JP4233935B2 - ブレーキ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の制動用に用いられる電動式のブレーキ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両の制動用に用いられる電動式のブレーキ装置として、ディスクロータにブレーキパッドを押圧させる推力機構とこの推力機構を駆動する電動アクチュエータとを内包する電動キャリパと、制動指示信号に応じた電流を電動アクチュエータに供給して制動力を制御す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）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−１４０１８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両用のブレーキ装置は、低温から高温まで、広範囲の環境温度下で使用されることが想定され、このような温度条件の違いによる、例えば、推力機構に封入された潤滑剤の粘性変化等の影響が少なからずある。
【０００５】
したがって、本発明は、温度条件の違いによる影響を低減することができ、その結果、広範囲の環境温度下で良好に使用することができるブレーキ装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、ディスクロータにブレーキパッドを押圧させる推力機構と該推力機構を駆動する電動アクチュエータとを内包する電動キャリパと、制動指示信号に応じた電流を前記電動アクチュエータに供給して制動力を制御する制御手段とを有するブレーキ装置において、前記制御手段は、非制動時に前記電動アクチュエータを駆動して前記推力機構の粘性係数を算出し、前記制動指示信号に応じて前記電動アクチュエータへ供給する電流値を前記粘性係数に応じて調整する電流値調整手段を有することを特徴としている。
【０００７】
これにより、電流値調整手段が、ディスクロータにブレーキパッドを押圧させる推力機構の粘性係数を非制動時に電動アクチュエータを駆動して算出し、推力機構を駆動する電動アクチュエータへ供給する制動指示信号に応じた電流値を、温度条件の違いによる影響を受けやすいこの粘性係数に応じて調整することになるため、温度条件の違いによる影響を低減することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記電動キャリパ内には前記推力機構による前記ブレーキパッドの移動位置を検出する位置検出手段が設けられ、前記電流値調整手段は、前記ブレーキパッドが前記ディスクロータを押圧しない範囲で前記推力機構を駆動し、当該駆動時における前記位置検出手段の出力に基づく前記推力機構の速度と前記電動アクチュエータへの電流値とに基づいて前記推力機構の粘性係数を算出する粘性係数推定手段を有することを特徴としている。
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記粘性係数推定手段は、前記推力機構を等速度で駆動し、該駆動時の前記電動アクチュエータへの電流値を検出し、当該電流値と前記等速度とに基づいて前記推力機構の粘性係数を算出することを特徴としている。
【０００９】
これにより、粘性係数推定手段が、推力機構によるブレーキパッドの移動位置を検出する位置検出手段の出力に基づいて、ブレーキパッドがディスクロータを押圧しない範囲で推力機構を等速度で駆動し、当該駆動時の電動アクチュエータへの電流値に基づいて推力機構の粘性係数を算出するため、粘性係数をより正確に算出することができる。よって、電動アクチュエータへ供給する制動指示信号に応じた電流値をより正確に算出された粘性係数に応じて調整することになるため、温度条件の違いによる影響を確実に低減することができる。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項２または３に係る発明において、前記粘性係数推定手段は、複数の異なる等速度に切り換えて前記推力機構を駆動するとともに、各駆動時の前記電動アクチュエータへの電流値を検出し、各駆動時の前記等速度と前記電流値とに基づいて前記推力機構の粘性係数を算出することを特徴としている。
【００１１】
これにより、粘性係数推定手段が、推力機構によるブレーキパッドの移動位置を検出する位置検出手段の出力に基づいて、ブレーキパッドがディスクロータを押圧しない範囲で推力機構を複数の異なる等速度に切り換えて駆動し、各駆動時の電動アクチュエータへの電流値を検出し、各等速度と各電流値とに基づいて推力機構の粘性係数を算出するため、粘性係数をさらに正確に算出することができる。よって、電動アクチュエータへ供給する制動指示信号に応じた電流値をさらに正確に算出された粘性係数に応じて調整することになるため、温度条件の違いによる影響をさらに確実に低減することができる。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項２乃至４に係る発明において、前記制御手段は、制動力付加の予兆を事前に検出するブレーキ予兆検出手段を有し、該ブレーキ予兆検出手段により制動力付加の予兆を検出したときに前記粘性係数推定手段により前記推力機構の粘性係数を算出することを特徴としている。
【００１３】
これにより、ブレーキ予兆検出手段により制動力付加の予兆を検出したときに粘性係数推定手段により推力機構の粘性係数を算出することになるため、制動力付加時点に近い条件で粘性係数を算出することができる。よって、電動アクチュエータへ供給する制動指示信号に応じた電流値を制動力付加時点において最新の粘性係数で調整することになるため、例えば短時間で温度条件に違いが生じる場合の影響を低減することができ、温度条件の違いによる影響をより一層確実に低減することができる。
