JP4203362B2 - 電動ブレーキ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の電源系統を備えた電動ブレーキ装置に係り、特に、電源系統の故障発生時に必要電力を供給できる電動ブレーキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動ブレーキ装置の従来技術として、車両の各輪とともに回転するディスクロータと、ディスクロータの近傍に配設されてディスクロータに電気的制動力を付与する電動キャリパと、を設け、この電動キャリパ内のブレークモータに駆動回路を介してリレーユニットが接続され、このリレーユニットに主バッテリと補助バッテリを接続した構成が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
この特許文献１によれば、主バッテリに消耗が認められない場合は、主バッテリを駆動回路に導通させ、主バッテリに消耗が認められる場合は、主バッテリに代えて、補助バッテリを駆動回路に導通させることが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１７１００６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術の電動ブレーキ装置は、バッテリの電源消耗についての対応はしているが、リレーユニットと駆動回路との間の故障、駆動回路そのものの故障等についての対応については充分な配慮がなされておらず、この点に関してブレーキ機能への信頼性が充分に確保されているとは言い難い。
【０００６】
本発明の目的は、バッテリ、バッテリから駆動電圧を送給する電源線、およびディスクブレーキ装置へ駆動電圧を供給する電力供給線のいずれか一つに故障が発生した場合でも、ディスクブレーキ装置に必要な電力を確実に供給でき、信頼性の高い電動ブレーキ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
複数の電源と、前記電源から電力を供給されて互いに独立して動作する少なくとも２つのブレーキ系統と、を備えた電動ブレーキ装置であって、
前記各電源と前記各ブレーキ系統とを交互に接続する環状電源線を形成し、
前記環状電源線には各電源と各ブレーキ系統との間の電流を遮断する遮断手段を設け、
前記各電源における電流の異常を検知する検知手段を設け、
前記検知手段の検知結果に基づいて、各電源に繋がる前記環状電源線における２つの前記遮断手段のいずれか１つを制御して、前記一のブレーキ系統に対して複数の電源からではなくて前記一の電源から電力を供給し、
前記電源から前記ブレーキ系統に至るいずれかの電源線に故障が発生した場合に、いずれか１つのブレーキ系統に電力を供給し得る構成とする。
【００１２】
このような構成を採用することにより、いずれかのブレーキ系統に必要な電力を確実に供給することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１〜第４の実施形態に係る電動ブレーキ装置について、図面を参照しながら以下説明する。
【００１４】
「第１の実施形態」
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電動ブレーキ装置の全体構成を示す図である。図１において、電力線については矢印付きの実線で、信号線については矢印付きの破線でそれぞれ示しており、矢印の向きによって電力および信号の流れを表している。
【００１５】
図１において、電動ブレーキ装置１は、電力供給装置１０と、主バッテリ２０と、補助バッテリ２１と、主電源線３０と、補助電源線３１と、第１の電力供給線４０と、第２の電力供給線４１と、発電機５０と、ブレーキ制御装置１００と、ディスクブレーキ装置１１０と、ブレーキセンサ２００と、を備えている。
【００１６】
主バッテリ２０は、例えば、エンジンに連結された発電機５０によって充電され、充電された電力を主電源線３０を介して電力供給装置１０に供給する。また、補助バッテリ２１は、発電機５０あるいは主バッテリ２０によって充電され、充電された電力を補助電源線３１を介して電力供給装置１０に供給する。なお、主バッテリ２０と補助バッテリ２１の正極端子には、端子電圧、充放電電流、端子温度等を測定するバッテリセンサ６０，６１がそれぞれ備えられている。
【００１７】
なお、第１の実施形態では、主バッテリ２０と補助バッテリ２１の公称電圧は互いに等しく、例えば１２Ｖ、２４Ｖ、３６Ｖ、等である。
【００１８】
発電機５０は、図示しないエンジンによって発電駆動される。そして、発電された電力は、ＤＣ変換されて主バッテリ２０と補助バッテリ２１に充電されるとともに、電力供給装置１０に供給される。なお、発電機５０としては、例えばオルタネータ、モータジェネレータ、等が適当である。
【００１９】
図１において、ディスクブレーキ装置１１０は、駆動回路１１１と、電動キャリパ１１２とを備えている。第１の実施形態では、ディスクブレーキ装置１１０ａは前左輪に、ディスクブレーキ装置１１０ｂは前右輪に、ディスクブレーキ装置１１０ｃは後左輪に、ディスクブレーキ装置１１０ｄは後右輪に、それぞれ装着されている。
【００２０】
ディスクブレーキ装置１１０ａ、１１０ｄは、ともに第１の電力供給線４０から電力の供給を受けており、第１のブレーキ系統１２０を構成している。また、ディスクブレーキ装置１１０ｂ、１１０ｃは、ともに第２の電力供給線４１から電力の供給を受けており、第２のブレーキ系統１２１を構成している。なお、第１の電力供給線４０から電力の供給を受ける第１のブレーキ系統１２０をディスクブレーキ装置１１０ａ，１１０ｂで構成し、第２の電力供給線４１から電力の供給を受ける第２のブレーキ系統１２１をディスクブレーキ装置１１０ｃ，１１０ｄで構成した場合においても、第１の実施形態による電動ブレーキ装置１は有効である。
【００２１】
駆動回路１１１は、演算処理回路および電力変換回路である。駆動回路１１１は、ブレーキ制御装置１００と双方向の通信を行っており、ブレーキ制御装置１００から送信された制動力指令値を図示しない電動キャリパのパッドの押圧力指令値に変換する。また、駆動回路１１１は、第１の電力供給線４０あるいは第２の電力供給線４１を介して電力供給装置１０から電力の供給を受けており、供給された電力を上記の押圧力指令値に基づいて適切な駆動電力に変換し、これを電動キャリパ１１２に供給する。なお、駆動電力としては、例えば、パルス幅変調に基づいて生成された３相交流電力である。
【００２２】
電動キャリパ１１２は、図示しないアクチュエータと、図示しないパッドとを備えている。電動キャリパ１１２では、駆動回路１１１から供給された駆動電力によってアクチュエータが駆動され、アクチュエータに連結されたパッドがディスクロータ１３０に押圧される。これにより、ディスクロータ１３０に制動トルクが作用する。なお、電動キャリパ１１２には、パッドの押圧力を検出する図示しない押圧センサが備えられており、この信号が駆動回路１１１に出力されている。駆動回路１１１には、押圧センサの出力値をフィードバックする制御系が構成されており、これにより、押圧力の制御が行われている。なお、アクチュエータとしては、例えば、回転モータと、回転モータのトルクを増幅する減速機構と、増幅された回転モータのトルクを直動方向の押圧力に変換する変換機構と、を組合わせた構成である。
【００２３】
図１に示した第１の実施形態では、駆動回路１１１と電動キャリパ１１２が別体である場合を示しているが、これらを一体化、すなわち電動キャリパ１１２に駆動回路１１１を内蔵させることができる。これにより、電動キャリパ１１２と駆動回路１１１との間に電源線と信号線を配線する必要がなくなるため、信頼性が向上するとともに、低コスト化が図られる。
【００２４】
ディスクロータ１３０は、図示しない車輪と共に回転している。そのため、ディスクロータ１３０に作用した制動トルクは、車輪と路面との間に作用する制動力となる。
【００２５】
図１において、ブレーキ制御装置１００は演算処理回路である。ブレーキ制御装置１００は、駆動回路１１１と双方向の通信を行っており、ブレーキセンサ２００の信号に基づいて算出した運転者の要求制動力を、制動力指令値として駆動回路１１１に送信する。なお、ブレーキ制御装置１００は、第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して電力供給装置１０から電力の供給を受けている。そのため、いずれか一方からの電力の供給が途絶えた場合にも、制動力指令値を駆動回路１１１に送信することができる。また、ブレーキ制御装置１００に、例えば車速、車輪速、車両の前後方向加速度、車両の横方向加速度、車両のヨーレート、等を入力し、これらに基づいて制動力指令値を決定させることができる。これにより、車両の挙動に応じて、各車輪で発生させる制動力を最適に制御することができるため、操舵時や低摩擦路走行時の車両安定性が向上するとともに、車両の停止距離が短縮される。
【００２６】
図１において、ブレーキセンサ２００は、運転者の要求制動力を検出するセンサであり、例えば運転者の踏力を検出する踏力センサ、ブレーキペダルのストロークを検出するストロークセンサ、等である。なお、ブレーキセンサ２００としては、例えば踏力センサ、ストロークセンサ、等を複数個組合わせた構成が望ましく、これにより、運転者の要求制動力をより的確に把握することができる。また、複数のセンサを備えることで、一つのセンサが故障した場合にも、運転者の制動要求をブレーキ制御装置１００に伝達することができる。
【００２７】
図１において、電力供給装置１０は、リレー制御装置１１と、環状電源線１２と、第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６と、第１の電流センサ１７と、第２の電流センサ１８とを備えている。
【００２８】
リレー制御装置１１は演算処理回路である。リレー制御装置１１は、第１の電流センサ１７と、第２の電流センサ１８と、バッテリセンサ６０，６１と、ブレーキセンサ２００と、キースイッチ２１０と、の信号に基づいて、第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６の開閉を制御する。
【００２９】
また、リレー制御装置１１は、ブレーキセンサ２００あるいはキースイッチ２１０のいずれかのオン信号によって起動し、起動後、第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６を閉じる。これにより、ブレーキ制御装置１００とディスクブレーキ装置１１０への電力供給体制が確立する。このように、ブレーキセンサ２００のオン信号に基づいてリレー制御装置１１を起動させることにより、たとえキースイッチ２１０がオフであっても、ブレーキペダル２０１を踏むことでブレーキ制御装置１００とディスクブレーキ装置１１０に電力が供給され制動力が発生するため、車両を安全に停止させることができる。
【００３０】
また、リレー制御装置１１は、バッテリセンサ６０，６１からの情報に基づいて、主バッテリ２０と補助バッテリ２１の充電率を推定することができる。その方法は、例えば、充電率とほぼ比例関係にある端子電圧から充電率の初期値を抽出し、これに充放電電流の積算分を加算して逐次の充電率を算出するものである。これにより、主バッテリ２０と補助バッテリ２１の充電率に基づいて、第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６の開閉を制御できるようになるため、信頼性がより一層向上する。
【００３１】
結論的に云えば、リレー制御装置１１の起動直後に、詳細は後述するが、第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６の一部あるいはすべてを所定のロジックで開閉することにより、主バッテリ２０、補助バッテリ２１、主電源線３０、補助電源線３１、等の故障を検出することができるようになっている。即ち、リレー制御装置１１の起動直後における電源系統の故障検出は、図１に示すシステム稼働後における電源系統の故障検出（後述するが、図３参照）とは別異のものである。
【００３２】
リレー制御装置１１は、主バッテリ２０と補助バッテリ２１の両方から電力の供給を受けている。そのため、主バッテリ２０あるいは補助バッテリ２１のいずれか一方が故障した場合にも、第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６の開閉を正常に制御することができる。
【００３３】
