JP2009073475A - ディスクブレーキ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ディスクロータ1の放熱による変形の経時変化に応じてセンタリング動作の要否判定及びセンタリング動作時の動作条件(インターバル・回数)の設定を行い、センタリング動作を行う場合には、設定された動作条件(ディスクロータ1の放熱による変形の経時変化に応じて設定される)に沿って、ソレノイド9を駆動してセンタリング動作〔走行中における冷却過程で、一対のブレーキパッド2,3をディスクロータ1に接触させた後に当該接触状態を解除する〕を行う。このため、ディスクロータ1の放熱による変形の経時変化に応じたクリアランス調整を行なえ、かつブレーキパッド2,3のディスクロータ1との接触時間が少なくなりディスクロータ1の肉厚変動(DTV)が抑止され、ひいてはジャダーの発生を抑制できる。
【選択図】図4
Description
ところで、特許文献1に示されるディスクブレーキ装置は、上述したようにロータの熱倒れに起因する問題点の改善を図るためにクリアランスを拡大するようにしているが、この特許文献1の技術におけるクリアランスの拡大は、応答性の低下、ペダルフィーリングの悪化、ラトル音の発生、クリーニング性の低下などの各種の悪影響(ネガ)を招くことになり、前記各種悪影響を考慮するとその採用には限界があるというのが現状であった。
特許文献2に示されるディスクブレーキ装置は、前記クリアランスの拡大で生じる各種悪影響を、クリアランス縮小制御で補償するようにしている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、熱倒れひいてはジャダーの発生を良好に抑制できるディスクブレーキ装置を提供することを目的とする。
請求項2記載の発明は、請求項1に記載のディスクブレーキ装置において、前記制御手段は、1回の制動による前記ディスクロータの放熱による変形が終了するまで所定時間毎に前記アクチュエータを駆動して前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに接触させることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項2に記載のディスクブレーキ装置において、前記所定時間は、前記ディスクロータに対する前記ブレーキパッドの接触・解除の実施毎に、大きい値に設定されることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1に記載のディスクブレーキ装置において、前記ディスクロータの放熱による変形を制動状態から予測する熱変形予測手段を有し、該熱変形予測手段により前記ディスクロータの熱による変形があったと予測されたときに、前記制御手段は、前記アクチュエータを駆動することを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項5に記載のディスクブレーキ装置において、前記熱変形予測手段は、前記ディスクロータの温度を測定する温度測定器の測定結果に基づいて前記ディスクロータの変形を予測することを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項6に記載のディスクブレーキ装置において、前記熱変形予測手段は、前記温度測定器の測定結果が前記ディスクロータの所定温度低下を示す場合、前記ディスクロータの変形があったと予測することを特徴とする。
請求項10記載の発明は、請求項8に記載のディスクブレーキ装置において、前記液圧ポンプは、前記キャリパに供給される液圧を発生するマスタシリンダに接続された液圧ブースタのポンプであることを特徴とする。
請求項11記載の発明は、請求項1から7のいずれかに記載のディスクブレーキ装置において、前記アクチュエータは電動モータであって、前記ブレーキパッドを押圧するキャリパに設けられたピストンを、前記電動モータの駆動により摺動して前記ブレーキパッドを移動させることを特徴とする。
請求項12記載の発明は、請求項11に記載のディスクブレーキ装置において、前記電動モータは、前記キャリパの内部に又は前記キャリパに付属して設けられることを特徴とする。
請求項14記載の発明は、請求項4に記載のディスクブレーキ装置において、前記アクチュエータは、前記ブレーキパッドを押圧するキャリパの内部に設けられる電動モータであって、前記ブレーキパッドを押圧するキャリパに設けられたピストンを、前記電動モータの駆動により摺動して前記ブレーキパッドを移動させるとともに、前記熱変形測定手段は、前記電動モータの回転量を測定する回転位置検出手段であることを特徴とする。
