WO2016178428A1

WO2016178428A1 - 電動ブレーキシステム

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Publication number: WO2016178428A1
Application number: PCT/JP2016/063606
Authority: WO
Inventors: 唯増田
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2015-05-07
Filing date: 2016-05-02
Publication date: 2016-11-10
Also published as: JP6054463B2; JP2016210267A; EP3293063B1; EP3293063A1; EP3293063A4; CN107531223A; US10081345B2; US20180065607A1; CN107531223B

Abstract

電源系統の冗長性を備えると共に構成部品の搭載スペースの自由度を高めることができる電動ブレーキシステムを提供する。この電動ブレーキシステムは、複数の電動ブレーキ装置を備える。各電動ブレーキ装置の制御装置(2)は、電源装置(3)から電動ブレーキ装置への電力供給の異常の有無を判断する異常判断部(26)と、異常判断部(26)により、電源装置(3)から電動ブレーキ装置への電力供給に異常有りと判断したとき、定められた条件に従って補助電源(18)を用いて前記ブレーキ力を制御する冗長機能制御部(27)とを有する。冗長機能制御部(27)は、前記定められた条件として、少なくとも異常判断部(26)で電力供給に異常が無いと判断された全ての電動ブレーキ装置だけでは所望のブレーキ力が出せないとき、補助電源(18)を用いて前記ブレーキ力を制御する。

Description

電動ブレーキシステム

関連出願

　本出願は、２０１５年５月７日出願の特願２０１５－０９４８３４の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。

　この発明は、電動ブレーキ装置を複数設けた電動ブレーキシステムに関し、補助電源を限定して用いることで、冗長機能を備えると共に補助電源の搭載スペースを確保し得る技術に関する。

　電動ブレーキ装置として、以下の技術が提案されている。
　１．ブレーキペダルを踏み込むことで、直動機構を介してモータの回転運動を直線運動に変換して、ブレーキパッドをブレーキディスクに押圧接触させて制動力を付加する技術（特許文献１）。
　２．遊星ローラねじ機構を使用した電動式直動アクチュエータ（特許文献２）。

特開平６－３２７１９０号公報特開２００６－１９４３５６号公報

　特許文献１，２のような電動ブレーキ装置を用いた電動ブレーキシステムにおいて、電源系統の冗長性の向上が大きな課題となる。その際、主電源とは別の補助電源を設ける方法と、主電源からの送電系統を多重化する方法とが主に考えられる。送電系統の多重化について、一般に電動ブレーキ装置のモータ定格電流を保証するためにハーネスが太くなる場合があり、組立工数の増加面、ハーネスのコスト面、配線スペース面から送電系統の多重化が困難な場合がある。

　一方で、主電源とは別の補助電源を設ける場合、例えば、ディスクブレーキにおいて、モータ、該モータの制御装置、補助電源を全てブレーキキャリパに設けることで、ブレーキキャリパ上で完結した電源冗長系を構成することができる。また、一般に車両の主電源は、エネルギ密度の高いバッテリで構成する場合が多いが、充放電サイクルへの耐性が低い、充放電時の電流密度が低い等の課題がある。例えば、前記補助電源をキャパシタで構成すれば、これらの課題の改善が期待できる。しかしながら、補助電源を用いる場合、補助電源の搭載スペースが限られてしまう場合があり、大きなエネルギの蓄電が困難となる可能性がある。

　この発明の目的は、電源系統の冗長性を備えると共に構成部品の搭載スペースの自由度を高め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。

