JP4333443B2

JP4333443B2 - 電動ブレーキ制御装置

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Publication number: JP4333443B2
Application number: JP2004099919A
Authority: JP
Inventors: 二郎木崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2024-03-30
Also published as: JP2005280569A

Description

本発明は、モータの駆動により制動力を発生させる電動ブレーキの制御装置に関する。

従来、電気モータを用いて車輪に制動力を発生させる電動ブレーキ装置が知られている。これは、適当なセンサを用いてブレーキペダルのストロークやペダル踏力、またはブレーキレバーの操作量などを検出し、検出値に応じてモータを駆動することでブレーキを制御する。液圧ブレーキシステムにおいて電子制御をすると、多数の付加的な部材が必要となり装置構成が複雑になるが、電動ブレーキ装置を使用すると、ＡＢＳやブレーキアシスト等の種々のブレーキ支援システムとの相互動作がより容易になるという利点がある。

他方、電動ブレーキ装置の場合、エネルギー供給が問題となる。発電機の故障やバッテリー性能の低下などにより電源電圧が低下すると、十分な電力を電動ブレーキ装置の駆動モータに提供できないことが起こり得る。このような場合でも、所望のブレーキ性能が発揮されることが望ましい。

特許文献１には、電源電圧が低下したとき、電動ディスクブレーキの機械的損失を利用して、消費電力を抑えつつ制動状態を維持することができる電動ディスクブレーキ装置が開示されている。
特開２００３−１９４１１６号公報特開２００２−１７１７９６号公報特開２００１−２７８０１８号公報

しかしながら、上記特許文献１においては、電源電圧の低下時に、電動ディスクブレーキがその時点の制動状態を維持できる電圧まで駆動電源の電圧を低下させるので、ブレーキアシストのように、ドライバーがブレーキペダルを踏むことに応答して制動力を意図的に増加させる制御に対しては、有効に機能しない。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、電源供給に障害が生じた場合でも、ブレーキアシスト時に電動ブレーキの応答性を維持する技術を提供することにある。

本発明のある態様は、ブレーキアシスト制御に関する。この態様は、モータと、モータの駆動電源と、ブレーキ操作手段の操作量に応じてモータが駆動されることにより、駆動電源からモータに供給される制御電流値に応じた制動力を発生する電動ブレーキと、ブレーキ操作手段の操作量を検出する操作量検出手段と、駆動電源の電圧を検出する電圧検出手段と、ブレーキ操作手段の操作速度と予め定められたしきい値とを比較し、ブレーキ操作手段の操作速度が前記しきい値以上となったときに緊急ブレーキ操作を検出する緊急ブレーキ判定手段と、緊急ブレーキ操作が検出されたときに、モータに供給する制御電流を増大させてそのモータ駆動量を助勢するブレーキアシスト実行手段と、駆動電源の電圧と予め定められた基準電圧とを比較し、駆動電源の電圧が前記基準電圧よりも低下したとき、前記しきい値を通常時よりも低い値に変更するしきい値変更手段と、を備える電動ブレーキ制御装置である。

ここで、「ブレーキ操作手段」には、ブレーキペダルやブレーキレバーが含まれる。また、「ブレーキ操作手段の操作量」には、ブレーキペダルの場合であれば、ペダル踏み込み量またはペダル踏力が含まれ、ブレーキレバーの場合であれば、レバー引き込み量またはレバー引き込み力が含まれる。この態様によれば、電源電圧低下時には、緊急ブレーキ操作を検出する際のしきい値を通常時よりも低い値に変更するので、通常時よりも早く緊急ブレーキ操作が検出されることになり、制動力発生の応答性の低下分をカバーすることができる。
緊急ブレーキ判定手段は、ブレーキ操作手段の操作速度が前記しきい値としての第１のしきい値以上となり、かつブレーキ操作手段の操作量が予め定められた第２のしきい値以上となったときに緊急ブレーキ操作を検出し、しきい値変更手段は、駆動電源の電圧が前記基準電圧よりも低下したときに、第１のしきい値および第２のしきい値をそれぞれ通常時よりも低い値に変更するものでもよい。また、当該電動ブレーキ制御装置は、駆動電源の電圧が基準電圧よりも低下したときに、モータに供給する制御電流をさらに増大してそのモータ駆動量を通常のブレーキアシスト時よりも増大させる制御電流増大手段をさらに備えてもよい。

本発明の別の態様は、モータと、モータの駆動電源と、ブレーキ操作手段の操作量に応じてモータが駆動されることにより、駆動電源からモータに供給される制御電流値に応じた制動力を発生する電動ブレーキと、ブレーキ操作手段の操作量を検出する操作量検出手段と、駆動電源の電圧を検出する電圧検出手段と、ブレーキ操作手段の操作速度と予め定められたしきい値とを比較し、ブレーキ操作手段の操作速度が前記しきい値以上となったときに緊急ブレーキ操作を検出する緊急ブレーキ判定手段と、緊急ブレーキ操作が検出されたときに、モータに供給する制御電流を増大させてそのモータ駆動量を助勢するブレーキアシスト実行手段と、駆動電源の電圧と予め定められた基準電圧とを比較し、駆動電源の電圧が前記基準電圧よりも低下したとき、モータに供給する制御電流をさらに増大してそのモータ駆動量を通常のブレーキアシスト時よりも増大させる制御電流増大手段と、を備える電動ブレーキ制御装置である。

