JP2003220943A - 制動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動アクチュエータの駆動により制動力を発
生させる制動制御装置において、センサの断線などのよ
うなシステム異常が発生したときに誤作動が成されるの
を防止して、車両姿勢の安定を図ること。 【解決手段】 推力センサの検出電圧ｖ０が設定値ＸＶ
以下となって異常と判断したときには、まず、当該輪の
ピストンを戻して非制動状態とし、さらに、この状態が
設定時間Ｙｓを越えると、センサ異常と判断して異常時
処理を実行するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動式の制動制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、車輪と共に回転する回転体に、摩擦材をモータによ
って押接および離間させることによって制動力を得るよ
うにした電動式の制動制御装置が、例えば、特開昭６３
−２４２７６４号公報などにより知られている。このよ
うな電動式の制動制御装置では、発生している制動力を
検出するブレーキ力センサを設け、制御手段は、このブ
レーキ力センサによって検出されたブレーキ力が例えば
運転者のペダル操作力などに応じた目標ブレーキ力に一
致するようにフィードバック制御を実行するよう構成さ
れている。なお、ブレーキ力センサとしては、摩擦材を
回転体に押し付ける押し付け力を検出するセンサや、摩
擦材と回転体との相対位置を検出するセンサを用いるこ
とができる。

【０００３】しかしながら、上述の従来技術にあって
は、何らかの要因で、上記ブレーキ力センサと制御装置
との間で断線が生じた場合、センサ出力が０となってし
まい、運転者が制動操作を行ったときに制御手段は、摩
擦材と回転体とが離れて制動力が発生していないと判断
することになる。よって、制動制御を行った際に、摩擦
材を回転体に押し付けても、ブレーキ力センサの出力値
が発生しないことから、摩擦材を回転体に押し付ける方
向に制御を続けることになる。この場合、ブレーキの片
効きとなり、車両挙動に悪影響を与えるおそれがある。

【０００４】本発明は、このような問題に着目して成さ
れたものであり、電動アクチュエータの駆動により制動
力を発生させる制動制御装置において、センサの断線な
どのようなシステム異常が発生したときに誤作動が成さ
れるのを防止して、車両姿勢の安定を図ることを目的と
している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め請求項１に記載の発明は、車輪と一体的に回転する回
転部材に対して押圧部材を押し付けて制動力を発生する
制動装置と、この制動装置に含まれ、押圧部材に対して
回転部材に押し付ける方向の推力を与える電動アクチュ
エータと、入力手段からの入力に基づいて前記電動アク
チュエータを作動させる制動制御する制御手段と、を備
えた制動制御装置において、システム異常を検出する異
常検出手段を設け、前記制御手段は、異常検出手段によ
りシステム異常が検出されたときには、異常が発生して
いる車輪に対してあらかじめ設定されたフェイルセーフ
制御を実行することを特徴とする手段とした。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の制動制御装置において、前記入力手段は、前記電動ア
クチュエータが押圧部材に対して与える推力を検出する
推力センサを含み、前記制御手段は、制動制御時に、推
力センサの検出置に基づくフィードバック制御を実行
し、前記異常検出手段は、推力センサの異常を検出する
ことを特徴とする。請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載の制動制御装置において、前記推力センサを、推
力が大きいほど出力値が小さくなり、逆に推力が小さい
ほど出力値が大きくなる構成とし、前記異常検出手段
を、推力センサの出力値が所定の値を下回ったときに異
常と判断する構成としたことを特徴とする。請求項４に
記載の発明は、請求項３に記載の制動制御装置におい
て、前記異常検出手段を、推力センサの出力値が所定の
値を下回った状態が所定時間を超えて継続された場合に
異常と判断する構成としたことを特徴とする。

【０００７】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
〜４のいずれかに記載の制動制御装置において、前記制
御手段は、フェイルセーフ制御時には、異常が検出され
た車輪を非制動状態とすることを特徴とする。

【０００８】また、請求項６に記載の発明は、請求項２
〜５のいずれかに記載の制動制御装置において、前記入
力手段として、電動アクチュエータの作動位置を検出す
る作動位置手段を更に設け、前記制御手段は、フェイル
セーフ制御時には、異常検出輪における推力センサの検
出値に基づくフィードバック制御を中止し、作動位置検
出手段に基づいて電動アクチュエータの作動制御を続行
するようにしたことを特徴とする。

