JP4033281B2 - 制動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータなどの電動手段によってブレーキ回転体、つまりロータにブレーキ摩擦体、つまりパッドやシューを押圧したり離間したりすることでブレーキ力を発現する制動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような制動装置では、例えば運転者によるブレーキペダルの踏力を検出し、この踏力に応じたブレーキ力が発現するようにモータなどの電動手段の駆動状態を制御する。ブレーキ力の推定方法には、例えばSAE1999-01-0482 に記載されるものがある。このブレーキ力推定方法は、例えばブレーキ摩擦体であるパッドを支持するキャリパの剛性を用い、ブレーキ回転体であるロータとパッドとの接触開始位置からのモータ変位量に基づいてブレーキ力を推定するものである。具体的には、パッドとロータとが接触してからはモータ変位量とブレーキ力との間に、キャリパ剛性に基づく所定の関係が成立するので、モータ変位量を制御することによりブレーキ力を制御することができるというものである。但し、モータ変位量には、所謂パッドとロータとのクリアランスを詰める部分、つまりモータを押圧方向に駆動開始してからパッドとロータとが接触するまでの部分と、パッドとロータとが接触してからの部分とが含まれており、前記キャリパ剛性に基づくブレーキ力とモータ変位量との所定の関係は、後者の間でのみ成立する。従って、全モータ変位量から、パッドとロータとが接触してからの部分のモータ変位量を求めるためには、モータを押圧方向に駆動開始してからパッドとロータとが接触する部分を正確に除去する必要があり、そのためにはパッドとロータとが接触開始する位置を正確に検出する必要が生じるのである。
【０００３】
このパッドとロータとの接触開始位置を検出してブレーキ力を制御する制動装置としては、例えば特開平９−１３７８４１号公報に記載されるものがある。この制動装置では、パッドを押圧したり離間したりするためのピストンに軸力センサを取付け、ブレーキ力を解除するとき、つまりパッドを離間する方向にピストンを移動しているときに、前記軸力センサで検出される軸力が零となった位置をパッドとロータとの接触開始点とするようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記軸力センサは、制動装置のピストンの軸力を検出するという使用環境下では、温度変化による特性変化や、振動によるノイズ、或いは劣化が発生し、これにより軸力そのものの検出精度が低下し、それに起因してパッドとロータとの接触開始位置を正確に検出できない可能性がある。
【０００５】
本発明は、これらの諸問題を解決すべく開発されたものであり、軸力センサを用いることなく、正確にパッド、即ちブレーキ摩擦体とロータ、即ちブレーキ回転体との接触開始位置を検出することができ、これによって正確なブレーキ力制御が可能な制動装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に係る制動装置は、車輪と共に回転するブレーキ回転体に対し、車体側に支持されたブレーキ摩擦体を押圧又は離間させる電動手段と、前記電動手段の作動状態を検出する作動状態検出手段と、運転者の操作量又は車両挙動に基づいてブレーキ指令値を設定するブレーキ指令値設定手段と、前記ブレーキ指令値設定手段で設定されたブレーキ指令値に基づいて前記電動手段を駆動制御するブレーキ制御手段と、前記電動手段によって前記ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するときに、前記作動状態検出手段で検出された電動手段の作動状態に基づいて、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出する接触開始位置検出手段とを備え、前記ブレーキ指令値設定手段は、前記接触開始位置検出手段で検出された前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置に基づいて、ブレーキ指令値を補正する補正手段を備え、前記ブレーキ指令値設定手段は、前記接触開始位置検出手段がブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するまでは、前記電動手段が一定の速度で駆動するようにブレーキ指令値を設定すると共に、前記作動状態検出手段は、前記電動手段の電流値を検出する電流値検出手段と、前記電動手段の変位を検出する変位検出手段とを備え、且つ前記接触開始位置検出手段は、前記電流値検出手段で検出される電動手段の電流値が所定の閾値以上となったときの前記変位検出手段で検出される電動手段の変位を、前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置として検出すると共に、前記電動手段の電流値に基づいて前記所定の閾値を設定することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のうち請求項２に係る制動装置は、前記請求項１の発明において、前記接触開始位置検出手段は、前回の制動解除時において、前記電動手段の変位が前回の制動で検出した前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置以下で当該ブレーキ摩擦体がブレーキ回転体から離間するときの電動手段の電流値に基づいて、前記所定の閾値を設定することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のうち請求項３に係る制動装置は、前記請求項１の発明において、前記接触開始位置検出手段は、前記ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するために前記電動手段を駆動制御開始してから、前回の制動で検出した前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置までの電動手段の電流値に基づいて、前記所定の閾値を設定することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明のうち請求項４に係る制動装置は、車輪と共に回転するブレーキ回転体に対し、車体側に支持されたブレーキ摩擦体を押圧又は離間させる電動手段と、前記電動手段の作動状態を検出する作動状態検出手段と、運転者の操作量又は車両挙動に基づいてブレーキ指令値を設定するブレーキ指令値設定手段と、前記ブレーキ指令値設定手段で設定されたブレーキ指令値に基づいて前記電動手段を駆動制御するブレーキ制御手段と、前記電動手段によって前記ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するときに、前記作動状態検出手段で検出された電動手段の作動状態に基づいて、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出する接触開始位置検出手段とを備え、前記ブレーキ指令値設定手段は、前記接触開始位置検出手段で検出された前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置に基づいて、ブレーキ指令値を補正する補正手段を備え、前記ブレーキ指令値設定手段は、前記接触開始位置検出手段がブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するまでは、前記電動手段が一定の速度で駆動するようにブレーキ指令値を設定すると共に、前記作動状態検出手段は、前記電動手段の電流値を検出する電流値検出手段と、前記電動手段の変位を検出する変位検出手段とを備え、且つ前記接触開始位置検出手段は、前記電流値検出手段で検出される電動手段の電流値の時間微分値が所定の閾値以上となったときの前記変位検出手段で検出される電動手段の変位を、前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置として検出すると共に、前記電動手段の電流値の時間微分値に基づいて前記所定の閾値を設定することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明のうち請求項５に係る制動装置は、前記請求項４の発明において前記接触開始位置検出手段は、前回の制動解除時において、前記電動手段の変位が前回の制動で検出した前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置以下で当該ブレーキ摩擦体がブレーキ回転体から離間するときの電動手段の電流値の時間微分値に基づいて、前記所定の閾値を設定することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明のうち請求項６に係る制動装置は、前記請求項４の発明において、前記接触開始位置検出手段は、前記ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するために前記電動手段を駆動制御開始してから、前回の制動で検出した前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置までの電動手段の電流値の時間微分値に基づいて、前記所定の閾値を設定することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明のうち請求項７に係る制動装置は、車輪と共に回転するブレーキ回転体に対し、車体側に支持されたブレーキ摩擦体を押圧又は離間させる電動手段と、前記電動手段の作動状態を検出する作動状態検出手段と、運転者の操作量又は車両挙動に基づいてブレーキ指令値を設定するブレーキ指令値設定手段と、前記ブレーキ指令値設定手段で設定されたブレーキ指令値に基づいて前記電動手段を駆動制御するブレーキ制御手段と、前記電動手段によって前記ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するときに、前記作動状態検出手段で検出された電動手段の作動状態に基づいて、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出する接触開始位置検出手段とを備え、前記ブレーキ指令値設定手段は、前記接触開始位置検出手段で検出された前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置に基づいて、ブレーキ指令値を補正する補正手段を備え、前記ブレーキ指令値設定手段は、前記接触開始位置検出手段がブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するまでは、前記電動手段が一定の速度で駆動するようにブレーキ指令値を設定すると共に、前記作動状態検出手段は、前記電動手段の電流値を検出する電流値検出手段と、前記電動手段の変位を検出する変位検出手段とを備え、且つ前記接触開始位置検出手段は、前記電流値検出手段で検出される電動手段の電流値の時間微分値を前記変位検出手段で検出される電動手段の変位の時間微分値で除した値が所定の閾値以上となったときの当該変位検出手段で検出される電動手段の変位を、前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置として検出すると共に、前記電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値に基づいて前記所定の閾値を設定することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明のうち請求項８に係る制動装置は、前記請求項７の発明において、前記接触開始位置検出手段は、前回の制動解除時において、前記電動手段の変位が前回の制動で検出した前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置以下で当該ブレーキ摩擦体がブレーキ回転体から離間するときの電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値に基づいて、前記所定の閾値を設定することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明のうち請求項９に係る制動装置は、前記請求項７の発明において、前記接触開始位置検出手段は、前回の制動解除時において、前記電動手段の変位が前回の制動で検出した前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置以上で当該ブレーキ摩擦体がブレーキ回転体から離間する直前の電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値に、前記電動手段の離間方向伝達効率に対する押圧方向伝達効率の比を乗じた値に基づいて、前記所定の閾値を設定することを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明のうち請求項１０に係る制動装置は、前記請求項７の発明において、前記接触開始位置検出手段は、前記ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するために前記電動手段を駆動制御開始してから、前回の制動で検出した前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置までの電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値に基づいて、前記所定の閾値を設定することを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項１１に係る制動装置は、前記請求項１乃至１０の何れかの発明において、前記接触開始位置検出手段は、前記ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するために、前記ブレーキ制御手段が電動手段を駆動制御し始めてから所定時間は、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するための前記作動状態検出手段で検出される電動手段の作動状態を無視することを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の効果】
而して、本発明のうち請求項１に係る制動装置によれば、例えば電動手段がモータであり、作動状態として当該モータの電流値や変位を検出する場合、その電動手段によってブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するときに、当該電動手段の電流値や変位などの作動状態に基づいて、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出し、このブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置に基づいて、ブレーキ指令値を補正する構成としたため、ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体から離間するときよりも明確に表れる電動手段の作動状態の変化によって前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を正確に検出することができ、この接触開始位置によってブレーキ指令値を補正して、正確なブレーキ力制御が可能となると共に、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するまでは、電動手段を一定の速度で駆動するようにブレーキ指令値を設定する構成としたため、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始する以前の電動手段の作動状態を安定化させることができると共に、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始してからの電動手段の作動状態の変化が明確になり、その分だけ当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を正確に検出することができ、更に電動手段の電流値と変位とを当該電動手段の作動状態として検出し、且つ例えばブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始する以前の電動手段の電流値と変位との安定した関係から、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始してからの電動手段の電流値と変位とのキャリパ剛性に基づく関係に移行し、そのときに増加する電動手段の電流値が所定の閾値以上となったときの当該電動手段の変位を、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置として検出する構成としたため、軸力センサを用いることなく、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を正確に検出することができ、更に電動手段の電流値に基づいて所定の閾値を設定する構成としたため、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置をより一層正確に検出することができる。
