(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキロータ、摩擦材、この摩擦材を前記ブレーキロータと接触させる摩擦材操作手段、および前記摩擦材操作手段を駆動する電動モータを有する電動ブレーキアクチュエータ、並びに前記電動モータを制御する電動ブレーキ制御装置によりそれぞれ構成される複数の電動ブレーキ装置と、前記各電動ブレーキ制御装置を制御する目標値を生成するブレーキ統合制御手段と、生成された前記目標値を前記各電動ブレーキ制御装置へ伝送する目標値伝送手段とを備える電動ブレーキシステムにおいて、
前記ブレーキ統合制御手段が、前記目標値として、各電動ブレーキ装置の目標ブレーキ力と、目標車輪速相当値を生成して前記目標値伝送手段へ伝送し、
前記各電動ブレーキ制御装置が、前記目標ブレーキ力に従って前記電動モータを制御するブレーキ力コントローラと、前記目標車輪速相当値に従って前記電動モータを制御する車輪速コントローラと、これらブレーキ力コントローラと車輪速コントローラとの使用を所定の条件に応じて切り換える制御切替手段とを有する、
ことを特徴とする電動ブレーキシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の電動ブレーキシステムにおいて、前記ブレーキ統合制御手段が、車輪速推定手段の推定した車輪速相当値から車輪の過スリップ状態を防止するための前記車輪速相当値の限界値を推定して前記目標車輪速相当値とする車輪速指示手段を有し、前記電動ブレーキ制御装置の前記制御切替手段は、前記車輪速推定手段で推定された車輪速相当値が目標車輪速相当値を超過していない場合は前記目標値のうち前記目標ブレーキ力を用いて前記ブレーキ力コントローラによる制御とし、前記目標車輪速相当値を超過する場合は前記目標値のうち目標車輪速相当値を用いて前記車輪速コントローラによる制御とする電動ブレーキシステム。
【請求項３】
請求項１記載の電動ブレーキシステムにおいて、前記ブレーキ統合制御手段が、車輪速推定手段の推定した車輪速相当値から車体速と同期した車輪速相当値である非スリップ車輪速相当値を推定してこの非スリップ車輪速相当値を前記目標車輪速相当値とする車輪速指示手段を有し、
前記電動ブレーキ制御装置が、前記車輪速推定手段の推定した車輪速相当値と前記非スリップ車輪速相当値とから過スリップ状態を防止するための車輪速相当値の限界値を推定する限界値推定手段を有し、
前記制御切替手段は、前記車輪速推定手段推定された車輪速相当値が、前記車輪速相当値の前記限界値を超過していない場合は前記目標値のうち前記目標ブレーキ力を用いて前記ブレーキ力コントローラによる制御とし、前記限界値を超過する場合は前記目標値のうち目標車輪速相当値を用いて前記車輪速コントローラによる制御とする電動ブレーキシステム。
【請求項４】
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、前記電動ブレーキ制御装置の前記ブレーキ力コントローラが、前記目標車輪速相当値の更新間隔の中間時間における前記目標車輪速相当値を補間する補間機能を有する電動ブレーキシステム。
【請求項５】
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、前記ブレーキ統合制御手段が、前記電動ブレーキ制御装置とは別に設けられた制御装置に設けられた電動ブレーキシステム。
【請求項６】
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、前記ブレーキ統合制御手段が、複数設置される前記電動ブレーキ装置の前記電動ブレーキ制御装置のうちの一つに設けられた電動ブレーキシステム。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６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、前記目標値伝送手段が、所定のビット数を１回の送信フレームとして送信するシリアル通信手段であり、前記目標ブレーキ力、および前記目標車輪速相当値を、それぞれ所定のビット区間に配して送信する電動ブレーキシステム。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６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、前記目標値伝送手段が、所定のビット数を１回の送信フレームとして送信するシリアル通信手段であり、前記送信フレーム中に前記目標ブレーキ力、および前記目標車輪速相当値のうちの何れか１つ、および前記目標ブレーキ力および前記目標車輪速相当値の何れであるかを示す区別情報を含み、前記制御切替手段は、前記区別情報に基づいて、送信された目標値が前記目標ブレーキ力および前記目標車輪速相当値のいずれであるかを認識する電動ブレーキシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等の車両に適用される電動ブレーキシステムおよびこのシステムを構成する電動ブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動ブレーキ装置として、次の各提案がなされている。
