(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車輪軸と共に回転するディスクロータと、
前記ディスクロータに押付けられることで、前記車両に対する制動力を発生するブレーキパッドと、
前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに押付け、又は前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離すように前記ブレーキパッドを駆動するピストンと、
前記ピストンを駆動するモータと、
前記モータと電源との間の電力変換を行う電力変換器と、
前記電力変換器を制御して前記モータを駆動するコントロールユニットと、
を構成要素とする電動制動装置であって、
前記モータの駆動が可能か否かを判定する駆動可否判定手段を備え、
前記コントロールユニットは、
前記構成要素のうちの少なくとも一つに故障又は異常が発生したときであって、前記駆動可否判定手段により前記モータの駆動が可能であると判定した場合に、
前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとの間隔が、前記ブレーキパッドが前記ディスクロータに押付けられて固定される制動固着を回避し得る間隔以上、もしくは前記ディスクロータが前記ブレーキパッドを引きずることによる前記ブレーキパッドの過熱を回避し得る間隔以上であるか否かを判定し、
前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとの間隔が、前記制動固着を回避し得る間隔以上、もしくは前記過熱を回避し得る間隔以上、であると判定したときは、前記モータを停止させ、
前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとの間隔が、前記制動固着を回避し得る間隔未満もしくは前記過熱を回避し得る間隔未満、であると判定したときは、前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとの間隔が前記制動固着を回避し得る間隔以上もしくは前記過熱を回避し得る間隔以上となるように、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離すように前記モータを駆動するように構成されている、
ことを特徴とする電動制動装置。
【請求項２】
車両の車輪軸と共に回転するディスクロータと、
前記ディスクロータに押付けられることで、前記車両に対する制動力を発生するブレーキパッドと、
前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに押付け、又は前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離すように前記ブレーキパッドを駆動するピストンと、
前記ピストンを駆動するモータと、
前記モータと電源との間の電力変換を行う電力変換器と、
前記電力変換器を制御して前記モータを駆動するコントロールユニットと、
を構成要素とする電動制動装置であって、
前記モータの駆動が可能か否かを判定する駆動可否判定手段を備え、
前記コントロールユニットは、
前記構成要素のうちの少なくとも一つに故障又は異常が発生したときであって、前記駆動可否判定手段により前記モータの駆動が可能であると判定した場合に、
前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとの間隔が、前記ブレーキパッドが前記ディスクロータに押付けられて固定される制動固着を回避し得る間隔以上、もしくは前記ディスクロータが前記ブレーキパッドを引きずることによる前記ブレーキパッドの過熱を回避し得る間隔以上であるか否かを判定し、
前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとの間隔が、前記制動固着を回避し得る間隔以上、もしくは前記過熱を回避し得る間隔以上、であると判定したときは、前記モータを停止させ、
前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとの間隔が、前記制動固着を回避し得る間隔未満もしくは前記過熱を回避し得る間隔未満、であると判定したときは、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離して前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとの間隔が予め定められた範囲内の値となるように、前記モータを駆動するように構成されている、
ことを特徴とする電動制動装置。
【請求項３】
前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに押付ける押付力を検出する荷重検出手段と、
前記荷重検出手段の故障又は異常を判定する故障判定手段と、
を備え、
前記コントロールユニットは、
前記故障判定手段が前記荷重検出手段の故障又は異常を判定したときには、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離すように前記モータを駆動するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動制動装置。
【請求項４】
前記電動制動装置の構成要素のうちの少なくとも一つの温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の故障又は異常を判定する故障判定手段と、
を備え、
前記コントロールユニットは、
前記故障判定手段が前記温度検出手段の故障又は異常を判定したときには、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離すように前記モータを駆動するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動制動装置。
【請求項５】
前記モータの回転子の回転角を検出する回転角検出手段と、
前記回転角検出手段の故障又は異常を判定する故障判定手段と、
を備え、
前記コントロールユニットは、
前記故障判定手段が前記回転角検出手段の故障又は異常を判定したときには、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離すように前記モータを駆動するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動制動装置。
【請求項６】
前記電源の電圧を検出する電源電圧検出手段と、
前記電源電圧検出手段の故障又は異常を判定する故障判定手段と、
を備え、
前記コントロールユニットは、
前記故障判定手段が前記電源電圧検出手段の故障又は異常を判定したときには、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離すように前記モータを駆動するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動制動装置。
【請求項７】
前記電源と前記電力変換器との間に流れる電流を検出する電源電流検出手段と、
前記電源電流検出手段の故障又は異常を判定する故障判定手段と、
を備え、
前記コントロールユニットは、
前記故障判定手段が前記電源電流検出手段の故障又は異常を判定したときには、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離すように前記モータを駆動するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動制動装置。
【請求項８】
前記電力変換器と前記モータとの間に流れる電流を検出するモータ電流検出手段と、
前記モータ電流検出手段の故障又は異常を判定する故障判定手段と、
を備え、
前記コントロールユニットは、
前記故障判定手段が前記モータ電流検出手段の故障又は異常を判定したときには、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離すように前記モータを駆動するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動制動装置。
【請求項９】
前記車両に搭載された他のユニット又はセンサと情報の通信を行なう通信手段と、
前記通信手段の故障又は異常を判定する故障判定手段と、
を備え、
前記コントロールユニットは、
前記故障判定手段が前記通信手段の故障又は異常を判定したときには、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離すように前記モータを駆動するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動制動装置。
【請求項１０】
前記車両に搭載された他のユニット又はセンサと信号を入出力する信号入出力手段と、
前記信号入出力手段の故障又は異常を判定する故障判定手段と、
を備え、
前記コントロールユニットは、
