(57)【要約】【課題】車両が走行する前に電動ブレーキ装置の要素の自己診断を行い、故障を診断できる電動ブレーキ装置を提供する。【解決手段】モータ２の回転運動を直線運動に変換する変換機構６を備え、この変換機構によりモータ２のロータ２Ａの回転に応じてピストン７を推進し、このピストンによりブレーキパッド３，４をディスクロータ５に押圧して制動力を発生すると共に、この制動力をロック機構１０により保持する駐車ブレーキ機構を備える電動ブレーキ装置は、駐車ブレーキ機構の作動中に、該装置を構成する要素の診断を行うコントロールユニット２０を備える。コントロールユニットは、モータの電源供給を受けるフェールセーフリレー２６を診断すると共に、制動力センサ８、回転角検出センサ９、電流センサの診断を行う。【選択図】図１
2006232259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転運動を直線運動に変換する変換機構を備え、該変換機構により前記モータのロータの回転に応じてピストンを推進し、該ピストンによりブレーキパッドをディスクロータに押圧して制動力を発生すると共に、該制動力をロック機構により保持する駐車ブレーキ機構を備える電動ブレーキ装置であって、
該装置は、前記駐車ブレーキ機構の作動中に、該装置を構成する要素の診断を行う診断装置を備えることを特徴とする電動ブレーキ装置。
【請求項２】
車輪と共に回転するディスクロータに押圧されるブレーキパッドと、回転トルクを発生する電動アクチュエータと、前記回転トルクに基づきブレーキパッドの制動力を発生する変換機構と、外部からのエネルギー供給なしに前記制動力を保持するために前記電動アクチュエータの回転を制限するロック機構を備えた駐車ブレーキ機構と、外部からの指令に基づき前記電動アクチュエータに供給される電力を供給または遮断する開閉手段とを有する電動ブレーキ装置を制御する電動ブレーキ制御装置であって、
駐車ブレーキ作動指令に基づき、前記駐車ブレーキ機構による制動力の保持指令または解除指令を出力する駐車ブレーキ機構制御部と、
前記駐車ブレーキ機構制御部の前記保持指令に応じて、前記開閉手段の電力供給または遮断の故障を検出する開閉手段故障検出部と、
前記開閉手段故障検出部の検出結果を電動ブレーキ制御装置の外部へ出力する開閉手段故障出力部とを有する電動ブレーキ制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電動ブレーキ制御装置であって、
前記電動アクチュエータに供給される電流を制御する電流制御部を有し、
前記開閉手段故障検出部は、前記開閉手段と前記電動アクチュエータとを接続する電力供給線の電圧値を検出する電圧検知部と、前記駐車ブレーキ機構制御部の前記保持指令に応じて前記開閉手段に電力遮断指令を出力するとともに、前記電流制御部により前記電動アクチュエータに所定の電流を供給し、前記電圧検知部の検出結果に基づいて前記開閉手段の電力遮断の故障を検出する開閉手段遮断故障検出部とを有する電動ブレーキ制御装置。
【請求項４】
請求項２に記載の電動ブレーキ制御装置であって、
前記電動アクチュエータは交流モータであり、
前記所定の電流は、前記ブレーキパッドの制動力を増加させるｑ軸電流である電動ブレーキ制御装置。
【請求項５】
請求項２に記載の電動ブレーキ制御装置であって、
前記電動アクチュエータは交流モータであり、
前記所定の電流は、所定のｄ軸電流である電動ブレーキ制御装置。
【請求項６】
車輪と共に回転するディスクロータに押圧されるブレーキパッドと、回転トルクを発生する電動アクチュエータと、前記回転トルクに基づきブレーキパッドの制動力を発生する変換機構と、外部からのエネルギー供給なしに前記制動力を保持するために前記電動アクチュエータの回転を制限するロック機構を備えた駐車ブレーキ機構と、外部からの指令に基づき前記電動アクチュエータに供給される電力を供給または遮断する開閉手段と、前記電動アクチュエータの回転角を検出する回転角センサとを有する電動ブレーキ装置を制御する電動ブレーキ制御装置であって、
前記回転角センサの検出結果に基づいて、前記ロック機構による駐車ブレーキ機構の作動を検出する駐車ブレーキ作動判断部と、
前記駐車ブレーキ作動判断部が駐車ブレーキ機構の作動を検出したとき、前記開閉手段の電力供給または遮断の故障を検出する開閉手段故障検出部と、
前記開閉手段故障検出部の検出結果を電動ブレーキ制御装置の外部へ出力する開閉手段故障出力部とを有する電動ブレーキ制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電動ブレーキ制御装置であって、
前記電動アクチュエータに供給される電流を制御する電流制御部を有し、
前記開閉手段故障検出部は、前記開閉手段と前記電動アクチュエータとを接続する電力供給線の電圧値を検出する電圧検知部と、前記駐車ブレーキ機構制御部の前記保持指令に応じて前記開閉手段に電力遮断指令を出力するとともに、前記電流制御部により前記電動アクチュエータに所定の電流を供給し、前記電圧検知部の検出結果に基づいて前記開閉手段の電力遮断の故障を検出する開閉手段遮断故障検出部とを有する電動ブレーキ制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電動ブレーキ制御装置であって、
前記電動アクチュエータは交流モータであり、
前記所定の電流は、前記ブレーキパッドの制動力を増加させるｑ軸電流である電動ブレーキ制御装置。
【請求項９】
請求項７に記載の電動ブレーキ制御装置であって、
前記電動アクチュエータは交流モータであり、
前記所定の電流は、所定のｄ軸電流である電動ブレーキ制御装置。
【請求項１０】
車輪と共に回転するディスクロータに押圧されるブレーキパッドと、回転トルクを発生する電動アクチュエータと、前記回転トルクに基づきブレーキパッドの制動力を発生する変換機構と、外部からのエネルギー供給なしに前記制動力を保持するために前記電動アクチュエータの回転を制限するロック機構を備えた駐車ブレーキ機構と、前記電動アクチュエータの回転角を検出する回転角センサと、前記ブレーキパッドの制動力を検出する制動力センサとを有する電動ブレーキ装置を制御する電動ブレーキ制御装置であって、
前記制動力センサの検出結果に基づいて、前記ロック機構による駐車ブレーキ機構の作動を検出する駐車ブレーキ作動判断部と、
前記駐車ブレーキ作動判断部が駐車ブレーキ機構の作動を検出したとき、前記回転角センサの故障を検出する回転角センサ故障検出部と、
前記回転角センサ故障検出部の検出結果を電動ブレーキ制御装置の外部へ出力する回転角センサ故障出力部とを有する電動ブレーキ制御装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電動ブレーキ制御装置であって、
前記電動アクチュエータに供給される電流を制御する電流制御部を有し、
前記回転角センサ故障検出部は、前記駐車ブレーキ作動判断部が駐車ブレーキ機構の作動を検出したときの回転角を記憶する記憶部を有し、前記電流制御部により前記電動アクチュエータに所定の電流を供給し、前記記憶部に記憶された回転角と前記所定の電流を供給後の回転角センサの回転角の比較に基づいて、前記回転角センサの故障を検出する電動ブレーキ制御装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電動ブレーキ制御装置であって、
前記電動アクチュエータは交流モータであり、
前記所定の電流は、前記駐車ブレーキ機構によって保持される制動力より大きく、前記電動ブレーキ装置が許容する最大制動力より小さくする電流値であり、かつｑ軸電流である電動ブレーキ制御装置。
【請求項１３】
車輪と共に回転するディスクロータに押圧されるブレーキパッドと、回転トルクを発生する電動アクチュエータと、前記回転トルクに基づきブレーキパッドの制動力を発生する変換機構と、外部からのエネルギー供給なしに前記制動力を保持するために前記電動アクチュエータの回転を制限するロック機構を備えた駐車ブレーキ機構と、前記電動アクチュエータの回転角を検出する回転角センサと、前記ブレーキパッドの制動力を検出する制動力センサとを有する電動ブレーキ装置を制御する電動ブレーキ制御装置であって、
前記回転角センサの検出結果に基づいて、前記ロック機構による駐車ブレーキ機構の作動を検出する駐車ブレーキ作動判断部と、
前記駐車ブレーキ作動判断部が駐車ブレーキ機構の作動を検出したとき、前記制動力センサの故障を検出する制動力センサ故障検出部と、
前記制動力センサ故障検出部の検出結果を電動ブレーキ制御装置の外部へ出力する制動力センサ故障出力部とを有する電動ブレーキ制御装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の電動ブレーキ制御装置であって、
前記電動アクチュエータに供給される電流を制御する電流制御部を有し、
前記制動力センサ故障検出部は、前記駐車ブレーキ作動判断部が駐車ブレーキ機構の作動を検出したときの制動力を記憶する記憶部を有し、前記電流制御部により前記電動アクチュエータに所定の電流を供給し、前記記憶部に記憶された制動力と前記所定の電流を供給後の制動力センサの制動力の比較に基づいて、前記制動力センサの故障を検出する電動ブレーキ制御装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電動ブレーキ制御装置であって、
前記電動アクチュエータは交流モータであり、
前記所定の電流は、前記駐車ブレーキ機構によって保持される制動力より大きく、前記電動ブレーキ装置が許容する最大制動力より小さくする電流値であり、かつｑ軸電流である電動ブレーキ制御装置。
【請求項１６】
車輪と共に回転するディスクロータに押圧されるブレーキパッドと、回転トルクを発生する電動アクチュエータと、前記回転トルクに基づきブレーキパッドの制動力を発生する変換機構と、外部からのエネルギー供給なしに前記制動力を保持するために前記電動アクチュエータの回転を制限するロック機構を備えた駐車ブレーキ機構と、前記電動アクチュエータの回転角を検出する回転角センサと、前記ブレーキパッドの制動力を検出する制動力センサと、外部からの指令に基づき前記電動アクチュエータに供給される電力を供給または遮断する開閉手段とを有する電動ブレーキ装置を制御し、前記開閉手段を介して電源から電力が供給される電動ブレーキ制御装置であって、
シフトチェンジレバーのパーキングレンジ指令信号の受信に応じて、前記制動力センサおよび前記回転角センサ、または前記制動力センサもしくは前記回転角センサの故障を検出するセンサ故障検出部と、
前記センサ故障検出部により前記制動力センサおよび回転角センサが故障でないことを検出したとき、前記開閉手段による前記電動アクチュエータへの電力供給の遮断をできるかの故障を検出する開閉手段遮断故障検出部と、
前記センサ故障検出部もしくは前記開閉手段遮断故障検出部の検出結果を電動ブレーキ制御装置の外部へ出力する故障出力部とを有する電動ブレーキ制御装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の電動ブレーキ制御装置であって、
前記センサ故障検出部および前記開閉手段遮断故障検出部が故障を検出しなかったとき、前記駐車ブレーキ機構を作動させる駐車ブレーキ機構制御部を有する電動ブレーキ制御装置。
【請求項１８】
