JP4719649B2 - 電動ブレーキ制御装置及び電動ブレーキ制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、電動モータによって制動力を発生する電動ブレーキ装置を制御する電動ブレーキ制御装置及び電動ブレーキ制御方法に関する。

ブレーキ装置のブレーキパッドは、ディスクロータとの摩擦による磨耗もしくは摩擦熱に応じた膨張により、その厚みが変動する。ブレーキパッドの厚みの変動は、ブレーキ装置の非制動時（ブレーキ装置は起動しているが、制動力が作用していない状態）における、ブレーキパッドとディスクロータとの間隔（以下、パッドクリアランス）を変化させる。

パッドクリアランスが全く無い場合、ブレーキ装置は、ブレーキパッドとディスクロータとの間で引きずりを発生する。一方、パッドクリアランスが大きくなりすぎた場合、ブレーキパッドがディスクロータに接触するまでの時間が長くなり、制動力の応答性低下を招くおそれがある。

従来の油圧ブレーキ装置は、パッドクリアランス調整機構を備えている。パッドクリアランス調整機構は、パッド磨耗若しくは連続制動時のパッドの熱膨張時において、自動的にピストンを所定量戻し、非制動時にパッドクリアランスを一定とするものであり、例えば、キャリパ内にある油圧ピストンを液密に保持するシールや、クリップ等である。

しかし、近年開発されている電動ブレーキ装置は、制御機器からの指令信号に基づいてのみピストンを動かす構造となっている。そのため、電動ブレーキ装置において、上述のようなパッドクリアランス調整機構を実現することは、油圧ブレーキ装置に比較して困難である。

特許文献１は、電動ブレーキ装置においてもパッドクリアランス量を確保するために、パッドクリアランス制御に関する技術を開示している。具体的には、電動ブレーキ装置内のモータへ一定電流出力指令を出力し、この一定電流出力されたことを検出したときのピストン位置を算出する。そのピストン位置を初期位置として、あらかじめ定めたパッドクリアランス分だけピストンを戻し、その戻された位置をピストン原点位置として設定して、パッドクリアランスを確保する。

特開平１０−１８１５７９号公報

電動ブレーキ装置は、上述のようにあらかじめ定めたパッドクリアランス分だけピストンを戻す場合、このピストン戻し量を最大バラツキ値以上に設定されなければならない。電動ブレーキ装置における最大バラツキ値とは、電動ブレーキ装置に内蔵されたピストン稼動機構の剛性及びブレーキパッドの厚みが、熱膨張等の環境変化に応じて変位する最大値のことである。

電動ブレーキ装置のピストン戻し量が最大バラツキ値よりも小さく設定された電動ブレーキ装置は、使用時にピストン稼動機構やブレーキパッドが最大バラツキ値になると、ブレーキパッドとディスクロータは引きずりを発生するおそれがある。この引きずりによって、電動ブレーキ装置が高温状態となり、電動ブレーキ装置の内部機器の故障を引き起こすおそれがある。さらに、ブレーキ操作のフィーリングの悪化を招くおそれがある。

一方、ピストン戻し量が最大バラツキ値に設定された電動ブレーキ装置は、使用時にピストン稼動機構及びブレーキパッドが最大バラツキ値以下のバラツキ値になると、パッドクリアランスが大きくなってしまい、次回の制動時の応答性低下を招くおそれがある。

そこで、本発明の目的は、ブレーキパッドの使用環境が変化しても、ブレーキパッドとディスクロータとの引きずりの発生を低減し、またブレーキ指令に対する応答性低下の防止を図ることである。

本発明の電動ブレーキ制御装置は、車輪とともに回転するブレーキ回転体を押圧するブレーキ摩擦体と、ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧または離間させる力を発生する電動モータと、を備えた電動ブレーキ装置を制御する電動ブレーキ制御装置であって、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体が非接触状態から接触状態になった時、又は接触状態から非接触状態になった時、且つ電動モータへ通電する通電量が予め定めた第１通電量と第１通電量より小さい第２通電量との間である場合、漸減制御し、漸減制御時において電動モータの回転が停止した時の電動モータのモータ回転角をブレーキ摩擦体の待機位置として設定する待機位置制御部を備える構成とする。
また、車輪とともに回転するブレーキ回転体を押圧するブレーキ摩擦体と、ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧または離間させる力を発生する電動モータと、ブレーキ摩擦体がブレーキ回転体に押圧している状態で、電動モータの回転を停止させ、車両の制動力を保持する駐車ブレーキ機構と、を備えた電動ブレーキ装置を制御する電動ブレーキ制御装置であって、電動ブレーキ制御装置が、駐車ブレーキ機構による制動力保持を解除する解除指令を受信したとき、電動モータがブレーキ摩擦体をブレーキ回転体から離間させる方向に回転するように、電動モータへの通電量を制御する回転速度制御部と、電動モータがブレーキ摩擦体をブレーキ回転体から離間させる方向に回転したとき、且つ電動モータへ通電する通電量が予め定めた第１通電量となったとき、第１通電量と第１通電量より小さい第２通電量との間で漸減制御し、漸減制御時において電動モータの回転が停止した時の電動モータのモータ回転角をブレーキ摩擦体の待機位置として設定する待機位置制御部と、を備える構成とする。
また、本発明の電動ブレーキ制御方法は、車輪とともに回転するブレーキ回転体を押圧するブレーキ摩擦体と、ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧または離間させる力を発生する電動モータと、を備えた電動ブレーキ装置を制御する電動ブレーキ制御方法であって、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体が非接触状態から接触状態になった時、又は接触状態から非接触状態になった時、且つ電動モータへ通電する通電量が予め定めた第１通電量と第１通電量より小さい第２通電量との間である場合、漸減制御し、漸減制御時において電動モータの回転が停止した時の電動モータのモータ回転角をブレーキ摩擦体の待機位置として設定する構成とする。

