JP2016064815A - 電動ブレーキシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】 電動ブレーキシステムの一部の機能低下時に電動ブレーキシステム全体でブレーキ力を補完することができる電動ブレーキシステムを提供する。
【解決手段】 この電動ブレーキシステムは、各電動ブレーキ装置(DB)の機能低下をそれぞれ検出する診断手段(24)と、診断手段(24)で機能低下が検出された電動ブレーキ装置(DB)のブレーキ力推定手段(28)で推定されたブレーキ力と、診断手段(24)で機能低下が検出されない電動ブレーキ装置(DB)のブレーキ力推定手段(28)で推定されたブレーキ力との差である制御量誤差を推定する制御演算手段(23)と、制御演算手段(23)により前記制御量誤差が発生したと推定されたとき、前記制御量誤差が発生した電動ブレーキ装置以外の電動ブレーキ装置(DB)のブレーキ力目標値に、前記制御量誤差に相当するブレーキ力を加算する制御量補完部(29)とを設けた。
【選択図】 図１

Description

この発明は、電動ブレーキシステムに関し、この電動ブレーキシステムの一部の機能低下時に電動ブレーキシステム全体でブレーキ力を補完する技術に関する。
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．遊星ローラねじ機構を使用した電動式直動アクチュエータ（特許文献１）。
２．ブレーキペダルを踏み込むことで、モータの回転運動を直動機構を介して直線運動に変換して、ブレーキパッドをブレーキディスクに押圧接触させて制動力を付加する技術（特許文献２）。
特開２００６−１９４３５６号公報 特開平６−３２７１９０号公報
特許文献１，２のような電動ブレーキ装置において、電動アクチュエータの機械部品の異常や、電源系統の異常などにより、電動ブレーキ装置の機能低下が発生する場合がある。この場合、所望のブレーキ力を発生することができないことがある。
この発明の目的は、電動ブレーキシステムの一部の機能低下時に電動ブレーキシステム全体でブレーキ力を補完することができる電動ブレーキシステムを提供することである。
以下、便宜上理解を容易にするために、実施形態の符号を参照して説明する。
この発明の一構成に係る電動ブレーキシステムは、複数の電動ブレーキ装置ＤＢを備えた電動ブレーキシステムであって、各電動ブレーキ装置ＤＢが、ブレーキロータ８と、このブレーキロータ８に接触させる摩擦部材９と、この摩擦部材９を前記ブレーキロータ８に接触させる摩擦部材操作手段６と、この摩擦部材操作手段６を駆動する電動モータ４と、前記摩擦部材９を前記ブレーキロータ８に押し付けることにより発生するブレーキ力の推定値を求めるブレーキ力推定手段２８と、前記電動モータ４を制御して、前記発生するブレーキ力をブレーキ力目標値に対して追従制御させる制御装置２とを有し、当該電動ブレーキシステムが、さらに、各電動ブレーキ装置ＤＢについて、その前記ブレーキ力推定手段２８で推定されたブレーキ力と、機能低下がない場合のブレーキ力との差である制御量誤差を推定する制御量誤差推定部２３と、
この制御量誤差推定部２３により前記制御量誤差が発生したと推定されたとき、前記制御量誤差が発生した電動ブレーキ装置以外の電動ブレーキ装置ＤＢのブレーキ力目標値に、前記制御量誤差に相当するブレーキ力を分配して加算する制御量補完部２９と、
を備える。
なお、前記「摩擦部材」は、ブレーキライニングやブレーキパッドなどを含む概念である。
前記機能低下とは、電動ブレーキ装置ＤＢの例えば軸受等の機械部品に異常が生じたり、電動ブレーキ装置ＤＢの電源系統に異常が生じたりすること等である。
この構成によると、制御量誤差推定部２３により制御量誤差が発生したと推定されたとき、制御量補完部２９は、制御量誤差が発生した電動ブレーキ装置以外の電動ブレーキ装置ＤＢ、つまり正常な電動ブレーキ装置ＤＢのブレーキ力目標値に、前記制御量誤差に相当するブレーキ力を分配して加算する。
