KR20130035204A

KR20130035204A - 브레이크 제어 장치

Info

Publication number: KR20130035204A
Application number: KR1020120106217A
Authority: KR
Inventors: 쇼 무라카미; 야스후미 고니시
Original assignee: 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2013-04-08
Also published as: JP2013071719A; CN103029698B; CN103029698A; DE102012217272A1; KR101990643B1; JP5850690B2; US20130082514A1

Abstract

본 발명은, 전동 모터를 구동원으로 하는 브레이크 제어 장치에 있어서, 전원의 부담을 경감하면서, 이그니션 스위치가 오프인 상태라도 신속하게 작동할 수 있게 하는 것을 과제로 한다.
차량 전원(E)의 공급 전력에 의해, 마스터압 제어 장치(3)에 의해서 입력 로드(7)의 이동량에 기초하여, 전동 모터(20)를 제어하고, 볼-나사 기구(25)를 통해 프라이머리 피스톤(40)을 추진하여 마스터 실린더(9)로 브레이크 액압을 발생시킨다. 마스터 실린더(9)의 브레이크 액압을 입력 피스톤(16)에 의해 입력 로드(7)를 통해 브레이크 페달(100)에 피드백한다. 마스터압 제어 장치(3)는, 이그니션 스위치의 오프 등의 시스템 종료 조건이 성립했을 때, 전원 차단 제어를 실행하여, 차량 전원(E)을 차단하고, 보조 전원(12)으로부터 필요한 전력을 공급하여, 보조 전원(12)에 축적된 전력에 의해 브레이크 제어를 계속한다.

Description

브레이크 제어 장치{BRAKE CONTROL APPARATUS}

본 발명은, 전동 모터를 구동원으로 하여 작동하는 브레이크 제어 장치에 관한 것이다.

예컨대 특허문헌 1에 기재되어 있는 것과 같이, 자동차의 브레이크 제어 장치에 있어서, 운전자의 브레이크 페달의 조작에 따라서, 전동 모터를 구동원으로 하여 서보력을 발생시켜 제동을 행하는 브레이크 제어 장치가 있다.

특허문헌 1 : 국제공개 제2010/113574호 팜플렛

자동차의 브레이크 제어 장치는, 이그니션 스위치가 오프 상태라도 작동할 수 있을 것이 요망된다. 그래서, 상술한 것과 같이 전동식의 브레이크 제어 장치에 있어서는, 이그니션 스위치가 오프되어, 제어 시스템이 셧다운된 상태라도, 예컨대 브레이크 페달의 조작을 검출했을 때, 혹은 도어의 개폐 등에 의한 브레이크 페달의 조작이 행해질 가능성이 있는 상태를 간접적으로 검출했을 때, 제어 시스템을 기동시켜, 브레이크 제어 장치의 작동을 가능하게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 이러한 시스템 기동을 행하는 경우, 기동에 어느 정도 시간이 걸리기 때문에, 응답성 문제가 생긴다. 한편, 소비 전력 저감의 관점에서, 이그니션 스위치가 오프인 상태에서, 장시간에 걸쳐 브레이크 시스템의 기동 상태를 유지하는 것은 바람직하지 않다.

본 발명은, 전원의 부담을 경감하면서, 이그니션 스위치가 오프 상태라도 신속하게 작동 가능한 브레이크 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 차량에 설치된 브레이크 장치의 제동력을 제어하는 전동 액츄에이터와, 이 전동 액츄에이터를 차량 전원으로부터의 전력 공급에 의해 구동시키는 제어 수단을 구비한 브레이크 제어 장치에 있어서, 상기 제어 수단에는 보조 전원이 더욱 접속되고, 상기 제어 수단은, 정해진 시스템 종료 조건이 성립했을 때, 상기 차량 전원과의 접속을 차단하고, 상기 보조 전원으로부터의 전력 공급에 의해 상기 전동 액츄에이터의 제어를 계속하는 전원 차단 제어를 실행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 브레이크 제어 장치에 의하면, 차량 전원의 부담을 경감하면서, 이그니션 스위치가 오프인 상태라도 신속하게 작동시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 브레이크 제어 장치의 개략 구성을 도시하는 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 브레이크 장치의 마스터압 제어 장치의 개략 구성을 도시하는 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시하는 브레이크 제어 장치의 전원의 실함(失陷)시의 작동 모드의 전환 제어를 도시하는 흐름도이다.
도 4는 도 1에 도시하는 브레이크 제어 장치의 작동 상태의 일례를 도시하는 타이밍 차트이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 도 1에 도시하는 브레이크 제어 장치의 전원 차단시의 제어를 도시하는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 도 1에 도시하는 브레이크 제어 장치의 전원 차단시의 제어를 도시하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 도 1에 도시하는 브레이크 제어 장치의 전원 차단시의 제어를 도시하는 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 따른 브레이크 제어 장치(1)의 시스템 전체 구성을 도시하는 블럭도이다. 도 1에서, 화살표 붙은 파선은 신호선이며, 화살표의 방향에 의해 신호의 흐름을 나타내고 있다. 브레이크 제어 장치(1)는, 차량인 자동차의 제동 장치에 적용하며, 좌측 전륜(FL), 우측 후륜(RR), 우측 전륜(FR), 좌측 후륜(RL)의 4륜의 제동력을 제어하기 위한 것이다.

브레이크 제어 장치(1)는, 마스터 실린더(9)가 발생하는 브레이크 액압인 마스터압을 제어하기 위한 전동 모터(20)를 갖춘 마스터압 제어 기구(4)와, 마스터압 제어 기구(4)를 전기적으로 제어하기 위한 제어 수단인 마스터압 제어 장치(3)와, 각 차륜(FL, RR, FR, RL)의 브레이크 장치인 액압 브레이크 장치(11a～11d)에 브레이크 액압을 공급하는 휠압 제어 기구(6)와, 휠압 제어 기구(6)를 전기적으로 제어하기 위한 휠압 제어 장치(5)와, 입력 로드(7)와, 브레이크 조작량 검출 장치(8)와, 마스터 실린더(9)와, 리저버 탱크(10)와, 차량 전원(E)과, 보조 전원(12)을 갖고 있다.

액압 브레이크 장치(11a～11d)는, 도시하지 않는 실린더, 피스톤 및 브레이크 패드 등으로 구성되어 있다. 액압 브레이크 장치(11a～11d)는, 휠압 제어 기구(6)로부터 공급되는 브레이크 액압에 의해서 피스톤이 추진된다. 이 피스톤의 추진에 의해서 한 쌍의 브레이크 패드를 디스크 로터(101a～101d)에 끼우도록 가압한다. 디스크 로터(101a～101d)는 차륜과 일체로 회전하도록 되어 있고, 디스크 로터(101a～101d)가 한 쌍의 브레이크 패드에 가압됨으로써, 마찰 제동력이 발생하고 브레이크 토크가 작용하여, 차륜과 노면 사이에 작용하는 브레이크력으로 된다.

마스터 실린더(9)는, 프라이머리 피스톤(40) 및 후술하는 입력 피스톤에 의해서 가압되는 프라이머리 액실(42)과, 세컨더리 피스톤(41)에 의해서 가압되는 세컨더리 액실(43)의 2개의 가압실을 갖는 탠덤식의 것으로 되어 있다. 마스터 실린더(9)는, 프라이머리 피스톤(40)이 추진됨으로써 세컨더리 피스톤(41)도 추진되고, 이들 추진에 의해서 프라이머리 및 세컨더리 액실(42, 43)에서 브레이크액이 가압된다. 가압된 브레이크액은, 프라이머리 배관(102a) 및 세컨더리 배관(102b)으로부터 휠압 제어 기구(6)를 통해, 각 차륜(FL, RR, FR, RL)의 액압 브레이크 장치(11a～11d)에 공급되어 상술한 브레이크력을 발생하도록 되어 있다.

