JP2008100660A - 電動ブレーキ制御装置、及び電動ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
電動ブレーキ装置では、大きなモータトルクと高い回転速度を必要とするときに大電力が必要となるため、電動ブレーキ装置の電源線に大電流が通電され、電源線の抵抗により電源線間に大きな電圧降下が生じる。この電圧降下が大きくなりすぎると、この電源線から電源供給されている構成部品の動作不良を招く可能性がある。
【解決手段】
電動ブレーキ装置の構成部品に印加される電圧がその最低動作保証電圧を下回らないように、電源線に流れる電流を制限し、電源線での電圧降下を抑制することで、バッテリ電圧に関わらず、電動ブレーキ装置の安定した動作を継続させる。
【選択図】図６

Description

本発明は、電動機によりブレーキ摩擦部材をブレーキ回転体に押圧し、制動力を発生させる電動ブレーキ装置に関するものである。

電動ブレーキ装置は、電気的に駆動される電動機により制動力を発生し、車両の車輪側に配置される機構部と、電動機が発生する制動力を制御する電気回路部とを備えている。

車体側と車輪側とを接続する１本のケーブルで構成された電源線を介して、電気回路部へ電力を供給する電動ブレーキ装置が、特許文献１に開示されている。

特開２００３−１３７０８１号公報

電動ブレーキ装置への印加電圧が所定の電圧値を下回ると、電気回路部（以下、電動ブレーキコントロールユニット）の構成部品が完全にシャットダウンするおそれがある。そのため、電動ブレーキコントロールユニットが、電動ブレーキ装置を安定に動作させることが出来なくなるおそれがあり、制動力制御の信頼性が低下する。

本発明の目的は、バッテリ電圧の低下や電源線の電圧降下に対して、制動力制御の信頼性を向上した電動ブレーキ装置を提供することを目的とする。

本発明に係る電動ブレーキ装置は、上記状況を鑑みなされたもので、電動ブレーキコントロールユニットの構成部品に印加される電圧がある所定の電圧を下回らないように、電動ブレーキコントロールユニットと接続した電源線に流れる電流を制限するように制御する。

本発明による電動ブレーキ装置によれば、バッテリ電圧の低下や電源線の電圧降下に対して、制動力制御の信頼性を向上することができる。

以下、本発明による電動ブレーキ制御装置、及び電動ブレーキ装置の実施形態を図面を用いて説明する。

本発明の第１実施形態に係る印加電圧低下モードの制御について説明する。

図１は、本発明における電動ブレーキシステム構成の一実施形態である。電動ブレーキシステムは、ブレーキ統合制御コントローラ１００と各輪の電動ブレーキ装置１２０ＦＲ，１２０ＦＬ，１２０ＲＲ，１２０ＲＬから構成されている。

ブレーキ統合制御コントローラ１００は、ブレーキペダルに備えられたブレーキペダル踏力センサ１１２とブレーキペダルストロークセンサ１１３、更にステアリングに備えたステアリング角センサ１１４からドライバの操作量を検出する。更に、車体に備えられた前後Ｇセンサ１１６，ヨーレイトセンサ１１５，各車輪に備えられた車輪速センサ１１７などから車両挙動を検出する。

次に目標車両挙動演算ブロック１０１により、ドライバの操作量と実際の車両挙動に基づいた目標減速度及び目標ヨーレイトを演算する。前後左右制動力配分演算ブロック102により、目標減速度及び目標ヨーレイトに基づいた各輪の押圧力を演算し、多重通信経路１１８を介して、押圧力指令を各輪の電動ブレーキ装置１２０ＦＲ，１２０ＦＬ，120RR，１２０ＲＬに出力する。

電動ブレーキ装置１２０ＦＲ，１２０ＦＬ，１２０ＲＲ，１２０ＲＬは、多重通信経路１１８を介して、ブレーキ統合制御コントローラ１００が出力した押圧力指令を入力し、後述するモータ２０６に通電する電流量を制御して、押圧力指令に基づいた押圧力制御を行う。

また、駐車ブレーキ作動／解除判定ブロック１０３は、乗員が駐車ブレーキＳＷ(111)を操作したのを検出し、その検出結果に応じて駐車ブレーキ作動指令または解除指令を生成し、多重通信経路(１１８)を介して各輪の電動ブレーキ装置（１２０ＦＲ，１２０ＦＬ，１２０ＲＲ，１２０ＲＬ）に出力する。

さらに、駐車ブレーキ作動／解除判定ブロック１０３は、ＩＧＮ−ＳＷ（１１０）が
ＯＦＦとなるような電動ブレーキシステムの遮断時に、駐車ブレーキ作動指令を多重通信経路（１１８）を介して各輪の電動ブレーキ装置（１２０ＦＲ，１２０ＦＬ，１２０ＲＲ，１２０ＲＬ）に出力し、電動ブレーキシステム遮断時には駐車ブレーキによる制動力を確実に作用させるようにする。