・電動モータ、直動機構、および減速機を使用した電動ブレーキ用アクチュエータの提案（特許文献１）。
・遊星ローラ機構および電動モータを使用した電動アクチュエータについての提案（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−３２７１９０号公報
【特許文献２】特開２００６−１９４３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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、一般に、制御装置と電動ブレーキアクチュエータの間にはモータ三相動力線および各種センサ信号線を配線しなければならない。両者間の距離を長くする構成をとると、コスト、重量、および耐久性の面で不利となる。
【０００５】
例えば、一般に電動ブレーキ装置は１２Ｖ等の車両の低電圧系を用いて制御する必要があり、三相動力線は電流定格を満足するために太くなりやすいため、ハーネスのコスト、重量が問題となる。また、三相動力線を長くするとハーネスでの損失が増加し、高速なブレーキ制御の実現が困難となる恐れがある。
そのため、電動ブレーキ制御装置を各ブレーキに対して分散配置する構造が考えられる。このとき、車輪速センサを電動ブレーキ制御装置で処理する構成とすると、車輪速センサの配線が簡潔になり好適であると考えられる。
また、例えばＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）によるアンチロック動作において、電動ブレーキアクチュエータへのブレーキ力指令は極めて高速に入力する必要がある。しかしながら、例えば一般に車両制御系に用いられるＣＡＮ（コントロールエリアネッワーク）において、複数の電動ブレーキアクチュエータの全てに高速にブレーキ力指令を送信すると、ネットワーク占有率が高くなりすぎる等、通信の安定性を欠く課題がある。これを回避するには、高速通信や独立した通信系統など、高価で複雑な通信仕様の実装が必要になる可能性がある。また、上記の車輪速センサを電動ブレーキ制御装置で処理する構成をとると、例えば車速推定等において４輪の車輪速センサ信号を統合しなければならず、電動ブレーキアクチュエータへの送信頻度をさらに圧迫する可能性がある。
【０００６】
この発明の目的は、ブレーキ力制御と、アンチロック制御等の車輪速制御とを行うにつき、配線構造が簡素で、かつ動力線を短くできて、コスト面で優位となり、また電動ブレーキ制御装置への指令通信周期を長くすることができて、通信手段のコスト低減、信頼性の向上が可能となる電動ブレーキシステムおよび電動ブレーキ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の電動ブレーキシステムは、ブレーキロータ１５、摩擦材１６、この摩擦材１６を前記ブレーキロータ１５と接触させる摩擦材操作手段１３、および前記摩擦材操作手段１３を駆動する電動モータ１１を有する電動ブレーキアクチュエータ４、並びに前記電動モータ１１を制御する電動ブレーキ制御装置５によりそれぞれ構成される複数の電動ブレーキ装置３と、前記各電動ブレーキ制御装置５を制御する目標値を生成するブレーキ統合制御手段７と、生成された前記目標値を前記各電動ブレーキ制御装置５へ伝送する目標値伝送手段１０とを備える電動ブレーキシステムにおいて、
前記ブレーキ統合制御手段７が、前記目標値として、各電動ブレーキ装置３の目標ブレーキ力と、目標車輪速相当値を生成して前記目標値伝送手段１０へ伝送し、
前記各電動ブレーキ制御装置５が、前記目標ブレーキ力に従って前記電動モータ１１を制御するブレーキ力コントローラ３３と、前記目標車輪速相当値に従って前記電動モータ１１を制御する車輪速コントローラ３４と、これらブレーキ力コントローラ３３と車輪速コントローラ３４との使用を所定の条件に応じて切り換える制御切替手段３５とを有する、ことを特徴とする。
【０００８】
この構成によると、ブレーキ統合制御手段７が、各電動ブレーキ装置３の目標ブレーキ力と、目標車輪速相当値を生成して前記目標値伝送手段１０へ伝送する。電動ブレーキ制御装置５では、制御切替手段３５により、ブレーキ力コントローラ３３と車輪速コントローラ３４との使用を所定の条件に応じて切り換え、ブレーキ力コントローラ３３は、前記目標ブレーキ力に従って前記電動モータ１１を制御する。車輪速コントローラ３４は、前記目標車輪速相当値に従って前記電動モータ１１を制御する。
なお、前記「車輪速相当値」とは、車輪速の他、車輪速の微分値や積分値など、車輪速に変換可能な値を言う。車輪速の制御は、電動ブレーキ装置３の制動動作の制御によって車輪速を制御することであり、ＡＢＳとしてのアンチロック制御やＴＣＳ（トラクションコントロールシステム）としての空転防止制御に代表されるスリップ制御等である。前記「所定の条件」は適宜設計する。また、この明細書で言う「推定」には、センサで検出する場合の「検出」を含む。
【０００９】