리저버 탱크(10)는 리저버 포트를 통해 프라이머리 액실(42) 및 세컨더리 액실(43)에 접속되어 있다. 리저버 포트(42A, 43A)는, 프라이머리 피스톤(40) 및 세컨더리 피스톤(41)이 후퇴 위치에 있을 때에, 각각 프라이머리 액실(42) 및 세컨더리 액실(43)을 리저버 탱크(10)에 연통하여 적절하게 브레이크액을 보충한다. 또한, 리저버 포트(42A, 43A)는, 프라이머리 피스톤(40) 및 세컨더리 피스톤(41)이 전진하면, 프라이머리 액실(42) 및 세컨더리 액실(43)을 리저버 탱크(10)로부터 차단하여, 프라이머리 액실(42) 및 세컨더리 액실(43)의 가압을 가능하게 한다.

이와 같이, 프라이머리 피스톤(40) 및 세컨더리 피스톤(41)의 2개의 피스톤에 의해서 프라이머리 배관(102a) 및 세컨더리 배관(102b)으로부터 2 계통의 액압 회로에 브레이크액을 공급하도록 되어 있다. 이에 따라, 만일, 한쪽의 액압 회로가 실함된 경우라도, 다른 쪽의 액압 회로에 의해서 액압을 공급할 수 있어, 제동력을 확보할 수 있다.

마스터압 제어 기구(4)에는, 프라이머리 피스톤(40)의 중심부에, 미끄럼 이동 가능하고 또한 액밀하게 관통하는 입력 피스톤(16)이 설치되어 있다. 입력 피스톤(16)은 그 선단부가 프라이머리실(43) 내에 면하도록 배치되어 있다. 입력 피스톤(16)의 후단부에는 입력 로드(7)가 연결되어 있다. 입력 로드(7)는, 마스터압 제어 기구(4)의 후단부에서 차량의 운전실 안으로 뻗고, 그 뻗은 연장 단부에는 브레이크 페달(100)이 연결되어 있다. 프라이머리 피스톤(40)과 입력 피스톤(16) 사이에는, 한 쌍의 스프링(19A, 19B)이 개재되어 있다. 스프링(19A, 19B)은 그 스프링력에 의해서 프라이머리 피스톤(40)과 입력 피스톤(16)을 밸런스 위치에 탄성적으로 유지하여, 이들 프라이머리 피스톤(40)과 입력 피스톤(16)의 축 방향의 상대 변위에 따라서 스프링(19A, 19B)의 스프링력이 작용하도록 되어 있다.

마스터압 제어 기구(4)는, 프라이머리 피스톤(40)을 구동하는 전동 액츄에이터인 전동 모터(20)와, 프라이머리 피스톤(40)과 전동 모터(20) 사이에 개재된 회전-직동 변환 기구인 볼-나사 기구(25)와, 감속 기구인 벨트 감속 기구(21)를 구비하고 있다. 전동 모터(20)는, 그 회전 위치를 검출하는 회전 위치 센서(205)를 갖추고, 마스터압 제어 장치(3)로부터의 회전 위치 지령에 의해서 작동하여, 원하는 회전 위치까지 구동되도록 되어 있다. 전동 모터(20)는, 예컨대 공지된 DC 모터, DC 브러시리스 모터, AC 모터 등으로 할 수 있지만, 제어성, 정숙성, 내구성 등의 관점에서 본 실시형태에서는 3상 DC 브러시리스 모터를 채용하고 있다. 또한, 회전 위치 센서(205)의 신호에 기초하여, 볼-나사 기구(25)의 추진량, 즉 프라이머리 피스톤(40)의 변위량을 산출할 수 있다.

볼-나사 기구(25)는, 입력 로드(7)가 삽입된 중공의 직동 부재인 나사축(27)과, 나사축(27)이 삽입되는 원통형의 회전 부재인 너트 부재(26)와, 이들 사이에 형성된 나사 홈에 장전된 복수의 볼(30)(강구)(鋼球)을 구비하고 있다. 너트 부재(26)는, 그 전단부가 가동 부재(28)를 통해 프라이머리 피스톤(40)의 후단부에 접촉하고, 하우징(4A)에 설치된 축받이(31)에 의해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 볼-나사 기구(25)는, 전동 모터(20)에 의해서 벨트 감속 기구(21)를 통해 너트 부재(26)를 회전시킴으로써, 나사 홈 안에서 볼(30)이 굴러, 나사축(27)이 직선 운동하여, 가동 부재(28)를 통해 프라이머리 피스톤(40)을 가압하도록 되어 있다. 나사축(27)은 가동 부재(28)를 통해 복귀 스프링(29)에 의해서 후퇴 위치 측으로 밀어 붙여지고 있다.

한편, 회전-직동 변환 기구는, 전동 모터(20)(즉 벨트 감속 기구(21))의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 프라이머리 피스톤(40)에 전달하는 것이라면, 랙앤드피니언 기구 등의 다른 기구를 이용할 수 있지만, 본 실시형태에서는, 적은 여유, 효율, 내구성 등의 관점에서 볼-나사 기구(25)를 채용하고 있다. 볼-나사 기구(25)는 백-드라이버빌리티(back-drivability)를 갖고 있어, 나사축(27)의 직선 운동에 의해서 너트 부재(26)를 회전시킬 수 있다. 또한, 나사축(27)은, 프라이머리 피스톤(40)에 후방에서 접촉하여, 프라이머리 피스톤(40)이 나사축(27)으로부터 떨어져 단독으로 전진할 수 있게 되어 있다. 이에 따라, 브레이크 작동 중에, 즉, 마스터 실린더(9)로 브레이크 액압이 발생하고 있는 상태에서, 만일 전동 모터(20)가 단선 등에 의해서 작동 불능으로 된 경우, 나사축(27)이 복귀 스프링(29)의 스프링력에 의해서 후퇴 위치로 되돌려지도록 되어 있다. 따라서, 마스터 실린더(9)의 액압을 해제할 수 있어, 브레이크의 끌림을 방지할 수 있다. 또한, 프라이머리 피스톤(40)은 나사축(27)으로부터 이격되어 단독으로 이동할 수 있게 되어 있다. 이 때문에, 전동 모터(20)가 작동 불능인 경우, 브레이크 페달(100)에 의해서 입력 로드(7)를 통해 입력 피스톤(16)을 전진시키고, 또한, 프라이머리 피스톤(40)에 접촉시켜 프라이머리 피스톤(40)을 직접 조작함으로써, 액압을 발생시킬 수 있어, 제동 기능을 유지할 수 있다.

벨트 감속 기구(21)는 전동 모터(20)의 출력축의 회전을 정해진 감속비로 감속하여 볼-나사 기구(25)에 전달하는 것이다. 벨트 감속 기구(21)는, 전동 모터(20)의 출력축에 부착된 구동 풀리(22)와, 볼-나사 기구(25)의 너트 부재(26)의 외주부에 부착된 종동 풀리(32)와, 이들 사이에 감겨 장착된 벨트(24)를 구비하고 있다. 한편, 벨트 감속 기구(21)에는, 치차 감속 기구 등의 다른 감속 기구를 조합시키더라도 좋다. 또한, 벨트 감속 기구(21) 대신에, 공지된 치차 감속 기구, 체인 감속 기구, 차동 감속 기구 등을 이용할 수 있다. 한편, 전동 모터(20)에 의해서 충분히 큰 토크를 얻을 수 있는 경우에는 감속 기구를 생략하고, 전동 모터(20)에 의해서 볼-나사 기구(25)를 직접 구동하도록 하더라도 좋다. 이에 따라, 감속 기구의 개재에 기인하여 발생하는, 신뢰성, 정숙성, 탑재성 등에 따른 제반 문제를 억제할 수 있다.

입력 로드(7)에는 브레이크 조작량 검출 장치(8)가 연결되어 있다. 브레이크 조작량 검출 장치(8)는, 적어도 입력 로드(7)의 위치 또는 변위량(스트로크)을 검출할 수 있는 것으로 되어 있다. 여기서, 변위 센서로 브레이크 조작량을 검출하는 물리량으로서, 입력 로드(7)의 변위량, 브레이크 페달(100)의 스트로크량, 브레이크 페달(100)의 이동 각도, 브레이크 페달(100)의 답력(踏力) 혹은 상기 복수의 센서 정보를 조합시켜 검출하더라도 좋다.

