KR20170102872A - 전동 브레이크 시스템 - Google Patents

Abstract

좌우의 브레이크 장치 중 한쪽의 브레이크 장치가 페일 상태가 되더라도 운전자의 의사로 차량을 정지시킬 수 있는 전동 브레이크 시스템을 제공한다. 전동 브레이크 시스템은, 차륜과 함께 회전하는 회전 부재에 마찰 부재를 압박하기 위한 피스톤을 추진시키도록 구성됨과 함께, 제동 요구 신호에 따라서 전동 기구에 의해 마찰 부재를 회전 부재에 압박시켜 마찰 부재의 압박력을 유지하도록 구성된 브레이크 장치로서, 차량의 좌우에 적어도 한쌍 설치된 브레이크 장치와, 브레이크 장치의 각각의 전동 기구를 제어함과 함께, 제동 요구 신호에 따른 각각의 브레이크 장치에 이상이 생긴 상태인 페일 상태를 진단하는 제어 장치를 구비한다. 제어 장치는, 좌우의 브레이크 장치 중 어느 한쪽의 브레이크 장치가 페일 상태라고 진단되었을 때에, 주행중에 있어서의 한쪽의 브레이크 장치의 전동 기구에 의한 동작을 금지하도록 구성된다.

Description

전동 브레이크 시스템{ELECTRIC BRAKE SYSTEM}

본 발명은, 차량에 제동력을 부여하는 전동 브레이크 시스템에 관한 것이다.

자동차 등의 차량에 탑재되는 전동 브레이크 시스템으로서, 전동 기구에 의해 피스톤을 추진하여 브레이크 장치(파킹 브레이크)를 보조 브레이크로서 작동시키는 구성으로 한 것이 알려져 있다(특허문헌 1 참조).

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 평11-321599호 공보

그런데, 좌우의 브레이크 장치 중 한쪽의 브레이크 장치의 전동 기구가 페일 상태(이상, 고장)인 경우에, 예컨대 편륜에만 제동력이 부여되는 것을 억제하기 위해, 좌우 양쪽의 브레이크 장치의 전동 기구의 제어(작동)를 전면적으로 금지하는 것이 고려된다. 그러나, 차량의 주행중의 제어도 금지해 버리면, 예컨대 운전자가 차량을 긴급 정지시키기 위해 주차 브레이크 스위치를 ON 시키더라도, 운전자의 의사로 제동력을 부여할 수 없게 될 우려가 있다.

본 발명의 목적은, 좌우의 브레이크 장치 중 한쪽의 브레이크 장치가 페일 상태가 되더라도 운전자의 의사로 제동력을 부여할 수 있는 전동 브레이크 시스템을 제공하는 것에 있다.

전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시형태에 의한 전동 브레이크 시스템은, 차륜과 함께 회전하는 회전 부재에 마찰 부재를 압박하기 위한 피스톤을 추진시킴과 함께, 제동 요구 신호에 따라서 전동 기구에 의해 상기 마찰 부재를 상기 회전 부재에 압박시켜 상기 마찰 부재의 압박력을 유지하는 브레이크 장치로서, 차량의 좌우에 적어도 한쌍 설치되는 브레이크 장치와, 상기 브레이크 장치의 각각의 전동 기구를 제어함과 함께, 상기 제동 요구 신호에 따른 상기 각각의 브레이크 장치에 이상이 생긴 상태인 페일 상태를 진단하는 제어 장치를 구비한다. 그 제어 장치는, 상기 좌우의 브레이크 장치 중 어느 한쪽의 상기 브레이크 장치가 상기 페일 상태라고 진단되었을 때에, 주행중에 있어서의 상기 한쪽의 브레이크 장치의 상기 전동 기구에 의한 동작을 금지한다.

본 발명의 일실시형태의 전동 브레이크 시스템에 의하면, 차량의 주행중에 좌우의 브레이크 장치 중 한쪽의 브레이크 장치가 페일 상태가 되더라도 운전자의 의사로 제동력을 부여할 수 있다.

도 1은 실시형태에 의한 전동 브레이크 시스템이 탑재된 차량의 개념도.
도 2는 도 1 중의 후륜측에 설치된 전동 주차 브레이크 기능이 있는 디스크 브레이크를 확대하여 나타내는 종단면도.
도 3은 도 1 중의 주차 브레이크 제어 장치를 나타내는 블럭도.
도 4는 주차 브레이크 제어 장치에 의한 긴급 정지 제어 실시전의 제어 처리를 나타내는 흐름도.
도 5는 긴급 정지 제어 실시전의 좌측 디스크 브레이크와 우측 디스크 브레이크의 제어의 관계를 일람표로서 나타내는 설명도.
도 6은 긴급 정지 제어 실시중의 제어 처리를 나타내는 흐름도.
도 7은 긴급 정지 제어 실시중의 좌측 디스크 브레이크와 우측 디스크 브레이크의 제어의 관계를 일람표로서 나타내는 설명도.

이하, 본 발명의 실시형태에 의한 전동 브레이크 시스템을, 사륜 자동차에 탑재한 경우를 예를 들어, 첨부 도면에 따라서 상세히 설명한다. 또, 도 4, 도 6에 나타내는 흐름도의 각 단계는, 각각 「S」라는 표기를 이용하여, 예컨대 단계 1을 「S1」으로서 나타내는 것으로 한다.

도 1에 있어서, 차량의 보디를 구성하는 차체(1)의 하측(노면측)에는, 예컨대 좌우의 전륜(2)(FL, FR)과 좌우의 후륜(3)(RL, RR)으로 이루어진 합계 4개의 차륜이 설치되어 있다. 이들 전륜(2) 및 후륜(3)에는, 각각의 차륜(각 전륜(2), 각 후륜(3))과 함께 회전하는 회전 부재로서의 디스크 로터(4)가 설치되어 있다. 전륜(2)용의 디스크 로터(4)는, 액압식의 디스크 브레이크(5)에 의해 제동력이 부여되고, 후륜(3)용의 디스크 로터(4)는, 전동 주차 브레이크 기능이 있는 액압식의 디스크 브레이크(31)에 의해 제동력이 부여된다. 이에 따라, 각 차륜(각 전륜(2), 각 후륜(3))의 각각에 대하여 서로 독립적으로 제동력이 부여된다.

차체(1)의 프론트 보드측에는 브레이크 페달(6)이 설치되어 있다. 브레이크 페달(6)은, 차량의 브레이크 조작시에 운전자에 의해 답입 조작되고, 이 조작에 기초하여, 상용 브레이크(서비스 브레이크)로서의 제동력의 부여 및 해제가 행해진다. 브레이크 페달(6)에는, 브레이크 램프 스위치, 페달 스위치, 페달 스트로크 센서 등의 브레이크 조작 검출 센서(브레이크 센서)(6A)가 설치되어 있다. 브레이크 조작 검출 센서(6A)는, 브레이크 페달(6)의 답입 조작의 유무 또는 그 조작량을 검출하고, 그 검출 신호를 액압 공급 장치용 컨트롤러(13)에 출력한다. 브레이크 조작 검출 센서(6A)의 검출 신호는, 예컨대 차량 데이터 버스(16), 또는 액압 공급 장치용 컨트롤러(13)와 주차 브레이크 제어 장치(19)를 접속하는 신호선(도시하지 않음)을 통해 전송된다(주차 브레이크 제어 장치(19)에 출력된다).

브레이크 페달(6)의 답입 조작은, 배력 장치(7)를 통해, 유압원으로서 기능하는 마스터 실린더(8)에 전달된다. 배력 장치(7)는, 브레이크 페달(6)과 마스터 실린더(8) 사이에 설치된 부압 부스터 또는 전동 부스터로서 구성되며, 브레이크 페달(6)의 답입 조작시에 답력을 증가시켜 마스터 실린더(8)에 전달한다. 이 때, 마스터 실린더(8)는, 마스터 리저버(9)로부터 공급되는 브레이크액에 의해 액압을 발생시킨다. 마스터 리저버(9)는, 브레이크액이 수용된 작동액 탱크에 의해 구성되어 있다. 브레이크 페달(6)에 의해 액압을 발생시키는 기구는, 상기 구성에 한정되는 것이 아니라, 브레이크 페달(6)의 조작에 따라서 액압을 발생시키는 기구, 예컨대 브레이크 바이 와이어 방식의 기구 등이어도 좋다.

마스터 실린더(8) 내에 발생한 액압은, 예컨대 한쌍의 실린더측 액압 배관(10A, 10B)을 통해 액압 공급 장치(11)(이하, ESC(11)라고 함)로 보내진다. ESC(11)는, 각 디스크 브레이크(5, 31)와 마스터 실린더(8) 사이에 배치되며, 마스터 실린더(8)로부터의 액압을 브레이크측 배관부(12A, 12B, 12C, 12D)를 통해 각 디스크 브레이크(5, 31)로 분배한다. 이에 따라, 차륜(각 전륜(2), 각 후륜(3))의 각각에 대하여 서로 독립적으로 제동력이 부여된다.