前記故障判定手段が前記信号入出力手段の故障又は異常を判定したときには、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離すように前記モータを駆動するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動制動装置。
【請求項１１】
前記構成要素のうちの少なくとも一つの温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出した温度の値が予め定められた範囲から外れたときに温度異常であると判定する異常判定手段と、
を備え、
前記コントロールユニットは、
前記異常判定手段が前記温度異常であることを判定したときには、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離すように前記モータを駆動するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動制動装置。
【請求項１２】
前記電源の電圧を検出する電源電圧検出手段と、
前記電源電圧検出手段により検出した電圧の値が予め定められた範囲から外れたときに電圧異常であると判定する異常判定手段と、
を備え、
前記コントロールユニットは、
前記異常判定手段が前記電圧異常であることを判定したときには、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離すように前記モータを駆動するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動制動装置。
【請求項１３】
前記電源と前記電力変換器との間に流れる電流を検出する電源電流検出手段と、
前記電源電流検出手段により検出した電流の値が予め定められた範囲から外れたときに電源電流異常であると判定する異常判定手段と、
を備え、
前記コントロールユニットは、
前記異常判定手段が前記電源電流異常であることを判定したときには、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離すように前記モータを駆動するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動制動装置。
【請求項１４】
前記電力変換器と前記モータとの間に流れる電流を検出するモータ電流検出手段と、
前記モータ電流検出手段により検出したモータ電流の値が予め定められた範囲から外れたときにモータ電流異常であると判定する異常判定手段と、
を備え、
前記コントロールユニットは、
前記異常判定手段が前記モータ電流異常であることを判定したときには、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離すように前記モータを駆動するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動制動装置。
【請求項１５】
前記車両を減速又は停止させるための目標制動力と、前記ディスクロータに前記ブレーキパッドを押付けるための目標押付力と、のうちの少なくとも一つを前記コントロールユニットに伝達する制動力伝達手段を備え、
前記コントロールユニットは、
前記制動力伝達手段から伝達された前記車両の目標制動力と前記目標押付力とのうちの少なくとも一方に基づいて、前記モータを駆動するように構成されるとともに、
前記制動力伝達手段から伝達された前記目標制動力と前記目標押付力とのうちの少なくとも一方が零でない場合においても、前記構成要素のうちの少なくとも一つに故障又は異常が発生したときには、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離すように前記モータを駆動するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から１４のうちの何れか一項に記載の電動制動装置。
【請求項１６】
複数の車輪を有する車両であって、
前記複数の車輪のうちの少なくとも一つは、請求項１から１５のうちの何れか一項に記載の電動制動装置を備え、
前記電動制動装置に故障又は異常が発生したときは、前記故障又は異常が発生した電動制動装置についてのみ、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離すように構成されている、
ことを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、電動制動装置、および車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両の制動装置としては、従来から油圧制動装置が用いられているが、近年では油圧制動装置の代替手段として、モータを駆動することで制動力を発生する電動制動装置の開発が進められている。周知のように、車両の制動装置は、車両における重要な機能を担っており、制動装置に故障又は異常が発生した場合であっても、車両を健全に走行又は停止させるためのシステムを備えている必要がある。
【０００３】
電動制動装置の場合、車両の減速中に電動制動装置に故障が発生すると、ブレーキパッドがディスクロータに押付けられた状態で固定される、いわゆる制動固着が発生することがある。制動固着が発生すると、電動制動装置は車両の制動をコントロールすることができなくなり、意図しない急ブレーキもしくは車両スピン等が発生する可能性がある。
【０００４】
特許文献１には、モータを駆動することで駐車中の車両における駐車制動力を発生させる電動駐車制動装置が開示されている。特許文献１に開示された電動駐車制動装置は、電動駐車制動装置に故障が検出された場合であっても、駐車制動の解除が可能であると判定された場合には、車両の乗員が操作部材を操作して駐車制動を解除したのち、電動駐車制動装置の作動を禁止するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４５０７８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された電動駐車制動装置は、電動駐車制動装置に故障が発生したときには前述のように作動が禁止されるので制動固着の状態に陥ることがなく、また、車両の乗員が駐車制動を解除する操作をしたときにのみ駐車制動を解除するようにしているので、制動固着の発生は防止される。さらに、電動駐車制動装置であれば、基本的には車両が停止しているときに車両の乗員が駐車制動の操作又は駐車制動解除の操作を行なうため、前述の急ブレーキもしくは車両スピン等は発生しない。
【０００７】
しかしながら、車両の減速又は停止するための制動力を発生する電動制動装置においては、前述の電動駐車制動装置とは異なり車両の走行中に故障又は異常が発生する可能性があり、車両の減速中に故障又は異常が発生して制動固着の状態となれば、走行する車両に対する制動をコントロールできなくなるという課題がある。
【０００８】
本願は、電動制動装置における前述のような課題を解決するための技術を開示するものであり、電動制動装置の構成要素の少なくとも一つに故障又は異常が発生じた場合でも、健全に車両を走行又は停止させることができる電動制動装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
また、本願は、電動制動装置の構成要素の少なくとも一つに故障又は異常が発生じた場合でも、健全に走行又は停止することができる車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願に開示される電動制動装置は、
車両の車輪軸と共に回転するディスクロータと、
前記ディスクロータに押付けられることで、前記車両に対する制動力を発生するブレーキパッドと、
前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに押付け、又は前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離すように前記ブレーキパッドを駆動するピストンと、
前記ピストンを駆動するモータと、
前記モータと電源との間の電力変換を行う電力変換器と、
前記電力変換器を制御して前記モータを駆動するコントロールユニットと、
を構成要素とする電動制動装置であって、
前記モータの駆動が可能か否かを判定する駆動可否判定手段を備え、
前記コントロールユニットは、
前記構成要素のうちの少なくとも一つに故障又は異常が発生したときであって、前記駆動可否判定手段により前記モータの駆動が可能であると判定した場合に、
前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとの間隔が、前記ブレーキパッドが前記ディスクロータに押付けられて固定される制動固着を回避し得る間隔以上、もしくは前記ディスクロータが前記ブレーキパッドを引きずることによる前記ブレーキバッドの過熱を回避し得る間隔以上であるか否かを判定し、
前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとの間隔が、前記制動固着を回避し得る間隔以上、もしくは前記過熱を回避し得る間隔以上、であると判定したときは、前記モータを停止させ、