【０００９】

【発明の作用および効果】請求項１に記載の発明にあっ
ては、異常検出手段がシステム異常を検出したときに
は、制御手段が、異常が発生している車輪に対してあら
かじめ設定されたフェイルセーフ制御を実行する。な
お、このあらかじめ設定されたフェイルセーフ制御と
は、例えば、請求項５に記載の発明のように、異常が発
生した車輪を非制動状態とする制御であったり、あるい
は、請求項６に記載の発明のように、異常が発生したセ
ンサの検出値に基づくフィードバック制御を中止して、
正常なセンサの検出に基づく制御を実行する制御であっ
たりする。このように、フェイルセーフ制御を実行する
ことにより、異常に伴う誤作動を防止することができ
る。

【００１０】請求項２に記載の発明では、制御手段は、
制動制御時に、電動アクチュエータが押圧部材に対して
与える推力（これは、発生している制動力に対応してい
る）を推力センサにより検出し、この検出値に基づいて
フィードバック制御を実行する。ここで、推力センサに
異常が発生した場合、異常検出手段がこれを検出し、上
述のように制御手段がフェイルセーフ制御を実行する。
このように、制御手段がフィードバック制御を実行する
構成では、推力センサにおいて断線などの異常が発生す
ると、実際には、電動アクチュエータが押圧部材を回転
部材に押し付けて制動力が発生しているのに、この作動
が行われていないと判断して、電動アクチュエータを作
動させ続けるといった誤作動が発生するおそれがある
が、この発明では、この誤作動を防止することができ
る。

【００１１】請求項３に記載の発明では、推力センサ
は、電動アクチュエータが非駆動状態であって押圧部材
が回転部材に対して推力を与えていない状態では、その
出力値が最大値となるのに対して、電動アクチュエータ
が駆動状態となって、押圧部材が回転部材に対して推力
を与えると、推力センサの出力値が最低値に向かって低
下する。したがって、推力センサが断線すると、その出
力値が最低値となり、つまり、通常では発生しない所定
値を下回ることから、異常検出手段が異常と判断する。
このように、推力センサが、推力が発生していないとき
に最大値となり、最大推力が発生しているときに最小と
なるように構成することにより、断線により出力値が０
となった場合に、これを異常として判断できるようにな
る。ちなみに、一般に、推力センサとして用いられる荷
重を検出するセンサにあっては、推力（荷重）が発生し
ていない状態の出力値が最低値となるため、断線時にも
推力が発生していないと誤判断するが、上記のように出
力特性をこれと逆の特性とすることにより、断線により
出力値が０となった場合を異常として検出することが可
能となる。また、請求項４に記載の発明では、このよう
に、推力センサの出力値が所定値を下回る状態が所定時
間を超えて継続された場合に異常と判断する。これによ
り、ノイズなどにより瞬間的に出力値が小さくなった場
合などの誤検出を排除して、異常検出制度を向上させる
ことができる。

【００１２】請求項５に記載の発明にあっては、上述し
たように、異常発生時には異常が検出された車輪を非制
動状態とすることにより、誤作動により異常発生輪での
み制動力が発生してすることを防止することができ、こ
れにより車両姿勢の安定化を図ることができる。

【００１３】請求項６に記載の発明にあっては、異常発
生時には、その異常が発生した輪の推力センサの検出値
に基づくフィードバック制御を中止するが、その異常発
生輪に対する制御を続行させることにより、高い制動力
を確保しながら、制動力がアンバランスになるのを防止
することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態の制
動制御装置について説明する。図１は全請求項に記載の
発明に対応している実施の形態の制動制御装置の要部を
示す構成説明図である。

【００１５】図においてＢＲは制動装置を示している。
この制動装置ＢＲは、電動式のものであり、キャリパ筐
体１の図中右端部に、一対の押圧部材としてのブレーキ
パッド２ａ，２ｂが左右に設けられ、このブレーキパッ
ド２ａ，２ｂの間に図外の車輪と一体回転する回転部材
としてのブレーキロータ３が配置され、両ブレーキパッ
ド２ａ，２ｂによりブレーキロータ３を挟んで制動力を
発生可能に構成されている。

