JP6552910B2

JP6552910B2 - 電動ブレーキシステム

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Publication number: JP6552910B2
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Authority: JP
Inventors: 唯増田
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2015-08-11
Filing date: 2015-08-11
Publication date: 2019-07-31
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Description

この発明は、駐車ブレーキの機能を備えた電動ブレーキシステムに関する。

従来、電動ブレーキ装置や駐車ブレーキ機構として、次の各例が提案されている。
・電動モータでブレーキ力を制御する電動ブレーキ装置（特許文献１）。
・摩擦パッド押圧力を検出するディスクブレーキ（特許文献２）。
・ボールねじのボールに熱伝導率の低い部材を使用した、ボールねじ方式の電動ブレーキ装置（特許文献３）。
・ソレノイドを使用したパーキングブレーキ機構（特許文献４）。

特開２００３-２４７５７６号公報特開２０１０-２７０７８８号公報特開２００６-１８３８０９号公報特開２０１２-０８７８８９号公報

特許文献１〜４のような電動ブレーキ装置において、特に電源装置の失陥に対する冗長系が課題となる場合がある。その際、補助の電源を設ける冗長系において、長時間にわたりブレーキをかけることのできる補助電源について、コストや搭載スペースが課題となる場合がある。
例えば特許文献３，４において、電力を消費することなくブレーキ力を維持する機構が提案されている。しかしながら、前記の機構によってブレーキ力を維持すると、ブレーキ力の変更には一度係合部を離反させなければならない。そのため、ブレーキ力の変更に時間を要し、素早い変更ができず、ブレーキフィーリングが悪化する恐れがある。

この発明の目的は、電源装置の電力供給状態が低下しても、補助電源からの電力の補助により、必要なブレーキ動作が可能であり、かつ駐車ブレーキ機構を適宜使用しながらブレーキ動作を行うことができて、消費電力を低減でき、特に補助電源使用時におけるブレーキ作動時間の延長に有効となり、さらに駐車ブレーキ機構を使用することによるブレーキ性能およびフィーリングへの影響を極力小さく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。

この電動ブレーキシステムは、電動ブレーキ装置１とこの電動ブレーキ装置１に電力を供給する電源装置１９とを備え、
前記電動ブレーキ装置１は、ブレーキロータ６、摩擦材７、この摩擦材７を前記ブレーキロータ６と接触させる摩擦材操作手段８、この摩擦材操作手段８を駆動する電動モータ９、およびこの電動モータ９から前記摩擦材７に至る間の駆動伝達部での機械的係合によって所定のブレーキ力を保持する駐車ブレーキ機構５を有する電動ブレーキアクチュエータ２と、前記電動モータ９を制御することによりブレーキ力を目標値に追従制御する主ブレーキ制御手段２１、および前記駐車ブレーキ機構５を制御する駐車ブレーキ制御手段２２を有するブレーキ制御装置３とを有する電動ブレーキシステムにおいて、
前記電源装置１９とは別の補助電源２５と、前記電源装置１９と前記補助電源２５の電力を使用する比率を変更可能な電源制御装置２４と、前記電源装置１９による電力供給状態を監視しその監視の結果により電力供給状態が所定の状態を下回ると判定された場合に、前記電源制御装置２４を前記補助電源２５の電力により前記電源装置１９の供給電力の不足分を補って供給する接続形態とする電源監視制御手段２３とを有し、前記駐車ブレーキ制御手段２２は、前記電源制御装置２４の制御により前記電源装置１９の供給電力の不足分を前記補助電源２５を使用して補っている状況において、所定の判断に基づいて、前記電動ブレーキ装置１の搭載車両の操縦者の操作によらずに前記駐車ブレーキ機構５を動作させる機能を有することを特徴とする。
なお、前記「所定の判断」は、設計によって適宜の内容に定めれば良い。

この構成によると、駐車ブレーキ機構５を適宜使用しながらブレーキ動作を行うことで、消費電力を低減し、特に補助電源２５の使用時におけるブレーキ作動時間の延長に有効となる。また、前記駐車ブレーキ機構５を使用する頻度を、状況に応じて変更することで、ブレーキ性能およびフィーリングへの影響を極力小さくすることができる。
具体的には、主となる前記電源装置１９（以下、「主電源装置１９」称する場合がある）とは別の補助電源２５と、電力供給状態が所定の状態を下回った場合に、前記補助電源２５の電力を補って前記電動モータ９の駆動に使用する電源制御装置２４とを備えるため、前記主電源装置１９の出力電圧が蓄電量の低下等により低下しても、補助電源２５の電力が主電源装置１９の出力に加えられ、通常の制動動作を適正に行うことができる。
前記補助電源２５は、主電源装置１９と並設されるため、大きな電力容量にすると、過剰構成となってコスト増となるうえ、重量増となるため、電力容量を抑える必要がある。これにつき、前記駐車ブレーキ機構５は駆動伝達部での機械的係合によってブレーキ力を保持する構成であるため、電力消費を殆ど必要とせずにブレーキ力の保持が可能であり、また前記駐車ブレーキ制御手段２２は、前記補助電源２５を使用している状況において、所定の判断に基づいて、前記電動ブレーキ装置１の搭載車両の操縦者の操作によらずに前記駐車ブレーキ機構５を動作させる。そのため、運転者が特に注意しなくても、消費電力を低減できる。