車輪速の制御は、車両の４輪の車輪速を知る必要があるため、その車輪速コントローラ３４は従来ではＥＣＵ等の上位制御装置に設けられている。このように、従来ではＥＣＵ等に設けられていた車輪速コントローラ３４を、この発明では電動ブレーキ制御装置５に設け、目標車輪速相当値を受信することとし、電動ブレーキ制御装置５において、ブレーキ力制御と車輪速制御の制御系が完結する構造をとることとした。そのため、配線構造がシンプルなものとなり、コスト面で優位となる。また、電動ブレーキ制御装置５への指令通信周期を長くさせることで、通信手段のコスト低減、信頼性の向上が可能となる。
【００１０】
より具体的には、この電動ブレーキシステムにおいて、例えばＣＡＮに代表されるシリアルバス・システムで各電動ブレーキ装置３を制御することが、最も簡潔で低コストとなる構成と考えられる。しかしながらその場合、通信頻度と通信の確実性がトレードオフとなる場合が多い。
例えばドライバのブレーキペダル操作への追従を考える場合、通信周期を数十msec程度としても、その遅延をドライバが体感できる例は極めて稀と考えられる。一方、例えばアンチロック制御のような車輪速制御においては、慣性の小さい従動輪車輪速の時定数が２０msec以下程度となる場合もあるため、前記の通信周期では不十分と考えられる。
しかし、この発明では、アンチロック制御における車輪速制御は電動ブレーキ制御装置５のみで行い、通常のブレーキ制御や高速動作を必要としないその他のブレーキ制御は、ネットワークエリアで指令を行うため、高価な通信系統を必要としない電動ブレーキシステムが構成できる。この時、アンチロック制御における目標車輪速は、４輪すべての車輪速を統合する必要があるが、目標車輪速に対する等価慣性は車体の重量となり時定数が大きいため、ネットワークエリアを介した情報伝達速度で十分と考えられる。
【００１１】
この電動ブレーキシステムは、纏め直すと次のように構成している。
・車輪速制御を電動ブレーキ制御装置５上で行う電動ブレーキシステムを構成する。
・電動ブレーキ制御装置５への指令として、ブレーキ力と車輪速を用いる。
・電動ブレーキ制御装置５への指令は、通信周期が遅くても問題のないパラメータのみとする。
・電動ブレーキ制御装置５への指令は、分解能が低くても問題のないパラメータのみとする。
このため、ブレーキ力制御と、アンチロック制御等の車輪速制御とを行うにつき、配線構造が簡素で、かつ動力線を短くできて、コスト面で優位となり、また電動ブレーキ制御装置への指令通信周期を長くさせることができて、通信手段のコスト低減、信頼性の向上が可能な電動ブレーキシステムとなる。
【００１２】
この発明の電動ブレーキシステムにおける具体的な構成として、前記ブレーキ統合制御手段７が、車輪速推定手段９の推定した車輪速相当値から前記車輪の過スリップ状態を防止するための前記車輪速相当値の限界値を推定して前記目標車輪速相当値とする車輪速指示手段３２を有し、前記電動ブレーキ制御装置５の前記制御切替手段３５は、前記車輪速推定手段推９で推定された車輪速相当値が前記限界値である目標車輪速相当値を超過していない場合は前記目標値のうち前記目標ブレーキ力を用いて前記ブレーキ力コントローラ３３による制御とし、前記限界値を超過する場合は前記目標値のうち目標車輪速相当値を用いて前記車輪速コントローラ３４による制御とする構成としても良い。前記過スリップ状態は、車輪のロック状態等である。
【００１３】
このように、車輪速相当値が前記限界値である目標車輪速相当値を超過していない場合は前記目標値のうち前記目標ブレーキ力を用いて前記ブレーキ力コントローラ３３による制御とし、限界値を超過する場合は前記目標値のうち目標車輪速相当値を用いて前記車輪速コントローラ３４による制御とすることで、アンチロックブレーキ動作が行える。
【００１４】
この発明の電動ブレーキシステムにおいて、前記具体的構成に代えて、前記ブレーキ統合制御手段７が、車輪速推定手段９の推定した車輪速相当値から車体と同期した車輪速相当値である非スリップ車輪速相当値（換言すれば、車体速相当値）を推定してこの非スリップ車輪速相当値を前記目標車輪速相当値とする車輪速指示手段３２を有し、
前記電動ブレーキ制御装置５が、前記車輪速推定手段９の推定した車輪速相当値と前記非スリップ車輪速相当値とから過スリップ状態を防止するための車輪速相当値の限界値を推定する限界値推定手段３６を有し、
前記制御切替手段３５は、前記車輪速推定手段９により推定された車輪速相当値が、前記車輪速相当値の前記限界値を超過していない場合は前記目標値のうち前記目標ブレーキ力を用いて前記ブレーキ力コントローラ３３による制御とし、前記限界値を超過する場合は前記目標値のうち目標車輪速相当値を用いて前記車輪速コントローラ３４による制御とする構成としても良い。
【００１５】
この構成は、前記具体的構成とは、車輪速相当値の限界値を推定する限界値推定手段３６が、ブレーキ統合制御手段７ではなく電動ブレーキ制御装置５に設けられていることで異なる。
このように、車輪速相当値の限界値を推定する限界値推定手段３６を電動ブレーキ制御装置５側に設けても、アンチロックブレーキ動作が行える。
【００１６】
この発明の電動ブレーキシステムにおいて、前記電動ブレーキ制御装置５の前記ブレーキ力コントローラ３３が、前記目標車輪速相当値の更新間隔の中間時間における前記目標車輪速相当値を補間する補間機能を有する構成としても良い。