ブレーキパッドの使用環境が変化しても、ブレーキパッドとディスクロータとの引きずりの発生を低減し、ブレーキ指令に対する応答性を向上することができる。

（実施例）
図２は、本発明の一実施例をなす電動ブレーキ装置を搭載した車両のブレーキシステムの概略構成図である。なお、走行のための駆動機構の説明は省略する。

第１電動ブレーキ装置１２０１は、右側の前輪１２１１側に、車軸１２２１に近接して搭載される。第２電動ブレーキ装置１２０２は、左側の前輪１２１２側に、車軸１２２１に近接して搭載される。第３電動ブレーキ装置１２０３は、右側の後輪１２１３側に、車軸１２２２に近接して搭載される。第４ブレーキ装置１２０４は、左側の後輪１２１４側に、車軸１２２２に近接して搭載される。

各電動ブレーキ装置１２０１〜１２０４は基本的な構造は同じであるが、前輪側に対応する第１電動ブレーキ装置１２０１及び第２電動ブレーキ装置１２０２は、後輪側に対応する第３ブレーキ装置１２０３及び第４電動ブレーキ１２０４より大きな制動力を発生するように構成されることが好ましい。

前輪の車軸１２２１および後輪の車軸１２２２には、それぞれの車軸に固定されたディスクロータ１２３１〜１２３４が設けられる。図２では図示されていないが、各電動ブレーキ装置の機構部１２４１〜１２４４は、ディスクロータ１２３１〜１２３４の各面側に対向する一対のブレーキパッドを備える。さらに、機構部１２４１〜１２４４に備えられた電動モータは回転トルクを発生し、回転トルクに基づきブレーキパッドで各ディスクロータ１２３１〜１２３４を挟むように押圧することによって制動力を発生させる。

各電動ブレーキ装置１２０１〜１２０４において、各電動モータを駆動するための電流を制御する電気回路部１２５１〜１２５４は、それぞれの機構部１２４１〜１２４４に固定される一体構造になっている。電気回路部１２５１〜１２５４は、車軸方向において、機構部１２４１〜１２４４に備えられたブレーキパッドとは反対側の面に取り付けられる。

前輪側の第１電動ブレーキ装置１２０１および第２電動ブレーキ装置１２０２には、第１バッテリ１２６１から第１電源ライン１２７１を介して電力が供給される。後輪側の第３電動ブレーキ装置１２０３および第４電動ブレーキ装置１２０４には、第２バッテリ１２６２から第２電源ライン１２７２を介して電力が供給される。

なお、右前輪の第１電動ブレーキ装置１２０１および左後輪の第４電動ブレーキ装置１２０４には第１バッテリ１２６１から電力が供給され、左前輪の第２電動ブレーキ装置１２０２および右後輪の第３電動ブレーキ装置１２０３には第２バッテリ１２６２から電力が供給されるようにしてもよい。電源ラインを２系統にすることで一方の電源ラインに異常が発生しても他方の電源ラインによる制動が可能で、安全性が向上する。

図２に示した車両のブレーキシステムにおいて、ブレーキペダル１２８１のストロークまたはペダル踏力に関する情報は、ペダル操作量検出器１２８２により検出され、データ信号線１２９０を介して制御回路１２９９に入力される。制御回路１２９９は、例えば車室内に配置され、各電動ブレーキの電気回路部に対し、ブレーキシステムとして上位の制御処理を行う（以下「上位制御回路」と記す）。上位制御回路１２９９は、第１〜第４電動ブレーキ装置１２０１〜１２０４から、それぞれデータ信号線１２９１〜１２９４を介して、第１〜第４電動ブレーキ装置１２０１〜１２０４の状態、たとえば押し付け力の現在値、動作モード現在値の情報等を受信する。さらに電動モータの状態を監視しながら、ブレーキペダル１２８１のストロークまたはペダル踏力に関する情報に応じた制御信号をデータ信号線１２９１〜１２９４を介して、各電動ブレーキ装置１２０１〜１２０４に送信し、各電動ブレーキ装置１２０１〜１２０４を制御する。

また、上位制御回路１２９９は、ストロークまたはペダル踏力の情報を含む信号以外に、車体制御コントロールユニット１２９７によって算出されたブレーキ指令信号なども取得する。車体制御コントロールユニット１２９７は、車両の走行挙動を安定化させるための制御、たとえばＡＢＳ（Ａｎｔｉ ｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）やＶＤＣ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｄｙｎａｍｉｃｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を実行するために、各輪のブレーキ力を算出し、必要に応じて上位制御回路１２９９にブレーキ指令信号を出力する。