前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとの間隔が、前記制動固着を回避し得る間隔未満もしくは前記過熱を回避し得る間隔未満、であると判定したときは、前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとの間隔が前記制動固着を回避し得る間隔以上もしくは前記過熱を回避し得る間隔以上となるように、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離すように前記モータを駆動するように構成されている、
ことを特徴とする。
【００１２】
また、本願に開示される電動制動装置は、
車両の車輪軸と共に回転するディスクロータと、
前記ディスクロータに押付けられることで、前記車両に対する制動力を発生するブレーキパッドと、
前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに押付け、又は前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離すように前記ブレーキパッドを駆動するピストンと、
前記ピストンを駆動するモータと、
前記モータと電源との間の電力変換を行う電力変換器と、
前記電力変換器を制御して前記モータを駆動するコントロールユニットと、
を構成要素とする電動制動装置であって、
前記モータの駆動が可能か否かを判定する駆動可否判定手段を備え、
前記コントロールユニットは、
前記構成要素のうちの少なくとも一つに故障又は異常が発生したときであって、前記駆動可否判定手段により前記モータの駆動が可能であると判定した場合に、
前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとの間隔が、前記ブレーキパッドが前記ディスクロータに押付けられて固定される制動固着を回避し得る間隔以上、もしくは前記ディスクロータが前記ブレーキパッドを引きずることによる前記ブレーキバッドの過熱を回避し得る間隔以上であるか否かを判定し、
前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとの間隔が、前記制動固着を回避し得る間隔以上、もしくは前記過熱を回避し得る間隔以上、であると判定したときは、前記モータを停止させ、
前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとの間隔が、前記制動固着を回避し得る間隔未満もしくは前記過熱を回避し得る間隔未満、であると判定したときは、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離して前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとの間隔が予め定められた範囲内の値となるように、前記モータを駆動するように構成されている、
ことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本願に開示される車両は、
複数の車輪を有する車両であって、
前記複数の車輪のうちの少なくとも一つは、上記のうちの何れか一つに記載の電動制動装置を備え、
前記電動制動装置に故障又は異常が発生したときは、前記故障又は異常が発生した電動制動装置についてのみ、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータから引き離すように構成されている、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本願に開示される電動制動装置によれば、電動制動装置の構成要素の少なくとも一つに故障又は異常が生じた場合でも、健全に車両を走行又は停止させることができる電動制動装置を実現することができる。
【００１５】
また、本願に開示される車両によれば、電動制動装置の構成要素の少なくとも一つに故障又は異常が生じた場合でも、健全に走行又は停止することができる車両を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態１、実施の形態２、および実施の形態３による電動制動装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】実施の形態１による電動制動装置における、コントロールユニットの構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１による電動制動装置における、コントロールユニットの動作を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態２による電動制動装置における、コントロールユニットの構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態２による電動制動装置における、コントロールユニットの動作を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態２による電動制動装置における、電動ピストンの位置と押付力の関係の一例を示す特性図である。
【図７】実施の形態３による電動制動装置における、コントロールユニットの構成を示すブロック図である。
【図８】実施の形態３による電動制動装置における、コントロールユニットの動作を示すフローチャートである。
【図９】図２、図４、および図７に示すコントロールユニットのハードウェア構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本願の実施の形態１から３による電動制動装置、および車両について説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１８】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１、実施の形態２、および実施の形態３による電動制動装置の全体構成を示す概略図である。図１において、電動制動装置１００は、図１に示すように、車両（図示せず）の車輪軸（図示せず）とともに、中心軸Ｘを中心として回転するディスクロータ１を備えている。ディスクロータ１の一方の軸方向の端面である第１の面１１は、第１のブレーキパッド２１の一方の端面に対向し、ディスクロータ１の他方の軸方向の端面である第２の面１２は、第２のブレーキパッド２２の一方の端面に対向している。ディスクロータ１は、後述するように、第１の面１１の一部が第１のブレーキパッド２１の一方の端面により押圧されるとともに第２の面１２の一部が第２のブレーキパッド２２の一方の端面に押圧されたとき、ディスクロータ１の第１の面１１と第１のブレーキパッド２１との間に発生する摩擦力、およびディスクロータ１の第２の面１２と第２のブレーキパッド２２との間に発生する摩擦力により、車両に対する制動力を発生して車両を減速又は停止させる。
【００１９】
キャリパ３は、例えば浮動式キャリパであって、図１に示す矢印Ａの方向および矢印Ｂの方向に自在に移動できるように車両の車体に支持されている。キャリパ３には駆動軸１３を備えたモータ５が固定されている。また、キャリパ３には、モータ５により駆動されることで、矢印Ａの方向又は矢印Ｂの方向に移動する電動ピストン４が設けられている。第１のブレーキパッド２１の他方の端面は、電動ピストン４の軸方向の一方の端部に固定されている。第１のブレーキパッド２１は、電動ピストン４の矢印Ａの方向又は矢印Ｂの方向への移動に伴って、電動ピストン４の移動方向と同一の方向に移動する。第２のブレーキパッド２２の他方の端面は、キャリパ３に固定されている。第２のブレーキパッド２２は、キャリパ３の矢印Ａの方向又は矢印Ｂの方向への移動に伴って、キャリパ３の移動方向と同一の方向に移動する。
【００２０】
電動ピストン４の軸方向の他方の端部は、モータ５の駆動軸１３に連結されている。電動ピストン４と駆動軸１３との連結は、例えば、モータ５の駆動軸１３に設けた雄ネジに、電動ピストン４に設けた雌ネジが噛合することで行われ、その噛合に基づいて、駆動軸１３の回転を電動ピストン４の軸方向の移動に変換するように構成されている。なお、モータ５の回転より駆動軸１３が軸方向に移動するように構成されていてもよい。
【００２１】
電動制動装置１００は、さらに、コントロールユニット６と、電源７と、を備えている。コントロールユニット６は、モータ５に電力を供給するとともに、モータ５の回転方向、回転速度、トルク等のモータ５の動作を制御するように構成されている。コントロールユニット６の詳細については後述する。電源７は、例えば、鉛電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、キャパシタ等により構成され、コントロールユニット６との間で電力を授受する。モータ５は、コントロールユニット６から電力が供給されることにより、正回転又は逆回転する。
【００２２】
電動制動装置１００の動作の一例として、モータ５が正回転すると、電動ピストン４が矢印Ｂの方向に移動し、電動ピストン４の軸方向の一方の端部に固定された第１のブレーキパッド２１がディスクロータ１の第１の面１１の一部に押付けられ、それと同時に、その押付圧力の反力によりキャリパ３が矢印Ａの方向に移動し、第２のブレーキパッド２２がディスクロータ１の第２の面１２の一部に押付けられる。この動作により、電動制動装置１００は、車両に対する制動力を発生し、車両を減速又は停止させる。