【００１４】
請求項６に係る発明は、ディスクロータにブレーキパッドを押圧させる推力機構と該推力機構を駆動する電動アクチュエータと前記推力機構による前記ブレーキパッドの移動位置を検出する位置検出手段とを内包する電動キャリパと、制動指示信号に応じた電流を前記電動アクチュエータに供給して制動力を制御する制御手段とを有するブレーキ装置において、前記制御手段は、前記ブレーキパッドが前記ディスクロータを押圧しない範囲で前記推力機構を駆動し、当該駆動時における前記位置検出手段の出力に基づく前記推力機構の速度と前記電動アクチュエータへの電流値とに基づいて、前記電動アクチュエータへ供給する制動指示信号に応じた電流値を調整する電流値調整手段を有することを特徴としている。
【００１５】
これにより、電流値調整手段が、推力機構によるブレーキパッドの移動位置を検出する位置検出手段の出力に基づいて、ブレーキパッドがディスクロータを押圧しない範囲で推力機構を等速度で駆動し、当該駆動時の電動アクチュエータへの電流値に基づいて、電動アクチュエータへ供給する制動指示信号に応じた電流値を調整することになるため、温度条件の違いによる影響を確実に低減することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態のブレーキ装置を図面を参照しつつ以下に説明する。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態のブレーキ装置は電動キャリパ１０を有する電動ディスクブレーキ装置である。
【００１８】
電動キャリパ１０は、図示せぬ車輪とともに回転するディスクロータ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には、略Ｃ字形に形成されてディスクロータ１１を跨いで反対側へ延びる爪部１３が一体的に結合されている。ディスクロータ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キャリア１６によってディスクロータ１１の軸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１６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１６に取付けられた図示せぬスライドピンによってディスクロータ１１の軸方向に沿って摺動可能に案内されている。
【００１９】
キャリパ本体１２には、略円筒伏のケース１８が結合され、このケース１８内には、電動モータ（電動アクチュエータ）１９および位置検出器（位置検出手段）２０が内包されている。一方、キャリパ本体１２には、電動モータ１９の回転運動を直線運動に変換するボールランプ機構（回動−直動変換機構）２１および電動モータ１９の回転トルクを増幅する差動歯車減速機構（減速機構）２２が内包されている。ケース１８の後端部には、カバー２３が取付けられている。
【００２０】
電動モータ１９は、ケース１８の内周部に固定されたステータ２５と、ステータ２５に挿入されて軸受２６，２７によってケース１８に回転可能に支持されたロータ２８とを備えている。位置検出器２０は、ケース１８側に固定されたレゾルバステータ２９およびロータ２８に取付けられたレゾルバロータ３０からなり、これらの相対回転に基づいて電動モータ１９のロータ２８の回転位置（以下モータ位置と称す）を検出する（言い換えればブレーキパッド１４，１５の移動位置を検出する）ものである。
【００２１】
ボールランプ機構２１は、環状の第１ディスク３２および第２ディスク３３と、これらの間に介装された複数のボール３４とから構成されている。第１ディスク３２は、軸受３５によってキャリパ本体１２に回転可能に支持され、ロータ２８内に挿入される円筒部３６が一体的に形成されている。第２ディスク３３には、円筒部３６よりも小径の円筒状のスリーブ３７が一体的に形成され、このスリーブ３７が円筒部３６内に挿通されている。
【００２２】
ボールランプ機構２１の第１ディスク３２および第２ディスク３３の対向面には、それぞれ円周方向に沿って延びる円弧状の例えば３つのボール溝３８，３９が形成されている。これらのボール溝３８，３９は、等しい中心角（例えば９０゜）の範囲に延ばされて、同じ方向に傾斜されている。そして、第１ディスク３２および第２ディスク３３に形成されたボール溝３８，３９間にボール３４が装入され、第１ディスク３２および第２ディスク３３の相対回転によって、ボール溝３８，３９内をボール３４が転動することにより、第１ディスク３２と第２ディスク３３とが軸方向に相対変位するようになっている。このとき、第１ディスク３２が第２ディスク３３に対して反時計回りに回転したとき、これらが離間する方向に変位する。
【００２３】
第２ディスク３３とブレーキパッド１４との間には、ピストン４０が設けられている。ピストン４０は、外周にネジ部４１を形成した円筒部材４２ａを有している。円筒部材４２ａは、第２ディスク３３のスリーブ３７内に挿入され、その内周に形成されたネジ部４３に螺合されている。円筒部材４２ａには、ケース１８にブラケット４４を介して取付けられた軸４５の図示せぬ二面取部が嵌合されて、その回転が規制されている。また、ピストン４０は、円筒部材４２ａの軸４５に対し反対側に回転が規制された状態で連結される略円板状の押圧部材４２ｂを有している。そして、円筒部材４２ａと押圧部材４２ｂとの間に、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４６が設けられている。