上述のように、電動ブレーキ装置は、発生させるべきブレーキ力を電気信号として取得し、その信号変化に応じてブレーキ力を制御できる。この電気信号は、アナログ信号や通信化された信号など、どのような形態でも実現することが可能である。

なお、上位制御回路１２９９は、各電動ブレーキ装置１２０１〜１２０４をそれぞれ単独に制御したり、前輪側の第１電動ブレーキ装置１２０１と第２ブレーキ装置１２０２を一グループとするとともに後輪側の第３電動ブレーキ装置１２０３と第４ブレーキ装置１２０４を他のグループとして各グループを制御したり、あるいは、前輪側の第１電動ブレーキ装置１２０１と後輪側の第４電動ブレーキ装置１２０４を一グループとするとともに前輪側の第２電動ブレーキ装置１２０２と後輪側の第３電動ブレーキ装置１２０３を他のグループとして各グループを制御したりしてもよい。グループ分けして制御することで、制御の応答性の改善、制御回路の処理負荷低減、フェールセーフの処理機能の増大といった効果が得られる。

図３は、図２の電動ブレーキ装置の概念図である。以下、第１電動ブレーキ装置１２０１を代表例として、電動ブレーキ装置を説明する。

電動ブレーキ装置１２０１は、互いに対向して配置される一対のブレーキパッド１３０６、１３０７を備える。車軸の回転に伴って回転するディスクロータ１２３１の一部が、各ブレーキパッド１３０６、１３０７の間に配置される。

電動ブレーキ装置１２０１は、機構部１２４１と電気回路部１２５１とが互いに一体化されて構成される。

機構部１２４１は、筐体１３０１内に、たとえば三相ブラシレスモータからなる電動モータ１３１１と、電動モータ１３１１の回転を減速する減速機１３２１と、減速機１３２１によって減速された電動モータ１３１１の回転運動を直線運動に変換してピストン１３３１を進退動させる回転直動変換機構１３２６を備える。

回転直動変換機構１３２６は、機械的な弾性部材によってブレーキパッド１３０６及び１３０７をディスクロータ１２３１から離れる方向に付勢され、電動ブレーキ装置の故障時において異常なブレーキ力を解除するためのフェールオープン機構を備える。通常のブレーキ力制御においては、電動モータ１３１１に対して、弾性部材の弾性力に打ち勝つ分のモータ回転トルクを発生するための電流を通電する。フェールオープン機構は、本実施例の様に弾性部材、例えばバネを用いたものや、ボールねじのような機械的な傾斜による自己反力を用いたものであってもよい。

ブレーキパッド１３０７は、ピストン１３３１に取り付けられ、ピストン１３３１の推力によりディスクロータ１２３１を一方の面側から押圧する。この際に、ディスクロータ１２３１の一方の面側からの押圧力を反力として電動ブレーキ装置１２０１が図中矢印α方向に移動することにより、ブレーキパッド１３０６がディスクロータ１２３１を他方の面側から押圧する。

機構部１２４１は、パーキングブレーキ（ＰＫＢ）機構１３４１を備える。パーキングブレーキ機構１３４１は、ピストン１３３１がディスクロータ１２３１に推力を発生している状態のまま電動モータ１３１１の回転を止めることにより、電動モータ１３１１に電力を供給することなく、制動力を保持することができる（以下、駐車ブレーキ機能）。

電動モータ１３１１の近傍には、電動モータ１３１１の回転角を検出する回転角検出センサ１３５１及び電動モータ１３１１の温度を検出するモータ温度センサ１３５５が配置される。回転角検出センサ１３５１及びモータ温度センサ１３５５の出力信号は、電気回路部１２５１内に配置される下位制御回路１３９９に出力される。

電気回路部１２５１は、車体側に配置されるバッテリ１２６１から電力供給を受ける。また、エンジンコントロールユニット１３８１、ＡＴコントロールユニット１３８３、ペダル操作量検出器１２８２等が接続されたＬＡＮ（Local Area Network）を介して、あるいは該ＬＡＮから上位制御回路１２９９を介して、種々の制御信号を取得する。

電気回路部１２５１は、インバータ回路１３９１及び下位制御装置１３９９を備える。インバータ回路１３９１は、電動モータ１３１１に印加する電圧を制御するための回路である。下位制御回路１３９９は、ＬＡＮ経由により制御信号を取得し、さらに機構部１２４１側からの回転角検出センサ１３５１及びモータ温度センサ１３５５等の出力情報信号を取得し、これらの信号に基づいてインバータ回路１３９１を制御する。

電動モータ１３１１は、インバータ回路１３９１からの出力を取得し、ピストン１３３１に所定の推力を発生させるように回転トルクを発生する。なお、図中符号１３９５は車両側の構造物を示している。

図４は、図３の電気回路部１２５１の回路構成図である。

図中太線枠１２５１は図３に示された電気回路部１２５１に相当し、さらに一点鎖線枠１３９１は図３に示されたインバータ回路１３９１に相当する。図中点線枠１５０３は、機構部１２４１内の回路に相当する。

図４に示された機構部１２４１内回路及び電気回路部１２５１は、図示されていないが、金属製の筐体で被われているため、飛び石等の外的傷害の要因から保護される。また、伝熱性の高い金属製の筐体を用いることにより、各回路等から発生する熱の放熱を図ることができる。さらに、遮蔽性の高い金属製の筐体を用いることにより、電磁波等に対するシールド効果を備える。