図２は、本発明における電動ブレーキ装置１２０の実施形態である。

電動ブレーキ装置は、モータ回転位置センサ２０７を備えたモータ２０６の回転運動を減速機２０５で減速し、回転直動変換機構２０４を介して回転運動が直動運動に変換し、直動運動をするピストン２０３がブレーキパッド２０１をブレーキロータ２０２に押圧することにより、制動力を発生する。

電動ブレーキ装置における制動力の制御は、押圧力センサ２１２の値をフィードバックし、ブレーキ統合制御コントローラ１００が出力した押圧力指令に追従するようにモータ２０６を制御することにより実現する。

また、本実施形態では、モータ２０６を制御するためのマイクロコンピュータ（以下、マイコン）３０２，インバータ３０３や図示しないセンサ入力回路などを備えた電動ブレーキコントロールユニット２１０を電動ブレーキ装置１２０に内蔵し、機械的に一体とする構成とした。

図２において、電動ブレーキ装置１２０のブレーキ機構部２００と電動ブレーキコントロールユニット２１０との境界は、図中線分Ｘ−Ｘの部分に相当し、線分Ｘ−Ｘの図中左側はブレーキ機構部２００を、図中右側は電動ブレーキコントロールユニット２１０を示す。

パーキングブレーキ機構は、図２において太線枠２１３内の構成に相当し、減速機は図２において太線枠２０５内の構成に相当し、回転直動変換機構は図２において太線枠204内の構成に相当する。

モータ２０６は、たとえば、キャリアを含む筐体２１４に固定されたステータとこのステータ内に配置されるロータとを備えるブラシレスの三相モータから構成される。モータ２０６は、後述するマイコン３０２からの指令でロータを所望トルクで所望角度だけ回転するように作動され、その回転角はモータ回転位置センサ２０７によって検出する。さらに、車両に搭載されたバッテリから、ハーネス２１６及び後述するインバータ３０３を介して、電力が供給される。

ハーネス２１６は、後述する大電力電源線３０７と多重通信経路１１８とを含む。

減速機２０５は、モータ２０６の回転を減速させ、モータ２０６のトルクを増大させる。これにより、モータ２０６として小型のものを用いることができる。

ブレーキ機構部２００の各構成において、電動ブレーキコントロールユニット２１０側に配置されたスラストプレート２１５を備える。このスラストプレート２１５は、ピストン２０３の推力を反力として受ける板材から構成され、その中央部には押圧力センサ212が配置される。

スラストプレート２１５は、電動ブレーキコントロールユニット２１０が取り付けられるブレーキ機構部２００の筐体２１４の端面（図中線分Ｘ−Ｘの部分）に対して、パッド部側へ若干奥まった箇所に配置される。これに対し、押圧力センサ２１２はブレーキ機構部２００の筐体２１４の端面を越えて電動ブレーキコントロールユニット２１０側に若干突出しているが、この押圧力センサ２１２との干渉を回避するようにして、電動ブレーキコントロールユニット２１０の構成部材には凹陥部が形成される。このことから、筐体
２１４を除いたブレーキ機構部２００の構成部材と電動ブレーキコントロールユニット
２１０の構成部材の間には、隙間（空間）が形成される。

ブレーキ機構部２００の各構成部材の大部分は、モータ２０６のステータと接触する筐体２１４とともに金属製であり、このため、熱の伝導効率が良好となる。このため、熱源であるパッド部（ブレーキパッド２０１およびその周辺部）からの熱はその周辺のブレーキ機構部２００に伝達され、このブレーキ機構部２００の外方の筐体２１４を介して放熱され易くなる。このような熱対策により、モータに大電流を流すことによるモータコイルの銅損を抑制することができ、モータコイルにおける電圧降下を低減することができる。

また、電動ブレーキコントロールユニット２１０は、ブレーキ機構部２００を間にして、たとえばパッド部と反対側の面に形成されているため、熱の電動ブレーキコントロールユニット２１０へ伝達させる分を極力少なくさせる。さらに、モータ２０６の駆動を制御するインバータ素子を有するパワーモジュール（以下、インバータ）３０３は、モータ
２０６に対して、ブレーキパッド２０１と反対側、かつ金属製の電動ブレーキコントロールユニット２１０筐体と接触するように配置されるため、インバータ３０３への熱の伝達を抑制するとともに、効率的な放熱を図ることができる。

そして、ブレーキ機構部２００と電動ブレーキコントロールユニット２１０の間には上述した隙間(空間)が形成されており、この隙間（空間）によって、ブレーキ機構部２００から電動ブレーキコントロールユニット２１０への熱の伝導をさらに少なくさせる構成となる。

電動ブレーキコントロールユニット２１０の一実施形態を図４に示す。

マイクロコンピュータ（以下、マイコン）３０２には、多重通信ドライバ回路３１２を介して、ブレーキ統合制御コントローラ１００からの制御信号が入力される。電圧監視回路３１９は、インバータ３０３に印加される電圧及び電源ＩＣ３０１に印加される電圧を監視し、その結果をマイコン３０２に出力する。電流検出回路３３１は、大電力電源線
３０７を介して電動ブレーキコントロールユニット２１０に供給される電流を、電流検知点３３０において検出し、その検出結果をマイコン３０２に出力する。電源ＩＣ３０１は、マイコン３０２に安定した電力を供給するための回路である。すなわち、電源ＩＣ301は、車体に設置された電源装置から印加される電圧を調整し、マイコン３０２を駆動させるために必要な電圧を、マイコン３０２に出力する。

