JP6906398B2 - Electric brake device - Google Patents

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Description

この発明は、電動ブレーキ装置に関し、騒音、振動および乗り心地に関する総称であるＮＶＨと、制御精度の両立を図る技術に関する。 The present invention relates to an electric brake device, and relates to a technique for achieving both NVH, which is a general term for noise, vibration, and riding comfort, and control accuracy.

電動式直動アクチュエータまたは電動ブレーキ装置として、以下の技術が提案されている。
１．電動モータ、直動機構および減速機を使用した電動ブレーキ用アクチュエータ（特許文献１）。
２．遊星ローラ機構および電動モータを使用した電動アクチュエータ（特許文献２）。 The following techniques have been proposed as electric linear actuators or electric braking devices.
1. 1. An actuator for an electric brake using an electric motor, a linear motion mechanism and a speed reducer (Patent Document 1).
2. An electric actuator using a planetary roller mechanism and an electric motor (Patent Document 2).

特開平６−３２７１９０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-327190 特開２００６−１９４３５６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-194356

特許文献１，２の電動アクチュエータを用いた電動ブレーキ装置において、主に機械摩擦等の影響により、アクチュエータ荷重を増圧する場合と、反力を受けてアクチュエータ荷重を減圧する場合において、それぞれモータトルクとアクチュエータ荷重との特性が異なるヒステリシス特性を有する場合が多い。このとき、例えば、電動ブレーキ装置のような高精度な応答が求められる用途に用いる場合、前記ヒステリシス特性の影響により高精度なアクチュエータ制御が困難となる場合がある。 In the electric braking device using the electric actuators of Patent Documents 1 and 2, the motor torque and the motor torque are obtained when the actuator load is increased mainly due to the influence of mechanical friction and when the actuator load is reduced by receiving a reaction force. In many cases, it has hysteresis characteristics that are different from those of the actuator load. At this time, for example, when used in an application such as an electric brake device that requires a highly accurate response, it may be difficult to control the actuator with high accuracy due to the influence of the hysteresis characteristic.

この問題に対して制御精度を向上するための対策として、アクチュエータの所定状態に応じて複数のコントローラを切替えて制御する可変構造制御系が用いられる場合がある。しかしながら、前記コントローラの切替を急峻に行う程、制御精度が向上する反面、チャタリング等によるＮＶＨの悪化または消費電力の増加が発生し易く、前記コントローラの切替を緩慢に行う程、チャタリングが低減する反面、可変構造とする効果が減少し制御精度が悪化する、トレードオフが問題となる。 As a measure for improving the control accuracy for this problem, a variable structure control system that switches and controls a plurality of controllers according to a predetermined state of the actuator may be used. However, the steeper the switching of the controller is, the more the control accuracy is improved, while the worsening of NVH or the increase of the power consumption due to chattering or the like is likely to occur, and the slower the switching of the controller is, the less the chattering is. , The effect of the variable structure is reduced and the control accuracy is deteriorated, and the trade-off becomes a problem.

この発明の目的は、騒音、振動および乗り心地に関する総称であるＮＶＨと、制御精度の両立を図る電動ブレーキ装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an electric braking device that achieves both NVH, which is a general term for noise, vibration, and riding comfort, and control accuracy.

この発明の電動ブレーキ装置１は、ブレーキロータ８と、このブレーキロータ８と接触して制動力を発生する摩擦材９と、電動モータ４と、この電動モータ４の出力を前記摩擦材９の押圧力に変換する摩擦材操作手段６と、指令手段１８から与えられたブレーキ力指令値に基づいて前記電動モータ４の出力を制御する制御装置２と、を備えた電動ブレーキ装置において、
前記制御装置２は、
前記ブレーキロータ８と同期した車輪ＷＬの回転運動における角度およびこの角度の所定階微分値を推定する車輪運動推定手段２２と、
前記電動モータ４の回転の角度およびこの角度の所定階微分値に同期する値の少なくともいずれかを含む物理量である状態量に基づいて、互いに異なる複数の操作量を切替える制御演算機能部２０と、
前記指令手段１８からのブレーキ力指令値および前記車輪運動推定手段２２で推定される推定値のいずれか一方または両方に基づき、前記制御演算機能部２０における操作量の切替えに必要な切替の急峻さを判断する切替強度判断機能部２１と、を備え、
前記切替強度判断機能部２１は、前記制御演算機能部２０における複数の操作量の切替において、定められた切替条件に対して現操作量から切替後の操作量に連続的に切替える制御である平滑切替を行うか否かを判断する機能と、定められた切替条件に対して前記平滑切替における勾配の急峻さを変更する機能のいずれか一方または両方の機能を有する。
前記定められた切替条件は、設計等によって任意に定める切替条件であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な切替条件を求めて定められる。 In the electric brake device 1 of the present invention, the brake rotor 8, the friction material 9 that comes into contact with the brake rotor 8 to generate a braking force, the electric motor 4, and the output of the electric motor 4 are pushed by the friction material 9. In an electric brake device including a friction material operating means 6 for converting into pressure and a control device 2 for controlling the output of the electric motor 4 based on a braking force command value given by the command means 18.
The control device 2
A wheel motion estimation means 22 for estimating an angle in the rotational motion of the wheel WL synchronized with the brake rotor 8 and a predetermined derivative value of this angle, and
A control calculation function unit 20 that switches a plurality of different operation amounts based on a state quantity that is a physical quantity including at least one of a rotation angle of the electric motor 4 and a value synchronized with a predetermined derivative value of this angle.
The steepness of switching required for switching the operation amount in the control calculation function unit 20 based on one or both of the braking force command value from the command means 18 and the estimated value estimated by the wheel motion estimation means 22. With a switching strength determination function unit 21 for determining
The switching strength determination function unit 21 is a control that continuously switches from the current operation amount to the operation amount after switching with respect to a predetermined switching condition in switching a plurality of operation amounts in the control calculation function unit 20. It has one or both of a function of determining whether or not to perform switching and a function of changing the steepness of the gradient in the smooth switching with respect to a predetermined switching condition.
The above-described switching condition is a switching condition arbitrarily determined by design or the like, and is determined by obtaining an appropriate switching condition by, for example, either one or both of a test and a simulation.

この構成によると、制御演算機能部２０は、前記状態量に基づいて、複数の操作量を切替える。切替強度判断機能部２１は、ブレーキ力指令値および車輪運動推定手段２２の推定値のいずれか一方または両方に基づき、制御演算機能部２０における操作量の切替えに必要な切替の急峻さを判断する。切替強度判断機能部２１は、定められた切替条件に対して平滑切替を行うか否かを判断するか、または、前記平滑切替における勾配の急峻さを変更する。前記平滑切替を行う場合、切替条件の値の推移に伴って連続的に一の操作量から他の操作量へと変更される。前記平滑切替を行わない場合、切替条件における所定の閾値に対して、一の操作量から他の操作量に変更するような不連続な切替動作を行う。 According to this configuration, the control calculation function unit 20 switches a plurality of operation amounts based on the state amount. The switching strength determination function unit 21 determines the steepness of switching required for switching the operation amount in the control calculation function unit 20 based on either or both of the braking force command value and the estimated value of the wheel motion estimation means 22. .. The switching strength determination function unit 21 determines whether or not to perform smoothing switching with respect to the predetermined switching condition, or changes the steepness of the gradient in the smoothing switching. When the smoothing switching is performed, one operation amount is continuously changed to another operation amount as the value of the switching condition changes. When the smoothing switching is not performed, a discontinuous switching operation such as changing from one operation amount to another operation amount is performed with respect to a predetermined threshold value in the switching condition.

複数のコントローラを切替える可変構造制御系を適用し、単に平滑切替のみを適用した場合、ＮＶＨと制御精度とのトレードオフ関係により前記何れかを妥協しなければならず、妥協をした前記何れか、即ちＮＶＨの悪化もしくは制御精度の低下が問題となる場合がある。このとき、制動を行うときの条件によって、ＮＶＨが問題になる場合と、応答性の低下が問題になる場合とが異なる場合がある。
そこで、この構成では、モータ回転角度等の前記状態量に基づいて、互いに異なる複数の操作量を切替える可変構造制御系を適用したうえで、以下の判断ａ，ｂのいずれか一方または両方を実行する。
（判断ａ）：ブレーキ力指令値およびブレーキ動作状態等に応じて平滑切替を行うか否かを判断する。
（判断ｂ）：ブレーキ力指令値およびブレーキ動作状態等に応じて、平滑切替の急峻さを可変とする（この判断ｂでは、常に平滑切替を行う前提である）。
少なくともいずれかの判断を行うことで、騒音、振動および乗り心地に関する総称であるＮＶＨ（Noise, Vibration, Harshness）と、制御精度の両立を図ることができる。
例えば、ブレーキ力指令値等が小さい程、摩擦材をブレーキロータに押圧する反力による機械結合部への与圧が小さいためチャタリングによる作動音への影響が大きく、補償しなければならないヒステリシス量が小さく、またブレーキ力が制動距離に及ぼす影響が小さい。このような場合、可変構造制御系の切替を緩慢にする平滑切替を行う。逆に、ブレーキ力指令値等がある程度大きくなると、機械結合部への予圧が比較的大きいことでチャタリングによる作動音への影響が相対的に小さい反面、補償しなければならないヒステリシス量が大きくなり、またブレーキ力が制動距離に及ぼす影響が大きくなるためブレーキ制御精度を高める必要がある。このような場合、可変構造制御系の切替を急峻にするか、切替条件における所定の閾値に対して、一の操作量から他の操作量に変更するような不連続な切替動作を行う。このように状況に応じた切替を行うことで、ＮＶＨと制御精度の両立を図れる。 When a variable structure control system that switches between multiple controllers is applied and only smoothing switching is applied, one of the above must be compromised due to the trade-off relationship between NVH and control accuracy. That is, deterioration of NVH or deterioration of control accuracy may become a problem. At this time, depending on the conditions for braking, the case where NVH becomes a problem and the case where a decrease in responsiveness becomes a problem may differ.
Therefore, in this configuration, after applying a variable structure control system that switches a plurality of different operating amounts based on the state amount such as the motor rotation angle, one or both of the following determinations a and b are executed. do.
(Judgment a): It is determined whether or not smooth switching is performed according to the braking force command value, the braking operating state, and the like.
(Judgment b): The steepness of smoothing switching is made variable according to the braking force command value, the braking operating state, and the like (in this judgment b, it is assumed that smoothing switching is always performed).
By making at least one of the judgments, it is possible to achieve both NVH (Noise, Vibration, Harshness), which is a general term for noise, vibration, and riding comfort, and control accuracy.
For example, the smaller the braking force command value, the smaller the pressure applied to the mechanical joint by the reaction force that presses the friction material against the brake rotor, so the effect of chattering on the operating noise is greater, and the amount of hysteresis that must be compensated for. It is small, and the effect of braking force on the braking distance is small. In such a case, smooth switching is performed to slow down the switching of the variable structure control system. On the contrary, when the braking force command value or the like becomes large to some extent, the preload on the mechanical coupling portion is relatively large, so that the influence of chattering on the operating noise is relatively small, but the amount of hysteresis that must be compensated becomes large. In addition, it is necessary to improve the brake control accuracy because the braking force has a large influence on the braking distance. In such a case, the variable structure control system is switched steeply, or a discontinuous switching operation such as changing from one operation amount to another operation amount is performed with respect to a predetermined threshold value in the switching condition. By switching according to the situation in this way, both NVH and control accuracy can be achieved.

