(57)【要約】【課題】  電動ブレーキ装置におけるハーネスの抵抗変化に対し、モータの制御性を一定に保つ。これにより自動車の乗り心地，ブレーキの操作性を向上する。【解決手段】  電気モータにより制動力を発生する制動手段と、車載電源から電力供給を受け、前記電気モータに印加する電圧を制御するモータ駆動手段と、を備えた電動ブレーキ装置において、前記電気モータの電流を検出する電流検出手段と、検出した前記電気モータの電流に基づいて前記車載電源の電圧を変更する。【選択図】図１
2006103386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気モータにより制動力を発生する制動手段と、
車載電源から電力供給を受け、前記電気モータに印加する電圧を制御するモータ駆動手段と、を備えた電動ブレーキ装置において、
前記電気モータの電流を検出する電流検出手段と、
検出した前記電気モータの電流に基づいて前記車載電源の電圧を変更することを特徴とする電動ブレーキ装置。
【請求項２】
電気モータにより制動力を発生する制動手段と、
予め定めた基準電圧に応じて一定の電圧を出力する定電圧源と、
前記定電圧源から電力供給を受け、前記電気モータに印加する電圧を制御するモータ駆動手段と、を備えた電動ブレーキ装置において、
前記電気モータの電流を検出する電流検出手段と、
前記基準電圧を調節する基準電圧調節手段と、
検出した前記電気モータの電流に基づいて基準電圧を変更することを特徴とする電動ブレーキ装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記制動手段を複数備え、
前記複数の制動手段ごとに前記定電圧源と前記基準電圧調節手段とを備えることを特徴とする電動ブレーキ装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記制動手段を複数備え、
前記複数の制動手段は自動車の前輪に設けられた第１群と、前記自動車の後輪に設けられた第２群とに分かれており、
前記第１群と前記第２群がそれぞれ前記定電圧源と前記基準電圧調節手段とを備えることを特徴とする電動ブレーキ装置。
【請求項５】
請求項２において、
共通の前記定電圧源から電源を供給される少なくとも２つの前記制動手段を備えており、
前記基準電圧調節手段は、前記２つの制動手段のうち、要求される電源電圧が高い方に合わせて基準電圧を設定することを特徴とする電動ブレーキ装置。
【請求項６】
請求項２において、
前記基準電圧の変更の履歴を記録する手段を備え、
所定期間内に所定回数以上の基準電圧変更があった場合は、運転者に警告を行う手段に信号を出力することを特徴とする電動ブレーキ装置。
【請求項７】
請求項２において、
前記基準電圧の差分を記録する手段を備え、
所定幅以上の基準電圧変更があった場合は、運転者に警告を行う手段に信号を出力することを特徴とする電動ブレーキ装置。
【請求項８】
電気モータにより制動力を発生する電動ブレーキを制御する制御装置であって、
車載電源から電力供給を受け、前記電気モータに印加する電圧を制御するモータ駆動手段と、前記電気モータの電流を検出する電流検出手段と、を備え
検出した前記電気モータの電流に基づいて前記車載電源の電圧を変更することを特徴とする電動ブレーキの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペダル操作量又はペダル踏力を検出して、該操作量又は踏力に基づいて電動アクチュエータを駆動し、制動力を制御する電動ブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動ブレーキ用モータの駆動電圧を調節する技術としては、特開２００１−
１０４８２号公報に記載のものが知られている。この公報には、ブレーキの操作状況を監視して、モータへ供給する駆動電圧を昇圧手段を作動させて前記モータへ供給する駆動電圧を増大させる技術が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１０４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の電動ブレーキでは、ハーネスの抵抗変化に起因する電流の変化を補正していないため、ハーネスの線長，線径あるいは抵抗率の変更により抵抗値が変化した場合、電源電圧およびモータ駆動手段の動作が同じ場合においても、前記ハーネスの抵抗値の変化によりモータに流れる電流が変化するので、モータの制御性が悪化するという課題がある。またモータの制御性が悪化すると自動車のブレーキ特性も悪化するため、乗り心地や操作性を損なうという課題がある。