モータ等の電動機を用いた電動ブレーキ装置では、制動力が発生していない状態から制動力を瞬時に発生させたい場合、または、制動力を発生している状態から制動力を瞬時に解除したい場合に、大きなモータトルクと高い回転速度を要するため、モータには大電流が通電される。更にモータに大電流を流すことによるモータコイルにおける銅損も増加する。そのため、結果的に大電力が必要となり、電動ブレーキ装置の電源線に大きな突入電流が流れ、電源線の抵抗により電源線間に比較的大きな電圧降下が生じる。

特に、バッテリなどの電源電圧が低い場合にモータに大電力を供給しようとすると、電源線には更に大きな突入電流が流れることになるため、電源電圧に対して電源線間での電圧降下分の割合が高くなり、結果的に電動ブレーキ装置に実質的に印加される電圧が大きく降下してしまう。

図４の電気回路構成では、インバータ３０３に電力供給するための大電力電源線３０７が、電源ＩＣ３０１に電力を供給し、更に電源ＩＣ３０１が、モータ制御の演算装置であるマイコン３０２にも電力供給する。大電力電源線３０７に上述の大きな突入電流が通電されると、大電力電源線３０７のハーネス抵抗により電源線間において電圧が降下して、電動ブレーキコントロールユニット２１０端の電圧、即ち、インバータ３０３端や電源
ＩＣ３０１端の印加電圧が低下する。

図４の実施形態において、大電力電源線３０７が電源供給する電動ブレーキコントロールユニット２１０の中で最低動作保証電圧が最も高い構成部品、即ち、大電力電源線307の電圧降下により一番始めに動作不能となる部品は、電源ＩＣ３０１である。

例えば、バッテリ３０５端から電動ブレーキコントロールユニット２１０端までの大電力電源線３０７の抵抗が５０ｍΩであるときに、３０Ａの突入電流が流れると大電力電源線３０７での電圧降下は１.５Ｖ となる。この時バッテリ３０５電圧を７Ｖとすると、電動ブレーキコントロールユニット２１０端の電圧は５.５Ｖ となる。もし、電源ＩＣ301の最低動作電圧が６Ｖの場合は、バッテリ３０５端電圧が７Ｖあるにも関わらず、電源
ＩＣ３０１端電圧低下により、マイコン３０２への電力供給が不足し、安定して電動ブレーキ装置を動作させることができなくなってしまう。

一方で、バッテリ電圧が正常な場合でも、突入電流を大きくしすぎると大電力電源線
３０７での電圧降下が増加し、電源ＩＣ３０１端の電圧が不足してしまい、安定して電動ブレーキ装置を動作させることができなくなってしまう。

そこで、マイコン３０２は大電力電源線３０７に接続された電源監視回路３１９によりインバータ印加電圧Ｖinv を検出し、インバータ印加電圧Ｖinv が電源ＩＣ３０１の最低動作電圧Ｖmin を下回らないようにインバータ３０３への通電を制御する。

例えば、大電力電源線３０７に通電する電流をＩｄｃ、大電力電源線３０７のハーネス抵抗をＲｄｃとすると、大電力電源線３０７での電圧降下ΔＶは、数１となる。

ΔＶ＝Ｒｄｃ×Ｉｄｃ 数１
大電力電源線３０７上でΔＶ電圧降下した後に、電動ブレーキ装置に印加される電圧
Ｖinv は、バッテリ電圧をＶbat とすると、数２となる。

Ｖinv＝Ｖbat−ΔＶ 数２
大電力電源線３０７から電源供給されている構成部品（本実施例では電源ＩＣ３０１）の最低動作保証電圧をＶmin とすると、数３が成立する。

Ｉｄｃ≦（Ｖbat−Ｖmin）／Ｒｄｃ 数３
数３が成立するように電流Ｉｄｃを制御すると、数４が成立する。

Ｖmin≦Ｖinv 数４
これにより、電動ブレーキ装置に印加される電圧Ｖinv が構成部品の最低動作保証電圧Ｖmin を下回ることはなく、バッテリ電圧に関わらず安定して動作を継続することが可能となる。

図５は、マイコン３０２で行うインバータ制御処理を示すブロック構成図である。

押圧力制御処理部５０１は、多重通信経路１１８を介して入力した押圧力指令値Ｆ^* と、押圧力センサ２１２で検出した実押圧力Ｆを取得し、実押圧力Ｆが押圧力指令値Ｆ^* に追従するようにフィードバック制御を行い、モータトルク指令値Ｔ^* を出力する。