이 때문에, ESC(11)는, 예컨대 마이크로 컴퓨터 등에 의해 구성되는 전용의 제어 장치, 즉 액압 공급 장치용 컨트롤러(13)(이하, 컨트롤 유닛(13)이라고 함)를 갖고 있다. 컨트롤 유닛(13)은, ESC(11)의 각 제어 밸브(도시하지 않음)를 개폐하거나, 액압 펌프용의 전동 모터(도시하지 않음)를 회전, 정지시키거나 하는 구동 제어를 행함으로써, 브레이크측 배관부(12A∼12D)로부터 각 디스크 브레이크(5, 31)에 공급되는 브레이크액압을 증압, 감압 또는 유지하는 제어를 행한다. 이에 따라, 여러가지 브레이크 제어, 예컨대 배력 제어, 제동력 분배 제어, 브레이크 어시스트 제어, 안티록 브레이크 제어(ABS), 트랙션 제어, 차량 안정화 제어(사이드슬립 방지를 포함), 언덕길 발진 보조 제어, 자동 운전 제어 등이 실행된다.

컨트롤 유닛(13)에는, 배터리(14)로부터의 전력이 전원 라인(15)을 통하여 급전된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 컨트롤 유닛(13)은 차량 데이터 버스(16)에 접속되어 있다. 또, ESC(11) 대신에 공지의 ABS 유닛을 이용하는 것도 가능하다. 또한, ESC(11)을 설치하지 않고(즉, 생략하고), 마스터 실린더(8)와 브레이크측 배관부(12A∼12D)를 직접적으로 접속하는 것도 가능하다.

차량 데이터 버스(16)는, 차체(1)에 탑재된 시리얼 통신부로서의 CAN(Controller Area Network)를 구비하고 있고, 차량에 탑재된 다수의 전자 기기, 컨트롤 유닛(13) 및 주차 브레이크 제어 장치(19) 등과의 사이에서 차량 내에서의 다중 통신을 행한다. 이 경우, 차량 데이터 버스(16)에 보내는 차량 정보로는, 예컨대 브레이크 조작 검출 센서(6A), 마스터 실린더액압(브레이크액압)을 검출하는 압력 센서(17), 이그니션 스위치, 시트벨트 센서, 도어록 센서, 도어 개방 센서, 착좌 센서, 차속 센서, 조타각 센서, 액셀레이터 센서(액셀레이터 조작 센서), 스로틀 센서, 엔진 회전 센서, 스테레오 카메라, 밀리파 레이더, 구배 센서, 시프트 센서, 가속도 센서, 차륜속 센서, 차량의 피치 방향의 움직임을 검지하는 피치 센서 등으로부터의 검출 신호에 의한 정보(차량 정보)를 들 수 있다.

차체(1) 내에는, 운전석(도시하지 않음)의 근방에 주차 브레이크 스위치(PKBSW)(18)가 설치되어 있다. 주차 브레이크 스위치(18)는 운전자에 의해 조작되는 것이다. 주차 브레이크 스위치(18)는, 운전자로부터의 주차 브레이크의 작동 요구(어플라이 요구, 릴리스 요구)에 대응하는 신호(작동 요구 신호)를, 주차 브레이크 제어 장치(19)에 전달한다. 즉, 주차 브레이크 스위치(18)는, 전동 모터(43B)의 구동(회전)에 기초하여 브레이크 패드(33)(도 2 참조)를 어플라이 작동 또는 릴리스 작동시키기 위한 신호(어플라이 요구 신호, 릴리스 요구 신호)를, 컨트롤 유닛(컨트롤러)이 되는 주차 브레이크 제어 장치(19)에 출력한다.

운전자에 의해 주차 브레이크 스위치(18)가 제동측(주차 브레이크 ON측)으로 조작되었을 때, 즉 차량에 제동력을 부여하기 위한 어플라이 요구(유지 요구, 구동 요구)가 있었을 때에는, 주차 브레이크 스위치(18)로부터 어플라이 요구 신호(제동 요구 신호)가 출력된다. 한편, 운전자에 의해 주차 브레이크 스위치(18)가 제동 해제측(주차 브레이크 OFF측)으로 조작되었을 때, 즉 차량의 제동력을 해제하기 위한 릴리스 요구(해제 요구)가 있었을 때에는, 주차 브레이크 스위치(18)로부터 릴리스 요구 신호가 출력된다. 이 경우, 예컨대 운전자가 주차 브레이크 스위치(18)를 올렸을 때(ON 조작했을 때)에 어플라이 상태가 되고, 주차 브레이크 스위치(18)를 내렸을 때(OFF 조작했을 때)에 릴리스 상태로 할 수 있다.

차량이 정차중에 어플라이 요구가 있었을 때에는, 주차 브레이크 제어 장치(19)를 통해 후륜(3)용의 디스크 브레이크(31)에, 전동 모터(43B)를 제동측으로 회전시키기 위한 전력이 급전된다. 이에 따라, 후륜(3)용의 디스크 브레이크(31)는, 주차 브레이크로서의 제동력이 부여된 상태, 즉 어플라이 상태가 된다.

또한, 차량이 정차중에 릴리스 요구가 있을 때에는, 주차 브레이크 제어 장치(19)를 통해 디스크 브레이크(31)에, 전동 모터(43B)를 제동측과는 역방향으로 회전시키기 위한 전력이 급전된다. 이에 따라, 후륜(3)용의 디스크 브레이크(31)는, 주차 브레이크로서의 제동력의 부여가 해제된 상태, 즉 릴리스 상태가 된다.

주차 브레이크는, 예컨대 차량이 소정 시간 정지했을 때(예컨대, 주행중에 감속에 따라서 차속 센서의 검출 속도가 4 km/h 미만인 상태가 소정 시간 계속되었을 때에 정지로 판단), 엔진이 정지했을 때, 시프트 레버를 P로 조작했을 때, 도어가 개방되었을 때, 시트벨트가 해제되었을 때 등, 주차 브레이크 제어 장치(19)에서의 주차 브레이크의 어플라이 판단 논리에 의한 자동적인 어플라이 요구에 기초하여, 자동적으로 부여(오토 어플라이)하는 구성으로 할 수 있다.

또한, 주차 브레이크는, 예컨대 차량이 주행했을 때(예컨대, 정차로부터 증속에 따라서, 차속 센서의 검출 속도가 5 km/h 이상인 상태가 소정 시간 계속되었을 때에 주행으로 판단)나, 액셀레이터 페달이 조작되었을 때, 클러치 페달이 조작되었을 때, 시프트 레버가 P, N 이외로 조작되었을 때 등, 주차 브레이크 제어 장치(19)에서의 주차 브레이크의 릴리스 판단 논리에 의한 자동적인 릴리스 요구에 기초하여, 자동적으로 해제(오토 릴리스)하는 구성으로 할 수 있다.

또한, 차량의 주행시에 주차 브레이크 스위치(18)에 의한 어플라이 요구가 있는 경우, 구체적으로는, 주행중에 긴급하게 주차 브레이크를 보조 브레이크로서 이용하는 동적 주차 브레이크(동적 어플라이)의 요구가 있는 경우에, 주차 브레이크 제어 장치(19)를 통해 후륜(3)용의 디스크 브레이크(31)에, 전동 모터(43B)를 제동측으로 회전시키기 위한 전력이 급전된다. 이에 따라, 후륜(3)용의 디스크 브레이크(31)는, 보조 브레이크로서의 제동력이 부여된 상태, 즉 어플라이 상태가 된다. 이 경우, 예컨대 운전자가 주차 브레이크 스위치(18)를 계속 올리고 있을 때(제동 ON 조작했을 때)에 어플라이 상태가 되고, 주차 브레이크 스위치(18)로부터 손을 떼었을 때(제동 OFF 조작했을 때)에 릴리스 상태로 할 수 있다.

주차 브레이크 제어 장치(19)는, 후술하는 좌우의 디스크 브레이크(31)와 함께 전동 브레이크 시스템을 구성하는 것이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 주차 브레이크 제어 장치(19)는, 마이크로 컴퓨터 등에 의해 구성되는 연산 회로(CPU)(20)를 가지며, 주차 브레이크 제어 장치(19)에는, 배터리(14)로부터의 전력이 전원 라인(15)을 통하여 급전된다. 주차 브레이크 제어 장치(19)는, 본 발명의 구성 요건인 제어 장치(컨트롤러, 컨트롤 유닛)를 구성하는 것이며, 좌우의 디스크 브레이크(31)의 전동 액츄에이터(43)를 제어하여, 차량의 주차, 정차시 등에 제동력(주차 브레이크)을 발생시키는 것이다. 즉, 주차 브레이크 제어 장치(19)는, 디스크 브레이크(31)를 주차 브레이크 또는 보조 브레이크로서 작동(유지ㆍ해제)시키는 것이다.

도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 주차 브레이크 제어 장치(19)는, 입력측이 주차 브레이크 스위치(18) 등에 접속되고, 출력측은 디스크 브레이크(31)의 전동 액츄에이터(43) 등에 접속되어 있다. 구체적으로는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 주차 브레이크 제어 장치(19)의 연산 회로(20)에는, 기억부(메모리)(21)에 더해, 주차 브레이크 스위치(18), 차량 데이터 버스(CAN)(16), 전압 센서부(22), 모터 구동 회로(23), 전류 센서부(24) 등이 접속되어 있다. 주차 브레이크 제어 장치(19)는, 차량 데이터 버스(16)로부터 주차 브레이크의 제어(작동)에 필요한 차량의 각종 상태량, 각종 차량 정보를 취득할 수 있다.