【００２４】
ピストン４０の円筒部材４２のネジ部４１と、第２ディスク３３のスリーブ３７のネジ部４３とで不可逆ねじを形成しており、ピストン４０は、その軸方向に力が作用しても移動することはないが、第２ディスク３３を反時計回りに回転させることにより、ディスクロータ１１側へ移動するようになっている。
【００２５】
軸４５の外周部および第２ディスク３３のスリーブ３７の内周部にそれぞれ形成されたバネ受４７，４８間に弾性部材４９が介装され、そのばね力によって第２ディスク３３がボール３４を第１ディスク３２との間で挟みつけるように付勢されている。軸４５は、調整ネジ５０およびロックナット５１によってブラケット４４に取付けられている。
【００２６】
電動モータ１９、位置検出器２０、推力センサ４６には、コントローラ（制御手段，電流値調整手段，粘性係数推定手段，ブレーキ予兆検出手段）１００が接続されている。このコントローラ１００には、運転者が制動意思に応じて操作を行うブレーキペダル１０１の操作量を検出するペダルセンサ１０２とブレーキペダル１０１の操作の有無を検出するブレーキスイッチ１０３とが接続されており、これらペダルセンサ１０２からのペダルセンサ信号（制動指示信号）およびブレーキスイッチ１０３からのブレーキスイッチ信号が入力されるようになっている。なお、ペダルセンサ１０２としては、ブレーキペダル１０１の操作量を圧力により検出する圧力センサやブレーキペダル１０１の操作量を変位により検出する変位センサ等が用いられる。
【００２７】
コントローラ１００は、主としてペダルセンサ１０２の検出結果すなわちブレーキペダル１０１の操作量と、位置検出器２０の検出結果すなわち電動モータ１９の回転位置に対応する実際のピストン位置と、電動モータ１９の電流値と、推力センサ４６の検出結果すなわち実際のピストン推力とに基づいて電動モータ１９を制御することで、ピストン推力が目標推力となるように制御を行う。
【００２８】
第２ディスク３３のスリーブ３７の先端外周部には、円筒状のスプリングホルダ６７が取付けられている。スプリングホルダ６７の一端部が、第１ディスク３２の円筒部３６の先端部に係合して、これらの相対回転を一定範囲に制限している。スプリングホルダ６７の周りには、コイルスプリング６９が巻装され、コイルスプリング６９は、所定のセット荷重をもって捻られて、その一端部がスプリングホルダ６７に結合され、他端部が第１ディスク３２の円筒部３６に結合されている（結合部は図示略）。
【００２９】
以上のように構成した本実施形態のブレーキ装置の電動キャリパ１０の基本作動について次に説明する。
【００３０】
非制動状態では、ボールランプ機構２１のボール３４がボール溝３８，３９の最も深い端部にあり、第１ディスク３２と第２ディスク３３とが最も近い位置にある。コントローラ１００は、制動力を発生させる際に、電動モータ１９のロータ２８を時計回りに回転させる。すると、ロータ２８の回転トルクが差動歯車減速機構２２で増幅されて第１ディスク３２に伝達される。
【００３１】
第１ディスク３２の回転力は、コイルスプリング６９を介して第２ディスク３３に伝達される。ピストン４０がブレーキパッド１４，１５を押圧する前は、ピストン４０に軸方向の荷重が殆ど作用せず、ピストン４０と第２ディスク３３との間のネジ部４１，４３に生じる抵抗が小さいので、コイルスプリング６９のセット荷重によって第２ディスク３３が第１ディスク３２と一体に回転し、第２ディスク３３とピストン４０との間に相対回転が生じて、ネジ部４１，４３の作用によってピストン４０が推力を発生させてディスクロータ１１側ヘ前進する。
【００３２】
そして、ピストン４０が一方のブレーキパッド１４に接触してこれをディスクロータ１１ヘ押圧させ、その反力によってキャリパ本体１２がキャリア１６のスライドピンに沿って移動して、爪部１３が他方のブレーキパッド１５をディスクロータ１１に押圧させる。
【００３３】
両ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に押圧された後は、その反力によってピストン４０に軸方向の大きな荷重が作用するため、ネジ部４１，４３の抵抗が増大してコイルスプリング６９のセット荷重を超えて、第２ディスク３３が回転を停止させることになり、その結果、コイルスプリング６９が撓んでボールランプ機構２１の第１ディスク３２および第２ディスク３３間に相対回転が生じる。これにより、ボール３４がボール溝３８，３９内を転動して第２ディスク３３およびピストン４０を一体に前進（すなわち直線運動）させ、ピストン４０によってブレーキパッド１４，１５をディスクロータ１１にさらに押付ける。
【００３４】
ここで、上記のようにして電動モータ１９の回転でピストン４０を進退させる差動歯車減速機構２２およびボールランプ機構２１が、ディスクロータ１１にブレーキパッド１４，１５を押圧させる推力機構１０５を構成しており、この推力機構１０５における相対回転部分にはグリス等の潤滑剤が塗布されている。
【００３５】
そして、この推力機構１０５は、特に潤滑剤によって生じる粘性抵抗が温度により大きく変化することから、低温での粘性抵抗増大による電動キャリパ１０の応答性の低下や、高温での粘性抵抗減少による電動キャリパ１０の制御安定性の低下等の影響を低減するために、本実施形態では、主としてペダルセンサ１０２から出力されるペダルセンサ信号に応じた電流を電動モータ１９に供給して制動力を制御するコントローラ１００で、推力機構１０５の粘性係数の推定値を算出し、電動モータ１９へ供給する電流値をこの粘性係数に応じて調整する制御を行う。
【００３６】
次に、コントローラ１００の制御内容について図２のフローチャートにしたがって説明する。なお、このフローチャートに示される制御は一定制御周期毎に実行される処理である。