環状電源線１２には、主電源線３０を介して主バッテリ２０と発電機５０が接続されており、補助電源線３１を介して補助バッテリ２１が接続されており、第１の電力供給線４０を介してブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０が接続されており、第２の電力供給線４１を介してブレーキ制御装置１００と第２のブレーキ系統１２１が接続されている。
【００３４】
すなわち、電源としての主バッテリ２０および補助バッテリ２１と、アクチュエータ群としての第１のブレーキ系統１２０および第２のブレーキ系統１２１とは、環状電源線１２の周方向に交互に接続されている。なお、電源としては２つのバッテリに限らず３つ以上であっても良く、ブレーキ系統も互いに独立した３つ以上の系統であっても良い。
【００３５】
また、環状電源線１２には、主電源線３０と第１の電力供給線４０との間に第１のリレー１３が設置されており、補助電源線３１と第１の電力供給線４０との間に第２のリレー１４が設置されており、主電源線３０と第２の電力供給線４１との間に第３のリレー１５が設置されており、補助電源線３１と第２の電力供給線４１との間に第４のリレー１６が設置されている。
【００３６】
第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６は、正常時、閉じている状態にある。これにより、図示しないエンジンが動作中で発電機５０が発電駆動されている場合には、発電機５０によって主バッテリ２０と補助バッテリ２１が充電されるとともに、これらの電力が電力供給装置１０に供給される。そして、電力供給装置１０から、第１の電力供給線３０を介してブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０に電力が供給されるとともに、第２の電力供給線４１を介してブレーキ制御装置１００と第２のブレーキ系統１２１に電力が供給される。
【００３７】
一方、エンジンが停止中で発電機５０が発電駆動されていない場合には、主バッテリ２０と補助バッテリ２１の充電電力が電力供給装置１０に供給される。そして、同様に、電力供給装置１０から、第１の電力供給線４０を介してブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０に電力が供給されるとともに、第２の電力供給線４１を介してブレーキ制御装置１００と第２のブレーキ系統１２１に電力が供給される。
【００３８】
第１の電流センサ１７は、主電源線３０と環状電源線１２との間に設置されており、この間を通過する電流の大きさと方向を検出する。なお、第１の実施形態では、図１中のＡ矢印方向を電流の正方向としている。また、第２の電流センサ１８は、補助電源線３１と環状電源線１２との間に設置されており、この間を流れる電流の大きさと方向を検出する。なお、第１の実施形態では、図１中のＢ矢印方向を電流の正方向としている。
【００３９】
以上述べた通り、本発明の第１の実施形態による電動ブレーキ装置１によれば、主バッテリ２０と補助バッテリ２１と発電機５０の電力によって、電動キャリパ１１２を確実に動作させることができる。これにより、運転者の要求に応じて車両が減速させられるとともに、車両の安定性を向上させることができる。
【００４０】
次に、本発明の実施形態に係る電動ブレーキ装置１に備わるリレー制御装置１１の具体的な処理について、図２を参照して説明する。図２は、リレー制御装置１１が実行するルーチン（以下、リレー制御ルーチンと称す）のフローチャートである。リレー制御ルーチンは、所定の時間間隔で繰返し起動される。
【００４１】
リレー制御ルーチンが起動されると、まず、ステップ３００の処理が実行される。ステップ３００では、第１の電流センサ１７を通過する電流Ｉ１が、正方向で、その絶対値が所定値ＩＢより大きいか否かが判断され、これが成立する（電流方向と電流絶対値の双方の条件成立）場合にはステップ３１０の処理が実行され、成立しない場合にはステップ３３０の処理が実行される。
【００４２】
ここで、所定値ＩＢは、主電源線３０、補助電源線３１、第１の電力供給線４０、第２の電力供給線４１、等の接地の有無を判断できる値であり、例えば、ブレーキ制御装置１００とディスクブレーキ装置１１０に供給される合算電流の最大値であって良い。
【００４３】
ステップ３１０では、第２の電流センサ１８を通過する電流Ｉ２が、正方向であって、その絶対値が所定値ＩＢより大きいか否かが判断され、これが成立する場合にはステップ３２０の処理が実行され、成立しない場合にはステップ３１１の処理が実行される。
【００４４】
ステップ３２０では、第２のリレー１４と第３のリレー１５を開く処理が実行される。ステップ３２０に至るケースは、第１の電流センサ１７を通過する正方向の電流が所定値ＩＢを超えるとともに、第２の電流センサ１８を通過する正方向の電流が所定値ＩＢを超える場合である。すなわち、主バッテリ２０と補助バッテリ２１の両方から、第１の電力供給線４０あるいは第２の電力供給線４１のいずれかに向かって過電流が流れている場合である。従って、この場合には、第１の電力供給線４０あるいは第２の電力供給線４１のいずれかの接地の発生が推定される。
【００４５】
ここで、第２のリレー１４と第３のリレー１５を開くことにより、環状電源線１２が二つに分断される。これにより、主バッテリ２０から、主電源線３０と第１の電力供給線４０を介してブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０に電力が供給される体制が確立する。また、補助バッテリ２１から、補助電源線３１と第２の電力供給線４１を介してブレーキ制御装置１００と第２のブレーキ系統１２１に電力が供給される体制が確立する。
【００４６】
ここで、仮に、第２の電力供給線４１が接地している場合には、前者（主バッテリ２０）の体制で電力が供給されるため、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０が正常に動作することになる。一方、仮に、第１の電力供給線４０が接地している場合には、後者（補助バッテリ２１）の体制で電力が供給されるため、ブレーキ制御装置１００と第２のブレーキ系統１２１が正常に動作することになる。
【００４７】
このように、リレー制御装置１１によって第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６の開閉を制御することにより、第１の電力供給線４０、第２の電力供給線４１のいずれか一つが故障した場合にも、少なくとも２個のディスクブレーキ装置１１０によって制動力を得ることができる。これにより、車両を所定の減速度で停止させることができ、運転者および乗員の安全を確保することができる。
【００４８】
なお、ステップ３２０では、第２のリレー１４と第３のリレー１５に代えて、第１のリレー１３と第４のリレー１６を開くことができる。これにより、主バッテリ２０から、主電源線３０と第２の電力供給線４１を介してブレーキ制御装置１００と第２のブレーキ系統１２１に電力が供給される体制が確立する。また、補助バッテリ２１から、補助電源線３１と第１の電力供給線４０を介してブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０に電力が供給される体制が確立する。
【００４９】
ステップ３２１では、ステップ３２０での処理を受けて、第１の電力供給線接地フラグと第２の電力供給線接地フラグをオンにする処理が実行される。これにより、今回のルーチンは終了する。フラグのオンによって第１又は第２の電力供給線の接地警告を発することができる。
【００５０】
ステップ３１１では、第２のリレー１４と第４のリレー１６を開く処理が実行される。ステップ３１１に至るケースは、第１の電流センサ１７を通過する正方向の電流が所定値ＩＢを超えるとともに、第２の電流センサ１８を通過する電流が負方向である場合であり、すなわち、主バッテリ２０と発電機５０から、補助バッテリ２１に向かって過電流が流れている場合である（主バッテリと補助バッテリの負荷が同一であってＩ１＞ＩＢであるからには、Ｉ２＜ＩＢは有り得ず、Ｉ２が負方向である場合である）。従って、この場合には、補助バッテリ２１の故障か、補助電源線３１の接地のいずれかの発生が推定される。
【００５１】
ここで、第２のリレー１４と第４のリレー１６を開くことにより、環状電源線１２が二つに分断される。これにより、故障していると推定される補助バッテリ２１あるいは補助電源線３１が環状電源線１２から切り離される。その結果、主バッテリ２０から主電源線３０と第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に電力が供給される体制が確立する。
【００５２】
このように、リレー制御装置１１によって第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６の開閉を制御することで、補助バッテリ２１、補助電源線３１のいずれか一つが故障した場合にも、４個のディスクブレーキ装置１１０すべてによって制動力を得ることができる。これにより、車両を所定の減速度で停止させることができ、運転者および乗員の安全を確保することができる。
【００５３】
ステップ３１２では、ステップ３１１での処理を受けて、補助バッテリ故障フラグと補助電源線接地フラグをオンにする処理が実行される。これにより、今回のルーチンは終了する。これらのフラグのオンによって補助バッテリの故障警告又は補助電源線の接地警告を発することができる。
【００５４】
ステップ３３０では、第１の電流センサ１７を通過する電流Ｉ１が、負方向で、その絶対値が所定値ＩＢより大きいか否かが判断され、これが成立する場合にはステップ３４０の処理が実行され、成立しない場合には今回のルーチンは終了する。
【００５５】
ステップ３４０では、第１のリレー１３と第３のリレー１５を開く処理が実行される。ステップ３４０に至るケースは、第１の電流センサ１７を通過する負方向の電流が所定値ＩＢを超える場合であり、すなわち、補助バッテリ２１から、主バッテリ２０に向かって過電流が流れている場合である。従って、この場合には、主バッテリ２０の故障か、主電源線３０の接地のいずれかの発生が推定される。
【００５６】
ここで、第１のリレー１３と第３のリレー１５を開くことにより、環状電源線１２が二つに分断される。これにより、故障していると推定される主バッテリ２０あるいは主電源線３０が環状電源線１２から切り離される。その結果、補助バッテリ２１から補助電源線３１と第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に電力が供給される体制が確立する。
【００５７】
このように、リレー制御装置１１によって第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６の開閉を制御することで、主バッテリ２０、主電源線３０のいずれか一つが故障した場合にも、４個のディスクブレーキ装置１１０すべてによって制動力を得ることができる。これにより、車両を所定の減速度で停止させることができ、運転者および乗員の安全を確保することができる。
【００５８】
ステップ３４１では、ステップ３４０での処理を受けて、主バッテリ故障フラグと主電源線接地フラグをオンにする処理が実行される。これにより、今回のルーチンは終了する。
【００５９】
ステップ３１２、ステップ３２１、ステップ３４１での処理を受けて、例えば図示しない警告灯の点灯、図示しない警告ブザーの鳴動、等により運転者に故障の発生を警告することができる。また、図２に示すフローチャートはあくまでも一例であり、電流センサの個数、設置場所、等に応じて種々の変更、改良を加えることができる。また、第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６の開閉の制御では、環状電源線１２の電圧を参照することができる。
【００６０】
第１の実施形態では、図示しないエンジンを始動する際に、第１のリレー１３と第３のリレー１５を開くことができる。これにより、主バッテリ２０に接続された図示しない始動機でエンジンを始動している最中にも、始動に伴う主バッテリ２０の電圧降下の影響を受けることなく、補助バッテリ２１によって、補助電源線３１と第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に所定の電圧を印加することができる。これにより、電圧降下に伴う駆動回路１１１およびブレーキ制御装置１００の瞬時停止が回避されるため、エンジンを始動している最中にも４輪の制動力を得ることができる。これは、アイドリングストップの状態からエンジンを再始動する際に特に有効である。また、駆動回路１１１およびブレーキ制御装置１００の瞬時停止が回避されるため、駆動回路１１１およびブレーキ制御装置１００の最低動作電圧を引上げることができる。これは、コスト面で有利となる。