【００２３】
また、モータ５および駆動軸１３が逆回転すると、電動ピストン４が矢印Ａの方向に移動し、その反力によりキャリパ３が矢印Ｂの方向に移動して、一対のブレーキパッドである第１のブレーキパッド２１と第２のブレーキパッド２２がディスクロータ１から引き離される。この動作により、電動制動装置１００は、車両に対する制動力を開放する。
【００２４】
電動制動装置１００は、さらに、制動力伝達手段としての制動ユニット１４を備えている。制動ユニット１４は、車両の減速又は停止に必要となる、制動力の目標値としての目標制動力、又は、第１のブレーキパッド２１と第２のブレーキパッド２２をディスクロータ１に押付ける押付力の目標値としての目標押付力、をコントロールユニット６に伝達するように構成されている。
【００２５】
コントロールユニット６は、制動ユニット１４から伝達された目標制動力、又は、目標押付力に基づいて、モータ５を駆動するための電力をモータ５に給電する。モータ５は、コントロールユニット６から給電された電力により前述のように正回転又は逆回転し、ディスクロータ１に第１のブレーキパッド２１と第２のブレーキパッド２２を押付け、又は第１のブレーキパッド２１と第２のブレーキパッド２２をディスクロータ１から離反させるように動作する。
【００２６】
コントロールユニット６は、電源７とモータ５との間の電力変換を行なう電力変換器（図示せず）を備えている。電力変換器は、例えば複数の半導体スイッチング素子により構成された三相ブリッジ回路を備え、電源７から供給された直流電力を三相交流電力に変換してモータ５に供給し、又は、モータ５の回転により発生した三相交流電力を直流電力に変換して電源７に供給する。電力変換器を構成する複数の半導体スイッチング素子は、制動ユニット１４からの目標制動力又は目標押付力に基づいて、例えばＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御によりスイッチング制御される。なお、電力変換器は、コントロールユニット６から分離して設けられていてもよい。
【００２７】
電動ピストン４には、ディスクロータ１に対する第１のブレーキパッド２１と第２のブレーキパッド２２の押付力を検出する荷重検出手段としての荷重センサ８が搭載されており、荷重センサ８により検出された荷重信号は、コントロールユニット６に入力される。モータ５には、モータ５の回転子の回転角、即ち駆動軸１３の回転角を検出する回転角検出手段としての回転角センサ９が設けられており、回転角センサ９によって検出された回転角信号はコントロールユニット６に入力される。
【００２８】
また、モータ５とコントロールユニット６との間の電力授受用の三相各相の三相接続導体には、モータ電流を検出するモータ電流検出手段としてのモータ電流センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃが設けられており、モータ電流センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃにより検出されたモータ電流信号は、コントロールユニット６に入力される。なお、モータ電流センサ１０ａは例えば三相電流のうちのＵ相電流を検出し、モータ電流センサ１０ｂは例えば三相電流のうちのＶ相電流を検出し、モータ電流センサ１０ｃは例えば三相電流のうちのＷ相電流を検出する。コントロールユニット６は、例えば、回転角センサ９から入力された回転角信号、およびモータ電流センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃから入力されたモータ電流信号に基づいて、モータ５をフィードバック制御するように構成されている。
【００２９】
さらに、電源７とコントロールユニット６との間の直流接続導体には、電源７の電圧を検出する電源電圧検出手段としての電源電圧センサ１０２と、電源７とコントロールユニット６との間に流れる電流を検出する電源電流検出手段としての電源電流センサ１０１が設けられており、電源電圧センサ１０２により検出された電源電圧信号と電源電流センサ１０１により検出された電源電流信号が、それぞれコントロールユニット６へ入力される。
【００３０】
つぎに、コントロールユニット６についてさらに詳細に説明する。図２は、実施の形態１による電動制動装置における、コントロールユニットの構成を示すブロック図である。図２において、コントロールユニット６は、前述のように、モータ５に電力を供給するとともに、モータ５の回転方向、回転速度、トルク等のモータ５の動作を制御するように構成されており、前述の電力変換器（図示せず）と、電子制御装置ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）とを備えている。図２では複雑化を避けるために電力変換器を省略し、ＥＣＵのみをコントロールユニット６として示している。以下の説明では、説明の便宜上、ＥＣＵをコントロールユニット６として説明することもある。
【００３１】
コントロールユニット６は、モータ駆動手段６ａを備えている。モータ駆動手段６ａは、例えば、外部の制動ユニット１４から入力された目標押付力信号Ａと、回転角センサ９から入力された回転角信号Ｂと、モータ電流センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃから入力されたモータ電流信号Ｃと、荷重センサ８から入力された荷重信号Ｄと、電源電圧センサ１０２から入力された電源電圧信号Ｅと、電源電流センサ１０１から入力された電源電流信号Ｆと、のうちの少なくとも一つの信号に基づいて、モータ５の回転方向と、回転速度と、トルクと、を制御するためのモータ駆動信号Ｇを出力する。
【００３２】
モータ駆動手段６ａから出力されたモータ駆動信号Ｇは、電力変換器の複数の半導体スイッチング素子のスイッチングを制御する駆動回路（図示せず）に入力される。駆動回路は、入力されたモータ駆動信号Ｇに基づいて、各半導体スイッチング素子をスイッチング制御し、電力変換器からモータ５に供給する三相交流電力を制御する。
【００３３】
また、コントロールユニット６は、故障判定手段６ｂを備えている。故障判定手段６ｂは、荷重センサ８から入力された荷重信号Ｄと、回転角センサ９から入力された回転角信号Ｂと、電源電流センサ１０１から入力された電源電流信号Ｆと、電源電圧センサ１０２から入力された電源電圧信号Ｅと、モータ電流センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃから入力されたモータ電流信号Ｃと、制動ユニット１４から入力された例えば目標押付力信号Ａとに基づいて、電動制動装置１００の構成要素の故障の有無と、荷重センサ８、回転角センサ９、回転角センサ９、電源電流センサ１０１、電源電圧センサ１０２、モータ電流センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、制動ユニット１４、の故障の有無と、を判定し、故障判定信号Ｈを発生してモータ駆動手段６ａに入力する。
【００３４】
ここで、実施の形態１では、故障の有無を判定する電動制動装置１００の構成要素として、例えば、電動ピストン４、モータ５、駆動軸１３、コントロールユニット６としての電力変換器とＥＣＵ、コントロールユニット６とモータ５との間を接続する三相接続導体とそれらの接続部材、電源７、電源７とコントロールユニット６との間を接続する直流接続導体とそれらの接続部材、制動ユニット１４を対象としている。
【００３５】
モータ駆動手段６ａは、故障判定手段６ｂからの故障判定信号Ｈが有する故障に関する情報、すなわち、前述の電動制動装置１００の前述の構成要素、各センサ、および制動ユニット１４の故障の有無、に対応してモータ５の駆動方法を後述のように変更してモータ５を駆動するように構成されている。
【００３６】
つぎに、コントロールユニット６の動作について説明する。図３は、実施の形態１による電動制動装置における、コントロールユニットの動作を示すフローチャートである。図３において、コントロールユニット６は、まず、ステップＳ３０１において、例えば、図２のブロック図に示すように、外部の制動ユニット１４から出力された目標押付力信号Ａと、回転角センサ９から出力された回転角信号Ｂと、モータ電流センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃから出力されたモータ電流信号Ｃと、荷重センサ８から出力された荷重信号Ｄと、電源電圧センサ１０２から出力された電源電圧信号Ｅと、電源電流センサ１０１から出力された電源電流信号Ｆと、を入力する。
【００３７】
なお、以下の説明において、説明の便宜上、回転角センサ９と、モータ電流センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃと、荷重センサ８と、電源電圧センサ１０２と、電源電流センサ１０１と、を総称して各種センサと称することがある。
【００３８】