　以下、この発明について、理解を容易にするために、便宜上実施形態の符号を参照して説明する。

　この発明の電動ブレーキシステムは、ブレーキロータ８と、このブレーキロータ８に接触させる摩擦部材９と、この摩擦部材９を前記ブレーキロータ８に接触させる摩擦部材操作手段６と、この摩擦部材操作手段６を駆動する電動モータ４と、この電動モータ４を制御することによりブレーキ力を制御する制御装置２とを備える電動ブレーキ装置を複数設けた電動ブレーキシステムであって、
　前記各電動ブレーキ装置における前記電動モータ４および前記制御装置２に電力を供給する主たる電源装置３を設け、前記各電動ブレーキ装置に、前記主たる電源装置３から供給される電力を蓄電しておき少なくとも前記電動ブレーキ装置の前記電動モータ４に補助的に電力を供給する補助電源１８を設け、
　前記各電動ブレーキ装置の前記制御装置２は、
　前記電源装置３から前記電動ブレーキ装置への電力供給の異常の有無を判断する異常判断部２６と、
　この異常判断部２６により、前記電源装置３から前記電動ブレーキ装置への電力供給に異常有りと判断したとき、定められた条件に従って前記補助電源１８を用いて前記ブレーキ力を制御する冗長機能制御部２７と、
を有し、
　この冗長機能制御部２７は、前記定められた条件として、少なくとも、前記異常判断部２６で電力供給に異常が無いと判断された全ての電動ブレーキ装置だけでは所望のブレーキ力が出せないという基本条件を満たすとき、前記補助電源１８を用いて前記ブレーキ力を制御する。
　前記所望のブレーキ力は、車両の操縦者による要求ブレーキ力に対応して出力される実際のブレーキ力である。前記定められた条件、前記所望のブレーキ力は、それぞれ試験やシミュレーション等の結果により定められる。

　この構成によると、通常、主たる電源装置３は電動モータ４および制御装置２に電力を供給する。この電力を供給している状態で、制御装置２は、例えば、上位の制御装置１７からの指令等から適切なブレーキ力となるよう電動モータ４を制御する。このとき補助電源１８に、主たる電源装置１７から電力が供給されて蓄電される。

　異常判断部２６は、電源装置３から電動ブレーキ装置への電力供給の異常の有無を判断する。冗長機能制御部２７は、異常判断部２６により前記電動ブレーキ装置への電力供給に異常有りと判断したとき、定められた条件に従って補助電源１８を用いてブレーキ力を制御する。

　冗長機能制御部２７は、前記定められた条件として、少なくとも異常判断部２６で電力供給に異常が無いと判断された全ての電動ブレーキ装置だけでは所望のブレーキ力が出せないという基本条件を満たすとき、補助電源１８を用いてブレーキ力を制御する。このように電動ブレーキシステムにおいて、主たる電源装置３に加えて補助電源１８を設けることで、補助電源のない電動ブレーキシステムに対し電源系統の冗長機能を得られる。

　さらに電動ブレーキシステム全体の機能が所定より低下した場合に限定して補助電源１８を用いるため、例えば、車両に一般的に用いられるバッテリよりも小型のバッテリや、キャパシタを補助電源１８として適用することができる。補助電源１８を限定して用いる分、補助電源１８の小型化を図り、同補助電源１８の車両への搭載スペースの自由度を高めることができる。これにより、設計の自由度を高めることができる。

　前記冗長機能制御部２７は、少なくとも、前記異常判断部で電力供給に異常が無いと判断された全ての電動ブレーキ装置だけでは所望のブレーキ力が出せないという前記基本条件、すなわち異常が無いと判断された全ての電動ブレーキ装置によって発生する前後方向の減速度が閾値以下となる前記基本条件を満たすことに加え、前記定められた条件として、前記電動ブレーキシステムを搭載した車両の旋回加速度が定められた値以下となるように、前記補助電源１８を用いるものとしても良い。
　前記定められた値、前記閾値は、それぞれ試験やシミュレーション等の結果により定められる。

　複数の車輪のうちいずれかの車輪に対応する電動ブレーキ装置への電力供給に異常有りと異常判断部２６が判断した状態で、ブレーキペダル１９が強く踏み込まれた場合など車両の操縦者による要求ブレーキ力が高くなると、その他の電動ブレーキ装置のみのブレーキ力だけでは不足する場合がある。このような場合に補助電源１８を用いることで、要求ブレーキ力に対応する所望のブレーキ力を得ることができる。この場合に車両の旋回加速度が定められた値以下となるように補助電源１８を用いることが、車両姿勢の安定性を確保するうえで好ましい。

　前記冗長機能制御部２７は、前記車両の操縦者によるブレーキ力の要求値が大きくなるほど前記前後方向の減速度の閾値が大きくなる相関に基づいて、前記前後方向の減速度の閾値を変更するものとしても良い。このように前後方向の減速度の閾値を変更することで、補助電源１８の使用頻度を木目細かく制限することができる。