【００６１】
以上述べた通り、本発明の第１の実施形態による電動ブレーキ装置１によれば、主バッテリ２０、補助バッテリ２１、主電源線３０、補助電源線３１、第１の電力供給線４０、第２の電力供給線４１のいずれか一つの故障に対して、これらの発生を検出するとともに、故障個所に応じて所定のリレー１３，１４，１５，１６を開閉するため、少なくとも２個のディスクブレーキ装置１１０によって制動力を得ることができる。
【００６２】
図３は、リレー制御ルーチンに基づいて、各部位の故障モードと、第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６の開閉状態と、第１および第２のブレーキ系統１２０，１２１への電力供給の有無を纏めた図表である。
【００６３】
ここで、主電源線３０の断線と補助電源線３１の断線については、図２に示すようなリレー制御ルーチンでは検出されないため（図２に示すルーチンは、図１に示すシステムが稼働中でのルーチンである）、リレー制御装置１１の起動時に検出（システム稼働以前に前もって検出）することになる。その方法は、例えば第２のリレー１４と第３のリレー１５を開いた状態を作り、この状態で第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１の電圧を調べるものである。すなわち、第１の電力供給線４０の電圧が０Ｖであれば主電源線３０の断線の発生が推定され、第２の電力供給線４１の電圧が０Ｖであれば補助電源線３１の断線の発生が推定される。
【００６４】
また、第１の電力供給線４０の断線と第２の電力供給線４１の断線については、リレー制御ルーチンでは検出されず、第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１の両方から電力の供給を受けているブレーキ制御装置１００によって検出される。なお、主バッテリ２０の端子外れと補助バッテリ２１の端子外れについては、それぞれ主電源線３０の断線、補助電源線３１の断線と同等の事象であるとみなせるため、上述の通りに検出される。
【００６５】
図３に示すように、本発明の第１の実施形態による電動ブレーキ装置１によれば、主バッテリ２０、補助バッテリ２１、主電源線３０、補助電源線３１、第１の電力供給線４０、第２の電力供給線４１のいずれか一つの故障が発生した場合、故障した部分を切り離す、あるいは故障した部分と故障していない部分とを分断するように第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６の開閉を制御する。これにより、ブレーキ制御装置１００と、第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１の少なくともいずれか一方に確実に電力が供給されるため、車両を所定の減速度で停止させることができ、運転者および乗員の安全を確保することができる。
【００６６】
以上の説明のように、本発明では、図１に示すような回路構成を採用することによって、システム稼働中において、図３に示すような故障モード、特に断線の故障を自動的に検出し警告を発し、電動ブレーキ装置に確実に電力を供給することができるものである（システム稼働中の故障診断及び対処法）。更に、図１に示すような回路構成を採用することによって、システムの起動直後における、図３に示すバッテリの端子外れ及び故障や電源線等の断線についての初期診断をも実施できるものである（システム稼働直後の初期診断）。
【００６７】
次に、図１に示すように、環状電源線１２に第１〜第４のスイッチ１３〜１６が接続される構成において、これらのスイッチの開閉状態を検知、検証するには次のような手法を用いることができる。この検証手法は、主バッテリと補助バッテリの電圧値が実際上若干異なるものであることを前提にしている。
【００６８】
第１の電力供給線４０と環状電源線１２との間の電圧と、第２の電力供給線４１と環状電源線１２との間の電圧が異なる値となれば、リレー制御ルーチンに基づいて第２のリレー１４と第３のリレー１５が開いたと判断することができる。また、第１の電力供給線４０と環状電源線１２との間の電圧と、主電源線３０と環状電源線１２との間の電圧が異なる値となれば、リレー制御ルーチンに基づいて第１のリレー１３と第３のリレー１５が開いたと判断することができる。また、第１の電力供給線４０と環状電源線１２との間の電圧と、補助電源線３３１と環状電源線１２との間の電圧が異なる値となれば、リレー制御ルーチンに基づいて第２のリレー１４と第４のリレー１６が開いたと判断することができる。
【００６９】
このような検証手法を用いることによって、図１〜図３に示す本発明の第１の実施形態の構成と制御ルーチンを容易に検認することができる。
【００７０】
「第２の実施形態」
図４は、本発明の第２の実施形態による電動ブレーキ装置１の全体構成を示す図である。なお、第１の実施形態と同一部分については、同一番号を付して説明を省略する。
【００７１】
第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、環状電源線１２に、第１のリレー１３に代えて第１のダイオード７０を設置している点、第４のリレー１６に代えて第２のダイオード７１を設置している点、である。
【００７２】
図４において、第１のダイオード７０は、主バッテリ２０側から補助バッテリ２１側に向かう電流を許容し、補助バッテリ２１側から主バッテリ２０側に向かう電流を阻止する。また、第２のダイオード７１は、補助バッテリ２１側から主バッテリ２０側に向かう電流を許容し、主バッテリ２０側から補助バッテリ２１側に向かう電流を阻止する。従って、第１の実施形態と同様に、発電機５０によって、補助バッテリ２１を充電することができる。なお、ダイオードに代えて逆流防止回路であっても良い。
【００７３】
また、主バッテリ２０によって、第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に電力を供給することができる。また、補助バッテリ２１によって、第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に電力を供給することができる。
【００７４】
第２の実施形態におけるリレー制御ルーチンのフローチャートは、図２に示すフローチャートとほぼ同じである。異なる点は、ステップ３１１において、第２のリレー１４と第４のリレー１６を開く処理に代えて、第２のリレー１４のみを開く処理を実行する点、である。
【００７５】
ただし、第２のリレー１４のみを開くことによっても、第１の実施形態と同様に、主バッテリ２０から故障していると推定される補助バッテリ２１あるいは補助電源線３１への通電が回避される。これにより、主バッテリ２０から、主電源線３０と第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に電力が供給される体制が確立する。
【００７６】
また、異なる点は、ステップ３４０において、第１のリレー１３と第３のリレー１５を開く処理に代えて、第３のリレー１５のみを開く処理を実行する点、である。ただし、第３のリレー１５のみを開くことによっても、第１の実施形態と同様に、補助バッテリ２１から故障していると推定される主バッテリ２０あるいは主電源線３０への通電が回避される。これにより、補助バッテリ２１から、補助電源線３１と第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に電力が供給される体制が確立する。
【００７７】
また、第２の実施形態では、図示しないエンジンを始動する際に、第３のリレー１５を開くことができる。これにより、主バッテリ２０に接続された図示しない始動機でエンジンを始動している最中にも、始動に伴う主バッテリ２０の電圧降下の影響を受けることなく、補助バッテリ２１によって、補助電源線３１と第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に所定の電圧を印加することができる。
【００７８】
これにより、電圧降下に伴う駆動回路１１１およびブレーキ制御装置１００の瞬時停止が回避されるため、エンジンを始動している最中にも４輪の制動力を得ることができる。これは、アイドリングストップの状態からエンジンを再始動する際に特に有効である。また、駆動回路１１１およびブレーキ制御装置１００の瞬時停止が回避されるため、駆動回路１１１およびブレーキ制御装置１００の最低動作電圧を引上げることができる。これは、コスト面で有利となる。
【００７９】
以上述べた通り、本発明の第２の実施形態による電動ブレーキ装置１によれば、主バッテリ２０、補助バッテリ２１、主電源線３０、補助電源線３１、第１の電力供給線４０、第２の電力供給線４１のいずれか一つの故障に対して、これらの発生を検出するとともに、故障個所に応じて所定のリレー１４，１５を開閉するため、少なくとも２個のディスクブレーキ装置１１０によって制動力を得ることができる。
【００８０】
「第３の実施形態」
図５は、本発明の第３の実施形態に係る電動ブレーキ装置１の全体構成を示す図である。なお、第１の実施形態と同一部分については、同一番号を付して説明を省略する。
【００８１】
第３の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、環状電源線１２に、第２のリレー１４に代えて第１のダイオード７０を設置している点、第４のリレー１６に代えて第２のダイオード７１を設置している点、である。また、主バッテリ２０と発電機５０の電力を変換して補助バッテリ２１に供給する第１のＤＣＤＣコンバータ８０を備えている点、補助バッテリ２１の電力を変換して電力供給装置１０に供給する第２のＤＣＤＣコンバータ８１を備えている点、である。また、環状電源線１２の主電源線３０と第１の電力供給線４０との間に第２の電流センサ１８を設置している点、である。
【００８２】
図５において、第１のダイオード７０と第２のダイオード７１は、補助バッテリ２１側から主バッテリ２０側に向かう電流を許容し、主バッテリ２０側から補助バッテリ２１側に向かう電流を阻止する。
【００８３】
従って、第１の実施形態と同様に、主バッテリ２０によって、第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に電力を供給することができる。また、補助バッテリ２１によって、第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に電力を供給することができる。なお、補助バッテリ２１の充電については、第１のＤＣＤＣコンバータ８０によって行われる。
【００８４】
図５において、主バッテリ２０と補助バッテリ２１の公称電圧は異なっており、例えば１２Ｖ、２４Ｖ、３６Ｖ、等のいずれかの組合わせである。即ち、公称電圧の異なった、例えば１２Ｖと２４Ｖの電圧をもった異なる複数のバッテリに対しても適用でき得るものである。因みに、図１における主バッテリ２０と補助バッテリ２０の公称電圧は、若干の差はあるものの同一である。
【００８５】
図５において、第１のＤＣＤＣコンバータ８０と第２のＤＣＤＣコンバータ８１は、昇圧型、降圧型のいずれであっても構わない。ただし、第１のＤＣＤＣコンバータ８０が降圧型の場合には、第２のＤＣＤＣコンバータ８１は昇圧型である必要がある。一方、第１のＤＣＤＣコンバータ８０が昇圧型の場合には、第２のＤＣＤＣコンバータ８１は降圧型である必要がある。
【００８６】
図６は、本発明の第３の実施形態におけるリレー制御ルーチンのフローチャートである。図６に示すフローチャートが図２に示すフローチャートと異なる点は、ステップ３１１において、第２のリレー１４と第４のリレー１６を開く処理に代えて、第３のリレー１５を開く処理を実行する点、である。
【００８７】
ステップ３１１に至るケースは、第１の電流センサ１７を通過する正方向の電流が所定値ＩＢを超えるとともに、第２の電流センサ１８を通過する電流が零である場合であり、すなわち、主バッテリ２０と発電機５０から、第２の電力供給線４１に向かって過電流が流れている場合である。従って、この場合には、第２の電力供給線４１の接地の発生が推定される。
【００８８】
ここで、第３のリレー１５を開くことにより、主バッテリ２０から故障していると推定される第２の電力供給線４１への通電が回避される。これにより、主バッテリ２０から、主電源線３０と第１の電力供給線４０を介してブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０に電力が供給される体制が確立する。そして、ステップ３１２では、ステップ３１１での処理を受けて、第２の電力供給線接地フラグをオンにする処理が実行される。
