JP6452934B2 - 電動ブレーキ装置 - Google Patents

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Description

この発明は、電動ブレーキ装置に関し、この電動ブレーキ装置の異常を早期に発見する技術に関する。
電動ブレーキを搭載した車両で、例えば、ある１つの車輪の電動ブレーキ装置に異常が発生した場合、ブレーキ力の低下に伴って、制動距離が不所望に増加するおそれがある。このため、電動ブレーキ装置の異常の発生を速やかに運転者に通知する必要がある。
電源系統の異常発生時に必要電力を供給できる電動ブレーキ装置が開示されている（特許文献１）。この電動ブレーキ装置は、電源の喪失を検出できることが前提となっており、喪失もしくは断線した経路に応じて電源供給経路を切り替える技術である。
車両走行前や、パーキングブレーキ作動時に動作確認を行う技術も開示されている（特許文献２，３）。その他電動ブレーキ作動時に断線検出を同時に実施する技術が開示されている（特許文献４）。
特開２００４−３５９１６９号公報 特開２００６−２３２２５９号公報 特許第５０００８９３号公報 特開２００２−５８２８８号公報
電動アクチュエータの動作によって、ブレーキロータにブレーキ押圧部材を押し付ける電動ブレーキ装置において、例えば、車両統合制御装置や運転者がブレーキ異常を検出・把握することを目的として、電動ブレーキ装置の機能診断を行うことが必要となる。
この際、例えば、電源失陥等については、比較的容易に異常検出が可能である。また、ハーネスの完全断線やコネクタ等の離反、過電流による損傷等については、当該の異常が発生した時点での検出が容易である。
しかしながら、ハーネスや配電経路の部分的な断線、各種センサの異常、電動アクチュエータであるモータのロータ磁石の脱落、等については、振動・衝撃の繰り返し負荷や経年劣化により、電動ブレーキ装置が動作していない状況においても発生し得るものである。また、電動ブレーキ装置が動作していない非動作状態における異常検知が困難であるため、例えば、運転者からブレーキ要求が発生した時点で、初めて異常を検知するおそれがある。
従来技術では、電動ブレーキを作動させなければ異常を検出できなかったため、例えば、高速道路走行中のような、長時間ブレーキを用いずに走行する状況が継続するほど、制動開始時に電動ブレーキ装置に異常が発生している可能性が高くなるおそれがあった。
この発明の目的は、車両走行中でブレーキ操作手段が操作されていないときに、電動ブレーキ装置の異常の有無を早期に検出することができる電動ブレーキ装置を提供することである。
前提構成の電動ブレーキ装置は、ブレーキロータ６と、押圧部材７と、前記ブレーキロータ６に前記押圧部材７を押し付ける電動アクチュエータ２と、この電動アクチュエータ２を制御する制御装置９とを備えた電動ブレーキ装置において、
前記制御装置９は、
運転者によるブレーキ操作手段４０の操作により前記電動アクチュエータ２を動作させ、前記ブレーキロータ６に前記押圧部材７を押し付けて制動力を与える基本制御手段３６ａと、
車両走行中でかつ前記ブレーキ操作手段４０が操作されていないときに、設定条件に従って前記電動アクチュエータ２を動作させる異常検出用動作制御手段３６ｂと、
この異常検出用動作制御手段３６ｂにより前記電動アクチュエータ２を動作させたときに前記車両についての定められた事項を検出し、この車両についての定められた事項を設定事項と比較して前記電動ブレーキ装置の異常有無を検出する異常検出部３７とを備えることを特徴とする。
前記「設定条件」は、例えば、車両の減速度に対して、一定の割合（例えば１０％）以下の減速度を発生するブレーキ力となるように電動アクチュエータ２を動作させる条件である。
前記「車両についての定められた事項」は、前記電動アクチュエータ２を動作させたときの、例えば、押圧部材７の実際の押圧力である。
前記「設定事項」は、前記電動アクチュエータ２を動作させたときの、例えば、前記電動アクチュエータ２の回転角、発生トルク等から予想される押圧部材７の押圧力である。
この構成によると、基本制御手段３６ａは、運転者によるブレーキ操作手段４０の操作により電動アクチュエータ２を動作させ、ブレーキロータ６に押圧部材７を押し付けて制動力を与える。異常検出用動作制御手段３６ｂは、車両走行中でかつブレーキ操作手段４０が操作されていないときに、設定条件に従って電動アクチュエータ２を動作させる。異常検出部３７は、異常検出用動作制御手段３６ｂにより電動アクチュエータ２を動作させたときに、例えば、押圧部材７の実際の押圧力を検出し、予想される押圧力と比較する。比較結果から電動ブレーキ装置の異常有無を検出する。
このように車両走行中において、運転者によりブレーキ操作手段４０が操作されていないときに、電動ブレーキ装置の異常の有無を検出することができる。例えば、高速道路走行中のような、長時間ブレーキを用いずに走行する状況下において、電動ブレーキ装置の異常の有無を早期に検出することができる。電動ブレーキ装置の異常を検出した場合、運転者は、例えば、車両を他の車両の交通の妨げにならない場所に退避して停車する等、適切に対処することができる。
この発明における第１の電動ブレーキ装置は、前記前提構成において、前記制御装置９は、前記ブレーキ操作手段４０を一定時間操作しない車両走行を継続させた場合に、前記異常検出用動作制御手段３６ｂに対して、前記電動アクチュエータ２を動作させる異常検出用動作を実行させる指令を定められた時間毎に与える異常検出動作タイマ３８を有し、
前記異常検出用動作制御手段３６ｂは、前記異常検出動作タイマ３８の指令に基づき、前記電動アクチュエータ２を動作させる。
