JP6575175B2 - 電動ブレーキ装置 - Google Patents
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Description
また、ブレーキ装置は車両における重要な機構であり、故障が生じた場合でも安全に停止できるような冗長化システムが採用されている。
また、4つの車輪を有する車両において、1つの車輪の制動に不具合が生じた場合に対応する技術は各種知られているが、2つ以上の車輪の制動に不具合が生じた場合に対応する技術には改善の余地がある。
さらに、上述した従来技術では、4つの車輪のブレーキ機構に対して4つの制御部が設けられているが、4つの車輪のブレーキ機構を3個以下の制御部で制御するシステムにおいて、1つまたは2つの制御部が故障した場合への対応は考慮されていないという課題がある。
請求項2の発明にかかる電動ブレーキ装置は、前記第1の車輪、前記第2の車輪、前記第3の車輪および前記第4の車輪のうちいずれか1つの車輪の制動に不具合が生じた場合、前記制御部は、前記不具合が生じた車輪に対して前記全幅方向および前記全長方向を反転させた位置にある車輪の制動力を低減させる、ことを特徴とする。
請求項3の発明にかかる電動ブレーキ装置は、前記第1の車輪、前記第2の車輪、前記第3の車輪および前記第4の車輪のうちいずれか2つ以上の車輪の制動に不具合が生じた場合、前記制御部は、前記第1の車輪と前記第2の車輪との制動力が均衡するとともに、前記第3の車輪と前記第4の車輪との制動力が均衡するよう制御する、ことを特徴とする。
請求項4の発明にかかる電動ブレーキ装置は、前記第1の制御部または前記第2の制御部のいずれか一方が故障した場合、前記第3の制御部は、前記第3のブレーキ機構または前記第4のブレーキ機構のうち前記一方の制御部に対して前記全幅方向反対側のブレーキ機構の制動力を低減させるとともに前記一方の制御部に対して前記全幅方向同じ側のブレーキ機構の制動力を増加させ、前記第1の制御部または前記第2の制御部のうち他方は、前記一方の制御部に対して前記全幅方向反対側のブレーキ機構の制動力を増加させる、ことを特徴とする。
請求項5の発明にかかる電動ブレーキ装置は、前記第3の制御部が故障した場合、前記第1の制御部および前記第2の制御部は、前記第1のブレーキ機構および前記第2のブレーキ機構の制動力をそれぞれ増加させる、ことを特徴とする。
請求項6の発明にかかる電動ブレーキ装置は、前記第1の制御部および前記第2の制御部が故障した場合、前記第3の制御部は、前記第3のブレーキ機構および前記第4のブレーキ機構の制動力をそれぞれ増加させる、ことを特徴とする。
請求項7の発明にかかる電動ブレーキ装置は、前記第1の制御部または前記第2の制御部のいずれか一方と前記第3の制御部とが故障した場合、前記第1の制御部または前記第2の制御部のうち他方は、前記一方の制御部に対して前記全幅方向反対側のブレーキ機構の制動力を低減させ、前記パーキング用制御部は、前記パーキングブレーキ機構を作動させて前記第3の車輪および前記第4の車輪に対する制動力を発生させる、ことを特徴とする。
請求項8の発明にかかる電動ブレーキ装置は、前記第1〜第4の各ブレーキ機構は、それぞれ前記第1〜第4の各車輪と共に回転する被摩擦部材と、電動アクチュエータによる動力により移動する摩擦部材とを備え、前記被摩擦部材に対して前記摩擦部材を押圧することにより制動力を得る、ことを特徴とする。
請求項9の発明にかかる電動ブレーキ装置は、前記第1〜第4の各ブレーキ機構は、それぞれ前記第1〜第4の各車輪とともに回転するブレーキディスクと、前記電動アクチュエータによって前記ブレーキディスクへの押圧位置と非押圧位置との間を移動するブレーキパッドを有する電動キャリパと、をそれぞれ備える、ことを特徴とする。
請求項10の発明にかかる電動ブレーキ装置は、前記第3のブレーキ機構および前記第4のブレーキ機構が前記パーキングブレーキ機構を兼ね、前記パーキング用制御部は、前記第3のブレーキ機構および前記第4のブレーキ機構の前記ブレーキパッドを前記ブレーキディスクへの前記押圧位置に移動させることによってパーキングブレーキを作動させる、ことを特徴とする。
請求項11の発明にかかる電動ブレーキ装置は、前記パーキングブレーキ機構は、前記第3のブレーキ機構および前記第4のブレーキ機構の前記ブレーキディスクの中央部に位置するハット部内にそれぞれ設けられ前記第3の車輪および第4の車輪とともに回転するブレーキドラムと、それぞれの前記ブレーキドラム内に設けられパーキング用電動アクチュエータによって前記ブレーキドラムへの押圧位置と非押圧位置との間を移動するブレーキシューと、を備え、前記パーキング用制御部は、前記パーキングブレーキ機構の前記ブレーキシューを前記ブレーキドラムへの前記押圧位置に移動させることによってパーキングブレーキを作動させる、ことを特徴とする。