このように電動ブレーキ装置ＤＢの機能低下を検出し、正常な電動ブレーキ装置ＤＢのブレーキ力目標値に、前記制御量誤差に相当するブレーキ力を分配して加算することで、機能低下によって発揮できないブレーキ力を電動ブレーキシステム全体で補完することができる。したがって、電動ブレーキシステムの一部に機能低下が発生しても、車両全体として所望のブレーキ力を発生することができる。
さらに、前記各電動ブレーキ装置の機能低下をそれぞれ検出する複数の診断手段を備え、
前記制御量誤差推定部が、前記診断手段で機能低下が検出された電動ブレーキ装置の前記ブレーキ推定手段で推定されたブレーキ力と、前記診断手段で機能低下が検出されない電動ブレーキ装置の前記ブレーキ力推定手段で推定されたブレーキ力との差を推定しても良い。
前記制御量誤差推定部２３が、
前記電動モータのモータ回転角を含む状態量と、
前記電動モータ４の電圧または電流を含む操作量と、
前記電動モータ４および前記摩擦部材操作手段６を含む電動アクチュエータの電動アクチュエータ慣性を含む状態遷移行列と、
ブレーキ力を含む制御量との関係を表す状態遷移式Ｍｄを、機能低下がない場合の前記ブレーキ力を取得するために用いても良い。
この場合、制御量誤差を精度良く求めることができる。
さらに、前記複数の電気ブレーキ装置の前記制御装置２それぞれおよび前記電動モータ４それぞれに電力を供給する主たる電源装置３と、この電源装置３の異常時に使用される予備電源装置２２とを備え、前記診断手段２４は、前記電源装置３からの電力供給の異常の有無を判断する電源診断部を有し、当該電動ブレーキシステムが、さらに、前記電源診断部により前記電源装置３からの電力供給に異常有りと判断したとき、前記予備電源装置２２による電力供給に切り替える電力供給切替手段２１を備えても良い。
前記予備電源装置２２は、例えば、小型バッテリやキャパシタ等であっても良い。
この構成によると、通常時においては、主たる電源装置３が制御装置２および電動モータ４にそれぞれ電力を供給する。診断手段２４が、例えば、電力供給ハーネスの断線等に起因して電源装置３からの電力供給に異常有りと判断したとき、電力供給切替手段２１は、主たる電源装置３から予備電源装置２２による電力供給に切り替える。したがって、電動ブレーキシステム全体の冗長化を図ることができる。
さらに、前記電力供給切替手段２１により、前記電源装置３から前記予備電源装置２２による電力供給に切り替えられたとき、前記電動モータ４に供給する電力を制限する電力制限手段３２を備え、前記制御量誤差推定部２３が、前記電力制限手段３２で電力制限される電動ブレーキ装置ＤＢの前記ブレーキ力推定手段２８で推定されたブレーキ力と、前記電力制限手段３２で電力制限されない電動ブレーキ装置ＤＢの前記ブレーキ力推定手段２８で推定されたブレーキ力との差である制御量誤差を推定するものとしても良い。
この場合、電力制限手段３２は、電源装置３から予備電源装置２２による電力供給に切り替えられたとき、電動モータ４に供給する電力を制限することで、電動ブレーキシステム全体の冗長化を図れる。また消費電力を低減でき、車両の電費の向上を図れる。このように冗長化および電費向上を図ったうえで、制御量誤差推定部２３は、電力制限される電動ブレーキ装置ＤＢのブレーキ力と、電力制限されない電動ブレーキ装置ＤＢのブレーキ力との差である制御量誤差を推定するため、木目細かな制御を行うことができる。
さらに、この電動ブレーキシステムを搭載する車両に発生するヨーモーメントを求めるヨーモーメント算出手段３６を備え、前記制御量補完部２９により、前記ブレーキ力目標値に前記制御量誤差に相当するブレーキ力を加算するとき、前記制御量補完部２９は、前記ヨーモーメント算出手段３６で検出されるヨーモーメントが定められた値以下となるようにブレーキ力加算値を決定するようにしても良い。
前記定められた値は、例えば、試験やシミュレーション等の結果により定められる。
この場合、電動ブレーキシステムの一部に機能低下が発生しても、機能低下分を電動ブレーキシステム全体でブレーキ力を補完することができるうえ車両の走行安定性を高めることができる。