【００８９】
また、図６に示すフローチャートが図２に示すフローチャートと異なる点は、ステップ３２０において、第２のリレー１４と第３のリレー１５を開く処理に代えて、第１のリレー１３を開く処理を実行する点、である。ステップ３２０に至るケースは、第１の電流センサ１７を通過する正方向の電流が所定値ＩＢを超えるとともに、第２の電流センサ１８を通過する正方向の電流が所定値ＩＢを超える場合であり、すなわち、主バッテリ２０と発電機５０から、第１の電力供給線４０に向かって過電流が流れている場合である。従って、この場合には、第１の電力供給線４０の接地の発生が推定される。
【００９０】
ここで、第１のリレー１３を開くことにより、主バッテリ２０から故障していると推定される第１の電力供給線４０への通電が回避される。これにより、主バッテリ２０から、主電源線３０と第２の電力供給線４１を介してブレーキ制御装置１００と第２のブレーキ系統１２１に電力が供給される体制が確立する。そして、ステップ３２１では、ステップ３２０での処理を受けて、第１の電力供給線接地フラグをオンにする処理が実行される。
【００９１】
第３の実施形態では、第１のダイオード７０と第２のダイオード７１を設置しているため、補助バッテリ２１あるいは補助電源線３１が故障した場合にも、主バッテリ２０側から補助バッテリ２１側への通電はない。従って、補助バッテリ２１と補助電源線３１の故障については、リレー制御ルーチンでは対処しなくてよい。
【００９２】
なお、第３の実施形態では、図示しないエンジンを始動する際に、第１のリレー１３と第３のリレー１５を開くことができる。これにより、主バッテリ２０に接続された図示しない始動機でエンジンを始動している最中にも、始動に伴う主バッテリ２０の電圧降下の影響を受けることなく、補助バッテリ２１によって、補助電源線３１と第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に所定の電圧を印加することができる。これにより、電圧降下に伴う駆動回路１１１およびブレーキ制御装置１００の瞬時停止が回避されるため、エンジンを始動している最中にも４輪の制動力を得ることができる。これは、アイドリングストップの状態からエンジンを再始動する際に特に有効である。また、駆動回路１１１およびブレーキ制御装置１００の瞬時停止が回避されるため、駆動回路１１１およびブレーキ制御装置１００の最低動作電圧を引上げることができる。これは、コスト面で有利となる。
【００９３】
以上述べた通り、本発明の第３の実施形態による電動ブレーキ装置１によれば、主バッテリ２０、補助バッテリ２１、主電源線３０、補助電源線３１、第１の電力供給線４０、第２の電力供給線４１のいずれか一つの故障に対して、これらの発生を検出するとともに、故障個所に応じて所定のリレー１３，１５を開閉するため、少なくとも２個のディスクブレーキ装置１１０によって制動力を得ることができる。
【００９４】
「実施形態４」
図７は、本発明の第４の実施形態による電動ブレーキ装置１の全体構成である。なお、第１の実施形態と同一部分については、同一番号を付して説明を省略する。
【００９５】
第４の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、環状電源線１２に、第１のリレー１３に代えて第１のダイオード７０を設置している点、第３のリレー１５に代えて第２のダイオード７１を設置している点、である。また、主バッテリ２０と発電機５０の電力を変換して電力供給装置１０に供給するＤＣＤＣコンバータ８２を備えている点、である。また、補助電源線３１と環状電源線１２との間に第１の電流センサ１７を設置している点、環状電源線１２の補助電源線３１と第１の電力供給線４０との間に第２の電流センサ１８を設置している点、である。
【００９６】
図７において、第１のダイオード７０と第２のダイオード７１は、主バッテリ２０側から補助バッテリ２１側に向かう電流を許容し、補助バッテリ２１側から主バッテリ２０側に向かう電流を阻止する。従って、第１の実施形態と同様に、ＤＣＤＣコンバータ８２によって補助バッテリ２１を充電することができる。
【００９７】
また、ＤＣＤＣコンバータ８２によって、第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に電力を供給することができる。また、補助バッテリ２１によって、第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に電力を供給することができる。
【００９８】
図７において、主バッテリ２０と補助バッテリ２１の公称電圧は異なっており、例えば１２Ｖ、２４Ｖ、３６Ｖ、等のいずれかの組合わせである。図７において、ＤＣＤＣコンバータ８２は、昇圧型、降圧型のいずれであっても構わない。
【００９９】
図８は、本発明の第４の実施形態によるリレー制御ルーチンのフローチャートである。このフローチャートが図２に示すフローチャートと異なる点は、ステップ３１１において、第２のリレー１４と第４のリレー１６を開く処理に代えて、第４のリレー１６を開く処理を実行する点、である。ステップ３１１に至るケースは、第１の電流センサ１７を通過する正方向の電流が所定値ＩＢを超えるとともに、第２の電流センサ１８を通過する電流が零である場合であり、すなわち、補助バッテリ２１から、第２の電力供給線４１に向かって過電流が流れている場合である。従って、この場合には、第２の電力供給線４１の接地の発生が推定される。
【０１００】
ここで、第４のリレー１６を開くことにより、補助バッテリ２１から故障していると推定される第２の電力供給線４１への通電が回避される。これにより、補助バッテリ２１から、補助電源線３１と第１の電力供給線４０を介してブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０に電力が供給される体制が確立する。そして、ステップ３１２では、ステップ３１１での処理を受けて、第２の電力供給線接地フラグをオンにする処理が実行される。
【０１０１】
また、図８に示すフローチャートが図２に示すフローチャートと異なる点は、ステップ３２０において、第２のリレー１４と第３のリレー１５を開く処理に代えて、第２のリレー１４を開く処理を実行する点、である。ステップ３２０に至るケースは、第１の電流センサ１７を通過する正方向の電流が所定値ＩＢを超えるとともに、第２の電流センサ１８を通過する正方向の電流が所定値ＩＢを超える場合であり、すなわち、補助バッテリ２１から、第１の電力供給線４０に向かって過電流が流れている場合である。従って、この場合には、第１の電力供給線４０の接地の発生が推定される。
【０１０２】
ここで、第２のリレー１４を開くことにより、補助バッテリ２１から故障していると推定される第１の電力供給線４０への通電が回避される。これにより、補助バッテリ２１から、補助電源線３１と第２の電力供給線４１を介してブレーキ制御装置１００と第２のブレーキ系統１２１に電力が供給される体制が確立する。そして、ステップ３２１では、ステップ３２０での処理を受けて、第１の電力供給線接地フラグをオンにする処理が実行される。
【０１０３】
また、図８に示すフローチャートが図２に示すフローチャートと異なる点は、ステップ３４０において、第１のリレー１３と第３のリレー１５を開く処理に代えて、第２のリレー１４と第４のリレー１６を開く処理を実行する点、である。ステップ３４０に至るケースは、第１の電流センサ１７を通過する負方向の電流が所定値ＩＢを超える場合であり、すなわち、主バッテリ２０と発電機５０から、補助バッテリ２１に向かって過電流が流れている場合である。従って、この場合には、補助バッテリ２１の故障か、補助電源線３１の接地のいずれかの発生が推定される。
【０１０４】
ここで、第２のリレー１４と第４のリレー１６を開くことにより、環状電源線１２が二つに分断される。これにより、故障していると推定される補助バッテリ２１あるいは補助電源線３１が環状電源線１２から切り離され、主バッテリ２０から、主電源線３０と第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に電力が供給される体制が確立する。なお、ステップ３４１では、ステップ３４０での処理を受けて、補助バッテリ故障フラグと補助電源線接地フラグをオンにする処理が実行される。
【０１０５】
第４の実施形態においては、第１のダイオード７０と第２のダイオード７１を設置しているため、主バッテリ２０あるいは主電源線３０が故障した場合にも、補助バッテリ２１側から主バッテリ２０側への通電はない。従って、主バッテリ２０と主電源線３０の故障については、リレー制御ルーチンでは対処しなくてよい。
【０１０６】
以上述べた通り、本発明の第４の実施形態による電動ブレーキ装置１によれば、主バッテリ２０、補助バッテリ２１、主電源線３０、補助電源線３１、第１の電力供給線４０、第２の電力供給線４１のいずれか一つの故障に対して、これらの発生を検出するとともに、故障個所に応じて所定のリレー１４，１６を開閉するため、少なくとも２個のディスクブレーキ装置１１０によって制動力を発生させることができる。
【０１０７】
以上、本発明の実施の形態を図面に従って説明したが、これらはあくまでも一つの実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【０１０８】
なお、第２の実施形態、第３の実施形態、第４の実施形態における第１のダイオード７０と第２のダイオード７１については、同様の機能を有するパワーＭＯＳＦＥＴに置き換えることができる。
【０１０９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バッテリ、電源線、および電力供給線に一つの故障が発生した場合にも、所定のブレーキアクチュエータに必要な電力を確実に供給できる、信頼性の高い電動ブレーキ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電動ブレーキ装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る電動ブレーキ装置におけるリレー制御装置が実行するルーチンのフローチャートである。
【図３】第１の実施形態に係る電動ブレーキ装置の電源系統において、各部位の故障モードと、第１〜第４のリレーの開閉状態と、第１および第２のブレーキ系統への電力供給の有無と、を纏めた図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る電動ブレーキ装置の全体構成を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る電動ブレーキ装置の全体構成を示す図である。
【図６】第３の実施形態におけるリレー制御装置が実行するルーチンのフローチャートである。
【図７】本発明の第４の実施形態による電動ブレーキ装置の全体構成を示す図である。
【図８】第４の実施形態におけるリレー制御装置が実行するルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 電動ブレーキ装置
１０ 電力供給装置
１１ リレー制御装置
１２ 環状電源線
１３ 第１のリレー
１４ 第２のリレー
１５ 第３のリレー
１６ 第４のリレー
１７ 第１の電流センサ
１８ 第２の電流センサ
２０ 主バッテリ
２１ 補助バッテリ
３０ 主電源線
３１ 補助電源線
４０ 第１の電力供給線
４１ 第２の電力供給線
５０ 発電機
６０ バッテリセンサ
６１ バッテリセンサ
７０ 第１のダイオード
７１ 第２のダイオード
８０ 第１のＤＣＤＣコンバータ
８１ 第２のＤＣＤＣコンバータ
８２ ＤＣＤＣコンバータ
１００ ブレーキ制御装置
１１０ ディスクブレーキ装置
１１１ 駆動回路
１１２ 電動キャリパ
１２０ 第１のブレーキ系統
１２１ 第２のブレーキ系統
１３０ ディスクロータ
２００ ブレーキセンサ
２０１ ブレーキペダル
２１０ キースイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の電源系統を備えた電動ブレーキ装置に係り、特に、電源系統の故障発生時に必要電力を供給できる電動ブレーキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動ブレーキ装置の従来技術として、車両の各輪とともに回転するディスクロータと、ディスクロータの近傍に配設されてディスクロータに電気的制動力を付与する電動キャリパと、を設け、この電動キャリパ内のブレークモータに駆動回路を介してリレーユニットが接続され、このリレーユニットに主バッテリと補助バッテリを接続した構成が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