請求項12の発明にかかる電動ブレーキ装置は、前記パーキングブレーキ機構は、前記第3のブレーキ機構および前記第4のブレーキ機構の前記ブレーキディスクの中央部に位置するハット部内にそれぞれ設けられ前記第3の車輪および第4の車輪とともに回転するブレーキドラムと、それぞれの前記ブレーキドラム内に設けられパーキング用直動電動アクチュエータによって前記ブレーキドラムへの押圧位置と非押圧位置との間を移動するブレーキシューと、を備え、前記パーキング用制御部は、前記パーキングブレーキ機構の前記ブレーキシューを前記ブレーキドラムへの前記押圧位置に移動させることによってパーキングブレーキを作動させる、ことを特徴とする。
請求項13の発明にかかる電動ブレーキ装置は、前記第1〜第4の各ブレーキ機構は、電源となるメインバッテリおよびバックアップバッテリに接続され、メインバッテリが故障した場合は前記第1〜第4の各ブレーキ機構への電源の供給元がバックアップバッテリに切り替えられる、ことを特徴とする。
請求項14の発明にかかる電動ブレーキ装置は、前記第1の車輪は左前輪であり、前記第2の車輪は右前輪であり、前記第3の車輪は左後輪であり、前記第4の車輪は右後輪であり、前記第1のブレーキ機構は左前輪用ブレーキ機構であり、前記第2のブレーキ機構は右前輪用ブレーキ機構であり、前記第3のブレーキ機構は左後輪用ブレーキ機構であり、前記第4のブレーキ機構は右後輪用ブレーキ機構であり、前記第1の制御部は左前輪用制御部であり、前記第2の制御部は右前輪用制御部であり、前記第3の制御部は左右後輪用制御部である、ことを特徴とする。
本発明によれば、1つの車輪に不具合が生じて制動ができなくなった場合に、不具合が生じた車輪に対して全幅方向および全長方向を反転させた位置、すなわち前後および左右を反転させた位置にある車輪の制動力を低減させるので、車幅方向の制動力を均衡させて車両の移動方向が意図しない方向に向くのを防止する上で有利となる。
本発明によれば、2つ以上の車輪の制動に不具合が生じた場合に、各車輪対を構成する車輪間の制動力が均衡するよう制御するので、車幅方向の制動力を均衡させて車両の移動方向が意図しない方向に向くのを防止することができる。
本発明によれば、第1の制御部または第2の制御部のいずれか一方が故障して制動が行えなくなった場合に、故障した制御部に対して全幅方向および全長方向反転させた位置にあるブレーキ機構の制動力は低減させ、故障した制御部と全幅方向同じ側かつ全長方向反対側のブレーキ機構の制動力は増加させ、故障した制御部と全幅方向反対側かつ全長方向同じ側のブレーキ機構の制動力は増加させるので、車幅方向の制動力を均衡させて車両の移動方向が意図しない方向に向くのを防止する上で有利となるとともに、故障前に近い制動力を確保する上で有利となる。
本発明によれば、第3の制御部が故障した場合に、第1のブレーキ機構および第2のブレーキ機構の制動力をそれぞれ増加させるので、車幅方向の制動力を均衡させつつ故障前に近い制動力を確保する上で有利となる。
本発明によれば、第3の制御部が故障した場合にパーキングブレーキ機構を作動させて第3の車輪および第4の車輪に対する制動力を発生させるので、より高い制動力を得る上で有利となる。
本発明によれば、第1の制御部および第2の制御部が故障した場合に、第3のブレーキ機構および第4のブレーキ機構の制動力をそれぞれ増加させるので、車幅方向の制動力を均衡させつつ故障前に近い制動力を確保する上で有利となる。
本発明によれば、第1の制御部または第2の制御部のいずれか一方と第3の制御部とが故障した場合に、故障した制御部に対して全幅方向反対側かつ全長方向同じ側のブレーキ機構の制動力を低減させるとともに、パーキングブレーキ機構により第3の車輪および第4の車輪に対する制動力を発生させるので、車幅方向の制動力を均衡させて車両の移動方向が意図しない方向に向くのを防止する上で有利となる。
本発明によれば、各ブレーキ機構は、車輪と共に回転する被摩擦部材に対して、電動アクチュエータで摩擦部材を押圧することにより制動力を得るので、従来の油圧式ブレーキと比較してブレーキ操作への応答性を向上させる上で有利であるとともに、車両の状態に応じた様々なブレーキ制御を行う上で有利となる。
本発明によれば、被摩擦部材としてブレーキディスクを、摩擦部材としてブレーキパッドを用い、放熱性が高いディスクブレーキシステムを採っているので、摩擦熱による影響を低減して安定した制動力を得る上で有利となる。
本発明によれば、第3のブレーキ機構および第4のブレーキ機構がパーキングブレーキ機構を兼ねているので、専用のパーキングブレーキ機構を設ける場合と比較して車両の軽量化および車両構成の簡素化を図る上で有利となる。
本発明によれば、ブレーキディスクの中央部にドラムブレーキシステムを設けてパーキングブレーキ機構を構成しているので、第3のブレーキ機構または第4のブレーキ機構(常用ブレーキ)が故障した場合でも確実にパーキングブレーキ機構を作動させる上で有利となる。
本発明によれば、ブレーキディスクの中央部に別途パーキングブレーキ用のブレーキシステムを設けてパーキングブレーキ機構を構成しているので、第3のブレーキ機構または第4のブレーキ機構(常用ブレーキ)が故障した場合でも確実にパーキングブレーキ機構を作動させる上で有利となる。
本発明によれば、ブレーキ機構に電力を供給するバッテリを2つ設けているので、メインバッテリが故障した場合でもサブバッテリによりブレーキ機構を作動させることができ、ブレーキ機構を確実に作動させる上で有利となる。