この発明の電動ブレーキシステムは、複数の電動ブレーキ装置を備えた電動ブレーキシステムであって、各電動ブレーキ装置が、ブレーキロータと、このブレーキロータに接触させる摩擦部材と、この摩擦部材を前記ブレーキロータに接触させる摩擦部材操作手段と、この摩擦部材操作手段を駆動する電動モータと、前記摩擦部材を前記ブレーキロータに押し付けることにより発生するブレーキ力の推定値を求めるブレーキ力推定手段と、前記電動モータを制御して、前記発生するブレーキ力をブレーキ力目標値に対して追従制御させる制御装置とを有し、当該電動ブレーキシステムが、さらに、各電動ブレーキ装置について、その前記ブレーキ力推定手段で推定されたブレーキ力と、機能低下がない場合のブレーキ力との差である制御量誤差を推定する制御量誤差推定部と、この制御量誤差推定部により前記制御量誤差が発生したと推定されたとき、前記制御量誤差が発生した電動ブレーキ装置以外の電動ブレーキ装置のブレーキ力目標値に、前記制御量誤差に相当するブレーキ力を分配して加算する制御量補完部とを備えた。このため、電動ブレーキシステムの一部の機能低下時に電動ブレーキシステム全体でブレーキ力を補完することができる。
この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の符号は、同一または相当する部分を示す。
第１の実施形態に係る電動ブレーキシステムを概略的に示すブロック図である。 図１の電動ブレーキシステムにおける電動ブレーキ装置を概略的に示す図である。 図２の電動ブレーキ装置のパーキングブレーキ機構を平面視で概略的に示す図である。 図１の電動ブレーキシステムの制御系のブロック図である。 各実施形態の電動ブレーキシステムを平面視で示す図であって、複数の電動ブレーキ装置を車両に搭載した構成を示す図である。 図１の電動ブレーキシステムにおいて、一部の電動ブレーキ装置に機能低下が発生した場合における、時間とブレーキ力と関係を表すグラフである。 第２の実施形態に係る電動ブレーキシステムの電動ブレーキ装置における制御ブロックを示す図であって、予備電源装置への切替時に電動モータに供給する電力を制限する構成を示すブロック図である。 第３の実施形態に係る電動ブレーキシステムの電動ブレーキ装置における制御ブロックを示す図であって、消費電力を低減する構成を示すブロック図である。 第４の実施形態に係る電動ブレーキシステムの電動ブレーキ装置における制御ブロックを示す図であって、電動ブレーキ装置の機械部品の異常による機能低下が発生した場合に対応する構成を示すブロック図である。 第５の実施形態に係る電動ブレーキシステムの制御系のブロック図である。
第１の実施形態に係る電動ブレーキシステムを図１ないし図６と共に説明する。
図１に示すように、この電動ブレーキシステムは、複数の電動ブレーキ装置ＤＢと、電源装置３と、上位ＥＣＵ１８とを有する。各電動ブレーキ装置ＤＢは、電動アクチュエータ１と、制御装置２とを有する。先ず、電動アクチュエータ１について説明する。
図２に示すように、電動アクチュエータ１は、電動モータ４と、この電動モータ４の回転を減速する減速機構５と、直動機構（変換機構）６と、駐車ブレーキであるパーキングブレーキ機構７と、ブレーキロータ８と、ブレーキライニング（摩擦部材であって、ブレーキパッドも含む）９とを有する。前記電動モータ４、減速機構５、および直動機構６は、例えば、図示外のハウジング等に組込まれる。
電動モータ４は３相の同期モータ等からなる。減速機構５は、電動モータ４の回転を、回転軸１０に固定された３次歯車１１に減速して伝える機構であり、１次歯車１２、中間歯車１３、および３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１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３次歯車１１に伝達可能としている。