車輪と共に回転するディスクロータに押圧されるブレーキパッドと、回転トルクを発生する電動アクチュエータと、前記回転トルクに基づきブレーキパッドの制動力を発生する変換機構と、外部からのエネルギー供給なしに前記制動力を保持するために前記電動アクチュエータの回転を制限するロック機構を備えた駐車ブレーキ機構と、前記電動アクチュエータの回転角を検出する回転角センサと、前記ブレーキパッドの制動力を検出する制動力センサと、外部からの指令に基づき前記電動アクチュエータに供給される電力を供給または遮断する開閉手段とを有する電動ブレーキ装置を制御し、前記開閉手段を介して電源から電力が供給される電動ブレーキ制御装置であって、
駐車ブレーキ作動指令に基づき、前記駐車ブレーキ機構による制動力の保持指令または解除指令を出力する駐車ブレーキ機構制御部と、
前記駐車ブレーキ機構制御部の前記保持指令に応じて、前記制動力センサおよび前記回転角センサ、または前記制動力センサもしくは前記回転角センサの故障を検出するセンサ故障検出部と、
前記センサ故障検出部により前記センサ類が故障でないことを検出したとき、前記開閉手段による前記電動アクチュエータへの電力供給の遮断をできるかの故障を検出する開閉手段遮断故障検出部と、
前記センサ故障検出部もしくは前記開閉手段遮断故障検出部の検出結果を電動ブレーキ制御装置の外部へ出力する故障出力部とを有する電動ブレーキ制御装置。
【請求項１９】
車輪と共に回転するディスクロータに押圧されるブレーキパッドと、回転トルクを発生する電動アクチュエータと、前記回転トルクに基づきブレーキパッドの制動力を発生する変換機構と、前記電動アクチュエータの回転角を検出する回転角センサと、前記ブレーキパッドの制動力を検出する制動力センサと、外部からの指令に基づき前記電動アクチュエータに供給される電力を供給または遮断する開閉手段とを有する電動ブレーキ装置を制御し、前記開閉手段を介して供給される電力と、前記開閉手段を介さずに供給される電力の双方によって作動する電動ブレーキ制御装置であって、
イグニッションスイッチの電源ＯＦＦ指令信号に応じて、前記制動力センサおよび前記回転角センサ、または前記制動力センサもしくは前記回転角センサの故障を検出するセンサ故障検出部と、
前記センサ故障検出部により前記センサ類が故障でないことを検出したとき、前記開閉手段による前記電動アクチュエータへの電力供給の遮断をできるかの故障を検出する開閉手段遮断故障検出部と、
前記センサ故障検出部および前記開閉手段遮断故障検出部の処理実行中であることを電動ブレーキ制御装置の外部へ報知するための信号を出力する故障出力部とを有する電動ブレーキ制御装置。
【請求項２０】
車輪と共に回転するディスクロータに押圧されるブレーキパッドと、回転トルクを発生する電動アクチュエータと、前記回転トルクに基づきブレーキパッドの制動力を発生する変換機構と、外部からのエネルギー供給なしに前記制動力を保持するために前記電動アクチュエータの回転を制限するロック機構を備えた駐車ブレーキ機構と、前記電動アクチュエータの回転角を検出する回転角センサとを有する電動ブレーキ装置を制御する電動ブレーキ制御装置であって、
前記電動アクチュエータに供給する電流を検出する電流センサと、
前記回転角センサの検出結果に基づき前記ロック機構による駐車ブレーキ機構の作動を検出する駐車ブレーキ作動判断部と、
前記駐車ブレーキ作動判断部が駐車ブレーキ機構の作動を検出したとき、前記電流センサの故障を検出する電流センサ故障検出部と、
前記電流センサ故障検出部の検出結果を電動ブレーキ制御装置の外部へ出力する電流センサ故障出力部とを有する電動ブレーキ制御装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の電動ブレーキ制御装置であって、
前記電動アクチュエータに供給される電流を制御する電流制御部を有し、
前記電流センサ故障検出部は、前記駐車ブレーキ作動判断部の判断結果に応じて、前記電流制御部により前記電動アクチュエータに所定の電流を供給し、前記所定電流供給後の前記電流センサの電流値の変化に基づいて、前記電流センサ故障を検出する電動ブレーキ制御装置。
【請求項２２】
車輪と共に回転するディスクロータに押圧されるブレーキパッドと、回転トルクを発生する電動アクチュエータと、前記回転トルクに基づきブレーキパッドの制動力を発生する変換機構と、外部からのエネルギー供給なしに前記制動力を保持するために前記電動アクチュエータの回転を制限するロック機構を備えた駐車ブレーキ機構と、前記電動アクチュエータの回転角を検出する回転角センサと、前記ブレーキパッドの制動力を検出する制動力センサと、外部からの指令に基づき前記電動アクチュエータに供給される電力を供給または遮断する開閉手段とを有する電動ブレーキ装置の制御方法であって、
駐車ブレーキ作動指令に基づき、前記駐車ブレーキ機構による制動力の保持指令または解除指令を出力する工程と、
前記指令を出力する工程による保持指令に応じて、前記制動力センサおよび前記回転角センサ、または前記制動力センサもしくは前記回転角センサの故障を検出する工程と、
前記センサ類の故障を検出する工程により前記センサ類が故障でないことを検出したとき、前記開閉手段による前記電動アクチュエータへの電力供給の遮断をできるかの故障検出を行う工程と、
前記センサ類の故障を検出する工程もしくは前記開閉手段の遮断故障を検出する工程の検出結果を電動ブレーキ制御装置の外部へ出力する工程とを有する電動ブレーキ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等で使用するブレーキ装置に関わり、特に電気的に制動力を発生させる電動ブレーキ装置と、電動ブレーキ装置の故障を検出して診断をする電動ブレーキ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータを制動力源とした電動ブレーキにおいてソフト、ハードウェアを含む制御系の故障を発生した故障輪のフェールセーフとして、当該故障輪の制動力を抜いて、車両にブレーキがかからないようにするフェールオープン機能が提唱されてきた。これらの機構的な内容は、特許文献１（特開２００３−１４０１４号公報）などに開示されている。これらは、電動ブレーキアクチュエータに対して、制御を一切停止させ、電気エネルギーの投入を遮断することで、制動力を抜く方法である。
【特許文献１】特開２００３−１４０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載のフェールセーフの動作は、ブレーキシステムの起動中（車両走行中を含む）にブレーキ制御が行われた際、故障が検出され制御性が悪化した状態で初めて作動する。一般的に自動車は、４輪各輪にブレーキが装備されている。走行中、万一特定の車輪にのみ制動力が発生すると、その車両にはその制動力が発生した車輪を機軸に、ヨーモーメントが発生する。このヨーモーメントは、車両の車速、路面状況によっては、車両の進行方向を曲げてしまう。
【０００４】
電動ブレーキ装置において、故障、誤動作によって誤った推力を如何にして発生させないでブレーキ解除できるかが、車両の進行方向を運転者のハンドル操作通りにコントロールできるか否かの重要なポイントとなる。
【０００５】
本発明は、モータを制動力源に用いた電動ブレーキ装置において、駐車ブレーキ機構の作動中に、電動ブレーキの各所の診断を行い、予め故障を診断することによって、故障による意図しない制動力発生を排除することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成すべく、本発明に係る電動ブレーキ装置は、モータの回転運動を直線運動に変換する変換機構を備え、この変換機構によりモータのロータの回転に応じてピストンを推進し、該ピストンによりブレーキパッドをディスクロータに押圧して制動力を発生すると共に、該制動力をロック機構により保持する駐車ブレーキ機構を備える電動ブレーキ装置であって、この装置は駐車ブレーキ機構の作動中に、該装置を構成する要素の診断を行う診断装置を備えることを特徴としている。回転運動を直線運動に変換する変換機構としては、ボールランプ機構やボールねじ機構等を適宜用いることができる。
【０００７】
前記のごとく構成された本発明の電動ブレーキ装置は、駐車ブレーキ機構の作動中に、電動ブレーキ装置を構成する各要素を診断して異常の検出を行うため、車両が走行する前に故障個所を診断でき、運転中に意図しない制動力が発生するのを防止できる。この結果、車両の安全運行を達成することができる。
【０００８】
前記の電動ブレーキ装置の好ましい態様としては、前記モータは、電源から前記要素としてリレー等の開閉手段を介して電圧が供給され、前記診断装置は、この開閉手段を診断することを特徴としている。このように構成された電動ブレーキ装置は、駐車ブレーキ機構の作動中に、電源からモータに電源供給するリレー等の開閉手段を診断して、この開閉手段の故障を検出できるため、走行時に開閉手段の故障による制動力異常を防止することができる。
【０００９】
また、電動ブレーキ装置の好ましい具体的な態様としては、この電動ブレーキ装置は、前記要素として制動力センサおよび／またはモータ回転検出センサを備えており、前記診断装置は、該制動力センサおよび／またはモータ回転検出センサを診断することを特徴としている。このように構成された電動ブレーキ装置は、駐車ブレーキ機構の作動中に制動力センサや、モータ回転検出センサの診断を行い、制動力センサやモータ回転検出センサの故障を診断できるため、走行時にこれらのセンサの故障による制動力異常を防止することができる。
【００１０】
さらに、電動ブレーキ装置の好ましい具体的な他の態様としては、この電動ブレーキ装置は、前記要素として電源からモータへ電圧を供給する配線に電流センサを備えており、前記診断装置は、該電流センサを診断することを特徴としている。このように構成された電動ブレーキ装置は、駐車ブレーキ機構の作動中に電流センサの診断を行い、電流センサの故障を診断できるため、走行時に電流センサの故障による制動力異常を防止することができる。
【００１１】
また、電動ブレーキ装置の故障診断方法は、モータの回転運動を直線運動に変換する変換機構を備え、この変換機構により前記モータのロータの回転に応じてピストンを推進し、該ピストンによりブレーキパッドをディスクロータに押圧して制動力を発生すると共に、該制動力をロック機構により保持する駐車ブレーキ機構を備える電動ブレーキの故障診断方法であって、前記ロック機構により前記駐車ブレーキ機構を作動させる工程と、前記電動ブレーキ装置を構成する要素を診断する工程とを備えることを特徴としている。すなわち、駐車ブレーキをかけた状態で要素の診断を行う。
【００１２】
電動ブレーキ装置の故障診断方法の好ましい具体的な態様としては、前記診断する工程は、前記要素としてモータに電圧を供給する開閉手段をオフし、前記モータに電流を流した後、前記開閉手段の端子電圧を計測して診断することを特徴としている。また、電動ブレーキ装置の故障診断方法の好ましい具体的な他の態様としては、前記診断する工程は、前記モータをさらに回転させ、制動力を増加させて前記要素として制動力センサおよび／またはモータ回転検出センサを診断することを特徴としており、さらに、前記モータに規定された電流値を通電し、前記モータの電流値を予め規定された閾値と比較し、前記要素として電流センサを診断することを特徴としている。
【００１３】
このように構成された電動ブレーキ装置の故障診断方法では、ロック機構により駐車ブレーキ機構を作動させてから、例えば、開閉手段、制動力センサ、モータの回転検出センサ、電流センサ等の各要素を診断するため、この電動ブレーキ装置を搭載した車両等が停止しているときに各要素を診断して、走行前に故障を防止できる。
【００１４】