한편, 브레이크 조작량 검출 장치는, 입력 로드(7)의 변위 센서를 포함하는 복수의 위치 센서와, 운전자에 의한 브레이크 페달(100)의 답력을 검출하는 힘 센서를 포함하는 것이라도 좋다. 즉, 브레이크 조작량 검출 장치(8)로서는, 입력 로드(7)의 변위 센서를 복수 개 조합한 구성이나, 브레이크 페달(100)의 답력을 검출하는 답력 센서를 복수 개 조합한 구성, 변위 센서와 답력 센서를 조합시킨 구성이라도 좋다. 이에 따라, 하나의 센서로부터의 신호가 끊어진 경우에도, 나머지 센서에 의해서 운전자의 브레이크 요구가 검출, 인지되기 때문에, 페일 세이프가 확보된다. 또한, 브레이크 조작량 검출 장치(8) 중 적어도 하나의 센서는, 휠압 제어 장치(5)에 의해 전원 공급 및 신호 입력 처리가 행해지고, 나머지 센서는 마스터압 제어 장치(3)에 의해 전원 공급 및 신호 입력 처리가 행해진다. 이에 따라, 마스터압 제어 장치(3)와 휠압 제어 장치(5) 중 어느 쪽인가에 CPU 고장 혹은 전원 고장이 발생한 경우에도, 나머지 센서와 제어 장치에 의해 운전자의 브레이크 요구가 검출, 인식되기 때문에, 페일 세이프가 확보된다. 한편, 도 1에서는, 브레이크 조작량 검출 장치(8)는 하나만 나타내어져 있지만, 마스터압 제어 장치(3)에 접속되는 것과, 휠압 제어 장치(5)에 접속되는 것을 각각 설치하도록 하더라도 좋다.

이어서, 마스터압 제어 장치(3)에 의한 마스터압 제어 기구(4)의 제어에 관해서 설명한다. 마스터압 제어 장치(3)는, 차량에 탑재된 차량의 라이트나 오디오 등을 구동하기 위한 메인 배터리인 차량 전원(E)으로부터 공급되는 전력에 의해 작동하며, 브레이크 조작량 검출 장치(8)의 검출치인 브레이크 조작량에 기초하여 전동 모터(20)를 제어한다. 여기서, 차량 전원(E)이란, 차량 배터리 및 차량 발전기(알터네이터)를 나타내고 있다. 즉, 종전 자동차의 경우는 차량 발전기와 배터리이며, 하이브리드 자동차 혹은 전기 자동차의 경우는, 고전압 전원으로부터 12V계 혹은 24V계 등의 저전압 전원으로 전압 변환하는 DC/DC 컨버터와 저전압 배터리를 나타낸다.

브레이크 조작량 검출 장치(8)에 의해서 검출한 브레이크 페달(100)의 조작량(변위량, 답력 등)에 기초하여, 전동 모터(20)를 작동시켜 프라이머리 피스톤(40)의 위치를 제어하여 액압을 발생시킨다. 이 때, 입력 피스톤(16)에 작용하는 액압이 반력으로서 입력 로드(7)를 통해 브레이크 페달(100)에 피드백된다. 그리고, 프라이머리 피스톤(40)과 입력 피스톤(16)의 수압(受壓) 면적비 및 상대 변위에 의해서 브레이크 페달(100)의 조작량과 발생 액압의 비인 배역비를 조정할 수 있다. 이 때, 마스터압에 따른 힘이 입력 로드(7)를 통해 브레이크 페달(100)에 작용하여, 브레이크 페달 반력으로서 운전자에게 전달되기 때문에, 별도로 브레이크 페달 반력을 생성하는 장치가 불필요하게 되어, 브레이크 제어 장치(1)의 소형·경량화를 도모할 수 있어, 차량에의 탑재성이 향상된다.

예컨대, 입력 피스톤(16)의 변위에 대하여, 프라이머리 피스톤(40)을 추종시켜, 이들의 상대 변위가 0이 되도록 상대 변위 제어함으로써, 입력 피스톤(16)과 프라이머리 피스톤(40)의 수압 면적비에 의해서 결정되는 일정한 배역비를 얻을 수 있다. 또한, 입력 피스톤(16)의 변위에 대하여, 비례 게인을 곱해, 입력 피스톤(16)과 프라이머리 피스톤(40)의 상대 변위를 변화시킴으로써 배역비를 변화시킬 수 있다.

이에 따라, 브레이크 페달(100)의 조작량, 조작 속도(조작량의 변화율) 등으로부터 긴급 브레이크의 필요성을 검지하여, 배역비를 증대시켜 신속하게 필요한 제동력(액압)을 얻는, 소위 브레이크 어시스트 제어를 실행할 수 있다. 또한, 회생 제동 시스템(도시하지 않음)으로부터의 신호에 기초하여, 회생 제동시에, 회생 제동분을 뺀 액압을 발생시키도록 배역비를 조정하여, 회생 제동분과 액압에 의한 제동력의 합계로 원하는 제동력을 얻을 수 있도록 하는 회생 협조 제어를 실행할 수 있다. 또한, 브레이크 페달(100)의 조작량(입력 피스톤(16)의 변위량)에 관계없이, 전동 모터(20)를 작동시켜 프라이머리 피스톤(40)을 이동시킴으로써, 제동력을 발생시키는 자동 브레이크 제어를 실행하는 것도 가능하다. 이에 따라, 각종 센서 수단에 의해서 검출한 차량 상태에 기초하여, 자동적으로 제동력을 조정하여, 적절하게 엔진 제어, 스티어링 제어 등의 다른 차량 제어와 조합시킴으로써, 마스터압 제어 유닛(4)을 이용하여 차량 추종 제어, 차선 일탈 회피 제어, 장해물 회피 제어 등의 차량의 운전 제어를 실행할 수도 있다.

이어서, 입력 로드(7)의 추력 증폭에 관해서 설명한다.

운전자의 브레이크 조작에 의한 입력 로드(7)를 통한 입력 피스톤(16)의 변위량에 따라서 프라이머리 피스톤(40)을 변위시킴으로써, 입력 로드(7)의 추력에 따라서 프라이머리 피스톤(40)의 추력이 부여되기 때문에, 입력 로드(7)의 추력이 증폭되는 형태로 프라이머리 액실(42)이 가압된다. 그 증폭비(이하 「배역비」라고 함)는 입력 로드(7)와 프라이머리 피스톤(40)의 상대 변위 및 입력 피스톤(16)과 프라이머리 피스톤(40)의 단면적의 비 등에 의해서 임의로 설정할 수 있다.

특히, 입력 로드(7)의 변위량과 같은 양만큼 프라이머리 피스톤(40)을 변위시키는 경우(입력 로드(7)와 프라이머리 피스톤(40)의 상대 변위를 0으로 한 경우), 입력 피스톤(16)의 단면적을 「AI」로 하고, 프라이머리 피스톤(40)의 단면적을 「AA」라고 하면, 배역비는 (AI+AA)/AI로서 일의적으로 정해진다. 즉, 필요한 배역비에 기초하여 AI와 AA를 설정하여, 그 변위량이 입력 피스톤(16)의 변위량과 같게 되도록 프라이머리 피스톤(40)을 제어함으로써, 항상 일정한 배역비를 얻을 수 있다. 한편, 프라이머리 피스톤(40)의 변위량은, 회전 위치 센서(205)의 출력 신호에 기초하여 산출할 수 있다.