本発明によれば、左前輪用ブレーキ機構および右前輪用ブレーキ機構に対してそれぞれ1つずつ制御部を割り当てるとともに、後輪用のブレーキ機構には左右で1つの制御部を割り当てるので、仮に1つの制御部が故障した場合でも残りの前輪用ブレーキ機構は制御可能となり、制動時における重要度がより高い前輪ブレーキの冗長性を高める上で有利となる。
図1は、実施の形態にかかる電動ブレーキ装置10の構成を示す説明図である。
電動ブレーキ装置10は、前後左右の車輪12,14,16,18と、各車輪に設けられたブレーキ機構20,22,24,26,34,36と、制御部28,30,32,38,50と、操作部52,54とを含んで構成される。
なお、電動ブレーキ装置10には図1に示した構成に加えて、メインバッテリ40およびバックアップバッテリ42(図2参照)を有しているが、図1では図示を省略している。
各ブレーキ機構20,22,24,26は常用ブレーキを実現するものであり、それぞれ制御部28,30,32が設けられている。
このうち、左前輪用ブレーキ機構20は左前輪用制御部28によって、右前輪用ブレーキ機構22は右前輪用制御部30によって、左後輪用ブレーキ機構24および右後輪用ブレーキ機構26は左右後輪用制御部32によって、それぞれ制御される。
車両制御部50は、ブレーキペダル(常用ブレーキ操作部)52およびパーキングブレーキ操作部54と接続されており、ブレーキペダル52またはパーキングブレーキ操作部54が操作された場合に、それぞれの制御部28,30,32,38に対してブレーキを作動させるよう指示する制御信号を出力する。
また、車両制御部50は、各制御部28,30,32,38の稼働状態を監視し、いずれかの制御部28,30,32,38に故障が生じた場合には、他の制御部に対して故障を示す制御信号を出力する。
なお、車両制御部50を介して制御部28,30,32,38の故障を報知するのでなく、各制御部28,30,32,38間を直接接続して、相互に稼働状態を監視してもよい。
より詳細には、各ブレーキ機構20,22,24,26は、車輪とともに回転するブレーキディスク(被摩擦部材)と、電動アクチュエータによってブレーキディスクへの押圧位置と非押圧位置との間を移動するブレーキパッド(摩擦部材)を有する電動キャリパと、をそれぞれ備える。
通常時(非ブレーキ時)には、ブレーキパッドはブレーキディスクから離れた非押圧位置に位置している。ブレーキ時には、制御部28,30,32が電動アクチュエータを動作させて、ブレーキパッドをブレーキディスクと当接する押圧位置に移動させ、車輪の運動エネルギーを熱エネルギーに変換することにより、車両を所望の車速まで減速させる。
図3Aに示すように、左前輪用制御部28は、マイクロコンピュータ(マイコン)2802、集積回路2804、ブリッジ回路2806を含んで構成される。また、電源レギュレータ2808とブリッジ回路2806はメインバッテリ40に接続されている。
マイクロコンピュータ2802は、車両制御部50(図3に図示なし)と接続されており、車両制御部50からブレーキの作動指示が出力された場合には、ブリッジ回路2806を駆動してメインバッテリ40の電力を三相交流に変換し、ブレーキ機構(図3Aでは左前輪用ブレーキ機構20)の電動アクチュエータ2002に供給して電動アクチュエータ2002を駆動させる。すなわち、左前輪用制御部28は、左前輪用ブレーキ機構20の電源回路を含んでいる。
デュアルマイクロコンピュータ3202は、車両制御部50と接続されており、車両制御部50からブレーキの作動指示が出力された場合には、ブリッジ回路3208,3210を駆動してメインバッテリ40の電力を三相交流に変換し、ブレーキ機構(図3Bは左後輪用ブレーキ機構24および右後輪用ブレーキ機構26)の電動アクチュエータ2402,2602に供給して電動アクチュエータ2402,2602を駆動させる。
ブリッジ回路3208,3210の動作はそれぞれ独立して制御可能であるため、それぞれの電動アクチュエータ2402,2602(左後輪用ブレーキ機構24および右後輪用ブレーキ機構26)を独立して作動させることが可能となる。
電動ブレーキ機構では電気信号によってブレーキ機構の動作を制御するので、状況に応じてブレーキ機構の動作を細かく制御できるとともに、油圧配管等が不要となり車両重量を大幅に軽量化することができる。
なお、図2に示すように、本実施の形態ではそれぞれのブレーキ機構20,22,24,26はメインバッテリ40およびバックアップバッテリ42に接続され、メインバッテリ40が故障した場合は各ブレーキ機構20,22,24,26への電源の供給元がバックアップバッテリ42に切り替えられるように構成されている。これにより、ブレーキ機構20,22,24,26の可用性を向上させることができる。
パーキングブレーキ機構34,36はパーキング用制御部38によって制御される。
本実施の形態では、パーキングブレーキ機構34,36は電動パーキングブレーキ(Electric Parking Brake:EPB)であり、その構成には複数の形態がある。
図2中、EMB20は左前輪用ブレーキ機構20に、EMB22は右前輪用ブレーキ機構22に、EMB24は左後輪用ブレーキ機構24に、EMB26は右後輪用ブレーキ機構26に、それぞれ対応する。