차량 데이터 버스(16)로부터 취득하는 차량 정보는, 그 정보를 검출하는 센서(예컨대, 액셀레이터 센서, 스로틀 센서, 엔진 회전 센서, 브레이크 센서, 차륜속 센서, 차속 센서, G 센서 등)를 주차 브레이크 제어 장치(19)(의 연산 회로(20))에 직접 접속함으로써 취득하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 주차 브레이크 제어 장치(19)의 연산 회로(20)는, 주차 브레이크 스위치(18), 및 차량 데이터 버스(16)에 접속된 다른 제어 장치(예컨대 컨트롤 유닛(13))로부터의 작동 요구 신호를 수신하도록 구성할 수 있다.

이 경우는, 예컨대 전술한 판단 논리에 의한 주차 브레이크의 유지ㆍ해제의 판정을, 주차 브레이크 제어 장치(19) 대신에, 다른 제어 장치(예컨대 컨트롤 유닛(13))로 행하는 구성으로 할 수 있다. 즉, 컨트롤 유닛(13)에 주차 브레이크 제어 장치(19)의 제어 내용을 통합하는 것이 가능하다.

주차 브레이크 제어 장치(19)는, 예컨대 플래시메모리, ROM, RAM, EEPROM 등으로 이루어진 기억부(메모리)(21)(도 3 참조)를 가지며, 이 기억부(21)에는, 전술한 주차 브레이크의 유지ㆍ해제의 판단 논리의 프로그램, 후술하는 도 4, 도 6에 나타내는 처리 프로그램, 즉 주행중의 주차 브레이크 스위치(18)로부터의 신호에 기초한 디스크 브레이크(31)의 유지(제동 부여) 또는 해제(제동 해제)를 행하기 위한 처리 프로그램 등이 저장되어 있다.

또한, 기억부(21)에는, 도 5, 도 7의 일람표에 나타내는 긴급 정지 제어 실시전의 입력 정보, 중간 처리 및 출력 등의 정보가 맵화되어 저장되어 있다. 그리고, 좌우의 디스크 브레이크(31)의 긴급 정지 제어를 할 때에는, 도 4, 도 6에 나타내는 처리 프로그램(처리 순서)과 도 5, 도 7의 일람표에 따라서 좌우의 디스크 브레이크(31)가 제어되는 것이다.

또, 본 실시형태에 있어서, 주차 브레이크 제어 장치(19)는, ESC(11)의 컨트롤 유닛(13)과 별체로 되어 있지만, 컨트롤 유닛(13)과 일체로 구성해도 좋다. 또한, 주차 브레이크 제어 장치(19)는, 좌우 2개의 디스크 브레이크(31)를 제어하도록 하고 있지만, 좌우의 디스크 브레이크(31)마다 설치하도록 해도 좋으며, 이 경우에는, 주차 브레이크 제어 장치(19)를 디스크 브레이크(31)에 일체적으로 설치할 수도 있다.

주차 브레이크 제어 장치(19)는, 주차 브레이크 스위치(18)가 제동 ON 조작되었을 때에, 차량의 상태에 따라 디스크 브레이크(31)에 대하여 정적 어플라이 제어와 동적 어플라이 제어를 행한다. 정적 어플라이 제어는, 차량이 정지중에 주차 브레이크 스위치(18)가 제동 ON 조작된 경우에 행해지는 것으로, 예컨대 주차 브레이크 스위치(18)를 올려 조작하면, 디스크 브레이크(31)에 차량이 정차하기 위한 제동력을 발생시킨다.

한편, 동적 어플라이 제어는, 차량이 주행중에 주차 브레이크 스위치(18)가 제동 ON 조작된 경우에 행해지는 것으로, 예컨대 주차 브레이크 스위치(18)를 계속 올리고 있을 때에는 디스크 브레이크(31)에 서서히 제동력을 발생시키고, 주차 브레이크 스위치(18)로부터 손을 떼었을 때에는 디스크 브레이크(31)의 제동력을 해제하는 것이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 주차 브레이크 제어 장치(19)에는, 전원 라인(15)으로부터의 전압을 검출하는 전압 센서부(22), 좌우의 전동 액츄에이터(43, 43)를 각각 구동시키는 좌우의 모터 구동 회로(23, 23), 좌우의 전동 액츄에이터(43, 43)의 각각의 모터 전류치를 검출하는 좌우의 전류 센서부(24, 24) 등이 내장되어 있다. 이들 전압 센서부(22), 모터 구동 회로(23), 전류 센서부(24)는, 각각 연산 회로(20)에 접속되어 있다.

이에 따라, 주차 브레이크 제어 장치(19)의 연산 회로(20)는, 예컨대 주차 브레이크의 유지(어플라이)나 해제(릴리스)를 행할 때에, 전동 액츄에이터(43)의 모터 전류치에 기초하여 그 전동 액츄에이터(43)의 구동을 정지할 수 있다. 이 경우, 연산 회로(20)는, 예컨대 모터 전류치가 미리 설정한 유지 임계치 또는 해제 임계치에 도달했을 때에, 회전 직동 변환 기구(40)에 의한 피스톤(39)의 상태가 유지 상태 또는 해제 상태가 되었다고 판정하고, 전동 액츄에이터(43)의 구동을 정지한다.

또한, 주차 브레이크 제어 장치(19)는, 이그니션 스위치가 ON 상태가 되면, 그 이후(OFF 상태가 될 때까지)에 정기적으로 좌우의 디스크 브레이크(31)의 이상(페일) 진단을 행한다. 이 경우, 주차 브레이크 제어 장치(19)는, 적어도 제동 요구 신호에 의한 디스크 브레이크(31)가 이상한 페일 상태인지 아닌지, 바꾸어 말하면 제동 요구 신호에 의한 디스크 브레이크(31)의 동작이 정상인지 아닌지를 진단한다.

구체적으로는, 주차 브레이크 제어 장치(19)의 연산 회로(20)는, 예컨대 전원 라인(15)으로부터의 전압(주차 브레이크 제어 장치(19)에 입력되는 전압), 좌우의 전동 액츄에이터(43)의 모터 전류치에 따라서, 디스크 브레이크(31)의 이상(페일), 보다 구체적으로는, 회전 직동 변환 기구(40)나 전동 액츄에이터(43)의 이상(고장)을 검출할 수 있다. 또한, 브레이크 장치를 작동시키기 위해 필요한 파라미터, 예컨대 배터리 전압이나 구동 회로의 고장 등을 검출할 수도 있다. 또한, 주차 브레이크 제어 장치(19)(ECU)는, 상기 각 이상 검출과는 별도로, 배터리 전압 모니터, 모터 단자 전압 모니터, 릴레이 하류 전압 모니터, 전류 모니터의 이상을 검지할 수도 있다.

이 경우, 연산 회로(20)는, 예컨대 모터 전류치의 차나 그 변동 등에 기초하여, 좌우의 디스크 브레이크(31)의 어느 것이 정상인지 아닌지(예컨대, 좌륜 페일 상태, 우륜 페일 상태, 좌우 양륜 페일 상태, 좌우 양륜 정상 상태의 어느 것인지), 그 고장이 물리적 이상인지 아닌지, 제어 가능한지 아닌지 등을 판정할 수 있다.

또한, 주차 브레이크 제어 장치(19)는, 그 주차 브레이크 제어 장치(19)가 정상인지 아닌지의 판정, 즉 자기 진단도 행한다. 이 판정은, 예컨대 연산 회로(20)나 전압 센서부(22), 전류 센서부(24)에 소정의 신호(셀프 체크 신호)를 부여하거나, 연산 회로(20)로 소정의 연산을 행하거나 한 경우에, 소정의 신호나 소정의 동작, 소정의 연산 결과 등을 얻을 수 있는지 아닌지에 따라 자기 진단할 수 있다.

디스크 브레이크(31)나 주차 브레이크 제어 장치(19)의 페일 정보는, 기억부(21)에 기억되고, 그 페일 정보에 따라서 필요한 처리가 행해진다. 구체적으로는, 페일 정보는, 차량의 주행중에 주차 브레이크 스위치(18)의 조작(제동 요구 신호)에 기초하는 좌우의 디스크 브레이크(31)의 제동력의 부여(긴급 정지 제어)를 행하는지 아닌지의 판정에 이용된다. 또, 주차 브레이크 제어 장치(19)에 의한 진단 결과, 즉 좌륜 페일 상태, 우륜 페일 상태, 좌우 양륜 페일 상태는, 예컨대 표시기, 경보기 또는 음성 합성 장치 등의 통지 수단을 이용하여 운전자에게 통지된다.