このように、駐車ブレーキ機構５を適宜使用しながらブレーキ動作を行うことで、消費電力を低減し、特に補助電源２５の使用時における補助電源２５の電力枯渇によるブレーキ失陥までの猶予時間を延長し、冗長性を向上させることができる。このため、主電源装置１９の蓄電量の低下等による出力電圧の低下が生じても、修理や保守の可能な場所まで車両を走行させることができ、また走行を続ける間における主電源装置１９の充電も期待できる。
走行中における前記駐車ブレーキ機構５の使用は、消費電力を低減させる反面、ブレーキ操作のフィーリング低下を招くが、駐車ブレーキ機構５の使用は、前記補助電源２５を使用している状況において、かつ所定の判断に基づいてようにしている。このように、駐車ブレーキ機構５を使用する条件を限られた条件に限定しているため、頻繁に駐車ブレーキ機構５を使用する場合に比べて、ブレーキ操作のフィーリングの低下が抑制される。前記所定の判断の設定内容によって、制動が重要で操作フィーリングまでを問えない場合に限定して駐車ブレーキ機構５を使用することもできる。

この発明において、前記所定の判断が、目標ブレーキ力、目標ブレーキ力の変化量、推定ブレーキ力、および推定ブレーキ力の変化量、の少なくともいずれか一つ以上に基づいて成すものであり、前記駐車ブレーキ制御手段２２は、目標ブレーキ力または推定ブレーキ力が増加し、またはこれら目標ブレーキ力および推定ブレーキ力のいずれかの変化量が閾値よりも低下すると、前記電動ブレーキ装置１の作動時間における前記駐車ブレーキ機構５を機能させる時間を増加させるようにしても良い。

前記駐車ブレーキ制御手段２２により駐車ブレーキ機構５を機能させる頻度変更の条件として、上記のように、例えば目標ブレーキ力ないし推定ブレーキ力の何れかを用いることができる。
一般に、ブレーキ力が大きいほど消費電力は増加する傾向がある為、ブレーキ力が増加するほど駐車制動の頻度が高くなる処理とすると好適と考えられる。ブレーキ力の増加は、目標ブレーキ力と推定ブレーキ力とのいずれであっても良い。
また、前記頻度変更の条件として、例えば目標ブレーキ力ないし推定ブレーキ力の変化量を用いることができる。前記変化量が小さいほどブレーキ力を変化させる必要性が小さく、駐車ブレーキを使用したときの制動性能への影響が小さいため、前記変化量が小さいほど駐車制動の頻度が高くなる処理とすると好適と考えられる。

この発明において、前記駐車ブレーキ制御手段２２は、前記所定の判断を、前記補助電源２５の残存電力に基づいて為し、前記補助電源２５の残存電力が低下すると、前記電動ブレーキ装置１の作動時間における前記駐車ブレーキ機構５を実行する時間の比率を上昇させるようにしても良い。
前記補助電源２５の残存電力が少なくなるほど、ブレーキフィーリング等を犠牲にしてもブレーキ動作可能時間を延長する必要があるため、前記残存電力が少なくなるほど駐車制動の頻度が高くなる処理とすると好適と考えられる。
補助電源２５の残存電力に応じて、駐車ブレーキ機構５を適用する頻度を段階的に調整することで、極力ブレーキフィーリングを維持しつつ、補助電源２５の電力枯渇によるブレーキ失陥までの猶予時間を延長し、冗長性を向上させることができる。

この発明において、前記駐車ブレーキ制御手段２２は、前記電動ブレーキ装置１の搭載車両の車速推定手段２９を有し、前記所定の判断を、前記電動ブレーキ装置１の搭載車両の車速に基づいて為し、前記車速が低下すると、前記電動ブレーキ装置１の作動時間における前記駐車ブレーキ機構５を機能させる時間の比率を上昇させるようにしても良い。
前記車速が低いほど車両の安全性に対する制動性能悪化の影響が低いため、車速が低くなるほど駐車制動の頻度が高くなる処理とすると好適と考えられる。特に、車速が概ね零すなわち停車状態であれば、ブレーキ力を変化させる必要が無いため、車両を停止するのに十分なブレーキ力をもって駐車制動を行うと好適と考えられる。その際、例えば車両の駆動力が喪失している場合は、駐車制動を解除する必要が無いため、駐車制動を維持し続ければよい。