ステップＳ３０２において、ステップＳ３０１で入力した各種センサ及び制動ユニット１４からの情報に基づいて、電動制動装置１００の前述の構成要素、および各種センサが故障していないかどうかを判定する。電動制動装置１００の構成要素、および各種センサの故障判定の一例として、例えば、荷重センサ８からの荷重信号Ｄによる故障判定の場合であれば、モータ５を正回転させているにも係らず、荷重センサ８から入力される荷重信号Ｄが変化しない、あるいは荷重信号Ｄの値が最大値又は最小値に固定されて変化しない、等により、電動制動装置１００の構成要素としての電動ピストン４の故障、および荷重センサ８そのものの故障、若しくは、荷重センサ８とコントロールユニット６を接続しているハーネスの断線、天絡、又は地絡等の故障、更には、ハーネスを接続している各コネクタの接続不良等、を検出して、故障の判定をすることが可能である。電動制動装置のその他構成要素、およびその他のセンサについても、同様の方法でそれらの故障の有無の判定を行なうことが可能である。
【００３９】
つぎに、ステップＳ３０３では、ステップＳ３０２における電動制動装置１００の構成要素および各種センサの故障判定の結果を判断する。ステップＳ３０２において電動制動装置１００の構成要素および各種センサの何れにも故障が発生していないと判定されているたことをステップＳ３０３で確認した場合（ＮＯ）は、ステップＳ３０５へ進み、モータ５を通常動作するようにモータ駆動信号Ｇを出力する。ここで、モータ５の通常動作とは、ディスクロータ１に対する第１のブレーキパッド２１と第２のブレーキパッド２２の押付力が、制動ユニット１４からの目標押付力信号Ａに基づく目標押付力に一致するようにモータ５が動作することである。モータ５は、通常動作により、要求される回転方向、回転速度、およびトルクを発生する。
【００４０】
一方、ステップＳ３０２において電動制動装置１００の構成要素および各種センサのうちの少なくとも一つが故障していると判定されたことを、ステップＳ３０３において確認した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ３０４へ進む。ステップＳ３０４では、故障判定してから予め定められた時間を経過しているかどうかを判定し、予め定められた時間を経過していないと判定した場合（ＮＯ）は、ステップＳ３０６へ進み、ディスクロータ１から第１のブレーキパッド２１と第２のブレーキパッド２２とを引き離すために、モータ５を逆回転させるようにモータ駆動信号Ｇを電力変換器の駆動回路（図示せず）に出力する。ここで、予め定められた時間とは、ディスクロータ１から第１のブレーキパッド２１と第２のブレーキパッド２２を引き離して制動固着が発生しないようにするために必要な時間、として設定された時間である。
【００４１】
ステップＳ３０４において故障判定から予め定められた時間以上経過していると判定した場合（ＹＥＳ）は、ディスクロータ１に対して第１のブレーキパッド２１と第２のブレーキパッド２２は十分に引き離されているものと判断し、ステップＳ３０７へ進む。ステップＳ３０７では、モータ５を停止させる。
【００４２】
以上のように、実施の形態１によれば、電動制動装置の構成要素、および各種センサが故障した場合においても、即時にモータを停止して電動制動装置として動作させなくするのではなく、ディスクロータとブレーキパッドを引き離すようにモータを逆回転させてからモータを停止するように、コントロールユニットによりモータの制御を実施することで、制動固着を回避することができる。すなわち、車両の走行中、特に、車両が減速中に電動制動装置の構成要素に故障が発生したとしても、車両の制動をコントロールできなくなることはなく、例えば他の車輪に搭載されている制動装置により、車両として健全に走行又は停止することが可能となる。
【００４３】
また、実施の形態１による車両は、複数の車輪を有し、これらの複数の車輪のうちの少なくとも一つに前述の電動制動装置を備え、その電動制動装置の構成要素の少なくとも一つに故障が発生したときは、故障が発生した電動制動装置についてのみ、ブレーキパッドをディスクロータから引き離すように構成されている。したがって、電動制動装置の構成要素、および各種センサが故障した場合においても、即時にモータを停止して電動制動装置として動作させなくするのではなく、ディスクロータとブレーキパッドを引き離すようにモータを逆回転させてからモータを停止するように、コントロールユニットによりモータの制御を実施することで、制動固着を回避することができる。すなわち、車両の走行中、特に、車両が減速中に電動制動装置の構成要素に故障が発生したとしても、車両の制動をコントロールできなくなることはなく、例えば他の車輪に搭載されている制動装置により、車両として健全に走行又は停止することが可能となる。
【００４４】
なお、実施の形態１では、故障判定を各種センサおよび制動ユニットからの入力信号に基づいて実施しているが、各種センサおよび制動ユニットからのフェール信号を受け取って、故障判定するようにしてもよい。この場合、それらのフェール信号は、アナログ信号又はデジタル信号として受け取るようにしてもよいし、その他の通信により受け取ることも可能である。
【００４５】
実施の形態２
実施の形態２による電動制動装置の全体構成は、前述の図１に示されるとおりである。実施の形態２では、コントロールユニットの構成及び動作が、実施の形態１におけるコントロールユニットとは異なる。実施の形態２に対する以下の説明では、コントロールユニットの構成及び動作を中心に詳細に説明する。
【００４６】
図４は、実施の形態２による電動制動装置における、コントロールユニットの構成を示すブロック図である。図４において、コントロールユニット６は、モータ駆動手段６ｃを備えている。モータ駆動手段６ｃは、例えば、制動ユニット１４から入力された目標押付力信号Ａと、回転角センサ９から入力された回転角信号Ｂと、モータ電流センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃから入力されたモータ電流信号Ｃと、荷重センサ８から入力された荷重信号Ｄと、電源電圧センサ１０２から入力された電源電圧信号Ｅと、電源電流センサ１０１から入力された電源電流信号Ｆと、のうちの少なくとも一つの信号に基づいて、モータ５の回転方向と、回転速度と、トルクと、を制御するためのモータ駆動信号Ｇを出力する。
【００４７】
モータ駆動手段６ｃから出力されたモータ駆動信号Ｇは、電力変換器の複数の半導体スイッチング素子をスイッチング制御する駆動回路（図示せず）に入力される。駆動回路は、入力されたモータ駆動信号Ｇに基づいて電力変換器の複数の半導体スイッチング素子をスイッチング制御することで、電力変換器からモータ５に供給する電力を制御する。
【００４８】
また、コントロールユニット６は、異常判定手段６ｄが設けられている。異常判定手段６ｄは、荷重センサ８から入力された荷重信号Ｄと、回転角センサ９から入力された回転角信号Ｂと、電源電流センサ１０１から入力された電源電流信号Ｆと、電源電圧センサ１０２から入力された電源電圧信号Ｅと、モータ電流センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃから入力されたモータ電流信号Ｃと、制動ユニット１４から入力された例えば目標押付力信号Ａとに基づいて、電動制動装置１００の構成要素と、荷重センサ８、回転角センサ９、回転角センサ９、電源電流センサ１０１、電源電圧センサ１０２、モータ電流センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および制動ユニット１４、の異常の有無を判定し、異常判定信号Ｊを出力する。
【００４９】
さらに、コントロールユニット６は、モータ駆動可否判定手段６ｅを備えている。モータ駆動可否判定手段６ｅは、異常判定手段６ｄから異常判定信号Ｊが入力され、その異常判定信号Ｊの情報から、モータ５を駆動できるか否かを判定し、駆動可否判定信号Ｋを出力する。モータ駆動手段６ｃは、異常判定手段６ｄからの異常判定信号Ｊと、モータ駆動可否判定手段６ｅからのモータ駆動可否判定信号Ｋと、が入力され、前述の電動制動装置１００の構成要素および各センサの異常の有無に対応して、モータ５の駆動方法を変更するように構成されている。
【００５０】
つぎに、コントロールユニット６の動作について説明する。図５は、実施の形態２による電動制動装置における、コントロールユニットの動作を示すフローチャートである。図５において、コントロールユニット６は、まず、ステップＳ５０１において、図４のブロック図に示すように、制動ユニット１４から出力された目標押付力信号Ａと、回転角センサ９から出力された回転角信号Ｂと、モータ電流センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃから出力されたモータ電流信号Ｃと、荷重センサ８から出力された荷重信号Ｄと、電源電圧センサ１０２から出力された電源電圧信号Ｅと、電源電流センサ１０１から出力された電源電流信号Ｆと、を入力する。
【００５１】
