JP2005067247A - Braking device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a braking device having improved durability and no shortage of initial braking response. <P>SOLUTION: The braking device 10 comprises actuators 29, 30, 31, 32 for displacing friction members 29, 30, 31, 32 relative to rotors 21, 22, 23, 24 in accordance with signals from electronic control devices 15, 16, 17, 18, 19, 20. The electronic control devices 15, 16 have clearance adjusting means 86 for driving the actuators 29, 30, 31, 32 to adjust clearances between the friction members 29, 30, 31, 32 and the rotating elements 21, 22, 23, 24 during non-braking of the rotating elements 21, 22, 23, 24 in accordance with the turned condition of a vehicle, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制動装置に関し、特に、パッドクリアランス自動調整手段を備えた制動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在知られている車両の電気制御ブレーキシステムで、完全な電気式は未だ市場に現れていない。他方、油圧を利用したタイプの電気制御ブレーキシステムは例えばダイムラークライスラー車に採用されている。そのシステムの構成としては、基本的に、（１）運転者の制動要求を検出するセンサ（油圧、圧力、ストローク等を利用したセンシング部）とその検出信号取出し部、（２）運転者の制動要求から各輪の制動力を算出する中央演算部、（３）中央演算部から制御指令を受けて動作するブレーキ駆動用アクチュエータ（油圧駆動方式または電動駆動方式）を備えている。電動制御ブレーキシステムは、従来のブレーキ装置の仕組みと異なり、運転者の踏力に依存することなく四輪車両の四輪の総ブレーキ力を必要に応じて自在に変えることができ、四輪の各ブレーキ力を各車輪に取り付けた荷重センサの値に比例させた値に変更して車両の制動時の安定性を図ることができる。さらに電動制御ブレーキシステムについては、従来、上記の油圧の代わりに、モータと減速機を組み合わせた構成を利用して成る電気モータブレーキ装置（ＥＭＢ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍｏｔｏｒ Ｂｒａｋｅ）も知られている。（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１８２９３公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現在使用されている油圧式のブレーキでは比較的低速で転舵をくりかえした後パッドクリアランスの増加により、ブレーキング時の無効ストロークが増えるノックバック（タイヤの転舵によりローターがふれてパッドを押し戻す状態）傾向があり、ブレーキの応答やフィーリングに悪影響を及ぼしている。また、電動ブレーキ装置においては、油圧によるダンピング効果がないため、ノックバックが起きるような転舵時に電動ブレーキ装置の減速機等に過大な負荷がかかり装置の劣化や耐久性に問題が生じる恐れがある。なおかつそのためにパッドクリアランスを大きくすると制動初期レスポンスが不足する。
【０００５】
本発明の目的は、上記問題を解決するため、耐久性に優れ、制動初期レスポンスが不足しない制動装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る制動装置は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【０００７】
第１の制動装置（請求項１に対応）は、電子制御装置からの信号に基づき摩擦部材を回転体に対して相対的に移動させるアクチュエータを備えた制動装置において、電子制御装置は、アクチュエータを駆動して回転体の非制動時における摩擦部材と回転体とクリアランスを車両の旋回状態に基づき調整するクリアランス調整手段を備えたことで特徴づけられる。
【０００８】
第１の制動装置によれば、電子制御装置からの信号に基づき摩擦部材を回転体に対して相対的に移動させるアクチュエータを備えた制動装置において、電子制御装置は、アクチュエータを駆動して回転体の非制動時における摩擦部材と回転体とのクリアランスを車両の旋回状態に基づき調整するため、舵角によりパッドクリアランスを増加する手段と車速によってその増加量を少なくする手段によって、低速の大舵角では電動ブレーキ装置の減速機構等の負担を低減できるようになり耐久性に優れ、制動初期レスポンスが不足しないようにすることができる。また、高車速や舵角速度が速いときには、パッドクリアランスをさらに少なくすることにより、高速時や低速時でも回避操作時のブレーキの応答性を高くできる。
【０００９】
第２の制動装置（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくはクリアランス調整手段は、車両の旋回状態を車速および舵角に基づいて算出されることで特徴づけられる。
【００１０】
第２の制動装置によれば、舵角によりパッドクリアランスを増加する手段と車速によってその増加量を少なくする手段によって、低速の大舵角では電動ブレーキ装置の減速機構等の負担を低減できるようになり耐久性に優れ、制動初期レスポンスが不足しないようにすることができる。また、高車速や舵角速度が速いときには、パッドクリアランスをさらに少なくすることにより、高速時や低速時でも回避操作時のブレーキの応答性を高くできる。また、舵角の代わりにヨーレートや左右の車輪速度、横Ｇを用いても同様の効果が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る制動装置１０の全体構成図である。左右前後の車輪の各々に設けられた電動ブレーキ１１，１２，１３，１４と、これら各ブレーキの作動状態を制御する主制御装置（中央ＥＣＵ：主制御部）１５，１６と各ブレーキのアクチュエータである電動モータを制御する副制御装置（電動モータＥＣＵ：副制御部）１７，１８，１９，２０とからなるブレーキ制御装置を備えている。電動ブレーキ１１，１２，１３，１４はディスクブレーキであり、左右の前輪・後輪と共に回転するブレーキディスク２１，２２，２３，２４の両側面に摩擦パッド（摩擦部材）２５，２６，２７，２８が電動モータ（アクチュエータ）２９，３０，３１，３２の駆動により押し付けられることにより回転が抑制される。また、各ブレーキには、ブレーキディスク２１，２２，２３，２４の回転速度を検出する回転速度センサ３３，３４，３５，３６を備えている。
【００１３】
上記の電動モータ２９，３０，３１，３２の動作はブレーキ制御装置によって制御される。ブレーキ制御装置は、電気制御ブレーキシステム全体を制御する主制御装置１５，１６と、電動モータ２９，３０，３１，３２をそれぞれ制御するモータ駆動回路（図示せず）を有する副制御装置１７，１８，１９，２０とを含むものであり、これらは、電源として用意された２つのバッテリ３７，３８から供給される電力によって作動させられる。また、主制御装置１５，１６のそれぞれには実線で示された３重系の信号線３９を介してブレーキペダル４０の踏力センサ（ペダル操作量検出部）４１から出力される踏力信号が入力される。さらに副制御装置１７，１８，１９，２０には、バックアップ系としての破線で示された信号線４２によって踏力センサ４１からの踏力信号が入力される。踏力センサ４１から主制御装置１５，１６への踏力信号は例えばアナログ信号形式で３重にして送っている。なお踏力信号はこれに限定されず、踏力センサ４１にコントローラを付設してディジタル信号形式に送ることも可能である。また踏力センサ４１から副制御装置１７〜２０への踏力信号は、１本の信号線４２で送られ、アナログ信号形式である。この場合にも踏力信号をディジタル信号形式とすることも可能である。
【００１４】