ブレーキライニング操作手段（摩擦部材操作手段）である直動機構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に対してブレーキライニング９を当接または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ブレーキライニング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、それがブレーキライニング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、アウトボード側とは電動ブレーキ装置ＤＢを車両に搭載した状態で、車両の外側をアウトボード側といい、車両の中央側をインボード側という。
図３は、パーキングブレーキ機構を平面視で概略示す図である。中間歯車１３のアウトボード側端面には、複数（この例では６個）の係止孔１７が円周方向一定間隔おきに形成される。各係止孔１７は、円周方向に沿って延びる長孔形状にそれぞれ形成される。これら係止孔１７のいずれか１つにロック部材１５が係止可能に構成される。
パーキングブレーキ用アクチュエータ１６（図２）として例えばリニアソレノイドが適用される。パーキングブレーキ用アクチュエータ１６（図２）によりロック部材（ソレノイドピン）１５を進出させて中間歯車１３に形成された係止孔１７の有底円筒孔部１７ａ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の一部または全部をパーキングブレーキ用アクチュエータ１６（図２）に退避させて係止孔１７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。
図１に示すように、各電動ブレーキ装置ＤＢの制御装置２に、制御装置２および電動モータ４にそれぞれ電力を供給する１つの主たる電源装置３と、各制御装置２の上位制御手段である１つの上位ＥＣＵ１８とが接続されている。上位ＥＣＵ１８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。上位ＥＣＵ１８は、例えば、図示外のブレーキペダルの操作量に応じて変化するセンサ（図示せず）の出力に応じて、各電動ブレーキ装置ＤＢの制御装置２それぞれにブレーキ力目標値を出力する。各電動ブレーキ装置ＤＢへのブレーキ力目標値の配分比率は、例えば、固定の値としても良く、加速度センサ等の車載センサ類の情報および搭載車両の諸元から推定する車両の運動や姿勢に基づく可変の値としても良い。
各制御装置２は、演算器１９と、モータドライバ２０と、電力供給切替手段２１と、予備電源装置２２とを有する。演算器１９は、電動アクチュエータ１のセンシング情報および前記ブレーキ力目標値等の情報から、電動ブレーキ装置ＤＢのブレーキ力を前記ブレーキ力目標値に対して追従制御するための制御演算手段２３、前記情報から電動ブレーキ装置ＤＢの機能低下を検出する診断手段２４、および、周辺の各スイッチやモータドライバ２０等の動作を制御する動作制御手段２５を含む。前記演算器１９は、マイクロコンピュータ等のプロセッサから構成されても良く、ＡＳＩＣ等のハードウェアモジュールから構成されても良い。すなわち、制御演算手段２３、診断手段２４および動作制御手段２５は、後述する処理をソフトウェアプログラムをプロセッサで実行することによって、またはハードウェアモジュールで実行することによって実現される。
電動アクチュエータ１における電動モータ４のセンシング情報としては、検出手段（電流等を検出する手段）２６から検出されるモータ電流値、および回転角推定手段２７から推定されるモータ角度等が挙げられる。前記検出手段２６は、例えば、電流センサであっても良く、予め測定したインダクタンス値や抵抗値等のモータ諸元およびモータ電圧からモータ電流値を推定しても良い。前記回転角推定手段２７は、例えば、磁気エンコーダやレゾルバ等の角度センサであっても良く、前記モータ諸元およびモータ電圧から物理方程式を用いてモータ角度を推定しても良い。