ステップＳ５０２において、各種センサからの情報に基づいて、電動制動装置１００の前述の構成要素、各種センサに異常が発生していないかどうか、およびコントロールユニット６における電力変換器（図示せず）が異常な電圧もしくは電流を入出力していないかどうかを判定する。ここで、異常判定手段６ｄによる異常判定の一例としては、例えば、電源電圧センサ１０２の場合であれば、電源電圧センサ１０２から入力された電源電圧信号Ｅが予め定められた範囲から外れた値であるときに、電動制動装置１００の構成要素としての電源７、又は電源７とコントロールユニット６との間の直流導体、又は電源電圧センサ１０２が異常であると判定し、電源電圧信号Ｅが予め定められた範囲に含まれる値であるときには、電動制動装置１００の構成要素としての電源７、および電源７とコントロールユニット６との間の直流導体、および電源電圧センサ１０２が正常であると判定する。その他のセンサについても同様に異常の有無を判定することが可能である。
【００５２】
なお、図示していないが、制動ユニット１４と、回転角センサ９と、モータ電流センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃと、荷重センサ８と、電源電圧センサ１０２と、電源電流センサ１０１と、コントロールユニット６とは、通信線により接続されており、この通信線による通信に異常があるか否かについても、異常判定手段６ｄにより判定するようにしてもよい。
【００５３】
また、図示していないが、前述の各種センサの信号は、ローパスフィルタ等のアナログ入力回路を通して異常判定手段６ｄに入力するようにしてもよく、この場合、各種センサに対応するアナログ入力回路に異常があるか否かについても、異常判定手段６ｄにより異常判定するようにしてもよい。さらに、制動ユニット１４からの目標押付力信号Ａがデジタル信号による無線通信ではなく、アナログ信号により入力回路を通して入力される場合も同様である。
【００５４】
つぎに、ステップＳ５０３では、ステップＳ５０２において電動制動装置１００の構成要素および各種センサが異常であると判定がされたかどうかを確認する。ステップＳ５０２において電動制動装置１００の構成要素と各種センサの何れにも異常が発生していないと判定されたことを、ステップＳ５０３で確認した場合（ＮＯ）は、ステップＳ５０６へ進み、モータ５を通常動作するようにモータ駆動信号Ｇを出力する。ここで、モータ５の通常動作とは、ディスクロータ１に対する第１のブレーキパッド２１と第２のブレーキパッド２２の押付力が、制動ユニット１４からの目標押付力信号Ａに基づく目標押付力に一致するようにモータ５が動作することである。モータ５は、通常動作により、要求される回転方向、回転速度、およびトルクを発生する。
【００５５】
一方、ステップＳ５０２において電動制動装置１００の構成要素、又は各種センサのうちの少なくとも一つが故障していると判定されたことを、ステップＳ３０３において確認した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ５０４へ進む。ステップＳ５０４では、ステップＳ５０２における異常判定の結果に基づいて、モータ駆動可否判定手段６ｅによりモータ５の駆動が可能か否かを判定する。例えば、荷重センサ８からの荷重信号Ｄに異常が発生している場合であっても、モータ電流センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃからのモータ電流信号Ｃ、および回転角センサ９からの回転角信号Ｂが正常であれば、モータ５を制御することは可能であるため、異常判定が荷重センサ８からの荷重信号Ｄの異常のみによるものであれば、ステップＳ５０４ではモータ５の駆動は可能と判定する。このとき、モータ駆動可否判定手段６ｅは、駆動可否判定信号Ｋを駆動可能である信号としてモータ駆動手段６ｃに入力する。
【００５６】
また、回転角センサ９からの回転角信号Ｂが異常の場合であっても、回転角センサレスドライブを実施することでモータ５を制御することは可能であり、モータ電流センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃからのモータ電流信号が異常の場合であっても、電流センサレスドライブを実施することでモータ５を制御することは可能であるため、ステップＳ５０４ではモータ５の駆動は可能であると判定することもできる。さらに、電源電圧、電源電流、もしくはモータ電流が予め定められた範囲から外れて異常判定がなされた場合でも、コントロールユニット６、およびモータ５が故障しないように保護するための異常判定であれば、直ちにモータ５を駆動できなくなるような状態ではないため、モータ５の駆動が可能であると判定することが可能である。
【００５７】
一方、ステップＳ５０４において、モータ５の駆動が不可であると判定した場合（ＮＯ）は、ステップＳ５０８へ進み、モータ５を停止する。ステップＳ５０４において、前述のようにモータの駆動が可能であると判定した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ５０５へ進む。
【００５８】
ステップＳ５０５では、ディスクロータ１の第１の面１１と第１のブレーキパッド２１との間隔、およびディスクロータ１の第２の面１２と第２のブレーキパッド２２との間隔、が予め定められた値以上であるかどうかを判定する。ここで、予め定められた間隔の値とは、制動固着を回避するのに十分な間隔として設定された値、もしくは、ひきずりによりブレーキパッドが過熱しないようにするための十分な間隔として設定された値、である。
【００５９】
ディスクロータ１の第１の面１１と第１のブレーキパッド２１との間隔、およびディスクロータ１の第２の面１２と第２のブレーキパッド２２との間隔は、直接的にセンサで計測してもよいが、例えば、電動ピストン４の位置と押付力との関係を示す特性図と、回転角センサ９からの回転角信号Ｂに基づく駆動軸１３の回転角の情報と、により前述の間隔を推定するようにしてもよい。図６は、実施の形態２による電動制動装置における、電動ピストンの位置と押付力の関係の一例を示す特性図であって、横軸は電動ピストン４の位置、縦軸はディスクロータ１に対する第１のブレーキパッド２１と第２のブレーキパッド２２の押付力を示している。
【００６０】
なお、図６は、押付力の発生が開始する電動ピストンの位置を「０」とした線形グラフで示しているが、モータの特性、電動ピストンの構造、図示していないがモータと電動ピストンの間に減速ギアが存在する場合にはその構造および特性、あるいは、ブレーキパッドとキャリパの構造によっても、図６の特性は変化する。図６に示す特性は、一例である。
【００６１】
ディスクロータ１の第１の面１１と第１のブレーキパッド２１との間隔、およびディスクロータ１の第２の面１２と第２のブレーキパッド２２との間隔は、図６において押付力が「０」である状態からモータ５の駆動軸１３が正回転又は逆回転で回転した値から推定することができる。この推定方法は、回転角センサ９からの回転角信号Ｂが正常である場合に使用することができる。例えば、電源電圧信号Ｅの異常、又は電源電流信号Ｆの異常等の、回転角信号Ｂ以外の信号の異常の場合に、前述の推定方法により推定した間隔を用いて、ディスクロータ１と第１のブレーキパッド２１および第２のブレーキパッド２２との間隔を、予め定められた値以上とするようにモータ５を駆動することが可能となる。
【００６２】
なお、図示していないが、回転角センサ９からの回転角信号Ｂが異常である場合には、角度センサレスドライブによりモータ５を駆動し、押付力が「０」の状態となることで、ディスクロータ１の第１の面１１と第１のブレーキパッド２１との間隔、およびディスクロータ１の第２の面１２と第２のブレーキパッド２２との間隔、が予め定められた値以上であると判定することが可能である。
【００６３】
ステップＳ５０５において、ディスクロータ１の第１の面１１と第１のブレーキパッド２１との間隔、およびディスクロータ１の第２の面１２と第２のブレーキパッド２２との間隔、が予め定められた値未満と判定した場合（ＮＯ）は、ステップＳ５０７へ進み、ディスクロータ１から第１のブレーキパッド２１と第２のブレーキパッド２２を引き離すために、モータ５を逆回転させるためのモータ駆動信号Ｇを出力する。
【００６４】
ステップＳ５０５において、ディスクロータ１の第１の面１１と第１のブレーキパッド２１との間隔、およびディスクロータ１の第２の面１２と第２のブレーキパッド２２との間隔、が予め定められた値以上と判定した場合（ＹＥＳ）は、ディスクロータとブレーキパッドは十分に引き離されているものと判断し、ステップＳ５０８へ進み、モータ５を停止させる。加えて、電動制動装置１００の構成要素又は各種センサの異常発生時のモータの駆動に関しては、例えば、モータ５の回転数を予め定められた値以下とする、あるいはモータ５のトルク（電流）を予め定められた値以下とする等、モータ５の駆動方法を制限するようにしてもよい。この場合、モータ５の回転数もしくはモータ５のトルク（電流）の予め定められた値は、それぞれ、モータ５、もしくは電動制動装置１００の構成要素を破壊しないように設定することが望ましい。
【００６５】