この場合、異常検出動作タイマ３８は、例えば、電動アクチュエータ２の回転角、発生トルク等から電動ブレーキ装置の駆動状態に関する情報を受け取り、電動ブレーキ装置を最後に使用してからの時間を計測する。異常検出動作タイマ３８は、時間計測後一定時間が経過したら、例えば、異常検出動作トリガを生成する。異常検出用動作制御手段３６ｂは、この異常検出動作トリガの発生を検出すると、電動アクチュエータ２を動作させる異常検出用動作を実行する。このように操作者による操作を必要とせずに異常検出用動作を自動で実行することができ、操作者の操作負担を軽減することができる。
この発明における第２の電動ブレーキ装置は、前記前提構成において、前記制御装置９は、操作者による所定の操作手段の入力により、前記異常検出用動作制御手段３６ｂに対して、前記電動アクチュエータ２を動作させる異常検出用動作を実行させる指令を与える異常検出動作指令入力部３９を有する。この場合、操作者による任意のタイミングで異常検出用動作を実行することができる。
前記異常検出動作指令入力部３９に入力する指令が、前記制御装置９の外部に接続された外部接続機器３５により生成されるものとしても良い。前記外部接続機器として、例えば、前記制御装置９の上位制御手段である車両統合制御装置３５が適用される。
この発明における第３の電動ブレーキ装置は、前記前提構成において、前記異常検出用動作制御手段３６ｂにより前記電動アクチュエータ２を動作させて、前記押圧部材７が前記ブレーキロータ６に非接触状態のとき、前記異常検出部３７により前記電動ブレーキ装置の異常有無を検出する。この場合、押圧部材７を前記ブレーキロータ６に接触させる前段階で迅速に電動ブレーキ装置の異常有無を検出し得る。
前記押圧部材７が前記ブレーキロータ６に非接触状態で異常が検出されなかったとき、前記異常検出用動作制御手段３６ｂにより前記電動アクチュエータ２を動作させ、前記押圧部材７を前記ブレーキロータ６に軽接触させた状態で、前記異常検出部３７により前記電動ブレーキ装置の異常有無を検出するものとしても良い。押圧部材７の非接触状態で電動ブレーキ装置の異常が検出されなかった場合であっても、前記押圧部材７を軽接触させた状態でさらに電動ブレーキ装置の異常有無を検出する場合、電動ブレーキ装置の異常有無の検出精度を高めることが可能となる。
この発明における第４の電動ブレーキ装置は、前記前提構成において、前記異常検出用動作制御手段３６ｂにより、前記ブレーキロータ６と前記押圧部材７との間隔を増減させたときに、前記異常検出部３７は、前記電動アクチュエータ２への印加電圧、前記電動アクチュエータ２の電流、および回転角のうち、少なくとも二つ以上の相関と、設定された比較用の相関との差が許容範囲内であるか否かを判断し、前記電動ブレーキ装置の正常動作を確認する。
前記「設定された比較用の相関」は、例えば、試験やシミュレーション等により定められる。
この場合、異常検出部３７は、前記印加電圧、電流、および回転角のうち、少なくとも二つ以上の相関と、設定された比較用の相関との差が許容範囲内であると判断すると、電動アクチュエータ２が指令通りに動作していることを確認する。
この発明における第５の電動ブレーキ装置は、前記前提構成において、前記電動アクチュエータがモータコイルを有する電動モータであり、前記ブレーキロータ６に前記押圧部材７を押し付けたときのブレーキ力を検出するブレーキ力検出部４４を設け、
前記異常検出用動作制御手段３６ｂにより、前記押圧部材７を前記ブレーキロータ６に軽接触させたときに、前記異常検出部３７は、前記電動アクチュエータ２への印加電圧、前記電動アクチュエータ２の電流、および回転角のうち少なくとも一つ以上から予測されるブレーキ力と、前記ブレーキ力検出部４４で検出されるブレーキ力とを比較し、これらブレーキ力の差が設定された許容範囲内であるか否かを判断し、前記電動ブレーキ装置の正常動作を確認する。
前記「軽接触」の程度は、例えば、電動ブレーキ装置に設けられた押圧検出センサの出力変化が、ノイズではなく押圧によるものであると明確に判断できる程度とする。
この場合、異常検出部３７は、前記予測されるブレーキ力と、ブレーキ力検出部４４で検出されるブレーキ力との差が設定された許容範囲内であると判断すると、電動ブレーキ装置が正常に動作している旨検出する。
前記異常検出部３７にて前記電動ブレーキ装置の異常が検出された場合、前記制御装置９と通信を行っている外部の機器および運転者のいずれか一方または両方に対して、異常発生の情報を報知する異常発生情報報知手段３４を設けても良い。異常発生情報報知手段３４は、例えば、車両のコンソールパネル等に設けられた車内表示装置等の表示手段である。
この場合、運転者は、異常発生の情報を早期に認識して、適切に対処することができる。
運転者による前記車両のアクセルの操作を解除し前記車両が減速に転じたときに、前記異常検出用動作制御手段３６ｂが、前記押圧部材７を前記ブレーキロータ６に軽接触させるものとしても良い。押圧部材７をブレーキロータ６に軽接触させると、微小ながら減速度が発生してしまい、車両の搭乗者にとって違和感を覚える。
前記車両のアクセルの操作を解除したタイミングで軽接触させるのであれば、前記タイミングは、走行抵抗による減速や、エンジンブレーキもしくはそれに相当する回生制動による減速により減速度が発生するタイミングと重なり異常検出用動作による特別な違和感を覚えにくい。
この構成によると、前記車両のアクセルの操作を解除し前記車両が減速に転じたときに、押圧部材７をブレーキロータ６に軽接触させるため、車両の搭乗者が異常検出用動作による特別な違和感を覚えにくい。
前記軽接触によるブレーキ力は、前記車両の走行抵抗による減速度に対して、一定の割合以下の減速度を発生するブレーキ力であっても良い。例えば、車両の走行速度が高い場合は、走行抵抗が大きく、比較的違和感を覚えにくくなる。よって、軽接触によるブレーキ力を、走行抵抗による減速度に対して、一定の割合（例えば１０％）以下の減速度を発生するブレーキ力とすることで、車両の搭乗者が異常検出用動作による違和感を覚えにくくなる。
