JP2008133922A

JP2008133922A - 電動ディスクブレーキ装置

Info

Publication number: JP2008133922A
Application number: JP2006321606A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Oikawa; 浩隆及川; Kentaro Ueno; 健太郎上野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2006-11-29
Filing date: 2006-11-29
Publication date: 2008-06-12

Abstract

【課題】引き摺り現象の発生を防止することで、ブレーキパッドおよびディスクの寿命を延ばすことができ、走行駆動源の無駄なエネルギ消費を抑制できるとともに、ジャダーの発生を抑制できる電動ディスクブレーキ装置の提供。
【解決手段】ディスク１１にブレーキパッド１４，１５を押圧する推力機構１３，２１，２２とこれを駆動する電動モータ２０とを内包する電動キャリパ１０と、電動モータを制御する制御手段２９と、ディスクの回転位置を検出する回転位置検出手段３２と、ディスクの肉厚を検出するディスク肉厚検出手段２５，２６とを備え、制御手段が、回転位置検出手段およびディスク肉厚検出手段の検出結果に基づいてディスクの各回転位置毎の肉厚を算出し、非制動時に、各回転位置毎の肉厚に基づいて電動モータによるパッドクリアランス制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の制動用に用いられる電動式の電動ディスクブレーキ装置に関するものである。

車両の制動用に用いられる電動式の電動ディスクブレーキ装置として、ディスクにブレーキパッドを押圧する推力機構とこの推力機構を駆動する電動モータとを内包する電動キャリパと、電動モータを制御してディスクにブレーキパッドを押圧し制動力を発生させる制御手段とを有するものがある（例えば特許文献１参照）。
特開２００４−３６６５７号公報

ところで、電動ディスクブレーキ装置は、ブレーキパッドをディスクに接触させて制動力を発生させるものであるため、当然のことながらブレーキパッドおよびディスクの両方に摩耗を生じることになるが、ディスクについては、摩耗が一定せず、回転位置により肉厚が変わる肉厚変動を生じることがある。このような肉厚変動を生じると、非制動のディスク空転時にディスクにブレーキパッドが接触する、いわゆる引き摺り現象を生じてしまうことがあった。このようなブレーキパッドの引き摺り現象が生じると、ブレーキパッドおよびディスクの摩耗が必要以上に増大し寿命が短くなり、また、走行駆動源に不要な負荷となり、無駄なエネルギを消費してしまうとともに、肉厚変動が増大して制動時のジャダーを発生させてしまう。

したがって、本発明は、ディスクの肉厚変動に起因したブレーキパッドの引き摺り現象の発生を防止することで、ブレーキパッドおよびディスクの寿命を延ばすことができ、走行駆動源の無駄なエネルギ消費を抑制できるとともに、ジャダーの発生を抑制できる電動ディスクブレーキ装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、ディスクにブレーキパッドを押圧する推力機構と該推力機構を駆動する電動モータとを内包する電動キャリパと、前記電動モータを制御する制御手段とを有する電動ディスクブレーキ装置において、前記ディスクの回転位置を検出する回転位置検出手段と、前記ディスクの肉厚を検出するディスク肉厚検出手段とを備え、前記制御手段は、これら回転位置検出手段およびディスク肉厚検出手段の検出結果に基づいて前記ディスクの各回転位置毎の肉厚を算出し、非制動時に、該算出した各回転位置毎の肉厚に基づいて前記電動モータによる前記ブレーキパッドと前記ディスクとのパッドクリアランスの制御を行うことを特徴としている。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記パッドクリアランスの制御は、前記ブレーキパッドと前記ディスクとのパッドクリアランスを一定に保持することを特徴としている。

請求項１に係る発明によれば、制御手段は、回転位置検出手段およびディスク肉厚検出手段の検出結果に基づいてディスクの各回転位置毎の肉厚を算出し、非制動時に、この算出した各回転位置毎の肉厚に基づいて電動モータによるブレーキパッドとディスクとのパッドクリアランスの制御を行うため、ディスクに肉厚変動が生じてもそれに応じてパッドクリアランスを保持することができる。したがって、ディスクの肉厚変動に起因したブレーキパッドの引き摺り現象の発生を防止することができるため、ブレーキパッドおよびディスクの寿命を延ばすことができ、走行駆動源の無駄なエネルギ消費を抑制できるとともに、ジャダーの発生を抑制できる。

請求項２に係る発明によれば、制御手段は、パッドクリアランスの制御として、ブレーキパッドとディスクとのパッドクリアランスを一定に保持するため、ディスクの肉厚が厚い位置でのブレーキパッドの引き摺りを防止しつつ、肉厚が薄い位置でのクリアランスが広すぎることによる応答遅れを防止できる。