このように補間機能を設けることで、目標車輪速相当値の更新間隔を長くしても、目標車輪速相当値を更新して制御でき、更新間隔を短くした場合と同様な制御が行える。
【００１７】
この発明の電動ブレーキシステムにおいて、前記ブレーキ統合制御手段７が、前記電動ブレーキ制御装置５とは別に設けられた制御装置に設けられていても良い。例えば、車両全体の統括制御、協調制御等を行う上位ＥＣＵ６に設けられていても、また専用のＥＣＵ（図示せず）として設けられていても良い。上位ＥＣＵ６に設ける場合は、上位ＥＣＵ６機能は増えるが、制御装置を別に設けることが不要となる。専用のＥＣＵに設ける場合は、上位ＥＣＵの複雑化が回避される。
【００１８】
この発明の電動ブレーキシステムにおいて、前記ブレーキ統合制御手段７が、複数設置される前記電動ブレーキ装置３の前記電動ブレーキ制御装置５のうちのいずれか一つに設けられていても良い。
複数ある電動ブレーキ制御装置５の一つに前記ブレーキ統合制御手段７を設ける場合、上位ＥＣＵ６とはできるだけ独立させた電動ブレーキシステムとして完結でき、種々の機能を持たせる上位ＥＣＵ６の負担が軽減できる。
【００１９】
この発明の電動ブレーキシステムにおいて、前記目標値伝送手段１０が、所定のビット数を１回の送信フレームとして送信するシリアル通信手段であり、前記目標ブレーキ力、および前記目標車輪速相当値を、それぞれ所定のビット区間に配して送信する構成としても良い。
この構成の場合、一般的に車内ＬＡＮとして採用されているＣＡＮ等を用いてこの発明が実現できる。
【００２０】
この発明の電動ブレーキシステムにおいて、前記目標値伝送手段１０が、所定のビット数を１回の送信フレームとして送信するシリアル通信手段であり、前記送信フレーム中に前記目標ブレーキ力、および前記目標車輪速相当値のうちの何れか１つ、および目標ブレーキ力および目標車輪速相当値の何れであるかを示す区別情報を含み、前記制御切替手段３５は、前記区別情報に基づいて、送信された目標値が前記目標ブレーキ力および前記目標車輪速相当値のいずれであるかを認識する構成であっても良い。
この構成の場合も、一般的に車内ＬＡＮとして採用されているＣＡＮ等を用いてこの発明が実現できる。
【００２１】
この発明の電動ブレーキ装置３は、ブレーキロータ１５、摩擦材１６、この摩擦材１６を前記ブレーキロータ１５と接触させる摩擦材操作手段１３、および前記摩擦材操作手段１３を駆動する電動モータ１１を有する電動ブレーキアクチュエータ４と、前記電動モータ１１を制御する電動ブレーキ制御装置５とを備た電動ブレーキ装置３であって、
目標ブレーキ力に従って前記電動モータ１１を制御するブレーキ力コントローラ３３と、目標車輪速相当値に従って前記電動モータ１１を制御する車輪速コントローラ３４と、これらブレーキ力コントローラ３３と車輪速コントローラ３４との使用を所定の条件に応じて切り替える制御切替手段３５とを有することを特徴とする。
【００２２】
この構成によると、この発明の電動ブレーキシステムに適用できて、同システムにつき前述したように、ブレーキ力制御と、アンチロック制御等の車輪速制御とを行うにつき、配線構造が簡素で、かつ動力線を短くできて、コスト面で優位となり、また電動ブレーキ制御装置５への指令通信周期を長くすることができて、通信手段のコスト低減、信頼性の向上が可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明の電動ブレーキシステムは、ブレーキロータ、摩擦材、この摩擦材を前記ブレーキロータと接触させる摩擦材操作手段、および前記摩擦材操作手段を駆動する電動モータを有する電動ブレーキアクチュエータ、並びに前記電動モータを制御する電動ブレーキ制御装置によりそれぞれ構成される複数の電動ブレーキ装置と、前記各電動ブレーキ制御装置を制御する目標値を生成するブレーキ統合制御手段と、生成された前記目標値を前記各電動ブレーキ制御装置へ伝送する目標値伝送手段とを備える電動ブレーキシステムにおいて、前記ブレーキ統合制御手段が、前記目標値として、各電動ブレーキ装置の目標ブレーキ力と、目標車輪速相当値を生成して前記目標値伝送手段へ伝送し、前記各電動ブレーキ制御装置が、前記目標ブレーキ力に従って前記電動モータを制御するブレーキ力コントローラと、前記目標車輪速相当値に従って前記電動モータを制御する車輪速コントローラと、これらブレーキ力コントローラと車輪速コントローラとの使用を所定の条件に応じて切り換える制御切替手段とを有するため、ブレーキ力制御と、アンチロック制御等の車輪速制御とを行うにつき、配線構造が簡素で、かつ動力線を短くできて、コスト面で優位となり、また電動ブレーキ制御装置への指令通信周期を長くすることができて、通信手段のコスト低減、信頼性の向上が可能となるという効果が得られる。
【００２４】