まず、電気回路部１２５１の回路において、車両内の電源ラインを介して供給される電力が、電源回路１５１１に供給される。電源回路１５１１により安定化された電力（Ｖｃｃ、Ｖｄｄ）は、中央制御回路（ＣＰＵ）１５９９に供給される。なお、電源回路１５１１からの電源（Ｖｃｃ）は、ＶＣＣ高電圧検知回路１５１３によって検知される。ＶＣＣ高電圧検知回路１５１３が高電圧を検知した場合には、フェールセーフ回路１５１５を動作させる。

フェールセーフ回路１５１５は、後述の三相モータインバータ回路１５１７に供給する電力をスイッチングするリレー１５１９を動作させる。ＶＣＣ高電圧検知回路１５１３によって高電圧が検知された場合、電力の供給をＯＦＦ状態にする。

フィルタ回路１５２１は、リレー１５１９を介して電気回路部１２５１内に供給される電力のノイズを除去し、ノイズが除去された電力を三相モータインバータ回路１５１７に供給する。

中央制御回路１５９９は、上位制御回路１２９９からの制御信号を、ＣＡＮ通信インターフェース回路１５２３を介して取得し、また機構部１２４１側に配置された回転角検出センサ１３５１及びモータ温度センサ１３５５からの出力信号を、それぞれ、回転角検出センサインターフェース回路１５２７及びモータ温度センサインターフェース回路１５２９を介して取得する。現時点における電動モータ１３１１の状況等に関する情報を取得し、上位制御回路１２９９からの制御信号に基づきフィードバック制御をすることにより、電動モータ１３１１に適切な回転トルクを発生させる。すなわち、中央制御回路１５９９は、上位制御回路１２９９からの制御信号及び各センサの検出値に基づいて、三相モータプリドライバ回路１５３１に適切な信号を出力させる。

三相モータインバータ回路１５１７には、相電流モニタ回路１５３３および相電圧モニタ回路１５３５が具備される。相電流モニタ回路１５３３および相電圧モニタ回路１５３５は、それぞれ相電流および相電圧を監視し、監視結果を中央制御回路１５９９に出力する。中央制御回路１５９９は、監視結果に応じて、三相モータプリドライバ回路１５３１を適切に動作させる。

三相モータインバータ回路１５１７は、機構部１２４１内の電動モータ１３１１と接続され、中央制御回路１５９９による制御に応じて、電動モータ１３１１を駆動制御する。

また、中央制御回路１５９９は、上位制御回路１２９９からの制御信号及び各センサの検出値に基づいてＰＫＢ（パーキングブレーキ）ソレノイドドライバ回路１５３７を制御する。ＰＫＢソレノイドドライバ回路１５３７は、中央制御回路１５９９からの制御信号に基づいて機構部１２４１内のＰＫＢソレノイド１３４２を動作させ、パーキングブレーキを作用させる。

また、電気回路部１２５１は、中央制御回路１５９９との間で信号の送受がなされる監視用制御回路１５３９、たとえば故障情報等が格納されたＥＥＰＲＯＭからなる記憶回路１５４１を備える。中央制御回路１５９９は、これら監視用制御回路１５３９および記憶回路１５４１からの情報に基づき電動モータ１３１１の駆動において適切な推力を得るための制御を行う。

図５は、本実施例で使用される電動ブレーキ装置のブレーキ力特性を示す。図５において、縦軸は発生するブレーキ力を示し、横軸は電動モータ１３１１の回転角度変位に相当するモータ変位Ｘを示す。

中央制御回路１５９９は、ブレーキ力指令値に応じたモータ変位指令値Ｘが設定し、モータ変位指令値に応じた駆動制御信号を出力し、制動力を発生させる。一回の制動力動作の終了毎に、ブレーキパッド１３０６、１３０７は、ディスクロータ１２３１から離間する方向に戻され、ブレーキパッド１３０６及び１３０７とディスクロータ１２３１との間にはクリアランスが設定される。

しかしながら、クリアランスの大きさは、ブレーキパッド１３０６、１３０７の摩耗により大きくなったり、ブレーキパッド１３０６、１３０７の熱膨張により小さくなったりする。さらに、ブレーキパッド１３０６、１３０７をディスクロータ１２３１に押圧させる場合、電動ブレーキ装置には、モータ変位Ｘとブレーキ力との間に機械的な剛性が存在する。そのため、電動モータが駆動してからブレーキ力が発生し始めるまでの空走区間が変化する。

図６は、本実施例で使用される電動ブレーキ装置におけるモータ変位とモータ実効電流値との関係を示す。

電動ブレーキ装置の制御モードは、大きく４つの領域に分けられる。まず、図６におけるＡ領域は、電動モータが空走して、ブレーキパッド１３０６及び１３０７がディスクロータ１２３１に接触するまでの領域である。Ｂ領域は、ブレーキパッド１３０６及び１３０７がディスクロータ１２３１に接触して、ブレーキ力が発生している領域である。なお、Ａ領域とＢ領域の境目のモータ変位Ｘ１は、ブレーキパッド１３０６及び１３０７とディスクロータ１２３１の接触開始位置を示す。