この態様によれば、電源電圧低下時には、モータに流す制御電流を増加することによってモータ駆動速度を通常のブレーキアシスト時よりも増大させるので、電動ブレーキの制動力の応答性の低下分をカバーすることができる。

本発明による電動ブレーキ制御装置によれば、モータの制御を変更することによって電源電圧低下による電動ブレーキの応答性の低下を補償するので、緊急時のブレーキ操作にも十分な制動力を発揮することができる。

実施の形態１．
本発明の一実施形態は、電源電圧の低下時に、ブレーキアシストの開始を判定するブレーキの操作速度のしきい値を変更して、モータの駆動開始時点を早めることにより、電圧低下に起因する電動ブレーキの応答性の低下をカバーする電動ブレーキ制御装置である。

図１は、本実施形態の電動ブレーキ制御装置１００の全体構成を示す図である。この電動ブレーキ制御装置１００の基本動作は、ブレーキペダルの踏み込みに応じた制動力を電動ブレーキに発生させることである。

ブレーキペダル２０は図示しない車両の車室内に備えられ、ドライバーにより操作される。ブレーキペダル２０にはその踏み込み量および踏み込み速度を測定するためのストロークセンサ２２が設置されている。このストロークセンサ２２により取得された情報は、電子制御装置１１０（以下、「ＥＣＵ１１０」と表記する）に出力される。

電源３２は、車両に搭載されたバッテリー等であり、一例では定格電圧１２Ｖであるが、他の電圧であってもよい。モータ３４は電源３２から電力の供給を受けて駆動する。モータ３４のシャフトは、電動ディスクブレーキ４０内の減速器４４と接続されている。モータ３４は、ＥＣＵ１１０からの指令に応じて回転し、ロータに連結されたセンサによってその回転位置が検出され、所望の角度だけ回転することができるようになっている。電源３２には電圧検出器３６が接続されており、検出された電圧値はＥＣＵ１１０に供給される。

電動ディスクブレーキ４０は、図示しない車輪とともに回転するディスクロータ５０を挟圧することで制動力を発生させる。キャリパ４２は、略Ｃ字型をなしておりディスクロータ５０を跨いで反対側へ延びる爪部と一体的に構成されている。キャリパ４２は、図示しないキャリアに取り付けられたスライドピンによってディスクロータ５０の軸方向に沿って摺動可能に案内されている。ディスクロータ５０の両側、すなわち、ディスクロータ５０とキャリパ４２の本体側との間および爪部との間に、それぞれブレーキパッド４６、４８が設けられている。ブレーキパッド４６、４８は、車体に固定されるキャリアによって、ディスクロータの軸方向に沿って移動可能に支持されている。

キャリパ４２の本体には、モータ３４の回転を減速する減速器４４と、減速器４４によって減速されたモータの回転運動をボールネジ機構によって直線運動に変換して、ブレーキパッド４６の背部に配置されたピストン（図示せず）を進退動させる変換機構（図示せず）とが設けられている。

ＥＣＵ１１０は、ブレーキペダル２０の踏み込みに応じた制動力を発揮するように、モータ３４の回転量を制御する。通常の制動時には、ドライバーのブレーキペダル踏み込み量をストロークセンサ２２によって検出し、この検出値に基づいてモータ３４に制御電流を出力して、ロータを所望の回転角だけ回転させる。この回転は、減速器４４によって減速され、変換機構によって直線運動に変換されてピストンを前進させる。ピストンによって、一方のブレーキパッド４６がディスクロータ５０に押圧され、その反力によって、キャリパ４２がキャリアのスライドピンに沿って移動して、爪部が他方のブレーキパッド４８をディスクロータ５０に押圧する。これにより、ブレーキパッド４６、４８がディスクロータ５０を挟圧し、ブレーキペダル２０の踏み込みに応じて制動力を調節することができる。ドライバーがブレーキペダル２０から足を話すと、ＥＣＵ１１０は、モータ３４を逆回転させてピストンを後退させ、ブレーキパッド４６、４８をディスクロータ５０から離して制動解除する。なお、図１には一組のモータ３４と電動ディスクブレーキ４０のみが示されているが、モータと電動ディスクブレーキは車両の駆動輪またはすべての車輪に設けられる。

ＥＣＵ１１０は、ブレーキアシスト制御も実行する。ここで、ブレーキアシストについて簡単に説明する。ブレーキアシストは、緊急ブレーキ時に電動ブレーキのモータ駆動量を助勢する制御である。一般に、緊急ブレーキ時には、どのレベルのドライバーも踏み込み速度は速いものの、未熟なドライバーではブレーキペダルを強く踏み込むことができず、十分な制動力を発揮させることができない傾向があることが知られている。そこで、ブレーキペダルの踏み込み速度と踏み込み量を電気的に検出して、ブレーキペダル踏み込み速度が所定のしきい値以上に大きく、かつ、踏み込み量が所定のしきい値以上であった場合には、ドライバーの緊急ブレーキの意思を推定し、余り強く踏めない場合でもブレーキの制動力を向上させるようにする。踏み込み量と踏み込み速度をしきい値と比較することによって、通常のブレーキ操作ではブレーキアシストは作動せず、ドライバーに違和感を与えることはない。また、ブレーキアシスト作動後に、ドライバーが意識してブレーキを緩めたときには、制動力のアシストを減らして違和感を低減する。緊急ブレーキと判断されたときに上乗せされる制動力は、一例では０．３〜０．４Ｇである。