なお、前記駐車ブレーキ制御手段２２は、前記所定の判断およびその判断結果に基づく処理につき、前記処理の判断，処理のうちの一つを選択して実行しても、また二つ以上を適宜組み合わせて実行しても良い。

この発明において、前記駐車ブレーキ制御手段２２は、前記所定の判断に基づいて操縦者の操作によらず前記駐車ブレーキ機構５を機能させるときに、前記操縦者によるブレーキ操作手段３１の操作に追従する通常制動動作の連続作動時間を制限する通常制動時間上限値Ｃ_ｔｈｓと、前記駐車ブレーキ機構５が機能するときの最低継続時間を制限する駐車制動時間下限値Ｃ_ｔｈｐとを有し、前記駐車ブレーキ機構５が機能する時間の比率が、前記通常制動時間上限値Ｃ_ｔｈｓおよび駐車制動時間下限値Ｃ_ｔｈｐを変更することによって調整可能であっても良い。
この構成のように、前記駐車ブレーキ機構５が機能する時間の比率を、前記通常制動時間上限値Ｃ_ｔｈｓおよび駐車制動時間下限値Ｃ_ｔｈｐを変更することによって調整可能とした場合、消費電力を抑える程度と、操作のフィーリングを重視する制御との割合を、容易に変更することができる。

この発明において、前記電動ブレーキ装置１を搭載する車両の駆動力の状態を推定する駆動力監視手段３２を有し、前記駐車ブレーキ制御手段２２は、前記駆動力監視手段３２により車両の駆動力が喪失または所定値を下回っていると判断され、かつ前記電動ブレーキ装置１の搭載車両が概ね停止していると判断されたときに、前記駐車ブレーキ機構５を機能させたままで車両停止状態を維持し続けるようにしても良い。
車両の駆動力が喪失している場合、ブレーキにより車両が停車した後に再度走行することは無いため、駐車ブレーキ機構５を機能させ続けることで、安全に車両の停止状態を維持することができる。

この発明において、前記駐車ブレーキ機構５が、前記電動モータ９から前記摩擦材操作手段８までの動力伝達部を構成する部品および静止部品のうち、互いに係合することで前記摩擦材の緩み方向への移動を阻止する部品の間で、両部品を係合させる係合部と被整合部とを係合させ、前記電動モータ９の動力によらず前記摩擦材７の押圧力を保持する構成であっても良い。
このように、駐車ブレーキ機構５が部品間の係合で移動阻止を行う構成とすることで、電力消費を殆ど必要とせずに、制動力を維持することができる。

この発明の電動ブレーキシステムは、電動ブレーキ装置とこの電動ブレーキ装置に電力を供給する電源装置とを備え、前記電動ブレーキ装置は、ブレーキロータ、摩擦材、この摩擦材を前記ブレーキロータと接触させる摩擦材操作手段、この摩擦材操作手段を駆動する電動モータ、およびこの電動モータから前記摩擦材に至る間の駆動伝達部での機械的係合によって所定のブレーキ力を保持する駐車ブレーキ機構を有する電動ブレーキアクチュエータと、前記電動モータを制御することによりブレーキ力を目標値に追従制御するブレーキ制御手段、および前記駐車ブレーキ機構を制御する駐車ブレーキ制御手段を有するブレーキ制御装置とを有する電動ブレーキシステムにおいて、前記電源装置とは別の補助電源と、前記電源装置と前記補助電源の電力を使用する比率を変更可能な電源制御装置と、前記電源装置による電力供給状態を監視しその監視の結果により電力供給状態が所定の状態を下回ると判定された場合に、前記電源制御装置を前記補助電源の電力により前記電源装置の供給電力の不足分を補って供給する接続形態とする電源監視制御手段とを有し、前記駐車ブレーキ制御手段は、前記電源制御装置の制御により前記電源装置の供給電力の不足分を前記補助電源を使用して補っている状況において、所定の判断に基づいて、前記電動ブレーキ装置の搭載車両の操縦者の操作によらずに前記駐車ブレーキ機構を動作させる機能を有するため、主電源装置の電力供給状態が低下しても、補助電源からの電力の補助により、必要なブレーキ動作が可能であり、かつ駐車ブレーキ機構を適宜使用しながらブレーキ動作を行うことができて、消費電力を低減でき、特に補助電源使用時におけるブレーキ作動時間の延長に有効となり、さらに駐車ブレーキ機構を使用することによるブレーキ性能およびフィーリングへの影響を極力小さくすることができる。

