JP2015040026A - 車両の電動制動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車体側から電気モータへの給電が適正に行われない場合には制動トルクが確実に減少されるとともに、その給電が適正である場合には省エネルギであり且つ制動の初期応答性が確保され得る、車両の電動制動装置を提供すること。
【解決手段】この電動制動装置は、電気モータＭＴＲの駆動トルクを利用して摩擦部材を車輪に固定された回転部材に押圧して、車輪に制動トルクを発生させる。この装置は、車両の車体に固定された電気モータ給電用の車体電源ＢＢＤと、車輪に固定された電気モータ給電用の緊急電源ＢＥＭと、を備える。通常、車体電源を用いて電気モータが駆動される。車体電源から電気モータへの給電状態が適正状態か否かが判定される。不適状態（ＦＬｄｇ＝１）との判定がなされ、且つ、摩擦部材の押圧力が発生している場合に限り、車体電源に代えて緊急電源を用いて、押圧力が減少するように電気モータが駆動される。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の電動制動装置に関する。

特許文献１には、「車両の車輪に固定された回転部材に摩擦部材を押し付ける際に電動モータの駆動トルクを利用して回転するスピンドルの回転位置が、失陥時、コイルばねの弾性力によって、制動トルクを付与する側とは反対方向に所定角だけ戻される」構成を有する電動制動装置が開示されている。

特許文献１に記載の装置では、制動トルクを付与する際の初期段階にて、先ずは、コイルばねにエネルギを蓄える必要がある。即ち、電気モータの出力が、コイルばねを巻き取るために利用され、その後、制動トルクを増加させるために用いられる。このため、制動トルクが増加される際の初期応答性（制動トルクの立上り特性）を向上させることが望まれている。また、この構成では、制動操作がなされる毎に、コイルばねにエネルギを蓄える必要があるため、省エネルギの観点においても改善が要求されている。

国際公開第２０１２／０７９９６９号パンフレット

本発明は、上記問題に対処するためになされたものであり、その目的は、車体側から電気モータへの給電が適正に行われない場合には制動トルクが確実に減少されるとともに、その給電が適正である場合には省エネルギであり且つ制動の初期応答性が確保され得る、車両の電動制動装置を提供することにある。

本発明に係る車両の電動制動装置は、車両の車輪（ＷＨＬ）に固定された回転部材（ＫＴＢ）と、前記車輪（ＷＨＬ）側に設けられた電気モータ（ＭＴＲ）と、前記電気モータ（ＭＴＲ）の駆動トルクを利用して前記回転部材（ＫＴＢ）を押圧して、前記車輪（ＷＨＬ）に制動トルクを発生させる摩擦部材（ＭＳＢ）と、前記車両の車体（ＢＤＹ）側に設けられ、前記電気モータ（ＭＴＲ）に給電する車体電源（ＢＢＤ）と、前記電気モータ（ＭＴＲ）を制御する制御手段（ＣＴＬ）と、を備える。前記制御手段（ＣＴＬ）は、通常、前記車体電源（ＢＢＤ）を用いて前記電気モータ（ＭＴＲ）を駆動する。

この装置の特徴は、前記車輪（ＷＨＬ）側に設けられ、前記電気モータ（ＭＴＲ）に給電する緊急電源（ＢＥＭ）を備え、前記車体電源（ＢＢＤ）から前記電気モータ（ＭＴＲ）への給電状態が適正状態（ＦＬｄｇ＝０）であるか、不適状態（ＦＬｄｇ＝１）であるか、を判定し、前記不適状態（ＦＬｄｇ＝１）との判定がなされ、且つ、前記回転部材（ＫＴＢ）に対する前記摩擦部材（ＭＳＢ）の押圧力（Ｆｂａ）が発生している場合に限り、前記車体電源（ＢＢＤ）に代えて前記緊急電源（ＢＥＭ）を用いて、前記押圧力（Ｆｂａ）が減少するように前記電気モータ（ＭＴＲ）を駆動するように構成されたことにある。

これによれば、車体側の電源（車体電源ＢＢＤ）から電気モータＭＴＲへの給電が適正に行われていない場合には、車輪側の電源（緊急電源ＢＥＭ）を利用した電気モータＭＴＲの駆動によって、制動トルクがゼロに向けて減少される作動（引き戻し作動）が確実に実行される。

一方、車体電源ＢＢＤから電気モータＭＴＲへの給電が適正に行われている場合には、車体電源ＢＢＤがもっぱら利用されて、緊急電源ＢＥＭが利用されない。換言すれば、通常の制動要求時（即ち、緊急時でない制動要求時）には、緊急電源ＢＥＭは何ら機能しない。このため、緊急電源ＢＥＭが制動の初期応答性に悪影響を与えることがなく、且つ、緊急電源ＢＥＭによってエネルギが不必要に消費されることもない。

この装置では、前記制御手段（ＣＴＬ）が、前記緊急電源（ＢＥＭ）を用いて前記電気モータ（ＭＴＲ）を駆動する場合、前記押圧力（Ｆｂａ）を増加するための前記電気モータ（ＭＴＲ）の駆動を行わないように構成されることが好適である。

これによれば、緊急電源ＢＥＭが利用される場合には、制動トルクの増加が行われず、制動トルクの減少のみが行われる。このため、緊急電源ＢＥＭの電気容量（電気的なエネルギ容量）が小さくされ得、この結果、装置全体が小型・軽量化され得る。

また、この装置では、前記制御手段（ＣＴＬ）は、前記押圧力（Ｆｂａ）の減少が終了したと判定した後、前記判定の結果が前記不適状態から前記適正状態に変更されるまでの間、前記電気モータ（ＭＴＲ）への通電を行わないことが好適である。

これによれば、上記引き戻し作動が完了した後は、この緊急事態（車体側から電気モータへの給電が適正に行われない状態）が解消されるまで、電気モータへの通電が禁止されて、上記引き戻し作動（ＭＳＢがＫＴＢから引き戻される動作）が完了した状態が維持される。このため、緊急電源ＢＥＭに要求される電気容量が必要最低限に抑えられ得る。

また、この装置では、前記緊急電源（ＢＥＭ）は、前記押圧力（Ｆｂａ）を、設計上の最大値から第１所定値（ｆｂ１）に減少するために必要なだけの電気容量（電気的なエネルギ容量）を有することが好適である。

これによれば、緊急電源ＢＥＭの電気容量は、２回以上の上記引き戻し作動には対応できず、１回の引き戻し作動に必要なだけの容量となる。上記構成は、緊急電源ＢＥＭが、車体電源系（車体電源そのもの、或いは、電力線、コネクタ等の接続状態）に不適切な状態が発生した場合にのみ利用される電源であることを考慮したものである。この結果、緊急電源ＢＥＭがより一層小型化され得る。なお、緊急電源ＢＥＭは、瞬時に充電されることが望ましい。この観点から、緊急電源ＢＥＭとして、内部抵抗の小さい電気２重層電池（キャパシタ）が採用され得る。

また、この装置では、前記制御手段（ＣＴＬ）は、前記不適状態との判定がなされた時点で前記電気モータ（ＭＴＲ）への通電を一旦停止し、前記押圧力（Ｆｂａ）が第２所定値（ｆｂ２）以下に減少した後、前記電気モータ（ＭＴＲ）への通電を再開して、前記押圧力（Ｆｂａ）が減少するように前記電気モータ（ＭＴＲ）を駆動することが好適である。

電気モータＭＴＲがフリー状態（通電停止状態）になると、電気モータＭＴＲの保持トルクは、動力伝達部材ＧＳＫ、ＮＪＢの効率等によって決まる或る値にまで減少する。このため、電気モータへの通電の停止によって電気モータがフリー状態になると、摩擦部材、キャリパ等の復元力（弾性による戻り力）によって、制動トルク（即ち、押圧力）は、（制御によってではなく）自然に減少していく。上記構成では、このように押圧力が自然に減少した後に、緊急電源ＢＥＭを利用して電気モータＭＴＲを逆転させることによって、押圧力が減少される。この結果、「前記不適状態との判定がなされた直後から緊急電源を利用して電気モータが逆転させられる場合」と比べて、緊急電源ＢＥＭの電力消費が抑制され得る。なお、前記第２所定値ｆｂ２は、実験的に求められる前記或る値よりも大きい値に設定され得る。

また、この装置において、前記車体電源（ＢＢＤ）の電圧を第１電圧（Ｖｌａ）として取得する電圧取得手段（ＶＬＡ）が備えられる場合、前記制御手段（ＣＴＬ）は、前記第１電圧（Ｖｌａ）が所定電圧（ｖｌｘ）以下になる時点にて、前記判定結果を、前記適正状態（ＦＬｄｇ＝０）から前記不適状態（ＦＬｄｇ＝１）に変更することが好適である。

これによれば、車体電源ＢＢＤから電気モータＭＴＲへの給電状態の適否判定（適正状態か、不適状態かの判定）は、車体電源の電圧が監視されることによって行われる。この場合、適正状態から不適状態への判定の切り替えは、車体電源の電圧を監視する電圧センサの検出値Ｖｌａの変化に基づいて行われ得る。また、前記判定の切り替えを行う手段として、電子的手段に限らず、リレー等による電気・機械的な手段が採用され得る。