この特許文献１によれば、主バッテリに消耗が認められない場合は、主バッテリを駆動回路に導通させ、主バッテリに消耗が認められる場合は、主バッテリに代えて、補助バッテリを駆動回路に導通させることが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１７１００６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術の電動ブレーキ装置は、バッテリの電源消耗についての対応はしているが、リレーユニットと駆動回路との間の故障、駆動回路そのものの故障等についての対応については充分な配慮がなされておらず、この点に関してブレーキ機能への信頼性が充分に確保されているとは言い難い。
【０００６】
本発明の目的は、バッテリ、バッテリから駆動電圧を送給する電源線、およびディスクブレーキ装置へ駆動電圧を供給する電力供給線のいずれか一つに故障が発生した場合でも、ディスクブレーキ装置に必要な電力を確実に供給でき、信頼性の高い電動ブレーキ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
複数の電源と、前記電源から電力を供給されて互いに独立して動作する少なくとも２つのブレーキ系統と、を備えた電動ブレーキ装置であって、
前記各電源と前記各ブレーキ系統とを交互に接続する環状電源線を形成し、
前記環状電源線には各電源と各ブレーキ系統との間の電流を遮断する遮断手段を設け、
前記各電源における電流の異常を検知する検知手段を設け、
前記検知手段の検知結果に基づいて、各電源に繋がる前記環状電源線における２つの前記遮断手段のいずれか１つを制御して、前記一のブレーキ系統に対して複数の電源からではなくて前記一の電源から電力を供給し、
前記電源から前記ブレーキ系統に至るいずれかの電源線に故障が発生した場合に、いずれか１つのブレーキ系統に電力を供給し得る構成とする。
【００１２】
このような構成を採用することにより、いずれかのブレーキ系統に必要な電力を確実に供給することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１〜第４の実施形態に係る電動ブレーキ装置について、図面を参照しながら以下説明する。
【００１４】
「第１の実施形態」
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電動ブレーキ装置の全体構成を示す図である。図１において、電力線については矢印付きの実線で、信号線については矢印付きの破線でそれぞれ示しており、矢印の向きによって電力および信号の流れを表している。
【００１５】
図１において、電動ブレーキ装置１は、電力供給装置１０と、主バッテリ２０と、補助バッテリ２１と、主電源線３０と、補助電源線３１と、第１の電力供給線４０と、第２の電力供給線４１と、発電機５０と、ブレーキ制御装置１００と、ディスクブレーキ装置１１０と、ブレーキセンサ２００と、を備えている。
【００１６】
主バッテリ２０は、例えば、エンジンに連結された発電機５０によって充電され、充電された電力を主電源線３０を介して電力供給装置１０に供給する。また、補助バッテリ２１は、発電機５０あるいは主バッテリ２０によって充電され、充電された電力を補助電源線３１を介して電力供給装置１０に供給する。なお、主バッテリ２０と補助バッテリ２１の正極端子には、端子電圧、充放電電流、端子温度等を測定するバッテリセンサ６０，６１がそれぞれ備えられている。
【００１７】
なお、第１の実施形態では、主バッテリ２０と補助バッテリ２１の公称電圧は互いに等しく、例えば１２Ｖ、２４Ｖ、３６Ｖ、等である。
【００１８】
発電機５０は、図示しないエンジンによって発電駆動される。そして、発電された電力は、ＤＣ変換されて主バッテリ２０と補助バッテリ２１に充電されるとともに、電力供給装置１０に供給される。なお、発電機５０としては、例えばオルタネータ、モータジェネレータ、等が適当である。
【００１９】
図１において、ディスクブレーキ装置１１０は、駆動回路１１１と、電動キャリパ１１２とを備えている。第１の実施形態では、ディスクブレーキ装置１１０ａは前左輪に、ディスクブレーキ装置１１０ｂは前右輪に、ディスクブレーキ装置１１０ｃは後左輪に、ディスクブレーキ装置１１０ｄは後右輪に、それぞれ装着されている。
【００２０】
ディスクブレーキ装置１１０ａ、１１０ｄは、ともに第１の電力供給線４０から電力の供給を受けており、第１のブレーキ系統１２０を構成している。また、ディスクブレーキ装置１１０ｂ、１１０ｃは、ともに第２の電力供給線４１から電力の供給を受けており、第２のブレーキ系統１２１を構成している。なお、第１の電力供給線４０から電力の供給を受ける第１のブレーキ系統１２０をディスクブレーキ装置１１０ａ，１１０ｂで構成し、第２の電力供給線４１から電力の供給を受ける第２のブレーキ系統１２１をディスクブレーキ装置１１０ｃ，１１０ｄで構成した場合においても、第１の実施形態による電動ブレーキ装置１は有効である。
【００２１】
駆動回路１１１は、演算処理回路および電力変換回路である。駆動回路１１１は、ブレーキ制御装置１００と双方向の通信を行っており、ブレーキ制御装置１００から送信された制動力指令値を図示しない電動キャリパのパッドの押圧力指令値に変換する。また、駆動回路１１１は、第１の電力供給線４０あるいは第２の電力供給線４１を介して電力供給装置１０から電力の供給を受けており、供給された電力を上記の押圧力指令値に基づいて適切な駆動電力に変換し、これを電動キャリパ１１２に供給する。なお、駆動電力としては、例えば、パルス幅変調に基づいて生成された３相交流電力である。
【００２２】
電動キャリパ１１２は、図示しないアクチュエータと、図示しないパッドとを備えている。電動キャリパ１１２では、駆動回路１１１から供給された駆動電力によってアクチュエータが駆動され、アクチュエータに連結されたパッドがディスクロータ１３０に押圧される。これにより、ディスクロータ１３０に制動トルクが作用する。なお、電動キャリパ１１２には、パッドの押圧力を検出する図示しない押圧センサが備えられており、この信号が駆動回路１１１に出力されている。駆動回路１１１には、押圧センサの出力値をフィードバックする制御系が構成されており、これにより、押圧力の制御が行われている。なお、アクチュエータとしては、例えば、回転モータと、回転モータのトルクを増幅する減速機構と、増幅された回転モータのトルクを直動方向の押圧力に変換する変換機構と、を組合わせた構成である。
【００２３】
図１に示した第１の実施形態では、駆動回路１１１と電動キャリパ１１２が別体である場合を示しているが、これらを一体化、すなわち電動キャリパ１１２に駆動回路１１１を内蔵させることができる。これにより、電動キャリパ１１２と駆動回路１１１との間に電源線と信号線を配線する必要がなくなるため、信頼性が向上するとともに、低コスト化が図られる。
【００２４】
ディスクロータ１３０は、図示しない車輪と共に回転している。そのため、ディスクロータ１３０に作用した制動トルクは、車輪と路面との間に作用する制動力となる。
【００２５】
図１において、ブレーキ制御装置１００は演算処理回路である。ブレーキ制御装置１００は、駆動回路１１１と双方向の通信を行っており、ブレーキセンサ２００の信号に基づいて算出した運転者の要求制動力を、制動力指令値として駆動回路１１１に送信する。なお、ブレーキ制御装置１００は、第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して電力供給装置１０から電力の供給を受けている。そのため、いずれか一方からの電力の供給が途絶えた場合にも、制動力指令値を駆動回路１１１に送信することができる。また、ブレーキ制御装置１００に、例えば車速、車輪速、車両の前後方向加速度、車両の横方向加速度、車両のヨーレート、等を入力し、これらに基づいて制動力指令値を決定させることができる。これにより、車両の挙動に応じて、各車輪で発生させる制動力を最適に制御することができるため、操舵時や低摩擦路走行時の車両安定性が向上するとともに、車両の停止距離が短縮される。
【００２６】
図１において、ブレーキセンサ２００は、運転者の要求制動力を検出するセンサであり、例えば運転者の踏力を検出する踏力センサ、ブレーキペダルのストロークを検出するストロークセンサ、等である。なお、ブレーキセンサ２００としては、例えば踏力センサ、ストロークセンサ、等を複数個組合わせた構成が望ましく、これにより、運転者の要求制動力をより的確に把握することができる。また、複数のセンサを備えることで、一つのセンサが故障した場合にも、運転者の制動要求をブレーキ制御装置１００に伝達することができる。
【００２７】
図１において、電力供給装置１０は、リレー制御装置１１と、環状電源線１２と、第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６と、第１の電流センサ１７と、第２の電流センサ１８とを備えている。
【００２８】
リレー制御装置１１は演算処理回路である。リレー制御装置１１は、第１の電流センサ１７と、第２の電流センサ１８と、バッテリセンサ６０，６１と、ブレーキセンサ２００と、キースイッチ２１０と、の信号に基づいて、第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６の開閉を制御する。
【００２９】
また、リレー制御装置１１は、ブレーキセンサ２００あるいはキースイッチ２１０のいずれかのオン信号によって起動し、起動後、第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６を閉じる。これにより、ブレーキ制御装置１００とディスクブレーキ装置１１０への電力供給体制が確立する。このように、ブレーキセンサ２００のオン信号に基づいてリレー制御装置１１を起動させることにより、たとえキースイッチ２１０がオフであっても、ブレーキペダル２０１を踏むことでブレーキ制御装置１００とディスクブレーキ装置１１０に電力が供給され制動力が発生するため、車両を安全に停止させることができる。
【００３０】
また、リレー制御装置１１は、バッテリセンサ６０，６１からの情報に基づいて、主バッテリ２０と補助バッテリ２１の充電率を推定することができる。その方法は、例えば、充電率とほぼ比例関係にある端子電圧から充電率の初期値を抽出し、これに充放電電流の積算分を加算して逐次の充電率を算出するものである。これにより、主バッテリ２０と補助バッテリ２１の充電率に基づいて、第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６の開閉を制御できるようになるため、信頼性がより一層向上する。
【００３１】
結論的に云えば、リレー制御装置１１の起動直後に、詳細は後述するが、第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６の一部あるいはすべてを所定のロジックで開閉することにより、主バッテリ２０、補助バッテリ２１、主電源線３０、補助電源線３１、等の故障を検出することができるようになっている。即ち、リレー制御装置１１の起動直後における電源系統の故障検出は、図１に示すシステム稼働後における電源系統の故障検出（後述するが、図３参照）とは別異のものである。
【００３２】
リレー制御装置１１は、主バッテリ２０と補助バッテリ２１の両方から電力の供給を受けている。そのため、主バッテリ２０あるいは補助バッテリ２１のいずれか一方が故障した場合にも、第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６の開閉を正常に制御することができる。
【００３３】
環状電源線１２には、主電源線３０を介して主バッテリ２０と発電機５０が接続されており、補助電源線３１を介して補助バッテリ２１が接続されており、第１の電力供給線４０を介してブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０が接続されており、第２の電力供給線４１を介してブレーキ制御装置１００と第２のブレーキ系統１２１が接続されている。
【００３４】
すなわち、電源としての主バッテリ２０および補助バッテリ２１と、アクチュエータ群としての第１のブレーキ系統１２０および第２のブレーキ系統１２１とは、環状電源線１２の周方向に交互に接続されている。なお、電源としては２つのバッテリに限らず３つ以上であっても良く、ブレーキ系統も互いに独立した３つ以上の系統であっても良い。
【００３５】