前記電動ブレーキ装置の異常検出用動作要求が発生した状態において、前記車両に一定以上の加速度が発生した際に前記軽接触を実施し、この軽接触によるブレーキ力は、前記加速度の一定の割合以下の減速度を発生するブレーキ力であっても良い。この場合、例えば、アクセルを強めに操作して加速する場合に、この加速力より極めて小さい（例えば１％程度）減速度が発生するように、押圧部材７の軽接触動作を実施する。これにより、車両の搭乗者は異常検出用動作による違和感を覚えにくくなる。
前記軽接触の際に、検出されたブレーキ力がそれぞれの検出機構の保証する精度の範囲内で予測値と偏差を持つ場合、前記検出機構の検出結果に補正を与えて、次回以降の制動実施時の制御精度を向上させても良い。例えば、検出機構が温度によって特性が変化する可能性があり、見かけ上は、電動アクチュエータ２の回転角と実際に発生する押圧力やブレーキ力の関係が変化する。そこで、検出機構の保証する精度の範囲内で関係が崩れているならば、予測値と検出されたブレーキ力を元に、検出機構の検出結果に補正を与えることで、次回以降の制動実施時の制御精度を向上させ得る。
この発明における第１の発明の電動ブレーキ装置は、ブレーキロータと、押圧部材と、前記ブレーキロータに前記押圧部材を押し付ける電動アクチュエータと、この電動アクチュエータを制御する制御装置とを備えた電動ブレーキ装置において、前記制御装置は、運転者によるブレーキ操作手段の操作により前記電動アクチュエータを動作させ、前記ブレーキロータに前記押圧部材を押し付けて制動力を与える基本制御手段と、車両走行中でかつ前記ブレーキ操作手段が操作されていないときに、設定条件に従って前記電動アクチュエータを動作させる異常検出用動作制御手段と、この異常検出用動作制御手段により前記電動アクチュエータを動作させたときに前記車両についての定められた事項を検出し、この車両についての定められた事項を設定事項と比較して前記電動ブレーキ装置の異常有無を検出する異常検出部とを備え、前記制御装置は、前記ブレーキ操作手段を一定時間操作しない車両走行を継続させた場合に、前記異常検出用動作制御手段に対して、前記電動アクチュエータを動作させる異常検出用動作を実行させる指令を定められた時間毎に与える異常検出動作タイマを有し、前記異常検出用動作制御手段は、前記異常検出動作タイマの指令に基づき、前記電動アクチュエータを動作させるため、車両走行中でブレーキ操作手段が操作されていないときに、電動ブレーキ装置の異常の有無を早期に検出することができる。
この発明における第２の発明の電動ブレーキ装置は、前記前提構成において、前記制御装置は、操作者による所定の操作手段の入力により、前記異常検出用動作制御手段に対して、前記電動アクチュエータを動作させる異常検出用動作を実行させる指令を与える異常検出動作指令入力部を有するため、車両走行中でブレーキ操作手段が操作されていないときに、電動ブレーキ装置の異常の有無を早期に検出することができる。
この発明における第３の発明の電動ブレーキ装置は、前記前提構成において、前記異常検出用動作制御手段により前記電動アクチュエータを動作させて、前記押圧部材が前記ブレーキロータに非接触状態のとき、前記異常検出部により前記電動ブレーキ装置の異常有無を検出するため、車両走行中でブレーキ操作手段が操作されていないときに、電動ブレーキ装置の異常の有無を早期に検出することができる。
この発明における第４の発明の電動ブレーキ装置は、前記前提構成において、前記異常検出用動作制御手段により、前記ブレーキロータと前記押圧部材との間隔を増減させたときに、前記異常検出部は、前記電動アクチュエータへの印加電圧、前記電動アクチュエータの電流、および回転角のうち、少なくとも二つ以上の相関と、設定された比較用の相関との差が許容範囲内であるか否かを判断し、前記電動ブレーキ装置の正常動作を確認するため、車両走行中でブレーキ操作手段が操作されていないときに、電動ブレーキ装置の異常の有無を早期に検出することができる。
この発明における第５の発明の電動ブレーキ装置は、前記前提構成において、前記電動アクチュエータがモータコイルを有する電動モータであり、前記ブレーキロータに前記押圧部材を押し付けたときのブレーキ力を検出するブレーキ力検出部を設け、前記異常検出用動作制御手段により、前記押圧部材を前記ブレーキロータに軽接触させたときに、前記異常検出部は、前記電動アクチュエータへの印加電圧、前記電動アクチュエータの電流、および回転角のうち少なくとも一つ以上から予測されるブレーキ力と、前記ブレーキ力検出部で検出されるブレーキ力とを比較し、これらブレーキ力の差が設定された許容範囲内であるか否かを判断し、前記電動ブレーキ装置の正常動作を確認するため、車両走行中でブレーキ操作手段が操作されていないときに、電動ブレーキ装置の異常の有無を早期に検出することができる。
この発明の第１の実施形態に係る電動ブレーキ装置の断面図である。 同電動ブレーキ装置の減速機構の拡大断面図である。 同電動ブレーキ装置の制御系のブロック図である。 同電動ブレーキ装置の制御装置の要部を示すブロック図である。 同電動ブレーキ装置の異常有無を検出するフローチャートである。 同電動ブレーキ装置の異常検出時のフローチャートである。
この発明の第１の実施形態に係る電動ブレーキ装置を図１ないし図６と共に説明する。この実施形態では、一例としてディスクブレーキタイプの電動ブレーキ装置が適用されるが、ディスクブレーキタイプだけに限定されるものではなくドラムブレーキタイプであっても良い。図１に示すように、この電動ブレーキ装置は、ブレーキ機構Ｂｋと、制御装置９とを有する。
先ず、ブレーキ機構Ｂｋについて説明する。