また、本発明に係る電動ブレーキ制御装置の第１の態様は、車輪と共に回転するディスクロータに押圧されるブレーキパッドと、回転トルクを発生する電動アクチュエータと、前記回転トルクに基づきブレーキパッドの制動力を発生する変換機構と、外部からのエネルギー供給なしに前記制動力を保持するために前記電動アクチュエータの回転を制限するロック機構を備えた駐車ブレーキ機構と、外部からの指令に基づき前記電動アクチュエータに供給される電力を供給または遮断する開閉手段とを有する電動ブレーキ装置を制御する電動ブレーキ制御装置であって、駐車ブレーキ作動指令に基づき、前記駐車ブレーキ機構による制動力の保持指令または解除指令を出力する駐車ブレーキ機構制御部と、前記駐車ブレーキ機構制御部の前記保持指令に応じて、前記開閉手段の電力供給または遮断の故障を検出する開閉手段故障検出部と、前記開閉手段故障検出部の検出結果を電動ブレーキ制御装置の外部へ出力する開閉手段故障出力部とを有することを特徴としている。
【００１５】
このように構成された電動ブレーキ制御装置によれば、駐車ブレーキ作動指令に基づいて駐車ブレーキ機構制御部が制動力の保持指令または解除指令を出力し、保持指令に応じて開閉手段故障検出部が開閉手段の電力供給または遮断の故障を検出し、この検出結果を開閉手段故障出力部が電動ブレーキ制御装置の外部へ出力するため、リレー等の開閉手段の故障を迅速に運転者等に知らせることができる。
【００１６】
また、本発明に係る電動ブレーキ制御装置の第２の態様は、車輪と共に回転するディスクロータに押圧されるブレーキパッドと、回転トルクを発生する電動アクチュエータと、前記回転トルクに基づきブレーキパッドの制動力を発生する変換機構と、外部からのエネルギー供給なしに前記制動力を保持するために前記電動アクチュエータの回転を制限するロック機構を備えた駐車ブレーキ機構と、外部からの指令に基づき前記電動アクチュエータに供給される電力を供給または遮断する開閉手段と、前記電動アクチュエータの回転角を検出する回転角センサとを有する電動ブレーキ装置を制御する電動ブレーキ制御装置であって、前記回転角センサの検出結果に基づいて、前記ロック機構による駐車ブレーキ機構の作動を検出する駐車ブレーキ作動判断部と、前記駐車ブレーキ作動判断部が駐車ブレーキ機構の作動を検出したとき、前記開閉手段の電力供給または遮断の故障を検出する開閉手段故障検出部と、前記開閉手段故障検出部の検出結果を電動ブレーキ制御装置の外部へ出力する開閉手段故障出力部とを有することを特徴としている。
【００１７】
このように構成された電動ブレーキ制御装置によれば、回転角センサの検出結果に基づいて駐車ブレーキ作動判断部がロック機構による駐車ブレーキ機構の作動を検出し、作動を検出したとき、開閉手段故障検出部が開閉手段の電力供給または遮断の故障を検出し、この検出結果を電動ブレーキ制御装置の外部へ出力するため、リレー等の開閉手段の故障を確実に診断して運転者等に知らせることができる。
【００１８】
そして、前記の電動ブレーキ制御装置は、前記電動アクチュエータに供給される電流を制御する電流制御部を有し、前記開閉手段故障検出部は、前記開閉手段と前記電動アクチュエータとを接続する電力供給線の電圧値を検出する電圧検知部と、前記駐車ブレーキ機構制御部の前記保持指令に応じて前記開閉手段に電力遮断指令を出力するとともに、前記電流制御部により前記電動アクチュエータに所定の電流を供給し、前記電圧検知部の検出結果に基づいて前記開閉手段の電力遮断の故障を検出する開閉手段遮断故障検出部とを有することが好ましい。このように構成された電動ブレーキ制御装置は、リレー等の開閉手段の遮断故障を確実に検出することができる。
【００１９】
前記の電動ブレーキ制御装置において、前記電動アクチュエータは交流モータであり、前記所定の電流は、前記ブレーキパッドの制動力を増加させるｑ軸電流であることが好ましい。交流モータに所定のｑ軸電流を供給し、制動力を増加させて開閉手段の遮断故障を検出することができる。また、前記電動アクチュエータは交流モータであり、前記所定の電流は、所定のｄ軸電流であることが好ましい。交流モータに制動力を増加させないｄ軸電流を供給して開閉手段の遮断故障を検出することができる。
【００２０】
本発明に係る電動ブレーキ制御装置の第３の態様は、車輪と共に回転するディスクロータに押圧されるブレーキパッドと、回転トルクを発生する電動アクチュエータと、前記回転トルクに基づきブレーキパッドの制動力を発生する変換機構と、外部からのエネルギー供給なしに前記制動力を保持するために前記電動アクチュエータの回転を制限するロック機構を備えた駐車ブレーキ機構と、前記電動アクチュエータの回転角を検出する回転角センサと、前記ブレーキパッドの制動力を検出する制動力センサとを有する電動ブレーキ装置を制御する電動ブレーキ制御装置であって、前記制動力センサの検出結果に基づいて、前記ロック機構による駐車ブレーキ機構の作動を検出する駐車ブレーキ作動判断部と、前記駐車ブレーキ作動判断部が駐車ブレーキ機構の作動を検出したとき、前記回転角センサの故障を検出する回転角センサ故障検出部と、前記回転角センサ故障検出部の検出結果を電動ブレーキ制御装置の外部へ出力する回転角センサ故障出力部とを有することを特徴としている。
【００２１】
このように構成された電動ブレーキ制御装置によれば、駐車ブレーキ作動判断部は制動力センサの検出結果に基づいてロック機構による駐車ブレーキ機構の作動を検出し、検出したとき回転角センサ故障検出部が回転角センサの故障を検出し、検出結果を電動ブレーキ制御装置の外部へ出力するため、運転者等が電動ブレーキ装置の故障を容易に判断することができる。
【００２２】
前記の電動ブレーキ制御装置は、前記電動アクチュエータに供給される電流を制御する電流制御部を有し、前記回転角センサ故障検出部は、前記駐車ブレーキ作動判断部が駐車ブレーキ機構の作動を検出したときの回転角を記憶する記憶部を有し、前記電流制御部により前記電動アクチュエータに所定の電流を供給し、前記記憶部に記憶された回転角と前記所定の電流を供給後の回転角センサの回転角の比較に基づいて、前記回転角センサの故障を検出することが好ましい。また、前記の電動ブレーキ制御装置は、前記電動アクチュエータは交流モータであり、前記所定の電流は、前記駐車ブレーキ機構によって保持される制動力より大きく、前記電動ブレーキ装置が許容する最大制動力より小さくする電流値であり、かつｑ軸電流であることが好ましい。
【００２３】
本発明に係る電動ブレーキ制御装置の第４の態様は、車輪と共に回転するディスクロータに押圧されるブレーキパッドと、回転トルクを発生する電動アクチュエータと、前記回転トルクに基づきブレーキパッドの制動力を発生する変換機構と、外部からのエネルギー供給なしに前記制動力を保持するために前記電動アクチュエータの回転を制限するロック機構を備えた駐車ブレーキ機構と、前記電動アクチュエータの回転角を検出する回転角センサと、前記ブレーキパッドの制動力を検出する制動力センサとを有する電動ブレーキ装置を制御する電動ブレーキ制御装置であって、前記回転角センサの検出結果に基づいて、前記ロック機構による駐車ブレーキ機構の作動を検出する駐車ブレーキ作動判断部と、前記駐車ブレーキ作動判断部が駐車ブレーキ機構の作動を検出したとき、前記制動力センサの故障を検出する制動力センサ故障検出部と、前記制動力センサ故障検出部の検出結果を電動ブレーキ制御装置の外部へ出力する制動力センサ故障出力部とを有することを特徴としている。
【００２４】
このように構成された電動ブレーキ制御装置によれば、回転角センサの検出結果に基づいて、駐車ブレーキ作動判断部が駐車ブレーキ機構の作動を検出し、制動力センサ故障検出部が制動力センサの故障を検出し、この検出結果を制動力センサ故障出力部が電動ブレーキ制御装置の外部へ出力するため、短時間で効率よく制動力センサの故障を診断することができる。
【００２５】
前記の電動ブレーキ制御装置は、前記電動アクチュエータに供給される電流を制御する電流制御部を有し、前記制動力センサ故障検出部は、前記駐車ブレーキ作動判断部が駐車ブレーキ機構の作動を検出したときの制動力を記憶する記憶部を有し、前記電流制御部により前記電動アクチュエータに所定の電流を供給し、前記記憶部に記憶された制動力と前記所定の電流を供給後の制動力センサの制動力の比較に基づいて、前記制動力センサの故障を検出することが好ましい。また、前記電動アクチュエータは交流モータであり、前記所定の電流は、前記駐車ブレーキ機構によって保持される制動力より大きく、前記電動ブレーキ装置が許容する最大制動力より小さくする電流値であり、かつｑ軸電流であることが好ましい。この構成によれば、駐車ブレーキ作動時の記憶された制動力と、電動アクチュエータに所定のｑ軸電流を供給したときの制動力とを比較し、制動力センサの故障を検出できる。
【００２６】
本発明に係る電動ブレーキ制御装置の第５の態様は、車輪と共に回転するディスクロータに押圧されるブレーキパッドと、回転トルクを発生する電動アクチュエータと、前記回転トルクに基づきブレーキパッドの制動力を発生する変換機構と、外部からのエネルギー供給なしに前記制動力を保持するために前記電動アクチュエータの回転を制限するロック機構を備えた駐車ブレーキ機構と、前記電動アクチュエータの回転角を検出する回転角センサと、前記ブレーキパッドの制動力を検出する制動力センサと、外部からの指令に基づき前記電動アクチュエータに供給される電力を供給または遮断する開閉手段とを有する電動ブレーキ装置を制御し、前記開閉手段を介して電源から電力が供給される電動ブレーキ制御装置であって、シフトチェンジレバーのパーキングレンジ指令信号の受信に応じて、前記制動力センサおよび前記回転角センサ、または前記制動力センサもしくは前記回転角センサの故障を検出するセンサ故障検出部と、前記センサ故障検出部により前記センサ類が故障でないことを検出したとき、前記開閉手段による前記電動アクチュエータへの電力供給の遮断をできるかの故障を検出する開閉手段遮断故障検出部と、前記センサ故障検出部もしくは前記開閉手段遮断故障検出部の検出結果を電動ブレーキ制御装置の外部へ出力する故障出力部とを有することを特徴としている。
【００２７】
前記の電動ブレーキ制御装置は、前記センサ故障検出部および前記開閉手段遮断故障検出部が故障を検出しなかったとき、前記駐車ブレーキ機構を作動させる駐車ブレーキ機構制御部を有することが好ましい。このように構成された電動ブレーキ制御装置によれば、シフトチェンジレバーをＰレンジにすると、センサ故障検出部が制動力センサや、回転角センサの故障を検出し、これらのセンサが故障していないときに開閉手段遮断故障検出部が開閉手段の電力供給の遮断をできるか診断し、検出結果、診断結果を出力するため、電動ブレーキ装置の種々の故障を短時間で検出できる。
【００２８】
本発明に係る電動ブレーキ制御装置の第６の態様は、車輪と共に回転するディスクロータに押圧されるブレーキパッドと、回転トルクを発生する電動アクチュエータと、前記回転トルクに基づきブレーキパッドの制動力を発生する変換機構と、外部からのエネルギー供給なしに前記制動力を保持するために前記電動アクチュエータの回転を制限するロック機構を備えた駐車ブレーキ機構と、前記電動アクチュエータの回転角を検出する回転角センサと、前記ブレーキパッドの制動力を検出する制動力センサと、外部からの指令に基づき前記電動アクチュエータに供給される電力を供給または遮断する開閉手段とを有する電動ブレーキ装置を制御し、前記開閉手段を介して電源から電力が供給される電動ブレーキ制御装置であって、駐車ブレーキ作動指令に基づき、前記駐車ブレーキ機構による制動力の保持指令または解除指令を出力する駐車ブレーキ機構制御部と、前記駐車ブレーキ機構制御部の前記保持指令に応じて、前記制動力センサおよび前記回転角センサ、または前記制動力センサもしくは前記回転角センサの故障を検出するセンサ故障検出部と、前記センサ故障検出部により前記制動力センサおよび前記回転角センサが故障でないことを検出したとき、前記開閉手段による前記電動アクチュエータへの電力供給の遮断をできるかの故障を検出する開閉手段遮断故障検出部と、前記センサ故障検出部もしくは前記開閉手段遮断故障検出部の検出結果を電動ブレーキ制御装置の外部へ出力する故障出力部とを有することを特徴としている。
