pressing force value Fbe (the error from the true value is small).
  • the characteristic of the pressing force Fba with respect to the electric motor position Mka (that is, the change in the spring constant of the entire braking device) is non-linear and has a “convex downward” shape (see FIG. 7).
  • the detection sensitivity of the pressing force Fba (the amount of change in the pressing force with respect to the displacement) is sufficiently high, so that the actual pressing force value Fba can be used for the pressing force feedback control.
  • the estimated pressing force value Fbe is used for the pressing force feedback control in addition to (or instead of) the actual pressing force value Fba. It is desirable.
  • the braking operation amount Bpa when the braking operation amount Bpa is small, the first contribution Ka1 is calculated to a relatively small value, and the second contribution Ke2 is calculated to a relatively large value.
  • the resolution of detecting the pressing force (the least significant bit, LSB: Least (Significant Bit) is improved, and precise pressing force feedback control can be executed.
  • Ka1 is calculated to a relatively large value
  • Ke2 is calculated to a relatively small value
  • the influence degree of the estimated pressing force Fbe estimated from Mka is determined.
  • the influence degree of the actually detected pressing force actual value Fba is increased.
  • the reliability is high (that is, The pressing force feedback control (based on the pressing force with a small error from the true value) can be executed.
  • the first contribution Ka1 can be set to “0 (zero)”.
  • the second contribution degree Ke2 can be set to “0 (zero)”. Therefore, the resolution of the pressing force feedback control in the region where Bpa is small (the braking torque is small) can be improved, and the reliability of the pressing force feedback control in the region where Bpa is large (the braking torque is large) can be improved.
  • the predetermined values ba1 and be1 can be set equal, and the predetermined values ba2 and be2 can be set equal.
  • any one of the first contribution calculation block KA1 and the second contribution calculation block KE2 may be omitted.
  • the characteristics CHka and CHke when Bpa increases (indicated by the solid lines at KA1 and KE2) and the case where Bpa decreases (at KA1 and KE2).
  • the characteristics CHkb and CHkbf (shown by broken lines) can be set separately.
  • the calculation characteristic CHka when Bpa increases can be set larger than the calculation characteristic CHkb when Bpa decreases.
  • the calculation characteristic CHke when Bpa increases can be set smaller than the calculation characteristic CHkf when Bpa decreases.
  • a calculation characteristic CHka when Bpa increases and a calculation characteristic CHkb when Bpa decreases are set separately, and CHkb is a characteristic relatively smaller than CHka.
  • CHka when Bpa is “0” or more and less than a predetermined value ba1, Ka1 is “0”, and when Bpa is more than a predetermined value ba1 and less than a predetermined value ba2 (a value greater than ba1), Bpa is increased.
  • Ka1 is set to “1”, respectively, so that Ka1 simply increases according to the above.
  • Bpa is “0” or more, so that Ka1 is simply “1” when Bpa is greater than or equal to predetermined value ba2, and Ka1 is simply decreased as Bpa decreases when Bpa is greater than or equal to predetermined value ba3 and less than predetermined value ba2.
  • Ka1 is set to “0”.
  • the predetermined value ba3 is a value larger than the predetermined value ba1 and smaller than the predetermined value ba2. For example, in a region where Bpa is larger than ba1 and smaller than ba3, Ka1 is calculated to be larger than “0” when Bpa is increased, but Ka1 is “0” when Bpa is decreased. Is calculated.
  • a calculation characteristic CHke when Bpa increases and a calculation characteristic CHkf when Bpa decreases are set separately, and CHkf is a characteristic that is relatively larger than CHke. It is said.
  • CHke when Bpa is “0” or more and less than a predetermined value be1, Ke2 is “1”, and when Bpa is greater than or equal to a predetermined value be1 and less than a predetermined value be2 (a value greater than be1), Bpa is increased.
  • Ke2 is set to “0” when Bpa is equal to or greater than a predetermined value be2, so that Ke2 simply decreases according to the above.
  • Ke2 when Bpa is equal to or greater than the predetermined value be2, Ke2 is “0”, and when Bpa is equal to or greater than the predetermined value be3 and less than the predetermined value be2, Bpa is “0” or greater so that Ke2 simply increases as Bpa decreases.
  • the value is less than the predetermined value be3, Ke2 is set to “1”.
  • the predetermined value be3 is a value larger than the predetermined value be1 and smaller than the predetermined value be2. For example, in a region where Bpa is larger than be1 and smaller than be3, Ke2 is calculated to be smaller than “1” when Bpa is increased, but Ke2 is “1” when Bpa is decreased. Is calculated.
  • the predetermined values ba3 and be3 are set to values larger than the value fbm corresponding to the friction loss of the electric motor or the like. Further, the predetermined values ba1 and be1 can be set to values smaller than the value fbm. Since the values ba3 and be3 are set larger than the friction loss equivalent value fbm, when Bpa is decreased, Fba is not used in the calculation of Fbx before Bpa reaches fbm. Therefore, Fbx is calculated based only on Fbe. As a result, fluctuations in the energization amount due to invalid displacement can be prevented.
  • the values ba1 and be1 can be set regardless of the friction loss equivalent value fbm, so that the pressing force resolution in a region where Bpa is small is ensured. obtain.
  • the value fbm is calculated as the same physical quantity as the pressing force, but is converted into the same physical quantity as the equivalent value of Bpa based on the specifications (reduction ratio, lead, etc.) of the braking means, and ba3 and be3 are determined.
  • the value fbm corresponding to the friction loss of the electric motor can be calculated and made variable based on characteristics (relationship between Mka and Fba) when the braking operation amount Bpa is reduced. Then, based on the calculated (learned) value fbm, the values ba3 and be3 can be determined. Specifically, when the braking operation amount Bpa is decreased, time series data of the electric motor position Mka and the actual pressing force value Fba are stored. A region where Fba does not change (decrease) even though Mka changes (decreases) is extracted based on the stored time series data, and a value fbm is calculated based on Fba of this region.
  • a predetermined value fbo (a positive sign value) is added to the value fbm, and the values ba3 and be3 can be calculated.
  • the target pressing force Fbt is used instead of the braking operation amount Bpa (X-axis variable).
  • Fbt is calculated based on Bpa, and the control results are Fba and Mka.
  • the predetermined value be3 can be set equal to the predetermined value ba3.
  • the predetermined values ba1 and be1 are equal, the predetermined values ba2 and be2 are equal, and the predetermined values ba3 and be3 are equal.
  • any one of the first contribution calculation block KA1 and the second contribution calculation block KE2 may be omitted.
  • a rigidity characteristic calculation block CHGC is provided in the rigidity value calculation block GCP, and learning of the rigidity calculation characteristic (calculation map) CHgc can be performed.
  • the stiffness calculation characteristic CHgc is a calculation map for calculating a stiffness value (estimated value) Gcp based on the position Mka of the electric motor.
  • the rigidity characteristic calculation block CHGC includes a position change amount calculation block MKH, a pressing force change amount calculation block FBH, an actual stiffness value calculation block GCQ, and an actual stiffness value storage processing block MMR.
  • the past value mka [k] is a value preceding the current value mka [g] by a predetermined time (predetermined value) th0. That is, in the calculation cycle, a predetermined cycle (fixed value) has passed from the past value mka [k] to the current value mka [g].
  • the actual stiffness value (actual value) Gcq is a value corresponding to the caliper CPR and the spring constant of the series spring of the friction member MSB. For this reason, the pressing force change amount (for example, the pressing force time change amount) Fbh is divided by the position change amount (for example, the position time change amount) Mkh to calculate the actual stiffness value Gcq. Since the actual stiffness value Gcq is calculated based on Mkh and Fbh, the influence of Fba error (FBA zero point drift) can be compensated.
  • the characteristics of Gcq with respect to Bpa are continuously stored based on the braking operation amount Bpa and the actual stiffness value Gcq. That is, the actual stiffness value Gcq is sequentially stored in association with the braking operation amount Bpa, and the stored characteristic is output as the stiffness calculation characteristic CHgc. Then, the stiffness value Gcp is estimated based on CHgc. In other words, the actual stiffness value (actual stiffness value) Gcq is stored to form the characteristic CHgc, and the stiffness value Gcp is estimated based on CHgc.
  • the rigidity calculation characteristic CHgc can be learned (stored) every time the driver performs a braking operation. At this time, when the time variation amount dBpa of Bpa is equal to or larger than the predetermined value dbpx, CHgc is not stored, and CHgc can be learned when dBpa is smaller than the predetermined value dbpx.
  • the phase difference between Bpa, Mka, and Fba that is, the time delay of the calculation result Gcq with respect to Bpa
  • CHgc when the electric motor position (rotation angle) Mka increases is not employed, and CHgc when Mka decreases (when MTR is reversed) can be employed. At this time, a limit is imposed on the amount of time change of Mka (that is, the speed of the electric motor), and the MTR can be gently reversed. Thereby, the influence of the phase difference can be compensated.
  • the target pressing force Fbt the actual pressing force value Fba
  • the actual position Mka that is, a value corresponding to the braking operation amount
  • the relationship of the actual stiffness value Gcq to at least one of the adopted Fbt, Fba, and Mka is stored as the stiffness calculation characteristic CHgc.
  • the value fbm corresponding to the torque loss of the electric motor or the like described above can be calculated in the rigidity value calculation block GCP.
  • the actual stiffness value Gcq is calculated based on the position change amount Mkh and the pressing force change amount Fbh.
  • the value fbm can be calculated based on the actual pressing force value Fba when increasing again. Specifically, after Gcp decreases and becomes less than the predetermined value gcpy, the value fbm is determined based on the actual pressing force value when it becomes equal to or greater than the predetermined value gcpz (a value larger than gcpy). The At this time, the value fbm is calculated as the same physical quantity as the pressing force, but is converted into the same physical quantity as the equivalent value of Bpa based on the specifications (reduction ratio, lead, etc.) of the braking means.
  • the Oldham coupling OLD is a joint that transmits rotational power by sliding the fitting between the protrusion (key) of the disk and the groove (key groove) of the slider.
  • the Oldham coupling OLD includes an input disk HBM, a slider (intermediate disk) SLD, and an output disk HBI.
  • the protrusions of the disks HBM and HBI slide along the groove of the slider SLD to absorb the eccentricity of two shafts (motor shaft and input shaft) having different shaft centers, and transmit rotational power (rotational motion). Is done.
  • the input disk HBM is fixed to the output shaft (motor shaft) of the electric motor MTR.
  • a key protrusion
  • the slider SLD is provided with a key groove (depression) so as to engage with the key of the input disk HBM.
  • another key groove is provided perpendicular to the key groove.
  • the output disk HBI is provided with a key (protrusion) so as to engage with the key groove (depression) of the slider SLD, and is fixed to the shaft (input shaft) of the speed reducer GSK (small-diameter gear SKH) on the back side of the surface having the key. Is done. That is, the HBM, SLD, and HBI are meshed so that the protrusion of the input disk HBM and the protrusion of the output disk HBI are perpendicular to each other. In Oldham coupling OLD, the keys of HBM and HBI slide along the keyway of slider SLD, so that the eccentricity between the output shaft (motor shaft) of electric motor MTR and the input shaft of the speed reducer is absorbed.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view of a fitting portion between the input disk HBM and the slider SLD.
  • An invalid displacement in the Oldham coupling OLD is one cause of the occurrence of a state in which “Fba does not decrease even if Mka is reduced” when the pressing force (ie, braking torque) is reduced (the other cause is the back of GSK Rush).
  • FIG. 5 is a time-series diagram when the braking operation amount Bpa is increased from “0 (zero)” (non-braking) and the braking torque applied to the wheel WHL is increased.
  • Fbt is adopted as a value corresponding to Bpa
  • the predetermined value ba1 is equal to the predetermined value be1
  • the predetermined value ba2 is a predetermined value.
  • the case where it is set equal to be2 (> be2) is illustrated (see FIG. 2).
  • Fbt at least one of Bpa, Fba, and Mka is adopted, and each predetermined value may have a relationship of ba1 ⁇ be1 and / or ba2 ⁇ be2.
  • the driver starts operating the braking operation member BP, and the target pressing force Fbt is gradually increased as Bpa increases.
  • Fbt is small (that is, the value corresponding to Bpa is small)
  • the first contribution Ka1 is calculated to be relatively small
  • the second contribution Ke2 is calculated to be relatively large.
  • Ka1 is increased according to the increase in Fbt.
  • Ke2 can be decreased as Fbt increases.
  • the pressing force (actual pressing force actual value) Fba actually acquired by the pressing force acquiring means FBA is multiplied by a coefficient Ka1 to calculate a pressing force actual value component Fbxa of the combined pressing force Fbx.
  • the estimated pressing force Fbe calculated based on the actual position (rotor rotation angle) Mka of the electric motor MTR is multiplied by the coefficient Ke2, and the estimated pressing force component Fbxe of the combined pressing force Fbx is calculated.
  • Fbe is calculated based on the stiffness value (estimated value) Gcp of Mka and BRK.
  • Fbxa and Fbxe are added to calculate a combined pressing force Fbx.
  • the combined pressing force Fbx is calculated based only on the position Mka of the electric motor.
  • the Bpa equivalent value is greater than the predetermined value ba1 and less than the predetermined value ba2
  • the combined pressing force Fbx is equal to the actual pressing force value Fba and the estimated pressing force value Fbe (that is, the position of the electric motor). Is calculated based on Mka).
  • the Bpa equivalent value is equal to or greater than the predetermined value ba2
  • the combined pressing force Fbx is calculated based only on the pressing force actual value Fba.
  • a value corresponding to the braking operation amount Bpa (a value corresponding to Bpa) is calculated based on at least one of the braking operation amount Bpa, the target pressing force Fbt, the pressing force actual value Fba, and the electric motor position Mka. Is done.
  • the actual change in the spring constant of the entire braking device (that is, the change in Fba with respect to Mka) is a nonlinear characteristic of “convex downward” (see FIG. 7). For this reason, in the region where the pressing force Fba is large, the change in the pressing force Fba is large with respect to the change in the position Mka. In the pressing force feedback control, the Fba detection sensitivity condition is satisfied. On the other hand, in the region where the pressing force Fba is small, the change in Fba is small relative to the change in Mka, and the detection sensitivity of Fba is insufficient in the pressing force feedback control.
  • the actual pressing force Fba is output as an analog signal, converted from analog to digital (AD conversion), and input to the electronic control unit ECU. For this reason, the resolution (resolution) of Fba is limited by the resolution of AD conversion (for example, 10 bits).
  • the rotational motion of the electric motor MTR is decelerated by the speed reducer GSK and is finally converted into a pressing force of the friction member MSB.
  • the actual position Mka of the MTR is output as a digital signal.
  • the pressing force estimated value Fbe calculated based on Mka is a signal having higher resolution than Fba.
  • Fbe is an estimated value assuming a BRK spring constant (that is, the stiffness value Gcp)
  • the reliability of the signal is higher for Fba than for Fbe (Fba is more true than Fbe).
  • the error from is small).
  • the second contribution of Fbe is smaller than the first contribution degree Ka1 of Fba. Since the degree Ke2 is set relatively large and the combined pressing force Fbx is mainly determined by Fbe (or only Fbe), the resolution of the pressing force feedback control is improved and precise braking torque control is executed. obtain. Further, as the Bpa increases, the first contribution Ka1 of Fba is increased, the second contribution Ke2 of Fbe is decreased, and the combined pressing force Fbx is calculated based on Fba and Fbe.
  • the first contribution Ka1 of Fba is set to be relatively larger than the second contribution Ke2 of Fbe, and the combined pressing force Fbx is mainly Fba (or Fba). Therefore, the reliability of the pressing force feedback control can be improved.