オルタネータの故障、断線またはバッテリーの性能低下などにより電源電圧が低下して、モータに供給される電力が不足した場合、電動ブレーキの応答性が低下し、このために車両の制動距離が増加するおそれがある。しかしながら、ブレーキアシストの目的を考えると、電源電圧が低下した場合でも、基準電圧以上の場合と比べて車両の制動距離の変化が少ないことが望ましい。

そこで、本実施形態では、モータを駆動する電源の電圧が低下したときでも、十分なブレーキアシストを提供できるような仕組みを提供する。

図２は、ＥＣＵ１１０のうち、ブレーキアシスト制御に関与する部分の構成を示す機能ブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。

踏み込み速度計算部１２６は、ストロークセンサ２２からの信号を受け取って、ブレーキペダルの踏み込み速度を計算する。計算結果は、緊急ブレーキ判定部１２８に渡される。緊急ブレーキ判定部１２８は、ブレーキペダルの踏み込み速度Ｒと、予め設定されているしきい値Ｒ_Ｓとを比較して、ドライバーによる今回のブレーキ操作が緊急ブレーキか否かを判定する。このとき、踏み込み速度の代わりに、または、踏み込み速度とともに、ブレーキペダルの踏み込み量をしきい値と比較して緊急ブレーキの判定を行うようにしてもよい。後者によれば、緊急ブレーキの検出精度が向上する。

電圧検出器３６からの検出信号は、しきい値変更部１２４に入力される。しきい値変更部１２４は、電源電圧Ｖが基準電圧Ｖ_Ｓ（例えば、定格電圧１２Ｖのバッテリーに対して、１０Ｖ）を下回った場合、電圧低下状態にあるものと判定し、緊急ブレーキ判定部１２８のしきい値を、通常時のＲ_Ｓよりも低い値Ｒ_ＬＯＷに変更する。

ブレーキアシスト実行部１３０は、緊急ブレーキでない通常ブレーキ時は、ブレーキペダル踏み込み量に応じたパッド押圧力を電動ディスクブレーキ４０に発生させるために必要な制御電流Ｉ_Ｓを計算する。緊急ブレーキ判定部１２８により緊急ブレーキと判定されたときは、通常ブレーキ時の制御電流Ｉ_Ｓよりも大きいブレーキアシスト時の制御電流Ｉ_ＢＡ（例えば、Ｉ_ＢＡ＝１．５Ｉ_Ｓ）を計算する。これによって、緊急ブレーキ時は、ブレーキ踏み込み量に応じた値よりも大きな制御電流Ｉ_ＢＡがモータ３４に流れるので、電動ブレーキのモータ駆動量を助勢するブレーキアシストが達成される。

図３は、ブレーキアシスト制御を実行するフローチャートである。なお、この制御は、ドライバーによりブレーキペダル２０が踏み込まれたときに開始されるものとする。代替的に、踏み込み速度計算部１２６が所定の間隔でブレーキペダル２０の踏み込みの有無を判定し、ブレーキペダルが踏まれていると判定されたときに開始するようにしてもよい。

まず、しきい値変更部１２４は、電源電圧Ｖが基準電圧Ｖ_Ｓ以上か否かを判定する（Ｓ１０）。電源電圧Ｖが基準電圧Ｖ_Ｓを下回っていれば（Ｓ１０のＮＯ）、後述する緊急ブレーキ判定のためのしきい値を通常時のＲ_Ｓよりも小さい値Ｒ_ＬＯＷに変更する（Ｓ１２）。電源電圧Ｖが基準電圧Ｖ_Ｓ以上であれば（Ｓ１０のＹＥＳ）、Ｓ１２をスキップする。

次に、踏み込み速度計算部１２６は、ストロークセンサ２２からの検出信号に基づいて、ブレーキペダル２０の踏み込み速度Ｒを計算する（Ｓ１６）。そして、緊急ブレーキ判定部１２８は、踏み込み速度Ｒとしきい値Ｒ_ＳまたはＲ_ＬＯＷとを比較して、今回のブレーキ操作が緊急ブレーキであるか否かを判定する（Ｓ１８）。この際、電源電圧Ｖが基準電圧Ｖ_Ｓ以上であればしきい値は初期設定Ｒ_Ｓのままであり、基準電圧Ｖ_Ｓを下回っていればＳ１２によりしきい値が低下（Ｒ_ＬＯＷ）させられているので、緊急ブレーキと判定される踏み込み速度が異なっていることに留意する。換言すれば、電源電圧Ｖが基準電圧Ｖ_Ｓを下回っているときは、緊急ブレーキと判定されるタイミングが早くなることになる。

Ｒ≧Ｒ_ＳまたはＲ≧Ｒ_ＬＯＷであり、今回のブレーキ操作が緊急ブレーキであれば（Ｓ１８のＹＥＳ）、ブレーキアシスト実行部１３０は、通常ブレーキ時の制御電流Ｉ_Ｓの定数倍（例えば、１．５倍）であるブレーキアシスト時制御電流Ｉ_ＢＡを計算する（Ｓ２０）。Ｒ＜Ｒ_ＳまたはＲ＜Ｒ_ＬＯＷであり、緊急ブレーキでなければ（Ｓ１８のＮＯ）、通常ブレーキ時の制御電流Ｉ_Ｓを計算する（Ｓ２２）。そして、計算された制御電流がモータ３４に流される（Ｓ２４）。これによって、モータ３４が駆動され、減速器４４を介してブレーキパッド４６、４８が駆動され、ディスクロータ５０を押圧して、制御電流値に応じた制動力が発生する。