また、環状電源線１２には、主電源線３０と第１の電力供給線４０との間に第１のリレー１３が設置されており、補助電源線３１と第１の電力供給線４０との間に第２のリレー１４が設置されており、主電源線３０と第２の電力供給線４１との間に第３のリレー１５が設置されており、補助電源線３１と第２の電力供給線４１との間に第４のリレー１６が設置されている。
【００３６】
第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６は、正常時、閉じている状態にある。これにより、図示しないエンジンが動作中で発電機５０が発電駆動されている場合には、発電機５０によって主バッテリ２０と補助バッテリ２１が充電されるとともに、これらの電力が電力供給装置１０に供給される。そして、電力供給装置１０から、第１の電力供給線３０を介してブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０に電力が供給されるとともに、第２の電力供給線４１を介してブレーキ制御装置１００と第２のブレーキ系統１２１に電力が供給される。
【００３７】
一方、エンジンが停止中で発電機５０が発電駆動されていない場合には、主バッテリ２０と補助バッテリ２１の充電電力が電力供給装置１０に供給される。そして、同様に、電力供給装置１０から、第１の電力供給線４０を介してブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０に電力が供給されるとともに、第２の電力供給線４１を介してブレーキ制御装置１００と第２のブレーキ系統１２１に電力が供給される。
【００３８】
第１の電流センサ１７は、主電源線３０と環状電源線１２との間に設置されており、この間を通過する電流の大きさと方向を検出する。なお、第１の実施形態では、図１中のＡ矢印方向を電流の正方向としている。また、第２の電流センサ１８は、補助電源線３１と環状電源線１２との間に設置されており、この間を流れる電流の大きさと方向を検出する。なお、第１の実施形態では、図１中のＢ矢印方向を電流の正方向としている。
【００３９】
以上述べた通り、本発明の第１の実施形態による電動ブレーキ装置１によれば、主バッテリ２０と補助バッテリ２１と発電機５０の電力によって、電動キャリパ１１２を確実に動作させることができる。これにより、運転者の要求に応じて車両が減速させられるとともに、車両の安定性を向上させることができる。
【００４０】
次に、本発明の実施形態に係る電動ブレーキ装置１に備わるリレー制御装置１１の具体的な処理について、図２を参照して説明する。図２は、リレー制御装置１１が実行するルーチン（以下、リレー制御ルーチンと称す）のフローチャートである。リレー制御ルーチンは、所定の時間間隔で繰返し起動される。
【００４１】
リレー制御ルーチンが起動されると、まず、ステップ３００の処理が実行される。ステップ３００では、第１の電流センサ１７を通過する電流Ｉ１が、正方向で、その絶対値が所定値ＩＢより大きいか否かが判断され、これが成立する（電流方向と電流絶対値の双方の条件成立）場合にはステップ３１０の処理が実行され、成立しない場合にはステップ３３０の処理が実行される。
【００４２】
ここで、所定値ＩＢは、主電源線３０、補助電源線３１、第１の電力供給線４０、第２の電力供給線４１、等の接地の有無を判断できる値であり、例えば、ブレーキ制御装置１００とディスクブレーキ装置１１０に供給される合算電流の最大値であって良い。
【００４３】
ステップ３１０では、第２の電流センサ１８を通過する電流Ｉ２が、正方向であって、その絶対値が所定値ＩＢより大きいか否かが判断され、これが成立する場合にはステップ３２０の処理が実行され、成立しない場合にはステップ３１１の処理が実行される。
【００４４】
ステップ３２０では、第２のリレー１４と第３のリレー１５を開く処理が実行される。ステップ３２０に至るケースは、第１の電流センサ１７を通過する正方向の電流が所定値ＩＢを超えるとともに、第２の電流センサ１８を通過する正方向の電流が所定値ＩＢを超える場合である。すなわち、主バッテリ２０と補助バッテリ２１の両方から、第１の電力供給線４０あるいは第２の電力供給線４１のいずれかに向かって過電流が流れている場合である。従って、この場合には、第１の電力供給線４０あるいは第２の電力供給線４１のいずれかの接地の発生が推定される。
【００４５】
ここで、第２のリレー１４と第３のリレー１５を開くことにより、環状電源線１２が二つに分断される。これにより、主バッテリ２０から、主電源線３０と第１の電力供給線４０を介してブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０に電力が供給される体制が確立する。また、補助バッテリ２１から、補助電源線３１と第２の電力供給線４１を介してブレーキ制御装置１００と第２のブレーキ系統１２１に電力が供給される体制が確立する。
【００４６】
ここで、仮に、第２の電力供給線４１が接地している場合には、前者（主バッテリ２０）の体制で電力が供給されるため、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０が正常に動作することになる。一方、仮に、第１の電力供給線４０が接地している場合には、後者（補助バッテリ２１）の体制で電力が供給されるため、ブレーキ制御装置１００と第２のブレーキ系統１２１が正常に動作することになる。
【００４７】
このように、リレー制御装置１１によって第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６の開閉を制御することにより、第１の電力供給線４０、第２の電力供給線４１のいずれか一つが故障した場合にも、少なくとも２個のディスクブレーキ装置１１０によって制動力を得ることができる。これにより、車両を所定の減速度で停止させることができ、運転者および乗員の安全を確保することができる。
【００４８】
なお、ステップ３２０では、第２のリレー１４と第３のリレー１５に代えて、第１のリレー１３と第４のリレー１６を開くことができる。これにより、主バッテリ２０から、主電源線３０と第２の電力供給線４１を介してブレーキ制御装置１００と第２のブレーキ系統１２１に電力が供給される体制が確立する。また、補助バッテリ２１から、補助電源線３１と第１の電力供給線４０を介してブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０に電力が供給される体制が確立する。
【００４９】
ステップ３２１では、ステップ３２０での処理を受けて、第１の電力供給線接地フラグと第２の電力供給線接地フラグをオンにする処理が実行される。これにより、今回のルーチンは終了する。フラグのオンによって第１又は第２の電力供給線の接地警告を発することができる。
【００５０】
ステップ３１１では、第２のリレー１４と第４のリレー１６を開く処理が実行される。ステップ３１１に至るケースは、第１の電流センサ１７を通過する正方向の電流が所定値ＩＢを超えるとともに、第２の電流センサ１８を通過する電流が負方向である場合であり、すなわち、主バッテリ２０と発電機５０から、補助バッテリ２１に向かって過電流が流れている場合である（主バッテリと補助バッテリの負荷が同一であってＩ１＞ＩＢであるからには、Ｉ２＜ＩＢは有り得ず、Ｉ２が負方向である場合である）。従って、この場合には、補助バッテリ２１の故障か、補助電源線３１の接地のいずれかの発生が推定される。
【００５１】
ここで、第２のリレー１４と第４のリレー１６を開くことにより、環状電源線１２が二つに分断される。これにより、故障していると推定される補助バッテリ２１あるいは補助電源線３１が環状電源線１２から切り離される。その結果、主バッテリ２０から主電源線３０と第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に電力が供給される体制が確立する。
【００５２】
このように、リレー制御装置１１によって第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６の開閉を制御することで、補助バッテリ２１、補助電源線３１のいずれか一つが故障した場合にも、４個のディスクブレーキ装置１１０すべてによって制動力を得ることができる。これにより、車両を所定の減速度で停止させることができ、運転者および乗員の安全を確保することができる。
【００５３】
ステップ３１２では、ステップ３１１での処理を受けて、補助バッテリ故障フラグと補助電源線接地フラグをオンにする処理が実行される。これにより、今回のルーチンは終了する。これらのフラグのオンによって補助バッテリの故障警告又は補助電源線の接地警告を発することができる。
【００５４】
ステップ３３０では、第１の電流センサ１７を通過する電流Ｉ１が、負方向で、その絶対値が所定値ＩＢより大きいか否かが判断され、これが成立する場合にはステップ３４０の処理が実行され、成立しない場合には今回のルーチンは終了する。
【００５５】
ステップ３４０では、第１のリレー１３と第３のリレー１５を開く処理が実行される。ステップ３４０に至るケースは、第１の電流センサ１７を通過する負方向の電流が所定値ＩＢを超える場合であり、すなわち、補助バッテリ２１から、主バッテリ２０に向かって過電流が流れている場合である。従って、この場合には、主バッテリ２０の故障か、主電源線３０の接地のいずれかの発生が推定される。
【００５６】
ここで、第１のリレー１３と第３のリレー１５を開くことにより、環状電源線１２が二つに分断される。これにより、故障していると推定される主バッテリ２０あるいは主電源線３０が環状電源線１２から切り離される。その結果、補助バッテリ２１から補助電源線３１と第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に電力が供給される体制が確立する。
【００５７】
このように、リレー制御装置１１によって第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６の開閉を制御することで、主バッテリ２０、主電源線３０のいずれか一つが故障した場合にも、４個のディスクブレーキ装置１１０すべてによって制動力を得ることができる。これにより、車両を所定の減速度で停止させることができ、運転者および乗員の安全を確保することができる。
【００５８】
ステップ３４１では、ステップ３４０での処理を受けて、主バッテリ故障フラグと主電源線接地フラグをオンにする処理が実行される。これにより、今回のルーチンは終了する。
【００５９】
ステップ３１２、ステップ３２１、ステップ３４１での処理を受けて、例えば図示しない警告灯の点灯、図示しない警告ブザーの鳴動、等により運転者に故障の発生を警告することができる。また、図２に示すフローチャートはあくまでも一例であり、電流センサの個数、設置場所、等に応じて種々の変更、改良を加えることができる。また、第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６の開閉の制御では、環状電源線１２の電圧を参照することができる。
【００６０】
第１の実施形態では、図示しないエンジンを始動する際に、第１のリレー１３と第３のリレー１５を開くことができる。これにより、主バッテリ２０に接続された図示しない始動機でエンジンを始動している最中にも、始動に伴う主バッテリ２０の電圧降下の影響を受けることなく、補助バッテリ２１によって、補助電源線３１と第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に所定の電圧を印加することができる。これにより、電圧降下に伴う駆動回路１１１およびブレーキ制御装置１００の瞬時停止が回避されるため、エンジンを始動している最中にも４輪の制動力を得ることができる。これは、アイドリングストップの状態からエンジンを再始動する際に特に有効である。また、駆動回路１１１およびブレーキ制御装置１００の瞬時停止が回避されるため、駆動回路１１１およびブレーキ制御装置１００の最低動作電圧を引上げることができる。これは、コスト面で有利となる。
【００６１】
以上述べた通り、本発明の第１の実施形態による電動ブレーキ装置１によれば、主バッテリ２０、補助バッテリ２１、主電源線３０、補助電源線３１、第１の電力供給線４０、第２の電力供給線４１のいずれか一つの故障に対して、これらの発生を検出するとともに、故障個所に応じて所定のリレー１３，１４，１５，１６を開閉するため、少なくとも２個のディスクブレーキ装置１１０によって制動力を得ることができる。
【００６２】
図３は、リレー制御ルーチンに基づいて、各部位の故障モードと、第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６の開閉状態と、第１および第２のブレーキ系統１２０，１２１への電力供給の有無を纏めた図表である。