この発明の電動ブレーキ装置は、ブレーキロータ、摩擦材、この摩擦材を前記ブレーキロータと接触させる摩擦材操作手段、および前記摩擦材操作手段を駆動する電動モータを有する電動ブレーキアクチュエータと、前記電動モータを制御する電動ブレーキ制御装置とを備えた電動ブレーキ装置であって、目標ブレーキ力に従って前記電動モータを制御するブレーキ力コントローラと、目標車輪速相当値に従って前記電動モータを制御する車輪速コントローラと、これらブレーキ力コントローラと車輪速コントローラとの使用を所定の条件に応じて切り替える制御切替手段とを有するため、この発明の電動ブレーキシステムに適用でき、ブレーキ力制御と、アンチロック制御等の車輪速制御とを行うにつき、配線構造が簡素で、かつ動力線を短くできて、コスト面で優位となり、また電動ブレーキ制御装置への指令通信周期を長くすることができて、通信手段のコスト低減、信頼性の向上が可能となるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（Ａ）は、この発明の第１の実施形態に係る電動ブレーキシステムの各機器の配置関係例を示す説明図、（Ｂ）はその電動ブレーキ制御装置とブレーキ統合制御手段とを示す概念構成のブロック図である。
【図２】同電動ブレーキシステムに適用する電動ブレーキアクチュエータの一例を簡略化して示す側面図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ同電動ブレーキシステムにおけるシリアル送信のデータ形態例の説明図である。
【図４】同電動ブレーキシステムの制御切替フローの一例を示す流れ図である。
【図５】同電動ブレーキシステムの制御切替フローの他の例を示す流れ図である。
【図６】同電動ブレーキシステムの制御切替え動作例の説明図である。
【図７】この発明の他の実施形態に係る電動ブレーキシステムの各機器の配置関係例を示す説明図である。
【図８】この発明のさらに他の実施形態に係る電動ブレーキシステムの各機器の配置関係例を示す説明図である。
【図９】補間の説明図である。
【図１０】この発明のさらに他の実施形態に係る電動ブレーキシステムにおける、電動ブレーキ制御装置とブレーキ統合制御手段とを示す概念構成のブロック図である。
【図１１】従来例の概念構成のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
この発明の第１の実施形態を図面と共に説明する。図１（Ａ）は、四輪の自動車等の車両に適用した例を示す。この車両１は、フロント側およびリア側の左右各車輪２に対して電動ブレーキ装置３が設けられている。図の符号ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲは、前左、前右、後左、後右をそれぞれ示す。
電動ブレーキ装置３は、機械的な部分である電動ブレーキアクチュエータ４と、この電動ブレーキアクチュエータ４を制御する電動ブレーキ制御装置５とで構成される。この実施形態では、電動ブレーキ制御装置５は、各車輪２の近傍で、例えば電動ブレーキアクチュエータ４におけるブレーキキャリパに設置されている。各電動ブレーキ制御装置５は、マイクロコンピュータおよび電子回路で構成される。また、各車輪２に対して、その車輪速相当値を推定する車輪速推定手段９が設置されている。車輪速推定手段９には、この例では車輪の回転速度（車輪速）を検出する回転センサである車輪速センサが用いられている。なお、ここで言う「車輪速相当値」は、前述のように、車輪速の他、車輪速の微分値や積分値など、車輪速に変換可能な値を言う。
【００２７】
上位ＥＣＵ６は、車両１の全体の統括制御，協調制御を行う装置であって、ＶＣＵ（車両制御ユニット）とも呼ばれ、この上位ＥＣＵ６に、この電動ブレーキシステムにおけるブレーキ統合制御手段７が設けられている。上位ＥＣＵ６は、コンピュータおよび電子回路によって構成されている。上位ＥＣＵ６には、ブレーキペダル等のブレーキ操作量を指示するブレーキ指令装置８や、各種のセンサ類２５の検出信号が入力される。上位ＥＣＵ６と各電動ブレーキ制御装置５とは、ＣＡＮ等の車内通信ネットワーク１０で接続されている。この車内通信ネットワーク１０は、ＣＡＮに代表されるシリアルバス・システムからなり、前記ブレーキ統合制御手段７で生成した目標値を送信する目標値伝送手段を構成する。
【００２８】
同図の例のように、各車輪２のそれぞれに電動ブレーキ制御装置５を設けた場合、後に示す図７や図８の例に比べて、ハーネスが最も簡潔となり製作・実装コストに有利となり、また演算器の故障に対する冗長性が強固となる等の利点が得られる。電動ブレーキ制御装置５をブレーキキャリパと一体化すれば、電動ブレーキ装置３を車両１に取り付ける際の工数が最も少なくて済み、一般に高コスト、重量増となりやすい三相動力線を最も少なくできる。
【００２９】
図２は、電動ブレーキアクチュエータ４の具体的構成例の概略を示す。
電動ブレーキアクチュエータ４は、電動モータ１１と、この電動モータ１１の回転を減速する減速機構１２と、摩擦部材操作手段である直動機構１３と、駐車ブレーキであるパーキングブレーキ機構１４と、ブレーキロータ１５と、摩擦材１６とを有する。電動モータ１１、減速機構１２、および直動機構１３は、例えば、図示外のハウジング等に組込まれる。なおブレーキロータ１５は、ディスク型であっても、ドラム型であっても良い。摩擦材１６は、ブレーキパッドまたはブレーキシュー等からなる。直動機構１３は、ボールねじ機構や遊星ローラねじ機構などの送りねじ機構からなる。
【００３０】
電動モータ１１は３相の同期モータ等からなる。減速機構１２は、電動モータ１１の回転を、回転軸１７に固定された３次歯車２０に減速して伝える機構であり、１次歯車１８、中間歯車１９、および３次歯車２０を含む。