電動ブレーキ装置ＤＢのブレーキ力は、ブレーキ力推定手段２８で推定される。なおブレーキ力推定手段２８は、この電動ブレーキ装置ＤＢの動作により生じる、この電動ブレーキ装置ＤＢ自体または車輪に生じる影響をセンシングした検出値から、実際に発生しているブレーキ力を推定する手段である。そして、このブレーキ推定手段２８は、特に、電動ブレーキ装置ＤＢに機能低下が生じても、その機能低下が生じた状態で発生するブレーキ力を推定できる。このブレーキ力推定手段２８は、例えば、電動アクチュエータ１の荷重を検出する荷重センサから構成されても良く、本電動ブレーキシステムを搭載する車両の車輪速センサや加速度センサ等の情報からブレーキ力を推定しても良く、電動アクチュエータ１の特性および前述の電動モータ４のセンシング情報からブレーキ力を推定しても良い。
前記荷重センサは、例えば、磁気式のセンサが適用される。図２に示すように、ブレーキライニング９がブレーキロータ８を押圧するとき、直動部１４にインボード側への反力が作用する。磁気式のセンサからなる荷重センサは、このブレーキ力の反力を軸方向の変位量として磁気的に検出する。図１に示すように、ブレーキ力推定手段２８は、前記ブレーキ力の反力とセンサ出力との関係を実験等で予め設定しておくことにより、荷重センサのセンサ出力に基づいて、ブレーキ力を推定し得る。なお、荷重センサとして、磁気式以外の光学式、渦電流式、または静電容量式のセンサを適用することも可能である。
モータドライバ２０は、電源装置３の直流電力を電動モータ４の駆動に用いる３相の交流電力に変換する。このモータドライバ２０は、例えば、電界効果トランジスタ（Field effect transistor,略称ＦＥＴ）、スナバコンデンサ等を用いたハーフブリッジ回路であっても良い。
予備電源装置２２は、電源装置３の異常時に使用されるものであり、例えば、小型バッテリやキャパシタ等である。演算器１９の前記診断手段２４は、電源装置３からの電力供給の異常の有無を判断する電源診断部を有する。この電源診断部は、電源装置自体の異常だけでなく、電源装置３から延びる電力供給ハーネスの断線等の異常も判断する。
電力供給切替手段２１は、例えば、スイッチング素子から成り、診断手段２４の電源診断機能により電源装置３からの電力供給に異常ありと判断したとき、予備電源装置２２による電力供給に切り替える。
図４は、電動ブレーキシステムにおいて、上位ＥＣＵ１８に制御量補完部２９を設けた例を示すブロック図である。各制御装置２における演算器１９の制御演算手段２３（図１）は、フィードバックコントローラ３０により、上位ＥＣＵ１８から与えられるブレーキ力目標値に対してブレーキ力をフィードバックする追従制御を実施する。この実施形態においては、直列出力フィードバック補償器の例を示しているが、状態フィードバック制御や非線形切替制御を用いても良い。
演算器１９の制御演算手段２３（図１）は、また、状態遷移モデルＭｄ（状態遷移式）の演算結果に対する、ブレーキ力推定手段２８で推定されたブレーキ力の差、つまり制御量誤差を、Δｙとして出力する制御量誤差推定部としての機能も有する。前記制御量誤差は、診断手段２４（図１）で機能低下が検出された電動ブレーキ装置ＤＢのブレーキ力つまりブレーキ推定手段で推定されたブレーキ力と、機能低下が検出されない場合の電動ブレーキ装置ＤＢのブレーキ力との差である。
電動ブレーキ装置ＤＢに何らかの機能低下が発生した場合、演算器１９の診断手段２４（図１）が後述するように前記機能低下を検出する。その際、例えば、直動機構６や電動モータ４の寸法公差や組立精度等の僅かな誤差範囲内の影響によっても、制御量誤差Δｙが発生する可能性がある。診断手段２４（図１）は、このような誤差範囲内の影響を除去するためにデッドバンドやフィルタ等を用いても良い。
制御量誤差推定部である制御演算手段２３（図１）において、前記状態遷移モデルＭｄは、電動モータ４のモータ回転角を含む状態量x(k)のモデル演算値x´(k)と、電動モータ４の電圧または電流を含む操作量u(k)と、電動モータ４および直動機構６を含む電動アクチュエータの電動アクチュエータ慣性を含む状態遷移行列Aと、ブレーキ力を含む制御量y(k)とを有し、次のように表される。
x´(k)=A(k-1)x´(k-1)+B(k-1)u(k-1)
y´(k)=C(k)x´(k)