　前記電動ブレーキシステムを搭載した車両の走行速度を推定する車速推定手段３０を設け、前記冗長機能制御部２７は、前記定められた条件として、前記基本条件を満たすことに加え、前記車速推定手段３０で推定した車速が定められた車速以上の条件を満たすとき前記補助電源１８を用いるものとしても良い。
　前記定められた車速は、試験やシミュレーション等の結果により定められる。

　いずれかの車輪に対応する電動ブレーキ装置への電力供給に異常有りと異常判断部２６が判断した場合であっても、車両が例えば停車状態では車両に旋回加速度は生じない。このため、車速推定手段３０で推定した車速が定められた車速以上の条件を満たすとき補助電源１８を用いる。このように補助電源１８を限定して用いることで、補助電源１８の小型化を図ることが可能となる。

　電力供給に異常が有ると判断された電動ブレーキ装置の前記冗長機能制御部２７は、電力供給に異常が無い全ての電動ブレーキ装置のセンシング情報から、前記補助電源１８の電力を使用するか否かを決定しても良い。

　請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成のどのような組合せも、この発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の２つ以上のどのような組合せも、この発明に含まれる。

　この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の符号は、同一または相当する部分を示す。

この発明の一実施形態に係る電動ブレーキシステムを車両に搭載した構成例を平面視で示す図である。同電動ブレーキシステムの各電動ブレーキ装置のうちの一つを概略示す図である。同電動ブレーキシステムの制御系のブロック図である。同電動ブレーキシステムの補助電源の使用例を示す図である。同電動ブレーキシステムの主電源異常時の例を示す図である。同電動ブレーキシステムの動作例を示す図である。同電動ブレーキシステムの他の動作例を示す図である。この発明の他の実施形態に係る電動ブレーキシステムを車両に搭載した構成例を平面視で示す図である。

　この発明の一実施形態に係る電動ブレーキシステムを図１ないし図７と共に説明する。図１に示すように、この電動ブレーキシステムは、複数の電動ブレーキ装置ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲと、主たる電源装置３と、上位ＥＣＵ１７とを有する。各電動ブレーキ装置ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲは、電動ブレーキアクチュエータ１と、制御装置２と、補助電源１８とを有する。この例では、四輪車両の各輪にそれぞれ対応する制御装置２を設けている。先ず、電動ブレーキアクチュエータ１について説明する。

　図２に示すように、電動ブレーキアクチュエータ１は、電動モータ４と、この電動モータ４の回転を減速する減速機構５と、直動機構（摩擦部材操作手段）６と、駐車ブレーキであるパーキングブレーキ機構７と、ブレーキロータ８と、摩擦部材９とを有する。電動モータ４、減速機構５、および直動機構６は、例えば、図示外のハウジング等に組み込まれる。電動モータ４は３相の同期モータ等からなる。

　減速機構５は、電動モータ４の回転を、直動機構６の回転軸１０に減速して伝える機構であり、電動モータ４のロータ軸４ａに取り付けられた１次歯車１２、中間歯車（２次歯車）１３、および回転軸１０の端部に固定された３次歯車１１を含む。この例では、減速機構５は、１次歯車１２の回転を、中間歯車１３により減速して、３次歯車１１に伝達可能としている。

　摩擦部材操作手段である直動機構６は、減速機構５で出力される回転運動を送りねじ機構により直動部１４の直線運動に変換して、ブレーキロータ８に対して摩擦部材９を当接または離隔させる機構である。直動部１４は、回り止めされ且つ矢符Ａ１にて表記する軸方向に移動自在に支持されている。直動部１４のアウトボード側端に摩擦部材９が設けられる。減速機構５を介して電動モータ４の回転を直動機構６に伝達することで、回転運動が直線運動に変換され、それが摩擦部材９の押圧力に変換されることによりブレーキ力を発生させる。なお、車両に搭載した時に、電動ブレーキ装置ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ（図１）の、車両の外側となる側をアウトボード側といい、車両の中央側となる側をインボード側という。

　パーキングブレーキ機構７のアクチュエータ１６として、例えば、リニアソレノイドが適用される。パーキングブレーキ機構７は、ロック部材（ソレノイドピン）１５を、アクチュエータ１６により進出させて、中間歯車１３に形成された係止孔（図示せず）に嵌まり込ませることで係止し、中間歯車１３の回転を禁止することで、パーキングロック状態にする。パーキングブレーキ機構７は、ロック部材１５を前記係止孔から離脱させることで中間歯車１３の回転を許容し、アンロック状態にする。