【００１６】前記ブレーキパッド２ａ，２ｂの一方のブ
レーキパッド２ａは、キャリパ筐体１に対して左右方向
に移動可能に支持されているとともに、その背面にピス
トン４１が設けられ、さらに、ピストン４の背面に推力
センサ５を介在させてピストンロッド４が設けられてい
る。このピストンロッド４は、キャリパ筐体１に対して
図中左右方向に移動可能に支持されて、かつ、同軸に設
けられた電動アクチュエータとしてのモータ６の回転
が、減速機９を介して減速され、さらに回転−直線変換
機構７により軸方向の変位に変換されて伝達されるよう
構成されている。なお、前記推力センサ５としては、ロ
ードセルや圧電センサや半導体荷重センサや磁界式荷重
センサなどを用いる。さらに、前記モータ６には、この
モータ６の回転量に基づいてブレーキパッド２ａの位置
を検出する位置検出装置８が設けられている。

【００１７】また、前記モータ６の駆動は、制御手段と
してのモータドライバ１１から出力されるモータ駆動電
流により成される。このモータドライバ１１は、制御手
段としてのメインコントローラ１０から送られる要求推
力と、前記推力センサ５から送られる推力センサ値（実
推力）と、位置検出装置８から送られる位置検出値と、
車輪速センサ２５（図２参照）から送られる車輪速セン
サ値に基づいて、出力するモータ駆動電流を決定する構
成となっている。なお、メインコントローラ１０とモー
タドライバ１１とは、ＣＡＮ通信により繋がっている。

【００１８】図２は、実施の形態の制動制御装置の全体
図であって、この図に示すように、図１に示すモータ６
およびモータドライバ１１が各輪に設けられている。ま
た、メインコントローラ１０には、車両の走行状態を検
出するためにヨーレイトセンサ２１，横加速度（以下、
加速度をＧと表記する）センサ２２，前後Ｇセンサ２
３，舵角センサ２４から検出値を入力するとともに、エ
ンジンコントロールユニットＥＣＵからエンジンの駆動
状態に関連する信号が、ＡＴコントロールユニットＡＣ
Ｕから車輪の出力トルクに関連する信号が、アクセサリ
ＡＣＣから信号が入力される。さらに、メインコントロ
ーラ１０には、運転者の制動操作を検出するために、ブ
レーキペダルＢＰのストローク量を検出する第１ストロ
ークセンサ３１および第２ストロークセンサ３２と、ブ
レーキペダルＢＰに対する踏力を検出する踏力センサ３
３から信号が入力される構成となっている。

【００１９】したがって、メインコントローラ１０は、
各種入力信号に基づいて必要な制動力を演算し、この目
標値に向けてモータドライバ１１を介してモータ６を駆
動させる。この場合、例えば、０．３ｍｓｅｃ程度の短
い周期で位置センサ８の検出値に基づいてモータ６を駆
動させる。また、これよりも長い、例えば、０．８〜１
ｍｓｅｃの周期により推力センサ５の検出値に基づい
て、目標値に応じた推力が発生しているか否か判断し、
必要に応じてモータ６の駆動量を増減させるフィードバ
ック制御を実行する。

【００２０】次に、本実施の形態の特徴であるフェイル
セーフ制御について説明するが、この説明の前に、ま
ず、推力センサ５の出力特性について説明する。実施の
形態に用いた推力センサ５の出力特性は、図３に示すよ
うに、あらかじめ設定された大きな推力（荷重、例えば
３５ｋＮ程度であって、通常の制動操作により発生しな
い推力に設定する）の場合に０Ｖとなり、推力が小さく
なるにつれて出力最大値５Ｖに向けて比例的に大きくな
る特性となっている。

【００２１】このような出力特性を得る構成について図
４の回路図により説明すると、前記推力センサ５は、検
出部５１と出力反転部５２を有している。すなわち、推
力センサ５の検出部５１は、４つの抵抗体Ｒ１，Ｒ２，
Ｒ３，Ｒ４によるブリッジ回路を備え、検出した推力
（荷重）に応じて出力ｖ１，ｖ２に電圧差（ｖ１＞ｖ
２）を生じるように構成されている。この部分は、一般
的な荷重センサ（推力センサ）と同様の構成である。こ
の出力ｖ１，ｖ２は、前記出力反転部５２により検出部
５１で形成される電圧差とは逆のｖ２−ｖ１の電圧差に
基づいて検出電圧ｖ０が形成される。この出力反転部５
２は、４つの抵抗体Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８と比較器５
３とを有し、また、抵抗値はＲ５＝Ｒ６，Ｒ７＝Ｒ８に
設定されている。この構成に基づいて、出力反転部５２
にあっては、最終的な出力である検出電圧ｖ０は、 ｖ０＝５Ｖ＋（ｖ２−ｖ１）・（Ｒ７／Ｒ５） となり、その出力特性は、前述の図３に示す特性とな
る。