前記電動ブレーキ装置１を搭載する車両の前後加速度を推定する加速度推定手段２８と、
この加速度推定手段２８で推定される前後加速度および前記車輪運動推定手段２２で推定される推定値のいずれか一方または両方に基づいて、前記車両の車体速を推定する車体速推定手段２７と、を備え、
前記制御装置２は、前記車輪運動推定手段２２で推定される推定値および前記車体速推定手段２７で推定される車体速に基づいて、前記車輪ＷＬの路面に対する滑り度合を推定し、推定された前記滑り度合が閾値を超過したときに前記車輪ＷＬの滑り量を抑制するように、前記指令手段１８によらずブレーキ力指令値を演算するアンチスキッド制御機能部１９ｂを備え、
前記切替強度判断機能部２１は、前記アンチスキッド制御機能部１９ｂによる制御が実行されたときの前記平滑切替における勾配を、アンチスキッド制御機能部１９ｂによる制御が実行されない場合と比較して、急峻に変更する機能を有する。
前記閾値は、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により定められる。 Acceleration estimation means 28 for estimating the front-rear acceleration of the vehicle equipped with the electric brake device 1 and
A vehicle body speed estimation means 27 that estimates the vehicle body speed of the vehicle based on either or both of the front-rear acceleration estimated by the acceleration estimation means 28 and the estimated value estimated by the wheel motion estimation means 22. Prepare,
The control device 2 estimates and estimates the degree of slippage of the wheel WL with respect to the road surface based on the estimated value estimated by the wheel motion estimating means 22 and the vehicle body speed estimated by the vehicle body speed estimating means 27. An anti-skid control function unit 19b that calculates a braking force command value regardless of the command means 18 is provided so as to suppress the slip amount of the wheel WL when the slip degree exceeds a threshold value.
The switching strength determination function unit 21 makes the gradient in the smooth switching when the control by the anti-skid control function unit 19b is executed steeper than that in the case where the control by the anti-skid control function unit 19b is not executed. Has the ability to change.
The threshold is determined, for example, by one or both of the test and the simulation.

この構成によると、アンチスキッド制御機能部１９ｂによる制御が実行されたときの前記平滑切替における勾配を、アンチスキッド制御機能部１９ｂによる制御が実行されない場合と比較して、急峻に変更する。つまりアンチスキッド制御時は、通常のブレーキ動作時と比較してより精密なブレーキ力制御が必要とされるため、可変構造制御系の切替を積極的に行って制御精度を向上することができる。 According to this configuration, the gradient in the smoothing switching when the control by the anti-skid control function unit 19b is executed is changed sharply as compared with the case where the control by the anti-skid control function unit 19b is not executed. That is, in the case of anti-skid control, more precise braking force control is required as compared with the case of normal braking operation, so that the control accuracy can be improved by positively switching the variable structure control system.

前記切替強度判断機能部２１は、前記指令手段１８に基づくブレーキ力指令値の変化度合が小さくなる程、前記平滑切替における勾配を急峻にする機能を有するものであってもよい。ブレーキペダルが緩やかに操作されている場合において、前記平滑切替における勾配を急峻にすることでブレーキ制御精度を高くすることができる。これにより、ブレーキ操作に対して制動力の変化が正確に追従するよう制御し、ブレーキフィーリングを改善することができる。 The switching strength determination function unit 21 may have a function of making the gradient in the smooth switching steeper as the degree of change of the braking force command value based on the command means 18 becomes smaller. When the brake pedal is operated gently, the brake control accuracy can be improved by making the gradient in the smoothing switching steep. As a result, it is possible to control so that the change in the braking force accurately follows the brake operation and improve the brake feeling.

前記切替強度判断機能部２１は、前記指令手段１８に基づくブレーキ力指令値が定められた値より小さい条件において、前記ブレーキ力指令値が小さくなる程、前記平滑切替における勾配を緩慢にする機能を有するものであってもよい。
前記定められた値は、設計等によって任意に定める値であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な値を求めて定められる。
軽いブレーキ操作の場合において比較的大きな電動ブレーキ装置の作動音が発生し易く、チャタリングが発生するとＮＶＨの悪化に繋がる。このため、ブレーキ力指令値が定められた値より小さいときは前記平滑切替における勾配を緩慢にすることで、ＮＶＨを改善することができる。 The switching strength determination function unit 21 has a function of slowing down the gradient in the smooth switching as the braking force command value becomes smaller under the condition that the braking force command value based on the command means 18 is smaller than the predetermined value. It may have.
The determined value is a value arbitrarily determined by design or the like, and is determined by obtaining an appropriate value by, for example, one or both of a test and a simulation.
In the case of a light braking operation, a relatively loud operating noise of the electric braking device is likely to be generated, and if chattering occurs, it leads to deterioration of NVH. Therefore, when the braking force command value is smaller than the predetermined value, NVH can be improved by slowing the gradient in the smoothing switching.

前記切替強度判断機能部２１は、前記指令手段１８に基づくブレーキ力指令値が定められた値より大きい条件において、前記ブレーキ力指令値が大きくなる程、前記平滑切替における勾配を緩慢にする機能を有するものであってもよい。
前記定められた値は、設計等によって任意に定める値であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な値を求めて定められる。
ある程度ブレーキ力が大きくなると比較的高Ｇでの減速となり制御精度がフィーリングに影響し難くなる。このような場合に、前記平滑切替における勾配を緩慢にしてＮＶＨの向上および消費電力の低減を図ることができる。 The switching strength determination function unit 21 has a function of slowing down the gradient in the smooth switching as the braking force command value becomes larger under the condition that the braking force command value based on the command means 18 is larger than the predetermined value. It may have.
The determined value is a value arbitrarily determined by design or the like, and is determined by obtaining an appropriate value by, for example, one or both of a test and a simulation.
When the braking force is increased to some extent, deceleration occurs at a relatively high G, and the control accuracy is less likely to affect the feeling. In such a case, the gradient in the smoothing switching can be made slow to improve NVH and reduce power consumption.

前記電動ブレーキ装置１を搭載する車両の車体速を推定する車体速推定手段２７を備え、
前記切替強度判断機能部２１は、前記車体速推定手段２７で推定される車体速が大きくなる程、前記平滑切替における勾配を急峻にする機能を有するものであってもよい。
車体速が大きいときはロードノイズが大きいことで、電動ブレーキ装置１の作動音によるＮＶＨへの影響が相対的に小さく、ブレーキ力が制動距離に及ぼす影響が大きい。このため、車体速が大きくなる程、前記平滑切替における勾配を急峻にすることで、ブレーキ制御精度を向上することで、安全性を高めることができる。 A vehicle body speed estimation means 27 for estimating the vehicle body speed of a vehicle equipped with the electric brake device 1 is provided.
The switching strength determination function unit 21 may have a function of making the gradient in the smooth switching steeper as the vehicle body speed estimated by the vehicle body speed estimating means 27 increases.
When the vehicle body speed is high, the road noise is large, so that the effect of the operating noise of the electric braking device 1 on the NVH is relatively small, and the braking force has a large effect on the braking distance. Therefore, as the vehicle body speed increases, the gradient in the smoothing switching becomes steeper, so that the brake control accuracy can be improved and the safety can be improved.

前記制御装置２は、前記摩擦材操作手段６による前記摩擦材９の操作量をブレーキ力指令値に追従するように制御するブレーキ力追従制御機能を有し、このブレーキ力追従制御機能は、前記状態量から定められた切替関数を演算し、前記切替関数の正負に応じて二値の操作量を導出し、前記切替関数の略零を制御目標とするスライディングモード制御であり、
前記切替強度判断機能部２１は、前記切替関数の値に基づいて、前記二値の操作量を切替える際の、前記切替関数の値の変化に伴う前記平滑切替の急峻さを決定する機能であってもよい。 The control device 2 has a braking force following control function that controls the amount of operation of the friction material 9 by the friction material operating means 6 so as to follow a braking force command value, and the braking force following control function is the said. It is a sliding mode control in which a switching function determined from a state quantity is calculated, a binary manipulated variable is derived according to the positive or negative of the switching function, and the control target is approximately zero of the switching function.
The switching strength determination function unit 21 is a function of determining the steepness of the smoothing switching accompanying a change in the value of the switching function when switching the operation amount of the binary value based on the value of the switching function. You may.

前記制御装置２は、前記電動モータ４の角速度を推定する角速度推定手段２５と、前記摩擦材操作手段６による前記摩擦材９の操作量をブレーキ力指令値に追従するように制御するブレーキ力追従制御機能とを有し、このブレーキ力追従制御機能は、前記摩擦材９と前記ブレーキロータ８との接触力が増加する際の前記電動モータ４の操作量を決定する正効率作動制御演算器３３と、前記接触力が減少する際の前記電動モータ４の操作量を決定する逆効率作動制御演算器３４と、を含む二種以上の制御演算器による二値以上の操作量を、前記角速度推定手段２５で推定された角速度に応じて切替える機能を有し、
前記切替強度判断機能部２１は、前記角速度推定手段２５で推定された角速度に基づいて、前記二値以上の操作量を切替える際の、前記角速度の変化に伴う平滑切替の急峻さを決定する機能であってもよい。 The control device 2 controls the angular velocity estimating means 25 for estimating the angular velocity of the electric motor 4 and the amount of operation of the friction material 9 by the friction material operating means 6 so as to follow the braking force command value. It has a control function, and this braking force tracking control function determines the amount of operation of the electric motor 4 when the contact force between the friction material 9 and the brake rotor 8 increases. And the angular velocity estimation of the operation amount of two or more values by two or more kinds of control calculation units including the reverse efficiency operation control calculation unit 34 for determining the operation amount of the electric motor 4 when the contact force decreases. It has a function of switching according to the angular velocity estimated by the means 25, and has a function of switching.
The switching strength determination function unit 21 has a function of determining the steepness of smoothing switching accompanying a change in the angular velocity when switching an operation amount of two or more values based on the angular velocity estimated by the angular velocity estimating means 25. It may be.