また、ECU28は左前輪用制御部28に、ECU30は右前輪用制御部30に、ECU32は左右後輪用制御部32に、それぞれ対応する。
また、EPB38はパーキング用制御部38に対応する。
すなわち、パーキング用制御部38は、パーキングブレーキを作動時には左後輪用ブレーキ機構24および右後輪用ブレーキ機構26の電動アクチュエータを作動させ、ブレーキパッドをブレーキディスクへの押圧位置に移動させることによって左右の後輪16,18に制動力を付与する。
このような構成によれば、パーキング専用ブレーキ機構が不要になり、車両の軽量化を図ることができる。
すなわち、パーキングブレーキ機構34,36は、左後輪用ブレーキ機構24および右後輪用ブレーキ機構26のブレーキパッドの中央部に位置するハット部内にそれぞれ設けられ車輪とともに回転するブレーキドラムと、それぞれのブレーキドラム内に設けられパーキング用電動アクチュエータによってブレーキドラムへの押圧位置と非押圧位置との間を移動するブレーキシューと、を備える。
通常時(非パーキングブレーキ時)には、ブレーキシューはスプリングによってブレーキドラム内周方向へ付勢され、ブレーキドラムから離れた非押圧位置にある。また、ブレーキシューには、その一端をブレーキシューに対して揺動可能に取り付けられ、他端にワイヤーが取着されたブレーキシューレバーが取着されている。
パーキング用電動アクチュエータによりワイヤーを引っ張る(巻き取る)と、ブレーキシューレバーが揺動し、ブレーキシューがスプリングの付勢力に対抗してブレーキドラム外周方向に移動し、ブレーキドラムへの押圧位置に位置する。
このように、パーキング用制御部38は、パーキングブレーキの作動時にはパーキング用電動アクチュエータを作動させ、パーキングブレーキ機構34,36のブレーキシューをブレーキドラムへの押圧位置に移動させることによって左右の後輪16,18に制動力を付与する。
すなわち、パーキングブレーキ機構34,36は、左後輪用ブレーキ機構24および右後輪用ブレーキ機構26のブレーキディスクの中央部に位置するハット部内にそれぞれ設けられ車輪とともに回転するブレーキドラムと、それぞれのブレーキドラム内に設けられパーキング用電動アクチュエータによってブレーキドラムへの押圧位置と非押圧位置との間を移動するブレーキシューと、を備える。
通常時(非パーキングブレーキ時)には、ブレーキシューはブレーキドラム内周方向へ付勢され、ブレーキドラムから離れた非押圧位置にある。また、ブレーキシューの一端に直動機構を有したモータが取り付けられている。
ドラム型パーキングのモータが回転すると直動機構を介し、ブレーキシューの一端を押す。ブレーキシューが押されるとブレーキドラム外周方向に移動し、ブレーキドラムへの押圧位置に位置する。
このように、パーキング用制御部38は、パーキングブレーキの作動時にはパーキング用電動アクチュエータを作動させ、パーキングブレーキ機構34,36のブレーキシューをブレーキドラムへの押圧位置に移動させることによって左右の後輪16,18に制動力を付与する。
一般に、4つの車輪12,14,16,18のうち3つの車輪が制動できなくなった場合(1つの車輪のみが制動可能な場合)、ブレーキ時にスピンが生じて車両が意図しない方向を向いてしまう可能性が高くなる。
電動ブレーキ装置10は、4つの車輪12,14,16,18に設けられた4つのブレーキ機構20,22,24,26を、3つの制御部28,30,32で制御しており、このうち2つの制御部が故障すると3つの車輪が制動できなくなり、上記スピンが発生する可能性が生じる。
このため、電動ブレーキ装置10では、左前輪、右前輪、左後輪および右後輪のうちいずれかの制動に不具合が生じた場合、特に3つの制御部28,30,32のうち、いずれか1つまたは2つが故障した場合でも、少なくとも2つの車輪は制動可能とし、車両の操舵性を確保するとともに、車両が停止するのに必要な制動力を確保している。
またこれ以外に、ブレーキ機構20,22,24,26の故障、例えば電動アクチュエータの故障やブレーキパッドの摩耗などにより車輪の制動に不具合が生じる場合がある。そのような場合にも以下に示す制御を適用可能である。
なお、図4〜図7において、ECU1は左前輪用制御部28に、ECU2は右前輪用制御部30に、ECU3は左右後輪用制御部32に、EPBはパーキング用制御部38に、それぞれ対応する。また、FR1は左前輪用ブレーキ機構20に、FR2は右前輪用ブレーキ機構22に、RR1は左後輪用ブレーキ機構24に、RR2は右後輪用ブレーキ機構26に、それぞれ対応する。
以下の説明において、「制御部がブレーキ機構の制動力を増加させる(または低減する)」とは、例えば当該制御部からの供給電力を増加(または低減)させるなど、当該制御部からブレーキ機構に対する制御値の大きさを示すものであり、必ずしもブレーキ機構全体としての制動力を指すものではない。
すなわち、ブレーキ機構が複数の制御部により制御される場合には、1つの制御部がブレーキ機構の制動力を増加させた場合においても、他の制御部の故障などの要因によりブレーキ機構全体としては制動力が増加しない場合もある。