また、この装置において、前記電圧取得手段（ＶＬＡ）に加えて、「前記車体電源（ＢＢＤ）と前記電気モータ（ＭＴＲ）とを電気的に接続するコネクタ（ＣＮＣ）」が備えられる場合、前記緊急電源（ＢＥＭ）は、前記コネクタ（ＣＮＣ）から前記電気モータ（ＭＴＲ）までの電気経路内に配置され、前記制御手段（ＣＴＬ）は、前記車体電源（ＢＢＤ）から前記電気モータ（ＭＴＲ）までの電気経路と、前記緊急電源（ＢＥＭ）から前記電気モータ（ＭＴＲ）までの電気経路と、を選択的に接続する切替手段（ＫＲＫ）を備え、前記電圧取得手段（ＶＬＡ）は、前記コネクタ（ＣＮＣ）と前記切替手段（ＫＲＫ）との間に配置されることが好適である。

コネクタに不調（例えば、接触不良）が発生した場合を想定する。上記構成では、電圧取得手段ＶＬＡがコネクタＣＮＣと切替手段ＫＲＫとの間に配置（接続）されている（ＶＬＡによって、ＣＮＣとＫＲＫとの間の電気経路の電圧が取得される）ので、この場合、電圧取得手段ＶＬＡが取得する第１電圧Ｖｌａが異常値となる。従って、この場合においても、「車体電源から電気モータへの給電状態」について不適状態が確実に判定され得る。加えて、上記構成では、緊急電源ＢＥＭがコネクタＣＮＣから電気モータＭＴＲまでの電気経路内に配置（接続）されているので、この場合においても、緊急電源から電気モータまでの電気経路が正常に維持されて、緊急電源から電気モータへの給電が適正に行われ得る。

本発明の実施形態に係る車両の電動制動装置の全体構成図である。 図１に示した電子制御ユニット、車体電源、及び、制動手段の全体構成図である。 ブラシ付きモータが採用される場合の駆動手段の機能ブロック図、及び、電気回路図である。 緊急電源、及び、電源管理手段の電気的接続状態を説明するための図である。 緊急電源、及び、電源管理手段の作動を説明するためのタイムチャートである。

以下、本発明の実施形態に係る車両の電動制動装置について図面を参照しつつ説明する。

＜本発明の実施形態に係る車両の電動制動装置の全体構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る電動制動装置の車両への搭載状態を示す。この電動制動装置は、運転者の制動操作部材（例えば、ブレーキペダル）の操作量に応じて、車輪に制動トルクを与えることによって車輪に制動力を発生し、走行中の車両を減速する。

車体電源（第１電源）ＢＢＤが、車体ＢＤＹに設けられる（固定される）。車体電源（蓄電池、Battery）ＢＢＤは、電子制御ユニットＥＣＵ、及び、制動手段（ブレーキアクチュエータ）ＢＲＫに電力を供給する。さらに、オルタネータＡＬＴが、車体ＢＤＹに設けられる。車体電源ＢＢＤは、オルタネータＡＬＴによって充電される。

電子制御ユニットＥＣＵが、車体ＢＤＹに設けられる（固定される）。電子制御ユニットＥＣＵでは、制動操作量Ｂｐａに基づいて電気モータＭＴＲの駆動信号が演算され、信号線（例えば、シリアル通信バス）ＳＣＢを介して、ＢＲＫ内の駆動手段（ＭＴＲを駆動する電気回路）ＤＲＶに送信される。電気モータＭＴＲを駆動する電力は、車体電源ＢＢＤから、ＥＣＵ、及び、車体電力線（第１電力線）ＰＢＤを介して、ＤＲＶに供給される。

駆動手段ＤＲＶが、キャリパＣＰＲ内に設けられる（固定される）。駆動手段ＤＲＶは、電気モータＭＴＲを駆動するための駆動回路（電気回路）であり、制御手段ＣＴＬ、スイッチング素子（例えば、ＭＯＳ−ＦＥＴ）にて構成されるブリッジ回路ＨＢＲ、ノイズ低減回路ＮＩＺ、及び、緊急電源ＢＥＭにて構成される。ＤＲＶ内にプログラムされる制御手段ＣＴＬでは、ＥＣＵから送信されるＭＴＲの駆動信号（例えば、目標押圧力Ｆｂｔ）に基づいて、スイッチング素子が駆動され、ＭＴＲの回転方向、及び、回転動力が制御される。

通常時（後述する適正状態の判定時）には、電気モータＭＴＲを駆動するための電力は、車体電源（第１電源）ＢＢＤからＤＲＶ（即ち、スイッチング素子を経由してＭＴＲ）に供給される。この給電は、ＥＣＵ、及び、車体電力線ＰＢＤを介して行われる。また、緊急時（後述する不適状態の判定時）には、電気モータＭＴＲは、緊急電源（第２電源）ＢＥＭによって、逆転方向（制動トルクが減少する方向）に駆動される。

緊急電源ＢＥＭは、車体電源（主電源）ＢＢＤからの通電によって、通常走行時（車輪への制動トルク付与が要求されない時）に充電される。この充電（ＢＢＤからＢＥＭへの給電）は、ＥＣＵ、及び、車体電力線（第１電力線）ＰＢＤを介して行われる。信号線（例えば、シリアル通信バス）ＳＣＢ、及び、車体電力線ＰＢＤを総称して「配線（ワイヤハーネス）」と称呼する。

車体電力線ＰＢＤが信号線（通信線）ＳＣＢとしても利用される電力線通信が採用され得る。この場合には、ＳＣＢはＰＢＤに統合され（即ち、ＳＣＢが省略され）、電気モータの駆動信号はＰＢＤに重畳されて、ＤＲＶに送信される。ここで、電力線通信は、電力線搬送通信（ＰＬＣ、Power Line Communication）とも称呼される。電力線通信の採用によって、電源配線ＰＢＤを利用して高速なデータ通信を行う通信システムが得られる。

サスペンションアーム（例えば、アッパアームＵＡＭ、ロアアームＬＡＭ）は、一方側が、車両の車体ＢＤＹに取り付けられ、他方側がナックルＮＫＬに取り付けられている。コイルスプリングＳＰＲ、及び、ショックアブソーバＳＨＡは、サスペンションアーム、又は、ナックルＮＫＬに取り付けられている。コイルスプリングＳＰＲ、及び、ショックアブソーバＳＨＡによって、車輪ＷＨＬは、車体ＢＤＹに懸架されている。サスペンションアーム、ＳＰＲ、ＮＫＬ、及び、ＳＨＡは、公知の懸架装置を構成する部材である。

ハブベアリングユニットＨＢＵは、ナックルＮＫＬに固定される。ハブベアリングユニットＨＢＵ内のハブベアリングにて、車輪ＷＨＬが支持される。車輪ＷＨＬには、回転部材（ブレーキディスク）ＫＴＢが固定され、ＫＴＢはＷＨＬと一体となって回転される（即ち、ＫＴＢの回転軸とＷＨＬの回転軸は同軸である）。

マウンティングブラケットＭＴＢは、ナックルＮＫＬに、締結部材（例えば、ボルト）ＴＫ１、ＴＫ２（図示せず）によって、固定されている。キャリパＣＰＲが、スライドピンＧＤ１、ＧＤ２（図示せず）を介して、ＭＴＢに取り付けられる。ブレーキキャリパＣＰＲは、浮動型キャリパであり、２つの摩擦部材（ブレーキパッド）ＭＳＢを介して、回転部材（ブレーキディスク）ＫＴＢを挟み込むように構成される。具体的には、スライドピンＧＤ１、ＧＤ２がマウンティングブラケットＭＴＢに固定され、ＧＤ１、ＧＤ２に沿って、キャリパＣＲＰ内の押圧部材（ピストン）ＰＳＮが回転部材ＫＴＢに向けて、電気モータＭＴＲによってスライドされる。

＜電子制御ユニットＥＣＵ、車体電源ＢＢＤ、及び、制動手段ＢＲＫの全体構成＞
図２に示すように、この電動制動装置を備える車両には、制動操作部材ＢＰ、電子制御ユニットＥＣＵ、車体電源（蓄電池等）ＢＢＤ、及び、制動手段（ブレーキアクチュエータ）ＢＲＫが備えられる。ここで、ＥＣＵとＢＲＫとは、ＥＣＵ側コネクタＣＮＢ、及び、ＢＲＫ側コネクタＣＮＣを介して、信号線（シグナル線）ＳＣＢ、及び、車体電力線（パワー線）ＰＢＤによって接続される。ＢＲＫにはＥＣＵから、ＭＴＲの駆動信号、及び、電力が供給される。

制動操作部材（例えば、ブレーキペダル）ＢＰは、運転者が車両を減速するために操作する部材である。ＢＰの操作量に基づいて、制動手段（ブレーキアクチュエータ）ＢＲＫが、車輪ＷＨＬの制動トルクを調整し、車輪ＷＨＬに制動力が発生され、走行中の車両が減速される。

制動操作部材ＢＰには、制動操作量取得手段ＢＰＡが設けられる。制動操作量取得手段ＢＰＡによって、運転者による制動操作部材ＢＰの操作量（制動操作量）Ｂｐａが取得（検出）される。制動操作量取得手段ＢＰＡとして、マスタシリンダ（図示せず）の圧力を検出するセンサ（圧力センサ）、制動操作部材ＢＰの操作力、及び／又は、変位量を検出するセンサ（ブレーキペダル踏力センサ、ブレーキペダルストロークセンサ）が採用される。