【００６３】
ここで、主電源線３０の断線と補助電源線３１の断線については、図２に示すようなリレー制御ルーチンでは検出されないため（図２に示すルーチンは、図１に示すシステムが稼働中でのルーチンである）、リレー制御装置１１の起動時に検出（システム稼働以前に前もって検出）することになる。その方法は、例えば第２のリレー１４と第３のリレー１５を開いた状態を作り、この状態で第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１の電圧を調べるものである。すなわち、第１の電力供給線４０の電圧が０Ｖであれば主電源線３０の断線の発生が推定され、第２の電力供給線４１の電圧が０Ｖであれば補助電源線３１の断線の発生が推定される。
【００６４】
また、第１の電力供給線４０の断線と第２の電力供給線４１の断線については、リレー制御ルーチンでは検出されず、第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１の両方から電力の供給を受けているブレーキ制御装置１００によって検出される。なお、主バッテリ２０の端子外れと補助バッテリ２１の端子外れについては、それぞれ主電源線３０の断線、補助電源線３１の断線と同等の事象であるとみなせるため、上述の通りに検出される。
【００６５】
図３に示すように、本発明の第１の実施形態による電動ブレーキ装置１によれば、主バッテリ２０、補助バッテリ２１、主電源線３０、補助電源線３１、第１の電力供給線４０、第２の電力供給線４１のいずれか一つの故障が発生した場合、故障した部分を切り離す、あるいは故障した部分と故障していない部分とを分断するように第１〜第４のリレー１３，１４，１５，１６の開閉を制御する。これにより、ブレーキ制御装置１００と、第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１の少なくともいずれか一方に確実に電力が供給されるため、車両を所定の減速度で停止させることができ、運転者および乗員の安全を確保することができる。
【００６６】
以上の説明のように、本発明では、図１に示すような回路構成を採用することによって、システム稼働中において、図３に示すような故障モード、特に断線の故障を自動的に検出し警告を発し、電動ブレーキ装置に確実に電力を供給することができるものである（システム稼働中の故障診断及び対処法）。更に、図１に示すような回路構成を採用することによって、システムの起動直後における、図３に示すバッテリの端子外れ及び故障や電源線等の断線についての初期診断をも実施できるものである（システム稼働直後の初期診断）。
【００６７】
次に、図１に示すように、環状電源線１２に第１〜第４のスイッチ１３〜１６が接続される構成において、これらのスイッチの開閉状態を検知、検証するには次のような手法を用いることができる。この検証手法は、主バッテリと補助バッテリの電圧値が実際上若干異なるものであることを前提にしている。
【００６８】
第１の電力供給線４０と環状電源線１２との間の電圧と、第２の電力供給線４１と環状電源線１２との間の電圧が異なる値となれば、リレー制御ルーチンに基づいて第２のリレー１４と第３のリレー１５が開いたと判断することができる。また、第１の電力供給線４０と環状電源線１２との間の電圧と、主電源線３０と環状電源線１２との間の電圧が異なる値となれば、リレー制御ルーチンに基づいて第１のリレー１３と第３のリレー１５が開いたと判断することができる。また、第１の電力供給線４０と環状電源線１２との間の電圧と、補助電源線３３１と環状電源線１２との間の電圧が異なる値となれば、リレー制御ルーチンに基づいて第２のリレー１４と第４のリレー１６が開いたと判断することができる。
【００６９】
このような検証手法を用いることによって、図１〜図３に示す本発明の第１の実施形態の構成と制御ルーチンを容易に検認することができる。
【００７０】
「第２の実施形態」
図４は、本発明の第２の実施形態による電動ブレーキ装置１の全体構成を示す図である。なお、第１の実施形態と同一部分については、同一番号を付して説明を省略する。
【００７１】
第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、環状電源線１２に、第１のリレー１３に代えて第１のダイオード７０を設置している点、第４のリレー１６に代えて第２のダイオード７１を設置している点、である。
【００７２】
図４において、第１のダイオード７０は、主バッテリ２０側から補助バッテリ２１側に向かう電流を許容し、補助バッテリ２１側から主バッテリ２０側に向かう電流を阻止する。また、第２のダイオード７１は、補助バッテリ２１側から主バッテリ２０側に向かう電流を許容し、主バッテリ２０側から補助バッテリ２１側に向かう電流を阻止する。従って、第１の実施形態と同様に、発電機５０によって、補助バッテリ２１を充電することができる。なお、ダイオードに代えて逆流防止回路であっても良い。
【００７３】
また、主バッテリ２０によって、第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に電力を供給することができる。また、補助バッテリ２１によって、第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に電力を供給することができる。
【００７４】
第２の実施形態におけるリレー制御ルーチンのフローチャートは、図２に示すフローチャートとほぼ同じである。異なる点は、ステップ３１１において、第２のリレー１４と第４のリレー１６を開く処理に代えて、第２のリレー１４のみを開く処理を実行する点、である。
【００７５】
ただし、第２のリレー１４のみを開くことによっても、第１の実施形態と同様に、主バッテリ２０から故障していると推定される補助バッテリ２１あるいは補助電源線３１への通電が回避される。これにより、主バッテリ２０から、主電源線３０と第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に電力が供給される体制が確立する。
【００７６】
また、異なる点は、ステップ３４０において、第１のリレー１３と第３のリレー１５を開く処理に代えて、第３のリレー１５のみを開く処理を実行する点、である。ただし、第３のリレー１５のみを開くことによっても、第１の実施形態と同様に、補助バッテリ２１から故障していると推定される主バッテリ２０あるいは主電源線３０への通電が回避される。これにより、補助バッテリ２１から、補助電源線３１と第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に電力が供給される体制が確立する。
【００７７】
また、第２の実施形態では、図示しないエンジンを始動する際に、第３のリレー１５を開くことができる。これにより、主バッテリ２０に接続された図示しない始動機でエンジンを始動している最中にも、始動に伴う主バッテリ２０の電圧降下の影響を受けることなく、補助バッテリ２１によって、補助電源線３１と第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に所定の電圧を印加することができる。
【００７８】
これにより、電圧降下に伴う駆動回路１１１およびブレーキ制御装置１００の瞬時停止が回避されるため、エンジンを始動している最中にも４輪の制動力を得ることができる。これは、アイドリングストップの状態からエンジンを再始動する際に特に有効である。また、駆動回路１１１およびブレーキ制御装置１００の瞬時停止が回避されるため、駆動回路１１１およびブレーキ制御装置１００の最低動作電圧を引上げることができる。これは、コスト面で有利となる。
【００７９】
以上述べた通り、本発明の第２の実施形態による電動ブレーキ装置１によれば、主バッテリ２０、補助バッテリ２１、主電源線３０、補助電源線３１、第１の電力供給線４０、第２の電力供給線４１のいずれか一つの故障に対して、これらの発生を検出するとともに、故障個所に応じて所定のリレー１４，１５を開閉するため、少なくとも２個のディスクブレーキ装置１１０によって制動力を得ることができる。
【００８０】
「第３の実施形態」
図５は、本発明の第３の実施形態に係る電動ブレーキ装置１の全体構成を示す図である。なお、第１の実施形態と同一部分については、同一番号を付して説明を省略する。
【００８１】
第３の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、環状電源線１２に、第２のリレー１４に代えて第１のダイオード７０を設置している点、第４のリレー１６に代えて第２のダイオード７１を設置している点、である。また、主バッテリ２０と発電機５０の電力を変換して補助バッテリ２１に供給する第１のＤＣＤＣコンバータ８０を備えている点、補助バッテリ２１の電力を変換して電力供給装置１０に供給する第２のＤＣＤＣコンバータ８１を備えている点、である。また、環状電源線１２の主電源線３０と第１の電力供給線４０との間に第２の電流センサ１８を設置している点、である。
【００８２】
図５において、第１のダイオード７０と第２のダイオード７１は、補助バッテリ２１側から主バッテリ２０側に向かう電流を許容し、主バッテリ２０側から補助バッテリ２１側に向かう電流を阻止する。
【００８３】
従って、第１の実施形態と同様に、主バッテリ２０によって、第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に電力を供給することができる。また、補助バッテリ２１によって、第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に電力を供給することができる。なお、補助バッテリ２１の充電については、第１のＤＣＤＣコンバータ８０によって行われる。
【００８４】
図５において、主バッテリ２０と補助バッテリ２１の公称電圧は異なっており、例えば１２Ｖ、２４Ｖ、３６Ｖ、等のいずれかの組合わせである。即ち、公称電圧の異なった、例えば１２Ｖと２４Ｖの電圧をもった異なる複数のバッテリに対しても適用でき得るものである。因みに、図１における主バッテリ２０と補助バッテリ２０の公称電圧は、若干の差はあるものの同一である。
【００８５】
図５において、第１のＤＣＤＣコンバータ８０と第２のＤＣＤＣコンバータ８１は、昇圧型、降圧型のいずれであっても構わない。ただし、第１のＤＣＤＣコンバータ８０が降圧型の場合には、第２のＤＣＤＣコンバータ８１は昇圧型である必要がある。一方、第１のＤＣＤＣコンバータ８０が昇圧型の場合には、第２のＤＣＤＣコンバータ８１は降圧型である必要がある。
【００８６】
図６は、本発明の第３の実施形態におけるリレー制御ルーチンのフローチャートである。図６に示すフローチャートが図２に示すフローチャートと異なる点は、ステップ３１１において、第２のリレー１４と第４のリレー１６を開く処理に代えて、第３のリレー１５を開く処理を実行する点、である。
【００８７】
ステップ３１１に至るケースは、第１の電流センサ１７を通過する正方向の電流が所定値ＩＢを超えるとともに、第２の電流センサ１８を通過する電流が零である場合であり、すなわち、主バッテリ２０と発電機５０から、第２の電力供給線４１に向かって過電流が流れている場合である。従って、この場合には、第２の電力供給線４１の接地の発生が推定される。
【００８８】
ここで、第３のリレー１５を開くことにより、主バッテリ２０から故障していると推定される第２の電力供給線４１への通電が回避される。これにより、主バッテリ２０から、主電源線３０と第１の電力供給線４０を介してブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０に電力が供給される体制が確立する。そして、ステップ３１２では、ステップ３１１での処理を受けて、第２の電力供給線接地フラグをオンにする処理が実行される。
【００８９】
また、図６に示すフローチャートが図２に示すフローチャートと異なる点は、ステップ３２０において、第２のリレー１４と第３のリレー１５を開く処理に代えて、第１のリレー１３を開く処理を実行する点、である。ステップ３２０に至るケースは、第１の電流センサ１７を通過する正方向の電流が所定値ＩＢを超えるとともに、第２の電流センサ１８を通過する正方向の電流が所定値ＩＢを超える場合であり、すなわち、主バッテリ２０と発電機５０から、第１の電力供給線４０に向かって過電流が流れている場合である。従って、この場合には、第１の電力供給線４０の接地の発生が推定される。
【００９０】