以上のように、電動制動装置１００の構成要素、又は、各種センサ、すなわち回転角センサ９と、モータ電流センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃと、荷重センサ８と、電源電圧センサ１０２と、電源電流センサ１０１の何れかが異常である場合においても、モータ５の駆動が可能な場合には、即時にモータ５を停止して電動制動装置１００として動作させなくするのではなく、ディスクロータ１と、第１のブレーキパッド２１と第２のブレーキパッド２２と、の間隔を予め定められた値以上に引き離すように、モータ５を逆回転させてからモータ５を停止するように、コントロールユニット６によりモータ５の制御を実施することで、制動固着を回避することができる。したがって、車両の走行中、特に、車両が減速中に電動制動装置１００の構成要素に異常が発生したとしても、車両の制動をコントロールできなくなるという事態は発生せず、他の車輪に搭載されている制動装置により、車両として健全に走行もしくは停止をすることが可能となる。
【００６６】
なお、実施の形態２では、ディスクロータとブレーキパッドとの間隔が予め定められた値以上となるようにモータを駆動するようにしているが、ディスクロータとブレーキパッドとの間隔が予め定められた範囲内となるように制御するようにしても同様の効果を得ることができる。この場合、ディスクロータとブレーキパッドとの間隔が大きくなりすぎないようにできるため、もし電動制動装置の構成要素の異常もしくは故障から復帰した場合において、予め定められた押付力を発生させるための応答性を高めることが可能となる。
【００６７】
また、実施の形態２による車両は、複数の車輪を有し、これらの複数の車輪のうちの少なくとも一つに前述の電動制動装置を備え、その電動制動装置の構成要素の少なくとも一つに故障が発生したときは、故障が発生した電動制動装置についてのみ、ブレーキパッドをディスクロータから引き離すように構成されている。したがって、電動制動装置の構成要素、および各種センサが故障した場合においても、即時にモータを停止して電動制動装置として動作させなくするのではなく、ディスクロータとブレーキパッドを引き離すようにモータを逆回転させてからモータを停止するように、コントロールユニットによりモータの制御を実施することで、制動固着を回避することができる。すなわち、車両の走行中、特に、車両が減速中に電動制動装置の構成要素に故障が発生したとしても、車両の制動をコントロールできなくなることはなく、例えば他の車輪に搭載されている制動装置により、車両として健全に走行又は停止することが可能となる。
【００６８】
なお、実施の形態２では、故障判定を各種センサおよび制動ユニットからの入力信号に基づいて実施しているが、各種センサおよび制動ユニットからのフェール信号を受け取って、故障判定するようにしてもよい。この場合、それらのフェール信号は、アナログ信号又はデジタル信号として受け取るようにしてもよいし、その他の通信により受け取ることも可能である。
【００６９】
実施の形態３
実施の形態３による電動制動装置の全体構成は、前述の図１に示されるとおりである。実施の形態３では、コントロールユニット６に温度検出手段としての温度センサ６ｈが設けられている。その他の詳細な説明は前述の実施の形態２と同様である。実施の形態３では、コントロールユニット６の構成及び動作が、実施の形態１、２とは異なる。以下、図に基づいて、実施の形態３による電動制動装置を詳細に説明する。
【００７０】
図７は、実施の形態３による電動制動装置における、コントロールユニットの構成を示すブロック図である。コントロールユニット６は、図７に示すようにモータ駆動手段６ｆを備えている。モータ駆動手段６ｆは、例えば、制動ユニット１４から入力された目標押付力信号Ａと、回転角センサ９から入力された回転角信号Ｂと、モータ電流センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃから入力されたモータ電流信号Ｃと、荷重センサ８から入力された荷重信号Ｄと、電源電圧センサ１０２から入力された電源電圧信号Ｅと、電源電流センサ１０１から入力された電源電流信号Ｆと、のうちの少なくとも一つの信号に基づいて、モータ５の回転方向と、回転速度と、トルクと、を制御するためのモータ駆動信号Ｇを出力する。
【００７１】
モータ駆動手段６ｆから出力されたモータ駆動信号Ｇは、電力変換器の複数の半導体スイッチング素子をスイッチング制御する駆動回路（図示せず）に入力される。駆動回路は、入力されたモータ駆動信号Ｇに基づいて複数の半導体スイッチング素子をスイッチング制御し、電力変換器からモータ５に供給する電力を制御する。
【００７２】
また、コントロールユニット６は、温度検出手段としての温度センサ６ｈと、温度異常判定手段６ｇを備えている。温度異常判定手段６ｇは、温度センサ６ｈからの温度信号Ｔに基づいて、電動制動装置１００の構成要素に過熱異常が発生していないかどうかを判定し、温度異常判定信号Ｌを出力する。
【００７３】
さらに、コントロールユニット６は、モータ駆動可否判定手段６ｉを備えている。モータ駆動可否判定手段６ｉは、温度異常判定手段６ｇから温度異常判定信号Ｌが入力され、その温度異常判定信号Ｌの情報から、モータ５を駆動できるか否かを判定し、駆動可否判定信号Ｋを出力する。モータ駆動手段６ｆは、温度異常判定手段６ｇからの温度異常判定信号Ｌと、モータ駆動可否判定手段６ｉからのモータ駆動可否判定信号Ｋと、が入力され、電動制動装置１００の構成要素、および各センサの異常の有無に対応して、モータ５の駆動方法を変更するように構成されている。
【００７４】
温度センサ６ｈは、例えば、電動制動装置１００を動作させているときに、高温となる構成要素もしくは部品の近傍、又は、温度条件が厳しくなる構成要素もしくは部品、すなわち電動制動装置１００の動作により許容される温度上昇が小さい構成要素もしくは部品、の近傍に設置されており、その構成要素もしくは部品の温度を検出して温度信号Ｔを出力する。なお、ここでは温度センサ６ｈを一つとしているが、構成要素もしくは部品の温度をより精度よく検出して保護するために、温度センサを複数設置してもよい。
【００７５】
モータ駆動手段６ｆは、温度異常判定手段６ｇからの温度異常判定信号Ｌと、モータ駆動可否判定手段６ｉからのモータ駆動可否判定信号Ｋと、が入力され、それらの信号に基づく温度異常の有無およびモータ駆動可否状況に対応して、モータの駆動方法を変更するように構成されている。
【００７６】
つぎに、コントロールユニット６の動作について説明する。図８は、実施の形態３による電動制動装置における、コントロールユニットの動作を示すフローチャートである。図８において、コントロールユニット６は、まず、ステップＳ８０１において、図７のブロック図に示すように、制動ユニット１４から出力された目標押付力信号Ａと、回転角センサ９から出力された回転角信号Ｂと、モータ電流センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃから出力されたモータ電流信号Ｃと、荷重センサ８から出力された荷重信号Ｄと、電源電圧センサ１０２から出力された電源電圧信号Ｅと、電源電流センサ１０１から出力された電源電流信号Ｆと、を入力する。また、コントロールユニット６に設けられた温度センサ６ｈにより電動制動装置１００の構成要素もしくは部品の温度を検出する。つぎに、ステップＳ８０２に進む。
【００７７】
ステップＳ８０２において、温度センサ６ｈで検出した温度信号Ｔに基づいて、電動制動装置１００の構成要素もしくは部品に過熱異常が発生していないかどうかを判定する。過熱異常判定の一例としては、例えば、温度信号Ｔが予め定められた値以上の値で検出されていること、等がある。ステップＳ８０２において温度異常でないと判定したことをステップＳ８０３で確認した場合（ＮＯ）、ステップＳ８０６へ進み、モータ５を通常動作するように、モータ駆動信号Ｇを出力する。ここで、モータ５の通常動作とは、ディスクロータ１に対する第１のブレーキパッド２１と第２のブレーキパッド２２の押付力が、制動ユニット１４からの目標押付力信号Ａに基づく目標押付力に一致するようにモータ５が動作することである。モータ５は、通常動作により、要求される回転方向、回転速度、およびトルクを発生する。
【００７８】
一方、ステップＳ８０２において温度異常であると判定したことをステップＳ８０３で確認した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ８０４へ進む。ステップＳ８０４では、ステップＳ８０２における異常判定の結果に基づいて、モータ５の駆動が可能か否かを判定する。例えば、電動制動装置１００の構成要素に加熱異常が発生している場合であっても、各種センサからの信号が正常であれば、モータ５を制御することは可能であるため、異常判定が過熱異常のみによるものであれば、ステップＳ８０４ではモータ５の駆動は可能と判定する。
【００７９】
一方、ステップＳ８０４において、モータ５の駆動が不可であると判定した場合（ＮＯ）は、ステップＳ８０８へ進み、モータ５を停止する。ステップＳ８０４において、前述のようにモータの駆動が可能であると判定した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ８０５へ進む。
【００８０】
ステップＳ８０５では、ディスクロータ１の第１の面１１と第１のブレーキパッド２１との間隔、およびディスクロータ１の第２の面１２と第２のブレーキパッド２２との間隔、が予め定められた値以上であるかどうかを判定する。ここで、予め定められた間隔の値とは、制動固着を回避するのに十分な間隔として設定された値、もしくは、ひきずりによりブレーキパッドが過熱しないようにするために十分な間隔として設定された値、である。