上位ＥＣＵ１８は、各電動ブレーキ装置ＤＢへ配分すべきブレーキ力目標値を演算する各輪ブレーキ力演算部３１と、制御量補完部２９とを有する。この制御量補完部２９は、前記制御量誤差推定部により制御量誤差Δｙが発生したと推定されたとき、制御量誤差Δｙが発生した電動ブレーキ装置ＤＢ以外の電動ブレーキ装置ＤＢのブレーキ力目標値に、前記制御量誤差Δｙに相当するブレーキ力を分配して加算する。
具体的には、制御量補完部２９は、まず、各電動ブレーキ装置ＤＢの制御量誤差Δｙをチェックする。そして、制御量補完部２９は、制御量誤差Δｙが所定値より小さい電動ブレーキ装置ＤＢに対して、各電動ブレーキ装置ＤＢの制御量誤差Δｙの総和と等しい加算値を分配して加算する。その際、各電動ブレーキ装置ＤＢへのブレーキ力目標値の分配比率は等配としても良い。前記所定値は、例えば、試験やシミュレーション等の結果により定められる。
図５は、複数の電動ブレーキ装置を車両に搭載した電動ブレーキシステムを平面視で示す図であり、図６は、本実施形態に係る電動ブレーキシステムにおいて、一部の電動ブレーキ装置に機能低下が発生した場合の時間とブレーキ力と関係を表す図である。図５および図６に示すように、ある時間において、車両の左後輪に配置された電動ブレーキ装置ＲＬに機能低下が発生し、各ブレーキ力目標値ｒＦＲ ，ｒＦＬ ，ｒＲＲ ，ｒＲＬに対し、それぞれ右前輪、左前輪、右後輪、左後輪の電動ブレーキ装置ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬのブレーキ力に追従しない動作例を示す。この場合、前述の制御量補完部２９（図４）により、左後輪の電動ブレーキ装置ＲＬに発生した制御量誤差ΔｙＲＬを補完して打ち消すように、他の電動ブレーキ装置ＦＲ，ＦＬ，ＲＲが各ブレーキ力目標値ｒＦＲ ，ｒＦＬ ，ｒＲＲからよりも大きいブレーキ力で動作する。
以上説明した電動ブレーキシステムによれば、電動ブレーキ装置ＤＢの機能低下を検出し、正常な電動ブレーキ装置ＤＢのブレーキ力目標値に、前記制御量誤差に相当するブレーキ力を加算することで、機能低下分のブレーキ力を電動ブレーキシステム全体で補完することができる。したがって、電動ブレーキシステムの一部に機能低下が発生しても、所望のブレーキ力を発生することができる。
通常時においては、主たる電源装置３が制御装置２および電動モータ４にそれぞれ電力を供給する。診断手段２４が、例えば、電力供給ハーネスの断線等に起因して電源装置３からの電力供給に異常有りと判断したとき、電力供給切替手段２１は、主たる電源装置３から予備電源装置２２による電力供給に切り替える。したがって、電動ブレーキシステム全体の冗長化を図ることができる。
第２の実施形態について説明する。
以下の説明においては、各形態で先行する形態で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。
図７は、第２実施形態に係る電動ブレーキシステムを示すブロック図である。この図は、予備電源装置への切替時に電動モータに供給する電力を制限する構成を示す。この例では、前記電力供給切替手段２１（図１）により、電源装置３（図１）から予備電源装置２２（図１）による電力供給に切り替えられたとき、電動モータ４に供給する電力を制限する電力制限手段３２を設けている。
演算器１９（図１）に電力制限手段３２が設けられる。この電力制限手段３２は、電力制限コントローラ３３と、リミッタ回路３４とを有する。リミッタ回路３４は、電力制限コントローラ３３からの信号により能動状態と非能動状態とに切換可能であり、常時は非能動状態とされる。電源装置３（図１）の電圧の変化等から電源装置３（図１）の異常を診断手段２４が検出して、その結果を電力制限コントローラ３３が受けると、この電力制限コントローラ３３は、リミッタ回路３４を能動状態とし、出力電圧を設定電圧以下に抑制させる。よって、電動モータ４に供給する電力を制限する。なお電力制限コントローラ３３は、電源装置３（図１）に異常が発生したことを、上位ＥＣＵ１８（図１）から情報として受け取る仕様でも良い。