以上説明したように、この実施の形態によれば、電源電圧が低下した場合でも車両の制動距離の変化の少ないブレーキアシストを実現することが可能となる。このことを、図４および図５を参照して説明する。

図４は、電源電圧が基準電圧以上であるときと電圧低下しているときの電動ディスクブレーキ４０の応答性を比較するグラフである。図示するように、基準電圧時に対し、電圧低下時は制動力の時間応答性が低下する。このことは、ブレーキアシスト時に、所望の制動力が得られるまでの時間が長くなる、つまり車両の制動距離が長くなることを意味する。

図５は、図３に示したブレーキアシスト制御により、電源電圧低下時の電動ブレーキの応答性の低下を補償する様子を説明するグラフである。上述のように、電圧低下時には緊急ブレーキと判定する踏み込み速度のしきい値を低下させるので、ブレーキアシストを開始するまでの時間が若干短縮されることになる。これによって、図示するように、電源電圧低下時には制動力の発生するポイントが基準電圧時よりも時間的に前倒しされることになる。したがって、より早期に制動が開始されるので、電源電圧低下時の電動ブレーキの時間応答性の低下分を、ある程度補償することが可能となる。

実施の形態２．
この実施の形態は、図１の電動ブレーキ制御装置１００において、電源電圧低下時にモータへの制御電流を増加させることにより、ブレーキアシスト時の電動ブレーキの応答性の低下をカバーする電動ブレーキ制御装置である。電動ブレーキ制御装置の全体構成は、図１に示したものと同様であるので、以下では異なる部分についてのみ説明する。

図６は、実施の形態２におけるＥＣＵ１１０のうち、ブレーキアシスト制御に関与する部分の構成を示す機能ブロック図である。踏み込み速度計算部１２６、緊急ブレーキ判定部１２８は、図２とともに上述したものと同様である。電圧検出器３６の検出信号は、制御電流増大部１３２に入力される。制御電流増大部１３２は、電源電圧Ｖが基準電圧Ｖ_Ｓよりも低下した場合は、ブレーキアシスト実行部１３０に対し、ブレーキアシスト時の制御電流を増大させるように指示する。

ブレーキアシスト実行部１３０は、緊急ブレーキでない通常ブレーキ時は、ブレーキペダル踏み込み量に応じたパッド押圧力を発生させるために必要な制御電流Ｉ_Ｓを計算する。緊急ブレーキ判定部１２８により緊急ブレーキと判定されたときは、通常ブレーキ時の制御電流Ｉ_Ｓよりも大きいブレーキアシスト時の制御電流Ｉ_ＢＡ（例えば、Ｉ_ＢＡ＝１．５Ｉ_Ｓ）を計算する。制御電流増大部１３２から制御電流の増大指示が発せられていた場合は、さらに大きい電圧低下時制御電流Ｉ_ＬＯＷ（例えば、Ｉ_ＬＯＷ＝２Ｉ_Ｓ、すなわち、Ｉ_Ｓ＜Ｉ_ＢＡ＜Ｉ_ＬＯＷ）を計算する。これによって、緊急ブレーキ時は、ブレーキ踏み込み量に応じた値よりも大きな制御電流Ｉ_ＢＡがモータ３４に流れ、また、電圧低下時はそれよりもさらに大きな電圧低下時制御電流Ｉ_ＬＯＷがモータ３４に流れるので、電動ブレーキのモータ駆動量を助勢するブレーキアシストが達成される。

図７は、実施の形態２におけるブレーキアシスト制御を実行するフローチャートである。なお、この制御は、ドライバーによりブレーキペダル２０が踏み込まれたときに開始されるものとする。代替的に、踏み込み速度計算部１２６が所定の間隔でブレーキペダル２０の踏み込みの有無を判定し、ブレーキペダルが踏まれていると判定されたときに開始するようにしてもよい。

まず、踏み込み速度計算部１２６は、ストロークセンサ２２からの検出信号に基づいて、ブレーキペダル２０の踏み込み速度Ｒを計算する（Ｓ３２）。そして、緊急ブレーキ判定部１２８は、踏み込み速度Ｒとしきい値Ｒ_Ｓとを比較して、今回のブレーキ操作が緊急ブレーキであるか否かを判定する（Ｓ３４）。Ｒ＜Ｒ_Ｓであり、今回のブレーキ操作が緊急ブレーキでなければ（Ｓ３４のＮＯ）、ブレーキアシスト実行部１３０は、通常ブレーキ時の制御電流Ｉ_Ｓを計算する（Ｓ３６）。Ｒ≧Ｒ_Ｓであり、今回のブレーキ操作が緊急ブレーキであれば（Ｓ３４のＹＥＳ）、続いて、制御電流増大部１３２は、電源電圧Ｖが基準電圧Ｖ_Ｓ以上か否かを判定する（Ｓ３８）。電源電圧Ｖが基準電圧Ｖ_Ｓ以上であれば（Ｓ３８のＹＥＳ）、ブレーキアシスト実行部１３０は、通常ブレーキ時の制御電流Ｉ_Ｓの定数倍（例えば、１．５倍）であるブレーキアシスト時制御電流Ｉ_ＢＡを計算する（Ｓ４０）。電源電圧Ｖが基準電圧Ｖ_Ｓを下回っていれば（Ｓ３８のＮＯ）、ブレーキアシスト時制御電流Ｉ_ＢＡよりもさらに大きい電圧低下時制御電流Ｉ_ＬＯＷを計算する（Ｓ４２）。

