(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給される駆動電圧に応じて出力が変わる電動モータと、この電動モータを駆動源として制動力を発生する制動機構と、前記電動モータに駆動電圧を出力するモータ駆動回路と、このモータ駆動回路の動作を制御するコントロールユニットとを備える電動ブレーキ用制御回路において、
前記電動モータへ供給する駆動電圧を昇圧する昇圧手段を備え、
前記コントロールユニットは、ブレーキの操作状況を監視してブレーキ操作力の変化率が所定値より大きくなる急制動時又はパニックブレーキ時であり且つ前記制動機構が出力する制動力が最大ブレーキ力に未達のとき前記昇圧手段を作動させて前記電動モータへ供給される駆動電圧を増大させることを特徴とする電動ブレーキ用制御回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータを制御して所定の制動力を得る電動ブレーキの制御回路に関するもので、詳しくは、小型の電動モータで優れた初期ブレーキ応答特性を得るための改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の車両用のブレーキは、例えばアンチロックブレーキシステムなど、操安性等を向上させるための各種の制動力制御機能を装備するインテリジェント化が推進されている。そして、このようなブレーキのインテリジェント化に応じて、制動機構の駆動源として電動モータを使用した電動ブレーキが各種開発されている。
従来のこの種の電動ブレーキとして、供給される駆動電圧に応じて出力が変わる電動モータと、この電動モータを駆動源として制動力を発生する制動機構と、電動モータに駆動電圧を出力するモータ駆動回路と、このモータ駆動回路の動作を制御するコントロールユニットとを備えた構成のものが各種開発されている。
【０００３】
ところで、車両用のブレーキでは、急ブレーキやパニックブレーキ等の発生時に、制動力の立ち上がり時間を短縮できるように、電動モータの始動特性を改善する必要がある。
そこで、例えば、使用する電動モータに希土類系磁石を採用したり、あるいは特開平９−１１８２１１号公報に開示される如く、電動ブレーキ専用のバッテリを設けて電動モータの駆動電圧を高くするなどの対応が図られてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、希土類系磁石は高価であり、ブレーキシステムのコストアップを招くという問題があった。
また、電動ブレーキ専用バッテリの設置は、エンジンルーム内等でバッテリ占有スペースが増大して、他の機器類や装置の配置を圧迫するだけでなく、車両重量の大なる増加を招くという問題があった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、安価に、しかも車両重量の増加を最小限として、急ブレーキやパニックブレーキに対応した初期ブレーキ応答特性の改善により、電動ブレーキでの制動力の立ち上がり時間を短縮する電動ブレーキ用制御回路を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る電動ブレーキ用制御回路は、供給される駆動電圧に応じて出力が変わる電動モータと、この電動モータを駆動源として制動力を発生する制動機構と、前記電動モータに駆動電圧を出力するモータ駆動回路と、このモータ駆動回路の動作を制御するコントロールユニットとを備える電動ブレーキ用制御回路において、前記電動モータへ供給する駆動電圧を昇圧する昇圧手段を備え、前記コントロールユニットは、ブレーキの操作状況を監視してブレーキ操作力の変化率が所定値より大きくなる急制動時又はパニックブレーキ時であり且つ前記制動機構が出力する制動力が最大ブレーキ力に未達のとき前記昇圧手段を作動させて前記電動モータへ供給される駆動電圧を増大させることを特徴とする。
【０００７】
そして、上記構成によれば、ブレーキの操作状況を監視していて、通常のブレーキ操作時には、昇圧手段を作動させずに、通常の電圧制御により、電動モータへの給電を行う。しかし、ブレーキの操作状況が急ブレーキやパニックブレーキの場合には、昇圧手段を作動させて、電動モータへ供給する駆動電圧を増大させて、制動開始初期における制動力の立ち上がりを向上させる。
【０００８】
そして、昇圧手段としては、例えば開閉スイッチの開閉動作して、電動モータの電源回路に直列接続される小型のバッテリであったり、あるいは、電源回路に並列接続されて電源電圧を蓄電するコンデンサで構成して、安価で、しかも小型軽量化を実現できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電動ブレーキ用制御回路の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１乃至図４は本発明に係る電動ブレーキ用制御回路の第１の実施形態を示したもので、図１は電動ブレーキ用制御回路の構成を示すブロック図、図２は図１に示した電動ブレーキ用制御回路の処理を示すフローチャート、図３は電動ブレーキ用制御回路による通常ブレーキ時のモータ電圧とブレーキ力との相関図、図４は電動ブレーキ用制御回路による急制動時又はパニックブレーキ時のモータ電圧とブレーキ力との相関図である。