이어서, 배역비 가변 기능을 실행할 때의 처리에 관해서 설명한다. 배역비 가변 제어 처리는, 입력 피스톤(16)의 변위량에 비례 게인(K1)을 곱한 양만큼 프라이머리 피스톤(40)을 변위시키는 제어 처리이다. 한편, K1은 제어성의 점에서는 1인 것이 바람직하지만, 긴급 브레이크 등에 의해 운전자의 브레이크 조작량을 넘는 큰 브레이크력이 필요한 경우 등에 있어서, 일시적으로 1을 넘는 값으로 변경하더라도 좋다. 이에 따라, 입력 피스톤(16)과 프라이머리 피스톤(40)의 상대 변위에 대하여 스프링(19A, 19B)의 스프링력이 작용하여 입력 피스톤(16)에 작용하는 반력을 조정하여, 동량의 브레이크 조작량이라도 마스터압을 통상시(K1=1인 경우)에 비해서 끌어올릴 수 있어, 보다 큰 브레이크력을 발생시킬 수 있다. 여기서, 긴급 브레이크의 판정은, 예컨대 브레이크 조작량 검출 장치(8)의 신호의 시간 변화율이 정해진 값을 상회하는지 여부로 판정할 수 있다.

이상 설명한 대로, 배역비 가변 제어 처리에 의하면, 운전자의 브레이크 요구에 따르는 입력 로드(7)의 변위량에 따라서 마스터압이 증감압되기 때문에, 운전자 요구대로의 브레이크력을 발생시킬 수 있다. 또한, K1을 1 미만의 값으로 함으로써, 소위 하이브리드차 또는 전기 자동차에 있어서, 액압 브레이크를 회생 브레이크력분만큼 감압하는 회생 협조 브레이크 제어에 적용하는 것도 가능하다.

이어서, 자동 브레이크 기능을 실시할 때의 처리에 관해서 설명한다. 자동 브레이크 제어 처리는, 마스터 실린더(9)의 작동압을 자동 브레이크의 요구 액압(이하, 자동 브레이크 요구 액압이라고 함)으로 조절하도록, 프라이머리 피스톤(40)을 전진 및 후퇴시키는 처리이다. 이 경우의 프라이머리 피스톤(40)의 제어 방법으로서는, 테이블로서 사전에 취득한 프라이머리 피스톤(40)의 변위량과 마스터압의 관계에 기초하여, 자동 브레이크 요구 액압을 실현하는 프라이머리 피스톤(40)의 변위량을 추출하여, 이것을 목표치로 하는 방법, 마스터압 센서(56, 57)로 검출된 마스터압을 피드백하는 방법 등이 있지만, 어느 방법을 채용하더라도 상관없다. 자동 브레이크 요구 액압은 외부 유닛으로부터 수신하는 것이 가능하며, 예컨대 차량 추종 제어, 차선 일탈 회피 제어, 장해물 회피 제어 등에서의 브레이크 제어에 적용할 수 있다.

이어서, 휠압 제어 기구(6)의 구성과 작동에 관해서 설명한다. 휠압 제어 기구(6)는, 마스터 실린더(9)로 가압된 브레이크액의 각 액압 브레이크 장치(11a～11d)에의 공급을 제어하는 게이트 OUT 밸브(50a, 50b), 마스터 실린더(9)로 가압된 브레이크액의 펌프(54a, 54b)에의 공급을 제어하는 게이트 IN 밸브(51a, 51b), 마스터 실린더(9) 또는 펌프(54a, 54b)로부터 각 액압 브레이크 장치(11a～11d)에의 브레이크액의 공급을 제어하는 IN 밸브(52a～52d), 액압 브레이크 장치(11a～11d)를 감압 제어하는 OUT 밸브(53a～53d), 마스터 실린더(9)에서 발생한 브레이크 액압을 승압하는 펌프(54a, 54b), 펌프(54a, 54b)를 구동하는 전동 모터(20), 마스터압을 검출하는 마스터압 센서(56)를 갖는다. 휠압 제어 기구(6)로서는, 안티로킹 브레이크 제어용의 액압 제어 유닛, 차량 거동 안정화 제어용의 액압 제어 유닛 등을 이용할 수 있다.

휠압 제어 기구(6)는, 프라이머리 액실(42)로부터 브레이크액의 공급을 받아 FL륜과 RR륜의 브레이크력을 제어하는 제1 브레이크 계통과, 세컨더리 액실(43)로부터 브레이크액의 공급을 받아 FR륜과 RL륜의 브레이크력을 제어하는 제2 브레이크 계통의 2개의 계통으로 구성되어 있다. 이러한 구성을 채용함으로써, 한쪽의 브레이크 계통이 실함된 경우에도, 정상적인 다른 쪽의 브레이크 계통에 의해서 대각 2륜분의 브레이크력을 확보할 수 있기 때문에, 차량의 거동이 안정적으로 유지된다.

게이트 OUT 밸브(50a, 50b)는 마스터 실린더(9)와 IN 밸브(52a～52d) 사이에 설치되어, 마스터 실린더로 가압된 브레이크액을 액압 브레이크 장치(11a～11d)에 공급할 때에 밸브 개방된다. 게이트 IN 밸브(51a, 51b)는 마스터 실린더(9)와 펌프(54a, 54b) 사이에 설치되어, 마스터 실린더로 가압된 브레이크액을 펌프(54a, 54b)로 승압하여 액압 브레이크 장치(11a～11d)에 공급할 때에 밸브 개방된다.

IN 밸브(52a～52d)는 액압 브레이크 장치(11a～11d)의 상류에 설치되어, 마스터 실린더(9) 또는 펌프(54a, 54b)로 가압된 브레이크액을 액압 브레이크 장치(11a～11d)에 공급할 때에 밸브 개방된다. OUT 밸브(53a～53d)는 액압 브레이크 장치(11a～11d)의 하류에 구비되어, 휠압을 감압할 때에 밸브 개방된다. 한편, 게이트 OUT 밸브, 게이트 IN 밸브, IN 밸브, OUT 밸브는, 모두 솔레노이드(도시 생략)에의 통전에 의해서 밸브의 개폐가 이루어지는 전자식이며, 휠압 제어 장치(5)가 행하는 전류 제어에 의해서 각 밸브의 개폐량을 독립적으로 조절할 수 있는 것이다.

게이트 OUT 밸브(50a, 50b)와 IN 밸브(52a～52d)가 평상시 개방 밸브, 게이트 IN 밸브(51a, 51b)와 OUT 밸브(53a～53d)가 평상시 폐쇄 밸브이다. 이러한 구성을 채용함으로써, 고장시에 이들 밸브에의 전력 공급이 정지된 경우에도, 게이트 IN 밸브와 OUT 밸브가 폐쇄되고, 게이트 OUT 밸브와 IN 밸브가 개방되어, 마스터 실린더(9)로 가압된 브레이크액이 모든 액압 브레이크 장치(11a～11d)에 도달하기 때문에, 운전자 요구대로의 브레이크력을 발생시킬 수 있다.

펌프(54a, 54b)는, 예컨대 차량 거동 안정화 제어, 자동 브레이크 제어 등을 행하기 위해서 마스터 실린더(9)의 작동압을 넘는 압력이 필요한 경우에, 마스터압을 승압하여 액압 브레이크 장치(11a～11d)에 공급한다. 펌프(54a, 54b)로서는, 플런저 펌프, 트로코이드 펌프, 기어 펌프 등의 사용이 가능하지만, 정숙성의 점에서는 기어 펌프가 바람직하다.

전동 모터(55)는, 휠압 제어 장치(5)의 제어 지령에 기초하여 공급되는 전력에 의해 동작하여 모터에 연결된 펌프(54a, 54b)를 구동한다. 모터로서는, DC 모터, DC 브러시리스 모터, AC 모터 등의 사용이 가능하지만, 정숙성의 점에서는 DC 모터가 바람직하다.

마스터압 센서(56)는, 세컨더리 측의 마스터 배관(102b)의 하류에 설치되어 있으며, 마스터압을 검출하는 압력 센서이다. 마스터압 센서(56)의 개수 및 설치 위치는 제어성, 페일 세이프 등을 고려하여 임의로 결정할 수 있다.