請求項15記載の発明は、請求項1から7のいずれかに記載のディスクブレーキ装置において、前記アクチュエータは、ソレノイドを有する負圧ブースタであって、前記ブレーキパッドを押圧するキャリパに設けられたピストンを、前記キャリパに供給される液圧を発生するマスタシリンダを介して、前記前記負圧ブースタの駆動により摺動して前記ブレーキパッドを移動させることを特徴とする。
図1において、ディスクブレーキ装置5は、キャリパ浮動型のディスクブレーキ6と、プレーキペダル7の踏込み力を増幅して出力するか、またはプレーキペダル7の踏込み力とは別にソレノイド9(アクチュエータ)を用いて出力を発生するACC制御ブースタ8(アダプティブクルーズコントロール制御ブースタ)と、前記プレーキペダル7の踏込み力を増幅した出力に応じて、または、ソレノイド9(アクチュエータ)を用いてACC制御ブースタ8により発生した出力によって液圧を発生するマスタシリンダ(以下、MCという。)10と、を備え、MC10とディスクブレーキ6のキャリパ11の液圧室12との間に、ABS(アンチロックブレーキシステム)及びVDC(ビークルダイナミクスコントロールシステム)を組込んだ自動ブレーキシステム13を介在させて、大略構成されている。
シリンダ部14には、インナパッド2側を開口部となし、他端が底壁(シリンダ底壁)16により閉じられた有底のシリンダ17が形成されている。シリンダ17内には,ピストンシール18を介してピストン19が摺動可能に内装されている。ピストン19は、シリンダ17に対して回り止めされている。ピストン19とシリンダ底壁16との間は、液圧室12として画成されている。液圧室12には自動ブレーキシステム13を介してMC10が接続されており、自動ブレーキシステム13のABS機能及びVDC機能を受けた状態でMC10から液圧が供給されるようになっている。
ECU30は、プレーキペダル7の操作により出力されるストロークセンサ23の検出信号に基づいて制動制御を開始し〔ステップS1。図3(A)の「制動開始」〕、制動処理が行われる。そして、この制動処理は、プレーキペダル7の踏込みが解除されていない間〔制動制御が終了したか否かの判定(ステップS1に続くステップS2)でNOと判定している間〕継続される。一方、ステップS2でYESと判定する(図3(A)の「制動終了」)と、制動制御は停止されステップS3に進む。図3(A)の「制動開始」から「制動終了」までの作動が1回行われることが、1回の制動に相当する。制動が行われると、ディスクロータ1の熱による変形(熱倒れ)が発生する一方、制動が解除されると、放熱によりディスクロータ1の温度は低下し、制動の解除状態が継続されるとついにはディスクロータ1の熱による変形(熱倒れ)が終了することになる。そして、1回の制動停止からディスクロータ1の熱による変形(熱倒れ)が終了するまでの間、換言すれば走行中における冷却過程の途中で、後述するセンタリング動作〔図3(A)の「センタリング」〕を行う。
ステップS3では、温度センサ22の検出値(ひいてはディスクロータ1の温度)からディスクロータ1が所定量、変形したか否か判定するようにしており、本実施の形態では、ステップS3(ECU30)が熱変形予測手段を構成している。
ステップS3でYESと判定すると、温度センサ22の検出値等を参照してクリアランス調整制御で必要とされる動作条件(センタリング動作のインターバル及び回数)を設定する(ステップS4)。センタリング動作とは、キャリパ11の作動ひいては瞬時的なソレノイド9のオンオフ駆動によりACC制御ブースタ8で発生した出力がMC10の液圧となり、キャリパ11がディスクロータ1を一瞬掴みに行く〔発熱しない程度にクリアランスを詰めて(ブレーキパッド2,3をディスクロータ1に近付け又は接触させて)、すぐに戻す〕作動をいう。センタリング動作のインターバルは、センタリング動作間(制動終了・センタリング動作間も含む)の間隔をいう。
なお、全インターバルを同等値に設定してもよい。また、センタリング動作を実施する毎に、インターバルを順次大きくするようにしてもよい。
また、上記第1実施の形態では、センタリング動作の回数は6回としているが、センタリング動作の回数は、6回に限らず、2回、 … 、5回、また、7回以上でもよい。
ステップS6でNO(動作回数が設定値に達した)と判定すると、その段階で、クリアランス調整制御を停止する。
ステップS6でYES(動作回数が設定値に未満である)と判定すると、車速センサ25により走行中であるか否かを判定することにより、センタリング動作(クリアランス調整制御)が必要であるか否かを判定する(ステップS7)。ステップS7でNO、すなわち停車中と判定すると、ステップS5に戻る。ステップS7でYESと判定すると、続くステップS8でソレノイドの駆動によりセンタリング動作を実施する〔図3(A)の「センタリング」〕と共に、動作回数カウンタを「1」インクリメントし、ステップS5に戻り、ステップS6でNO(動作回数が設定値に達した)と判定するまで、センタリング動作を実施する。本実施形態では、1回の制動を行い、その解除後に、6回、センタリング動作〔1回目〜6回目センタリング動作〕を実施する。