【００２９】
このように構成された電動ブレーキ制御装置によれば、センサ故障検出部で制動力センサおよび／または回転角センサの故障を検出したあと、開閉手段遮断故障検出部で開閉手段の故障を検出し、そのあと、故障出力部で検出結果を電動ブレーキ制御装置の外部へ出力するため、短時間で故障を検出することができる。
【００３０】
本発明に係る電動ブレーキ制御装置の第７の態様は、車輪と共に回転するディスクロータに押圧されるブレーキパッドと、回転トルクを発生する電動アクチュエータと、前記回転トルクに基づきブレーキパッドの制動力を発生する変換機構と、前記電動アクチュエータの回転角を検出する回転角センサと、前記ブレーキパッドの制動力を検出する制動力センサと、外部からの指令に基づき前記電動アクチュエータに供給される電力を供給または遮断する開閉手段とを有する電動ブレーキ装置を制御し、前記開閉手段を介して供給される電力と、前記開閉手段を介さずに供給される電力双方によって作動する電動ブレーキ制御装置であって、イグニッションスイッチの電源ＯＦＦ指令信号に応じて、前記制動力センサおよび前記回転角センサ、または前記制動力センサもしくは前記回転角センサの故障を検出するセンサ故障検出部と、前記センサ故障検出部により前記センサ類が故障でないことを検出したとき、前記開閉手段による前記電動アクチュエータへの電力供給の遮断をできるかの故障検出を行う開閉手段遮断故障検出部と、前記センサ故障検出部および前記開閉手段遮断故障検出部の処理実行中であることを電動ブレーキ制御装置の外部へ報知するための信号を出力する故障出力部とを有することを特徴としている。
【００３１】
このように構成された電動ブレーキ制御装置によれば、イグニッションスイッチの電源ＯＦＦ指令信号に応じて、センサ故障検出部が制動力センサおよび／または回転角センサの故障を検出し、これらのセンサが故障でないとき開閉手段遮断故障検出部が開閉手段による電動アクチュエータへの電力供給の遮断を行えるかを診断し、診断処理実行中であることを故障出力部が外部へ報知するので、運転者等は故障検出処理の終了を確認して故障の有無を知ることができる。
【００３２】
本発明に係る電動ブレーキ制御装置の第８の態様は、車輪と共に回転するディスクロータに押圧されるブレーキパッドと、回転トルクを発生する電動アクチュエータと、前記回転トルクに基づきブレーキパッドの制動力を発生する変換機構と、外部からのエネルギー供給なしに前記制動力を保持するために前記電動アクチュエータの回転を制限するロック機構を備えた駐車ブレーキ機構と、前記電動アクチュエータの回転角を検出する回転角センサとを有する電動ブレーキ装置を制御する電動ブレーキ制御装置であって、前記電動アクチュエータに供給する電流を検出する電流センサと、前記回転角センサの検出結果に基づき前記ロック機構による駐車ブレーキ機構の作動を検出する駐車ブレーキ作動判断部と、前記駐車ブレーキ作動判断部が駐車ブレーキ機構の作動を検出したとき、前記電流センサの故障を検出する電流センサ故障検出部と、前記電流センサ故障検出部の検出結果を電動ブレーキ制御装置の外部へ出力する電流センサ故障出力部とを有することを特徴としている。
【００３３】
そして、前記の電動ブレーキ制御装置は、前記電動アクチュエータに供給される電流を制御する電流制御部を有し、前記電流センサ故障検出部は、前記駐車ブレーキ作動判断部の判断結果に応じて、前記電流制御部により前記電動アクチュエータに所定の電流を供給し、前記所定電流供給後の前記電流センサの電流値の変化に基づいて、前記電流センサ故障を検出することが好ましい。このように構成された電動ブレーキ制御装置によれば、駐車ブレーキ作動判断部が回転角センサの検出結果に基づいてロック機構による駐車ブレーキ機構の作動を検出し、このときに電流センサの故障を電流センサ故障検出部が検出するため、外部へ出力して故障を知らせることができる。
【００３４】
本発明に係る電動ブレーキ制御方法は、車輪と共に回転するディスクロータに押圧されるブレーキパッドと、回転トルクを発生する電動アクチュエータと、前記回転トルクに基づきブレーキパッドの制動力を発生する変換機構と、外部からのエネルギー供給なしに前記制動力を保持するために前記電動アクチュエータの回転を制限するロック機構を備えた駐車ブレーキ機構と、前記電動アクチュエータの回転角を検出する回転角センサと、前記ブレーキパッドの制動力を検出する制動力センサと、外部からの指令に基づき前記電動アクチュエータに供給される電力を供給または遮断する開閉手段とを有する電動ブレーキ装置の制御方法であって、駐車ブレーキ作動指令に基づき、前記駐車ブレーキ機構による制動力の保持指令または解除指令を出力する工程と、前記指令を出力する工程による保持指令に応じて、前記制動力センサおよび前記回転角センサ、または前記制動力センサもしくは前記回転角センサの故障を検出する工程と、前記センサ類の故障を検出する工程により前記センサ類が故障でないことを検出したとき、前記開閉手段による前記電動アクチュエータへの電力供給の遮断をできるかの故障検出を行う工程と、前記センサ類の故障を検出する工程もしくは前記開閉手段の遮断故障を検出する工程の検出結果を電動ブレーキ制御装置の外部へ出力する工程とを有することを特徴としている。
【００３５】
このように構成された電動ブレーキ装置の制御方法は、駐車ブレーキ作動指令に基づき、駐車ブレーキ機構による制動力の保持指令または解除指令を出力し、前記指令を出力する工程による保持指令に応じて、前記制動力センサおよび前記回転角センサ、または前記制動力センサもしくは前記回転角センサの故障を検出し、前記センサ類が故障でないことを検出したとき、前記開閉手段による前記電動アクチュエータへの電力供給の遮断をできるかの故障検出を行い、前記センサ類の故障を検出する工程もしくは前記開閉手段の遮断故障を診断する工程の検出結果を電動ブレーキ制御装置の外部へ出力するので、短時間で制動力センサ、回転角センサ、開閉手段の故障検出を行うことができる。また、診断の検出結果を電動ブレーキ制御装置の外部へ出力し、運転者等へ知らせることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の電動ブレーキ装置と、この電動ブレーキ装置の制御装置は、電動ブレーキシステムにおいて、駐車ブレーキ作動中にシステム内の自己診断を実施することにより、走行する前に異常を検出し、ブレーキが故障した状態で走行してしまう状況を未然に防ぐことが可能である。また、停止中に駐車ブレーキ機構を作動させることにより自己診断を行うため、自己診断による制動力の増加、減少による車両挙動の乱れなども発生することはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明に係る電動ブレーキ装置の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る電動ブレーキ装置の要部構成図、図２は、図１の電動ブレーキ装置を駐車ブレーキとして機能させるロック機構の要部構成図、図３は、電動ブレーキ装置を制御するコントロールユニットの構成を示すブロック図、図４は、図３のＣＰＵ内で実行されている制御内容を示すブロック図、図５は、制動力データ、実制動力、モータ回転角、モータの各相電流およびモータの実効電流を示すチャート、図６は電動ブレーキ装置を車両に搭載した模式図である。
【００３８】
図１，２において、電動ブレーキ装置Ｂは、車両の非回転部（ナックル等）に固定されたキャリア（図示せず）に、浮動可能に支持されたキャリパ１を備えており、キャリパ１には制動力発生源のモータ２が設置されている。ブレーキパッド３，４がブレーキディスクロータ５を挟んで設置されており、ブレーキパッド３はキャリパ１に固定され、ブレーキパッド４はモータ２のロータ２Ａの回転によりディスクロータ５に対して進退する構成となっている。本実施形態では、モータ２は交流モータであり、回転トルクを発生する電動アクチュエータを構成する。この構成によりディスクロータ５は車両の車輪と共に回転する。
【００３９】
モータ２はステータ内をロータ２Ａが回転し、この回転運動を直線方向運動に変換する変換機構６によりピストン７が直線運動を行う構成である。キャリパ１は、モータ２の回転運動を変換機構６によってピストン７の直線方向運動に変換し、ピストンを推進させてディスクロータ５をブレーキパッド３，４で押圧して、車輪の制動力を発生させるデバイスである。制動力は制動力センサ８によってセンシングされ、モータ２の回転を検出する回転角検出センサ９から出力されるモータ回転角信号と共に制動力制御のための信号として用いられる。モータ２は、制御性、寿命の点で原理的、構造的に有利な３相ブラシレスモータが一般的に用いられ、正転方向Ｒおよび逆転方向Ｌに回転することができる。変換機構６としては、ボールねじ機構や特許文献１等に記載のボールランプ機構等の適宜の機構を用いることができる。
【００４０】
また、電動ブレーキ装置Ｂは運転者が操作するブレーキング動作、ＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）や横滑り防止装置などの通常ブレーキ動作の他に、駐車時などに電気的エネルギーを付加することなく制動力を機械的に保持するソレノイド、プランジャなどからなる制動力保持手段としてロック機構１０を備えている。ロック機構１０は電動ブレーキ装置Ｂを駐車ブレーキとして機能させる機構である。
【００４１】
ここで、ロック機構１０の１例について、図２を参照して説明する。ロック機構１０はロータ２Ａに固定された爪車１１と、この爪車に係合する係合爪１２を有する揺動アーム１３とを備え、ソレノイド１４により摺動するプランジャに支持されたロッド１５を揺動アーム１３に連結させて構成されている。この爪車１１には制動解除時におけるロータの回転方向Ｌの前側に垂直な歯面が形成され、制動時におけるロータの回転方向Ｒの前側に傾斜面が形成された歯形となっている。係合爪１２は図２において、ばね１６により反時計方向に付勢され、ピン１７により揺動範囲が規制されている。また、揺動アーム１３はストッパ１８により揺動範囲が規制されている。
【００４２】
ロック機構１０は、モータ２が回転し、ブレーキパッド３，４がディスクロータ５を挟み制動力が発生した状態で制動力を保持する機構であり、ソレノイド１４を駆動してモータ２のロータ２Ａに固定された爪車１１に、揺動アーム１３に支持された係合爪１２を押し当てると爪車１１の回転角は保持され、モータ２の電流を遮断しても、発生している制動力は保持されたままとなる。すなわち、ロック機構１０により駐車ブレーキ機構は、外部からのエネルギー供給なしに制動力を保持することができる。また、制動力が保持されている状態で、ソレノイド１４を解除して爪車１１から係合爪１２を離すことによって、保持された制動力は解除され、駐車ブレーキ機構が解除される。
【００４３】