直動機構１３は、減速機構１２で出力される回転運動を送りねじ機構により直動部１３ａの直線運動に変換して、ブレーキロータ１５に対して摩擦材１６を当接離隔させる機構である。直動部１３ａ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１３ａのアウトボード側端に摩擦部材１６が設けられる。電動モータ１１の回転を減速機構１２を介して直動機構１３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１６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。
【００３１】
パーキングブレーキ機構１４は、ロック部材２２とアクチュエータ２３とを有する。中間歯車１９のアウトボード側端面には、複数の係止孔（図示せず）が円周方向一定間隔おきに形成される。これら係止孔のいずれか１つにロック部材２２が係止可能に構成される。アクチュエータ２３として例えばリニアソレノイドが適用される。アクチュエータ２３によりロック部材（ソレノイドピン）２２を進出させて中間歯車１９に形成された前記係止孔に嵌まり込ませることで係止し、中間歯車１９の回転を阻止することで、パーキングロック状態にする。ロック部材２２の一部または全部をアクチュエータ２３に退避させて前記係止孔から離脱させることで中間歯車１９の回転を許容し、アンロック状態にする。
【００３２】
図１（Ｂ）は、ブレーキ統合制御手段７および電動ブレーキ制御装置５の概念構成を示すブロック図である。同図は、基本的な制御を行う上で必要となる構成のみを示す。同図において、高速な動作や周期動作となる接続部は二重線、比較的低速な動作や周期動作となる接続部は単線で示している。また、制御装置間の通信系統に該当する部分を太線にて示している。
ブレーキ統合制御手段７は、サービスブレーキ指示手段３１および車輪速指示手段３２を有している。サービスブレーキ指示手段３１は、前記ブレーキペダル等のブレーキ指令装置８（図１（Ａ））の操作量に従って各電動ブレーキ装置３に動作させる目標ブレーキ力を生成し、分配する手段である。車輪速指示手段３２は、アンチロック制御等のスリップ制御のための目標車輪速を生成して指示する手段である。ブレーキ統合制御手段７は、上記のように生成された目標ブレーキ力および目標車輪速を、車内通信手段１０による目標値伝送手段により送信する。
【００３３】
電動ブレーキ制御装置５は、ブレーキ力コントローラ３３と、車輪速コントローラ３４と、これらブレーキ力コントローラ３３と車輪速コントローラ３４との使用を所定の条件に応じて切り換える制御切替手段３５とを有する。ブレーキ力コントローラ３３は、与えられた目標ブレーキ力に従って電動ブレーキアクチュエータ４の電動モータ１１（図２参照）を駆動する手段である。車輪速コントローラ３４は、与えられた目標車輪速に従い、車輪速が目標車輪速に追従するように、電動ブレーキアクチュエータ４の電動モータ１１を駆動する手段である。車輪速コントローラ３４は、この実施形態ではブレーキ力コントローラ３３の上位に設けられ、ブレーキ力コントローラ３３を用いて車輪速の制御を実現する。制御切替手段３５は、前記「所定の条件」として、ブレーキ統合制御手段７から送信された目標値が目標ブレーキ力であるか目標車輪速であるかを判別し、その判別した目標値の種類に応じて、ブレーキ力コントローラ３３と車輪速コントローラ３４との使用を切替える。
【００３４】
前記目標値伝送手段となる車内通信ネットワーク１０は、所定のビット数を１回の送信フレームとして送信するシリアル通信手段であり、例えば、図３（Ａ），（Ｂ）のいずれかの形態で送信を行う。
同図（Ａ）は、送信フレームのうちのデータフィールドに、目標ブレーキ力、および前記目標車輪速（目標車輪速相当値）を、それぞれ所定のビット区間に配して送信する形態である。
同図（Ｂ）は、送信フレームのうちのデータフィールドに、前記目標ブレーキ力および前記目標車輪速（目標車輪速相当値）のうちの何れか１つである目標値と、その目標値が目標ブレーキ力および前記目標車輪速相当値の何れであるかを示す区別情報である目標値ＩＤとを含む。
なお、図３はデータフィールドのみを示しており、前記送信フレームにはデータフィールドの他に、送受の確認や送信先機器のＩＤの情報等の種々のフィールド（図示せず）が含まれる。
【００３５】
図３（Ａ）の送信形態とする場合は、電動ブレーキ制御装置５は、制御切替手段３５により図４に示された制御切替を行う。目標ブレーキ力Ｆｒおよび目標車輪速ωｒを順に取得し（ステップＲ１，Ｒ２）、車輪速制御中であるか否かを判断する（ステップＲ３）。車輪速制御中でない場合は、車輪速ωが目標車輪速ωｒ未満であるか否かを判断し（ステップＲ４）、目標車輪速ωｒ以上の場合はブレーキ力制御を行う（ステップＲ５）。ステップＲ４の判断時に、目標車輪速ωｒ未満である場合は車輪速制御を開始する（ステップＲ６）。
【００３６】