여기서, 본 실시형태에서는, 주차 브레이크 제어 장치(19)는, 차량이 주행 상태에서 주차 브레이크의 유지(어플라이)를 요구하는 제동 요구가 있을 때에, 기억부(21)에 기억되어 있는 좌우의 디스크 브레이크(31)의 페일 상태에 기초하여, 정상륜의 피스톤(39)을 추진하기 위해 전동 액츄에이터(43)를 작동시킨다. 즉, 차량의 주행중에, 예컨대 브레이크 페달(6)의 고착, 배력 장치(7)의 고장, 액압(유압)의 상실 등이 생긴 경우, 운전자가 차량을 긴급하게 정지시키기 위해(제동력을 얻기 위해) 주차 브레이크 스위치(18)를 제동 ON 조작하는(주차 브레이크 스위치(18)로부터 어플라이 요구 신호가 출력되는) 경우가 있다.

이 경우, 주차 브레이크 제어 장치(19)는, 기억부(21)에 좌우의 디스크 브레이크(31)가 양륜 정상 상태로 기억되어 있을 때에는, 좌우 양쪽의 디스크 브레이크(31)의 피스톤(39)을 추진하기 위해 전동 액츄에이터(43)를 작동시킨다.

또한, 주차 브레이크 제어 장치(19)는, 기억부(21)에 좌우의 디스크 브레이크(31) 중 어느 한쪽의 디스크 브레이크(31)가 페일 상태로 기억되어 있을 때에는, 이 페일 상태의 디스크 브레이크(31)의 동작을 금지한다. 그리고, 주차 브레이크 제어 장치(19)는, 정상으로 기억되어 있는 다른 한쪽의 디스크 브레이크(31)의 피스톤(39)을 추진하기 위해 전동 액츄에이터(43)를 작동시킨다.

이 때, 전동 액츄에이터(43)를, 예컨대 정차중의 어플라이의 제동력보다 서서히 제동력(압박력)을 발생시키도록 작동(구동)시킴으로써, 급제동에 의한 차량의 스핀을 회피할 수 있다. 또한, ESC(11)의 컨트롤 유닛(13)에 의해 검지되는 차륜속 정보로부터 전동 액츄에이터(43)를 작동, 해제하여, 차륜의 슬립을 억제하는 ABS 제어를 행할 수도 있다. 또한, 긴급 정지 제어를 실시하고 있는 것, 즉 차량의 주행중에 전동 액츄에이터(43)에 의해 피스톤(39)을 추진하고 있는 것이, 예컨대 표시기, 경보기 또는 음성 합성 장치 등의 통지 수단을 이용하여 운전자에게 통지되어도 좋다.

본 실시형태에서는, 좌우의 디스크 브레이크(31) 중 어느 한쪽의 디스크 브레이크(31)가 이상(고장)이라고 진단되더라도, 운전자의 의사에 의해 다른 한쪽의 정상륜의 디스크 브레이크(31)에 제동력을 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 좌우의 디스크 브레이크(31) 중 어느 한쪽의 디스크 브레이크(31)가 이상해져도, 운전자가 주차 브레이크 스위치(18)를 ON 조작했을 때에는 차량의 긴급 정지를 행할 수 있다.

다음으로, 좌우의 후륜(3, 3)에 설치되는 전동 주차 브레이크 기능이 있는 디스크 브레이크(31, 31)의 구성에 관해, 도 2를 참조하면서 설명한다. 또, 도 2에서는, 좌우의 후륜(3, 3)에 대응하여 각각 설치된 좌우의 디스크 브레이크(31) 중의 한쪽만을 나타내고 있다.

브레이크 장치로서의 디스크 브레이크(31)는 차량의 좌우에 각각 설치되어 있다. 이들 디스크 브레이크(31)는, 전동식의 주차 브레이크 기능이 부설된 액압식의 디스크 브레이크로서 구성되어 있다. 디스크 브레이크(31)는, 주차 브레이크 제어 장치(19)와 함께 브레이크 시스템(브레이크 장치)을 구성한다. 디스크 브레이크(31)는, 차량의 후륜(3)측의 비회전 부분에 부착되는 부착 부재(32)와, 제동 부재(마찰 부재)로서의 내외측의 브레이크 패드(33)와, 전동 액츄에이터(43)가 설치된 브레이크 기구로서의 캘리퍼(34)를 포함하여 구성되어 있다.

이 경우, 디스크 브레이크(31)는, 브레이크 패드(33)를 브레이크 페달(6)의 조작 등에 기초하는 액압에 의해 피스톤(39)으로 추진시켜, 디스크 로터(4)를 브레이크 패드(33)로 압박함으로써, 차륜(후륜(3)) 나아가서는 차량에 제동력을 부여한다. 이에 더하여, 디스크 브레이크(31)는, 주차 브레이크 스위치(18)로부터의 신호에 기초하는 작동 요구나 전술한 주차 브레이크의 어플라이ㆍ릴리스의 판단 논리, ABS 제어에 기초하는 작동 요구에 따라서, 전동 모터(43B)에 의해(회전 직동 변환 기구(40)를 통해) 피스톤(39)을 추진시켜, 디스크 로터(4)를 브레이크 패드(33)로 압박함으로써, 차륜(후륜(3)) 나아가서는 차량에 제동력을 부여한다.

부착 부재(32)는, 디스크 로터(4)의 외주에 걸쳐지도록 디스크 로터(4)의 축방향(즉, 디스크 축방향)으로 연장되어 디스크 둘레 방향에서 서로 이격된 한쌍의 아암부(도시하지 않음)와, 그 각 아암부의 기단측을 일체적으로 연결하도록 설치되어, 디스크 로터(4)의 내측이 되는 위치에서 차량의 비회전 부분에 고정되는 두꺼운 지지부(32A)와, 디스크 로터(4)의 외측이 되는 위치에서 상기 각 아암부의 선단측을 서로 연결하는 보강 빔(32B)을 포함하여 구성되어 있다.

내외측의 브레이크 패드(33)는, 디스크 로터(4)의 양면에 접촉 가능하게 배치되고, 부착 부재(32)의 각 아암부에 의해 디스크 축방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 내외측의 브레이크 패드(33)는, 캘리퍼(34)(캘리퍼 본체(35), 피스톤(39))에 의해 디스크 로터(4)의 양면측에 압박된다. 이에 따라, 브레이크 패드(33)는, 차륜(후륜(3))과 함께 회전하는 디스크 로터(4)를 압박함으로써 차량에 제동력을 부여한다.

부착 부재(32)에는, 휠 실린더가 되는 캘리퍼(34)가 디스크 로터(4)의 외주측에 걸쳐지도록 배치되어 있다. 캘리퍼(34)는, 부착 부재(32)의 각 아암부에 대하여 디스크 로터(4)의 축방향을 따라서 이동 가능하게 지지된 캘리퍼 본체(35), 이 캘리퍼 본체(35) 내에 설치된 피스톤(39), 회전 직동 변환 기구(40), 전동 액츄에이터(43) 등을 구비하고 있다. 캘리퍼(34)는, 브레이크 페달(6)의 조작에 기초하여 발생하는 액압에 의해 작동하는 피스톤(39)을 이용하여 브레이크 패드(33)를 추진한다.

캘리퍼 본체(35)는, 실린더부(36)와 브릿지부(37)와 클로부(38)를 구비하고 있다. 실린더부(36)는, 축선 방향의 일방측이 격벽부(36A)에 의해 폐색되고, 디스크 로터(4)에 대향하는 타방측이 개구된 바닥이 있는 원통형으로 형성되어 있다. 브릿지부(37)는, 디스크 로터(4)의 외주측에 걸쳐지도록, 그 실린더부(36)로부터 디스크 축방향으로 연장되어 형성되어 있다. 클로부(38)는, 실린더부(36)와 반대측에 있어서 브릿지부(37)로부터 직경 방향 내측을 향해 연장되고, 외측의 브레이크 패드(33)에 배면측으로부터 접촉하도록 배치되어 있다.

캘리퍼 본체(35)의 실린더부(36)는, 도 1에 나타내는 브레이크측 배관부(12C 또는 12D)를 통해 브레이크 페달(6)의 답입 조작 등에 따르는 액압이 공급된다. 이 실린더부(36)는 격벽부(36A)와 일체 형성되어 있다. 격벽부(36A)는, 실린더부(36)와 전동 액츄에이터(43) 사이에 위치하고 있다. 격벽부(36A)는, 축선 방향의 관통 구멍을 갖고 있고, 격벽부(36A)의 내주측에는, 전동 액츄에이터(43)의 출력축(43C)이 회전 가능하게 삽입되어 있다.

캘리퍼 본체(35)의 실린더부(36) 내에는, 압박 부재(이동 부재)로서의 피스톤(39)과, 회전 직동 변환 기구(40)가 설치되어 있다. 또, 실시형태에 있어서는, 회전 직동 변환 기구(40)가 피스톤(39) 내에 수용되어 있다. 단, 회전 직동 변환 기구(40)는, 피스톤(39)을 추진하도록 구성되어 있으면 되며, 꼭 피스톤(39) 내에 수용되어 있지 않아도 좋다.