図4Bに示すように、故障が生じていない初期時刻T0の段階では、左前輪用ブレーキ機構20および右前輪用ブレーキ機構22(FR1,2)は共に所定の制動力P1で左右の前輪12,14を制動し、左後輪用ブレーキ機構24および右後輪用ブレーキ機構26(RR1,2)は共に所定の制動力P2(<P1)で左右の後輪16,18を制動し、合計の制動力はP3である。
時刻T1に左前輪用制御部28(ECU1)が故障すると、左前輪用ブレーキ機構20(FR1)が作動しなくなり、左前輪用ブレーキ機構20の制動力がゼロとなる。
この場合、左右後輪用制御部32は、右後輪用ブレーキ機構26(RR2)の制動力を低減させるとともに、左後輪用ブレーキ機構24(RR1)の制動力を増加させる。また、右前輪用制御部30は、右前輪用ブレーキ機構22(FR2)の制動力を増加させる。
すなわち、故障した左前輪用ブレーキ機構20の対角上にある右後輪用ブレーキ機構26の制動力を低減させて車両のスピン(意図しない進行方向の変動)を防止するとともに、残りのブレーキ機構22,24の制動力を上昇させることによって、合計の制動力を確保する。
なお、右前輪用制御部30が故障した場合については、上記の説明における左前輪用制御部28と右前輪用制御部30を、また、左前輪用ブレーキ機構20と右前輪用ブレーキ機構22を、それぞれ読み替えればよい。
言い換えると、左前輪用制御部28または右前輪用制御部30のいずれか一方が故障した場合、左右後輪用制御部32は、故障した一方の制御部に対して左右反対側の後輪用ブレーキ機構の制動力を低減させるとともに、故障した一方の制御部に対して左右同じ側の後輪用ブレーキ機構の制動力を増加させ、左前輪用制御部28または右前輪用制御部30のうち他方は、故障した一方の制御部に対して左右反対側の前輪用ブレーキ機構の制動力を増加させる。
図5Bに示すように、故障が生じていない初期時刻T0の段階では、左前輪用ブレーキ機構20および右前輪用ブレーキ機構22(FR1,2)は共に所定の制動力P1で左右の前輪12,14を制動し、左後輪用ブレーキ機構24および右後輪用ブレーキ機構26(RR1,2)は共に所定の制動力P2(<P1)で左右の後輪16,18を制動し、合計の制動力はP3である。
時刻T1に左右後輪用制御部32(ECU3)が故障すると、左後輪用ブレーキ機構24(RR1)および右後輪用ブレーキ機構26(RR2)が作動しなくなり、後輪用ブレーキ機構24,26の制動力がゼロとなる。
この場合、左前輪用制御部28および右前輪用制御部30は、それぞれ左前輪用ブレーキ機構20および右前輪用ブレーキ機構22(FR1,2)の制動力を増加させる。さらに、パーキング用制御部38はパーキングブレーキ機構34,36を作動させて後輪16,18を制動する。
パーキングブレーキ機構34,36の制動力は、常用ブレーキである左後輪用ブレーキ機構24および右後輪用ブレーキ機構26よりも低いが、後輪16,18に対して一定の制動力を与えることができ、より高い制動力を得ることができる。
言い換えると、左右後輪用制御部32が故障した場合、左前輪用制御部28および左前輪用制御部は30、左前輪用ブレーキ機構20および右前輪用ブレーキ機構22の制動力をそれぞれ増加させる。また、左右後輪用制御部32が故障した場合、パーキング用制御部38は、パーキングブレーキ機構34,36を作動させて左後輪16および右後輪18に対する制動力を発生させる。
なお、一般に前輪用ブレーキ機構の方が後輪用ブレーキ機構よりも強い制動力を出すように設定されている(理想制動力分配)。このため、パーキングブレーキ機構34,36を作動させずに左前輪用ブレーキ機構20および右前輪用ブレーキ機構22のみで制動を行ってもよいが、パーキングブレーキ機構34,36を作動させて車両前後に制動力を与えることにより車両姿勢が安定するとともに、より高い制動力を得ることができるため効果的である。
図6Bでは、まず左前輪用制御部28が故障し、つぎに右前輪用制御部30が故障した場合を例にして説明する。
図6Bに示すように、故障が生じていない初期時刻T0の段階では、左前輪用ブレーキ機構20および右前輪用ブレーキ機構22(FR1,2)は共に所定の制動力P1で左右の前輪12,14を制動し、左後輪用ブレーキ機構24および右後輪用ブレーキ機構26(RR1,2)は共に所定の制動力P2(<P1)で左右の後輪16,18を制動し、合計の制動力はP3である。
時刻T1に左前輪用制御部28(ECU1)が故障すると、左前輪用ブレーキ機構20(FR1)が作動しなくなり、左前輪用ブレーキ機構20の制動力がゼロとなる。
この場合、左右後輪用制御部32は、右後輪用ブレーキ機構26(RR2)の制動力を低減させるとともに、左後輪用ブレーキ機構24(RR1)の制動力を増加させる。また、右前輪用制御部30は、右前輪用ブレーキ機構22(FR2)の制動力を増加させる。
すなわち、故障した左前輪用ブレーキ機構20の対角上にある右後輪用ブレーキ機構26の制動力を低減させて車両のスピン(意図しない進行方向の変動)を防止するとともに、残りのブレーキ機構22,24の制動力を上昇させることによって、合計の制動力を確保する。
その後、時刻T2に右前輪用制御部30(ECU2)が故障すると、右前輪用ブレーキ機構22(FR2)が作動しなくなり、右前輪用ブレーキ機構22の制動力がゼロとなる。