さらに、図１において、２つのブロック２０１，２０２は、インジケータランプに係るユニットを示すものである。ユニット２０１からはヨーレート信号、横Ｇ信号、舵角信号などの車両の状態を示す信号が出力される。これらの信号は信号線４３と信号線４４を介して主制御装置１５，１６と副制御装置１７〜２０に入力されるようになっている。またユニット２０２からはＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）信号、ＶＳＡ（車両挙動安定化センサ）信号が出力される。これらの信号は、同じく、信号線４３と信号線４４を介して主制御装置１５，１６と副制御装置１７〜２０に入力されるようになっている。
【００１５】
主制御装置１５，１６と副制御装置１７〜２０をつなぐ上記の信号線４３と信号線４４は、本実施形態に係る電気制御ブレーキシステムにおいては、フェイルセーフのための２重系の信号伝達系として形成されている。上記の主制御装置１５と各副制御装置１７〜２０は信号線４３を介して信号の送受を行い、主制御装置１６と各副制御装置１７〜２０は信号線４４で信号の送受を行うように構成されている。例えば２つの主制御装置１５，１６のいずれか一方でトラブルが生じたときには、正常に動作する主制御装置およびそれに関連する信号線によって各副制御装置１７〜２０に制御指令信号を送り、電動ブレーキ１１〜１４の制動動作を制御することになる。
【００１６】
ここで、主制御装置１５，１６と副制御装置１７〜２０との間の信号線４３，４４を経由した通信に係る信号形式について説明する。信号線４３，４４ではディジタル通信形式の信号送受が行われ、信号線４３，４４はバスラインとして形成される。通信形式としてＣＡＮバスを用いる場合には、相互通信形式であるので、信号線４３，４４はフェイルセーフ判断のため２重の信号線構造となっている。この構造の場合、最終的に制御指令信号を送るための他の信号線が必要となる。通信形式としてＴＴＰ（Ｔｉｍｅ Ｔｒｉｇｇｅｒｅｄ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）バスを用いる場合には、通信の時間が設定された通信形式であるので、信号線４３，４４はフェイルセーフ判断のため１重の信号線構造となっている。この構造の場合、最終的に制御指令の信号を送るためには他の信号線が必要となる。
【００１７】
上記の実施形態では、主制御装置１５，１６の各々による本来の制動制御のための処理に対して、踏力センサ４１から副制御装置１７〜２０の各々へのバックアップ用の信号線４２を設けて各副制御装置で補助的な制動制御のための処理を行わせるようにしたため、主制御装置１５，１６と各副生制御装置１７〜２０の間の通信の構成を簡素にすることが可能となる。
【００１８】
電源については、上記のごとく、２つのバッテリ３７がフェイルセーフのために２重系として設けられている。バッテリ３７からの電力は、電力線４５によって、主制御装置１５を経由して副制御装置１７，１８および電動モータ２９，３０に供給されるようになっている。バッテリ３８からの電力は、電力線４６によって、主制御装置１６を経由して副制御装置１９，２０および電動モータ２９，３０に供給されるようになっている。
【００１９】
また、電動モータ２９，３０，３１，３２を備えた各モータ部からは、図示しない押圧センサからの押圧信号と、図示しない位置検出部からのシリンダ位置信号が副制御装置１７，１８，１９，２０と主制御装置１５，１６にフィードバックされる。
【００２０】
制動制御信号の伝達経路は、図１に示すように、メインの伝達系統である信号線３９とバックアップ用にもう１系統の信号線４２が備えられる。ブレーキペダル４０での制動操作に基づく制動制御指令は、通常、踏力センサ４１、主制御装置（中央ＥＣＵ）１５，１６、副制御装置（モータ駆動ＥＣＵ）１７〜２０という経路を通るために、通信による時間的なロスが発生する。
【００２１】
図２は、電動ブレーキ１１，１２，１３，１４のうちの１つ、例えば電動ブレーキ１１の内部の機械的な構造を示した断面図である。図２で、（Ａ）は縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【００２２】
電動ブレーキ１１は、ブレーキディスク２１の両側に配設された一対の摩擦パッド２５と、円板状のブレーキディスク２１の中心軸の軸線方向に移動自在となるように設けられ、外側と内側に配置された一対の摩擦パッド２５によって両側からブレーキディスク２１を挟持させるキャリパ６０とを備える。外側と内側の一対の摩擦パッド２５は、それぞれ、キャリパ本体すなわちハウジング６１に、その軸線６１ａの方向にスライドする構造で取り付けられている。
【００２３】
キャリパ６０はハウジング（キャリパ本体）６１を有しており、ハウジング６１は車両の支持取付け部（図示せず）に固定されている。このハウジング６１は、円筒状の出力部材（モータロータ）６２を回転させる電動モータ２９を固定するための機構部の一部を構成している。電動モータ２９は、固定されたハウジング６１と、ハウジング６１の内周部に固定されたコイル６３と、コイル６３の両側に配置されたベアリング６５，６６を介して回転自在に支持された円筒状の出力部材６２と、コイル６３の内側に位置するように出力部材６２の外周面に固定されたマグネット６７とを有している。ここで、ベアリング６６の付近には、出力部材６２の回転位置を検出する位置検出器（図示せず）が設けられている。なお電動モータ２９はブレーキ制御装置からの指令信号でトルクを発生させる。
【００２４】
円筒状の出力部材６２の内部には、前述のベアリング６５，６６を介して有底円筒状の回転伝達部材７１が回転自在に設けられている。回転伝達部材７１は図中右端の軸部７１ａで回転自在になるようにハウジング６１によって支持されている。回転伝達部材７１の軸部７１ａには遊星アーム３０１が固定されており、さらにこの遊星アーム３０１には３つの遊星歯車３０２が取り付けられている。また上記出力部材６２の右端部には外歯を有する歯車部材３０３が固定されると共に、ハウジング６１の内部には内歯を有する歯車部材３０４が固定されている。以上において、歯車部材３０３，３０４はそれぞれ太陽歯車であり、上記３つの遊星歯車３０２と共に遊星歯車機構を形成する。一方の太陽歯車である歯車部材３０４はハウジング６１によって固定された状態にあるので、電動モータ２９で出力部材６２を回転させると、上記の遊星歯車機構を介して、その動力が回転伝達部材７１に伝達され、回転伝達部材７１が回転させられる。
【００２５】
回転伝達部材７１の内側にはボールネジ機構７２を介してロッド状のボールネジスピンドル（移動部材）６９が設けられている。ボールネジスピンドル６９の先端部にはパッド押圧部７６が設けられている。内側の摩擦パッド２５はキャリパブラケット７８等の部分で軸線６１ａの方向にスライド自在に取り付けられ、外側の摩擦パッド２５はハウジング６１の爪部７７に軸線６１ａの方向にスライド自在に取り付けられている。両側の摩擦パッド２５とブレーキディスク２１との間には、通常、制動動作が行われない場合には所要のクリアランスが設定される。制動動作が行われるときには、図２に示すごとく、ボールネジスピンドル６９がブレーキディスク方向に移動しパッド押圧部７６が押圧作用を生じて両側の摩擦パッド２５でブレーキディスク２１を挟み込み、クランプする。
【００２６】
上記において、両側の摩擦パッド２５の各々とブレーキディスク２１との間に形成されるクリアランスは、上記ボールネジスピンドル６９の位置に応じて任意に調整することができる。従って、車両の条件に応じて電動モータ２９の動作を制御し、ボールネジスピンドル６９の位置を適宜に設定することにより上記のクリアランスは適宜に設定することができる。
【００２７】
なお、パッド押圧部７６の周面部とハウジング６１との間にはリング形状を有した径方向に蛇腹状の弾性バネ７９が設けられ、パッド押圧部７５を支持している。
【００２８】
なお、ハウジング６１内には、摩擦パッド２５によるクランプ力を測定する押圧センサ（図示せず）が備えられている。
【００２９】
以上の構成により、電動モータ２９がその出力部材６２を例えば正回転させると、上記の遊星歯車機構を介して回転動力が伝達され、回転伝達部材７１が正回転する。そうすると、ボールネジ機構７２が、ボールネジスピンドル６９をブレーキディスク２１の方向に移動させ、一対の摩擦パッド２５がブレーキディスク２１の方向に押圧され、ブレーキディスク２１に接触して制動力を発生させる。このとき押圧センサによりクランプ力を測定し、主制御装置１５と副制御装置１７に入力される。また位置検出器からの信号も主制御装置１５と副制御装置１７に入力される。電動モータ２９がその出力部材６２を逆回転させるときには、上記の動作と反対の動作が生じる。
【００３０】