この場合、電力制限手段３２は、電源装置３（図１）から予備電源装置２２（図１）による電力供給に切り替えられたとき、電動モータ４に供給する電力を制限することで、電動ブレーキシステム全体の冗長化を図れる。また消費電力を低減でき、車両の電費の向上を図れる。このように冗長化および電費向上を図ったうえで、制御量誤差推定部は、電力制限される電動ブレーキ装置のブレーキ力と、電力制限されない電動ブレーキ装置のブレーキ力との差である制御量誤差を推定するため、木目細かな制御を行うことができる。
図８は、第３の実施形態に係る電動ブレーキシステムをブロック図である。この図は、電動ブレーキシステムにおいて、消費電力を低減する構成を示す。この例の電力制限手段３２は、電力制限コントローラ３３と、指令制限コントローラ３５とを有する。電源装置３（図１）の異常を診断手段２４が検出して、その結果を電力制限コントローラ３３が受けると、電力制限コントローラ３３は、指令制限コントローラ３５に対し、電動ブレーキ装置ＤＢの動作周波数の低下や、正効率線上での動作制限を行わせる。これにより消費電力を低減できる。その他、図７に示した第２の実施形態に係る電動ブレーキシステムと同様の効果を奏する。
図９は、第４の実施形態に係る電動ブレーキシステムをブロック図である。この図は、電動ブレーキ装置の機械部品の異常による機能低下が発生した場合に対応する構成を示すブロック図である。前記機械部品として、例えば、電動ブレーキ装置内の軸受や歯車等が挙げられる。このような機械部品の異常により摺動抵抗ｄが増加し、モータトルクの誤差として制御量誤差が発生する。
このような制御量誤差が発生した場合においても、制御量補完部２９（図４）は、正常な電動ブレーキ装置のブレーキ力目標値に前記制御量誤差を加算する。したがって、機能低下分のブレーキ力を電動ブレーキシステム全体で補完することができる。
図４の例では、上位ＥＣＵ１８に制御量補完部２９を設けたが、この例に限定されるものではない。例えば、図１０に第５の実施形態に係る電動ブレーキシステムを示すように、各電動ブレーキ装置ＤＢの制御装置２に、制御量補完部２９Ａを設けても良い。本実施形態によれば、各制御量補完部２９Ａが連携して制御量誤差Δｙの総和を算出する。
４輪に電動ブレーキ装置を搭載した車両において、この車両に発生するヨーモーメントを求めるヨーモーメント算出手段３６（図４）を設け、制御量補完部２９により、ブレーキ力目標値に制御量誤差Δｙに相当するブレーキ力を加算するとき、制御量補完部２９は、前記ヨーモーメント算出手段３６（図４）で検出されるヨーモーメントが定められた値以下となるようにブレーキ力加算値を決定しても良い。この場合、電動ブレーキシステムの一部に機能低下が発生しても、機能低下分のブレーキ力を電動ブレーキシステム全体で補完することができるうえ車両の走行安定性を高めることができる。
前後いずれかの左右２輪が電動ブレーキ装置で、残りは油圧式ブレーキ装置であっても良い。上位ＥＣＵは電動ブレーキシステム搭載車両のＶＣＵであっても良い。電源装置は、低圧バッテリや、高圧バッテリに接続されたＤＣ／ＤＣコンバータであっても良い。
電動モータ４は、例えば、ブラシレスＤＣモータであっても良く、ブラシやスリップリング等を用いたＤＣモータであっても良い。
直動機構は、遊星ローラねじ、ボールランプ等の機構であっても良い。
車両は、駆動輪をモータで駆動する電気自動車であっても良いし、前後輪の一方をエンジンで駆動し、他方をモータで駆動するハイブリッド自動車あっても良い。また車両に、エンジンのみで駆動輪を駆動するエンジン車を適用しても良い。ブレーキのタイプはディスクブレーキタイプであってもドラムブレーキタイプであってもよい。
以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる発明の範囲内のものと解釈される。
２…制御装置
４…電動モータ
６…直動機構（摩擦部材操作手段）
８…ブレーキロータ
９…摩擦部材
２３…制御演算手段（制御量誤差推定部）
２９…制御量補完部ＤＢ…電動ブレーキ装置

Claims (6)

  1. 複数の電動ブレーキ装置を備えた電動ブレーキシステムであって、