従って、制動操作量Ｂｐａは、マスタシリンダ圧、ブレーキペダル踏力、及び、ブレーキペダルストロークのうちの少なくとも何れか１つに基づいて演算される。制動操作量Ｂｐａは、電子制御ユニットＥＣＵに入力される。なお、Ｂｐａは、他の電子制御ユニットにて演算、又は、取得され、その演算値（信号）が通信バスを介して、ＥＣＵに送信され得る。

車体電源（第１電源）ＢＢＤは、車体ＢＤＹに固定される電源である。車体電源ＢＢＤによって、車体側に設けられる電子制御ユニットＥＣＵ、及び、車輪側に設けられる制動手段ＢＲＫ（特に、駆動回路ＤＲＶ）への電力供給が行われる。車体電源ＢＢＤとして、充電可能な二次電池（蓄電池、又は、充電式電池とも称呼される）が採用され得る。ここで、二次電池は、物質の化学的なエネルギを化学反応によって直流の電力に変換する電池（化学電池）の１つであり、充電を行うことにより電気を蓄え、繰り返し使用され得る。

具体的には、二次電池は、放電過程では内部の化学エネルギが電気エネルギに変換され、放電時とは逆方向に電流を流すことによって、電気エネルギを化学エネルギに変換して、エネルギが蓄積される。車体電源ＢＢＤは、その蓄電量（蓄積エネルギ）が減少した場合には、オルタネータ（発電機）ＡＬＴによって充電される。

電子制御ユニットＥＣＵは、電気モータＭＴＲを駆動するための目標値（駆動信号）Ｆｂｔを、駆動手段ＤＲＶに出力する。また、ＭＴＲを駆動するための電力が、ＥＣＵを経由してＤＲＶに供給される。具体的には、ＥＣＵには、コネクタＣＮＢが設けられ、シリアル通信バスＳＣＢ、及び、車体電力線ＰＢＤが、ＣＮＢを介して、駆動手段ＤＲＶに接続される。そして、電子制御ユニットＥＣＵ内にプログラムされる目標演算手段ＴＲＧによって目標値（目標押圧力）Ｆｂｔが演算され、ＦｂｔがＳＣＢを通して、ＤＲＶに送信される。また、車体電源ＢＢＤからの電力（電流）が、ＥＣＵ経由で車体電力線ＰＢＤを通り、駆動手段ＤＲＶに供給される。

〔目標演算手段ＴＲＧ〕
制動手段ＢＲＫの目標値（目標押圧力）Ｆｂｔを演算するための目標演算手段ＴＲＧ（制御アルゴリズム）が、電子制御ユニットＥＣＵ内にプログラムされている。

目標演算手段ＴＲＧは、制御アルゴリズムであって、指示押圧力演算ブロックＦＢＳ、アンチスキッド制御ブロックＡＢＳ、トラクション制御ブロックＴＣＳ、車両安定化制御ブロックＥＳＣ、及び、目標押圧力演算ブロックＦＢＴにて構成される。

指示押圧力演算ブロックＦＢＳでは、制動操作量Ｂｐａ、及び、予め設定された指示押圧力演算特性（演算マップ）ＣＨｆｂに基づいて、各車輪ＷＨＬの指示押圧力Ｆｂｓが演算される。Ｆｂｓは、電動制動手段ＢＲＫにおいて、摩擦部材（ブレーキパッド）ＭＳＢが回転部材（ブレーキディスク）ＫＴＢを押す力である押圧力の目標値である。

アンチスキッド制御ブロックＡＢＳでは、車輪速度取得手段（図示せず）の取得結果（車輪速度）に基づいて、公知のアンチスキッド制御（Anti-skid Control）を実行するための目標押圧力Ｆａｂｓが演算される。即ち、アンチスキッド制御用目標押圧力Ｆａｂｓは、車輪ロックを防止するための押圧力の目標値である。

トラクション制御ブロックＴＣＳでは、車輪速度取得手段（図示せず）の取得結果（車輪速度）に基づいて、公知のトラクション制御（Traction Control）を実行するための目標押圧力Ｆｔｃｓが演算される。即ち、トラクション制御用目標押圧力Ｆｔｃｓは、車輪スピン（過回転）を抑制するための押圧力の目標値である。

車両安定化制御ブロックＥＳＣでは、車両挙動取得手段（例えば、ヨーレイトセンサ、図示せず）の取得結果（ヨーレイト）に基づいて、公知の車両安定化制御（Vehicle Stability Control）を実行するための目標押圧力Ｆｅｓｃが演算される。即ち、車両安定化制御用目標押圧力Ｆｅｓｃは、過度な車両のアンダステア、及び／又は、オーバステアを抑制するための押圧力の目標値である。

目標押圧力演算ブロックＦＢＴでは、指示押圧力Ｆｂｓ、アンチスキッド制御用目標押圧力Ｆａｂｓ、トラクション制御用目標押圧力Ｆｔｃｓ、及び、車両安定化制御用目標押圧力Ｆｅｓｃに基づいて、最終的な目標押圧力Ｆｂｔが演算される。具体的には、Ｆａｂｓ、Ｆｔｃｓ、及び、Ｆｅｓｃのうちから１つが選択されて、選択されたものによってＦｂｓが修正されてＦｂｔが演算される。Ｆａｂｓ、Ｆｔｃｓ、及び、Ｆｅｓｃの選択順位は、車両の走行状態、及び、車輪の状態に基づいて決定される。なお、該当する車輪が駆動車輪でない場合（ドライブトレインに接続されない場合）には、Ｆｔｓｃは演算されない。

目標演算手段ＴＲＧにて演算された目標押圧力（信号）Ｆｂｔは、ＥＣＵ側コネクタＣＮＢ、及び、信号線（シリアル通信バス）ＳＣＢを通じて、車輪に固定される制動手段ＢＲＫ（具体的には、駆動回路ＤＲＶ）に送信される。

〔制動手段ＢＲＫ〕
制動手段（ブレーキアクチュエータ）ＢＲＫは、ブレーキキャリパ（浮動型キャリパ）ＣＰＲ、押圧部材（ブレーキピストン）ＰＳＮ、電気モータ（ブラシモータ、又は、ブラシレスモータ）ＭＴＲ、位置検出手段ＭＫＡ、減速機ＧＳＫ、シャフト部材ＳＦＴ、ねじ部材ＮＪＢ、押圧力取得手段ＦＢＡ、及び、駆動手段（ＭＴＲの駆動回路）ＤＲＶにて構成されている。

ブレーキキャリパＣＰＲは、浮動型キャリパであり、２つの摩擦部材（ブレーキパッド）ＭＳＢを介して、回転部材（ブレーキディスク）ＫＴＢを挟み込むように構成される。キャリパＣＰＲ内で、押圧部材ＰＳＮがスライドされ、回転部材ＫＴＢに向けて前進又は後退される。キャリパＣＰＲには、キー溝ＫＹＭが、シャフト部材ＳＦＴの回転軸（シャフト軸Ｊｓｆ）方向に延びるように形成される。

押圧部材（ブレーキピストン）ＰＳＮは、回転部材ＫＴＢに摩擦部材ＭＳＢを押し付けて摩擦力を発生させる。キー部材ＫＹＡが、押圧部材ＰＳＮに固定される。キー部材ＫＹＡが、キー溝ＫＹＭに嵌合されることによって、押圧部材ＰＳＮは、シャフト軸まわりの回転運動は制限されるが、シャフト軸の方向（キー溝ＫＹＭの長手方向）の直線運動は許容される。

電気モータＭＴＲは、回転部材ＫＴＢに摩擦部材ＭＳＢを押し付けるための動力を発生する。即ち、電気モータＭＴＲは、押圧部材ＰＳＮを駆動する。具体的には、電気モータＭＴＲの出力（モータ軸Ｊｍｔまわりの回転動力）は、減速機ＧＳＫを介して、シャフト部材ＳＦＴに伝達され、ＳＦＴの回転動力（シャフト軸Ｊｓｆまわりのトルク）は、運動変換部材（例えば、ねじ部材）ＮＪＢによって、直線動力（押圧軸Ｊｐｓ方向の推力）に変換され、押圧部材ＰＳＮに伝達される。そして、押圧部材（ブレーキピストン）ＰＳＮが、回転部材（ブレーキディスク）ＫＴＢに向かって前進又は後退される。このＰＳＮの移動により、摩擦部材（ブレーキパッド）ＭＳＢが、回転部材ＫＴＢを押す力（押圧力）Ｆｂａが調整される。回転部材ＫＴＢは車輪ＷＨＬに固定されているため、摩擦部材ＭＳＢと回転部材ＫＴＢとの間に摩擦力が発生し、車輪ＷＨＬに制動力が調整され、例えば、走行中の車両が減速される。電気モータＭＴＲとして、ブラシ付モータ、或いは、ブラシレスモータが採用される。

電気モータＭＴＲの回転方向において、正転方向が、摩擦部材ＭＳＢが回転部材ＫＴＢに近づいていく方向（押圧力が増加し、制動トルクが増加する方向）に相当し、逆転方向が、摩擦部材ＭＳＢが回転部材ＫＴＢから離れていく方向（押圧力が減少し、制動トルクが減少する方向）に相当する。電気モータＭＴＲの出力は、目標演算手段ＴＲＧにて演算される目標通電量Ｉｍｔに基づいて決定される。具体的には、目標通電量Ｉｍｔの符号が正符号である場合（Ｉｍｔ＞０）には、電気モータＭＴＲが正転方向に駆動され、Ｉｍｔの符号が負符号である場合（Ｉｍｔ＜０）には、電気モータＭＴＲが逆転方向に駆動される。また、目標通電量Ｉｍｔの大きさ（絶対値）に基づいて電気モータＭＴＲの回転動力が決定される。即ち、目標通電量Ｉｍｔの絶対値が大きいほど電気モータＭＴＲの出力トルクが大きく、目標通電量Ｉｍｔの絶対値が小さいほど出力トルクは小さい。