ブレーキ機構Ｂｋは、ハウジング１と、電動アクチュエータである電動モータ２と、この電動モータ２の回転を減速する減速機構３と、直動機構４と、ロック機構５と、ブレーキロータ６と、押圧部材であるブレーキパッド７とを有する。ハウジング１の開口端に、径方向外方に延びるベースプレート８が設けられ、このベースプレート８に電動モータ２が支持されている。ハウジング１内には、電動モータ２の出力によりブレーキロータ６、この例ではディスクロータに対して制動力を負荷する直動機構４が組み込まれている。ハウジング１の開口端およびベースプレート８の外側面は、カバー１０によって覆われている。
直動機構４について説明する。
直動機構４は、減速機構３で出力される回転運動を直線運動に変換して、ブレーキロータ６に対してブレーキパッド７を当接離隔させる機構である。この直動機構４は、スライド部材１１と、軸受部材１２と、環状のスラスト板１３と、スラスト軸受１４と、転がり軸受１５，１５と、回転軸１６と、キャリア１７と、すべり軸受１８，１９とを有する。ハウジング１の内周面に、円筒状のスライド部材１１が、回り止めされ且つ軸方向に移動自在に支持されている。スライド部材１１の内周面には、径方向内方に所定距離突出して螺旋状に形成された螺旋突起１１ａが設けられている。この螺旋突起１１ａに、後述する複数の遊星ローラ２０が噛合している。
ハウジング１内におけるスライド部材１１の軸方向一端側に、軸受部材１２が設けられている。この軸受部材１２は、径方向外方に延びるフランジ部と、ボス部とを有する。ボス部内に転がり軸受１５，１５が嵌合され、これら各軸受１５，１５の内輪内径面に回転軸１６が嵌合されている。よって回転軸１６は、軸受部材１２に軸受１５，１５を介して回転自在に支持される。
スライド部材１１の内周には、前記回転軸１６を中心に回転可能なキャリア１７が設けられている。キャリア１７は、軸方向に互いに対向して配置されるディスク１７ａ，１７ｂを有する。軸受部材１２に近いディスク１７ｂをインナ側ディスク１７ｂといい、ディスク１７ａをアウタ側ディスク１７ａという場合がある。一方のディスク１７ａのうち、他方のディスク１７ｂに臨む側面には、この側面における外周縁部から軸方向に突出する間隔調整部材１７ｃが設けられる。この間隔調整部材１７ｃは、複数の遊星ローラ２０の間隔を調整するため、円周方向に間隔を空けて複数配設されている。これら間隔調整部材１７ｃにより、両ディスク１７ａ，１７ｂが一体に設けられる。
インナ側ディスク１７ｂは、回転軸１６との間に嵌合されたすべり軸受１８により、回転自在に支持されている。アウタ側ディスク１７ａには、中心部に軸挿入孔が形成され、この軸挿入孔にすべり軸受１９が嵌合されている。アウタ側ディスク１７ａは、すべり軸受１９により回転軸１６に回転自在に支持される。回転軸１６の端部には、スラスト荷重を受けるワッシャが嵌合され、このワッシャの抜け止め用の止め輪が設けられる。
キャリア１７には、複数のローラ軸２１が周方向に間隔を空けて設けられている。各ローラ軸２１の両端部が、ディスク１７ａ，１７ｂにわたって支持されている。すなわちディスク１７ａ，１７ｂには、それぞれ長孔から成る軸挿入孔が複数形成され、各軸挿入孔に各ローラ軸２１の両端部が挿入されてこれらローラ軸２１が径方向に移動自在に支持される。複数のローラ軸２１には、これらローラ軸２１を径方向内方に付勢する弾性リング２２が掛け渡されている。
各ローラ軸２１に、遊星ローラ２０が回転自在に支持され、各遊星ローラ２０は、回転軸１６の外周面と、スライド部材１１の内周面との間に介在される。複数のローラ軸２１に渡って掛け渡された弾性リング２２の付勢力により、各遊星ローラ２０が回転軸１６の外周面に押し付けられる。回転軸１６が回転することで、この回転軸１６の外周面に接触する各遊星ローラ２０が接触摩擦により回転する。遊星ローラ２０の外周面には、前記スライド部材１１の螺旋突起１１ａに噛合する螺旋溝が形成されている。
キャリア１７のインナ側ディスク１７ｂと、遊星ローラ２０の軸方向一端部との間には、ワッシャおよびスラスト軸受（いずれも図示せず）が介在されている。ハウジング１内において、インナ側ディスク１７ｂと軸受部材１２との間には、環状のスラスト板１３およびスラスト軸受１４が設けられている。
減速機構３について説明する。
図２に示すように、減速機構３は、電動モータ２の回転を、回転軸１６に固定された出力ギヤ２３に減速して伝える機構であり、複数のギヤ列を含む。この例では、減速機構３は、電動モータ２のロータ軸２ａに取付けられた入力ギヤ２４の回転を、ギヤ列２５，２６，２７により順次減速して、回転軸１６の端部に固定された出力ギヤ２３に伝達可能としている。
ロック機構５について説明する。
ロック機構５は、直動機構４の制動力弛み動作を阻止するロック状態と許容するアンロック状態とにわたって切換え可能に構成されている。前記減速機構３に、ロック機構５が設けられている。ロック機構５は、ケーシング（図示せず）と、ロックピン２９と、このロックピン２９をアンロック状態に付勢する付勢手段（図示せず）と、ロックピン２９を切換え駆動するアクチュエータであるリニアソレノイド３０とを有する。前記ケーシングは、ベースプレート８に支持され、このベースプレート８には、ロックピン２９の進退を許すピン孔が形成されている。
リニアソレノイド３０によりロックピン２９を進出させて、ギヤ列２６における出力側の中間ギヤ２８に形成された係止孔（図示せず）に係合し、中間ギヤ２８の回転を禁止することで、ロック状態にする。リニアソレノイド３０をオフにすると、前記付勢手段による付勢力により、ロックピン２９を前記ケーシング内に退入させて前記係止孔から離脱させ、中間ギヤ２８の回転を許すことで、ロック機構５をアンロック状態にする。
制御装置９等について説明する。