図３は、主制御装置１５，１６の内部構成の一例を示したブロック構成図である。主制御装置１５，１６は、踏力センサ４１からの踏力信号Ｆを入力として、電動モータ２９，３０，３１，３２を制御する目標電圧を副制御装置２１，２２，２３，２４に出力する装置であり、目標クランプ力決定部８０と偏差演算部８１とＰＩ設定部８２とクランプ力検出部８３と、舵角センサ８４、車速センサ８５からの信号を入力してクリアランスを調整するクリアランス調整部８６を有している。
【００３１】
目標クランプ力決定部８０は、踏力信号Ｆに基づいて目標クランプ力Ｆｃｍを計算し偏差演算部８１とクリアランス調整部８６に出力する。偏差演算部８１は、目標クランプ力Ｆｃｍからクランプ力検出値Ｆｄを減算することにより偏差ＤＦを計算して、ＰＩ設定部８２に出力する。ＰＩ設定部８２は偏差ＤＦを用いた演算の実行により、クランプ力検出値Ｆｄが目標クランプ力Ｆｃｍに追従するように目標電圧Ｖｔを計算する。そして、その目標電圧信号Ｖｔを副制御装置２１，２２，２３，２４に出力する。クランプ力検出部８３は、電動モータ２９，３０，３１，３２の押圧センサ７５からの信号に基づいてクランプ力Ｆｄを検出し、その値を偏差演算部８１に出力する装置である。
【００３２】
クリアランス調整部８６は、アクチュエータである電動モータ２９，３０，３１，３２を駆動して回転体であるブレーキディスク２１，２２，２３，２４の非制動時における摩擦部材である摩擦パッド２５，２６，２７，２８と回転体であるブレーキディスク２１，２２，２３，２４のクリアランスを車両の旋回状態に基づき調整する装置であり、目標クリアランス決定部８７と偏差演算部８８とＰＩ設定部８９とクリアランス検出部９０を備えている。
【００３３】
目標クリアランス決定部８７は、舵角センサ８４からの舵角信号、車速センサ８５からの車速信号に基づいて目標クリアランスＣｔを計算し、偏差演算部８８に出力する。偏差演算部８８は、目標クリアランスＣｔから、クリアランス検出部９０による検出クリアランスＣｄを減算することにより偏差ＤＣを計算して、ＰＩ設定部８９に出力する。ＰＩ設定部８９は偏差ＤＣを用いた演算の実行により、検出クリアランスＣｄが目標クリアランスＣｔに追従するように目標電圧Ｖｃを計算し、副制御装置２１，２２，２３，２４に出力する。クリアランス検出部９０は、モータの位置検出部６８からの信号に基づいてクリアランスを検出し、偏差演算部８８に出力する。
【００３４】
図４は、クリアランス調整部８６を説明するためのブロック構成図である。クリアランス調整部８６は、入力部１００、出力部１０１、ＣＰＵ１０２、記憶部１０３を備えている。このクリアランス調整部８６では、記憶部１０３内の記憶領域１０４に舵角、車速に基づいてクリアランスを調整するクリアランス調整プログラムが記憶されている。記憶部１０３内の記憶領域１０５には、図５（ａ）で示す低車速での舵角に対するパッドクリアランスｔＰのテーブルが記憶されており、記憶領域１０６には、図５（ｂ）で示す中車速での舵角に対するパッドクリアランスｔＰのテーブルが記憶され、記憶領域１０７には、図５（ｃ）で示す高車速での舵角に対するパッドクリアランスｔＰのテーブルが記憶されている。また、記憶領域１０８には、図６（ａ）で示す低車速での舵角速度に対する舵角速度係数ｋｄＳＷのテーブルが記憶されており、記憶領域１０９には、図６（ｂ）で示す中車速での舵角速度に対する舵角速度係数ｋｄＳＷのテーブルが記憶されており、記憶領域１１０には、図６（ｃ）で示す高車速での舵角速度に対する舵角速度係数ｋｄＳＷのテーブルが記憶されている。
【００３５】
次にクリアランス調整部８６の記憶領域１０４に記憶される処理プログラム（クリアランス調整プログラム）を図７のフローチャートを用いて説明する。処理プログラムはイグニッションスイッチオンとともにスタートし、踏力センサ４１からの踏力信号Ｆに基づいて、目標クランプ力決定部８０で目標クランプ力Ｆｃｍが決定され、その目標クランプ力Ｆｃｍが入力部１００から入力される（ステップＳ１０）。その目標クランプ力Ｆｃｍと記憶部１０３の記憶領域１１１に記憶された所定値とＣＰＵにより比較する（ステップＳ１１）。その結果、目標クランプ力が所定値より大きいときは、クリアランスはその時点の値を維持し、ピストン位置を維持し（ステップＳ１２）、リターンしステップＳ１０が実行される。また、目標クランプ力Ｆｃｍが所定値以下のとき、入力された舵角、車速に基づいて、記憶部１０３に記憶されるパッドクリアランステーブルからパッドクリアランスｔＰを決定する（ステップＳ１３）。舵角速度と車速により、記憶部１０３に記憶される舵角速度係数ｋｄｓｗが求められる（ステップＳ１４）。次に、（１）式に従って目標パッドクリアランスｔＰＰが演算される（ステップＳ１５）。ここで、ｔＰＭＩＮは、パッドクリアランス最低値である。
【００３６】
【数１】

【００３７】
位置検出器６８からの値に従ってクリアランス検出部９０からのクリアランス値との目標クリアランスとの偏差から目標電圧を求め、その目標電圧信号を副制御装置に送り電動モータが制御され、スピンドル位置（ボールネジスピンドル６９の位置）が制御されパッドクリアランスが調整される（ステップＳ１６）。そして、再び、ステップＳ１０に戻り、処理を行う。
【００３８】
このように、舵角、車速などの車両の状態によりパッドクリアランスが調整される。
【００３９】
図８は、副制御装置１７，１８，１９，２０のブロック構成図である。副制御装置１７，１８，１９，２０は、主制御装置１５，１６からの目標電圧Ｖｔに従って電動モータ２９，３０，３１，３２を制御する装置であり、また、踏力センサ４１からの踏力信号Ｆを入力として、電動モータ２９，３０，３１，３２を制御する装置であり、目標クランプ力演算部１２０とモータ駆動演算部１２１とモータ駆動回路１２３と実クランプ力変換部１２４と目標クランプ力判定部およびバックアップ判定部（以下「バックアップ判定部」という）１２５を有している。
【００４０】
目標クランプ力演算部１２０は、踏力信号Ｆに基づいて目標クランプ力Ｆｃｂを計算しバックアップ判定部１２５に出力する。バックアップ判定部１２５でバックアップ判定がなされたとき、目標クランプ力Ｆｃｂがモータ駆動演算部１２１に出力され、モータ駆動演算部１２１内の図示しない偏差演算部は、目標クランプ力Ｆｃｂからクランプ力検出値Ｆｄを減算することにより偏差ＤＦを計算して、モータ駆動演算部１２１内の図示しないＰＩ設定部に出力する。ＰＩ設定部は偏差ＤＦを用いた演算の実行により、クランプ力検出値Ｆｄが目標クランプ力Ｆｃｂに追従するように目標電圧Ｖｔ２を計算し、モータ駆動回路１２３に出力する。バックアップ判定部１２５でバックアップしないと判定されたときは、主制御装置１５，１６から入力された目標電圧Ｖｔ１をモータ駆動演算部１２１に出力する。モータ駆動回路１２３は、目標電圧Ｖｔ１あるいはＶｔ２に基づいてモータ２９（３０，３１，３２）を駆動するためのモータ駆動電流を流す装置である。実クランプ力変換部１２４は、押圧センサ７５からの信号によってクランプ力Ｆｄを検出し、モータ駆動演算部１２１に出力する装置である。
【００４１】
バックアップ判定部１２５は、主制御装置１５（１６）からの目標クランプ力Ｆｃｍに基づいて電動モータ２９（３０，３１，３２）を駆動するか、または副制御装置１７（１８，１９，２０）内で演算した目標クランプ力Ｆｃｂに基づいて電動モータ２９（３０，３１，３２）を駆動する（バックアップをする）かを判定し、上記のいずれかの目標クランプ力を出力する装置である。バックアップ判定部１２５は、その内部に、タイマーと目標値判定部と主判定部を備えている。タイマーは、踏力センサ４１から踏力信号が入力された時点からの経過時間のカウントを行い、その経過時間に係るカウント値が上記主判定部に出力される。また目標値判定部は、メイン系の目標クランプ力決定部８０とバックアップ系の目標クランプ力演算部１２０からの出力信号に基づいてバックアップを行うか否かの判定結果を主判定部に出力する。さらに主判定部は、目標値判定部からの信号とタイマーからの信号に基づいて、タイマーで指定される所定時間経過前にはバックアップ系の目標クランプ力演算部１２０からの目標クランプ力Ｆｃｂをモータ駆動演算部１２１に出力する。上記の所定時間が経過したときは、主制御装置１５（１６）からの信号をモータ駆動演算部１２１に出力する。以上のごとく、主判定部は、タイマーで指定される時間の経過前はバックアップ系の制御指令値でクランプ制御を行い、当該指定時間の経過後にはメイン系の制御指令値に置き換えてクランプ制御を行うという機能を有している。なお、このバックアップ判定部１２５は、目標クランプ力に所定の大きさの力を増加させるようにして出力するブレーキアシストロジックも有している。
【００４２】