　図１に示すように、各電動ブレーキ装置ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの制御装置２に、主たる電源装置３と、各制御装置２の上位制御手段である上位ＥＣＵ１７とが接続されている。なお上位ＥＣＵは「ＶＣＵ」とも称される。上位ＥＣＵ１７として、例えば、車両全般を制御する電気制御ユニットが適用される。また上位ＥＣＵ１７は、各電動ブレーキ装置ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの統合制御機能を有する。主たる電源装置３は、各電動ブレーキ装置ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲにおける電動モータ４（図２）および制御装置２に電力を供給する。この電源装置３としては、例えば、車両に搭載される１２Ｖバッテリを用いる。

　図３は、この電動ブレーキシステムの制御系のブロック図である。上位ＥＣＵ１７は、車両の操縦者のブレーキペダル１９（図１）の操作量（ブレーキ力の要求値）に応じて変化するセンサ（図示せず）の出力に応じて、ソフトウエアやハードウエアで実現されたＬＵＴ（Look Up Table）、またはソフトウエアのライブラリ（Library）に収められた所定の変換関数やそれに等価のハードウエア等（以下、「具現化モデル」という。）を用いて、各電動ブレーキ装置の制御装置２それぞれにブレーキ力目標値を出力する。各電動ブレーキ装置へのブレーキ力目標値の配分比率は、例えば、固定の比率としても良く、加速度センサ等の車載センサ類の情報および搭載車両の諸元から推定する車両の運動や姿勢に基づく可変の比率としても良い。

　各制御装置２は、演算器２０と、モータドライバ２１と、スイッチ２２と、逆流防止機構部２３と、電流センサ２４とを有する。演算器２０は、例えば、マイクロコンピュータ等のプロセッサ、または、ＡＳＩＣ等のハードウェアモジュールである。演算器２０は、制御演算機能部２５と、異常判断部２６と、冗長機能制御部２７とを有する。

　これらのうち制御演算機能部２５は、上位ＥＣＵ１７からのブレーキ力目標値、および、電動ブレーキアクチュエータ１のセンシング情報から、適切なブレーキ力となるようモータドライバ２１を介して電動モータ４を制御する。制御演算機能部２５は、具体的には、上記の具現化モデル、または比較関数やそれに等価のハードウエア等を用いて、上記ブレーキ力目標値、センシング情報等の入力を受けて、後述のスイッチング素子へのオンオフ指令等であるモータドライバ２１への指令を算出して出力しうるハードウエア回路またはプロセッサ（不図示）上のソフトウエア関数で構成されている。モータドライバ２１は、電源装置３の直流電力を電動モータ４の駆動に用いる３相の交流電力に変換する。このモータドライバ２１は、例えば、電界効果トランジスタ（Field effect transistor,略称ＦＥＴ）やＩＧＢＴ（insulated gate bipolar transistor）などのスイッチング素子、スナバコンデンサ等を用いたハーフブリッジ回路またはフルブリッジ回路であっても良い。

　前記センシング情報としては、電流等検出手段Ｓａから検出されるモータ電流値、および、回転角推定手段Ｓｂから推定されるモータ４のロータ角度等が挙げられる。前記電流等検出手段Ｓａは、例えば、電流センサであっても良く、または予め測定したインダクタンス値や抵抗値等のモータ諸元およびモータ電圧からモータ電流値を推定するものであっても良い。前記回転角推定手段Ｓｂは、例えば、磁気エンコーダやレゾルバ等の角度センサであっても良く、または前記モータ諸元およびモータ電圧から物理方程式を用いてモータ角度を推定するものであっても良い。

　演算部２０の異常判断部２６は、電源装置３から電動ブレーキ装置への電力供給の異常の有無を判断する。異常判断部２６は、電源装置自体の異常だけでなく、電源装置３から延びる電力供給ハーネスの断線等の異常も判断する。主たる電源装置３から各制御装置２に延びる電力線における電力供給方向上流側に電流センサ２４が設けられる。電力線２８は、電源装置３から電流センサ２４、逆流防止機構部２３、およびスイッチ２２を経て、演算器２０、および補助電源１８に至る第１経路２８ａ、逆流防止機構部２３とスイッチ２２との間からモータドライバ２１に至る第２経路２８ｂ、モータドライバ２１から電動モータ４に至る第３経路２８ｃにそれぞれ設けられる。