図３は、この電動ブレーキ装置の制御系のブロック図である。前記ブレーキ機構Ｂｋ（図１参照）を搭載する車両には、制御装置９と、センサ３１と、スイッチ（操作手段）３２と、車速検出手段３３と、異常発生情報報知手段３４とが設けられている。制御装置９は、車両統合制御装置３５と、ブレーキコントローラ３６と、異常検出部３７と、異常検出動作タイマ３８と、異常検出動作指令入力部３９とを備える。車両統合制御装置３５は、自動車全般の統括制御を行う電気制御ユニット（ＥＣＵ）であり、ブレーキコントローラ３６等に指令を与える上位制御手段である。この車両統合制御装置３５は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、および電子回路により構成される。
車両統合制御装置３５は、運転者によるブレーキ操作手段４０の動作量に応じて変化するセンサ３１の出力に応じて減速指令を生成し、この減速指令をブレーキコントローラ３６へ出力する。ブレーキコントローラ３６は、基本制御手段３６ａと異常検出用動作制御手段３６ｂとを有する。ブレーキコントローラ３６における基本制御手段３６ａは、車両統合制御装置３５からの減速指令に従って、各ブレーキ機構Ｂｋ（図１参照）に制動指令を与える。基本制御手段３６ａは、運転者によるブレーキ操作手段４０の操作により各ブレーキ機構Ｂｋの電動モータ２を動作させ、ブレーキロータ６にブレーキパッド７を押し付けて制動力を与える（図１参照）。
異常検出用動作制御手段３６ｂは、運転者によるブレーキ操作とは別に、すなわち車両走行中でかつブレーキ操作手段４０が操作されていないときに、設定条件に従って各ブレーキ機構Ｂｋの電動モータ２を動作させる。前記車両走行中であるか否かは、例えば、車速検出手段３３により一定車速（例えば車速４０ｋｍ／ｈ）以上の車速が検出されているとき、異常検出用動作制御手段３６ｂは車両走行中であると判断する。なお異常検出用動作制御手段３６ｂは、基本制御手段３６ａが有する機能の一部として設けられても良い。
図４は、この電動ブレーキ装置の制御装置９の異常検出用ブレーキ制御部等を示すブロック図である。前記異常検出用ブレーキ制御部は、制御装置９のうち異常検出用動作制御手段３６ｂと、異常検出部３７と、異常検出動作タイマ３８と、異常検出動作指令入力部３９とを有する。
異常検出用動作制御手段３６ｂは、異常検出動作生成部４１と、電動ブレーキ駆動部４２とを有する。異常検出動作生成部４１は、後述する異常検出動作トリガの発生を検出すると、ブレーキロータ６，ブレーキパッド７間の隙間を増減つまり拡大または減少する異常検出動作指令を電動ブレーキ駆動部４２に与える。電動ブレーキ駆動部４２は、異常検出動作指令に従って電動モータ２を回転させる。
異常検出部３７は、異常検出用動作制御手段３６ｂにより電動モータ２を回転させたときに車両についての定められた事項を検出し、この検出された事項を設定事項と比較して電動ブレーキ装置の異常有無を検出する。前記「車両についての定められた事項」は、電動モータ２を回転させたときの、例えば、ブレーキパッド７の実際の押圧力である。前記「設定事項」は、電動モータ２を回転させたときの、例えば、モータ回転角、および、モータ電流から演算される発生トルク等から予想されるブレーキパッド７の押圧力である。
電動ブレーキ駆動部４２が異常検出動作指令に従って電動モータ２を回転させ、ブレーキロータ６，ブレーキパッド７間の隙間を拡大または減少させたときに、異常検出部３７は、電動モータ２への印加電圧、モータ電流、およびモータ回転角のうち、少なくとも二つ以上の相関と、設定された比較用の相関との差が許容範囲内であるか否かを判断し、電動ブレーキ装置の正常動作を確認する。異常検出部３７は、前記差が許容範囲内と判断すると、電動ブレーキ装置が正常に動作していると検出する。前記「設定された比較用の相関」は、例えば、試験やシミュレーション等により定められる。
異常検出動作タイマ３８は、電動ブレーキ駆動部４２からブレーキ駆動状態を受け取る。このブレーキ駆動状態は、前述のブレーキパッド７の実際の押圧力、モータ回転角、および、発生トルク等から得られる情報である。異常検出動作タイマ３８は、前記ブレーキ駆動状態に基づき、ブレーキ操作手段４０（図３）を一定時間操作しない車両走行を継続させたとき、異常検出動作トリガを生成する。この異常検出動作トリガは、前記異常検出動作生成部４１により検出される。異常検出動作指令入力部３９は、操作者によるスイッチ３２の操作によっても、異常検出動作トリガを生成する。この生成された異常検出動作トリガも異常検出動作生成部４１により検出される。
異常発生情報報知手段３４は、例えば、車両のコンソールパネル等に設けられた車内表示装置等の表示手段である。車両統合制御装置３５は、異常検出部３７から出力された電動ブレーキ装置の異常発生の情報を受けて、前記表示手段に異常を知らせる表示を行わせる。この場合、運転者は、異常発生の情報を早期に認識して、例えば、車両を他の車両の交通の妨げにならない場所に退避して停車する等、適切に対処し得る。
異常検出を行う前は、前記基本制御手段３６ａ（図３）による通常のブレーキ動作終了後の状態であるとする。異常検出前の状態は、ブレーキロータ６とブレーキパッド７との間には僅かに隙間（以後、この隙間を「前記隙間」と呼ぶ）があるが、ブレーキロータ６にブレーキパッド７を接触させるには、明らかに電動モータ２を回転させる必要があり、振動などによって偶然ブレーキロータ６にブレーキパッド７が接触することがない状態である。
図５は、この電動ブレーキ装置の異常有無を検出するフローチャートであり、図６は、同電動ブレーキ装置の異常検出時のフローチャートである。図５または図６と共に図３も参照しつつ説明する。この例は、簡便のため最も単純な異常検出フローを説明したものであり、異常検出方法や再検査方法、繰り返し回数、繰り返し検出動作後に正常と判断された場合のフローの戻り位置などを権利上制限するものではない。