【００３７】
コントローラ１００は、まず、ステップＳＡ１においてブレーキスイッチ１０３から出力されるブレーキスイッチ信号を読み込み、ブレーキペダル１０１が操作されてブレーキスイッチ１０３がオンされているかブレーキペダル１０１が操作されずブレーキスイッチ１０３がオフされているかを判定する。そして、ステップＳＡ１においてブレーキスイッチ１０３がオンされていればステップＳＡ２に進み、そうでなければステップＳＡ６に進む。
【００３８】
ステップＳＡ２では、ブレーキペダル１０１の操作に応じた制動力を発生させるために、ペダルセンサ１０２から出力されるペダルセンサ信号を読み込む。そして、このペダルセンサ信号が示すブレーキペダル１０１の操作量であるペダル操作量に基づいて、予め設定された関数によりピストン４０に発生させる目標ピストン推力を算出し、その後ステップＳＡ３に進む。
【００３９】
ステップＳＡ３では、ピストン４０をディスクロータ１１の方向に移動させるピストン推力発生方向に電動モータ１９を駆動しブレーキパッド１４，１５のディスクロータ１１への接触を開始させるときの電動モータ１９のモータ位置であるパッド接触位置の補正処理を行い、その後ステップＳＡ４に進む。この補正処理は、推力センサ４６の信号に基づいて行われるもので、例えば、推力センサ４６の信号がゼロ点電圧となった時点で位置検出器２０により検出される電動モータ１９のモータ位置をパッド接触位置として記憶する等である。
【００４０】
ステップＳＡ４では、コントローラ１００内に記憶された推力機構１０５の現在の粘性係数を読み込み、その後、ステップＳＡ５に進む。この現在の粘性係数は最も最近に後述するステップＳＡ１３において算出され記憶されたものである。この粘性係数は、電動キャリパ１０の環境温度によって変動するパラメータであって主に推進機構１０５内の潤滑剤の温度特性によるものであり、上記したように低温では増大して電動キャリパ１０の応答性の低下を、高温では減少して電動キャリパ１０の制御安定性の低下等を引き起こすものであることから、これらの影響を低減するために粘性係数に応じて電動キャリパ１０を制御する。
【００４１】
ステップＳＡ５では、ステップＳＡ２で算出した目標ピストン推力と、フィードバック値である推力センサ４６から読み込んだピストン４０の実ピストン推力を示す推力センサ信号とから、目標ピストン推力をピストン４０に発生させるための電動モータ１９に対する電流値である目標モータ電流値（制御量）を算出し、その後、ステップＳＡ１６に進む。このステップＳＡ５で算出されるピストン推力制御の目標モータ電流値は、粘性係数に応じて調整される。
【００４２】
この電流値の算出についてＰＩＤ制御の場合を例として説明すると、ＰＩＤ制御を適用した場合、コントローラ１００は、図３に示すように、目標ピストン推力と実ピストン推力との偏差から比例ゲインＫｐを算出し、目標ピストン推力と実ピストン推力との偏差の積分値から積分ゲインＫｉを算出して、目標ピストン推力と実ピストン推力との偏差の微分値から微分ゲインＫｄを算出する。そして、これらの和である制御ゲインＫを粘性係数に応じて調整して電動モータ１９を制御するための目標モータ電流値とする。
【００４３】
ここで、図４に示すような制御マップにしたがって、粘性係数が大きいほど制御ゲインＫが比例的に大きくなるように調整して目標モータ電流値とする。つまり、粘性係数が大きいほど推力機構１０５内の粘性抵抗が大きく電動キャリパ１０の応答性が低下するため、制御ゲインＫを大きくして目標モータ電流値を大きくする一方、粘性係数が小さいほど推力機構１０５内の粘性抵抗が小さく電動キャリパ１０の制御安定性が低下するため、制御ゲインＫを小さくして目標モータ電流値を小さくする。このようにして、環境温度によって変動する電動キャリパ１０の応答性および制御安定性を一定に保つように制御する。
【００４４】
上記したステップＳＡ１においてブレーキペダル１０１が操作されずブレーキスイッチ１０３がオフされていれば、ステップＳＡ６において図示せぬスロットルスイッチから出力されるスロットルスイッチ信号を読み込み、例えば図示せぬスロットルペダルが操作されてスロットルスイッチがオンされているかスロットルペダルが操作されずスロットルスイッチがオフされているかを判定する。そして、ステップＳＡ６において、スロットルスイッチがオンされていればステップＳＡ７に進み、そうでなければステップＳＡ８に進む。
【００４５】
つまり、ステップＳＡ６においてスロットルスイッチがオンされていることが検出されると、運転者によるブレーキペダル１０１の操作が行われないと推定して、ステップＳＡ７において粘性係数算出処理を行うための係数算出処理フラグをセットして、ステップＳＡ８に進む。
【００４６】
他方、ステップＳＡ６においてスロットルスイッチがオフされていることが検出されると、運転者によるブレーキペダル１０１の操作がすぐに行われるものと推定し（つまり制動力付加の予兆を検出し）、粘性係数算出処理を行うための係数算出処理フラグをセットせずに、ステップＳＡ８に進む。つまり、運転者はアクセルペダルおよびブレーキペダル１０１のいずれも操作していない状態は少ないためステップＳＡ１でブレーキペダル１０１の操作が検出されず、ステップＳＡ６でスロットルペダルの操作が検出されていなければ、これらから制動力付加の予兆を検出する。ここで、制動力付加の予兆の検出をスロットルスイッチを用いて行う以外にも、運転者のブレーキペダル１０１の操作に関わらず制動力を付加して車両の運動制御を行うブレーキ装置の場合、この車両運動制御の信号を用いて行っても良い。
【００４７】