次に副制御装置１７（１８，１９，２０）の通常時の動作を図９のフローチャートを用いて説明する。踏力センサ４１からの信号に基づいて目標クランプ力Ｆｃｂが目標クランプ力演算部１２０で決定され、バックアップ判定部１２５に入力され、また、主制御装置１５，１６の目標クランプ力決定部８０からの目標クランプ力Ｆｃｍがバックアップ判定部１２５に入力される（ステップＳ２０）。その目標クランプ力Ｆｃｂとバックアップ判定部１２５の記憶部に記憶された所定値ｋＢと比較し、また、目標クランプ力Ｆｃｍとバックアップ判定部１２５の記憶部に記憶された所定値ｋＭと比較し、目標クランプ力Ｆｃｂが所定値ｋＢより大きくかつ目標クランプ力Ｆｃｍが所定値ｋＭより大きいか判断する（ステップＳ２１）。その結果、目標クランプ力Ｆｃｂが所定値ｋＢより大きくかつ目標クランプ力Ｆｃｍが所定値ｋＭより大きいときは、主制御装置からの目標電圧Ｖｔ１を通すように切り換えられ、タイマークリアされる（ステップＳ２２）。そして、目標電圧Ｖｔ１がモータ駆動回路１２３に信号が送られ、クランプ力が制御される（ステップＳ２３）。そして、リターンしステップＳ２０が実行される。また、目標クランプ力Ｆｃｂが所定値ｋＢより大きくかつ目標クランプ力Ｆｃｍが所定値ｋＭより大きいことが満たされないとき、タイマーがカウントされる（ステップＳ２４）。タイマーのカウントが指定時間経過したかどうか判断する（ステップＳ２５）。タイマーが指定時間経過しないならば、バックアップ判定部１２５は、副制御装置からの目標クランプ力Ｆｃｂを出力するように制御される（ステップＳ２６）そして、モータ駆動演算部１２１には目標クランプ力信号Ｆｃｂが送られ、クランプ力が制御される（ステップＳ２３）。そして、リターンしステップＳ２０が実行される。タイマーが指定時間経過したならば、主制御装置からの目標クランプ力Ｆｃｍを出力するように制御される（ステップＳ２７）。そして、目標クランプ力信号がモータ駆動演算部１２１に送られ、クランプ力が制御される（ステップＳ２３）。そして、リターンしてステップＳ１０が実行される。
【００４３】
次に副制御装置１７（１８，１９，２０）のブレーキアシスト時の動作を図１０のフローチャートを用いて説明する。踏力センサ４１からの信号に基づいて目標クランプ力Ｆｃｂが目標クランプ力演算部１２０で決定され、バックアップ判定部１２５に入力され、また、主制御装置１５，１６の目標クランプ力決定部８０からの目標クランプ力Ｆｃｍがバックアップ判定部１２５に入力される（ステップＳ３０）。このときブレーキアシストロジックによりその目標クランプ力Ｆｃｂとバックアップ判定部１２５の記憶部に記憶された所定値（バックアップ系ＢＡ判定しきい値）ｋＢＡＢと比較し、また、目標クランプ力Ｆｃｍとバックアップ判定部１２５の記憶部に記憶された所定値（メイン系ＢＡ判定しきい値）ｋＢＡＭと比較し、目標クランプ力Ｆｃｂが所定値ｋＢＡＢより大きくかつ目標クランプ力Ｆｃｍが所定値ｋＢＡＭより大きいか判断する（ステップＳ３１）。その結果、目標クランプ力Ｆｃｂが所定値ｋＢＡＢより大きくかつ目標クランプ力Ｆｃｍが所定値ｋＢＡＭより大きいときは、主制御装置からの目標クランプ力を通すように切り換えられ、タイマークリアされる（ステップＳ３２）。そして、目標クランプ力がモータ駆動演算部１２１に信号が送られ、クランプ力が制御される（ステップＳ３３）。そして、リターンしステップＳ３０が実行される。また、目標クランプ力Ｆｃｂが所定値ｋＢＡＢより大きくかつ目標クランプ力Ｆｃｍが所定値ｋＢＡＭより大きいことが満たされないとき、タイマーがカウントされる（ステップＳ３４）。タイマーのカウントが指定時間経過したかどうか判断する（ステップＳ３５）。タイマーが指定時間経過しないならば、副制御装置は、ブレーキアシストを判定し、目標クランプ力演算部からの目標クランプ力Ｆｃｂに所定の値αの大きさの力が加えられ、その増加させた目標クランプ力（Ｆｃｂ＋α）を出力するように制御され（ステップＳ３７）そして、モータ駆動演算部には増加させた目標クランプ力信号（Ｆｃｂ＋α）が送られ、クランプ力が制御される（ステップＳ３３）。そして、リターンしステップＳ２０が実行される。タイマーが指定時間経過したならば、簡易ブレーキアシストを禁止するように判定され、主制御装置からの目標クランプ力Ｆｃｍを通すように制御される（ステップＳ３６）。そして、目標クランプ力がモータ駆動演算部に送られ、クランプ力が制御される（ステップＳ３３）。そして、リターンしステップＳ１０が実行される。
【００４４】
通常時は図９のように踏力センサからの直接指示値でモータの駆動開始を行うが所定時間（パッドクリアランスにより可変する。）経過してもメイン系の指示がない場合は簡易ＢＡ判定および先行のモータ駆動を停止することにより、通常は制動力が速く立ち上がるが、ノイズやセンサずれの時の不要な制動を禁止できる。
【００４５】
バックアップ時は図１０のように踏力センサからの直接指示値でＢＡ（ブレーキアシスト）簡易判定を行うが所定時間（上記通常時とは異なる。）経過してもメイン系のＢＡ指示またはＢＡ相当のクランプ力指示値がない場合は簡易ＢＡ判定禁止することにより、ＢＡ時の制動力が速く立ち上がるが、メイン系でＢＡ判定しなかった場合の不必要なＢＡを速やかに禁止できる。表でＦｃｍは指示クランプ力、ｋＭはしきい値であるが、単なるＢＡフラグでも良い。
【００４６】
このように、緊急時のブレーキの応答性を向上させることができる。なお、本実施形態においては、クリアランス調整部への車両の状態の信号を舵角と車速に係る信号としたが、その他に、ヨーレート、車輪速度、横Ｇ等に係る信号を用いるようにしても良い。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、次の効果を奏する。
【００４８】
電子制御装置からの信号に基づき摩擦部材を回転体に対して相対的に移動させるアクチュエータを備えた制動装置において、電子制御装置は、アクチュエータを駆動して回転体の非制動時における摩擦部材と回転体とのクリアランスを車両の旋回状態に基づき調整するための舵角によりパッドクリアランスを増加する手段と車速によってその増加量を少なくする手段によって、低速の大舵角では電動ブレーキ装置の減速機構等の負担を低減できるようになり耐久性に優れ、制動初期レスポンスが不足しないようにすることができる。また、高車速や舵角速度が速いときには、パッドクリアランスをさらに少なくすることにより、高速時や低速時でも回避操作時のブレーキの応答性を高くできる。
【００４９】
また、舵角によりパッドクリアランスを増加する手段と車速によってその増加量を少なくする手段によって、低速の大舵角では電動ブレーキ装置の減速機構等の負担を低減できるようになり耐久性に優れ、制動初期レスポンスが不足しないようにすることができる。また、高車速や舵角速度が速いときには、パッドクリアランスをさらに少なくすることにより、高速時や低速時でも回避操作時のブレーキの応答性を高くできる。また、舵角の代わりにヨーレートや左右の車輪速度、横Ｇを用いても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る制動装置の全体構成図である。
【図２】電動ブレーキの断面図である
【図３】主制御装置のブロック構成図である。
【図４】クリアランス調整部を説明するブロック構成図である。
【図５】パッドクリアランステーブルである。
【図６】舵角速度係数テーブルである。
【図７】クリアランス調整プログラムのフローチャートである。
【図８】副制御装置のブロック構成図である。
【図９】副制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】副制御装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 制動装置
１１，１２，１３，１４ 電動ブレーキ
１５，１６ 主制御装置
１７，１８，１９，２０ 副制御装置
２１，２２，２３，２４ ブレーキディスク
２５，２６，２７，２８ 摩擦パッド
２９，３０，３１，３２ 電動モータ
３３，３４，３５，３６ 回転速度センサ
３７，３８ バッテリ
３９ 信号線
４０ ブレーキペダル
４１ 踏力センサ
４２ バックアップ系信号線
４３，４４，４５，４６ 信号線
４７，４８，４９，５０ 信号線
６０ キャリパ
８０ 目標クランプ力決定部
８１ 偏差演算部
８２ ＰＩ設定部
８３ クランプ力検出部
８４ 舵角センサ
８５ 車速センサ
８６ クリアランス調整部
８７ 目標クリアランス決定部
８８ 偏差演算部
８９ ＰＩ設定部
９０ クリアランス検出部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a braking device, and more particularly to a braking device provided with pad clearance automatic adjusting means.