그리고, 휠압 제어 장치(5)에 의해서 전술한 휠압 제어 기구(6)의 작동을 제어한다. 휠압 제어 장치(5)는, 차량 전원(E)으로부터 공급되는 전력에 의해 동작하며, 차량 상태량에 기초하여 각 바퀴(FL, RR, FR, RL)에서 발생시켜야 하는 목표 브레이크력을 산출하고, 이 산출치에 기초하여 휠압 제어 기구(6)를 제어한다. 휠압 제어 기구(6)는, 휠압 제어 장치(5)의 출력에 따라서, 마스터 실린더(9)로 가압된 브레이크액을 받아, 각 차륜(FL, RR, FR, RL)의 액압 브레이크 장치(11a～11d)에 공급하는 브레이크 액압을 제어하여, 여러 가지 브레이크 제어를 실행한다.

예컨대, 제동시에 접지 하중 등에 따라서 각 차륜에 적절하게 제동력을 배분하는 제동력 배분 제어, 제동시에 각 차륜의 제동력을 자동적으로 조정하여 차륜의 로크를 방지하는 안티로크 브레이크 제어, 주행 중인 차륜의 사이드 슬립을 검지하여 각 차륜에 적절하게 자동적으로 제동력을 부여함으로써, 언더-스티어 및 오버-스티어를 억제하여 차량의 거동을 안정시키는 차량 안정성 제어, 언덕길(특히 오르막)에 있어서 제동 상태를 유지하여 발진을 보조하는 언덕길 발진 보조(HSA) 제어, 발진시 등에 있어서 차륜의 공전을 방지하는 트랙션 제어, 선행 차량에 대하여 일정한 차간을 유지하는 차량 추종 제어, 주행 차선을 유지하는 차선 일탈 회피 제어, 장해물과의 충돌을 회피하는 장해물 회피 제어 등을 실행할 수 있다.

또한, 휠압 제어 기구(6)는, 마스터압 제어 장치(3)가 고장일 때는, 마스터압 센서(56)로 검지한 브레이크 액압에 의해, 운전자의 브레이크 조작량을 검출하고, 이 검출치에 따른 휠압을 발생시키도록 펌프(54a, 54b) 등을 제어함으로써, 브레이크 제어 장치(1)의 제동 기능을 유지할 수 있다.

마스터압 제어 장치(3)와 휠압 제어 장치(5)는, 쌍방향의 통신을 하고 있으며, 제어 지령, 차량 상태량을 공유하고 있다. 차량의 상태량이란, 예컨대 요우 레이트, 전후 가속도, 횡가속도, 조타각, 차륜속, 차체속, 고장 정보, 작동 상태 등을 나타내는 값 혹은 데이터이다.

보조 전원(12)은 전력을 축전하여, 차량 전원(E)이 실함된 경우에, 마스터압 제어 장치(3)에 전력을 공급할 수 있는 것으로, 신뢰성의 관점에서 전기 이중층 커패시터 등의 커패시터를 이용하고 있다. 한편, 보조 전원(12)으로서는, 소형 배터리 혹은 다른 계통의 차량 전원을 이용하더라도 좋지만, 어떻든 간에 보조 전원(12)은 원래 마스터압 제어 장치(3)에 전력을 공급하는 주전원인 차량 전원(E)에 비하여 공급 가능한 전력량이 적은 것으로 되어 있다.

이어서, 도 2를 참조하여, 마스터압 제어 장치(3)의 전자 제어 회로 구성의 일례에 관해서 설명한다. 도 2에 있어서, 마스터압 제어 장치(3)의 전자 제어 회로는, 굵은 선의 프레임(201)으로 나타내어지고, 마스터압 제어 기구(4)의 전기 부품이나 전기 회로는 점선 프레임(202)으로 나타내어져 있다. 굵은 선의 프레임(5)은 휠압 제어 장치(5)를 나타낸다. 또한, 점선 프레임(208)은 브레이크 조작량 검출 장치(8)의 센서를 나타내고 있으며, 도 2에 도시하는 예에서는, 2개의 변위 센서(8a, 8b)를 갖춘 구성으로 하고 있지만, 적어도 1개 이상 구비한 구성이면 된다. 브레이크 조작량의 검출은, 상술한 것과 같이, 변위 센서 외에, 답력 센서 또는 마스터압 센서로 하여도 좋으며, 이들 상이한 센서를 적어도 2개 이상 조합하여 이용하더라도 좋다.

굵은 선의 프레임(201)으로 둘러싸인 전기 회로에서는, 차량 전원(E) 라인으로부터 ECU 전원 릴레이(214)를 통해 공급되는 전력이 5 V 전원 회로(215)(이하 제1 전원 회로(215)라고 함) 및 5 V 전원 회로(216)(이하 제2 전원 회로(215)라고 함)에 입력된다. ECU 전원 릴레이(214)는, 외부로부터의 기동 신호 또는 CAN 통신 I/F(218a)에서 CAN 수신에 의해 생성하는 기동 신호 중 어느 하나에 의해 온으로 되는 구성으로 되어 있다. 기동 신호는 도어 스위치 신호, 브레이크 스위치, 이그니션 스위치 신호 등을 사용할 수 있다. 이들 기동 신호를 복수 사용하는 경우는, 마스터압 제어 장치(3)에 전부 취입하여, 복수 신호 중 어느 하나의 스위치가 온으로 되었을 때에, 기동 신호가 ECU 전원 릴레이(214)를 온으로 하는 측으로 작동하는 회로 구성으로 한다.

또한, 차량 전원(E)이 실함되었을 때에는, 보조 전원(12)으로부터 보조 전원 릴레이(236)를 통해 공급되는 전력이 제1 전원 회로(215) 및 제2 전원 회로(216)에 공급될 수 있게 되어 있다. 제1 전원 회로(215)에 의해서 얻어지는 안정된 전원(VCC1)은 중앙 제어 회로(CPU)(211)에 공급된다. 제2 전원 회로(216)에 의해서 얻어지는 안정된 전원(VCC2)은 감시용 제어 회로(219)에 공급된다.

페일 세이프 릴레이 회로(213)는, 차량 전원(E) 라인으로부터 3상 모터 구동 회로(222)에 공급하는 전력을 차단할 수 있게 되어 있고, CPU(211)와 감시용 제어 회로(219)에 의해서, 3상 모터 구동 회로(222)에의 전력의 공급과 차단을 제어할 수 있게 되어 있다.

또한, 차량 전원(E)이 실함되었을 때에는, 보조 전원(12)으로부터 보조 전원 릴레이(235)를 통해 3상 모터 구동 회로(222)에 전력을 공급할 수 있게 되어 있다. 외부로부터 공급되는 전력은, 필터 회로(212)를 통함으로써 노이즈가 제거되어, 3상 모터 구동 회로(222)에 공급된다.

여기서, 차량 전원(E)이 실함되었을 때에, 보조 전원(12)으로부터의 전력 공급으로 전환하는 방법에 관해서 설명한다. 여기서 말하는 차량 전원(E)의 실함이란, 차량 배터리의 고장, 차량 발전기의 고장, 그리고 하이브리드 자동차, 전기 자동차의 경우는, 모터 제네레이터의 고장, 고전압 배터리의 고장, DC/DC 컨버터의 고장, 저전압 배터리의 고장 등에 의해, 차량 전원(E)이 차량에 탑재되어 있는 전기 기기 및 전자 제어 장치에 전력을 공급할 수 없게 되는 것을 의미한다.

우선, 차량 전원(E) 실함의 검출은, 차량 전원(E)으로부터의 전력 공급 라인의 전압을 모니터하여, 모니터 전압이 정해진 값 이하가 된 경우에 전원의 실함이라고 판단한다. 이렇게 해서 차량 전원(E)의 실함을 검출했을 때에, 정상 상태에서는 오프되어 있는 보조 전원 릴레이(235와 236)를 온으로 한다. 이에 따라, 보조 전원(12)으로부터 전력을 공급하는 것이 가능하게 된다. 또한, 차량 전원(E)의 실함을 검출하여 보조 전원 릴레이(235와 236)를 온으로 할 때에, ECU 전원 릴레이(214)와 페일 세이프 릴레이 회로(213)를 오프로 하는 쪽이 바람직하다. 만약에 차량 전원(E)의 실함 원인이 차량 전원(E)계의 어딘가가 차체 등의 GND으로의 단락 고장이었던 경우, 단락 부위보다 상류의 퓨즈가 용단될 때까지, 보조 전원(12)의 전력을 소비해 버리기 때문이다. 또한, ECU 전원 릴레이(214)와 페일 세이프 릴레이 회로(213)의 상류나 하류 중 어디에, 애노드를 차량 전원(E) 측으로 하여 다이오드를 넣도록 하는 회로 구성으로 하여도 좋다.