ｄｑ軸電流制限処理部５０２は、モータトルク指令値Ｔ^* とモータ回転速度Ｖrev 、及びインバータ印加電圧Ｖinv に基づいて、トルク成分電流指令値Ｉｑ^* と界磁成分電流指令値Ｉｄ^* とを出力する。ｄｑ軸電流制限処理部５０２の詳細な処理に関しては後述する。尚、本実施例では弱め界磁制御は行わないものとして、界磁成分電流指令値Ｉｄ^* は常に０Ａとした。

ｄｑ軸電流制限処理部５０２において使用されるモータ回転速度Ｖrev は、位相検出処理部５０７で検出した位相θを速度検出処理部５０９において微分処理により速度に変換されたものである。

３相２軸変換処理部５０８は、相電流検知点５２０からの電流情報を取得したＵＶＷ相電流検出処理部５０６により検出されたＵ相実電流ＩｕとＶ相実電流ＩｖとＷ相実電流
Ｉｗ、及び位相検出処理部５０７で検出した位相θを取得し、Ｕ相実電流ＩｕとＶ相実電流ＩｖとＷ相実電流Ｉｗを実トルク成分電流Ｉｑと実界磁成分電流Ｉｄに座標軸変換する。

ｄｑ軸電流ＰＩ制御部５０３は、フィードバックされた実トルク成分電流値Ｉｑと実界磁成分電流値Ｉｄの各々が、トルク成分電流指令値Ｉｑ^* と界磁成分電流指令値Ｉｄ^* に追従するようにＰＩ制御を行い、トルク成分電圧指令値Ｖｑ^*と界磁成分電圧指令値Ｖｄ^*を出力する。

２軸３相変換処理５０４は、位相検出処理部５０７で検出した位相θに基づいて、トルク成分電圧指令値Ｖｑ^* と界磁成分電圧指令値Ｖｄ^* をＵ相電圧指令値Ｖｕ^* ，Ｖ相電圧指令値Ｖｖ^* 、及びＷ相電圧指令値Ｖｗ^* に座標軸変換する。そして、インバータ３０３がＵ相電圧指令値Ｖｕ^* とＶ相電圧指令値Ｖｖ^* 、及びＷ相電圧指令値Ｖｗ^* に基づいて、モータ３相に各々の電圧を出力しモータを駆動する。

図６は、図５に示されたｄｑ軸電流制限処理部５０２内部のブロック構成図である。

トルク−電流変換ブロック６０１は、モータトルク指令値Ｔ^* をトルク定数ｋ_T で除して制限前トルク成分電流指令値Ｉｑ^**を導出する。ここで、モータが出力するトルクを
Ｔｍとすると、Ｔｍ＝ｋ_T ×Ｉｑの関係の成り立つ電流をトルク成分電流Ｉｑと定義する。トルク定数ｋは不揮発記憶装置に予め記憶した値を用いるものとする。

トルク成分電流制限マップ６０２は、モータの回転速度Ｖrev 、及びインバータ印加電圧Ｖinv を軸とする３次元マップ（図７参照）を用いて、トルク成分電流制限値Ｉq_lmtを導出する。トルク成分電流制限マップ６０２は不揮発記憶装置に予め記憶したマップを用いるものとし、マップ格子間のトルク成分電流制限値Ｉq_lmt は線形補間により演算するものとする。

トルク成分電流制限処理６０３は、制限前トルク成分電流指令値Ｉｑ^**の絶対値をトルク成分電流制限値Ｉq_lmtにより制限し、トルク成分電流指令値Ｉｑ^*を導出する。尚、上述した通り、本実施例では弱め界磁制御は行わないものとし、界磁成分電流指令値Ｉｄ^* は界磁成分電流指令値生成処理６０４において、常にＩｄ^* ＝０とした。

図７は、トルク成分電流制限マップ６０２の一実施例を示す。尚、図７は３次元マップを２次元で表している。縦軸は、トルク成分電流制限値Ｉq_lmt を示し、横軸は、モータ２０６の回転速度と示す。また、矢印７００は、グラフの右上に行くほど電動ブレーキ装置に印加される電圧が大きくなることを示す。

図７におけるトルク成分電流最大値Ｉq_max は、モータ２０６やインバータ３０３に通電し得る最大電流の条件から導出することが可能である。最大電流の条件は、大電流が流れた時の発熱によりモータ２０６のコイルが焼き切れない条件や、大電流が流れた時にインバータ３０３が発熱によって故障しない条件や、電動ブレーキの設置場所が前輪なのか後輪なのか等のシステム的な条件の３つ条件から決定するモータ２０６の最大トルクに応じた電流によって、決定される。

図７における傾きａは、モータ２０６の誘起電圧定数から導出することが可能である。ブレーキ機構部２００に設置された温度センサからの温度情報に基づいて、傾きａを逐次変更するように設定してもよい。

図７における傾きｂはバッテリ３０５の消費電力と大電力電源線３０７の消費電力、及び電動ブレーキコントロールユニット２１０の消費電力の関係から導出することが可能である。また、実際の電動ブレーキコントロールユニット２１０を用いて実験的にこれらを導出することも可能である。例えば、モータ２０６の回転状態によっては、モータ２０６に通電される実電流値が、モータ２０６への電流指令値に対して、大きくなる場合がある。このようなモータ２０６の回転状態となる条件を導出し、この条件では、傾きｂのようにモータ２０６への電流指令値を低く設定する。また、ブレーキ機構部２００に設置された温度センサからの温度情報に基づいて、傾きｂを逐次変更するように設定してもよい。