この発明の電動ブレーキ装置は、ブレーキロータと、このブレーキロータと接触して制動力を発生する摩擦材と、電動モータと、この電動モータの出力を前記摩擦材の押圧力に変換する摩擦材操作手段と、指令手段から与えられたブレーキ力指令値に基づいて前記電動モータの出力を制御する制御装置と、を備えた電動ブレーキ装置において、前記制御装置は、前記ブレーキロータと同期した車輪の回転運動における角度およびこの角度の所定階微分値を推定する車輪運動推定手段と、前記電動モータの回転の角度およびこの角度の所定階微分値に同期する値の少なくともいずれかを含む物理量である状態量に基づいて、互いに異なる複数の操作量を切替える制御演算機能部と、前記指令手段からのブレーキ力指令値および前記車輪運動推定手段で推定される推定値のいずれか一方または両方に基づき、前記制御演算機能部における操作量の切替えに必要な切替の急峻さを判断する切替強度判断機能部と、を備え、前記切替強度判断機能部は、前記制御演算機能部における複数の操作量の切替において、定められた切替条件に対して現操作量から切替後の操作量に連続的に切替える制御である平滑切替を行うか否かを判断する機能と、定められた切替条件に対して前記平滑切替における勾配の急峻さを変更する機能のいずれか一方または両方の機能を有する。このため、騒音、振動および乗り心地に関する総称であるＮＶＨと、制御精度の両立を図ることができる。 The electric brake device of the present invention includes a brake rotor, a friction material that generates a braking force in contact with the brake rotor, an electric motor, and a friction material operation that converts the output of the electric motor into a pressing force of the friction material. In an electric brake device including means and a control device for controlling the output of the electric motor based on a braking force command value given by the command means, the control device rotates wheels in synchronization with the brake rotor. A state quantity that is a physical quantity including at least one of a wheel motion estimating means for estimating an angle in motion and a predetermined floor differential value of this angle, and a value synchronized with the rotation angle of the electric motor and a predetermined floor differential value of this angle. Based on the control calculation function unit that switches a plurality of different operation amounts based on the above, and one or both of the braking force command value from the command means and the estimated value estimated by the wheel motion estimation means, the control is performed. The switching strength determination function unit is provided with a switching strength determination function unit that determines the steepness of switching required for switching the operation amount in the calculation function unit, and the switching strength determination function unit is used for switching a plurality of operation amounts in the control calculation function unit. A function for determining whether or not to perform smooth switching, which is a control for continuously switching from the current operation amount to the operation amount after switching for the specified switching condition, and the smooth switching for the specified switching condition. It has one or both functions of changing the steepness of the gradient. Therefore, it is possible to achieve both NVH, which is a general term for noise, vibration, and riding comfort, and control accuracy.

この発明の実施形態に係る電動ブレーキ装置を概略示す図である。It is a figure which shows schematic the electric brake device which concerns on embodiment of this invention. 同電動ブレーキ装置の制御系のブロック図である。It is a block diagram of the control system of the electric brake device. 同電動ブレーキ装置にて操作量を切替える例を示す図である。It is a figure which shows the example of switching the operation amount by the electric brake device. 同電動ブレーキ装置において、アンチスキッド制御時か否かで平滑切替の勾配を変更する例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example which changes the gradient of smoothing switching depending on whether or not in anti-skid control in the electric brake device. 同操作量を切替える制御構成の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of the control composition which switches the same operation amount. この発明の他の実施形態に係る電動ブレーキ装置の制御系のブロック図である。It is a block diagram of the control system of the electric brake device which concerns on other embodiment of this invention. 同電動ブレーキ装置において、ブレーキ力またはブレーキ力指令値の変化度合に応じて、直線勾配θＳＷを調整する例を示す図である。It is a figure which shows the example which adjusts a linear gradient θ SW according to the degree of change of a braking force or a braking force command value in the electric braking device. この発明のさらに他の実施形態に係る電動ブレーキ装置の制御系のブロック図である。It is a block diagram of the control system of the electric brake device which concerns on still another Embodiment of this invention. 同電動ブレーキ装置において、推定車体速に応じて直線勾配θＳＷを調整する例を示す図である。It is a figure which shows the example which adjusts the linear gradient θ SW according to the estimated vehicle body speed in the electric brake device. この発明のさらに他の実施形態に係る電動ブレーキ装置において、操作量を切替える制御構成の他の例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing another example of a control configuration for switching an operation amount in the electric brake device according to still another embodiment of the present invention.

この発明の実施形態に係る電動ブレーキ装置を図１ないし図５と共に説明する。この電動ブレーキ装置は例えば車両に搭載される。
図１に示すように、この電動ブレーキ装置１は、電動式直動アクチュエータＤＡと、摩擦ブレーキＢＲとを備える。先ず、電動式直動アクチュエータＤＡおよび摩擦ブレーキＢＲの構造について説明する。 The electric brake device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. This electric braking device is mounted on a vehicle, for example.
As shown in FIG. 1, the electric brake device 1 includes an electric linear actuator DA and a friction brake BR. First, the structures of the electric linear actuator DA and the friction brake BR will be described.

＜電動式直動アクチュエータＤＡおよび摩擦ブレーキＢＲの構造＞
図１および図２に示すように、電動式直動アクチュエータＤＡは、アクチュエータ本体ＡＨと、後述する制御装置２とを備える。アクチュエータ本体ＡＨは、電動モータ４と、減速機構５と、摩擦材操作手段である直動機構６と、パーキングブレーキ機構７と、角度センサＳａと、荷重センサＳｂとを有する。 <Structure of electric linear actuator DA and friction brake BR>
As shown in FIGS. 1 and 2, the electric linear actuator DA includes an actuator main body AH and a control device 2 described later. The actuator main body AH includes an electric motor 4, a reduction mechanism 5, a linear motion mechanism 6 which is a friction material operating means, a parking brake mechanism 7, an angle sensor Sa, and a load sensor Sb.

電動モータ４は、永久磁石式の同期電動機により構成すると省スペースで高トルクとなり好適であるが、例えば、ブラシを用いたＤＣモータ、または永久磁石を用いないリラクタンスモータ、あるいは誘導モータを適用することもできる。 When the electric motor 4 is composed of a permanent magnet type synchronous motor, it is suitable because it saves space and has high torque. For example, a DC motor using a brush, a reluctance motor not using a permanent magnet, or an induction motor is applied. You can also.

摩擦ブレーキＢＲは、車両の車輪ＷＬと連動して回転するブレーキロータ８と、このブレーキロータ８と接触して制動力を発生させる摩擦材９とを有する。この摩擦材９はブレーキロータ近傍に配置される。摩擦材９をアクチュエータ本体ＡＨにより操作してブレーキロータ８に押圧し、摩擦力によって制動力を発生させる機構を用いることができる。前記ブレーキロータ８および摩擦材９は、例えば、ブレーキディスクおよびキャリパを用いたディスクブレーキ装置であってもよく、あるいはドラムおよびライニングを用いたドラムブレーキ装置であってもよい。 The friction brake BR includes a brake rotor 8 that rotates in conjunction with the wheels WL of the vehicle, and a friction material 9 that comes into contact with the brake rotor 8 to generate braking force. The friction material 9 is arranged in the vicinity of the brake rotor. A mechanism can be used in which the friction material 9 is operated by the actuator main body AH to press the brake rotor 8 and generate a braking force by the frictional force. The brake rotor 8 and the friction material 9 may be, for example, a disc brake device using a brake disc and a caliper, or a drum brake device using a drum and a lining.

減速機構５は、電動モータ４の回転を減速する機構であり、一次歯車１２、中間歯車１３、および三次歯車１１を含む。この例では、減速機構５は、電動モータ４のロータ軸４ａに取り付けられた一次歯車１２の回転を、中間歯車１３により減速して、回転軸１０の端部に固定された三次歯車１１に伝達可能としている。 The speed reduction mechanism 5 is a mechanism for reducing the rotation of the electric motor 4, and includes a primary gear 12, an intermediate gear 13, and a tertiary gear 11. In this example, the reduction mechanism 5 decelerates the rotation of the primary gear 12 attached to the rotor shaft 4a of the electric motor 4 by the intermediate gear 13 and transmits the rotation to the tertiary gear 11 fixed to the end of the rotation shaft 10. It is possible.

直動機構６は、減速機構５で出力される回転運動を送りねじ機構により直動部１４の直線運動に変換して、ブレーキロータ８に対して摩擦材９を当接離隔させる機構である。直動部１４は、回り止めされ且つ矢符Ａ１にて表記する軸方向に移動自在に支持されている。直動部１４のアウトボード側端に摩擦材９が設けられる。電動モータ４の回転を減速機構５を介して直動機構６に伝達することで、回転運動が直線運動に変換され、それが摩擦材９の押圧力に変換されることによりブレーキ力を発生させる。なお電動ブレーキ装置１を車両に搭載した状態で、車両の車幅方向外側をアウトボード側といい、車両の車幅方向中央側をインボード側という。 The linear motion mechanism 6 is a mechanism that converts the rotary motion output by the deceleration mechanism 5 into a linear motion of the linear motion unit 14 by the feed screw mechanism to bring the friction material 9 into contact with and separate from the brake rotor 8. The linear motion portion 14 is stopped from rotating and is supported so as to be movable in the axial direction indicated by the arrow A1. A friction material 9 is provided at the outboard side end of the linear motion portion 14. By transmitting the rotation of the electric motor 4 to the linear motion mechanism 6 via the reduction mechanism 5, the rotational motion is converted into a linear motion, which is converted into the pressing force of the friction material 9 to generate a braking force. .. With the electric brake device 1 mounted on the vehicle, the outside of the vehicle in the vehicle width direction is referred to as the outboard side, and the center side of the vehicle in the vehicle width direction is referred to as the inboard side.

パーキングブレーキ機構７のアクチュエータ１６として、例えば、リニアソレノイドが適用される。アクチュエータ１６によりロック部材１５を進出させて中間歯車１３に形成された係止孔（図示せず）に嵌まり込ませることで係止し、中間歯車１３の回転を禁止することで、パーキングロック状態にする。ロック部材１５を前記係止孔から離脱させることで中間歯車１３の回転を許容し、アンロック状態にする。 As the actuator 16 of the parking brake mechanism 7, for example, a linear solenoid is applied. A parking lock state is achieved by advancing the lock member 15 by the actuator 16 and fitting it into a locking hole (not shown) formed in the intermediate gear 13 to lock the intermediate gear 13 and prohibiting the rotation of the intermediate gear 13. To. By disengaging the lock member 15 from the locking hole, the intermediate gear 13 is allowed to rotate and is unlocked.