図５に示すように、本処理開始後、異常検出動作タイマ３８が電動ブレーキ駆動部４２からブレーキ駆動状態を受け取り、ブレーキ操作手段による操作を最後に使用してからの時間を計測して、一定時間が経過したら、異常検出動作トリガを生成する。前記一定時間とは、例えば、ブレーキ操作手段によるブレーキ無使用が１０分間や、ブレーキ操作手段によるブレーキ無使用かつ車速４０ｋｍ／ｈ等の一定車速以上の走行する時間が１０分間である。なおこの図５のフローチャートに示していないが、異常検出動作指令入力部３９から入力される運転者のスイッチ入力や、車両統合制御装置３５からの指令によっても異常検出動作トリガは生成される。
異常検出動作生成部４１が異常検出動作トリガを検出すると（ステップＳ１：ｙｅｓ）、異常検出動作生成部４１は、電動モータ２を回転させ前記隙間を減らす指令を、電動ブレーキ駆動部４２に与える（ステップＳ２）。この段階ではブレーキパッド７はブレーキロータ６に対し非接触状態である。このとき異常検出部３７は、電動モータ２のモータ回転角を読み取る。異常検出部３７は、このときのモータ回転角の変化から、電動モータ２が指令通りに回転していることを確認し（ステップＳ３：ｙｅｓ）、ステップＳ４に移行する。なお、ステップＳ１において、異常検出動作生成部４１が異常検出動作トリガを検出しないとき（ステップＳ１：ｎｏ）、ステップＳ１に戻り、次の異常検出動作トリガの発生を検出するまで待機する。
ステップＳ４において、異常検出動作生成部４１は、さらに電動モータ２を回転もしくはトルクを発生させる指令を電動ブレーキ駆動部４２に与え、ブレーキパッド７に押圧力を発生させてブレーキパッド７をブレーキロータ６に軽接触させる。なおステップＳ２時に、押圧力が発生する程度まで電動モータ２を回転させても良い。異常検出部３７は、押圧力を発生させたときの、モータ回転角、発生トルクから予想される押圧力と、実際に発生した押圧力とを比較する（ステップＳ５）。正常な場合は（ステップＳ５：ｙｅｓ）、ステップＳ１に戻り、次の異常検出動作トリガの発生を検出するまで待機する。
ステップＳ３において、異常検出部３７が、電動モータ２が指令通りに回転しないと判断した場合（ステップＳ３：ｎｏ）、異常検出時フローへ進む（ステップＳ６）。同様に、ステップＳ５において、異常検出部３７が、指令通りに押圧力が発生しないと判断した場合も（ステップＳ５：ｎｏ）、異常検出時フローへ進む（ステップＳ６）。この際、異常検出部３７が異常検出信号を異常検出動作生成部４１に与えることで、この異常検出動作生成部４１は、異常検出時フローのための動作を生成する。
図６に示すように、異常検出動作生成部４１は、電動モータ２を逆方向に回転させ前記隙間を一度拡大する指令を、電動ブレーキ駆動部４２に与える（ステップＳ７）。異常検出部３７が、このときのモータ回転角の変化から、電動モータ２が指令通りに回転していることを確認すると（ステップＳ８：ｙｅｓ）、異常検出動作生成部４１は、電動モータ２を正方向に回転させ前記隙間を減らす指令を電動ブレーキ駆動部４２に与え、電動モータ２を回転させる（ステップＳ９）。
次に、異常検出動作生成部４１は、さらに電動モータ２を回転もしくはトルクを発生させる指令を電動ブレーキ駆動部４２に与え、ブレーキパッド７に押圧力を発生させてブレーキパッド７をブレーキロータ６に軽接触させる（ステップＳ１０）。異常検出部３７は、押圧力を発生させたときの、モータ回転角、発生トルクから予想される押圧力と、実際に発生した押圧力とを比較する（ステップＳ１１）。正常な場合は（ステップＳ１１：ｙｅｓ）、先の異常判断が間違いであったと判断し（ステップＳ１２）、ステップＳ１に戻り、次の異常検出動作トリガの発生を検出するまで待機する。
ステップＳ８において、異常検出部３７は、電動モータ２が指令通りに回転しないと判断した場合（ステップＳ８：ｎｏ）、モータ駆動不能と判断できる（ステップＳ１３）。このとき、電動モータ２を回転できない、もしくは電動モータ２の回転を検出できない状態であり、例えば、電動モータ２の固着、ブレーキ機構Ｂｋのロック、図示外の電流駆動素子の異常、モータ回転角を検出するモータ回転角度検出機構４３の異常等が考えられ、正常に電流を流すことができない場合は、電流センサの異常やモータコイルの短絡などが考えられる。
ステップＳ１１において、異常検出部３７が、指令通りに押圧力が発生しないと判断した場合は（ステップＳ１１：ｎｏ）、押圧発生不能と判断できる（ステップＳ１４）。このとき電動モータ２は回転するが、ブレーキパッド７による押圧力が発生しない状態であり、ブレーキ機構Ｂｋの異常によるモータ空転やキャリパ異常などが考えられる。異常の状態が確定した後、車両統合制御装置３５は、異常検出部３７から出力された異常発生の情報を受けて、異常発生情報報知手段３４に異常を知らせる表示を行わせる（ステップＳ１５）。その後、例えば、フェールセーフ用の機構を使用したり、制動力を分担するなどの異常時の対策を実施する（ステップＳ１６）。その後本処理を終了する。
作用効果について説明する。
異常検出用動作制御手段３６ｂは、車両走行中でかつブレーキ操作手段４０が操作されていないときに、前述のように電動モータ２を動作させる。このとき、電動モータ２が指令通りに回転しない、または、指令通りに押圧力が発生しないと異常検出部３７で判断すると、電動ブレーキ装置の異常と検出する。
このように車両走行中において、運転者によりブレーキ操作手段４０が操作されていないときに、電動ブレーキ装置の異常の有無を検出することができる。例えば、高速道路走行中のような、長時間ブレーキを用いずに走行する状況下において、電動ブレーキ装置の異常の有無を早期に検出することができる。電動ブレーキ装置の異常を検出した場合、運転者は、例えば、車両を他の車両の交通の妨げにならない場所に退避して停車する等、適切に対処することができる。
異常検出動作タイマ３８が異常検出動作トリガを生成し、異常検出用動作制御手段３６ｂが、この異常検出動作トリガの発生を検出して、電動モータ２を回転させる異常検出用動作を実行する場合、運転者による操作を必要とせずに異常検出用動作を自動で実行することができ、運転者の操作負担を軽減することができる。