  • FIG. 6 is a time-series diagram when the braking operation amount Bpa is decreased toward “0 (zero)” (non-braking) and the braking torque applied to the wheel WHL is decreased.
  • Fbt corresponding to a value corresponding to Bpa
  • the predetermined value ba2 is adopted to determine the first and second contributions Ka1 and Ke2
  • the predetermined value ba2 is set equal to the predetermined value be3 ( ⁇ be2 and> be1) is illustrated as being equal to the predetermined value be2 (see FIG. 2).
  • the predetermined value may be ba2 ⁇ be2 and / or ba3 ⁇ be3.
  • the predetermined values ba3 and be3 are set to values larger than the value corresponding to the torque loss fbm (see FIG. 7) in BRK. That is, when Bpa is decreased, the braking operation amount equivalent value (for example, Bpa) reaches the values ba3 and be3 before the invalid displacement mkm starts to occur.
  • the target pressing force Fbt is gradually decreased according to the decrease in Bpa.
  • Fbt is large (that is, a value corresponding to Bpa is large)
  • the first contribution Ka1 is calculated to be relatively large
  • the second contribution Ke2 is calculated to be relatively small.
  • Ka1 is decreased and Ke2 is increased according to the decrease in Fbt.
  • Fbt becomes smaller than the predetermined value ba2 at time t5
  • Ka1 is decreased from “1”
  • Ke2 is increased from “0”.
  • the combined pressing force Fbx is calculated based only on Fba.
  • the combined pressing force Fbx is the actual pressing force value Fba and the estimated pressing force value Fbe (that is, the electric motor position Mka). Is calculated based on When the Bpa equivalent value is equal to or less than the predetermined value ba3, the combined pressing force Fbx is calculated based only on the estimated pressing force value Fbe.
  • a value corresponding to the braking operation amount Bpa (a value corresponding to Bpa) is calculated based on at least one of the braking operation amount Bpa, the target pressing force Fbt, the pressing force actual value Fba, and the electric motor position Mka. Is done.
  • the predetermined value ba3 is set larger than the value corresponding to the value fbm corresponding to the friction loss of the electric motor MTR or the like.
  • the friction loss value fbm of the electric motor MTR or the like is converted into the same physical quantity as the Bpa equivalent value via the specifications of the braking means BRK, and the predetermined value ba3 is set. For this reason, in a region where an invalid displacement (see mkm in FIG. 7) occurs, the pressing force feedback control is performed based only on the estimated pressing force value Fbe.
  • the actual value component Fbxa of the pressing force is set to zero (Fba is not adopted in the calculation of Fbx), and the pressing force is The pressure estimated value component Fbxe is calculated as Fbx.
  • the predetermined values ba3 and be3 can be set in advance as fixed values.
  • Mka and Fba at the time of the past braking operation are stored in association with each other, and the value fbm can be determined by extracting the invalid displacement section mkm based on the stored data.
  • an operation amount acquisition means for acquiring an operation amount (Bpa) of the braking operation member (BP) of the vehicle by the driver, and a transmission member (GSK or the like).
  • the friction member (MSB) is pressed against the rotating member (KTB) fixed to the wheel (WHL) of the vehicle by transmitting the power of the electric motor (MTR) through the brake to the wheel (WHL).
  • a pressing force estimated value (Fbe) that is an estimated value of the force with which the friction member (MSB) presses the rotating member (KTB) is calculated, and the actual pressing force value (Bpa) is calculated based on the operation amount (Bpa).
  • control means increases the first contribution (Ka1) as the operation amount (Bpa) increases. And may be configured to calculate to decrease the second contribution (Ke2).
  • the target energization amount Imt is calculated based on the actual pressing force value Fba and the estimated pressing force value Fbe obtained from Mka.
  • the rigidity characteristic of BRK as a whole is a characteristic of “convex downward” (specifically, the rigidity is low when the displacement is small, and the rigidity increases as the displacement increases). Characteristic).
  • the Fba contribution degree (the degree of influence in the calculation of Imt) is set to be relatively small, and the Fbe contribution degree is set to be relatively large, so that the resolution (resolution) of the pressing force feedback control is high. Can be improved. Furthermore, since the contribution of Fba is increased as Bpa increases, a variation factor (for example, estimation error of Fbe) in the pressing force feedback control can be compensated.
  • the pressing force acquisition means FBA not only directly acquires (detects) the pressing force Fba, but also “a state related to force” of the movable member existing in the power transmission path from the electric motor MTR to the friction member MSB. "Amount” can be acquired as the actual pressing force value (actual pressing force) Fba.
  • the FBA is the output torque of the electric motor MTR, the output torque of the GSK, the thrust of the NJB, the thrust of the PSN, and At least one of the pressing forces of the MSB is acquired, and the actual pressing force value Fba can be indirectly acquired (calculated) based on the specifications of the BRK (GSK gear ratio, NJB lead, etc.).
  • the position acquisition means MKA can acquire the “state quantity related to the position” of the movable member existing in the power transmission path from the electric motor MTR to the friction member MSB as the position (actual position) Mka. Also in this case, the MKA acquires at least one of the position of the electric motor MTR, the position of the GSK, the position of the NJB, the position of the PSN, and the position of the MSB, and based on the specifications of the BRK, The position Mka of the motor can be obtained (calculated) indirectly.
  • control means has a value (Bpa, Fbt, Fba, Mka) corresponding to the operation amount (Bpa) from a first predetermined amount (ba1). Is also smaller, the first contribution (Ka1) can be set to zero.
  • control means has a value (Bpa, Fbt, Fba, Mka) corresponding to the operation amount (Bpa) from a second predetermined amount (be2). Is also larger, the second contribution (Ke2) can be set to zero.
  • the accuracy of the absolute value of the pressing force (reliability, small error from the true value) is required. That is, the magnitude of vehicle deceleration is important.
  • the estimated pressing force value Fbe is not adopted in the calculation of Imt, and Imt is calculated based only on the actual pressing force value Fba.
  • the estimated value Fbe is calculated based on the rigidity of the BRK, but the BRK rigidity changes due to wear or the like on the MSB. In the region where the pressing force is large, control is performed only by the actual pressing force value Fba, and the influence (fluctuation factor) of the BRK rigidity is eliminated. Therefore, highly reliable and accurate feedback control of the pressing force can be executed.
  • the control means calculates a position change amount (Mkh) based on the actual position (Mka), and the actual pressing force value (Fba).
  • the pressing force change amount (Fbh) corresponding to the position change amount (Mkh) is calculated based on the position change amount (Mkh), and the pressing force estimation is performed based on the position change amount (Mkh) and the pressing force change amount (Fbh).
  • a characteristic (CHgc) for calculating the value (Fbe) may be stored.
  • the rigidity of the entire BRK changes over time due to wear of the friction member MSB.
  • a calculation map CHgc that takes into account the BRK stiffness characteristics is stored. According to the above configuration, since CHgc is calculated based on the position change amount Mkh and the pressing force change amount Fbh, an error (drift or the like) in the detection signal can be compensated. As a result, the estimation accuracy of the estimated pressing force value Fbe can be ensured.
  • the electric braking apparatus for a vehicle includes a pressing force state determination unit (FLFB) that determines whether or not the pressing force acquisition unit (FBA) is normal, and the control unit (CTL).
  • FLFB pressing force state determination means
  • CTL control unit
  • the two contributions (Ke2) may be configured to be zero.
  • the pressing force acquisition means uses the friction member (MSB) as the rotating member (KTB) as the pressing force actual value (Fba).
  • a value based on a digital signal obtained by analog-to-digital conversion of an analog signal output from an element (such as a strain gauge) that detects pressing force can be used.
  • the position acquisition means (MKA) is directly output from an element (Hall IC, reso lever, encoder, etc.) for detecting the position of the electric motor (MTR) as the position (Mka) of the electric motor (MTR). Values based on digital signals may be used.
  • the braking operation determination calculation block FLBP based on the operation amount Bpa of the braking operation member BP, “BP is returned by the driver (that is, Bpa is decreased) and Bpa is zero (non-braking). Is within the range of the predetermined value ba3 ”or not.
  • the control flag FLbp is output as “1”.
  • Bpa is constant or increases
  • “BP return state” is denied and the control flag FLbp is output as “0”.
  • FLbp 0 is set as an initial value.
  • the predetermined value ba3 is set to a value larger than a value corresponding to the torque loss fbm in BRK.
  • the target position (target rotation angle) Mkt of the electric motor is calculated based on the target pressing force Fbt and a preset target position calculation characteristic (calculation map) CHmk. Specifically, as the target pressing force Fbt increases, the target position Mkt is increased with a “convex upward” characteristic. In the target position calculation block MKT, the target position Mkt is calculated in the range where the target pressing force Fbt is from “0” to the predetermined value fbs (corresponding to “the predetermined range where the braking operation amount Bpa includes zero”).
  • the predetermined value fbs is a value obtained by converting the value ba3 using the specifications of the braking means and the like, and is a value larger than the value fbm corresponding to the friction loss causing the invalid displacement (invalid rotation angle). That is, the target position Mkt of the electric motor is calculated only when the braking operation amount Bpa includes “0 (non-braking)” and includes the friction loss value fbm.
  • the actual position of the electric motor (that is, the actual position of the pressing member PSN) is controlled to approach the target value based on the target position Mkt and the actual position Mka. That is, the position feedback energization amount Imk is calculated based on the deviation ⁇ Mk between the target position Mkt and the actual position Mka so that ⁇ Mk decreases.
  • Imk is a target value of the energization amount to the electric motor MTR necessary to make Mka coincide with Mkt.
  • the calculation map CHim is set so that Imk increases as ⁇ Mk increases.
  • the position feedback energization amount Imk is transmitted to the adjustment calculation block IMT and adjusted with a target value (Ist or the like) of another energization amount.
  • the adjustment calculation block IMT includes a selection calculation block SNT.
  • the selection calculation block SNT according to the control flag FLbp, the energization target value based on the actual pressing force value Fba (specifically, the sum of Ist and Ipt, see FIG. 1) and the energization target based on the position Mka of the electric motor. Switching to the value Imk is performed.
  • the position feedback control is performed over a range of Bpa from zero (non-braking) to a predetermined value ba3.
  • the target energization amount Imt is calculated based on at least the actual pressing force value Fba, so that the reliability is high (true value).
  • the electric motor can be controlled (based on a pressing force with a small error from).
  • the target energization amount Imt is calculated based only on the electric motor position Mka (that is, feedback control). Fba is not adopted in the above), so that unnecessary energization to the electric motor due to the invalid displacement can be suppressed.
  • the predetermined value fbs in the target position calculation block MKT corresponds to the predetermined value ba3, which is a value obtained by converting the physical quantity of Bpa through the calculation characteristic CHmk.
  • the return of the pressing member PSN may be excessive because the control accuracy of the position feedback control is increased.
  • a speed limit may be provided on the electric motor MTR.
  • the speed limit of the electric motor will be described with reference to the time chart of FIG.
  • the target pressing force Fbt is indicated by the value fb1.
  • the target pressing force Fbt is rapidly decreased toward “0”.
  • Fbt is a decreasing gradient (time change amount) dfb1. Decrease with.
  • a limit (speed limit) dmk1 corresponding to dfb1 is provided for the rotation speed (reverse rotation speed) of the electric motor MTR.
  • an operation amount acquisition means for acquiring an operation amount (Bpa) of the braking operation member (BP) of the vehicle by the driver, and a transmission member (GSK or the like).
  • the friction member (MSB) is pressed against the rotating member (KTB) fixed to the wheel (WHL) of the vehicle by transmitting the power of the electric motor (MTR) through the brake to the wheel (WHL).
  • a position acquisition means (MKA) for acquiring the position (Mka) of the electric motor (MTR), and the control means (CTL) has the operation amount (Bpa)
  • the electric motor (MTR) is set at least based on the actual pressing force value (Fba).
  • the target energization amount (Imt) is calculated to rotate in the direction and the operation amount (Bpa) decreases, the electric motor is based only on the position (Mka) (that is, Mka alone).
  • the target energization amount (Imt) is calculated so as to rotate (MTR) in the other direction.
  • the control means calculates the estimated pressing force value (Fbe) corresponding to the actual pressing force value (Fba) based on the position (Mka). Then, based on the operation amount (Bpa), a first contribution (Ka1) for the actual pressing force value (Fba) and a second contribution (Ke2) for the estimated pressing force (Fbe) are obtained.
  • the operation amount (Bpa) decreases and the operation amount (Bpa) is within a predetermined range including zero (0 ⁇ Bpa ⁇ ba3)”.
  • the control means (CTL) is at least the pressing force actual value (Fba) (the pressing force actual value (Fba)).
  • the target energization amount (Imt) is calculated so as to rotate the electric motor (MTR) in one direction, and the determination is made.
  • the pressing force actual value Fba (Fba alone, Fba and Mka) Is adopted as a control variable, and feedback control of the electric motor is executed. Therefore, when the pressing force is increased, the pressing force feedback control with high reliability (based on the pressing force with a small error from the true value) can be executed.
  • control means is configured to operate the operation amount within a predetermined range (0 ⁇ Bpa ⁇ ba3) where the operation amount (Bpa) includes zero.
  • the electric motor (MTR) may be configured to limit the speed.
  • the pressing force acquisition means uses the friction member (MSB) as the rotating member (KTB) as the pressing force actual value (Fba).
  • a value based on a digital signal obtained by analog-to-digital conversion of an analog signal output from an element (such as a strain gauge) that detects pressing force can be used.
  • the position acquisition means (MKA) is directly output from an element (Hall IC, reso lever, encoder, etc.) for detecting the position of the electric motor (MTR) as the position (Mka) of the electric motor (MTR). Values based on digital signals may be used.