図３は、電動ブレーキ装置Ｂを制御するための、コントロールユニットの構成図である。コントロールユニット２０は、ＣＰＵ２１、ソレノイドドライバ２２、インバータ２３、リップル吸収コンデンサ２４、通信ＩＣ２５、フェールセーフリレー（Ｆ／Ｓリレー）２６、電流検出手段である電流センサ２７，２８，２９などから構成されている。電流センサはモータを駆動するインバータ２３とモータ２との間の配線に設置されている。モータ２は電源Ｅからフェールセーフリレー２６を介して電圧が供給される。
【００４４】
ブレーキの制動信号は、車両側から通信バス３０を通じて通信ＩＣ２５で受信され、ＣＰＵ２１に入力される。ＣＰＵ２１は、入力された制動信号に対して、制動信号を受信した時点での制動力を制動力センサ信号３１によってセンシングし、受信した制動信号に追従させるように、制動力制御を行う。モータ電流、回転角信号は、図３に記載されているような、電流センサ２７，２８，２９からの信号３２，３３，３４、回転角検出センサ９からの信号３５としてＣＰＵ２１に入力される。ＣＰＵ２１は、電動ブレーキ装置Ｂを構成する要素の診断を行う診断装置としても機能する。
【００４５】
図４はコントロールユニット２０内のＣＰＵ内で実行されている制御内容を示している。図４において、制動力制御部４０には、指令制動力データ４１、および実制動力データ４２が入力される。実制動力データ４２は、制動力センサ８の出力が用いられる。制動力制御部４０では、制動力データ４１と実制動力データ４２とを比較、演算し、実制動力を指令制動力に追従させるために必要な、電流指令データ４３をモータ電流制御部４４に出力する。モータ電流制御部４４には、電動ブレーキ装置Ｂからモータ回転角データ４５とモータ実電流データ４６が入力されており、これらのデータと電流指令データ４３を比較、演算し、電流指令データに、モータ実電流データ４６を追従させるデータ、指令電流データ４７を出力する。
【００４６】
図５は、ステップ状の制動力を発生させた場合に、制御系の各データがどのように変化するか、実験結果を元に表したものである。図５の横軸は時間ｔを示し、縦軸は電流値、回転角、制動力を相対的に示している。図５において、入力された制動力データ５０に対し、モータ回転角５２のようにモータが回転し、モータの各相には各相電流５４，５５，５６が流れ、モータの実効電流５３が流れ、実制動力５１が出力される。ステップ状に入力された制動力データ５０に対して、モータが回転を開始し、やがて停止して制動力を保持し、解除している状態である。このように、入力された制動力データに対して、電動ブレーキ装置Ｂでの制動力制御が行われる。
【００４７】
図６は、前記のような構成の電動ブレーキ装置Ｂを車両に搭載した例を示している。駐車ブレーキ機構は一般的に後輪２輪にかけるため、本実施例では後輪２輪に搭載した例を挙げる。フロント２輪は、油圧ブレーキ、電動ブレーキいずれのシステムをも組み合わせることは可能である。なお、本実施形態の電動ブレーキ装置Ｂを４輪に搭載してもよいのは勿論である。
【００４８】
図６において、車両６０はブレーキペダル６１を備えており、運転者によるブレーキ操作は、ブレーキペダル６１の操作量がブレーキ操作検出手段６２によって検出され電気信号に変換され、通信線６３を経て、制動力制御手段６８に入力される。制動力制御手段６８において、運転者によるブレーキ操作による制動力制御は、各車輪に最適な制動配分になるよう算出され、後輪の電動ブレーキ装置６６，６７にブレーキ動作信号を通信線６４，６５を経て配信する。電動ブレーキ装置６６，６７にブレーキ動作信号が入力されると、前記のようにモータ２のロータ２Ａが図１のＲ方向へ回転する。モータ２が回転することにより変換機構６によりピストン７が推進して、ブレーキパッド３，４によりディスクロータ５を挟んで、これによりモータ２の回転に応じた制動力が発生する。
【００４９】
シフトコントロールユニット７０とトランスミッション７２とのデータ通信が通信線７３を介して行われている。駐車ブレーキ機構は、トランスミッション７２からのデータにおいて、車両の車速が「０」の時、シフトコントロールユニット７０のシフトレバーのポジションが「Ｐ」の時、または運転者が駐車ブレーキスイッチ（ＰＫＢ  ＳＷ）７１を操作したときに作動する。
【００５０】
次に、制動力保持手段であるロック機構１０を用いて、駐車ブレーキとして電動ブレーキ装置Ｂを制御させる形態について、図１、図２、図３を用いて説明する。
【００５１】
駐車ブレーキ動作は、駐車ブレーキ作動要求が通信バス３０を介して受信され開始される。駐車ブレーキ要求が受信されると、駐車ブレーキ制動力信号により、モータ２のロータ２ＡがＲの方向へ回転しピストン７が推進し、ブレーキパッド３，４がディスクロータ５を押圧して制動力が発生する。この制動力発生した状態でモータ２への電流指令が「０」に制御される。この場合、キャリパ剛性の影響などによりモータには、制動力が増す方向Ｒとは逆方向Ｌに回転トルクが発生し、この回転トルクにより制動力を保持するロック機構１０のソレノイド１４に連動するロッド１５に押し上げ力が働くが、係合爪１２に当接する爪車１１の歯形がこの状態を維持し、モータのＬ方向（制動力解除方法）の回転が規制され、ブレーキ力の保持が成立して駐車ブレーキとして機能する。
【００５２】
駐車ブレーキ機構を解除する場合は、駐車ブレーキ解除信号により、ロック機構１０のソレノイド１４の解除と共にモータ２への通電がなされ、モータ２がＬの方向へ回転する。この回転に応じてピストン７が後退し、ディスクロータ５への押しつけ力が開放され、駐車ブレーキとしての制動が解除される。ソレノイド１４は内部に永久磁石を備え、一端側あるいは他端側に保持される自己保持形が好ましい。
【００５３】
また、コントロールユニット２０、電動ブレーキ装置Ｂに故障が発生し、制動力制御が異常とコントロールユニット２０側で判断された場合、図３のコントロールユニット内のフェールセーフリレー２６を遮断し、モータ２への通電を解除すれば、ブレーキ力が発生している時点でブレーキパッド３，４がディスクロータ５より受ける反力によって変換機構６を介してモータの回転が押し戻され、制動力が抜ける仕組みになっている。このような機構は、特開２００４−１１６７１２号公報などに詳細に記載されている。
【００５４】
駐車ブレーキ機構の作動中は、電動ブレーキ装置Ｂへの通電、制御は必要無く、急勾配などの道路環境においても通常車両を静止させておくのに必要十分な、制動力が出ている状態である。また、駐車ブレーキ機構が解除されるタイミングは即ち、車両が発進するタイミングであり、その状態で同時に制動力を発生させる場面は、ブレーキの引きずりにつながるため有ってはならない。
【００５５】
つまり、駐車ブレーキ作動中は、本実施形態のような、自動的に駐車ブレーキをかける機構が内蔵された電動ブレーキ装置Ｂにおいては、通常走行を行う上で頻繁に起こる場面であり、その場面においてコントロールユニット２０の診断動作をさせても、車両走行の安全性を欠くような現象は起こらないことになる。この場面において、電動ブレーキ装置Ｂの信頼性を確保すべく様々な自己診断を行えることになる。
【００５６】
制動力制御を行うにあたって、電動ブレーキ装置Ｂ、コントロールユニット２０で必要なコンポーネント（要素）は前記の通りであるが、それぞれのコンポーネントの良否を判断するためには、実際にそのコンポーネントを動作させ、規定の出力状態になっているか否かを判断しなければならない。しかしながら、電動ブレーキ装置Ｂにおいては、それぞれのコンポーネントを動作させ診断するには、その診断のタイミングで制動力が変動、出力してしまうことになる。
【００５７】
すなわち、走行中に自己診断を行うと、運転者がブレーキ操作を行っていないにもかかわらずブレーキがかかってしまったり、ブレーキをかけているにもかかわらず所望の制動がかからなかったり、本来のブレーキとしての基本機能を満足できない場合がある。かといって、自己診断をシステムの電源遮断後などブレーキが以降使用されないような場面でのみ行っていたのでは、実際にブレーキ制御を行うまで既に故障が発生しているのにその検出が遅れ、結果として前記と同様にブレーキの基本機能を満足させられない状態を招くことになる。
【００５８】
具体的な故障検出をする診断個所としては、フェールセーフリレー２６、制動力センサ８、回転角検出センサ９、電流センサ２７〜２９など、実際に電動ブレーキ装置Ｂを作動させないと、故障の診断による良否の判定が困難な個所がある。以下、前記のようなリレーやセンサ等の要素の具体的な故障診断の方法について述べる。
【００５９】
（フェールセーフリレーの診断）
図３、図７ａを用いてフェールセーフリレー２６の診断方法について説明する。フェールセーフリレー２６は、電動ブレーキ装置Ｂに制動力制御が不能になるような故障が発生した際、電動ブレーキ装置のフェールオープン機構を作動させるため、モータ２の電源供給ラインを遮断するために設置されているものである。もし、フェールセーフリレー２６を故障発生時に遮断できなければ制御異常制動力が発生する可能性があり、車両の走行安定性を損なう恐れがある。
【００６０】
フェールセーフリレー２６の故障モードとしては、大きく分けて、接点がオン側に固着するモード（オン固着）と、オフ側に固着するモード（オフ固着）がある。一般的に、リレーのオン固着、オフ固着診断はリレー接点の片方に電圧が印加された状態でリレーコイルをオン、オフさせてその際もう一方の接点側の電圧をモニタし、印加電圧がモニタできるか否かで行う。
【００６１】
ところが、電動ブレーキ装置のようにモータへの電源を遮断するためにリレーを使用する場合、モータの電源ラインに設けてある電流変動抑制のコンデンサ２４（図３参照）の残電荷によってリレーを遮断してもモータ側の接点ライン２６ａに電圧が観測されてしまい、リレーの正常な診断が行えない。このような理由があるため、フェールセーフリレー２６のオン固着診断を行う際には、フェールセーフリレーをオフした状態でモータ側の電源とグランド間に設けられているコンデンサの電荷を放電させるため、モータに電流を流す制御を実行すればよい。
【００６２】
しかしながら、フェールセーフリレー２６が、もしオン固着していた場合、またはコンデンサの静電容量が非常に大きく、モータを回転させうるのに十分な電荷がコンデンサに充電されていた場合、電動ブレーキ装置としてはフェールセーフリレー２６のオン固着診断を行うたびにモータが回転し、制動力が診断前後で変動してしまう。つまり、フェールセーフリレーのオン固着診断時に、あるブレーキ動作信号が入力されており、そのブレーキ動作信号に対して、モータを制動力が増える方向に回転させる制御を行うと、ブレーキ動作信号に対して更に制動力が増えたり、モータを制動力が減る方向に回す制御を行うと、ブレーキ動作信号に対して更に制動力が減少したりする。また、全くブレーキをかけていない走行中などにフェールセーフリレーの診断を行う際に、モータを制動力が増える方向に回す制御を行うと、その診断を行う車輪にのみ制動力が発生したりして、車両の走行安定性を乱す原因になりうる。
【００６３】
また、診断中に急峻かつ強力な制動力が必要になった場合、フェールセーフリレー２６の接点がつながっていないと、所望の制動が得られないことも想定される。このように、フェールセーフリレー２６は、電動ブレーキ装置において安全上非常に重要なものであるにもかかわらず、その故障診断をするタイミングが非常に難しい。
【００６４】
このフェールセーフリレー２６の診断を本発明では、駐車ブレーキ作動中に行うものである。図６に示したように電動ブレーキ装置に付加された駐車ブレーキの操作インターフェースは、従来車両に備え付けられているような駐車ブレーキレバーのような大掛かりな機械的なものではなく、駐車ブレーキスイッチ（ＰＫＢ  ＳＷ）７１のような簡便なものになっている。
【００６５】
