JP4912670B2 - 電動ブレーキシステム - Google Patents

Description

本発明は、電動ブレーキシステムに係り、特に、駐車ブレーキ機能を備えるものに用いるに好適な電動ブレーキシステムに関する。

従来、２系統のブレーキライン系を有する電動ブレーキシステムにおいて、ブレーキライン系が故障した場合に正常なブレーキライン系を特定し、片系統のブレーキライン系でブレーキ制御を継続する制御方法としては、特開２００１−２０６２０９号公報に記載されたものが知られている。この例では、１つの調圧部に合流されて接続されている２系統のブレーキライン系を有する電子制御ブレーキシステムであって、増圧制御時にブレーキ圧の上昇が検出されない場合には、各ブレーキライン系を１つずつ調圧部に連結して、連結したブレーキライン系のブレーキ圧が上昇したかどうかを検出する。これにより、ブレーキ圧の上昇が確認されたブレーキライン系を正常と判断し、正常なブレーキライン系のみでブレーキ制御を継続する。この方法により、ブレーキライン系の故障発生時にも、人力によるブレーキ動作ではなく、電子制御によりブレーキを制御することができ操作性の悪化および安全性の悪化を回避することができる。

特開２００１−２０６２０９号公報

しかしながら、特開２００１−２０６２０９号公報のものでは、駐車ブレーキが故障した場合に安全性については何ら開示されてないものである。一般に、駐車ブレーキが故障した場合には、マニュアルトランスミッションを有する車両においてはトランスミッションを低速ギアに、オートマチックトランスミッションを有する車両においてはトランスミッションをパーキングレンジに入れることにより、駐車ブレーキの代替とすることができる。しかしながら、（１）運転者が通常ブレーキを解除した状態で駐車ブレーキ作動指令を発して駐車ブレーキの故障が判明する場合、あるいは、（２）運転者が通常ブレーキをかけた状態で駐車ブレーキ作動指令を発してから通常ブレーキを解除した後に駐車ブレーキの故障が判明する場合には、車両の停止が保持されない可能性があり危険である。

また、モータが発生する動力によって制動部材を動作させ、制動部材と被制動部材との間に発生する摩擦力によって制動力を発生し、パッドの押付力保持手段により車両の停車を保持する電動駐車ブレーキ装置では、駐車ブレーキ作動スイッチが操作されてから、押付力保持手段の動作および動作確認終了後に駐車ブレーキ作動状態となる。したがって、駐車ブレーキ作動スイッチが操作されてから駐車ブレーキ作動状態となるまでに要する時間はワイヤ式の駐車ブレーキ装置に比べて長くなる。このため、上記（１），（２）の状態が発生する確率が高くなる可能性があり、駐車ブレーキ故障発生時のブレーキ制御が必要である。

本発明の目的は、駐車ブレーキに故障が発生した場合にも停車を保持できる電動ブレーキシステムを提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、制動部材を被制動部材に押圧して各車輪の制動力を独立に制動する複数の電動ブレーキ装置を有し、前記複数の電動ブレーキ装置は、一方が駐車ブレーキ機能を有する電動ブレーキ装置であり、他方が駐車ブレーキ機能を有さない電動ブレーキ装置であり、前記駐車ブレーキ機能の故障を検知する駐車ブレーキ故障検出手段を有する電動ブレーキシステムであって、駐車ブレーキ動作指令が発生した場合に、駐車ブレーキ機能を有さない前記電動ブレーキ装置で一時的に停車を保持できる制動力を発生した後に、駐車ブレーキ機能を有する前記電動ブレーキ装置の駐車ブレーキの動作を開始し、前記駐車ブレーキ故障検出手段が故障の有無を判断し、前記駐車ブレーキ故障検出手段が故障の発生を検出した場合には、正常な駐車ブレーキの制動力を増加させる制御を行う制御手段を備えるようにしたものである。
かかる構成により、駐車ブレーキに故障が発生した場合にも停車を保持できるものとなり、安全性を向上し得るものとなる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記制御手段は、前記駐車ブレーキ故障検出手段により前記駐車ブレーキが一輪以上失陥した場合に、残りの正常な駐車ブレーキにおける制動部材と被制動部材の間の押圧力を大きくするようにしたものである。

（３）上記（２）において、好ましくは、前記制御手段は、駐車ブレーキ動作指令発生後に駐車ブレーキ機能が発揮された場合には、駐車ブレーキ機能を有さない前記電動ブレーキ装置による制動を解除するようにしたものである。
かかる構成により、制動によるエネルギー消費を抑制し、モータに流れるコイルの発熱を防止し得るものとなる。

（４）上記（１）において、好ましくは、運転者の操作に拘束されずに動作可能なトランスミッションを備え、前記制御手段は、一輪以上の駐車ブレーキ機能失陥時に他の正常な駐車ブレーキ機能を動作させるとともに、前記トランスミッションに所定の低速の変速比を選択させる動作指令を発するようにしたものである。

かかる構成により、駐車ブレーキ機能失陥時でも低速に設定されたトランスミッションを駐車ブレーキの代替とすることにより、停車を保持し得るものとなる。また、車両が有するすべての駐車ブレーキが失陥した場合にもトランスミッションの作用により、駐車を持続させ得るものとなる。