運転者によるスイッチ入力により、異常検出動作指令入力部３９が異常検出用動作制御手段３６ｂに対して、電動モータ２を動作させる異常検出用動作を実行させる指令を与える場合、運転者による任意のタイミングで異常検出用動作を実行することができる。
他の実施形態について説明する。
ブレーキロータ６にブレーキパッド７を押し付けたときのブレーキ力を検出するブレーキ力検出部４４を設け、異常検出用動作制御手段３６ｂにより、ブレーキパッド７をブレーキロータ６に軽接触させたときに、異常検出部３７は、電動モータ２への印加電圧、モータ電流、およびモータ回転角のうち少なくとも一つ以上から予測されるブレーキ力と、ブレーキ力検出部４４で検出されるブレーキ力とを比較し、これらブレーキ力の差が設定された許容範囲内であるか否かを判断し、電動ブレーキ装置の正常動作を確認するものとしても良い。
この場合、異常検出部３７は、前記予測されるブレーキ力と、ブレーキ力検出部４４で検出されるブレーキ力との差が設定された許容範囲内であると判断すると、電動ブレーキ装置が正常に動作している旨検出する。
運転者による前記車両のアクセルの操作を解除し車両が減速に転じたときに、異常検出用動作制御手段３６ｂが、ブレーキパッド７をブレーキロータ６に軽接触させるものとしても良い。ブレーキパッド７をブレーキロータ６に軽接触させると、微小ながら減速度が発生してしまい、車両の搭乗者にとって違和感を覚える。
前記車両のアクセルの操作を解除したタイミングで軽接触させるのであれば、前記タイミングは、走行抵抗による減速や、エンジンブレーキもしくはそれに相当する回生制動による減速により減速度が発生するタイミングと重なり異常検出用動作による特別な違和感を覚えにくい。
この構成によると、前記車両のアクセルの操作を解除し車両が減速に転じたときに、ブレーキパッド７をブレーキロータ６に軽接触させるため、車両の搭乗者が異常検出用動作による特別な違和感を覚えにくい。
前記軽接触によるブレーキ力は、車両の走行抵抗による減速度に対して、一定の割合以下の減速度を発生するブレーキ力であっても良い。例えば、車両の走行速度が高い場合は、走行抵抗が大きく、比較的違和感を覚えにくくなる。よって、軽接触によるブレーキ力を、走行抵抗による減速度に対して、一定の割合（例えば１０％）以下の減速度を発生するブレーキ力とすることで、車両の搭乗者が異常検出用動作による違和感を覚えにくくなる。
電動ブレーキ装置の異常検出用動作要求が発生した状態において、車両に一定以上の加速度が発生した際に前記軽接触を実施し、この軽接触によるブレーキ力は、前記加速度の一定の割合以下の減速度を発生するブレーキ力であっても良い。この場合、例えば、アクセルを強めに操作して加速する場合に、この加速力より極めて小さい（例えば１％程度）減速度が発生するように、ブレーキパッド７の軽接触動作を実施する。これにより、車両の搭乗者は異常検出用動作による違和感を覚えにくくなる。
以上説明した一連の異常検出は、電動ブレーキ装置を最後に使用してから一定時間経過後に、例えば４輪同時であっても、１輪ずつ順番であっても、例えば１０分間で１輪実施し、４０分で４輪完了するなどしても良い。
以上の説明では、押圧力を検出する方法を例示したが、タイヤに発生する制動力を直接計測する機構、例えば、タイヤ回転軸力センサや、車両に発生した減速度を計測する機構、例えば、車両加速度センサを用いても良い。
２…電動モータ（電動アクチュエータ）
６…ブレーキロータ
７…ブレーキパッド（押圧部材）
９…制御装置
３２…スイッチ（操作手段）
３５…車両統合制御装置（外部接続機器）
３６ａ…基本制御手段
３６ｂ…異常検出用動作制御手段
３７…異常検出部
３８…異常検出動作タイマ
３９…異常検出動作指令入力部
４０…ブレーキ操作手段

Claims (10)

  1. ブレーキロータと、押圧部材と、前記ブレーキロータに前記押圧部材を押し付ける電動アクチュエータと、この電動アクチュエータを制御する制御装置とを備えた電動ブレーキ装置において、
    前記制御装置は、
    運転者によるブレーキ操作手段の操作により前記電動アクチュエータを動作させ、前記ブレーキロータに前記押圧部材を押し付けて制動力を与える基本制御手段と、
    車両走行中でかつ前記ブレーキ操作手段が操作されていないときに、設定条件に従って前記電動アクチュエータを動作させる異常検出用動作制御手段と、
    この異常検出用動作制御手段により前記電動アクチュエータを動作させたときに前記車両についての定められた事項を検出し、この車両についての定められた事項を設定事項と比較して前記電動ブレーキ装置の異常有無を検出する異常検出部とを備え、
    前記制御装置は、前記ブレーキ操作手段を一定時間操作しない車両走行を継続させた場合に、前記異常検出用動作制御手段に対して、前記電動アクチュエータを動作させる異常検出用動作を実行させる指令を定められた時間毎に与える異常検出動作タイマを有し、
    前記異常検出用動作制御手段は、前記異常検出動作タイマの指令に基づき、前記電動アクチュエータを動作させることを特徴とする電動ブレーキ装置。
  2. ブレーキロータと、押圧部材と、前記ブレーキロータに前記押圧部材を押し付ける電動アクチュエータと、この電動アクチュエータを制御する制御装置とを備えた電動ブレーキ装置において、
    前記制御装置は、
    運転者によるブレーキ操作手段の操作により前記電動アクチュエータを動作させ、前記ブレーキロータに前記押圧部材を押し付けて制動力を与える基本制御手段と、
    車両走行中でかつ前記ブレーキ操作手段が操作されていないときに、設定条件に従って前記電動アクチュエータを動作させる異常検出用動作制御手段と、