また、現在普及しつつある電動駐車ブレーキは駐車レバーを引いている時のみではなく、車両が停止してシフトポジションがＰ（パーキング）レンジに挿入された際などに自動的に駐車ブレーキがかかり、発進と同時に解除されるようなオートパーキングブレーキ機能が盛り込まれており、電動ブレーキ装置の駐車ブレーキ機能にも取りこまれることが容易に予想される。つまり、実際の車両の走行時において、車両が停止しオートパーキング機能が動作する機会は頻繁にあると考えられ、この状態を用いて、フェールセーフリレーの自己診断を行うため、制動力の変化による不具合は解消できる。
【００６６】
図７ａに電動ブレーキ装置で実行される処理を示す。車両運行中から、停止状態に移行することで、フェールセーフリレー診断処理８０が実行される。処理８１で駐車ブレーキ機構が作動中か否か判断される。駐車ブレーキ機構が作動中であれば、駐車ブレーキ機構によって生じる制動力は、想定されるあらゆる道路環境において車両を停止した状態に保持できるだけの制動力である。
【００６７】
駐車ブレーキ機構による制動力が発生し、規定内の制動力まで達すると、ロック機構１０により機械的にその制動力は保持される。この状態で、モータ２への通電を遮断しても、制動力が低下することはない。すなわち、駐車ブレーキ機構が保持されている状態でフェールセーフリレー２６を処理８６においてオフしても制動力は保持されたままになる。しかし、ブレーキパッドの剛性、熱収縮、パッドとディスクロータ間の摩擦係数のバラツキ変化などによって、制動力にはある程度の制御範囲が存在する。
【００６８】
この状態で、処理８２で、モータに制動力が増大させる向きに、ＣＰＵ２１からインバータ２３に電流指令値（ｑ軸電流）を与える。電流指令値は、図３のコンデンサ２４に充電された電荷をどれくらいの時間で放電させるかによって、その値を決めれば良い。電流指令値を与えた後、処理８３において、フェールセーフリレー２６の端子電圧Ｖ＿ＦＳＦＲＬＹをモニタし、所定値ＶＳ１以下であれば処理８４にて、フェールセーフリレーオン固着診断はＯＫとなる。逆にフェールセーフリレーの端子電圧Ｖ＿ＦＳＦＲＬＹをモニタし、所定値ＶＳ１より大きければ処理８５にて、フェールセーフリレーオン固着診断はＮＧ判断される。所定値ＶＳ１は、電圧検出回路の検出誤差、ＧＮＤレベルに重畳するノイズ等を勘案した値であり、通常１Ｖ程度の値となる。
【００６９】
ここで重要なのは、フェールセーフリレー２６の診断を行った際、もし、フェールセーフリレーがオン固着していたとしても、モータ２は駐車ブレーキ機構で発する制動力の範囲内で制動力を強める方向で回転するため、車両としては既に作動している駐車ブレーキ機構の制動力が規定範囲内でわずかに増加するだけなので、走行安定性、車両の信頼性、寿命に悪影響を及ぼすことはない。この場合は、ワーニングランプやブザー等による警告を行うことが好ましい。
【００７０】
また、診断中に、車両が発進する場合、図７ｂに示す処理８７のフェールセーフリレーのオン固着診断終了割り込み処理が実行され、処理８８で制動力保持手段であるロック機構１０は解除され、処理８９においてフェールセーフリレー２６をオンさせる。リレーをオンさせたら、制動力を解除するように図１のモータ２がＬの方向に回転し、制動力が抜ける方向に制御される。もし、万一モータの制動力制御の応答が遅れたとしても発進の際は、駐車ブレーキ機構を機械的に解除するようソレノイド１４が動作するため、前記のフェールオープンの作用でモータ２を制動力が抜ける方向に制御せずとも制動力が抜けるため、この場合においても車両走行の信頼性を損なうことはない。
【００７１】
また、次のような方法でもフェールセーフリレー２６の診断を行うことが可能である。
【００７２】
図８に電動ブレーキ装置内で実行される処理を示す。車両運行中から、停止状態に移行することで、フェールセーフリレー診断処理９０が実行される。処理９１で駐車ブレーキ機構が作動中か否か判断される。駐車ブレーキ機構が作動中であれば、駐車ブレーキ機構によって生じる制動力は、想定されるあらゆる道路環境において車両を停止した状態に保持できるだけの制動力である。
【００７３】
駐車ブレーキ機構による制動力が発生し、規定内の制動力まで達すると、電動ブレーキ装置Ｂのロック機構１０により機械的にその制動力は保持される。この状態で、モータ２への通電を遮断しても、制動力が低下することはない。すなわち、駐車ブレーキが保持されている状態で処理９６において、フェールセーフリレー２６をオフしても制動力は保持されたままになる。しかし、ブレーキパッドの剛性、熱収縮、パッドとディスクロータ間の摩擦係数のバラツキ変化などによって、制動力にはある程度の制御範囲が存在する。
【００７４】
この状態で、処理９２で、モータ２に回生電流指令値（ｄ軸電流）を与える。電流指令値は、図３のコンデンサ２４に充電された電荷をどれくらいの時間で放電させるかによって、その値を決めれば良い。電流指令値を与えた後、処理９３において、フェールセーフリレー２６の端子電圧Ｖ＿ＦＳＦＲＬＹをモニタし、所定値ＶＳ１以下であれば処理９４にて、フェールセーフリレーオン固着診断はＯＫとなる。逆にフェールセーフリレーの端子電圧Ｖ＿ＦＳＦＲＬＹをモニタし、所定値ＶＳ１より大きければ処理９５にて、フェールセーフリレーオン固着診断はＮＧ判断される。
【００７５】
この場合、モータにｄ軸電流指令値を与えても、電動ブレーキ装置Ｂを動作させるような回転力は発生しないので、制動力は発生せず走行安定性、車両の信頼性、寿命に悪影響を及ぼすことはない。
【００７６】
また、診断中に、車両が発進する場合、図７ｂに示す処理８７のフェールセーフリレーのオン固着診断終了割り込み処理が実行され、処理８８で制動力保持手段は解除され、処理８９においてフェールセーフリレー２６をオンさせる。リレーをオンさせたら、制動力を解除するように図１のモータ２のロータ２ＡがＬの方向に回転し、制動力が抜ける方向に制御される。もし、万一モータの制動力制御の応答が遅れたとしても発進の際は、駐車ブレーキ機構を機械的に解除するようソレノイド１４が動作するため、前記のフェールオープンの作用でモータを制動力が抜ける方向に制御せずとも制動力が抜けるため、この場合においても車両走行の信頼性を損なうことはない。
【００７７】
（制動力センサ、回転角検出センサの診断）
制動力センサ８は、電動ブレーキ装置Ｂにおいて、ブレーキパッド３，４がディスクロータ５をどれだけの力で押しつけているかを検知するセンサで、制動力制御を行う上で非常に重要なセンサである。制動力センサ８は、一般的に圧電素子や歪ゲージなどを用いたものが周知である。また、モータ２の回転角検出センサ９は、モータを電流制御する際、回転方向、回転速度を算出する際に用いるセンサで、レゾルバ、ホールＩＣなどが周知である。
【００７８】
制動力センサ故障モードとしては、センシングエレメントの断線故障、ショート故障、中間値張りつき故障が一般的で、断線故障、ショート故障については、エレメント出力端電圧が原理的に容易に異常判別可能な出力値となるため、センサ本体に自己診断機能を盛り込んだスマートセンサが普及しつつある。しかし、制動力センサの中間値張りつき故障においては、どのようなシステムにも適合する診断アルゴリズムが無く、センサの電源投入時などにテスト波形を擬似的に発生させ、その状態をセンシング可能か否か自己診断するようなものがある程度である。
【００７９】
また、この種のセンサでは、電動ブレーキ装置のように、どのタイミングでどれくらいの制動力を発する動作が要求されるか不明なシステムには適用が困難である。すなわち、センサの電源を投入してから自己診断が終了するまでの間は、制動力のセンシングが不可となり、その間電動ブレーキ装置としての制動力制御ができなくなるわけである。しかしながら、本発明では前記のような自己診断機能が無い制動力センサを用いた際においても、中間値張りつき故障を検出可能にするものである。また、回転角検出センサ９においても、絶対角はそのセンサでしか認識し得ないものであり、他のセンサ信号を用いて推定をしなければならない。この点に関しても、本発明は非常に有効である。
【００８０】
具体的な、診断方法について、図９、図１０を用いて説明する。フェールセーフリレー２６の診断と同様、車両運行中から、停止状態に移行し、駐車ブレーキ機構が作動する。駐車ブレーキ機構によって生じる制動力は、想定されるあらゆる道路環境においても車両を停止した状態を保持できるだけの制動力ではあるが、ブレーキパッドの剛性、熱収縮、パッドとディスクロータ間の摩擦係数のバラツキ変化などによって、制動力には図１０に示すように、Ｆ１からＦ２のようなある程度の制御範囲が存在する。
【００８１】
駐車ブレーキ機構による制動力が図１０の時点ｔ１で発生し、規定内の制動力まで達すると、時点ｔ２で電動ブレーキ装置Ｂの制動力保持機構であるロック機構１０により機械的にその制動力は保持される。この時点で図９の制動力センサ診断処理が開始される。この時点ｔ２では、制動力は機械的に保持されているため、モータの電流は「０」になる。処理１０４において、この時点でのモータの回転角データ値である、Ｍ＿ＲＥＳＯ＿ＴＭＰをバッファＭ＿ＲＥＳＯに格納する。
【００８２】
図９の処理１０４から、制動力センサの中間値張りつきを診断するため、処理１０２に移行し、この駐車ブレーキ機構の作動中に時点ｔ３で制動力を最大保持制動力Ｆ２を超えない範囲でΔＦ（処理１０２のデータ値でＤＩＡＧ＿ＦＯＲＣ）だけ増加させる。この状態で、モータ２を制動力が増大させる向きに制御信号を出力する。制動力センサ８が正常であれば、ｔ３時の制動力に対して、処理１０３でデータ値でＤＩＡＧ＿ＦＯＲＣ（実制動力でΔＦ分）分、時点ｔ４で上昇していると検知される。
【００８３】
また、モータの回転角もｔ２時点の角度と変化しているので、これを処理１０７で検出し、処理１０５において診断ＯＫとなる。もし、張りつき故障が発生していれば、処理１０６で診断はＮＧと判定される。その場合、速やかにソレノイド１４によってロック機構１０を解除して制動力の保持を解除し、フェールセーフリレー２６をオフしてフェールオープン状態にし、ワーニングランプを点灯させるなどのフェールセーフアクションを走行する前に発することが可能となる。
【００８４】
また、診断中に、車両が発進するようなモードに移行した場合、制動力センサ８、回転角検出センサ９の診断は中止される。診断が正常終了する場合、時点ｔ４で制動力は保持され、再び制動力保持が時点ｔ５で解除されると、モータはＬ方向に逆転され、時点ｔ６では制動力が完全に解除され、通常走行が可能な状態となる。
【００８５】
（電流センサの診断）
電流センサ２７，２８，２９は、図３のインバータ２３とモータ２との配線に設置され、電動ブレーキ装置Ｂのモータ２に流れる相電流を検知するものであり、モータの電流フィードバッグ制御のために非常に重要なセンサである。電流センサは、ホール素子を用いたクランプ型のものやシャント抵抗を挿入して抵抗の両端に発生する端子電圧によって流れている電流をセンシングする方法が周知である。モータ２の制御で使用される電流値は、前記の相電流を実効電流に換算したものである。
【００８６】
図４に示したように、ブレーキ動作信号による指令制動力データ４１による要求制動力が入力されると制動力制御部４０は、その時点で発生している実制動力データ４２をフィードバッグさせ、要求制動力に近づけるために必要な、モータに流す必要のある電流を算出する。制動力制御部４０から出力された電流指令信号４３によりモータ電流制御部４４はモータに電流を流し、要求制動力に達するようにモータに流れる電流を増減させる。これらの制御は一般的にＰＩ制御で構成されている。よって、電流センサに異常が生じていてもフィードバッグ制御のＰＩ成分によって制動力制御が成立してしまって、電流センサの故障が潜在化してしまうことが考えられる。電流センサの故障としては、出力オフセット異常（検出電流０Ａ時の出力信号レベル異常）、ゲイン異常などがある。