（５）上記（４）において、好ましくは、路面傾斜の状態を検知する路面傾斜状態検知手段を備え、前記制御手段は、駐車ブレーキ機能失陥発生時に前記路面傾斜状態検知手段により検知された路面の傾斜状態に基づいて、前記トランスミッションを動作させるための動作指令を変化させるようにしたものである。
かかる構成により、坂道における停車時に駐車ブレーキを動作させて駐車ブレーキ機能失陥が判明し、トランスミッションを駐車ブレーキの代替とする場合においても、停車の安全性を向上し得るものとなる。また、車両が有するすべての駐車ブレーキが失陥した場合にもトランスミッションの作用により、駐車を持続させ得るものとなる。

（６）上記（５）において、好ましくは、運転者の操作に拘束されずに動作可能なステアリングを備え、前記制御手段は、一輪以上の駐車ブレーキ機能失陥時に、前記路面傾斜状態検知手段により路面の勾配が所定値よりも急であると判断した場合には、正常な駐車ブレーキおよび前記トランスミッションを動作させるとともに、前記ステアリングを操作するための指令を発するようにしたものである。
かかる構成により、急勾配の坂道における停車時に駐車ブレーキを動作させて駐車ブレーキ機能失陥が判明した場合にも、ステアリングを操作することにより、路面とタイヤの間に働く摩擦力を大きくすることができ、停車の安全性を向上し得るものとなる。

（７）上記（１）において、好ましくは、前記複数の電動ブレーキ装置は、モータの動力により、制動部材を被制動部材に押圧して車輪を制動し、前記駐車ブレーキ機能は、前記モータとともに動作する爪部と、この爪部に係合して前記モータの動作を規制するラッチ機構と、このラッチ機構を動作させるためのラッチ動作手段とを有し、前記制御手段は、前記ラッチ機構の動作後に、前記モータのコイルに流れる電流値を低下させ、前記制動部材と前期被制動部材の間の押圧力が規定量以上低下する場合に、前記ラッチ機構を動作させた時の押圧力よりも大きな押圧力に調節して再びラッチ機構を動作させるようにしたものである。

（８）上記（７）において、好ましくは、前記制御手段は、ラッチ機構の動作後に、前記モータのコイルに流れる電流値を低下させ、前記制動部材と前記被制動部材の間の押圧力が規定量以上低下した場合に駐車ブレーキ機構の故障を示す警告を発するものである。
かかる構成により、駐車ブレーキの故障を判別して安全を確保し得るものとなる。

（９）上記（７）において、好ましくは、前記制御手段は、前記ラッチ機構を再び動作させる回数が規定回数に達した場合に、駐車ブレーキ機能の失陥であると判断するようにしたものである。
かかる構成により、単に駐車ブレーキ作動に失敗した場合を故障として検出することなく、駐車ブレーキの故障を確実に検出し得るものとなる。

（１０）上記（７）において、好ましくは、前記制御手段は、前記モータの通電電流と、前記ラッチ動作手段の通電電流を監視し、前記モータ若しくは前記ラッチ動作手段の失陥を検出した場合には、警告を発するようにしたものである。

かかる構成により、運転者が駐車ブレーキ作動スイッチを操作するときに事前に駐車ブレーキ機能の失陥を知ら得るものとなる。

（１１）上記（１）において、好ましくは、前記複数の電動ブレーキ装置は、モータの回転を直動運動へ変換して得られる直動力により、制動部材を被制動部材に押圧して制動力を発生し、前記駐車ブレーキ機能は、前記モータのロータに固定された爪部と、一方向ソレノイドと、前記ソレノイドによって駆動されるソレノイドロッドと、前記ソレノイドロッドと係合して動作するとともに、ラッチを有するラッチロッドとから構成されるリンク機構と、を有し、前記ラッチで前記ロータの動きを規制することにより制動力を保持するようにしたものである。

本発明によれば、駐車ブレーキに故障が発生した場合にも停車を保持できるものとなる。

以下、図１〜図５を用いて、本発明の第１の実施形態による電動ブレーキシステムの構成及び動作について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態による電動ブレーキシステムのシステム構成について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による電動ブレーキシステムのシステム構成を示すシステムブロック図である。

エンジン（ＥＧ）４０の駆動力は、変速機（ＴＭ）４２により変速され、差動機（ＤＦ）４４を介して、前輪８ａ，８ｂにそれぞれ伝達され、前輪８ａ，８ｂを回転駆動する。なお、動力源としては、エンジン４０に代えて、モータでもよく、また、エンジンとモータのハイブリットシステムでもよいものである。変速機４２は、自動変速機や手動変速機のいずれでもよいものである。ただし、後述する第２実施形態を適用する際には、変速機４２は、変速操作を電子的に行うアクチュエータを備えた電子制御の自動変速機若しくは変速ギアの切替をアクチュエータにより制御する自動ＭＴ等を用いる必要がある。

ステアリング５０を回転させると、その回転駆動力はステアリングギア５２を介して、前輪８ａ，８ｂに伝達され、前輪８ａ，８ｂを操舵する。ステアリング操作をアシストする機構として、電動パワーステアリングを備えている。電動パワーステアリングは、モータ５４と、モータ５４を駆動するモータドライバ５６とからなる。なお、パワーステアリングとしては、電動機構の他に、油圧機構を用いるものでもよいものである。