図２に示すように、角度センサＳａは、電動モータ４の回転の角度を推定する。角度センサＳａは、例えば、レゾルバまたは磁気エンコーダ等を用いると高性能かつ信頼性が高く好適であるが、光学式のエンコーダ等の各種センサを適用することもできる。前記角度センサＳａを用いずに、例えば、後述する制御装置２において、電動モータ４の電圧と電流との関係等からモータ角度を推定するような角度センサレス推定を用いることもできる。 As shown in FIG. 2, the angle sensor Sa estimates the rotation angle of the electric motor 4. For the angle sensor Sa, for example, a resolver or a magnetic encoder is suitable because of its high performance and high reliability, but various sensors such as an optical encoder can also be applied. Instead of using the angle sensor Sa, for example, in the control device 2 described later, angle sensorless estimation such as estimating the motor angle from the relationship between the voltage and the current of the electric motor 4 can be used.

荷重センサＳｂは、ブレーキ力を推定するブレーキ力推定手段であり、ブレーキ力を制御する際に用いられる。荷重センサＳｂは、例えば、直動機構６の荷重が作用する所定部位の変位または変形を検出する磁気センサ、歪センサ、圧力センサ等を用いることができる。前記荷重センサＳｂを用いずに、制御装置２において、モータ角度および電動ブレーキ装置剛性、あるいはモータ電流および電動式直動アクチュエータＤＡの効率等から、荷重センサレス推定を行ってもよい。また、サーミスタ等の各種センサ類を要件に応じて別途設けてもよい。 The load sensor Sb is a braking force estimating means for estimating the braking force, and is used when controlling the braking force. As the load sensor Sb, for example, a magnetic sensor, a strain sensor, a pressure sensor, or the like that detects the displacement or deformation of a predetermined portion on which the load of the linear motion mechanism 6 acts can be used. Instead of using the load sensor Sb, the control device 2 may perform load sensorless estimation from the motor angle and the rigidity of the electric braking device, the motor current, the efficiency of the electric linear actuator DA, and the like. Further, various sensors such as a thermistor may be separately provided according to the requirements.

この車両には、各車輪ＷＬの回転速度（車輪速）を検出する車輪速センサＳｃが設けられている。車輪速センサＳｃは、例えば、車輪ＷＬの一回転中に所定回数のパルスが出力する車輪速センサを用いると、安価なシステムを構成できて好ましい。あるいは、電動モータ４の回転角度を検出する角度センサＳａのような、角度を検出するセンサを用いることもできる。 This vehicle is provided with a wheel speed sensor Sc that detects the rotational speed (wheel speed) of each wheel WL. As the wheel speed sensor Sc, for example, it is preferable to use a wheel speed sensor that outputs a predetermined number of pulses during one rotation of the wheel WL because an inexpensive system can be configured. Alternatively, a sensor that detects an angle, such as an angle sensor Sa that detects the rotation angle of the electric motor 4, can also be used.

＜制御装置２について＞
図２は、この電動ブレーキ装置１の制御系のブロック図である。
例えば、各車輪ＷＬに対応する制御装置２およびアクチュエータ本体ＡＨが設けられている。各制御装置２は、対応する電動モータ４を制御する。各制御装置２に、電源装置３と、各制御装置２の上位制御手段（図示せず）とが接続されている。電源装置３は、電動モータ４および制御装置２のモータドライバ１７に電力を供給する。前記上位制御手段として、例えば、車両全般を制御する電気制御ユニットが適用される。また前記上位制御手段は、各制御装置２の統合制御機能を有する。前記上位制御手段は、例えば、ブレーキペダル等の指令手段１８から、各制御装置２にブレーキ力指令値をそれぞれ出力する。 <About control device 2>
FIG. 2 is a block diagram of the control system of the electric brake device 1.
For example, a control device 2 and an actuator main body AH corresponding to each wheel WL are provided. Each control device 2 controls the corresponding electric motor 4. A power supply device 3 and a higher-level control means (not shown) of each control device 2 are connected to each control device 2. The power supply device 3 supplies electric power to the motor driver 17 of the electric motor 4 and the control device 2. As the upper control means, for example, an electric control unit that controls the entire vehicle is applied. Further, the upper control means has an integrated control function of each control device 2. The higher-level control means outputs a brake force command value to each control device 2 from, for example, a command means 18 such as a brake pedal.

各制御装置２は、制御演算を行う各種制御機能部と、モータドライバ１７とを備える。前記各種制御機能部は、ブレーキ指令値生成機能部１９と、制御演算機能部２０と、切替強度判断機能部２１と、車輪運動推定手段２２と、車輪速推定機能部２３とを有する。車輪運動推定手段２２は、荷重推定機能部２４と、モータ運動推定機能部２５とを有する。荷重推定機能部２４は、荷重センサＳｂの出力等から、直動機構６の軸方向荷重（推定ブレーキ力）を推定する機能を有する。前記荷重センサレス推定を行う場合、荷重推定機能部２４は、モータ角度またはモータ電流等の情報を用いて直動機構６の軸方向荷重を推定してもよい。 Each control device 2 includes various control function units that perform control calculations and a motor driver 17. The various control function units include a brake command value generation function unit 19, a control calculation function unit 20, a switching strength determination function unit 21, a wheel motion estimation means 22, and a wheel speed estimation function unit 23. The wheel motion estimation means 22 has a load estimation function unit 24 and a motor motion estimation function unit 25. The load estimation function unit 24 has a function of estimating the axial load (estimated braking force) of the linear motion mechanism 6 from the output of the load sensor Sb or the like. When performing the load sensorless estimation, the load estimation function unit 24 may estimate the axial load of the linear motion mechanism 6 by using information such as the motor angle or the motor current.

モータ運動推定機能部２５は、角度センサＳａの出力等から、電動モータ４の回転運動状態を推定する機能を有する。例えば、角度センサＳａとしてレゾルバまたは磁気エンコーダのような所定の角度領域を一周期として検出するセンサを用いる場合、モータ運動推定機能部２５は、前記角度センサＳａの出力から電動モータ４の回転子の位相を推定し、この回転子の位相における変動量の積算値を総回転角度（位置）として推定してもよい。また、前記位相ないし位置の微分相当値を角速度として推定してもよい。あるいは、例えば、前述の角度センサレス推定を行う場合、モータ運動推定機能部２５は、モータ電圧およびモータ電流から、前記回転子の位相または角速度等を推定してもよい。 The motor motion estimation function unit 25 has a function of estimating the rotational motion state of the electric motor 4 from the output of the angle sensor Sa and the like. For example, when a sensor such as a resolver or a magnetic encoder that detects a predetermined angle region as one cycle is used as the angle sensor Sa, the motor motion estimation function unit 25 uses the output of the angle sensor Sa to determine the rotor of the electric motor 4. The phase may be estimated, and the integrated value of the fluctuation amount in the phase of the rotor may be estimated as the total rotation angle (position). Further, the differential equivalent value of the phase or position may be estimated as an angular velocity. Alternatively, for example, when performing the above-mentioned angle sensorless estimation, the motor motion estimation function unit 25 may estimate the phase or angular velocity of the rotor from the motor voltage and the motor current.

車輪速推定機能部２３は、例えば、車輪ＷＬの一回転中に所定回数のパルスが出力される車輪速センサＳｃの出力から、一パルスが出力される時間周期、または所定時間内に出力されるパルス数をカウントし、所定の変換式に基づいて車輪速を推定する機能であってもよい。前記いずれかの方法であってもよく、車輪速推定機能部２３は、例えば、所定の推定角速度を閾値として前記の手法を切替える推定方法であってもよい。その他、車輪速推定機能部２３は、例えば、モータ角度センサのような角度を検出するセンサを用いる場合、前記角度の微分等により角速度を推定することもできる。 The wheel speed estimation function unit 23 is, for example, output from the output of the wheel speed sensor Sc, which outputs a predetermined number of pulses during one rotation of the wheel WL, in a time cycle in which one pulse is output, or within a predetermined time. It may be a function of counting the number of pulses and estimating the wheel speed based on a predetermined conversion formula. Any of the above methods may be used, and the wheel speed estimation function unit 23 may be, for example, an estimation method for switching the above method with a predetermined estimated angular velocity as a threshold value. In addition, when the wheel speed estimation function unit 23 uses a sensor that detects an angle, such as a motor angle sensor, the angular velocity can be estimated by differentiating the angle or the like.

ブレーキ指令値生成機能部１９は、サービスブレーキ指令演算部１９ａと、アンチスキッド指令演算部１９ｂとを備える。サービスブレーキ指令演算部１９ａは、例えば、ブレーキペダル等の指令手段１８に基づいて、通常のサービスブレーキに要求されているブレーキ力を推定し、ブレーキ力指令値とする。ブレーキ力指令値は、制御演算機能部２０のブレーキ制御機能部２６に与えられる。 The brake command value generation function unit 19 includes a service brake command calculation unit 19a and an anti-skid command calculation unit 19b. The service brake command calculation unit 19a estimates the braking force required for a normal service brake based on a command means 18 such as a brake pedal, and sets it as a braking force command value. The braking force command value is given to the brake control function unit 26 of the control calculation function unit 20.

アンチスキッド指令演算部１９ｂは、例えば、車体速推定手段２７で推定される車体速および車輪速推定機能部２３で推定される車輪速（推定値）に基づいて、車輪ＷＬの路面に対する滑り度合（スリップ率等）を推定し、推定された滑り度合が閾値を超過したときに前記車輪ＷＬの滑る量を抑制するように、指令手段１８によらずブレーキ力指令値を演算することで、アンチスキッド制御を実行する。サービスブレーキ指令演算部１９ａによる演算を行っているか、アンチスキッド指令演算部１９ｂによる演算を行っているかの情報は、切替強度判断機能部２１に与えられる。 The anti-skid command calculation unit 19b is based on, for example, the vehicle body speed estimated by the vehicle body speed estimation means 27 and the wheel speed (estimated value) estimated by the wheel speed estimation function unit 23, and the degree of slippage of the wheel WL with respect to the road surface (estimated value). Anti-skid by estimating the slip rate, etc.) and calculating the braking force command value regardless of the command means 18 so as to suppress the slip amount of the wheel WL when the estimated slip degree exceeds the threshold value. Take control. Information on whether the calculation is performed by the service brake command calculation unit 19a or the anti-skid command calculation unit 19b is given to the switching strength determination function unit 21.