なお、S7において、車速センサ25により車両が停止状態にあることが判定された場合には、ステップS8の処理は行わないようになっている。
上記比較結果により、以下のことを検証することができた。
すなわち、図3(B)実線、二点鎖線、点線に対応する技術のうち特許文献1の技術(二点鎖線。クリアランスを拡大する技術)以外の技術〔図3(B)実線、点線に対応する技術〕では、いずれもブレーキパッド2,3がディスクロータ1に当接する時間が長く、ブレーキパッド2,3とディスクロータ1との接触が起因となって肉厚変動が生じやすく、ジャダーの発生の虞がある。
これに対して、第1実施形態〔図3(A)〕では、ブレーキパッド2,3とディスクロータ1との接触時間が短くなるため、ブレーキパッド2,3とディスクロータ1との接触が起因となって生じるディスクロータ1の肉厚変動(DTV)が抑制され、これに伴いジャダーの発生を抑制できる。
第2実施形態のECU30A(図4参照)では、ロータ変位センサ31の検出信号を用いてディスクロータ1の熱倒れ量を算出し〔ステップS20、S23〕、かつ、熱倒れ量の変化に対応して予め第1閾値を定め、さらに、熱倒れ量変化の変化に対応して予め第2閾値を定めており、熱倒れ量の変化を第1閾値と比較判定し(ステップS24)、熱倒れ量変化の変化を第2閾値と比較判定する(ステップS25)ようにしている。
第1実施形態では、インターバルを空けてセンタリング動作を行うようにしているが、これに対し第2実施形態では、ディスクロータ1の倒れの戻り量を把握してセンタリング動作を行うようにしている。
ステップS22では、倒れ量変化の算出の基準等に用いる一定時間(インターバル)の経過処理を行う(図3のステップS5に相当する。)。ステップS23では、放熱して元の状態に戻りつつあるディスクロータ1の現在熱倒れ量を算出する。ステップS24では、倒れ量の変化が第1閾値以上であるか否かを判定する。
ステップS7Aでは、車速センサ25により、走行中であるか否かを判定することにより、ソレノイド9A(図4参照)の駆動により行われるセンタリング動作(図2のステップS8に対応するステップS8Aの処理)が必要であるか否かを判定する。
この第2実施形態では、ステップS7AでNOと判定すると、ステップS22に戻る。ステップS7AでYESと判定すると、続くステップS8Aでセンタリング動作〔図3(A)の「センタリング」〕を実施する共に、動作回数カウンタを「1」インクリメントし、ステップS21に戻る。
このため、ディスクロータ1の熱による変形の経時変化に応じたクリアランス調整を行なえ、かつ、センタリング動作ではブレーキパッド2,3のディスクロータ1との接触時間が少ないことから、ディスクロータ1の肉厚変動(DTV)が抑止され、ひいてはジャダーの発生を抑制できる。
なお、ステップS25で倒れ量変化の変化が第2閾値未満になったときにセンタリング動作停止するようにしているが、このステップS25を所定時間倒れ量の変化が第1閾値未満(ステップS24が所定時間NO)であることを判定してYESであれば、センタリング動作停止するようにしてもよい。
また、図4には図示していないが、ステップS7Aにおいて、車速センサ25に代えてシフトポジション(Pレンジ)により車両が停止状態にあるか否かを判定して、車両が停止状態にあることが判定された場合には、ステップS8の処理を行わないようにしても良い。
さらに、上記第2実施形態ともに、熱倒れ量初期値の算出は、パッド変位センサ31a,31bまたはロータ変位センサ31cによる測定により行っているが、この測定に代えて、温度センサ22による予測、あるいは、液圧センサ21、ストロークセンサ23、後述する図10のレゾルバ50(回転位置検出手段)、または、車速センサ25の検出値を用いて制動状態を判定してその制動により発生する発熱量からディスクロータ1の熱倒れ量初期値を推定しても良い。さらに、車両質量センサ27の検出値を用いてこれを加味すると熱倒れ量初期値の検出精度が向上する。車両質量センサ27としては、車両のヘッドライト調整用のハイトセンサ等を用いることができる。
また、上記現在熱倒れ量の算出は温度センサ22による予測、または変位センサ31による測定により行われるが、これに代えて、車速センサ25の検出値を用いてディスクロータ1の冷却状態を推定することによって現在熱倒れ量を放熱量から算出するようにしても良い。さらに、外気温センサ26の検出値を加味すると現在の熱倒れ量の算出精度が向上する。
なお、第3実施の形態では、アクチュエータとしてVDCポンプ32(液圧ポンプ)を用いているが、ディスクブレーキ装置を、トラクションコントロールシステム(Traction Control System。TCS)が採用された車両に適用する場合、アクチュエータとしてトラクションコントロール用ポンプを用いるようにしてもよい。この場合には、トラクションコントロール用ポンプを瞬時的にオンオフ駆動させることでセンタリング動作が行われる。