図１４は、電流制限処理に係るフローチャートを示す。

まず、ステップ２１０においてモータの回転速度Ｖrev を取得し、ステップ２１１においてインバータ印加電圧Ｖinv を取得する。次に、ステップ２１２において、図７に示したトルク成分電流制限マップ６０２を用いて、トルク成分電流制限値Ｉq_lmt を導出する。次に、ステップ２１３において、図６で示したトルク成分電流制限処理６０３において、制限前トルク成分電流指令値Ｉｑ^**の絶対値をトルク成分電流制限値Ｉq_lmt により制限し、トルク成分電流指令値Ｉｑ^* を導出する。そしてトルク成分電流指令値Ｉｑ^* に基づいて、図５に示したインバータ制御によりモータ２０６を制御する。尚、図１４に示すフローチャートは、周期的に繰り返し実行する処理である。

図８は、大電力電源線３０７の通電電流Ｉｄｃの電流波形及び電動ブレーキ装置に印加される電圧Ｖinv の電圧波形の一例を示す。図８は、制動力を瞬時に変化させるために、モータを停止した状態から瞬時に高速回転に移行させた場合における電流波形及び電圧波形を示し、実線は本実施例の技術に係るものであり、破線は本実施例を適用しない従来技術に係るものである。図８の（Ａ）の縦軸は、大電力電源線３０７に通電される電流値を示し、横軸は時間を示す。図８の（Ｂ）の縦軸は、電動ブレーキ装置に印加される電圧値を示し、横軸は時間を示す。

図８に示すように、本実施例によれば、大電力電源線３０７に通電される突入電流を制御し、大電力電源線３０７における電圧降下を抑制することで、電動ブレーキ装置に印加される電圧Ｖinv をある所定の電圧Ｖmin 以上に保つことができるため、バッテリ電圧に関わらず安定して動作を継続することが可能となる。

すなわち、バッテリ電圧に応じて、モータ２０６への最大電流を段階的にゼロ付近まで絞り、電動ブレーキ装置に印加される電圧Ｖinv を確保しつつ、少しでもモータ２０６に電流を流すことで、可能な限り制動力を確保することができる。

図１５は、制御ブレーキの禁止／許可を判定するフローチャートを示す。制御ブレーキとは、乗員のブレーキペダル操作に関係なくブレーキを作用させて、車両の横滑りを防止したり、車輪スリップ時に車輪がロックしないようにしたり、ホイルスピンを防止したりする、いわゆる車両挙動統合制御のことを意味する。また、本実施例における車両挙動統合制御は、乗員のブレーキペダル操作から緊急事態であることを推測して自動的に制動力を高めるブレーキアシスト機能や、前後左右輪に最適なブレーキ力を配分し、常に安定した制動力を確保する前後制動力配分機能や、回生協調ブレーキ機能も含まれる。すなわち、乗員のブレーキペダル操作に関係なくブレーキを作用させることにより、電動ブレーキ装置への通電が急激に増加することが想定されるブレーキ制御のことを示す。

制御ブレーキによる急激な通電量の増加によって、電動ブレーキ装置がシャットダウンしてしまい、制動力が全く作用しなくなると、車両はヨーモーメントが発生し、非常に危険な状態となるおそれがある。そこで、図１５に示されたフローチャートにより、制御ブレーキの禁止／許可を判定して、ヨーモーメントが発生するような危険な状態を避ける制御を行う。

図１５のステップ３１０において、インバータ印加電圧Ｖinv がある所定の閾値Ｖinv_inhを下回ったか否かを判定する。この所定の閾値Ｖinv_inhは、電動ブレーキコントロールユニット２１０の各構成部品の最低動作保障電圧によって決定される。

ステップ３１０でＹＥＳと判定されると、ステップ３１３において、制御ブレーキを禁止するように制御し、処理を終了する。なお、制御ブレーキの禁止制御は、ブレーキ統合制御コントローラ１００から制御ブレーキに関する信号を送信しないようにブレーキ統合制御コントローラ１００に報告したり、ブレーキ統合制御コントローラ１００から制御ブレーキに関する信号を送信されても電動ブレーキ装置が制御ブレーキを実行しないようにして達成することができる。また、乗員と車両とのインターフェイス上に制御ブレーキ禁止に関する表示をしたり、音声によって乗員に報知したりすることにより、乗員に対して、電動ブレーキ装置が制御ブレーキを実行できないことを報知することができる。

ステップ３１０でＮＯと判定されると、さらにステップ３１１において、図６に示されたトルク成分電流制限処理部６０３によって設定されたトルク成分電流制限値Ｉq_lmt が、所定の閾値Ｉq_lmt_inhを下回ったか否かを判定する。この所定の閾値Ｉq_lmt_inh は、車両が有する制御ブレーキ機能の種類によって決定することができる。また、図６のトルク成分電流制限マップによってトルク成分電流制限値Ｉq_lmt が前回のトルク成分電流制限値Ｉq_lmt より低く設定されたら、ステップ３１１をＹＥＳと判定してもよい。