前輪８ａ，８ｂ及び後輪８ｃ，８ｄには、それぞれ、ディスクロータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが備えられている。ディスクロータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、それぞれ、前輪８ａ，８ｂ，後輪８ｃ，８ｄとともに回転する。電動ブレーキアクチュエータ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、ディスクロータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを押圧し、摺動する。ここで、後輪に備えられた電動ブレーキアクチュエータ６ｃ，６ｄは、駐車ブレーキ機能を備えている。

ブレーキペダル１の変位量は、ストロークセンサ２によって電気信号に変換され、メインコントローラ３に入力する。また、駐車ブレーキ操作スイッチ９が操作された場合に出力する駐車ブレーキ信号も、メインコントローラ３に入力する。路面傾斜センサ６０は、車両が位置している路面の傾斜角を検出し、検出された路面傾斜信号をメインコントローラ３に入力する。なお、路面傾斜センサ６０は、後述する第２実施形態，第３実施形態において用いられるものであり、第１実施形態においては必須のものではない。

メインコントローラ３は、ストロークセンサ２からの電気信号に基づいて４輪の各制動力を統括的に制御し、また、駐車ブレーキ操作スイッチ９からの駐車ブレーキ信号に基づいて、後輪の電動ブレーキアクチュエータ６ｃ，６ｄは、駐車ブレーキ機能を制御する。

電動ブレーキコントローラ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、メインコントローラ３から出力される電気信号に基づいて各輪の電動ブレーキを制御する。ドライバ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、電動ブレーキコントローラ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄから出力される電気信号に基づいて、各車輪の電動ブレーキアクチュエータ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄのモータに電流を入力し、モータを動作させ、また、後輪の電動ブレーキアクチュエータ６ｃ，６ｄに備えられたソレノイドを動作させて、駐車ブレーキ機能を動作させる。

バッテリ（ＢＡ）２４の電力は、メインコントローラ３に供給されるとともに、ドライバ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを介して、電動ブレーキアクチュエータ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄのモータや、電動ブレーキアクチュエータ６ｃ，６ｄのソレノイドや、モータドライバ５６を介して、モータ５４などに供給される。

次に、図２を用いて、本実施形態による電動ブレーキシステムに用いる電動ブレーキアクチュエータ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの構成について説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態による電動ブレーキシステムに用いる電動ブレーキアクチュエータの構成を示す要部断面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。

図２に示した電動ブレーキアクチュエータ６は、駐車ブレーキ機能を有する後輪の電動ブレーキアクチュエータ６ｃ，６ｄの構成である。前輪の電動ブレーキアクチュエータ６ａ，６ｂは、図２に示した電動ブレーキアクチュエータ６から駐車ブレーキ機能を除去したものである。

電動ブレーキアクチュエータ６のモータ部は、モータステータ２９の内周側に固定されたモータコイル１１と、モータコイル１１の磁界変化に伴って回転するモータロータ１０と、モータロータ１０に固定されている磁石１２と、モータロータ１０の回転変位を検出するためのレゾルバ１８とからなる。電動ブレーキコントローラ４によって制御されるモータドライバ５からの電流は、モータコイル１１に入力され、モータコイル１１が発生する磁界を変化させ、モータロータ１０を回転させる。レゾルバ１８は、モータの回転制御に用いられるとともに、モータの変位の測定にも用いられる。レゾルバ１８によって検出されたモータの変位情報は、メインコントローラ３に入力する。

モータのモータロータ１０の回転速度は、減速機１３によって減速されるとともに、モータロータ１０の回転トルクは増幅されて、回転−直動変換機構に伝達される。回転−直動変換機構は、減速機１３によって減速された回転運動を直動運動に変換するものであり、ボールねじ１４と、ボールねじロッド１５により直動運動させられるピストン１６とからなる。ボールねじ１４の回転運動は、ボールねじロッド１５によって直動に変換され、ボールねじロッド１５に固定されたピストン１６が直動運動する。回転−直動変換機構であるボールねじ１４は、ボールランプなどの他の機構を使用してもよいものである。

制動部材であるブレーキパッド１７ａ，１７ｂは、それぞれ、支持材２８ａ，２８ｂに固定されている。ブレーキパッド１７ｂは、ピストン１６に固定されており、ピストン１６が図示の左方向に移動すると、被制動部材であるディスクロータ７に押圧される。ブレーキパッド１７ａ，１７ｂの押付力は、押付力センサ１９によって測定され、メインコントローラ３に入力する。モータコイル１１に流れる電流は、モータ電流センサ２３によって測定され、メインコントローラ３に入力する。

次に、駐車ブレーキ機構について説明する。駐車ブレーキ機構は、モータロータ１０の回転運動を拘束するためのラッチ２１と、ラッチ２１を駆動するためのソレノイド２０とからなる。駐車ブレーキ機構は、後輪用の電動ブレーキアクチュエータ６ｃ，６ｄに備えられており、前輪用の電動ブレーキアクチュエータ６ａ，６ｂには備えられていないものである。駐車ブレーキ機構の構成及び動作については、図３を用いて後述する。