【０００５】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、ハーネスの抵抗の変化に対しモータの制御性をほぼ一定に保つ電動ブレーキ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
電気モータにより制動力を発生する制動手段と、車載電源から電力供給を受け、前記電気モータに印加する電圧を制御するモータ駆動手段と、を備えた電動ブレーキ装置において、前記電気モータの電流を検出する電流検出手段と、検出した前記電気モータの電流に基づいて前記車載電源の電圧を変更する。
【発明の効果】
【０００７】
電動ブレーキ装置において、ハーネスの抵抗が変化してもモータの制御性をほぼ同一に保つことが可能である。また自動車の乗り心地や操作性が向上される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を用いながら本発明に係る電動ブレーキの好適な実施例を説明する。
【０００９】
第一の実施例のシステム構成図を図１に示す。図１はいわゆる電動ブレーキシステムの構成図である。制動装置１３は自動車の車輪と一体に回転する回転体（例えばブレーキディスク）１３１に、モータを回転させることによって制動部材１３２を押し付け、制動力を発生させるように構成されている。このような制動装置が自動車の各輪又は一部の車輪に設けられており、各制動装置のモータを駆動するためのモータ駆動手段２３及び定電圧電源１１が設けられている。
【００１０】
図１において、定電圧電源１１は、バッテリ２１と電源レギュレータ１２の組み合わせであり、基準電圧調節手段２２により決定する一定の電圧（基準電圧）を出力するように制御されている。
【００１１】
モータ駆動手段２３は、例えばインバータやＨブリッジ回路であり、制御手段２８からのモータ駆動信号３１、例えばＰＷＭ波により駆動され、モータ２７の回転を制御するための電圧を出力する。図１に示す実施例は３相ＡＣモータを駆動するインバータ回路でありＰＷＭ制御を行っている。
【００１２】
ハーネス２４は、モータ２７に電力を供給するための、定電圧電源１１とモータ駆動手段２３の間の電線である。
【００１３】
電流検出手段２５は、モータ２７の各相に流れる電流を検出するために、モータ２７とモータ駆動手段２３の間に配置された電流センサであり、モータ電流信号３３を制御手段２８に出力する。モータ電流信号３３は、アナログ信号あるいは矩形波信号あるいは時多重通信信号である。
【００１４】
ハーネス２６は、モータ２７に電力を供給するための、モータ駆動手段２３とモータ
２７の間の電線である。モータ２７に流れる電流は、モータ駆動手段２３の出力電圧，ハーネス２４の抵抗，ハーネス２６の抵抗およびモータ２７の内部抵抗により定まる。
【００１５】
制御手段２８は、モータ２７の状態、例えば回転角センサ２９により測定する回転角度，角速度，角加速度、および電流検出手段２５により測定したモータ電流に応じて、モータ駆動手段２３にモータ駆動信号３１を出力する。すなわち電流制御を行う。なお制御手段２８は、制動部材１３２に発生している推力を検出して、これを指令値に近づけるように制御する構成、すなわち推力制御を行う構成としても良い。
【００１６】
また、制御手段２８は電圧制御信号３２を出力して基準電圧調節手段２２を制御することで、定電圧電源１１の出力電圧を制御する。電圧制御信号３２は、アナログ信号あるいは矩形波信号あるいは時多重通信信号である。制御手段２８は、規定のモータ駆動信号
３１に対するモータ電流信号３３の関係を表すマップあるいは計算式を内蔵している。
【００１７】
ここで、制動装置１３のモータ２７は、本実施例では３相ブラシレスモータを用いているが、種々のＤＣモータ，ＡＣモータ等を用いることができる。これらのモータは上述のように制御手段２８により電流制御もしくは推力制御されており、制動部材１３２を回転体１３１に押し付ける推力は、電流に応じて決まる。よって、運転者がブレーキペダル等を操作してから自動車に制動力が発生するまでの応答時間や制動力の立ち上がり方（応答特性）はモータの電流値に依存する。
【００１８】
一方、モータ駆動手段２３は定電圧電源１１から供給される電流をスイッチングすることでモータに流れる電流を調整しているが、同じようにスイッチングを行った場合であっても、モータ駆動手段２３の入力電圧が異なればモータに印加される電圧が異なり、モータに流れる電流も異なってしまう。
【００１９】