この発明の一実施形態に係る電動ブレーキシステムの概念構成を示すブロック図である。同電動ブレーキシステムにおける電動ブレーキ装置の概略構成の説明図である。同電動ブレーキ装置における駐車ブレーキ機構の説明図である。同電動ブレーキシステムの駐車ブレーキ制御手段の制御動作の流れ図である。

この発明の一実施形態を図面と共に説明する。図１において、この電動ブレーキシステムは、電動ブレーキ装置１と、この電動ブレーキ装置１に電力を供給する電源装置１９とを備え、上位ＥＣＵ２０からの制動指令等によって操作される。
電動ブレーキ装置１は、機械的な部分である電動ブレーキアクチュエータ２と、この電動ブレーキアクチュエータ２を制御するブレーキ制御装置３とでなる。電動ブレーキアクチュエータ２は、ブレーキ力の制御が可能な主ブレーキ部４の他に、この主ブレーキ部４を利用して駐車ブレーキとして機能する駐車ブレーキ機構５を有する。また、電動ブレーキアクチュエータ２には、その状態を検出するセンサ１４が設けられている。

前記ブレーキ制御装置３は、前記電動ブレーキアクチュエータ２の電動モータ９を制御することによりブレーキ力を目標値に追従制御する主ブレーキ制御手段２１、および前記駐車ブレーキ機構５を制御する駐車ブレーキ制御手段２２を有する。

この電動ブレーキシステムは、上記構成において、前記電源装置１９とは別に補助電源２５が設けられ、前記電源装置１９の電力と前記補助電源２５の電力を使用する比率を変更可能な電源制御装置２４と、前記電源装置１９による電力供給状態を監視しその監視の結果により電力供給状態が所定の状態を下回ると判定された場合に、前記電源制御装置２４を、前記補助電源２５の電力により前記電源装置１９の供給電力の不足分を補って供給する接続形態とする電源監視制御手段２３とを有している。前記駐車ブレーキ制御手段２３は、前記電源制御装置２４により前記補助電源２５を使用して補っている状況において、所定の判断に基づいて、前記電動ブレーキ装置１の搭載車両の操縦者の操作によらずに前記駐車ブレーキ機構５を動作させる機能を有する。
なお、本図は、この提案を実現するための構成のみを示すものであり、その他必要な機能については本図に示す以外の機能を適宜実装されるものとする。
以下、各部を具体的に説明する。

図２は、電動ブレーキアクチュエータ２の一例を示す。この電動ブレーキアクチュエータ２は、自動車等の車両の車輪（図示せず）と一体に回転するレーキロータ６と、摩擦材７と、この摩擦材７を前記ブレーキロータ６と接触させる摩擦材操作手段８と、この摩擦材操作手段８を駆動する電動モータ９とで、前記主ブレーキ部４が構成される。前記摩擦材操作手段８は、送りねじ機構等からなる直動機構８ａと、前記電動モータ９の駆動を直動機構８ａに減速して伝える減速機８ｂとでなる。減速機８ｂは、図示の例ではギヤ列からなり、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８ｂは、電動モータ９のロータ軸９ａに取り付けられた１次歯車１２の回転を、中間歯車１３を介して、直動機構８ａの回転軸８ａａに固定された３次歯車１１に伝達可能としている。

駐車ブレーキ機構５は、前記電動モータ９から摩擦材７に至る間の駆動伝達部となる摩擦材操作手段８までの、ブレーキハウジング（図示せず）等との機械的係合によって所定のブレーキ力を保持する機構とされる。例えば、前記電動モータ９から前記摩擦材操作手段８までの駆動伝達部を構成する部品および静止部品のうち、互いに係合することで前記摩擦材７の緩み方向への移動を阻止する部品の間で、両部品を係合させる係合部と被係合部とを係合させ、前記電動モータ９の動力によらず前記摩擦材７の押圧力を保持する構成とされる。

図３は、駐車ブレーキ機構５の概略を側面視で示す図である。中間歯車１３の片面に、被係合部である複数（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、係合部である進退可能なロック部材１５が係止可能に構成される。ロック部材１５は、係脱駆動源１６（図２）により進退駆動される。

係脱駆動源１６には、この例ではソレノイドが適用される。係脱駆動源１６によりロック部材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の回転を阻止することで、摩擦材７が現在位置に保たれ、このときのブレーキ力が維持される。つまり、係脱駆動源１６が設置されたブレーキハウジング（図示せず）に対して係合することになり、中間歯車１３がパーキングロック状態となる。ロック部材１５の一部または全部を退避させて係止孔１７（図３）から離脱させることで中間歯車１３の回転を許容し、アンロック状態となる。
なお、駐車ブレーキ機構５の係脱駆動源１６は、この例ではソレノイドを用いたが、例えばＤＣモータ等の電動モータと直動機構等で構成されていても良い。駐車ブレーキ機構５は、このように前記ソレノイドやＤＣモータを用いて減速機８ｂ等のトルク伝達部をハウジングと係合する機構を用いると安価で好適と考えられる。