【００２３】
また、本発明のうち請求項２に係る制動装置によれば、前回の制動解除時において、前記電動手段の変位が前回の制動で検出したブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置以下で当該ブレーキ摩擦体がブレーキ回転体から離間するときの電動手段の電流値に基づいて、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するための所定の閾値を設定する構成としたため、当該所定の閾値を直近の電動手段の作動状態に応じて補正し、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置をより一層正確に検出することができる。
【００２４】
また、本発明のうち請求項３に係る制動装置によれば、ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するために電動手段を駆動制御開始してから、前回の制動で検出したブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置までの電動手段の電流値に基づいて、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するための所定の閾値を設定する構成としたため、当該所定の閾値を現在の電動手段の作動状態に応じて補正し、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置をより一層正確に検出することができる。
【００２５】
また、本発明のうち請求項４に係る制動装置によれば、例えば電動手段がモータであり、作動状態として当該モータの電流値や変位を検出する場合、その電動手段によってブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するときに、当該電動手段の電流値や変位などの作動状態に基づいて、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出し、このブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置に基づいて、ブレーキ指令値を補正する構成としたため、ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体から離間するときよりも明確に表れる電動手段の作動状態の変化によって前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を正確に検出することができ、この接触開始位置によってブレーキ指令値を補正して、正確なブレーキ力制御が可能となると共に、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するまでは、電動手段を一定の速度で駆動するようにブレーキ指令値を設定する構成としたため、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始する以前の電動手段の作動状態を安定化させることができると共に、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始してからの電動手段の作動状態の変化が明確になり、その分だけ当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を正確に検出することができ、更に電動手段の電流値と変位とを当該電動手段の作動状態として検出し、且つ例えばブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始する以前の電動手段の電流値と変位との安定した関係から、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始してからの電動手段の電流値と変位とのキャリパ剛性に基づく関係に移行し、そのときに増加する電動手段の電流値の時間微分値が所定の閾値以上となったときの当該電動手段の変位を、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置として検出する構成としたため、軸力センサを用いることなく、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を正確に検出することができると共に、電動手段の電流値自体よりもその時間微分値の方が変化が明瞭なので、その分だけブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を早く検出することができ、更に電動手段の電流値の時間微分値に基づいて所定の閾値を設定する構成としたため、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置をより一層正確に検出することができる。
【００２６】
また、本発明のうち請求項５に係る制動装置によれば、前回の制動解除時において、前記電動手段の変位が前回の制動で検出したブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置以下で当該ブレーキ摩擦体がブレーキ回転体から離間するときの電動手段の電流値の時間微分値に基づいて、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するための所定の閾値を設定する構成としたため、当該所定の閾値を直近の電動手段の作動状態に応じて補正し、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置をより一層正確に検出することができる。
【００２７】
また、本発明のうち請求項６に係る制動装置によれば、ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するために電動手段を駆動制御開始してから、前回の制動で検出したブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置までの電動手段の電流値の時間微分値に基づいて、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するための所定の閾値を設定する構成としたため、当該所定の閾値を現在の電動手段の作動状態に応じて補正し、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置をより一層正確に検出することができる。
【００２８】
また、本発明のうち請求項７に係る制動装置によれば、例えば電動手段がモータであり、作動状態として当該モータの電流値や変位を検出する場合、その電動手段によってブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するときに、当該電動手段の電流値や変位などの作動状態に基づいて、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出し、このブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置に基づいて、ブレーキ指令値を補正する構成としたため、ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体から離間するときよりも明確に表れる電動手段の作動状態の変化によって前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を正確に検出することができ、この接触開始位置によってブレーキ指令値を補正して、正確なブレーキ力制御が可能となると共に、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するまでは、電動手段を一定の速度で駆動するようにブレーキ指令値を設定する構成としたため、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始する以前の電動手段の作動状態を安定化させることができると共に、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始してからの電動手段の作動状態の変化が明確になり、その分だけ当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を正確に検出することができ、更に電動手段の電流値と変位とを当該電動手段の作動状態として検出し、且つ例えばブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始する以前の電動手段の電流値と変位との安定した関係から、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始してからの電動手段の電流値と変位とのキャリパ剛性に基づく関係に移行し、そのときに増加する電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値が所定の閾値以上となったときの当該電動手段の変位を、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置として検出する構成としたため、軸力センサを用いることなく、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を正確に検出することができると共に、駆動制御方法により生じる電動手段の電流値の変化に関わらず、明瞭に変化する値に基づいてブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を確実に検出することができ、更に電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値に基づいて所定の閾値を設定する構成としたため、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置をより一層正確に検出することができる。
【００２９】
また、本発明のうち請求項８に係る制動装置によれば、前回の制動解除時において、前記電動手段の変位が前回の制動で検出したブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置以下で当該ブレーキ摩擦体がブレーキ回転体から離間するときの電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値に基づいて、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するための所定の閾値を設定する構成としたため、当該所定の閾値を直近の電動手段の作動状態に応じて補正し、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置をより一層正確に検出することができる。
【００３０】
また、本発明のうち請求項９に係る制動装置によれば、前回の制動解除時において、前記電動手段の変位が前回の制動で検出したブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置以上で当該ブレーキ摩擦体がブレーキ回転体から離間する直前の電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値に、電動手段の離間方向伝達効率に対する押圧方向伝達効率の比を乗じた値に基づいて、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するための所定の閾値を設定する構成としたため、摩耗したブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始してからの電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値を正確に推定し、それに応じた閾値を設定することで、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置をより一層正確に検出することができる。
【００３１】
また、本発明のうち請求項１０に係る制動装置によれば、ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するために電動手段を駆動制御開始してから、前回の制動で検出したブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置までの電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値に基づいて、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するための所定の閾値を設定する構成としたため、当該所定の閾値を現在の電動手段の作動状態に応じて補正し、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置をより一層正確に検出することができる。
また、本発明のうち請求項１１に係る制動装置によれば、ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するために、電動手段を駆動制御し始めてから所定時間は、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するための電動手段の作動状態を虫する構成としたため、例えば電動手段がモータであり、作動状態として当該モータの電流値や変位を検出する場合、その電動手段が駆動開始されたときの起動電流を無視し、その後の安定した電流値と、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始してからの電流値の変化とに基づいて、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を正確に検出することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、所謂ディスクブレーキに展開された本発明の第１の実施形態を示すシステム構成図であり、図中の符号１はブレーキ摩擦体であるパッド、２はブレーキ回転体であるロータであり、ロータ２は図示されない車輪と共に回転する。一方、二つのパッド１は、図示されない車体側に支持されたキャリパ１１内において、前記ロータ２の表裏二つの押圧面２ａに対向するように配置されている。前記二つのパッド１のうち、図示左方のパッド１は、キャリパ１１内に固定されており、図示右方のパッド１にはピストン１２が連結されている。このピストン１２には雌ネジが形成されており、この雌ネジに、電動手段であるモータ３の回転軸に取付けられた雄ネジ１４が螺合されている。従って、モータ３を正回転並びに逆回転すると、ネジの推力により、ピストン１２は、その軸線方向に往復移動されるので、前記図示右方のパッド１は前記パッド２の押圧面２ａに近づいたり遠ざかったりする。また、キャリパ１１は、車体側に対して、図１の紙面上、左右方向に移動可能な状態で指示されている。そのため、前記図示右方のパッド１がロータ２に接触し、押圧されると、キャリパ１１が図上右方向へ移動し、前記図示左方のパッド１もロータ２に接触し、押圧される。逆に、図示右方のパッド１の押圧力が解除されると、図示左方のパッド１の押圧力も解除され、図示右方のパッド１がロータ２から離間すると、図示左方のパッド１もロータ２から離間する。なお、ピストン１２とキャリパ１１との間にはシール１３が介装されている。また、パッド１がロータ２に押圧され、ブレーキ力が発現すると、ロータ２も僅かに摩耗するが、原則としてパッド１の方が大きく摩耗する。
【００３３】
前記モータ３は、コントロールユニット４からの駆動制御信号によって駆動され、その回転方向と速度並びに駆動力が制御される。モータ３の回転方向と速度や駆動力は、一般的に駆動制御信号の電流値によって制御可能である。本実施形態では、モータ３への駆動制御信号の電流値Ｉを電流値センサ５で検出し、コントロールユニット４側にフィードバックしている。また、モータ３には、当該モータ３の回転量から前記ピストン１２の変位を検出する変位センサ６が取付けられており、コントロールユニット４は、この変位センサ６からの出力信号をモータ３の変位Ｘとして入力する。なお、モータ変位Ｘは、前記ピストン１２及びパッド１をロータ２に接近・押圧する方向を正値とする。
【００３４】
この電動制動装置では、ブレーキペダル６と前記ピストン１２とは、周知の流体圧配管で接続されていない。この実施形態では、ブレーキペダル６は、運転者によるペダル踏込みとその踏力を検出するための入力源でしかなく、当該ブレーキペダル６には、周知のブレーキスイッチ７と踏力センサ８並びにストロークセンサ９が取付けられている。そして、これらの出力は、夫々、前記コントロールユニット４に入力される。なお、前記ストロークセンサ９で検出されるペダルストロークＳ及び前記踏力センサ８で検出されるペダル踏力Ｆは、ブレーキペダル６を踏込んでゆく方向で正値とする。