ステップＳＡ８では、係数算出処理フラグがセットされていなければ、ステップＳＡ９以降の電動モータ１９のモータ位置を制御する処理へ移行させ、係数算出処理フラグがセットされていれば、ステップＳＡ１２以降の粘性係数の算出のための電動モータ１９の速度を制御する処理へ移行させる。
【００４８】
ステップＳＡ８にて係数算出処理フラグがセットされていなければ、ステップＳＡ９において、上記したステップＳＡ３において求められたパッド接触位置を電動モータ１９の目標とするモータ位置である目標モータ位置として設定し、その後、ステップＳＡ１０に進む。ここで、この目標モータ位置は、ステップＳＡ３において求められたパッド接触位置そのものではなく、このパッド接触位置からピストン４０をディスクロータ１１に対し反対方向に移動させるピストン推力解除方向に所定量戻した位置としても良い。このステップＳＡ９でブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１を押圧しない位置に目標モータ位置が設定される。
【００４９】
ステップＳＡ１０では、コントローラ１００内に記憶された推力機構１０５の現在の粘性係数を読み込み、その後、ステップＳＡ１１に進む。この粘性係数は最も最近に後述するステップＳＡ１３において算出され記憶されたものである。
【００５０】
ステップＳＡ１１では、ステップＳＡ９で設定された目標モータ位置とフィードバック値である位置検出器２０から読み込んだ電動モータ１９の実際のモータ位置である実モータ位置とから、電動モータ１９のモータ位置を目標モータ位置にするための電動モータ１９に対する電流値である目標モータ電流値（制御量）を算出し、その後、ステップＳＡ１６に進む。このステップＳＡ１１で算出されるモータ位置制御の目標モータ電流値も、ステップＳＡ５において算出されるピストン推力制御の目標モータ電流値と同様に粘性係数に応じて調整される。
【００５１】
ステップＳＡ８にて係数算出処理フラグがセットされていれば、ステップＳＡ１２において、電動モータ１９のモータ速度を算出し、その後、ステップＳＡ１３に進む。このモータ速度は電動モータ１９のモータ位置を時間で微分することよって算出される。
【００５２】
ステップＳＡ１３では、ステップＳＡ１２で算出されたモータ速度等を用いて推力機構１０５の粘性係数を算出する粘性係数算出処理を行い（後述するステップＳＢ１〜ＳＢ１１）、その後、ステップＳＡ１４に進む。ここで、上記したステップＳＡ６でアクセルペダルの操作が検出された時点では、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１を押圧しない位置に戻されているため、このステップＳＡ６でアクセルペダルの操作が検出された後に実行されるステップＳＡ１３の粘性係数算出処理は、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１を押圧しない範囲にあるとき実行される。
【００５３】
ステップＳＡ１４では、ステップＳＡ１３の粘性係数算出処理で算出された粘性係数を読み込み、その後、ステップＳＡ１５に進む。
【００５４】
ステップＳＡ１５では、ステップＳＡ１３の粘性係数算出処理で設定された目標モータ速度（後述する）とフィードバック値である位置検出器２０から読み込んだ電動モータ１９の実際のモータ位置の時間微分である実モータ速度とから、電動モータ１９のモータ速度を目標モータ速度にするための電動モータ１９に対する電流値である目標モータ電流値（制御量）を算出し、その後、ステップＳＡ１６に進む。このステップＳＡ１５で算出されるモータ速度制御の目標モータ電流値も、ステップＳＡ５において算出されるピストン推力制御の目標モータ電流値と同様に粘性係数に応じて調整される。
【００５５】
ステップＳＡ１６では、ステップＳＡ５、ステップＳＡ１１、ステップＳＡ１５のうち直前に実行されたステップで設定された目標モータ電流値を電動モータ１９に流す。
以上が一定制御周期で実行されるコントローラ１００の制御内容である。
【００５６】
次に、ステップＳＡ１３の粘性係数算出処理の詳細について図５のフローチャートにしたがって説明する。
【００５７】
ステップＳＢ１において、コントローラ１００内に記憶された現在の目標モータ速度を読み込み、この目標モータ速度が所定値Ｖ２であるか否かを判定する。そして、目標モータ速度が所定値Ｖ２でない場合はステップＳＢ２に進み、目標モータ速度が所定値Ｖ２である場合はステップＳＢ６に進む。この現在の目標モータ速度は、後述するステップＳＢ３、ステップＳＢ５、ステップＳＢ７およびステップＳＢ１０のうちの最も最近に実行されたステップにおいて設定され記憶されたものである。
【００５８】
ステップＳＢ１にて現在の目標モータ速度が所定値Ｖ２でないと判定された場合に、ステップＳＢ２において、目標モータ速度が所定値Ｖ１でありかつ目標モータ速度が所定値Ｖ１となってから予め設定された一定時間が経過しているか、否かを判定する。そして、目標モータ速度が所定値Ｖ１でありかつ一定時間が経過している場合はステップＳＢ４に進み、そうでない場合はステップＳＢ３に進んで、目標モータ速度を所定値Ｖ１に設定する。
【００５９】
ステップＳＢ４では、電動モータ１９を駆動する現在のモータ電流を読み込みこれをモータ電流Ｉ１として記憶し、その後、ステップＳＢ５へ進む。ここで、モータ電流の上記一定時間内の平均値、移動平均値およびメディアンフィルタ（一定時間の標本を昇順に並べ中央値を出力するフィルタ）の出力値等をモータ電流Ｉ１として記憶しても良い。
【００６０】
ステップＳＢ５では、目標モータ速度を所定値Ｖ１とは異なる所定値Ｖ２に設定する。
【００６１】