本発明の一実施形態の電動ディスクブレーキ装置を図面を参照しつつ以下に説明する。

図１に示すように、本実施形態の電動ディスクブレーキ装置は電動キャリパ１０を有する電動ディスク電動ディスクブレーキ装置である。

電動キャリパ１０は、車両の非回転部に取り付けられるもので、図示せぬ車輪とともに回転するディスク１１の軸線方向における一側にキャリパ本体１２が配置されており、このキャリパ本体１２に、ディスク１１を跨いで反対側へ延びる爪部（推力機構）１３が一体的に結合されている。ディスク１１の軸線方向における両側にそれぞれブレーキパッド１４，１５が設けられている。ブレーキパッド１４，１５は、車体側に固定される図示略のキャリアによってディスク１１の軸線方向に沿って移動可能に支持されて、制動トルクをキャリアに伝達するようになっており、また、キャリパ本体１２は、キャリアに取り付けられた図示せぬスライドピンによってディスク１１の軸線方向に沿って摺動可能に案内されている。

キャリパ本体１２には、電動モータ２０と、電動モータ２０の回転運動を直線運動に変換するボールランプ機構等の回動−直動変換機構（推力機構）２１とが内包されており、回動−直動変換機構２１とブレーキパッド１５との間にはピストン（推力機構）２２がディスク軸線方向に沿って摺動可能に設けられている。電動モータ２０の正逆回転により回動−直動変換機構２１を介してピストン２２を進退させることになる。そして、制御時に、電動モータ２０でピストン２２をディスク１１の方向に前進させるとピストン２２と爪部１３とで両ブレーキパッド１４，１５を挟持しディスク１１に押圧して制動力を増大させることになり、ピストン２２をディスク１１から離間する方向に後退させるとブレーキパッド１４，１５のディスク１１への押圧を解除して制動力を減少させる。また、非制動時に、電動モータ２０の回転位置を制御しピストン２２の位置を制御することでブレーキパッド１４，１５とディスク１１とのパッドクリアランスの量を調整する。

キャリパ本体１２内には、さらに、電動モータ２０の回転位置つまりピストン２２の軸方向位置を検出する位置検出器（ディスク肉厚検出手段）２５と、ピストン４０が受けるピストン推力を検出する推力センサ（ディスク肉厚検出手段）２６とが内包されている。

電動モータ２０、位置検出器２５および推力センサ２６は、キャリパ本体１２に一体的に設けられたモータＥＣＵ２８に接続されている。このモータＥＣＵ２８は、電動キャリパ１０とは別に設けられたメインＥＣＵ（制御手段）２９に電気ケーブル３０を介して通信可能に接続されている。

メインＥＣＵ２９には、各車輪に設けられた車輪速センサ（回転位置検出手段）３２、車両挙動センサ３３、運転者が制動意思に応じて操作を行うブレーキペダルの操作量を検出するブレーキペダルセンサ３４がそれぞれ電気ケーブル３０を介して通信可能に接続されており、メインＥＣＵ２９は、これらの信号に基づいて電動キャリパ１０の制動力およびパッドクリアランスの量を制御する。

車輪速センサ３２は、車両の非回転部に取り付けられるセンサ本体３６と、車輪に取り付けられ、車輪およびディスク１１と一体に回転するセンサロータ３７とで構成されている。センサロータ３７には、外周部に等間隔で複数の歯が形成されており、これらの歯がセンサ本体３６を通過する際にセンサ本体３６でパルスを発生させることになり、メインＥＣＵ２９はこのパルスを計数し、その計数値と回転方向とによってディスク１１の回転位置を検出する。例えば、センサロータ３７の歯数が３６の場合、メインＥＣＵ２９に入力されるパルスが３６パルスでディスク１１の一回転分となる。したがって、今現在のディスク１１の回転位置を基準位置としこの基準位置がゼロパルス目であると仮定すると、１パルス目は基準位置から１０ｄｅｇ回転した位置、２パルス目は基準位置から２０ｄｅｇ回転した位置となって、何パルス目であるかによって回転位置を特定できる。このとき、車両の進行方向を認識し、車両前進時にはパルスを加算し、車両後退時にはパルスを減算する。また、メインＥＣＵ２９は、パルスの計数値と時間とに基づいて車輪速を割り出すことになる。なお、車両の前後方向検出は、車輪速センサにその機能を有するものを用いても良いが、ギヤポジションや車両加速度によりロジック的に検出しても良い。

メインＥＣＵ２９によるパッドクリアランス量の制御は、例えば、車両のイグニッションスイッチがＯＮされると、図３のフローチャートに示すように、ディスク１１の回転位置を特定し（ステップＳ１）、別途の図示略のパーキングブレーキ装置で車両の制動状態が維持された条件下で、一旦電動モータ２０によりピストン２２を所定位置まで後退させてパッドクリアランスを確保した状態とした後、ピストン２２を前進させ、その後、推力センサ２６による検出値が所定値に達すると、ブレーキパッド１４，１５のディスク１１への押圧が開始されたと判断し、このときの位置検出器２５の検出位置をパッドクリアランスがゼロとなるピストン２２の位置とする（ステップＳ２）。このようなパッドクリアランスがゼロとなるピストン２２の位置の検出は、電動ディスクブレーキ装置の制動解除時にそれまで高かった推力センサ２６による検出値が所定値まで下がったことにより検出しても良い。なお、パッドクリアランスがゼロとなるピストン２２の位置の検出は、電動モータ２０への電流を検出するモータＥＣＵ２８に設けられた電流センサの電流検出値の変化によって検出することも可能である。