前記ステップＲ３の車輪速制御中であるか否かの判断時に、車輪速制御中である場合は、車輪速制御を続ける（ステップＲ７）。このとき、車輪速制御中の目標ブレーキ力Ｆａｂｓを取得する（ステップＲ８）。この後、または前記ステップＲ６の後、車輪速制御中の目標ブレーキ力Ｆａｂｓが目標ブレーキ力Ｆｒ以下であるか否かを判断し（ステップＲ９）、目標ブレーキ力Ｆｒ以下である場合は、同図の処理を終了し、再度同図の処理を繰り返す。目標ブレーキ力Ｆｒ以下でない場合は、車輪速制御を終了する（ステップＲ１０）。
【００３７】
図３（Ｂ）の送信形態とする場合は、電動ブレーキ制御装置５は、制御切替手段３５により図５に示された制御切替を行う。目標値および目標値ＩＤを取得し（ステップＳ１）、目標値ＩＤがブレーキ力を示すか、車輪速を示すかを目標値ＩＤから判断する（ステップＳ２）。ブレーキ力を示す場合はブレーキ力制御を行い（ステップＳ３）、車輪速を示す場合は車輪速制御を行う（ステップＳ４）。
【００３８】
上記構成の電動ブレーキシステムによると、ブレーキ統合制御手段７が、各電動ブレーキ装置３の目標ブレーキ力と、目標車輪速を生成して前記目標値伝送手段１０へ伝送する。電動ブレーキ制御装置５では、制御切替手段３５により、ブレーキ力コントローラ３３と車輪速コントローラ３４との使用を所定の条件に応じて切り換え、ブレーキ力コントローラ３３は、前記目標ブレーキ力に従って前記電動モータ１１を制御する。車輪速コントローラ３４は、前記目標車輪速相当値に従って前記電動モータ１１を制御する。
【００３９】
車輪速の制御は、車両の４輪の車輪速を知る必要があるため、その車輪速コントローラ３４Ａは従来では、図１１に示すように、上位ＥＣＵ６Ａ等に設けられている。このように、従来では上位ＥＣＵ６Ａ等に設けられていた車輪速コントローラ３４Ａを、この実施形態では電動ブレーキ制御装置５に設け、電動ブレーキ制御装置５において、ブレーキ力制御と車輪速制御の制御系が完結する構造を採ることとした。そのため、配線構造がシンプルなものとなり、コスト面で優位となる。また、電動ブレーキ制御装置５への指令通信周期を長くさせることで、通信手段のコスト低減、信頼性の向上が可能となる。
【００４０】
より具体的には、この電動ブレーキシステムにおいて、車内通信ネットワーク１０として、例えばＣＡＮに代表されるシリアルバス・システムで各電動ブレーキ装置３を制御することが、最も簡潔で低コストとなる構成と考えられる。しかしながらその場合、通信頻度と通信の確実性がトレードオフとなる場合が多い。
例えばドライバのブレーキペダル操作への追従を考える場合、通信周期を数十msec程度としても、その遅延をドライバが体感できる例は極めて稀と考えられる。一方、例えばアンチロック制御のような車輪速制御においては、慣性の小さい従動輪車輪速の時定数が２０msec以下程度となる場合もあるため、前記の通信周期では不十分と考えられる。
しかし、この実施形態では、アンチロック制御における車輪速制御は電動ブレーキ制御装置５のみで行い、通常のブレーキ制御や高速動作を必要としないその他のブレーキ制御は、ネットワークエリアで指令を行うため、高価な通信系統を必要としない電動ブレーキシステムが構成できる。この時、アンチロック制御における目標車輪速は、４輪すべての車輪速を統合する必要があるが、目標車輪速に対する等価慣性は車体の重量となり時定数が大きいため、ネットワークエリアを介した情報伝達速度で十分と考えられる。なお、目標車輪速と減速度を同時に送信しておけば、通信周期中の目標車輪速を電動ブレーキ制御装置で補完することが可能となる。
【００４１】
図１１に示す従来例と比較して説明する。従来では、車輪速コントローラ３４Ａを上位ＥＣＵ６Ａに設けていて、上位ＥＣＵ６Ａ内に高速処理部を含んでおり、上位ＥＣＵ６Ａと電動ブレーキ制御装置５間の太線で示す通信系統１０Ａａにおいても、高速な動作が求められる。
これに対して、この実施形態では、図１（Ｂ）に示すように、高速処理部が全て電動ブレーキ制御装置５内に存在し、上位ＥＣＵ６と電動ブレーキ制御装置５間の太線で示す通信系統１０ａ，１０ｂ（車内通信ネットワーク１０の一部）は、比較的低速で良い構成となる。そのため、車内通信ネットワーク１０におけるブレーキ系統のネットワーク占有率を低下させ、送信の安定を図ることができ、通信手段のコスト低減、信頼性の向上が可能となる。
【００４２】
なお、この実施形態において、図９に示すように、前記電動ブレーキ制御装置５の前記ブレーキ力コントローラ３３は、前記目標車輪速の更新間隔の中間時間における前記目標車輪速相当値を補間する補間機能を有していても良い。曲線ａは補間された各値を結ぶ曲線である。
このように補間機能を設けることで、目標車輪速の更新間隔を長くしても、目標車輪速相当値を更新して制御でき、更新間隔を短くした場合と同様な制御が行える。目標車輪速に限らず、車輪速以外の目標車輪速相当値を用いる場合も上記と同様である。
【００４３】
次に、この実施形態におけるアンチロック制御のより具体的な例を説明する。この具体例では前記ブレーキ統合制御手段７の車輪速指示手段３２が、車輪２の車輪速推定手段９の推定した車輪速相当値から車輪２の過スリップ状態を防止するための前記車輪速相当値の限界値を推定して前記目標車輪速（目標車輪速相当値）とする。電動ブレーキ制御装置５の前記制御切替手段３５は、車輪速推定手段９で推定された車輪速相当値が目標車輪速相当値を超過していない場合は、前記目標値のうち前記目標ブレーキ力を用いて前記ブレーキ力コントローラ３３による制御とし、目標車輪速（目標車輪速相当値）を超過する場合は前記目標値のうち目標車輪速相当値を用いて前記車輪速コントローラ３４による制御とする構成とする。前記過スリップ状態は、車輪のロック状態等である。