Ｃ領域は、一度発生させたブレーキ力を保持する領域である。Ｃ領域でブレーキ力を保持するのに費やす実効電流は、ブレーキ力を保持すべきブレーキ力値まで増加させるための電流より少ない実効電流となる。Ｄ領域は、実効電流を更に減少させ、ブレーキ力を減少させる制御を実行する領域である。Ｅ領域は、ブレーキ力が０となり、電動モータ１３１１の空走領域である。

図６に示されるように、ブレーキパッド１３０６、１３０７とディスクロータ１２３１とが接触しはじめる実効電流Ｉａと、ブレーキパッド１３０６と１３０７とディスクロータ１２３１が離間しはじめる電流Ｉｂが異なる。実効電流Ｉａと実効電流Ｉｂとが異なる原因は、制動力を発生させようとする場合、電動モータ１３１１はブレーキパッド１３０６、１３０７をディスクロータ１２３１からの反力に抗する回転トルクを発生させる必要があるからである。さらに、ブレーキ力発生時のブレーキパッド１３０６、１３０７の磨耗やブレーキパッド１３０６及び１３０７とディスクロータ１２３１間の摩擦熱によるブレーキパッド１３０６及び１３０７自体の熱膨張も原因として挙げられる。

図１は、本実施例における中央制御回路１５９９の制御ブロック図である。

ブレーキパッド１３０７の推力を制御する推力制御を実行する際には、スイッチ１０２は閉状態となり、スイッチ１０５はａの位置となる。

指令変換部１００は、上位制御回路１２９９から送信される推力指令信号、及び回転角検出センサ１３５１から送信されるモータ回転角信号を取得し、これらの信号に応じて、推力指令信号をモータ位置指令信号に変換する。モータ位置制御部１０１は、モータ位置指令信号に基づいて、電動モータ１３１１に通電する電流量を演算し、演算結果である電流指令値を出力する。電流制御部１０３は、電流指令値、及び相電流モニタ１５３３からの電流値を取得し、電動モータ１３１１に通電される電流値が該電流指令値となるようにフィードバック制御を実行する。

パッドクリアランス要求がある場合は、スイッチ１０２は開状態となり、スイッチ１０５はｂの位置となる。パッドクリアランス要求が出力される条件は、ブレーキシステム起動直後や、前述の推力制御実行中を除いたブレーキシステム稼動中や、推力が発生している状態から完全に推力を抜くような推力制御を実行中等が挙げられる。なお、推力制御実行中を除いたブレーキシステム稼動中におけるパッドクリアランス要求は、所定時間毎に定期的に出力したり、車両が所定距離走行後に出力したり、運転者により所定回数ブレーキ操作が行われた時に出力したりしてもよい。また、機構部１３０１に設置されたモータ温度センサ１３５５からの出力信号の変化に基づいて、パッドクリアランス要求を出力するようにしてもよい。

パッドクリアランス要求が発生した場合、ピストン（モータ）待機位置設定部１０６は、後述するピストン待機位置設定制御を実行することにより、パッドクリアランスを設定する。

ピストン待機位置設定部１０６に備えられたモータ位置演算部１０４は、電動モータ１３１１に通電される電流値や回転角信号を取得し、それらの取得値に基づいて、ブレーキパッド１３０７とディスクロータ１２３１との接触開始位置を検出する機能を備える。さらに、モータ位置演算部１０４は、最適なパッドクリアランスを設定するための電流指令値を出力する機能を備える。これらの機能については、図７にて詳述する。

図７は、ピストン待機位置設定制御のフローチャートを示す。

ステップ７０１において、パッドクリアランス要求の有無が判断される。パッドクリアランス要求が無い場合は、ルーチンを抜けて処理は終了する。

パッドクリアランス要求がある場合は、ステップ７０２において、ピストン待機位置設定部１０６は、推力指令値Ｆ、モータ回転角値Ｘ、モータ実効電流値Ｉを取得する。モータ回転角値Ｘは、図４に示される回転角検出センサ１３５１からのモータ回転角検出信号から生成される値であり、モータ実効電流値Ｉは、相電流モニタ１５３３で検知される相電流とモータ回転角値Ｘから中央制御回路１５９９内で演算される値である。

ステップ７０３において、電動モータ１３１１の回転方向が正方向か否かを判定し、電動モータ１３１１の回転方向が正方向と判定されるとステップ７０４に移行する。ここで、電動モータ１３１１の回転方向が正方向であるということは、ピストン１３３１が推力を発生する方向に推進するように電動モータ１３１１が回転していることを示す。また、ピストン待機位置設定部１０６が、モータ回転角値Ｘの変化量を演算し、この演算結果に基づいて電動モータ１３１１の回転方向が正方向である否かを判定する。本実施例のブレーキシステムにおいて、電動モータ１３１１の回転方向が正方向となる状況は、主に、ブレーキシステム起動直後または非制動時における、定期的なブレーキパッド１３０７とディスクロータ１２３１との接触開始位置の検出時である。

図８は、電動モータ１３１１が正回転方向における、モータ回転角値Ｘ及びモータ実効電流値Ｉの時間変化を示す。図８において、縦軸はモータ回転角値Ｘ及びモータの実効電流値Ｉを示し、横軸は時間を示す。曲線８００は、モータの実効電流値Ｉを示し、曲線８０１は、モータ回転角値Ｘを示す。