[0002]
[Prior art]
Of the currently known vehicle electric control brake systems, a complete electric system has not yet appeared on the market. On the other hand, an electric control brake system using hydraulic pressure is used in, for example, DaimlerChrysler vehicles. The system configuration basically includes (1) a sensor for detecting a driver's braking request (sensing unit using hydraulic pressure, pressure, stroke, etc.) and its detection signal extracting unit, and (2) driver's braking. A central processing unit that calculates the braking force of each wheel from the request, and (3) a brake driving actuator (hydraulic drive system or electric drive system) that operates in response to a control command from the central processing unit. Unlike the conventional brake system, the electrically controlled brake system can freely change the total braking force of the four wheels of a four-wheeled vehicle as needed without depending on the driver's pedaling force. The braking force can be changed to a value proportional to the value of the load sensor attached to each wheel, so that stability during braking of the vehicle can be achieved. Further, as an electric control brake system, an electric motor brake device (EMB: Electric Motor Break) using a configuration in which a motor and a speed reducer are combined instead of the hydraulic pressure is also known. (For example, refer to Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2000-18293 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, with the hydraulic brakes currently in use, after repeating steering at a relatively low speed, knockback increases the invalid stroke during braking due to an increase in pad clearance (the rotor touches the pad due to tire steering) The state of pushing back) has a tendency to adversely affect brake response and feeling. In addition, since the electric brake device does not have a damping effect due to hydraulic pressure, an excessive load may be applied to the speed reducer of the electric brake device at the time of turning that causes knockback, which may cause problems with deterioration and durability of the device. is there. For this reason, if the pad clearance is increased, the initial braking response is insufficient.
[0005]
In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a braking device that is excellent in durability and does not have insufficient braking initial response.
[0006]
[Means and Actions for Solving the Problems]
The brake device according to the present invention is configured as follows in order to achieve the above object.
[0007]
The first braking device (corresponding to claim 1) is a braking device including an actuator that moves the friction member relative to the rotating body based on a signal from the electronic control device. It is characterized by having a clearance adjusting means for driving and adjusting the friction member, the rotating body, and the clearance when the rotating body is not braked based on the turning state of the vehicle.
[0008]
According to the first braking device, in the braking device including the actuator that moves the friction member relative to the rotating body based on the signal from the electronic control device, the electronic control device drives the actuator to rotate the rotating body. In order to adjust the clearance between the friction member and the rotating body during non-braking of the vehicle based on the turning state of the vehicle, a low large steering angle is provided by means for increasing the pad clearance by the steering angle and means for reducing the increase by the vehicle speed. Then, it becomes possible to reduce the burden on the speed reduction mechanism of the electric brake device, so that the durability is excellent and the initial braking response can be prevented from being insufficient. Further, when the vehicle speed and the rudder angular speed are high, the responsiveness of the brake during the avoidance operation can be enhanced even at high speeds and low speeds by further reducing the pad clearance.
[0009]
The second braking device (corresponding to claim 2) is characterized in that, in the above-mentioned configuration, the clearance adjusting means preferably calculates the turning state of the vehicle based on the vehicle speed and the steering angle.
[0010]
According to the second braking device, the means for increasing the pad clearance according to the steering angle and the means for reducing the increase amount according to the vehicle speed can reduce the burden on the speed reduction mechanism of the electric brake device at a low large steering angle. The durability is excellent and the initial braking response can be prevented from being insufficient. Further, when the vehicle speed and the steering angular speed are high, the pad responsiveness can be improved during the avoidance operation even at high speed or low speed by further reducing the pad clearance. The same effect can be obtained by using the yaw rate, the left and right wheel speeds, and the lateral G instead of the rudder angle.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0012]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a braking device 10 according to an embodiment of the present invention. Electric brakes 11, 12, 13, and 14 provided on the left and right front and rear wheels, main control devices (central ECU: main control unit) 15 and 16 for controlling the operating state of each brake, and actuators for each brake A brake control device including sub-control devices (electric motor ECU: sub-control unit) 17, 18, 19, and 20 for controlling a certain electric motor is provided. The electric brakes 11, 12, 13, and 14 are disk brakes, and friction pads (friction members) 25, 26, 27, and 28 on both side surfaces of the brake disks 21, 22, 23, and 24 that rotate together with the left and right front wheels and rear wheels. Is pressed by driving the electric motors (actuators) 29, 30, 31, and 32, so that rotation is suppressed. Each brake is provided with rotational speed sensors 33, 34, 35, and 36 that detect the rotational speeds of the brake disks 21, 22, 23, and 24.
[0013]
The operation of the electric motors 29, 30, 31, 32 is controlled by a brake control device. The brake control device includes main control devices 15 and 16 for controlling the entire electric control brake system, and sub-control devices 17 and 18 having motor drive circuits (not shown) for controlling the electric motors 29, 30, 31, and 32, respectively. , 19 and 20, which are operated by electric power supplied from two batteries 37 and 38 prepared as power sources. Further, a pedal force signal output from a pedal force sensor (pedal operation amount detector) 41 of the brake pedal 40 is input to each of the main control devices 15 and 16 via a triple signal line 39 indicated by a solid line. The Further, a pedaling force signal from the pedaling force sensor 41 is input to the sub control devices 17, 18, 19, and 20 through a signal line 42 indicated by a broken line as a backup system. The pedaling force signal from the pedaling force sensor 41 to the main control devices 15 and 16 is sent in triplicate, for example, in an analog signal format. The pedal force signal is not limited to this, and a controller can be attached to the pedal force sensor 41 and sent in a digital signal format. Further, the pedal force signal from the pedal force sensor 41 to the sub-control devices 17 to 20 is sent through one signal line 42 and is in an analog signal format. In this case as well, the pedal force signal can be in the form of a digital signal.
[0014]
Further, in FIG. 1, two blocks 201 and 202 indicate units relating to indicator lamps. The unit 201 outputs a signal indicating the vehicle state, such as a yaw rate signal, a lateral G signal, and a steering angle signal. These signals are input to the main control devices 15 and 16 and the sub control devices 17 to 20 through the signal line 43 and the signal line 44. The unit 202 outputs an ABS (anti-lock brake system) signal and a VSA (vehicle behavior stabilization sensor) signal. Similarly, these signals are input to the main control devices 15 and 16 and the sub-control devices 17 to 20 through the signal line 43 and the signal line 44.