피스톤(39)은, 브레이크 패드(33)를 디스크 로터(4) 방향으로, 또는 디스크 로터(4)로부터 멀어지는 방향으로 이동시킨다. 피스톤(39)은, 축선 방향의 일방측이 개구되어 있고, 내측의 브레이크 패드(33)에 대면하는 축선 방향의 타방측이 덮개부(39A)에 의해 폐색되어 있다. 이 피스톤(39)은 실린더부(36) 내에 삽입되어 있다.

피스톤(39)은, 전동 액츄에이터(43)(전동 모터(43B))에 전류가 공급되는 것에 의해 이동하는 것에 더하여, 브레이크 페달(6)의 답입 등에 기초하여 실린더부(36) 내에 액압이 공급되는 것에 의해서도 이동한다. 이 경우에, 전동 액츄에이터(43)(전동 모터(43B))에 의한 피스톤(39)의 이동은, 직동 부재(42)에 압박됨으로써 행해진다. 또한, 회전 직동 변환 기구(40)는 피스톤(39)의 내부에 수용되어 있고, 피스톤(39)은, 그 회전 직동 변환 기구(40)에 의해 실린더부(36)의 축선 방향으로 추진되도록 구성되어 있다.

회전 직동 변환 기구(40)는 압박 부재 유지 기구로서 기능한다. 구체적으로는, 회전 직동 변환 기구(40)는, 실린더부(36) 내에 액압을 부가하는 것에 의해 생기는 힘과는 상이한 외력, 즉 전동 액츄에이터(43)에 의해 발생되는 힘에 의해 캘리퍼(34)의 피스톤(39)을 추진시킴과 함께, 추진된 피스톤(39) 및 브레이크 패드(33)를 유지한다. 이에 따라, 주차 브레이크는 어플라이 상태(유지 상태)가 된다. 한편, 회전 직동 변환 기구(40)는, 전동 액츄에이터(43)에 의해 피스톤(39)을 추진 방향과는 역방향으로 후퇴시켜, 주차 브레이크를 릴리스 상태(해제 상태)로 한다. 그리고, 좌우의 디스크 브레이크(31)는, 좌우의 후륜(3)용으로서 각각 설치되기 때문에, 회전 직동 변환 기구(40) 및 전동 액츄에이터(43)도 차량의 좌우 각각에 설치되어 있다.

회전 직동 변환 기구(40)는, 사다리꼴 나사 등의 수나사가 형성된 막대형상체를 갖는 나사 부재(41)와, 사다리꼴 나사에 의해 형성되는 암나사 구멍이 내주측에 형성된 직동 부재(42)에 의해(스핀들 너트 기구로서) 구성되어 있다. 직동 부재(42)는, 전동 액츄에이터(43)에 의해 피스톤(39) 방향으로, 또는 피스톤(39)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 피구동 부재(추진 부재)가 된다. 즉, 직동 부재(42)의 내주측에 나사 결합한 나사 부재(41)는, 전동 액츄에이터(43)에 의한 회전 운동을 직동 부재(42)의 직선 운동으로 변환하는 나사 기구를 구성하고 있다. 이 경우, 직동 부재(42)의 암나사와 나사 부재(41)의 수나사는, 불가역성이 큰 나사, 실시형태에 있어서는, 사다리꼴 나사를 이용하여 형성함으로써 압박 부재 유지 기구를 구성하고 있다.

회전 직동 변환 기구(40)는, 전동 모터(43B)에 대한 급전을 정지한 상태에서도, 직동 부재(42)(즉, 피스톤(39))를 임의의 위치에서 마찰력(유지력)에 의해 유지하도록 되어 있다. 또, 회전 직동 변환 기구(40)는, 전동 액츄에이터(43)에 의해 추진된 위치에 피스톤(39)을 유지할 수 있으면 되며, 예컨대 사다리꼴 나사 이외의 불가역성이 큰 통상의 삼각 단면의 나사나 웜기어로 해도 좋다.

직동 부재(42)의 내주측에 나사 결합하여 설치된 나사 부재(41)에는, 축선 방향의 일방측에 대직경의 플랜지부가 되는 플랜지부(41A)가 설치되어 있다. 나사 부재(41)의 축선 방향의 타방측은, 피스톤(39)의 덮개부(39A)를 향해 연장되어 있다. 나사 부재(41)는, 플랜지부(41A)에 있어서 전동 액츄에이터(43)의 출력축(43C)에 일체적으로 연결되어 있다. 또한, 직동 부재(42)의 외주측에는, 직동 부재(42)를 피스톤(39)에 대하여 회전 방지(상대 회전을 규제)하면서, 직동 부재(42)가 축선 방향으로 상대 이동하는 것을 허용하는 결합 돌기부(42A)가 설치되어 있다. 이에 따라, 직동 부재(42)는, 전동 모터(43B)가 구동함으로써 직동하고, 피스톤(39)에 접촉하여 그 피스톤(39)을 이동시킨다.

전동 기구로서의 전동 액츄에이터(43)는, 캘리퍼(34)의 캘리퍼 본체(35)에 고정되어 있다. 전동 액츄에이터(43)는, 주차 브레이크 스위치(18)의 작동 요구 신호나 전술한 주차 브레이크의 어플라이ㆍ릴리스의 판단 논리, ABS의 제어에 기초하여, 디스크 브레이크(31)를 작동(어플라이ㆍ릴리스)시킨다. 전동 액츄에이터(43)는, 격벽부(36A)의 외측에 부착된 케이싱(43A)과, 그 케이싱(43A) 내에 위치하고 스테이터, 로터 등을 구비하여 전력(전류)이 공급됨으로써 피스톤(39)을 이동시키는 전동 모터(43B)와, 그 전동 모터(43B)의 토크를 증폭시키는 감속기(도시하지 않음)와, 그 감속기에 의한 증폭후의 회전 토크를 출력하는 출력축(43C)을 포함하여 구성되어 있다.

전동 모터(43B)는, 예컨대 직류 브러시 모터로서 구성할 수 있다. 출력축(43C)은, 실린더부(36)의 격벽부(36A)를 축선 방향으로 관통하여 연장되어 있고, 나사 부재(41)와 일체로 회전하도록, 실린더부(36) 내에 있어서 나사 부재(41)의 플랜지부(41A)의 단부에 연결되어 있다.

출력축(43C)과 나사 부재(41)의 연결 기구는, 예컨대 축선 방향으로는 이동 가능하지만 회전 방향으로는 회전 방지되도록 구성할 수 있다. 이 경우는, 예컨대 스플라인 감합이나 다각형 기둥에 의한 감합(비원형 감합) 등의 공지의 기술이 이용된다. 또, 감속기로는, 예컨대 유성 기어 감속기나 웜기어 감속기 등이 이용되어도 좋다. 또한, 웜기어 감속기 등, 역작동성이 없는(불가역성의) 공지의 감속기를 이용하는 경우는, 회전 직동 변환 기구(40)로서, 볼나사나 볼램프 기구 등, 가역성이 있는 공지의 기구를 이용할 수 있다. 이 경우는, 예컨대 가역성의 회전 직동 변환 기구와 불가역성의 감속기에 의해 압박 부재 유지 기구를 구성할 수 있다.

여기서, 운전자가 도 1 내지 도 3에 나타내는 주차 브레이크 스위치(18)를 제동 부여측으로 조작(제동 ON 조작)했을 때에는, 주차 브레이크 제어 장치(19)를 통해 전동 모터(43B)에 급전되고, 전동 액츄에이터(43)의 출력축(43C)이 회전된다. 이 때문에, 회전 직동 변환 기구(40)의 나사 부재(41)는, 한 방향으로 출력축(43C)과 일체로 회전되고, 직동 부재(42)를 통해 피스톤(39)을 디스크 로터(4)측으로 추진(구동)한다. 이에 따라, 디스크 브레이크(31)는, 디스크 로터(4)를 내측 및 외측의 브레이크 패드(33) 사이에서 협지하여, 전동식의 주차 브레이크로서 제동력을 부여한 상태, 즉 어플라이 상태(유지 상태)가 된다.

한편, 주차 브레이크 스위치(18)가 제동 해제측으로 조작(제동 OFF 조작)되었을 때에는, 전동 액츄에이터(43)에 의해 회전 직동 변환 기구(40)의 나사 부재(41)가 다른 방향(역방향)으로 회전 구동된다. 이에 따라, 직동 부재(42)(및 액압 부가가 없으면 피스톤(39))는, 디스크 로터(4)로부터 떨어지는 방향으로 구동되고, 디스크 브레이크(31)는, 주차 브레이크로서의 제동력의 부여가 해제된 상태, 즉 해제 상태(릴리스 상태)가 된다.

이 경우, 회전 직동 변환 기구(40)는, 나사 부재(41)가 직동 부재(42)에 대하여 상대 회전될 때에, 피스톤(39) 내에서의 직동 부재(42)의 회전이 규제되어 있다. 이 때문에, 직동 부재(42)는, 나사 부재(41)의 회전 각도에 따라서 축선 방향으로 상대 이동한다. 이에 따라, 회전 직동 변환 기구(40)는, 회전 운동을 직선 운동으로 변환하고, 직동 부재(42)에 의해 피스톤(39)이 추진된다. 또한, 이것과 함께 회전 직동 변환 기구(40)는, 직동 부재(42)를 임의의 위치에서 나사 부재(41)와의 마찰력에 의해 유지함으로써, 피스톤(39) 및 브레이크 패드(33)를 전동 액츄에이터(43)에 의해 추진된 위치에 유지한다.