前述の接触開始位置の検出を実行する場合、モータ位置演算部１０４は、電動モータ１３１１を一定速度で回転させるように、モータ回転角値Ｘ及びモータ実効電流値Ｉに基づいて電流指令値を設定し、電流制御部１０３に出力する（Ｓ７０４）。モータ起動時においては、電動モータ１３１１には、時刻ｔ１において起動電流が流れるが、モータ回転が一定速度に達する時刻ｔ２においては、ほぼ一定電流に落ち着く（ｔ２〜ｔ３）。この一定回転速度は、本実施例で使用される電動ブレーキ装置において、その回転速度を十分検知可能かつ電動モータ１３１１の性能から勘案して最大の速度に設定される。

ステップ７０５において、モータ位置演算部１０４は、モータ実効電流値Ｉが予め定めた電流値Ｉ０より大きくなるまでは、モータ回転の一定速度制御を継続する。モータ実効電流値Ｉが電流値Ｉ０より大きくなったときは、ステップ７０６に移行する。

ステップ７０６において、モータ位置演算部１０４は、モータ実効電流値Ｉが電流値Ｉ０より大きくなったときのモータ回転角Ｘ０で、電動モータ１３１１の回転を停止させる。この時のモータ回転角Ｘ０が、ブレーキパッド１３０７がディスクロータ１２３１に接触するモータ回転角である。

ステップ７０５からステップ７０６は、図８において時刻ｔ３からｔ４の区間に該当する。ピストン空走区間（０〜ｔ３）を過ぎ、さらに時刻ｔ３を過ぎると、ブレーキパッド１３０７はディスクロータ１２３１に接触し、モータ実効電流値は増加し始める。予め設定した実効電流値Ｉ０に達したとき（ｔ４）、モータ回転角の位置制御を実行し、その時のモータ回転角Ｘ０で電動モータ１３１１を停止させる。

ステップ７０７において、モータ位置演算部１０４は、モータ回転角位置Ｘ０で停止させた時の実効電流値Ｉ０を電流指令値とする電流制御処理を実行する。この時の電流指令値は、ブレーキパッド１３０７がディスクロータ１２３１から受ける反力、及び回転直動変換機構１３２６に設置されたフェールオープン機構の弾性力にうちかち、電動モータ１３１１を停止させるための電流値である。

ステップ７０８において、モータ位置演算部１０４は、実効電流値Ｉ０が漸減電流値Ｉｄずつ減少するような電流指令値を電流制御部１０３に出力する。漸減電流値Ｉｄは、電動モータ１３１１からブレーキパッド１３０７までの伝達効率を若干上回るような回転トルクを発生する電流値に設定する。ここで、伝達効率とは、減速機１３２１や回転直動変換機構１３２６等の駆動による摩擦損失や機械損失を考慮した時の、電動モータ１３１１が発生する機械エネルギーの伝達効率を示す。

ステップ７０８において、実効電流値Ｉを減少させていくと、ディスクロータ１２３１からの反力及びフェールオープン機構の弾性力によって、電動モータ１３１１は負の方向に回転し、ブレーキパッド１３０７が押し戻される。

ステップ７０９において、モータ位置演算部１０４は、ブレーキパッド１３０７が押し戻されるときの、モータの回転角を検出する。そして、ブレーキパッド１３０７が押し戻されると、ディスクロータ１２３１からの反力は減少し、電動モータ１３１１の回転は停止する（図８において、ｔ５）。

ステップ７１０において、モータ位置演算部１０４は、実効電流値Ｉを減少させても、電動モータ１３１１の回転が止まった位置Ｘ１をブレーキパッド待機位置とし、処理を終了する。

以上のようなパッドクリアランス制御により、ブレーキパッドの使用環境が変化しても、パッドクリアランスを適切に設定し、引きずりが無く、応答性の高いブレーキ力制御を実現する。

なお、漸減電流値Ｉｄを小さく設定すると、パッドクリアランスの設定精度が向上するが、パッドクリアランスを設定するまでの時間が長くなる。一方、漸減電流値Ｉｄを大きく設定すると、パッドクリアランスの設定精度は低下するが、パッドクリアランスを設定するまでの時間が短くなる。漸減電流値Ｉｄは、ブレーキパッド１３０７やディスクロータ１２３１の特性、電動ブレーキ装置を構成する各部品の機械的特性を考慮して、設定される。

次に、ステップ７０３において、電動モータ１３１１の回転方向が負方向と判定されるとステップ７１１に移行する。ここで、電動モータ１３１１の回転方向が負方向であるということは、ピストン１３３１がディスクロータ１２３１から離間する方向に移動するように電動モータ１３１１が回転していることを示す。本実施例のブレーキシステムにおいて、電動モータ１３１１の回転方向が負方向となる状況は、主に、推力が０より大きくなる推力制御を実行した後に、推力指令値が０となるような状況である。

図９は、電動モータ１３１１が負回転方向における、推力指令値、モータ回転角値Ｘ及びモータ実効電流値Ｉの時間変化を示す。図９において、縦軸は推力指令値、モータ回転角値Ｘ及びモータの実効電流値Ｉを示し、横軸は時間を示す。曲線９００は推力指令値を示し、曲線９０１はモータ実効電流値Ｉを示し、曲線９０２はモータ回転角値Ｘを示す。