位置取得手段（例えば、回転角度センサ）ＭＫＡは、電気モータＭＴＲのロータ（回転子）の位置（例えば、回転角）Ｍｋａを取得（検出）する。位置取得手段ＭＫＡは、電気モータＭＴＲの内部であって、回転子、及び、整流子と同軸に配置される（即ち、ＭＴＲと同軸であって、モータ軸Ｊｍｔ上に設けられる）。

減速機ＧＳＫは、電気モータＭＴＲの動力において、回転速度を減じて、シャフト部材ＳＦＴに出力する。即ち、ＭＴＲの回転出力（トルク）が、減速機ＧＳＫの減速比に応じて増加され、シャフト部材ＳＦＴの回転力（トルク）が得られる。例えば、ＧＳＫは、小径歯車ＳＫＨ、及び、大径歯車ＤＫＨにて構成される。ＧＳＫとして、歯車伝達機構に代えて、ベルト、チェーン等の巻き掛け伝達機構、或いは、摩擦伝達機構が採用され得る。

シャフト部材ＳＦＴは、回転軸部材であって、減速機ＧＳＫから伝達された回転動力をねじ部材ＮＪＢに伝達する。シャフト部材ＳＦＴの端部は、球面状に加工され、ユニバーサル継手として機能する。このユニバーサル継手によって、摩擦部材ＭＳＢが摺動する際に生じる押圧部材ＰＳＮの揺動（首振り運動）の影響が補償される。

ねじ部材ＮＪＢは、シャフト部材ＳＦＴの回転動力を、直線動力に変換する動力変換部材である。即ち、ねじ部材ＮＪＢは、回転・直動変換機構である。ねじ部材ＮＪＢは、ナット部材ＮＵＴ、及び、ボルト部材ＢＬＴにて構成される。ねじ部材ＮＪＢには、可逆性があり（逆効率をもち）、双方向に動力伝達が可能である。即ち、制動トルクが増加される場合（押圧力Ｆｂａが増加される場合）、ねじ部材ＮＪＢを通して、シャフト部材ＳＦＴから押圧部材ＰＳＮへ動力が伝達される。逆に、制動トルクが減少される場合（押圧力Ｆｂａが減少される場合）、ねじ部材ＮＪＢを介して、押圧部材ＰＳＮからシャフト部材ＳＦＴへ動力が伝達される（逆効率が「０」よりも大きい）。

ねじ部材ＮＪＢは、「滑り」によって動力伝達が行われる滑りねじ（台形ねじ等）によって構成される。この場合には、ナット部材ＮＵＴには、めねじ（内側ねじ）ＭＮＪが設けられる。ボルト部材ＢＬＴには、おねじ（外側ねじ）ＯＮＪが設けられ、ＮＵＴのＭＮＪと螺合される。シャフト部材ＳＦＴから伝達された回転動力（トルク）は、ねじ部材ＮＪＢ（ＯＮＪとＭＮＪ）を介して、押圧部材ＰＳＮの直線動力（推力）として伝達される。

また、上記の滑りねじに代えて、ねじ部材ＮＪＢには、「転がり」によって動力伝達が行われる転がりねじ（ボールねじ等）が採用され得る。この場合、ナット部材、及び、ボルト部材には、ボール溝が設けられる。このボール溝にはめ合わされるボール（鋼球）を介して、動力伝達が行われる。なお、ねじ部材ＮＪＢに代えて、回転運動を直線運動に変換するための動力変換部材として、ボールランプ部材、回転クサビ部材、ラック＆ピニオン部材等の変換機構が採用され得る。

押圧力取得手段ＦＢＡは、押圧部材ＰＳＮが摩擦部材ＭＳＢを押す力（押圧力）Ｆｂａの反力（反作用）を取得（検出）する。ＦＢＡには、起歪体が形成され、その歪が、歪検出素子によって検出され、Ｆｂａが取得される。例えば、歪検出素子として、電気抵抗変化によるもの（歪ゲージ）、超音波によるもの等が用いられ得る。ＦＢＡは、シャフト部材ＳＦＴとキャリパＣＰＲとの間に設けられ、キャリパＣＲＰに固定されている。検出された押圧力Ｆｂａは、駆動手段ＤＲＶに入力される。

駆動手段ＤＲＶは、キャリパＣＰＲ内に固定され、目標押圧力Ｆｂｔに基づいて、電気モータＭＴＲを駆動し、制御する。ＤＲＶは、制御手段ＣＴＬ、緊急電源ＢＥＭ、ブリッジ回路ＨＢＲ等にて構成される。ＤＲＶの詳細については、後述する。

〔コネクタＣＮＢ、ＣＮＣ、及び、配線ＳＣＢ、ＰＢＤ〕
コネクタＣＮＣが、キャリパＣＰＲの表面に設けられる。ここから、電気モータＭＴＲの駆動電力、及び、ＭＴＲの駆動信号（目標押圧力Ｆｂｔ）が、駆動手段ＤＲＶに取り込まれる。なお、目標信号Ｆｂｔは信号線ＳＣＢによって、電力は車体電力線ＰＢＤによって、ＢＲＫ側コネクタ（車輪側コネクタ）ＣＮＣにまで、夫々、供給される。

駆動手段ＤＲＶと同様に、コネクタＣＮＢが電子制御ユニットＥＣＵに設けられる。ＥＣＵ側コネクタ（車体側コネクタ）ＣＮＢを介して、信号線ＳＣＢ、及び、電力線ＰＢＤが、ＥＣＵと接続される。即ち、ＥＣＵ側コネクタ（車体側コネクタ）ＣＮＢ、及び、ＢＲＫ側コネクタ（車輪側コネクタ）ＣＮＣによって中継される配線（信号線ＳＣＢ、及び、電力線ＰＢＤ）を介して、電子制御ユニットＥＣＵ（車体ＢＤＹに配置）と、駆動回路ＤＲＶ（車輪ＷＨＬに配置）とが接続される。換言すれば、信号線ＳＣＢは、コネクタＣＮＢ、ＣＮＣを介して、目標押圧力ＦｂｔをＥＣＵからＤＲＶに送信する。また、電力線ＰＢＤは、コネクタＣＮＢ、ＣＮＣを介して、通常時には、電気モータＭＴＲを駆動する電力を、ＥＣＵからＤＲＶに供給する。ＰＢＤとして、２本の電線がねじり合わされて形成されるツイストペアケーブル（Twisted Pair Cable）が採用され得る。

＜駆動手段ＤＲＶ＞
次に、図３を参照しながら、駆動手段（駆動回路）ＤＲＶの詳細について説明する。駆動手段ＤＲＶは、目標押圧力Ｆｂｔに基づいて、電気モータＭＴＲへの通電状態を制御し、ＭＴＲの出力（即ち、制動手段ＢＲＫが発生する制動トルク）を調整する。図３は、電気モータＭＴＲとして、ブラシ付モータ（単に、ブラシモータともいう）が採用される場合の駆動手段ＤＲＶの一例である。駆動手段ＤＲＶは、緊急電源ＢＥＭ、制御手段ＣＴＬ、複数のスイッチング素子（パワートランジスタ）Ｓ１〜Ｓ４で形成されるブリッジ回路ＨＢＲ、ノイズ低減回路ＮＩＺ、通電量取得手段ＩＭＡ、及び、コネクタＣＮＣで構成される。

電気モータＭＴＲとして、ブラシ付モータ（単に、ブラシモータともいう）が採用される。ブラシ付モータは、整流子電動機（Commutator Motor）とも称呼され、該電気モータでは、電機子（巻線による電磁石）に流れる電流が、機械的整流子（コミュテータ）ＣＭＴ、及び、ブラシＢＬＣによって、回転位相に応じて切り替えられる。即ち、整流子ＣＭＴ、及び、ブラシＢＬＣによって、機械的な回転スイッチが構成され、巻線回路への電流が交互に反転される。ブラシ付モータでは、固定子（ステータ）側が永久磁石で、回転子（ロータ）側が巻線回路（電磁石）で構成される。そして、巻線回路（回転子）に電力が供給されるように、ブラシＢＬＣが整流子ＣＭＴに当接されている。ブラシＢＬＣは、ばね（弾性体）によって、整流子ＣＭＴに押し付けられ、ＣＭＴが回転することにより電流が転流される。

〔緊急電源ＢＥＭ〕
駆動手段ＤＲＶには、緊急電源（第２電源）ＢＥＭが設けられる。即ち、緊急電源ＢＥＭは、車体電源（第１電源）ＢＢＤとは別個に、車輪側（制動手段ＢＲＫの内部）に設けられる電源である。緊急電源ＢＥＭは、車輪電力線ＰＷＨによって、ブリッジ回路ＨＢＲ（即ち、電気モータＭＴＲ）に接続される。ＢＥＭとＨＢＲとは隣接するため、車輪電力線ＰＷＨとして、バスバー（Bus Bar、導電体として機能する金属製の棒）が採用される。このため、配線抵抗による電圧降下が僅かであり、効率良く電気モータＭＴＲが駆動され得る。さらに、バスバーには、絶縁被覆が不要であるため、放熱性が高く、大電流化への対応が容易になり得る。