前記車体速推定手段２７は、例えば、加速度推定手段２８で推定される車両の前後加速度、および、一般に複数備えられる各車輪の推定車輪速等から、車体速を推定してもよい。車体速推定手段２７は、その他の図示外の要素としてＧＰＳ等を用いるまたは併用する手段としてもよい。また、さらに図示外の要素として、例えば、横滑り防止制御等の車両運動に基づくブレーキ制御手段を別途この制御装置２に設けることもできる。 The vehicle body speed estimation means 27 may estimate the vehicle body speed from, for example, the front-rear acceleration of the vehicle estimated by the acceleration estimation means 28, the estimated wheel speed of each of a plurality of wheels generally provided, and the like. The vehicle body speed estimation means 27 may be a means for using or using GPS or the like as other elements (not shown). Further, as an element (not shown), for example, a brake control means based on vehicle motion such as sideslip prevention control may be separately provided in the control device 2.

制御演算機能部２０は、モータ角度およびこのモータ角度の所定階微分値に同期する値のいずれかを含む物理量である状態量に基づいて、互いに異なる複数の操作量を切替える機能を有する。この制御演算機能部２０は、ブレーキ制御機能部２６と、操作量切替機能部２９とを備える。ブレーキ制御機能部２６は、指令手段１８より要求されるブレーキ力指令値に対して、推定ブレーキ力が追従するよう電動モータ４を制御する。 The control calculation function unit 20 has a function of switching a plurality of operation amounts different from each other based on a state quantity which is a physical quantity including either a motor angle and a value synchronized with a predetermined order differential value of the motor angle. The control calculation function unit 20 includes a brake control function unit 26 and an operation amount switching function unit 29. The brake control function unit 26 controls the electric motor 4 so that the estimated braking force follows the braking force command value required by the command means 18.

このブレーキ制御機能部２６による制御演算は、例えば、ブレーキ力指令値および推定ブレーキ力を直接用いるフィードバック制御を用いてもよく、ブレーキ力を角度等の他の物理量に変換して制御演算を行ってもよい。前記フィードバック制御は、例えば、ブレーキ力制御ループ内にモータ電流制御ループを設けるように、複数のマイナーフィードバックループを設ける演算構造としてもよく、単一のフィードバックループにてモータ操作量を演算する構造としてもよい。その他、あるいはフィードフォワード制御等を用いるか、またはフィードフォワード制御等を適宜併用することもできる。 For the control calculation by the brake control function unit 26, for example, feedback control that directly uses the brake force command value and the estimated braking force may be used, and the control calculation is performed by converting the braking force into another physical quantity such as an angle. May be good. The feedback control may have a calculation structure in which a plurality of minor feedback loops are provided so as to provide a motor current control loop in the braking force control loop, or a structure in which the motor operation amount is calculated by a single feedback loop. May be good. Alternatively, feedforward control or the like may be used, or feedforward control or the like may be used in combination as appropriate.

ブレーキ制御機能部２６は、所定の状態量に対して複数の操作量を演算する操作量演算部２６１，２６２，…と、前記所定の状態量に基づいて、前記複数の操作量を切替えるための条件となる切替条件を演算する切替制御部３０とを備える。 The brake control function unit 26 switches the plurality of operation amounts based on the operation amount calculation units 26 1 , 26 2 , ... And the operation amount calculation unit 26 1, 26 2, ... Which calculates a plurality of operation amounts with respect to the predetermined state amount. A switching control unit 30 for calculating a switching condition, which is a condition for the above, is provided.

操作量切替機能部２９は、ブレーキ制御機能部２６により演算された複数の操作量および切替制御信号に基づいて、電動ブレーキ操作量として前記複数の操作量のいずれかに切替えて出力する機能を有する。このとき操作量切替機能部２９は、前記複数の操作量の切替において、前記切替条件における所定の閾値に対して、例えば操作量「１」から操作量「２」に変更するような不連続な切替動作を行う機能と、前記切替条件の所定範囲において、切替条件の値の推移に伴って連続的に操作量「１」から操作量「２」へと変更されるような、連続的な平滑切替の動作を行う機能とを備える。 The operation amount switching function unit 29 has a function of switching to one of the plurality of operation amounts as the electric brake operation amount and outputting the electric brake operation amount based on the plurality of operation amounts calculated by the brake control function unit 26 and the switching control signal. .. At this time, the operation amount switching function unit 29 is discontinuous such as changing the operation amount "1" to the operation amount "2" with respect to a predetermined threshold value in the switching condition in the switching of the plurality of operation amounts. The function to perform the switching operation and the continuous smoothing such that the operation amount "1" is continuously changed to the operation amount "2" according to the transition of the value of the switching condition in the predetermined range of the switching condition. It has a function to perform switching operation.

切替強度判断機能部２１は、この例では、アンチスキッド制御の実行の有無に基づいて、操作量切替機能部２９における操作量の切替えに必要な切替の急峻さを判断し、前記操作量切替機能部２９における切替処理を調整する。一般に、アンチスキッド制御時におけるブレーキ制御精度は極めて重要であるのに対し、アンチスキッド制御時におけるＮＶＨの重要性は極めて乏しい場合が多い。 In this example, the switching strength determination function unit 21 determines the steepness of switching required for switching the operation amount in the operation amount switching function unit 29 based on the presence or absence of execution of the anti-skid control, and determines the operation amount switching function. The switching process in unit 29 is adjusted. In general, brake control accuracy during anti-skid control is extremely important, whereas NVH is often extremely insignificant during anti-skid control.

このため、切替強度判断機能部２１は、アンチスキッド制御時において制御精度を最大限に重視した急峻さを持つ切替処理とすることができる。
切替強度判断機能部２１における切替の急峻さの判断は、主に、ブレーキ力制御精度の必要性およびＮＶＨの観点によるものであり、制御精度を重視する程切替処理を急峻にし、ＮＶＨを重視する程切替処理を緩慢にすることができる。 Therefore, the switching strength determination function unit 21 can perform the switching process having a steepness with the maximum emphasis on control accuracy during anti-skid control.
The determination of the steepness of switching in the switching strength determination function unit 21 is mainly based on the necessity of braking force control accuracy and the viewpoint of NVH. The more important the control accuracy is, the steeper the switching process is and the more important the NVH is. The switching process can be slowed down.

モータドライバ１７は、例えば、電界効果トランジスタ（Field effect transistor；略称ＦＥＴ）等のスイッチ素子を用いたハーフブリッジ回路を構成し、所定のデューティ比によりモータ印加電圧を決定するＰＷＭ制御を行う構成とすると安価で高性能となり好適である。あるいは、モータドライバ１７は、例えば、変圧回路等を設け、ＰＡＭ制御を行う構成とすることもできる。 The motor driver 17 is configured to form, for example, a half-bridge circuit using a switch element such as a field effect transistor (abbreviated as FET), and perform PWM control for determining a motor applied voltage according to a predetermined duty ratio. It is inexpensive, has high performance, and is suitable. Alternatively, the motor driver 17 may be configured to perform PAM control by providing, for example, a transformer circuit or the like.

その他、図示外の電流センサ等を必要に応じて適宜設けることができる。また、本図２の各機能ブロックは、機能を説明する上で便宜上設けているものであり、必要に応じて統合・分割してもよく、あるいは所定機能を適宜省略する等してもよい。 In addition, a current sensor or the like (not shown) can be appropriately provided as needed. Further, each functional block of FIG. 2 is provided for convenience in explaining the function, and may be integrated or divided as necessary, or a predetermined function may be omitted as appropriate.

＜操作量の切替動作の例＞
図３は、この電動ブレーキ装置にて操作量を切替える例を示す図である。以下、図２も参照しつつ説明する。図３（ａ）では、制御演算機能部２０（図２）が、所定の切替条件における切替閾値近傍において、二値の操作量（操作量１，操作量２）を線形な平滑関数Ｆｃを介して切替える例を示す。同図３の横軸の切替条件は、例えば、電動モータ４の角速度等の状態量、この状態量を所定の固有値に変換したダイナミクス等である。図３（ａ）中の直線勾配θＳＷを切替の急峻さを表すパラメータとすることができる。切替強度判断機能部２１（図２）は、所定の切替条件に対して前記直線勾配θＳＷを変更し得る。 <Example of operation amount switching operation>
FIG. 3 is a diagram showing an example of switching the operation amount by this electric brake device. Hereinafter, description will be made with reference to FIG. In FIG. 3A, the control calculation function unit 20 (FIG. 2) performs a binary operation amount (operation amount 1, operation amount 2) via a linear smoothing function Fc in the vicinity of the switching threshold value under a predetermined switching condition. An example of switching is shown. The switching conditions on the horizontal axis of FIG. 3 are, for example, a state quantity such as the angular velocity of the electric motor 4, and dynamics obtained by converting this state quantity into a predetermined eigenvalue. The linear gradient θ SW in FIG. 3A can be used as a parameter representing the steepness of switching. The switching strength determination function unit 21 (FIG. 2) can change the linear gradient θ SW with respect to a predetermined switching condition.

図３（ｂ）は、図３（ａ）の例に対して、二値の操作量（操作量１，操作量２）を曲線状の平滑関数Ｆｃを介して切替える例を示す。前記曲線状の平滑関数Ｆｃは、例えば、三角関数等を用いて規定されていてもよく、例えば、切替開始から終了までの幅ｘｓｗを切替の急峻さを表すパラメータとすることができる。あるいは、図３（ａ）のように、切替閾値近傍の勾配θＳＷに相当する値を切替の急峻さを表すパラメータとしてもよい。逆に、図３（ａ）の平滑関数Ｆｃにおいて、切替開始から終了までの幅ｘｓｗに相当する値を切替の急峻さを表すパラメータとしてもよい。切替強度判断機能部２１（図２）は、所定の切替条件に対して幅ｘｓｗを変更し得る。 FIG. 3B shows an example in which a binary manipulated variable (manipulated amount 1, manipulated variable 2) is switched via a curved smoothing function Fc with respect to the example of FIG. 3 (a). The curved smoothing function Fc may be defined by using, for example, a trigonometric function, and for example, the width xsw from the start to the end of switching can be used as a parameter representing the steepness of switching. Alternatively, as shown in FIG. 3A, a value corresponding to the gradient θ SW near the switching threshold value may be used as a parameter indicating the steepness of switching. Conversely, in the smoothing function Fc of FIG. 3A, a value corresponding to the width xsw from the start to the end of switching may be used as a parameter representing the steepness of switching. The switching strength determination function unit 21 (FIG. 2) can change the width xsw with respect to a predetermined switching condition.