  • BPA Manipulation amount acquisition means, MSB ... Friction member, KTB ... Rotation member, MTR ... Electric motor, BRK ... Braking means, CTL ... Control means, FBA ... Pressing force acquisition means, MKA ... Position acquisition means, Fba ... Actual pressing force Value, Fbe ... estimated pressure value, Mka ... position of electric motor, Ka1 ... first contribution, Ke2 ... second contribution, Bpa ... manipulated variable, Imt ... target energization amount

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Abstract

制動操作部材の操作量(Bpa)に基づいて、摩擦部材の押圧力の検出値である押圧力実際値(Fba)についての第1寄与度(Ka1)及び電気モータの位置に基づいて演算された前記押圧力の推定値である押圧力推定値(Fbe)についての第2寄与度(Ke2)が決定され、操作量が小さい場合には第1寄与度より第2寄与度が相対的に大きい値に決定され、操作量が大きい場合には第2寄与度より第1寄与度が相対的に大きい値に決定され、押圧力実際値に第1寄与度を考慮して得られる値(Fbxa)、及び、押圧力推定値に第2寄与度を考慮して得られる値(Fbxe)に基づいて合成押圧力(Fbx)が演算され、前記操作量から算出された目標押圧力(Fbt)及び前記合成押圧力に基づいて電気モータの目標通電量が演算される車両の電動制動装置。

Description

車両の電動制動装置
 本発明は、車両の電動制動装置に関する。
 特許文献1には、回転部材に摩擦部材を押し付ける押圧力を検出する押圧力検出手段のゼロ点オフセット(ドリフト)が補正されて、押圧力のフィードバック制御の精度が向上され得る電動制動装置について記載されている。
 特許文献2には、押圧力を検出する押圧力検出手段と、推力機構の変位を検出する位置検出手段とを備えた電動制動装置であって、押圧力検出手段の押圧力信号と位置検出手段の変位信号との相対関係から押圧力検出手段の異常を検知することが記載されている。具体的には、電動キャリパ機構部の弾性変形量、及びブレーキパッドの弾性変形量により決定される、モータ位置とピストン推力センサの関係に基づいて、ピストン推力センサの異常検出処理が行われることが記載されている。
特開2000-213575号公報 特開2005-106153号公報
 ところで、電気・機械式の制動装置(所謂、電動ブレーキであり、EMB(Electro-Mechanical Brake)と称呼される)による制動トルク制御では、摩擦部材(例えば、ブレーキパッド)が回転部材(例えば、ブレーキディスク)に押し付けられる力(押圧力)が、フィードバック制御される。電気モータの位置(回転角)に対する上記の押圧力の特性(即ち、制動装置全体の剛性の特性)は、図7に示すように、「下に凸」の形状をもつ。そのため、押圧力が大きい領域では押圧力検出の感度(変位に対する押圧力の変化量)は十分に高いが、押圧力が小さい領域では、その感度が低い。例えば、点Aでの変化勾配gcpaは、点Bでの変化勾配gcpbよりも小さい。
 上記の押圧力フィードバック制御が円滑、且つ、正確に実行されるためには、電気モータの制動トルクが発生し始める位置(例えば、ブレーキパッドがブレーキディスクに接触を開始する位置であって、初期位置ともいう)の近傍、即ち、車両減速度が小さい領域において、微小な制動トルクの調整を行うことが望まれている。このためには、車両減速度が小さい領域において、押圧力検出の分解能が高いことが望まれている。
 他方、制動装置において、車両減速度が大きくなるにつれて、制動操作量に対する発生減速度の大きさが、制動操作毎に変動しないこと(即ち、その関係が一定であること)が望まれている。このためには、車両減速度が大きい領域において、信頼性の高い(即ち、真値からの誤差が小さい押圧力に基づく)フィードバック制御が望まれている。
 さらに、上記の制動装置では、特に、押圧力が増加される場合には、車両減速度が大きくなるにつれて、制動操作量に対する発生減速度の大きさが、制動操作毎に変動しないこと(即ち、その関係が一定であること)が望まれている。このためには、押圧力が増加される場合において、信頼性の高い(即ち、真値からの誤差が小さい押圧力に基づく)フィードバック制御が望まれている。
 また、上記の押圧力フィードバック制御では、押圧力の目標値(制御目標)と実際値(押圧力検出手段の検出結果)との偏差に基づいて電気モータへの通電量が決定される。押圧力実際値に誤差が含まれると、不必要に偏差が増大され得るため、電気モータへの通電量が過大となり得る。例えば、押圧力目標値が変化したにもかかわらず、押圧力実際値が変化しない場合に、押圧力フィードバック制御によって電気モータへの通電量が増大される。特に、押圧力が減少される場合には、機械要素のガタ(減速機のバックラッシュ、軸継手の隙間等)によって、動力伝達における当接状態が切り替わる(例えば、歯車減速機が採用される場合には、当接する歯面が切り替わる)が、この当接状態の切り替わりによって、「電気モータの回転角Mkaは変化するが、押圧力の実際値Fbaが変化しない」状態が生じ得る。即ち、図9に示すように、機械要素のガタ(隙間)に起因して、変位mkmに亘って、電気モータの回転角Mkaに無効変位(無効回転角)が発生し、電気モータに不要な通電が行われる。以上、省電力の観点から、押圧力が減少される場合において、この無効変位に基づく不要通電の低減が切望されている。また、電気モータとしてブラシ付モータが採用される場合には、モータブラシへの通電量が電気モータの耐久性に影響を及ぼす。この観点においても、上記の不要な通電の抑制が望まれている。
 本発明は、上記問題に対処するためになされたものであり、その目的は、車両減速度が小さい領域では押圧力検出の分解能が高く、且つ、車両減速度が大きい領域では信頼性の高い押圧力フィードバック制御が実行可能な電動制動装置を提供することにある。
 また、本発明の目的は、押圧力が増加される場合には、信頼性の高い押圧力フィードバック制御が実行可能であり、且つ、押圧力が減少される場合には、電気モータの無効変位(無効回転角)に起因する電気モータへの不要な通電を抑制し得る電動制動装置を提供することにある。
 本発明に係る車両の電動制動装置は、運転者による車両の制動操作部材(BP)の操作量(Bpa)を取得する操作量取得手段(BPA)と、伝達部材(GSK等)を介して、電気モータ(MTR)の動力を伝達することによって、前記車両の車輪(WHL)に固定された回転部材(KTB)に前記摩擦部材(MSB)を押し付けて、前記車輪(WHL)に制動トルクを発生させる制動手段(BRK)と、前記操作量(Bpa)に基づいて目標通電量(Imt)を演算し、前記目標通電量(Imt)に基づいて前記電気モータ(MTR)を制御する制御手段(CTL)と、を備える。
 この装置の特徴は、前記摩擦部材(MSB)が前記回転部材(KTB)を押し付ける力の実際値(検出値)である押圧力実際値(Fba)を取得する押圧力取得手段(FBA)と、前記電気モータ(MTR)の位置(Mka)を取得する位置取得手段(MKA)と、を備え、前記制御手段(CTL)が、前記位置(Mka)に基づいて、前記摩擦部材(MSB)が前記回転部材(KTB)を押し付ける力の推定値である押圧力推定値(Fbe)を演算し、前記操作量(Bpa)に基づいて、前記押圧力実際値(Fba)についての第1寄与度(Ka1)、及び、前記押圧力推定値(Fbe)についての第2寄与度(Ke2)を決定し、前記操作量(Bpa)が小さい場合には、前記第1寄与度(Ka1)より前記第2寄与度(Ke2)を相対的に大きい値に決定し、前記操作量(Bpa)が大きい場合には、前記第2寄与度(Ke2)より前記第1寄与度(Ka1)を相対的に大きい値に決定し、前記押圧力実際値(Fba)に前記第1寄与度(Ka1)を考慮して得られる値(Fbxa)、及び、前記押圧力推定値(Fbe)に前記第2寄与度(Ke2)を考慮して得られる値(Fbxe)に基づいて、前記目標通電量(Imt)を演算するように構成されたことにある。
 一般に、前記押圧力実際値は、アナログ・デジタル変換手段を介して、制御手段に入力される。そのため、押圧力検出の分解能(解像度)は、アナログ・デジタル変換(AD変換)の性能(分解能)に依存する。一方、前記押圧力推定値の演算に使用される電気モータの実際の位置(回転角)は、ホールIC、或いは、レゾルバからのデジタル信号として、制御手段に取り込まれる。さらに、電気モータの出力は、前記伝達部材によって減速されて押圧力に変換される。以上の観点から、前記押圧力推定値の方が、前記押圧力実際値より、押圧力の分解能(解像度)が高い、といえる。
 一方、前記押圧力推定値は、制動手段(ブレーキアクチュエータ)の剛性値(ばね定数)に基づいて演算される。この剛性値は摩擦部材の磨耗状態等によって変動する。例えば、摩擦部材が偏摩耗すると、剛性値は低くなる。従って、この観点からは、前記押圧力実際値の方が、前記押圧力推定値より、信頼性が高い(押圧力の真値からの誤差が小さい)、といえる。
 また、電気モータの位置に対する押圧力の特性(即ち、制動装置全体のばね定数の変化)は、非線形であり、「下に凸」の形状をもつ(図7を参照)。このため、押圧力が大きい領域では、押圧力の検出感度(変位に対する押圧力の変化量)が十分に高いので、前記押圧力実際値が、押圧力フィードバック制御に利用可能となる。一方、押圧力が小さい領域では、前記押圧力実際値の検出感度が低くなるため、前記押圧力実際値に加え(又は、代えて)、前記押圧力推定値が押圧力フィードバック制御に採用されることが望ましい。
 上記構成は係る知見に基づく。即ち、制動操作量が小さい場合には、第1寄与度が相対的に小さい値に演算されるとともに、第2寄与度が相対的に大きい値に演算される。即ち、前記押圧力推定値の方が、前記押圧力実際値より、押圧力フィードバック制御に与える影響度合が大きくなる。この結果、微小な制動トルクの調整が求められる押圧力が小さい領域(即ち、制動操作量が小さく、制動トルクが小さい領域)において、発生している押圧力検出の分解能が向上され、精密な押圧力フィードバック制御が実行され得る。
 他方、制動操作量が大きい場合には、第1寄与度が相対的に大きい値に演算されるとともに、第2寄与度が相対的に小さい値に演算される。即ち、前記押圧力実際値の方が、前記押圧力推定値より、押圧力フィードバック制御に与える影響度合が大きくなる。この結果、制動操作量に対する車両減速度の関係が一定であることが求められる押圧力が大きい領域(即ち、制動操作量が大きく、制動トルクが大きい領域)では、信頼性の高い(真値からの誤差が小さい)押圧力フィードバック制御が実行され得る。
 また、本発明に係る車両の電動制動装置は、運転者による車両の制動操作部材(BP)の操作量(Bpa)を取得する操作量取得手段(BPA)と、伝達部材(GSK等)を介して、電気モータ(MTR)の動力を伝達することによって、前記車両の車輪(WHL)に固定された回転部材(KTB)に前記摩擦部材(MSB)を押し付けて、前記車輪(WHL)に制動トルクを発生させる制動手段(BRK)と、前記操作量(Bpa)に基づいて目標通電量(Imt)を演算し、前記目標通電量(Imt)に基づいて前記電気モータ(MTR)を制御する制御手段(CTL)と、を備える。
 この装置の特徴は、前記摩擦部材(MSB)が前記回転部材(KTB)を押し付ける力の実際値(検出値)である押圧力実際値(Fba)を取得する押圧力取得手段(FBA)と、前記電気モータ(MTR)の位置(Mka)を取得する位置取得手段(MKA)と、を備え、前記制御手段(CTL)が、前記操作量(Bpa)がゼロを含む所定の範囲内(0≦Bpa<ba3)において、前記操作量(Bpa)が増加する場合には、少なくとも前記押圧力実際値(Fba)に基づいて、前記電気モータ(MTR)を一方向に回転させるように前記目標通電量(Imt)を演算し、前記操作量(Bpa)が減少する場合には、前記位置(Mka)のみに基づいて、前記電気モータ(MTR)を他方向に回転させるように前記目標通電量(Imt)を演算するように構成されたことにある。
 一般に、前記押圧力実際値は、アナログ・デジタル変換手段を介して、制御手段に入力される。そのため、押圧力検出の分解能(解像度)は、アナログ・デジタル変換(AD変換)の性能(分解能)に依存する。一方、電気モータの実際の位置(回転角)は、ホールIC、或いは、レゾルバからのデジタル信号として、制御手段に取り込まれる。さらに、電気モータの出力は、前記伝達部材によって減速されて押圧力に変換される。以上の観点から、電気モータの位置に基づいて得られる押圧力(押圧力推定値)の方が、前記押圧力実際値より、押圧力の分解能(解像度)が高い、といえる。
 一方、前記押圧力推定値は、制動手段(ブレーキアクチュエータ)の剛性値(ばね定数)に基づいて演算される。この剛性値は摩擦部材の磨耗状態等によって変動する。例えば、摩擦部材が偏摩耗すると、剛性値は低くなる。従って、この観点からは、押圧力が増加される場合において、前記押圧力実際値の方が、前記押圧力推定値より、信頼性が高い(押圧力の真値からの誤差が小さい)、といえる。
 また、電気モータの位置に対する押圧力の特性(即ち、制動装置全体のばね定数の変化)は、非線形であり、「下に凸」の形状をもつ(図9を参照)。このため、押圧力が大きい領域では、押圧力の検出感度(変位に対する押圧力の変化量)が十分に高いので、前記押圧力実際値が、押圧力フィードバック制御に利用可能となる。一方、押圧力が小さい領域では、前記押圧力実際値の検出感度が低くなるため、前記押圧力実際値に加え(又は、代えて)、前記押圧力推定値が押圧力フィードバック制御に採用されることが望ましい。更には、押圧力が減少される場合において、電気モータの無効変位(無効回転角)が発生している間においても、電気モータの回転角が変化している限りにおいて、前記押圧力推定値は減少し続ける。
 上記構成は係る知見に基づく。即ち、前記操作量がゼロを含む所定の範囲内において、前記操作量が増加する場合には、少なくとも前記押圧力実際値に基づいて、前記電気モータを一方向に回転させるように目標通電量が演算される。従って、押圧力が増加される場合において、信頼性の高い(真値からの誤差が小さい)押圧力フィードバック制御が実行され得る。
 また、前記操作量がゼロを含む所定の範囲内において、前記操作量が減少する場合には、前記電気モータの位置のみに基づいて、前記電気モータを他方向に回転させるように前記目標通電量が演算される。従って、前記所定の範囲内にて電気モータの無効変位(無効回転角)が発生するように前記所定の範囲を設定することによって、押圧力が減少される場合において、電気モータの無効変位(無効回転角)が発生している間においても、電気モータの回転角が変化している限りにおいて、押圧力フィードバック制御にて押圧力目標値(制御目標)と比較される押圧力(前記押圧力推定値)が減少し続ける。この結果、押圧力が減少する場合において、電気モータの無効変位(無効回転角)に起因する電気モータへの不要な通電が抑制され得る。