ステップＳＢ１にて現在の目標モータ速度が所定値Ｖ２であると判定された場合に、ステップＳＢ６において、目標モータ速度が所定値Ｖ２でありかつ目標モータ速度が所定値Ｖ２となってから予め設定された一定時間が経過しているか、否かを判定する。そして、目標モータ速度が所定値Ｖ２でありかつ上記一定時間が経過している場合はステップＳＢ８に進み、そうでない場合はステップＳＢ７に進んで、目標モータ速度を所定値Ｖ２に設定する。
【００６２】
ステップＳＢ８では、電動モータ１９への現在のモータ電流をＩ２として記憶し、その後、ステップＳＢ９へ進む。ここで、この場合もモータ電流の一定時間内の平均値、移動平均値およびメディアンフィルタの出力値等をモータ電流Ｉ２として記憶しても良い。
【００６３】
ここで、例えば、制動が行われた後、ブレーキペダル１０１の操作が解除され、続いてスロットルペダルが操作されると、ステップＳＡ１、ステップＳＡ６、ステップＳＡ７、ステップＳＡ８、ステップＳＡ１２、ステップＳＡ１３がこの順に実行される。すると、ステップＳＡ１３におけるステップＳＢ１からＳＢ８までの処理では、例えば図６に示すように、制動解除後の初期にステップＳＢ１で目標モータ速度がＶ２でなくステップＳＢ２で所定の一定時間が経過していないことから、まず、ステップＳＢ３で目標モータ速度Ｖ１が設定される（ｔ０時点）。そして、ステップＳＢ２で所定の一定時間が経過するまでパッド接触位置からモータ速度Ｖ１で電動モータ１９が後退させられる（ｔ０時点〜ｔ１時点）。そして、所定の一定時間が経過すると、ステップＳＢ２からステップＳＢ４に移行してそのときのモータ電流Ｉ１を記憶する（ｔ１時点）。そして、ステップＳＢ５でＶ１とは異なる目標モータ速度Ｖ２が設定される。そして、ステップＳＢ６で所定の一定時間が経過するまでモータ速度Ｖ２で電動モータ１９が後退させられる（ｔ１時点〜ｔ２時点）。そして、所定の一定時間が経過すると、ステップＳＢ６からステップＳＢ８に移行してそのときのモータ電流Ｉ２を記憶する（ｔ２時点）。
【００６４】
ステップＳＢ９においては、以上のモータ速度Ｖ１，Ｖ２およびモータ電流Ｉ１，Ｉ２から、推力機構１０５の粘性係数を算出し、その後、ステップＳＢ１０において目標モータ速度を０に設定し、係数算出処理フラグをリセットする。
【００６５】
ここで、ステップＳＢ９において、例えば、モータ速度Ｖ１，Ｖ２に対する常温のモータ電流Ｉ１，Ｉ２とし、低温のモータ電流をＩ１’，Ｉ２’とすると、これらのモータ電流値は、電動キャリパ１０の環境温度に応じて図６（ｃ），（ｄ）に示すように、Ｉ１＜Ｉ１’、Ｉ２＜Ｉ２’の関係となる。そして、図７に示すように、モータ速度を横軸にとりモータ電流を縦軸にとって（Ｖ１，Ｉ１）点および（Ｖ２，Ｉ２）点をプロットしてこれらを直線で結び、また、（Ｖ１，Ｉ１’）点および（Ｖ２，Ｉ２’）点をプロットしてこれらを直線で結ぶと、常温および低温それぞれの直線の傾きに違いが生じ、それぞれの傾きからそれぞれの粘性係数を求めることができる。すなわち、トルク定数をｋｔとすると、粘性抵抗〔Ｎｍ〕はｋｔ（Ｉ１−Ｉ２）で求められることになり、粘性係数〔Ｎｍ／（ｒａｄ／ｓ）〕はｋｔ（Ｉ１−Ｉ２）／（Ｖ１−Ｖ２）で求められることになるため、上記直線の傾きにトルク定数ｋｔを乗算したものが粘性抵抗となる。なお、上記のように速度を２段階として２点から粘性係数を求めるのではなく、速度を３段階以上として３点以上の値から最小２乗近似法等により近似直線を求めることで算出すれば粘性係数の精度を高めることができる。また、粘性係数は、モータトルクをモータ速度で除したものであり、電流値をモータ速度で除した値に近似されるため、これを用いて算出することも可能であるが、上記のようにモータ速度を複数として粘性係数を求めれば、無負荷トルクによる影響を排除することができる。
【００６６】
以上のようにしてステップＳＡ１３で算出された粘性抵抗がステップＳＡ５におけるピストン推力制御の制御ゲインすなわち目標モータ電流値の調整、ステップＳＡ１１におけるモータ位置制御の制御ゲインすなわち目標モータ電流値の調整およびステップＳＡ１５におけるモータ速度制御の制御ゲインすなわち目標モータ電流値の調整に用いられる。なお、このようにして算出した推力機構１０５の粘性係数を用いて車両運動制御の制御ゲインを調整するようにしても良い。
【００６７】
以上に述べた本実施形態のブレーキ装置によれば、コントローラ１００が、ディスクロータ１１にブレーキパッド１４，１５を押圧させる推力機構１０５の粘性係数を算出し、推力機構１０５を駆動する電動モータ１９へ供給する制動指示信号に応じた電流値を、温度条件の違いによる影響を受けやすいこの粘性係数に応じて調整することになるため、温度条件の違いによる影響を低減することができる。
【００６８】
つまり、コントローラ１００は、推力機構１０５によるブレーキパッド１４，１５の移動位置を検出する位置検出器２０の出力に基づいて、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１を押圧しない範囲で推力機構１０５を等速度、具体的には複数の異なる等速度Ｖ１，Ｖ２に切り換えて駆動し、各駆動時の各等速度Ｖ１，Ｖ２と電動モータ１９への各電流値Ｉ１，Ｉ２とに基づいて推力機構１０５の粘性係数を算出するため、粘性係数をさらに正確に算出することができる。よって、ペダルセンサ１０２から出力されるペダルセンサ信号に応じて電動モータ１９へ供給する電流値をより正確に算出された粘性係数に応じて調整することになるため、温度条件の違いによる影響をさらに確実に低減することができる。したがって、広範囲の環境温度下でも精度を確保でき、良好に使用することがさらに確実にできる。
【００６９】
なお、上記実施形態は、以下のように変更することも可能である。
【００７０】