실린더부(36)의 격벽부(36A)에는, 그 격벽부(36A)와 나사 부재(41)의 플랜지부(41A) 사이에 스러스트 베어링(44)이 설치되어 있다. 이 스러스트 베어링(44)은, 격벽부(36A)와 함께 나사 부재(41)로부터의 스러스트 하중을 받아, 격벽부(36A)에 대한 나사 부재(41)의 회전을 원활하게 한다. 또한, 실린더부(36)의 격벽부(36A)에는, 전동 액츄에이터(43)의 출력축(43C)과의 사이에 시일 부재(45)가 설치되고, 그 시일 부재(45)는, 실린더부(36) 내의 브레이크액이 전동 액츄에이터(43)측으로 누설되는 것을 저지하도록 양자간을 시일하고 있다.

또한, 실린더부(36)의 개구단측에는, 그 실린더부(36)와 피스톤(39) 사이를 시일하는 탄성 시일로서의 피스톤 시일(46)과, 실린더부(36) 내에 이물질이 침입하는 것을 방지하는 더스트 부츠(47)가 설치되어 있다. 더스트 부츠(47)는, 가요성을 가진 주름상자형의 시일 부재이며, 실린더부(36)의 개구단과 피스톤(39)의 덮개부(39A)측의 외주 사이에 부착되어 있다.

또, 전륜(2)용의 디스크 브레이크(5)는, 주차 브레이크 기구를 제외하고, 후륜(3)용의 디스크 브레이크(31)와 거의 동일하게 구성되어 있다. 즉, 전륜(2)용의 디스크 브레이크(5)는, 후륜(3)용의 디스크 브레이크(31)가 구비하는, 주차 브레이크로서 작동하는 회전 직동 변환 기구(40) 및 전동 액츄에이터(43) 등을 구비하지 않는다. 그러나, 디스크 브레이크(5) 대신에, 전륜(2)용으로 전동 주차 브레이크 기능이 있는 디스크 브레이크(31)를 설치해도 좋다.

또, 실시형태에서는, 전동 액츄에이터(43)를 갖는 액압식의 디스크 브레이크(31)를 예를 들어 설명했다. 그러나, 예컨대 전동 캘리퍼를 갖는 전동식 디스크 브레이크, 전동 액츄에이터에 의해 슈를 드럼에 압박하여 제동력을 부여하는 전동식 드럼 브레이크, 전동 드럼식의 주차 브레이크를 갖는 디스크 브레이크, 전동 액츄에이터로 케이블을 인장함으로써 주차 브레이크를 어플라이 작동시키는 구성 등, 전동 액츄에이터(전동 모터)의 구동에 기초하여 제동 부재(패드, 슈)를 피제동 부재(로터, 드럼)에 압박(추진)하고, 그 압박력을 유지시킬 수 있는 브레이크 기구라면, 그 구성은 전술한 실시형태의 브레이크 기구가 아니어도 좋다.

본 실시형태에 의한 사륜 자동차의 브레이크 시스템은, 전술한 바와 같은 구성을 갖는 것이며, 다음에 그 작동에 관해 설명한다.

차량의 운전자가 브레이크 페달(6)을 답입 조작하면, 그 답력이 배력 장치(7)를 통해 마스터 실린더(8)에 전달되고, 마스터 실린더(8)에 의해 브레이크액압이 발생한다. 마스터 실린더(8) 내에서 발생한 액압은, 실린더측 액압 배관(10A, 10B), ESC(11) 및 브레이크측 배관부(12A, 12B, 12C, 12D)를 통해 각 디스크 브레이크(5, 31)로 분배되어, 좌우의 전륜(2)과 좌우의 후륜(3)에 각각 제동력이 부여된다.

이 경우, 후륜(3)측의 디스크 브레이크(31)에 관해 설명하면, 캘리퍼(34)의 실린더부(36) 내에 브레이크측 배관부(12C, 12D)를 통해 액압이 공급되고, 실린더부(36) 내의 액압 상승에 따라서 피스톤(39)이 내측의 브레이크 패드(33)를 향해 슬라이딩하여 변위한다. 이에 따라, 피스톤(39)은, 내측의 브레이크 패드(33)를 디스크 로터(4)의 일측면에 대하여 압박한다. 이 때의 반력에 의해, 캘리퍼(34) 전체가 부착 부재(32)의 상기 각 아암부에 대하여 내측으로 슬라이딩하여 변위한다.

그 결과, 캘리퍼(34)의 외측 각부(클로부(38))는, 외측의 브레이크 패드(33)를 디스크 로터(4)에 대하여 압박하도록 동작하고, 디스크 로터(4)는, 한쌍의 브레이크 패드(33)에 의해 축선 방향의 양측으로부터 협지된다. 그것에 의해, 액압에 기초하는 제동력이 발생된다. 한편, 브레이크 조작이 해제되었을 때에는, 실린더부(36) 내에 대한 액압 공급이 정지됨으로써, 피스톤(39)이 실린더부(36) 내로 후퇴하도록 변위한다. 이것에 의해, 내측과 외측의 브레이크 패드(33)가 디스크 로터(4)로부터 각각 이격되고, 차량은 비제동 상태로 복귀된다.

다음으로, 차량이 정지중에 운전자가 주차 브레이크 스위치(18)를 제동측으로 조작(제동 ON 조작)했을 때에는, 어플라이 요구 신호가 출력된다. 이 경우, 주차 브레이크 제어 장치(19)는 정적 어플라이 제어를 행한다. 그리고, 주차 브레이크 제어 장치(19)로부터 디스크 브레이크(31)의 전동 모터(43B)에 급전이 행해지고, 전동 액츄에이터(43)의 출력축(43C)이 회전 구동된다. 전동 주차 브레이크 기능이 있는 디스크 브레이크(31)는, 전동 액츄에이터(43)의 회전 운동을 회전 직동 변환 기구(40)의 나사 부재(41)를 통해 직동 부재(42)의 직선 운동으로 변환하고, 직동 부재(42)를 축선 방향으로 이동시켜 피스톤(39)을 추진한다. 이에 따라, 한쌍의 브레이크 패드(33)가 디스크 로터(4)의 양면에 대하여 압박된다.

이 때, 직동 부재(42)는, 피스톤(39)으로부터 전달되는 압박 반력을 수직 항력으로 한, 나사 부재(41)와의 사이에 발생하는 마찰력(유지력)에 의해 제동 상태로 유지되고, 후륜(3)용의 디스크 브레이크(31)는 주차 브레이크로서 작동(어플라이)된다. 즉, 전동 모터(43B)에 대한 급전을 정지한 후에도, 직동 부재(42)의 암나사와 나사 부재(41)의 수나사에 의해, 직동 부재(42)(나아가서는 피스톤(39))는 제동 위치에 유지된다.

한편, 운전자가 주차 브레이크 스위치(18)를 제동 해제측으로 조작(제동 OFF 조작)했을 때에는, 주차 브레이크 제어 장치(19)로부터 전동 모터(43B)에 대하여 모터가 역회전하도록 급전되고, 전동 액츄에이터(43)의 출력축(43C)은, 주차 브레이크의 작동시(어플라이시)와 역방향으로 회전된다. 이 때, 나사 부재(41)와 직동 부재(42)에 의한 제동력의 유지가 해제되고, 회전 직동 변환 기구(40)는, 전동 액츄에이터(43)의 역회전의 양에 대응한 이동량으로 직동 부재(42)를 복귀 방향으로, 즉, 실린더부(36) 내로 이동시켜, 주차 브레이크(디스크 브레이크(31))의 제동력을 해제한다.

그런데, 좌우의 디스크 브레이크(31) 중 한쪽의 디스크 브레이크(31)의 전동 액츄에이터(43)가 페일 상태(이상, 고장)인 경우에, 예컨대 편륜에만 제동력이 부여되는 것을 억제하기 위해, 좌우 양쪽의 디스크 브레이크(31)의 전동 액츄에이터(43)의 제어(작동)를 전면적으로 금지하는 것이 고려된다. 한편, 차량의 주행중에, 예컨대 브레이크 페달(6)의 고착, 배력 장치(7)의 고장, 액압(유압)의 상실 등이 생긴 경우, 운전자가 차량을 정지(긴급 정지)시키기 위해 주차 브레이크 스위치(18)를 제동 ON 조작하여 주차 브레이크를 보조 브레이크(긴급 브레이크)로서 작동시키는 경우가 있다. 이 때문에, 차량의 주행중의 제어도 금지해 버리면, 예컨대 운전자가 차량을 긴급 정지시키기 위해 주차 브레이크 스위치(18)를 제동 ON 시키더라도, 운전자의 의사로 제동력을 부여할 수 없게 될 우려가 있다.