【００３５】
前記コントロールユニット４は、図示されないマイクロコンピュータで構成されており、このマイクロコンピュータは、周知のように各種のインタフェース、記憶装置、演算処理装置等を備え、後述する図２の演算処理を行って、前記モータ３の駆動制御を行っている。
次に、前記モータ３の駆動制御のための図２の演算処理について説明する。
【００３６】
この演算処理は、所定時間ΔＴ（例えば１０msec. ）毎のタイマ割込処理として実行される。なお、このフローチャートでは、特に通信のためのステップを設けていないが、演算によって得られた情報は随時記憶され、記憶されている情報は、必要に応じて、随時読込まれる。
この演算処理は、まずステップＳ１で、前記ブレーキスイッチ７からのブレーキスイッチ信号ＳBRK がＯＮ状態を示す論理値“１”であるか否かを判定し、当該ブレーキスイッチ信号ＳBRK が論理値“１”のＯＮ状態である場合にはステップＳ２に移行し、そうでない場合にはメインプログラムに復帰する。
【００３７】
前記ステップＳ２では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、前記踏力センサ８からのペダル踏力Ｆ、ストロークセンサ９からのペダルストロークＳ、電流値センサ５からのモータ電流値Ｉ、変位センサ６からのモータ変位Ｘを読込んでからステップＳ３に移行する。
前記ステップＳ３では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、前記ステップＳ２で読込んだペダル踏力Ｆの時間微分値ｄＦ／ｄｔ、モータ電流値Ｉの時間微分値ｄＩ／ｄｔ、モータ変位Ｘの時間微分値ｄＸ／ｄｔを算出してからステップＳ４に移行する。
【００３８】
前記ステップＳ４では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、例えば前記ペダルストロークＳが正値、ペダル踏力Ｆが正値、且つペダル踏力時間微分値ｄＦ／ｄｔが“０”以上であること等の判定から、現在、前記ピストン１２をロータ２側に押す方向であるか否かを判定し、現在、ピストン１２を押す方向である場合にはステップＳ５に移行し、そうでない場合にはステップＳ６に移行する。
【００３９】
前記ステップＳ５では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、パッド１とロータ２とが接触していないか否かを判定し、パッド１とロータ２とが接触していない場合にはステップＳ７に移行し、そうでない場合にはステップＳ８に移行する。なお、パッド１とロータ２との接触開始判定の内容については、後段に詳述する。
【００４０】
前記ステップＳ７では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、パッド１及びピストン１２をロータ２側に接近させる側にモータ３を一定の速度で駆動制御する駆動制御信号を創出してからメインプログラムに復帰する。なお、この一定速度制御は、凡そモータ３の最大速度相当に設定してある。
一方、前記ステップＳ８では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、パッド１とロータ２との接触を検出した時点のモータ変位Ｘを当該パッド１とロータ２との接触開始位置と見なし、それを更新してからステップＳ９に移行する。
【００４１】
前記ステップＳ９では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、後述する図３の制御マップに基づいて、ブレーキ力の制御、つまり制動制御を行ってからメインプログラムに復帰する。
また、前記ステップＳ６では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、例えば前記ステップＳ２で読込んだペダル踏力Ｆが所定値以上であるか否か等の判定から、現在ブレーキ力を発現する必要があるか否か、つまりブレーキ力が必要か否かを判定し、ブレーキ力が必要な場合にはステップＳ１０に移行し、そうでない場合にはステップＳ１１に移行する。
【００４２】
前記ステップＳ１０では、前記ステップＳ９と同様に、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、後述する図３の制御マップに基づいて、ブレーキ力の制御、つまり制動制御を行ってからメインプログラムに復帰する。
また、前記ステップＳ１１では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、パッドーロータ間のクリアランス確保制御を行ってからメインプログラムに復帰する。この実施形態におけるパッドーロータ間クリアランス確保制御は、前記可動側パッド１及びピストン１２を戻り端まで戻すようにモータ３を駆動制御することであり、全ての制御は、この戻り端が制御原点となる。そして、この戻り端において、パッド１とロータ２との間には所定値以上のクリアランスが確保されるようになっている。
【００４３】
次に、前記図２の演算処理のステップＳ９或いはステップＳ１０で参照される図３の制御マップについて説明する。図の左半は運転者によるペダル踏力Ｆと運転者が要求しているブレーキ力との関係を示し、図の右半にはモータ変位Ｘと発生するブレーキ力との関係を示している。原則的に、前述のようにピストン１２を移動し、パッド１をロータ２に押圧するモータ３のモータ変位Ｘとブレーキ力との間にはキャリパ剛性による所定の関係がある。従って、運転者によるペダル踏力Ｆが得られたら要求されるブレーキ力を発現するためのモータ変位Ｘが設定されるので、それをブレーキ指令値、具体的にはモータ変位指令値とし、当該モータ変位指令値に応じた駆動制御信号が創成出力される。しかしながら、前述のように、一回の制動毎に、原則的にパッド１及びピストン２１は戻り端に戻される、つまりパッド１とロータ２との間にはクリアランスが設定される。このクリアランスの大きさは、パッド１の摩耗と共に大きくなるので、ブレーキ力が発生し始め、前記キャリパ剛性による所定の関係に応じてブレーキ力が増加するモータ変位の位置は変化する。つまり、パッド１とロータ２との接触開始位置を正確に検出し、その位置に応じてモータ変位指令値、つまりブレーキ指令値を補正する必要が生じる。この部分が、本発明の補正手段に相当する。
【００４４】
モータ変位とモータ電流値との実測値を図４に示す。図中のＡ過程は、前記戻り端位置からクリアランスを詰めている過程であり、この部分が、前記図２の演算処理のステップＳ７に相当し、モータ３を一定速度で駆動制御している。このとき、モータ電流値は各部の摩擦抵抗に抗する程度の一定値で、モータ変位が一定の速度で大きく増加する。図中のＢ過程は、パッド１がロータ２の当接し、更に押圧される過程であり、この部分が、図２の演算処理のステップＳ９に相当する。このとき、実質的には、時間の経過と共に、モータ変位は次第に小さくなり、同時にモータ電流値は次第に大きくなるが、ここでは両者がほぼリニアに増加するものと考える。図中のＣ過程は、パッド１を押圧している状態から戻す方向に変更する過程であり、Ｄ過程は、パッド１の押圧を次第に減少する過程であり、この二つの過程が、前記図２の演算処理のステップＳ１０に相当する。このうち、Ｃ過程は、モータ３の回転方向を変更するときであり、負荷の増大に比例して増加した各部の摩擦のために、モータ変位は殆ど変化せず、モータ電流値のみが減少する。また、Ｄ過程は、モータ変位の減少と共にモータ電流値も減少するが、モータ電流値をモータ変位で除した値の減少の傾きは、モータ３の逆転伝達効率（即ちパッド１をロータ２から離間する方向の伝達効率である）と正転伝達効率（即ちパッド１をロータ２に押圧する方向の伝達効率である）との関係から、前記Ｂ過程における増加傾きより、絶対値として小さい、つまり緩い傾きである。また、図中のＥ過程は、パッド１とロータ２との接触が終了し、パッド１をロータ２から離間してクリアランスを確保する過程であり、前記図２の演算処理のステップＳ１１に相当する。この過程では、前記Ａ過程と逆方向に一定のモータ電流値が流れるが、このときのモータ電流値は、前記Ａ過程のモータ電流値と、所定の電流値だけずれた関係にあり、従って少なくとも前回制動時のＥ過程のモータ電流値に、この所定の電流値を和してやれば、次の制動時のＡ過程のモータ電流値を推定することができる。また、前記Ｄ過程とＥ過程における傾きの変化の違いは小さく、後述するようにモータ電流値の変化の仕方に基づいてパッド１とロータ２との接触開始位置（この場合は接触終了位置というべきであろう）を検出するのは困難である。そこで、本発明では、モータ電流値変化が顕著な前記Ａ過程とＢ過程との間でパッド１とロータ２との接触開始位置を検出する。
【００４５】
図５では、前記Ａ過程からＢ過程におけるモータ電流値Ｉとモータ変位Ｘとを時間軸上に並べて示した。前述したように、前記Ａ過程ではモータ電流値Ｉはほぼ一定であり、Ｂ過程、つまりパッド１とロータ２とが接触してからモータ電流値Ｉが増加し始めるので、前記Ａ過程における一定のモータ電流値Ｉよりも少し大きい電流値を所定の閾値（Ｉ0 ）に設定し、モータ電流値Ｉが当該所定の閾値Ｉ0 以上となった時点のモータ変位Ｘをパッド１とロータ２との接触開始位置として検出すればよい。このモータ電流値Ｉの変化の仕方によってパッド１とロータ２との接触開始位置を正確に検出するためにも、パッド１とロータ２とが接触開始するまでは、つまり前記Ａ過程ではモータ１と一定速度で駆動し、モータ電流値Ｉを安定な状態に保つ必要がある。そして、このようにパッド１とロータ２との接触開始位置を検出することにより、より正確なブレーキ力制御が可能となる。
【００４６】
なお、制動する度にパッド１は摩耗するため、パッド１とロータ２との接触開始位置はモータ変位Ｘの大きい方に必ず変化する。つまり、前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置までは、次の制動時には、パッド１とロータ２とが接触することはない。また、前述したように、前回の制動解除時のＥ過程のモータ電流値Ｉと次の制動時のＡ過程のモータ電流値Ｉとは所定電流値だけずれた関係にある。そこで、前回の制動解除時に、モータ変位Ｘが前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置以下の、パッド１がロータ２から離間するときのモータ電流値Ｉを記憶しておき、次の制動時の前記Ａ過程のモータ電流値Ｉより少し大きくなるように、その値に所定電流値を和した値を前記所定の閾値Ｉ0 に設定し、次の制動のＡ過程におけるモータ電流値Ｉが、その所定の閾値Ｉ0 以上となったときのモータ変位Ｘをパッド１とロータ２との接触開始位置として検出することとすれば、直近の制動状態に応じて閾値を設定することができるので、パッド１とロータ２との接触開始位置をより一層正確に検出することができ、その分だけ、より一層正確なブレーキ制御が可能となる。
【００４７】
また、同じく、前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置までは、次の制動時には、パッド１とロータ２とが接触することがないという原理を用い、パッド１をロータ２に押圧するためにモータ３を駆動制御開始してから、前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置までのモータ電流値Ｉを検出し、そのモータ電流値Ｉに、例えば所定の定数を和して前記所定の閾値を設定するようにすれば、現在のモータ３の作動状態に応じて閾値を設定することができるので、パッド１とロータ２との接触開始位置をより一層正確に検出することができ、更により一層正確なブレーキ制御が可能となる。
【００４８】
ちなみに、モータ３が停止している状態から駆動制御を開始すると、所謂起動電流が流れる。つまり、図５に示すように、前記Ａ過程は、この起動電流が流れているＡ1 過程と、それが終わってモータ電流値Ｉが一定となるＡ2 過程に分かれる。この起動電流が流れているＡ1 過程では、前記モータ電流値Ｉを用いたパッド１とロータ２との接触開始位置の検出はできない。この起動電流が流れるＡ1 過程の時間は、モータ諸元などによって決まっている。そのため、パッド１をロータ２に押圧するために、モータ３を駆動制御し始めてから所定時間は、モータ電流値Ｉを無視し、その後、モータ電流値Ｉが定常期、つまりＡ2 過程に入ってからモータ電流値Ｉによるパッド１とロータ２との接触開始位置検出を行うことが望ましい。
【００４９】
次に、前記パッド１とロータ２との接触開始位置を検出する他の構成について説明する。
図６には、一回の制動における前記モータ電流値Ｉの時間微分値ｄＩ／ｄｔの時系列変化を示した。図中のＡ1 、Ａ2 、Ａ〜Ｅは前記図４及び図５の各過程に相当している。前述したようにＡ過程（正確にはＡ2 過程）ではモータ電流値Ｉは一定、Ｂ過程ではモータ電流値Ｉがリニアに増加するので、Ａ過程からＢ過程への変化時期、つまりパッド１とロータ２との接触開始位置で、モータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔはステップ的に増加する。そのため、このモータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔに閾値ｄＩ0 ／ｄｔを設定し、当該モータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔが閾値ｄＩ0 ／ｄｔ以上となったときのモータ変位Ｘをパッド１とロータ２との接触開始位置として検出することができる。そして、このようにパッド１とロータ２との接触開始位置を検出し、前記モータ変位指令値、つまりブレーキ指令値を補正することにより、正確なブレーキ制御が可能となる。特に、モータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔはステップ的に増加するため、比較的大きな閾値ｄＩ0 ／ｄｔを設定しておいても、パッド１とロータ２とが接触すると、モータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔが当該閾値ｄＩ0 ／ｄｔを確実に、しかも速やかに上回るため、パッド１とロータ２との接触開始位置を正確に且つ早く検出することができる。
【００５０】
なお、この場合も、前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置までは、次の制動時には、パッド１とロータ２とが接触することはないこと、及び前回の制動解除時のＥ過程のモータ電流値Ｉと次の制動時のＡ過程のモータ電流値Ｉとは所定電流値だけずれた関係にあることから、前回の制動解除時に、モータ変位Ｘが前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置以下の、パッド１がロータ２から離間するときのモータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔを記憶しておき、次の制動時のＡ過程で想定されるモータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔより大きくなるように、その値に所定値を和した値を前記所定の閾値ｄＩ0 ／ｄｔに設定し、次の制動のＡ過程におけるモータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔが、その所定の閾値ｄＩ0 ／ｄｔ以上となったときのモータ変位Ｘをパッド１とロータ２との接触開始位置として検出することとすれば、直近の制動状態に応じて閾値を設定することができるので、パッド１とロータ２との接触開始位置をより一層正確に検出することができ、その分だけ、より一層正確なブレーキ制御が可能となる。
【００５１】
また、同じく、前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置までは、次の制動時には、パッド１とロータ２とが接触することがないという原理を用い、パッド１をロータ２に押圧するためにモータ３を駆動制御開始してから、前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置までのモータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔを検出し、そのモータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔに、例えば所定の定数を和して前記所定の閾値ｄＩ0 ／ｄｔを設定するようにすれば、現在のモータ３の作動状態に応じて閾値を設定することができるので、パッド１とロータ２との接触開始位置をより一層正確に検出することができ、更により一層正確なブレーキ制御が可能となる。
【００５２】
ちなみに、この場合も、前記モータ起動電流が流れているＡ1 過程ではモータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔを無視し、その後、モータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔが定常期、つまりＡ2 過程に入ってからモータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔによるパッド１とロータ２との接触開始位置検出を行うことが望ましい。