イグニッションキーのオンによるコントローラ１００を含む車両制御システムの起動時において、車両の停車保持を確認した時に限り、ブレーキペダル１０１の操作に関わらず上記した粘性係数算出処理を行うようにする。ここで、オートマチックトランスミッションが搭載された車両においては、シフトポジションがＰ（パーキング）レンジとされていることをシフトポジションスイッチで検出することによって車両の停車保持を確認できる。また、マニュアルトランスミッションが搭載された車両においては、シフトポジションがニュートラル位置とされていることをシフトポジションスイッチで検出し、かつクラッチペダルスイッチがオフされてクラッチペダルの操作なしを検出し、かつパーキングブレーキスイッチがオンされてパーキングブレーキの操作有りを検出することによって車両の停車保持を確認できる。
【００７１】
このように、ブレーキペダル１０１の操作時に加えて、車両制御システムの起動時において上記した粘性係数算出処理を行えば、温度条件の違いによる影響をさらに確実に低減することができ、広範囲の環境温度下でも精度を確保できる。
【００７２】
上記した粘性係数算出処理を、ブレーキペダル１０１の操作が行われると事前に推定される際に行うようにする。例えば、図８に示すように、スロットルスイッチがオンでスロットルペダルの操作有りを検出している時点（ｔ３時点）では、電動モータ１９のモータ位置をパッド接触位置に対してピストン推力解除方向に所定量戻した位置に位置するように制御しておく。そして、スロットルスイッチがオンからオフとなりスロットルペダルが操作有りから操作なしに切り替わった時点（ｔ４）では、運転者によるブレーキペダル１０１の操作がすぐに行われるものと推定し（つまり制動力付加の予兆を検出し）、粘性係数算出処理を行う。つまり、電動モータ１９を所定値Ｖ１のモータ速度でピストン推力発生方向に駆動し、所定時間経過後の時点（ｔ５）で、電動モータ１９を所定値Ｖ１とは異なる所定値Ｖ２のモータ速度でピストン推力発生方向に駆動する。そして、モータ速度Ｖ１，Ｖ２および各モータ速度におけるモータ電流Ｉ１，Ｉ２から、上記と同様にして推力機構の粘性係数を算出する。モータ速度Ｖ２での駆動の終了時点（ｔ６）で電動モータ１９のモータ位置がパッド接触位置となるように制御することで、この後、ブレーキペダル１０１が操作されても応答遅れを生じることがない。なお、制動力付加の予兆の検出を、スロットルスイッチのオンからオフへの切り替えで行う以外にも、スロットル開度センサや車体速度を用いて行っても良い。さらに、運転者のブレーキペダル１０１の操作に関わらずブレーキ装置を使用して制動力を付加して車両の運動制御を行うブレーキ装置の場合、この車両運動制御の予兆信号を用いて行っても良い。
【００７３】
このように、コントローラ１００が制動力付加の予兆を検出したときに推力機構１０５の粘性係数を算出すれば、制動力付加時点に近い条件で粘性係数を算出することができる。よって、電動モータ１９へ供給する電流値を制動力付加時点において最新の粘性係数で調整することになるため、例えば短時間で温度条件に違いが生じる場合の影響を低減することができ、温度条件の違いによる影響をより一層確実に低減することができる。したがって、広範囲の環境温度下でも精度を確保でき、良好に使用することがより一層確実にできる。
【００７４】
この場合、制動力付加の予兆を検出し粘性係数算出処理を行う条件が成立しても、前回処理を行った時点から予め設定された所定時間経過していなければ粘性係数算出処理を行わないようにしても良い。これにより、頻繁に粘性係数算出処理が行われて消費電力が増加することを防止できる。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に係る発明によれば、電流値調整手段が、ディスクロータにブレーキパッドを押圧させる推力機構の粘性係数を非制動時に電動アクチュエータを駆動して算出し、推力機構を駆動する電動アクチュエータへ供給する制動指示信号に応じた電流値を、温度条件の違いによる影響を受けやすいこの粘性係数に応じて調整することになるため、温度条件の違いによる影響を低減することができる。したがって、広範囲の環境温度下でも精度を確保でき、良好に使用することができる。
【００７６】
請求項２に係る発明によれば、粘性係数推定手段が、ブレーキパッドがディスクロータを押圧しない範囲で推力機構を駆動し、推力機構によるブレーキパッドの移動位置を検出する位置検出手段の出力に基づく当該駆動時の推力機構の速度と電動アクチュエータへの電流値とに基づいて推力機構の粘性係数を算出する。
また、請求項３に係る発明によれば、前記粘性係数推定手段は、前記推力機構を等速度で駆動し、該駆動時の前記電動アクチュエータへの電流値を検出し、当該電流値と前記等速度とに基づいて前記推力機構の粘性係数を算出する。このため、粘性係数をより正確に算出することができる。よって、電動アクチュエータへ供給する制動指示信号に応じた電流値をより正確に算出された粘性係数に応じて調整することになるため、温度条件の違いによる影響を確実に低減することができる。したがって、広範囲の環境温度下でも精度を確保でき、良好に使用することが確実にできる。
【００７７】
請求項４に係る発明によれば、粘性係数推定手段が、推力機構によるブレーキパッドの移動位置を検出する位置検出手段の出力に基づいて、ブレーキパッドがディスクロータを押圧しない範囲で推力機構を複数の異なる等速度に切り換えて駆動し、各駆動時の電動アクチュエータへの電流値を検出し、各等速度と各電流値とに基づいて推力機構の粘性係数を算出するため、粘性係数をさらに正確に算出することができる。よって、電動アクチュエータへ供給する制動指示信号に応じた電流値をさらに正確に算出された粘性係数に応じて調整することになるため、温度条件の違いによる影響をさらに確実に低減することができる。したがって、広範囲の環境温度下でも精度を確保でき、良好に使用することがさらに確実にできる。