　逆流防止機構２３は、例えば、ダイオードを用いることができ、電動モータ４の回生電力を電源装置３に戻さずに補助電源１８に充電するために設けている。異常判断部２６が異常無しと判断するとき、演算器２０はスイッチ２２をオンにしておくことで電動モータ４の回生電力を補助電源１８に供給し得る。異常判断部２６は、例えば、電力供給の異常の有無を判断するときスイッチ２２をオフにし、このスイッチ切断状態で、電流センサ２４で検出された電流値と演算器２０における図示外の記憶手段に記憶されている閾値とを比較するなどして判断する。すなわち、異常判断部２６は、具体的には、上記の具現化モデル、または比較関数やそれに等価のハードウエア等を用いて、電流センサ２４で検出された電流値の入力を受けて、スイッチ２２への開閉指令も含め、上記電力供給の異常判断を行ってその結果を出力しうるハードウエア回路またはプロセッサ（不図示）上のソフトウエア関数で構成されている。

　冗長機能制御部２７は、異常判断部２６により電源装置３から電動ブレーキ装置への電力供給に異常有りと判断したとき、定められた条件に従って補助電源１８を用いてブレーキ力を制御する。この冗長機能制御部２７は、前記定められた条件として、異常判断部２６で電力供給に異常が無いと判断された全ての電動ブレーキ装置だけでは、少なくとも所望のブレーキ力が出せないという基本条件に従って、補助電源１８を用いてブレーキ力を制御する。この場合、電力供給に異常が無い他の全ての電動ブレーキ装置は、自分の動作状態を、異常判断部２６が電力供給に異常有りと判断した電動ブレーキ装置に送信する。前記動作状態として前記センシング情報を用いることができる。

　このセンシング情報を送信された電力供給に異常が有る電動ブレーキ装置の演算器２０は、この演算器２０の冗長機能制御部２７にて当該電動ブレーキ装置を補助電源１８で動作させるか否かを判断する。この場合に、前記冗長機能制御部２７は、他の全ての電動ブレーキ装置の動作状態から電動ブレーキシステム全体の機能状態を見ながら、補助電源１８の電力を使用するか否かを決定し得る。補助電源１８としては、例えば、キャパシタや、車両に一般的に用いられるバッテリよりも小型のバッテリを適用し得る。

　図４は、この電動ブレーキシステムの補助電源１８の使用例を示す図である。以下、図３も適宜参照しつつ説明する。なお図４中の補助電源１８内の記載において、「正常」は電源装置３と接続された状態、「無効」は電源装置３が接続されず、補助電源１８が電動モータ４（図３）から切断された状態（図３のスイッチ２２がオフの状態）、「有効」は電源装置３が接続されず、補助電源１８を接続した状態（図３のスイッチ２２がオンの状態）をそれぞれ示す。「無効」および「有効」は、電力供給や電動ブレーキ等が異常である場合である。

　図４（ａ）は、電源装置３から一部の電動ブレーキ装置ＦＬ（この例では左前輪に対応する）に繋がる電力供給ハーネスが断線し、電流センサ２４の検出された電流値から異常判断部２６は電力供給に異常が生じた状態と判断する。しかしこの段階では、その他の車輪（この例では右前輪、左右後輪）に対応する電動ブレーキ装置ＦＲ，ＲＬ，ＲＲを用いて所定のブレーキ力を出せるため、異常が生じた電動ブレーキ装置ＦＬの冗長機能制御部２７は補助電源１８を使用しない。

　図４（ｂ）に示すように、図４（ａ）の状態に続いて、他の電動ブレーキ装置ＲＬ（この例は左後輪に対応する）につき、例えば演算器２０の異常等が発生した場合、この電動ブレーキ装置ＲＬの動作状態であるセンシング情報、およびその他の正常な電動ブレーキ装置ＦＲ，ＲＲのセンシング情報を前記一部の電動ブレーキ装置ＦＬに送信する。この場合、正常な電動ブレーキ装置ＦＲ，ＲＲのみで制動するので、必ず同図中右回りの旋回加速度が発生してしまう。このため、左前輪に対応する電動ブレーキ装置ＦＬの冗長機能制御部２７は、この電動ブレーキ装置ＦＬの補助電源１８を使用することを決定し、補助電源１８を「有効」にして、三つの電動ブレーキ装置ＦＬ，ＦＲ，ＲＲを用いて制動する。