次に、前記パッド１とロータ２との接触開始位置を検出する他の構成について説明する。
【００５３】
図７には、前記図４に示す制動中のモータ電流値Ｉとモータ変位Ｘとを模式的に表した。図中のＡ〜Ｅは前記図４の各過程に相当している。同図から明らかなように、Ａ過程とＥ過程とを除くと、各過程毎に、モータ変位に対するモータ電流値の傾きが異なる。ここで、モータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔをモータ変位時間微分値ｄＸ／ｄｔで除した値（＝ｄＩ／ｄＸ）について考察する。
【００５４】
図８には、一回の制動における前記モータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸの時系列変化を示した。図中のＡ1 、Ａ2 、Ａ〜Ｅは前記図４及び図５の各過程に相当している。前述したようにＡ過程（正確にはＡ2 過程）ではモータ電流値Ｉは一定（つまりｄＩ＝０）、Ｂ過程ではモータ電流値Ｉとモータ変位Ｘとが或る一定の傾きでリニアに増加するので、Ａ過程からＢ過程への変化時期、つまりパッド１とロータ２との接触開始位置で、モータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸはステップ的に増加する。そのため、このモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸに閾値ｄＩ0 ／ｄＸを設定し、当該モータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸが閾値ｄＩ0 ／ｄＸ以上となったときのモータ変位Ｘをパッド１とロータ２との接触開始位置として検出することができる。そして、このようにパッド１とロータ２との接触開始位置を検出し、前記モータ変位指令値、つまりブレーキ指令値を補正することにより、正確なブレーキ制御が可能となる。特に、モータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸは、ブレーキ力の増加の程度、つまりモータ電流値Ｉの増加の程度に関わらず、ステップ的に増加するため、比較的大きな閾値ｄＩ0 ／ｄＸを設定しておいても、パッド１とロータ２とが接触すると、モータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸが当該閾値ｄＩ0 ／ｄＸを確実に、しかも速やかに上回るため、パッド１とロータ２との接触開始位置を正確に且つ早く検出することができる。
【００５５】
なお、この場合も、前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置までは、次の制動時には、パッド１とロータ２とが接触することはないこと、及び前回の制動解除時のＥ過程のモータ電流値Ｉと次の制動時のＡ過程のモータ電流値Ｉとは所定電流値だけずれた関係にあることから、前回の制動解除時に、モータ変位Ｘが前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置以下の、パッド１がロータ２から離間するときのモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸを記憶しておき、次の制動時のＡ過程で想定されるモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸより大きくなるように、その値に所定値を和した値を前記所定の閾値ｄＩ0 ／ｄＸに設定し、次の制動のＡ過程におけるモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸが、その所定の閾値ｄＩ0 ／ｄＸ以上となったときのモータ変位Ｘをパッド１とロータ２との接触開始位置として検出することとすれば、直近の制動状態に応じて閾値を設定することができるので、パッド１とロータ２との接触開始位置をより一層正確に検出することができ、その分だけ、より一層正確なブレーキ制御が可能となる。
【００５６】
また、このモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸを用いる場合には、以下のようにして前記所定の閾値ｄＩ0 ／ｄＸを設定することもできる。即ち、前述したように、一回の制動でパッド１は必ず摩耗するので、図９に示すようにＮ回目の制動と、その次のＮ＋１回目の制動では、パッド１とロータ２との接触開始位置が異なる（より遠くなる）。しかしながら、Ｎ＋１回目の制動におけるパッド１とロータ２との接触開始位置は、その前のＮ回目の制動におけるパッド１とロータ２との接触終了位置（離間開始位置）に等しい。
【００５７】
即ち、前記図４の説明で、前記パッド１の押圧を終了する前記Ｃ過程までで、当該制動時のパッド１の摩耗分のモータ変位は吸収されているので、続く前記Ｄ過程以降でパッド１が摩耗することは殆どない。そのため、Ｎ回目の制動の前記Ｄ過程で考えられるパッド１とロータ２との接触終了位置は、Ｎ＋１回目の制動のパッド１とロータ２との接触開始位置に等しいと考えてよい。
【００５８】
ここで、前記図７に戻って、Ｎ回目の制動におけるパッド１とロータ２との接触開始位置と、Ｎ＋１回目の制動におけるパッド１とロータ２との接触開始位置とが異なるのは前述したが、それと同時に、Ｎ回目の制動時の前記Ｂ過程においてモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸと、Ｎ＋１回目の制動時の前記Ｂ過程においてモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸとも異なる。図１０に、前回の制動時のモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値と、次の制動時のモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値とを時系列的に示した。なお、図中のＡ1 、Ａ2 、Ａ〜Ｅは前記図４及び図５の各過程に相当している。
【００５９】
しかしながら、パッド１の摩耗量が同じ、つまり前回の制動時のパッド１とロータ２との接触終了位置が、次の制動時のパッド１とロータ２との接触開始位置に等しい場合、前記Ｎ回目の制動時のＤ過程のモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸと、前記Ｎ＋１回目の制動時のＢ過程のモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸとは、モータ３の逆転伝達効率と正転伝達効率との比の関係にあるから、前回の制動時のＤ過程のモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸに、当該モータ３の離間方向伝達効率に対する押圧方向伝達効率の比を乗じることにより、次の制動時のＢ過程のモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸを推定することができる。そこで、この推定した次の制動時のＢ過程のモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸと同等か、若しくはそれより少し小さい値を前記所定の閾値ｄＩ0 ／ｄＸに設定し、次の制動のＡ過程におけるモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸが、その所定の閾値ｄＩ0 ／ｄＸ以上となったときのモータ変位Ｘをパッド１とロータ２との接触開始位置として検出することとすれば、直近の制動状態に応じて閾値を設定することができるので、パッド１とロータ２との接触開始位置をより一層正確に検出することができ、その分だけ、より一層正確なブレーキ制御が可能となる。
【００６０】
また、同じく、前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置までは、次の制動時には、パッド１とロータ２とが接触することがないという原理を用い、パッド１をロータ２に押圧するためにモータ３を駆動制御開始してから、前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置までのモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸを検出し、そのモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸに、例えば所定の定数を和して前記所定の閾値ｄＩ0 ／ｄＸを設定するようにすれば、現在のモータ３の作動状態に応じて閾値を設定することができるので、パッド１とロータ２との接触開始位置をより一層正確に検出することができ、更により一層正確なブレーキ制御が可能となる。
【００６１】
ちなみに、この場合も、前記モータ起動電流が流れているＡ1 過程ではモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸを無視し、その後、モータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸが定常期、つまりＡ2 過程に入ってからモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸによるパッド１とロータ２との接触開始位置検出を行うことが望ましい。
【００６２】
以上より、電流値センサ５が本発明の電流値検出手段及び作動状態検出手段を構成し、以下同様に、変位センサ６が変位検出手段及び作動状態検出手段を構成し、図２の演算処理のステップＳ７、ステップＳ９、ステップＳ１０、ステップＳ１１がブレーキ指令値設定手段を構成し、図１のコントロールユニット４がブレーキ制御手段を構成し、図２の演算処理のステップＳ５が接触開始位置検出手段を構成し、図２の演算処理のステップＳ８が補正手段を構成している。
【００６３】
なお、前記実施形態では、ブレーキ装置自体がディスクブレーキである場合についてのみ説明したが、ブレーキ装置自体はこれに限定されるものではなく、あらゆるタイプのブレーキ装置にも同様に展開可能である。
また、ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧又は離間する電動手段はモータに限定されるものではなく、電流値の大きさに応じてブレーキ摩擦体のブレーキ回転体への押圧力を制御できるものであれば、どのようなものでも使用可能である。
【００６４】
また、電動手段の駆動制御装置としてはマイクロコンピュータに代えて、各種の演算処理装置を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制動装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１のコントロールユニット内で行われる演算処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】ブレーキ指令値であるモータ変位指令値とペダル踏力との関係を示す制御マップである。
【図４】モータ電流値とモータ変位との実測値の説明図である。
【図５】モータ電流値及びモータ変位の時系列変化の説明図である。
【図６】モータ電流値時間微分値の時系列変化の説明図である。
【図７】モータ電流値とモータ変位との関係を模式図化した説明図である。
【図８】モータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値の時系列変化の説明図である。
【図９】Ｎ回目の制動とＮ＋１回目の制動におけるモータ変位の時系列変化の説明図である。
【図１０】モータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値の時系列変化の説明図である。
【符号の説明】
１はパッド（ブレーキ摩擦体）
２はロータ（ブレーキ回転体）
３はモータ（電動手段）
４はコントロールユニット（ブレーキ制御手段）
５は電流値センサ（電流値検出手段）
６は変位センサ（変位検出手段）
７はブレーキスイッチ
８は踏力センサ
９はストロークセンサ
１１はキャリパ
１２はピストン
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータなどの電動手段によってブレーキ回転体、つまりロータにブレーキ摩擦体、つまりパッドやシューを押圧したり離間したりすることでブレーキ力を発現する制動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような制動装置では、例えば運転者によるブレーキペダルの踏力を検出し、この踏力に応じたブレーキ力が発現するようにモータなどの電動手段の駆動状態を制御する。ブレーキ力の推定方法には、例えばSAE1999-01-0482 に記載されるものがある。このブレーキ力推定方法は、例えばブレーキ摩擦体であるパッドを支持するキャリパの剛性を用い、ブレーキ回転体であるロータとパッドとの接触開始位置からのモータ変位量に基づいてブレーキ力を推定するものである。具体的には、パッドとロータとが接触してからはモータ変位量とブレーキ力との間に、キャリパ剛性に基づく所定の関係が成立するので、モータ変位量を制御することによりブレーキ力を制御することができるというものである。但し、モータ変位量には、所謂パッドとロータとのクリアランスを詰める部分、つまりモータを押圧方向に駆動開始してからパッドとロータとが接触するまでの部分と、パッドとロータとが接触してからの部分とが含まれており、前記キャリパ剛性に基づくブレーキ力とモータ変位量との所定の関係は、後者の間でのみ成立する。従って、全モータ変位量から、パッドとロータとが接触してからの部分のモータ変位量を求めるためには、モータを押圧方向に駆動開始してからパッドとロータとが接触する部分を正確に除去する必要があり、そのためにはパッドとロータとが接触開始する位置を正確に検出する必要が生じるのである。
【０００３】
このパッドとロータとの接触開始位置を検出してブレーキ力を制御する制動装置としては、例えば特開平９−１３７８４１号公報に記載されるものがある。この制動装置では、パッドを押圧したり離間したりするためのピストンに軸力センサを取付け、ブレーキ力を解除するとき、つまりパッドを離間する方向にピストンを移動しているときに、前記軸力センサで検出される軸力が零となった位置をパッドとロータとの接触開始点とするようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記軸力センサは、制動装置のピストンの軸力を検出するという使用環境下では、温度変化による特性変化や、振動によるノイズ、或いは劣化が発生し、これにより軸力そのものの検出精度が低下し、それに起因してパッドとロータとの接触開始位置を正確に検出できない可能性がある。
【０００５】