そして、計算された制御電流がモータ３４に流される（Ｓ４４）。これによって、これによって、モータ３４が駆動され、減速器４４を介してブレーキパッド４６、４８が駆動され、ディスクロータ５０を押圧して、制御電流値に応じた制動力が発生する。

以上説明したように、この実施の形態によれば、電源電圧が低下したときには制御電流を増大させるので、モータの駆動速度が増大し、ブレーキアシスト時の電動ブレーキの応答性の低下を回復することができる。

実施の形態３．
この実施の形態は、電源電圧の低下時に、他車両や障害物が自車両に接近しているか否かの判定をするしきい値を変更して、モータの駆動開始時点を早めることにより、電圧低下に起因する電動ブレーキの応答性の低下をカバーする電動ブレーキ制御装置である。

図８は、本実施形態の電動ブレーキ制御装置２００の全体構成を示す図である。ブレーキペダル２０、ストロークセンサ２２、電源３２、モータ３４、電圧検出器３６および電動ディスクブレーキ４０の構成は、図１とともに説明した実施の形態１と同様である。

ミリ波送受信機２１２は、図示しない車両の前部に取り付けられ、車両の進路上にミリ波を発射して反射波を受信することで他車両や障害物の認識を行う。ミリ波は、真空中での波長が１〜１０ｍｍと極めて短い電波であり、一例として、７６ＧＨｚの周波数を持つ。車輪速センサ２１４は、図示しない車両の各車輪に設けられ、車輪の回転速度を検出してＥＣＵ２１０に送る。ステアリングセンサ２１６は、図示しないステアリングの切り角を検出してＥＣＵ２１０に送る。ヨーレートセンサ２１８は、車体のヨー角を検出してＥＣＵ２１０に送る。

ＥＣＵ２１０は各センサからの情報をもとに、前方を走行する他車両や対向車両などの移動物、またはガードレールなどの障害物（以下、これらをまとめて「対象物」と呼ぶ）の位置、速度、進路を計算し、自車両が対象物に接近しすぎていないか否かを判定し、自車両が対象物に接近しすぎていると判定したとき、待機状態に移行して、ドライバーがブレーキペダル２０を踏んだときの制動力を助勢するブレーキアシストを実行する。なお、ここでいう「待機状態」とは、ドライバーのブレーキ操作の入力を待っている状態のことをいう。

図９は、本実施の形態におけるＥＣＵ２１０のうち、対象物接近時のブレーキアシスト制御に関与する部分の構成を示す機能ブロック図である。対象物情報算出部２２６は、ミリ波の射程範囲内に対象物が存在した場合、その反射波を受信して対象物との距離、速度、および方向を計算する。対象物の方向は反射波の角度を、対象物までの距離はミリ波を発射してから反射波が帰ってくるまでの時間を、対象物の速度は反射波の周波数変化（ドップラー効果）を利用して計算する。自車両がカーブを走行しているときには、ステアリングセンサ２１６、ヨーレートセンサ２１８の情報をもとに、カーブの半径を推定し、進路の補正を行う。対象物接近判定部２２８は、自車両と対象物までの距離Ｌとしきい値Ｌ_Ｓとを比較して、Ｌ_ｓ以下である場合には、待機状態に移行する。なお、しきい値Ｌ_Ｓは、車輪速センサ２１４から算出される自車両の速度および対象物の速度から算出される相対速度に応じて決まる変数であってもよいし、予め定められている定数であってもよい。

ブレーキアシスト実行部２３０は、待機状態にあるときにドライバーによってブレーキペダル２０が踏まれると、通常ブレーキ時の制御電流Ｉ_Ｓよりも大きいブレーキアシスト時の制御電流Ｉ_ＢＡ（例えば、Ｉ_ＢＡ＝１．５Ｉ_Ｓ）を計算する。これによって、緊急ブレーキ時は、ブレーキ踏み込み量に応じた値よりも大きな制御電流Ｉ_ＢＡがモータ３４に流れるので、電動ブレーキのモータ駆動量を助勢するブレーキアシストが達成される。なお、誤作動の防止などのため、ブレーキアシスト実行部２３０は、自車両と対象物との相対速度が小さいとき（例えば３０ｋｍ／ｈ以下）や、自車速度が小さいとき（例えば３０ｋｍ／ｈ以下）は、ブレーキアシストを実行しないことが望ましいが、常にブレーキアシストを実行するようにしてもよい。

しきい値変更部２２４は、電圧検出器３６からの検出信号を監視し、電源電圧Ｖが基準電圧Ｖ_Ｓを下回ったときには、対象物接近判定部２２８におけるしきい値Ｌ_Ｓを、基準電圧時よりも大きい電圧低下時のしきい値Ｌ_ＬＯＷ（例えば、Ｌ_ＬＯＷ＝１．２Ｌ_Ｓ）に変更する。これによって、自車両と対象物間の距離がより離れた時点で待機状態と判定されるので、制動時間を長く取ることができ、電源電圧の低下による電動ブレーキの応答性の遅れを取り返すことができる。なお、電圧低下時のしきい値Ｌ_ＬＯＷは、Ｌ_Ｓの定数倍にする代わりに、電源電圧Ｖと基準電圧Ｖ_Ｓとの比率Ｖ／Ｖ_Ｓに応じて変更するようにしてもよい。