【００２２】次に、図５のフローチャートに基づいて、
メインコントローラ１０およびモータドライバ１１にお
いて実施されるフェイルセーフ制御について説明する。
ステップ５０１では、推力センサ５の検出電圧ｖ０があ
らかじめ設定した設定値ＸＶ以下であるか否か判定し、
ｖ０≦ＸＶの場合は、ステップ５０２に進み、ｖ０＞Ｘ
Ｖの場合は、ステップ５０１に戻る。ここで、設定値
は、本実施の形態の場合、推力センサ５の検出最大荷重
が３５ｋＮに設定されているとすると、ＸＶは３０ｋＮ
に相当する値、例えば、図３に示す特性では、ＸＶ＝
０．７１Ｖに設定している。なお、このステップ５０１
の判断を行う部分が、請求項１〜３に記載の発明の異常
検出手段に相当する。

【００２３】ステップ５０２では、推力が異常に大きい
と判断して、この異常値を検出している推力センサ５が
設けられている制動装置ＢＲにおいて（当該輪の）ピス
トン４を戻す方向にモータ６を駆動させるとともに、ス
テップ５０１においてｖ０≦ＸＶと判断されている経過
時間を計測するタイマのカウント（ｔ）を開始する。な
お、このステップ５０２において、ピストン４を戻す処
理を行う部分が請求項５に記載の発明のフェイルセーフ
制御を実行する部分に相当する。

【００２４】次のステップ５０３では、タイマのカウン
ト値ｔが、あらかじめ設定した設定時間Ｙｓを越えたか
否か判断し、ｔ＜Ｙｓの場合はステップ５０１に戻る
が、ｔ≧Ｙｓとなった場合には、ステップ５０４に進ん
で、センサ異常判断を行い、さらに次のステップ５０５
において、異常時処理を実行する。なお、このステップ
５０３の処理を行う部分が請求項４に記載の異常検出手
段に相当する。

【００２５】このステップ５０５における異常処理とし
ては、一例を示せば、異常判断された輪におけるモータ
６の作動を禁止し、残り３輪で制動を行う。この場合、
左右で作動を禁止した側の車輪の制動力を高めに制御し
て、左右で制動力の釣り合いがとれるようにするのが好
ましい。また、他の異常処理としては、異常と判断され
た輪と、その対角の輪の制動を禁止して、残りの対角の
２輪のみで制動を行う。すなわち、左前輪が異常と判断
された場合、左前輪と右後輪の制動を禁止し、制動時に
は、右前輪と左後輪で制動を行う。この場合、左右で制
動力のバランスをとることができるとともに、ヨーモー
メントも発生しないようにできる。

【００２６】さらに、他の異常処理としては、異常が発
生した輪では、推力センサ５の出力に基づくフィードバ
ック制御を行わずに、位置検出装置８が検出するモータ
６の位置検出値に基づいた出力制御を実行する。この場
合、フィードバックは行わないが目標値に向けた制御を
実行することができることから、所望の制動力に近い制
動力は発生させることができる。さらに、他の異常時処
理としては、検出した車輪速度、またはこれに車輪速度
の変化率を加えて発生している制動力を推定し、この推
定値に基づいてフィードバック制御を実行することも可
能である。上述のステップ５０５の処理を行う部分が請
求項５および請求項６に記載のフィードバック制御を実
行する部分に相当する。

【００２７】以上説明したように、実施の形態の制動制
御装置にあっては、推力センサ５に断線が生じた場合に
は、あらかじめ設定されたフェイルセーフ制御を実行
し、当該輪のピストン４を戻して非制動状態とし、さら
に、あらかじめ設定された異常時処理により、他の３輪
あるいは２輪において制動制御を行ったり、または、異
常発生輪だけはフィードバック制御を中止して位置検出
装置８に基づく出力制御を行ったりするようにした。し
たがって、推力センサ５の異常値に基づいた誤作動が実
行され続けることが無く、誤作動による制動力で車両姿
勢に悪影響を与えることを防止できる。

【００２８】また、推力センサ５は、図３に示すよう
に、推力を与えていない状態で出力値が最大値となるの
に対して、推力を与えると出力値が最低値に向かって低
下する構成としたため、推力センサ５は、断線時には出
力値が０となってこれを異常として判断できるようにな
る。このように、断線の判断を容易に行うことが可能と
なった。