本発明は、これらの諸問題を解決すべく開発されたものであり、軸力センサを用いることなく、正確にパッド、即ちブレーキ摩擦体とロータ、即ちブレーキ回転体との接触開始位置を検出することができ、これによって正確なブレーキ力制御が可能な制動装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に係る制動装置は、車輪と共に回転するブレーキ回転体に対し、車体側に支持されたブレーキ摩擦体を押圧又は離間させる電動手段と、前記電動手段の作動状態を検出する作動状態検出手段と、運転者の操作量又は車両挙動に基づいてブレーキ指令値を設定するブレーキ指令値設定手段と、前記ブレーキ指令値設定手段で設定されたブレーキ指令値に基づいて前記電動手段を駆動制御するブレーキ制御手段と、前記電動手段によって前記ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するときに、前記作動状態検出手段で検出された電動手段の作動状態に基づいて、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出する接触開始位置検出手段とを備え、前記ブレーキ指令値設定手段は、前記接触開始位置検出手段で検出された前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置に基づいて、ブレーキ指令値を補正する補正手段を備え、前記ブレーキ指令値設定手段は、前記接触開始位置検出手段がブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するまでは、前記電動手段が一定の速度で駆動するようにブレーキ指令値を設定すると共に、前記作動状態検出手段は、前記電動手段の電流値を検出する電流値検出手段と、前記電動手段の変位を検出する変位検出手段とを備え、且つ前記接触開始位置検出手段は、前記電流値検出手段で検出される電動手段の電流値が所定の閾値以上となったときの前記変位検出手段で検出される電動手段の変位を、前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置として検出すると共に、前記電動手段の電流値に基づいて前記所定の閾値を設定することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のうち請求項２に係る制動装置は、前記請求項１の発明において、前記接触開始位置検出手段は、前回の制動解除時において、前記電動手段の変位が前回の制動で検出した前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置以下で当該ブレーキ摩擦体がブレーキ回転体から離間するときの電動手段の電流値に基づいて、前記所定の閾値を設定することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のうち請求項３に係る制動装置は、前記請求項１の発明において、前記接触開始位置検出手段は、前記ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するために前記電動手段を駆動制御開始してから、前回の制動で検出した前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置までの電動手段の電流値に基づいて、前記所定の閾値を設定することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明のうち請求項４に係る制動装置は、車輪と共に回転するブレーキ回転体に対し、車体側に支持されたブレーキ摩擦体を押圧又は離間させる電動手段と、前記電動手段の作動状態を検出する作動状態検出手段と、運転者の操作量又は車両挙動に基づいてブレーキ指令値を設定するブレーキ指令値設定手段と、前記ブレーキ指令値設定手段で設定されたブレーキ指令値に基づいて前記電動手段を駆動制御するブレーキ制御手段と、前記電動手段によって前記ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するときに、前記作動状態検出手段で検出された電動手段の作動状態に基づいて、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出する接触開始位置検出手段とを備え、前記ブレーキ指令値設定手段は、前記接触開始位置検出手段で検出された前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置に基づいて、ブレーキ指令値を補正する補正手段を備え、前記ブレーキ指令値設定手段は、前記接触開始位置検出手段がブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するまでは、前記電動手段が一定の速度で駆動するようにブレーキ指令値を設定すると共に、前記作動状態検出手段は、前記電動手段の電流値を検出する電流値検出手段と、前記電動手段の変位を検出する変位検出手段とを備え、且つ前記接触開始位置検出手段は、前記電流値検出手段で検出される電動手段の電流値の時間微分値が所定の閾値以上となったときの前記変位検出手段で検出される電動手段の変位を、前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置として検出すると共に、前記電動手段の電流値の時間微分値に基づいて前記所定の閾値を設定することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明のうち請求項５に係る制動装置は、前記請求項４の発明において前記接触開始位置検出手段は、前回の制動解除時において、前記電動手段の変位が前回の制動で検出した前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置以下で当該ブレーキ摩擦体がブレーキ回転体から離間するときの電動手段の電流値の時間微分値に基づいて、前記所定の閾値を設定することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明のうち請求項６に係る制動装置は、前記請求項４の発明において、前記接触開始位置検出手段は、前記ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するために前記電動手段を駆動制御開始してから、前回の制動で検出した前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置までの電動手段の電流値の時間微分値に基づいて、前記所定の閾値を設定することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明のうち請求項７に係る制動装置は、車輪と共に回転するブレーキ回転体に対し、車体側に支持されたブレーキ摩擦体を押圧又は離間させる電動手段と、前記電動手段の作動状態を検出する作動状態検出手段と、運転者の操作量又は車両挙動に基づいてブレーキ指令値を設定するブレーキ指令値設定手段と、前記ブレーキ指令値設定手段で設定されたブレーキ指令値に基づいて前記電動手段を駆動制御するブレーキ制御手段と、前記電動手段によって前記ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するときに、前記作動状態検出手段で検出された電動手段の作動状態に基づいて、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出する接触開始位置検出手段とを備え、前記ブレーキ指令値設定手段は、前記接触開始位置検出手段で検出された前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置に基づいて、ブレーキ指令値を補正する補正手段を備え、前記ブレーキ指令値設定手段は、前記接触開始位置検出手段がブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するまでは、前記電動手段が一定の速度で駆動するようにブレーキ指令値を設定すると共に、前記作動状態検出手段は、前記電動手段の電流値を検出する電流値検出手段と、前記電動手段の変位を検出する変位検出手段とを備え、且つ前記接触開始位置検出手段は、前記電流値検出手段で検出される電動手段の電流値の時間微分値を前記変位検出手段で検出される電動手段の変位の時間微分値で除した値が所定の閾値以上となったときの当該変位検出手段で検出される電動手段の変位を、前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置として検出すると共に、前記電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値に基づいて前記所定の閾値を設定することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明のうち請求項８に係る制動装置は、前記請求項７の発明において、前記接触開始位置検出手段は、前回の制動解除時において、前記電動手段の変位が前回の制動で検出した前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置以下で当該ブレーキ摩擦体がブレーキ回転体から離間するときの電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値に基づいて、前記所定の閾値を設定することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明のうち請求項９に係る制動装置は、前記請求項７の発明において、前記接触開始位置検出手段は、前回の制動解除時において、前記電動手段の変位が前回の制動で検出した前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置以上で当該ブレーキ摩擦体がブレーキ回転体から離間する直前の電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値に、前記電動手段の離間方向伝達効率に対する押圧方向伝達効率の比を乗じた値に基づいて、前記所定の閾値を設定することを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明のうち請求項１０に係る制動装置は、前記請求項７の発明において、前記接触開始位置検出手段は、前記ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するために前記電動手段を駆動制御開始してから、前回の制動で検出した前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置までの電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値に基づいて、前記所定の閾値を設定することを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項１１に係る制動装置は、前記請求項１乃至１０の何れかの発明において、前記接触開始位置検出手段は、前記ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するために、前記ブレーキ制御手段が電動手段を駆動制御し始めてから所定時間は、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するための前記作動状態検出手段で検出される電動手段の作動状態を無視することを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の効果】
而して、本発明のうち請求項１に係る制動装置によれば、例えば電動手段がモータであり、作動状態として当該モータの電流値や変位を検出する場合、その電動手段によってブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するときに、当該電動手段の電流値や変位などの作動状態に基づいて、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出し、このブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置に基づいて、ブレーキ指令値を補正する構成としたため、ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体から離間するときよりも明確に表れる電動手段の作動状態の変化によって前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を正確に検出することができ、この接触開始位置によってブレーキ指令値を補正して、正確なブレーキ力制御が可能となると共に、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するまでは、電動手段を一定の速度で駆動するようにブレーキ指令値を設定する構成としたため、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始する以前の電動手段の作動状態を安定化させることができると共に、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始してからの電動手段の作動状態の変化が明確になり、その分だけ当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を正確に検出することができ、更に電動手段の電流値と変位とを当該電動手段の作動状態として検出し、且つ例えばブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始する以前の電動手段の電流値と変位との安定した関係から、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始してからの電動手段の電流値と変位とのキャリパ剛性に基づく関係に移行し、そのときに増加する電動手段の電流値が所定の閾値以上となったときの当該電動手段の変位を、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置として検出する構成としたため、軸力センサを用いることなく、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を正確に検出することができ、更に電動手段の電流値に基づいて所定の閾値を設定する構成としたため、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置をより一層正確に検出することができる。
【００２３】
また、本発明のうち請求項２に係る制動装置によれば、前回の制動解除時において、前記電動手段の変位が前回の制動で検出したブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置以下で当該ブレーキ摩擦体がブレーキ回転体から離間するときの電動手段の電流値に基づいて、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するための所定の閾値を設定する構成としたため、当該所定の閾値を直近の電動手段の作動状態に応じて補正し、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置をより一層正確に検出することができる。
【００２４】
また、本発明のうち請求項３に係る制動装置によれば、ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するために電動手段を駆動制御開始してから、前回の制動で検出したブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置までの電動手段の電流値に基づいて、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するための所定の閾値を設定する構成としたため、当該所定の閾値を現在の電動手段の作動状態に応じて補正し、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置をより一層正確に検出することができる。
【００２５】
また、本発明のうち請求項４に係る制動装置によれば、例えば電動手段がモータであり、作動状態として当該モータの電流値や変位を検出する場合、その電動手段によってブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するときに、当該電動手段の電流値や変位などの作動状態に基づいて、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出し、このブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置に基づいて、ブレーキ指令値を補正する構成としたため、ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体から離間するときよりも明確に表れる電動手段の作動状態の変化によって前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を正確に検出することができ、この接触開始位置によってブレーキ指令値を補正して、正確なブレーキ力制御が可能となると共に、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するまでは、電動手段を一定の速度で駆動するようにブレーキ指令値を設定する構成としたため、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始する以前の電動手段の作動状態を安定化させることができると共に、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始してからの電動手段の作動状態の変化が明確になり、その分だけ当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を正確に検出することができ、更に電動手段の電流値と変位とを当該電動手段の作動状態として検出し、且つ例えばブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始する以前の電動手段の電流値と変位との安定した関係から、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始してからの電動手段の電流値と変位とのキャリパ剛性に基づく関係に移行し、そのときに増加する電動手段の電流値の時間微分値が所定の閾値以上となったときの当該電動手段の変位を、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置として検出する構成としたため、軸力センサを用いることなく、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を正確に検出することができると共に、電動手段の電流値自体よりもその時間微分値の方が変化が明瞭なので、その分だけブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を早く検出することができ、更に電動手段の電流値の時間微分値に基づいて所定の閾値を設定する構成としたため、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置をより一層正確に検出することができる。