[0015]
In the electric control brake system according to the present embodiment, the signal line 43 and the signal line 44 connecting the main control devices 15 and 16 and the sub control devices 17 to 20 are a double signal transmission system for fail-safe. It is formed as. The main control device 15 and the sub control devices 17 to 20 transmit and receive signals through the signal line 43, and the main control device 16 and the sub control devices 17 to 20 transmit and receive signals through the signal line 44. It is configured. For example, when trouble occurs in one of the two main control devices 15 and 16, a control command signal is sent to each of the sub control devices 17 to 20 through the main control device that operates normally and the signal line related thereto, and the electric brake The braking operation of 11 to 14 will be controlled.
[0016]
Here, a signal format related to communication via the signal lines 43 and 44 between the main control devices 15 and 16 and the sub control devices 17 to 20 will be described. The signal lines 43 and 44 perform digital communication format signal transmission and reception, and the signal lines 43 and 44 are formed as bus lines. When the CAN bus is used as the communication format, the signal lines 43 and 44 have a double signal line structure for fail-safe determination because they are in the mutual communication format. In the case of this structure, another signal line for finally sending a control command signal is required. When a TTP (Time Triggered Protocol) bus is used as a communication format, since the communication time is a communication format, the signal lines 43 and 44 have a single signal line structure for fail-safe determination. . In the case of this structure, another signal line is required to finally send a control command signal.
[0017]
In the embodiment described above, a backup signal line 42 from the pedal force sensor 41 to each of the sub-control devices 17 to 20 is provided for the processing for the original braking control by each of the main control devices 15 and 16. Since each auxiliary controller performs processing for auxiliary braking control, it is possible to simplify the configuration of communication between the main controllers 15 and 16 and each auxiliary controller 17 to 20. Become.
[0018]
As for the power source, as described above, the two batteries 37 are provided as a double system for fail-safe. The electric power from the battery 37 is supplied to the sub control devices 17 and 18 and the electric motors 29 and 30 via the main control device 15 through the power line 45. The electric power from the battery 38 is supplied to the sub-control devices 19 and 20 and the electric motors 29 and 30 via the main control device 16 through the power line 46.
[0019]
Further, from each motor unit provided with the electric motors 29, 30, 31, 32, a pressing signal from a pressing sensor (not shown) and a cylinder position signal from a position detecting unit (not shown) are sub-control devices 17, 18, 19, 20 and the main control devices 15 and 16 are fed back.
[0020]
As shown in FIG. 1, the transmission path of the braking control signal includes a signal line 39 which is a main transmission system and another signal line 42 for backup. A braking control command based on a braking operation by the brake pedal 40 is normally performed in order to pass through a path of a pedal force sensor 41, a main control device (central ECU) 15, 16, and a sub control device (motor drive ECU) 17-20. Due to the time loss occurs.
[0021]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a mechanical structure inside one of the electric brakes 11, 12, 13, 14, for example, the electric brake 11. 2A is a longitudinal sectional view, and FIG. 2B is a sectional view taken along line AA in FIG.
[0022]
The electric brake 11 is provided so as to be movable in the axial direction of the central axis of the pair of friction pads 25 disposed on both sides of the brake disc 21 and the disc-shaped brake disc 21, and is disposed on the outer side and the inner side. And a caliper 60 that holds the brake disc 21 from both sides by the pair of friction pads 25. The pair of friction pads 25 on the outer side and the inner side are respectively attached to the caliper body, that is, the housing 61 so as to slide in the direction of the axis 61a.
[0023]
The caliper 60 has a housing (caliper main body) 61, and the housing 61 is fixed to a support mounting portion (not shown) of the vehicle. The housing 61 constitutes a part of a mechanism portion for fixing the electric motor 29 that rotates a cylindrical output member (motor rotor) 62. The electric motor 29 is a cylindrical housing that is rotatably supported via a fixed housing 61, a coil 63 fixed to the inner periphery of the housing 61, and bearings 65 and 66 disposed on both sides of the coil 63. An output member 62 and a magnet 67 fixed to the outer peripheral surface of the output member 62 so as to be positioned inside the coil 63 are provided. Here, a position detector (not shown) for detecting the rotational position of the output member 62 is provided in the vicinity of the bearing 66. The electric motor 29 generates torque in response to a command signal from the brake control device.
[0024]
Inside the cylindrical output member 62, a bottomed cylindrical rotation transmission member 71 is rotatably provided via the bearings 65 and 66 described above. The rotation transmitting member 71 is supported by the housing 61 so as to be rotatable by a shaft portion 71a at the right end in the drawing. A planetary arm 301 is fixed to the shaft portion 71 a of the rotation transmitting member 71, and three planetary gears 302 are attached to the planetary arm 301. A gear member 303 having external teeth is fixed to the right end portion of the output member 62, and a gear member 304 having internal teeth is fixed inside the housing 61. In the above description, the gear members 303 and 304 are sun gears, and together with the three planetary gears 302 form a planetary gear mechanism. Since the gear member 304 that is one sun gear is fixed by the housing 61, when the output member 62 is rotated by the electric motor 29, the power is transmitted to the rotation transmission member 71 via the planetary gear mechanism. The rotation transmission member 71 is rotated.
[0025]
A rod-shaped ball screw spindle (moving member) 69 is provided inside the rotation transmission member 71 via a ball screw mechanism 72. A pad pressing portion 76 is provided at the tip of the ball screw spindle 69. The inner friction pad 25 is slidably attached in the direction of the axis 61a at a portion such as the caliper bracket 78, and the outer friction pad 25 is attached to the claw portion 77 of the housing 61 so as to be slidable in the direction of the axis 61a. Usually, a required clearance is set between the friction pads 25 on both sides and the brake disc 21 when a braking operation is not performed. When the braking operation is performed, as shown in FIG. 2, the ball screw spindle 69 moves in the direction of the brake disk, the pad pressing portion 76 generates a pressing action, and the brake disk 21 is sandwiched between the friction pads 25 on both sides and clamped.
[0026]
In the above description, the clearance formed between each of the friction pads 25 on both sides and the brake disk 21 can be arbitrarily adjusted according to the position of the ball screw spindle 69. Therefore, the clearance can be set appropriately by controlling the operation of the electric motor 29 in accordance with the conditions of the vehicle and appropriately setting the position of the ball screw spindle 69.
[0027]
In addition, a bellows-like elastic spring 79 having a ring shape is provided between the peripheral surface portion of the pad pressing portion 76 and the housing 61 to support the pad pressing portion 75.
[0028]
In the housing 61, a pressure sensor (not shown) for measuring the clamping force by the friction pad 25 is provided.
[0029]
With the above configuration, when the electric motor 29 causes the output member 62 to rotate forward, for example, rotational power is transmitted through the planetary gear mechanism, and the rotation transmission member 71 rotates forward. Then, the ball screw mechanism 72 moves the ball screw spindle 69 in the direction of the brake disk 21, the pair of friction pads 25 are pressed in the direction of the brake disk 21, and contacts the brake disk 21 to generate a braking force. At this time, the clamping force is measured by the pressure sensor and input to the main control device 15 and the sub-control device 17. A signal from the position detector is also input to the main controller 15 and the sub controller 17. When the electric motor 29 reversely rotates the output member 62, an operation opposite to the above operation occurs.
[0030]
FIG. 3 is a block configuration diagram showing an example of the internal configuration of the main control devices 15 and 16. The main control devices 15 and 16 are devices that output a target voltage for controlling the electric motors 29, 30, 31, and 32 to the sub-control devices 21, 22, 23, and 24 by receiving the pedal force signal F from the pedal force sensor 41. Yes, a target clamping force determining unit 80, a deviation calculating unit 81, a PI setting unit 82, a clamping force detecting unit 83, a clearance adjusting unit 86 that adjusts the clearance by inputting signals from the rudder angle sensor 84 and the vehicle speed sensor 85. Have.
[0031]
The target clamping force determination unit 80 calculates a target clamping force Fcm based on the pedaling force signal F, and outputs the target clamping force Fcm to the deviation calculation unit 81 and the clearance adjustment unit 86. The deviation calculation unit 81 calculates the deviation DF by subtracting the clamp force detection value Fd from the target clamp force Fcm, and outputs it to the PI setting unit 82. The PI setting unit 82 calculates the target voltage Vt so that the clamp force detection value Fd follows the target clamp force Fcm by executing a calculation using the deviation DF. Then, the target voltage signal Vt is output to the sub-control devices 21, 22, 23, 24. The clamping force detection unit 83 is a device that detects the clamping force Fd based on a signal from the pressing sensor 75 of the electric motors 29, 30, 31, 32 and outputs the value to the deviation calculation unit 81.