前記主ブレーキ部４の前記電動モータ９は、ＢＬＤＣモータを用いると省スペースで高出力を得られて好適であるが、ブラシ付ＤＣモータや誘導モータを用いても良い。前記直動機構８ａは、前記送りねじ機構の他に、ランプ機構等の回転運動を直進運動に変換する機構を用いることができる。減速機８ｂは、図３の例のような平行歯車を用いると安価で好適と考えられるが、遊星歯車やウォーム歯車等を用いることもでき、要求推力によっては減速機８ｂを用いなくても良い。

図１において、前記センサ１４として、例えば電動モータ９の角度を検出する角度センサや、ブレーキ力センサ、等を備えると高精度な制御を実現できて好適と考えられる。
前記電源装置１９は、例えば自動車における低圧電源とすると、安価に実現できて好適と考えられる。補助電源２５は、例えばバッテリやキャパシタ等の蓄電装置を用いることができる。
なお、補助電源２５、前記電源制御装置２４、および電源監視制御手段２３等は、電動ブレーキ装置１の電動ブレーキアクチュエータ２に設置する代わりに、電動ブレーキ装置１を搭載する車両の前記電動ブレーキアクチュエータ２とは別の場所に備えても良いが、本図に示す構成のように、例えばブレーキ制御装置３に小型のキャパシタと制御回路を備えるよう実装すると、高い冗長性が期待できて好適と考えられる。

上位ＥＣＵ２０は、ブレーキペダル等の運転者が操作するブレーキ操作手段３１の操作に従って、または自動運転や安全性確保のための制御手段（図示せず）によって生成される制動指令に従って、前記電動ブレーキ装置１に制動指令を与える機能を有する電子制御ユニットである。上位ＥＣＵ２０は、例えば自動車における全体の協調制御や統括制御を行うメインの電気制御ユニット（「ＶＣＵ」とも称される）としても良く、その場合、簡潔な構成となり好適と考えられるが、電動ブレーキ装置１の統合制御装置（図示せず）として、メインＥＣＵとは別途に設けても良い。

前記ブレーキ制御装置３は、演算器２６を備え、この他にモータドライバ２７、駐車ブレーキ機構駆動装置２８、前記電源制御装置２４を備えている。前記演算器２６に、前記主ブレーキ制御手段２１、駐車ブレーキ制御手段２２、および前記電源監視制御手段２３が設けられている。

前記演算器２６は、例えばマイコン、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ＤＳＰ等によって実装しても良く、それにより複雑な制御機能を簡潔に実装できて好適と考えられる。モータドライバ２７は、前記主ブレーキ制御手段２１が出力したモータ駆動指令に従ってモータ電流を流す回路であり、例えばＦＥＴを用いたハーフブリッジ回路により実装すると安価で好適と考えられる。前記駐車ブレーキ機構駆動装置２８は、前記駐車ブレーキ制御手段２２の出力に従って駐車ブレーキ機構５の駆動電力を供給する手段であり、例えば前記電動ブレーキアクチュエータ２内の駐車ブレーキ機構５の駆動源がソレノイドであればスイッチ等で、ＤＣモータ等の電動モータであればハーフブリッジ回路等により実装すると安価で好適と考えられる。

電源制御装置２４は、電源装置１９及び補助電源２５から供給される電力をブレーキ制御装置３および電動ブレーキアクチュエータ２の全体に供給する機能を有し、例えば主電源装置１９におよび補助電源２５に対して電流制御回路を設けた構成であっても良く、或いは単純に両者を切り替えるスイッチで構成しても良い。また、電源装置１９で補助電源２５を充電する回路を設けても良い。

前記演算器２６は、前述のように主ブレーキ制御手段２１、駐車ブレーキ制御手段２２、および前記電源監視制御手段２３が設けられている。
主ブレーキ制御手段２２は、上位ＥＣＵ２０等から与えられたブレーキ力の目標値に従い、フィードフォワード制御やフィードバック制御により、ブレーキ力を目標値に追従させるための電動モータ９の駆動電力を決定する。この決定した駆動電力に従ってモータドライブ２７が駆動電力を電動モータ９に出力する。