図２に示した電動ブレーキ装置によるパッド押圧力の制御メカニズムについて説明する。メインコントローラ３は、運転者のペダル踏み込み量などから必要な制動力を算出し、それに基づいてパッド押付力指令を作成する。パッド押付力指令はＣＡＮ（Controller Area Network）通信を介して電動ブレーキコントローラ４に送信さる。電動ブレーキコントローラ４は、パッド押付力指令と、押付力センサ１９で測定した実際の押付力の偏差を計算し、この押付力偏差を減少させるために必要なモータ電流指令信号を作成する。モータドライバ５は、モータ電流指令信号に応じた電流をモータコイル１１に流す。モータコイル１１に電流が流れてモータロータ１０がトルクを発生すると、モータロータ１０とともに減速機１３が回転し、ボールねじ１４を動作させる。ボールねじ１４の動作によりピストン１６が直動運動を行い、ブレーキパッド１７をディスクロータ７に押し付けたり、ディスクロータ７から離したりする。ブレーキパッド１７がディスクロータ７に押し付けられた場合にブレーキパッド１７が変形し、押付力が発生する。

本実施形態による電動ブレーキ装置の駆動源であるモータは、モータステータ２９と、モータコイル１１と、モータロータ１０と、モータロータ１０に固定されている磁石１２および軸受けから構成されるブラシレスモータである。ブラシレスモータは、モータロータ１０の回転変位を検出するためのレゾルバ１８の測定値と、モータコイル１１に流れる電流の値を測定するモータ電流センサ２３の測定値を使用して、モータドライバ５により制御される。

次に、図３を用いて、本実施形態による電動ブレーキシステムに用いる駐車ブレーキ機構の構成及び動作について説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態による電動ブレーキシステムに用いる駐車ブレーキ機構の構成を示す側面図である。なお、図３（Ａ）は駐車ブレーキの解除状態を示し、図３（Ｂ）は駐車ブレーキのＯＮ状態を示している。また、図２と同一符号は、同一部分を示している。

図３に示すように、本実施形態の駐車ブレーキ機構は、外周に複数の爪部１０ａを備えたモータロータ１０と、モータロータ１０の爪部１０ａを係止することによりモータロータの回転を拘束するラッチ２１ａと、ラッチ２１ａを駆動するためのソレノイド２０とにより構成される。ラッチ２１ａは、ラッチロッド２１に設けられている。

ラッチロッド２１とソレノイドロッド２５により、リンク機構が形成される。ラッチロッド２１の一端は、支点Ｏを中心に回動可能である。ラッチロッド２１の他端は、ソレノイドロット２５の一端と回動可能に係合されている。ソレノイドロット２５の他端は、ソレノイド２０により動作される。

ソレノイド２０は、ソレノイドコイル２６と、ソレノイドばね２７と、ソレノイドロッド２５により概略構成される。ソレノイドコイル２６に電流が流れていない場合には、ソレノイドロッド２５はソレノイドばね２７の付勢力により押し出された状態となるが、ソレノイドコイル２６に電流を流すと、ソレノイドコイル２６が発生する磁界によりソレノイドロッド２５は吸引され、ソレノイドばね２７を圧縮する。

図３（Ａ）は、モータロータ１０の爪車にラッチ２１がかかっていない状態、すなわち駐車ブレーキ解除時の状態を示している。この場合、ソレノイドコイル２６には通電されておらず、ソレノイドロッド２５は押し出されているため、モータロータ１０は自由に回転することができる。

図３（Ｂ）は、ラッチ２１がモータロータ１０の爪１０ａにかかり、モータロータ１０の動きが拘束された駐車ブレーキ作動状態を示している。図３のモータロータ１０は時計回り方向をピストン後退側方向（ブレーキ解除方向）、反時計回り方向をピストン前進方向（パッド押付力増加方向）とする。押付力が発生している状態では、押付力の反力はボールねじ１４および減速機１３を介してモータロータ１０にトルクＴｒｆとして伝わるが、このトルクＴｒｆは、図３における時計回り方向である。したがって、図３（Ｂ）において、モータコイル１１に電流が流れておらず、モータ自身がトルクを発生していない場合には、ラッチ２１は矢印Ｔｒｆ方向の力をモータロータ１０の爪部１０ａから受ける。この力により、ラッチ２１とモータロータ１０の爪部１０ａの間には摩擦力が発生しているため、ソレノイドコイル２６に電流が流れていなくても、ソレノイドばね２７の付勢力によってソレノイドロッド２５が押し出されることはなく、モータロータ１０が拘束された状態、すなわち駐車ブレーキ作動状態を維持することができる。

駐車ブレーキ作動状態から駐車ブレーキを解除する場合には、図３（Ｂ）の状態で、モータロータ１０を反時計回り方向に爪部１０ａの爪１つ分回転させると、ラッチ２１と爪部１０ａの間に働いている摩擦力がなくなり、ソレノイドばね２７の付勢力により、ラッチ２１は解除される。図３（Ｂ）において、ラッチ２１はモータロータ１０の時計回り方向の回転のみを拘束しているため、駐車ブレーキ作動状態でモータロータ１０を反時計回り方向に回転することが可能である。

次に、図４を用いて、本実施形態による電動ブレーキシステムに用いる駐車ブレーキ機構の故障時の制御動作について説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態による電動ブレーキシステムに用いる駐車ブレーキ機構の故障時の制御内容を示すフローチャートである。本実施形態の制御は、メインコントローラ３によって実行される。なお、電動ブレーキコントローラ４によって実行するようにすることも可能である。

ここでは、４輪の車両を例とし、図２にて説明したように、左右後輪に駐車ブレーキ機能を有する電動ブレーキ装置を、左右前輪には駐車ブレーキ機能を持たない電動ブレーキ装置を装着した場合について説明する。