따라서, 본 실시형태에서는, 주차 브레이크 제어 장치(19)는, 좌우의 디스크 브레이크(31) 중 어느 한쪽의 디스크 브레이크(31)가 이상(고장)이라고 진단되더라도, 운전자의 의사(주차 브레이크 스위치(18)의 제동 ON 조작)에 의해 다른 한쪽의 정상륜의 디스크 브레이크(31)에 제동력을 발생시킬 수 있는 구성으로 되어 있다.

즉, 주차 브레이크 제어 장치(19)는, 좌우의 디스크 브레이크(31) 중 어느 한쪽의 디스크 브레이크(31)가 페일 상태라고 진단되었을 때에, 주행중에 있어서의 한쪽의 디스크 브레이크(31)의 전동 액츄에이터(43)에 의한 동작을 금지하고, 제동 요구 신호에 따라서 다른 한쪽의 디스크 브레이크(31)의 전동 액츄에이터(43)를 동작시키는 구성으로 되어 있다.

이하, 주차 브레이크 제어 장치(19)의 연산 회로(20)에서 행해지는 제어 처리에 관해, 도 4를 참조하면서 설명한다.

도 4의 처리 동작이 시작되면, 연산 회로(20)는, S1(단계 1)에서 차량이 주행중인지 아닌지를 판정한다. 이 주행중인지 아닌지의 판정은, 예컨대 차량 데이터 버스(16)로부터 취득한 차륜 속도나 차속에 기초하여 행할 수 있다. S1에서 「YES」, 즉 주행중이라고 판정된 경우는 S2로 진행한다. 한편, S1에서 「NO」, 즉 주행중이 아니라고(정차중) 판정된 경우는 리턴한다.

S2에서는, 좌우 방향의 양륜 언록 상태인지 아닌지를 판정한다. 이 판정은, 예컨대 차량 데이터 버스(16)로부터 취득한 차륜속 센서로부터의 신호 등에 기초하여 행할 수 있다. S2에서 「YES」, 즉 양륜이 록되지 않았다고 판정된 경우는 S3으로 진행한다. 한편, S2에서 「NO」, 즉 적어도 한쪽의 차륜이 록상태에 있다고 판정된 경우에는 리턴한다. 또, 양륜 언록 상태인지 아닌지의 판정은 생략해도 좋다.

S3에서는, 좌우의 디스크 브레이크(31) 중 어느 한쪽의 편륜만이 페일 상태인지 아닌지를 판정한다. 이 판정은, 전술한 바와 같이 주차 브레이크 제어 장치(19)의 기억부(21)에 기억된 좌우의 디스크 브레이크(31)마다의 페일 정보에 기초하여 행해진다. 즉, 이러한 페일 정보는, 이그니션 스위치가 ON 상태가 되면, 주차 브레이크 제어 장치(19)가 정기적으로 좌우의 디스크 브레이크(31)의 이상(페일) 진단을 행하고, 예컨대 도 5에 나타내는 긴급 정지 제어 실시전의 일람표와 같이, 기억부(21)에 갱신 가능하게 기억되어 있다.

즉, 기억부(21)에는, 도 5에 나타내는 긴급 정지 제어 실시전의 입력 정보로서, 브레이크 장치의 페일 상태가 편륜만 페일 상태인지, 좌륜 페일 상태, 우륜 페일 상태, 좌우 양륜 페일 상태, 좌우 양륜 정상 상태가 기억되어 있다. 또한, 페일 정보는, 제동 요구 신호에 의한 디스크 브레이크(31)의 작동이 정상인지 아닌지에 의한 것이다. 즉, 액압의 상실 등에 의한 디스크 브레이크(31)의 작동 불량(페일 상태)은 포함되지 않는다.

S3에서 「YES」, 즉 편륜만 페일 상태라고 판정된 경우는 S4로 진행한다. 한편, S3에서 「NO」, 즉 편륜만 페일 상태가 아니라고 판정된 경우는 S7로 진행한다. 다음 S4에서는, 좌측 브레이크 장치(좌측의 디스크 브레이크(31))가 페일 상태인지 아닌지를 판정한다. 이 판정은, 기억부(21)에 저장된 좌륜 페일 상태, 우륜 페일 상태에 기초하여 행해진다.

S4에서 「YES」, 즉 좌륜 페일 상태라고 판정된 경우는 다음 S5로 진행하여, 좌측 브레이크 장치(좌측의 디스크 브레이크(31))의 긴급 정지 제어 금지를 행하고, 다음 S9로 진행한다. 한편, S4에서 「NO」, 즉 우륜 페일 상태라고 판정된 경우는 다음 S6으로 진행하여, 우측 브레이크 장치(우측의 디스크 브레이크(31))의 긴급 정지 제어 금지를 행하고, 다음 S9로 진행한다.

S7에서는, 양륜 페일 상태인지 아닌지를 판정한다. 이 판정은, 기억부(21)에 저장된 좌우 양륜 페일 상태, 좌우 양륜 정상 상태에 기초하여 행해진다. S7에서 「YES」, 즉 좌우 양륜 페일 상태라고 판정된 경우는 다음 S8로 진행하여, 양측 브레이크 장치(좌우의 디스크 브레이크(31))의 긴급 정지 제어 금지를 행하고, 다음 S9로 진행한다. 한편, S7에서 「NO」, 즉 좌우 양륜 정상 상태라고 판정된 경우는 다음 S9로 진행한다.

S9에서는, 긴급 정지 제어 요구(동적 어플라이 요구)가 있는가 아닌지를 판정한다. 이 판정은, 운전자가 주차 브레이크 스위치(18)를 제동 ON 조작했는지 아닌지에 따라 행해지는 것이다. S9에서 「YES」, 즉 운전자가 주차 브레이크 스위치(18)를 제동 ON 조작한 경우에는 다음 S10으로 진행한다. 한편, S9에서 「NO」, 즉 운전자가 주차 브레이크 스위치(18)를 제동 ON 조작하지 않는 경우에는 리턴한다.

S10에서는, 정상측 브레이크 장치의 긴급 정지 제어를 시작한다. 즉, S5, S6, S8에서 긴급 정지 제어 금지된 디스크 브레이크(31)의 전동 액츄에이터(43)는, 그 동작이 금지되고, S5, S6, S8에서 긴급 정지 제어 금지되지 않은 디스크 브레이크(31)의 전동 액츄에이터(43)를 작동시켜 피스톤(39)을 추진시킨다. 이 때, 전동 액츄에이터(43)를, 예컨대 정차중에 있어서의 어플라이의 제동력보다 서서히 제동력을 높이도록 작동(구동)시킴으로써, 급제동에 의한 차량의 스핀을 회피할 수 있다. 또한, ESC(11)의 컨트롤 유닛(13)에서 검출되는 차륜속 정보로부터 전동 액츄에이터(43)를 작동, 해제하여, 차륜의 슬립을 억제하는 ABS 제어를 행해도 좋다.

다음으로, 도 4에 나타내는 긴급 정지 제어 실시전의 제어 처리를 행한 후에는, 도 6에 나타낸 바와 같이 긴급 정지 제어 실시중의 처리를 행한다. 즉, 도 6의 처리 동작이 시작되면, 연산 회로(20)는 S11에서, 차량이 주행중인지 아닌지를 판정한다. 이 판정은, 전술한 도 4에 나타내는 S1의 판정 처리와 동일하게 행해지는 것이다. S11에서 「YES」, 즉 주행중이라고 판정된 경우는 다음 S12로 진행한다. 한편, S11에서 「NO」, 즉 주행중이 아니라고(정차중) 판정된 경우는 리턴한다.

S12에서는, 긴급 정지 제어 실시중인지 아닌지를 판정한다. 이 판정은, 운전자가 주차 브레이크 스위치(18)를 제동 ON 조작했는지 아닌지에 따라 행할 수 있다. S12에서 「YES」, 즉 긴급 정지 제어 실시중이라고 판정된 경우에는 S13으로 진행한다. 한편, S12에서 「NO」, 즉 긴급 정지 제어 실시중이 아니라고 판정된 경우에는 리턴한다.

S13∼S18은, 도 4 중의 S3∼S8과 동일한 처리를 행하고, 다음 S19로 진행한다. 또, S13∼S18의 처리의 결과는, 페일 정보(좌륜 페일 상태, 우륜 페일 상태, 좌우 양륜 페일 상태, 좌우 양륜 정상 상태)로서 운전자에게 통지된다.

그리고, S19에서는, 긴급 정지 제어 요구가 있는지 아닌지를 판정한다. 이 판정은, 운전자가 주차 브레이크 스위치(18)를 제동 ON 조작했는지 아닌지에 따라 행할 수 있다. 이 경우, S12에서 운전자는 이미 긴급 정지 제어를 실시하고 있는 도중이므로, S19에서는 실질적으로 운전자가 주차 브레이크 스위치(18)를 제동 ON 조작으로부터 제동 OFF 조작으로 전환했는지 아닌지를 판정하는 것이다.

S19에서 「YES」, 즉 운전자가 주차 브레이크 스위치(18)의 제동 ON 조작을 계속하고, 긴급 정지 제어 요구가 있다고 판정된 경우에는 S20으로 진행하고, S15, S16, S18에서 긴급 정지 제어 금지되지 않은 디스크 브레이크(31)의 긴급 정지 제어를 계속한다.