駐車ブレーキ制御手段２２は、目標となるブレーキ力に保持するよう、主ブレーキ部４のブレーキ制御と連動して駐車ブレーキ機構５を動作させる。駐車ブレーキ制御手段２２は、具体的には図４の流れ図で示す処理を行う。
電源監視制御手段２３は、前記電源装置１９および補助電源２５の電力供給状況を監視し、電源装置１９からの電力供給が例えば閾値以下に低下したときに補助電源２５を使用して前記低下電力を補うように、前記電源制御装置２４は補助電源２５の電力を使用する比率を変更する。また、電源監視制御手段２３は、電源装置１９からの電力供給が例えば閾値以上である場合に、前記電源制御装置２４を用いて、補助電源２５を電源装置１９の電力で適宜充電する処理等を行う。

図４は、上記構成の電動ブレーキシステムにおける駐車ブレーキ制御手段２２（図１）が行う処理の例を示す。
まず、ステップｆ１で、この電動ブレーキシステムの制動モードがブレーキ力を目標値に対して追従制御する通常制動モードにあるか否かを判定する。通常制動モードにあるときは、通常制動モードの継続時間の計算のためのカウンタ値Ｃ_ｂｓを一定値（例えば１）だけ加算し（ステップｆ２）、カウンタ値Ｃ_ｂｓが閾値（スレッショルド）Ｃ_ｔｈｓよりも大きいか否かを判断する（ステップｆ３）。閾値以下である場合は、電動ブレーキ装置１の制動モードを通常精度モードに維持して（ステップｆ４）、処理を終了し、再度ステップｆ１から同図の処理を行う。

継続時間のカウンタ値Ｃ_ｂｓが所定値、つまり前記閾値Ｃ_ｔｈｓを超えると、駐車制動力のブレーキ力を現在のブレーキ力Ｆ_ｒ（ｋ）に設定し（ステップｆ５）、駐車制動モードに移行する（ステップｆ６）。この後、前記カウンタ値Ｃ_ｂｓを零にリセットし（ステップｆ７）、処理を終了して最初のステップｆ１から同図の処理を行う。

ステップｆ１の判断で、駐車制動モードである場合は、駐車制動の継続時間を計測するカウンタ値Ｃ_ｐｓを一定値（例えば１）だけ加算し（ステップｆ８）、カウンタ値Ｃ_ｐｓが閾値（スレッショルド）Ｃ_ｔｈｐよりも大きいか否かを判断する（ステップｆ９）。継続時間が閾値Ｃ_ｔｈｐに達していない場合は、制動モードを駐車制動のモード（ステップｆ１０）としたままで処理を終了し、最初のステップｆ１から同図の処理を行う。

駐車制動の継続時間Ｃ_ｐｓがステップｆ９の判断で閾値Ｃ_ｔｈｐに達すると、目標ブレーキ力Ｆ_ｒ（ｋ）と推定ブレーキ力Ｆ_ｂ（ｋ）との偏差ΔＦを求める（ステップｆ１１）。推定ブレーキ力Ｆｂ（ｋ）は、電動ブレーキアクチュエータ２が有する前記センサ１４（図１）の計測値から定める。
この偏差ΔＦの絶対値をブレーキ力変化の閾値（スレッショルド）Ｆ_ｔｈと比較する（ステップｆ１２）。偏差ΔＦが閾値Ｆ_ｔｈに達していない場合は、制動モードを駐車制動に維持（ステップｆ１０）したままで処理を終了し、最初のステップｆ１から同図の処理を行う。
ステップｆ１２の判断で、偏差ΔＦが閾値Ｆ_ｔｈを超えていると、通常制動モードに移行し（ステップｆ１３）、カウンタ値Ｃ_ｐｓを零にリセットし（ステップｆ１４）、処理を終了する。このような処理を常時繰り返す。

同図の流れ図の処理例において、例えば各カウンタの閾値Ｃ_ｔｈｓ，Ｃ_ｔｈｐの値を調整することにより、駐車制動モードに入る頻度を変更することができる。例えば頻度を増加させると電力消費を抑えることができ、頻度を減少させるとブレーキ制御精度が向上する。従って、例えば消費電力を押さえなければならない冗長制御時において前記の駐車制動の頻度を上げる処理を行うと、補助電源２５の電力を長く使えて好適と考えられる。

前記の駐車制動の頻度変更の条件として、例えば目標ブレーキ力ないし推定ブレーキ力の何れかを用いることができる。一般に、ブレーキ力が大きいほど消費電力は増加する傾向がある為、ブレーキ力が増加するほど駐車制動の頻度が高くなる処理とすると好適と考えられる。

前記の駐車制動の頻度変更の条件として、例えば目標ブレーキ力ないし推定ブレーキ力の変化量を用いることができる。前記変化量が小さいほどブレーキ力を変化させる必要性が小さく、駐車ブレーキを使用したときの制動性能への影響が小さいため、前記変化量が小さいほど駐車制動の頻度が高くなる処理とすると好適と考えられる。