まず、運転者が駐車ブレーキ操作スイッチ９を操作することで、メインコントローラ３には駐車ブレーキ作動指令が入力する。すると、ステップｓ１０において、コントローラ３は、前輪の電動ブレーキ６ａ，６ｂで車両停車を確実に保持できる制動力を発生させ、また、ステップｓ１５において、後輪の電動ブレーキ６ｃ，６ｄで車両停車を確実に保持できる制動力を発生させる。

次に、ステップｓ２０において、コントローラ３は、図３に示したソレノイド２０に通電して、後輪の電動ブレーキ６ｃ，６ｄの中の駐車ブレーキを作動させる。

次に、ステップｓ２５において、コントローラ３は、駐車ブレーキ作動確認を行い、ステップｓ３０において、駐車ブレーキ異常の有無を判断する。

ここで、図５を用いて、本実施形態による電動ブレーキシステムにおける駐車ブレーキ異常の判断方法について説明する。
図５は、本発明の第１の実施形態による電動ブレーキシステムにおける駐車ブレーキ異常の判断方法の説明図である。図５（Ａ）は、電動ブレーキ６ｃ，６ｄのモータに流れるモータ電流を示し、図５（Ｂ）は、電動ブレーキ６ｃ，６ｄのモータのモータ変位を示し、図５（Ｃ）は、電動ブレーキ６ｃ，６ｄのモータの押付力を示し、それぞれ横軸を時間として時間履歴を示している。また、図５（Ｂ），（Ｃ）において、実線Ｂ１，Ｃ１は駐車ブレーキが正常時の時間履歴を示し、破線Ｂ２，Ｃ２は駐車ブレーキが異常時の時間履歴を示している。

図８において、時刻ｔ１において、ソレノイド２０によるラッチ２１の駆動が完了した状態であるとする。時刻ｔ１から、コントローラ３が駐車ブレーキ作動確認のために、図５（Ａ）に示すように、モータ電流を徐々に減少させると、モータロータ１０はパッド押付力の反力に起因するトルクを受けているため、押付力が低下する方向に回転する。

ラッチ２１ａおよび爪車が正常であれば、図５（Ａ）に示すようにモータ電流を減少させても、やがてラッチ２１ａが爪部１０ａにかかり、図５（Ｂ）にて実線Ｂ１で示すように、モータロータ１０の回転は止まる。モータ変位は、図２に示したレゾルバ１８によって検出できる。

逆に、ラッチ２１ａが正常に動作しない場合や、爪部１０ａの爪が破損している場合には、モータ電流を減少させた場合、図５（Ｂ）にて破線Ｂ２で示すように、モータロータ１０は大きく回転し、図５（Ｃ）に破線Ｃ２で示すように、押付力は大幅に低下する。

以上の動作により、図１に記載の電動ブレーキシステムでは、ラッチ２１の駆動完了後に、コントローラ３は、モータ電流の減少を開始し、規定量以上モータが回転した場合には駐車ブレーキ作動の失敗と判断する。

モータ電流を減少させても押付力低下が規定量未満に収まった場合には、時刻ｔ２において、コントローラ３は、図５（Ａ）に示すように、モータ電流をカットし、また、ソレノイドコイル２６への通電をカットする。その後、コントローラ３は、時間Ｔだけモータ変位を監視し、モータ変位が動かないことを確認してから、時刻ｔ３において、駐車ブレーキ作動完了の信号を作成する。これにより、ラッチが爪の頂上部分などの不安定な場所に引っ掛かっていて、モータおよびソレノイドコイルの電流をカットした瞬間の衝撃でラッチが外れた場合にも駐車ブレーキ作動の失敗として認識することができる。

以上は、ラッチと爪部の係合の不具合による駐車ブレーキの作動異常の検出方法であるが、モータやソレノイドの異常は次のようにして検出することができる。すなわち、コントローラ３は、電動ブレーキの制御に大きな影響を与えないように適宜モータコイルとソレノイドコイルに電圧をかけ、図２に示した電流計２２，２３により、ソレノイドへの通電電流及びモータコイルへの通電電流を検出する。コイルに電圧をかけているのにもかかわらず、電流計２２，２３で電流を検出できない場合には、モータコイルやソレノイドコイルの断線などの動力機構失陥であるとして、駐車ブレーキ異常の判断できる。駐車ブレーキ異常の際には、運転者に対して警告を発する。この警告はブレーキあるいは駐車ブレーキを動作させていない場合でも発することができるため、運転者がブレーキを使用する事前に故障を知らせることができる。これにより、運転者はブレーキの使用を回避する対応を実施できる可能性がある。

次に、図４に戻り、ステップｓ３０の判定で異常がない場合には、ステップ３５に進み、異常がある場合にはステップｓ５０に進む。

異常がない場合には、ステップｓ３５において、コントローラ３は、前輪の制動力を解除し、次に、ステップｓ４０において、後輪の駐車ブレーキ押付力を押付力センサにより監視する。前輪の制動力を解除するのは、制動に伴いモータに電流を流し続けるエネルギー消費を抑え、モータコイルの発熱を防止するためである。

そして、ステップｓ４５において、コントローラ３は、後輪の押付力の異常の有無を判定し、異常が無い場合には、ステップｓ４０における押付力の監視を継続し、異常があると、ステップｓ５０に進む。

ステップｓ３０において、コントローラ３は、左右いずれかの駐車ブレーキに異常ありと判断すると、ステップｓ５０において、正常な駐車ブレーキの制動力を増加させ、ステップｓ５５において、コントローラ３は、再度ソレノイド２６に通電して、駐車ブレーキ作動を行う。