　図４（ａ）に示す、左前輪に対応する電動ブレーキ装置ＦＬに繋がる電力線２８が断線しただけの状態において、例えば、ブレーキペダル１９（図１）が強く踏み込まれた場合など、車両の操縦者による要求ブレーキ力が高くなると、右前輪ＦＲ、左右後輪ＲＬ，ＲＲのみのブレーキ力では不足する場合がある。そこで異常が生じている電動ブレーキ装置ＦＬの冗長機能制御部２７は、少なくとも、異常判断部２６で電力供給に異常が無いと判断された全ての電動ブレーキ装置だけでは所望のブレーキ力が出せないという前記基本条件、すなわち異常がないと判断された右前輪、左右後輪の電動ブレーキ装置ＦＲ、ＲＬ，ＲＲによって発生する前後方向の減速度が閾値以下となるという基本条件を満たすことに加え、（例えば車両の旋回加速度が所定値を超過した場合等において、）車両の旋回加速度が定められた値以下となるように、補助電源１８を有効にして電動ブレーキ装置ＦＬに制動力を発生させる。

　このとき、各前後方向の減速度は、それぞれの電動ブレーキ装置ＦＲ、ＲＬ，ＲＲにおける前記センシング情報から各演算器２０で算出され、上位ＥＣＵ１７を介して、制御対象となる電動ブレーキ装置ＦＬの演算器２０に伝達される。この伝達を受けた演算器２０の冗長機能制御部２７は、このような要求ブレーキ力が高くなる場合に電動ブレーキ装置ＦＬの補助電源１８を有効とするよう、補助電源１８を有効にするか否かの判断のための閾値を要求ブレーキ力に応じて可変としても良い。車両の操縦者によるブレーキ力の要求値が大きくなるほど前後方向の減速度の閾値が大きくなる相関が、例えば、演算器２０における図示外の前記記憶手段に記憶されている。冗長機能制御部２７は、前記記憶手段に記憶された相関に基づいて、前記前後方向の減速度の閾値を変更するものとしても良い。このように前後方向の減速度の閾値を変更することで、補助電源１８の使用頻度を制限し得る。

　以上の冗長機能制御部２７は、具体的には、上記の具現化モデル、または比較関数やそれに等価のハードウエア等を用いて、異常判断部２６の異常判断の結果を受けて、補助電源１８を使用して電動ブレーキ装置を動作させるか否かを判断し、その結果に基づいて補助電源１８を動作させうるハードウエア回路またはプロセッサ（不図示）上のソフトウエア関数で構成されている。さらに、冗長機能制御部２７には、具体的には、上記の具現化モデル、または比較関数やそれに等価のハードウエア等を用いて、前記相関に基づいて、前記前後方向の減速度の閾値を変更しうるハードウエア回路またはプロセッサ（不図示）上のソフトウエア関数が含まれている。

　図５に示すように、主たる電源装置３に異常が発生すると全てのブレーキ力が失われるため、４輪の電動ブレーキ装置ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲの各制御装置２の異常判断部２６が電源装置３に異常有りと判断すると、各制御装置２の冗長機能制御部２７はそれぞれの補助電源１８を直ちに有効にして要求ブレーキ力に応じて制動する。

　図６は、この電動ブレーキシステムの動作例を示す図である。この図は、図４（ａ）および（ｂ）の例における動作例を示す。これら図４（ａ），（ｂ）および図３も適宜参照しつつ説明する。制御演算機能部２５が、要求ブレーキ力に応じた前記ブレーキ力目標値、および、前記センシング情報から、電動モータ４を制御することで、制動が開始される。その後、左前輪に対応する電動ブレーキ装置ＦＬに、例えば、上記のハーネス断線等の電力線異常が発生したとする。