図１０は、対象物接近時にブレーキアシスト制御を実行するフローチャートである。まず、しきい値変更部２２４は、電源電圧Ｖが基準電圧Ｖ_Ｓ以上か否かを判定する（Ｓ５０）。電源電圧Ｖが基準電圧Ｖ_Ｓを下回っていれば（Ｓ５０のＮＯ）、後述する対象物接近判定のためのしきい値を通常時のＬ_Ｓよりも大きい値Ｌ_ＬＯＷに変更する（Ｓ５２）。電源電圧Ｖが基準電圧Ｖ_Ｓ以上であれば（Ｓ５０のＹＥＳ）、Ｓ５２をスキップする。

次に、対象物情報算出部２２６は、ミリ波送受信機２１２ほかの各センサからの情報に基づいて、自車両と対象物の間の距離Ｌを算出する（Ｓ５４）。続いて、対象物接近判定部２２８は、算出された距離Ｌとしきい値Ｌ_ＳまたはＬ_ＬＯＷとを比較して、距離Ｌがしきい値以下か否かを判定する（Ｓ５６）。この際、電源電圧Ｖが基準電圧Ｖ_Ｓ以上であればしきい値は初期設定Ｌ_Ｓのままであり、基準電圧Ｖ_Ｓを下回っていればＳ５２によりしきい値が増加（Ｌ_ＬＯＷ）させられているので、待機状態と判定される自車両と対象物の間の距離が異なっていることに留意する。

距離Ｌがしきい値Ｌ_ＳまたはＬ_ＬＯＷより大きければ（Ｓ５６のＮＯ）、ブレーキアシスト実行部２３０は、ブレーキペダル２０の踏み込み量に応じた制動力を発生させる通常のブレーキ制御を続行する（Ｓ５８）。距離Ｌがしきい値Ｌ_ＳまたはＬ_ＬＯＷ以下であれば（Ｓ５６のＹＥＳ）、自車両が対象物に接近しすぎているとして、待機状態に移行する（Ｓ６０）。

待機状態に移行すると、ブレーキアシスト実行部２３０は、ドライバーによりブレーキペダル２０が踏み込まれるのを待機する（Ｓ６２のＮＯ）。そして、ブレーキペダル２０の踏み込みを検出すると（Ｓ６２のＹＥＳ）、ブレーキアシスト実行部２３０は、通常ブレーキ時の制御電流Ｉ_Ｓの定数倍（例えば、１．５倍）であるブレーキアシスト時制御電流Ｉ_ＢＡを計算する（Ｓ６４）。そして、計算された制御電流がモータに流される（Ｓ６６）。これによって、モータ３４が駆動され、減速器４４を介してブレーキパッド４６、４８が駆動され、ディスクロータ５０を押圧して、制御電流値に応じた制動力が発生する。

以上説明したように、この実施の形態によれば、電源電圧が低下した場合には、待機状態と判定するための自車両と対象物との距離のしきい値を増加させるので、自車両と対象物とがより離れた位置で待機状態と判定されることになる。これによって、制動時間を長く取ることができ、電源電圧の低下による電動ブレーキの時間応答性の低下分をある程度補償することができる。

実施の形態４．
この実施の形態は、図８の電動ブレーキ制御装置２００において、電源電圧低下時にモータへの制御電流を増加させることにより、ブレーキアシスト時の電動ブレーキの応答性の低下をカバーする電動ブレーキ制御装置である。電動ブレーキ制御装置の全体構成は、図８に示したものと同様であるので、以下では異なる部分についてのみ説明する。

図１１は、実施の形態４におけるＥＣＵ２１０のうち、対象物接近時のブレーキアシスト制御に関与する部分の構成を示す機能ブロック図である。対象物情報算出部２２６および対象物接近判定部２２８は、図９とともに上述したものと同様である。電圧検出器３６の検出信号は、制御電流増大部２３２に入力される。制御電流増大部２３２は、電源電圧Ｖが基準電圧Ｖ_Ｓよりも低下した場合は、ブレーキアシスト実行部２３０に対し、ブレーキアシスト時の制動電流を増大させるように指示する。

ブレーキアシスト実行部２３０は、緊急ブレーキでない通常ブレーキ時は、ブレーキペダル踏み込み量に応じたパッド押圧力を発生させるために必要な制御電流Ｉ_Ｓを計算する。対象物接近判定部２２８により待機状態と判定されたときは、通常ブレーキ時の制御電流Ｉ_Ｓよりも大きいブレーキアシスト時の制御電流Ｉ_ＢＡ（例えば、Ｉ_ＢＡ＝１．５Ｉ_Ｓ）を計算する。制御電流増大部２３２から制御電流の増大指示が発せられていた場合は、さらに大きい電圧低下時制御電流Ｉ_ＬＯＷ（例えば、Ｉ_ＬＯＷ＝２Ｉ_Ｓ、すなわち、Ｉ_Ｓ＜Ｉ_ＢＡ＜Ｉ_ＬＯＷ）を計算する。これによって、待機状態中にブレーキペダル２０が踏まれたときは、ブレーキ踏み込み量に応じた値よりも大きな電流Ｉ_ＢＡがモータ３４に流れ、また、電圧低下時はそれよりもさらに大きな電圧低下時制御電流Ｉ_ＬＯＷがモータ３４に流れるので、電動ブレーキのモータ駆動量を助勢するブレーキアシストが達成される。