本発明の実施形態に係る車両の電動制動装置の全体構成図である。 図1に示した合成押圧力演算ブロックを説明するための機能ブロック図である。 図2に示した剛性特性演算ブロックを説明するための機能ブロック図である。 オルダム継手の概略構成図である。 制動操作量が増加される場合の合成押圧力の演算の一例を示すタイムチャートである。 制動操作量が減少される場合の合成押圧力の演算の一例を示すタイムチャートである。 制動手段(ブレーキアクチュエータ)全体の剛性の特性を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る図1に対応する機能ブロック図である。 制動操作部材の戻し時における電気モータの速度制限について説明するためのタイムチャートである。
 以下、本発明の実施形態に係る車両の電動制動装置について図面を参照しつつ説明する。
<本発明の実施形態に係る車両の電動制動装置の全体構成>
 図1に示すように、この電動制動装置を備える車両には、制動操作部材BP、電子制御ユニットECU、制動手段(ブレーキアクチュエータ)BRK、押圧力取得手段(押圧力センサ)FBA、位置取得手段(回転角センサ)MKA、及び、蓄電池BATが備えられている。
 制動操作部材(例えば、ブレーキペダル)BPは、運転者が車両を減速するために操作する部材であって、その操作量に基づいて、制動手段(ブレーキアクチュエータ)BRKが、車輪WHLの制動トルクを調整し、車輪WHLに制動力が発生される。
 制動操作部材BPには、制動操作量取得手段BPAが設けられる。制動操作量取得手段BPAによって、運転者による制動操作部材BPの操作量(制動操作量)Bpaが取得(検出)される。制動操作量取得手段BPAとして、マスタシリンダ(図示せず)の圧力を検出するセンサ(圧力センサ)、制動操作部材BPの操作力、及び/又は、変位量を検出するセンサ(ブレーキペダル踏力センサ、ブレーキペダルストロークセンサ)が採用される。従って、制動操作量Bpaは、マスタシリンダ圧、ブレーキペダル踏力、及び、ブレーキペダルストロークのうちの少なくとも何れか1つに基づいて演算される。制動操作量Bpaは、電子制御ユニットECUに入力される。なお、制動操作量Bpaは、他の電子制御ユニット(例えば、操舵制御の電子制御ユニット、パワートレイン制御の電子制御ユニット)にて演算、又は、取得され、その演算値(信号)が通信バスを介して、ECUに送信され得る。
 電子制御ユニットECUは、その内部に制動手段BRKを制御するための制御手段(制御アルゴリズム)CTLがプログラムされており、CTLに基づいてBRKを制御する。蓄電池(バッテリ)BATは、BRK、ECU等に電力を供給する電源である。
 位置取得手段(例えば、角度センサ)MKAは、BRKの動力源である電気モータMTRのロータ(回転子)の位置(例えば、回転角)Mkaを検出する。位置取得手段MKAは、電気モータMTRの内部に設けられる。位置Mkaは、電子制御ユニットECU(特に、制御手段CTL)に入力される。
 押圧力取得手段FBAは、押圧部材PSNが摩擦部材MSBを押す力(押圧力)Fbaの反力(反作用)を取得(検出)する。具体的には、押圧力取得手段FBAでは、歪みゲージのように、力を受けた場合に生じる変位(即ち、歪み)に起因する電気的変化(例えば、電圧変化)に基づいて押圧力Fbaが検出される。押圧力取得手段FBAは、ボルト部材BLTとキャリパCPRとの間に設けられる。例えば、押圧力取得手段FBAはキャリパCRPに固定され、押圧部材PSNが摩擦部材MSBから受ける力が押圧力Fbaとして取得される。押圧力Fbaは、電子制御ユニットECU(特に、制御手段CTL)に、アナログ・デジタル変換手段(AD変換手段)ADHを介して入力される。FBAの検出信号は、アナログ値であるが、アナログ・デジタル変換手段ADHによってデジタル値に変換されて、電子制御ユニットECUに入力される。このとき、変換手段ADHのビット数によって、押圧力Fbaの分解能(最下位ビット、LSB:Least Significant Bit)が決定される。
<制御手段CTL>
 制御手段CTLは、目標押圧力演算ブロックFBT、指示通電量演算ブロックIST、合成押圧力演算ブロックFBX、判定演算ブロックHNT、押圧力フィードバック制御ブロックIPT、及び、通電量調整演算ブロックIMTにて構成される。なお、制御手段(制御プログラム)CTLは、電子制御ユニットECU内にプログラムされている。
 目標押圧力演算ブロックFBTでは、制動操作量Bpa、及び、予め設定された目標押圧力演算特性(演算マップ)CHfbに基づいて、各車輪WHLの目標押圧力Fbtが演算される。目標押圧力Fbtは、電動制動手段BRKにおいて、摩擦部材(ブレーキパッド)MSBが回転部材(ブレーキディスク)KTBを押す力である押圧力の目標値である。
 指示通電量演算ブロックISTでは、予め設定された指示通電量の演算特性(演算マップ)CHs1、CHs2、及び、目標押圧力Fbtに基づいて、指示通電量Istが演算される。指示通電量Istは、電動制動手段BRKの電気モータMTRを駆動し、目標押圧力Fbtを達成するための、電気モータMTRへの通電量の目標値である。Istの演算マップは、電動制動手段BRKのヒステリシスを考慮して、2つの特性CHs1、CHs2で構成される。特性CHs1は押圧力を増加する場合に対応し、特性CHs2は押圧力を減少する場合に対応する。そのため、特性CHs2に比較して、特性CHs1は相対的に大きい指示通電量Istを出力するように設定されている。
 ここで、通電量とは、電気モータMTRの出力トルクを制御するための状態量(変数)である。電気モータMTRは電流に概ね比例するトルクを出力するため、通電量の目標値として電気モータMTRの電流目標値が用いられ得る。また、電気モータMTRへの供給電圧を増加すれば、結果として電流が増加されるため、目標通電量として供給電圧値が用いられ得る。さらに、パルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)におけるデューティ比によって供給電圧値が調整され得るため、このデューティ比が通電量として用いられ得る。
 合成押圧力演算ブロックFBXでは、制動操作量Bpa、電気モータMTRの実際の位置Mka、及び、実際に発生している押圧力(押圧力実際値)Fbaに基づいて、合成押圧力Fbxが演算される。具体的には、電気モータのロータ位置(回転角)Mkaに基づいて押圧力の推定値Fbeが演算され、押圧力取得手段FBAによって取得される押圧力実際値Fba、及び、押圧力推定値Fbeに夫々の寄与度(影響度合を決定する係数)Ka1、Ke2が考慮されて、合成押圧力Fbxが演算される。即ち、合成押圧力Fbxは、2つの異なる検出信号(Fba、Mka)に基づいて演算される、MSBがKTBに押し付けられる力(押圧力)に相当する。
 押圧力推定値Fbeは、ロータ位置Mka、及び、制動手段BRKの剛性値Gcpに基づいて推定される(Fbe=Mka×Gcp)。押圧力実際値Fbaについての寄与度(第1寄与度)Ka1、及び、押圧力推定値Fbeについての寄与度(第2寄与度)Ke2は、制動操作量Bpaに基づいて演算される。第1、第2寄与度Ka1、Ke2は、合成押圧力Fbxの演算におけるFba、Fbeの影響度合(寄与の程度)を決定する係数である。第1寄与度Ka1は制動操作量Bpaの増加にしたがって増加し、第2寄与度Ke2はBpaの増加にしたがって減少する。即ち、合成押圧力Fbxの演算において、制動操作量Bpaが小さい場合には電気モータの位置Mkaに基づいて演算される押圧力推定値Fbeの影響度が押圧力実際値Fbaの影響度よりも大きく、Bpaが増加するにしたがって、Fbaの影響度が増加され、Fbeの影響度が減少される。
 判定演算ブロックHNTは、押圧力判定演算ブロック(押圧力状態判定手段に相当)FLFB、及び、位置判定演算ブロック(位置状態判定手段に相当)FLMKにて構成されている。判定演算ブロックHNTでは、夫々の取得手段(検出手段)からの信号が、正常(適切)であるか否かが判定される。
 押圧力判定演算ブロックFLFBでは、押圧力取得手段FBAからの出力信号(実押圧力)Fbaが正常(適切)であるか否かが判定される。即ち、押圧力取得手段FBAの適否が判定される。Fbaが正常である場合(FBAが正常である場合)には、制御フラグとしてFLfb=0が出力され、Fbaが正常ではない場合(FBAが正常ではない場合)には、制御フラグFLfb=1が出力される。FLFBでの判定は、目標押圧力Fbtと押圧力実際値Fbaとの偏差ΔFahに基づいて行われる。偏差ΔFahが所定値fah1未満の場合には、FLfb=0(正常判定結果)が出力される。一方、偏差ΔFahが所定値fah1以上の場合には、FLfb=1(異常判定結果)が出力される。
 位置判定演算ブロックFLMKでは、位置取得手段MKAからの出力信号(実位置)Mkaが正常(適切)であるか否かが判定される。即ち、位置取得手段IMAの適否が判定される。Mkaが正常である場合(MKAが正常である場合)には、制御フラグとしてFLmk=0が出力され、Mkaが正常ではない場合(MKAが正常ではない場合)には、制御フラグFLmk=1が出力される。FLMKでの判定は、目標押圧力Fbtと押圧力推定値Fbeとの偏差ΔFehに基づいて行われる。偏差ΔFehが所定値feh1未満の場合には、FLmk=0(正常判定結果)が出力される。一方、偏差ΔFehが所定値feh1以上の場合には、FLmk=1(異常判定結果)が出力される。
 合成押圧力演算ブロックFBXでは、判定演算ブロックHNTからの制御フラグFLfb、FLmkに基づいて、第1、第2寄与度Ka1、Ke2が調整され得る。FLfb=1(Fbaが正常ではない場合の制御フラグ)を受信した場合には、Ka1が減少されるとともに、Ke2が増加される。例えば、Ka1=0、且つ、Ke2=1とされ得る。この場合、Fbxの演算においてFbaは用いられず、FbxはFbeのみに基づいて演算される。また、FLmk=1(Mkaが正常ではない場合の制御フラグ)を受信した場合には、Ka1が増加されるとともに、Ke2が減少される。例えば、Ka1=1、且つ、Ke2=0とされ得る。この場合、Fbxの演算においてFbeは用いられず、FbxはFbaのみに基づいて演算される。
 押圧力フィードバック制御ブロックIPTでは、目標押圧力(目標値)Fbt、及び、合成押圧力Fbxに基づいて、押圧力フィードバック通電量Iptが演算される。指示通電量Istは目標押圧力Fbtに相当する値として演算されるが、電動制動手段BRKの効率変動により目標押圧力Fbtと押圧力Fbxとの間に誤差(定常的な誤差)が生じる場合がある。押圧力フィードバック通電量Iptは、目標押圧力Fbtと合成押圧力Fbxとの偏差(押圧力偏差)ΔFb、及び、予め設定された演算特性(演算マップ)CHpに基づいて演算され、上記の誤差を減少するように決定される。即ち、演算マップCHpに基づいて、押圧力フィードバック通電量Iptは、押圧力偏差ΔFb(=Fbt-Fbx)が増加するにしたがって、増大するように演算される。
 通電量調整演算ブロックIMTでは、電気モータMTRへの最終的な目標値である目標通電量Imtが演算される。指示通電量Istが押圧力フィードバック通電量Iptによって調整され、目標通電量Imtが演算される。具体的には、指示通電量Istに対してフィードバック通電量Iptが加えられて、これが最終的な目標通電量Imtとして演算される。そして、目標通電量Imtの符号(値の正負)に基づいて電気モータMTRの回転方向(押圧力が増加する正転方向、又は、押圧力が減少する逆転方向)が決定され、目標通電量Imtの大きさ(絶対値)に基づいて電気モータMTRの出力(回転動力)が制御される。
<電動制動手段BRK>
 本発明の実施形態に係る電動制動装置では、車両の車輪WHLの制動トルクの発生、及び調整が、電気モータMTRによって行われる。電動制動手段(ブレーキアクチュエータ)BRKは、ブレーキキャリパ(例えば、浮動型キャリパ)CPR、回転部材(例えば、ブレーキディスク)KTB、摩擦部材(例えば、ブレーキパッド)MSB、電気モータMTR、駆動手段(MTRを駆動するための電気回路)DRV、継手部材(例えば、オルダム継手)OLD、減速機GSK、回転・直動変換機(例えば、ねじ部材)NJB、押圧力取得手段FBA、位置取得手段MKA、及び、通電量取得手段IMAにて構成されている。
 制動手段BRKには、公知の制動装置と同様に、公知のブレーキキャリパCPR、及び、摩擦部材MSBが備えられる。摩擦部材MSBが公知の回転部材KTBに押し付けられることによって摩擦力が発生し、車輪WHLに制動トルクが加えられて、制動力が発生される。
 ブレーキキャリパCPRは、浮動型キャリパであり、2つの摩擦部材(ブレーキパッド)MSBを介して、回転部材(ブレーキディスク)KTBを挟み込むように構成される。キャリパCPR内で、押圧部材PSNがスライドされ、回転部材KTBに向けて前進又は後退される。押圧部材(ブレーキピストン)PSNは、回転部材KTBに摩擦部材MSBを押し付けて摩擦力を発生させる。
 摩擦部材(例えば、裏板付きブレーキパッド)MSBは、摩耗した場合には交換が可能となっている。そのため、MSBとPSNとは、固定はされていない(一体として接合されてはいない)。即ち、摩擦部材(裏板付きブレーキパッド)MSBと押圧部材(ピストン)PSNとは分離された構造となっている。制動トルクが増加される場合には、押圧部材PSNが摩擦部材MSBの裏板部を押すことによって、MSBは回転部材(ブレーキディスク)KTBに向かって前進する。制動トルクが減少される場合には、BRK全体の剛性(CPRの剛性、及び、MSBの剛性)のため生じる反力によって、MSBはKTBから離れる方向に後退する。
 電気モータMTRとして、ブラシ付モータ、或いは、ブラシレスモータが採用される。電気モータMTRの回転方向において、正転方向が、押圧部材PSNが回転部材KTBに近づいていく方向(押圧力が増加し、制動トルクが増加する方向)に相当し、逆転方向が、押圧部材PSNが回転部材KTBから離れていく方向(押圧力が減少し、制動トルクが減少する方向)に相当する。電気モータMTRの出力は、制御手段CTLにて演算される目標通電量Imtに基づいて決定される。具体的には、目標通電量Imtの符号が正(+:プラス)である場合(Imt>0)には、電気モータMTRが正転方向に駆動され、Imtの符号が負(-:マイナス)である場合(Imt<0)には、電気モータMTRが逆転方向に駆動される。また、目標通電量Imtの大きさ(絶対値)に基づいて電気モータMTRの回転動力が決定される。即ち、目標通電量Imtの絶対値が大きいほど電気モータMTRの出力トルクが大きく、目標通電量Imtの絶対値が小さいほど出力トルクは小さい。
 駆動手段(電気モータMTRを駆動するための電気回路であり、駆動回路)DRVにて、目標通電量(目標値)Imtに基づき電気モータMTRへの通電量(最終的には電流値)が制御される。具体的には、駆動手段DRVには、複数のスイッチング素子(パワートランジスタであって、例えば、MOS-FET、IGBT)が用いられたブリッジ回路が構成される。電気モータの目標通電量Imtに基づいて、それらの素子が駆動され、電気モータMTRの出力が制御される。具体的には、スイッチング素子の通電/非通電の状態が切り替えられることによって、電気モータMTRの回転方向と出力トルクとが調整される。