ステップ３１１でＹＥＳと判定されると、ステップ３１３において、前述のように、制御ブレーキを禁止するように制御し、処理を終了する。

ステップ３１１でＮＯと判定されると、制御ブレーキを許可するように制御し、処理を終了する。なお、制御ブレーキを禁止／許可の判定は、ステップ３１０及びステップ311のいずれか一方のみであってよい。

次に、本発明の第２実施形態に係る印加電圧低下モードの制御について説明する。

図９は、電動ブレーキコントロールユニット２１０内の回路構成の他の実施形態を示す。図９の電源ＩＣ３０１は、２つのダイオード３１０，３１１を介して、大電力電源線
３０７と小電力電源線３０８の両者から電源供給される。そのため、突入電流によって大電力電源線３０７での電圧降下が発生しても、小電力電源線３０８から電源ＩＣ３０１に電源供給されるため、電源ＩＣ３０１は安定した動作が可能となる。

マイコン３０２は、一般的に印加電圧５Ｖ系が使用されるため、１２Ｖ系のバッテリ電源から５Ｖ系に降圧する電源ＩＣ３０１から電源が供給される。しかし、インバータ303や回転角センサ入出力回路３４０は、一般的に５Ｖ以上の電圧が必要となるため、直接
１２Ｖのバッテリ電源から電源を供給される。そのため、図９に示す通り、回転角センサ入出力回路３４０は、大電力電源線３０７から電源供給を受ける回路構成となる。

図９のような回路構成において、大電力電源線３０７において突入電流により電圧降下が発生した場合、回転角センサ入出力回路３４０の動作可能電圧を保証する必要が生じる。

図９のマイコン３０２の処理は、図６に示されたトルク成分電流制限マップ６０２が回転角センサ入出力回路３４０の最低動作保障電圧を基準として、作成されること以外は実施例１で説明された処理と同様である。回転角センサ入出力回路３４０の最低動作保証電圧をＶmin として、図５，図６、及び図７で示した方法を用いることで、回転角センサ入出力回路３４０に印加される電圧をＶmin 以上に保つことができるため、バッテリ電圧に関わらず安定して制動力制御を継続することが可能となる。

次に、本発明の第３実施形態に係る印加電圧低下モードの制御について説明する。

図１０は、電動ブレーキコントロールユニット２１０内の回路構成の他の実施形態を示す。

回転角センサ入出力回路３４０は、電源ＩＣ３０１と同様に２つのダイオード３１０，３１１を介して、大電力電源線３０７と小電力電源線３０８の両者から電源供給される。そのため、突入電流により大電力電源線３０７での電圧降下が発生しても、回転角センサ入出力回路３４０へは小電力電源線３０８から電源供給されるため、回転角センサ入出力回路３４０及び電源ＩＣ３０１は安定した動作が可能である。

即ち、図１０において、大電力電源線３０７から電源供給を受けているのはインバータ３０３のみであり、大電力電源線３０７での電圧降下が影響を及ぼす構成部品が無いために、大電力電源線３０７に通電される電流Ｉｄｃを管理する必要がない。しかしながら、小電力電源線３０８が断線等の故障が発生し、電源供給ができなくなった場合には、図４や図９と同様に、大電力電源線３０７から各構成部品に電源供給されるため、大電力電源線３０７に通電される電流Ｉｄｃを管理する必要が生じる。

図１０のマイコン３０２の処理は、図６に示されたトルク成分電流制限マップ６０２が電源ＩＣ３０１または回転角センサ入出力回路３４０の最低動作保障電圧のいずれかを基準として、作成されること以外は実施例１で説明された処理と同様である。以下に、実施例１及び３とは異なる点について説明する。

図１１は、小電力電源線３０８の故障を検出するフローチャートを示す。ステップ110において、大電力電源線３０７に接続された電源監視回路３１９が、ダイオード３１０入力端の電圧Ｖinv を検出し、小電力電源線３０８に接続された電源監視回路３２０がダイオード３１１入力端の電圧Ｖecu を検出し、さらに、下記の式数５より偏差ΔＶを演算する。

ΔＶ＝Ｖinv −Ｖecu 数５
ステップ１１１において、ステップ１１０にて演算されたΔＶがある所定の閾値Ｖｔｈ以上となった否かを判定する。

ステップ１１１でＹＥＳと判定されると、ステップ１１２において小電力電源線３０８が故障したと判断する。一方、ステップ１１１でＮＯと判定されると、ステップ１１３において、小電力電源線３０８は故障していないと判断する。

図１２は、図１１に示されたフローチャートによる判断結果を利用したｄｑ軸電流制限処理５０２の別の実施形態を示す。

トルク成分電流制限マップＢ ６０５は、図６のトルク成分電流制限マップ６０２と同じ機能を有し、大電力電源線３０７の通電電流Ｉｄｃを制限するマップである。

一方、トルク成分電流制限マップＡ ６０６は、大電力電源線３０７の通電電流Ｉｄｃを制限しないマップとなっており、その実施形態の一つを図１３に示す。図１３は、トルク成分電流制限マップの別の実施例であり、本実施例においては、トルク成分電流最大値Ｉq_max及び傾きａは、図７に示されたものと同じ値を使用している。