CPU(211)에는, CAN 통신 I/F 회로(218)를 통해 마스터압 제어 장치(3) 외부로부터의 차량 정보와 자동 브레이크 요구 액압 등의 제어 신호가 입력되도록 되어 있고, 마스터압 제어 기구(4) 측에 배치된 회전각 검출 센서(205), 모터 온도 센서(206), 변위 센서(8a, 8b), 마스터 실린더압 센서(57)로부터의 출력이, 각각 회전각 검출 센서 I/F 회로(225), 모터 온도 센서 I/F 회로(226), 변위 센서 I/F 회로(227, 228), 마스터 실린더압 센서 I/F 회로(229)를 통해 입력되도록 되어 있다.

CPU(211)에는 외부 장치로부터의 제어 신호와 현시점에 있어서의 각 센서의 검출치 등이 입력되어, 이들에 기초하여 3상 모터 구동 회로(222)에 적절한 신호를 출력하여, 마스터압 제어 장치(4)의 전동 모터(20)를 제어한다. 3상 모터 구동 회로(222)는 마스터압 제어 기구(4) 내의 전동 모터(20)에 그 출력단이 접속되고, CPU(211)에 의해 제어되어, 직류 전력을 교류 전력으로 변환하고, 전동 모터(20)를 구동한다. 이 경우, 3상 모터 구동 회로(222)의 3상 출력의 각 상에는 상 전류 모니터 회로(223)와 상 전압 모니터 회로(224)가 구비되어 있다. 이들 회로(223, 224)에 의해서 각각 상 전류 및 상 전압이 감시되어, 이들 정보에 의해, CPU(211)는 마스터압 제어 기구(4) 내의 전동 모터(20)를 적절히 동작시키도록, 3상 모터 구동 회로(222)를 제어한다. 그리고, 상 전압 모니터 회로에서의 모니터치가 정상 범위 밖으로 된 경우, 제어 지령대로 제어될 수 없는 경우 등에는, 고장이라고 판단되도록 되고 있다.

마스터압 제어 장치(3)의 회로(201) 내에는, 예컨대 고장 정보 등이 저장된 EEPROM을 포함하는 기억 회로(230)가 구비되어, CPU(211)와의 사이에서 신호의 송수신이 이루어진다. CPU(211)는, 검출한 고장 정보와, 마스터압 제어 기구(4)의 제어에서 이용하는 학습치, 예컨대 제어 게인, 각종 센서의 오프셋치 등을 기억 회로(230)에 기억시킨다. 또한, 마스터압 제어 장치(3)의 회로(201) 내에는, 감시용 제어 회로(219)가 구비되어, CPU(211)와의 사이에서 신호의 송수신이 이루어진다. 감시용 제어 회로(219)는 CPU(211)의 고장, VCC1 전압 등을 감시하고 있다. 그리고, CPU(211), VCC1 전압 등의 이상을 검출한 경우는, 신속하게 페일 세이프 릴레이 회로(213)를 동작시켜, 3상 모터 구동 회로(222)에의 전원 공급을 차단한다. 감시용 제어 회로(219)와 VCC2 전압의 감시는 CPU(211)에서 행한다.

본 실시형태에서는, 보조 전원 릴레이(235와 236)를 마스터압 제어 장치(3) 내에 실장하여, 마스터압 제어 장치(3) 내부에서 차량 전원(E)으로부터의 전력 공급과 보조 전원(12)으로부터의 전력 공급을 전환하는 구성으로 하고 있지만, 차량 측의 전원 제어 장치로 차량 전원(E)으로부터의 전력 공급과 보조 전원(12)으로부터의 전력 공급을 전환하는 구성으로 하고, 마스터압 제어 장치(3)에의 전력 공급 라인은 도 2의 차량 전원(E)으로부터만으로 하는 것도 가능하다.

이어서, 브레이크 제어 장치(1)에 있어서, 차량 전원(E)의 실함시의 제어 모드의 전환 제어에 관해서, 주로 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다. 제어 모드의 전환 논리에 관한 흐름도의 일례를 도 3에 도시한다. 도 3을 참조하여, 단계 S11에 있어서 차량 전원(E)의 상태를 모니터한다. 그리고, 단계 S12에서 차량 전원(E)이 실함되어 있는지 여부를 판단한다. 차량 전원(E)의 상태를 모니터하여 차량 전원(E)이 실함되어 있는지 여부를 판단하는 방법으로서, 차량 전원(E)으로부터의 전력 공급 라인의 전압을 모니터하여, 모니터 전압이 정해진 값 이하인 경우, 차량 전원(E)이 실함되어 있다고 판단한다.

단, 차량 전원(E)으로부터의 전력 공급 라인을 1 계통만 모니터하는 경우, 모니터하고 있는 라인의 단선 및 모니터 회로가 고장난 경우도, 차량 전원(E)이 실함되어 있다고 판단할 가능성이 있다. 그래서, 차량 전원(E)으로부터의 전력 공급 라인을 2 계통, 도 2의 회로 구성의 경우, ECU 전원 릴레이(214)와 페일 세이프 릴레이 회로(213)의 2 계통의 차량 전원(E)으로부터의 전력 공급 라인의 전압을 모니터하여, 양쪽의 모니터 전압이 정해진 값 이하인 경우에 차량 전원(E)이 실함되어 있다고 판단한 쪽이, 차량 전원(E)의 실함을 특정하기 쉽다. 또한, 차량 전원(E)으로부터의 전력 공급 라인의 지락(地絡) 고장을 구별하는 경우, 차량 전원(E)으로부터의 전력 공급 라인의 전류를 모니터하여, 차량 전원(E) 측으로 대전류가 흐르는 경우를 전력 공급 라인의 지락 고장이라고 판단하여 구별하더라도 좋다.

단계 S12에서 차량 전원(E)이 실함되지 않았다고 판단된 경우, 즉 차량 전원(E)이 정상이며, 차량 전원(E)으로부터 전력을 공급하고 있다고 판단된 경우에는, 단계 S15의 통상 제어 모드가 된다. 단계 S15의 통상 제어 모드에서는, 통상의 마스터압 제어 장치(3)의 기능을 계속하고, 브레이크 조작량 검출 장치(8)에서 검출한 브레이크 조작량에 기초하여 산출한 운전자의 요구 제동력을 발생시키도록 전동 모터(20)의 구동 전류를 제어한다.

단계 S12에서 차량 전원(E)이 실함되었다고 판단된 경우에는, 단계 S13에서 보조 전원(12)으로부터의 전력 공급으로 전환한다. 차량 전원(E)의 실함을 검출하여 보조 전원(12)으로부터의 전력 공급으로 전환하는 방법은, 도 2의 회로 구성의 경우, 오프되어 있는 보조 전원 릴레이(235와 236)를 온으로 함으로써, 보조 전원(12)으로부터 전력을 공급할 수 있다. 또한, 차량 전원(E)의 실함을 검출하여 보조 전원 릴레이(235와 236)를 온으로 할 때(직전)에, ECU 전원 릴레이(214)와 페일 세이프 릴레이 회로(213)를 오프로 하는 쪽이 바람직하다. 만약에 차량 전원(E)계의 어딘가가 지락 고장이 난 경우, 지락 부위 상류의 차량 퓨즈가 용단될 때까지 보조 전원(12)의 전력을 소비해 버리기 때문이다. 단계 S13에서 보조 전원(12)으로부터의 전력 공급으로 전환하면, 단계 S14에서 저소비 전력 제어 모드로 이행한다.