図４は、この電動ブレーキ装置において、アンチスキッド制御中か否かで平滑関数の勾配θＳＷを変更する例を示すフローチャートである。本処理開始後、切替強度判断機能部２１（図２）は、ブレーキ指令値生成機能部１９からのブレーキ制御モードの情報により、アンチスキッド制御を実行中か否かを判断する（ステップＳ１）。アンチスキッド制御中であるとの判断で（ステップＳ１：ｙｅｓ）、切替強度判断機能部２１（図２）は、アンチスキッド制御中ではないときよりも平滑関数の勾配θＳＷを大きくする（ステップＳ２）。その後本処理を終了する。アンチスキッド制御中ではないとの判断で（ステップＳ１：ｎｏ）、切替強度判断機能部２１（図２）は、アンチスキッド制御中のときよりも勾配θＳＷを小さくする（ステップＳ３）。その後本処理を終了する。 FIG. 4 is a flowchart showing an example in which the gradient θ SW of the smoothing function is changed depending on whether or not anti-skid control is in progress in this electric braking device. After the start of this process, the switching strength determination function unit 21 (FIG. 2) determines whether or not anti-skid control is being executed based on the brake control mode information from the brake command value generation function unit 19 (step S1). When it is determined that the anti-skid control is in progress (step S1: yes), the switching strength determination function unit 21 (FIG. 2) increases the gradient θ SW of the smoothing function as compared with the case where the anti-skid control is not in progress (step S2). ). After that, this process ends. On the determination that the anti-skid control is not in progress (step S1: no), the switching strength determination function unit 21 (FIG. 2) makes the gradient θ SW smaller than that in the anti-skid control (step S3). After that, this process ends.

＜操作量を切替える制御構成の例＞
図５は、操作量を切替える制御系の構成例を示すブロック図である。この構成例では、可変切替構造系として、モータ角度等から成る状態量から所定のダイナミクスを有する切替関数を演算し、切替関数に応じて非線形入力を演算し、実際の応答を切替関数のダイナミクスに拘束する、スライディングモード制御を適用する例を示す。 <Example of control configuration for switching the operation amount>
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a control system for switching the operation amount. In this configuration example, as a variable switching structure system, a switching function having a predetermined dynamic is calculated from a state quantity consisting of a motor angle, etc., a nonlinear input is calculated according to the switching function, and the actual response is converted into the dynamics of the switching function. An example of applying the constrained sliding mode control is shown.

車輪運動推定手段２２に相当する状態推定器は、例えば、線形状態オブザーバまたはＶＳＳオブザーバ等により構成することができる。この状態推定器によって求められる状態量ｘは、例えば、モータ角度、角速度（モータ角度の一回微分値）、角加速度（モータ角度の二回微分値）等の運動方程式を形成する状態量とすることができる。また、ブレーキ力の追従制御を達成するために所定の指令値と状態量との偏差、または偏差の積分（積算）値を含むこともできる。 The state estimator corresponding to the wheel motion estimation means 22 can be configured by, for example, a linear state observer or a VSS observer. The state quantity x obtained by this state estimator is, for example, a state quantity that forms an equation of motion such as a motor angle, an angular velocity (a first derivative value of a motor angle), and an angular acceleration (a second derivative value of a motor angle). be able to. Further, in order to achieve the follow-up control of the braking force, the deviation between the predetermined command value and the state quantity, or the integrated (integrated) value of the deviation can be included.

制御演算機能部２０における切替関数演算器３１では、状態推定器２２から与えられる前記状態量ｘに対して、切替関数σが所望の応答ダイナクミクスを有するσ＝Ｓｘとして演算される。前記Ｓは、切替関数σが状態量ｘに対して所望のダイナミクスとなるための係数であり、例えば、極配置または最適レギュレータ等により求めることができる。 In the switching function calculator 31 in the control calculation function unit 20, the switching function σ is calculated as σ = Sx having a desired response dynamics with respect to the state quantity x given by the state estimator 22. The S is a coefficient for the switching function σ to have a desired dynamics with respect to the state quantity x, and can be obtained by, for example, a pole arrangement or an optimum regulator.

制御演算機能部２０（ブレーキ力追従制御機能部）における非線形入力演算器３２は、主に外乱またはモデル誤差の補償を目的とした機能であり、切替関数σの符号に応じて所定の操作量＋ｕ，−ｕを切替え、状態量をσ≒０に拘束せしめる制御入力を生成する。このとき、非線形入力演算器３２は、切替強度判断機能部２１により切替を急峻にする程状態量のσ＝０への拘束力が強まり、反面、チャタリングが発生する。換言すれば、非線形入力の切替が急峻である程制御精度に有利となり、ＮＶＨおよび消費電力に不利となる。
切替強度判断機能部２１は、定められた切替条件に基づいて、非線形制御入力の切替の急峻さを決定する。 The nonlinear input arithmetic unit 32 in the control arithmetic function unit 20 (braking force tracking control function unit) is a function mainly for the purpose of compensating for disturbance or model error, and is a predetermined operation amount + u according to the sign of the switching function σ. , -U is switched to generate a control input that constrains the state quantity to σ ≒ 0. At this time, in the nonlinear input calculator 32, the more steep the switching is made by the switching strength determination function unit 21, the stronger the binding force of the state quantity to σ = 0, and on the other hand, chattering occurs. In other words, the steeper the non-linear input switching is, the more advantageous the control accuracy is, and the more disadvantageous the NVH and power consumption are.
The switching strength determination function unit 21 determines the steepness of switching of the nonlinear control input based on the determined switching conditions.

＜作用効果＞
以上説明した電動ブレーキ装置１によれば、切替強度判断機能部２１は、アンチスキッド制御の実行の有無に基づいて、操作量切替機能部２９における操作量の切替えに必要な切替の急峻さを判断し、操作量切替機能部２９における切替処理を調整する。一般に、アンチスキッド制御時におけるブレーキ制御精度は極めて重要であるのに対し、アンチスキッド制御時におけるＮＶＨの重要性は極めて乏しい場合が多い。このため、切替強度判断機能部２１は、アンチスキッド制御時において制御精度を最大限に重視した急峻さを持つ切替処理とすることができる。したがって、ＮＶＨと制御精度の両立を図れる。 <Effect>
According to the electric brake device 1 described above, the switching strength determination function unit 21 determines the steepness of switching required for switching the operation amount in the operation amount switching function unit 29 based on whether or not the anti-skid control is executed. Then, the switching process in the operation amount switching function unit 29 is adjusted. In general, brake control accuracy during anti-skid control is extremely important, whereas NVH is often extremely insignificant during anti-skid control. Therefore, the switching strength determination function unit 21 can perform the switching process having a steepness with the maximum emphasis on control accuracy during anti-skid control. Therefore, both NVH and control accuracy can be achieved.

＜他の実施形態について＞
以下の説明においては、各実施の形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。 <About other embodiments>
In the following description, the same reference numerals will be given to the parts corresponding to the matters previously described in each embodiment, and duplicate description will be omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described above unless otherwise specified. It produces the same action and effect from the same configuration. Not only the combination of the parts specifically described in each embodiment, but also the combinations of the embodiments can be partially combined as long as the combination does not cause any trouble.

図６に示すように、切替強度判断機能部２１は、ブレーキ力指令値および推定ブレーキ力のいずれか一方または両方に基づいて、切替強度を判断する例を示す。一般に軽いブレーキ操作の場合において比較的大きな電動ブレーキ装置１の作動音が発生し易く、チャタリングが発生するとＮＶＨの悪化に繋がる。逆にブレーキ力が大きくなる程、アクチュエータ本体ＡＨにおける機械結合部への与圧によりＮＶＨが悪化し難い。このため、切替強度判断機能部２１は、ブレーキ力指令値および推定ブレーキ力のいずれか一方または両方が小さくなる程切替を緩慢にし、ブレーキ力指令値および推定ブレーキ力のいずれか一方または両方が大きくなる程切替を急峻にすることができる（図７（ａ）左半部）。 As shown in FIG. 6, the switching strength determination function unit 21 shows an example of determining the switching strength based on one or both of the braking force command value and the estimated braking force. Generally, in the case of a light brake operation, a relatively loud operating noise of the electric brake device 1 is likely to be generated, and if chattering occurs, it leads to deterioration of NVH. On the contrary, as the braking force increases, NVH is less likely to deteriorate due to the pressurization of the actuator body AH to the mechanical coupling portion. Therefore, the switching strength determination function unit 21 slows down the switching so that one or both of the braking force command value and the estimated braking force becomes smaller, and one or both of the braking force command value and the estimated braking force becomes larger. Indeed, the switching can be made steep (Fig. 7 (a) left half).

さらにブレーキ力が大きくなると比較的高Ｇでの減速となり制御精度がフィーリングに影響し難くなる。このため、切替強度判断機能部２１は、ブレーキ力指令値が定められた値より大きい条件において、ブレーキ力指令値が大きくなる程切替を緩慢にする処理としてもよい（図７（ａ）右半部）。
図７（ａ）は、図６に示す、ブレーキ力に応じて平滑関数の急峻さを調整する例を示す。図７（ａ）横軸のブレーキ力は、ブレーキ力指令値を用いてもよく、実際の推定ブレーキ力を用いてもよい。 Further, when the braking force is increased, deceleration occurs at a relatively high G, and the control accuracy is less likely to affect the feeling. Therefore, the switching strength determination function unit 21 may perform a process of slowing down the switching as the braking force command value becomes larger under the condition that the braking force command value is larger than the predetermined value (Fig. 7 (a) right half). Department).
FIG. 7A shows an example of adjusting the steepness of the smoothing function according to the braking force shown in FIG. As the braking force on the horizontal axis of FIG. 7A, the braking force command value may be used, or the actual estimated braking force may be used.

図７（ｂ）は、図６に示す、ブレーキ力指令値の変化度合に応じて平滑関数の急峻さを調整する例を示す。ブレーキ力指令値の変化度合（微分値等）が緩やかである程、車両の操縦者がブレーキ力の変化度合に対して敏感であると考えられる。逆に、ブレーキ力指令値の変化度合が急峻である程、操縦者がブレーキ力の変化度合に対して鈍感となり得る。 FIG. 7B shows an example of adjusting the steepness of the smoothing function according to the degree of change in the braking force command value shown in FIG. It is considered that the more gradual the degree of change (differential value, etc.) of the braking force command value, the more sensitive the vehicle operator is to the degree of change in the braking force. On the contrary, the steeper the degree of change of the braking force command value, the more insensitive the operator to the degree of change of the braking force.