第4実施形態は、アクチュエータとしてBBWアクチュエータ(ブレーキバイワイヤーアクチュエータ)33に設けられた液圧ポンプ34を採用したものである。液圧ポンプ34は、液圧室12にブレーキ液通路35を介して接続されている。第4実施形態では、第1実施形態で設けたACC制御ブースタ8及びMC10が廃止されている。
この第4実施形態も、液圧ポンプ34を瞬時的にオンオフ駆動させることでセンタリング動作が行われ、上述した各実施形態と同様の作用・効果を奏することができる。
第5実施形態は、第1実施形態のディスクブレーキ6に比して、図8に示すように、(1)電気的作動を行うことによりPKB(パーキングブレーキ)機能を発揮できるディスクブレーキ(以下、EPB付きディスクブレーキという。)6Aを設けたこと、(2)EPB付きディスクブレーキ6Aのキャリパは、PKB(パーキングブレーキ)機能を発揮できるキャリパ(以下、PKB内蔵キャリパという。)11Aとされていること、(3)PKB内蔵キャリパ11Aに電動モータ37を有するPKB駆動装置38が取付けられ、電動モータ37がアクチュエータとされECU30の制御により駆動されること、(4)PKB駆動装置38にストローク検出手段39(駆動力検出手段であってもよい)が設けられていること、(5)この第5実施形態では、第1実施形態のACC制御ブースタ8に代えて、ACC制御を行わないブースタ(倍力装置)を設けていることが主に異なっている。
この第5実施形態も、電動モータ37を瞬時的に正逆転駆動させることでセンタリング動作が行われ、上述した各実施形態と同様の作用・効果を奏することができる。
第6実施形態は、第5実施形態(図7)に比し、図9に示すように、(1)PKB駆動装置38に代えてPKB内蔵キャリパ11AにPKBケーブル駆動装置40を設けたこと、(2)PKBケーブル駆動装置40に設けた電動モータ41が、PKBケーブル42の操作を行って、PKBケーブル42に接続されたPKB内蔵キャリパ11Aの可動部(図示省略)、ひいてはブレーキパッド2,3を作動させ、アクチュエータの役目を果すようになっていること、(3)ストローク検出手段39に代えて、張力検出手段43(ストローク検出手段でもよい。)を設けたこと、が主に異なっている。
この第6実施形態も、電動モータ41を瞬時的に正逆転駆動させることでセンタリング動作が行われ、上述した各実施形態と同様の作用・効果を奏することができる。
第7実施形態は、第4実施形態(図6)に比し、図7及び図10に示すように、(1)ディスクブレーキ6のキャリパ11に代えて、キャリパとして、電動モータ44を内蔵し電動モータ44の駆動によりブレーキパッド2,3を作動してディスクロータ1の挟み付けを行う電動キャリパ11Bを採用したこと、(2)電動モータ44に作動されてブレーキパッド2,3を作動させるブレーキパッド作動部材(図示省略)のストロークを検出するストローク検出手段46を設けたこと、(3)BBWアクチュエータ33を廃止したことが主に異なっている。
この第8実施形態も、上述した各実施形態と同様の作用・効果を奏することができる。
モータユニット54は、電動モータ64と、電動モータ64の回転位置を検出するレゾルバ50(回転位置検出手段)と、電動モータ64の回転位置を保持するためのロック機構65とを一体化して構成されている。なお、本実施形態においては、電動モータ64の回転位置を検出するために、レゾルバ50を用いているが、光学式若しくは磁気式のロータリエンコーダを用いても良い。
ここで、レゾルバ50をロータの変位センサ(熱変形測定手段)として用いるためには、ディスクロータ1の熱倒れが放熱によって元の形状に戻ってくると、ディスクロータ1の熱倒れの状態でセンタリングされたブレーキパッド2にディスクロータ1が当接することになる(本件のいずれの実施形態においても前記特許文献1のようなパッドクリアランスを拡大させる制御はおこなっていないため、)。この当接によりブレーキパッド2が変位し、この変位をレゾルバ50(変位測定器,回転位置検出手段)によって測定する。この測定結果に基づいてディスクロータ1の放熱による変形を予測することができる。また、レゾルバによるモータの回転位置の検出値から制動状態を判定するとともに制動力を推定し、これと車速センサの検出値とを用いて、制動による発熱量から熱倒れ量を推定してもよい。このように、レゾルバ50とECU30Fとにより熱変形予測手段を構成することができる。
シャフト73は、シリンダ17の軸線上に配置されており、その中間部が軸受76により回動可能に支持されている。シャフト73は、その中間部にはシリンダ17内に配置した軸受76に当接可能なフランジ部78が設けられている。
ナット74は、その外周面に設けた凸部82を、ピストン19の内周面部に形成した溝83に挿通させることにより、その回転が規制されている。