この場合、左右後輪用制御部32は、低減させていた右後輪用ブレーキ機構26(RR2)の制動力を、左後輪用ブレーキ機構24(RR1)の制動力と一致するように増加させる。これにより、車両左右方向の制動力のバランスを取ると共に、合計の制動力を増加させて車両の制動に必要な制動力を確保することができる。
なお、右前輪用制御部30が先に故障し、次いで左前輪用制御部28が故障した場合については、上記の説明における左前輪用制御部28と右前輪用制御部30を、また、左前輪用ブレーキ機構20と右前輪用ブレーキ機構22を、それぞれ読み替えればよい。
図7Bでは、まず左前輪用制御部28が故障し、つぎに左右後輪用制御部32が故障した場合を例にして説明する。
図7Bに示すように、故障が生じていない初期時刻T0の段階では、左前輪用ブレーキ機構20および右前輪用ブレーキ機構22(FR1,2)は共に所定の制動力P1で左右の前輪12,14を制動し、左後輪用ブレーキ機構24および右後輪用ブレーキ機構26(RR1,2)は共に所定の制動力P2(<P1)で左右の後輪16,18を制動し、合計の制動力はP3である。
時刻T1に左前輪用制御部28(ECU1)が故障すると、左前輪用ブレーキ機構20(FR1)が作動しなくなり、左前輪用ブレーキ機構20の制動力がゼロとなる。
この場合、左右後輪用制御部32は、右後輪用ブレーキ機構26(RR2)の制動力を低減させるとともに、左後輪用ブレーキ機構24(RR1)の制動力を増加させる。また、右前輪用制御部30は、右前輪用ブレーキ機構22(FR2)の制動力を増加させる。
すなわち、故障した左前輪用ブレーキ機構20の対角上にある右後輪用ブレーキ機構26の制動力を低減させて車両のスピン(意図しない進行方向の変動)を防止するとともに、残りのブレーキ機構22,24の制動力を上昇させることによって、合計の制動力を確保する。
その後、時刻T2に左右後輪用制御部32(ECU3)が故障すると、左後輪用ブレーキ機構24(RR1)および右後輪用ブレーキ機構26(RR2)が作動しなくなり、後輪用ブレーキ機構24,26の制動力がゼロとなる。
この場合、右前輪用制御部30は、右前輪用ブレーキ機構22(FR2)の制動力をゼロに落として前輪12,14に対する制動を停止する。これは、左右の制動力の不均衡により車両がスピンするのを防止するためである。
そして、パーキング用制御部38がパーキングブレーキ機構34,36を作動させて後輪16,18を制動する。パーキングブレーキ機構34,36の制動力は、常用ブレーキである左後輪用ブレーキ機構24および右後輪用ブレーキ機構26よりも低いが、後輪16,18に対して一定の制動力を与えることができる。
言い換えると、左前輪用制御部28または右前輪用制御部30のいずれか一方と、左右後輪用制御部32とが故障した場合、左前輪用制御部28または右前輪用制御部30のうち他方は、故障した一方の制御部に対して左右反対側の前輪用ブレーキ機構の制動力を低減させ、パーキング用制御部38は、パーキングブレーキ機構34,36を作動させて左後輪16および右後輪18に対する制動力を発生させる。
この場合、図5Bに示すように左右後輪用制御部32が故障した時点で、左前輪用制御部28および右前輪用制御部30は、それぞれ左前輪用ブレーキ機構20および右前輪用ブレーキ機構22(FR1,2)の制動力を増加させる。また、パーキング用制御部38はパーキングブレーキ機構34,36を作動させて後輪16,18を制動する。
その後、前輪用制御部の一方が故障した際には、故障していない側(他方)の前輪用制御部が制御対象の前輪用ブレーキ機構の制動力をゼロに落として、パーキングブレーキ機構34,36のみで制動を行う。
すなわち、故障する順番が異なっても、最終的には図7と同じ状態になる。
また、電動ブレーキ装置10は、左前輪用ブレーキ機構20および右前輪用ブレーキ機構22に対してそれぞれ1つずつ制御部28,30を割り当てるとともに、後輪用のブレーキ機構24,26には左右で1つの制御部32を割り当てるので、仮に1つの制御部が故障した場合でも残りの前輪用ブレーキ機構は制御可能となり、制動時における重要度がより高い前輪ブレーキの冗長性を高める上で有利となる。
また、電動ブレーキ装置10は、1つの車輪に不具合が生じて制動ができなくなった場合に、不具合が生じた車輪に対して前後および左右を反転させた位置にある車輪の制動力を低減させるので、車両左右方向の制動力を均衡させて車両の移動方向が意図しない方向に向くのを防止する上で有利となる。
また、電動ブレーキ装置10は、2つ以上の車輪の制動に不具合が生じた場合に、左右の前輪同士および左右の後輪同士の制動力が均衡するよう制御するので、車両左右方向の制動力を均衡させて車両の移動方向が意図しない方向に向くのを防止することができる。
また、電動ブレーキ装置10は、左前輪用制御部28または右前輪用制御部30のいずれか一方が故障して制動が行えなくなった場合に、故障した制御部と左右反対側の後輪用ブレーキ機構の制動力は低減させ、故障した制御部と左右同じ側の後輪用ブレーキ機構の制動力は増加させ、故障した制御部と左右反対側の前輪用ブレーキ機構の制動力は増加させるので、車両左右方向の制動力を均衡させて車両の移動方向が意図しない方向に向くのを防止する上で有利となるとともに、故障前に近い制動力を確保する上で有利となる。