モータ位置演算部１０４は、推力が０より大きくなる推力制御を実行した後に、推力が０となる推力指令値を受信したとき（ｔ１０）、電動モータ１３１１を一定速度で回転させるように、モータ回転角値Ｘ及びモータ実効電流値Ｉに基づいて電流指令値を設定し、電流制御部１０３に出力する（Ｓ７１１）。この一定回転速度は、本実施例で使用される電動ブレーキ装置において、その回転速度を十分検知可能かつ電動モータ１３１１の性能から勘案して最大の速度に設定される。

ステップ７１２において、モータ位置演算部１０４は、モータ実効電流値Ｉが予め定めた電流値Ｉ２より小さくなるまでは、モータ回転の一定速度制御を継続する。モータ実効電流値Ｉが電流値Ｉ２より小さくなったときは、ステップ７１３に移行する。

ステップ７１３において、モータ位置演算部１０４は、モータ実効電流値Ｉが電流値Ｉ２より小さくなったときのモータ回転角Ｘ０で、電動モータ１３１１の回転を停止させる。この時のモータ回転角Ｘ０は、ブレーキパッド１３０７とディスクロータ１２３１と依然として接触状態にあるモータ回転角である。

ステップ７１２からステップ７１３は、図９において時刻ｔ１０からｔ１１の区間に該当する。予め設定した実効電流値Ｉ２に達したとき（ｔ１１）、モータ回転角の位置制御を実行し、その時のモータ回転角Ｘ０で電動モータ１３１１を停止させる。

ステップ７１４において、モータ位置演算部１０４は、モータ回転角位置Ｘ０で停止させた時の実効電流値Ｉ２を電流指令値とする電流制御処理を実行する。この時の電流指令値は、ブレーキパッド１３０７がディスクロータ１２３１から受ける反力、及び回転直動変換機構１３２６に設置されたフェールオープン機構の弾性力にうちかち、電動モータ１３１１を停止させるための電流値である。

ステップ７１５において、モータ位置演算部１０４は、実効電流値Ｉ２が漸減電流値Ｉｄずつ減少するような電流指令値を電流制御部１０３に出力する。実効電流値Ｉを減少させていくと、ディスクロータ１２３１からの反力及びフェールオープン機構の弾性力によって、電動モータ１３１１は負の方向に回転し、ブレーキパッド１３０７が押し戻される。

ステップ７１６において、モータ位置演算部１０４は、ブレーキパッド１３０７が押し戻されるときの、モータの回転角を検出する。そして、ブレーキパッド１３０７が押し戻されると、ディスクロータ１２３１からの反力は減少し、電動モータ１３１１の回転は停止する（図９において、ｔ１２）。

ステップ７１７において、モータ位置演算部１０４は、実効電流値Ｉを減少させても、電動モータ１３１１の回転が止まった位置Ｘ１をパッドクリアランスの０とし、処理を終了する。

以上のようなパッドクリアランス制御により、推力が０より大きくなる推力制御を実行した後に推力指令値が０となるような、頻繁に行われる推力制御においても、パッドクリアランスを適切に設定し、引きずりが無く、応答性の高いブレーキ力制御を実現する。

一般に、前述の駐車ブレーキ機能を作用させ、車両を長時間放置すると、ブレーキパッド１３０７は、冷めて熱収縮し、厚みが変化する。この厚みの変化は、駐車ブレーキ機能の解除直後における制動力制御の応答性を低下させる。そこで、車両に作用している駐車ブレーキ機能が解除するときに、上述のステップ７１１からステップ７１７を実行することにより、ブレーキパッド１３０７の厚みに応じたパッドクリアランスを設定し、駐車ブレーキ機能の解除直後における制動力制御の応答性を高めることができる。

また、図７に示されたピストン待機位置設定制御を実行中に、中央制御回路１５９９が上位制御回路１２９９等から推力を発生させるための指令を受信したときは、ピストン待機位置設定制御を中断し、指令に応じた推力を発生させる制御に移行するようにしてもよい。

本実施例における中央制御回路１５９９の制御ブロック図である。 本発明の一実施例をなす電動ブレーキ装置を搭載した車両のブレーキシステムの概略構成図である。 図２の電動ブレーキ装置の概念図である。 図３の電気回路部１２５１の回路構成図である。 本実施例で使用される電動ブレーキ装置のブレーキ力特性を示す。 本実施例で使用される電動ブレーキ装置におけるモータ変位とモータ実効電流値との関係を示す。 ピストン待機位置設定制御のフローチャートを示す。 電動モータ１３１１が正回転方向における、モータ回転角値Ｘ及びモータ実効電流値Ｉの時間変化を示す。 電動モータ１３１１が負回転方向における、推力指令値、モータ回転角値Ｘ及びモータ実効電流値Ｉの時間変化を示す。

符号の説明

１２３１…ディスクロータ、１２５１…電気回路部、１３０７，１３０８…ブレーキパッド、１３１１…電動モータ、１３９９…中央制御回路。

Claims (9)