緊急電源ＢＥＭは、車体電源ＢＢＤから駆動手段ＤＲＶへの給電状態が適切ではなくなった場合（即ち、不適状態の判定時）に、ＤＲＶに電力供給する。しかし、ＢＥＭは車輪に設けられるため、大きさ、及び、耐振動性に制約がある。そこで、ＢＥＭとして、エネルギ容量（蓄電容量）が、ＢＢＤのそれと比較して、非常に小さいものが採用される。このため、ＢＥＭは、ＢＢＤの不調時に、電気モータＭＴＲを正転するため（即ち、制動トルクを増加、又は、保持するため）には用いられず、ＭＴＲを逆転させるため（制動トルクを減少させ、摩擦部材の引き摺りを減少させるため）だけに使用される。ＢＥＭは、非制動要求時に、ＢＢＤ（又は、車両のオルタネータＡＬＴ）によって充電される。非制動要求時とは、車輪への制動トルク付与が要求されていない場合であり、例えば、運転者によって制動操作部材ＢＰが操作されていないとき（即ち、Ｂｐａ＝０のとき）である。

緊急電源ＢＥＭの電気容量（電気的なエネルギ容量）は、電気モータＭＴＲ、及び、動力伝達部材ＧＳＫ、ＮＪＢにおける損失（例えば、摩擦によるトルク損失）に基づいて設定される。即ち、動力伝達部材の損失を補償し、押圧部材ＰＳＮの押圧力Ｆｂａを、設計上の最大値から第１所定値ｆｂ１以下にし得るに、必要、且つ、十分な電気容量とされ得る。具体的には、緊急電源ＢＥＭの電気容量は、１回の引き戻し作動（電気モータＭＴＲの逆転駆動によって、制動トルクが減少される作動）に対応するが、２回以上の引き戻し作動には対応しない容量とされ得る。緊急電源ＢＥＭは、電源系（電源そのもの、或いは、電力線、コネクタ等の接続状態）に不適切な状態が発生した場合に対応するものである。このため、容量が必要最低限に制約されることで、ＢＥＭが小型化され、容易にキャリパＣＰＲの内部に配置され得る。

緊急電源ＢＥＭとして、電気２重層キャパシタ（ウルトラ・キャパシタ、又は、スーパ・キャパシタとも称呼される）が採用され得る。電気２重層キャパシタ（ＥＤＬＣ、Electric double-layer capacitor）では、陽極と陰極の表面付近で生じる電気２重層（荷電粒子が比較的自由に動ける系に電位が与えられたとき、電場にしたがって荷電粒子が移動した結果、界面に正負の荷電粒子が対を形成して層状に並んだもの）が利用される。電気２重層キャパシタは、内部抵抗が小さいため、充電・放電が急速に行われるため、ＢＥＭに適している。

〔制御手段ＣＴＬ〕
制御手段ＣＴＬは、目標押圧力（目標値）Ｆｂｔに基づいて、電気モータＭＴＲへの実際の通電量（最終的には電流の大きさと方向）を制御する。制御手段ＣＴＬの一部は、制御アルゴリズムであり、これは、ＤＲＶ内のＣＰＵ（Central Processing Unit、中央演算処理装置）にプログラムされる。ＣＴＬは、指示通電量演算ブロックＩＳＴ、押圧力フィードバック制御ブロックＩＦＴ、通電量調整演算ブロックＩＭＴ、パルス幅変調ブロックＰＷＭ、スイッチング制御ブロックＳＷＴ、及び、電源管理手段ＤＧＫにて構成される。

指示通電量演算ブロックＩＳＴは、目標押圧力Ｆｂｔ（ＴＲＧから送信）、及び、予め設定された指示通電量の演算特性（演算マップ）ＣＨｓ１、ＣＨｓ２に基づいて、指示通電量Ｉｓｔを演算する。Ｉｓｔは、電動制動手段ＢＲＫが目標押圧力Ｆｂｔを達成するための、電気モータＭＴＲへの通電量の目標値である。Ｉｓｔの演算マップは、電動制動手段ＢＲＫのヒステリシスを考慮して、２つの特性ＣＨｓ１、ＣＨｓ２で構成される。特性ＣＨｓ１は押圧力を増加する場合に対応し、特性ＣＨｓ２は押圧力を減少する場合に対応する。そのため、特性ＣＨｓ２に比較して、特性ＣＨｓ１は相対的に大きい指示通電量Ｉｓｔを出力するように設定されている。

ここで、通電量とは、電気モータＭＴＲの出力トルクを制御するための状態量（変数）である。電気モータＭＴＲは電流に概ね比例するトルクを出力するため、通電量の目標値として電気モータＭＴＲの電流目標値が用いられ得る。また、電気モータＭＴＲへの供給電圧を増加すれば、結果として電流が増加されるため、目標通電量として供給電圧値が用いられ得る。さらに、パルス幅変調（ＰＷＭ、Pulse Width Modulation）におけるデューティ比によって供給電圧値が調整され得るため、このデューティ比が通電量として用いられ得る。

押圧力フィードバック制御ブロックＩＦＴは、目標押圧力（目標値）Ｆｂｔ、及び、実押圧力（実際値）Ｆｂａに基づいて、押圧力フィードバック通電量Ｉｆｔを演算する。指示通電量Ｉｓｔは目標押圧力Ｆｂｔに相当する値として演算されるが、電動制動手段ＢＲＫの効率変動により目標押圧力Ｆｂｔと実押圧力Ｆｂａとの間に誤差（定常的な誤差）が生じる場合がある。押圧力フィードバック通電量Ｉｆｔは、目標押圧力Ｆｂｔと実押圧力Ｆｂａとの偏差（押圧力偏差）ΔＦｂ、及び、予め設定される演算特性（演算マップ）ＣＨｐに基づいて演算され、上記の誤差を減少するように決定される。なお、実押圧力Ｆｂａは、後述する押圧力取得手段ＦＢＡによって取得（検出）される。

通電量調整演算ブロックＩＭＴは、電気モータＭＴＲへの最終的な目標値である目標通電量Ｉｍｔを演算する。ＩＭＴでは、指示通電量Ｉｓｔが押圧力フィードバック通電量Ｉｆｔによって調整され、目標通電量Ｉｍｔが演算される。具体的には、指示通電量Ｉｓｔに対してフィードバック通電量Ｉｆｔを加えて、これが最終的な目標通電量Ｉｍｔとして演算される。そして、目標通電量Ｉｍｔの符号（値の正負）に基づいて電気モータＭＴＲの回転方向（押圧力が増加する正転方向、又は、押圧力が減少する逆転方向）が決定され、目標通電量Ｉｍｔの大きさに基づいて電気モータＭＴＲの出力（回転動力）が制御される。

また、通電量調整演算ブロックＩＭＴは、電力供給状態を表す制御フラグＦＬｄｇを、電源管理手段ＤＧＫから受信する。ここで、制御フラグＦＬｄｇは、ＤＧＫにおける条件判定処理（車体電源ＢＢＤが適正状態か、不適状態かの判定処理）が実行された際の結果であり、具体的には、適正状態の場合には「ＦＬｄｇ＝０」、不適状態の場合には「ＦＬｄｇ＝１」が出力される。そして、ＩＭＴでは、「ＦＬｄｇ＝０（適正状態）」が受信される場合には、上述する通常時の目標通電量Ｉｍｔが演算される。一方、「ＦＬｄｇ＝１（不適状態）」が受信される場合には、上記のＩｍｔに代えて、直ちに、摩擦部材ＭＳＢが回転部材ＫＴＢから離れる方向（即ち、制動トルクが減少する方向）に電気モータＭＴＲを逆回転させる信号が、ＩＭＴから出力される。

パルス幅変調ブロックＰＷＭは、（通常時）目標通電量Ｉｍｔに基づいて、パルス幅変調（ＰＷＭ、Pulse Width Modulation）を行うための指示値（目標値）を演算する。具体的には、パルス幅変調ブロックＰＷＭは、目標通電量Ｉｍｔ、及び、予め設定される特性（演算マップ）に基づいて、パルス幅のデューティ比Ｄｕｔ（ＯＮ／ＯＦＦの時間の割合）を決定する。併せて、ＰＷＭは、Ｉｍｔの符号（正符号、或いは、負符号）に基づいてＭＴＲの回転方向を決定する。例えば、電気モータＭＴＲの回転方向は、正転方向が正（プラス）の値、逆転方向が負（マイナス）の値として設定される。入力電圧（電源電圧）、及び、デューティ比Ｄｕｔによって最終的な出力電圧が決まるため、ＰＷＭでは、ＭＴＲの回転方向と、ＭＴＲへの通電量（即ち、ＭＴＲの出力）が決定される。

パルス幅変調ブロックＰＷＭでは、所謂、電流フィードバック制御が実行され得る。この場合、通電量取得手段ＩＭＡの検出値（電気モータＭＴＲへの実際の通電量で、例えば、実電流値）Ｉｍａが、ＰＷＭに入力される。そして、目標通電量Ｉｍｔと、実際の通電量Ｉｍａとの偏差ΔＩｍに基づいて、デューティ比Ｄｕｔが修正（微調整）される。この電流フィードバック制御によって、高精度なモータ制御が達成され得る。