これにつき纏めると、前記駐車ブレーキ制御手段２２は、前述のように、前記電源制御装置２４の制御により前記補助電源２５を使用している状況において、所定の判断に基づいて前記駐車ブレーキ機構５を動作させるが、上記のように、前記所定の判断が、目標ブレーキ力、目標ブレーキ力の変化量、推定ブレーキ力、および推定ブレーキ力の変化量、の少なくともいずれか一つ以上に基づいて成すものであり、前記駐車ブレーキ制御手段２２は、目標ブレーキ力または推定ブレーキ力が増加し、またはこれら目標ブレーキ力および推定ブレーキ力のいずれかの変化量が閾値よりも低下すると、前記電動ブレーキ装置１の作動時間における前記駐車ブレーキ機構５を機能させる時間を増加させるようにしても良い。

前記の駐車制動の頻度変更の条件として、例えば図１に示す補助電源２５の残存電力を用いることができる。例えば、前記駐車ブレーキ制御手段２２は、前記駐車ブレーキ機構５を動作させるか否かの所定の判断を、前記補助電源２５の残存電力に基づいて為し、前記補助電源２５の残存電力が低下すると、前記電動ブレーキ装置１の作動時間における前記駐車ブレーキ機構５を実行する時間の比率を上昇させるようにしても良い。
前記補助電源２５の残存電力が少なくなるほど、ブレーキフィーリング等を犠牲にしてもブレーキ動作可能時間を延長する必要があるため、前記残存電力が少なくなるほど駐車制動の頻度が高くなる処理とすると好適と考えられる。

前記駐車制動の頻度変更の条件として、例えば電動ブレーキシステム搭載車両の車速を用いることができる。例えば、前記駐車ブレーキ制御手段２２は、前記駐車ブレーキ機構５を動作させるか否かの所定の判断を、前記電動ブレーキ装置１の搭載車両の車速に基づいて為し、前記車速が低下すると、前記電動ブレーキ装置１の作動時間における前記駐車ブレーキ機構５を機能させる時間の比率を上昇させるようにしても良い。前記車速の推定を行う車速推定手段２９（図１）は、例えば従動輪の回転検出を行って車速に換算する手段が用いられる。
前記車速が低いほど安全性における制動性能悪化の影響が低いため、前記車速が低くなるほど駐車制動の頻度が高くなる処理とすると好適と考えられる。特に、車速が概ね零すなわち停車状態であれば、ブレーキ力を変化させる必要が無いため、車両を停止するのに十分なブレーキ力をもって駐車制動を行うと好適と考えられる。その際、例えば車両の駆動力が喪失している場合は、駐車制動を解除する必要が無いため、駐車制動を維持し続ければよい。

また、前記駐車ブレーキ制御手段２２は、前記所定の判断に基づいて操縦者の操作によらず前記駐車ブレーキ機構５を機能させるときに、前記操縦者によるブレーキ操作手段３１の操作に追従する通常制動動作の連続作動時間を制限する通常制動時間上限値（閾値Ｃ_ｔｈｓ）（図４のステップｆ３）と、前記駐車ブレーキ機構５が機能するときの最低継続時間を制限する駐車制動時間下限値（閾値Ｃ_ｔｈｐ）（図４のステップｆ９）とを有し、前記駐車ブレーキ機構５が機能する時間の比率が、前記通常制動時間上限値および駐車制動時間下限値を変更することによって調整可能であっても良い。
この構成のように、前記駐車ブレーキ機構５が機能する時間の比率を、前記通常制動時間上限値および駐車制動時間下限値を変更することによって調整可能とした場合、消費電力を抑える程度と、操作のフィーリングを重視する制御との割合を、容易に変更することができる。

さらに、この電動ブレーキシステムは、図１に示すように、前記電動ブレーキ装置１を搭載する車両の駆動力の状態を推定する駆動力監視手段３２を有し、前記駐車ブレーキ制御手段２２は、前記駆動力監視手段３２により車両の駆動力が所定値を下回っていると判断され、かつ前記電動ブレーキ装置１の搭載車両が概ね停止していると判断されたときに、前記駐車ブレーキ機構５を機能させたままで車両停止状態を維持し続けるようにしても良い。前記駆動力監視手段３２は、例えばブレーキ制御装置３の前記演算器２６に設けられる。
車両の駆動力が喪失している場合、ブレーキにより車両が停車した後に再度走行することは無いため、駐車ブレーキ機構５を機能させ続けることで、安全に車両の停止状態を維持することができる。

なお、前記処理のうち一つ以上を、適宜処理して駐車制動の頻度を変更することができる。いくつかの処理を並列で実行しても良く、何れか一つの処理を選定しても良い。

以上、実施例に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１…電動ブレーキ装置
２…電動ブレーキアクチュエータ
４…主ブレーキ部
５…駐車ブレーキ機構
６…ブレーキロータ
７…摩擦材
８…摩擦材操作手段
９…電動モータ
１９…電源装置
２１…主ブレーキ制御手段
２２…駐車ブレーキ制御手段
２３…電源監視制御手段
２４…電源制御装置
２５…補助電源