図１２は、実施の形態４における対象物接近時にブレーキアシスト制御を実行するフローチャートである。まず、対象物情報算出部２２６は、上述した方法で自車両と対象物との間の距離Ｌを算出する（Ｓ７０）。次に、対象物接近判定部２２８は、算出された距離Ｌとしきい値Ｌ_Ｓとを比較して、距離Ｌがしきい値Ｌ_Ｓ以下か否かを判定する（Ｓ７２）。しきい値Ｌ_Ｓより大きければ（Ｓ７２のＮＯ）、ブレーキアシスト実行部２３０は、ブレーキペダル２０の踏み込み量に応じた制動力を発生させる通常のブレーキ制御を続行する（Ｓ７４）。距離Ｌがしきい値Ｌ_Ｓ以下であれば（Ｓ７２のＹＥＳ）、自車両が対象物に接近しすぎているとして、待機状態に移行する（Ｓ７６）。

待機状態に移行すると、ブレーキアシスト実行部２３０は、ドライバーによりブレーキペダル２０が踏み込まれるのを待機する（Ｓ７８のＮＯ）。そして、ブレーキペダル２０の踏み込みを検出すると（Ｓ７８のＹＥＳ）、制御電流増大部１３２は、電源電圧Ｖが基準電圧Ｖ_Ｓ以上であるか否かを判定する（Ｓ８０）。電源電圧Ｖが基準電圧Ｖ_Ｓ以上であれば（Ｓ８０のＹＥＳ）、ブレーキアシスト実行部２３０は、通常ブレーキ時の制御電流Ｉ_Ｓの定数倍（例えば、１．５倍）であるブレーキアシスト時制御電流Ｉ_ＢＡを計算する（Ｓ８２）。電源電圧Ｖが基準電圧Ｖ_Ｓを下回っていれば（Ｓ８０のＮＯ）、ブレーキアシスト時制御電流Ｉ_ＢＡよりもさらに大きい電圧低下時制御電流Ｉ_ＬＯＷを計算する（Ｓ８４）。そして、計算された制御電流がモータ３４に流される（Ｓ８６）。

この実施の形態によれば、電源電圧が低下したときには制御電流を増大させるので、モータの駆動速度が増大し、ブレーキアシスト時の電動ブレーキの応答性の低下を回復することができる。

以上、いくつかの実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。そのような変形例を以下に述べる。

ブレーキアシストと対象物接近の判定方法は一例であり、他の方法でそれらを判定するようにしてもよい。例えば、車両に図示しない撮影手段を備え、電波を発する代わりに車両前方の画像を撮影して、画像解析から上述の対象物までの距離を算出するようにしてもよい。この場合でも、電源電圧Ｖが基準電圧Ｖ_Ｓよりも低下したときに、応答性の低下分をカバーすべく、自車両に対象物が接近しすぎていると判定するためのしきい値を変更する。しきい値の具体的な値は、実験等を通じて決定される。

実施の形態では、しきい値変更と制御電流の増大を行う形態をそれぞれ別個のものとして説明したが、電源電圧低下時にその両方を実行するようにしてもよい。例えば、実施の形態１、２で説明したブレーキアシスト制御の場合には、ＥＣＵ１１０にしきい値変更部１２４と制御電流増大部１３２を両方備え、電圧検出器３６からの入力がその両方に入るようにする。そして、電源電圧Ｖが基準電圧Ｖ_Ｓよりも低下した場合には、緊急ブレーキの判定のしきい値となるブレーキ踏み込み速度を低下させるとともに、ブレーキアシスト時の制御電流も増大するようにする。こうすると、制動の開始時間が若干早まるとともに、ブレーキを踏んだときの制動力がさらに増大するので、電圧低下時の応答性低下をさらに有効に補償することが可能となる。

実施の形態３、４で説明した対象物接近時のブレーキアシスト制御の場合は、ＥＣＵ２１０にしきい値変更部２２４と制御電流増大部２３２を両方備え、電圧検出器３６からの入力が両方に入るようにする。そして、電源電圧Ｖが基準電圧Ｖ_Ｓよりも低下した場合には、待機状態の判定のしきい値となる対象物までの距離を大きくするとともに、ブレーキアシスト時の制御電流も増大するようにする。こうすると、自車両に対象物が接近しすぎていると判定される車間距離が長めになるとともに、ブレーキを踏んだときの制動力がさらに増大するので、電圧低下時の制動力の応答性低下をさらに有効に補償することが可能となる。

また、ブレーキアシスト時制御電流Ｉ_ＢＡまたは電圧低下時制御電流Ｉ_ＬＯＷの値は、通常ブレーキ時制御電流Ｉ_Ｓの定数倍でなくてもよい。例えば、電源電圧Ｖと基準電圧Ｖ_Ｓとの比（Ｖ／Ｖ_Ｓ）に応じて変化させてもよい。

実施形態では、電動ブレーキ装置としてディスクブレーキを用いた例を示したが、このほかのブレーキ、例えば、ドラムブレーキを用いるものであっても、本発明を適用することができる。