トルク成分電流制限マップＢ ６０５及びトルク成分電流制限マップＡ ６０６により、２つのトルク成分電流制限値Ｉq_lmtＡ及びＩq_lmtＢを導出する。そして、トルク成分電流指令値切替処理部６０７は、図１１に示された故障検出フローにより判断した故障状態に基づいて、Ｉq_lmtＡまたはＩq_lmtＢのいずれかを選択する。具体的には、小電力電源線３０８が故障していない場合にはＩq_lmtＡを選択し、故障している場合にはＩq_lmtＢを選択する。

更に、トルク成分電流制限処理６０３において、制限前トルク成分電流指令値Ｉｑ^**を制限し、トルク成分電流指令値Ｉｑ^* を導出する。

このように、図１０に示す実施例の電動ブレーキ装置は、小電力電源線３０８に故障が発生していない通常時は大電力電源線３０７に通電する電流Ｉｄｃを制限することなく制御を行うことが可能である。一方、小電力電源線３０８が故障した場合でも、電動ブレーキ装置の構成部品は大電力電源線３０７から電源供給が受けられるため、フォールトトレラントな電動ブレーキ装置を実現することできる。更に、大電力電源線３０７に通電する電流Ｉｄｃを制限し、大電力電源線３０７から印加される電圧を構成部品の最低動作保証電圧以上に保つことができるため、バッテリ電圧に関わらず安定して動作を継続することが可能となる。

電動ブレーキシステムの概略構成図である。 電動ブレーキ装置の断面図である。 電動ブレーキコントロールユニット２１０の電源回路構成の一実施形態を示す。 電動ブレーキコントロールユニット２１０の電源回路構成の一実施形態を示す。 マイコン３０２で行うインバータ制御処理を示すブロック構成図である。 ｄｑ軸電流制限処理５０２の一実施形態を示す。 トルク成分電流制限マップの一実施形態を示す。 電流及び電圧波形の比較図である。 電動ブレーキコントロールユニット２１０の電源回路構成の一実施形態を示す。 電動ブレーキコントロールユニット２１０の電源回路構成の一実施形態を示す。 小電力電源線３０８の故障を検出するフローチャートを示す。 ｄｑ軸電流制限処理５０２の別の実施形態を示す。 トルク成分電流制限マップの別の実施例を示す。 電流制限処理に係るフローチャートを示す。 制御ブレーキの禁止／許可を判定するフローチャートを示す。

符号の説明

１２０ 電動ブレーキ装置
２００ ブレーキ機構部
２０１ ブレーキパッド
２０２ ブレーキロータ
２０６ モータ
２０７ モータ回転位置センサ
２１０ 電動ブレーキコントロールユニット
２１１ ハーネス
３０１ 電源ＩＣ
３０２ マイコン
３０３ インバータ
３０５ バッテリ
３０７ 大電力電源線
３０８ 小電力電源線
３４０ 回転角センサ入出力回路

Claims (16)