【００１０】
この電動ブレーキ用制御回路１は、図１に示すように、供給される駆動電圧に応じて出力が変わる電動モータ３と、この電動モータ３を駆動源として制動力を発生する図示せぬ制動機構とを備える電動ブレーキ７に適用されて、制動機構の発生する制動力を制御するものである。
制動機構は、例えば、ディスクブレーキ式、あるいはドラムブレーキ式など、公知の種々の形式のものを採用することができる。
【００１１】
本実施の形態の電動ブレーキ用制御回路１は、具体的には、車載バッテリ１１から給電を受けて電動モータ３に駆動電圧を出力するモータ駆動回路１３と、このモータ駆動回路１３の動作を制御するコントロールユニット１５とを備えて、モータ駆動回路１３へ供給する駆動電圧又は電流を調整することで、制動機構の発生する制動力を制御する。
【００１２】
制御回路１には、電動モータ３へ供給する駆動電圧を昇圧する昇圧手段１７が備えられている。
この昇圧手段１７は、車載バッテリ１１に直列に接続され、車載バッテリ１１よりも容量の小さい小型バッテリ１９と、車載バッテリ１１と並列接続されて、走行時、小型バッテリ１９を充電する充電器２１と、小型バッテリ１９をモータ駆動回路１３の給電端子に接続する給電路２３と、この給電路２３に設けられ、コントロールユニット１５の制御に基づいて開閉動作する開閉スイッチ２５と、小型バッテリ１９の出力電流が車載バッテリ１１に逆流することを防止するダイオード２７とで構成されている。
【００１３】
コントロールユニット１５は、ブレーキペダル２９の操作状況を検出する踏力センサ３１や、図示せぬ制動機構の発生するブレーキ力を検出するブレーキ力センサ３３等からの検出信号に基づいて、モータ駆動回路１３及び開閉スイッ２５を制御するものである。
すなわち、コントロールユニット１５は、踏力センサ３１及びブレーキ力センサ３３の検出信号等からブレーキの操作状況を監視して、規定の制動条件（ブレーキ操作力の変化率が所定値より大きくなる急制動時又はパニックブレーキ時）に応じた制動時、開閉スイッチ２５を閉じて昇圧手段１７を作動状態とし、電動モータ３へ供給される駆動電圧を増大させる。
【００１４】
コントロールユニット１５の具体的な処理は、図２に示すように進行する。
すなわち、ブレーキペダル２９が操作されると、まず、踏力センサ３１によりブレーキペダル２９の踏下力を読み込んで（ステップ１０１）、通常のブレーキ操作であるか、あるいは、急制動又はパニックブレーキ操作であるかを判定する（ステップ１０２）。具体的には、踏下力の変化率を監視してこの変化率が所定値以下か否かを判定する。
そして、ステップ１０２で通常ブレーキと判定された場合には、ブレーキペダル２９の踏下操作量に応じた指令信号をモータ駆動回路１３及び開閉スイッチ２５に出力する（ステップ１０３）。つまり、開閉スイッチ２５は、給電路２３を開いた状態に維持され（ステップ１０４）、モータ駆動回路１３はブレーキペダル２９の踏下量に応じた車載バッテリ１１のみからの給電を電動モータ３に行う。
【００１５】
一方、ステップ１０２で、急制動又はパニックブレーキ操作と判定された場合（踏下力の変化率が所定値を超えた時）には、ブレーキ力センサ３３の検出信号に基づいて、その時の制動力を検出し（ステップ２０１）、制動機構が出力する最大ブレーキ力に達しているか否かを判定する（ステップ２０２）。
ステップ２０２において、制動力が既に最大ブレーキ力に達していると判定された場合には、前述のステップ１０４に移行して、開閉スイッチ２５が給電路２３を開いた状態にして、通常の車載バッテリ１１からの給電による動作制御を継続させる。
【００１６】
また、ステップ２０２において、制動力が未だ最大ブレーキ力に達していないと判定された場合には、ステップ３０１に移行して、速やかに最大ブレーキ力に立ち上がるように、モータ駆動回路１３、開閉スイッチ２５に所定の指令信号を出力する。その結果、開閉スイッチ２５が給電路２３を閉じ（ステップ３０２）、モータ駆動回路１３への供給電圧は、小型バッテリ１９の電圧分が加算されて昇圧し、より高電圧で電動モータ３が駆動され、初期ブレーキ応答特性が向上する。
【００１７】
以上の電動ブレーキ用制御回路１によれば、ブレーキの操作状況を監視していて、通常ブレーキ時には、昇圧手段１７を作動させず、バッテリとしては車載バッテリ１１のみを使用する通常の駆動電圧制御により、電動モータ３への給電を行う。そのため、図３に示すように、電動モータ３は初期の立ち上がり期間を経過後は、一定の定格電圧駆動となり、発生するブレーキ力は図に破線で示すように、経過時間に応じて徐々に上昇する直線性の制動特性となり、緩制動や通常制動に適した制動特性が得られる。
【００１８】