【００２６】
また、本発明のうち請求項５に係る制動装置によれば、前回の制動解除時において、前記電動手段の変位が前回の制動で検出したブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置以下で当該ブレーキ摩擦体がブレーキ回転体から離間するときの電動手段の電流値の時間微分値に基づいて、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するための所定の閾値を設定する構成としたため、当該所定の閾値を直近の電動手段の作動状態に応じて補正し、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置をより一層正確に検出することができる。
【００２７】
また、本発明のうち請求項６に係る制動装置によれば、ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するために電動手段を駆動制御開始してから、前回の制動で検出したブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置までの電動手段の電流値の時間微分値に基づいて、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するための所定の閾値を設定する構成としたため、当該所定の閾値を現在の電動手段の作動状態に応じて補正し、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置をより一層正確に検出することができる。
【００２８】
また、本発明のうち請求項７に係る制動装置によれば、例えば電動手段がモータであり、作動状態として当該モータの電流値や変位を検出する場合、その電動手段によってブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するときに、当該電動手段の電流値や変位などの作動状態に基づいて、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出し、このブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置に基づいて、ブレーキ指令値を補正する構成としたため、ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体から離間するときよりも明確に表れる電動手段の作動状態の変化によって前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を正確に検出することができ、この接触開始位置によってブレーキ指令値を補正して、正確なブレーキ力制御が可能となると共に、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するまでは、電動手段を一定の速度で駆動するようにブレーキ指令値を設定する構成としたため、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始する以前の電動手段の作動状態を安定化させることができると共に、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始してからの電動手段の作動状態の変化が明確になり、その分だけ当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を正確に検出することができ、更に電動手段の電流値と変位とを当該電動手段の作動状態として検出し、且つ例えばブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始する以前の電動手段の電流値と変位との安定した関係から、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始してからの電動手段の電流値と変位とのキャリパ剛性に基づく関係に移行し、そのときに増加する電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値が所定の閾値以上となったときの当該電動手段の変位を、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置として検出する構成としたため、軸力センサを用いることなく、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を正確に検出することができると共に、駆動制御方法により生じる電動手段の電流値の変化に関わらず、明瞭に変化する値に基づいてブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を確実に検出することができ、更に電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値に基づいて所定の閾値を設定する構成としたため、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置をより一層正確に検出することができる。
【００２９】
また、本発明のうち請求項８に係る制動装置によれば、前回の制動解除時において、前記電動手段の変位が前回の制動で検出したブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置以下で当該ブレーキ摩擦体がブレーキ回転体から離間するときの電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値に基づいて、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するための所定の閾値を設定する構成としたため、当該所定の閾値を直近の電動手段の作動状態に応じて補正し、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置をより一層正確に検出することができる。
【００３０】
また、本発明のうち請求項９に係る制動装置によれば、前回の制動解除時において、前記電動手段の変位が前回の制動で検出したブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置以上で当該ブレーキ摩擦体がブレーキ回転体から離間する直前の電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値に、電動手段の離間方向伝達効率に対する押圧方向伝達効率の比を乗じた値に基づいて、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するための所定の閾値を設定する構成としたため、摩耗したブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始してからの電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値を正確に推定し、それに応じた閾値を設定することで、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置をより一層正確に検出することができる。
【００３１】
また、本発明のうち請求項１０に係る制動装置によれば、ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するために電動手段を駆動制御開始してから、前回の制動で検出したブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置までの電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値に基づいて、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するための所定の閾値を設定する構成としたため、当該所定の閾値を現在の電動手段の作動状態に応じて補正し、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置をより一層正確に検出することができる。
また、本発明のうち請求項１１に係る制動装置によれば、ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するために、電動手段を駆動制御し始めてから所定時間は、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するための電動手段の作動状態を虫する構成としたため、例えば電動手段がモータであり、作動状態として当該モータの電流値や変位を検出する場合、その電動手段が駆動開始されたときの起動電流を無視し、その後の安定した電流値と、ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体とが接触開始してからの電流値の変化とに基づいて、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を正確に検出することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、所謂ディスクブレーキに展開された本発明の第１の実施形態を示すシステム構成図であり、図中の符号１はブレーキ摩擦体であるパッド、２はブレーキ回転体であるロータであり、ロータ２は図示されない車輪と共に回転する。一方、二つのパッド１は、図示されない車体側に支持されたキャリパ１１内において、前記ロータ２の表裏二つの押圧面２ａに対向するように配置されている。前記二つのパッド１のうち、図示左方のパッド１は、キャリパ１１内に固定されており、図示右方のパッド１にはピストン１２が連結されている。このピストン１２には雌ネジが形成されており、この雌ネジに、電動手段であるモータ３の回転軸に取付けられた雄ネジ１４が螺合されている。従って、モータ３を正回転並びに逆回転すると、ネジの推力により、ピストン１２は、その軸線方向に往復移動されるので、前記図示右方のパッド１は前記パッド２の押圧面２ａに近づいたり遠ざかったりする。また、キャリパ１１は、車体側に対して、図１の紙面上、左右方向に移動可能な状態で指示されている。そのため、前記図示右方のパッド１がロータ２に接触し、押圧されると、キャリパ１１が図上右方向へ移動し、前記図示左方のパッド１もロータ２に接触し、押圧される。逆に、図示右方のパッド１の押圧力が解除されると、図示左方のパッド１の押圧力も解除され、図示右方のパッド１がロータ２から離間すると、図示左方のパッド１もロータ２から離間する。なお、ピストン１２とキャリパ１１との間にはシール１３が介装されている。また、パッド１がロータ２に押圧され、ブレーキ力が発現すると、ロータ２も僅かに摩耗するが、原則としてパッド１の方が大きく摩耗する。
【００３３】
前記モータ３は、コントロールユニット４からの駆動制御信号によって駆動され、その回転方向と速度並びに駆動力が制御される。モータ３の回転方向と速度や駆動力は、一般的に駆動制御信号の電流値によって制御可能である。本実施形態では、モータ３への駆動制御信号の電流値Ｉを電流値センサ５で検出し、コントロールユニット４側にフィードバックしている。また、モータ３には、当該モータ３の回転量から前記ピストン１２の変位を検出する変位センサ６が取付けられており、コントロールユニット４は、この変位センサ６からの出力信号をモータ３の変位Ｘとして入力する。なお、モータ変位Ｘは、前記ピストン１２及びパッド１をロータ２に接近・押圧する方向を正値とする。
【００３４】
この電動制動装置では、ブレーキペダル６と前記ピストン１２とは、周知の流体圧配管で接続されていない。この実施形態では、ブレーキペダル６は、運転者によるペダル踏込みとその踏力を検出するための入力源でしかなく、当該ブレーキペダル６には、周知のブレーキスイッチ７と踏力センサ８並びにストロークセンサ９が取付けられている。そして、これらの出力は、夫々、前記コントロールユニット４に入力される。なお、前記ストロークセンサ９で検出されるペダルストロークＳ及び前記踏力センサ８で検出されるペダル踏力Ｆは、ブレーキペダル６を踏込んでゆく方向で正値とする。
【００３５】
前記コントロールユニット４は、図示されないマイクロコンピュータで構成されており、このマイクロコンピュータは、周知のように各種のインタフェース、記憶装置、演算処理装置等を備え、後述する図２の演算処理を行って、前記モータ３の駆動制御を行っている。
次に、前記モータ３の駆動制御のための図２の演算処理について説明する。
【００３６】
この演算処理は、所定時間ΔＴ（例えば１０msec. ）毎のタイマ割込処理として実行される。なお、このフローチャートでは、特に通信のためのステップを設けていないが、演算によって得られた情報は随時記憶され、記憶されている情報は、必要に応じて、随時読込まれる。
この演算処理は、まずステップＳ１で、前記ブレーキスイッチ７からのブレーキスイッチ信号ＳBRK がＯＮ状態を示す論理値“１”であるか否かを判定し、当該ブレーキスイッチ信号ＳBRK が論理値“１”のＯＮ状態である場合にはステップＳ２に移行し、そうでない場合にはメインプログラムに復帰する。
【００３７】
前記ステップＳ２では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、前記踏力センサ８からのペダル踏力Ｆ、ストロークセンサ９からのペダルストロークＳ、電流値センサ５からのモータ電流値Ｉ、変位センサ６からのモータ変位Ｘを読込んでからステップＳ３に移行する。
前記ステップＳ３では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、前記ステップＳ２で読込んだペダル踏力Ｆの時間微分値ｄＦ／ｄｔ、モータ電流値Ｉの時間微分値ｄＩ／ｄｔ、モータ変位Ｘの時間微分値ｄＸ／ｄｔを算出してからステップＳ４に移行する。
【００３８】
前記ステップＳ４では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、例えば前記ペダルストロークＳが正値、ペダル踏力Ｆが正値、且つペダル踏力時間微分値ｄＦ／ｄｔが“０”以上であること等の判定から、現在、前記ピストン１２をロータ２側に押す方向であるか否かを判定し、現在、ピストン１２を押す方向である場合にはステップＳ５に移行し、そうでない場合にはステップＳ６に移行する。
【００３９】
前記ステップＳ５では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、パッド１とロータ２とが接触していないか否かを判定し、パッド１とロータ２とが接触していない場合にはステップＳ７に移行し、そうでない場合にはステップＳ８に移行する。なお、パッド１とロータ２との接触開始判定の内容については、後段に詳述する。
【００４０】
前記ステップＳ７では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、パッド１及びピストン１２をロータ２側に接近させる側にモータ３を一定の速度で駆動制御する駆動制御信号を創出してからメインプログラムに復帰する。なお、この一定速度制御は、凡そモータ３の最大速度相当に設定してある。
一方、前記ステップＳ８では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、パッド１とロータ２との接触を検出した時点のモータ変位Ｘを当該パッド１とロータ２との接触開始位置と見なし、それを更新してからステップＳ９に移行する。
【００４１】
前記ステップＳ９では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、後述する図３の制御マップに基づいて、ブレーキ力の制御、つまり制動制御を行ってからメインプログラムに復帰する。
また、前記ステップＳ６では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、例えば前記ステップＳ２で読込んだペダル踏力Ｆが所定値以上であるか否か等の判定から、現在ブレーキ力を発現する必要があるか否か、つまりブレーキ力が必要か否かを判定し、ブレーキ力が必要な場合にはステップＳ１０に移行し、そうでない場合にはステップＳ１１に移行する。
【００４２】
前記ステップＳ１０では、前記ステップＳ９と同様に、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、後述する図３の制御マップに基づいて、ブレーキ力の制御、つまり制動制御を行ってからメインプログラムに復帰する。
また、前記ステップＳ１１では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、パッドーロータ間のクリアランス確保制御を行ってからメインプログラムに復帰する。この実施形態におけるパッドーロータ間クリアランス確保制御は、前記可動側パッド１及びピストン１２を戻り端まで戻すようにモータ３を駆動制御することであり、全ての制御は、この戻り端が制御原点となる。そして、この戻り端において、パッド１とロータ２との間には所定値以上のクリアランスが確保されるようになっている。