 電気モータMTRの出力(回転動力)は、継手部材OLD、減速機GSK、回転・直動変換機(ねじ部材)NJBの順で、押圧部材PSNに伝達される。そして、押圧部材(ブレーキピストン)PSNが、回転部材(ブレーキディスク)KTBに向かって前進・後退される。これにより、摩擦部材(ブレーキパッド)MSBが、回転部材KTBを押す力(押圧力)が調整される。回転部材KTBは車輪WHLに固定されているため、摩擦部材MSBと回転部材KTBとの間に摩擦力が発生し、車輪WHLに制動力が生じる。
 継手部材OLDは、電気モータMTRの回転軸(以下、モータ軸という)と減速機GSKの回転軸(入力軸)との偏心(軸ズレ)を吸収するための軸継手であり、例えば、オルダム継手が採用される。オルダム継手では、ディスクの突起(キー)とスライダの溝(キー溝)との嵌合が滑ることによって、軸心が異なる2つの軸(モータ軸、入力軸)の偏心が吸収されて、回転動力(回転運動)が伝達される。
 減速機GSKは、電気モータMTRの動力において、その回転速度を減じて、回転・直動変換機NJB(具体的には、ボルト部材BLT)に出力する。即ち、電気モータMTRの回転出力(トルク)が、減速機GSKの減速比に応じて増加され、ボルト部材BLTの回転力(トルク)が得られる。例えば、減速機GSKは、小径歯車SKH、及び、大径歯車DKHにて構成される。また、減速機GSKとして、歯車伝達機構のみならず、ベルト、チェーン等の巻き掛け伝達機構、或いは、摩擦伝達機構が採用され得る。
 回転・直動変換機NJBは、送りねじであり、ボルト部材BLT、及び、ナット部材NUTにて構成されている。ボルト部材BLTは、減速機GSKの出力軸(例えば、大径歯車DKHの回転軸)に固定される。そして、ボルト部材BLTの回転動力は、ナット部材NUTを介して、直線動力(推力)に変換され、押圧部材PSNに伝達される。
 ねじ部材NJBが台形ねじ(「滑り」によって動力伝達が行われる滑りねじ)にて構成される場合、ナット部材NUTには、めねじ(内側ねじ)が設けられ、ボルト部材BLTには、おねじ(外側ねじ)が設けられる。そして、ナット部材NUTのめねじと、ボルト部材BLTのおねじとが螺合される。減速機GSKから伝達された回転動力(トルク)は、ねじ部材NJB(互いに螺合するおねじとめねじ)を介して、押圧部材PSNの直線動力(推力)として伝達される。
 ねじ部材NJBには、滑りねじに代えて、「転がり」によって動力伝達が行われる転がりねじ(ボールねじ等)が採用され得る。この場合、ナット部材NUT、及び、ボルト部材BLTには、ねじ溝(ボール溝)が設けられ、ねじ溝にボール(鋼球)がはめ合わされることによって、回転・直動変換機構として作動される。
 電気モータの駆動回路DRVには、実際の通電量(例えば、実際に電気モータに流れる電流)Imaを検出する通電量取得手段(例えば、電流センサ)IMAが備えられる。また、電気モータMTRには、ロータ(回転子)の実位置(例えば、回転角)Mkaを検出する位置検出取得手段(例えば、角度センサ)MKAが備えられる。さらに、摩擦部材MSBが回転部材KTBを実際に押す力(実押圧力)Fbaを取得(検出)するために、押圧力取得手段(例えば、押圧力センサ)FBAが備えられる。押圧力取得手段FBAはキャリパCRPに固定され、押圧部材PSNが摩擦部材MSBから受ける力が押圧力Fbaとして取得される。
 上記の構成では、押圧力取得手段FBAは、押圧力Fbaを直接的に取得(検出)する。制動手段BRKの諸元(例えば、GSKのギア比、NJBのリード等)は既知であるため、FBAは、電気モータMTRから摩擦部材MSBまでの動力伝達経路内に存在する可動部材の「力に係わる状態量」を押圧力実際値(実押圧力)Fbaとして取得し得る。具体的には、上記の「力に係わる状態量」は、電気モータMTRの出力トルク、GSKの出力トルク、NJBの推力、PSNの推力、及び、MSBの押圧力のうちの少なくとも1つであり、該状態量(単一又は複数の状態量)、及び、BRKの諸元に基づいて、間接的に押圧力実際値Fbaが取得(演算)され得る。
 同様に、制動手段BRKの諸元は既知であるため、位置取得手段MKAは、電気モータMTRから摩擦部材MSBまでの動力伝達経路内に存在する可動部材の「位置に係わる状態量」を位置(実位置)Mkaとして取得し得る。具体的には、上記の「位置に係わる状態量」は、電気モータMTRの位置、GSKの位置、NJBの位置、PSNの位置、及び、MSBの位置のうちの少なくとも1つであり、該状態量(単一又は複数の状態量)、及び、BRKの諸元(GSKのギア比、NJBのリード等)に基づいて、間接的に位置Mkaが取得(演算)され得る。即ち、MKAは、電気モータの位置Mkaを直接的に取得する他に、間接的に求め得る。
 電動制動手段BRKとして、所謂、ディスク型制動装置(ディスクブレーキ)の構成が例示されているが、BRKは、ドラム型制動装置(ドラムブレーキ)であってもよい。ドラムブレーキの場合、摩擦部材MSBはブレーキシューであり、回転部材KTBはブレーキドラムである。同様に、電気モータMTRによってブレーキシューがブレーキドラムを押す力(押圧力)が制御される。電気モータMTRとして回転運動にてトルクを発生させるものが示されるが、直線運動にて力を発生させるリニアモータでもあってもよい。
 上記構成の制動手段BRKでは、押圧力が減少される際に、電気モータの位置は変化するものの押圧力が減少しない状態が発生する区間(無効変位区間)が存在する。この無効変位は、電気モータMTRから押圧力取得手段FBAまでの動力伝達部材(継手部材OLD、減速機GSK等)の隙間(ガタ)に起因する。具体的には、動力伝達部材における隙間のため、押圧力の反作用を受ける部位(受圧面)が切り替わることによって発生する。継手部材(オルダム継手)では、キー(凸部)とキー溝(凹部)との間に隙間が存在し、減速機(減速歯車)では、バックラッシュ(Backlash)が存在する。押圧力の反作用を受ける場合には、一方の面(オルダム継手のキーとキー溝の面、減速歯車の歯面)が当接し、電気モータMTRの摩擦損失(トルク損失)が相殺される場合には、一方の面とは反対側の他方の面(一方の当接面とは異なる面)が当接する。この当接面が切り替わる隙間に対応する電気モータの変位(位置の変化)が、無効変位に相当する。
<合成押圧力演算ブロックFBX>
 次に、図2を参照しながら、合成押圧力演算ブロックFBXの実施形態について説明する。合成押圧力演算ブロックFBXは、第1寄与度演算ブロックKA1、第2寄与度演算ブロックKE2、及び、剛性値演算ブロックGCPで構成される。
 第1寄与度演算ブロックKA1にて、制動操作量Bpaに基づいて、第1寄与度Ka1が演算される。第1寄与度Ka1は、合成押圧力Fbxの演算における押圧力実際値Fbaの影響度合を決定する係数である。第1寄与度Ka1は、制動操作量Bpa、及び、演算特性(演算マップ)CHkaに基づいて演算される。Bpaが所定値ba1未満の場合には、Ka1は「0」と演算され、Bpaが所定値ba1以上、且つ、所定値ba2(>ba1)未満の場合には、Ka1はBpaの増加にしたがって「0」から「1」まで増加(単純増加)される。Bpaが所定値ba2以上の場合には、Ka1は「1」と演算される。ここで、Ka1=0の場合には、Fbxの演算において、Fbaは用いられない。
 第2寄与度演算ブロックKE2にて、制動操作量Bpaに基づいて、第2寄与度Ke2が演算される。第2寄与度Ke2は、合成押圧力Fbxの演算における押圧力推定値Fbe(Mkaに基づいて推定される押圧力)の影響度合を決定する係数である。第2寄与度Ke2は、制動操作量Bpa、及び、演算特性(演算マップ)CHkeに基づいて演算される。Bpaが所定値be1未満の場合には、Ke2は「1」と演算され、Bpaが所定値be1以上、且つ、所定値be2(>be1)未満の場合には、Ke2はBpaの増加にしたがって「1」から「0」まで減少(単純減少)される。Bpaが所定値be2以上の場合には、Ke2は「0」と演算される。ここで、Ke2=0の場合には、Fbxの演算において、Fbeは用いられない。
 剛性値演算ブロックGCPにて、制動操作量Bpaに基づいて、剛性値Gcpが演算される。剛性値Gcpは、制動手段全体の剛性(ばね定数)に相当する。即ち、Gcpは、キャリパCPR、及び、摩擦部材MSBの直列ばねとしてのばね定数を表す。剛性値(推定値)Gcpは、制動操作量Bpa、及び、剛性特性(演算マップ)CHgcに基づいて演算される。ここで、CHgcは、Bpaに基づいて剛性値Gcpを推定するための特性である。Bpaが所定値bg1未満の場合には、Gcpは所定値gc1と演算され、Bpaが所定値bg1以上、且つ、所定値bg2(>bg1)未満の場合には、GcpはBpaの増加にしたがって所定値gc1から所定値gc2(>gc1)まで増加(単純増加)される。Bpaが所定値bg2以上の場合には、Gcpは所定値gc2と演算される。
 剛性値Gcp、及び、電気モータMTRの位置Mkaに基づいて、押圧力推定値Fbeが演算される。押圧力推定値Fbeは、Mkaから推定される押圧力である。具体的には、制動手段全体のばね定数を表す剛性値Gcpに、電気モータMTRの実際の位置(回転角)Mkaが乗算されて、押圧力推定値Fbeが演算される。
 押圧力実際値(実際の押圧力)Fba、及び、第1寄与度Ka1に基づいて、合成押圧力FbxにおけるFba成分である実際値成分Fbxaが演算される。Fbxaは、Ka1によって、その影響度合が考慮された押圧力実際値Fbaの成分である。具体的には、押圧力実際値Fbaに係数Ka1が乗算されて決定される(即ち、Fbxa=Ka1×Fba)。押圧力推定値(Mkaに基づいて推定された押圧力)Fbe、及び、第2寄与度Ke2に基づいて、合成押圧力FbxにおけるFbe成分である推定値成分Fbxeが演算される。Fbxeは、Ke2によって、その影響度合が考慮された押圧力推定値Fbeの成分である。具体的には、押圧力推定値Fbeに係数Ke2が乗算されて決定される(即ち、Fbxe=Ke2×Fbe=Ke2×Gcp×Mka)。そして、押圧力実際値による成分(実際値成分)Fbxa、及び、押圧力推定値による成分(推定値成分)Fbxeが加算されて、合成押圧力Fbxが演算される(即ち、Fbx=Fbxa+Fbxe=Ka1×Fba+Ke2×Fbe)。したがって、合成押圧力Fbxは、Bpaの大きさに応じてFba及びFbeの影響度合が加味された押圧力である。
 実際の押圧力Fbaは、「歪み(力が作用した場合の変形)」を検出する素子(歪み検出素子)によって検出される。一般的に、歪み検出素子からはアナログ信号が送信されて、それがアナログ・デジタル変換(AD変換)されて、電子制御ユニットECUに取り込まれる。Fbaは、アナログ・デジタル変換手段ADHを介して、ECUに入力されるため、押圧力検出の分解能(解像度)は、AD変換の性能(分解能)に依存する。一方、電気モータの実際の位置(回転角)は、ホールIC、或いは、レゾルバからのデジタル信号として、ECUに取り込まれる。さらに、電気モータの出力は、GSK等によって減速されて押圧力に変換される。そのため、押圧力取得手段FBAにて取得される押圧力実際値Fbaよりも、位置取得手段MKAにて取得される電気モータの位置Mkaから演算される押圧力推定値Fbeの方が、押圧力の分解能(解像度)が高い。一方、押圧力推定値Fbeは、BRKの剛性(ばね定数)Gcpに基づいて演算される。剛性値Gcpは摩擦部材MSBの磨耗状態によって変動するため、押圧力実際値Fbaは、押圧力推定値Fbeよりも信頼性が高い(真値からの誤差が小さい)。
 また、電気モータの位置Mkaに対する押圧力Fbaの特性(即ち、制動装置全体のばね定数の変化)は、非線形であり、「下に凸」の形状をもつ(図7を参照)。このため、押圧力Fbaが大きい領域では、押圧力Fbaの検出感度(変位に対する押圧力の変化量)は十分に高いため、押圧力実際値Fbaが、押圧力フィードバック制御に利用可能である。しかし、押圧力が小さい領域では、押圧力実際値Fbaの検出感度は低くなるため、押圧力実際値Fbaに加え(又は、代えて)、押圧力推定値Fbeが、押圧力フィードバック制御に採用されることが望ましい。
 以上の知見から、制動操作量Bpaが小さい場合には、第1寄与度Ka1が相対的に小さい値に演算されるとともに、第2寄与度Ke2が相対的に大きい値に演算される。この結果、微小な制動トルクの調整が求められる押圧力が小さい領域(即ち、制動操作量が小さく、制動トルクが小さい領域)において、発生している押圧力検出の分解能(最下位ビット、LSB:Least Significant Bit)が向上され、精密な押圧力フィードバック制御が実行され得る。そして、制動操作量Bpaが大きい場合には、Ka1が相対的に大きい値に演算されるとともに、Ke2が相対的に小さい値に演算され、Mkaから推定された押圧力推定値Fbeの影響度合が減少され、実際に検出された押圧力実際値Fbaの影響度合が増加される。この結果、制動操作量Bpaに対する車両減速度の関係が一定であることが求められる押圧力が大きい領域(即ち、制動操作量が大きく、制動トルクが大きい領域)では、信頼性の高い(即ち、真値からの誤差が小さい押圧力に基づく)押圧力フィードバック制御が実行され得る。
 さらに、制動操作量Bpaが所定操作量(所定値)ba1よりも小さい場合には、第1寄与度Ka1が「0(ゼロ)」に設定され得る。また、制動操作量Bpaが所定操作量(所定値)be2(>ba1)よりも大きい場合には、第2寄与度Ke2が「0(ゼロ)」に設定され得る。従って、Bpaが小さい(制動トルクが小さい)領域での押圧力フィードバック制御の分解能が向上されるとともに、Bpaが大きい(制動トルクが大きい)領域での押圧力フィードバック制御の信頼性が向上され得る。
 第1、第2寄与度Ka1、Ke2の演算特性CHka、CHkeにおいて、制動操作量Bpa(X軸の変数)に代えて、目標押圧力Fbt、押圧力実際値Fba、及び、実位置Mkaのうちの少なくとも1つ(即ち、制動操作量に相当する値)が用いられる。Fbtは、Bpaに基づいて演算され、制御結果がFba、Mkaであることに因る。
 演算特性CHka、CHkeにおいて、所定値ba1とbe1とが等しく、且つ、所定値ba2とbe2とが等しく設定され得る。この場合には、第1寄与度演算ブロックKA1、及び、第2寄与度演算ブロックKE2のうちの何れか一方が省略され得る。第1寄与度演算ブロックKA1が省略される場合には、合成押圧力Fbxは、第2寄与度Ke2を用いて、Fbx=(1-Ke2)×Fba+Ke2×Fbeに基づいて演算される。また、第2寄与度演算ブロックKE2が省略される場合には、合成押圧力Fbxは、第1寄与度Ka1を用いて、Fbx=Ka1×Fba+(1-Ka1)×Fbeに基づいて演算される。なお、押圧力推定値Fbeは、剛性値Gcp、及び、電気モータの位置Mkaに基づいて演算される(即ち、Fbe=Gcp×Mka)。
 さらに、第1、第2寄与度Ka1、Ke2の演算特性において、Bpaが増加する場合(KA1、KE2にて実線で示す)の特性CHka、CHkeと、Bpaが減少する場合(KA1、KE2にて破線で示す)の特性CHkb、CHkfとが別個に設定され得る。第1寄与度Ka1の演算特性では、Bpaが増加する場合の演算特性CHkaが、Bpaが減少する場合の演算特性CHkbよりも大きく設定され得る。また、第2寄与度Ke2の演算特性では、Bpaが増加する場合の演算特性CHkeが、Bpaが減少する場合の演算特性CHkfよりも小さく設定され得る。