一方、ブレーキの操作状況が急ブレーキやパニックブレーキ時に該当する場合には、昇圧手段１７を作動させて、バッテリとしては車載バッテリ１１と小型バッテリ１９とを直列状態にして、電動モータ３へ供給される駆動電圧を一時的に増大させて、制動開始初期における制動力の立ち上がりを向上させる。そのため、図４に示すように、制動開始初期には、急峻な立ち上がりで電動モータ３が駆動され、その結果、破線で示すブレーキ力は、制動初期に急速に制動力が増大して短時間に最大制動力に達する制動特性が得られ、急制動又はパニックブレーキに適した制動特性が得られる。
【００１９】
そして、昇圧手段１７は、開閉スイッチ２５の開閉によりモータ駆動回路１３への給電圧を追加する小型バッテリ１９を搭載しただけの簡単な構成で、安価な部品で、しかも、小型で軽量に構成することができる。
従って、電動モータ３に希土類系磁石に用いたものや、ブレーキ専用バッテリを追加的に設けて定格電圧の大きな電動モータ３を使用するなどの従来の対応と比較すると、安価に、且つ、エンジンルーム等のスペースの圧迫や車両重量の増大を少なく抑えて、急ブレーキやパニックブレーキ等の発生時に電動ブレーキ７における制動力の立ち上がり時間を短縮することができる。
【００２０】
図５は本発明に係る電動ブレーキ用制御回路の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。
この電動ブレーキ用制御回路３６は、昇圧手段１７として、第１の実施の形態で示した電動ブレーキ用制御回路１の小型バッテリ１９に代えて、車載バッテリ１１に並列接続された電圧変換器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）３７及び大容量コンデンサ３８が適用されており、その他の構成は、第１の実施の形態のものと共通である。
電圧変換器３７は、車両走行の通常時、車載バッテリ１１の電圧を任意電圧に昇圧してコンデンサ３８に充電させており、急ブレーキやパニックブレーキ等の発生に基づいて開閉スイッチ２５が閉じられると、コンデンサ３８は急速放電してモータ駆動回路１３を昇圧し、より高電圧で電動モータ３を駆動する。
このように、昇圧手段１７は、電圧変換器３７及び大容量コンデンサ３８により構成してもよく、第１の実施の形態の場合と同様に、安価な部品で、しかも、小型で軽量な部品で構成することができ、第１の実施の形態と同様な作用・効果を奏することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の電動ブレーキ用制御回路によれば、ブレーキの操作状況を監視していて、通常ブレーキ時には、昇圧手段を作動させず、通常の駆動電圧又は電流制御により、電動モータへの給電を行う。しかし、ブレーキの操作状況が急ブレーキやパニックブレーキに該当する場合で、しかも制動力が未だ最大ブレーキ力に達していない場合には、昇圧手段を作動させて、電動モータへ供給される駆動電圧を一時的に車載バッテリ電圧よりも増大させて、制動開始初期における制動力の立ち上がりを向上させる。そして、昇圧手段は、例えば、急ブレーキやパニックブレーキ等の発生時に、スイッチの開閉によりモータ駆動回路への給電圧を追加する小型バッテリを搭載したり、あるいは、昇圧された車載バッテリの電源電圧を蓄電するコンデンサを搭載するなど、安価な部品で、しかも、小型で軽量な部品で構成することができる。従って、電動モータに希土類系磁石を適用したり、あるいは、ブレーキ専用バッテリを設けて定格電圧の高い電動モータを使用するなどの従来技術と比較すると、安価に、且つ、エンジンルーム等のスペースの圧迫や車両重量の増大を少なく抑えることができ、急ブレーキやパニックブレーキ等の発生時における電動ブレーキの制動力の立ち上がり時間が短縮されて制動距離を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動ブレーキ用制御回路の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した電動ブレーキ用制御回路の処理を示すフローチャートである。
【図３】図１に示した電動ブレーキ用制御回路において、通常ブレーキ時のモータ電圧とブレーキ力との相関図である。
【図４】図１に示した電動ブレーキ用制御回路において、急制動時又はパニックブレーキ時のモータ電圧とブレーキ力との相関図である。
【図５】本発明に係る電動ブレーキ用制御回路の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  電動ブレーキ用制御回路
３  電動モータ
７  電動ブレーキ
１１  車載バッテリ
１３  モータ駆動回路
１５  コントロールユニット
１７  昇圧手段
１９  小型バッテリ
２５  開閉スイッチ
２９  ブレーキペダル
３１  踏力センサ
３３  ブレーキ力センサ
３６  電動ブレーキ用制御回路
３８  大容量コンデンサ
【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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