【００４３】
次に、前記図２の演算処理のステップＳ９或いはステップＳ１０で参照される図３の制御マップについて説明する。図の左半は運転者によるペダル踏力Ｆと運転者が要求しているブレーキ力との関係を示し、図の右半にはモータ変位Ｘと発生するブレーキ力との関係を示している。原則的に、前述のようにピストン１２を移動し、パッド１をロータ２に押圧するモータ３のモータ変位Ｘとブレーキ力との間にはキャリパ剛性による所定の関係がある。従って、運転者によるペダル踏力Ｆが得られたら要求されるブレーキ力を発現するためのモータ変位Ｘが設定されるので、それをブレーキ指令値、具体的にはモータ変位指令値とし、当該モータ変位指令値に応じた駆動制御信号が創成出力される。しかしながら、前述のように、一回の制動毎に、原則的にパッド１及びピストン２１は戻り端に戻される、つまりパッド１とロータ２との間にはクリアランスが設定される。このクリアランスの大きさは、パッド１の摩耗と共に大きくなるので、ブレーキ力が発生し始め、前記キャリパ剛性による所定の関係に応じてブレーキ力が増加するモータ変位の位置は変化する。つまり、パッド１とロータ２との接触開始位置を正確に検出し、その位置に応じてモータ変位指令値、つまりブレーキ指令値を補正する必要が生じる。この部分が、本発明の補正手段に相当する。
【００４４】
モータ変位とモータ電流値との実測値を図４に示す。図中のＡ過程は、前記戻り端位置からクリアランスを詰めている過程であり、この部分が、前記図２の演算処理のステップＳ７に相当し、モータ３を一定速度で駆動制御している。このとき、モータ電流値は各部の摩擦抵抗に抗する程度の一定値で、モータ変位が一定の速度で大きく増加する。図中のＢ過程は、パッド１がロータ２の当接し、更に押圧される過程であり、この部分が、図２の演算処理のステップＳ９に相当する。このとき、実質的には、時間の経過と共に、モータ変位は次第に小さくなり、同時にモータ電流値は次第に大きくなるが、ここでは両者がほぼリニアに増加するものと考える。図中のＣ過程は、パッド１を押圧している状態から戻す方向に変更する過程であり、Ｄ過程は、パッド１の押圧を次第に減少する過程であり、この二つの過程が、前記図２の演算処理のステップＳ１０に相当する。このうち、Ｃ過程は、モータ３の回転方向を変更するときであり、負荷の増大に比例して増加した各部の摩擦のために、モータ変位は殆ど変化せず、モータ電流値のみが減少する。また、Ｄ過程は、モータ変位の減少と共にモータ電流値も減少するが、モータ電流値をモータ変位で除した値の減少の傾きは、モータ３の逆転伝達効率（即ちパッド１をロータ２から離間する方向の伝達効率である）と正転伝達効率（即ちパッド１をロータ２に押圧する方向の伝達効率である）との関係から、前記Ｂ過程における増加傾きより、絶対値として小さい、つまり緩い傾きである。また、図中のＥ過程は、パッド１とロータ２との接触が終了し、パッド１をロータ２から離間してクリアランスを確保する過程であり、前記図２の演算処理のステップＳ１１に相当する。この過程では、前記Ａ過程と逆方向に一定のモータ電流値が流れるが、このときのモータ電流値は、前記Ａ過程のモータ電流値と、所定の電流値だけずれた関係にあり、従って少なくとも前回制動時のＥ過程のモータ電流値に、この所定の電流値を和してやれば、次の制動時のＡ過程のモータ電流値を推定することができる。また、前記Ｄ過程とＥ過程における傾きの変化の違いは小さく、後述するようにモータ電流値の変化の仕方に基づいてパッド１とロータ２との接触開始位置（この場合は接触終了位置というべきであろう）を検出するのは困難である。そこで、本発明では、モータ電流値変化が顕著な前記Ａ過程とＢ過程との間でパッド１とロータ２との接触開始位置を検出する。
【００４５】
図５では、前記Ａ過程からＢ過程におけるモータ電流値Ｉとモータ変位Ｘとを時間軸上に並べて示した。前述したように、前記Ａ過程ではモータ電流値Ｉはほぼ一定であり、Ｂ過程、つまりパッド１とロータ２とが接触してからモータ電流値Ｉが増加し始めるので、前記Ａ過程における一定のモータ電流値Ｉよりも少し大きい電流値を所定の閾値（Ｉ0 ）に設定し、モータ電流値Ｉが当該所定の閾値Ｉ0 以上となった時点のモータ変位Ｘをパッド１とロータ２との接触開始位置として検出すればよい。このモータ電流値Ｉの変化の仕方によってパッド１とロータ２との接触開始位置を正確に検出するためにも、パッド１とロータ２とが接触開始するまでは、つまり前記Ａ過程ではモータ１と一定速度で駆動し、モータ電流値Ｉを安定な状態に保つ必要がある。そして、このようにパッド１とロータ２との接触開始位置を検出することにより、より正確なブレーキ力制御が可能となる。
【００４６】
なお、制動する度にパッド１は摩耗するため、パッド１とロータ２との接触開始位置はモータ変位Ｘの大きい方に必ず変化する。つまり、前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置までは、次の制動時には、パッド１とロータ２とが接触することはない。また、前述したように、前回の制動解除時のＥ過程のモータ電流値Ｉと次の制動時のＡ過程のモータ電流値Ｉとは所定電流値だけずれた関係にある。そこで、前回の制動解除時に、モータ変位Ｘが前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置以下の、パッド１がロータ２から離間するときのモータ電流値Ｉを記憶しておき、次の制動時の前記Ａ過程のモータ電流値Ｉより少し大きくなるように、その値に所定電流値を和した値を前記所定の閾値Ｉ0 に設定し、次の制動のＡ過程におけるモータ電流値Ｉが、その所定の閾値Ｉ0 以上となったときのモータ変位Ｘをパッド１とロータ２との接触開始位置として検出することとすれば、直近の制動状態に応じて閾値を設定することができるので、パッド１とロータ２との接触開始位置をより一層正確に検出することができ、その分だけ、より一層正確なブレーキ制御が可能となる。
【００４７】
また、同じく、前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置までは、次の制動時には、パッド１とロータ２とが接触することがないという原理を用い、パッド１をロータ２に押圧するためにモータ３を駆動制御開始してから、前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置までのモータ電流値Ｉを検出し、そのモータ電流値Ｉに、例えば所定の定数を和して前記所定の閾値を設定するようにすれば、現在のモータ３の作動状態に応じて閾値を設定することができるので、パッド１とロータ２との接触開始位置をより一層正確に検出することができ、更により一層正確なブレーキ制御が可能となる。
【００４８】
ちなみに、モータ３が停止している状態から駆動制御を開始すると、所謂起動電流が流れる。つまり、図５に示すように、前記Ａ過程は、この起動電流が流れているＡ1 過程と、それが終わってモータ電流値Ｉが一定となるＡ2 過程に分かれる。この起動電流が流れているＡ1 過程では、前記モータ電流値Ｉを用いたパッド１とロータ２との接触開始位置の検出はできない。この起動電流が流れるＡ1 過程の時間は、モータ諸元などによって決まっている。そのため、パッド１をロータ２に押圧するために、モータ３を駆動制御し始めてから所定時間は、モータ電流値Ｉを無視し、その後、モータ電流値Ｉが定常期、つまりＡ2 過程に入ってからモータ電流値Ｉによるパッド１とロータ２との接触開始位置検出を行うことが望ましい。
【００４９】
次に、前記パッド１とロータ２との接触開始位置を検出する他の構成について説明する。
図６には、一回の制動における前記モータ電流値Ｉの時間微分値ｄＩ／ｄｔの時系列変化を示した。図中のＡ1 、Ａ2 、Ａ〜Ｅは前記図４及び図５の各過程に相当している。前述したようにＡ過程（正確にはＡ2 過程）ではモータ電流値Ｉは一定、Ｂ過程ではモータ電流値Ｉがリニアに増加するので、Ａ過程からＢ過程への変化時期、つまりパッド１とロータ２との接触開始位置で、モータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔはステップ的に増加する。そのため、このモータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔに閾値ｄＩ0 ／ｄｔを設定し、当該モータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔが閾値ｄＩ0 ／ｄｔ以上となったときのモータ変位Ｘをパッド１とロータ２との接触開始位置として検出することができる。そして、このようにパッド１とロータ２との接触開始位置を検出し、前記モータ変位指令値、つまりブレーキ指令値を補正することにより、正確なブレーキ制御が可能となる。特に、モータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔはステップ的に増加するため、比較的大きな閾値ｄＩ0 ／ｄｔを設定しておいても、パッド１とロータ２とが接触すると、モータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔが当該閾値ｄＩ0 ／ｄｔを確実に、しかも速やかに上回るため、パッド１とロータ２との接触開始位置を正確に且つ早く検出することができる。
【００５０】
なお、この場合も、前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置までは、次の制動時には、パッド１とロータ２とが接触することはないこと、及び前回の制動解除時のＥ過程のモータ電流値Ｉと次の制動時のＡ過程のモータ電流値Ｉとは所定電流値だけずれた関係にあることから、前回の制動解除時に、モータ変位Ｘが前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置以下の、パッド１がロータ２から離間するときのモータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔを記憶しておき、次の制動時のＡ過程で想定されるモータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔより大きくなるように、その値に所定値を和した値を前記所定の閾値ｄＩ0 ／ｄｔに設定し、次の制動のＡ過程におけるモータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔが、その所定の閾値ｄＩ0 ／ｄｔ以上となったときのモータ変位Ｘをパッド１とロータ２との接触開始位置として検出することとすれば、直近の制動状態に応じて閾値を設定することができるので、パッド１とロータ２との接触開始位置をより一層正確に検出することができ、その分だけ、より一層正確なブレーキ制御が可能となる。
【００５１】
また、同じく、前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置までは、次の制動時には、パッド１とロータ２とが接触することがないという原理を用い、パッド１をロータ２に押圧するためにモータ３を駆動制御開始してから、前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置までのモータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔを検出し、そのモータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔに、例えば所定の定数を和して前記所定の閾値ｄＩ0 ／ｄｔを設定するようにすれば、現在のモータ３の作動状態に応じて閾値を設定することができるので、パッド１とロータ２との接触開始位置をより一層正確に検出することができ、更により一層正確なブレーキ制御が可能となる。
【００５２】
ちなみに、この場合も、前記モータ起動電流が流れているＡ1 過程ではモータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔを無視し、その後、モータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔが定常期、つまりＡ2 過程に入ってからモータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔによるパッド１とロータ２との接触開始位置検出を行うことが望ましい。
次に、前記パッド１とロータ２との接触開始位置を検出する他の構成について説明する。
【００５３】
図７には、前記図４に示す制動中のモータ電流値Ｉとモータ変位Ｘとを模式的に表した。図中のＡ〜Ｅは前記図４の各過程に相当している。同図から明らかなように、Ａ過程とＥ過程とを除くと、各過程毎に、モータ変位に対するモータ電流値の傾きが異なる。ここで、モータ電流値時間微分値ｄＩ／ｄｔをモータ変位時間微分値ｄＸ／ｄｔで除した値（＝ｄＩ／ｄＸ）について考察する。
【００５４】
図８には、一回の制動における前記モータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸの時系列変化を示した。図中のＡ1 、Ａ2 、Ａ〜Ｅは前記図４及び図５の各過程に相当している。前述したようにＡ過程（正確にはＡ2 過程）ではモータ電流値Ｉは一定（つまりｄＩ＝０）、Ｂ過程ではモータ電流値Ｉとモータ変位Ｘとが或る一定の傾きでリニアに増加するので、Ａ過程からＢ過程への変化時期、つまりパッド１とロータ２との接触開始位置で、モータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸはステップ的に増加する。そのため、このモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸに閾値ｄＩ0 ／ｄＸを設定し、当該モータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸが閾値ｄＩ0 ／ｄＸ以上となったときのモータ変位Ｘをパッド１とロータ２との接触開始位置として検出することができる。そして、このようにパッド１とロータ２との接触開始位置を検出し、前記モータ変位指令値、つまりブレーキ指令値を補正することにより、正確なブレーキ制御が可能となる。特に、モータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸは、ブレーキ力の増加の程度、つまりモータ電流値Ｉの増加の程度に関わらず、ステップ的に増加するため、比較的大きな閾値ｄＩ0 ／ｄＸを設定しておいても、パッド１とロータ２とが接触すると、モータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸが当該閾値ｄＩ0 ／ｄＸを確実に、しかも速やかに上回るため、パッド１とロータ２との接触開始位置を正確に且つ早く検出することができる。
【００５５】
なお、この場合も、前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置までは、次の制動時には、パッド１とロータ２とが接触することはないこと、及び前回の制動解除時のＥ過程のモータ電流値Ｉと次の制動時のＡ過程のモータ電流値Ｉとは所定電流値だけずれた関係にあることから、前回の制動解除時に、モータ変位Ｘが前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置以下の、パッド１がロータ２から離間するときのモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸを記憶しておき、次の制動時のＡ過程で想定されるモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸより大きくなるように、その値に所定値を和した値を前記所定の閾値ｄＩ0 ／ｄＸに設定し、次の制動のＡ過程におけるモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸが、その所定の閾値ｄＩ0 ／ｄＸ以上となったときのモータ変位Ｘをパッド１とロータ２との接触開始位置として検出することとすれば、直近の制動状態に応じて閾値を設定することができるので、パッド１とロータ２との接触開始位置をより一層正確に検出することができ、その分だけ、より一層正確なブレーキ制御が可能となる。
【００５６】
また、このモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸを用いる場合には、以下のようにして前記所定の閾値ｄＩ0 ／ｄＸを設定することもできる。即ち、前述したように、一回の制動でパッド１は必ず摩耗するので、図９に示すようにＮ回目の制動と、その次のＮ＋１回目の制動では、パッド１とロータ２との接触開始位置が異なる（より遠くなる）。しかしながら、Ｎ＋１回目の制動におけるパッド１とロータ２との接触開始位置は、その前のＮ回目の制動におけるパッド１とロータ２との接触終了位置（離間開始位置）に等しい。
【００５７】