スイッチング制御ブロックＳＷＴは、デューティ比（目標値）Ｄｕｔに基づいて、ブリッジ回路ＨＢＲを構成するスイッチング素子（Ｓ１〜Ｓ４）に駆動信号を出力する。この駆動信号は、各スイッチング素子が、通電状態とされるか、非通電状態とされるか、を指示する。具体的には、デューティ比Ｄｕｔに基づいて、電気モータＭＴＲが正転方向に駆動される場合には、Ｓ１及びＳ４が通電状態（ＯＮ状態）、且つ、Ｓ２及びＳ３が非通電状態（ＯＦＦ状態）にされるとともに、Ｄｕｔに対応する通電時間（通電周期）で、Ｓ１及びＳ４の通電／非通電の状態が切替られる。同様に、ＭＴＲが逆転方向に駆動される場合には、Ｓ１及びＳ４が非通電状態（ＯＦＦ状態）、且つ、Ｓ２及びＳ３が通電状態（ＯＮ状態）に制御され、Ｓ２及びＳ３の通電状態（ＯＮ／ＯＦＦの切替周期）が、デューティ比Ｄｕｔに基づいて調整される。そして、Ｄｕｔが大きいほど、単位時間当りの通電時間が長くされ、より大きな電流がＭＴＲに流される。例えば、Ｄｕｔ＝１００％が指示される場合には、該当するスイッチング素子は常時通電され、Ｄｕｔ＝０％が指示される場合には非通電状態とされる。

〔ブリッジ回路ＨＢＲ、及び、ノイズ低減回路ＮＩＺ〕
スイッチング素子Ｓ１乃至Ｓ４は、電気回路の一部をＯＮ（通電）／ＯＦＦ（非通電）できる素子である。例えば、スイッチング素子として、ＭＯＳ-ＦＥＴ、ＩＧＢＴが用いられる。スイッチング素子Ｓ１乃至Ｓ４によって、ブリッジ回路ＨＢＲが構成される。ここで、ブリッジ回路は、双方向の電源を必要とすることなく、単一の電源で電気モータへの通電方向が変更され、電気モータの回転方向（正転方向、又は、逆転方向）が制御され得る回路である。このブリッジ回路は、Ｈブリッジ回路、或いは、フルブリッジ回路とも称呼される。スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４は、制御手段ＣＴＬ（スイッチング制御ブロックＳＷＴからの信号）によって駆動される。夫々のスイッチング素子の通電／非通電の状態が切り替えられることによって、電気モータＭＴＲの回転方向（正転方向、逆転方向）と出力トルク（通電量の大きさ）とが調整される。ここで、ＭＴＲの正転方向は、摩擦部材ＭＳＢを回転部材ＫＴＢに近づかせ、制動トルクが増加され、走行中の車両の減速度が増加される回転方向であり、ＭＴＲの逆転方向は、ＭＳＢをＫＴＢから引き離し、制動トルクが減少され、走行中の車両の減速度が減少される回転方向である。

電気モータＭＴＲに大出力が要求される場合には、スイッチング素子Ｓ１乃至Ｓ４に大電流が流される。このとき、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４には発熱が生じるため、放熱板（ヒートシンク）が、Ｓ１〜Ｓ４に設けられ得る。具体的には、熱伝導のよい金属板（例えば、アルミニウム板）が、Ｓ１〜Ｓ４に固定され得る。

駆動回路ＤＲＶには、供給電力を安定化する（即ち、電圧変動を低減する）ためのノイズ低減回路（安定化回路）ＮＩＺが設けられる。ノイズ低減回路ＮＩＺは、所謂、ＬＣ回路（ＬＣフィルタともいう）であり、少なくとも１つのインダクタ（コイル）ＩＮＤ、及び、少なくとも１つのコンデンサ（キャパシタ）ＣＮＤの組み合わせによって構成される。例えば、ＮＩＺとして、第１、第２コンデンサＣＮＤ１、ＣＮＤ２、及び、インダクタＩＮＤが組み合わされてローパスフィルタ（π型フィルタ）が形成される。具体的には、π型ローパスフィルタは、ラインに並列な２つのコンデンサＣＮＤ１、ＣＮＤ２と、１つの直列インダクタとで構成されるフィルタで、所謂、チェビシェフ・ローパスＬＣフィルタである。一般的に、インダクタは、コンデンサ（キャパシタ）よりも高価であるため、π型フィルタが採用されることで、部品コストが抑制され、良好な性能が得られる。また、ノイズ低減フィルタＮＩＺとして、π型ローパスフィルタに代えて、Ｔ型ローパスフィルタ（２つの直列インダクタ、及び、１つの並列コンデンサにて構成）が採用され得る。

駆動回路ＤＲＶには、通電量取得手段（例えば、電流センサ）ＩＭＡが設けられる。通電量取得手段ＩＭＡは、電気モータＭＴＲへの実際の通電量（例えば、実際に電気モータＭＴＲに流れる電流）Ｉｍａを取得（検出）する。

駆動回路ＤＲＶには、電源管理手段ＤＧＫが設けられる。電源管理手段ＤＧＫは、車体電源ＢＢＤからＤＲＶへの給電状態を監視し、ＢＢＤが適正状態にあるか、否かを判定する。そして、「ＢＢＤが適正状態にある」ことが判定される場合には、ＤＧＫは、ＢＢＤからＤＲＶへの給電を指示する。一方、「ＢＢＤが適正状態にはない（不適状態である）」ことが判定される場合には、電源管理手段ＤＧＫは、車体電源ＢＢＤからの給電を停止し、緊急電源ＢＥＭから駆動回路ＤＲＶへの給電を指示する。駆動回路ＤＲＶへの電力供給の不適切な状態は、車体電源ＢＢＤの性能低下、電力線ＰＢＤの断線、或いは、コネクタＣＮＢ、ＣＮＣの接触不良等で発生し得る。ここで、ＢＢＤの適否判定は、車体電源ＢＢＤの電圧Ｖｌａに基づいて行われ得る。即ち、電源管理手段ＤＧＫは、車体電源ＢＢＤに電圧低下がある場合に、駆動回路ＤＲＶへの供給電源を、車体電源ＢＢＤから緊急電源ＢＥＭに変更する。

さらに、電源管理手段ＤＧＫは、「ＢＢＤの適正状態」を判定する場合には、その判定結果として、制御フラグＦＬｄｇ＝０を通電量調整演算ブロックＩＭＴに送信し、「ＢＢＤの不適状態」を判定する場合には、制御フラグＦＬｄｇ＝１をＩＭＴに送信する。制御フラグＦＬｄｇは、ＩＭＴ（制御手段ＣＴＬの一部）において、通常時（ＦＬｄｇ＝０のとき）の目標通電量Ｉｍｔに基づく制御が行われるか、或いは、緊急時（ＦＬｄｇ＝１のとき）の電気モータＭＴＲの逆回転制御が行われるか、を決定するために用いられる。ＭＴＲの逆回転制御では、押圧部材ＰＳＮを後退させることによって、摩擦部材（ブレーキパッド）ＭＳＢを回転部材（ブレーキディスク）ＫＴＢから離れさせるために、ＭＴＲが逆回転される（ＨＢＲにおいて、Ｓ１、Ｓ４が非通電、且つ、Ｓ２、Ｓ３が通電の状態にされる）。

また、電源管理手段ＤＧＫは、緊急電源ＢＥＭの蓄電状態を監視し、必要であれば充電を行う。具体的には、運転者が制動操作を行っていない場合（非制動要求時）に、車体電源ＢＢＤ（又は、オルタネータ）から給電されることによって、緊急電源ＢＥＭが充電される。ここで、「非制動要求時」は、制動操作量Ｂｐａに基づいて判定される。具体的には、Ｂｐａが所定値ｂｐｘ未満の条件で、非制動状態が判定される。或いは、制動操作部材（ブレーキペダル)ＢＰにストップスイッチＳＴＰが設けられ、その信号Ｓｔｐに基づいて判定され得る。

〔電気モータＭＴＲ〕
電気モータＭＴＲとして、ブラシ付モータに代えて、ブラシレスモータが採用され得る。ブラシレスモータは、無整流子電動機（ブラシレスＤＣモータ、Brushless Direct Current Motor）とも称呼され、該電気モータでは、ブラシ付モータの機械式整流子ＣＭＴに代えて、電子回路によって電流の転流が行われる。ブラシレスモータでは、回転子（ロータ）が永久磁石に、固定子（ステータ）が巻線回路（電磁石）とされる構造で、ロータの回転位置Ｍｋａが検出され、Ｍｋａに合わせてスイッチング素子が切り替えられることによって、供給電流が転流される。回転子の位置Ｍｋａは、電気モータＭＴＲの内部に設けられる位置取得手段ＭＫＡによって検出される。

ブラシレスモータが採用される場合、駆動手段ＤＲＶのブリッジ回路ＨＢＲは、６つのスイッチング素子によって構成される。ブラシ付モータの場合と同様に、パルス幅変調ブロックＰＷＭが決定するデューティ比Ｄｕｔに基づいて、ブリッジ回路ＨＢＲを構成するスイッチング素子の通電状態／非通電状態が制御される。

ブラシレスモータでは、位置取得手段ＭＫＡによって、電気モータＭＴＲのロータ位置（回転角）Ｍｋａが取得される。そして、スイッチング制御ブロックＳＷＴでは、実際の位置Ｍｋａに基づいて、３相ブリッジ回路を構成する６つのスイッチング素子が制御される。スイッチング素子によって、ブリッジ回路のＵ相、Ｖ相、及びＷ相のコイル通電量の方向（即ち、励磁方向）が順次切り替えられて、ＭＴＲが駆動される。ブラシレスモータの回転方向（正転、或いは、逆転方向）は、ロータと励磁する位置との関係によって決定される。