【００４４】
このように、車輪速相当値が目標車輪速相当値を超過していない場合は前記目標値のうち前記目標ブレーキ力を用いて前記ブレーキ力コントローラ３３による制御とし、限界値を超過する場合は前記目標値のうち目標車輪速相当値を用いて前記車輪速コントローラ３４による制御とすることで、アンチロックブレーキ動作が行える。図６は、その制御の切り替わりの様子を示す。
【００４５】
アンチロック制御の第２の具体例を図１０と共に説明する。第２の具体例では、ブレーキ統合制御手段７の車輪速指示手段３２、車輪速推定手段９により推定した車輪速相当値から車体と同期した車輪速相当値である非スリップ車輪速相当値（換言すれば、車体速相当値）を推定してこの非スリップ車輪速相当値前記目標車輪速相当値とする。
前記電動ブレーキ制御装置５が、前記車輪速推定手段９の推定した車輪速相当値と前記非スリップ車輪速相当値とから過スリップ状態を防止するための車輪速相当値の限界値を推定する限界値推定手段３６を有する。前記制御切替手段３５は、前記車輪速推定手段９で推定された車輪速相当値が、前記車輪速相当値の限界値を超過していない場合は前記目標値のうち前記目標ブレーキ力を用いて前記ブレーキ力コントローラ３３による制御とし、限界値を超過する場合は前記目標値のうち目標車輪速相当値を用いて前記車輪速コントローラ３４による制御とする。
【００４６】
この構成は、先の具体例とは、車輪速相当値の限界値を推定する限界値推定手段３６が、ブレーキ統合制御手段７ではなく電動ブレーキ制御装置５に設けられていることで異なる。
このように、車輪速相当値の限界値を推定する限界値推定手段３６を電動ブレーキ制御装置５側に設けた場合も、アンチロックブレーキ動作が行える。
【００４７】
図７は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、車両１の前後とも、左右の車輪２に対して設けられる電動ブレーキアクチュエータ３，３に対して、一つの電動ブレーキ制御装置５を設けた例を示す。すなわち、電動ブレーキ制御装置５が、左右２つの電動ブレーキ制御装置５，５の制御装置を兼ねる。
この実施形態の場合、図１の第１の実施形態と比較して、ハーネスは増加するが、電動ブレーキ制御装置５の数が少なくなるという利点がある。その他の構成，効果は、第１の実施形態と同様である。
【００４８】
図８は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、ブレーキ統合制御手段７を、各車輪２の電動ブレーキ制御装置３における電動ブレーキ制御装置５のいずれか一つに設置している。
この実施形態の場合、上位ＥＣＵ６とはできるだけ独立させた電動ブレーキシステムとして完結でき、種々の機能を持たせる上位ＥＣＵ６の負担が軽減できる。その他の構成，効果は、第１の実施形態と同様である。
【００４９】
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、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特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５０】
１…車両
２…車輪
３…電動ブレーキ装置
４…電動ブレーキアクチュエータ
５…電動ブレーキ制御装置
６…上位ＥＣＵ
７…ブレーキ統合制御手段
８…ブレーキ指令装置
９…車輪速推定手段
１０…車内通信ネットワーク（目標値伝送手段）
１１…電動モータ
１３…直動機構（摩擦材操作手段）
１５…ブレーキロータ
１６…摩擦材
３１…サービスブレーキ指示手段
３２…車輪速指示手段
３３…ブレーキ力コントローラ
３４…車輪速コントローラ
３５…制御切替手段
３６…限界値推定手段
【要約】
【課題】  ブレーキ力制御と、アンチロック制御等の車輪速制御とを行うにつき、配線構造が簡素で、かつ動力線を短くできて、コスト面で優位となり、また電動ブレーキ制御装置への指令通信周期を長くすることができて、通信手段のコスト低減、信頼性の向上が可能となる電動ブレーキシステムを提供する。
【解決手段】  ブレーキ統合制御手段７が、目標値として、各電動ブレーキ装置３の目標ブレーキ力と、目標車輪速相当値を生成して目標値伝送手段１０へ伝送する。
各電動ブレーキ装置３の電動ブレーキ制御装置５は、目標ブレーキ力に従って電動モータ１１を制御するブレーキ力コントローラ３３と、目標車輪速相当値に従って電動モータ１１を制御する車輪速コントローラ３４と、制御切替手段３５とを有する。制御切替手段３５は、ブレーキ力コントローラ３３と車輪速コントローラ３４との使用を所定の条件に応じて切り換える。
【選択図】        図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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