【００２９】さらに、本実施の形態では、推力センサ５
の出力値が設定値ＸＶを下回った時点で、まず、当該輪
を非制動状態とし、第１段階のフェイルセーフ制御を実
行し、その後、この状態が設定時間Ｙｓを越えた時に、
最終的なフェイルセーフ制御を実行するようにしたた
め、ノイズなどによる一時的な出力異常では、最終的な
フェイルセーフ制御を実行することが無く、制御精度を
高めることができる。

【００３０】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られ
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におけ
る設計の変更などがあっても本発明に含まれる。例え
ば、制動装置ＢＲなどの構成は、図示したものに限定さ
れないものであり、要は、ブレーキパッドのような押圧
部材を電動アクチュエータによりロータなどの回転部材
に押し付ける構成であって、その推力を検出するセンサ
が設けられた構成であれば、実施の形態に示したものに
限られない。よって、推力センサ５として実施の形態で
示したものに限定されるものではなく、また、電動アク
チュエータとしてはモータ６以外の手段を用いてもよ
い。

【００３１】また、実施の形態では、フェイルセーフ制
御として、２段階の制御を実行するようにしたが、いず
れか一方のみを実行するようにしてもよい。また、フェ
イルセーフ制御としても、実施の形態で示した制御に限
定されるものではなく、例えば、異常が発生したので走
行を中止するように表示するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施の形態の制動制御装置を示す構成説
明図である。

【図２】実施の形態の制動制御装置を示す全体図であ
る。

【図３】実施の形態の推力センサの出力特性図である。

【図４】実施の形態の推力センサを示す回路図である。

【図５】実施の形態の制動制御装置のフェイルセーフ制
御の流れを示すフローチャートである。

【符号の説明】

ＢＲ ブレーキ装置 ２ａ，２ｂ ブレーキパッド（押圧部材） ３ ブレーキロータ（回転部材） ５ 推力センサ ６ モータ（電動アクチュエータ） １０ メインコントローラ（制御手段） １１ モータドライバ（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D046 BB01 HH00 HH08 HH25 HH26 HH51 MM13 MM14 3D048 BB02 CC49 HH66 HH68 HH70 RR01 RR02 RR11 RR25 RR35 3D049 BB02 CC07 HH51 RR01 RR02 RR05 RR09 RR10 RR13

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪と一体的に回転する回転部材に対し
   て押圧部材を押し付けて制動力を発生する制動装置と、 この制動装置に含まれ、押圧部材に対して回転部材に押
   し付ける方向の推力を与える電動アクチュエータと、 入力手段からの入力に基づいて前記電動アクチュエータ
   を作動させる制動制御する制御手段と、を備えた制動制
   御装置において、 システム異常を検出する異常検出手段を設け、 前記制御手段は、異常検出手段によりシステム異常が検
   出されたときには、異常が発生している車輪に対してあ
   らかじめ設定されたフェイルセーフ制御を実行すること
   を特徴とする制動制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の制動制御装置におい
   て、 前記入力手段は、前記電動アクチュエータが押圧部材に
   対して与える推力を検出する推力センサを含み、 前記制御手段は、制動制御時に、推力センサの検出置に
   基づくフィードバック制御を実行し、 前記異常検出手段は、推力センサの異常を検出すること
   を特徴とする制動制御装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の制動制御装置におい
   て、 前記推力センサを、推力が大きいほど出力値が小さくな
   り、逆に推力が小さいほど出力値が大きくなる構成と
   し、 前記異常検出手段を、推力センサの出力値が所定の値を
   下回ったときに異常と判断する構成としたことを特徴と
   する制動制御装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の制動制御装置におい
   て、 前記異常検出手段を、推力センサの出力値が所定の値を
   下回った状態が所定時間を超えて継続された場合に異常
   と判断する構成としたことを特徴とする制動制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の制動制
   御装置において、 前記制御手段は、フェイルセーフ制御時には、異常が検
   出された車輪を非制動状態とすることを特徴とする制動
   制御装置。
6. 【請求項６】 請求項２〜５のいずれかに記載の制動制
   御装置において、 前記入力手段として、電動アクチュエータの作動位置を
   検出する作動位置手段を更に設け、 前記制御手段は、フェイルセーフ制御時には、異常検出
   輪における推力センサの検出値に基づくフィードバック
   制御を中止し、作動位置検出手段に基づいて電動アクチ
   ュエータの作動制御を続行するようにしたことを特徴と
   する制動制御装置。