【００７８】
請求項５に係る発明によれば、ブレーキ予兆検出手段により制動力付加の予兆を検出したときに粘性係数推定手段により推力機構の粘性係数を算出することになるため、制動力付加時点に近い条件で粘性係数を算出することができる。よって、電動アクチュエータへ供給する制動指示信号に応じた電流値を制動力付加時点において最新の粘性係数で調整することになるため、例えば短時間で温度条件に違いが生じる場合の影響を低減することができ、温度条件の違いによる影響をより一層確実に低減することができる。したがって、広範囲の環境温度下でも精度を確保でき、良好に使用することがより一層確実にできる。
【００７９】
請求項６に係る発明によれば、電流値調整手段が、ブレーキパッドがディスクロータを押圧しない範囲で推力機構を駆動し、当該駆動時における推力機構によるブレーキパッドの移動位置を検出する位置検出手段の出力に基づく推力機構の速度と電動アクチュエータへの電流値とに基づいて、電動アクチュエータへ供給する制動指示信号に応じた電流値を調整することになるため、温度条件の違いによる影響を確実に低減することができる。したがって、広範囲の環境温度下でも精度を確保でき、良好に使用することが確実にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態のブレーキ装置を示す電動キャリパを断面とした構成図である。
【図２】 本発明の一実施形態のブレーキ装置におけるコントローラの制御内容を示すフローチャート図である。
【図３】 本発明の一実施形態のブレーキ装置におけるコントローラの目標モータ電流値を演算する際の制御ブロック図である。
【図４】 本発明の一実施形態のブレーキ装置におけるコントローラの制御マップを示す図である。
【図５】 本発明の一実施形態のブレーキ装置におけるコントローラの粘性係数算出処理の制御内容を示すフローチャート図である。
【図６】 本発明の一実施形態のブレーキ装置のタイミングチャート図であって、（ａ）はモータ位置を、（ｂ）はモータ速度を、（ｃ）は常温時のモータ電流値を、（ｄ）は低温時のモータ電流値をそれぞれ示すものである。
【図７】 本発明の一実施形態のブレーキ装置のモータ速度に対するモータ電流値を示す特性線図である。
【図８】 本発明の一実施形態のブレーキ装置の変形例のタイミングチャート図であって、（ａ）はスロットルスイッチの状態を、（ｂ）はモータ位置を、（ｃ）はモータ速度を、（ｄ）はモータ電流値をそれぞれ示すものである。
【符号の説明】
１０ 電動キャリパ
１１ ディスクロータ
１４，１５ ブレーキパッド
１９ 電動モータ（電動アクチュエータ）
２０ 位置検出器（位置検出手段）
１００ コントローラ（制御手段，電流値調整手段，粘性係数推定手段，ブレーキ予兆検出手段）
１０５ 推力機構

Claims (6)

1. ディスクロータにブレーキパッドを押圧させる推力機構と該推力機構を駆動する電動アクチュエータとを内包する電動キャリパと、制動指示信号に応じた電流を前記電動アクチュエータに供給して制動力を制御する制御手段とを有するブレーキ装置において、
   前記制御手段は、非制動時に前記電動アクチュエータを駆動して前記推力機構の粘性係数を算出し、前記制動指示信号に応じて前記電動アクチュエータへ供給する電流値を前記粘性係数に応じて調整する電流値調整手段を有することを特徴とするブレーキ装置。
2. 前記電動キャリパ内には前記推力機構による前記ブレーキパッドの移動位置を検出する位置検出手段が設けられ、
   前記電流値調整手段は、前記ブレーキパッドが前記ディスクロータを押圧しない範囲で前記推力機構を駆動し、当該駆動時における前記位置検出手段の出力に基づく前記推力機構の速度と前記電動アクチュエータへの電流値とに基づいて前記推力機構の粘性係数を算出する粘性係数推定手段を有することを特徴とする請求項１記載のブレーキ装置。
3. 前記粘性係数推定手段は、前記推力機構を等速度で駆動し、該駆動時の前記電動アクチュエータへの電流値を検出し、当該電流値と前記等速度とに基づいて前記推力機構の粘性係数を算出することを特徴とする請求項２記載のブレーキ装置。
4. 前記粘性係数推定手段は、複数の異なる等速度に切り換えて前記推力機構を駆動するとともに、各駆動時の前記電動アクチュエータへの電流値を検出し、各駆動時の前記等速度と前記電流値とに基づいて前記推力機構の粘性係数を算出することを特徴とする請求項２または３記載のブレーキ装置。
5. 前記制御手段は、制動力付加の予兆を事前に検出するブレーキ予兆検出手段を有し、該ブレーキ予兆検出手段により制動力付加の予兆を検出したときに前記粘性係数推定手段により前記推力機構の粘性係数を算出することを特徴とする請求項２乃至４記載のブレーキ装置。
6. ディスクロータにブレーキパッドを押圧させる推力機構と該推力機構を駆動する電動アクチュエータと前記推力機構による前記ブレーキパッドの移動位置を検出する位置検出手段とを内包する電動キャリパと、制動指示信号に応じた電流を前記電動アクチュエータに供給して制動力を制御する制御手段とを有するブレーキ装置において、
   前記制御手段は、前記ブレーキパッドが前記ディスクロータを押圧しない範囲で前記推力機構を駆動し、当該駆動時における前記位置検出手段の出力に基づく前記推力機構の速度と前記電動アクチュエータへの電流値とに基づいて、前記制動指示信号に応じて前記電動アクチュエータへ供給する電流値を調整する電流値調整手段を有することを特徴とするブレーキ装置。

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