【００８７】
本発明によれば、前記のような電流センサの潜在的な故障も摘出することが可能となる。電流センサの診断方法について、図１１、図１２を用いて説明する。
【００８８】
駐車ブレーキ機構による制動力が図１２の時点ｔ１で発生し、規定内の制動力まで達すると、時点ｔ２で電動ブレーキ装置Ｂのロック機構１０により機械的にその制動力は保持される。この時点で図１１の電流センサ診断処理１１０が開始される。図１１の処理１１０から、電流センサの診断するため、処理１１１において駐車ブレーキ機構の作動開始が確認させると、処理１１７に移行し、モータの各相から算出されたモータ電流I_mtrをモニタする。
【００８９】
時点ｔ２では、制動力は機械的に保持されているため、モータの電流は原理的に「０」になる。このI_mtrが規定値、I_ofst_min≦I_mtr≦I_ofst_maxから外れると、電流センサの「０」時のモニタ値が異常であると判断されるため、処理１１６に移行し、電流センサオフセット異常と判断する。オフセットが正常であれば、処理１１２に移行し、この駐車ブレーキ機構の作動中に時点ｔ３で保持されている制動力を超えない範囲でモータにテスト電流I_tstを与える。
【００９０】
この状態で、モータを制動力が増大させる向きに制御信号を出力する。電流センサが正常であれば、ｔ３時の電流要求指令値に対して、処理１１３でモータ電流I_mtrはデータ値で閾値I_tst_minからI_tst_maxの範囲に入っているはずである。この範囲に入っていれば処理１１４において診断ＯＫとなる。もし、閾値から外れているようであれば、処理１１５で診断はＮＧと判定される。その場合、速やかにソレノイド１４によって制動力の保持を解除し、フェールセーフリレー２６をオフしてフェールオープン状態にし、ワーニングランプを点灯させるなどの、フェールセーフアクションを走行する前に発することが可能となる。
【００９１】
また、診断中に、車両が発進するようなモードに移行した場合、電流センサの診断は中止される。診断が正常終了する場合、時点ｔ４で制動力は保持され、再び制動力保持が時点ｔ５で解除されると、モータはＬ方向に逆転され、時点ｔ６では制動力が完全に解除され、通常走行が可能な状態となる。
【００９２】
前記のように、駐車ブレーキ機構の作動中に、規定の制動指令、電流指令を制御系に与えることによって、電動ブレーキ装置のコントロールユニット２０内のセンサ、回路の診断が走行開始以前に実行可能で、車両挙動を乱すことなく、電動ブレーキ装置の要素の診断が実施できることを説明した。
【００９３】
つぎに、図１３を用いて、フェールセーフリレー２６の診断方法、特にフェールセーフリレーのオフ固着の診断について説明する。図１３はフェールセーフリレーのオフ固着診断処理動作を示すフロー図である。フェールセーフリレー２６のオフ固着とは、接点がオフ側に固着してしまう故障のことをいう。図１３のフェールセーフリレー診断処理その３は、車両運行中から、停止状態に移行することで、フェールセーフリレー診断処理１２０が実行される。処理１２１で駐車ブレーキ機構が作動中か否か判断される。
【００９４】
駐車ブレーキ機構による制動力が発生し、規定内の制動力まで達すると、ロック機構１０により機械的にその制動力は保持される。この状態で、モータ２への通電を遮断しても、制動力が低下することはない。すなわち、駐車ブレーキ機構が保持されている状態でフェールセーフリレー２６を処理１２６においてオンしても制動力は保持されたままになる。この状態で、処理１２２で、モータに制動力が増大させる向きに、ＣＰＵ２１からインバータ２３に電流指令値（ｑ軸電流）を与える。電流指令値は、図３のコンデンサ２４に充電された電荷をどれくらいの時間で放電させるかによって、その値を決めれば良い。
【００９５】
電流指令値を与えた後、処理１２３において、フェールセーフリレー２６の端子電圧Ｖ＿ＦＳＦＲＬＹをモニタし、所定値ＶＳ２より大きいかが判断される。所定値ＶＳ２は、モータ２を駆動させることができる最低電圧であり、１４Ｖ系電源においては、例えば８Ｖに設定される。所定値ＶＳ２より大きければ処理１２４にて、フェールセーフリレーオフ固着診断はＯＫとなる。逆にフェールセーフリレーの端子電圧Ｖ＿ＦＳＦＲＬＹをモニタし、所定値ＶＳ２以下であれば処理１２５にて、フェールセーフリレーオフ固着診断はＮＧ判断される。
【００９６】
このようにして、フェールセーフリレー２６の診断を行った際、もし、フェールセーフリレーがオフ固着していたとしても、モータ２は駐車ブレーキ機構で発する制動力の範囲内で制動力を強める方向で回転するため、車両としては既に作動している駐車ブレーキ機構の制動力が規定範囲内でわずかに増加するだけなので、走行安定性、車両の信頼性、寿命に悪影響を及ぼすことはない。フェールセーフリレーがオフ固着した場合、すなわち診断がＮＧの場合は、ワーニングランプやブザー等による警告を行うことが好ましい。このように、フェールセーフリレー診断処理１２０により、モータに電流指令値（ｑ軸電流）を与えてフェールセーフリレーの端子電圧Ｖ＿ＦＳＦＲＬＹがＶＳ２より大きいかを判断するだけで、フェールセーフリレーのオフ固着故障を、短時間で容易に診断することができる。なお、処理１２２において、ｑ軸電流を与える代わりに、ｄ軸電流を与えてもよい。これによって、モータの回転方向のトルクを発生させることなくフェールセーフリレーのオフ固着診断が可能である。
【００９７】
つぎに、図１４を参照して、電動ブレーキ装置の故障診断を行う電動ブレーキ制御装置の一例として、コントロールユニットの実施形態を説明する。図１４はコントロールユニットの構成を示すブロック図であり、コントロールユニットと電動ブレーキ装置Ｂとにより電動ブレーキシステムを構成している。図１４において、コントロールユニット（ＥＣＵ）１３０は、電動ブレーキ装置Ｂの制動力センサ１３１および回転角センサ１３２から出力される信号に基づいて電動アクチュエータであるモータ１３３を駆動する機能を有していると共に、故障を検出して警告信号を発生させる機能を有している。
【００９８】
コントロールユニット１３０内には、モータ１３３に電源を供給するフェールセーフリレー１３４、インバータ１３５が設けられている。フェールセーフリレー１３４は、電動ブレーキ装置Ｂを駆動するモータ１３３に電源Ｅから電流の断続を行う。電源ラインＬはフェールセーフリレー１３４に接続され、フェールセーフリレーよりインバータ１３５を通してモータ１３３に接続され、モータに電源が供給される構成となっている。そして、インバータ１３５の電流を検出する電流センサ１３６が設けられている。また、分岐された電源ラインに接続されたソレノイドドライバ１３７を通してロック機構を駆動するソレノイド１３８に電源が供給される。
【００９９】
一方、コントロールユニット１３０において、車両内のウェイクアップ電源ラインＷを介して供給される電源が電源回路１３９に入力されるようになっている。そして、この電源回路１３９によって得られる安定した電源はＣＰＵ１４０に供給されるようになっている。このように、フェールセーフリレー１３４を介して供給される電源と、フェールセーフリレー１３４を介さずに供給される電源（すなわち、ウェイクアップ電源ラインＷを介して供給される電源）とを別々に設けることにより、フェールセーフリレー１３４をＯＦＦする必要があるリレー診断後においても、ＣＰＵ１４０の作動に必要な電源が確保できる。したがって、電動ブレーキ制御装置内のＣＰＵ１４０と他の制御機器との通信処理を実行することができ、また、ＣＰＵ１４０から他の制御機器への警告信号を出力することができる。
【０１００】
コントロールユニット１３０内のＣＰＵ１４０は、電圧検知部１４１、故障検出部１４２、故障出力部１４３、リレー制御部１４４、モータ電流制御部１４５、制動力制御部１４６、ＰＫＢ作動判断部１４７、ＰＫＢ機構制御部１４８を備えている。故障検出部１４２は、詳細は後述するが、フェールセーフリレー１３４の故障を検出するリレー故障検出部、制動力センサ１３１の故障を検出する制動力センサ故障検出部、回転角センサ１３２の故障を検出する回転角センサ故障検出部、電流センサ１３６の故障を検出する電流センサ故障検出部とを備えており、これらの故障検出部で故障検出を行い、故障出力部１４３を介して例えば運転者に警告信号を発信する。
【０１０１】
リレー制御部１４４は、例えば上位のコントロールユニットからの制御信号Ｓ１に基づいてフェールセーフリレー１３４を制御する。電圧検知部１４１はフェールセーフリレー１３４の電圧を検知して故障検出部１４２に供給し、フェールセーフリレー１３４の故障を検出して診断を行う。
【０１０２】
電動ブレーキ装置Ｂの推力を検出する制動力センサ１３１からブレーキパッドに加わる推力データが、故障検出部１４２、制動力制御部１４６、ＰＫＢ作動判断部１４７に供給される。電動ブレーキ装置Ｂのモータの回転角を検出する回転角センサ１３２からの信号が、同様に故障検出部１４２、制動力制御部１４６、ＰＫＢ作動判断部１４７に供給される。また、電流センサ１３６からの電流値が、故障検出部１４２、モータ電流制御部１４５、ＰＫＢ作動判断部１４７に供給される。
【０１０３】
制動力制御部１４６では、例えば制御信号Ｓ１の制動力データＤ１と実制動力データＤ２とを比較、演算し、実制動力を指令制動力に追従させるために必要な、電流指令データＤ３をモータ電流制御部１４５に出力する。モータ電流制御部１４５は、電流指令データＤ３に基づいてモータ１３３に電流を供給するインバータ１３５を制御する。また、制動力制御部１４６は制動力指令信号Ｓ２をＰＫＢ作動判断部１４７に供給する。
【０１０４】
ＰＫＢ作動判断部１４７は、制動力センサ１３１、回転角センサ１３２、電流センサ１３６からの信号を受けて駐車ブレーキ（ＰＫＢ）機構の作動状態を判断する。ＰＫＢ作動判断部１４７からの信号が故障検出部１４２、ＰＫＢ機構制御部１４８に供給される。ＰＫＢ機構制御部１４８からの出力でソレノイドドライバ１３７が駆動される。故障検出部１４２では、ＰＫＢ作動判断部１４７からの信号と、制動力センサ１３１および回転角センサ１３２からの信号により、これらのセンサの故障を検出して診断を行う。また、故障検出部１４２では、電流センサ１３６の故障を検出して診断を行うと共に、フェールセーフリレー１３４の故障を検出して診断も行う。
【０１０５】
このように構成されたコントロールユニット１３０により、前記した図７に示されるフェールセーフリレー１３６の診断処理その１（８０）、図８に示されるフェールセーフリレー診断処理その２（９０）、図９に示される制動力、回転角センサ診断処理（１００）、図１１に示される電流センサ診断処理（１１０）、および図１３に示されるフェールセーフリレー診断処理その３（１２０）が実施される。
【０１０６】
つぎに、図１５を参照して、前記したフェールセーフリレー診断処理、制動力センサおよび回転角センサの診断処理、電流センサの診断処理を実施する順序に関する実施形態を説明する。前記の各種の診断処理を好ましい順序で実施することで、電動ブレーキ装置の故障検出を効率よく、短時間で終了することができると共に、フェールセーフリレーの接点消耗を少なくでき、フェールセーフリレーの耐久性を向上させることができる。図１５は診断処理の順序を示すフローチャートである。
【０１０７】