＜車体電源ＢＢＤ、緊急電源ＢＥＭ、及び、電源管理手段ＤＧＫ＞
次に、図４を参照しながら、車体電源ＢＢＤと緊急電源ＢＥＭとの電気的接続、及び、各電源ＢＢＤ、ＢＥＭを管理する電源管理手段ＤＧＫについて説明する。

車体電源（第１電源）ＢＢＤが、車体ＢＤＹに設けられる。さらに、ＢＤＹには、電力を生み出し、ＢＢＤを充電するオルタネータＡＬＴが設けられる。オルタネータＡＬＴは、発電機であり、エンジン等の動力源によって駆動される。車体電源ＢＢＤの蓄電量（充電量）が低下した場合には、ＡＬＴによって発電された電力が、ダイオードＤａを介して、ＢＢＤに供給され、ＢＢＤが充電される。また、ＡＬＴ、及び、ＢＢＤからの電力（電流）は、ダイオードＤｂを介して、駆動回路ＤＲＶに供給される。したがって、オルタネータＡＬＴは車体電源の一部である。オルタネータＡＬＴが発電している際には、この電力もＤＲＶに供給されるため、ＢＢＤ、及び、ＡＬＴが、ＤＲＶへの電力（電流）の供給源（車体電源）となる。

車体電源ＢＢＤ等から駆動手段ＤＲＶへの電力供給は、車体電力線（第１の電気経路）ＰＢＤによって行われる。ここで、パワー線ＰＢＤとして、ツイストペアケーブル（Twisted Pair Cable、２つの対で撚り合わせた電線）が採用され得る。また、ＰＢＤは、ＥＣＵに設けられるコネクタ（車体側コネクタ）ＣＮＢを介して、駆動手段ＤＲＶに接続される。

駆動手段（駆動回路）ＤＲＶが、車輪ＷＨＬに固定されるキャリパＣＰＲ内に設けられる。駆動手段ＤＲＶには、コネクタ（車輪側コネクタ）ＣＮＣが設けられ、ＣＮＣを介して、電力（電流）がＤＲＶに導入される。駆動手段ＤＲＶには、緊急電源ＢＥＭ、及び、これを管理する電源管理手段ＤＧＫが設けられる。これらは、ＣＰＲ内に設けられる（車輪側に固定される）。

緊急電源（第２電源）ＢＥＭは、車体電源（第１電源）ＢＢＤの電力供給状態が不適切になった場合に、電気モータＭＴＲに電力を供給する。即ち、ＢＥＭは、ＢＢＤの電力供給能力が低下する緊急的な状況において、補助的に電力を供給するものである。例えば、ＢＥＭは、電気２重層キャパシタ（単に、キャパシタともいう）ＣＡＰ、及び、ＤＣ−ＤＣコンバータ（単に、コンバータともいう）ＤＣＣにて構成される。キャパシタＣＡＰは、２次電池（蓄電池）に比べ、内部抵抗が低いため、短時間での充放電が可能である。ＤＣ−ＤＣコンバータＤＣＣは、キャパシタＣＡＰの出力電圧を、電気モータＭＴＲに合致する電圧に変換する。ＢＥＭからＭＴＲへの電力供給経路である、車輪電力線ＰＷＨとして、バスバーが採用され得る。バスバーの採用によって、複雑な端子処理が不要で、組み付けが容易になるとともに、大電流の供給にも適する。

ＤＣ−ＤＣコンバータＤＣＣは、直流電圧を制御するものであり、或る電圧の直流電流を、異なる電圧の直流電流へ変換する（昇圧、又は、降圧する）。即ち、コンバータ（電圧変換手段）ＤＣＣによって、緊急電源ＢＥＭの出力電圧が、電気モータＭＴＲの駆動に適した電圧に変更される。ＤＣ−ＤＣコンバータＤＣＣとして、チョッパ制御式、スイッチング制御式、及び、シリーズレギュレータ式の各方式のうちのいずれか１つが採用され得る。

電源管理手段ＤＧＫ（制御手段ＣＴＬの一部）は、車体電源ＢＢＤが適切に電力供給できる（適正状態）か、否（不適状態）か、を判定する。そして、適正状態が判定される場合には、電源管理手段ＤＧＫは、車体電源（第１電源）ＢＢＤからブリッジ回路ＨＢＲ（Ｓ１〜Ｓ４、最終的には、ＭＴＲ）に電力供給する。一方、不適状態が判定される場合には、電源管理手段ＤＧＫは、緊急電源（第２電源）ＢＥＭから、ダイオードＤｃを経由して、ブリッジ回路ＨＢＲに電力を供給する。具体的には、電源管理手段ＤＧＫには、電圧取得手段ＶＬＡ、及び、切替手段（スイッチ）ＫＲＫが設けられる。電圧取得手段ＶＬＡは、車体電源ＢＢＤの供給電圧Ｖｌａを取得（検出）する。そして、ＤＧＫは、供給電圧Ｖｌａが所定電圧（所定のしきい値）ｖｌｘ以上の場合に「適正状態」を判定し、Ｖｌａがｖｌｘ未満の場合に「不適状態」を判定する。この判定結果に基づいて、切替手段ＫＲＫは、「適正状態」が判定される場合には、車体電源ＢＢＤとブリッジ回路ＨＢＲとを接続し、「不適状態」が判定される場合には、緊急電源ＢＥＭとブリッジ回路ＨＢＲとを接続する。

さらに、電源管理手段ＤＧＫは、車体電源ＢＢＤの電力供給状態を表す制御フラグ（判定結果）ＦＬｄｇを、目標通電量演算ブロックＩＭＴに送信する。具体的には、電源管理手段ＤＧＫは、「適正状態」を判定する場合にはＦＬｄｇ＝０を、「不適状態」を判定する場合にはＦＬｄｇ＝１を、目標通電量演算ブロックＩＭＴに出力する。換言すれば、制御フラグ（ＢＢＤの適否を表す適否フラグ）ＦＬｄｇとして、ＢＢＤが適切に機能している場合には「０（正常）」が出力され続け、車体電源ＢＢＤの電力供給機能が損なわれた時点で、「０（正常）」が「１（非正常）」に切り替えられる。目標通電量演算ブロックＩＭＴでは、適否フラグＦＬｄｇを受けて、ＦＬｄｇ＝０の場合には、制動操作量Ｂｐａに基づく電気モータＭＴＲの制御（通常時の制御）が実行される。しかし、ＦＬｄｇ＝１を受信した時点で、直ちに、緊急電源ＢＥＭからの給電によって、電気モータＭＴＲを逆転させる制御（緊急時の制御）に切り替えられる。

電源管理手段ＤＧＫには、緊急電源ＢＥＭを充電するための充電手段ＪＤＮが設けられる。ＢＥＭでは、自己放電によって、電気が時間の経過にともなって失われる。そこで、充電手段ＪＤＮは、運転者が制動操作部材ＢＰを操作していない場合（例えば、Ｂｐａ＜ｂｐｘで判定）に、ＢＢＤ（又は、ＡＬＴ）からＢＥＭに電流を流し、ＢＥＭに電荷を蓄積する（充電する）。そして、ＪＤＮは、ＢＥＭに電荷が十分に蓄えられた状態（満充電）になった時点で、充電を終了する。充電終了（満充電）は、ＢＥＭの充電状態量Ｊｄａに基づいて決定される。

例えば、充電状態量Ｊｄａとして、緊急電源ＢＥＭの電圧が検出され、ＢＥＭの電圧の変化に基づいて、満充電状態が検知され得る。さらに、ＢＥＭの容量、充放電時間に基づいて、充電手段ＪＤＮにプログラムされた演算処理によって満充電が判別され得る。さらに、ＪＤＮでは、充電方法として、−ΔＶ方式充電、温度制御方式充電、ｄＴ／ｄｔ制御方式、パルス充電、及び、トリクル充電のうちで、少なくとも１つが採用され得る。−ΔＶ方式充電では、満充電状態を超過して充電されるときに、電池の電圧が僅かに低下する現象を利用し、この電圧変化に基づいて充電が行われる。温度制御方式では、充電状態量Ｊｄａとして、電池ＢＥＭの温度が検出され、電池の温度上昇に基づいて充電が行われる。ｄＴ／ｄｔ制御方式充電では、電池ＢＥＭの温度（上昇）の微分値（Ｊｄａの時間変化量ｄＪｄａ）が検出され、ｄＪｄａに基づいて充電が行われる。パルス充電法では、定電流充電により所定の電圧に達した後、パルス電流により充電が継続される。パルス充電では、セル電圧が極短時間だけ所定の電圧を越えることを容認され、セル電圧が細かく監視されることで、過充電が抑制され、急速充電がなされ得る。トリクル（Trickle）充電法は、電池特性に負荷、及び、影響を与えない程度の微弱電流が常時供給されることによって、満充電の状態が維持される。