(1)ナット74は、その後端に設けたフランジ部89に軸方向へ延ばして植立したピン90を、ピストン19に設けた軸方向のピン穴(符号省略)に摺動可能に嵌入させることにより、その回転が規制されている。
(2)ナット74の先端開口部には、蓋板91が装着され、さらに、ピストン19には、ピストン19の内底と蓋板91を含むナット74の先端との間のエアを抜くためのエア抜き孔92が半径方向に形成されている。
Claims (15)
- ディスクロータにブレーキパッドを押圧して制動力を発生させるべく、アクチュエータの駆動により前記ブレーキパッドを移動させるディスクブレーキ装置であって、
制動力発生後の前記ディスクロータの放熱による変形の経時変化に応じてパッドクリアランスを調整するため、前記アクチュエータを駆動して前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに接触させた後に当該接触状態を解除する制御手段を備えることを特徴とするディスクブレーキ装置。 - 前記制御手段は、1回の制動による前記ディスクロータの放熱による変形が終了するまで所定時間毎に前記アクチュエータを駆動して前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに接触させることを特徴とする請求項1に記載のディスクブレーキ装置。
- 前記所定時間は、前記ディスクロータに対する前記ブレーキパッドの接触・解除の実施毎に、大きい値に設定されることを特徴とする請求項2に記載のディスクブレーキ装置。
- 前記ディスクロータの放熱による変形を測定する熱変形測定手段を有し、
該熱変形測定手段により前記ディスクロータの熱による変形を測定したときに、前記制御手段は、前記アクチュエータを駆動することを特徴とする請求項1に記載のディスクブレーキ装置。 - 前記ディスクロータの放熱による変形を制動状態から予測する熱変形予測手段を有し、
該熱変形予測手段により前記ディスクロータの熱による変形があったと予測されたときに、前記制御手段は、前記アクチュエータを駆動することを特徴とする請求項1に記載のディスクブレーキ装置。 - 前記熱変形予測手段は、前記ディスクロータの温度を測定する温度測定器の測定結果に基づいて前記ディスクロータの変形を予測することを特徴とする請求項5に記載のディスクブレーキ装置。
- 前記熱変形予測手段は、前記温度測定器の測定結果が前記ディスクロータの所定温度低下を示す場合、前記ディスクロータの変形があったと予測することを特徴とする請求項6に記載のディスクブレーキ装置。
- 前記アクチュエータは、液圧ポンプであって、前記ブレーキパッドを押圧するキャリパのシリンダ内に設けられたピストンを、前記液圧ポンプの駆動により摺動して前記ブレーキパッドを移動させることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のディスクブレーキ装置。
- 前記液圧ポンプは、トラクションコントロール用のポンプであることを特徴とする請求項8に記載のディスクブレーキ装置。
- 前記液圧ポンプは、前記キャリパに供給される液圧を発生するマスタシリンダに接続された液圧ブースタのポンプであることを特徴とする請求項8に記載のディスクブレーキ装置。
- 前記アクチュエータは電動モータであって、前記ブレーキパッドを押圧するキャリパに設けられたピストンを、前記電動モータの駆動により摺動して前記ブレーキパッドを移動させることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のディスクブレーキ装置。
- 前記電動モータは、前記キャリパの内部に又は前記キャリパに付属して設けられることを特徴とする請求項11に記載のディスクブレーキ装置。
- 前記電動モータは、前記キャリパに供給される液圧を発生するマスタシリンダに接続されるブースタの内部に設けられるモータであることを特徴とする請求項11に記載のディスクブレーキ装置。
- 前記アクチュエータは、前記ブレーキパッドを押圧するキャリパの内部に設けられる電動モータであって、前記ブレーキパッドを押圧するキャリパに設けられたピストンを、前記電動モータの駆動により摺動して前記ブレーキパッドを移動させるとともに、前記熱変形測定手段は、前記電動モータの回転量を測定する回転位置検出手段であることを特徴とする請求項4に記載のディスクブレーキ装置。
- 前記アクチュエータは、ソレノイドを有する負圧ブースタであって、前記ブレーキパッドを押圧するキャリパに設けられたピストンを、前記キャリパに供給される液圧を発生するマスタシリンダを介して、前記前記負圧ブースタの駆動により摺動して前記ブレーキパッドを移動させることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のディスクブレーキ装置。
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