    各電動ブレーキ装置が、
    ブレーキロータと、
    このブレーキロータに接触させる摩擦部材と、
    この摩擦部材を前記ブレーキロータに接触させる摩擦部材操作手段と、
    この摩擦部材操作手段を駆動する電動モータと、
    前記摩擦部材を前記ブレーキロータに押し付けることにより発生するブレーキ力の推定値を求めるブレーキ力推定手段と、
    前記電動モータを制御して、前記発生するブレーキ力をブレーキ力目標値に対して追従制御させる制御装置とを有し、
    当該電動ブレーキシステムが、さらに、各電動ブレーキ装置について、その前記ブレーキ力推定手段で推定されたブレーキ力と、機能低下がない場合のブレーキ力との差である制御量誤差を推定する制御量誤差推定部と、
    この制御量誤差推定部により前記制御量誤差が発生したと推定されたとき、前記制御量誤差が発生した電動ブレーキ装置以外の電動ブレーキ装置のブレーキ力目標値に、前記制御量誤差に相当するブレーキ力を分配して加算する制御量補完部と、
    を備えた、電動ブレーキシステム。
  2. 請求項１に記載の電動ブレーキシステムにおいて、さらに、
    前記各電動ブレーキ装置の機能低下をそれぞれ検出する複数の診断手段を備え、
    前記制御量誤差推定部が、前記診断手段で機能低下が検出された電動ブレーキ装置の前記ブレーキ推定手段で推定されたブレーキ力と、前記診断手段で機能低下が検出されない電動ブレーキ装置の前記ブレーキ力推定手段で推定されたブレーキ力との差を推定する、電動ブレーキシステム。
  3. 請求項１または２に記載の電動ブレーキシステムにおいて、
    前記制御量誤差推定部が、
    前記電動モータのモータ回転角を含む状態量と、
    前記電動モータの電圧または電流を含む操作量と、
    前記電動モータおよび前記摩擦部材操作手段を含む電動アクチュエータの電動アクチュエータ慣性を含む状態遷移行列と、
    ブレーキ力を含む制御量との関係を表す状態遷移式を、機能低下がない場合の前記ブレーキ力を取得するために用いる、電動ブレーキシステム。
  4. 請求項２または請求項２に従属する請求項３に記載に電動ブレーキシステムにおいて、さらに、
    前記複数の電気ブレーキ装置の前記制御装置それぞれおよび前記電動モータそれぞれに電力を供給する主たる電源装置と、
    この電源装置の異常時に使用される予備電源装置とを備え、
    前記診断手段は、
    前記電源装置からの電力供給の異常の有無を判断する電源診断部を有し、
    当該電動ブレーキシステムが、さらに、
    前記電源診断部により前記電源装置からの電力供給に異常有りと判断したとき、前記予備電源装置による電力供給に切り替える電力供給切替手段を備えた、電動ブレーキシステム。
  5. 請求項４に記載の電動ブレーキシステムにおいて、さらに、
    前記電力供給切替手段により、前記電源装置から前記予備電源装置による電力供給に切り替えられたとき、前記電動モータに供給する電力を制限する電力制限手段を備え、
    前記制御量誤差推定部が、前記電力制限手段で電力制限される電動ブレーキ装置の前記ブレーキ力推定手段で推定されたブレーキ力と、前記電力制限手段で電力制限されない電動ブレーキ装置の前記ブレーキ力推定手段で推定されたブレーキ力との差である制御量誤差を推定する、電動ブレーキシステム。

  6. 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システムにおいて、さらに、
    この電動ブレーキシステムを搭載する車両に発生するヨーモーメントを求めるヨーモーメント算出手段を備え、
    前記制御量補完部により、前記ブレーキ力目標値に前記制御量誤差に相当するブレーキ力を加算するとき、前記制御量補完部は、前記ヨーモーメント算出手段で検出されるヨーモーメントが定められた値以下となるようにブレーキ力加算値を決定する電動ブレーキシステム。
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