この場合、正常な駐車ブレーキの制動力は停車を確実に保持するために、左右輪の駐車ブレーキとも正常な場合の各駐車ブレーキが発生する押付力の合計値相当とするとよいものである。ただし、電動ブレーキ装置の耐久時間を確保するために駐車ブレーキ作動時の押付力に上限を設けてある場合には、この制限を無視して作動させるものとする。

駐車ブレーキ作動の失敗の原因が、特定の爪の破損や摩耗に起因するものであった場合、前回と同等の押付力が出るモータ変位においてラッチを作動させても再び失敗する可能性が大きい。そこで、本実施形態では、駐車ブレーキ作動の失敗と判断した場合には押圧力をモータロータ１０の爪と爪の間隔分程度以上増力してから再びラッチ２１を動作させるようにしている。押付力を増力してラッチをかける爪を変更することにより、正常に駐車ブレーキ作動が完了する可能性が高まるだけでなく、爪の破損、摩耗に対しても安定に動作する駐車ブレーキを提供できる。

次に、ステップｓ５５の実施後、ステップｓ６０において、コントローラ３は、運転者に対して駐車ブレーキ故障を示す警告を発する。

さらに、本実施形態では、駐車ブレーキ作動失敗と判断して再びラッチを動作させる回数をカウントし、この回数が規定回数Ｃに達した場合に駐車ブレーキ機能の失陥であると判断する。これにより、無限に押付力を増加してラッチを動作する状態を回避することができる。なお、規定回数Ｃの値をゼロとした場合には、押付力を増加してラッチを再び動作させる操作を実施しない場合であり、図５の時刻ｔ１〜時刻ｔ２間もしくは時刻ｔ２〜時刻ｔ３間において押付力が規定量以上低下した場合にすぐに駐車ブレーキ機能の失陥であると判断することを意味する。

以上説明したように、本実施形態によれば、電動ブレーキを搭載した車両において、駐車ブレーキ機能に失陥が生じた場合にも、駐車ブレーキの機能を持たないブレーキ装置で制動力を確保した後に、正常な駐車ブレーキのパッド押付力を通常の駐車ブレーキ時のパッド押付力以上にして作動させることにより、運転者が通常ブレーキを解除した状態で駐車ブレーキ作動指令を発して駐車ブレーキの故障が判明する場合、あるいは、運転者が通常ブレーキをかけた状態で駐車ブレーキ作動指令を発してから通常ブレーキを解除した後に駐車ブレーキの故障が判明する場合でも、車両の停車を保持することができ、安全性を向上させることができる。

次に、図６を用いて、本発明の第２の実施形態による電動ブレーキシステムの構成及び動作について説明する。本実施形態による電動ブレーキシステムのシステム構成は、図１に示したものと同様である。なお、図１に示した路面傾斜センサ６０及び変速機４２が変速操作を電子的に行うアクチュエータを備えた電子制御の自動変速機若しくは変速ギアの切替をアクチュエータにより制御する自動ＭＴ等であることが必要である。また、本実施形態による電動ブレーキシステムに用いる電動ブレーキアクチュエータ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの構成は、図２に示したものと同様である。さらに、本実施形態による電動ブレーキシステムに用いる駐車ブレーキ機構の構成及び動作は、図３に示したものと同様である。
図６は、本発明の第２の実施形態による電動ブレーキシステムの動作を示すフローチャートである。なお、図４と同一ステップ番号は、同一の処理を示している。

本実施形態では、前述したように、運転者の操作に拘束されずに動作可能な変速機，変速操作を電子的に行うアクチュエータを備えた電子制御の自動変速機若しくは変速ギアの切替をアクチュエータにより制御する自動ＭＴを用いる。また、路面傾斜の状態を検知する路面傾斜センサ６０を有している。そして、駐車ブレーキの故障が判明した場合にトランスミッションを利用して安全性を確保するための制御処理を実行するようにしている。

図６のステップｓ３０において、駐車ブレーキに異常があると判断した場合には、ステップｓ７２において、コントローラ３は、路面傾斜センサ６０の出力により、車両に対して上り坂かそうでないかを判定する。

ここで、路面が車両に対して上り坂であると判断した場合には、ステップｓ７４において、コントローラ３は、図１に示した変速機４２のギアを、低速前進ギアに設定する指令を作成し、変速機４２のアクチュエータを制御して、低速前進ギアに設定する。一方、上り坂でないと判断した場合には、ステップｓ７６において、コントローラ３は、図１に示した変速機４２のギアを、後退ギアに設定する指令を作成し、変速機４２のアクチュエータを制御して、低速前進ギアに設定する。なお、オートマチックトランスミッションを有する車両においては、ステップｓ７４，ｓ７６において、パーキングレンジに設定する指令を作成し、変速機をパーキングレンジに設定するようにしてもよいものである。

ステップｓ７４，ｓ７６の終了後、ステップｓ５０において、コントローラ３は、正常な駐車ブレーキの制動力を増加させ、ステップｓ５５において、駐車ブレーキ作動を行う。これにより、坂道においても確実に車両の停車を保持することができ、安全を確保することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、電動ブレーキを搭載した車両において、駐車ブレーキ機能に失陥が生じた場合にも、車両の停車を保持することができ、安全性を向上させることができる。