1. 車輪とともに回転するブレーキ回転体を押圧するブレーキ摩擦体と、
   前記ブレーキ摩擦体を前記ブレーキ回転体に押圧または離間させる力を発生する電動モータと、を備えた電動ブレーキ装置を制御する電動ブレーキ制御装置であって、
   前記ブレーキ摩擦体と前記ブレーキ回転体が非接触状態から接触状態になった時、又は接触状態から非接触状態になった時、且つ前記電動モータへ通電する通電量が予め定めた第１通電量と前記第１通電量より小さい第２通電量との間である場合、漸減制御し、前記漸減制御時において前記電動モータの回転が停止した時の前記電動モータのモータ回転角を前記ブレーキ摩擦体の待機位置として設定する待機位置制御部を備える電動ブレーキ制御装置。
2. 請求項１に記載の電動ブレーキ制御装置であって、
   前記ブレーキ摩擦体と前記ブレーキ回転体が接触状態から非接触状態になった時は、前記ブレーキ摩擦体が、前記ブレーキ回転体と離間する方向に移動され、前記ブレーキ回転体に対する前記ブレーキ摩擦体の押圧力が減少するときである電動ブレーキ制御装置。
3. 請求項１に記載の電動ブレーキ制御装置であって、
   該電動ブレーキ制御装置に送信される押圧力指令値が、０より大きい値から０になったとき、前記電動モータが前記ブレーキ摩擦体を前記ブレーキ回転体から離間させる方向に回転するように、前記電動モータへの通電量を制御する回転速度制御部を備え、
   前記待機位置制御部は、前記電動モータへの前記通電量が前記第１通電量となったとき、前記電動モータへの通電量を該第１通電量と該第１通電量より小さい第２通電量との間で漸減制御する電動ブレーキ制御装置。
4. 請求項１に記載の電動ブレーキ制御装置であって、
   前記電動モータの回転速度が所定の速度となるように前記電動モータへの通電量を制御する回転速度制御部を備え、
   前記待機位置制御部は、前記ブレーキ摩擦体と前記ブレーキ回転体とが非接触状態において、前記回転速度制御部が前記ブレーキ摩擦体を前記ブレーキ回転体と接触させる方向に前記電動モータを制御中に、前記電動モータへの通電量が予め定めた第１通電量より大きくなったとき、前記ブレーキ摩擦体と前記ブレーキ回転体との接触を検知する接触位置検出部を備え、前記接触位置検出部により接触位置を検知したとき、前記電動モータへの通電量を前記第１通電量と該第１通電量より小さい第２通電量との間で漸減制御する電動ブレーキ制御装置。
5. 請求項１に記載の電動ブレーキ制御装置であって、
   前記待機位置制御部は、車両の走行距離が所定値以上となったときに実行する電動ブレーキ制御装置。
6. 請求項１に記載の電動ブレーキ制御装置であって、
   前記待機位置制御部は、ブレーキ操作部材が所定回数以上操作されたときに実行する電動ブレーキ制御装置。
7. 請求項１に記載の電動ブレーキ制御装置であって、
   前記待機位置制御部により前記ブレーキ摩擦体を制御中に、該電動ブレーキ制御装置が押圧力指令値を受信したとき、該待機位置制御部による制御を停止し、該押圧力指令値に応じた押圧力制御を実行する電動ブレーキ制御装置。
8. 車輪とともに回転するブレーキ回転体を押圧するブレーキ摩擦体と、前記ブレーキ摩擦体を前記ブレーキ回転体に押圧または離間させる力を発生する電動モータと、前記ブレーキ摩擦体が前記ブレーキ回転体に押圧している状態で、前記電動モータの回転を停止させ、車両の制動力を保持する駐車ブレーキ機構と、を備えた電動ブレーキ装置を制御する電動ブレーキ制御装置であって、
   該電動ブレーキ制御装置が、前記駐車ブレーキ機構による制動力保持を解除する解除指令を受信したとき、前記電動モータが前記ブレーキ摩擦体を前記ブレーキ回転体から離間させる方向に回転するように、前記電動モータへの通電量を制御する回転速度制御部と、
   前記電動モータが前記ブレーキ摩擦体を前記ブレーキ回転体から離間させる方向に回転したとき、且つ前記電動モータへ通電する通電量が予め定めた第１通電量となったとき、前記第１通電量と前記第１通電量より小さい第２通電量との間で漸減制御し、前記漸減制御時において前記電動モータの回転が停止した時の前記電動モータのモータ回転角を前記ブレーキ摩擦体の待機位置として設定する待機位置制御部と、を備える電動ブレーキ制御装置。
9. 車輪とともに回転するブレーキ回転体を押圧するブレーキ摩擦体と、前記ブレーキ摩擦体を前記ブレーキ回転体に押圧または離間させる力を発生する電動モータと、を備えた電動ブレーキ装置を制御する電動ブレーキ制御方法であって、
   前記ブレーキ摩擦体と前記ブレーキ回転体が非接触状態から接触状態になった時、又は接触状態から非接触状態になった時、且つ前記電動モータへ通電する通電量が予め定めた第１通電量と前記第１通電量より小さい第２通電量との間である場合、漸減制御し、前記漸減制御時において前記電動モータの回転が停止した時の前記電動モータのモータ回転角を前記ブレーキ摩擦体の待機位置として設定する電動ブレーキ制御方法。

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