[0032]
The clearance adjustment unit 86 drives the electric motors 29, 30, 31, and 32, which are actuators, and friction pads 25, 26, which are friction members when the brake disks 21, 22, 23, 24, which are rotating bodies, are not braked. 27, 28 and a device for adjusting the clearances of the brake disks 21, 22, 23, 24, which are rotating bodies, based on the turning state of the vehicle, a target clearance determining unit 87, a deviation calculating unit 88, a PI setting unit 89, and clearance detection Part 90 is provided.
[0033]
The target clearance determination unit 87 calculates the target clearance Ct based on the steering angle signal from the steering angle sensor 84 and the vehicle speed signal from the vehicle speed sensor 85, and outputs the target clearance Ct to the deviation calculation unit 88. The deviation calculation unit 88 calculates the deviation DC by subtracting the detection clearance Cd detected by the clearance detection unit 90 from the target clearance Ct, and outputs it to the PI setting unit 89. The PI setting unit 89 calculates the target voltage Vc so that the detected clearance Cd follows the target clearance Ct by executing a calculation using the deviation DC, and outputs the target voltage Vc to the sub-control devices 21, 22, 23, and 24. The clearance detector 90 detects the clearance based on the signal from the motor position detector 68 and outputs the clearance to the deviation calculator 88.
[0034]
FIG. 4 is a block diagram for explaining the clearance adjustment unit 86. The clearance adjustment unit 86 includes an input unit 100, an output unit 101, a CPU 102, and a storage unit 103. In the clearance adjustment unit 86, a clearance adjustment program for adjusting the clearance based on the steering angle and the vehicle speed is stored in the storage area 104 in the storage unit 103. The storage area 105 in the storage unit 103 stores a table of the pad clearance tP with respect to the steering angle at the low vehicle speed shown in FIG. 5A, and the storage area 106 stores the medium shown in FIG. 5B. A table of the pad clearance tP with respect to the steering angle at the vehicle speed is stored, and the storage area 107 stores a table of the pad clearance tP with respect to the steering angle at the high vehicle speed shown in FIG. Further, the storage area 108 stores a table of the steering angular speed coefficient kdSW with respect to the steering angular speed at the low vehicle speed shown in FIG. 6A, and the storage area 109 has the medium vehicle speed shown in FIG. 6B. A table of the steering angular speed coefficient kdSW with respect to the steering angular speed is stored, and the storage area 110 stores a table of the steering angular speed coefficient kdSW with respect to the steering angular speed at the high vehicle speed shown in FIG.
[0035]
Next, a processing program (clearance adjustment program) stored in the storage area 104 of the clearance adjustment unit 86 will be described with reference to the flowchart of FIG. The processing program starts when the ignition switch is turned on. Based on the pedaling force signal F from the pedaling force sensor 41, the target clamping force determining unit 80 determines the target clamping force Fcm, and the target clamping force Fcm is input from the input unit 100. (Step S10). The target clamping force Fcm is compared with a predetermined value stored in the storage area 111 of the storage unit 103 by the CPU (step S11). As a result, when the target clamping force is larger than a predetermined value, the clearance maintains the value at that time, maintains the piston position (step S12), returns, and step S10 is executed. When the target clamping force Fcm is less than or equal to a predetermined value, the pad clearance tP is determined from the pad clearance table stored in the storage unit 103 based on the input steering angle and vehicle speed (step S13). The steering angular velocity coefficient kdsw stored in the storage unit 103 is obtained from the steering angular velocity and the vehicle speed (step S14). Next, the target pad clearance tPP is calculated according to the equation (1) (step S15). Here, tPMIN is a pad clearance minimum value.
[0036]
[Expression 1]

[0037]
According to the value from the position detector 68, the target voltage is obtained from the deviation between the clearance value from the clearance detector 90 and the target clearance, the target voltage signal is sent to the sub-control device, the electric motor is controlled, and the spindle position (ball screw spindle 69 position) is controlled and the pad clearance is adjusted (step S16). And it returns to step S10 again and processes.
[0038]
Thus, the pad clearance is adjusted according to the vehicle state such as the steering angle and the vehicle speed.
[0039]
FIG. 8 is a block diagram of the sub-control devices 17, 18, 19, and 20. The sub-control devices 17, 18, 19, and 20 are devices that control the electric motors 29, 30, 31, and 32 according to the target voltage Vt from the main control devices 15 and 16, and the pedal force signal F from the pedal force sensor 41. Is an apparatus that controls the electric motors 29, 30, 31, and 32, and includes a target clamping force calculation unit 120, a motor drive calculation unit 121, a motor drive circuit 123, an actual clamping force conversion unit 124, and a target clamping force determination unit. And a backup determination unit (hereinafter referred to as “backup determination unit”) 125.
[0040]
The target clamping force calculation unit 120 calculates a target clamping force Fcb based on the pedaling force signal F and outputs it to the backup determination unit 125. When backup determination is made by the backup determination unit 125, the target clamping force Fcb is output to the motor drive calculation unit 121, and a deviation calculation unit (not shown) in the motor drive calculation unit 121 determines the clamp force detection value Fd from the target clamp force Fcb. The deviation DF is calculated by subtracting and is output to a PI setting unit (not shown) in the motor drive calculation unit 121. The PI setting unit calculates the target voltage Vt2 so that the clamp force detection value Fd follows the target clamp force Fcb by executing a calculation using the deviation DF, and outputs the target voltage Vt2 to the motor drive circuit 123. When the backup determination unit 125 determines not to back up, the target voltage Vt1 input from the main control devices 15 and 16 is output to the motor drive calculation unit 121. The motor drive circuit 123 is a device that passes a motor drive current for driving the motor 29 (30, 31, 32) based on the target voltage Vt1 or Vt2. The actual clamping force conversion unit 124 is a device that detects the clamping force Fd based on a signal from the pressing sensor 75 and outputs it to the motor drive calculation unit 121.
[0041]
The backup determination unit 125 drives the electric motor 29 (30, 31, 32) based on the target clamping force Fcm from the main control device 15 (16) or in the sub-control device 17 (18, 19, 20). This is a device that determines whether to drive (back up) the electric motor 29 (30, 31, 32) based on the target clamping force Fcb calculated in step 1, and outputs one of the above-mentioned target clamping forces. The backup determination unit 125 includes a timer, a target value determination unit, and a main determination unit. The timer counts an elapsed time from when the pedal force signal is input from the pedal force sensor 41, and a count value related to the elapsed time is output to the main determination unit. The target value determination unit outputs a determination result on whether to perform backup based on output signals from the main system target clamping force determination unit 80 and the backup system target clamping force calculation unit 120 to the main determination unit. Further, the main determination unit, based on the signal from the target value determination unit and the signal from the timer, outputs the target clamping force Fcb from the target clamping force calculation unit 120 of the backup system before the predetermined time specified by the timer elapses. It outputs to the drive calculating part 121. FIG. When the predetermined time has elapsed, a signal from the main controller 15 (16) is output to the motor drive calculation unit 121. As described above, the main determination unit performs the clamp control with the control command value of the backup system before the time specified by the timer elapses, and replaces it with the control command value of the main system after the specified time elapses. It has a function of performing. The backup determination unit 125 also includes brake assist logic that outputs the target clamp force so as to increase the force of a predetermined magnitude.
