JP2004286054A - 車両用制動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成でブレーキ鳴きや異常振動を検出する。
【解決手段】電動モータ１１の回転によりピストン１２を繰り出して、摩擦部材１５、１６をロータ１３に押し付けることにより制動力を発生する。このピストン１２の変位はレゾルバ１８の検出値が目標値になるよう制御される。ロータ１３に振れが生じているためブレーキ鳴きが発生する場合、ロータ１３の回転に伴いロータ１３に対する摩擦部材１５の変位が変動するため、電動モータ１１の回転量も変動する。したがってレゾルバ１８の検出値の変動量の大きさにより、ブレーキ鳴きの発生を検出することができる。レゾルバ１８は、電動ブレーキ装置として本来備えているセンサであるので、ブレーキ鳴きの検出のために新たなセンサを要せず、簡易な構成とすることができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用制動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電動ブレーキ装置において、センサにてブレーキトルクまたはキャリパの押し付け力を直接検出し、さらに検出したトルクまたは力の変動周波数を求め、得られた変動周波数より異常振動の発生を検出するものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許２０００−２８３１９３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術では、異常振動を検出するために、特別なセンサ、すなわち、ブレーキトルクセンサや荷重センサを必要とし、高価になるばかりでなく、それらを装着するためにブレーキ装置自体が複雑な構造となるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、簡易な構成でブレーキ鳴きや異常振動を検出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、請求項１に記載の発明は、車輪と一体的に回転するロータ（１３）に対向して設けた摩擦部材（１５、１６）と、前記摩擦部材を前記ロータに向けて駆動するための駆動部材（１２）を回転動作に連動して変位させ、前記摩擦部材を前記ロータに押し付けることにより前記車輪の回転を制動するための電動モータ（１１）と、前記電動モータの回転量を検出する回転検出手段（１８）と、前記回転量に応じて前記電動モータに駆動電流を流して前記電動モータを回転動作させる制御駆動手段（１９）とを備えた車両用制動装置において、前記電動モータの回転量の変動量を算出する回転変動算出手段（１９）と、
前記回転変動値が所定値を越えたときに振動抑制制御を行う振動抑制制御手段（１９）と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
ブレーキ装置の異常振動やブレーキ鳴きの発生時には、ロータの振れが大きくなってこれと接して摺動する摩擦部材のロータに対する相対位置が変化しており、これにより摩擦部材を押し付ける電動モータの回転軸が押し付け方向に前後する。
【０００８】
このことから、本発明によれば、車輪と一体的に回転するロータの方向に摩擦部材を駆動する電動モータの回転量の変動の大きさにより、ブレーキに異常振動やブレーキ鳴きが生ずるか否かを検出することができる。
【０００９】
したがって、通常ブレーキ装置において摩擦部材の位置制御に用いられる電動モータの回転量を、ブレーキ鳴きや異常振動の検出にも流用することができ、簡易な構成とすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、車輪速度を検出する車輪速センサ（１７）をさらに備えるとともに、前記回転変動算出手段が、前記電動モータの回転変動の周期を算出するとともに前記車輪速度に基づき前記車輪の回転周期を算出し、前記振動抑制制御手段が、前記回転変動値が前記所定値を越え、かつ、前記電動モータの回転変動周期が前記車輪回転周期と比例関係にあるときに前記振動抑制制御を行うことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、車輪速度から算出される車輪の回転周期と、電動モータの回転量から算出される回転変動周期とが比例関係にあるときは、電動モータの回転変動がロータの振れによるものであると推定されることから、電動モータの回転変動量に基づくブレーキ鳴き等の検出精度を、さらに高くすることができる。
【００１２】
前記振動抑制手段は、請求項３に記載のように、前記制御駆動手段の駆動電流を一時的に変化させることにより、摩擦部材のロータへの押し付け力を一時的に変動させて振動発生を抑制することができる。