また、運転者の操作に拘束されないトランスミッションを有する車両においては、駐車ブレーキ機能失陥時にトランスミッションを利用することにより、確実に停車を保持することができる。

次に、図７及び図８を用いて、本発明の第３の実施形態による電動ブレーキシステムの構成及び動作について説明する。本実施形態による電動ブレーキシステムのシステム構成は、図１に示したものと同様である。なお、図１に示した路面傾斜センサ６０及び変速機４２が変速操作を電子的に行うアクチュエータを備えた電子制御の自動変速機若しくは変速ギアの切替をアクチュエータにより制御する自動ＭＴ等であり、車体の動作方向を制御することができるステアリング５０を備えることが必要である。また、本実施形態による電動ブレーキシステムに用いる電動ブレーキアクチュエータ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの構成は、図２に示したものと同様である。さらに、本実施形態による電動ブレーキシステムに用いる駐車ブレーキ機構の構成及び動作は、図３に示したものと同様である。
図７は、本発明の第３の実施形態による電動ブレーキシステムの動作を示すフローチャートである。なお、図４と同一ステップ番号は、同一の処理を示している。図８は、本発明の第３の実施形態による電動ブレーキシステムにおけるステアリング操作の動作説明図である。

本実施形態では、前述したように、運転者の操作に拘束されずに動作可能な変速機，変速操作を電子的に行うアクチュエータを備えた電子制御の自動変速機若しくは変速ギアの切替をアクチュエータにより制御する自動ＭＴを用いる。また、路面傾斜の状態を検知する路面傾斜センサ６０を有している。さらに、車体の動作方向を制御することができるステアリング５０を有している。そして、駐車ブレーキの故障が判明した場合にトランスミッション及びステアリングを利用して安全性を確保するための制御処理を実行するようにしている。

図７のステップｓ３０において、駐車ブレーキに異常があると判断した場合には、ステップｓ７０において、コントローラ３は、低速ギア指令を作成する。オートマティックトランスミッションの場合には、パーキングレンジに設定するようにしてもよいものである。ステップｓ７０の内容は、図６におけるステップｓ７２，ｓ７４，ｓ７６と同じ制御内容である。

次に、ステップｓ８０において、コントローラ３は、路面傾斜センサ６０により、路面の傾斜が規定値以上の急勾配であるか否かを判定する。急勾配と判定されると、ステップｓ８５において、コントローラ３は、ステアリングを操作する指令を作成する。ステアリングを操作することにより，路面と車輪の摩擦力を高め、より安定に停車を保持することができる。

ステップｓ８５の終了後、ステップｓ５０において、コントローラ３は、正常な駐車ブレーキの制動力を増加させ、ステップｓ５５において、駐車ブレーキ作動を行う。これにより、坂道においても確実に車両の停車を保持することができ、安全を確保することができる。

ここで、図８を用いて、ステアリングの操作指令作成方法を説明する。ここでは、図８（Ａ）のように上り坂で、図８（Ｂ）に示す右後輪８ｃの駐車ブレーキ機能が失陥し、左後輪８ｄの駐車ブレーキのみで停車を保持する場合を例にして説明する。

図８（Ｂ）に示すように、上り坂では車体の重心に重力の坂道斜面方向成分Ｆｇが作用する。このため、駐車ブレーキで制動している左後輪８ｃを中心に時計回り方向のモーメント（図中破線）が発生する。傾斜勾配が急な場合にはこのモーメントにより、図８（Ｃ）に示すように車体が傾くことになる。ここで、このような場合、本実施形態では、図８（Ｄ）に示すように、前輪のステアリングを右方向に回転させ、前輪を右方向に傾けることで、前輪と路面の間に左前方方向の摩擦力が発生し、前記のモーメントを打ち消すモーメント（実線矢印）を発生させることができる。これにより、図８（Ｃ）のように車体が傾くのを回避することができる。逆に右後輪の駐車ブレーキ機能が正常で、左後輪の駐車ブレーキが故障した場合には上記と逆の操作を実施することにより、車体が傾くのを回避することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、電動ブレーキを搭載した車両において、駐車ブレーキ機能に失陥が生じた場合にも、車両の停車を保持することができ、安全性を向上させることができる。

また、運転者の操作に拘束されないトランスミッション及びステアリングを有する車両においては、駐車ブレーキ機能失陥時にトランスミッション及びステアリングを利用することにより、確実に停車を保持することができる。

本発明の第１の実施形態による電動ブレーキシステムのシステム構成を示すシステムブロック図である。 本発明の第１の実施形態による電動ブレーキシステムに用いる電動ブレーキアクチュエータの構成を示す要部断面図である。 本発明の第１の実施形態による電動ブレーキシステムに用いる駐車ブレーキ機構の構成を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態による電動ブレーキシステムに用いる駐車ブレーキ機構の故障時の制御内容を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態による電動ブレーキシステムにおける駐車ブレーキ異常の判断方法の説明図である。 本発明の第２の実施形態による電動ブレーキシステムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態による電動ブレーキシステムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態による電動ブレーキシステムにおけるステアリング操作の動作説明図である。

符号の説明

３…メインコントローラ
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…電動ブレーキコントローラ
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ…モータドライバ
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ…電動ブレーキアクチュエータ
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ…ディスクロータ
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ…車輪
９…駐車ブレーキ操作スイッチ
１０…モータロータ
１１…モータコイル
１６…ピストン
１７…ブレーキパッド
１８…レゾルバ
１９…押付力センサ
２０…ソレノイド
２１ａ…ラッチ
２２…ソレノイドコイル電流センサ
２３…モータ電流センサ