　その際、電動ブレーキ装置ＦＬは補助電源１８を用いて駆動することができるが、電源系統が正常に接続されている他の電動ブレーキ装置ＦＲ，ＲＬ，ＲＲで制動可能であるため、電動ブレーキ装置ＦＬは使用しない（図中の時間ｔ１）。このときの電動ブレーキ装置ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの各ブレーキ力については、車両に発生する旋回加速度であるヨーレートが定められた値以下となる制約条件のもと決定するのが好ましい。前記ヨーレートは、例えば、ヨーレートセンサ２９（図３）により検出される。

　その後、左後輪に対応する電動ブレーキ装置ＲＬに、例えば、演算器２０の異常等が発生したとする。その際、前述のように図４（ｂ）中の右側列の電動ブレーキ装置ＦＲ，ＲＲのみでは前記ヨーレートを定められた値以下としながら制動することは困難である。このため、左前輪の電動ブレーキ装置ＦＬの補助電源１８を使用して電動ブレーキ装置ＦＬ，ＦＲ，ＲＲにて制動を行う（時間ｔ２）。その後、車両が停止した後は極端な傾斜等の条件下を除いてヨーレートは発生し難いため、補助電源１８の容量を温存するため電動ブレーキ装置ＦＬの駆動を停止し（時間ｔ３）、右側列の電動ブレーキ装置ＦＲ，ＲＲにて停車状態を維持する。

　図７は、この電動ブレーキシステムの他の動作例を示す図である。この図は、図４（ａ）の例において、要求ブレーキ力が所定値以下となることを条件とした動作例を示す。制動開始から電動ブレーキ装置ＦＬにハーネス断線等の電力線異常が発生したとすると、それまでは図６と同様に動作する。

　その後、要求ブレーキ力が増加し、他の電動ブレーキ装置ＦＲ，ＲＬ，ＲＲのみではブレーキ力が不足すると判断されると、補助電源１８を用いて電動ブレーキ装置ＦＬを駆動する（時間ｔ４）。その際、異常が発生している電動ブレーキ装置ＦＬは極力少ない電力で済むようなブレーキバランスとすることができる。その後、車両が停止した後は、補助電源１８の容量を温存するため電動ブレーキ装置ＦＬの駆動を停止し、他の電動ブレーキ装置ＲＬ，ＦＲ，ＲＲにて停車状態を維持する（時間ｔ５）。

　以上説明した電動ブレーキシステムによれば、通常、主たる電源装置３は電動モータ４および制御装置２に電力を供給する。制御装置２は、上位ＥＣＵ１７からのブレーキ力目標値、および、電動ブレーキアクチュエータ１のセンシング情報から、適切なブレーキ力となるよう電動モータ４を制御する。このとき補助電源１８に、主たる電源装置３から電力が供給されて蓄電される。また電動モータ４の回生電力も補助電源１８に供給し得る。

　冗長機能制御部２７は、異常判断部２６により電動ブレーキ装置への電力供給に異常有りと判断したとき、定められた条件に従って補助電源１８を用いてブレーキ力を制御する。冗長機能制御部２７は、定められた条件として、電力供給に異常が無いと判断された全ての電動ブレーキ装置だけでは、少なくとも所望のブレーキ力が出せないとき、補助電源１８を用いてブレーキ力を制御する。このように電動ブレーキシステムにおいて、主たる電源装置３に加えて補助電源１８を設けることで、電源系統の冗長機能を備えることができる。

　他の実施形態について説明する。以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。

　図８に示すように、前輪の左右輪に対応する二つの電動ブレーキアクチュエータ１，１に対し、一つの制御装置２および一つの補助電源１８を設け、後輪の左右輪に対応する二つの電動ブレーキアクチュエータ１，１に対し、一つの制御装置２および一つの補助電源１８を設けても良い。

　図１、図８のいずれの構成においても、全ての電動ブレーキ装置に補助電源１８を設ける例を示しているが、一部の電動ブレーキ装置のみ補助電源１８を設ける構成としても良い。例えば、一般に四輪自動車において、フロント用のブレーキはリヤ用のブレーキの二倍ないしそれ以上の制動力を発揮するため、フロント用の電動ブレーキ装置のみ補助電源１８を備えて冗長化される構成としても良い。