ここで定電圧電源１１の出力電圧Ｖｏは所定の精度で、設定した基準電圧に保たれているが、自動車のレイアウト変更等に伴うハーネス２４の線長，線径，抵抗率の変更あるいは経年変化によりハーネス２４の抵抗値が変化した場合、定電圧電源１１の出力電圧Ｖｏが一定であってもモータ駆動手段２３の入力電圧は変化する。
【００２０】
同様にハーネス２６の線長，線径，抵抗率の変更あるいは経年変化によりハーネス２６の抵抗値が変化した場合、モータ駆動手段２３の出力電圧が同じであったとしても、モータ２７に流れる電流がハーネス２６の抵抗値の変化前と比較して変化し、制動力の応答時間や制動力の立ち上がり方（応答特性）が変化してしまう。
【００２１】
自動車においては制動力の応答時間や応答特性は乗り心地や操作性を支配する重要な要素の一つであり、特に滑らかで安定した制動力の立ち上がりは自動車の高級感を演出する上で重要な要素である。
【００２２】
そこで、上記の制動力の応答時間や制動力の立ち上がり方（応答特性）を補正するために、規定のモータ駆動信号３１に対し、ハーネス２４およびハーネス２６の抵抗によらずモータ電流信号３３が一定になるように、制御手段２８が電圧制御信号３２を制御する。例えば、ハーネス２４又はハーネス２６の抵抗値が増大した場合には、定電圧源１の出力電圧を上昇させるように制御する。なお本実施例において、電流検出手段２５を用いる代わりに、モータに印加する電圧を計測して用いてもよい。
【００２３】
また本実施例では説明の便宜上、定電圧電源１１を一つとしているが、これを各輪の制動装置ごとに設ける構成や、前輪用と後輪用の２つに分ける構成とすることもできる。この場合バッテリ２１は共用とすることができる。
【００２４】
例えば、一般的な自動車ではバッテリ２１はエンジンルームに搭載され、エンジンによって駆動される発電機（オルタネータ又はモータジェネレータ）により発電された電力を貯蔵する構成となっており、各車輪の近傍に設けられたモータ駆動手段２３までハーネス２４を敷設して電力供給を行う。よって、前輪と後輪では電源からの距離が異なるためにハーネスの線長も異なる。またハーネス２４は、例えば乗員の搭乗スペースを確保する等の目的で、車室等を回避して敷設することがあるため、左右の車輪間でも電源からのハーネス長が異なる場合がある。
【００２５】
よって、定電圧源を左右前後４輪それぞれ向けに備えることで、あるいは、前輪用と後輪用の２つの電圧源を備えることで、各輪のハーネス２４の抵抗値に応じて出力電圧を設定することが可能となり、制動力の応答時間や制動力の立ち上がり方（応答特性）を好適なものに設定することが可能となる。この結果として、車両の乗り心地や操作性が向上する。
【００２６】
なお、一つの定電圧電源１１（基準電圧調節手段２２が一つの場合）で複数の制動装置
１３に電力を供給する場合は、接続された制動装置１３のうち最も要求される電圧が高いもの（例えばハーネスの抵抗値が大きなもの）に合わせて定電圧電源１１の電圧を設定することが望ましい。特にＰＷＭ制御を行う場合、モータ駆動手段２３の入力電圧が不足するとモータ２７への印加電圧を指令値通りに制御することが困難となり、モータ２７の制御特性が悪化するのに対し、モータ駆動手段２３の入力電圧が多少高い場合でも、スイッチングのタイミング制御によりモータ２７への印加電圧を指令値通りに制御することが可能であるからである。なお、上記の調整は後述する設定方法により、ハーネス２４，２６の抵抗値が未知の場合にも行うことができる。
【００２７】
次に本実施例の制御手段２８における制御内容の第１の実施例を図２に示す。この制御を例えばある周期やイベント毎に実行する。
【００２８】
ステップ２０１において、モータ駆動信号３１に、少なくともステップ２０２が終了するまで、基準信号を出力し続ける。ステップ２０２において、モータ電流としてモータ電流信号３３を計測する。ステップ２０３において、前記ステップ２０１の基準信号およびモータ駆動信号３１とモータ電流信号３３との関係から基準モータ電流を算出する。ステップ２０４において、前記ステップ２０２のモータ電流と前記ステップ２０３の基準モータ電流の偏差を計算する。ステップ２０５において、前記ステップ２０４の電流偏差について判定を行い、閾値以上の場合はステップ２０６に進み、電圧制御信号３２を前記ステップ２０４の電流偏差に応じて算出する。そして、ステップ２０７において、前記ステップ２０６において算出した電圧制御信号３２を出力する。一方、ステップ２０５において、前記ステップ２０４の電流偏差が閾値未満の場合、処理を終了する。この処理を、前記ステップ２０５において、前記ステップ２０４の電流偏差が閾値未満になるまで繰り返す。以上の処理を行うことで、ハーネス２４およびハーネス２６の抵抗が未知の場合にも、ハーネス２４およびハーネス２６の抵抗値によらず、モータ駆動信号３１に対しモータ