1. ブレーキパッドと、回転トルクを発生するモータと、前記回転トルクに基づいて前記ブレーキパッドの押圧力を発生させる回転直動変換機構と、を備える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、
   電源装置から前記モータに供給される電流量を制御するインバータと、
   前記電源装置から電力が供給され、前記電源装置から前記インバータに印加される電圧値を検出し、該検出結果に応じて前記インバータによる前記電流量を制御するマイクロコンピュータとを有す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、
   前記マイクロコンピュータは、前記モータの回転情報を取得し、前記電圧値及び該回転情報に応じて、前記制御を行う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、
   前記マイクロコンピュータは、前記電圧値の検出結果に基づいて、自動制動制御を禁止するか否かを判定し、該判定結果を、前記自動制動制御を司る他の制御装置に通知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はさらに、
   前記電源装置から印加される電圧を制御し、該制御された電圧を前記マイクロコンピュータに出力する電源制御回路を備え、
   前記マイクロコンピュータは、前記電源制御回路に印加される電圧値が該電源制御回路を作動させるために必要な電圧値より大きくなるように、前記制御を行う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はさらに、
   前記モータの回転角情報を取得し、前記マイクロコンピュータに出力する回転角情報インターフェイス回路を備え、
   前記マイクロコンピュータは、前記回転角情報インターフェイス回路に印加される電圧値が該回転角情報インターフェイス回路を作動させるために必要な電圧値より大きくなるように、前記制御を行う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はさらに、
   前記電源装置からの電力を供給する外部電源線と接続する第１電力導入部と、
   前記第１電力導入部と前記インバータとを接続する第１電源線と、
   前記第１電力導入部から前記電力が供給され、前記モータ制御に該電力を伝達する第２電源線と、
   前記電源装置からの電力を供給し前記外部電源線とは別の外部電源線と接続する第２電力導入部と、
   前記第２電力導入部と前記マイクロコンピュータとを接続する第３電源線とを備え、
   前記マイクロコンピュータは、前記第１電源線または第２電源線に印加される第１電圧値、及び第３電源線に印加される第２電圧値に基づいて、前記第３電源線を介した電力供給状態を検出し、該検出結果に応じて前記制御量を行う電動ブレーキ制御装置。
7. ブレーキパッドと、回転トルクを発生するモータと、前記回転トルクに基づいて前記ブレーキパッドの押圧力を発生させる回転直動変換機構と、を備える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、
   電源装置から前記モータに供給される電流量を制御するインバータと、
   前記電源装置から電力が供給され、前記電源装置から前記インバータに印加される電圧値を検出し、該検出結果に応じて、前記モータに供給する最大電流値を設定し、該最大電流値を超えないように前記インバータを制御するモータ制御部を有する電動ブレーキ制御装置。
8. 請求項７に記載の電動ブレーキ制御装置であって、
   前記モータ制御部は、前記モータの回転情報を取得し、前記電圧値及び該回転情報に応じて、最大電流値を設定する電動ブレーキ装置。
9. 請求項７に記載の電動ブレーキ制御装置はさらに、
   前記最大電流値をあらかじめ記憶された所定電流値と比較し、該比較結果に基づいて、自動制動制御を禁止するか否かを判定し、該判定結果を、前記自動制動制御を司る他の制御装置に通知する判定結果出力部を備える電動ブレーキ制御装置。
10. 請求項７に記載の電動ブレーキ制御装置はさらに、
    前記電源装置から印加される電圧を制御し、該制御された電圧を前記モータ制御部に出力する電源制御回路を備え、
    前記モータ制御部は、前記電源制御回路に印加される電圧値が該電源制御回路を作動させるために必要な電圧値より大きくなるように、前記最大電流値を設定する電動ブレーキ制御装置。
11. 請求項７に記載の電動ブレーキ制御装置はさらに、
    前記モータの回転角情報を取得し、前記電流設定部に出力する回転角情報インターフェイス回路を備え、
    前記モータ制御部は、前記回転角情報インターフェイス回路に印加される電圧値が該回転角情報インターフェイス回路を作動させるために必要な電圧値より大きくなるように、前記最大電流値を設定する電動ブレーキ制御装置。
12. 請求項７に記載の電動ブレーキ制御装置はさらに、
    前記電源装置からの電力を供給する外部電源線と接続する第１電力導入部と、
    前記第１電力導入部と前記インバータとを接続する第１電源線と、
    前記第１電力導入部から前記電力が供給され、前記モータ制御に該電力を伝達する第２電源線と、
    前記電源装置からの電力を供給し前記外部電源線とは別の外部電源線と接続する第２電力導入部と、
    前記第２電力導入部と前記モータ制御部とを接続する第３電源線とを備え、
    前記モータ制御部は、前記第１電源線または第２電源線に印加される第１電圧値、及び第３電源線に印加される第２電圧値に基づいて、前記第３電源線を介した電力供給状態を検出し、該検出結果に応じて前記最大電流値の設定をするか否かを判定する電動ブレーキ制御装置。
13. ブレーキパッドと、回転トルクを発生するモータと、前記回転トルクに基づいて前記ブレーキパッドの押圧力を発生させる回転直動変換機構とを備えるブレーキ発生部と、
    前記モータに供給される電流量を制御するインバータと、前記電源装置からの電力を伝達する電源線と接続する電力導入部と、前記電力導入部と前記インバータとを接続する第１電源線と、前記第１電源線から前記電力が供給されモータ制御に該電力を伝達する第２電源線と、前記第１電源線または第２電源線に印加される電圧値に応じて前記インバータによる前記電流量を制御するモータ制御部を備え、前記ブレーキ発生部と機械的に一体に構成される制御ユニットを備える電動ブレーキ装置。
14. 請求項１３に記載の電動ブレーキ装置はさらに、
    前記ブレーキ発生部は、前記モータを収納し、該モータのステータと接触した金属製筐体とを備える電動ブレーキ装置。
15. 請求項１４に記載の電動ブレーキ装置であって、
    前記ディスクロータの外側制動面から内側制動面に向く方向の前記ブレーキ発生部の外側に前記制御ユニットが取り付けられ、
    前記インバータは、前記金属製筐体と前記ブレーキ発生部との間にあって、前記金属製筐体の方に前記インバータを配置する電動ブレーキ装置。
16. ブレーキパッドと、回転トルクを発生するモータと、前記回転トルクに基づいて前記ブレーキパッドの押圧力を発生させる回転直動変換機構と、を備える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、
    電源装置から前記モータに供給させる電流量を制御するインバータと、
    押圧力指令値に基づいて、前記インバータが出力する電流量を制御し、さらに前記インバータを制御するのに必要な電圧を保持するように、自動制動制御を禁止するか否かの判定し、該判定結果を、前記自動制動制御を司る他の制御装置に通知するマイクロコンピュータを備える電動ブレーキ制御装置。
    

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