【００８１】
ディスクロータ１の第１の面１１と第１のブレーキパッド２１との間隔、およびディスクロータ１の第２の面１２と第２のブレーキパッド２２との間隔は、直接的にセンサで計測してもよいが、例えば、電動ピストン位置と押付力との関係を示す特性図と、回転角センサからの駆動軸の回転角の情報と、により前述の間隔を推定するようにしてもよい。この場合、図６による前述の推定方法により推定した間隔を用いて、ディスクロータとブレーキパッドとの間隔を予め定められた値以上とするようにモータを駆動することが可能となる。
【００８２】
ステップＳ８０５において、ディスクロータ１の第１の面１１と第１のブレーキパッド２１との間隔、およびディスクロータ１の第２の面１２と第２のブレーキパッド２２との間隔、が予め定められた値未満であると判定した場合（ＮＯ）は、ステップＳ８０７へ進み、ディスクロータ１から第１のブレーキパッド２１と第２のブレーキパッド２２を引き離すために、モータ５を逆回転させるためのモータ駆動信号Ｇを出力する。
【００８３】
ステップＳ８０５において、ディスクロータ１の第１の面１１と第１のブレーキパッド２１との間隔、およびディスクロータ１の第２の面１２と第２のブレーキパッド２２との間隔、が予め定められた値以上であると判定した場合（ＹＥＳ）は、ディスクロータとブレーキパッドは十分に引き離されているものと判断されるので、ステップＳ８０８へ進み、モータ５を停止させる。加えて、電動制動装置１００の構成要素の異常発生時のモータの駆動に関しては、例えば、モータ５の回転数を予め定められた値以下とする、あるいはモータ５のトルク（電流）を予め定められた値以下とする等、モータ５の駆動方法を制限するようにしてもよい。この場合、モータ５の回転数もしくはモータ５のトルク（電流）の予め定められた値は、それぞれ、モータ５、もしくは電動制動装置１００の構成要素を破壊しないように設定することが望ましい。
【００８４】
以上のように、電動制動装置の構成要素に温度異常が発生した場合においても、即時にモータを停止して電動制動装置として動作させなくするのではなく、ディスクロータとブレーキパッドを引き離すようにモータを逆回転させてからモータを停止するようにコントロールユニットにてモータ制御を実施することで、制動固着を回避することができる。すなわち、車両の走行中、特に、車両が減速中に電動制動装置の構成要素に温度異常が発生したとしても、車両の制動をコントロールできなくなるという事態は発生せず、他の車輪に搭載されている制動装置により、車両として健全に走行／停止することが可能となる。
【００８５】
また、実施の形態３では、電動制動装置の構成要素が過熱して異常となる場合を記載したが、温度センサ自体の故障であっても同様の制御フローにてモータを駆動することで、同じ効果を得ることができる。
【００８６】
さらに、実施の形態３では、コントロールユニットに部品温度を検出する温度センサを設置したが、モータ、ディスクロータ、ブレーキパッド、キャリパの構成要素の温度を検出する温度センサをそれぞれの構成要素に設けてもよく、それぞれの温度センサにより検出された温度が、温度異常と判定する予め定められた値以上となった場合に、同様の制御フローにてモータを駆動することで、同じ効果を得ることが可能である。
【００８７】
また、実施の形態３による車両は、複数の車輪を有し、これらの複数の車輪のうちの少なくとも一つに前述の電動制動装置を備え、その電動制動装置の構成要素の少なくとも一つに故障が発生したときは、故障が発生した電動制動装置についてのみ、ブレーキパッドをディスクロータから引き離すように構成されている。したがって、電動制動装置の構成要素、および各種センサが故障した場合においても、即時にモータを停止して電動制動装置として動作させなくするのではなく、ディスクロータとブレーキパッドを引き離すようにモータを逆回転させてからモータを停止するように、コントロールユニットによりモータの制御を実施することで、制動固着を回避することができる。すなわち、車両の走行中、特に、車両が減速中に電動制動装置の構成要素に故障が発生したとしても、車両の制動をコントロールできなくなることはなく、例えば他の車輪に搭載されている制動装置により、車両として健全に走行又は停止することが可能となる。
【００８８】
なお、実施の形態３では、故障判定を各種センサおよび制動ユニットからの入力信号に基づいて実施しているが、各種センサおよび制動ユニットからのフェール信号を受け取って、故障判定するようにしてもよい。この場合、それらのフェール信号は、アナログ信号又はデジタル信号として受け取るようにしてもよいし、その他の通信により受け取ることも可能である。
【００８９】
図９は、図２、図４、および図７に示すコントロールユニットのハードウェア構成を示すブロック図である。実施の形態１における図２に示すコントロールユニット６、実施の形態２における図４に示すコントロールユニット６、および実施の形態３における図７に示すコントロールユニット６は、ハードウェアの一例を図９に示すように、プロセッサ１０００と記憶装置１１００から構成される。記憶装置１１００は、図示していないが、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ１０００は、記憶装置１１００から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ１０００にプログラムが入力される。また、プロセッサ１０００は、演算結果等のデータを記憶装置１１００の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。
【００９０】
以上述べた実施の形態１、実施の形態２、および実施の形態３で示した構成は一例であり、以下に述べる構成であっても同様に効果を得ることが可能である。すなわち、例えば図１ではキャリパ３に取り付けられているモータ５とコントロールユニット６は別体としているが、これらを一体化した構造としてもよい。また、モータ電流センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、三相導体に搭載しているが、これをコントロールユニット６に内蔵してもよい。更に、キャリパ３の構造として第１のブレーキパッドのみを電動ピストンにより押圧する片側押し構造で説明しているが、これが第２のブレーキパッドも電動ピストンにより押圧する両側押し構造としてもよい。また、図１では三相モータを想定した構成としているが、ブラシ付モータであってもよい。さらに、図１ではモータ５と電動ピストン４が直接繋がっているように記載しているが、これらの間に減速ギアが搭載するようにしてもよい。
【００９１】
図１に示す制動ユニット１４は、車両の乗員が操作するブレーキペダル（図示せず）に接続されている場合もあり得る。この場合、実施の形態１、実施の形態２、および実施の形態３に示すように、もし車両の乗員によりブレーキペダルが操作されていたとしても、電動制動装置１００の構成要素に故障又は異常が発生している場合には、制動固着を回避するようにモータを駆動し、車両を停止させるように動作させることが望ましい。車両には複数の車輪があり、１輪の電動制動装置が動作しない状態になったとしても、他の車輪の制動装置が動作することが可能であり、これにより車両として健全に走行もしくは停止することができる。
【００９２】
一方で、１輪の電動制動装置が動作しない状態になったとしても、他の車輪の制動装置が動作することができて、車両として健全に走行もしくは停止しまうため、車両の乗員が１輪の電動制動装置の故障又は異常に気付かない場合もある。そこで、電動制動装置の故障又は異常を車両の乗員に報知するためのランプ又はブザー等を搭載することで、乗員に電動制動装置の異常を知らせることができる。
【００９３】
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、一つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも一つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも一つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００９４】
１  ディスクロータ、２１  第１のブレーキパッド、２２  第２のブレーキパッド、
３  キャリパ、  ４  電動ピストン、５  モータ、６  コントロールユニット、
７  電源、８  荷重センサ、９  回転角センサ、
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  モータ電流センサ、１０１  電源電流センサ、
１０２  電源電圧センサ、１３  駆動軸、１４  制動ユニット、
６ａ、６ｃ、６ｆ  モータ駆動手段、６ｂ  故障判定手段、６ｄ  異常判定手段、
６ｅ、６ｉ  モータ駆動可否判定手段、６ｇ  温度異常判定手段、６ｈ  温度センサ、
１０００  プロセッサ、１１００  記憶装置
【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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