　電源装置３から電動ブレーキ装置への電力供給の異常の有無を判断するとき、電流センサ２４を用いずに、上位ＥＣＵ１７にて電源供給状態の監視を行い、この監視している情報を演算器２０に伝達する構成としても良い。この場合、演算器２０の異常判断部２６は、上位ＥＣＵ１７から与えられる情報を、前記記憶手段等に記憶されている定められた関係に照合して電力供給の異常の有無を判断し得る。

　例えば、停車状態において、車両に旋回加速度は生じないため、補助電源１８は車速が定められた車速以上の場合のみ用いるものとしても良い。具体的には、図３に示すように、電動ブレーキシステムを搭載した車両の走行速度を推定する車速推定手段３０を設け、冗長機能制御部２７は、定められた条件として、車速推定手段３０で推定した車速が定められた車速以上の条件を満たすとき補助電源１８を用いるものとしても良い。また、リヤ側の電動ブレーキ装置よりもブレーキ力の大きなフロント側の電動ブレーキ装置を優先して使う等の処理を用いても良い。

　以上、図面を参照しながら実施形態に基づいてこの発明を実施するための好適な形態を説明したが、今回開示され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。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示される。当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる発明の範囲内またはこれと均等の範囲内のものと解釈される。

２…制御装置
３…電源装置
４…電動モータ
６…直動機構（摩擦部材操作手段）
８…ブレーキロータ
９…摩擦部材
１８…補助電源
２６…異常判断部
２７…冗長機能制御部
３０…車速推定手段
ＦＬ…（左前用）電動ブレーキ装置
ＦＲ…（右前用）電動ブレーキ装置
ＲＬ…（左後用）電動ブレーキ装置
ＲＲ…（右後用）電動ブレーキ装置

Claims

　ブレーキロータと、このブレーキロータに接触させる摩擦部材と、この摩擦部材を前記ブレーキロータに接触させる摩擦部材操作手段と、この摩擦部材操作手段を駆動する電動モータと、この電動モータを制御することによりブレーキ力を制御する制御装置とを備える電動ブレーキ装置を複数設けた電動ブレーキシステムであって、
　前記各電動ブレーキ装置における前記電動モータおよび前記制御装置に電力を供給する主たる電源装置を設け、前記各電動ブレーキ装置に、前記主たる電源装置から供給される電力を蓄電しておき少なくとも前記電動ブレーキ装置の前記電動モータに補助的に電力を供給する補助電源を設け、
　前記各電動ブレーキ装置の前記制御装置は、
　前記電源装置から前記電動ブレーキ装置への電力供給の異常の有無を判断する異常判断部と、
　この異常判断部により、前記電源装置から前記電動ブレーキ装置への電力供給に異常有りと判断したとき、定められた条件に従って前記補助電源を用いて前記ブレーキ力を制御する冗長機能制御部と、
を有し、
　この冗長機能制御部は、前記定められた条件として、少なくとも、前記異常判断部で電力供給に異常が無いと判断された全ての電動ブレーキ装置だけでは所望のブレーキ力が出せないという基本条件を満たすとき、前記補助電源を用いて前記ブレーキ力を制御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、前記冗長機能制御部は、前記基本条件を満たすことに加え、前記定められた条件として、前記電動ブレーキシステムを搭載した車両の旋回加速度が定められた値以下となるように、前記補助電源を用いる電動ブレーキシステム。
　請求項２に記載の電動ブレーキシステムにおいて、前記冗長機能制御部は、前記車両の操縦者によるブレーキ力の要求値が大きくなるほど前記前後方向の減速度の閾値が大きくなる相関に基づいて、前記前後方向の減速度の閾値を変更するものとした電動ブレーキシステム。
　請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電動ブレーキシステムにおいて、前記電動ブレーキシステムを搭載した車両の走行速度を推定する車速推定手段を設け、前記冗長機能制御部は、前記定められた条件として、前記基本条件を満たすことに加え、前記車速推定手段で推定した車速が定められた車速以上の条件を満たすとき前記補助電源を用いる電動ブレーキシステム。
　請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電動ブレーキシステムにおいて、電力供給に異常が有ると判断された電動ブレーキ装置の前記冗長機能制御部は、電力供給に異常が無い全ての電動ブレーキ装置のセンシング情報から、前記補助電源の電力を使用するか否かを決定する電動ブレーキシステム。