そのため、図６および図７（ｂ）に示すように、切替強度判断機能部２１は、ブレーキ力指令値の変化度合が小さくなる程平滑関数の勾配θＳＷを急峻にし、ブレーキ力指令値の変化度合が大きくなる程勾配θＳＷを緩慢にしてもよい。
ブレーキペダルが緩やかに操作されている場合において、平滑関数における勾配を急峻にすることでブレーキ制御精度を高くすることができる。これにより、ブレーキ操作に対して制動力の変化が正確に追従するよう制御し、ブレーキフィーリングを改善することができる。 Therefore, as shown in FIGS. 6 and 7 (b), the switching strength determination function unit 21 makes the gradient θ SW of the smoothing function steeper as the degree of change of the braking force command value becomes smaller, and changes in the braking force command value. The gradient θ SW may be slowed down as the degree increases.
When the brake pedal is operated gently, the brake control accuracy can be improved by making the gradient in the smoothing function steep. As a result, it is possible to control so that the change in the braking force accurately follows the brake operation and improve the brake feeling.

図８および図９に示すように、切替強度判断機能部２１は、車体速推定手段２７で推定される車体速が大きくなる程、平滑関数における勾配を急峻にしてもよい。一般に、車体速が大きい状態ではロードノイズ等によりブレーキ作動音がＮＶＨに影響し難い。逆に車体速が小さい状態（特に停車状態）においては、ブレーキ作動音の影響が比較的大きくなる。また、ブレーキ力が制動距離に及ぼす影響は、車体速が速い状態程比較的大きく、車体速が遅い状態程比較的小さくなる。よって、切替強度判断機能部２１は、車体速推定手段２７で推定される車体速が大きくなる程、切替を急峻にし、車体速が小さくなる程、切替を緩慢にする処理を実行する。これにより安全性とＮＶＨを両立できて好ましい。 As shown in FIGS. 8 and 9, the switching strength determination function unit 21 may make the gradient in the smoothing function steeper as the vehicle body speed estimated by the vehicle body speed estimating means 27 increases. Generally, when the vehicle body speed is high, the brake operation noise is unlikely to affect NVH due to road noise or the like. On the contrary, when the vehicle body speed is low (particularly when the vehicle is stopped), the influence of the brake operation noise becomes relatively large. Further, the influence of the braking force on the braking distance is relatively large when the vehicle body speed is high, and relatively small when the vehicle body speed is low. Therefore, the switching strength determination function unit 21 executes a process in which the switching becomes steeper as the vehicle body speed estimated by the vehicle body speed estimating means 27 increases, and the switching becomes slower as the vehicle body speed decreases. This is preferable because both safety and NVH can be achieved at the same time.

図２、図６、図８の制御系のいずれかを用いてもよく、あるいは適宜併用してもよい。
図７および図９について、図３（ａ）の直線勾配θＳＷを用いた例を示すが、図３（ｂ）の幅ｘｓｗを用いてもよく、その他、所定の切替関数の推移に対して操作量が切替わる急峻さを定義する変数を適宜用いることができる。 Any of the control systems of FIGS. 2, 6 and 8 may be used, or may be used in combination as appropriate.
7 and 9 show an example using the linear gradient θ SW of FIG. 3 (a), but the width xsw of FIG. 3 (b) may be used, and other than that, with respect to the transition of the predetermined switching function. A variable that defines the steepness at which the operation amount is switched can be used as appropriate.

図１０に示す操作量を切替える制御構成では、アクチュエータ本体ＡＨにおいて増圧状態における正効率作動制御演算器３３と、減圧状態における逆効率作動制御演算器３４と、ヒステリシス中間状態におけるヒステリシス中間制御演算器３５とを切替える例を示す。前記増圧状態とは、摩擦材９（図１）とブレーキロータ８（図１）との接触力が増加する状態と同義であり、前記減圧状態とは、前記接触力が減少する状態と同義である。 In the control configuration for switching the operation amount shown in FIG. 10, the positive efficiency operation control calculator 33 in the pressure increasing state, the reverse efficiency operation control calculator 34 in the depressurized state, and the hysteresis intermediate control calculator in the hysteresis intermediate state in the actuator main body AH. An example of switching between 35 and 35 is shown. The pressure increasing state is synonymous with a state in which the contact force between the friction material 9 (FIG. 1) and the brake rotor 8 (FIG. 1) is increased, and the decompression state is synonymous with a state in which the contact force is decreasing. Is.

一般に、電動ブレーキ装置に用いるような電動式直動アクチュエータにおいて、同じ推力であっても、電動モータからの回転運動で増圧させる際の負荷（正効率）と減圧させる際の負荷（逆効率）が異なる。換言すれば、正効率動作と逆効率動作において、等価バネレートが異なるシステムであると考えることができる。また、特にヒステリシス中間における動作においては、モータトルク（モータ電流）の変化に対してアクチュエータ本体が動作しないため、不可制御状態となる。 Generally, in an electric linear actuator such as that used in an electric braking device, even if the thrust is the same, the load when increasing the pressure by the rotational movement from the electric motor (positive efficiency) and the load when decreasing the pressure (reverse efficiency). Is different. In other words, it can be considered that the system has different equivalent spring rates in the forward efficiency operation and the reverse efficiency operation. Further, especially in the operation in the middle of hysteresis, the actuator main body does not operate in response to the change in the motor torque (motor current), so that the control state is not possible.

そこで、図１０に示すように、ブレーキ力追従制御機能部である制御演算機能部２０は、前記正効率動作におけるパラメータを用いた正効率作動制御演算器３３と、前記逆効率動作におけるパラメータを用いた逆効率作動制御演算器３４と、ヒステリシス中にある場合において適用されるヒステリシス中間制御演算器３５とを備える。前記各制御演算器として、例えば、偏差補償器または状態フィードバック器等の線形制御器を用いると、設計工数および演算負荷が軽減できて好適である。また、特にヒステリシス中間制御演算器３５は、アクチュエータ本体ＡＨが動作しない不可制御状態として設定される場合、所定のトルクとなるモータ電流に制御する制御器として実装してもよい。 Therefore, as shown in FIG. 10, the control calculation function unit 20, which is the braking force tracking control function unit, uses the positive efficiency operation control calculation unit 33 using the parameters in the positive efficiency operation and the parameters in the reverse efficiency operation. It is provided with the reverse efficiency operation control calculator 34 and the hysteresis intermediate control calculator 35 which is applied when it is in hysteresis. It is preferable to use, for example, a linear controller such as a deviation compensator or a state feedback device as each of the control calculators because the design man-hours and the calculation load can be reduced. Further, in particular, the hysteresis intermediate control calculator 35 may be mounted as a controller that controls the motor current to have a predetermined torque when the actuator main body AH is set as an uncontrollable state in which the actuator main body AH does not operate.

制御演算機能部２０における操作量切替機能部２９は、アクチュエータ本体ＡＨが増圧、減圧、ヒステリシス中間状態のいずれであるかに基づいて、コントローラを切替える。換言すれば、操作量切替機能部２９は、切替条件として状態推定器２２から与えられる角速度の極性が増圧方向（正）にあるとき正効率作動制御演算器３３の操作量を適用し、切替条件として角速度の極性が減圧方向（負）にあるとき逆効率作動制御演算器３４の操作量を適用する。また操作量切替機能部２９は、切替条件として角速度の極性が概ね零であるときヒステリシス中間制御演算器３５を適用する。 The operation amount switching function unit 29 in the control calculation function unit 20 switches the controller based on whether the actuator main body AH is in the pressure boosting, depressurizing, or hysteresis intermediate state. In other words, the operation amount switching function unit 29 applies the operation amount of the positive efficiency operation control calculator 33 when the polarity of the angular velocity given by the state estimator 22 is in the pressure increasing direction (positive) as the switching condition, and switches. As a condition, when the polarity of the angular velocity is in the depressurizing direction (negative), the operation amount of the inverse efficiency operation control calculator 34 is applied. Further, the manipulated variable switching function unit 29 applies the hysteresis intermediate control calculator 35 as a switching condition when the polarity of the angular velocity is substantially zero.

このとき、切替強度判断機能部２１は、モータ角速度を切替関数とし、閾値である角速度零近傍において平滑切替の勾配を適宜設定することができる。なお、ヒステリシス中間制御演算部３５は、所定のブレーキ力に追従途中の過渡応答状態においては省略し、概ね一定であるブレーキ力指令値に対して追従状態となる場合のみにおいて適用してもよい。 At this time, the switching strength determination function unit 21 can use the motor angular velocity as a switching function and appropriately set the gradient of smoothing switching in the vicinity of the threshold value of zero angular velocity. The hysteresis intermediate control calculation unit 35 may be omitted in the transient response state in the middle of following the predetermined braking force, and may be applied only in the case of following the braking force command value which is substantially constant.

切替強度判断機能部２１は、図３（ａ）に示す制御演算機能部２０における複数の操作量の切替において、定められた切替条件に対して平滑切替の急峻さを変更する場合に切替閾値近傍の勾配θＳＷが９０度の場合を含める構成にしてもよい。勾配θＳＷが９０度の場合は、平滑切替を行わないことになる。または、切替強度判断機能部２１は、図３（ｂ）に示す制御演算機能部２０における複数の操作量の切替において、定められた切替条件に対して平滑切替の急峻さを変更する場合に、平滑関数Ｆｃにおける切替開始から終了までの幅ｘｓｗを零とする場合を含める構成にしてもよい。幅ｘｓｗが零の場合は、平滑切替を行わないことになる。 The switching strength determination function unit 21 is close to the switching threshold value when the steepness of smoothing switching is changed with respect to a predetermined switching condition in switching a plurality of operation amounts in the control calculation function unit 20 shown in FIG. 3 (a). The configuration may include the case where the gradient θ SW of is 90 degrees. When the gradient θ SW is 90 degrees, smoothing switching is not performed. Alternatively, when the switching strength determination function unit 21 changes the steepness of smoothing switching with respect to a predetermined switching condition in switching a plurality of operation amounts in the control calculation function unit 20 shown in FIG. 3 (b), The smoothing function Fc may be configured to include a case where the width xsw from the start to the end of switching is set to zero. When the width xsw is zero, smoothing switching is not performed.

直動機構６の変換機構部として、遊星ローラ、ボールねじ等の各種ねじ機構、ボールランプ等の傾斜を利用した機構等を用いることができる。
荷重センサＳｂは、前述のセンサ等に代えて、例えば、ブレーキを実装する車輪のホイールトルク、または電動ブレーキ装置を搭載した車両の前後力を検出するセンサ等、その他外部センサであってもよい。 As the conversion mechanism portion of the linear motion mechanism 6, various screw mechanisms such as a planetary roller and a ball screw, a mechanism utilizing an inclination of a ball lamp, and the like can be used.
The load sensor Sb may be an external sensor such as a sensor that detects the wheel torque of the wheel on which the brake is mounted or the front-rear force of the vehicle equipped with the electric brake device, instead of the above-mentioned sensor or the like.