ここで、第１のリレー１３を開くことにより、主バッテリ２０から故障していると推定される第１の電力供給線４０への通電が回避される。これにより、主バッテリ２０から、主電源線３０と第２の電力供給線４１を介してブレーキ制御装置１００と第２のブレーキ系統１２１に電力が供給される体制が確立する。そして、ステップ３２１では、ステップ３２０での処理を受けて、第１の電力供給線接地フラグをオンにする処理が実行される。
【００９１】
第３の実施形態では、第１のダイオード７０と第２のダイオード７１を設置しているため、補助バッテリ２１あるいは補助電源線３１が故障した場合にも、主バッテリ２０側から補助バッテリ２１側への通電はない。従って、補助バッテリ２１と補助電源線３１の故障については、リレー制御ルーチンでは対処しなくてよい。
【００９２】
なお、第３の実施形態では、図示しないエンジンを始動する際に、第１のリレー１３と第３のリレー１５を開くことができる。これにより、主バッテリ２０に接続された図示しない始動機でエンジンを始動している最中にも、始動に伴う主バッテリ２０の電圧降下の影響を受けることなく、補助バッテリ２１によって、補助電源線３１と第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に所定の電圧を印加することができる。これにより、電圧降下に伴う駆動回路１１１およびブレーキ制御装置１００の瞬時停止が回避されるため、エンジンを始動している最中にも４輪の制動力を得ることができる。これは、アイドリングストップの状態からエンジンを再始動する際に特に有効である。また、駆動回路１１１およびブレーキ制御装置１００の瞬時停止が回避されるため、駆動回路１１１およびブレーキ制御装置１００の最低動作電圧を引上げることができる。これは、コスト面で有利となる。
【００９３】
以上述べた通り、本発明の第３の実施形態による電動ブレーキ装置１によれば、主バッテリ２０、補助バッテリ２１、主電源線３０、補助電源線３１、第１の電力供給線４０、第２の電力供給線４１のいずれか一つの故障に対して、これらの発生を検出するとともに、故障個所に応じて所定のリレー１３，１５を開閉するため、少なくとも２個のディスクブレーキ装置１１０によって制動力を得ることができる。
【００９４】
「実施形態４」
図７は、本発明の第４の実施形態による電動ブレーキ装置１の全体構成である。なお、第１の実施形態と同一部分については、同一番号を付して説明を省略する。
【００９５】
第４の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、環状電源線１２に、第１のリレー１３に代えて第１のダイオード７０を設置している点、第３のリレー１５に代えて第２のダイオード７１を設置している点、である。また、主バッテリ２０と発電機５０の電力を変換して電力供給装置１０に供給するＤＣＤＣコンバータ８２を備えている点、である。また、補助電源線３１と環状電源線１２との間に第１の電流センサ１７を設置している点、環状電源線１２の補助電源線３１と第１の電力供給線４０との間に第２の電流センサ１８を設置している点、である。
【００９６】
図７において、第１のダイオード７０と第２のダイオード７１は、主バッテリ２０側から補助バッテリ２１側に向かう電流を許容し、補助バッテリ２１側から主バッテリ２０側に向かう電流を阻止する。従って、第１の実施形態と同様に、ＤＣＤＣコンバータ８２によって補助バッテリ２１を充電することができる。
【００９７】
また、ＤＣＤＣコンバータ８２によって、第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に電力を供給することができる。また、補助バッテリ２１によって、第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に電力を供給することができる。
【００９８】
図７において、主バッテリ２０と補助バッテリ２１の公称電圧は異なっており、例えば１２Ｖ、２４Ｖ、３６Ｖ、等のいずれかの組合わせである。図７において、ＤＣＤＣコンバータ８２は、昇圧型、降圧型のいずれであっても構わない。
【００９９】
図８は、本発明の第４の実施形態によるリレー制御ルーチンのフローチャートである。このフローチャートが図２に示すフローチャートと異なる点は、ステップ３１１において、第２のリレー１４と第４のリレー１６を開く処理に代えて、第４のリレー１６を開く処理を実行する点、である。ステップ３１１に至るケースは、第１の電流センサ１７を通過する正方向の電流が所定値ＩＢを超えるとともに、第２の電流センサ１８を通過する電流が零である場合であり、すなわち、補助バッテリ２１から、第２の電力供給線４１に向かって過電流が流れている場合である。従って、この場合には、第２の電力供給線４１の接地の発生が推定される。
【０１００】
ここで、第４のリレー１６を開くことにより、補助バッテリ２１から故障していると推定される第２の電力供給線４１への通電が回避される。これにより、補助バッテリ２１から、補助電源線３１と第１の電力供給線４０を介してブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０に電力が供給される体制が確立する。そして、ステップ３１２では、ステップ３１１での処理を受けて、第２の電力供給線接地フラグをオンにする処理が実行される。
【０１０１】
また、図８に示すフローチャートが図２に示すフローチャートと異なる点は、ステップ３２０において、第２のリレー１４と第３のリレー１５を開く処理に代えて、第２のリレー１４を開く処理を実行する点、である。ステップ３２０に至るケースは、第１の電流センサ１７を通過する正方向の電流が所定値ＩＢを超えるとともに、第２の電流センサ１８を通過する正方向の電流が所定値ＩＢを超える場合であり、すなわち、補助バッテリ２１から、第１の電力供給線４０に向かって過電流が流れている場合である。従って、この場合には、第１の電力供給線４０の接地の発生が推定される。
【０１０２】
ここで、第２のリレー１４を開くことにより、補助バッテリ２１から故障していると推定される第１の電力供給線４０への通電が回避される。これにより、補助バッテリ２１から、補助電源線３１と第２の電力供給線４１を介してブレーキ制御装置１００と第２のブレーキ系統１２１に電力が供給される体制が確立する。そして、ステップ３２１では、ステップ３２０での処理を受けて、第１の電力供給線接地フラグをオンにする処理が実行される。
【０１０３】
また、図８に示すフローチャートが図２に示すフローチャートと異なる点は、ステップ３４０において、第１のリレー１３と第３のリレー１５を開く処理に代えて、第２のリレー１４と第４のリレー１６を開く処理を実行する点、である。ステップ３４０に至るケースは、第１の電流センサ１７を通過する負方向の電流が所定値ＩＢを超える場合であり、すなわち、主バッテリ２０と発電機５０から、補助バッテリ２１に向かって過電流が流れている場合である。従って、この場合には、補助バッテリ２１の故障か、補助電源線３１の接地のいずれかの発生が推定される。
【０１０４】
ここで、第２のリレー１４と第４のリレー１６を開くことにより、環状電源線１２が二つに分断される。これにより、故障していると推定される補助バッテリ２１あるいは補助電源線３１が環状電源線１２から切り離され、主バッテリ２０から、主電源線３０と第１の電力供給線４０と第２の電力供給線４１を介して、ブレーキ制御装置１００と第１のブレーキ系統１２０と第２のブレーキ系統１２１に電力が供給される体制が確立する。なお、ステップ３４１では、ステップ３４０での処理を受けて、補助バッテリ故障フラグと補助電源線接地フラグをオンにする処理が実行される。
【０１０５】
第４の実施形態においては、第１のダイオード７０と第２のダイオード７１を設置しているため、主バッテリ２０あるいは主電源線３０が故障した場合にも、補助バッテリ２１側から主バッテリ２０側への通電はない。従って、主バッテリ２０と主電源線３０の故障については、リレー制御ルーチンでは対処しなくてよい。
【０１０６】
以上述べた通り、本発明の第４の実施形態による電動ブレーキ装置１によれば、主バッテリ２０、補助バッテリ２１、主電源線３０、補助電源線３１、第１の電力供給線４０、第２の電力供給線４１のいずれか一つの故障に対して、これらの発生を検出するとともに、故障個所に応じて所定のリレー１４，１６を開閉するため、少なくとも２個のディスクブレーキ装置１１０によって制動力を発生させることができる。
【０１０７】
以上、本発明の実施の形態を図面に従って説明したが、これらはあくまでも一つの実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【０１０８】
なお、第２の実施形態、第３の実施形態、第４の実施形態における第１のダイオード７０と第２のダイオード７１については、同様の機能を有するパワーＭＯＳＦＥＴに置き換えることができる。
【０１０９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バッテリ、電源線、および電力供給線に一つの故障が発生した場合にも、所定のブレーキアクチュエータに必要な電力を確実に供給できる、信頼性の高い電動ブレーキ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電動ブレーキ装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る電動ブレーキ装置におけるリレー制御装置が実行するルーチンのフローチャートである。
【図３】第１の実施形態に係る電動ブレーキ装置の電源系統において、各部位の故障モードと、第１〜第４のリレーの開閉状態と、第１および第２のブレーキ系統への電力供給の有無と、を纏めた図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る電動ブレーキ装置の全体構成を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る電動ブレーキ装置の全体構成を示す図である。
【図６】第３の実施形態におけるリレー制御装置が実行するルーチンのフローチャートである。
【図７】本発明の第４の実施形態による電動ブレーキ装置の全体構成を示す図である。
【図８】第４の実施形態におけるリレー制御装置が実行するルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 電動ブレーキ装置
１０ 電力供給装置
１１ リレー制御装置
１２ 環状電源線
１３ 第１のリレー
１４ 第２のリレー
１５ 第３のリレー
１６ 第４のリレー
１７ 第１の電流センサ
１８ 第２の電流センサ
２０ 主バッテリ
２１ 補助バッテリ
３０ 主電源線
３１ 補助電源線
４０ 第１の電力供給線
４１ 第２の電力供給線
５０ 発電機
６０ バッテリセンサ
６１ バッテリセンサ
７０ 第１のダイオード
７１ 第２のダイオード
８０ 第１のＤＣＤＣコンバータ
８１ 第２のＤＣＤＣコンバータ
８２ ＤＣＤＣコンバータ
１００ ブレーキ制御装置
１１０ ディスクブレーキ装置
１１１ 駆動回路
１１２ 電動キャリパ
１２０ 第１のブレーキ系統
１２１ 第２のブレーキ系統
１３０ ディスクロータ
２００ ブレーキセンサ
２０１ ブレーキペダル
２１０ キースイッチ
Claims (4)
- 複数の電源と、前記電源から電力を供給されて互いに独立して動作する少なくとも２つのブレーキ系統と、を備えた電動ブレーキ装置であって、
前記各電源と前記各ブレーキ系統とを交互に接続する環状電源線を形成し、
前記環状電源線には各電源と各ブレーキ系統との間の電流を遮断する遮断手段を設け、
前記各電源における電流の異常を検知する検知手段を設け、
前記検知手段の検知結果に基づいて、各電源に繋がる前記環状電源線における２つの前記遮断手段のいずれか１つを制御して、前記一のブレーキ系統に対して複数の電源からではなくて前記一の電源から電力を供給し、
前記電源から前記ブレーキ系統に至るいずれかの電源線に故障が発生した場合に、いずれか１つのブレーキ系統に電力を供給し得る
ことを特徴とする電動ブレーキ装置。 - 請求項１において、
前記検知手段による電流の異常検知は、電流の流れる向きと大きさを検知することを特徴とする電動ブレーキ装置。 - 請求項１において、
前記環状電源線における２つの前記遮断手段は、開閉手段と一方向の電流を阻止するダイオード又は逆流防止回路とからなることを特徴とする電動ブレーキ装置。 - 請求項１において、
前記検知手段による異常の検知結果に基づいて、一の電源に繋がる環状電源線における２つの前記遮断手段を制御して、前記一の電源に向かう電流を遮断する
ことを特徴とする電動ブレーキ装置。
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