 第1寄与度演算ブロックKA1にて、Bpaが増加する場合の演算特性CHka、及び、Bpaが減少する場合の演算特性CHkbが別個に設定され、CHkbはCHkaよりも相対的に小さい特性とされる。CHkaでは、Bpaが「0」以上、所定値ba1未満の場合にはKa1が「0」に、Bpaが所定値ba1以上、所定値ba2(ba1よりも大きい値)未満の場合にはBpaの増加に従ってKa1が単純増加するように、Bpaが所定値ba2以上の場合にはKa1が「1」に、夫々設定されている。CHkbでは、Bpaが所定値ba2以上ではKa1が「1」に、Bpaが所定値ba3以上、所定値ba2未満の場合にはBpaの減少に従ってKa1が単純減少するように、Bpaが「0」以上、所定値ba3未満の場合にはKa1が「0」に、夫々設定されている。ここで、所定値ba3は、所定値ba1よりも大きく、且つ、所定値ba2よりも小さい値である。例えば、Bpaがba1よりも大きく、ba3よりも小さい領域では、Bpaが増加される際にはKa1は「0」よりも大きい値に演算されるが、Bpaが減少されるときにはKa1は「0」に演算される。
 同様に、第2寄与度演算ブロックKE2にて、Bpaが増加する場合の演算特性CHke、及び、Bpaが減少する場合の演算特性CHkfが別個に設定され、CHkfはCHkeよりも相対的に大きい特性とされる。CHkeでは、Bpaが「0」以上、所定値be1未満の場合にはKe2が「1」に、Bpaが所定値be1以上、所定値be2(be1よりも大きい値)未満の場合にはBpaの増加に従ってKe2が単純減少するように、Bpaが所定値be2以上の場合にはKe2が「0」に、夫々設定されている。CHkfでは、Bpaが所定値be2以上ではKe2が「0」に、Bpaが所定値be3以上、所定値be2未満の場合にはBpaの減少に従ってKe2が単純増加するように、Bpaが「0」以上、所定値be3未満の場合にはKe2が「1」に、夫々設定されている。ここで、所定値be3は、所定値be1よりも大きく、且つ、所定値be2よりも小さい値である。例えば、Bpaがbe1よりも大きく、be3よりも小さい領域では、Bpaが増加される際にはKe2は「1」よりも小さい値に演算されるが、Bpaが減少されるときにはKe2は「1」に演算される。
 第1、第2寄与度演算ブロックKA1、KE2において、所定値ba3、be3は、電気モータ等の摩擦損失に相当する値fbmよりも大きい値に設定される。また、所定値ba1、be1は値fbmよりも小さい値に設定され得る。値ba3、be3が、摩擦損失相当値fbmよりも大きい値に設定されるため、Bpaが減少される場合に、Bpaがfbmに到る前に、Fbxの演算においてFbaが使用されなくなる。したがって、FbxはFbeのみに基づいて演算される。この結果、無効変位に起因する通電量の変動が防止され得る。さらに、Bpaが増加される場合には、無効変位の影響は生じないため、摩擦損失相当値fbmに関係なく値ba1、be1が設定され得るため、Bpaが小さい領域での押圧力分解能が確保され得る。なお、値fbmは、押圧力と同一物理量として演算されるが、制動手段の諸元(減速比、リード等)に基づいて、Bpaの相当値と同一物理量に変換され、ba3、be3が決定される。
 さらに、電気モータの摩擦損失に相当する値fbmは、制動操作量Bpaが減少される場合の特性(MkaとFbaとの関係)に基づいて演算され、可変とされ得る。そして、演算(学習)された値fbmに基づいて、値ba3、be3が決定され得る。具体的には、制動操作量Bpaが減少される場合において、電気モータの位置Mka、及び、押圧力実際値Fbaの時系列データが記憶される。記憶された時系列データに基づいて、Mkaが変化(減少)するにもかかわらず、Fbaが変化(減少)しない領域が抽出され、この領域のFbaに基づいて値fbmが演算される。そして、値fbmに、所定値fbo(正符号の値)が加算されて、値ba3、be3が演算され得る。電気モータ等の摩擦損失は経年変化によって変動するが、運転者による制動操作時に、この摩擦損失に相当する値fbmが学習されるため、適切な押圧力フィードバック制御が実行され得る。
 第1、第2寄与度Ka1、Ke2の演算特性CHka、CHkb、CHke、CHkfにおいて、制動操作量Bpa(X軸の変数)に代えて、目標押圧力Fbt、押圧力実際値Fba、及び、実位置Mkaのうちの少なくとも1つ(即ち、制動操作量に相当する値)が用いられる。Fbtは、Bpaに基づいて演算され、制御結果がFba、Mkaであることに因る。また、所定値be3は所定値ba3と等しく設定され得る。
 演算特性CHka、CHkb、CHke、CHkfにおいて、所定値ba1とbe1とが等しく、所定値ba2とbe2とが等しく、且つ、所定値ba3とbe3とが等しく設定され得る。この場合には、第1寄与度演算ブロックKA1、及び、第2寄与度演算ブロックKE2のうちの何れか一方が省略され得る。第1寄与度演算ブロックKA1が省略される場合には、合成押圧力Fbxは、第2寄与度Ke2を用いて、Fbx=(1-Ke2)×Fba+Ke2×Fbeに基づいて演算される。また、第2寄与度演算ブロックKE2が省略される場合には、合成押圧力Fbxは、第1寄与度Ka1を用いて、Fbx=Ka1×Fba+(1-Ka1)×Fbeに基づいて演算される。なお、押圧力推定値Fbeは、剛性値Gcp、及び、電気モータの位置Mkaに基づいて演算される(即ち、Fbe=Gcp×Mka)。
<剛性特性演算ブロックCHGC>
 剛性値演算ブロックGCPに、剛性特性演算ブロックCHGCが設けられ、剛性演算特性(演算マップ)CHgcの学習が行われ得る。図3の機能ブロック図を参照して、剛性特性演算ブロックCHGCの実施形態について説明する。ここで、剛性演算特性CHgcは、電気モータの位置Mkaに基づいて剛性値(推定値)Gcpを演算するための演算マップである。剛性特性演算ブロックCHGCは、位置変化量演算ブロックMKH、押圧力変化量演算ブロックFBH、実剛性値演算ブロックGCQ、及び、実剛性値記憶処理ブロックMMRにて構成される。
 位置変化量演算ブロックMKHでは、電気モータの実位置Mkaに基づいて位置変化量Mkhが演算される。具体的には、Mkaの過去値mka[k]が記憶され、Mkaの現在値mka[g]と比較され、その偏差が位置変化量Mkhとして演算される。即ち、Mkh=mka[k]-mka[g] に従って、位置変化量Mkhが演算される。ここで、過去値mka[k]は、現在値mka[g]よりも所定時間(所定値)th0だけ以前の値である。即ち、演算周期において、過去値mka[k]から現在値mka[g]までは、所定周期(固定値)が経過している。
 押圧力変化量演算ブロックFBHでは、押圧力実際値Fbaに基づいて押圧力変化量Fbhが演算される。具体的には、各演算周期において、Mkaの過去値mka[k]に対応したFbaの過去値fba[k]と、Mkaの現在値mka[g]に対応したFbaの現在値fba[g]とが比較され、その偏差が押圧力変化量Fbhとして演算される。即ち、Fbh=fba[k]-fba[g] に従って、押圧力変化量Fbhが演算される。mka[k]とfba[k]とは同一演算周期における値であり、mka[g]とfba[g]とは同一演算周期における値である。
 実剛性値演算ブロックGCQでは、位置変化量Mkh、及び、押圧力変化量Fbhに基づいて実剛性値(実際の剛性値)Gcqが演算される。具体的には、位置の変化量Mkhに対する押圧力の変化量Fbhが、実剛性値Gcq(=Fbh/Mkh)として演算される。実剛性値(実際値)Gcqは、キャリパCPR、及び、摩擦部材MSBの直列ばねのばね定数に相当する値である。このため、押圧力変化量(例えば、押圧力の時間変化量)Fbhが、位置変化量(例えば、位置の時間変化量)Mkhによって除算されて、実剛性値Gcqが演算される。実剛性値Gcqは、Mkh及びFbhに基づいて演算されるため、Fbaの誤差(FBAのゼロ点ドリフト)の影響が補償され得る。
 実剛性値記憶処理ブロックMMRでは、制動操作量Bpa、及び、実剛性値Gcqに基づいて、Bpaに対するGcqの特性が、連続的に記憶される。即ち、制動操作量Bpaと対応付けられて、実剛性値Gcqが順次記憶され、記憶された特性が、剛性演算特性CHgcとして出力される。そして、CHgcに基づいて、剛性値Gcpが推定される。換言すれば、実際の剛性値(実剛性値)Gcqが記憶されて特性CHgcが形成され、CHgcに基づいて、剛性値Gcpが推定される。
 剛性演算特性CHgcは、運転者が制動操作を行う度に、学習(記憶)され得る。このとき、Bpaの時間変化量dBpaが所定値dbpx以上の場合には、CHgcが記憶されず、dBpaが所定値dbpx未満の場合において、CHgcが学習され得る。急制動時(dBpaが大きい場合)には、BpaとMka、Fbaとの位相差(即ち、Bpaに対する演算結果Gcqの時間的な遅れ)が過大となることに因る。また、電気モータの位置(回転角)Mkaが増加する場合のCHgcは採用されず、Mkaが減少する場合の(MTRが逆転されるときの)CHgcが採用され得る。このとき、Mkaの時間変化量(即ち、電気モータの速度)に制限が加えられ、MTRが緩やかに逆転され得る。これによって、上記の位相差の影響が補償され得る。
制動操作量Bpaに代えて、目標押圧力Fbt、押圧力実際値Fba、及び、実位置Mkaのうちの少なくとも1つ(即ち、制動操作量に相当する値)が用いられる。この場合には、採用されたFbt、Fba、及び、Mkaのうちの少なくとも1つに対する実剛性値Gcqの関係が、剛性演算特性CHgcとして記憶される。Fba、及び、Mkaのうちの少なくとも1つが採用される場合には、上記の位相差の影響が生じ得ない。
 また、剛性値演算ブロックGCPにて、上述した電気モータ等のトルク損失に対応する値fbmが演算され得る。制動操作量Bpaが減少される場合に、位置変化量Mkh、及び、押圧力変化量Fbhに基づいて実剛性値Gcqが演算されるが、Gcpが減少して概ね「0」となった後に、再度増加する時点の押圧力実際値Fbaに基づいて値fbmが演算され得る。具体的には、Gcpが減少していき、所定値gcpy未満となった後に、所定値gcpz(gcpyよりも大きい値)以上となった時点での押圧力実際値に基づいて値fbmが決定される。このとき、値fbmは、押圧力と同一物理量として演算されるが、制動手段の諸元(減速比、リード等)に基づいて、Bpaの相当値と同一物理量に変換される。
<オルダム継手OLD>
 次に、図4を参照して、オルダム継手OLDについて説明する。オルダム継手OLDは、ディスクの突起(キー)とスライダの溝(キー溝)との嵌合が滑ることによって、回転動力を伝達する継手である。オルダム継手OLDは、入力ディスクHBM、スライダ(中間ディスク)SLD、及び、出力ディスクHBIにて構成される。そして、ディスクHBM、HBIの突起が、スライダSLDの溝に沿って滑ることによって、軸心が異なる2つの軸(モータ軸、入力軸)の偏心が吸収されて、回転動力(回転運動)が伝達される。
 図4(a)に示すように、電気モータMTRの出力軸(モータ軸)に入力ディスクHBMが固定される。入力ディスクHBMのモータ軸が固定される面の反対側の面には、キー(突起)が設けられている。入力ディスクHBMのキーにかみ合うように、スライダSLDにはキー溝(窪み)が設けられる。スライダSLDのキー溝が設けられる反対側の面には、キー溝とは垂直に、別のキー溝が設けられる。スライダSLDのキー溝(窪み)とかみ合うように出力ディスクHBIにはキー(突起)が設けられ、キーをもつ面の裏側面で、減速機GSK(小径歯車SKH)の軸(入力軸)に固定される。即ち、入力ディスクHBMの突起と、出力ディスクHBIの突起とが垂直になるようにHBM、SLD、及び、HBIがかみ合わされている。オルダム継手OLDでは、HBM及びHBIのキーが、スライダSLDのキー溝に沿って滑ることで電気モータMTRの出力軸(モータ軸)と、減速機の入力軸との間の偏心が吸収される。
 オルダム継手OLDに、比較的大きなトルクが負荷されると、HBM及びHBIのキー、SLDのキー溝が変形、或いは、磨耗し、バックラッシュ(運動方向における機械要素間の接触面の隙間)が増大する場合が生じ得る。図4(b)は、入力ディスクHBMとスライダSLDとの嵌合部の断面図である。摩耗等が生じていない場合には、キー及びキー溝は、僅かな隙間をもって、はめ合わされる。しかし、摩耗等によって隙間が増大すると、オルダム継手OLDの回転方向において、モータ出力軸が回転しても、GSKの入力軸が回転されない、無効変位(無効回転角)が発生する。オルダム継手OLDにおける無効変位が、押圧力(即ち、制動トルク)が減少される場合の「Mkaが減少されてもFbaが減少されない」状態が発生する1つの原因(他の原因は、GSKのバックラッシュ)である。
<作用・効果>
 以下、図5、及び、図6を参照しながら、合成押圧力演算ブロックFBXの作用・効果について説明する。
〔制動トルクが増加される場合〕
 図5は、制動操作量Bpaが「0(ゼロ)」(非制動)から増加され、車輪WHLに付与される制動トルクが増加される場合の時系列線図である。ここで、第1、第2寄与度Ka1、Ke2の決定には、Bpaに相当する値として、Fbtが採用され、所定値ba1が所定値be1と等しく、所定値ba2(>ba1)が所定値be2(>be2)と等しく設定される場合が例示されている(図2を参照)。Fbtに代えて、Bpa、Fba、及び、Mkaのうちの少なくとも1つが採用され、夫々の所定値は、ba1≠be1、及び/又は、ba2≠be2の関係であってもよい。
 時点t0にて、運転者が制動操作部材BPの操作を開始し、Bpaの増加に応じて、目標押圧力Fbtが徐々に増加される。Fbtが小さい(即ち、Bpaに相当する値が小さい)場合には、第1の寄与度Ka1は相対的に小さく演算されるとともに、第2の寄与度Ke2は相対的に大きく演算される。そして、Fbtの増加に応じてKa1が増加される。このとき、Fbtの増加にともなって、Ke2が減少され得る。
 例えば、Fbt≦ba1(=be1)の条件下では、Ka1=0、且つ、Ke2=1が演算される。そして、時点t1にて、Fbtが所定値ba1を超過すると、Ka1が「0」から増加され、Ke2が「1」から減少される。時点t2にて、Fbt≧ba2の条件が満足されると、Ka1=1、且つ、Ke2=0が演算される。
 押圧力取得手段FBAによって実際に取得された押圧力(押圧力実際値)Fbaに、係数Ka1が乗算されて、合成押圧力Fbxの押圧力実際値成分Fbxaが演算される。また、電気モータMTRの実際の位置(ロータの回転角)Mkaに基づいて演算された押圧力推定値Fbeに、係数Ke2が乗算されて、合成押圧力Fbxの押圧力推定値成分Fbxeが演算される。ここで、Fbeは、Mka、及び、BRKの剛性値(推定値)Gcpに基づいて演算される。そして、FbxaとFbxeとが加算されて、合成押圧力Fbxが演算される。
 従って、制動操作量Bpaに相当する値(Bpa相当値)が、所定値ba1の状態では、合成押圧力Fbxは、電気モータの位置Mkaのみに基づいて演算される。また、Bpa相当値が、所定値ba1よりも大きく、且つ、所定値ba2未満の状態では、合成押圧力Fbxは、押圧力実際値Fba、及び、押圧力推定値Fbe(即ち、電気モータの位置Mka)に基づいて演算される。そして、Bpa相当値が、所定値ba2以上の状態では、合成押圧力Fbxは、押圧力実際値Fbaのみに基づいて演算される。ここで、制動操作量Bpaに相当する値(Bpa相当値)は、制動操作量Bpa、目標押圧力Fbt、押圧力実際値Fba、及び、電気モータ位置Mkaのうちの少なくとも1つに基づいて演算される。