また、電動ブレーキ装置10は、左右後輪用制御部32が故障した場合に、左前輪用ブレーキ機構20および右前輪用ブレーキ機構22の制動力をそれぞれ増加させるので、車両左右方向の制動力を均衡させつつ故障前に近い制動力を確保する上で有利となる。
また、電動ブレーキ装置10は、左右後輪用制御部32が故障した場合に更にパーキングブレーキ機構34,36を作動させて左後輪16および右後輪18に対する制動力を発生させるので、より高い制動力を得ることができる。
また、電動ブレーキ装置10は、左前輪用制御部28および右前輪用制御部30が故障した場合に、左後輪用ブレーキ機構24および右後輪用ブレーキ機構26の制動力をそれぞれ増加させるので、車両左右方向の制動力を均衡させつつ故障前に近い制動力を確保する上で有利となる。
また、電動ブレーキ装置10は、左前輪用制御部28または右前輪用制御部30のいずれか一方と左右後輪用制御部32とが故障した場合に、故障した制御部に対して左右反対側の前輪用ブレーキ機構の制動力は低減させ、パーキングブレーキ機構34,36により左後輪および右後輪に対する制動力を発生させるので、車両左右方向の制動力を均衡させて車両の移動方向が意図しない方向に向くのを防止する上で有利となる。
また、電動ブレーキ装置10は、各ブレーキ機構20,22,24,26は、車輪と共に回転する被摩擦部材に対して、電動アクチュエータで摩擦部材を押圧することにより制動力を得るので、従来の油圧式ブレーキと比較してブレーキ操作への応答性を向上させる上で有利であるとともに、車両の状態に応じた様々なブレーキ制御を行う上で有利となる。
また、電動ブレーキ装置10は、被摩擦部材としてブレーキディスクを、摩擦部材としてブレーキパッドを用い、放熱性が高いディスクブレーキシステムを採っているので、摩擦熱による影響を低減して安定した制動力を得る上で有利となる。
また、電動ブレーキ装置10において、左後輪用ブレーキ機構24および右後輪用ブレーキ機構26がパーキングブレーキ機構34,36を兼ねるようにすれば、専用のパーキングブレーキ機構を設ける場合と比較して車両の軽量化および車両構成の簡素化を図る上で有利となる。
また、電動ブレーキ装置10において、ブレーキディスクの中央部に別途ブレーキシステムを設けてパーキングブレーキ機構34,36を構成するようにすれば、左後輪用ブレーキ機構24または右後輪用ブレーキ機構26(常用ブレーキ)が故障した場合でも確実にパーキングブレーキ機構34,36を作動させる上で有利となる。
また、電動ブレーキ装置10は、ブレーキ機構20,22,24,26に電力を供給するバッテリを2つ設けているので、メインバッテリ40が故障した場合でもサブバッテリ42によりブレーキ機構20,22,24,26を作動させることができ、ブレーキ機構20,22,24,26を確実に作動させる上で有利となる。
この場合、左右の後輪16,18のブレーキ機構24,26はそれぞれ個別の制御部(第1の制御部、第2の制御部)により制御され、左右の前輪12,14のブレーキ機構20,22は単一の制御部(第3の制御部)により制御されることとなる。
Claims (14)
- 車両の全幅方向に間隔を置いて配置される第1の車輪および第2の車輪からなる第1の車輪対と、前記全幅方向に間隔を置いて配置される第3の車輪および第4の車輪からなり前記第1の車輪対から前記車両の全長方向に間隔を置いて配置される第2の車輪対と、を備える車両の電動ブレーキ装置であって、
前記第1の車輪を制動する第1のブレーキ機構を制御する第1の制御部と、
前記第2の車輪を制動する第2のブレーキ機構を制御する第2の制御部と、
前記第3の車輪を制動する第3のブレーキ機構および前記第4の車輪を制動する第4のブレーキ機構を制御する第3の制御部と、の少なくとも3つの制御部と、
前記第3の車輪および前記第4の車輪に対して制動力を付与するパーキングブレーキ機構と、
前記パーキングブレーキ機構を制御するパーキング用制御部と、を備え、
前記第3の制御部が故障した場合、前記パーキング用制御部は、前記パーキングブレーキ機構を作動させて前記第3の車輪および前記第4の車輪に対する制動力を発生させる、
ことを特徴とする電動ブレーキ装置。 - 前記第1の車輪、前記第2の車輪、前記第3の車輪および前記第4の車輪のうちいずれか1つの車輪の制動に不具合が生じた場合、前記制御部は、前記不具合が生じた車輪に対して前記全幅方向および前記全長方向を反転させた位置にある車輪の制動力を低減させる、
ことを特徴とする請求項1記載の電動ブレーキ装置。 - 前記第1の車輪、前記第2の車輪、前記第3の車輪および前記第4の車輪のうちいずれか2つ以上の車輪の制動に不具合が生じた場合、前記制御部は、前記第1の車輪と前記第2の車輪との制動力が均衡するとともに、前記第3の車輪と前記第4の車輪との制動力が均衡するよう制御する、