２７に流れる電流を一定とすることが可能になる。これにより、ハーネス２４あるいはハーネス２６の抵抗値が、車両レイアウト変更，車種展開などにより変更になった場合、あるいは経年変化により変化した場合にも、制御手段２８からのモータ駆動信号３１に対しモータ２７の制御性を一定に保つことができる。
【００２９】
次に、本実施例の制御手段２８における制御内容の第二の実施例を図３に示す。なお前提とするシステム構成は第一の実施例で用いた図１と同じである。
【００３０】
ステップ３０１において、モータ駆動信号３１に、少なくともステップ３０２が終了するまで、基準信号を出力し続ける。ステップ３０２において、モータ電流としてモータ電流信号３３を計測する。ステップ３０３において、前記ステップ３０１の基準信号およびモータ駆動信号３１とモータ電流信号３３との関係から基準モータ電流を算出する。ステップ３０４において、前記ステップ３０２のモータ電流と前記ステップ３０３の基準モータ電流の偏差を算出する。ステップ３０５において、前記ステップ３０４の電流偏差に基づき、モータ電流信号３３と電圧制御信号３２との関係から、電圧制御信号３２の値を算出する。ステップ３０６において、前記ステップ３０５において算出した電圧制御信号
３２を出力する。以上の処理を行うことで、ハーネス２４およびハーネス２６の抵抗が未知の場合にも、ハーネス２４およびハーネス２６の抵抗値によらず、モータ駆動信号３１に対しモータ２７に流れる電流を一定とすることが可能になる。これにより、ハーネス
２４あるいはハーネス２６の抵抗値が、車両レイアウト変更，車種展開などにより変更になった場合、あるいは経年変化により変化した場合にも、制御手段２８からのモータ駆動信号３１に対しモータ２７の制御性を実質的に一定に保つことができる。
【００３１】
なお、図２及び図３に示す調整操作を自動車の組み立ての際に行うことで、部品の個体差を吸収し、定電圧電源１１の電圧調整の作業が簡略化することができる。また自動車のレイアウト変更（例えばマイナーチェンジや、共通車台による別車種生産）においても定電圧電源１１の電圧設定を再設計する作業を省略もしくは簡略化することができる。
【００３２】
また、図２または図３の調整操作を所定周期で実行することで、ハーネス２４，２６の抵抗値等の経年変化や気温等の環境による変化に対応して、定電圧電源１１の出力電圧を調整し、モータ２７の制御特性をほぼ一定に保つことができる。
【００３３】
さらに、図１の構成において、制御装置２８は、電源電圧調整の履歴又は差分を記録する記録機能を備え、所定の電圧以上の幅で基準電圧の調整を行った場合や所定期間内に所定回数以上の基準電圧の調整を行った場合に、警告信号を発する構成としても良い。特に連続的に基準電圧を上昇させ続けている場合や、下降させ続けている場合は、断線や短絡等の前兆である場合があるので有効である。逆に基準電圧の上昇と下降を繰り返している場合は、気温等の環境変化によるものである場合があるので、警報信号を発しない構成としても良い。上記の実施例においては、制御装置２８からの警報信号に基づいて車室内に設けた表示装置（図示しない）または警報装置（図示しない）を動作させ、運転者に警告する構成としても良い。このような構成により、電動ブレーキ装置の故障が発生する前に運転者に警告することができる。
【００３４】
また、制御装置２８を通信部（図示しない）を備えた構成とし、あるいは別に設けた通信部（図示しない）に対して信号を送信する構成とし、該通信部を用いて、基準電圧調整の履歴又は差分を車外に送信する構成としてもよい。通信部は公知の車載端末等で実現することができ、制御装置２８から車載端末への情報通信はＣＡＮ等を用いることで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例のシステムを示すブロック図。
【図２】本発明の実施例の制御内容を示す図。
【図３】本発明の実施例の制御内容を示す図。
【符号の説明】
【００３６】
１１…定電圧電源、１２…電源レギュレータ、１３…制動装置、２１…バッテリ、２２…基準電圧調節手段、２３…モータ駆動手段、２４，２６…ハーネス、２５…電流検出手段、２７…モータ、２８…制御手段／制御装置、２９…回転角センサ、３１…モータ駆動信号、３２…電圧制御信号、３３…モータ電流信号、１３１…回転体、１３２…制御部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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