ブレーキを完全にモータ駆動力のみで行うタイプの電動ブレーキ装置以外にも、モータとブレーキの間に油圧回路が介在するタイプのブレーキ装置についても本発明を適用できる。例えば、マスタシリンダに備えられたマスタピストンをモータによって駆動することでマスタシリンダ圧を発生させ、発生させたマスタシリンダ圧に基づいてマスタシリンダに接続されたキャリパを駆動し、ブレーキパッドを加圧して制動力を発生させる電動ブレーキ装置に対しても本発明を適用することができる。また、各車輪にモータおよび油圧ピストンを備え、各モータを駆動することで油圧ピストンに油圧を発生させ、発生させた油圧によって各油圧ピストンに接続されたキャリパを駆動し、ブレーキパッドを加圧して制動力を発生させる電動ブレーキ装置に対しても、本発明を適用することができる。

また、ブレーキペダルの代わりに、車室内に備えられたブレーキレバーの操作によりブレーキが駆動されて制動力を発揮するような車両に対しても本発明を適用できる。この場合、ブレーキペダル踏み込み量の代わりにブレーキレバーの引き込み量を、ブレーキペダルの踏み込み速度の代わりに、ブレーキレバーの引き込み速度を用いるようにすればよい。

本発明の一実施形態による電動ブレーキ制御装置の構成図である。図１のＥＣＵの機能ブロック図である。図１の実施形態による電動ブレーキ制御のフローチャートである。基準電圧時と電圧低下時の電動ブレーキの応答性を比較するグラフである。基準電圧時と電圧低下時の制動の開示時点を比較するグラフである。本発明の別の実施形態におけるＥＣＵの機能ブロック図である。図６の実施形態における電動ブレーキ制御のフローチャートである。本発明のさらに別の実施形態による電動ブレーキ制御装置の構成図である。図８のＥＣＵの機能ブロック図である。図８の実施形態による電動ブレーキ制御のフローチャートである。本発明のさらに別の実施形態におけるＥＣＵの機能ブロック図である。図１１の実施形態による電動ブレーキ制御のフローチャートである。

符号の説明

２０ブレーキペダル、２２ストロークセンサ、３２電源、３４モータ、３６電圧検出器、４０電動ディスクブレーキ、４２キャリパ、４４減速器、４６、４８ブレーキパッド、５０ディスクロータ、１００、２００電動ブレーキ制御装置、１１０、２１０ＥＣＵ、１２４、２２４しきい値変更部、１２６踏み込み速度計算部、１２８緊急ブレーキ判定部、１３０ブレーキアシスト実行部、１３２、２３２制御電流増大部、２１２ミリ波送受信機、２２６対象物情報算出部、２２８対象物接近判定部、２３０ブレーキアシスト実行部。

Claims

モータと、
前記モータの駆動電源と、
ブレーキ操作手段の操作量に応じて前記モータが駆動されることにより、前記駆動電源から前記モータに供給される制御電流値に応じた制動力を発生する電動ブレーキと、
前記ブレーキ操作手段の操作量を検出する操作量検出手段と、
前記駆動電源の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記ブレーキ操作手段の操作速度と予め定められたしきい値とを比較し、前記ブレーキ操作手段の操作速度が前記しきい値以上となったときに緊急ブレーキ操作を検出する緊急ブレーキ判定手段と、
前記緊急ブレーキ操作が検出されたときに、前記モータに供給する制御電流を増大させてそのモータ駆動量を助勢するブレーキアシスト実行手段と、
前記駆動電源の電圧と予め定められた基準電圧とを比較し、前記駆動電源の電圧が前記基準電圧よりも低下したとき、前記しきい値を通常時よりも低い値に変更するしきい値変更手段と、
を備えることを特徴とする電動ブレーキ制御装置。
前記緊急ブレーキ判定手段は、前記ブレーキ操作手段の操作速度が前記しきい値としての第１のしきい値以上となり、かつ前記ブレーキ操作手段の操作量が予め定められた第２のしきい値以上となったときに、前記緊急ブレーキ操作を検出し、
前記しきい値変更手段は、前記駆動電源の電圧が前記基準電圧よりも低下したときに、前記第１のしきい値および前記第２のしきい値をそれぞれ通常時よりも低い値に変更することを特徴とする請求項１に記載の電動ブレーキ制御装置。
前記駆動電源の電圧が前記基準電圧よりも低下したときに、前記モータに供給する制御電流をさらに増大してそのモータ駆動量を通常のブレーキアシスト時よりも増大させる制御電流増大手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の電動ブレーキ制御装置。
モータと、
前記モータの駆動電源と、
ブレーキ操作手段の操作量に応じて前記モータが駆動されることにより、前記駆動電源から前記モータに供給される制御電流値に応じた制動力を発生する電動ブレーキと、
前記ブレーキ操作手段の操作量を検出する操作量検出手段と、
前記駆動電源の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記ブレーキ操作手段の操作速度と予め定められたしきい値とを比較し、前記ブレーキ操作手段の操作速度が前記しきい値以上となったときに緊急ブレーキ操作を検出する緊急ブレーキ判定手段と、
前記緊急ブレーキ操作が検出されたときに、前記モータに供給する制御電流を増大させてそのモータ駆動量を助勢するブレーキアシスト実行手段と、
前記駆動電源の電圧と予め定められた基準電圧とを比較し、前記駆動電源の電圧が前記基準電圧よりも低下したとき、前記モータに供給する制御電流をさらに増大してそのモータ駆動量を通常のブレーキアシスト時よりも増大させる制御電流増大手段と、
を備えることを特徴とする電動ブレーキ制御装置。