Claims (11)

1. 制動部材を被制動部材に押圧して各車輪の制動力を独立に制動する複数の電動ブレーキ装置を有し、前記複数の電動ブレーキ装置は、一方が駐車ブレーキ機能を有する電動ブレーキ装置であり、他方が駐車ブレーキ機能を有さない電動ブレーキ装置であり、
   前記駐車ブレーキ機能の故障を検知する駐車ブレーキ故障検出手段を有する電動ブレーキシステムであって、
   駐車ブレーキ動作指令が発生した場合に、駐車ブレーキ機能を有さない前記電動ブレーキ装置で一時的に停車を保持できる制動力を発生した後に、駐車ブレーキ機能を有する前記電動ブレーキ装置の駐車ブレーキの動作を開始し、前記駐車ブレーキ故障検出手段が故障の有無を判断し、前記駐車ブレーキ故障検出手段が故障の発生を検出した場合には、正常な駐車ブレーキの制動力を増加させる制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする電動ブレーキシステム。
2. 請求項１記載の電動ブレーキシステムにおいて、
   前記制御手段は、前記駐車ブレーキ故障検出手段により前記駐車ブレーキが一輪以上失陥した場合に、残りの正常な駐車ブレーキにおける制動部材と被制動部材の間の押圧力を大きくすることを特徴とする電動ブレーキシステム。
3. 請求項２記載の電動ブレーキシステムにおいて、
   前記制御手段は、駐車ブレーキ動作指令発生後に駐車ブレーキ機能が発揮された場合には、駐車ブレーキ機能を有さない前記電動ブレーキ装置による制動を解除することを特徴とする電動ブレーキシステム。
4. 請求項１記載の電動ブレーキシステムにおいて、
   運転者の操作に拘束されずに動作可能なトランスミッションを備え、
   前記制御手段は、一輪以上の駐車ブレーキ機能失陥時に他の正常な駐車ブレーキ機能を動作させるとともに、前記トランスミッションに所定の低速の変速比を選択させる動作指令を発することを特徴とする電動ブレーキシステム。
5. 請求項４に記載の電動ブレーキシステムにおいて、
   路面傾斜の状態を検知する路面傾斜状態検知手段を備え、
   前記制御手段は、駐車ブレーキ機能失陥発生時に前記路面傾斜状態検知手段により検知された路面の傾斜状態に基づいて、前記トランスミッションを動作させるための動作指令を変化させることを特徴とする電動ブレーキシステム。
6. 請求項５に記載の電動ブレーキシステムにおいて、
   運転者の操作に拘束されずに動作可能なステアリングを備え、
   前記制御手段は、一輪以上の駐車ブレーキ機能失陥時に、前記路面傾斜状態検知手段により路面の勾配が所定値よりも急であると判断した場合には、正常な駐車ブレーキおよび前記トランスミッションを動作させるとともに、前記ステアリングを操作するための指令を発することを特徴とする電動ブレーキシステム。
7. 請求項１に記載の電動ブレーキシステムにおいて、
   前記複数の電動ブレーキ装置は、モータの動力により、制動部材を被制動部材に押圧して車輪を制動し、
   前記駐車ブレーキ機能は、前記モータとともに動作する爪部と、この爪部に係合して前記モータの動作を規制するラッチ機構と、このラッチ機構を動作させるためのラッチ動作手段とを有し、
   前記制御手段は、前記ラッチ機構の動作後に、前記モータのコイルに流れる電流値を低下させ、前記制動部材と前期被制動部材の間の押圧力が規定量以上低下する場合に、前記ラッチ機構を動作させた時の押圧力よりも大きな押圧力に調節して再びラッチ機構を動作させることを特徴とする電動ブレーキシステム。
8. 請求項７記載の電動ブレーキシステムにおいて、
   前記制御手段は、ラッチ機構の動作後に、前記モータのコイルに流れる電流値を低下させ、前記制動部材と前記被制動部材の間の押圧力が規定量以上低下した場合に駐車ブレーキ機構の故障を示す警告を発することを特徴とする電動ブレーキシステム。
9. 請求項７に記載の電動ブレーキシステムにおいて、
   前記制御手段は、前記ラッチ機構を再び動作させる回数が規定回数に達した場合に、駐車ブレーキ機能の失陥であると判断することを特徴とする電動ブレーキシステム。
10. 請求項７記載の電動ブレーキシステムにおいて、
    前記制御手段は、前記モータの通電電流と、前記ラッチ動作手段の通電電流を監視し、前記モータ若しくは前記ラッチ動作手段の失陥を検出した場合には、警告を発することを特徴とする電動ブレーキシステム。
11. 請求項１に記載の電動ブレーキシステムにおいて、
    前記複数の電動ブレーキ装置は、モータの回転を直動運動へ変換して得られる直動力により、制動部材を被制動部材に押圧して制動力を発生し、
    前記駐車ブレーキ機能は、前記モータのロータに固定された爪部と、一方向ソレノイドと、前記ソレノイドによって駆動されるソレノイドロッドと、前記ソレノイドロッドと係合して動作するとともに、ラッチを有するラッチロッドとから構成されるリンク機構と、を有し、前記ラッチで前記ロータの動きを規制することにより制動力を保持することを特徴とした電動ブレーキシステム。

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