Claims

電動ブレーキ装置とこの電動ブレーキ装置に電力を供給する電源装置とを備え、
前記電動ブレーキ装置は、ブレーキロータ、摩擦材、この摩擦材を前記ブレーキロータと接触させる摩擦材操作手段、この摩擦材操作手段を駆動する電動モータ、およびこの電動モータから前記摩擦材に至る間の駆動伝達部での機械的係合によって所定のブレーキ力を保持する駐車ブレーキ機構を有する電動ブレーキアクチュエータと、前記電動モータを制御することによりブレーキ力を目標値に追従制御するブレーキ制御手段、および前記駐車ブレーキ機構を制御する駐車ブレーキ制御手段を有するブレーキ制御装置とを有する電動ブレーキシステムにおいて、
前記電源装置とは別の補助電源と、前記電源装置と前記補助電源の電力を使用する比率を変更可能な電源制御装置と、前記電源装置による電力供給状態を監視しその監視の結果により電力供給状態が所定の状態を下回ると判定された場合に、前記電源制御装置を前記補助電源の電力により前記電源装置の供給電力の不足分を補って供給する接続形態とする電源監視制御手段とを有し、前記駐車ブレーキ制御手段は、前記電源制御装置の制御により前記電源装置の供給電力の不足分を前記補助電源を使用して補っている状況において、所定の判断に基づいて、前記電動ブレーキ装置の搭載車両の操縦者の操作によらずに前記駐車ブレーキ機構を動作させる機能を有することを特徴とする、
電動ブレーキシステム。
請求項１に記載の電動ブレーキシステムにおいて、前記所定の判断が、目標ブレーキ力、目標ブレーキ力の変化量、推定ブレーキ力、および推定ブレーキ力の変化量、の少なくともいずれか一つ以上に基づいて成すものであり、前記駐車ブレーキ制御手段は、目標ブレーキ力または推定ブレーキ力が増加し、またはこれら目標ブレーキ力および推定ブレーキ力のいずれかの変化量が閾値よりも低下すると、前記電動ブレーキ装置の作動時間における前記駐車ブレーキ機構を機能させる時間を増加させる電動ブレーキシステム。
請求項１に記載の電動ブレーキシステムにおいて、前記駐車ブレーキ制御手段は、前記所定の判断を、前記補助電源の残存電力に基づいて為し、前記補助電源の残存電力が低下すると、前記電動ブレーキ装置の作動時間における前記駐車ブレーキ機構を実行する時間の比率を上昇させる電動ブレーキシステム。
請求項１に記載の電動ブレーキシステムにおいて、前記駐車ブレーキ制御手段は、前記電動ブレーキ装置の搭載車両の車速推定手段を有し、前記所定の判断が、前記電動ブレーキ装置の搭載車両の車速に基づいて為し、前記車速が低下すると、前記電動ブレーキ装置の作動時間における前記駐車ブレーキ機構を機能させる時間の比率を上昇させる電動ブレーキシステム。
請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の電動ブレーキシステムにおいて、前記駐車ブレーキ制御手段は、前記所定の判断に基づいて操縦者の操作によらず前記駐車ブレーキ機構を機能させるときに、前記操縦者によるブレーキ操作手段の操作に追従する通常制動動作の連続作動時間を制限する通常制動時間上限値と、前記駐車ブレーキ機構が機能するときの最低継続時間を制限する駐車制動時間下限値とを有し、前記駐車ブレーキ機構が機能する時間の比率が、前記通常制動時間上限値および駐車制動時間下限値を変更することによって調整可能である電動ブレーキシステム。
請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の電動ブレーキシステムにおいて、前記電動ブレーキ装置を搭載する車両の駆動力の状態を推定する駆動力監視手段を有し、前記駐車ブレーキ制御手段は、前記駆動力監視手段により車両の駆動力が喪失または所定値を下回っていると判断され、かつ前記電動ブレーキ装置の搭載車両が概ね停止していると判断
されたときに、前記駐車ブレーキ機構を機能させたままで車両停止状態を維持し続ける電動ブレーキシステム。
請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載の電動ブレーキシステムにおいて、前記駐車ブレーキ機構が、前記電動モータから前記摩擦材操作手段までの駆動伝達部を構成する部品および静止部品のうち、互いに係合することで前記摩擦材の緩み方向への移動を阻止する部品の間で、両部品を係合させる係合部と被係合部とを係合させ、前記電動モータの動力によらず前記摩擦材の押圧力を保持する構成である電動ブレーキシステム。