[0042]
Next, the normal operation of the sub-control device 17 (18, 19, 20) will be described with reference to the flowchart of FIG. Based on the signal from the pedal force sensor 41, the target clamp force Fcb is determined by the target clamp force calculation unit 120 and input to the backup determination unit 125, and the target clamp force determination unit 80 of the main control devices 15 and 16 receives the target clamp force. The clamping force Fcm is input to the backup determination unit 125 (step S20). The target clamping force Fcb is compared with a predetermined value kB stored in the storage unit of the backup determination unit 125, and the target clamping force Fcm is compared with a predetermined value kM stored in the storage unit of the backup determination unit 125. It is determined whether the clamping force Fcb is larger than the predetermined value kB and the target clamping force Fcm is larger than the predetermined value kM (step S21). As a result, when the target clamping force Fcb is larger than the predetermined value kB and the target clamping force Fcm is larger than the predetermined value kM, the target voltage Vt1 from the main controller is switched to pass and the timer is cleared (step S22). . Then, the target voltage Vt1 is sent to the motor drive circuit 123, and the clamping force is controlled (step S23). And it returns and step S20 is performed. When the target clamping force Fcb is greater than the predetermined value kB and the target clamping force Fcm is not greater than the predetermined value kM, a timer is counted (step S24). It is determined whether or not the timer count has passed the specified time (step S25). If the specified time has not elapsed, the backup determination unit 125 is controlled to output the target clamping force Fcb from the sub control device (step S26), and the motor driving calculation unit 121 receives the target clamping force signal Fcb. Is sent and the clamping force is controlled (step S23). And it returns and step S20 is performed. If the timer has passed the specified time, control is performed to output the target clamping force Fcm from the main control device (step S27). Then, the target clamping force signal is sent to the motor drive calculation unit 121, and the clamping force is controlled (step S23). And it returns and step S10 is performed.
[0043]
Next, the operation of the auxiliary control device 17 (18, 19, 20) during brake assist will be described with reference to the flowchart of FIG. Based on the signal from the pedal force sensor 41, the target clamp force Fcb is determined by the target clamp force calculation unit 120 and input to the backup determination unit 125, and the target clamp force determination unit 80 of the main control devices 15 and 16 receives the target clamp force. The clamping force Fcm is input to the backup determination unit 125 (step S30). At this time, the target clamping force Fcb is compared with the predetermined value (backup system BA determination threshold value) kBAB stored in the storage unit of the backup determination unit 125 by the brake assist logic, and the target clamping force Fcm and the backup determination unit 125 are compared. Is compared with a predetermined value (main system BA determination threshold value) kBAM stored in the storage unit of FIG. 6 to determine whether the target clamping force Fcb is larger than the predetermined value kBAB and the target clamping force Fcm is larger than the predetermined value kBAM (step S31). ). As a result, when the target clamping force Fcb is larger than the predetermined value kBAB and the target clamping force Fcm is larger than the predetermined value kBAM, the target clamping force from the main controller is switched and the timer is cleared (step S32). . Then, a signal for the target clamping force is sent to the motor drive calculation unit 121, and the clamping force is controlled (step S33). And it returns and step S30 is performed. Further, when it is not satisfied that the target clamping force Fcb is larger than the predetermined value kBAB and the target clamping force Fcm is larger than the predetermined value kBAM, a timer is counted (step S34). It is determined whether or not the timer count has passed the specified time (step S35). If the timer does not elapse the specified time, the sub-control device determines brake assist, a force having a predetermined value α is applied to the target clamping force Fcb from the target clamping force calculation unit, and the increased target Control is performed so as to output the clamping force (Fcb + α) (step S37), and the increased target clamping force signal (Fcb + α) is sent to the motor drive calculation unit to control the clamping force (step S33). And it returns and step S20 is performed. If the specified time has elapsed, it is determined that the simple brake assist is prohibited, and control is performed so as to pass the target clamping force Fcm from the main control device (step S36). Then, the target clamping force is sent to the motor drive calculation unit, and the clamping force is controlled (step S33). And it returns and step S10 is performed.
[0044]
Normally, as shown in FIG. 9, the motor starts driving with the direct instruction value from the pedal force sensor, but if there is no main system instruction even after a predetermined time (variable by the pad clearance), simple BA determination and preceding By stopping the motor drive, the braking force usually rises quickly, but unnecessary braking in the event of noise or sensor deviation can be prohibited.
[0045]
At the time of backup, the BA (brake assist) simple determination is performed based on the direct instruction value from the pedal force sensor as shown in FIG. 10, but the main system BA instruction or BA equivalent even if a predetermined time (different from the normal time) elapses. By prohibiting simple BA determination when there is no clamping force instruction value, the braking force at the time of BA rises quickly, but unnecessary BA when the main system does not perform BA determination can be promptly prohibited. In the table, Fcm is an indicated clamping force and kM is a threshold value, but it may be a simple BA flag.
[0046]
In this way, the responsiveness of the emergency brake can be improved. In this embodiment, the vehicle state signal to the clearance adjustment unit is a signal related to the steering angle and the vehicle speed, but other signals related to the yaw rate, wheel speed, lateral G, etc. may be used. good.
[0047]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the present invention has the following effects.
[0048]
In a braking device including an actuator that moves a friction member relative to a rotating body based on a signal from the electronic control device, the electronic control device rotates the friction member and the friction member when the rotating body is not braked by driving the actuator. By means of increasing the pad clearance by the rudder angle for adjusting the clearance with the body based on the turning state of the vehicle and by means of decreasing the increase amount by the vehicle speed, the reduction mechanism of the electric brake device etc. It becomes possible to reduce a burden, and it is excellent in durability, and it can prevent that an initial braking response is insufficient. Further, when the vehicle speed and the rudder angular speed are high, the responsiveness of the brake during the avoidance operation can be enhanced even at high speeds and low speeds by further reducing the pad clearance.
[0049]
Also, the means to increase the pad clearance with the steering angle and the means to reduce the increase with the vehicle speed make it possible to reduce the burden on the speed reduction mechanism of the electric brake device at a low large steering angle, resulting in excellent durability and braking. It is possible to prevent the initial response from being insufficient. Further, when the vehicle speed and the rudder angular speed are high, the responsiveness of the brake during the avoidance operation can be enhanced even at high speeds and low speeds by further reducing the pad clearance. The same effect can be obtained by using the yaw rate, the left and right wheel speeds, and the lateral G instead of the rudder angle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a braking device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an electric brake
FIG. 3 is a block diagram of a main control device.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a clearance adjustment unit.
FIG. 5 is a pad clearance table.
FIG. 6 is a steering angular velocity coefficient table.
FIG. 7 is a flowchart of a clearance adjustment program.
FIG. 8 is a block configuration diagram of a sub-control device.
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the sub-control device.
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the sub-control device.
[Explanation of symbols]
10 Braking device
11, 12, 13, 14 Electric brake
15, 16 Main controller
17, 18, 19, 20 Sub-control device
21, 22, 23, 24 Brake disc
25, 26, 27, 28 Friction pad
29, 30, 31, 32 Electric motor
33, 34, 35, 36 Rotational speed sensor
37,38 battery
39 Signal line
40 Brake pedal
41 Treading force sensor
42 Backup signal line
43, 44, 45, 46 Signal line
47, 48, 49, 50 Signal line
60 Caliper
80 Target clamping force determination unit
81 Deviation calculator
82 PI setting section
83 Clamping force detector
84 Rudder angle sensor
85 Vehicle speed sensor
86 Clearance adjuster
87 Target clearance decision section
88 Deviation calculator
89 PI setting section
90 Clearance detector

Claims (2)

電子制御装置からの信号に基づき摩擦部材を回転体に対して相対的に移動させるアクチュエータを備えた制動装置において、
前記電子制御装置は、前記アクチュエータを駆動して回転体の非制動時における摩擦部材と回転体とのクリアランスを車両の旋回状態に基づき調整するクリアランス調整手段を備えたことを特徴とする制動装置。In a braking device including an actuator that moves a friction member relative to a rotating body based on a signal from an electronic control device,
The electronic control device includes a clearance adjusting unit that drives the actuator to adjust a clearance between the friction member and the rotating body when the rotating body is not braked based on a turning state of the vehicle. 前記クリアランス調整手段は、前記車両の旋回状態を車速および舵角に基づいて算出することを特徴とする請求項１記載の制動装置。The braking device according to claim 1, wherein the clearance adjusting unit calculates a turning state of the vehicle based on a vehicle speed and a steering angle.

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