【００１３】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の車両用制動装置の構成を示している。車両用制動装置１は、各車輪毎に電動ブレーキ装置１０を備えている。電動ブレーキ装置１０は車輪と一体的に回転するロータ１３を挟み込むキャリパ１４の可動側の摩擦部材１５および固定側の摩擦部材１６と、ロータ１３の回転速度すなわち車輪速度を検出する車輪速センサ１７と、摩擦部材１５をロータ１３の面に対して略垂直方向に変位させてロータ１３に押さえ付けるピストン１２と、図示しないボールネジによりピストン１２を左右方向に変位させる電動モータ１１と、電動モータ１１の回転量を検出する回転検出手段としてのレゾルバ１８とを備えている。
【００１５】
また、車両用制動装置１は、制御駆動手段としてのブレーキＥＣＵ１９を備え、ブレーキＥＣＵ１９には、図示しないブレーキペダルの踏み込み力を検出する踏力センサ２０が接続されている。
【００１６】
ブレーキＥＣＵ１９は、マイクロコンピュータにより構成され、予め記憶されている制御プログラムにしたがって電動モータ１１を制御、駆動する。すなわち、ブレーキＥＣＵ１９は、踏力センサ２０により検出された踏力値に応じて、この踏力に相当する押し付け力が発生するよう予め設定されている変位量を目標値として、レゾルバ１８の出力信号をフィードバックして駆動電流を決定し、この駆動電流により電動モータ１１を駆動する。なお、ブレーキＥＣＵ１９は、ＡＢＳ制御中は、車輪速センサ１７の検出値と図示しない車速センサの検出値とに基づき、電動モータ１１を駆動して制動力の増圧、保持および減圧を適宜行う。
【００１７】
また、ブレーキＥＣＵ１９は、回転変動算出手段として、電動モータ１１の回転変動量および回転変動周期と、車輪と一体的に回転するロータ１３の回転周期も算出する。
【００１８】
ここで、ロータ１３の振れと摩擦部材１５との関係について、図２（ａ）、（ｂ）に基づき説明する。図２（ａ）、（ｂ）は、ロータ１３と摩擦部材１５との摺動面の位置関係を示しており、制動中移動する摩擦部材１５の位置を原点に置き、本来は軸方向に移動しないロータ１３の回転中心を相対的に変位させて描いた図である。なお、図示しないロータ１３の回転中心は紙面下方にある。また、図中、状態１３ａは、ロータ１３と摩擦部材１５との間に振れがない場合を示しており、ロータ１３の回転中においてロータ１３および摩擦部材１５の各摺動面は互いに平行状態として表されている。
【００１９】
ところで、通常、ロータ１３と摩擦部材１５との間には振れ（すなわち、両者間の距離の時間的な変動）が生じている。なお、ここでは、摩擦部材１５の摺動面を基準にしたときのロータ１３の回転振れについて説明する。すなわち、図２（ａ）においてロータ１３の摺動面が１回転毎に状態１３ｂと状態１３ｂ’とを繰り返し、摩擦部材１５との間に振れを生ずる。同様に、図２（ｂ）においてロータ１３の摺動面が１回転毎に状態１３ｃと状態１３ｃ’とを繰り返す。そして、これらの状態は、図２（ａ）に示す制動開始時、摩擦部材１５とロータ１３との間の距離（相対変位）が大きい状態１３ｂおよび１３ｂ’から、図２（ｂ）に示す摩擦部材１５がロータ１３に接近、さらには接触する状態１３ｃおよび１３ｃ’へと状態が推移する。
【００２０】
このとき、摩擦部材１５は、ロータ１３との接触により時間的に変動する反力を受ける。このため、摩擦部材１５を押すピストン１２およびピストン１２を回転駆動する電動モータ１１も時間的に変動する反力を受け、電動モータ１１の回転量も変動することになる。
【００２１】
そこで、ブレーキＥＣＵ１９は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、電動モータ１１の駆動電流ｉが一定のとき、レゾルバ１８の出力信号の所定時間毎の平均値θ０とその所定時間内の最小値θ１および最大値θ２を算出する。そして、これら最大値と最小値との差（θ２−θ１）により回転変動量Δθを算出する。
【００２２】
また、上記最小値θ１と最大値θ２との発生時間間隔τを回転変動周期として算出する。
【００２３】
さらに、ブレーキＥＣＵ１９は、車輪速センサ１７の出力パルスよりロータ１３の回転周期Ｔを算出する。
【００２４】
このように算出された電動モータ１１の回転変動量Δθ、回転変動周期τおよびロータ１３の回転周期Ｔに基づき、振動抑制手段としてのブレーキＥＣＵ１９が、ブレーキ鳴きの原因となるロータ振れを検出する。
【００２５】
すなわち、第１の基準として、電動モータ１１の回転変動量Δθが設定値δより大きいか、さらに、第２の基準として、電動モータ１１の回転変動周期τ∝ロータ１３の回転周期Ｔかが判定される。
【００２６】
第１の基準により、ロータ１３の振れが大きくなってこれと接して摺動する摩擦部材１５、１６のロータ１３に対する相対位置が変化し、これにより摩擦部材１５、１６を押し付ける電動モータ１１の回転軸が押し付け方向に前後するためブレーキ鳴きが発生することを判定できる。