以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Although the embodiment for carrying out the present invention has been described above based on the embodiment, the embodiment disclosed this time is an example in all respects and is not limiting. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

１…電動ブレーキ装置
２…制御装置
４…電動モータ
６…直動機構(摩擦材操作手段)
８…ブレーキロータ
９…摩擦材
１８…指令手段
１９ｂ…アンチスキッド指令演算部（アンチスキッド制御機能部）
２０…制御演算機能部
２１…切替強度判断機能部
２２…車輪運動推定手段
２５…モータ運動推定機能部（角速度推定手段）
２７…車体速推定手段
２８…加速度推定手段
３３…正効率作動制御演算器
３４…逆効率作動制御演算器 1 ... Electric brake device 2 ... Control device 4 ... Electric motor 6 ... Linear mechanism (friction material operating means)
8 ... Brake rotor 9 ... Friction material 18 ... Command means 19b ... Anti-skid command calculation unit (anti-skid control function unit)
20 ... Control calculation function unit 21 ... Switching strength determination function unit 22 ... Wheel motion estimation means 25 ... Motor motion estimation function unit (angular velocity estimation means)
27 ... Body speed estimation means 28 ... Acceleration estimation means 33 ... Positive efficiency operation control calculator 34 ... Reverse efficiency operation control calculator

Claims (8)

ブレーキロータと、このブレーキロータと接触して制動力を発生する摩擦材と、電動モータと、この電動モータの出力を前記摩擦材の押圧力に変換する摩擦材操作手段と、指令手段から与えられたブレーキ力指令値に基づいて前記電動モータの出力を制御する制御装置と、を備えた電動ブレーキ装置において、
前記制御装置は、
前記ブレーキロータと同期した車輪の回転運動における角度およびこの角度の所定階微分値を推定する車輪運動推定手段と、
前記電動モータの回転の角度およびこの角度の所定階微分値に同期する値の少なくともいずれかを含む物理量である状態量に基づいて、互いに異なる複数の操作量を切替える制御演算機能部と、
前記指令手段からのブレーキ力指令値および前記車輪運動推定手段で推定される推定値のいずれか一方または両方に基づき、前記制御演算機能部における操作量の切替えに必要な切替の急峻さを判断する切替強度判断機能部と、を備え、
前記切替強度判断機能部は、前記制御演算機能部における複数の操作量の切替において、定められた切替条件に対して現操作量から切替後の操作量に連続的に切替える制御である平滑切替を行うか否かを判断する機能と、定められた切替条件に対して前記平滑切替における勾配の急峻さを変更する機能のいずれか一方または両方の機能を有する電動ブレーキ装置。 It is given by a brake rotor, a friction material that generates a braking force in contact with the brake rotor, an electric motor, a friction material operating means that converts the output of the electric motor into a pressing force of the friction material, and a command means. In an electric brake device including a control device that controls the output of the electric motor based on a brake force command value.
The control device is
A wheel motion estimation means for estimating an angle in the rotational motion of the wheel synchronized with the brake rotor and a predetermined derivative value of this angle, and
A control calculation function unit that switches a plurality of different operation amounts based on a state quantity that is a physical quantity including at least one of a rotation angle of the electric motor and a value synchronized with a predetermined derivative value of this angle.
Based on one or both of the braking force command value from the command means and the estimated value estimated by the wheel motion estimation means, the steepness of switching required for switching the operation amount in the control calculation function unit is determined. Equipped with a switching strength judgment function unit
The switching strength determination function unit performs smooth switching, which is a control for continuously switching from the current operation amount to the operation amount after switching for a predetermined switching condition when switching a plurality of operation amounts in the control calculation function unit. An electric braking device having one or both of a function of determining whether or not to perform a function and a function of changing the steepness of a gradient in the smooth switching with respect to a predetermined switching condition. 請求項１に記載の電動ブレーキ装置において、前記電動ブレーキ装置を搭載する車両の前後加速度を推定する加速度推定手段と、
この加速度推定手段で推定される前後加速度および前記車輪運動推定手段で推定される推定値のいずれか一方または両方に基づいて、前記車両の車体速を推定する車体速推定手段と、を備え、
前記制御装置は、前記車輪運動推定手段で推定される推定値および前記車体速推定手段で推定される車体速に基づいて、前記車輪の路面に対する滑り度合を推定し、推定された前記滑り度合が閾値を超過したときに前記車輪の滑り量を抑制するように、前記指令手段によらずブレーキ力指令値を演算するアンチスキッド制御機能部を備え、
前記切替強度判断機能部は、前記アンチスキッド制御機能部による制御が実行されたときの前記平滑切替における勾配を、アンチスキッド制御機能部による制御が実行されない場合と比較して、急峻に変更する機能を有する電動ブレーキ装置。 In the electric brake device according to claim 1, an acceleration estimation means for estimating the front-rear acceleration of a vehicle equipped with the electric brake device, and an acceleration estimation means.
A vehicle body speed estimation means for estimating the vehicle body speed of the vehicle based on either or both of the front-rear acceleration estimated by the acceleration estimation means and the estimated value estimated by the wheel motion estimation means is provided.
The control device estimates the degree of slippage of the wheel with respect to the road surface based on the estimated value estimated by the wheel motion estimation means and the vehicle body speed estimated by the vehicle body speed estimation means, and the estimated degree of slippage is obtained. It is provided with an anti-skid control function unit that calculates the braking force command value regardless of the command means so as to suppress the slip amount of the wheel when the threshold value is exceeded.
The switching strength determination function unit has a function of sharply changing the gradient in the smoothing switching when the control by the anti-skid control function unit is executed, as compared with the case where the control by the anti-skid control function unit is not executed. Electric braking device with. 請求項１または請求項２に記載の電動ブレーキ装置において、前記切替強度判断機能部は、前記指令手段に基づくブレーキ力指令値の変化度合が小さくなる程、前記平滑切替における勾配を急峻にする機能を有する電動ブレーキ装置。 In the electric brake device according to claim 1 or 2, the switching strength determination function unit has a function of making the gradient in the smooth switching steeper as the degree of change in the braking force command value based on the command means becomes smaller. Electric braking device with. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電動ブレーキ装置において、前記切替強度判断機能部は、前記指令手段に基づくブレーキ力指令値が定められた値より小さい条件において、前記ブレーキ力指令値が小さくなる程、前記平滑切替における勾配を緩慢にする機能を有する電動ブレーキ装置。 In the electric braking device according to any one of claims 1 to 3, the switching strength determining function unit performs the braking force under the condition that the braking force command value based on the command means is smaller than a predetermined value. An electric brake device having a function of slowing the gradient in the smooth switching as the command value becomes smaller. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電動ブレーキ装置において、前記切替強度判断機能部は、前記指令手段に基づくブレーキ力指令値が定められた値より大きい条件において、前記ブレーキ力指令値が大きくなる程、前記平滑切替における勾配を緩慢にする機能を有する電動ブレーキ装置。 In the electric braking device according to any one of claims 1 to 4, the switching strength determining function unit performs the braking force under the condition that the braking force command value based on the command means is larger than a predetermined value. An electric brake device having a function of slowing the gradient in the smooth switching as the command value becomes larger. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電動ブレーキ装置において、前記電動ブレーキ装置を搭載する車両の車体速を推定する車体速推定手段を備え、
前記切替強度判断機能部は、前記車体速推定手段で推定される車体速が大きくなる程、前記平滑切替における勾配を急峻にする機能を有する電動ブレーキ装置。 The electric brake device according to any one of claims 1 to 5, further comprising a vehicle body speed estimation means for estimating the vehicle body speed of the vehicle equipped with the electric brake device.
The switching strength determining function unit is an electric brake device having a function of making the gradient in the smooth switching steeper as the vehicle body speed estimated by the vehicle body speed estimating means increases. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の電動ブレーキ装置において、前記制御装置は、前記摩擦材操作手段による前記摩擦材の操作量をブレーキ力指令値に追従するように制御するブレーキ力追従制御機能を有し、このブレーキ力追従制御機能は、前記状態量から定められた切替関数を演算し、前記切替関数の正負に応じて二値の操作量を導出し、前記切替関数の略零を制御目標とするスライディングモード制御であり、
前記切替強度判断機能部は、前記切替関数の値に基づいて、前記二値の操作量を切替える際の、前記切替関数の値の変化に伴う前記平滑切替の急峻さを決定する機能である電動ブレーキ装置。 In the electric brake device according to any one of claims 1 to 6, the control device controls the amount of operation of the friction material by the friction material operating means so as to follow a braking force command value. It has a force tracking control function, and this braking force tracking control function calculates a switching function determined from the state quantity, derives a binary operation amount according to the positive or negative of the switching function, and of the switching function. It is a sliding mode control with almost zero as the control target.
The switching strength determination function unit is a function of determining the steepness of the smoothing switching accompanying a change in the value of the switching function when switching the operation amount of the binary value based on the value of the switching function. Brake device. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の電動ブレーキ装置において、前記制御装置は、前記電動モータの角速度を推定する角速度推定手段と、前記摩擦材操作手段による前記摩擦材の操作量をブレーキ力指令値に追従するように制御するブレーキ力追従制御機能とを有し、このブレーキ力追従制御機能は、前記摩擦材と前記ブレーキロータとの接触力が増加する際の前記電動モータの操作量を決定する正効率作動制御演算器と、前記接触力が減少する際の前記電動モータの操作量を決定する逆効率作動制御演算器と、を含む二種以上の制御演算器による二値以上の操作量を、前記角速度推定手段で推定された角速度に応じて切替える機能を有し、
前記切替強度判断機能部は、前記角速度推定手段で推定された角速度に基づいて、前記二値以上の操作量を切替える際の、前記角速度の変化に伴う平滑切替の急峻さを決定する機能である電動ブレーキ装置。
In the electric brake device according to any one of claims 1 to 7, the control device includes an angular velocity estimating means for estimating an angular velocity of the electric motor and an amount of operation of the friction material by the friction material operating means. It has a braking force following control function that controls to follow the braking force command value, and this braking force following control function of the electric motor when the contact force between the friction material and the brake rotor increases. Binary value by two or more types of control calculators including a positive efficiency operation control calculator that determines the operation amount and a reverse efficiency operation control calculator that determines the operation amount of the electric motor when the contact force decreases. It has a function of switching the above operation amount according to the angular velocity estimated by the angular velocity estimation means.
The switching strength determining function unit is a function of determining the steepness of smoothing switching accompanying a change in the angular velocity when switching an operation amount of two or more values based on the angular velocity estimated by the angular velocity estimating means. Electric braking device.
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