図１５において、電動ブレーキ装置診断処理１５０は、処理１５１で駐車ブレーキ機構が作動中かを判断して行われる。処理１５１で駐車ブレーキ機構が作動中のときは、処理１５２で電流センサ診断を実施する。処理１５１で、駐車ブレーキ機構が作動中でない場合は、以下の処理は行なわず終了する。電流センサ診断処理１５２は、図１１に示されるフローチャートに沿って実施される。そして、処理１５３で電流センサ診断がＯＫの場合は、処理１５４で制動力、回転角センサ診断処理を実施する。処理１５３で電流センサ診断がＯＫでないときは、処理１５５で警告し、以下の診断処理は行なわず終了する。
【０１０８】
この制動力、回転角センサ診断処理１５４は、図９に示されるフローチャートに沿って実施される。処理１５４で制動力、回転角センサ診断処理を行ない、処理１５６で診断結果がＯＫの場合は、処理１５７でフェールセーフリレーオン固着診断処理を実施する。処理１５６で制動力、回転角センサ診断がＯＫでないときは、処理１５５で警告し、以下の処理は行なわず終了する。
【０１０９】
処理１５７のフェールセーフリレーオン固着診断処理は、図７または図８に示されるフローチャートに沿って実施され、処理１５８でオン固着診断ＯＫのときは終了する。オン固着診断がＯＫでない場合は処理１５５で警告して終了する。
【０１１０】
すなわち、前記の診断処理の順序は、第１に駐車ブレーキ作動指令に基づき、駐車ブレーキ機構による制動力の保持を確認し（処理１５１）、第２に電流センサの診断を行い（処理１５２）、そのあと電流センサ診断ＯＫ（処理１５３）の場合には第３に制動力センサおよび回転角センサの診断を行う（処理１５４）。そして、制動力センサおよび回転角センサの診断がＯＫ（処理１５６）の場合には、第４にフェールセーフリレーのオン固着診断を行い（処理１５７）、オン固着診断ＯＫ（処理１５８）の場合にそのまま終了する。また、処理１５３，１５６，１５８でＯＫでない場合には、警告を発して終了する。
【０１１１】
このように、電流センサ診断をしたあと、制動力センサおよび回転角センサの診断を行い、そのあとにフェールセーフリレーオン固着診断を行うと、リレーのオン、オフ回数が少なくてすみ、短時間で診断処理を終了することができる。オン固着診断は、フェールセーフリレーのリップルの吸収コンデンサ２４の残電荷放電のあと、リレーの端子間電圧を検知することにより達成される。その後にセンサ類の診断を実行する場合は、モータに電流を通電する必要があるため、前述の吸収コンデンサ２４に電荷をチャージしなければならない。すなわち、本実施形態の順序で診断すると、途中でフェールセーフリレーのリップルの吸収コンデンサ２４（図３参照）の電荷をチャージする時間を短縮することができるので、短時間で処理を終了することができるのである。なお、各診断処理の時間は数１００ｍｓ程度であり、全ての診断処理に費やす時間は数秒程度である。
【０１１２】
さらに、図１６を参照して、前記したフェールセーフリレー診断処理、制動力センサおよび回転角センサの診断処理、電流センサの診断処理を実施する他の実施形態を説明する。この実施形態は、電動ブレーキ装置の診断処理を行なうタイミングを規定することで、電動ブレーキ装置の故障検出を効率よく、短時間で終了することができると共に、フェールセーフリレーの接点消耗を少なくでき、フェールセーフリレーの耐久性を向上させることができる。図１６はシフトレバーをＰレンジに設定したときの診断処理の順序を示すフローチャートである。
【０１１３】
図１６において、電動ブレーキ装置診断１６０は、処理１６１でシフトレバーがＰレンジにあるかを判断して行われる。処理１６１でＰレンジ位置信号がありのときは、処理１６２で電流センサ診断を実施する。処理１６１で、Ｐレンジ位置信号がない場合は、以下の処理は行なわず、処理１６９で駐車ブレーキ機構を作動させて終了する。電流センサ診断処理１６２は、図１１に示されるフローチャートに沿って実施される。そして、処理１６３で電流センサ診断がＯＫの場合は、処理１６４で制動力、回転角センサ診断処理を実施する。処理１６３で電流センサ診断がＯＫでないときは、処理１６５で警告し、処理１６９で駐車ブレーキ機構を作動させて終了する。
【０１１４】
電流センサ診断処理のあと、前記した図１５の実施形態と同様に、処理１６４で制動力、回転角センサ診断処理を行ない、処理１６６で診断結果がＯＫの場合は、処理１６７でフェールセーフリレーオン固着診断処理を実施する。処理１６６で制動力、回転角センサ診断がＯＫでないときは、処理１６５で警告し、処理１６９で駐車ブレーキ機構を作動させて終了する。処理１６８でオン固着診断ＯＫのときは、処理１６９で駐車ブレーキ機構を作動させて終了する。オン固着診断がＯＫでない場合は処理１６５で警告し、処理１６９で駐車ブレーキ機構を作動させて終了する。
【０１１５】
この診断処理では、各種の故障検出による診断は制動力を発生させる方向に働くので、診断のための動作を、駐車ブレーキ機構を作動させるために必要な制動力と兼用することができる。このため、電源の無駄な消費を防止して、短時間で故障検出して診断を行なうことができる。そして、診断処理の最後に駐車ブレーキ機構を作動させることで、車両を安定して停止させることができる。
【０１１６】
さらに、図１７を参照して、イグニッションスイッチ（ＩＧＮ−ＳＷ）オフ信号を受信したとき、前記したフェールセーフリレー診断処理、制動力センサおよび回転角センサの診断処理、電流センサの診断処理を実施する他の実施形態を説明する。この実施形態は、電動ブレーキ装置の診断処理を行なうタイミングを規定することで、電動ブレーキ装置の故障検出を効率よく、短時間で終了することができると共に、フェールセーフリレーの接点消耗を少なくでき、フェールセーフリレーの耐久性を向上させることができる。図１７はイグニッションスイッチをオフに設定したときの診断処理の順序を示すフローチャートである。
【０１１７】
図１７において、電動ブレーキ装置診断１７０は、処理１７１でイグニッションスイッチがオフかを判断して行われる。処理１７１でイグニッションスイッチがオフのときは、処理１７１Ａで、診断中報知信号を出力し、処理１７１Ｂでキー固定指令を出力し、キーを抜けない状態に保持してから、電流センサ診断処理１７２を実施する。処理１７１で、イグニッションスイッチがオフでない場合は、以下の処理は行なわず終了する。電流センサ診断処理１７２は、図１１に示されるフローチャートに沿って実施される。そして、処理１７３で電流センサ診断がＯＫの場合は、前記した図１５，１６の実施形態と同様に、処理１７４で制動力、回転角センサ診断処理を実施する。処理１７３で電流センサ診断がＯＫでないときは、処理１７５で警告し、以下の診断処理は行なわず、処理１７９で診断中報知解除信号を出力し、処理１７９Ａでキー固定指令を解除して終了する。
【０１１８】
電流センサ診断処理のあと、処理１７４で制動力、回転角センサ診断処理を行ない、処理１７６で、制動力、回転角センサ診断結果がＯＫの場合は、処理１７７でフェールセーフリレーオン固着診断処理を実施する。処理１７６で制動力、回転角センサ診断がＯＫでないときは、処理１７５で警告し、前記の処理１７９、処理１７９Ａを経由して終了する。処理１７８でオン固着診断ＯＫのときは、処理１７９で診断解除信号を出力し、処理１７９Ａでキー固定の解除をして終了する。オン固着診断がＯＫでない場合は処理１７５で警告し、処理１７９、処理１７９Ａで診断解除信号を出力し、キー固定の解除をして終了する。
【０１１９】
このように構成された電動ブレーキ装置の故障診断処理１７０では、イグニッションスイッチを抜くときにオフ信号を受信して故障診断処理を実行することができる。診断中はキーを固定して電源を落とさないため、数秒程度キーを保持して診断処理を実行することができる。このようにして、できるだけ早期に故障対策の必要性をドライバに警告することで、安全運行を行なうことができる。
【０１２０】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、駐車ブレーキ機構を組み込んだ電動ブレーキ装置を後輪２輪に搭載した例を示したが、前輪２輪に搭載するように構成してもよいことは勿論である。
【０１２１】
また、回転運動を直線運動に変換する変換機構と、この変換機構とモータとの間に、モータへ通電中でトルクを発生しているときにはモータのトルクを変換機構へ伝達するが、モータが非通電状態でトルクを発生していないときには変換機構からモータへのトルクの伝達は遮断する、１方向クラッチ等の機械式逆入力遮断手段を設置し、モータが異常の場合に電動ブレーキ装置を開放するように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明の活用例として、この電動ブレーキ装置を用いて従来の油圧ブレーキ装置やエアブレーキ装置等の代わりに装着することができ、鉄道車両や航空機の車輪のブレーキの用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明に係る電動ブレーキ装置の一実施形態の要部構成図。
【図２】図１の電動ブレーキ装置を駐車ブレーキ機構として機能させるロック機構の要部構成図。
【図３】図１，２の電動ブレーキ装置を制御するコントロールユニットの構成を示すブロック図。
【図４】図３のコントロールユニットのＣＰＵ内で実行されている制御内容を示すブロック図。
【図５】制動力を発生させた場合の制御系の各データの変化を示すチャート。
【図６】図１，２の電動ブレーキ装置を搭載した車両の模式図。
【図７】（ａ）は電動ブレーキ装置のフェールセーフリレーの診断処理動作を示すフロー図、（ｂ）は診断終了割り込み動作を示すフロー図。
【図８】フェールセーフリレーの他の診断処理動作を示すフロー図。
【図９】制動力センサと回転角検出センサの診断処理動作を示すフロー図。
【図１０】図９の診断処理動作のチャート。
【図１１】電流センサの診断処理を示すフロー図。
【図１２】図１１の診断処理動作のチャート。
【図１３】フェールセーフリレーのオフ固着診断処理動作を示すフロー図。
【図１４】電動ブレーキ装置の故障診断を行なう制御装置内のコントロールユニット内で実行されている制御内容を示すブロック図。
【図１５】各種の診断処理の順序を示すフローチャート。
【図１６】シフトレバーをＰレンジに設定したときの診断処理の順序を示すフローチャート。
【図１７】イグニッションスイッチをオフに設定したときの診断処理の順序を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１２４】
Ｂ：電動ブレーキ装置、１：キャリパ、２：モータ、２Ａ：ロータ、３，４：ブレーキパッド、５：ディスクロータ、６：変換機構、７：ピストン、８：制動力センサ、９：回転角検出センサ（モータ回転検出センサ）、１０：ロック機構（制動力保持手段、駐車ブレーキ機構）、２０：コントロールユニット、２１：ＣＰＵ（診断装置）、２７，２８，２９：電流センサ、２６：フェールセーフリレー（開閉手段）、１３０：コントロールユニット、１３１：制動力センサ、１３２：回転角センサ、１３３：モータ（電動アクチュエータ）、１３４：フェールセーフリレー（開閉手段）、１３５：インバータ、１３６：電流センサ、１３７：ソレノイドドライバ、１３８：ソレノイド、１４０：ＣＰＵ（診断装置）、１４１：電圧検知部、１４２：故障検出部、１４３：故障出力部、１４４：リレー制御部、１４５：モータ電流制御部、１４６：制動力制御部、１４７：ＰＫＢ作動判断部（駐車ブレーキ作動判断部）、１４８：ＰＫＢ機構制御部（駐車ブレーキ機構制御部）、Ｗ：ウェイクアップ電源ライン、Ｅ：電源
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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