【００２７】
また、第２の基準により、車輪速度から算出されるロータ１３の回転周期と、電動モータ１１の回転量から算出される回転変動周期とが比例関係にあるときは、電動モータ１１の回転変動がロータ１３の振れによるものであるとの推定が正しいことを判定できる。
【００２８】
したがって、第１の基準と第２の基準とを併用することにより電動モータ１１の回転変動量Δθのノイズ成分を除去して、正確なブレーキ鳴きの検出を可能にする。
【００２９】
次に、ブレーキ制御ＥＣＵ１９が実行するブレーキ鳴きまたは異常振動の検出と抑制を行うためのコンピュータプログラムの処理フローについて、図４を参照して説明する。
【００３０】
ステップＳ１００で、制御駆動手段としてのブレーキ制御ＥＣＵ１９が、踏力センサ２０の検出値に応じて電動モータ１１に駆動電流ｉを供給する。これにより、電動モータ１１が駆動電流ｉに応じた回転数で回転し、摩擦部材１５、１６を変位させてロータ１３に押し付け、車輪に制動力を発生させる。この時、回転変動算出手段としてのブレーキ制御ＥＣＵ１９は、電動モータ１１の回転変動値Δθおよび回転変動周期τおよびロータ１３の回転周期Ｔを算出する。
【００３１】
ステップＳ１０２では、算出された回転変動量Δθが予め設定した設定値であるδより大きいか否かを判定し、判定の結果ＮＯならばステップＳ１００へ戻り、ＹＥＳならばステップＳ１０４へ移行する。
【００３２】
ステップＳ１０４では、算出された電動モータ１１の回転変動周期τがロータ１３の回転周期Ｔと比例関係にあるか、すなわち、Ｔ／τ＝ｎ、但しｎ＝整数か否かを判定する。ＮＯならばステップＳ１００へ戻り、ＹＥＳならばブレーキ鳴きまたは異常振動が発生しているものと判定しステップＳ１０６へ移行する。
【００３３】
ステップＳ１０６では、振動抑制制御手段としてのブレーキＥＣＵ１９が、電動モータ１１の駆動電流ｉを短時間、増加または減少させて、摩擦部材１５、１６のロータ１３への押し付け力を増加または減少させる。ブレーキ鳴き等は、発生する制動力、すなわち、ロータ１３への摩擦部材１５、１６の押し付け力を変えることにより発生しなくなることはよく知られている。
【００３４】
したがって、これにより、ブレーキ鳴きまたは異常振動の発生条件をずらすことができ、ブレーキ鳴きまたは異常振動の発生を抑制することができる。また、制動力の変化を一時的なものとしているので、運転者の意図に応じた制動力を変えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はともに、ロータの振れと摩擦部材との接触状態の関係を示す図である。
【図３】（ａ）は電動モータの駆動電流の時間線図、（ｂ）は電動モータの回転量の時間線図である。
【図４】ブレーキＥＣＵが実行するコンピュータプログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
１…車両用制動装置、１０…電動ブレーキ装置、１１…電動モータ、
１２…ピストン、１３…ロータ、１４…キャリパ、１５、１６…摩擦部材、
１７…車輪速センサ、１８…レゾルバ、１９…ブレーキＥＣＵ、
２０…踏力センサ。

Claims (3)

1. 車輪と一体的に回転するロータ（１３）に対向して設けた摩擦部材（１５、１６）と、前記摩擦部材を前記ロータに向けて駆動するための駆動部材（１２）を回転動作に連動して変位させ、前記摩擦部材を前記ロータに押し付けることにより前記車輪の回転を制動するための電動モータ（１１）と、前記電動モータの回転量を検出する回転検出手段（１８）と、前記回転量に応じて前記電動モータに駆動電流を流して前記電動モータを回転動作させる制御駆動手段（１９）とを備えた車両用制動装置において、
   前記電動モータの回転量の変動量を算出する回転変動算出手段（１９）と、
   前記回転変動値が所定値を越えたときに振動抑制制御を行う振動抑制制御手段（１９）と、
   を備えることを特徴とする車両用制動装置。
2. 車輪速度を検出する車輪速センサ（１７）をさらに備えるとともに、
   前記回転変動算出手段が、前記電動モータの回転変動の周期を算出するとともに前記車輪速度に基づき前記車輪の回転周期を算出し、
   前記振動抑制制御手段が、前記回転変動値が前記所定値を越え、かつ、前記電動モータの回転変動周期が前記車輪回転周期と比例関係にあるときに前記振動抑制制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両用制動装置。
3. 前記振動抑制手段は、前記制御駆動手段の駆動電流を一時的に変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用制動装置。

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