即ち、前記図４の説明で、前記パッド１の押圧を終了する前記Ｃ過程までで、当該制動時のパッド１の摩耗分のモータ変位は吸収されているので、続く前記Ｄ過程以降でパッド１が摩耗することは殆どない。そのため、Ｎ回目の制動の前記Ｄ過程で考えられるパッド１とロータ２との接触終了位置は、Ｎ＋１回目の制動のパッド１とロータ２との接触開始位置に等しいと考えてよい。
【００５８】
ここで、前記図７に戻って、Ｎ回目の制動におけるパッド１とロータ２との接触開始位置と、Ｎ＋１回目の制動におけるパッド１とロータ２との接触開始位置とが異なるのは前述したが、それと同時に、Ｎ回目の制動時の前記Ｂ過程においてモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸと、Ｎ＋１回目の制動時の前記Ｂ過程においてモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸとも異なる。図１０に、前回の制動時のモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値と、次の制動時のモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値とを時系列的に示した。なお、図中のＡ1 、Ａ2 、Ａ〜Ｅは前記図４及び図５の各過程に相当している。
【００５９】
しかしながら、パッド１の摩耗量が同じ、つまり前回の制動時のパッド１とロータ２との接触終了位置が、次の制動時のパッド１とロータ２との接触開始位置に等しい場合、前記Ｎ回目の制動時のＤ過程のモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸと、前記Ｎ＋１回目の制動時のＢ過程のモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸとは、モータ３の逆転伝達効率と正転伝達効率との比の関係にあるから、前回の制動時のＤ過程のモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸに、当該モータ３の離間方向伝達効率に対する押圧方向伝達効率の比を乗じることにより、次の制動時のＢ過程のモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸを推定することができる。そこで、この推定した次の制動時のＢ過程のモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸと同等か、若しくはそれより少し小さい値を前記所定の閾値ｄＩ0 ／ｄＸに設定し、次の制動のＡ過程におけるモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸが、その所定の閾値ｄＩ0 ／ｄＸ以上となったときのモータ変位Ｘをパッド１とロータ２との接触開始位置として検出することとすれば、直近の制動状態に応じて閾値を設定することができるので、パッド１とロータ２との接触開始位置をより一層正確に検出することができ、その分だけ、より一層正確なブレーキ制御が可能となる。
【００６０】
また、同じく、前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置までは、次の制動時には、パッド１とロータ２とが接触することがないという原理を用い、パッド１をロータ２に押圧するためにモータ３を駆動制御開始してから、前回の制動で検出したパッド１とロータ２との接触開始位置までのモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸを検出し、そのモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸに、例えば所定の定数を和して前記所定の閾値ｄＩ0 ／ｄＸを設定するようにすれば、現在のモータ３の作動状態に応じて閾値を設定することができるので、パッド１とロータ２との接触開始位置をより一層正確に検出することができ、更により一層正確なブレーキ制御が可能となる。
【００６１】
ちなみに、この場合も、前記モータ起動電流が流れているＡ1 過程ではモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸを無視し、その後、モータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸが定常期、つまりＡ2 過程に入ってからモータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値ｄＩ／ｄＸによるパッド１とロータ２との接触開始位置検出を行うことが望ましい。
【００６２】
以上より、電流値センサ５が本発明の電流値検出手段及び作動状態検出手段を構成し、以下同様に、変位センサ６が変位検出手段及び作動状態検出手段を構成し、図２の演算処理のステップＳ７、ステップＳ９、ステップＳ１０、ステップＳ１１がブレーキ指令値設定手段を構成し、図１のコントロールユニット４がブレーキ制御手段を構成し、図２の演算処理のステップＳ５が接触開始位置検出手段を構成し、図２の演算処理のステップＳ８が補正手段を構成している。
【００６３】
なお、前記実施形態では、ブレーキ装置自体がディスクブレーキである場合についてのみ説明したが、ブレーキ装置自体はこれに限定されるものではなく、あらゆるタイプのブレーキ装置にも同様に展開可能である。
また、ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧又は離間する電動手段はモータに限定されるものではなく、電流値の大きさに応じてブレーキ摩擦体のブレーキ回転体への押圧力を制御できるものであれば、どのようなものでも使用可能である。
【００６４】
また、電動手段の駆動制御装置としてはマイクロコンピュータに代えて、各種の演算処理装置を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制動装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１のコントロールユニット内で行われる演算処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】ブレーキ指令値であるモータ変位指令値とペダル踏力との関係を示す制御マップである。
【図４】モータ電流値とモータ変位との実測値の説明図である。
【図５】モータ電流値及びモータ変位の時系列変化の説明図である。
【図６】モータ電流値時間微分値の時系列変化の説明図である。
【図７】モータ電流値とモータ変位との関係を模式図化した説明図である。
【図８】モータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値の時系列変化の説明図である。
【図９】Ｎ回目の制動とＮ＋１回目の制動におけるモータ変位の時系列変化の説明図である。
【図１０】モータ電流値時間微分値をモータ変位時間微分値で除した値の時系列変化の説明図である。
【符号の説明】
１はパッド（ブレーキ摩擦体）
２はロータ（ブレーキ回転体）
３はモータ（電動手段）
４はコントロールユニット（ブレーキ制御手段）
５は電流値センサ（電流値検出手段）
６は変位センサ（変位検出手段）
７はブレーキスイッチ
８は踏力センサ
９はストロークセンサ
１１はキャリパ
１２はピストン
Claims (11)
- 車輪と共に回転するブレーキ回転体に対し、車体側に支持されたブレーキ摩擦体を押圧又は離間させる電動手段と、前記電動手段の作動状態を検出する作動状態検出手段と、運転者の操作量又は車両挙動に基づいてブレーキ指令値を設定するブレーキ指令値設定手段と、前記ブレーキ指令値設定手段で設定されたブレーキ指令値に基づいて前記電動手段を駆動制御するブレーキ制御手段と、前記電動手段によって前記ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するときに、前記作動状態検出手段で検出された電動手段の作動状態に基づいて、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出する接触開始位置検出手段とを備え、前記ブレーキ指令値設定手段は、前記接触開始位置検出手段で検出された前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置に基づいて、ブレーキ指令値を補正する補正手段を備え、前記ブレーキ指令値設定手段は、前記接触開始位置検出手段がブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するまでは、前記電動手段が一定の速度で駆動するようにブレーキ指令値を設定すると共に、前記作動状態検出手段は、前記電動手段の電流値を検出する電流値検出手段と、前記電動手段の変位を検出する変位検出手段とを備え、且つ前記接触開始位置検出手段は、前記電流値検出手段で検出される電動手段の電流値が所定の閾値以上となったときの前記変位検出手段で検出される電動手段の変位を、前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置として検出すると共に、前記電動手段の電流値に基づいて前記所定の閾値を設定することを特徴とする制動装置。
- 前記接触開始位置検出手段は、前回の制動解除時において、前記電動手段の変位が前回の制動で検出した前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置以下で当該ブレーキ摩擦体がブレーキ回転体から離間するときの電動手段の電流値に基づいて、前記所定の閾値を設定することを特徴とする請求項１に記載の制動装置。
- 前記接触開始位置検出手段は、前記ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するために前記電動手段を駆動制御開始してから、前回の制動で検出した前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置までの電動手段の電流値に基づいて、前記所定の閾値を設定することを特徴とする請求項１に記載の制動装置。
- 車輪と共に回転するブレーキ回転体に対し、車体側に支持されたブレーキ摩擦体を押圧又は離間させる電動手段と、前記電動手段の作動状態を検出する作動状態検出手段と、運転者の操作量又は車両挙動に基づいてブレーキ指令値を設定するブレーキ指令値設定手段と、前記ブレーキ指令値設定手段で設定されたブレーキ指令値に基づいて前記電動手段を駆動制御するブレーキ制御手段と、前記電動手段によって前記ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するときに、前記作動状態検出手段で検出された電動手段の作動状態に基づいて、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出する接触開始位置検出手段とを備え、前記ブレーキ指令値設定手段は、前記接触開始位置検出手段で検出された前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置に基づいて、ブレーキ指令値を補正する補正手段を備え、前記ブレーキ指令値設定手段は、前記接触開始位置検出手段がブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するまでは、前記電動手段が一定の速度で駆動するようにブレーキ指令値を設定すると共に、前記作動状態検出手段は、前記電動手段の電流値を検出する電流値検出手段と、前記電動手段の変位を検出する変位検出手段とを備え、且つ前記接触開始位置検出手段は、前記電流値検出手段で検出される電動手段の電流値の時間微分値が所定の閾値以上となったときの前記変位検出手段で検出される電動手段の変位を、前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置として検出すると共に、前記電動手段の電流値の時間微分値に基づいて前記所定の閾値を設定することを特徴とする制動装置。
- 前記接触開始位置検出手段は、前回の制動解除時において、前記電動手段の変位が前回の制動で検出した前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置以下で当該ブレーキ摩擦体がブレーキ回転体から離間するときの電動手段の電流値の時間微分値に基づいて、前記所定の閾値を設定することを特徴とする請求項４に記載の制動装置。
- 前記接触開始位置検出手段は、前記ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するために前記電動手段を駆動制御開始してから、前回の制動で検出した前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置までの電動手段の電流値の時間微分値に基づいて、前記所定の閾値を設定することを特徴とする請求項４に記載の制動装置。
- 車輪と共に回転するブレーキ回転体に対し、車体側に支持されたブレーキ摩擦体を押圧又は離間させる電動手段と、前記電動手段の作動状態を検出する作動状態検出手段と、運転者の操作量又は車両挙動に基づいてブレーキ指令値を設定するブレーキ指令値設定手段と、前記ブレーキ指令値設定手段で設定されたブレーキ指令値に基づいて前記電動手段を駆動制御するブレーキ制御手段と、前記電動手段によって前記ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するときに、前記作動状態検出手段で検出された電動手段の作動状態に基づいて、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出する接触開始位置検出手段とを備え、前記ブレーキ指令値設定手段は、前記接触開始位置検出手段で検出された前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置に基づいて、ブレーキ指令値を補正する補正手段を備え、前記ブレーキ指令値設定手段は、前記接触開始位置検出手段がブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するまでは、前記電動手段が一定の速度で駆動するようにブレーキ指令値を設定すると共に、前記作動状態検出手段は、前記電動手段の電流値を検出する電流値検出手段と、前記電動手段の変位を検出する変位検出手段とを備え、且つ前記接触開始位置検出手段は、前記電流値検出手段で検出される電動手段の電流値の時間微分値を前記変位検出手段で検出される電動手段の変位の時間微分値で除した値が所定の閾値以上となったときの当該変位検出手段で検出される電動手段の変位を、前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置として検出すると共に、前記電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値に基づいて前記所定の閾値を設定することを特徴とする制動装置。
- 前記接触開始位置検出手段は、前回の制動解除時において、前記電動手段の変位が前回の制動で検出した前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置以下で当該ブレーキ摩擦体がブレーキ回転体から離間するときの電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値に基づいて、前記所定の閾値を設定することを特徴とする請求項７に記載の制動装置。
- 前記接触開始位置検出手段は、前回の制動解除時において、前記電動手段の変位が前回の制動で検出した前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置以上で当該ブレーキ摩擦体がブレーキ回転体から離間する直前の電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値に、前記電動手段の離間方向伝達効率に対する押圧方向伝達効率の比を乗じた値に基づいて、前記所定の閾値を設定することを特徴とする請求項７に記載の制動装置。
- 前記接触開始位置検出手段は、前記ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するために前記電動手段を駆動制御開始してから、前回の制動で検出した前記ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置までの電動手段の電流値の時間微分値を当該電動手段の変位の時間微分値で除した値に基づいて、前記所定の閾値を設定することを特徴とする請求項７に記載の制動装置。
- 前記接触開始位置検出手段は、前記ブレーキ摩擦体をブレーキ回転体に押圧するために、前記ブレーキ制御手段が電動手段を駆動制御し始めてから所定時間は、当該ブレーキ摩擦体とブレーキ回転体との接触開始位置を検出するための前記作動状態検出手段で検出される電動手段の作動状態を無視することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の制動装置。
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