ことを特徴とする請求項1または2記載の電動ブレーキ装置。 - 前記第1の制御部または前記第2の制御部のいずれか一方が故障した場合、前記第3の制御部は、前記第3のブレーキ機構または前記第4のブレーキ機構のうち前記一方の制御部に対して前記全幅方向反対側のブレーキ機構の制動力を低減させるとともに前記一方の制御部に対して前記全幅方向同じ側のブレーキ機構の制動力を増加させ、前記第1の制御部または前記第2の制御部のうち他方は、前記一方の制御部に対して前記全幅方向反対側のブレーキ機構の制動力を増加させる、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の電動ブレーキ装置。 - 前記第3の制御部が故障した場合、前記第1の制御部および前記第2の制御部は、前記第1のブレーキ機構および前記第2のブレーキ機構の制動力をそれぞれ増加させる、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の電動ブレーキ装置。 - 前記第1の制御部および前記第2の制御部が故障した場合、前記第3の制御部は、前記第3のブレーキ機構および前記第4のブレーキ機構の制動力をそれぞれ増加させる、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の電動ブレーキ装置。 - 前記第1の制御部または前記第2の制御部のいずれか一方と前記第3の制御部とが故障した場合、前記第1の制御部または前記第2の制御部のうち他方は、前記一方の制御部に対して前記全幅方向反対側のブレーキ機構の制動力を低減させ、前記パーキング用制御部は、前記パーキングブレーキ機構を作動させて前記第3の車輪および前記第4の車輪に対する制動力を発生させる、
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載の電動ブレーキ装置。 - 前記第1〜第4の各ブレーキ機構は、それぞれ前記第1〜第4の各車輪と共に回転する被摩擦部材と、電動アクチュエータによる動力により移動する摩擦部材とを備え、前記被摩擦部材に対して前記摩擦部材を押圧することにより制動力を得る、
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項記載の電動ブレーキ装置。 - 前記第1〜第4の各ブレーキ機構は、
それぞれ前記第1〜第4の各車輪とともに回転するブレーキディスクと、前記電動アクチュエータによって前記ブレーキディスクへの押圧位置と非押圧位置との間を移動するブレーキパッドを有する電動キャリパと、をそれぞれ備える、
ことを特徴とする請求項8記載の電動ブレーキ装置。 - 前記第3のブレーキ機構および前記第4のブレーキ機構が前記パーキングブレーキ機構を兼ね、
前記パーキング用制御部は、前記第3のブレーキ機構および前記第4のブレーキ機構の前記ブレーキパッドを前記ブレーキディスクへの前記押圧位置に移動させることによってパーキングブレーキを作動させる、
ことを特徴とする請求項9記載の電動ブレーキ装置。 - 前記パーキングブレーキ機構は、前記第3のブレーキ機構および前記第4のブレーキ機構の前記ブレーキディスクの中央部に位置するハット部内にそれぞれ設けられ前記第3の車輪および第4の車輪とともに回転するブレーキドラムと、それぞれの前記ブレーキドラム内に設けられパーキング用電動アクチュエータによって前記ブレーキドラムへの押圧位置と非押圧位置との間を移動するブレーキシューと、を備え、
前記パーキング用制御部は、前記パーキングブレーキ機構の前記ブレーキシューを前記ブレーキドラムへの前記押圧位置に移動させることによってパーキングブレーキを作動させる、
ことを特徴とする請求項9記載の電動ブレーキ装置。 - 前記パーキングブレーキ機構は、前記第3のブレーキ機構および前記第4のブレーキ機構の前記ブレーキディスクの中央部に位置するハット部内にそれぞれ設けられ前記第3の車輪および第4の車輪とともに回転するブレーキドラムと、それぞれの前記ブレーキドラム内に設けられパーキング用直動電動アクチュエータによって前記ブレーキドラムへの押圧位置と非押圧位置との間を移動するブレーキシューと、を備え、
前記パーキング用制御部は、前記パーキングブレーキ機構の前記ブレーキシューを前記ブレーキドラムへの前記押圧位置に移動させることによってパーキングブレーキを作動させる、
ことを特徴とする請求項9記載の電動ブレーキ装置。 - 前記第1〜第4の各ブレーキ機構は、電源となるメインバッテリおよびバックアップバッテリに接続され、メインバッテリが故障した場合は前記第1〜第4の各ブレーキ機構への電源の供給元がバックアップバッテリに切り替えられる、
ことを特徴とする請求項1から12いずれか1項記載の電動ブレーキ装置。 - 前記第1の車輪は左前輪であり、前記第2の車輪は右前輪であり、前記第3の車輪は左後輪であり、前記第4の車輪は右後輪であり、
前記第1のブレーキ機構は左前輪用ブレーキ機構であり、前記第2のブレーキ機構は右前輪用ブレーキ機構であり、前記第3のブレーキ機構は左後輪用ブレーキ機構であり、前記第4のブレーキ機構は右後輪用ブレーキ機構であり、
前記第1の制御部は左前輪用制御部であり、前記第2の制御部は右前輪用制御部であり、前記第3の制御部は左右後輪用制御部である、
ことを特徴とする請求項1から13のいずれか1項記載の電動ブレーキ装置。
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