 制動装置全体の実際のばね定数変化(即ち、Mkaに対するFbaの変化)は、「下に凸」の非線形特性である(図7を参照)。このため、押圧力Fbaが大きい領域では、位置Mkaの変化に対して、押圧力Fbaの変化は大きい。押圧力フィードバック制御において、Fbaの検出感度の条件は満足される。一方、押圧力Fbaが小さい領域では、Mkaの変化に対してFbaの変化は小さく、押圧力フィードバック制御において、Fbaの検出感度が不足する。
 また、実際の押圧力Fbaはアナログ信号として出力され、アナログ・デジタル変換(AD変換)されて電子制御ユニットECUに入力される。このため、Fbaの分解能(解像度)は、AD変換の分解能(例えば、10ビット)に制限を受ける。電気モータMTRの回転運動は、減速機GSKによって減速されて、最終的に摩擦部材MSBの押圧力に変換される。さらに、MTRの実位置Mkaは、デジタル信号として出力される。このため、Mkaに基づいて演算される押圧力推定値Fbeは、Fbaに比較して高い分解能をもつ信号である。しかしながら、FbeはBRKのばね定数(即ち、剛性値Gcp)を仮定した推定値であるため、信号の信頼性については、FbeよりもFbaの方が高い(FbeよりもFbaの方が、真値からの誤差が小さい)。
 車両においては、運転者によるブレーキペダルBPの操作度合が小さい領域では(即ち、Bpaが小さい場合)、僅かなBPの操作に対応して、微妙な車両減速度の調整(即ち、微小な制動トルクの制御)が要求される。一方、運転者が高い車両減速度を求めている場合(即ち、Bpaが大きい場合)には、BPの操作量と車両減速度とが一定の関係に在ることが求められる。
 第1、第2寄与度(Fbx演算の影響度を決定する係数)Ka1、Ke2に基づいて、制動操作量Bpaが小さい場合には、Fbaの第1寄与度Ka1よりも、Fbeの第2寄与度Ke2が、相対的に大きく設定され、合成押圧力Fbxが、主としてFbe(又は、Fbeのみ)によって決定されるため、押圧力フィードバック制御の分解能が向上されて、精密な制動トルク制御が実行され得る。さらに、Bpaの増加にしたがって、Fbaの第1寄与度Ka1が増加され、Fbeの第2寄与度Ke2が減少され、合成押圧力Fbxが、Fba及びFbeに基づいて演算される。そして、制動操作量Bpaが大きい場合には、Fbaの第1寄与度Ka1が、Fbeの第2寄与度Ke2よりも、相対的に大きく設定され、合成押圧力Fbxが、主としてFba(又は、Fbaのみ)によって決定されるため、押圧力フィードバック制御の信頼性が向上され得る。
〔制動トルクが減少される場合〕
 図6は、制動操作量Bpaが「0(ゼロ)」(非制動)に向けて減少され、車輪WHLに付与される制動トルクが減少される場合の時系列線図である。図5に示された制動トルクが増加される場合と同様に、第1、第2寄与度Ka1、Ke2の決定には、Fbt(Bpaに相当する値に対応)が採用され、所定値ba2が所定値be2と等しく、所定値ba3(<ba2、且つ、>ba1)が所定値be3(<be2、且つ、>be1)と等しく設定される場合が例示されている(図2を参照)。同様に、Fbtに代えて、Bpa、Fba、及び、Mkaのうちの少なくとも1つが採用され、夫々の所定値は、ba2≠be2、及び/又は、ba3≠be3とされ得る。ここで、所定値ba3、be3は、BRKにおけるトルク損失fbm(図7を参照)に相当する値よりも大きい値に設定される。即ち、Bpaが減少される場合には、無効変位mkmが発生し始める前に、制動操作量相当値(例えば、Bpa)は値ba3、be3に到達する。
 上述の場合と同様に、運転者が制動操作部材BPの戻し操作が開始されると、Bpaの減少に応じて、目標押圧力Fbtが徐々に減少される。Fbtが大きい(即ち、Bpaに相当する値が大きい)場合には、第1寄与度Ka1は相対的に大きく演算されるとともに、第2寄与度Ke2は相対的に小さく演算されている。そして、Fbtの減少に応じてKa1が減少され、Ke2が増加される。例えば、Fbt≧ba2の条件下では、Ka1=1、且つ、Ke2=0が演算されている。時点t5にて、Fbtが所定値ba2よりも小さくなると、Ka1が「1」から減少され、Ke2が「0」から増加される。時点t6にて、Fbt≦ba3(=be3)の条件が満足されると、Ka1=0、且つ、Ke2=1が演算される。
 第1、第2寄与度Ka1、Ke2の調整によって、Bpa相当値(制動操作量に相当する値)が、所定値ba2以上の状態では、合成押圧力Fbxは、Fbaのみに基づいて演算される。また、Bpa相当値が、所定値ba3より大きく、且つ、所定値ba2未満の状態では、合成押圧力Fbxは、押圧力実際値Fba、及び、押圧力推定値Fbe(即ち、電気モータ位置Mka)に基づいて演算される。そして、Bpa相当値が、所定値ba3以下の状態では、合成押圧力Fbxは、押圧力推定値Fbeのみに基づいて演算される。ここで、制動操作量Bpaに相当する値(Bpa相当値)は、制動操作量Bpa、目標押圧力Fbt、押圧力実際値Fba、及び、電気モータ位置Mkaのうちの少なくとも1つに基づいて演算される。
 所定値ba3は、電気モータMTR等の摩擦損失に相当する値fbmに対応する値よりも大きく設定される。ここで、電気モータMTR等の摩擦損失値fbmが、制動手段BRKの諸元を介して、Bpa相当値と同一の物理量に変換されて、所定値ba3が設定される。このため、無効変位(図7のmkmを参照)が生じる領域では、押圧力フィードバック制御は、押圧力推定値Fbeのみ基づいて行われる。具体的には、無効変位が発生する時点(t7)よりも前に(時点t6にて)、押圧力の実際値成分Fbxaがゼロとされ(FbaがFbxの演算には採用されず)、押圧力の推定値成分FbxeがFbxとして演算される。なお、値fbmは、実験等によって予め決定され得るため、所定値ba3、及び、be3は、固定値として予め設定され得る。また、過去の制動操作時におけるMka及びFbaが関連付けられて記憶され、記憶されたデータに基づいて無効変位区間mkmが抽出されることによって、値fbmが決定され得る。
 制動トルクが減少される場合においても、第1、第2寄与度Ka1、Ke2の調整によって、制動トルクが増加される場合と同様な作用・効果(押圧力検出の分解能と信頼性との両立)を奏する。加えて、所定値ba3及びbe3が、BRKの摩擦損失の相当値fbmよりも大きく設定されるため、無効変位に起因する電気モータへの不必要な通電が抑制され得る。
<本願発明に係わる実施形態のまとめ>
 以下、本願発明の実施形態についてまとめる。
 本願発明の実施形態に係る車両の電動制動装置では、運転者による車両の制動操作部材(BP)の操作量(Bpa)を取得する操作量取得手段(BPA)と、伝達部材(GSK等)を介して、電気モータ(MTR)の動力を伝達することによって、前記車両の車輪(WHL)に固定された回転部材(KTB)に前記摩擦部材(MSB)を押し付けて、前記車輪(WHL)に制動トルクを発生させる制動手段(BRK)と、前記操作量(Bpa)に基づいて目標通電量(Imt)を演算し、前記目標通電量(Imt)に基づいて前記電気モータ(MTR)を制御する制御手段(CTL)と、を備えた、車両の電動制動装置であって、前記摩擦部材(MSB)が前記回転部材(KTB)を押し付ける力の実際値である押圧力実際値(Fba)を取得する押圧力取得手段(FBA)と、前記電気モータ(MTR)の位置(Mka)を取得する位置取得手段(MKA)と、を備え、前記制御手段(CTL)は、前記位置(Mka)に基づいて、前記摩擦部材(MSB)が前記回転部材(KTB)を押し付ける力の推定値である押圧力推定値(Fbe)を演算し、前記操作量(Bpa)に基づいて、前記押圧力実際値(Fba)についての第1寄与度(Ka1)、及び、前記押圧力推定値(Fbe)についての第2寄与度(Ke2)を決定し、前記操作量(Bpa)が小さい場合には、前記第1寄与度(Ka1)より前記第2寄与度(Ke2)を相対的に大きい値に決定し、前記操作量(Bpa)が大きい場合には、前記第2寄与度(Ke2)より前記第1寄与度(Ka1)を相対的に大きい値に決定し、前記押圧力実際値(Fba)に前記第1寄与度(Ka1)を考慮して得られる値(Fbxa)、及び、前記押圧力推定値(Fbe)に前記第2寄与度(Ke2)を考慮して得られる値(Fbxe)に基づいて、前記目標通電量(Imt)を演算する。
 具体的には、本願発明の実施形態に係る車両の電動制動装置では、前記制御手段(CTL)は、前記操作量(Bpa)が増加するにしたがい、前記第1寄与度(Ka1)を増加するように、且つ、前記第2寄与度(Ke2)を減少するように演算するように構成され得る。
 制動操作において、車両減速度が小さい場合には微小な制動トルクの調整が重要視される。また、車両減速度が大きくなるにつれて、制動操作量に対する発生減速度の大きさが、制動操作毎に変動しないこと(即ち、その関係が一定であること)が求められる。目標通電量Imtが、押圧力実際値Fba、及び、Mkaから得られる押圧力推定値Fbeに基づいて演算される。BRK全体の剛性特性(変位に対する力の特性であって、ばね定数)は、「下に凸」の特性(具体的には、変位が小さいときには剛性が低く、変位の増加にしたがって剛性が増大する特性)をもつ。Bpaが小さい領域では、Fbaの寄与度(Imtの演算における影響度合)が相対的に小さく設定され、Fbeの寄与度が相対的に大きく設定されるため、押圧力フィードバック制御の分解能(解像度)が向上され得る。さらに、Bpaの増加にしたがって、Fbaの寄与度が増加されため、押圧力フィードバック制御における変動要因(例えば、Fbeの推定誤差)が補償され得る。
 ここで、押圧力取得手段FBAは、押圧力Fbaを直接的に取得(検出)するのみならず、電気モータMTRから摩擦部材MSBまでの動力伝達経路内に存在する可動部材の「力に係わる状態量」を押圧力実際値(実押圧力)Fbaとして取得し得る。制動手段BRKの諸元(例えば、GSKのギア比、NJBのリード等)は既知であるため、FBAは、電気モータMTRの出力トルク、GSKの出力トルク、NJBの推力、PSNの推力、及び、MSBの押圧力のうちの少なくとも1つを取得し、BRKの諸元(GSKのギア比、NJBのリード等)に基づいて、押圧力実際値Fbaが間接的に取得(演算)され得る。
 同様に、位置取得手段MKAは、電気モータMTRから摩擦部材MSBまでの動力伝達経路内に存在する可動部材の「位置に係わる状態量」を位置(実位置)Mkaとして取得し得る。この場合においても、MKAは、電気モータMTRの位置、GSKの位置、NJBの位置、PSNの位置、及び、MSBの位置のうちの少なくとも1つを取得し、BRKの諸元に基づいて、電気モータの位置Mkaが間接的に取得(演算)され得る。
 本願発明の実施形態に係る車両の電動制動装置では、前記制御手段(CTL)は、前記操作量(Bpa)に相当する値(Bpa、Fbt、Fba、Mka)が第1所定量(ba1)よりも小さい場合には、前記第1寄与度(Ka1)をゼロに設定し得る。
 Bpaが小さい(即ち、運転者が要求する車両減速度が小さい)領域では、押圧力の絶対値の精度(信頼性、真値からの誤差が小さいこと)よりも、その分解能(解像度)が求められる。即ち、車両減速度のコントロール性の優先度が高い。このため、Bpaが小さい場合には、押圧力の実際値FbaがImtの演算に採用されず、押圧力推定値Fbeのみに基づいてImtが演算される。推定値Fbeは、実際値Fbaに比較して、押圧力の分解能が高いため、押圧力が小さい領域で高精度な押圧力のフィードバック制御が行われ得る。
 本願発明の実施形態に係る車両の電動制動装置では、前記制御手段(CTL)は、前記操作量(Bpa)に相当する値(Bpa、Fbt、Fba、Mka)が第2所定量(be2)よりも大きい場合には、前記第2寄与度(Ke2)をゼロに設定し得る。
 Bpaが大きい(即ち、運転者が要求する車両減速度が大きい)領域では、押圧力の絶対値の精度(信頼性、真値からの誤差が小さいこと)が求められる。即ち、車両減速度の大きさが重要となる。このため、Bpaが大きい場合には、押圧力推定値FbeはImtの演算には採用されず、押圧力実際値Fbaのみに基づいてImtが演算される。推定値Fbeは、BRKの剛性に基づいて演算されるが、BRK剛性は、MSBに摩耗等によって変化する。押圧力が大きい領域では、押圧力実際値Fbaのみによって制御が行われ、BRK剛性の影響(変動要因)が排除される。そのため、信頼性の高い、正確な押圧力のフィードバック制御が実行され得る。
 本願発明の実施形態に係る車両の電動制動装置では、前記制御手段(CTL)は、前記実際の位置(Mka)に基づいて位置変化量(Mkh)を演算し、前記押圧力実際値(Fba)に基づいて前記位置変化量(Mkh)に対応する押圧力変化量(Fbh)を演算し、前記位置変化量(Mkh)、及び、前記押圧力変化量(Fbh)に基づいて、前記押圧力推定値(Fbe)を演算するための特性(CHgc)を記憶するように構成され得る。
 摩擦部材MSBの磨耗等によって経年的にBRK全体の剛性は変化する。BRKの剛性特性を考慮した演算マップCHgcが記憶される。上記構成によれば、位置変化量Mkh、及び、押圧力変化量Fbhに基づいてCHgcが演算されるため、検出信号の誤差(ドリフト等)が補償され得る。この結果、押圧力推定値Fbeの推定精度が確保され得る。
 本願発明の実施形態に係る車両の電動制動装置では、前記押圧力取得手段(FBA)が正常であるか、否かを判定する押圧力状態判定手段(FLFB)を備え、前記制御手段(CTL)は、前記押圧力状態判定手段(FLFB)が、前記押圧力取得手段(FBA)は正常ではないと判定する場合(FLfb=1)に、前記第1寄与度(Ka1)をゼロにするとともに、前記第2寄与度(Ke2)を増加するように構成され得る。
 同様に、本願発明の実施形態に係る車両の電動制動装置では、前記位置取得手段(MKA)が正常であるか、否かを判定する位置状態判定手段(FLMK)を備え、前記制御手段(CTL)は、前記位置状態判定手段(FLMK)が、前記位置取得手段(MKA)は正常ではないと判定する場合(FLmk=1)に、前記第1寄与度(Ka1)を増加するとともに、前記第2寄与度(Ke2)をゼロにするように構成され得る。
 加えて、本願発明の実施形態に係る車両の電動制動装置では、前記押圧力取得手段(FBA)は、押圧力実際値(Fba)として、前記摩擦部材(MSB)が前記回転部材(KTB)を押し付ける力を検出する素子(歪ゲージ等)から出力されたアナログ信号をアナログ・デジタル変換して得られたデジタル信号に基づく値を使用し得る。また、前記位置取得手段(MKA)は、前記電気モータ(MTR)の位置(Mka)として、前記電気モータ(MTR)の位置を検出する素子(ホールIC、レゾレバ、エンコーダ等)から直接出力されたデジタル信号に基づく値を使用し得る。
<本願発明に係わる他の実施形態>
 上述の合成押圧力演算ブロックFBXでは、第1、第2寄与度Ka1、Ke2の調整によって、無効変位に起因する不要通電が防止される。以下では、図8の機能ブロック図を参照し、他の実施形態について説明する。制動操作部材BPが戻し状態にあって、且つ、上記の所定範囲内にあるか、否かが判定されて、該判定が肯定される場合には、押圧部材PSNが、押圧力に基づくフィードバック制御から、位置に基づくフィードバック制御に切り替えられる。以下、各演算のプロセスについて説明する。