    この異常検出用動作制御手段により前記電動アクチュエータを動作させたときに前記車両についての定められた事項を検出し、この車両についての定められた事項を設定事項と比較して前記電動ブレーキ装置の異常有無を検出する異常検出部とを備え、
    前記制御装置は、操作者による所定の操作手段の入力により、前記異常検出用動作制御手段に対して、前記電動アクチュエータを動作させる異常検出用動作を実行させる指令を与える異常検出動作指令入力部を有する電動ブレーキ装置。
  3. 請求項２記載の電動ブレーキ装置において、前記異常検出動作指令入力部に入力する指令が、前記制御装置の外部に接続された外部接続機器により生成される電動ブレーキ装置。
  4. ブレーキロータと、押圧部材と、前記ブレーキロータに前記押圧部材を押し付ける電動アクチュエータと、この電動アクチュエータを制御する制御装置とを備えた電動ブレーキ装置において、
    前記制御装置は、
    運転者によるブレーキ操作手段の操作により前記電動アクチュエータを動作させ、前記ブレーキロータに前記押圧部材を押し付けて制動力を与える基本制御手段と、
    車両走行中でかつ前記ブレーキ操作手段が操作されていないときに、設定条件に従って前記電動アクチュエータを動作させる異常検出用動作制御手段と、
    この異常検出用動作制御手段により前記電動アクチュエータを動作させたときに前記車両についての定められた事項を検出し、この車両についての定められた事項を設定事項と比較して前記電動ブレーキ装置の異常有無を検出する異常検出部とを備え、
    前記異常検出用動作制御手段により前記電動アクチュエータを動作させて、前記押圧部材が前記ブレーキロータに非接触状態のとき、前記異常検出部により前記電動ブレーキ装置の異常有無を検出する電動ブレーキ装置。
  5. 請求項４記載の電動ブレーキ装置において、前記押圧部材が前記ブレーキロータに非接触状態で異常が検出されなかったとき、前記異常検出用動作制御手段により前記電動アクチュエータを動作させ、前記押圧部材を前記ブレーキロータに軽接触させた状態で、前記異常検出部により前記電動ブレーキ装置の異常有無を検出する電動ブレーキ装置。
  6. ブレーキロータと、押圧部材と、前記ブレーキロータに前記押圧部材を押し付ける電動アクチュエータと、この電動アクチュエータを制御する制御装置とを備えた電動ブレーキ装置において、
    前記制御装置は、
    運転者によるブレーキ操作手段の操作により前記電動アクチュエータを動作させ、前記ブレーキロータに前記押圧部材を押し付けて制動力を与える基本制御手段と、
    車両走行中でかつ前記ブレーキ操作手段が操作されていないときに、設定条件に従って前記電動アクチュエータを動作させる異常検出用動作制御手段と、
    この異常検出用動作制御手段により前記電動アクチュエータを動作させたときに前記車両についての定められた事項を検出し、この車両についての定められた事項を設定事項と比較して前記電動ブレーキ装置の異常有無を検出する異常検出部とを備え、
    前記異常検出用動作制御手段により、前記ブレーキロータと前記押圧部材との間隔を増減させたときに、前記異常検出部は、前記電動アクチュエータへの印加電圧、前記電動アクチュエータの電流、および回転角のうち、少なくとも二つ以上の相関と、設定された比較用の相関との差が許容範囲内であるか否かを判断し、前記電動ブレーキ装置の正常動作を確認する電動ブレーキ装置。
  7. ブレーキロータと、押圧部材と、前記ブレーキロータに前記押圧部材を押し付ける、モータコイルを有する電動モータである電動アクチュエータと、この電動アクチュエータを制御する制御装置とを備えた電動ブレーキ装置において、
    前記制御装置は、
    運転者によるブレーキ操作手段の操作により前記電動アクチュエータを動作させ、前記ブレーキロータに前記押圧部材を押し付けて制動力を与える基本制御手段と、
    車両走行中でかつ前記ブレーキ操作手段が操作されていないときに、設定条件に従って前記電動アクチュエータを動作させる異常検出用動作制御手段と、
    この異常検出用動作制御手段により前記電動アクチュエータを動作させたときに前記車両についての定められた事項を検出し、この車両についての定められた事項を設定事項と比較して前記電動ブレーキ装置の異常有無を検出する異常検出部とを備え、
    前記ブレーキロータに前記押圧部材を押し付けたときのブレーキ力を検出するブレーキ力検出部を設け、
    前記異常検出用動作制御手段により、前記押圧部材を前記ブレーキロータに軽接触させたときに、前記異常検出部は、前記電動アクチュエータへの印加電圧、前記電動アクチュエータの電流、および回転角のうち少なくとも一つ以上から予測されるブレーキ力と、前記ブレーキ力検出部で検出されるブレーキ力とを比較し、これらブレーキ力の差が設定された許容範囲内であるか否かを判断し、前記電動ブレーキ装置の正常動作を確認する電動ブレーキ装置。
  8. 請求項７記載の電動ブレーキ装置において、運転者による前記車両のアクセルの操作を解除し前記車両が減速に転じたときに、前記異常検出用動作制御手段が、前記押圧部材を前記ブレーキロータに軽接触させる電動ブレーキ装置。
  9. 請求項７または請求項８記載の電動ブレーキ装置において、前記軽接触によるブレーキ力は、前記車両の走行抵抗による減速度に対して、一定の割合以下の減速度を発生するブレーキ力である電動ブレーキ装置。
  10. 請求項７ないし請求項９のいずれか１項に記載の電動ブレーキ装置において、前記車両に一定以上の加速度が発生したときに、前記異常検出用動作制御手段が、前記押圧部材を前記ブレーキロータに軽接触させ、前記軽接触によるブレーキ力は、前記加速度の一定の割合以下の減速度を発生するブレーキ力である電動ブレーキ装置。
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