そして、メインＥＣＵ２９は、例えば、車両の走行開始直後のディスク１１が最初に一回転する間について、推力センサ２６による検出値を所定値に維持するように電動モータ２０によりピストン２２を前進あるいは後退させることで、ディスク１１の一回転中におけるパッドクリアランスが常にゼロとなるようにピストン２２の位置を制御し、その間に、車輪速センサ３２で検出されるディスク１１の各回転位置毎のピストン２２の位置を推力センサ２６および位置検出器２５で検出して、ディスク１１の各回転位置毎の肉厚を算出する（ステップＳ３）。このとき、ディスク１１の肉厚に応じてピストン２２の位置が決まることになり、ピストン２２が前進しているほど肉厚が薄くなる。また、ステップＳ２で述べたピストン位置検出の動作を車両停止やブレーキ解除時に実施し、その度にディスク１１の一回転中の肉厚変動を算定していき、この動作を常に継続して行い、肉厚変動を随時更新することとしてもよい。

このようにして、ディスク１１の各回転位置毎の肉厚を算出し記憶したメインＥＣＵ２９は、電動ディスクブレーキ装置の非制動時に（ステップＳ４）、各回転位置毎の肉厚に基づいて電動モータ２０によりブレーキパッド１４，１５とディスク１１とのパッドクリアランスを制御する（ステップＳ５）。具体的には、電動モータ２０によりブレーキパッド１４，１５とディスク１１とのパッドクリアランスを一定に保持するように制御する。つまり、ディスク１１のピストン２２と重なる位置が肉厚が薄い部分から肉厚が厚い部分に移る際には電動モータ２０によりピストン２２を肉厚の変化に対応して後退させる一方、ディスク１１のピストン２２と重なる位置が肉厚が厚い部分から肉厚が薄い部分に移る際には電動モータ２０によりピストン２２を肉厚の変化に対応して前進させ、ディスク１１のピストン２２と重なる位置の肉厚が変動しない状態では、ピストン２２を停止させる。

以上に述べた本実施形態の電動ディスクブレーキ装置によれば、メインＥＣＵ２９は、ディスク１１の各回転位置毎の肉厚を算出し、非制動時に、この各回転位置毎の肉厚に基づいて電動モータ２０によるブレーキパッド１４，１５とディスク１１とのパッドクリアランスの制御を行うため、ディスク１１に肉厚変動が生じてもそれに応じてパッドクリアランスを任意の値に制御することで、パッドクリアランスを保持することができる。したがって、ディスク１１の肉厚変動に起因したブレーキパッド１４，１５の引き摺り現象の発生を防止することができるため、ブレーキパッド１４，１５およびディスク１１の寿命を延ばすことができ、走行駆動源の無駄なエネルギ消費を抑制できるとともに、ジャダーの発生を抑制できる。

しかも、メインＥＣＵ２９は、パッドクリアランスの制御として、ブレーキパッド１４，１５とディスク１１とのパッドクリアランスを一定に保持するように制御するため、ディスク１１の肉厚が厚い位置でのブレーキパッド１４，１５の引き摺りを防止しつつ、肉厚が薄い位置でのクリアランスが広すぎることによる推力発生時（制動時）の応答遅れを防止できる。

本発明の一実施形態の電動ディスクブレーキ装置を概略的に示す構成図である。本発明の一実施形態の電動ディスクブレーキ装置の図１におけるＡ矢視図である。本発明の一実施形態の電動ディスクブレーキ装置のパッドクリアランス制御の制御内容を示すフローチャートである。

符号の説明

１０電動キャリパ
１１ディスク
１３爪部（推力機構）
１４，１５ブレーキパッド
２０電動モータ
２１回動−直動変換機構（推力機構）
２２ピストン（推力機構）
２５位置検出器（ディスク肉厚検出手段）
２６推力センサ（ディスク肉厚検出手段）
２９メインＥＣＵ（制御手段）
３２車輪速センサ（回転位置検出手段）

Claims

ディスクにブレーキパッドを押圧する推力機構と該推力機構を駆動する電動モータとを内包する電動キャリパと、前記電動モータを制御する制御手段とを有する電動ディスクブレーキ装置において、
前記ディスクの回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記ディスクの肉厚を検出するディスク肉厚検出手段とを備え、
前記制御手段は、これら回転位置検出手段およびディスク肉厚検出手段の検出結果に基づいて前記ディスクの各回転位置毎の肉厚を算出し、非制動時に、該算出した各回転位置毎の肉厚に基づいて前記電動モータによる前記ブレーキパッドと前記ディスクとのパッドクリアランスの制御を行うことを特徴とする電動ディスクブレーキ装置。
前記パッドクリアランスの制御は、前記ブレーキパッドと前記ディスクとのパッドクリアランスを一定に保持することを特徴とする請求項１記載の電動ディスクブレーキ装置。