단계 S14의 저소비 전력 제어 모드에서는, 전동 모터(20)의 구동 전류를 제한한다. 여기서 전동 모터(20)의 구동 전류의 제한치는, 예컨대 정해진 제동력이 확보되는 범위에서 통상 제어 모드보다 작은 값으로 설정한다. 이와 같이 전동 모터(20)의 구동 전류를 제한함으로써, 차량 전원(E) 실함시의 백업 브레이크 기능으로서, 전동 모터(20)의 구동력에 의해 발생시키는 최대 액압은 정상시보다 뒤떨어지지만, 보조 전원(12)으로부터의 전력 공급을 지속시킬 수 있다.

또한, 저소비 전력 제어 모드로서, 목표 제동력 혹은 목표 액압을 제한하는 방법을 이용할 수도 있다. 그러나, 이 경우, 차량 전원(E) 실함시의 백업 브레이크 기능으로서, 전동 모터(20)의 구동력에 의해 발생시키는 최대 액압을 정상보다 작게 함으로써, 소비 전류를 적게 하기 때문에, 목표 제동력 혹은 목표 액압에 달할 때까지 사용하는 전동 모터(20)를 가속하기 위해서 사용하는 소비 전류를 억제할 수 없다. 이에 비해서, 전동 모터(20)의 구동 전류를 제한하는 방법을 이용한 경우는, 전동 모터(20)를 가속하기 위해서 사용하는 소비 전류를 억제할 수 있으므로, 목표 제동력 혹은 목표 액압에 도달하는 시간은 늦어지지만, 보다 적은 소비 전력으로 전동 모터(20)의 구동력에 의해 발생시키는 최대 액압을 크게 할 수 있다.

이상과 같이, 저소비 전력 제어 모드에 관해서 설명했지만, 도 1에서 설명한 마스터압 제어 장치(3) 및 마스터압 제어 기구(4)의 경우, 운전자가 브레이크 페달(100)을 밟는 조작량에 따라서 발생하는 전동 모터(20)의 구동력에 의해 마스터 실린더(9)를 가압하는 힘을 보조하기 위한 어시스트력이 제한될 뿐이며, 운전자가 브레이크 페달(100)을 밟는 힘 나름으로 마스터 실린더 액압 및 제동력을 증가시킬 수 있다.

차량 전원(E)이 실함되었을 때, 보조 전원(12)에 의한 전력 공급시의 제어로서, 저소비 전력 제어 모드를 실행한 경우의 타이밍 차트의 일례를 도 4에 도시한다.

도 4를 참조하면, 시각 t0까지는, 일정한 차속으로 주행중이며, 시각 t0부터 브레이크 페달 조작을 시작하여, 시각 t1부터 브레이크 페달 조작을 일정하게 유지한다. 이 브레이크 페달 조작에 따라서 요구 제동력이 산출된다. 이 시점에서는 차량 전원(E)이 정상이며, 통상 제어 모드에서 제어가 행해지기 때문에, 적은 응답 지연으로 요구 제동력에 대하여 실제동력이 발생하고, 시각 t2에서 실제동력이 일정하게 유지된다. 시각 t3에서 제동을 멈추기 위해서, 브레이크 페달(100)을 되돌리면 브레이크 페달 조작에 따라서 요구 제동력이 0이 되도록 산출되어, 실제동력도 0으로 되어 간다.

차량 전원(E)의 실함이 발생하여, 시각 t4에서 차량 전원(E) 실함이 판단되면, 보조 전원(12)으로부터의 전력 공급으로 전환되어, 저소비 전력 제어 모드로 된다. 시각 t5에서 브레이크 페달 조작을 시작하고, 시각 t6에서부터 브레이크 페달 조작을 일정하게 유지한다. 이 브레이크 페달 조작에 따라서 요구 제동력이 산출된다. 이 시점에서는 저소비 전력 제어 모드로 제어가 행해져, 전동 모터(20)의 최대 구동 전류가 제한되기 때문에, 요구 제동력에 대한 실제동력의 응답성이 통상 제어 모드보다 늦어진다. 단, 여기서의 요구 제동력은, 저소비 전력 제어 모드에서 설정된 전류 제한치로 전동 모터(20)를 구동함으로써 발생할 수 있는 최대 제동력보다 작기 때문에, 요구 제동력과 동일한 실제동력을 발생할 수 있으며, 시각 t7에서 일정하게 유지된다. 시각 t8에서 차속이 0, 즉 정차 상태가 되고, 운전자는 시각 t9에서 브레이크 조작을 멈춘다.

시각 t5에서부터 t9까지 마스터압 제어 장치(3)는 보조 전원(12)으로부터의 전력 공급에 의해 구동하지만, 저소비 전력 제어 모드로 구동하고 있기 때문에, 보조 전원(12)의 소비 전력은 통상 제어 모드로 구동하는 것보다 적어져, 보조 전원(12)으로부터의 전력 공급을 지속시킬 수 있다. 한편, 시각 t4에서부터 t5까지 전자 회로가 소비하는 만큼의 전력이 저하되지만, 전동 모터(20)를 구동하고 있을 때와 비교하여 소비 전력이 적기 때문에, 보조 전원(12)의 충전량 저하를 도시하지 않는다.

이어서, 정해진 시스템 종료 조건이 성립했을 때에, 차량 전원(E)과의 접속을 차단하고, 보조 전원(12)에 의해 브레이크 제어를 계속하는 전원 차단 제어를 실행하는 제1 내지 제3 실시형태에 관해서 설명한다. 여기서, 정해진 시스템 종료 조건이란, 이그니션 스위치가 오프이고, 또한, 운전자의 브레이크 페달(100)의 조작에 의한 제동 조작이 행해질 가능성이 없다고 생각할 수 있는 조건이다. 시스템 종료 조건은, 예컨대 이그니션 스위치의 오프에 더하여, 브레이크 페달의 해방, 도어 닫음, 도어 로킹의 로킹, 주차 브레이크의 작동, 그 밖에 기동 신호가 없는 등의 조건의 성립에 의해서 판단할 수 있다. 혹은, 이들 몇 가지를 조합한 조건의 성립에 의해서 판단할 수 있으며, 또한, 이들 조건의 성립 후, 정해진 시간의 경과를 성립 조건으로 하여도 좋다. 한편, 전원 차단 제어의 실행 중에, 기동 신호에 의해서 ECU 전원 릴레이(214)가 온으로 된 경우에는, 차량 전원(E)으로부터 필요한 전력이 공급된 브레이크 제어 시스템(1)이 기동한다.

제1 실시형태에 관해서 주로 도 5를 참조하여 설명한다.

제1 실시형태에서는, 시스템 종료 조건이 성립했을 때, 전원 차단 제어를 실행하여 차량 전원(E)를 차단하고, 보조 전원(12)으로부터 필요한 전력을 공급하여, 보조 전원(12)에 축적된 전력이 고갈될 때까지 마스터압 제어 장치(3)에 의한 브레이크 제어를 계속한다.

본 실시형태에 의한 전원 차단 제어를 실행하기 위해서 제어 플로우의 일례를 도 5에 도시한다. 도 5를 참조하면, 단계 S50에 있어서 시스템 종료 조건의 성립 유무를 판단한다. 그리고, 시스템 종료 조건이 성립하지 않는 경우에는, 단계 S51로 진행하여, 이후 단계 S52～S55에 있어서 도 3의 단계 S11～S15와 같은 처리를 실행하며, 차량 전원(E)이 정상일 때에는, 단계 S55에 있어서 통상 제어 모드에 의한 제어를 실행하고, 차량 전원(E)의 실함시에는, 단계 S54에 있어서 저소비 전력 제어 모드에 의한 제어를 실행한다.

한편, 시스템 종료 조건이 성립한 경우에는, 단계 S56에 있어서, 전원을 차량 전원(E)에서 보조 전원(12)으로 전환하여, 보조 전원(12)에 의해 제어를 계속한다. 그 때문에, ECU 전원 릴레이(214) 및 페일 세이프 릴레이 회로(213)를 오프로 함으로써 차량 전원(E)을 차단하고, 보조 전원 릴레이(235 및 236)를 온으로 함으로써, 보조 전원(12)으로 전환한다. 또한, 단계 S57에 있어서 저소비 전력 모드에 의한 제어를 실행한다. 저소비 전력 모드로 전환함으로써, 보조 전원(12)의 한정된 전력량에 대하여 제어를 보다 길게 계속할 수 있다.