한편, S19에서 「NO」, 즉 운전자가 주차 브레이크 스위치(18)를 제동 ON 조작하지 않고(제동 OFF 조작하고), 긴급 정지 제어 요구가 해제되었다고 판정된 경우에는 S21로 진행하고, S15, S16, S18에서 긴급 정지 제어 금지되지 않은 정상측의 디스크 브레이크(31)의 긴급 정지 제어를 해제한다. 이에 따라, 모든 디스크 브레이크(31)에 의한 긴급 정지 제어(즉, 제동 상태)는 해제된다.

이렇게 하여, 본 실시형태에 의하면, 좌우의 디스크 브레이크(31) 중 한쪽의 디스크 브레이크(31)가 페일 상태인 경우에는, 그 페일 상태의 디스크 브레이크(31)의 긴급 정지 제어를 금지한다. 그리고, 주행중에 차량을 긴급 정지시키기 위해 주차 브레이크를 작동시킬 때, 운전자가 주차 브레이크 스위치(18)를 제동 ON 조작함으로써, 정상측의 디스크 브레이크(31)에 제동력을 발생시킬 수 있다.

즉, 주차 브레이크 제어 장치(19)는, 주행중에 주차 브레이크 스위치(18)가 제동측으로 조작되었을 때에, 좌우의 디스크 브레이크(31) 중 정상측의 전동 액츄에이터(43)를 작동시켜 피스톤(39)을 추진시키는 구성으로 되어 있다. 이에 따라, 좌우의 디스크 브레이크(31) 중 한쪽의 디스크 브레이크(31)가 페일 상태에서도, 운전자의 의사로 정상측의 디스크 브레이크(31)에 제동력을 발생시켜 차량을 정지시킬 수 있다.

또한, 페일 상태라고 진단된 디스크 브레이크(31)의 긴급 정지 제어는 금지된다. 이에 따라, 페일 상태에 있는 디스크 브레이크(31)의 오작동을 억제할 수 있기 때문에, 차량의 안정성을 확보할 수 있다.

또한, 페일 상태의 디스크 브레이크(31)의 긴급 정지 제어를 금지함으로써, 배터리(14)로부터 그 디스크 브레이크(31)에 전류를 공급하는 것을 차단할 수 있다. 이에 따라, 배터리(14)의 부담을 경감할 수 있다.

또한, 긴급 정지 제어 실시중에 좌우의 디스크 브레이크(31) 중 어느 한쪽의 디스크 브레이크(31)가 페일 상태가 되었다 하더라도, 페일 상태의 디스크 브레이크(31)의 긴급 정지 제어를 금지하고, 운전자가 주차 브레이크 스위치(18)의 제동 ON 조작을 계속함으로써, 정상륜측의 디스크 브레이크(31)에 제동력을 발생시킬 수 있다.

즉, 주차 브레이크 제어 장치(19)는, 주행중의 긴급 정지 제어 실시중에, 예컨대 차량의 주행 속도를 어느 정도 감속한 상태에서, 좌우의 디스크 브레이크(31) 중 한쪽의 디스크 브레이크(31)가 페일 상태가 되더라도, 다른 한쪽의 정상륜측의 전동 액츄에이터(43)를 작동시켜 피스톤(39)을 추진시키는 구성으로 되어 있다. 이에 따라, 좌우의 브레이크 장치 중 한쪽의 브레이크 장치가 페일 상태에서도, 운전자의 의사로 정상륜측의 브레이크 장치에 제동력을 발생시켜 차량을 보다 안전하게, 즉 차량의 스핀 등을 억제한 상태로 정지시킬 수 있다.

또, 전술한 실시형태에서는, 주차 브레이크 제어 장치(19)는, 좌우의 디스크 브레이크(31)가 이상한 페일 상태를 진단한 경우를 예를 들어 설명했다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예컨대 주차 브레이크 장치는, 좌우의 디스크 브레이크(31)의 동작이 정상인 것을 진단하여, 정상이라고 진단된 디스크 브레이크에 긴급 정지 제어의 동작을 허가하는 것으로 해도 좋다.

또한, 전술한 실시형태에서는, 좌우의 후륜측 브레이크를 전동 주차 브레이크 기능이 있는 디스크 브레이크(31)로 한 경우를 예를 들어 설명했다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 예컨대 모든 차륜(4륜 전부)의 브레이크를 전동 주차 브레이크 기능이 있는 디스크 브레이크에 의해 구성해도 좋다. 즉, 차량의 적어도 좌우 한쌍의 차륜의 브레이크 장치를, 전동 주차 브레이크 기능이 있는 디스크 브레이크에 의해 구성할 수 있다.

또한, 정상적인 차륜에 관해서는, 속도에 따라서 제어를 바꿔도 좋다. 예컨대, 고속 주행시에는 제동력을 약하게 하도록 제어하고, 저속 주행시에는 제동력을 강하게 하도록 제어해도 좋다.

이상, 본 발명의 몇 개의 실시형태에 관해 설명했지만, 전술한 발명의 실시형태는 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명은, 그 취지를 일탈하지 않고, 변경, 개량될 수 있음과 함께, 본 발명에는 그 균등물이 포함되는 것은 물론이다. 또한, 전술한 과제의 적어도 일부를 해결할 수 있는 범위, 또는, 효과의 적어도 일부를 나타내는 범위에 있어서, 특허청구범위 및 명세서에 기재된 각 구성 요소의 임의의 조합 또는 생략이 가능하다.

본원은, 2014년 12월 27일 출원의 일본 특허 출원 번호 2014-266811호에 기초하는 우선권을 주장한다. 2014년 12월 27일 출원의 일본 특허 출원 번호 2014-266811호의 명세서, 특허청구범위, 도면 및 요약서를 포함하는 모든 개시 내용은, 참조에 의해 전체가 본원에 삽입된다.

2: 전륜(차륜), 3: 후륜(차륜), 4: 디스크 로터(회전 부재), 6: 브레이크 페달, 18: 주차 브레이크 스위치, 19: 주차 브레이크 제어 장치(제어 장치), 31: 디스크 브레이크(브레이크 장치), 33: 브레이크 패드(마찰 부재), 39: 피스톤, 43: 전동 액츄에이터(전동 기구)

Claims (5)

1. 전동 브레이크 시스템으로서,
   차륜과 함께 회전하는 회전 부재에 마찰 부재를 압박하기 위한 피스톤을 추진시키도록 구성됨과 함께, 제동 요구 신호에 따라서 전동 기구에 의해 상기 마찰 부재를 상기 회전 부재에 압박시켜 상기 마찰 부재의 압박력을 유지하도록 구성된 브레이크 장치로서, 차량의 좌우에 적어도 한쌍 설치된 브레이크 장치와,
   상기 브레이크 장치의 각각의 상기 전동 기구를 제어함과 함께, 상기 제동 요구 신호에 따른 상기 각각의 브레이크 장치에 이상이 생긴 상태인 페일 상태인지 아닌지를 진단하는 제어 장치
   를 포함하고, 상기 제어 장치는, 상기 좌우의 브레이크 장치 중 어느 한쪽의 상기 브레이크 장치가 상기 페일 상태라고 진단되었을 때에, 주행중에 있어서의 상기 한쪽의 브레이크 장치의 상기 전동 기구에 의한 동작을 금지하도록 구성되는, 전동 브레이크 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 차량이 주행 상태에서 상기 제동 요구 신호에 따라서 상기 브레이크 장치의 상기 마찰 부재를 상기 회전 부재에 압박하기 위해 상기 전동 기구를 작동시켰을 때, 상기 브레이크 장치의 각각의 상기 페일 상태를 진단하도록 구성되는, 전동 브레이크 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 좌우의 브레이크 장치 중 어느 한쪽의 상기 브레이크 장치가 상기 페일 상태라고 진단되었을 때에, 주행중에 있어서의 상기 페일 상태라고 진단되지 않은 다른 한쪽의 브레이크 장치의 상기 전동 기구를 작동시키는, 전동 브레이크 시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 다른 한쪽의 브레이크 장치의 상기 전동 기구를, 정차시에 있어서의 상기 전동 기구의 작동보다 서서히 압박력이 발생하도록 작동시키는, 전동 브레이크 시스템.
5. 전동 브레이크 시스템으로서,
   전동 액츄에이터의 구동에 기초하여 제동 부재를 피제동 부재에 압박(추진)하고, 그 피제동 부재의 압박력을 유지하도록 구성된 브레이크 장치로서, 차량의 좌우에 적어도 한쌍 설치된 브레이크 장치와,
   상기 브레이크 장치의 각각의 상기 전동 액츄에이터를 제어함과 함께, 상기 제동 요구 신호에 따른 상기 각각의 브레이크 장치에 이상이 생긴 상태인 페일 상태를 진단하는 제어 장치
   를 포함하고, 상기 제어 장치는, 상기 좌우의 브레이크 장치 중 어느 한쪽의 상기 브레이크 장치가 상기 페일 상태라고 진단되었을 때에, 주행중에 있어서의 상기 한쪽의 브레이크 장치의 상기 전동 액츄에이터에 의한 동작을 금지하도록 구성되는, 전동 브레이크 시스템.

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