 制動操作判定演算ブロックFLBPでは、制動操作部材BPの操作量Bpaに基づいて、「運転者によってBPが戻されていて(即ち、Bpaが減少している)、且つ、Bpaがゼロ(非制動)から所定値ba3の範囲内にあるか」、否かが判定される。Bpaが減少する「BPの戻し状態」であって、0≦Bpa<ba3の条件が満足されると、制御フラグFLbpが「1」として出力される。Bpaが一定、又は、増加する場合には、「BPの戻し状態」が否定されて、制御フラグFLbpが「0」として出力される。また、Bpa≧ba3の場合にも、上記の判定条件が否定されて、FLbp=0が出力される。制動操作判定演算ブロックFLBPでは、初期値として、FLbp=0が設定されている。また、所定値ba3は、BRKにおけるトルク損失fbmに相当する値よりも大きい値に設定されている。
 目標位置演算ブロックMKTでは、目標押圧力Fbt、及び、予め設定された目標位置演算特性(演算マップ)CHmkに基づいて、電気モータの目標位置(目標回転角)Mktが演算される。具体的には、目標押圧力Fbtの増加に従って、目標位置Mktが「上に凸」の特性で増加される。目標位置演算ブロックMKTでは、目標押圧力Fbtが「0」から所定値fbsまでの範囲(「制動操作量Bpaがゼロを含む所定の範囲」に対応)で目標位置Mktが演算される。ここで、所定値fbsは、値ba3が制動手段の諸元等を用いて変換された値であり、無効変位(無効回転角)を引き起こす摩擦損失に相当する値fbmよりも大きい値である。即ち、電気モータの目標位置Mktは、制動操作量Bpaが、「0(非制動)」を含み、且つ、摩擦損失値fbmを含む範囲内に限って演算される。
 位置フィードバック制御ブロックIMKでは、目標位置Mkt、及び、実際の位置Mkaに基づいて、電気モータの実位置(即ち、押圧部材PSNの実位置)が目標値に近づくように制御される。即ち、目標位置Mktと実際の位置Mkaとの偏差ΔMkに基づいて、ΔMkが減少するように、位置フィードバック通電量Imkが演算される。ここで、Imkは、MkaをMktと一致するために必要な電気モータMTRへの通電量の目標値である。
 位置フィードバック制御ブロックIMKでは、先ず、目標位置Mktと実際の位置Mkaとの偏差ΔMk(=Mkt-Mka)が演算される。そして、位置偏差ΔMk、及び、演算特性(演算マップ)CHimに基づいて位置フィードバック通電量(目標値)Imkが演算される。ここで、演算マップCHimは、ΔMkが増加するにしたがって、Imkが増大するように設定されている。
 位置フィードバック通電量Imkは、調整演算ブロックIMTに送信され、他の通電量の目標値(Ist等)との調整が行われる。調整演算ブロックIMT内には、選択演算ブロックSNTが包含されている。選択演算ブロックSNTでは、制御フラグFLbpに従って、押圧力実際値Fbaに基づく通電目標値(具体的には、IstとIptとの和、図1を参照)と、電気モータの位置Mkaに基づく通電目標値Imkとの切り替えが行われる。具体的には、制動操作判定演算ブロックFLBPにて、「制動操作部材の戻し状態」、及び、「0≦Bpa<ba3」のうちの少なくとも1つが否定された場合(FLbp=0)には、指示通電量Istと押圧力フィードバック通電量Iptとの和(Ist+Ipt)が、目標通電量Imtとして演算される。また、「制動操作部材の戻し状態」、及び、「0≦Bpa<ba3」の2つの条件が肯定された場合(FLbp=1)には、位置フィードバック通電量Imkが、目標通電量Imtとして演算される。
 運転者によって制動動作部材BPが増加される(踏み込まれる)場合、及び、BPが戻される場合であっても、Bpaが十分に大きい(即ち、実際の押圧力Fbaが摩擦損失に相当する値fbmよりも十分に大きい)場合には、押圧部材PSNに作用している力(実押圧力)Fbaに基づいてフィードバック制御が実行される。そして、BPが戻され、Fbaが値fbmに近づいてくると(即ち、Bpaが所定値ba3未満になると)、電気モータの位置に基づいてフィードバック制御が行われる。値ba3は、摩擦損失値fbmよりも大きく、演算特性、BRKの諸元(ギア比、ねじリード等)によって変換されたBpaの物理量における所定値である。なお、上記の位置フィードバック制御は、Bpaがゼロ(非制動)から所定値ba3の範囲に亘って実行される。BPが踏み込まれる場合、或いは、BPが戻されるが操作量Bpaが十分に大きい場合には、少なくとも押圧力実際値Fbaに基づいて目標通電量Imtが演算されるため、信頼性が高い(真値からの誤差が小さい押圧力に基づく)電気モータの制御が行われ得る。一方、BPが非制動の位置(Bpa=0)に向けて戻され、その操作量Bpaが小さい場合には、電気モータ位置Mkaのみに基づいて目標通電量Imtが演算される(即ち、フィードバック制御にFbaが採用されない)ため、無効変位に起因する電気モータへの不必要な通電が抑制され得る。
 なお、目標押圧力Fbtは、演算特性CHfb、及び、制動操作量Bpaに基づいて演算されるため、FbtとBpaとの間には相互関係が存在する。このため、目標位置演算ブロックMKTにおける所定値fbs(電気モータの摩擦損失fbmよりも大きい値)は、Bpaの物理量に演算特性CHmkを介して換算された値が、所定値ba3に対応する。
<制動操作部材が戻し時における電気モータの速度制限>
 制動操作部材BPが急に戻される場合(急解放される場合)に、位置フィードバック制御の制御精度を高めようとするが故に、押圧部材PSNの戻りが過剰になる場合があり得る。この現象を抑制するために、電気モータMTRに速度制限が設けられ得る。
 以下、図9のタイムチャートを参照し、電気モータの速度制限について説明する。ここで、運転者によって制動操作部材BPが急に解放された場合を示している。時点u1までは、目標押圧力Fbtが値fb1で指示されている。時点u1にて、目標押圧力Fbtが「0」に向けて急減される。Fbtが、摩擦損失値fbmよりも大きい所定値fbs(又は、これに対応する値ba3、be3)に達する時点u2で、Fbtの減少に制限が加えられ、Fbtは減少勾配(時間変化量)dfb1をもって減少する。即ち、Fbtが所定値fbs(又は、ba3、be3)未満の領域では、電気モータMTRの回転速度(逆回転の速度)に対して、dfb1に相当する制限(速度制限)dmk1が設けられる。
 電気モータMTRが逆回転されて、Fbaが減少される場合に、摩擦損失に相当する値fbmよりも大きい値fbsで(即ち、無効変位区間mkmに到達する前に)位置フィードバック制御が開始され、併せて、電気モータMTRの速度が、値dmk1に制限される。このため、電気モータMTRへの不要な通電が抑制されるとともに、MTRのオーバシュートが抑制され、PSNが過大に引き戻されることが抑制され得る。運転者がBPを戻した後に、間髪をおかず、急制動を行う場合があり得る。過剰な戻しが抑制されるため、このような場面に対しても、良好な押圧力の発生が確保され得る。
<本願発明に係わる実施形態のまとめ>
 以下、本願発明の実施形態についてまとめる。
 本願発明の実施形態に係る車両の電動制動装置では、運転者による車両の制動操作部材(BP)の操作量(Bpa)を取得する操作量取得手段(BPA)と、伝達部材(GSK等)を介して、電気モータ(MTR)の動力を伝達することによって、前記車両の車輪(WHL)に固定された回転部材(KTB)に前記摩擦部材(MSB)を押し付けて、前記車輪(WHL)に制動トルクを発生させる制動手段(BRK)と、前記操作量(Bpa)に基づいて目標通電量(Imt)を演算し、前記目標通電量(Imt)に基づいて前記電気モータ(MTR)を制御する制御手段(CTL)と、を備えた、車両の電動制動装置であって、前記摩擦部材(MSB)が前記回転部材(KTB)を押し付ける力の実際値である押圧力実際値(Fba)を取得する押圧力取得手段(FBA)と、前記電気モータ(MTR)の位置(Mka)を取得する位置取得手段(MKA)と、を備え、前記制御手段(CTL)は、前記操作量(Bpa)がゼロを含む所定の範囲内(0≦Bpa<ba3)において、前記操作量(Bpa)が増加する場合には、少なくとも前記押圧力実際値(Fba)に基づいて、前記電気モータ(MTR)を一方向に回転させるように前記目標通電量(Imt)を演算し、前記操作量(Bpa)が減少する場合には、前記位置(Mka)のみに基づいて(即ち、Mka単独で)、前記電気モータ(MTR)を他方向に回転させるように前記目標通電量(Imt)を演算する。
 本願発明の実施形態に係る車両の電動制動装置では、前記制御手段(CTL)は、前記位置(Mka)に基づいて前記押圧力実際値(Fba)に対応する押圧力推定値(Fbe)を演算し、前記操作量(Bpa)に基づいて、前記押圧力実際値(Fba)についての第1寄与度(Ka1)、及び、前記押圧力推定値(Fbe)についての第2寄与度(Ke2)を、「前記操作量(Bpa)がゼロを含む所定の範囲内(0≦Bpa<ba3)において、前記操作量(Bpa)が増加する場合には、前記第1寄与度(Ka1)、及び、前記第2寄与度(Ke2)がゼロより大きい値になり、且つ、前記操作量(Bpa)が減少する場合には、前記第1寄与度(Ka1)がゼロに維持され、前記第2寄与度(Ke2)がゼロよりも大きい値になるような、前記操作量(Bpa)の範囲(Ba1≦Bpa<ba3)が含まれる」ように決定し、前記押圧力実際値(Fba)に前記第1寄与度(Ka1)を考慮して得られる値(Fbxa)、及び、前記押圧力推定値(Fbe)に前記第2寄与度(Ke2)を考慮して得られる値(Fbxe)に基づいて、前記目標通電量(Imt)を演算するように構成され得る。
 また、本願発明の実施形態に係る車両の電動制動装置では、「前記操作量(Bpa)が減少し、且つ、前記操作量(Bpa)がゼロを含む所定の範囲内(0≦Bpa<ba3)にある」か否かを判定する判定手段(FLBP)が備えられ、前記判定手段(FLBP)が、「前記操作量(Bpa)が減少し、前記操作量(Bpa)がゼロを含む所定の範囲内(0≦Bpa<ba3)にある」ことを否定する場合(FLbp=0)には、前記制御手段(CTL)は、少なくとも前記押圧力実際値(Fba)(前記押圧力実際値(Fba)のみ、又は、前記押圧力実際値(Fba)及び前記位置(Mka))に基づいて、前記電気モータ(MTR)を一方向に回転させるように前記目標通電量(Imt)を演算し、前記判定手段(FLBP)が、「前記操作量(Bpa)が減少し、前記操作量(Bpa)がゼロを含む所定の範囲内(0≦Bpa<ba3)にある」ことを肯定する場合(FLbp=1)には、前記制御手段(CTL)は、前記位置(Mka)のみに基づいて(即ち、Mka単独で)、前記電気モータ(MTR)を他方向に回転させるように前記目標通電量(Imt)を演算するように構成され得る。
 制動操作量Bpaがゼロ(非制動に対応)を含む所定の範囲内(0~ba3)で、制動操作量Bpaを増加する場合には、少なくとも押圧力実際値Fba(Fba単独、Fba及びMka)が制御変数に採用されて、電気モータのフィードバック制御が実行される。従って、押圧力が増加される場合において、信頼性の高い(真値からの誤差が小さい押圧力に基づく)押圧力フィードバック制御が実行され得る。
 一方、制動操作量Bpaを減少する場合には、押圧力実際値Fbaは採用されず、電気モータの位置Mkaが単独で制御変数に用いられて、電気モータMTRのフィードバック制御が行われる。このため、電気モータの摩擦トルクに起因する無効変位(電気モータの回転角は変化するが押圧力が変化しない状態)にて生じる、電気モータへの不要な通電が抑制され得る。
 さらに、本願発明の実施形態に係る車両の電動制動装置では、前記制御手段(CTL)は、前記操作量(Bpa)がゼロを含む所定の範囲内(0≦Bpa<ba3)において、前記操作量(Bpa)を減少する場合には、前記電気モータ(MTR)の速度を制限するように構成され得る。
 電気モータMTRの速度に制限が設けられるため、MTRが逆転されてゼロ点位置に戻る際のオーバシュートが抑制され、押圧部材PSNが余分に引き戻されることが抑制され得る。このため、BPが解放された直後に、再度急制動が行われる際の応答性が向上され得る。
 加えて、本願発明の実施形態に係る車両の電動制動装置では、前記押圧力取得手段(FBA)は、押圧力実際値(Fba)として、前記摩擦部材(MSB)が前記回転部材(KTB)を押し付ける力を検出する素子(歪ゲージ等)から出力されたアナログ信号をアナログ・デジタル変換して得られたデジタル信号に基づく値を使用し得る。また、前記位置取得手段(MKA)は、前記電気モータ(MTR)の位置(Mka)として、前記電気モータ(MTR)の位置を検出する素子(ホールIC、レゾレバ、エンコーダ等)から直接出力されたデジタル信号に基づく値を使用し得る。
 BPA…操作量取得手段、MSB…摩擦部材、KTB…回転部材、MTR…電気モータ、BRK…制動手段、CTL…制御手段、FBA…押圧力取得手段、MKA…位置取得手段、Fba…押圧力実際値、Fbe…押圧力推定値、Mka…電気モータの位置、Ka1…第1寄与度、Ke2…第2寄与度、Bpa…操作量、Imt…目標通電量

Claims (2)

  1.  運転者による車両の制動操作部材の操作量を取得する操作量取得手段と、
     伝達部材を介して、電気モータの動力を伝達することによって、前記車両の車輪に固定された回転部材に前記摩擦部材を押し付けて、前記車輪に制動トルクを発生させる制動手段と、
     前記操作量に基づいて目標通電量を演算し、前記目標通電量に基づいて前記電気モータを制御する制御手段と、
     を備えた、車両の電動制動装置であって、
     前記摩擦部材が前記回転部材を押し付ける力の実際値である押圧力実際値を取得する押圧力取得手段と、
     前記電気モータの位置を取得する位置取得手段と、
     を備え、
     前記制御手段は、
     前記位置に基づいて、前記摩擦部材が前記回転部材を押し付ける力の推定値である押圧力推定値を演算し、
     前記操作量に基づいて、前記押圧力実際値についての第1寄与度、及び、前記押圧力推定値についての第2寄与度を決定し、
     前記操作量が小さい場合には、前記第1寄与度より前記第2寄与度を相対的に大きい値に決定し、前記操作量が大きい場合には、前記第2寄与度より前記第1寄与度を相対的に大きい値に決定し、
     前記押圧力実際値に前記第1寄与度を考慮して得られる値、及び、前記押圧力推定値に前記第2寄与度を考慮して得られる値に基づいて、前記目標通電量を演算するように構成された、車両の電動制動装置。
  2.  運転者による車両の制動操作部材の操作量を取得する操作量取得手段と、
     伝達部材を介して、電気モータの動力を伝達することによって、前記車両の車輪に固定された回転部材に前記摩擦部材を押し付けて、前記車輪に制動トルクを発生させる制動手段と、
     前記操作量に基づいて目標通電量を演算し、前記目標通電量に基づいて前記電気モータを制御する制御手段と、
     を備えた、車両の電動制動装置であって、
     前記摩擦部材が前記回転部材を押し付ける力の実際値である押圧力実際値を取得する押圧力取得手段と、
     前記電気モータの位置を取得する位置取得手段と、
     を備え、
    前記制御手段は、
     前記操作量がゼロを含む所定の範囲内において、
     前記操作量が増加する場合には、少なくとも前記押圧力実際値に基づいて、前記電気モータを一方向に回転させるように前記目標通電量を演算し、前記操作量が減少する場合には、前記位置のみに基づいて、前記電気モータを他方向に回転させるように前記目標通電量を演算するように構成された、車両の電動制動装置。
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