車体電源ＢＢＤの不適正状態が判定された場合（ＦＬｄｇ＝１）に、緊急電源ＢＥＭからの給電によって通常時の制御（Ｂｐａに基づく制御）が継続されるのではなく、通常時の制御が直ちに終了され、緊急時の制御（引き戻し制御）に切り替えられる。キャリパＣＰＲ内に搭載するためには、緊急電源ＢＥＭの蓄電容量が制限され、その給電能力に制約が生じる。電力供給源が切り替えられた場合には、電気モータＭＴＲの制御方法も併せて変更されることによって、容量に制限のある緊急電源ＢＥＭが利用される場合であっても、確実に摩擦部材ＭＳＢの引き摺りによる課題が解消され得る（摩擦部材ＭＳＢの熱膨張によって生じる引き摺りトルク増加の抑制、及び、車両の方向安定性の確保が達成され得る）。

緊急電源（第２電源）ＢＥＭは、車輪側コネクタ（即ち、キャリパＣＰＲに固定されるコネクタ）ＣＮＣと、電気モータＭＴＲとの間の電気経路内に配置される。即ち、ＣＮＣとＭＴＲとの間の電気経路にＢＥＭが接続される。コネクタＣＮＣでは、配線における通電がコンタクトピンの接触（雄側ピンと雌側ピンのはめ合い）によって行われるため、この接触が振動によって緩む場合があり得る。緊急電源ＢＥＭが、車輪側コネクタ（ＢＲＫ側コネクタ）ＣＮＣから、ブリッジ回路ＨＢＲ（即ち、電気モータＭＴＲ）までの電気回路内に設けられるため、コネクタＣＮＣの接触不良が発生した場合であっても、適切に緊急時の電気モータ制御が実行され得る。

電圧取得手段ＶＬＡは、駆動手段ＤＲＶの電気回路において、車輪側コネクタＣＮＣと切替手段ＫＲＫ（車体電源ＢＢＤから電気モータＭＴＲまでの電気経路と、緊急電源ＢＥＭから電気モータＭＴＲまでの電気経路とを切り替える手段）との間に配置（接続）される。即ち、ＶＬＡによって、ＣＮＣとＫＲＫとの間の電気経路の電圧が取得（検出）される。上記と同様に、電圧取得手段ＶＬＡが、コネクタＣＮＣとブリッジ回路ＨＢＲ（即ち、電気モータＭＴＲ）との間に配置されるため、コネクタＣＮＣの不調（例えば、接触不良）によって発生する不適状態にも対応し得る。

適正状態から不適状態への切り替えは、電圧センサが設けられて、この検出値によって、車体電源ＢＢＤの適否判定（適正状態か、不適状態かの判定）が行われる。しかし、切り替え判定は電子的手段には限定されず、リレー等による電気・機械的な切り替え手段が採用され得る。

＜本発明の時系列作動＞
次に、図５を参照しながら、以下の状況を想定して、本発明の時系列における作動と、その効果について説明する。車両の走行中に、時点ｔ０において、運転者の制動操作によって、制動操作量Ｂｐａが増加し、或る値ｂｐ１にまで増加される。時点ｔ０では、車体電源ＢＢＤの給電能力は正常であって、ブリッジ回路ＨＢＲ（即ち、電気モータＭＴＲ）への電力供給はＢＢＤから行われている。そして、制動開始当初は、ＢＢＤの状態は適正であったが、電圧が徐々に低下し始める。

図５（ａ）の例に示すように、車体電源ＢＢＤの供給電圧Ｖｌａが徐々に低下し、時点ｔ３にて、Ｖｌａが電圧しきい値（所定電圧）ｖｌｘを下回る。このとき、制御手段ＣＴＬ（特に、電源管理手段ＤＧＫ）は、電気モータＭＴＲへの電力供給源を、車体電源ＢＢＤから緊急電源ＢＥＭ（電圧Ｖｌｂ）に切り替える。これにより、ブリッジ回路ＨＢＲへの供給電圧は、値ｖｌｘから値ｖｌ１（緊急電源ＢＥＭが供給する適正電圧値）に上昇される。さらに、時点ｔ３までは、目標通電量Ｉｍｔは、制動操作量Ｂｐａに基づいて演算される（通常時の制御が実行される）が、時点ｔ３で緊急時の引き戻し制御（押圧部材ＰＳＮが、回転部材ＫＴＢから離れる方向に駆動され、摩擦部材ＭＳＢと回転部材ＫＴＢとの摩擦が減少される制御）が実行されるために、所定値ｉｍ２（負の値であり、電気モータＭＴＲを逆回転させる通電量）にまで減少される。この引き戻し制御によって、実際の押圧力Ｆｂａは、値ｆｂ１から減少され、概ねゼロ（引き摺りがない状態）にまで減少される（時点ｔ４）。電気モータの目標通電量Ｉｍｔは、（１）で示すように、不適状態が判定される時点ｔ３の後は、値ｉｍ２に維持される。または、（２）で示すように、押圧力Ｆｂａが概ねゼロにされた後（例えば、所定時間ｔｘが経過した後）に、時点ｔ５にて、Ｉｍｔ＝０にされ、緊急電源ＢＥＭから、電気モータＭＴＲへの通電が停止され得る。

車体電源ＢＢＤの不調が判定される時点で、電気モータＭＴＲへの電力供給源が、車体電源ＢＢＤから緊急電源ＢＥＭに切り替えられる。このとき、緊急電源ＢＥＭによって、電気モータＭＴＲの通常制御（Ｂｐａに基づく制御）が継続されるのではなく、緊急時の制御として、電気モータＭＴＲが直ちに逆回転されて、摩擦部材ＭＳＢと回転部材ＫＴＢとが引き離される。緊急時の制御に要する電力量（消費電力）は限定的であるため、緊急電源ＢＥＭが小型、軽量とされ、キャリパＣＰＲ内に搭載され得る。機械的なばねが採用される戻し機構では、通常時の制御において、制動操作毎に、ばねにエネルギが蓄えられる必要がある。小型の緊急電源ＢＥＭによって、緊急時に引き戻し動作（即ち、電気モータＭＴＲの逆回転動作）が行われるため、無駄なエネルギ消費が抑制され得る。緊急時の引き戻し制御では、ＭＴＲの逆回転によって、引き摺り（ＭＳＢとＫＴＢとの僅かな接触によって生じる抵抗）の概ねゼロ状態が実現され得る。このため、車両の方向安定性が確保され得る。具体的には、電動制動装置が前輪に設けられる場合には、車体電源ＢＢＤの不調時に、前輪の横滑りが抑制され、車両のアンダステア挙動が抑制され得る。また、電動制動装置が後輪に設けられる場合には、ＢＢＤの不調時に、後輪の横滑りが抑制され、車両のオーバステア挙動が抑制され得る。

図５（ｂ）では、図５（ａ）とは電圧低下は同様であるが、車体電源ＢＢＤの不適状態が判定された後の目標通電量Ｉｍｔのパタンが相違する他の例が示される。この例では、ＢＢＤの不調が判定される時点（ｔ３）にて、電気モータＭＴＲへの通電が一旦停止される。摩擦部材ＭＳＢ、及び、キャリパＣＰＲの剛性（ばね定数、弾性）のため、実際の押圧力Ｆｂａは徐々に減少される。そして、Ｆｂａが所定値ｆｂ２未満になる時点（ｔ６）にて、緊急電源ＢＥＭからの電力供給によって、電気モータＭＴＲが逆回転方向に駆動されるように通電が開始される。しきい値ｆｂ２は、動力伝達機構ＮＪＢ、ＧＳＫの損失トルク、及び、ＭＴＲの保持トルクに相当する押圧力ｆｂ０よりも僅かに大きい値に設定される。ここで、値ｆｂ０は装置設計時に決定される値であるため、値ｆｂ２は予め設定される所定値である。ＢＥＭの電気容量が、押圧力を値ｆｂ２からゼロに引き戻すのに必要最低限であればよいため、ＢＥＭが、さらに小型・軽量化され得る。また、図５（ａ）の（１）にて示す例と同様に、Ｆｂａが概ねゼロになった時点（ｔ７）から、所定時間ｔｘを経過した時点（ｔ８）にて、ＭＴＲへの通電が停止され得る（破線（４）を参照）。

ＭＳＢ…摩擦部材、ＫＴＢ…回転部材、ＭＴＲ…電気モータ、ＢＢＤ…車体電源、ＢＥＭ…緊急電源、ＣＴＬ…制御手段、Ｆｂａ…押圧力

Claims (2)

1. 車両の車輪に固定された回転部材と、
   前記車両の車輪側に設けられた電気モータと、
   前記電気モータの駆動トルクを利用して前記回転部材を押圧して、前記車輪に制動トルクを発生させる摩擦部材と、
   前記車両の車体側に設けられ、前記電気モータに給電する車体電源と、
   前記車両の車輪側に設けられ、前記電気モータに給電する緊急電源と、
   前記電気モータを制御する制御手段と、
   を備えた、車両の電動制動装置であって、
   前記制御手段は、
   前記車体電源を用いて前記電気モータを駆動し、
   前記車体電源から前記電気モータへの給電状態が適正状態であるか、不適状態であるか、を判定し、
   前記不適状態との判定がなされ、且つ、前記回転部材に対する前記摩擦部材の押圧力が発生している場合に限り、前記車体電源に代えて前記緊急電源を用いて、前記押圧力が減少するように前記電気モータを駆動するように構成された、車両の電動制動装置。
2. 請求項１に記載の車両の電動制動装置において、
   前記制御手段は、
   前記緊急電源を用いて前記電気モータを駆動する場合、前記押圧力を増加するための前記電気モータの駆動を行わないように構成された、車両の電動制動装置。

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