보조 전원(12)으로 전환한 후에는 보조 전원(12)에 축적된 전하가 없어질 때까지, 저소비 전력 제어 모드에 의한 제어를 계속한다. 그리고, 보조 전원(12)의 전하가 없어진 시점에서 제어를 정지한다. 이에 따라, 보조 전원(12)의 전하를 최대한으로 사용하여 제어를 계속할 수 있다. 또한, 고장에 의해 이그니션 신호 등의 기동 신호가 생성 불능인 경우에 있어서도, 보조 전원(12)으로 전환하여 배력 제어를 계속할 수 있다.

이어서, 제2 실시형태에 관해서 주로 도 6을 참조하여 설명한다. 한편, 상기 제1 실시형태에 대하여 상이한 부분에 관해서만 상세히 설명한다.

제2 실시형태에서는, 시스템 종료 조건이 성립했을 때, 전원 차단 제어를 실행하고, 보조 전원(12)의 전력량(충전량)이 일정 이상인 경우, 차량 전원(E)을 차단하고 보조 전원(12)으로부터 필요한 전력을 공급하여, 마스터압 제어 장치(3)에 의한 브레이크 제어를 계속한다.

본 실시형태에 의한 전원 차단 제어를 실행하기 위해서 제어 플로우의 일례를 도 6에 도시한다. 도 6을 참조하면, 단계 S60에 있어서 시스템 종료 조건의 성립 유무를 판단한다. 그리고, 시스템 종료 조건이 성립하지 않는 경우에는, 단계 S61로 진행하여, 이후 단계 S62～S65에 있어서 도 3의 단계 S11～S15와 같은 처리를 실행하며, 차량 전원(E)이 정상일 때에는, 단계 S65에 있어서 통상 제어 모드에 의한 제어를 실행하고, 차량 전원(E)의 실함시에는, 단계 S64에 있어서 저소비 전력 제어 모드에 의한 제어를 실행한다.

한편, 시스템 종료 조건이 성립한 경우에는, 단계 S66에 있어서 전원을 차량 전원(E)에서 보조 전원(12)으로 전환하고, 단계 S67에 있어서 보조 전원(12)의 충전량을 판정한다. 충전량이 일정 이상인 경우에는, 단계 S68에 있어서 저소비 전력 제어 모드로 전환하여 제어를 계속하고, 충전량이 일정 미만인 경우에는, 단계 S69에 있어서 제어를 종료한다. 여기서, 보조 전원(12)의 충전량 판정은, 보조 전원 라인의 전압에 기초하여 행할 수 있다.

이어서, 제3 실시형태에 관해서 주로 도 7을 참조하여 설명한다. 상기 제1 실시형태에 대하여 상이한 부분에 관해서만 상세히 설명한다.

제3 실시형태에서는, 시스템 종료 조건이 성립했을 때, 전원 차단 제어를 실행하여 차량 전원(E)을 차단하고, 보조 전원(12)으로부터 필요한 전력을 공급하여, 정해진 시간에 걸쳐 마스터압 제어 장치(3)에 의한 브레이크 제어를 계속한다.

본 실시형태에 의한 전원 차단 제어를 실행하기 위해서 제어 플로우의 일례를 도 7에 도시한다. 도 7을 참조하면, 단계 S70에 있어서 시스템 종료 조건의 성립 유무를 판단한다. 그리고, 시스템 종료 조건이 성립하지 않는 경우에는, 단계 S71로 진행하여, 이후 단계 S72～S75에 있어서 도 3의 단계 S11～S15와 같은 처리를 실행하며, 차량 전원(E)이 정상일 때에는, 단계 S75에 있어서 통상 제어 모드에 의한 제어를 실행하고, 차량 전원(E)의 실함시에는, 단계 S74에 있어서 저소비 전력 제어 모드에 의한 제어를 실행한다.

한편, 시스템 종료 조건이 성립한 경우에는, 단계 S76에 있어서 전원을 차량 전원(E)에서 보조 전원(12)으로 전환하고, 단계 S77에 있어서 정해진 시간 경과했는지 여부를 판정한다. 정해진 시간 경과할 때까지는, 단계 S78에 있어서 저소비 전력 제어 모드로 전환하여 제어를 계속하고, 정해진 시간 경과한 후에는 단계 S79에 있어서 제어를 종료한다.

이와 같이 하여, 보조 전원(12)에 의한 제어 계속 시간을 제한함으로써, 보조 전원(12)이 납산 배터리인 경우 등, 보조 전원(12)으로의 충전이 없는 상황에서 장시간 사용함에 의해 보조 전원(12)의 열화가 발생할 수 있는 경우에 있어서, 보조 전원(12)의 열화를 억제할 수 있다. 한편, 제2 실시형태와 제3 실시형태의 전원 차단 제어를 조합하여 실행하더라도 좋다.

상기 제1 내지 제3 실시형태의 전원 차단 제어는, 브레이크 제어 장치(1) 외에, 전동 액츄에이터인 전동 모터에 의해, 마찰재인 브레이크 패드를 차륜과 함께 회전하는 회전체인 디스크 로터에 가압하여 제동을 하는 전동 브레이크 장치, 전동 모터에 의해서 유압 펌프를 구동하여 브레이크 액압을 발생시키는 브레이크 장치, 소위 브레이크 바이 와이어 시스템 등의 전동 액츄에이터를 구동원으로 하여 작동하는 브레이크 제어 장치에도 마찬가지로 적용할 수 있다.

1 : 브레이크 제어 장치, 3 : 마스터압 제어 장치(제어 수단), 12 : 보조 전원, 11a～11d : 액압 브레이크 장치(브레이크 장치), 20 : 전동 모터(전동 액츄에이터), E : 차량 전원

Claims

차량에 설치된 브레이크 장치의 제동력을 제어하는 전동 액츄에이터와, 이 전동 액츄에이터를 차량 전원으로부터의 전력 공급에 의해 구동시키는 제어 수단을 구비한 브레이크 제어 장치에 있어서,
상기 제어 수단에는 보조 전원이 더 접속되고, 상기 제어 수단은, 정해진 시스템 종료 조건이 성립했을 때, 상기 차량 전원과의 접속을 차단하고, 상기 보조 전원으로부터의 전력 공급에 의해 상기 전동 액츄에이터의 제어를 계속하는 전원 차단 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 전원 차단 제어는, 상기 보조 전원에 축적된 전력이 고갈될 때까지 계속되는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 전원 차단 제어는, 상기 보조 전원에 축적된 전력량이 일정 이상인 경우에 실행되는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 전원 차단 제어는, 정해진 시간 계속되는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 차량의 이그니션 스위치의 상태 신호와, 운전자에 의해 조작되는 차량 기기로부터의 기동 신호를 입력하는 것이 가능하고, 상기 정해진 시스템 종료 조건은, 이그니션의 오프 신호에 더하여, 상기 기동 신호가 없는 것이 조건으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 전원 차단 제어시에, 상기 전동 액츄에이터의 구동 전류를 제한하는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 차량 전원이 실함(失陷)되었을 때에, 상기 보조 전원으로부터의 전력 공급에 의해 상기 전동 액츄에이터의 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 장치.
제7항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 차량 전원이 실함되었을 때에, 상기 차량 전원과의 접속을 차단하는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 브레이크 장치는, 브레이크 액압에 의해서 작동하는 액압식의 브레이크 장치이며, 상기 전동 액츄에이터는, 브레이크 액압을 발생시키는 마스터 실린더의 피스톤을 구동하는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 브레이크 장치는, 차륜과 함께 회전하는 회전체에, 상기 전동 액츄에이터에 의해서 마찰재를 내리눌러 제동을 하는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 장치.